地理信息系统原理和方法

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地理信息系统原理和方法范文第1篇

近年来，城市建设的各个领域都有对GIS技术的需求，在城市管理、城市规划、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等城市建设方面都广泛地应用了GIS技术，效果显著，GIS在城市建设中为政府提供了强有力的管理规划和决策工具。主要以面向建设行业和城镇化建设为鲜明特色的城建类高校应以培养应用型、高素质人才为根本，对学生要求实践能力强，实践是衡量是否培养出适应社会发展的人才的重要标准，提高实践教学水平是城建类院校的当务之急。天津城建大学立足天津、面向全国，服务我国城镇化和城市现代化建设，构建了城市规划与建筑、城市建设、城市生态与环境、城市经济与管理、数字城市、城市文化等6个学科群。天津城建大学从2008年开始招收地理信息科学专业本科生，每年招收两个班，到2013年7月，已培养了两届毕业生，共108名，其中有18名同学考取了研究生。目前天津城建大学已经初步形成较完善的教学体系，培养满足社会需求的地理信息科学人才，但是在很多方面还有待深层次的改革与完善，另外还要积极拓展就业渠道。目前，天津城建大学地理信息科学专业建设中存在一些问题：人才培养目标定位不准，人才培养目标与企业需求脱节；课程体系过于庞杂，主次关系不明确，难以使学生掌握系统性的专业知识；地理信息科学专业实验室的建设远远滞后，实践教学环节的开展往往跟不上理论教学，造成理论与实践相对脱节。同时专业实验课程内容简单孤立、系统性差、连贯性缺乏，多以验证性实验为主，学生的综合能力没有得到全面培养。为了紧跟时代步伐和适应形势发展的需求，地理信息科学专业的人才培养目标定位应适应社会对地理信息科学人才新的需求。根据天津城建大学性质和专业特点，确定符合本校实际的地理信息科学人才培养目标。通过本课题的研究，促进天津城建大学地理信息科学专业的教学改革和发展；进一步更新教育观念，修订培养目标，改革教学内容、课程体系和教学方法，尤其重视应用能力的培养，以适应科学发展观的指导要求，培养能与社会多元化人才需要结构相适应的毕业生，真正实现为地方经济社会发展服务的目的。

二、研究方法

1)文献研究法：文献研究法作为一种单独的研究方法，通过对文献的分析，获得对事物及现象的正确认识。目前，对人才的培养目标定位已有了研究成果，课题组检索相关的国内外文献资料，合理利用已有的著作、论文，通过对资料的系统分析、梳理和归纳，并进行文献综述，分析和研究应用型人才的培养目标定位，总结并借鉴国内外先进的人才培养经验。

2)调查研究法：对天津城建大学地理信息科学专业毕业生的情况进行调查问卷，掌握第一手资料；到相关院校实地走访，结合他人的经验，进行深入的分析。通过调研，收集有关地理信息科学人才培养现状的信息和数据，进行相应的数据统计和处理，对人才培养质量以及实践过程中存在的问题和困难进行分析。

三、城建类高校地理信息科学专业人才培养目标定位

3.1确定地理信息科学人才培养方向与要求

通过到其它高校和就业单位调研，全面了解目前社会对高校地理信息科学专业教学中学生培养目标以及对学生实践能力的需求，同时全面掌握全国高校地理信息科学专业教学中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大学地理信息科学人才的培养方向：培养具备地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、数字测图、计算机应用技术的基础理论、基本知识、基本技能及其在专业领域内的具体应用本领能够在城建、地理国情监测、测绘、资源环境、交通、土地管理等领域从事与地理信息科学相关的应用研究、技术开发、生产管理等工作的应用型人才。本专业学生主要学习并掌握地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、地理学、计算机应用技术方面的基本理论和基本知识，受到应用基础研究思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具有地理信息系统研究、设计的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：掌握地理信息科学、地理学基本理论基本技能；掌握地理信息系统空间分析方法与应用软件、遥感图像处理和地学信息提取技术、GPS定位原理与应用，具有空间分析的基本能力；了解地理信息系统与遥感领域研究发展前沿，能熟练地运用地理信息系统、遥感与GPS定位系统技术解决地理学中的信息采集、分析处理和决策支持等相关问题；④掌握一门外语和计算机应用技能；⑤具有创新意识和协同攻关能力，具备一定的地理信息系统设计、开发或具体应用能力。

3.2专业培养方式

1)课堂教学：通过课堂教学使学生充分掌握GIS基础理论和基本知识。在课堂教学方面注重优化教学内容,增大课堂知识量，提高课堂教学效率，完善教学评价体系，充分调动教师和学生的积极性和主动性，注重采用启发式、提问式、研讨式等教学方法，实现教与学的良性循环。

2)课内实验教学：通过课内GIS基本实验技能训练，培养学生的动手操作能力和科学研究能力。天津城建大学四门课开设了课内实验，如地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验。任课教师确定实验内容，在指导教师的帮助下，由学生独立完成，培养学生发现问题、思考问题和解决问题的能力。

