地理信息系统原理与方法

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地理信息系统原理与方法范文第1篇

关键词：景观生态学，地理信息系统，生态适宜性分析，生态敏感性分析

1. 地理信息系统与景观生态学概述

1.1 地理信息系统功能及特征

地理信息系统(GIS)作为一种由计算机硬件、软件以及规则组成的系统，能够支持空间数据的获取、管理、操作、分析、模拟及显示，并解决复杂的计划及管理问题。地理信息系统区别于其它信息系统的关键之处是，地理信息系统强调空间实体及其关系，注重空间分析与模拟操作。从技术角度而言，地理信息系统能够有效利用地理学的原理来组织和综合各种不同时序的空间数据集的能力。具体表现在两个方面：其一，地理信息系统具有强大的对空间数据的处理和对现实世界的模拟能力；其二，地理信息系统也可以通过时空模型构建，分析地理要素发展的时空变化,为咨询、规划与决策提供技术支持。

地理信息系统的应用领域包括资源管理、资源配置、城市规划和管理、土地信息系统和地籍管理、生态环境管理与模拟、应急响应、地学研究与应用、商业与市场、基础设施管理、网络分析和可视化应用等与地理空间信息相关的各个领域。地理信息系统之所以普遍运用，与其自身的特征优势是分不开的，具体表现为：一是具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息能力，具有空间性和动态性；二是以地学研究和地学决策为目的，以地学模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次高质量的派生信息；三是由计算机系统支持进行空间数据管理，并由计算机程序模拟，获得专门数据的地学分析方法或模型，作用于空间数据产生有用信息，快速准确地提供科学决策依据。

1.2 景观生态学研究特点

景观生态学的概念由德国著名植物学家特罗尔于1939年提出后，引起了越来越多学者的重视并广泛应用于各个领域。

景观生态学是以景观为对象，通过能量流、物质流、物种流及信息流在地球表层的交换，研究景观的空间结构、内部功能、时间与空间的相互关系以及时空模型的建立。景观生态学把地理学研究空间相互作用的水平方向与生态学研究功能相互作用的垂直方向结合起来，并探讨空间异质性的发展和动态及其对生物和非生物过程的影响以及空间异质性的管理。

目前，景观生态学的研究焦点是在较大的空间和时间尺度上生态系统的空间格局和生态过程，强调空间格局，生态学过程和尺度之间的相互作用。这也就决定了景观生态学研究的一个重要方向就是在一个相对较大的区域尺度上，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理、景观的空间格局、优化结构，从而达到合理利用和保护景观的目的。

从上述景观生态学的研究特点可以看出，景观生态学研究是建立在大尺度上，空间显性地研究景观格局功能及其动态，这就要求研究者能够处理大规模变化着的空间数据景观生态学这种要求使之必然选择地理信息系统作为研究工具。

2.生态适宜性评价原理及实证研究

景观生态学在对区域大尺度上对一系列的生态系统的空间性质及其相互关系的进行研究，也决定了其必然需要获取对大量的不同时序的空间数据来进行分析和处理，地理信息系统技术在很大程度上解决了景观生态学研究所面临的这一关键问题，并逐渐成为景观生态学研究的重要特征之一。

地理信息系统技术在景观生态学中的应用主要是利用地理信息系统软件的强大的空间数据存储、分析和处理特性，并结合景观生态学方面的基本原理，已达到优化景观空间格局，合理利用和保护生态景观的目的。

2.1分析原理

生态适宜性分析涵义比较广泛，既可以指区域土地的生态现状及开发条件，也可以指区域或特定的空间其生态环境条件的最适生态利用方向，还可以是规划区内确定的土地利用方式对生态因素的影响程度（生态因素对给定的土地利用方式的适宜状况和程度）。它是土地开发利用适宜程度的依据。

在进行适宜性分析评价时需要考虑的影响因子有很多，生态方面的，经济发展方面的等等都有，不过通常情况下，适宜性分析主要考虑的是生态方面的限制性因素，如与水源，生态敏感地的距离，坡度高程等因素，所以通常意义上的适宜性评价可以狭义的理解为是生态适宜性评价。

