地理信息系统设计与应用

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地理信息系统设计与应用范文第1篇

关键词：人才培养体系 实践教学 教学改革

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0205-02

国内地理信息系统（GIS）专业自1998开设至今已经有近15年的历史了，目前国内设置GIS专业的高等院校已近200所。在此期间，GIS科学技术的不断发展、GIS应用水平的不断提升使得整个空间信息产业对GIS人才的需求也逐渐增强。GIS教育也正在蓬勃发展之中，面对社会对人才要求的不断提高，出现了系列值得关注的问题：譬如学校传统的教育培养模式是否需要进行调整？传统的教育内容是否能够满足需求？怎样的培养模式才能够加强人才的竞争力？如何根据社会需要和学生需求以及学校特点合理地构建一套GIS创新型人才培养体系是专业建设急需解决地问题。

培养应用型、创新型的GIS人才一直是我们作为GIS教师的目标与责任。对此，本文分析了目前我国GIS专业本科生培养的现状及存在的一些问题，针对GIS专业人才培养改革的迫切需要，系统探讨了如何充分发挥GIS专业特色，培养应用创新型人才的措施和方法；结合首都师范大学地理信息系统国家特色专业人才培养的具体实践，详细论述了特色专业人才培养体系在建设理念、师资队伍、条件平台、课程教材、实验教学等方面的建设举措和进展，为其它相关高校专业建设和人才培养提供可供借鉴的思路和方案。

1 建设目标与举措

首都师范大学地理信息系统专业成立于2001年，以“教学、科研、团队协调发展，学科、专业、课程相互促进”为发展理念，依托“211工程”重点建设学科、4个国家、省部级优秀教学平台和4个国家和省部级科研创新平台等，高水平科研与教学相互结合和促进，加强开放、交流与合作；深入开展以促进学生知识、能力、素质协调发展为目标的创新性教学改革，完善人才培养体系。经过近10年的建设，在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科年轻、发展又快，地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题，实习实践有待加强，学生培养与国际接轨等老问题和层出不穷的新问题。

因此，本专业以人才培养为中心，以行业对人才的需求能力为出发点，研究人才知识结构与需求趋势，以高水平师资队伍建设、课程体系与教材建设、教学模式与方法改革、实践体系改革等建设为过程和手段，构建应用创新型人才培养体系和方案；建设一支掌握先进教育技术、教学水平高、实践与科研能力强、熟悉行业人才需求的队伍；建设校内校外相结合、国内国外项联系、实验与实习相贯通、应用与创新同步的立体化人才培养平台。

围绕该建设目标，在具体建设过程中，采取下列措施。

（1）实践教学体系改革：结合目标定位，深入调研国内外知名高校的专业课程体系，结合学校实际，改革现行课程体系，加强实践教学体系建设；使课程体系能力模块化，理论、实践与应用创新三位一体化，模块之间链接化，实践技能训练综合化，选修课组方向化，专题设计创新化。主动适应社会需求和创新性人才培养的需求。（2）课程内容与教材改革：针对现有课程内容重复性较大、部分授课内容老化的不足，依据人才培养目标改革教学内容和教材体系，决定课程内容的新旧取舍。保证教学内容的经典与前沿相结合，理论与实践相结合；保证课程群模块内部以及模块之间的有机衔接；结合教学实践和经验，开展教材建设，重点建设面向新培养目标的特色教材和实践教材。（3）专业师资队伍改革：优化教师与科研队伍，建立完善的GIS教学科研体系，包括高素质的教学队伍和齐全的教学实验设备。在本科生课程授课师资体系中，聘请高水平校外专家进本科生课堂；专业核心平台课推行教学水平较高的主讲教师负责制；推进产学研的紧密结合。（4）教学手段与方法改革：紧紧围绕应用创新人才培养的目标，积极推动和引导教学方法改革，采用问题式、讨论式、任务驱动式、现场实践式等多样化教学方法，改变传统教学中教师主动、学生被动的教学方式，提高学生学习兴趣，使学生主动发现问题、思考问题，培养学生从解决实际问题的角度理解知识、应用技术、创新发展。（5）人才培养模式改革：加强学生实践能力特别是综合应用实践的锻炼，为应用创新大好基础；注重个性化培养，优选若干具有潜质的学生开展研究型学习，实现人才培养模式的创新；通过制度建设和管理体制改革，建立一套能培养学生创新意识、创新思维、创新能力的运行机制；鼓励学生参加科研活动，设立科研创新学分与创新奖学金，利用学术报告、发表学术论文、各种科技大赛获奖、参加教师科研、申报科研立项等多种渠道，引导学生进行创新。

2 课程与教材建设

在课程设置方面，本专业的专业课程分为三大系列：计算机科学类（数据结构、数据库、计算机图形学、计算机图象处理、C语言、C++、VB、JAVA等面向对象的编程技术）、地理科学类（自然地理学、人文地理学、环境学、国土资源学、城市规划等）和地理信息系统科学与技术类（地图学、地理信息系统、计算机制图、遥感、全球定位系统、组件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等）。学生必须修满教学计划培养方案规定的180学分方能毕业。课程147学分（含实习18分），其中通识教育51分，专业基础28分，专业核心25分，专业方向课43分；实验教学33学分。