3)实习教学：目的是巩固学生地理信息科学的基本理论，使学生系统掌握地理信息的理论技术和应用的基本技能。使学生能从事地理信息系统软件开发和地理信息工程的设计、建立与应用工作。适应经济建设人才要求，为国民经济建设培养具有创新能力、厚基础、宽口径、高素质、一专多能的应用性专门人才。既培养学生上机操作的实践能力，更好地掌握应用主要商用地理信息系统软件，同时又培养利用常用地理信息系统软件解决实际问题的能力和创新精神，从而达到通过上机实验巩固和拓展理论知识的目的。遥感实习进一步加深对相关专业理论知识的学习和理解；掌握遥感影像处理的一般流程；熟悉专业软件的使用方法；培养一丝不苟的工作态度和团队合作精神。培养学生进行遥感技术应用的实际操作能力，要求理解遥感图像目视解译，了解遥感影像的几何校正、增强处理和计算机分类。熟悉遥感影像获取原理，理解从遥感影像中获取各种信息的处理流程和方法，并熟练掌握一种或几种专业应用软件。GIS程序设计主要包括GIS软件设计和空间数据库设计两部分的内容，分为需求分析、项目管理方案设计、系统总体设计以及系统详细设计、系统部署、运行和维护等阶段。空间数据库系统是GIS软件设计的核心内容之一，进行空间数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据模型以及数据结构，并提出空间数据库相关功能的实现方案。空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现，并将采集的空间数据入库，建立空间数据库管理系统。

4)毕业实习：是地理信息科学专业本科生教学的必要环节，是毕业生走向工作岗位之前的一次综合性实习，是对所学理论知识的一次初步的综合考核。通过毕业实习，使学生进一步理解和领会所学的基本理论，了解地理信息系统技术的发展及应用，较为系统地掌握地理信息系统的基本技能，把所学知识与解决实际问题相联系，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而提高学生从事实际工作的能力。同时，通过毕业实习，为毕业设计收集必要的资料，做好技术、知识、资料的准备工作。5)其他方式：通过天津城建大学学生科技活动资助项目和天津城建大学国家级大学生创新创业训练计划项目管理办法提高学生解决实际问题的能力，增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。让学生积极参加教师的科研项目，鼓励学生参加各种GIS竞赛活动，如MapGIS二次开发大赛、ESRI杯中国大学生GIS软件开发大赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛等，通过竞赛能够培养学生的专业兴趣，激发学生的创新热情。

3.3理论课程体系研究

1)公共基础课主要包括大学英语、大学计算机基础、高级程序设计语言C、高等数学、大学物理等课程。这些课程是为提高人才基本素质需要而设置的专业通修课平台，为培养学生的二次开发能力做好铺垫。

2)学科基础课包括工程图学、线性代数、概率与数理统计、数据库技术与应用、计算机图形学、数据结构、数字测图原理与方法、C#程序设计等。主要为学生奠定好专业基础，

3)专业基础课主要包括经济地理学、摄影测量学、遥感技术与应用、卫星定位原理与应用、地图学与地图设计。这些课程为专业课学习奠定必要基础，是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。

4)专业课主要包括地理信息系统原理、GIS设计与开发、GIS空间分析原理与方法、GIS软件应用和空间数据库等。这些专业知识和专门技能的课程使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能，了解地理信息科学专业的前沿科学技术和发展趋势，培养分析解决地理信息科学专业范围内一般实际问题的能力。

5)选修课包括专业选修课和公共选修课，开设了城市GIS技术与方法、数字城市、城市遥感、城市规划原理。通过这些课程的学习，使学生了解遥感和GIS技术在城市扩张、城市空间基础设施管理、城市规划制定与实施、城市管理功能、土地利用/覆盖、城市环境遥感监测等方面的应用。专业选修课在学生掌握了必备的专业知识的基础上，为了提高学生的专业水平、拓展专业素质、了解专业前沿和交叉学科新知识、新技术、新方法等而设置的。公共选修课是学生根据个人兴趣和实际需要而选择修读课程，该课程有利于提高学生的素质修养、开发学生的创新意识、拓宽学生的知识领域。

3.4实践教学研究

实践教学是深化理论课程知识，培养学生应用能力的有效途径[12]。地理信息科学是一门偏重于技术与实践的学科，应在注重学生理论素质培养的同时，加强应用能力和实践创新意识的培养。实习主要包括三个方面的内容：GIS基础与开发方面、遥感方面和测量方面。实践开设形式包括课内实验教学、实习两个模块。对于课内实验，目前开设了地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验、数据库技术与应用等。对于实习，目前开设了地理信息系统基础实习、地理信息系统应用实习、遥感实习、GIS程序设计实习、数字地形图测绘实习、卫星定位原理与应用实习、毕业实习和毕业设计。加强实验室环境的建设，加强校企合作。培养学生从数据采集、数据编辑到数据库管理、空间分析再到系统开发的动手能力，熟练操作常用地理信息科学软件，并面向工程应用前沿与前沿领域开展科学研究和工程实践，拓宽应用领域。鼓励学生参与大学生科研立项，参加GIS大赛，并积极参与老师所研究的项目。完善实践教学体系，强化实习基地建设。

