導語：如何才能寫好一篇地理信息科學定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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近年來，環境信息科學(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作為一門新興的交叉學科得到了快速的發展，早期單一的工程方向“環境信息化”正在發展成為一門多學科理論交叉、多技術手段集成的新興學科領域〔。國際環境信息科學學會(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作為這一領域的學術組織，致力于發展信息技術在環境領域的應用，提供環境信息系統研究領域的多學科交叉，以促進環境信息系統研究領域的國際交流。國內在環境信息科學的一些主要論題包括環境信息系統、環境遙感、環境模型、環境可視化、環境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀90年代以來，環境信息化發展迅速，特別是從上至下的各級政府主管部門環境信息系統的建設極大地推動了這一工作的進展，環境地理信息系統則已成為實現環境信息化的主要途徑。地理信息系統在環境領域的應用，正在從初期的信息管理、環境專題制圖發展到Gls與環境模型集成陳、3S技術集成的多媒體環境系統、基于Gls的環境污染擴散模擬基于GIS的環境治理決策支持系統等。遙感技術在環境科學與工程領域有著廣泛應用，一些主要領域包括大氣污染遙感、水環境遙感、固體廢棄物遙感監測、城市熱島效應與熱環境監測、植被遙感、景觀格局遙感監測、海洋環境監測等。環境建模與模擬一直是環境工程研究的重要內容，一方面，各種數學模型、物理模型、統計模型在環境信息科學中得到大量應用，另一方面，基于環境過程機理的計算機模擬模型、元胞自動機(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環境領域受到重視。數據挖掘與知識發現是從海量數據庫中挖掘和提取對決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規則的過程，筆者在1999年即面向環境信息化與數據挖掘技術的發展，試圖將二者結合，提出“環境數據庫中的知識發現”并進行了初步研究。可視化是表達和傳輸環境信息有效的形式，通過三維可視化、三維模擬實現環境現象、過程的真實感表達，能夠更加逼真地傳輸環境信息。近年來，虛擬現實技術在環境科學與工程領域的應用中受到了研究人員的重視卿。“虛擬地理環境”是虛擬現實技術支持下地球科學研究的創新平臺，依托這一平臺，能夠進行環境科學與工程相關的理論研究、技術開發、工程實踐、模擬決策等活動。針對環境信息技術集成應用的趨勢，聶慶華提出了“數字環境”的概念，數字環境是環境信息化的過程和結果，是三維顯示的數字虛擬環境，包括環境信息數字化、環境信息傳輸網絡化、環境分析模型化和環境空間決策的智能化、環境過程和管理可視化。盡管國內目前在環境信息科學各個分支方向的研究非常活躍，但缺乏整體性、系統性的認識和探討。本文在分析環境信息科學研究進展的基礎上，基于環境信息流和信息分析處理構建了環境信息科學的體系結構，并以煤礦區環境監測治理與管理為例，全面分析了環境信息科學理論、方法與技術的應用，以期促進環境信息科學研究及其在構建和諧社會、推進可持續發展中的應用。

2環境信息科學的體系結構及其在煤礦區的應用

2.1環境信息科學的體系結構盡管環境信息科學的概念提出已有近20年的時間，但從目前國內外研究的現狀來看，對于環境信息科學的概念、學科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環境信息科學研究計劃中界定的范疇也不盡相同。因此，從促進環境信息科學研究的視角出發，首先需要對環境信息科學的體系結構進行界定。HuangGH等川提出的環境信息科學的構成要素及相互之間的關系，這是當前引用較多的環境信息科學體系結構。，環境信息科學是多學科集成的領域。傳感器綜合技術和通信技術的發展使得大尺度地面采樣技術成為可能，處理不同特征、尺度和復雜性問題的模型綜合成為新的挑戰，包括不同模擬、優化、評價模型以及相關信息技術與平臺的合并，不同技術輸人與輸出之間的聯接，社會經濟因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎上，HuangGH等提出基于環境信息科學研究的環境決策支持系統計算機系統，USGS的研究報告’)中，將環境信息科學定義為:環境信息科學是為加強對不同復雜程度的環境現象的理解，并提出新的認識的，集成物理、生物學、計算機和信息科學的多學科方法的研發、試驗和應用的學科。不同定義都強調環境信息科學的多學科交叉、以信息技術為支持、解決復雜環境問題的特點。Huang等川的觀點顯然更強調以遙感、地理信息系統和GPS技術為基礎的空間信息技術與環境科學和工程的交叉，而USGS的定義則重點強調了現代計算技術、人工智能等在環境領域的應用，特別是USGS在其未來環境信息科學發展規劃中重點強調了計算智能等技術的應用。基于以上觀點以及國內外研究的進展，結合我們的研究實踐與認識，以環境信息流和環境信息處理分析為主線，可以構建環境信息科學的體系結構環境信息科學的理論基礎來源于面向環境科學與工程領域需求的多學科理論交叉，技術支持在于面向環境信息流的多技術手段集成，最終通過不同學科領域方法模型的綜合，實現環境科學與工程各個階段、各個過程的目標和任務。因此，需要從多學科理論交叉與多技術手段集成的角度推進環境信息科學研究。

2.2環境信息科學在煤礦區綜合應用的研究從一定意義上來講，環境信息科學并不是一門獨立存在的新興學科，而是諸多學科的交叉和集成。不同學科在研究過程中，特別是遙感與地理信息系統應用、資源環境規劃與城鄉管理、環境影響評價、信息科學、計算機技術等領域都從不同的角度開展著與環境信息科學密切相關的內容，這些學科的研究成果是促進環境信息科學發展的基礎和關鍵。換言之，以前進行的研究工作往往是從環境信息科學的開展的相關論題研究，其重點還在于不同學科方向，但已經構成了環境信息科學研究的基礎層。為了促進環境信息科學的研究，需要改變從外部到內部的“包圍型”研究模式，努力推進從核心到的“拓展型”發展模式，即從環境信息流出發，組織和集成相關學科的研究，特別是在不同學科交叉鏈接的關鍵論題上開展深入研究，以便形成適應環境信息科學體系與研究需求的理論方法體系和應用技術系統。煤礦區作為1種以資源開采為驅動力發展起來的特殊地理區域，由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區)破壞上覆巖層原始應力狀態，導致地下水流失、地面塌陷，進而引發土壤污染、水土流失，礦山排研形成的研石山壓占大量土地，堆積物導致嚴重大氣污染和土壤損害，甚至引發各種地質災害。因此，煤炭區是1種典型的由于礦山開采導致的景觀破壞、環境污染、生態退化的復雜區域，煤礦區的環境問題具有明顯的復雜性。目前，對于煤礦區生態環境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發研究開采沉陷與地表變形預計、監測與治理;(2)從煤礦區土地資源管理角度出發研究煤礦區土地利用/覆蓋變化與生態響應;(3)從煤礦區地質環境角度出發研究礦區地質環境評價與地質災害預防，(4)從煤礦區水資源環境角度出發研究礦井水害、水污染與水資源調控;(5)從景觀格局生態學角度出發研究煤礦區景觀格局;(6)從地理環境演變角度出發研究煤礦區地理環境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應用角度出發研究礦區資源環境遙感與信息系統;(8)從大氣污染角度出發研究煤礦區大氣污染評價與控制;(9)從經濟學角度出發研究煤礦區環境經濟評價;(10)從管理學與可持續發展角度出發研究煤礦區環境規劃、環境管理與可持續發展決策;等等。對以上不同視角的研究進行綜合分析，可以看出多主題、多要素的時空環境信息是其中的關鍵，任何視角的研究都需要充分的信息和數據的支持、需要環境信息和背景信息的集成、需要計算機信息系統和分析工具的支持、需要環境知識和其它領域知識的交叉和集成。因此，從環境信息科學的角度出發，可以集成現有的研究工作，充分應用相關學科已有研究成果，通過成果整合與集成，在推進環境信息科學研究的同時，也進一步推動相關領域的研究。實現整合的關鍵在于不同研究視角之間的關聯關系構建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統相互作用。按照該研究框架，煤礦區環境信息科學的重點在于多學科研究的交叉點，主要包括:(l)基于采礦環境影響機理的模型建立、參數獲取;(2)各種環境模型的建立、參數提取與模型驗證(面向環境系統分析的環境評價、污染擴散、環境演變模型和面向環境管理決策的規劃模型、優化配置、動態演變模型以及環境保護治理與生態重建方案設計);(3)面向環境監測的遙感信息源選擇與圖像處理、環境信息提取與分析，以及組織、集成與管理多種環境相關信息的數據庫設計與建立;(4)環境信息系統、地理信息系統平臺下的模型解算與解釋、分析結果可視化與應用;(5)集成信息、模型、數據庫、系統、知識的環境決策支持系統(專家系統)構建。(6)資源一環境一人類一計算機系統中的信息流與信息應用。