团队教师积极进行教学改革。所有专业课必修课均配备优秀教材（其中自编教材20%），引进和选用外文教材3门，必修课配备率达17%。6门课程中采用学生参与课堂讨论的方式进行教学，收到良好效果，获得三项学校探究式课程建设立项。90%课程参加学校课程建设，其中优秀课程20%。90%专业基础课和专业核心课由副教授以上的教师主讲，所有的教授、副教授都为本科生授课或做学术报告。实验指导教师多为博士和副教授。所有教学实习都指派有副教授以上教师指导学生。获得“北京市教育科学研究优秀成果一等奖”等教学奖励22项，其中包括地理信息系统国家精品课程1门、北京市精品课程1门。

根据教学改革的指导思想，本专业积极推进优秀教材建设，力求理论教材和实验教材在内容设计上注重理论基础、实验内容技术与方法的综合性、区域性、应用性和先进性，并体现理论与基础、室内与野外、经典与先进的有机结合。自编的系列实验教材和讲义，基本体现了教材建设的理念。截至目前，本专业已经主编专著和教材25部，其中包括《地理信息实验系列教程》、《遥感图像处理系列教程》等实验教材4部，参编教材4部。目前中心自编实验教材与讲义，对于充实地理学发展前沿起到了重要的作用。教学过程中针对本校不同专业、不同课程的特点，进行优化组合。有3本教材入选国家“十五”、“十一五”教育部规划教材，1项教材获北京市精品教材。

3 实践教学体系建设

本专业的实践教学以地理科学与技术国家级实验教学示范中心为建设单位，以地理信息系统系列课程为建设平台，分别建立了基础、专业、野外综合、探究性的实验教学平台。其中，由3个基础实验室（测量与地图实验室、遥感实验室、GIS实验室）和5个专业实验室（GPS实验室、卫星遥感数据接收实验室、车载三维信息获取实验室、三维激光实验室、虚拟地理环境实验室）组成课内实验平台，由5个野外综合实习基地（秦皇岛地质地貌、野鸭湖湿地自然保护区、北京金山测量与地图、北京地面沉降监测、北大方正3S技术开发与应用实习基地）组成校外综合实习、实践平台，由五个省部级重点实验室组成实验教学与科研创新平台。

在实践教学体系建设上，地理信息系统专业构建了符合学科特点、兼顾学习规律的“基础实验-综合实验-设计实验-研究创新”四级逐步提高的“一体化、多层次、开放式”的创新性实验教学体系。

实验课程、实验项目设计的总体思想是“以学生为本，传授知识、培养能力和素质提高协调发展”。在实验课程设计中，加强理论与技术应用的有机结合，加强地理新技术的应用；在实验项目设计中，鼓励教师依托科研项目开设综合性、创新性实验项目；扶持特色实验课程和项目的发展；加强学生自主学习、合作学习、探究学习的能力训练。

实践教学内容上，强调体现区域性、综合性、实践性的学科特点，根据专业和课程特色，分层次设立基本型、综合型、设计型、创新型实验，构建“基本理论验证-基本技术操作-开发应用创新”的多级实验内容。坚持“室内基础实验与野外综合实践相结合”、“地理信息科学基础理论与高新技术相结合”、“高水平科学研究与创新型实验设计相结合”，以培养具有扎实地理信息科学基础理论、基本知识与基本技能，掌握现代地理技术并具有应用创新精神的地理信息科学与技术复合型人才。

由专职、兼职教师组成的实验教学队伍，保证了科学研究与实验教学的有机结合。目前任职教师中，有70%的教师承担了各级各类科研项目，较好地提升了理论课、实验实习课的教学内容。如在ARCINFO地理信息系统实验课程中，任课教师依托所承担的“国土资源大调查项目—— 数字国土”，设计了基于ARCINFO的土地利用空间数据库建设实习；在GIS空间分析实验课中，依托863项目“GIS在农村社会经济统计分析中的应用”设计了基于GIS的人口空间自相关分析实习项目等等，保证在实验教学中前沿性科研的实验内容占一定的比例。

实验教学与科研、工程和社会应用实践结合主要表现在三个方面：一是地理信息科学基础理论与地理新技术相结合；二是高水平科研与创新型实验相结合；三是野外实习基地在遴选中遵循了区域性、综合性、先进性的原则。

4 人才培养体系建构

地理信息系统专业以学生为本，积极开展人才培养体系建设。初步搭建了本科—硕士—博士—博士后较为完善的人才培养体系，并初步建立了“五个结合”的人才培养模式，即“地理信息科学基础理论与地理信息高新技术相结合”、“室内基础实验与野外综合能力培养相结合”、“高水平科学研究与创新型教学相结合”、“本科生、研究生探究式教学相结合”、“教学示范辐射与合作交流相结合”，形成了“基础实验—综合实验—设计实验—研究创新”四级逐步提高的实验教学模式。在狠抓学生专业学习基础上，本专业根据用人单位需求，研究就业市场信息，力求为学生就业加强服务。通过组织地理信息系统应用、开发竞赛的各类活动，提高学生实践活动能力。联系高水平的业内人士来做报告，为学生将来就业搭建起人脉网络。学生科研立项和毕业论文依托科研、工程和社会应用实践等项目的比重逐年提高，选题的准确性、方法的先进性和成果的应用性都有显著的提高。主要举措体现在以下几点。