四、结束语

地理信息系统原理和方法范文第2篇

关键词：农林院校；GIS原理课程；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0133-02

地理信息系统简称GIS，是20世纪60年代中期开始发展起来的新技术。其是指在计算机软硬件支持下，把地理数据以一定的格式输入、编辑、存储、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。地理信息系统具有强大的处理空间数据的能力，如图形数字化、地理数据的空间分析、地形数据的三维模拟、虚拟场景、地图输出等[1]。自1963年加拿大测量学家R.F Tomlinson提出了地理信息系统这一术语以来，由于计算机技术及网络技术的发展，使地理数据的编辑、存储及传输效率得到了极大的提高，在社会的各行各业得到了广泛的应用，特别是从简单的基础信息管理转向更复杂城乡规划与管理及城市交通、水力水电等的实际应用，逐渐成为人们解决复杂空间辅助决策的工具，促进了地理信息产业的形成并得到了长足的发展。随着GIS向产业化方向深入和发展，GIS技术已经渗透到包括农业在内的许多领域。在县域的资源环境的管理和调查中，地籍管理、城市的管网建设与维护、自然资源调查、流域管理、生态环境的建设与管理等方面都得到了广泛的应用。GIS技术发展的起源就是要解决林业资源清查、农业土地调查等任务而提出的，这就需要了解或掌握农业领域的相差知识与理论，高等农业院校在这方面有着得天独厚的优势。GIS技术在农业领域的应用水平也反映出该地区农业管理与发展的水平，中国又是一个农业大国，农业的发展迫切需要一大批掌握农业知识或理论的GIS应用型人才来实现。近年来随着GIS技术发展和应用，其在解决农业领域的一系列问题具有很强的优势。农业院校许多专业的研究领域都与地理空间有关，如：农作物估产、精确农业、景观生态学、水土流失治理、土地管理、地籍调查与管理、环境管理、资源环境与城乡规划、农业区划等，取得了非常丰硕的成果。因此GIS技术作为现代高新科学技术，在农业及林业领域将得到普遍应用和迅猛发展。

一、农林院校GIS课程内容体系

1.GIS理论教学体系。由地理信息系统基础知识、地理数据结构及文件组织、空间数据的采集与处理、空间数据库、空间分析、地理信息系统产品输出、地理信息系统设计与建立和地理信息系统在各专业领域的应用8部分构成。①地理信息系统基础知识：包括地理信息系统的基本概念，基本构成，地理信息系统的形成与发展，GIS技术的应用。②地理数据结构及文件组织：包括空间信息的概念及描述方法，空间数据的拓扑关系，栅格和矢量数据编码方法及其相互转换和空间数据库的特点、结构以及数据库模型。以ArcGIS10.0软件为例，利用coverage数据格式与shape数据格式的农业相关数据进行比较，如土壤数据、土地数据以及农作物信息数据等，剖析数据结构及文件的组织形式。③空间数据的采集与处理：包括空间数据的采集方式，空间数据的压缩处理方法，空间数据质量及元数据。以农业领域中的空间数据采集与处理的特点与方法为例，如土壤信息，作物信息等加以详细介绍与举例。重点讲述已有图形的录入和CAD、MAPGIS及MAPINFO等数据的转入。④空间数据库的建立：重点介绍面向对象的数据模型和常用平台软件采用的数据模型。⑤空间分析：包括GIS中模型的概念，空间查询与量算的方法，空间分析原理及方法。⑥GIS产品输出：包括空间决策支持与专家系统，地理信息系统产品输出，电子地图的特点及制作过程。主要以作物施肥专家系统、耕地评价信息系统等为例加以介绍。⑦GIS设计与建立：GIS系统定义、系统总体设计、系统详细设计、系统实施、系统测试及维护等的方法、步骤、工具以及GIS设计项目管理与质量保证的相关理论方法。⑧GIS应用：GIS在区域规划管理、农业信息管理、环境监测、道路交通管理、地震灾害和损失估计以及军事等方面的应用。

2.GIS课程实践教学体系。地理信息系统是一门理论性、实践性都很强的课程，GIS教学不仅仅是让学生了解一些理论和发展趋势，更重要的是让学生通过更多的实践学习，培养自己利用现代高科技技术手段获取地理信息、运用地理信息、处理地理信息的能力，为今后的工作和研究做技术上的准备。从学生知识结构和学习规律出发，在地理信息系统课程中，强调理论与实践相结合，因而在本课程的实践教学中注重学生设备操作能力、软件应用能力、程序设计能力和分析解决专业问题能力的培养，要求学生进行空间数据的输入、处理，设计空间查询、分析量算及统计程序，掌握各种空间分析的原理、步骤、插值处理及空间信息分类的方法，空间数据的输出等。

二、GIS课程教学方法改革

地理信息系统原理和方法范文第3篇

关键词：地理信息系统；测绘制图； 应用；优势；特点；未来发展；传统测绘方式

中图分类号：[P208]文献标识码：A

测绘是一项较为复杂而又繁重的工作，其工作的主要内容是为城市或者矿区提供不同比例尺的地图，为生活和生产提供更加准确的数据，以实现安全生产和生活。通过地理信息系统在测绘中的应用，有效的提高了测绘的数据准确性。那么地理信息系统的概念和原理是什么？它又有着什么样的特点？在测绘中又有何种应用？下面我们一起来对地理信息系统在测绘中的应用进行探索。

一、地理信息系统概述

地理信息系统即GIS，是一种特定的十分重要的空间信息系统，目前广泛应用于世界各行各业，不仅能够对地理测量、测绘、制图提供精度较高的数据，也应用于天气预报、电子地图等地方，给人们的工作和生活带来便捷。GIS是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。可以说，地理信息系统的出现弥补了传统测绘工具的不足，使测绘工作得到了升华。地理信息系统按照功能的不同分为专题地理信息系统、区域地理信息系统和地理信息系统工具；按照内容可以分为城市信息系统、自然资源查询信息系统、规划与评估信息系统、土地管理信息系统等。