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關鍵詞：地理信息系統（GIS） 地質科學 油氣勘探 可持續發展

中圖分類號：T939 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0102-02

1 引言

地質信息是指表征了地殼所在巖石圈運動狀態和存在方式的信息，在石油、礦產的勘查、研究、開發、利用和管理過程中起關鍵作用，也是人和地質資源在相互作用過程中所交換的內容。地質信息技術在油氣勘探、建設開發工作中至關重要，隨著油氣地質勘查工作的不斷發展，如何應用地理信息系統對各種復雜地質構造進行研究，管理相關油氣地質信息，已成為目前相關部門研究的重要課題。多源信息共享、多學科的融合、智能分析及可視化等這些信息技術都是油氣勘探開發中提高效率和質量的重要手段。

地質信息的主要載體是地質數據，由于其具有多源、多維、多態的特征，且來源多樣，必然給數據的整理和分析帶來繁重的工作。劉江梅等[1]、陳偉[2]、潘繼平等[3]、Paulus[4]等，國內外學者對地質信息科學作了大量的研究和探討工作，這些研究都對地質信息技術在油氣勘探中的應用做出了重要成績。

2 地質信息科學的技術體系

地質信息技術體系的產生始于上個世紀60年代初的物化探測數據處理和模型正、反演的計算機應用，后來引進了DBS技術才使計算機模擬地質信息技術逐步興起。到了1996年ISO標準化組織對地球空間信息有了確定的定義，即它是一個以系統方式集成所有獲取和管理空間數據方法的學科領域（ISO，1996），它是地球信息科學的較為成熟的分支學科[5]。其核心是地球空間信息機理“Geo-Informatics”。主要研究地球空間信息的結構、時空變化、不確定性、解譯與反演、表達與可視化及標準化等基礎理論問題，其技術體系集成了包括 “GPS、RS、GIS―3S”和計算機技術及網絡通訊技術等組成。

由于油氣勘探對象都帶有空間特征，因此GIS技術從理論、方法和技術等方面對勘查工作產生了深刻地影響。作為有效的管理空間數據的系統，其功能包括：空間數據的獲取與存儲、數據處理與管理、數據分析及數據更新等幾方面的功能（如圖1所示）。

在該系統中各部分的功能為：

2.1 數據勘測與采集

GIS系統的數據多為具有空間信息的客觀實體，利用油氣勘測中的含油氣的地理環境，對該區域空間各個因素的勘測是GIS系統的數據來源。數據采集則對這些數據進行格式轉換以便于將系統外部的原始數據傳輸給數據庫，對多態、多源的信息，可采用多種方式的數據輸入。

2.2 數據處理與更新

數據采集后，還要對數據進行預處理。主要包括對圖形數據的格式和大小進行編輯以及對數據屬性編輯。同時要注意及時的更新數據，以滿足動態分析的需要，實時地對自然現象的發生和發展做出客觀的預測。

2.3 數據存儲與管理

數據經采集、處理后通過GIS的存儲管理功能保存到數據庫中，以備GIS分析與提取。

2.4 數據提取與分析

數據提取與分析是GIS的核心功能，主要包括數據檢索、數據提取與數據綜合分析幾個部分。數據檢索和數據提取為基本功能，通過一定模式的邏輯運算處理數據。而綜合分析功能包括信息比對、統計、二維模型分析、三維模型分析及多因素綜合分析等。主要用于模擬實際地質信息，使宏觀和微觀的信息模型化，輔助技術人員做出正確的判斷，以解決特定領域的實際問題

2.5 數據輸出

數據輸出是將分析的結果以圖表或數據的形式顯示出來，通過可以在輸出設備上按用戶要求顯示出來。

3 地質信息技術在油氣勘探中的應用

油氣地質信息系統由兩部分組成，首先該系統是建立在油氣運聚理論和GIS技術的基礎上，用于描述含油氣的地質空間信息的理論與方法；另外由于它是在GIS的基礎上構建的，以含油氣區域的地質環境為研究對象，因此以油氣資源信息的建立為核心，為油氣地質勘探與決策服務為目的的計算機管理系統。

從研究對象可以得出該系統應包含的地質要素有烴源巖、儲集層、蓋層和油氣運移路徑，油氣運聚的地質作用包括圈閉的形成和油氣的生成、運移和聚集等作用。這些研究內容是應用地質信息進行油氣勘探的依據和基礎，也是GIS需要解決的具體問題。因此系統的數據資料應形成一體化的空間數據庫，根據數據的不同類型和用途分別建庫（圖2），并使各類信息互相配合使用，通過統計分析、數值運算等技術，提取和分析油氣相關信息，并將其轉化為有用的參考信息。

在地理信息系統中主要有疊加分析、網絡分析、統計分類分析和空間插值分析等[6]。疊加分析是空間數據分析中最常用的功能。根據數據的不同，可實現多邊形疊加和柵格疊加。例如在對烴源巖信息參數進行分析時可采用柵格疊加計算；利用疊加功能，通過加權因子可實現多因素綜合分析。

地理信息系統中的油氣運移數據可進行油氣運移路徑模擬，根據油氣運移的機理，利用系統中流體勢和運移通道信息可建立油氣運移控制通道圖，在此基礎上來研究油氣運移的方式和路徑（如圖1）。

4 結語

地質信息技術是油氣勘探、建設開發中的重要組成部分，其地質工作勘探與研究直接影響到油氣勘探發展，實現GIS技術與油氣勘探工作的集成與融合，對增強油氣勘探的科學與優先，提高經濟效益和社會效益非常重要。

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關鍵詞:地理信息系統;GIS;空間數據庫;計算機應用;地理

中圖分類號:TP391 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2009)08(c)-0103-01

地理信息系統是60年代開始迅速發展起來的地理學研究技術,是一門介于信息科學、計算機科學、現代地理學、測繪遙感學、空間科學和管理科學為一體的新興學科。由于涉及面廣,不同行業給出的GIS定義也不同,在地學領域一般認為,GIS的核心是計算機科學,基本技術是數據庫地圖的可視化及空間的分析。可以這樣定義:它是在計算機軟、硬件支持下,以一定的格式采集、存儲、管理、分析、模擬、顯示和應用部分地球表面與空間和地理分布有關數據的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術。從外部來看表現為計算機軟、硬件系統,其內涵是由計算機程序和地理數據組織而成的地理空間信息模型,是一個邏輯縮小的高度信息化的地理系統。GIS作為一種專門用于管理地理分布數據的計算機系統,具有強大的模擬現實功能。強大之處在于將空間信息的處理與屬性信息完美結合起來,可以快速地獲取所需要的信息,能以圖形或文字報告等形式表示處理的結果。地理空間數據是地理信息系統的血液。整個GIS都是圍繞空間數據的采集、加工、存儲、分析和表現展開的。從目前來說,數據采集特別是空間數據的采集是建立GIS的主要瓶頸。經驗表明,數據庫的建庫費用,在系統總投資中占較大的比重,通常是GIS硬件的5倍至10倍。可見空間數據在地理信息系統中的地位。