（1）高水平科研与教学相互促进，力争为每一位师生提供适宜发展的学术空间。集成5个省部级重点实验室优势资源，建立创新教育平台，并与教学平台有机结合；师生借鉴科研思路，开展创新教育和研究性学习；学生探究式学习有效地反哺了教师创新教育能力。（2）以高新技术应用激发学习热情，培养学生掌握高新技术应用“一技之长”。获国家科技进步奖、国家专利的成果，转化为自主知识产权的实验教学仪器和软件，激发学生探究式学习兴趣、培养解决地理学实际问题能力；通过增设5门探究式实验课、出版10部实验教材、建设国家精品课程、精品教材等与国内外50多所大学共享互动、不断提高。（3）让学生在科研和学科竞赛中掌握高新技术深入应用。依托团队主持的国家级项目，组织70%的本科生参加科研，先后获国家、省部、校级立项191项，38篇。2008年，3项本科生科研项目入选“国家大学生科学研究与创业行动计划”。在全国、省部、校级大学生挑战杯赛、数学建模与计算机应用、GIS软件开发等竞赛中获奖120多人次。（4）营造实验教学国际化环境，培养实际工作能力。与欧美7所大学联合开展中国地理实习，已成为固定环节，有效激发了师生教与学的兴趣、培养合作学习能力；与6个国际品牌的遥感、GIS软件公司合作，建立ARCGIS、ENVI、PCI、JX-4、EZMAP、IMAGEINFO实训基地，有效促进了师生专业软件应用能力与国际接轨。

近年来，本科生毕业论文80%是依托教师的科研项目开展的，部分本科生的科研成果在教师承担的科研项目中得到了沉淀。本科生的实践和创新能力也有了显著的提高，参与创新、训练、竞赛活动的学生达60%，获校级大学生科研立项38项，获实验室开放基金43项；获全国大学生“挑战杯”大赛北京市一等奖、全国大学生数学建模与计算机应用竞赛北京市一等奖、北京市数学建模竞赛一等奖等国家、省部级和校级各种奖励47项。

学生的学习质量逐步提高，带来的社会声誉逐步上升。考研率突破45%，陆续有10余名学生成功申请出国交流学习计划并出国继续攻读硕士学位。近三年中本科生英语四级累计通过率93.5%以上，一次就业率均达到98%以上。

5 结语

地理信息系统专业成立以来，在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科即年轻、发展又快，地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题。为此，我们开展并将继续延续地理信息系统应用创新型人才培养体系建设，继续完善以地学高新技术应用为特色的实验教学体系和培养模式，努力将高水平科研成果转化为实验教学的先进仪器和软件，显著提高学生学习热情和应用高新技术解决实际问题的能力，明显提升教师团队创新教育能力。

参考文献

[1] 宫辉力，李小娟，赵文吉，等，地理学创新型人才培养—— 理念与改革实践[M]，北京大学出版社，2008：1-6.

[2] 宫辉力，李小娟，赵文吉，等.地理信息系统国家特色专业建设与发展[J].中国大学教育，2009（11）：41-46.

[3] 王艳慧.GIS专业本科生课程教学改革的探讨[M]//地理学教学研究改革与实践.北京大学出版社，2008，7：35-40.

地理信息系统设计与应用范文第2篇

【关键词】警用GIS系统；功能模块；优化设计

中图分类号：TP75文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)02-115-01

地理信息系统（GIS）最早应用于建筑工程的勘测，凭借其精准的定位功能，显著提高了数据获取、图形绘制、测量计算等功能。随着科学技术的快速发展，GIS的功能得到进一步拓宽，在各个行业领域中均得到了充分应用。近年来警用GIS的运用十分普遍，为公安机关处理案件提供了极大的帮助。因而，对现有的警用GIS功能模块实施优化设计，实现了公安机关办案技术的创新。

一、警用GIS系统的详细介绍

公安局指挥中心系统就是综合公安局现有的和其他部门的城市应急服务资源，采用统一的号码，用于公众报告紧急事件和紧急救助，统一接警，统一指挥，联合行动，为市民提供相应的紧急救援服务，为城市的公共安全提供强有力的保障的系统。其中警用GIS在指挥系统中扮演着重要角色，如图1。它提供了可视化的智慧以及接处警操作界面，全方位的地理信息展示、方便快捷的报警定位和资源定位调度功能，同时能够从空间地理关系角度提供决策支持、统计分析、预案演练等业务功能。PGIS系统应用在公安指挥系统的每一个重要环节，是实现数字化指挥的重要手段。

二、警用GIS系统功能模块的优化设计

从GIS的工作原理看，其主要是对实用信息的综合性处理，一般要经过获取、存储、显示、编辑、处理等多个流程操作，实现了数据信息的自动化处理。但是，不同行业领域对GIS的功能要求各不相同，公安机关设计GIS系统需结合具体办案需要，编制出个性化的功能模块，如图2。从现实应用需求分析，警用GIS系统功能模块的优化设计包括：