地理信息系统主要有以下四大特点：（1）地理信息系统的定位基础为公共地理；（2）地理信息系统具备采集、管理、数据分析和输出等能力；（3）地理信息系统以分析模型驱动，并且很好的空间综合分析和动态预测能力，同时也能产生高层次的地理信息；（4）地理信息系统以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

二、传统测绘方式的弊端及问题

传统的测绘方式没有引入地理信息系统，而是通过经纬仪、测距仪等测绘工具，由人工来到实地进行信息的采集，并且也是由人工来进行数据处理、表格的制作和图像制作。虽然在当时这种方式是测绘工作中的主流，但是随着科学技术的发展和对测绘需求的提升，这种方式已经无法满足测绘的工作，因此急需要出现新的手段来满足测绘工作的需求。传统测绘方式所暴露出的问题主要有如下几种：

1. 耗费时力

传统的测绘方式由于采用人工来进行数据采集，因此要耗费很多的时间和人力。测绘人员不仅要到现场采用一些测绘工具来进行数据的采集，并且在采集完毕还要回到工作场所对数据进行分析和整理，在数据的处理上所花费的时间要远远超越测绘的实践。

2. 易出现误差

误差的产生在传统测绘的各个环节都很容易出现，不仅可能出现在数据采集的阶段，也可能出现在数据分析的阶段，也有可能出现在后期的制图和制表的过程中。人工的测绘工作方式很难完全避免，就算测绘人员十分的小心谨慎应对工作中的问题，还是会产生或多或少的失误，使最终的测绘结果出现偏差。

3. 效率过低

复杂的测绘过程和人工操作使得传统测绘方式的工作效率过低，往往一个测绘结果需要很多人长时间的工作才能取得，而当前先进的测绘技术可以将各种数据通过计算机进行采集和数据处理，人工需要花费数日的结果只需要程序的计算和输出，在几分钟内即可完成。

除了上述列出的三点之外，传统的测绘方式还有很多问题，例如，测绘信息由于环境、气候的原因在采集的过程中难度较大；测绘输出结果的专业性国强，只有少数人能够理解，使得信息的传递过于缓慢。传统测绘方式的种种弊端表明，人工信息采集和传统测绘工具已经无法适应当今测绘工作的需求，因此需要作出创新和改变。

三、地理信息系统在测绘工作中的应用

地理信息系统的突出优势

创新的地理信息系统的出现给传统的测绘方式带来了沉重的打击，在新技术的映照下，传统测绘方式黯然失色，地理信息系统的创新优势也有所凸显，主要来说，有如下几个方面：

1. 节省时间和精力

与传统的测绘方式相比，地理信息系统大大的节省了测绘工作中所需要的时间和精力，通过先进的工作方式和流程，使传统的人力工作全部转化为计算机工作，远远超越了人工操作的工作效率，在较短的时间内就能完成人工需要长时间完成的工作，大大的缩短了测绘工作的整体流程和工作时间。

2. 时效性较强

在测绘工作中，时效性是非常重要的，例如对于天天气预报来说，如果通过传统测绘工作的人工采集、分析、制图等复杂的过程，很容易当结果出来后实际情况变化了，无法正确的对信息进行传达。而地理信息系统可以实时根据环境的变化来调整和分析结果，通过对卫星、监控系统等新技术的应用，就能够实时的对测绘地点进行监控，并且能够根据地理环境的变化及时的做出反应并对测绘的结果进行更改，确保测绘的结果都是即时的、有效的。

3. 提高准确性，避免误差

由于计算机的实时监控，使得测绘的结果更加准确且易于使用。地理信息系统的工作过程是通过计算机预先录入的程序来进行采集、输入、分析、整理工作的，由于计算机系统在工作的过程中能够最大程度的降低操作的事物，因此测绘结果更加的准确和准确。同时，测绘工作中的制图、制表等也是通过计算机的程序来完成的，使得制图的色彩、准确性比例等更加接近与完美，在对测绘结果的执行过程中也更加的科学、有效。

综上所述，地理信息系统在测绘工作中呈现了非常突出的优势，使得测绘工作更加顺利的进行，其在测绘工作中的重要性也日益凸显，逐渐取代传统测绘方法成为当前备受关注的测绘手段。

地理信息系统在测绘工作中的未来趋势

由于地理信息系统在测绘工作中的优势，使得其未来将得到迅猛的发展。在未来的测绘工作中，地理信息系统一定可以成为广泛应用的测绘方法，以适应不断发展的中国数字科技需求。我国未来的发展趋势是构建数字中国和数字地球，因此需要大量的测绘工作参与其中，地理信息系统作为其中的得力助手，也将与测绘工作一起，进一步实现发展、创新与变革。在未来的发展过程中，地理信息系统必定与其他先进的技术结合，形成新的测绘方法。例如，可以与通信技术、卫星、遥感系统等结合，进一步的提升测绘工作的精细程度，使我国的测绘工作达到新的高度。

四、结语

随着我国科学技术的发展，越来越多的新技术将运用到测绘工作中，给测绘工作带来创新和变革。地理信息系统由于其时效性和快速准确性，目前已逐步取代传统测绘方式，成为测绘工作中的得力手段。希望在业内人士的共同努力下，会出现更多的新技术，来带动测绘行业的快速发展，使我国的测绘行业得到更加蓬勃的生命力。

参考文献：

[1]孙文英. 浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J]. 电子世界,2013,10:100.

[2]赵科. 浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J]. 科技创新与应用,2013,19:133.