一、空間數據庫的特點:GIS空間數據庫與普通的數據庫在模型及功能上有很大的差別,總的來說,空間數據有以下特征。空間特征:每一個空間對象具有空間坐標。除了通用數據庫管理系統或文件系統關鍵字索引和輔關鍵字索引以外,一般都需要建立空間索引。非結構化特征:空間數據不滿足結構化的要求。將一條記錄表達一個空間對象時,它的數據項有可能是變長的。例如,一條弧段的坐標,其長度將是不可預料的;此外,一個對象也可能包含另外的一個或多個對象。空間關系的特征:空間數據中記錄的拓撲信息表達了多種的空間關系。該種拓撲數據結構一方面既方便了空間數據的查詢和空間分析,另一方面也給空間數據的一致性和完整性維護增加了復雜性。海量數據特征:空間數據庫是海量數據。由于空間數據量大,需要在二維空間上劃分出塊或者圖幅,垂直方向上分層來組織。由于空間數據的如上幾個特征,當前通用的關系數據庫系統難以滿足要求。而大部分GIS軟件將采用混合管理的模式――即用文件系統來管理幾何圖形數據,用商用的關系數據庫管理屬性數據。但是存在的問題是,文件管理系統的功能較弱,特別在數據的安全性、以及一致性、完整性、并發控制、數據損壞后的恢復方面都缺乏基本的功能。所以GIS開發商一直在尋找商用數據庫管理系統來同時管理圖形和屬性數據。

二、空間數據庫分類:空間數據可分為矢量數據和柵格數據兩大類。矢量數據用點、線、面等來描述現實世界,表達地表信息,通過坐標值來定義,是數學的表達方式。柵格數據用一定的空間分解力來解析地表的信息,通過灰度、色調來定義。以前矢量數據以其數據結構嚴密,拓撲關系完善、數學分析方便、圖形輸出精美、數據記錄量小等諸多的優點而為廣大GIS用戶青睞,但隨著計算機硬件的發展,制約柵格數據的硬件問題得到解決。國民經濟的快速發展,對制圖周期和更新周期提出了更高的要求,矢量數據復雜的內容、漫長的采集期,不便快速更新的缺點反而越來越突出。現在柵格數據和矢量數據相互相成,互相轉化,使矢量圖的內容相對數字地形而言,內容大為減少,縮短了矢量數據生產和更新的周期。

三、空間數據庫的建立與應用:本文已經從概念上對空間數據庫進行了分析。為了進一步對它的應用有深入的了解,本文以一個空間數據庫的實例展開研究。GSI技術在國防、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護等各方面都是得到了廣泛的應用的,本文以某區土地資源GIS的空間的應用為例。1.數據采集與處理。對某區96年l:1萬分幅土地利用現狀變更圖(清繪薄膜)進行掃描并進行幾何糾正;利用MPagiS平臺對分幅掃描圖進行點線數據分層采集。輸出分幅線劃圖,供外業進行線狀地物變更調查,將線狀地物及其屬性變更到2007年度。將變更的線狀地物補充到采集的點線數據文件中。進行圖幅誤差校正、投影變換、建立地圖庫、圖幅接邊處理、拓撲處理生成圖斑。然后輸出彩色分幅圖,供外業變更地類圖斑,將地類圖斑及其屬性變更到2007年度。將變更的地類圖斑及相關的點線地物補充到相應的點線區數據文件中,更新點線區數據文件。2.建立圖幅的索引。這是指這個地區的標準分幅土地利用現狀圖的表,記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經度、緯度等信息,也是標準圖幅輸出的依據。3.建立系統的數據字典。數據字典設計是數據庫設計的重要內容,它描述了數據庫中的屬性字段的屬性與組成,規范數據庫的數據描述,減少數據冗余。其中包含有土地利用現狀分類(地類)字典、行政代碼字典、權屬性質字典等,它們都是按現行的各種技術規程和國家標準進行設計的。4.數據的入庫:數據入庫即建立土地利用數據庫工程的過程。引入數據字典、接圖表和管理文件。把轄區各層數據文件加入項目,再把圖面配置文件加入到項目。進行各項邏輯檢查、數據綜合處理以及輸出數據預處理等數據處理工作。對系統編輯、實時變更處理、數據匯總統計、圖件輸出、報表輸出、數據庫格式與國家格式的轉換等功能的運行。通過運行情況,可看出良好穩定,無差錯、死機現象。

四、總結與展望:由于GIS應用于地學領域目前尚處于探索和發展階段,加之在建立基于GIS的空間數據庫并不是很多,在數據庫的建立方面,還需進一步補充和完善,在確定多層區域的方法方面,有待更深入地探討和研究。

作者單位:中國地質大學信息工程學院

參考文獻:

[1]宋關福,鐘耳順,劉紀遠等.多源空間數據庫無縫集成研究[J].地理科學進展,2007,19(2)

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關鍵詞：GIS、海量數據、信息管理系統

1、引言

太湖流域河流縱橫交錯，湖泊星羅棋布，形成江南水網，是全國河道密度最大的地區。流域內河道水系以太湖為中心，分上游水系和下游水系兩個部分。

近年來，太湖流域水污染嚴重，湖泊富營養化嚴重，已造成太湖流域供水水源的嚴重污染，對此，應予以充分重視。因此，建立太湖流域水資源信息管理系統，能夠從科學的角度對流域內水資源進行治理，有效遏制太湖日益嚴重的水資源惡化問題。

2系統設計

2.1需求分析

①對太湖湖區五站水位及平均水位信息進行監測和分析，密切監控太湖水位，方便相關部門及時掌握水情，為太湖區域的生態建設、經濟建設和群眾的聲明及財產安全保駕護航。

②對太湖地區重要節點水位、降雨量信息等重要站點水雨情進行監測和維護，每次更新后確保數據的正確性和及時性，預報太湖區域的旱澇趨勢，方便其他部門對潛在的災害進行決策和分析。

③對常熟樞紐、望亭樞紐、太浦閘引排水量信息進行維護處理，保證水量信息的準確性，為太湖流域水資源調度管理提供技術支撐，同時也為太湖流域水資源調度及管理、保護提供了重要的依據。

2.1系統結構

系統采用Visual Studio 2012作為開發環境，結合ArcEngine10.2、及SQL Server2012進行開發集成，由SQL Server獨立進行屬性數據的存儲管理功能，Geodatabase進行空間數據存儲管理，客戶應用程序進行數據的瀏覽、編輯及其他功能操作。

2.2功能設計

系統主要分為四大功能模塊，基本功能、水資源查詢和水資源過程線繪制功能主要面向用戶，數據庫維護功能基于SQL Server技術搭建，主要面向系統管理員，進行日常的數據更新及維護。具體分為：

3.1數據源分析

空間數據為太湖流域管理局水資源綜合規劃采用的部分數據，屬性數據為太湖流域管理局通過其官方網站（）公開提供的水文水資源數據。

3.2空間數據庫設計

數據以Geodatabase 格式提供，數據庫結構如圖1所示。

3.3屬性數據庫設計

根據空間數據庫特點，建立了屬性數據庫，并進行了關系表設計，實現了與空間數據庫的無縫對接，保證了系統各項功能的正常實現。

3系統實現

3.1系統關鍵技術

1）ArcGIS Engine二次開發工具包。是一個用于建立自定義獨立地理信息系統應用程序的平臺，支持多種應用程序接口，作為可嵌入氏開發組件在.net編程框架中進行開發。通過調用類庫中的接口，在用戶自定義程序中實現GIS強大的地理數據顯示與處理功能，包括數據顯示，柵格及矢量數據的存取，地圖可視化表達及一系列可擴展開發組件，可獨立于桌面版運行，具有靈活、輕便，可擴展性強的特點，非常適合快速搭建地理信息平臺。

2）SQL Server數據庫技術。采用成熟的大型關系型數據庫SQL Server的底層開發接口，實現水資源數據的高效存取和管理，滿足用戶的大規模并發訪問需求。

3.2系統主要功能模塊開發

系統主要功能模塊按業務分為3部分，第一部分是基礎的空間數據可視化部分，包括地圖的縮放、鷹眼、漫游以及水資源過程繪制功能，第二部分是面向用戶的信息查詢部分，提供基于矢量數據的點選、框選，屬性查詢和名稱查詢，進而了解所選區域的水文、降雨量和水質情況，實現流域內水資源信息的全方位監測，第三部分是水資源數據維護管理部分，主要面向系統管理員，負責數據庫部分的正常運行和安全維護。

4結語

作為以ArcGIS Engine組件庫為基礎開發的地理信息系統，本系統不僅實現了如地圖縮放、漫游等基礎GIS功能，還做到了信息管理系統與SQL Server數據庫和地理數據庫的無縫連接，實現了空間數據庫與屬性數據庫的共同管理，滿足了海量數據的存儲與訪問需求，較好地解決了太湖流域水資源數據的監測和管理難題，該系統以嵌入式組件庫作為開發基礎，具有很好的可擴展性，也有利于系統進一步適應新的功能需求和環境需求。

參考文獻

[1]陳雪豐，劉飛云等，地下工程監控量測預警信息管理系統設計與實現[J]，測繪地理信息，2016，41（2）：95-98

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關鍵詞地理信息系統，計算機系統，空間數據庫.