2.2 分析方法

生态适宜性分析多采用叠加分析法，其分析过程（如图1）可以归纳如下：

第一，明确与适宜性分析相关的因子（一般由参考他人研究凭经验获得因子，也可以由相关领域的专家来确定，即德尔菲法确定），确定各个因子之间的关系及相对重要性，并对每个因子赋以权重；

第二，根据单个因子在空间上的分布状况，针对适宜性评价的目标进行分级，形成单因子的生态适宜性评价图；

第三，按照每个因子的权重对单个因子的生态适宜性结果进行叠加，获得多因子生态适宜性分析结果；

第四，对叠加分析生成的多音字适宜性分析结果进行分析，得到生态适宜性分析结果。

2.3 实证研究

在对某湿地公园的生态适宜分析研究过程中，充分分析和总结国内外湿地公园生态适宜性分析案例，选取了生态价值因子、地形因子以及人为干扰因子进行评估，并采用专家打分法，获得三个因子的相对重要性，并赋以权重分别为0.5,0.3，0.2；以湿地公园用地的生态适宜性分析作为目标，对生态价值、地形以及人为干扰三个因子单独进行分级打分（如表1），并利用地理信息系统在空间上形成单因子的生态适宜性评价图（如图1）；利用地理信息系统的空间分析模块，对三个因子的各自的生态适宜性分析结果按照相应的权重值进行空间叠加分析，生成多因子生态适宜性分析结果（如图1）。

3.讨论

地理信息系统原理与方法范文第2篇

关键词：概述；组成；特点；发展

中图分类号：P208 文献标识码：A

现如今国民经济的各个部门也在应用地理信息系统，地理信息系统发展到生活的各方面，时刻影响着我们生活中的每一个人获取信息的能力和方式。

1 地理信息系统的概述

地理信息系统（Geographic Information System或Geo-Information system，GIS）又称人们称作“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。地理信息系统是一种十分重要的、特定的空间信息系统。它是利用计算机硬、软件系统的功能，进行地球表层空间中整个或部分有关地理分布数据采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。简单的讲，地理信息系统就是人们通过计算机能够迅速查询到事先以电子地图形式储存在计算机里的地图信息。地理信息系统可以广泛应用于水气管道、交通规划、城市用地规划、自然资源保护及灾害监测和预防等领域，其巨大的实用价值已逐渐成为信息产业不可缺少的一部分。地理信息系统已经在医学上得到了很好的应用，例如制作血管分布图和器官的内部结构图等，地理信息系统的运用能够更加直观地将人体各部位的位置关系展现在人们面前。目前地理信息系统已经成为医疗系统不可缺少的辅助工具。

2 地理信息系统的组成

2.1自系统组成及实践应用的方面来看，地理信息系统可分为数据库系统、计算机硬件和系统软件、数据库管理系统、应用人员和组织机构四个子系统。（1）数据库系统的功能是完成对几何（图形）数据库和属性数据库的存储。几何数据库可以存储属性数据库，即将二者合并为一体。（2）计算机硬件和系统软件是地理信息系统得以开发与应用的基础。其中，硬件主要包括计算机、绘图仪、扫描仪、打印机等实体设备；而系统软件相对于硬件而言是无形实体，即操作系统。（3）数据库管理系统是地理信息系统的核心。对地理数据的输入、处理、管理、分析和输出都是通过数据库管理系统来实现的。（4）应用人员和组织机构：地理信息系统成功应用的关键是因为有那些既熟练掌握专业知识又熟悉地理信息系统的专业人员存在；地理信息系统运行的保障是强有力的组织机构。