（一）查询模块。传统的警用GIS所设置的查询模块功能单一，仅限于常规信息的搜寻检查，一些复杂性的定位查询功能无法实现。经过优化设计的警用GIS，其查询模块具有综合性特点，可适用于多项信息的定位、搜查、捕捉等。目前，公安机关普遍应用的警用GIS查询系统，能够从时间及空间等两个维度展开查询，大大提升了数据查询的效率。

（二）分析模块。案情分析是公安机关破案的核心环节，数据分析的准确性关系着案件的处理进展。新型警用地理信息系统添加了多功能的分析模块，可提供公安机关完成案情信息的分析处理。如：某一案件的发生、经过、结果等，只需把案情的真实情况、有效数据输入到警用GIS分析模块，经过计算机的自动操作处理，即可获得相对准确的案件实况。

（三）调配模块。调配模块的作用是对公安机关的资源进行调度分配，从而提高各项资源的有效利用率。由于犯罪案件具有突发性、偶然性、及时性等特点，导致案件的积累量逐渐增大，公安机关在处理案件时无法正常调配现有的资源。警用GIS系统添加的调配模块，对警察局现有的人力、物力、财力等资源综合调配，如：警车、警员、警械等，协调了案件处理的流程。

（四）交通模块。掌握准确的交通线路，能够帮助公安机关追捕犯罪嫌疑人，短时间内锁定正确的交通路径。警用GIS系统设计交通模块，缩短了案件处理的时间，加快了地理位置的搜寻、定位。该模块也有协调交通的功能优势，防止公安机关办案对道路交通造成的阻碍。另外，地理信息系统与交通网络互连，公安机关在车辆上即可自动查询交通信息。

三、结论

总之，地理信息系统提高了数据信息的自动化处理水平，在各个行业中得到了普及应用。新时期警用GIS系统功能进一步改善，为公安机关立案、办案等工作提供了很大的方便，及时对现有的地理信息系统实施优化设计是很有必要的。

参考文献：

[1]房彩丽.四色算法在基于MapObjects地理信息系统中的应用[J].微计算机信息,2010(07).

[2]朱邦耀,孙丽敏,李利平.基于GIS的警用信息系统软件测试[J].测绘与空间地理信息,2010(02).

[3]周宏.警用地理信息系统建设有关问题的思考与对策[J].中国科技信息,2009(01).

[4]陈志国.警用地理信息系统建设的探索与实践[J].公安学刊(浙江警察学院学报),2009(01).

[5]韩清莹.山西省警用地理信息系统建设[J].科技情报开发与经济,2009(07).

地理信息系统设计与应用范文第3篇

关键词：节水型社会 水资源 GIS 系统设计

Discussion of Designing Water Resources

Management Information System Based on the GIS

Abstract: In the course of information construction in building a water-saving city， it is necessary to develop water resources comprehensive management information system in planning as a whole of the city. The system would be simulate the routine management work of the water resources management department along with other interrelated departments， it also helped people to make a macroscopic analysis and decision-making. This system designed based on GIS technology and the network structure of Browser/Server. The overall design and adopted technology be proved in this paper.

Key words: water-saving type soceity; water resources; GIS；system design

1、引言

水是人类生存和发展不可替代的资源，是经济社会可持续发展的基础。我国人均水资源不足，时空分布不均，缺水已经成为经济发展和社会进步的重要制约因素。为此，国家提出创建“节水型社会”，其目的就是要从根本上解决缺水问题。通过节水型社会的建设，将使水资源的利用效率和效益得到提高，生态环境得到改善，可持续发展能力不断增强，促进人与自然的和谐相处，从而推动全社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路[1]。建设节水型社会要从宏观上对水资源进行整合，协调好各部门间的关系，这是一个资源系统工程。在已开发的一些针对水资源在某一领域的信息系统中，普遍存在着应用单一、与其它系统信息传递不畅、数据异构、信息不共享等问题，已无法满足节水型社会的管理需要，要实现对全市水资源进行统筹管理，开发节水型社会水资源综合管理信息系统迫在眉睫。

水体具有空间属性，因此可以利用地理信息系统对水资源进行有效的管理。基于GIS技术进行系统开发，能实现水资源管理系统的定量、定位、可视化管理，而且对于合理规划水资源的使用、水环境分析、灾害分析、预测等都是必不可少的[2]。本文就如何应用GIS技术来设计一个节水型社会水资源综合管理信息系统做出探讨。

2、地理信息系统（GIS）在节水型社会水资源管理中应起的作用

地理信息是水资源最重要的特征之一。地理信息系统（GIS）技术提供了管理空间数据最有效、最直接的手段，为水资源信息管理的标准化、网络化、空间化提供了有效的工具，在节水型社会水资源综合管理系统中占有重要地位。

(1）地理信息系统是节水型社会水资源综合管理系统的重要组成部分，和办公软件结合起来开发出面向具体部门、功能更为完善的应用软件，可以完成整个节水型社会水资源综合管理系统中的各个部门、各个阶段所能做的工作。