以計算機為核心的信息處理系統技術是二次世界大戰后科技革命的主要標志之一.在信息的諸多類型中與空間相關的信息是十分重要的一類.人類生存的地球這個三維空間中的萬物無不與空間位置相關，如何利用計算機處理空間相關信息是地理信息系統(geographicinformationsystem，簡稱GIS)產生和發展的原動力.GIS技術在國防、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護等與國民經濟乃至國家命脈相關的重要領域的成功應用，極大地推動了社會生產力的發展，同時，也極大地刺激了GIS技術的迅速發展，使之成為世界各國激烈競爭的高科技熱點之一［1］.國家科委將其列入九五重中之重科技攻關項目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批優秀國產GIS軟件已經開始在許多領域得到廣泛應用，成為國內GIS市場一支不可忽視的力量.

本文將側重從GIS技術的角度討論GIS的定義、研究內容及研究動態.

1.GIS的定義和研究內容

1.1GIS的定義

GIS是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術.要給出GIS的準確定義是困難的，因為GIS涉及的面太廣，站在不同的角度，給出的定義就不同.通常可以從4種不同的途徑來定義GIS［2］.(1)面向功能的定義.GIS是采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示地理數據的系統.(2)面向應用的定義.這種方式根據GIS應用領域的不同，將GIS分為各類應用系統，例如土地信息系統、城市信息系統、規劃信息系統、空間決策支持系統等.(3)工具箱定義方式.GIS是一組用來采集、存儲、查詢、變換和顯示空間數據的工具的集合.這種定義強調GIS提供的用于處理地理數據的工具.(4)基于數據庫的定義.GIS是這樣一類數據庫系統，它的數據有空間次序，并且提供一個對數據進行操作的操作集合，用來回答對數據庫中空間實體的查詢.

我們認為，雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析(見圖1)；因此，可以這樣定義：GIS是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統.

雖然GIS使用了地圖、可視化、數據庫等技術，但與CAD系統、計算機地圖系統、數據庫系統等均有很大的區別.

CAD系統提供交互式的圖形處理功能，以輔助象建筑、VLSI等人造對象的設計，其主要特點是設計者與計算機模型的交互.目前許多CAD開始支持對象的非圖形性質，而GIS處理的數據大多來自現實世界，較之CAD的人造對象更為復雜，數據量更大.另外，CAD中的拓撲關系較為簡單.更重要的是，GIS強調對空間數據的分析，CAD這方面的功能要弱得多.

計算機地圖系統側重于數據查詢、分類及自動符號化，具有輔助設計地圖和產生高質量矢量形式的輸出機制.它強調數據顯示而不是數據分析，地理數據往往缺少拓撲關系；另外，它與數據庫的聯系通常是一些簡單的查詢.

數據庫系統是各種類型信息系統的核心.通用數據庫側重非圖形數據的優化存儲與查詢，其圖形查詢與顯示功能極為有限，其數據分析功能也很有限.然而，數據庫的一些基本技術，如數據模型、數據存儲、數據檢索等，都在GIS中廣泛采用，成為GIS的核心技術.

由此可見，GIS已經形成了一個獨立的、具有鮮明特色的研究領域.GIS的研究內容很廣泛，下面我們從輸入、存儲、操作和分析、輸出4個方面來討論GIS的研究內容.

1.2GIS的研究內容

(1)輸入.地理數據如何有效地輸入到GIS中是一項瑣碎、費時、代價昂貴的任務，大多數的地理數據是從低質地圖輸入GIS.常用的方法是數字化和掃描.數字化的主要問題是低效率和高代價；掃描輸入則面臨另一個問題，掃描得到的柵格數據如何變換成GIS數據庫通常要求的點、線、面、拓撲關系屬性等形式.就這一領域目前的研究進展而言，全自動的智能地圖識別短期內沒有實現的可能；因而，交互式的地圖識別是矢量化方法的一種較為現實的途徑.市場上已有多種交互式矢量化軟件出售.

目前GIS的輸入正在越來越多地借助非地圖形式，遙感就是其中的一種形式.遙感數據已經成為GIS的重要數據來源.與地圖數據不同的是，遙感數據輸入到GIS較為容易，但如果通過對遙感圖象的解釋來采集和編譯地理信息則是一件較為困難的事情；因此，GIS中開始大量融入圖象處理技術，許多成熟的GIS產品，如MAPGIS中都具有功能齊全的圖象處理子系統.

地理數據采集的另一項主要進展是GPS技術.GPS可以準確、快速地定位在地球表面的任何地點，因而，除了作為原始地理信息的來源外，GPS在飛行器跟蹤、緊急事件處理、環境和資源監測、管理等方面有著很大的潛力.

(2)存儲.GIS中的數據分為柵格數據和矢量數據兩大類，如何在計算機中有效存儲和管理這兩類數據是GIS的基本問題.在計算機高速發展的今天，盡管微機的硬盤容量已達到GB級，但計算機的存儲器對靈活、高效地處理地圖這類對象仍是不夠的.GIS的數據存儲卻有其獨特之處.大多數的GIS系統中采用了分層技術，即根據地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結果.在與用戶的交換過程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠對用戶的要求作出快速反應.

地理數據存儲是GIS中最低層和最基本的技術，它直接影響到其他高層功能的實現效率，從而影響整個GIS的性能.基于微機平臺的MAPGIS能夠快速、高效地處理多達上萬幅的海量地圖庫，這不僅在國產GIS軟件中處于領先地位，即使與國外同類產品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數據的存儲問題密切相關.

(3)地理數據的操作和分析.GIS中對數據的操作提供了對地理數據有效管理的手段.對圖形數據(點、線、面)和屬性數據的增加、刪除、修改等基本操作大多可借鑒CAD和通用數據庫中的成熟技術；有所不同的是GIS中圖形數據與屬性數據緊密結合在一起，形成對地物的描述，對其中一類數據的操作勢必影響到與之相關的另一類數據，因而操作帶來的數據一致性和操作效率問題是GIS數據操作的主要問題.

地理數據的分析功能，即空間分析，是GIS得以廣泛應用的重要原因之一.通過GIS提供的空間分析功能，用戶可以從已知的地理數據中得出隱含的重要結論，這對于許多應用領域是至關重要的.

GIS的空間分析分為兩大類：矢量數據空間分析和柵格數據空間分析.矢量數據空間分析通常包括：空間數據查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點線、點與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區分析，網絡分析，面運算，目標集統計分析.柵格數據空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴展領域操作、區域操作、統計分析.

(4)輸出.將用戶查詢的結果或是數據分析的結果以合適的形式輸出是GIS問題求解過程的最后一道工序.輸出形式通常有兩種：在計算機屏幕上顯示或通過繪圖儀輸出.對于一些對輸出精度要求較高的應用領域，高質量的輸出功能對GIS是必不可少的.這方面的技術主要包括：數據校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標變換、出版印刷等.

2地理信息系統的發展動態

近年來地理信息系統技術發展迅速，其主要的原動力來自日益廣泛的應用領域對地理信息系統不斷提高的要求.另一方面，計算機科學的飛速發展為地理信息系統提供了先進的工具和手段，許多計算機領域的新技術，如面向對象技術、三維技術、圖象處理和人工智能技術都可直接應用到地理信息系統中［3］.下面我們對當前地理信息系統研究中的幾個熱點研究領域作一介紹.

2.1GIS中面向對象(objectoriented)技術研究

面向對象方法為人們在計算機上直接描述物理世界提供了一條適合于人類思維模式的方法，面向對象的技術在GIS中的應用，即面向對象的GIS，已成為GIS的發展方向.這是因為空間信息較之傳統數據庫處理的一維信息更為復雜、瑣碎，面向對象的方法為描述復雜的空間信息提供了一條直觀、結構清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向對象的GIS的一般結構.