2.2 自数据处理的方面来看，地理信息系统又可以分为四个子系统。分别为数据输入子系统、数据分析和处理子系统、数据存储与检索子系统、数据输出子系统。（1）数据输入子系统：在地理信息系统中，对数据的采集、预处理和数据的转换是数据输入子系统。（2）数据分析与处理子系统： 在地理信息系统中，对数据库中的数据进行分析、计算和处理是数据分析与处理子系统。（3）数据存储与检索子系统： 在地理信息系统中，对数据库中的数据进行组织和管理的是数据存储与检索子系统。以便人们在工作需要中进行于数据编辑、更新、查询和处理。（4）数据输出子系统： 在地理信息系统中，将数据库中的计算内容和分析结果以图形、表格、图象等直观形象的方式输出到显示器或绘图纸上是数据输出子系统。

3 地理信息系统的特点

3.1 地理信息系统具有与其他管理信息不同的特点：（1）公共的地理定位基础。全部的地理要素要在一个特定投影和比例的参考坐标系统中进行严格的空间定位。（2）多维数据结构。地理信息系统不仅包括所研究对象的空间位置，还包括其具体属性特征的描述，于此同时还具有明显的时序性。地理信息系统的空间数据组织形式是一个由三维空间坐标及拓扑、属性数据及时态数据所组成的多维数据结构。地理信息系统利用空间数据与属性数据进行分析处理问题，再利用数据库管理系统的功能将空间数据与属性数据有效地联系在一起进行共同管理、共同分析、共同应用，让人们以一种新的思维方法去认识地理现象；而管理信息系统只能以机械形式存储图形、图像等，不能进行空间查询、检索、相邻分析等有关空间数据的操作，更不能实现复杂的空间数据分析。则只有属性数据库可以在管理信息系统中实现管理。地理信息系统以空间数据分析为主，空间数据通过空间解析式模型来分析，空间分析模型的研究与设计决定着地理信息系统应用的成功与否。（3）把数字的准确性、图形的直观性、声音的引导性等利用图文、声和数据多媒体集成相结合，使读者的各种感官得以充分的利用。（4）利用分析决策和查询检索功能，能够实现从属性数据到图形和从地图图形到属性数据的双向检索；具有良好的用户界面，使读者介入地图的生成过程。（5）信息源输入的数字化和标准化。对不同精度、不同比例、不同投影坐标系、形式多样化的外部信息运用数字化设施以统一的坐标和统一的记录格式进行转换，实现多级比例尺不同程度的制图综合功能，存储在数据库内。

3.2 地理信息系统还包含以下具体特征。（1）地理信息系统具有空间性和动态性，能够实现采集、管理、分析空间信息，还具有以多元化方式输出地理空间信息的能力。（2）地理信息系统为管理和决策服务，具有多要素综合分析、区域空间分析和动态预测能力，以地理模型方法为手段，产生决策支持信息及其它高层地理信息。

4 地理信息系统的发展现状

软件是GIS系统的核心，GIS软件的组织方式就是GIS软件体系。GIS软件体系依赖于一定的软件技术基础，还决定了GIS系统软件的集成效率和应用方式等各方面的特点。GIS系统应用软件技术体系的发展历程为：GIS模块、模块化GIS、集成式GIS、核心式GIS和万维网GIS系统等各系统阶段。随着计算机和互联网技术的不断成熟以及广泛的应用，促进了GIS的应用软件系统的飞速发展，进而研发了各种不同功能和用途的GIS系统。比如OpenGIS系统、3D和4DGIS系统、新型的GIS系统空间数据管理系统、虚拟现实等。

结语

随着技术的不断发展，以GIS为核心的一批新技术涌现而出，他们丰富了GIS理论，对GIS发展做出了巨大的贡献，会在未来的生产实践中带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

地理信息系统原理与方法范文第3篇

数据是信息的具体表现形式，数据管理在社会信息流程中占有重要地位。近年，随着在数据库中存储和处理复杂地理数据的需求越来越多，GIS（地理信息系统，Geographic information system）中管理和分析的空间数据不断增长，这些因素都导致了空间数据库组织与管理成为了近20年来活跃的研究领域。