(2）地理信息系统能有效解决空间数据的采集、处理、编码等问题，具有海量数据管理功能，所建立的空间数据库和属性数据有效关联，为整个系统的运行提供基础数据保障。

(3）地理信息系统结合专业数学模型以及系统优化模型，以便进行深层次分析，使系统具有辅助决策支持功能，为有关部门提供科学的计算结果和和决策数据[3]。

3、系统设计方案

3.1总体设计

水资源综合管理体系涉及社会、经济、生态、环境、人口和水资源工程等相互影响与制约的诸多方面，因此系统的设计应该综合考虑到各方面的应用，从对水体本身的评价分析到水的应用管理，再到对一个区域可持续发展的支持能力的评价，几乎囊括一个城市的所有“水问题”，是一个资源系统工程。在系统设计阶段，充分考虑了建设节水型社会的指导方针、基本原则与目标任务，依照《全国水利信息化规划》标准，针对水资源管理工作的特点，提出了节水型社会综合管理信息系统的总体建设方案，如图1。

3.2系统功能组成

系统主要由以下子系统构成：基础地理信息子系统、水资源管理及辅助决策子系统、防洪减灾子系统、水生态环境保护管理子系统、水务管理子系统、水价体系仿真子系统、电子地图或三维显示子系统，系统结构如图2所示。

数据库是系统的数据源，是系统运行的关键。数据库中包括基础地理信息数据、水资源专题数据等空间数据，还要涉及到大量的社会经济信息、相关法规，以及面向各部门的专用属性数据，数据量大、数据结构复杂，这就要求在建库之初要进行深入的需求分析，针对各个子系统的需求合理设计数据结构，保证整个系统的顺利运行和交互通信[4]。

3.2技术路线

3.2.1系统软件结构 用Oracle数据库来管理海量数据，基于ARC/INFO系列软件，用VC语言进行二次开发，制定节水型社会水资源综合管理系统平台，软件结构体系如图3所示。

数据和属性数据。利用Oracle Spatial建立以要素为单位与比例尺无关的集中统一的空间数据库，实现海量数据存储。

（2）逻辑层：采用VC编写应用程序，安装Oracle Client，通过Oracle NET请求数据层服务实现对图形数据的修改。将Oracle下载的空间数据类型转换为ARC/INFO对象，再传给客户端。逻辑层将数据层与客户端隔开，负责识别用户身份、传输数据的加密，保障数据安全、有效和便于控制。

（3）客户端：安装节水型社会水资源综合管理系统，实现图形数据的显示和浏览、图形打印以及图形的编辑处理。客户端与上层采用TCP/IP联接，没有安装Oracle Client，减少系统的开销。

3.3.2网络拓扑结构 考虑到系统的应用范围、业务规模和区域的地理分布以及相关部门的业务特点，建议采用Client/Server和Browser/Server结合的方式，将系统建成资源共享、又可灵活拓展的实用的GIS系统，并为上级水资源管理部门以及其它相关部门的系统提供接口和服务支持，网络拓扑结构如图4。

4、结语

节水型社会水资源综合管理信息系统从宏观上对水资源进行规划利用，实现水利信息化，达到水资源合理分配使用，推进节水型社会的建设。

在节水型社会水资源综合管理信息系统的建立过程中，将要着重考虑以下两个问题：

（1）由于系统涉及到多个部门，因此要解决如何设计好各子系统之间以及与上级网络的接口，保证各部门之间的信息交流畅通[5]。

（2）由于系统涉及地理、社会、经济等各方面信息的存储与更新，传统的关系数据库难以适应，因此，在系统数据库的建立过程中，可以考虑将空间数据仓库这一最新技术应用到开发中。

参考文献 :

[1]宫莹，阮晓红.关于创建节水型城市的探讨[J].四川环境，2003，22(2):43-45.

[2]赵玉霞，赵俊琳. GIS技术及其在区域水环境管理中的应用[J].水科学进展，2000，11(3):340-341.

[3]万洪涛.地理信息系统与水文模型集成研究述评[J].水科学进展，2001，12(4):560-568.

地理信息系统设计与应用范文第4篇

【关键词】WebGIS；数字校园；地理信息系统

1 地理信息系统的发展

1.1 地理信息系统

地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。它由硬件、软件、数据和用户有机结合而构成，它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析和统计。地理信息系统是融计算机图形学与数据库技术于一体，将图形与数据有机地结合在一起，存储和处理空间信息的高新技术。它把地理位置与相关属性有机地结合起来，根据实际需要准确、真实、图文并茂地输出给用户，满足系统建设、管理以及系统对空间信息的要求，并实现了数据的可视化，同时借助于地理信息系统独有的空间分析功能和可视化表达，可对系统进行各种辅助分析决策。

随着计算机技术的飞速发展，地理信息的处理、分析手段日趋先进，GIS技术日臻成熟，GIS的应用领域不断扩大，成为一门重要的自然科学分支，地理信息系统已深入到生活的方方面面。