面向對象的GIS較之傳統GIS有下列優點：(1)所有的地物以對象形式封裝，而不是以復雜的關系形式存儲，使系統組織結構良好、清晰；(2)以對象為基礎，消除了分層的概念；(3)面向對象的分類結構和組裝結構使GIS可以直接定義和處理復雜的地物類型；(4)根據面向對象late_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現有抽象數據類型和空間操作箱上定義自己所需的數據類型和空間操作方法，增強系統的開發性和可擴充性；(5)基于icon的面向對象的用戶界面，便于用戶操作和使用.

SmallworldGIS是目前面向對象GIS中最為典型的代表.一些傳統的GIS也開始部分采用面向對象的技術，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系統等.

面向對象的GIS也存在一些尚待進一步研究的問題：(1)大對象的操作仍受硬件條件的限制；(2)對象的獨立性與顆粒度問題；(3)矢量和柵格數據統一的、支持動態拓撲結構和復合對象表示的面向對象的數據結構問題.

2.2時空系統(spatio_temporalsystem)

傳統的地理信息系統只考慮地物的空間特性，忽略了其時間特性.在許多應用領域中，如環境監測、地震救援、天氣預報等，空間對象是隨時間變化的，而這種動態變化的規律在求解過程中起著十分重要的作用.過去GIS忽略時態主要是受器件的限制，也有技術方面的原因.近年來，對GIS中時態特性的研究變得十分活躍，即所謂“時空系統”［5］.

地物除了具有三維空間中的空間性質外，如何刻畫時間維的變化也十分重要.通常把GIS的時間維分成處理時間維(transactiontimedimension)和有效時間維(validtimedimension).處理時間又稱數據庫時間或系統時間，它指在GIS中處理發生的時間.有效時間亦稱事件時間或實際時間，它指在實際應用領域事件出現的時間.

根據處理時間和有效時間的劃分，可以把時空系統分為4類：靜態時空系統(staticSTsystem)、歷史時態系統(historicalSTsystem)、回溯時態系統(rollbackSTsystem)和雙時態系統

(bitemporalSTsystem).(1)靜態時空系統.它既不支持處理時間，也不支持有效時間，系統只保留應用領域的一種狀態，比如當前狀態.(2)歷史時態系統.它只支持有效時間，這種系統適用于事件實際發生的歷史對問題求解十分重要的應用領域.(3)回溯時態系統.它只支持處理時間，這種系統適用于信息系統的歷史對問題求解十分重要的應用領域.(4)雙時態系統.它同時支持處理時間和有效時間.處理時間記錄了信息系統的歷史，有效時間記錄了事件發生的歷史.

時空系統主要研究時空模型，時空數據的表示、存儲、操作、查詢和時空分析.目前比較流行的作法是在現有數據模型基礎上擴充，如在關系模型的元組中加入時間，在對象模型中引入時間屬性.在這種擴充的基礎上如何解決從表示到分析的一系列問題仍有待進一步研究.

2.3地理信息建模系統(geographicinformationmodellingsystem，簡稱GIMS)

通用GIS的空間分析功能對于大多數的應用問題是遠遠不夠的，因為這些領域都有自己獨特的專用模型，目前通用的GIS大多通過提供進行二次開發的工具和環境來解決這一問題.如ARC/INFO提供的進行二次開發的宏語言AML.二次開發工具的一個主要問題是它對于普通用戶而言過于困難.而GIS成功應用于專門領域的關鍵在于支持建立該領域特有的空間分析模型.GIS應當支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗的環境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策.這種GIS系統又稱為地理信息建模系統.GIMS是目前GIS研究的熱點問題之一.

目前實現通用GIS空間分析功能與各種領域專用模型的結合主要有兩種途徑.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他軟件環境實現專用模型，其與GIS之間采用數據通訊的方式聯系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能來實現應用領域的專用分析模型.上述兩種方式總體上對用戶定義自己的專用模型的支持程度都是不夠的.目前的GIS離支持實現數據集定義、模型定義、模型生成和模型檢驗的全過程仍有相當大的距離.

GIMS的研究有幾個值得注意的動向.(1)面向對象在GIS中的應用.面向對象技術用對象(實體屬性和操作的封裝)、對象類結構(分類和組裝結構)、對象間的通訊來描述客觀世界，為描述復雜的三維空間提供了一條結構化的途徑.這種技術本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在面向對象GIS基礎上研究面向對象的模型定義、生成和檢驗，應當比在傳統GIS上用傳統方法要容易得多.(2)基于icon的用戶建模界面.建模過程中的對象和空間分析操作均以icon形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon.用戶在對icon的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗.這種方法較之AML這類宏語言要方便和直觀得多.(3)GIS與其他的模型和知識庫的結合.這是許多應用領域面臨的一個非常實際的問題，即存在GIS之外的模型和知識庫如何與GIS耦合成一個有機整體.

2.4三維GIS的研究

三維GIS是許多應用領域對GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些較為簡單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距.真正的三維GIS必須支持真三維的矢量和柵格數據模型及以此為基礎的三維空間數據庫，解決了三維空間操作和分析問題.主要研究的方向包括：(1)三維數據結構的研究，主要包括數據的有效存儲、數據狀態的表示和數據的可視化；(2)三維數據的生成和管理；(3)地理數據的三維顯示，主要包括三維數據的操作，表面處理，柵格圖象、全息圖象顯示，層次處理等.

3結語

地理信息系統近年發展迅速，其內涵和外延正在不斷變化.最初的地理信息系統都是一些具體的應用系統，充其量只能稱之為一門技術.現在已發展成一個獨立的、充滿活力的新興學科，這已經為大家所公認.地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛星航空遙感或全球定位系統(GPS)接受信息，變換和校正后進入空間數據庫：數據庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數據庫和相關知識庫的基礎上能夠定義和生成各種領域專用模型，如城市規劃模型、災害評價模型等；運用這些模型對地理數據進行有效分析，并把分析結果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出.這一范圍包括了計算機科學、地圖學、航測、遙感等多種學科的交叉.總之，由于地理信息在人類生活和國民經濟中的重要作用，地理信息系統在未來的幾十年中將保持高速發展的勢頭，成為高科技領域的核心技術.

參考文獻

1CoppockJT,RhindDW.ThehistoryofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.21～39

2MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～19

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[關鍵詞]GIS系統 需求變更 模塊化

GIS即地理信息系統(Geographic Information System),經過了40年的發展,到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術,并且得到了極廣泛的應用。從應用的角度,GIS系統由硬件、軟件、數據、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統建設提供環境;數據是GIS的重要內容;方法為GIS建設提供解決方案;人員是系統建設中的關鍵和能動性因素,直接影響和協調其它幾個組成部分。

一、GIS系統的發展現狀

由于各個部門對GIS的應用有不同的需求,目前沒有一個GIS軟件可以同時滿足各個行業的需要,所以在實際工作中對于特定行業的GIS應用,一般都需要進行或多或少的軟件開發工作。但無論是GIS基礎軟件的開發還是在基礎軟件基礎之上的應用開發,無論是大至幾百上千萬的項目還是幾萬的小項目,GIS的開發目前在我國都存在一些問題。最主要的原因就是沒有遵循軟件工程學的科學方法,如:沒有足夠的分析和設計、代碼不規范和文檔不完備等。

二、GIS系統存在的問題

人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。GIS系統作為獲取、整理、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由于信息技術的發展,數字時代的來臨,理論上來說,GIS可以運用于現階段任何行業。

由于GIS工程項目的專業性和復雜性,用戶的需求在系統開發的整個過程中都在不斷變更。如果沒有一個完整的需求變更管理方案就貿然進入設計和開發階段,所埋下的隱患是:一旦用戶的需求發生較大變化,對開發中的系統將可能是毀滅性的打擊。這種情況在實踐中屢見不鮮。軟件項目的目標超出原始計劃,業界通常稱為項目目標范圍蔓延.這是軟件開發中的固有矛盾。GIS項目目標定義困難,而且由于開發周期內項目必然會面臨改進,這就極易導致項目目標的蔓延。如果處理不當將成為項目失敗的主要原因。因此,必須采取一些措施控制對項目目標的蔓延,并確保開發者們不會受到這些改進帶來的負面影響。