一、空间数据库课程在高校中的现状

近年来，国际上成立了许多专门制定空间数据标准的联盟，商业数据库公司推出了针对空间数据库管理的系统，一些大学陆续开设了空间数据库方面的课程。并且近二十年以来空间数据库的研究已经产生了大量的空间数据模型、空间操作、空间查询方面的技术[1]。在空间数据库教学过程中选择什么，以及如何更好地在大学课堂教授空间数据库的知识成为高等教育所关注的一个问题。目前，我国开设地理信息系统专业的有超过170所高校，加上一些科研机构，全国约有200多个教育单位，每年培养GIS毕业生近万人[2]。各高校开设地理信息系统专业的学科背景不同，数据库相关课程教学内容和教授方法会形成差异，下面列举几门我国高校地理信息系统专业开设的与数据库相关课程，如数据库应用与技术、数据库原理、数据库原理与技术、空间数据库原理、空间数据库技术等，从课程名称上可以得出自教学内容中有些高校偏重原理，有些高校偏重技术实践。从数据流的角度来看，数据作为GIS的基础，在采集、编辑、存储、管理、查询、分析、制图输出等各个GIS的应用环节中都要涉及到。空间数据的组织与管理是地理学研究的一个重要领域，时空数据挖掘与知识发现、时空数据结构与数据模型、空间数据管理等方向，无一不是现今地理信息系统研究中的热点问题，因此，可以说空间数据库是GIS的核心，由上述可知，《空间数据库》课程是一门较新的GIS专业课，同时也是GIS专业的核心课程，通过本课程的教学，目的是让学生能够清楚空间数据库的基本概念、基本原理，掌握关系数据库与空间数据库系统的应用，并能完成合理的数据库设计；同时掌握Geodatabase相关理论，能够应用Geodatabase实现数据库，对部分学生要求具备地理信息专业领域中数据库的设计开发能力。因此针对于学生能力的培养，如何在《空间数据库》的教学中布置教学内容，如何合理地安排教学环节，对我们的教学工作提出了要求。

二、空间数据库课程相关问题

1.学科体系不同对教学内容的影响。在我国涉及地理信息系统的学科有工学、理学和管理学等，工科学校注重学生的工程系统的设计和实现能力，理科学校更注重培养学生的地理学思考和分析能力，但GIS领域人才培养的专业体系应不同于学科体系的划分，而是要针对人才培养的目的来确定。本科专业划分强调GIS领域各行各业人才的需求，即为就业教育，而不强调专业教育[3]。

2.毕业生就业中存在的问题。根据《2009年中国地理信息产业高校毕业生就业报告》及《2010年中国地理信息产业高校毕业生就业报告》的调查结果显示，招聘单位认为毕业生自身能力上的不足及学校课程设置不合理这两个原因，已经连续两年成为地理信息系统方向就业困难的主要因素。用人单位关注求职者的特点中，“拥有较强的动手能力，保证短期内上岗”这一要求也在近两年的调查中处于首要位置。在具体的行业应用中，空间数据库的应用十分广泛，现在我国城市道路交通管理、城镇社会信息管理、国土资源管理等诸多方面都会使用空间数据库技术。但是地理信息系统专业本科毕业生在这些行业中能做什么，用人单位面向本科毕业生提供的岗位是什么性质，这些问题，对实际的教学工作提出了要求。

3.根据本专业教学计划制定课程内容。在本专业的专业课程当中，空间数据库课程的先导课程地理系统原理，在该门课程中空间数据模型、空间数据结构和空间索引技术等内容会作为重点讲述内容，那么，在空间数据库课程中如何更好地承接之前学习过的知识，如何布置教学计划。同时，空间数据库能够对学生学习后续课程有什么作用，也是空间数据库课程要注意的问题。