1.2 WEBGIS

WebGIS（也称为Internet GIS）就是利用互联网技术，在Web上实现空间数据的存储、显示、空间分析及输出，并能回答用户提出的问题，进行决策支持的系统，它是地理信息系统在万维网上的实现。目前信息技术以及Internet的飞速发展与广泛应用，人们对分布式应用研究以及共享信息和知识需求不断增长，从而对GIS的研究也发生了根本变化。随着“数字地球”概念的提出，推动了全球的信息化，这是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重视和认识。实现“数字地球”离不开网络化GIS的支持，国际互联网的迅猛发展使其必将成为GIS软件的运行环境，基于Web的GIS应用已越来越成为广大GIS用户新的迫切需求，而对这方面的研究已成为GIS发展的必然趋势。WebGIS在信息的快速，数据的及时更新、使用的简单灵活等方面具有传统地理信息系统无法比拟的优点。随着国家信息基础设施、国家空间基础设施的逐渐完善，以及在“数字地球”、“数字城市”、“数字区域”“数字行业”等工程的推动下，WebGIS在各行各业中得到广泛的应用。

2 高校校园信息管理现状

随着我国城市建设日新月异的发展，高等院校已作为城市的重要组成部分，近几年来，国家对高等教育投入的逐年增加，尤其是随着高校的扩招和合并，高校规模越来越大。我国高等学校校园面积大、建筑物多、设备多，功能齐全，各种管网、供电和通信线路交叉分布，这些信息用常规的管理方法难以实现有效的管理。高等院校的校园信息化管理建设越来越受到重视，但目前这方面的工作存在不少问题：

1）为适应教育和社会发展需要，各个高校都在加大改革力度，表现在从校园的建设与绿化、师资力量、教学方法、专业设置和招生数量等方面都进行了不同程度的改革与变化，使管理工作日趋复杂；

2）很多高校为了适应现代化教学的需要和招生人数的增加，对校园面积进行了扩增，采取学校资源合并或建立新校区，无论是合并的还是新建的校区，大都不在一处，规划管理工作自成体系，各自为政；原有的管理信息系统互不兼容，信息的管理和操作不统一，不规范；规划管理信息资料整体上不够完整，不够准确；

3）部分高校尽管已开展信息管理“数字化”的工作，但整个规划管理过程高度抽象、不直观、费时费力；信息加工的时间周期长，信息量不丰富；在实际操作中，仍然采用传统的手工、分散的作业方式，造成工作效率没有得到实质的提高；

4）当前各高校都需要扩大招生，在对外交流和宣传中对校园建设和硬件环境缺乏合理形象地表现，在校园中对各种建筑及资源没有做到直观的表达。

以上情况均对校园规划及信息化管理工作带来许多不便与困难，传统的管理模式已远远不能满足高校的发展需要。过去校园管理模式可视为一种静态模式，无论是数据的更新还是信息的展示远远不能满足当前处于动态变化中的校园发展需要。而GIS作为一种能科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，能对规划、管理、决策和研究提供所需信息的综合性技术系统，是有效解决校园信息与管理问题的先进技术工具。

3 数字校园地理信息系统的研究意义

作为现代城市重要组成部分的高等院校，其校园的科学管理和合理规划越来越引起社会的重视。随着校园信息化建设的发展，“数字校园”技术应运而生，“数字校园”是指学校在开展教学、科研和管理及对外通讯过程中运用宽带、交互性和专业性的局域网实现学校办学的数字化、信息化和智能化，是“数字地球”的微观表现形式在校园区域的具体体现。

校园地理信息系统（Campus Geographic Information System）具有城市地理信息系统的特点和功能，它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，用户可以图文并茂的查询校园信息获得最为直观的效果，就如同置身于校园中一般。并利用系统的数据管理及分析功能对校园各类信息资源进行统一的、科学的组织与管理，从而实现信息资源的共享，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。

4 数字校园地理信息系统的研究内容

数字校园地理信息系统主要立足于应用，即满足学校的需要为主要目标，为加快校园信息化步伐，提高工作效率，强化信息管理，有必要把校园地理信息可视化和系统化。

1）为了快速、准确获取校园的地理信息，以及为校园的管理、规划、设计提供准确而详细的数据，作为校园数字化的一个重要组成，要建立相应的校园电子地图。它是基于Web的一种新型数字地图，能为用户提供在空间上连续的信息描述，提供空间信息的查询、检索等功能。

2）由于地理信息系统的内容可以无限细化，且学校的建设长期处于一种动态的变化之中，学校内的信息与人员永远处于变化的过程中，所以建立一个“完整”“全面”的校园地理信息需要一定的周期。

3）利用WebGIS技术研究数字校园系统的解决方案，用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，把用户从以往的文字查询中解脱出来，获取图文并茂而且最为直接的交互效果，提供各种统计操作、空间分析、专题要素输出等功能。

5 数字校园地理信息系统的功能

校园地理信息系统是一个空间型的信息系统，存储着高校各种资源的大量数据。为了方便地输入信息快捷地提取数据，并且能够进行多信息源支持下辅助决策与模拟，该系统应具有查询功能，输入、输出功能，数据管理功能以及空间分析功能等。