近些年,GIS更以其強大的地理信息空間分析功能,在GPS及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎,在計算機軟硬件的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說,地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。

三、GIS 系統的應用領域

地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展,廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

在資源管理主要應用于農業和林業領域,解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。同時,GIS系統在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。

近些年,GIS 系統也廣泛地用在城市規劃和管理方面。例如,在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。商業與市場是一個全新的發展空間,商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數,建成之后就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和數據庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。

四、GIS系統的對策研究

GIS軟件工程包括GIS工程規劃、設計、實施、評價與維護技術,還包括工程的需求控制、質量控制、進度控制、風險控制等管理技術,另外,GIS數據生產的管理與質量控制體系也是GIS工程的重要組成部分。保證一個GIS工程的成功還涉及人員組織技術與成本控制技術,在一定的資金條件下最大限度地滿足用戶的需要,實現社會效益的同時,還能實現經濟效益,也是GIS工程管理的重要任務。

首先:加強GIS軟件工程的培訓和管理。軟件工程的概念還遠沒有在GIS工程的研究人員、開發人員、管理人員的頭腦中扎下根來,軟件工程的方法還遠沒有成為完成GIS工程的自覺行為。要提高GIS工程研究人員,開發人員和管理人員對軟件工程的重視,首先就要加強GIS軟件工程的教育工作。如在大學中開設GIS軟件工程課程或在相關課程中將GIS軟件工程作為重點章節進行講授。加強GIS從業人員的繼續教育,讓GIS從業人員認識到在GIS工程中實施軟件工程學方法是必然的。

其次:詳細的系統分析和設計。由于用戶需求涉及的因素較多,而用戶與軟件人員之間由于背景知識、看待問題的角度等的差異,對需求的描述和理解可能會不完備或存在不一致。在實際工作中,用戶的需求還常常隨外部條件或內在因素的變動而呈現易變的特點。充分地需求分析及系統分析可以最大限度地消除用戶與軟件人員之間的不一致,詳細地系統設計和代碼設計可以提高軟件的質量,增強系統的可移植性,提高工作效率。

參考文獻:

[1]張超等:地理信息系統[M],北京:高等教育出版社,2000

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關鍵詞：GIS　GIS－T　關鍵技術

解決方案地理信息系統是集現代計算機科學、地理學、信息科學、管理科學和測繪科學為一體的一門新興學科。它采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術，對地理信息進行數據處理，能夠實時準確地采集、修改和更新地理空間數據和屬性信息，為決策者提供可視化的支持〔1〕。目前在很多領域中，GIS技術已被廣泛應用。尤其是在交通領域，GIS與傳統的交通信息分析和處理技術緊密結合，延伸出了交通地理信息系統（Geographic Information System for Transportation），簡稱GIS－T。

1　GIS概述

GIS最早起源于20世紀60年代“要把地圖變成數字形式的地圖，便于計算機處理分析”的目的。1963年，加拿大測量學家R．FTomlinson首先提出了GIS這一術語，并用于自然資源的管理和規劃。后來的幾十年中間，伴隨著計算機技術和網絡技術的迅猛發展，GIS的應用也日趨深化和廣泛，在環境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市規劃等領域成為常備的工作系統。

GIS是圖形處理技術、可視技術及數據庫等技術的有機結合，并以其混合數據結構和強大的地理空間分析功能而獨樹一幟。它與CAD系統和DBMS（數據庫管理系統）等有著很大的區別。CAD系統雖具有強大的圖形處理能力，但其拓撲關系比較簡單，管理和分析大型地理數據庫的能力也有限；DBMS則側重于非圖形數據的優化存儲和查詢，而圖形查詢、顯示功能、數據分析功能均相對較弱。

眾所周知，GIS中最基礎的也是最重要的部分是地理數據。GIS能夠實現對大量復雜地理數據的輸入、存儲、操作和分析、輸出等一系列功能。

輸入：GIS數據大多數來自現實世界，數據量比較大。目前被廣泛采用的數據輸入方法是傳統的手工數字化方法。同時，遙感數據正日益成為GIS數據的重要來源，這標志著GIS數據輸入已經開始借助于非地圖形式。另外，GPS技術的日益成熟也促進了GIS數據采集技術的發展。

存儲：GIS對數據的存儲比較獨特，即在大多數的GIS系統中普遍采用了分層技術，所以用戶在存儲這些數據時，只是處理涉及到層，而不是整幅地圖，因而能夠對用戶的要求作出快速反應。

操作和分析：GIS充分繼承了CAD和DBMS的圖形操作和數據處理的成熟技術。GIS中空間數據與屬性數據有著緊密的聯系，對數據的一致性要求較高，并且GIS對地理數據有著強大的空間分析功能。這是GIS的精華所在，也是GIS技術能夠在很多領域中廣泛應用的關鍵。

輸出：GIS能以合適的形式輸出用戶查詢結果或數據分析結果。對于輸出精度要求較高的應用領域，可以利用數據校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標變換等技術來提高輸出質量。

由于GIS中數據的處理比較繁瑣，工作量非常大，完全通過手工方式已經無法滿足當前的需求，因此必須充分利用計算機的處理能力，借助于軟件系統來協助完成這些工作。目前GIS領域比較成熟的軟件有美國ESRI公司的Arc／Info，Mapznfo公司的MapInfo，Intergraph公司的MGE等。

2　GIS在交通中的發展

近年來，隨著地理信息系統的飛速發展，越來越多的應用領域同GIS技術建立了緊密的聯系。由于交通信息系統具有精度要求高、規則復雜、動態化、離散化等特點，原有的信息技術已經不能完全滿通應用的需求，而借助于GIS的強大功能，可以實現交通信息化的時代要求。交通領域中GIS的應用也越來越受到研究者和開發者的重視。

交通地理信息系統是收集、整理、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的計算機軟硬件系統〔2〕，是GIS技術在交通領域的延伸，是GIS與多種交通信息分析和處理技術的集成。GIS－T具有強大的交通信息服務和管理功能，它可以應用在交通管理的各個環節。在交通工程領域采用GIS技術和方法研究交通規劃、交通建設和交通管理及其相關的問題，具有其他傳統方法無可比擬的優點。

20世紀60年代，美國人口統計局建立了DIME以及后來的TIGER數據模型，當時他們就采用了基于點和線的一維線性網絡來表達道路系統。在那些與點線相連的屬性表中，記錄了點線的各種屬性信息。一直以來，這種模式都是道路交通系統表達模型的一個主流。但是隨著社會和經濟的發展，道路交通系統變得日益復雜，對交通地理信息系統的要求越來越高，GIS－T將面臨更多的挑戰。

3　GIS－T關鍵技術

GIS－T是改進了的GIS和TIS（交通信息系統）的結合體。目前很多研究人員致力于GIS－T的研究與開發，圍繞著GIS－T產生了較多的研究課題，不同的研究課題涉及到的GIS－T的功能也有所區別。為了進行詳細說明，可以通過定義3個功能組來獲得一個通用的框架，這3個功能組是：數據管理（實現數據存儲和維護）、數據操作（實現原始數據的創新）、數據分析或者建立可分析的模型。它們是相互依賴相互支持的，數據存儲是數據操作的前提，而數據的建模又是在前兩個的基礎上建立起來的。

3．1　數據庫管理系統

長期以來，交通部門要使用和維護大量的信息，在很多情況下都是多個交通信息系統共存于同一個部門中，而且每一個交通信息系統只能處理某一類數據信息（如高速公路規劃網、公路管理系統以及事故信息等）。GIS－T的數據管理系統的關鍵技術在于通過建立數據模型和數據交換的框架，把上述不同的數據存儲于一個統一的數據管理系統中，任何部門都能訪問到該系統中符合本部門要求的數據，同時能對這些數據進行分析和建模，然后進行管理和決策。

3．2　數據協同

交通數據一般都是由多個機構提供并維護，數據類型、數據標準難以統一。每個數據源可能都有自己的數據模型。數據模型的不同和使用方法的多樣性給數據管理分析造成了很大問題。由于數據位置、拓撲結構、分類、命名和屬性、線性測量的誤差，導致不同來源數據的統一過程比較復雜，結果存在很大的不確定性。要使GIS技術在交通領域取得進展，必須借助數據協同技術，從地圖的匹配算法、交通數據的錯誤模型和錯誤傳播（尤其是一維數據模型）、數據質量標準和數據交換標準三個方面解決數據統一的問題。