[3]李卫,李海平,李香莉. 试析地理信息系统在测绘中的运用[J]. 民营科技,2012,04:87.

地理信息系统原理和方法范文第4篇

[关键词]地理信息系统 空间数据 数据管理

中图分类号：UI69 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0350-01

1、地理信息系统与其他系统的区别与联系

从地理信息系统的发展过程可以看出，地理信息系统的产生、发展与制图系统存在着密切的联系，两者相同之处是基于空间数据的表达、显示和处理，从系统构成和功能上看，一个地理信息系统具有机制制图系统所有组成和功能，并且地理信息系统还具有数据处理功能。

地理信息系统和数据库管理系统的区别就在于地理信息系统具有对空间数据进行解释、判断和分析的能力，而不是简单的数据管理，数据中的信息也能被广泛地利用，它的核心就是具有独特的数据管理，因此，地理信息系统是能对空间数据进行分析的数据库管理系统，地理信息系统必须包含数据库管理系统。

地理信息系统对图形数据和属性数据库进行分析和应用，是以文件管理的形式储存图形，并且图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系等。它与地图数据库以及地理数据库的区别是地理信息系统仅仅是将数字地图有组织地存放起来、不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的分析，它是地理信息系统的数据源。

地理信息系统和CAD系统的区别是，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，它在属性方面弱，更缺乏分析和判断能力。

计算机制图是地理信息系统采集、储存、处理空间数据的有力工具和手段。严格地讲，计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础，并且利用电子计算机及其连接的输入、输出装置作为主要工具，采用数据库技术和图形数字处理的方法来实现地图信息的获取、变换、传输、识别、储存、处理、显示和绘图输出等。计算机地图制图又称机助制图。地理信息系统的数据源通过不同的地图制图表现出来。例如：在测绘制图中，点的坐标，水系，道路，房屋以及植被面的属性等，利用不同的软件绘制和表现出来等等。

2、地理信息系统具有的特征

地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘科学，它具有多学科交叉的特征，地理信息系统又是计算机化的信息系统，需要得到计算机硬件和软件系统的支持。

地理信息系统处理的对象为地理空间信息，地理信息系统用于处理自然界特定空间内各种地理现象的信息，地理信息系统的核心组成是地理数据库和空间数据库，包括属性数据库、图形数据库和遥感影像数据库等，地理信息系统能够在同一的平台内综合处理这些信息，这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点，并且包含的内容是丰富的和广泛的。

地理信息系统可以根据实际需要设计生产各种地图，它通过图表、文字、色彩等信息形象的表现出来，地理信息系统具有强大的制图功能，完全可以代替传统制图和一般意义上的机助制图技术。地理信息系统具有空间分析功能，从而使地理信息系统区别于机助制图系统，也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力。空间模拟地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。地理信息系统可以依据系统应用模型，快速模拟自然过程的演变和过程，取得地理预测和实验的结果。

在各行各业中，通过地理信息系统选择优化方案，避免不合理的决策，并且解决资源、环境、社会、经济和人口有关的实际应用课题，在经济社会中有助于决策支持系统。地理信息系统除了具有信息的一般特性还具有以下独特特性：①空间分布性。它具有先定位后定性以及在区域上的分布特点，属性的表现形式是多层次的。②数据量大。因为它具有空间特征和属性特征还随时间的变化而变化，所以数据量很大。③地理信息系统具有载体的多样性，除物体的物质和能量本身外，还通过文字、数字、影像、符号、磁带、光盘等等来描述地理实体。

3、地理信息系统的主要应用

从地理信息系统和其他系统的区别与联系以及地理信息系统特征和地理信息系统的分类中不难看出，地理信息系统的发展前景广阔，表现在网络化、标准化、数据商业化、系统的专门化、企业化、全球化、大众化和智能化。地理信息系统是一种对自然与人类应用非常广泛的系统工具，它的博才取胜和运筹帷幄的优势，使它成为能够影响人们生活的各个方面、有关各行各业经济技术发展的基本工具。它的应用分为两种情况，一种是利用地理信息系统来处理用户的数据，在地理信息系统的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的地理信息系统软件，并且在测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾情监测、环境保护、国防、宏观决策支持等一百多个领域，取得了良好的社会经济效益，下面结合例子来论述地理信息系统的广泛应用。

地理信息系统在综合分析评价与模拟预测中的应用，它不仅对地理空间数据进行编码、存储和提取，而且通过世界模拟，得到综合评价，并且用这些数据以命令、函数和分析模拟程序对未来结果作出定量的和趋势预测，对比不同决策方案的效果以及产生的后果，做出最优决策，避免和预防灾难发生。例如，通过对大兴安岭火灾的研究、普查和分析，应用系统对十几万个数据进行分析筛选出气温、风速、降水等气候要素，以及植被生长情况、积雪覆盖程度，用模糊数学方法建立数学模型，并且建立微机系统多因子的综合指标来预防灾情发生。

地理信息系统在测绘事业中的应用，地理信息系统技术、遥感技术和全球定位技术，为测绘事业的发展起决定的作用，使地图数据的获取和成图流程都发生了根本的改变，成图的周期大大缩短，保证精度提高，促成地图品种的多样化。

地理信息系统在地理空间数据管理中的应用，它可以对地理数据的采集和组织进行有效的数据库管理、更新、维护，且可对在决策中所需的地理信息，用多种方式进行快速查询和检查。例如在城市建设中，地面下的类管线以及测量控制网，规划路线等基础图形数据，通过地理信息系统的实现，对地下管线信息的全方位的现代化管理，为市政工程设计以及规划建设提供查询服务，一旦遇到问题，可以快速提出坚决方案。