1）基本功能：包括GIS所拥有的数据采集、数据变换、数据库管理、信息输出图形、图像显示以及信息查询等功能，该功能为用户提供输入数据、浏览数据、输出数据的基本操作。

（1）数据采集：在系统软硬件环境的基础上，通过数字化、数据录入、数字图像处理等方法获得，并装入可容错数据。

（2）数据变换：将多源数据转换成在系统设计时定义的通用格式，包括数据重构、空间变换以及数据集成三个方面。

（3）数据库管理：包括图形库管理和属性库管理功能，能完成对数据库的基本操作，并且能和其它属性数据库联接，使系统更加灵活，具有开放性。

（4）信息输出：对于所需属性数据及图件资料可以直接输出，并有制图功能。

（5）查询：用户在系统中可对自己感兴趣的某项内容进行定位查询，标题关键字查询，所查询的内容以图形、图像、文字等形式予以显示，以便全方位，多层次地提取信息。

（6）图形显示：该功能为用户提供了开窗，关闭、缩小、放大、漫游、刷新、鹰眼等高效的图形操作功能。

2）数据管理功能

这部分主要面向管理员，管理员可以在自己的权限内管理和维护地图分类以及相应的属性数据，添加和验证相应的数据。

3）多媒体功能

校园信息系统所使用的图形符号和地理数据大多是抽象的，利用多媒体手段，将抽象的点、线、面等图符配以照片、图表、文字等，这样可以多角度，多层次地再现环境信息，并可对某个区域的环境变化进行三维动态模拟。

4）空间分析功能

包括拓扑空间分析，线性网络分析、地形模型分析、空间叠加分析及其它功能，只要按其要求装入数据，设定参数，便可获得分析结果，这些功能是构建模型库的基础。

6 结论

建立基于WebGIS的数字校园地理信息系统，是高校管理自动化、科学化、网络化和智能化的一种趋势。对数字校园地理信息系统的研究开发不仅可以为广大师生提供各种校园的空间查询信息服务，也可以为学校管理部门进行校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供依据，同时提高高校对外的知名度，为学校创造客观的社会效应。

【参考文献】

[1]刘升，游晓明.基于软构件技术的数字校园系统的开发与集成[J].计算机工程与设计，2009（24）.

[2]江利明，杨武年，韩玲玲.基于ArcIMS的校园WebGIS系统设计与实现[J].国土资源科技管理，2005（02）.

[3]李宏伟，李中原，黄建都.网络地理信息系统与空间元数据[M].黄河水利出版社，2004.

[4]谢雪梅，朱建军.GIS技术在数字校园建设中的应用[J].西部探矿工程，2005（5）：307-308.

地理信息系统设计与应用范文第5篇

关键词：地理信息系统；政府决策；作用；意义

Abstract: the geographic information system can provide the government office automation, decision provides space data support, are widely used in the government at all levels of decision making. Electronic map, special database, coordinated information system is geographic information systems in the government office in the specific application, and will help to improve the government decision-making more scientific and reasonable.

Keywords: geographic information systems; The government decision; Action; significance

中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：

引言

地理信息系统能够通过图形将空间物体、现象分布反映出来，地理信息系统的空间信息能够充当其他信息的载体，广泛应用于社会多个领域。以空间信息处理为基础的地理信息系统，在政府决策领域中有着较高的应用价值。

世界上最早建立地理信息系统的国家是加拿大，其将地理信息系统用于调查资源。随后，西方发达国家逐渐开始建设、应用地理信息系统。美国对地理信息系统的投入最多，居世界之首，84%的政府部门在办公时应用地理信息系统。例如，美国的林业局、土地局等政府部门都根据自身部门的特点建立了相应的地理信息系统。欧洲一些国家地理信息系统应用较晚，但是发展很快。英国、德国、法国、意大利等都建立了专门的地理信息系统。例如，英国地理信息系统主要用于交通运输、地方政府运作服务、设施规划与管理、环境、紧急事务等。

近年来，我国也加大了地理信息系统投资建设的力度，建成了国家基础地理信息系统，其主要由全国DTM数据库、大地数据库、重力数据库、地名数据库、地形要素数据库组成，在政府决策中发挥着重要的作用。

1GIS在政府管理决策中的作用及特征分析

1.1政府GIS的作用

地理模拟、数据综合、空间分析是地理信息系统的主要优势，地理信息系统能够将空间数据的获取、分析、处理、管理、建模等融为一体。在政府办公自动化中应用地理信息系统，能够增加政府办公信息，为政府办公自动化提供重要的数据支持。

首先，空间数据支持。地理信息系统包括了大量的地理信息数据，例如湖泊、河流、居民地、铁路、公路、境界等；包括了专题地理信息数据，例如工农业规划、降雨分布范围、资源分布等。这些数据是许多和空间位置密切相连的信息的载体，丰富了政府办公自动化信息，发挥着不可或缺的作用。其次，地理信息系统功能支持。地理信息系统功能支持主要包括输出模拟地图、提供成果展示、检索查询、业务管理系统、对分析决策的支持等。地理信息系统将非空间数据和空间数据有效地整合，发挥空间分析功能，为政府决策提供重要支持。