隨著地理數據越來越廣泛的應用，協同性主題逐漸成為GIS－T領域中的一個最為緊迫的課題。在詳細的數字街道數據庫、緊急事件的安排和調度系統、車輛導航系統以及ITS（智能交通系統）的各個部分（包括測量使用者和運輸控制中心或者信息服務提供商之間的無線通訊）都必須應用數據協同技術。

3．3　實時GIS－T

地理數據的收集是一個持續的過程。近年來，已經開始出現實時基礎上的數據操作。例如，帶有全球定位系統GPS的車輛提供速度、位置等要素信息到運輸管理中心，管理中心再根據發送的交通信息將預測信息返回給車輛，這樣就組成了地區的阻塞管理系統。由此可見，進行實時數據的存儲、恢復、處理和分析需要更快的數據訪問模式、更強大的空間數據融合技術以及動態路由算法。

3．4　龐大的數據集

現實世界的交通問題涉及到龐大的地理數據和復雜的網絡。地理信息科學對地理可視化和數據采集的規則、技術發現和數據獲得的計算方法進行了研究和集成，同時也促進了GIS－T的發展。

由于交通數據集大小的不同，就需要經常更新系統設計，這個系統設計包括了信息顯示的精確性、速度上的優化、算法運行時間與流程中的分析工具以及網絡分析的優化。

3．5　分布式計算

互聯網技術提供的可連接性改變了計算機、應用軟件、數據和用戶之間的關系。計算機已經形成了一個可移動的、分布式的、普遍存在的實體。基于互聯網的GIS應用變得越來越普遍（包括在交通領域中）。以通訊網絡技術為基礎的分布式計算技術可以有效地使用本地和遠程的計算資源，借助完善的系統資源，實現適時應用的構想。

4　GIS－T中面臨的問題及解決方案

4．1　多格式數據源集成問題

GIS中最基礎的部分是數據，在GIS－T中也不例外。但是多年來，一方面由于缺乏權威的專業數據公司制作并出售基礎的地理數據，所需的數據來源沒有保證，導致了大量的人力物力花費在制作基礎數據的工作上；另一方面，對已有的數據沒有充分加以利用，各部門積累下來的基礎數據由于數據格式和規劃不統一，難于共享利用，這樣不僅加大了成本，而且還延長了建設的周期。因此，實現多源數據集成、解決多格式數據源集成是近年來GIS－T系統研制開發的重要課題。目前，方案有以下3種：

（1）據格式轉換模式：把其它的數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換后，復制到當前系統的數據庫或文件中。

（2）數據互操作模式：這是Open GIS Consortium（OGC）制定的規范，GIS互操作是指在異構數據庫和分布式計算的情況下，GIS用戶在相互理解的基礎上，能夠透明地獲取所需的信息。

（3）直接數據訪問模式：就是在一個GIS軟件中實現對其它軟件數據格式的直接訪問，用戶可以使用單個GIS軟件存儲多種數據格式。

4．2　交通地理現象的表達

GIS－T中涉及3類模型：①區域模型，即在跨越空間時代表連續變化的現象；②離散實體模型，也就是離散的實體（點、線或多邊形）及其相關屬性的集合的抽象表達；③網絡模型，代表拓撲連接的嵌于地表的線性網絡變化的抽象表達。由于交通系統自身的特性，應用于交通系統的數據模型幾乎都沒有超出上述的三種模型的范圍。

在對交通模型進行表達的時候，可以用許多具有多種屬性的線段代表道路網，用離散點代表各種道路網中的標志性地物，用線性網絡代數對交通網絡進行分析，這些方法對實現道路交通系統的計算機表示起到了一定的作用。在交通領域中，圍繞以弧和點的概念建立的網絡模型起的作用是最重要的。實際上，在許多交通應用中，只需要單個的表示數據的網絡模型就可以了。這種應用的例子包括：

（1）人行道以及其它設備管理系統；

（2）實時與下線行程安排；

（3）基于網絡的交通信息系統和行程計劃任務；

（4）導航系統；

（5）實時交通堵塞管理和事故發現等。

5　結語

在交通領域，GIS－T被公認為21世紀的支柱性產業，是信息產業的重要組成部分。隨著GIS技術研究的進一步深入，目前GIS－T中存在的問題會逐步得到解決，這必定會促進GIS－T的各個方面的應用和發展，大大地改變交通現狀，帶動整個交通行業的突飛猛進，成為促進經濟發展的重要動力。

參考文獻

〔1〕鄔倫.地理信息系統——原理、方法和應用.北京：科學出版社，2001.2

〔2〕李躍軍.GIS在交通領域中的應用，湖南交通科技，2001.12

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[關鍵詞] 地理信息系統 商業網點規劃 空間分析模型

隨著我國經濟的快速發展和商業領域面向外資的全面開放，城市商業網點規劃工作越來越引起各級政府和學術界的重視。日益復雜的競爭環境對城市商業規劃提出了更高的要求，國內商業網點規劃研究雖然在商業功能、布局、規模、組織方式等方面，都積累了較為豐富的經驗，但是還是普遍存在缺乏定量分析、技術手段相對滯后等問題。

地理信息系統（簡稱GIS）是20世紀60年代隨計算機技術的發展而產生的一門研究空間信息的全新技術。它能把各種商業網點信息同地理位置及有關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、查詢和輸出地理圖形及其屬性數據。同時，它具有很強的區域綜合能力和動態預測功能，可以通過模型集成分析，提高商業分析和方案評價的水平和效率。

本文在全面分析我國城市商業網點規劃要求的基礎上，將先進的地理信息系統技術引入商業網點規劃中，設計出一套基于GIS技術、面向城市商業管理者、適合我國國情的商業網點規劃信息系統, 為城市商業網點規劃管理提供了實用和有效的信息化工具。

一、城市商業網點規劃需要解決的問題

商務部為了完善城市整體的商業結構，提高商業網點的經營水平，促進整個商貿流通領域的健康發展，提出制定商業網點規劃的要求。商業網點規劃所考慮的主要是城市流通領域各要素的布局和安排，具有一定的特殊性。

1.城市商業網點規劃要指明城市商業網點發展的總體目標和具體目標。其中總體目標包括城市商業網點的總規模、城市商業對當地經濟的貢獻指標、城市社會消費品零售總額、人均營業面積等綜合性指標。具體目標包括城市商業中心、區域商業中心、社區商業的總規模；商業街結構與布局方面的目標；各類市場的總規模、結構與布局方面的目標；物流基地布局、特色與產業服務功能的目標；城郊商業發展的目標等。

2.城市商業網點規劃應確定各級商業中心、商業街、農副產品市場、工業消費品市場、物流基地的規劃布局，進一步指出其區位、規模、發展重點等。

3.城市商業網點規劃應指明社區商業的規劃布局，確定其優先發展的零售與生活服務網點的業態、類型、組織形式、千人擁有的零售與生活服務網點面積，主要零售與生活服務業網點的商圈半徑。

4.城市商業網點規劃應指明大型商業網點的適宜布局區域，確定其數量、種類、布局原則和設置導向。

二、我國城市商業網點規劃對信息系統的要求

根據我國商業網點規劃的要求，城市商業網點規劃GIS管理信息系統應具備以下功能：

1.能夠方便地實現商業網點數據的采集和編輯

作為一個GIS的應用系統，在建立時通常已有數據庫和圖形的支撐，這是信息系統建立的基礎。但是，規劃系統的用戶可能會面臨對規劃底圖的修改、新網點的添加、屬性數據的修改等問題，所以作為一個完善的用戶系統應包括實現這些功能的模塊。

2.能夠輕松實現現狀網點的查詢和統計分析

對現狀商業網點的總量、業態、業種、營業面積的查詢和統計分析，是商業網點規劃的基礎，也是進一步制定一系列規劃目標的具體數據支撐，方便的分區域統計功能可以輕松地了解各個目標區域的網點競爭情況、業態分布狀況等。

3.能夠對區域網點布局規劃影響因素進行直觀的統計分析

每個區域的人口、交通、土地價值等因素都會影響到商業網點的布局，方便的分區域影響因素分析可以有助于決策者考量區域的商業總量是否合適、能否支撐大型業態的存在、是否改建或新建商業中心等。