三、空间数据库教学内容探讨

1.合理组织空间数据库内容。在针对于本科生的教学中，要重视基本概念的讲解，为学生将来的自我学习打下一个较好的基础，因此空间数据库课程中应该涵盖空间数据模型、空间数据结构、空间数据管理、空间查询语言（SQL基础及空间查询）、空间数据行业规范等内容。同时，在原理部分要对应一定的上机实习，例如在实际教学中遇到过学生对Arcgis中的数据模型不理解，创建数据集的时候不知道属性到底是什么，那么在讲授地理数据模型时既要讲清楚相关概念，可以以ArcGIS应用平台中的Geodatabase模型为例，由教师首先在文件地理数据库中创建一整套的北京市的数据，包含行政区划、主干道、轨道交通、餐饮、住宿、文化设施等内容，通过实际的例子告诉学生地理数据模型到底是什么，怎么建立模型，怎么通过数据库、数据集、要素类来逐层地组织数据，数据表中的每一行代表一个现实中的对象，每一列是对象特征的抽象，怎么表现数据，建立好的模型适用于什么应用，这样使得学生可以更好地理解原来较为抽象的概念。在原理内容的讲解中还要尽量避免和地理信息系统原理、地理信息系统应用技术等前导或后继课程的内容重复。

2.围绕空间数据库建模开展教学。在教学过程中，要让学生从初始就注重空间数据库建模流程。空间数据库的设计和创建与关系数据库建库流程相仿，也需要经过概念设计、逻辑设计和物理设计这样三个步骤。这样，就需要在教学过程中要重点讲解数据库的概念设计和逻辑设计环节，使学生掌握通过对具体问题进行需求分析进行概念模型设计，并掌握概念模型向逻辑模型的转换方法。在这一环节中可以引入一个贯穿于整门课中的案例，要求学生按照扩展ER模型来抽象实体，描绘实体属性，并构建实体之间的联系；通过规则将扩展ER模型中的实体和属性合理地转换到地理数据库中的要素类和数据集中，并按实体之间的联系建立相关规则；最后向建立好的数据集导入空间数据和属性数据。同时，这类内容可以让学生通过以分小组讨论的方式来分析问题和解决问题，以此来带动学生的学习兴趣。

3.SQL语言及其扩展。SQL语言对于所有数据库的学习来说都是最为核心的部分，因此在空间数据库教学中，也应该要求学生掌握SQL相关内容。在ArcGIS等地理信息系统软件中，对于属性数据和空间数据的查询都是封装好的，查询工作主要通过点选按钮以及列表选择为主，这样使得学生对于创建及查询数据只能看到表面现象，没有办法去了解软件的底层到底做了哪些工作，为了使学生能更好地理解数据的组织及应用，我们在课程中就要让学生使用SQL来对数据进行操作。在这一教学内容中可以分为以下两个阶段，第一，掌握标准SQL语言，包括数据表的创建，数据的查询，在这一阶段主要用标准SQL语言对非空间数据进行操作。第二，利用Oracle Spatial学习扩展SQL语言，包括创建具有SDO_GEOMETRY数据类型的表、创建控件索引、创建空间索引、插入空间数据、利用空间计算函数实现空间查询等。

4.教学平台的选择。教学中紧贴现有技术的发展，让学生掌握最新的相关知识数据库的管理，例如数据库中事务的管理及版本控制等。在授课中选取Geodatabase、Oracle及数据存储中间件ArcSDE这样三个空间数据组织管理比较成熟的产品来进行练习，实践内容主要围绕以下几部分：Oracle中属性查询和空间查询相关方法、通过空间算子进行查询、如何在Oracle中进行事务管理；ArcSDE的安装及其与Oracle的连接配置，ArcSDE的版本管理机制；在Geodatabase文件地理数据库中进行数据加载，规则创建以及数据组织。

四、集中实践环节教学方法

地理信息系统原理与方法范文第4篇

【关键词】地理信息系统；教改；理论实践一体化

1 引言

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。随着社会的发展，GIS已从一门技术发展为一门科学，从研究层面向服务层面转移。1997年， 我国教育部设立了GIS专业，目前全国已有100余所院校设立了GIS专业[1]。GIS是一门实践性很强的学科，特别注重培养学生的动手能力和实践操作能力，对于以培养职业技术型人才的高职院校来说更是如此。