1.2政府GIS的特征分析

首先，政府地理信息系统是面向各级政府机关的综合信息系统。地理信息系统是其他一些和空间有关信息的载体，是连接各种信息的纽带。地理信息系统有着明确的应用目标和使用对象。用户第一原则是系统目标确定必须遵循的重要原则。其次，政府地理信息系统具有实用性，具有地理信息系统和办公自动化相融合的特点，对数据源的选用和系统软硬件的配置均提出了较高的要求。地理信息系统不但要有运行可靠的软硬件环境，还要具备升级换代的可操作性；既要多样性的数据源，还要确保数据源能够实时更新。第三，政府地理信息系统是社会性工程，离不开其他相关产业部门的支持。制定、完善信息共享机制，是地理信息系统运行的基本保障。第四，政府地理信息系统是协调式、分布式的空间型信息系统，其对数据转换格式、指标体系、数据模型、数据结构等有着统一的要求，规范化、标准化程度较高。第五，建设、完善政府地理信息系统具有一定的复杂性，因此建设地理信息系统应当遵循分阶段建设、逐步到位、由浅入深、由简至繁的方针，有目的有计划地分布实施。

2我国政府GIS的应用

2.1GIS与政府办公自动化一体系统

地理信息系统与政府办公自动化一体系统的目的，是有机地整合地理信息和政府政务信息，为政府决策者提供综合的、直观的信息，成为各级政府管理者办公、决策的重要辅助工具。逐步升级、不断完善地理信息系统与政府办公自动化一体系统，使之成为政府办公自动化的良好信息平台。该软件系统以电子地图检索、显示为主，能够以各个行政区域为单位，多主题、多层次、多要素的检索、显示和输出。随着国民经济的飞速发展，地理信息系统与政府办公自动化一体系统也在原来的基础上做了较大的调整，成为了能够服务于各级政府文秘人员工作的应用软件工具。该系统软件的主要设计思想是：满足政府办公自动化的专业多、层次多、范围大的要求；满足系统效率高、响应快的要求；满足系统数据处理类型较多的要求；满足数据动态加载的要求；简洁的用户界面，便于用户掌握、操作；具有可扩充性；满足各级政府不同人员的使用需求。

2.2系统的具体应用

地理信息系统在各级政府的具体应用包括：电子地图应用、专题数据库应用、协调式信息系统应用等。

首先，电子地图应用。电子地图应用是政府办公自动化和地理信息系统的初步结合，是地理系统系统应用的起步阶段，地理信息系统提供分省地图和综合政务信息。分省地图的基础是国土基础数据，各省测绘局均参与到了数据裁切、投影变换、地名数据更新、综合取舍等系统完善工作。

其次，专题数据库应用。地理信息系统在一些省份陆续建立了专题数据库。其中包括河北省的重点工程、对外贸易、旅游专题库；福建的基本省情、重点工程信息系统；新疆的矿产、口岸专题库；陕西的防汛、交通、旅游等信息系统。这些专题数据库都是国民经济建设方面的重要内容。

第三，协调式信息系统的应用。国家科委遥感中心、中国气象局、水利部、国家防汛抗旱总指挥部、国家测绘局等部门联合研发了协调式地理信息系统，用于防汛抗旱，为相关部门领导提供决策依据。其专业信息包括：副热带气压、台风、降雨量预报、降雨量实况、气象云图等气象信息；水文站、水库等汛情信息；洪涝卫星遥感信息等。该系统将各种专业信息放在一个空间数据基础上，以便于用户检索、分析、使用。用户可以按照不同的主体进行快速检索。实时数据全部采取分布式加载，确保系统的实效性。在系统建设中，重点解决了以下问题：按部门职能提供数据、统一的数据平台与软件平台、分层数据处理、以地理数据为基础等。

3结语

在政府办公自动化中应用地理信息系统的实践中，获得了以下经验。首先，地理信息系统在系统功能和信息资源等方面有着独特的优势，应当广泛用于政府办公自动化中，为各级政府决策提供多层次、全方位的信息服务。其次，政府地理信息系统的开发是一项耗资费时的复杂工作。建设地理信息系统应当遵循统一规划、统一设计的原则，由小到大、由易到难循序渐进的建库。建设地理信息系统应当将实用性放在首位，确保系统建设稳健发展。第三，建设协调服务信息系统涉及到多个政府职能部门，能够为各级政府实现数据共享创造条件，有利于我国信息产业的建设、发展。第四，典型试点和原型法是积累地理信息系统建设经验的重要方法。最后，数据资源建设是地理信息系统建设的基础。系统能否投入日常业务运行，在很大程度上取决于系统的数据信息。借鉴国外一些地理信息系统的建设经验发现，数据得不到更新，是导致地理信息系统建设失败的最主要原因。

参考文献：

[1]初晓炜,伦绍玲.面向政府决策支持的统计地理信息系统设计[J].电脑编程技巧与维护,2010(20).

[2]蓝荣钦,李淑霞,刘阳,等.地理信息系统的发展现状和趋势[J].地理空间信息,2004(01).