在资源管理和环境保护中的作用，利用地理信息系统可以进行资源清查，将各方面来源的数据汇聚在一起，通过系统的分析使原始的数据快速再现，根据不同时期的土地类型以及土地利用现状的分析，进行合理的开发和科学的管理。在环境保护方面，利用地理信息系统建立了环境检测，分析及预报系统，客观、全面、正确地反映区域的污染程度以及空间的分布状态。为实现环境管理的科学化和自动化提供最基本的条件。

参考文献

地理信息系统原理和方法范文第5篇

关键词：地理信息系统 区域商业环境 区域经济发展 区域营销战略

信息和信息技术加剧了全球化进程、塑造了新的生产方式、改变了商业规则，自然也影响到区域经济发展的策略、规划和实施。随着地理信息技术的广泛应用和地理数据的长期积累，地理信息和地理信息系统在区域性商业和经济活动中，将越来越重要。据估算，超过80%的商业和经济数据具有空间特性或与位置有关；有效地开发和利用这些空间性的数据，可以优化配置资源，降低商业运行成本，并规划、监测、改善区域商业和经济环境。地理信息系统可以应用到社会经济数据的管理、分析、描绘，为解决复杂的区域经济问题提供地图表现、区域营销、空间决策支持、空间规划等服务。本文从理论上探讨地理信息、商业环境和区域经济发展间的关系，并结合中国广东的区域发展状况，系统地分析地理信息和地理信息技术在商业和区域经济中的应用，旨在改善区域商业环境，提高区域经济竞争力和塑造区域形象，为区域经济的持续增长创造条件。

1 从区域商业和经济的角度看地理信息系统

学术界对于地理信息系统概念的理解是比较多样化的。地理信息系统(GIS)是一门新技术，在其产生后短短的三、四十年的历史中得到了迅速的发展，一个十分重要的原因在于GIS集数据库、制图、空间分析功能为一体，并以对空间数据进行分析的功能为其特色。GIS的出现为各行各业繁杂的数据管理、多源的成果表达形式和空间数据分析提供了最为快速、方便、准确的方法和手段。地理信息系统是一门多学科的边缘综合性学科，其核心技术是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析。在应用领域中，它和遥感系统(RS)、全球定位系统(GPS)密切结合，更加发挥出它的巨大作用，使其在调查、分析、决策、管理和控制等方面显示了它的不可替代的支持功能。

地理信息系统在研究、开发和市场化方面取得了很大的进展，主要表现在四个方面:①地理信息系统的组织结构，从单用户的桌面系统和专业化的部门系统，转向融入业务流程的企业级系统，以及基于Internet的公众参与系统；从单一的结构层次和客户机-服务器模式二层结构，转向基于Web技术的三层结构。②地理信息系统的认识论、方法论和实际应用方面的研究越来越多样化，传统的以数据、技术和应用为主体的信息系统，强调空间数据模型、空间分析、空间可视化、智能信息技术等；以信息学、地理学和社会学理论为基础的地理信息科学，着重研究使用地理信息和地理信息技术背后的一系列技术和理论问题。③强调开放型的地理信息系统，即基于Internet的、可互操作的、可公众参与的地理信息系统，目的是为开发商提供一系列地理信息标准和地理信息技术方案，最终为社会提供廉价的地理信息和相应的应用服务。④地理信息市场正日益扩大，正逐渐从以政府部门为主的专业用户市场，转向以私人机构为主的商业用户市场，地理数据正直接或间接地渗透到包括商业和经济在内的各种社会活动中。

地理信息系统使用多种空间模型，如点—场模型、网格模型、拓扑模型、对象模型等，并配合关系型或对象型数据库管理系统，来表现不同尺度的自然和社会现象，广泛地应用于空间数据管理、空间规划、空间决策、资源分配、区域营销等方面。很多商业组织，包括政府医疗部门、零售商、直销商等，越来越对带有位置信息的社会经济数据感兴趣。由于希望减少决策方面的不确定性和风险，人们总是倾向于掌握更多的信息，倾向于规划和控制未来的行为；地理信息和地理信息技术，将会随着相关工具研究和开发的成熟，逐渐渗透到经济活动的很多方面。从空间经济角度看，地理信息系统是一个能够改变空间经济体系的重要元素之一。在区域经济发展过程中，地理信息技术是(现有的或潜在的)广泛应用于战略决策、方案评估和决策实现的重要技术手段之一。在日常商业和经济活动中，大规模地使用地理信息和地理信息系统，似乎并不遥远；工业界的微软公司正在研究将数字地图技术嵌入到日常办公软件中，Open GIS联盟正致力于定义和开发标准化的可互操作的开放式地理信息系统 。

2 从地理学看区域商业环境

改善投资和商业环境，吸引区外和国外的直接投资，不仅被发展中国家，也被发达国家用来作为区域经济发展的重要手段之一。二战后，在美国、英国和荷兰等西方国家中，一个重要的城市经济发展目标就是营造良好的企业运行环境，从而吸引外国投资。当今中国的经济发展正处于资源驱动的成熟期和投资驱动起步期，吸引资本是区域经济发展的重要手段之一。为制定“适当”的区域经济发展政策，政府需要及时地理解、评估、监测本地的商业运行环境和变化趋势，为投资人提供宏观的指导和服务。商业环境的概念对于处在经济转型期的需要引入市场机制的中国，具有特别重要的意义。