2 教学现状

桂林理工大学南宁分校的地理信息系统与地图制图技术专业创办于2011年，以测绘为基础兴办而起。本校基于高职教育的定位，借鉴其他高校GIS专业的教学经验，将作为专业必修课的《地理信息系统》安排在大一下学期，总共68学时，理论教学和实践教学各占34学时。在大一上学期安排有基础知识课程：《高等数学》、《工程制图》和《测量学》；在学习《地理信息系统》的同时，安排有基础技术课程：《地图制图学》、《AutoCAD制图》；之后还安排《GPS原理与应用》、《数字化测量》、《GIS软件应用》和《ArcGIS软件操作》等专业技术课程。

3 教学存在的问题

本校开设GIS专业只有5年，GIS专业建设有待完善，课程教学也存在一些问题，总结如下：

3.1 理论教学与实践教学分离

虽然教学计划中《地理信息系统》的理论教学和实践教学各占一半学时，但实际教学是在多媒体教室进行，一些涉及实践的知识，如空间分析，只能教师操作示范，学生观看而没有实际动手操作的机会，这种感官式的学习模式非常不利于学生掌握抽象难懂的GIS知识。由于在多媒体教室教学，教师更偏重理论知识的讲解，在教授学生理论知识时没能培养学生的实际动手能力。

3.2 教材不合适，教学方法单一

我国的地理信息系统教材相对较少，且基本上都基于本科教学编写，偏重理论知识。GIS理论本就抽象深W，本科教材的深度和广度都不适于高职教学。个别教师教学方法单一，教学内容局限于课本知识，讲解不形象、透彻，导致学生对GIS知识一知半解，缺乏学习动力和学习兴趣。

3.3 教学计划有待改善

地理信息系统是多种学科交叉的产物[2]，在学习《地理信息系统》之前，应让学生学习相关基础知识，如摄影测量、遥感等，而目前的教学计划把一些相关课程安排在《地理信息系统》程之后。实践课程如《ArcGIS软件操作》也安排在大二下学期，与《地理信息系统》课程的教学缺少有效连接。

4 教学改革方案

根据本校两届GIS专业毕业生的就业情况来看，就业方向主要集中在测绘和GIS应用，这两个方向都要求毕业生有较强的动手能力，能运用所学的知识解决工作中遇到的实际问题。结合GIS专业注重动手能力的培养目标，针对上述GIS教学中存在的问题，提出以下教学改革方案，以期提升《地理信息系统》课程的教学效果，提高学生的专业素质。

4.1 强化实践教学，理论实践一体化

实践教学是高职教育的重要环节，结合《地理信息系统》课程的特点，教学地点最好安排在专业的GIS实验室，至少实践教学应该在装有GIS软件的机房。在学习空间分析等实践内容时，教师讲解示范，学生边学边练，亲自动手操作，既能加深学生对专业知识的理解，又能锻炼动手能力。

为了调动学生的学习兴趣，培养学生的实践能力、自主能力，可借鉴其他高校的教学方法，如宁夏大学《ArcGIS软件应用》课程的专题应用教学模式[3]或中国环境管理干部学院《环境规划与评价GIS技术》课程的项目教学法[4]，将理论知识融于项目、专题的分析和操作中，使抽象的理论知识变得形象易懂，实现理论实践一体化。

4.2 加强教材建设，丰富教学内容

GIS是一门迅速发展中的学科，高职的地理信息系统教材应符合高职教育的特点，既要难度适中，又要实践性强，实现理论实践一体化，还应体现GIS的最新发展状况。加强高职的地理信息系统教材建设势在必行，国外有许多优秀的GIS教材可供我们引进和学习。

根据本校毕业生的就业方向，本课程将地理信息系统限制在技术层面，从系统的角度进行GIS基本理论和技术方法的阐述，重点培养学生在空间数据获取、空间数据处理、空间分析、GIS产品输出和GIS应用方面的综合能力。另外，可根据国内外GIS产业发展动态和社会对GIS专业人才的需求，适当调整教学内容，并引入一些典型实际案例，增强教学内容的实用性和丰富性。