定义什么是商业(投资)环境并不是一件容易的事情，因为精确地定义商业的概念也是困难的。不同的学科背景，不同的学者对商业环境的认识也有差别。简单地理解，商业环境是商业组织所处的外部环境，包括背景性的环境和运行性的环境。从国际商业的角度，商业环境指一个公司之外的，影响到公司的全部要素之和。为了便于“管理”商业环境，学者们提出了一些模型，如国内模型、国际模型和工业模型。

空间性是商业环境的重要特征之一。考虑到有多种多样的因素影响到整个商业活动，不同的区域具有不同的商业环境。即使对于同一地理区域，不同的商业组织，由于其业务范围的差异，将形成多个主观性商业环境认知。随着商业目标的变化和商业决策的调整，企业也需要重新调整对于外围环境的认识。另一方面，在不同尺度的地理区域中，商业环境的概念具有明显的差异；对于不同空间尺度的商业环境的研究，例如全球和国际性的宏观区域、国家和区域性的中观区域、城市和本地性的微观区域，强调的重点往往是不一样的，研究目的也不相同。

研究区域商业环境对于中国的区域经济发展具有重要意义。理解商业空间特征，把握空间变化趋势，监测商业环境的变化，宏观上和中观上可以为区域经济发展提供战略决策信息，制定总体规划，微观上也可为投资者提供指导和服务。从本地政府的角度，研究本地区域性的商业环境，可以帮助本地企业家和潜在的投资者，为他们提供决策信息，分析市场范围和价值，有利于制定公司远期发展目标。

3 地理信息系统与区域营销战略

简单地理解，区域营销(Place-marketing)“理论”主要是从城市规划理论和市场营销理论相结合而发展来的。一个地方或区域，具有一定数量的“资源”，如基础设施、房地产、公园、大学、博物馆、海滩、居民等。区域营销理论将地方或区域资源当作是产品，将这些区域内的投资者、游客等买家当作是消费者。区域营销的发展策略包含两大要素：区域规划、开发和产品营销。区域规划、开发主要是为了改善本地的硬件和软件环境；区域产品营销，一方面着重分析本地的市场状况，以市场构成指导地方的规划和建设，另一方面，通过多种手段，塑造本地形象，吸引消费者。区域营销在不同的社会背景、不同的发展目标和不同的发展阶段，有不同的方式和策略。

区域营销作为区域发展策略在北美和西欧的一些城市的实施相对比较成功，但也存在一些不足的地方。传统的区域营销理论着重从本地角度研究区域的“产品”、“消费者”和“市场”，以此作为振兴区域城市经济、塑造区域形象、选择样板项目、销售本地产品和服务的基本依据。以区域营销作为区域规划工具有一定的局限性，也往往有不少误区。第一，将营销学的概念引入区域发展策略时，并不容易有效地鉴别区域的消费者，依此制定的目标和战略规划存在一定的不确定性。第二，区域营销注重本地的发展，往往可能和相邻的区域在竞争方面产生冲突，若多个地区同时竞争相同的资源和客户，可能会产生一些负面效应。第三，地理的空间要素，虽然在一些区域营销理论的论述中提到，但很少深入地讨论。第四，信息技术，特别是地理信息技术，与区域营销间的关系，也几乎没有理论方面的讨论和实践方面的验证。

地理信息系统正逐渐被营销学接受，成为营销管理的重要工具之一；它可以应用到以营销学为基础的区域营销战略中，改进传统的区域营销手段。一方面，地理空间是经济的重要因素之一，Krugman认为“跨越空间的交易存在费用，生产中存在规模经济”；专长于空间信息管理和分析的地理信息系统，是区域经济管理的重要工具。另一方面，基于地理位置的人口统计和社会经济数据统计，很大程度上改变了以往的市场分析方法，也为商业带来了新的营销手段。从地理信息科学的角度，重新审视区域营销策略，提供新的区域营销工具，可以在一定程度上弥补传统区域营销理论的不足。

基于地理信息和地理信息系统，区域营销的内容、目标、手段、数据和技术有了进一步的扩充和提高。如果存在小尺度空间上的人口统计数据、社会经济统计数据、基本的地理区域数据、适当的消费行为调查数据和研究模型，地理信息系统可用来方便地分析市场的组成结构和空间形态，从而为本地的设施管理和公共服务(如健康服务、交通和通讯设施服务、紧急情况服务、土地利用管理、城市空间规划等)提供有效的决策支持信息。基于Internet网络的多媒体信息技术和地理信息系统，可以打破区域空间限制，在全球范围内塑造区域形象和组织“促销”。区域营销需要的技术和数据在美国已经基本成熟，低价位的软件工具和空间数据，已形成一定的市场规模，很多官方和私人机构的网站上也已经有相当多的数据供应。在中国，计算机化的数据积累比较少，地理信息系统也相对昂贵，区域营销的手段还比较单一；但随着中国内部和国际间区域竞争的加剧，环境与资源问题的突出，地理信息系统有很广阔的应用潜力，将成为区域经济发展的重要工具。

4 适应区域营销战略的区域地理信息系统（以广东为例）

广东区域经济发展面临不少问题，如环境和资源的矛盾比较突出，地区经济水平很不平衡，特别是持续经济增长动力不足等。从区域营销战略的思路出发，本节着重从三个层次探讨适应区域营销战略的区域地理信息系统：①将已有数据资源空间化，建立基于地理空间的社会经济数据库系统；②建立基于Internet网络的数据交换中心，供应廉价或免费的空间数据；③地理信息系统技术开发和应用推广。