4.3 完善教学计划

教学计划是课程设置的整体规划，完善的课程设置既有层次性又有系统性， 各课程在教学内容上不交叉重复。建议调整课程的开设顺序，把《ArcGIS软件操作》与《地理信息系统》安排在同一学期，因为大部分地理信息系统教材在介绍空间分析等实践内容时，都以ArcGIS软件为平台。上这两门课的教师应沟通好，做到上课内容不重复，理论知识与实践有效连接。遥感对GIS的重要性不言而喻，在学习ENVI等遥感软件前，应让学生学习一些核心的遥感理论知识。现行教学计划中没有遥感理论知识的课程，建议增加此课程。

4.4 加强师资建设，提高教学水平

师资力量直接影响着教学水平。GIS在不断发展，GIS专业软件也在更新换代，教师也应不断学习，掌握前沿的专业知识，提高教学水平。学校可组织教师参与各大GIS软件公司的GIS专业技能培训，如ERSI公司在全国开展的ArcGIS培训、ERDAS培训、ENVI培训，超图公司开展的SuperMap培训。教师也应积极申报课题、项目，或组织、指导学生参加各大GIS软件开发商承办的GIS技能比赛，如全国高校GIS技能大赛、SuperMap杯等，通过多种途径来提升自身专业技能和教学水平。

4.5 完善专业GIS实验室建设

GIS是一门实践性很强的学科，完善的实验教学平台对培养学生的实践能力意义重大。本校虽有GIS实验室，但还需完善建设，使其满足以下教学需求：能运行专业GIS软件的高性能计算机、常用的GIS软件及实验数据，实验教学中所需的扫描仪、绘图仪，观察遥感影像所需的立体眼镜等设备。建议学校与GIS应用部门联系，建立校企合作机制，建立校外实习基地，让学生可以在现实的GIS应用实践中得到锻炼，为学生步入社会、走上工作岗位打下坚实基础[5]。

5 结语

地理信息系统改变了我们的生活，社会对地理信息系统专业人才的需求也越来越大。在地理信息系统的教学中，应将抽象的理论知识融入实践项目、专题中，使学生在实践过程中学习专业知识，在应用GIS技术解决实际问题的过程中深化对GIS理论知识的理解，将GIS的基本理论融会贯通，从而达到培养GIS专业人才的目的。

参考文献：

[1]罗志军.农业院校GIS专业人才培养模式与课程体系建设[J].地理空间信息，2011，（1）：143-145.

[2]邬伦，刘瑜等.地理信息系统原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2001.

[3]石云.GIS课程实践教学改革[J].教育教学论坛，2015，（20）：103-104.

[4]吴玉红.高职GIS应用类课程项目化教学改革与实践――以《环境规划与评价GIS技术》为例[J].中国环境管理干部学院学报，2013，23，（3）：80-83.

[5]王新闯，张合兵等.“GIS原理与应用”教学改革初探[J].中国电力教育，2011， （35）：139-140.

地理信息系统原理与方法范文第5篇

[关键词]地理信息系统　发展概况　发展前景

引言：

地理信息系统是一个技术性的决策支持系统，是以地理空间数据库为基础，采用适当的地理模型和分析方法，适时的提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、评价、管理、定量分析和决策服务而建立的一类计算机应用系统。

1　GIS的发展

1.1　G18发展简史

20世纪60年代，为GIS的开拓期。加拿大测量学家R.F.Tom]inson首先提出地理信息系统的概念，把地图变成数字形式的地图，并领导建立了世界第一个地理信息系统――CGIS，它具有覆盖，测量，资料数字化扫描的功能，支持一个跨越大陆的国家坐标系统，将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”，并且将属性和位置的信息分别存储在单独的文件中，以实现专题地图的叠加、面积量算等。

20世纪70年代，为GIS的发展期。随着计算机软硬件技术飞速发展，GIS技术朝实用化方向发展。世界上先后出现了许多不同专题、不同规模、不同类型各具特色的GIS。如美国地质调查局研发了50多种地理信息系统用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息；法国建立了地理数据库GITAN系统和深部地球物理信息系统：瑞典的区域统计数据库、土地测量信息系统、城市规划信息系统等。