社会经济数据库系统是区域经济决策的重要依据之一。传统的社会经济系统，其数据结构主要以关系型的数据库为主，按专题和时间序列设计成数据表格，在某种意义上，是将传统的印刷年鉴资料数字化，便于学者统计分析和建立区域经济分析模型。比较新的趋势是（很多国家的统计部门）直接出版数字化的统计和抽样资料，并引入地理空间概念。在地理信息系统的支持下，用户可以根据自己的专业概念和应用目的，将这些统计数据按照一定的框架、方法、模型进行显示、模拟、聚集、抽象、转换。但是，建立详尽的社会经济数据库系统不仅需要比较多的资源，而且尚有一定的技术难度。一个比较实际的做法是充分利用现有的统计资料，建立标准化的地理编码，将现有的统计数据和地理数据合成。

建立基于Internet网络的空间数据服务中心的最终目的，是为各种各样的用户供应廉价或免费的空间数据。建设空间数据服务中心，首先要建立或引用一套空间数据质量标准、交换标准和描述标准；然后在区域性的信息基础设施上建立基于Web站点的空间数据仓储，使用户能够检索到数据储备，并了解数据的主题、空间范围、质量、版权等；如果有需要，用户还可以方便、快速地获得所需的数据。初级的数据仓储，主要是将区域性的地理和社会经济数据，采用几种常见的数据格式，存储于Web服务器，用户可以通过专门网页进行数据查询和下载。再进一步，建立专门的空间数据仓储和数据交割中心，加上比较完备的元数据和目录索引技术(如ANSI NISO的Z39.50标准)，构成空间数据基础设施。用户可以使用普通的数据引擎，使用关键字检索所需的空间数据。美国的大多数州已经建成了这样的数据服务中心。更先进的空间数据服务中心，是建立在“互操作”概念上的空间数据的共享、地理信息工具的共享；它的核心内容是分布式数据管理、协同计算，但这种理想的系统仍处于研究和开发的初级阶段。

区域地理信息系统的应用开发非常多样化，如:①规划用于基础设施、教育、研究开发和医疗服务方面的公共投资；②理性地分配自然资源和控制土地使用；③服务于商业机会的寻找、筛选和战略决策；④分析人口、社会经济活动的空间分布，模拟市场的空间分割；⑤为商业公司和政府部门提供决策信息等。这样的应用系统在中国目前还很少见或仅是原形系统，如服务于“招商引资”的京九铁路沿线投资环境信息系统。在美国已经有了一些应用的例子，如Economic Development Administration，Department of Commerce的Economic development geographic information systems，用于支持商业扩张和制定经济发展政策。开发多种多样的地理信息应用是区域营销战略成功的关键之一。

5 初步结论

面向商业和经济发展的地理信息系统仍然是一个比较新的概念，因而在实际应用中，会有很多不能确定的问题。其中两个最重要的问题是空间数据的缺乏和技术推广的困难。在中国，空间数据库的积累比较少，即使有一些数据存在，数据结构和格式也往往难于交换和共享；数据的积累需要消耗比较多的投资，这与中国的资金短缺相矛盾。同时，设计和实现可运行的、廉价的面向商业和经济发展的地理信息系统，对于现有的技术，也是一个很大的挑战。当前的GIS，仅只是“界面友好”，不是“应用友好”，只对GIS专业人员而言具有强大的功能，普通的用户却难于了解和掌握它。面向商业和经济发展的地理信息和地理信息技术，对经济的影响是长期性的，对于塑造灵活的、具有竞争能力的商业，在组织生产、营销、决策等方面具有一定的帮助作用；但另一方面，它需要高额资金投入，也要培养相应的专业人材，这些对于发展中国家并不是一件容易的事情。发展中国家的空间数据基础设施，几乎还没有启动，最多处于建设初期，空间信息仓储仍有待建立，更谈不上廉价的地理信息供应和地理技术服务。这些都会阻碍地理信息和地理技术的传播和推广。

地理信息系统与商业和经济(作为一般性的题目)和地理信息系统与基于区域营销的经济发展(作为一个子题目)，都是复杂的研究课题，本文只是一个初步总结，还有很多课题需要深入地研究。在技术层次上，需要结合中国的经济和技术现状，积累数字化的地理信息，利用已经存在的数据，逐步建立空间数据基础设施和空间信息仓储，并向社会提供廉价的地理信息和地理信息技术。在区域商业和经济发展层次上，仔细考虑空间在商业和经济活动中的重要性，将地理信息系统作为区域发展的战略工具和可以降低商业运行(生产、运输、营销和零售)成本的日常工具。从经济学的角度，空间经济只是经济的一个侧面，地理信息和地理信息技术应当和其它经济工具协调使用、相互补充。在中国的现实状况下，如何有效地积累地理空间数据，推广地理信息技术，建设有效的空间信息服务体系，如何将之溶入企业和政府的管理、评估、规划和决策业务中，如何合理使用稀有资源、降低交易成本等，都需要更深入的研究。

参考文献

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[2]陈才.区域经济地理学[M].北京:科学出版社，2001.

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[4] 张钢，朱文隽.地理信息系统在区域经济问题研究中的应用，上海电机学院学报，2005年第2期