20世纪80年代，为G18的突破期，注重于空间决策支持分析。随着计算机技术的普及及计算机网络的建立，地理信息的处理效率和传输时效，尤其在栅格扫描输入的数据处理方面得到极大的提高。地理信息系统逐渐走向成熟，并进入多学科领域，从比较简单的、功能单一的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统，并向智能化发展，新型的GIS将运用专家系统知识进行分析、预报和决策。

20世纪90年代以来，为GIS的普及期。随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS由单机、静态、二维向网络、动态、多维的方向发展，为满足了不同人群的需求建立了事务处理系统(TPS)、管理信息系统(MIC)、决策支持系统(DSS)、人工智能和专家系统(EC)。GIS进入各行各业，成为许多机构的必备系统，成为现代化最基本的服务系统。

1.2　我国的GIS发展概况

1980年，中科院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室标志着我国的G18研究工作的起航，虽然起步较晚但发展迅速。世界的G18技术已经趋于成熟，为我国快速发展G18技术创造了条件。我国以改革开放为契机，加强了与国外的学术和技术的交流，并进行了一系列的理论探索和区域性研究，为我国GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。

1985年以来，GIS作为政府行为，正式被列入了国家科技攻关计划，筹建了一个新型的开放性研究实验室――国家资源与环境系统实验室，并完成了技术引进，数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等，在全国大地测量和数字地面模型建立的基础上，建成了1：100×104国土基础信息系统和全国土地系统；1：400×104全国资源和环境信息系统；1：250×104水土保持信息系统。

21世纪人类社会全面进入信息时代，GIS作为一门多技术交叉的信息空间科学，不断地用新的技术和方法来装备自己。在我国，全国开发了一系列空间信息软件和制图软件，建立大量数据库和一些具有分析和应用深度的地理模型和基础性的专家系统，完成了一批综合性、区域性和专题性的系统，如中国科学院的中国国土基础信息系统、资源开发模型工具库系统、黄河下游洪水险情预警信息系统等。GIS的研究逐步与国民经济建设和社会需求相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。

2.GIS的发展前景

2.1　地理信息系统与数字地球

数字地球是地理信息系统的延伸，是“3S”(全球定位系统GPS、地理信息系统G18和遥感Rs，简称“3S”)技术发展的必然产物。数字地球是一种可以嵌入海量地理数据、多分辨率和三维的地球表示，即在全球范围内建立一个以空间位置为主线，按地理坐标整理构建一个全球信息模型，描述地球上每一点的全部信息，使地理信息可随时随地的为任何人任何事服务。数字地球在当前的工农业建设中的重大作用已初见端倪，它必将在林业、水产、交通、地矿、通信、教育、资源、环境、人口、军事、新闻媒体、城市建设等众多领域产生巨大的社会和经济效益。

2.2　GIS在抗灾减灾中的应用

近年来，全球的自然灾害频发，给人类社会带来了巨大的生命和财产损失，我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，因而我国的自然灾害防范应对形势更加严峻，亟需建立更加有效的自然灾害管理系统。G18技术可为其提供空间数据和相关属性数据的快速存取和管理及分层可视化功能；提供空间、属性数据一体化分析和多种空间决策功能，并可与灾害分析预测模型相结合，快速生成有效的决策支持信息。在1991年江淮等地发生的重大洪涝灾害中，我国综合应用遥感、通信和G18技术建立的国家防洪遥感信息系统发挥了重大作用。随着综合减灾研究的进行，GIS技术将会更加广泛的应用于灾害的监测和预报，自然灾害评估，灾害应急救助救援，灾害保险与恢复等领域。

3.结语

在高度信息化的时代，地球数字化、网络化的信息科学技术的时代，G18技术将更加受到重视，在全球享受GIS技术带来巨大便利的同时，GIS技术的研究与应用必将进一步深化，GIS必将在经济建设、资源管理、环境工程等各个领域发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1]吴信才等.地理信息系统原理、方法及应用.[M].武汉：中国地质大学信息工程学院，1998.8