4.能夠根據已知條件進行網點布局空間分析

空間分析一直是地理信息系統有力而獨特的工具，通過空間分析模型的建立，可以判斷大型業態的選址是否合適、能否建立新的商業中心、商圈的范圍等。

5.能夠根據已知要素對規劃方案進行比較和評價

該功能實際上是地理信息系統輔助決策功能的體現，據信息科學專家分析，用于政府機關進行宏觀分析決策的信息85%以上與空間(地理)定位信息有關。由于決策的實施帶來經濟實體與地理環境的改變，政府的每一項具體政策都要落實到區域單元上，并對政策實施實體及周圍生態環境產生影響。不考慮空間因素對統計決策者進行輔助決策來說顯然是不完整的，因此網點規劃信息系統應具有一定的評價分析功能，從而為管理者提供決策的輔助信息。

6.能夠方便地進行規劃結果的顯示和輸出

商業網點規劃系統應能夠以人機交互方式來選擇顯示的對象與形式，這種交互表現在：可以設置顯示環境、定義制圖環境、顯示地圖要素、定義字形符號、設置字符大小和顏色、標注圖名和圖例、繪圖文件編輯等方面。GIS不僅可以輸出全要素地圖，還可以根據用戶需要，分層輸出各種專題圖、各類統計圖、圖表及數據等。

三、基于我國商業網點規劃要求的GIS管理信息系統的設計

城市商業網點規劃信息系統是在建立城市商業基礎數據庫的基礎上，利用地理信息系統(GIS)技術，緊密結合城市商業網點布局特點，運用城市商業布局基本理論和方法，開發對商業網點進行計算機管理和輔助決策的軟件系統。

根據系統總體目標及設計原則，結合地理信息系統開發平臺的特點，把系統分成5個功能子系統，它分別是采集編輯子系統、數據查詢子系統、空間分析子系統、方案評價子系統、成果輸出子系統，見圖所示。

圖城市商業網點規劃GIS系統功能設計

采集編輯子系統主要包括：地圖的輸入、屬性數據的修改與添加、圖層管理。其中，地圖的輸入主要是指提供以Shapefile格式的點、線、面形式的圖層輸入，提供其他地圖數據格式如AutoCAD格式的導入；屬性數據的修改與添加，主要是指提供對選定網點、道路等實體空間數據和屬性數據的修改和添加，提供外部數據庫的導入和系統數據庫的導出。圖層管理主要指提供現有圖層的開啟和關閉、添加新圖層、修改圖層屬性、放大縮小平移圖層等基本圖層管理功能。

2.數據查詢子系統

數據查詢子系統主要包括：基礎數據的查詢、網點統計數據查詢、區域商業指標查詢。

基礎數據的查詢，主要提供對某一網點屬性信息查詢的功能，具體包括精確查詢、模糊查詢兩種形式；網點統計數據查詢，主要提供各種統計數據的查詢。具體包括：按道路的精確查詢和模糊查詢，即可以查詢某一道路上的不同面積、不同業態、不同業種、不同銷售額網點的情況；按區域的精確查詢和模糊查詢，即可以查詢某一區域內不同面積、不同業態、不同業種、不同銷售額網點的情況；自定義查詢，即構造復雜的查詢條件以滿足用戶較高級的查詢分析需要等；區域商業指標查詢，主要提供一定區域內商業數據的查詢，為管理者了解該區域商業發展水平提供了便捷的方法。系統根據商業網點規劃的要求，為用戶提供分區域查詢人均商業網點總營業面積和建筑面積、人均零售業銷售額、地均零售業銷售額、購買力指標、連鎖經營比重、市場飽和度、服務覆蓋率和服務重疊率等。

3.空間分析子系統

空間分析子系統是商業網點規劃信息系統進行空間分析的核心模塊，主要包括商圈分析、吸引力分析兩個模塊。

商圈分析主要是根據商圈內的客戶空間分布數據，了解商圈內消費者的年齡構成、消費水平、教育文化水平、消費傾向等，對管理者選擇購物中心位置、確定適當的商品組合、估計銷售量以及規劃銷售活動都至關重要。GIS提供集成從簡單到復雜的商圈分析模型的平臺。對于基于經驗法則確定的商圈，只需要應用簡單的緩沖區分析技術或地址編碼技術就可以完成商圈的劃分；對于基于雷利法則、赫夫法則確定的商圈，則需要通過二次開發的方法將模型嵌入GIS平臺，從而獲得更合理的商圈。

吸引力分析將提供某商業集聚區所能吸引的各社區及全市消費者估算值，以便管理者確定商業集聚區的等級。通常是根據哈夫模型計算某社區消費者選擇商業集聚的概率，有了該社區消費者選擇商業集聚的概率后再乘上該社區的消費者數便可得出某社區消費者選擇某商業集聚地的消費者數。再把各社區的選擇者數累計，便可得到某商業集聚區所吸引的消費者數。

4.方案評價子系統

方案評價子系統主要是對規劃師提出的商業中心布局方案進行輔助評價決策，從而提高方案的科學性。主要包括重心重合度評價和規劃影響因素評分兩個模塊。

重心重合度評價是根據重心模型分別判斷人口與商業網點的重心點分布情況，通過對中心點位置的定性比較，分析目前商業布局的合理性。

規劃影響因素評分是通過將評價區域劃分成縱橫間距相等的方格網，以坐標網格為評價單元，以網格中點為一個坐標點，計算各網格中心點上規劃影響因素的綜合分值，根據分值確定商業中心級別數和級別分界值。

5.成果輸出子系統

成果輸出子系統主要是輸出各類成果圖。主要包括：分類統計圖輸出、專題圖輸出、規劃成果圖輸出。

四、結語

本文在研究我國城市商業網點規劃要求的基礎上，利用先進的GIS空間分析技術，設計出適合我國國情、面向城市商業管理者的商業網點規劃信息系統框架結構，該系統包括采集編輯、數據查詢、空間分析、方案評價、成果輸出五大功能子系統，為城市商業網點規劃管理提供了實用和有效的信息化工具。

參考文獻:

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[2]王遠飛吳建國:GIS在商業網點規劃與管理中的應用[J].華東經濟管理,2006,111(3):1112114

[3]商務部:城市商業網點規劃編制規范，商建發[2004]180號

[4]丁鵬飛:GIS商業網點分析與規劃研究[D].華東師范大學地理系，2006，5

篇9

關鍵詞：GIS；土地管理；應用

中圖分類號：F301.2 文獻標識碼： A

前言

地理信息系統(Geographical Information System，GIS) 是采集、存儲、管理、檢索、分析和描述整個或部分地球表面與空間地理分布數據的空間信息系統。它是一種能把圖形管理系統和數據管理系統有機地結合起來的信息技術，既管理對象的位置又管理對象的其它屬性，而且位置和其它屬性是自動關聯的。它最基本的功能是將分散收集到的各種空間、非空間信息輸入到計算機中，建立起有相互聯系的數據庫。當外界情況發生變化時，只要更改局部的數據，就可維持數據庫的有效性和現實性。GIS是一種空間數據庫管理系統，是一個動態系統，所以不能簡單地把它同地圖數據庫混為一談。目前，GIS系統已經被應用到環境模型建立、城市規劃與管理、社會經濟統計與分析、土地管理、地理測繪與管理、交通與管道管理等與空間信息密切相關的各個方面。

土地管理是一個相當廣泛的概念，包含多種數據，這些數據都具有圖形和屬性特征。其中，圖形數據涉及地籍圖、宗地圖、土地利用現狀圖、規劃圖以及各種應不同要求而制作的專題圖等圖件資料，它們描述了大量圖形目標的空間位置和相鄰關系；屬性數據則是與這些圖形數據相關的說明信息，按不同的實體類型可以分為宗地屬性、界址點屬性、界址線屬性。

土地管理的特色是對土地空間特性的管理，而這種空間特性，恰恰就為GIS的應用提供了廣闊的天地：首先，利用GIS的數據采集與編輯、信息查詢、數據庫管理、統計制圖、空間分析等功能，土地工作者可將已編碼的空間數據結合起來，確定其地理位置，并可以對空間數據進行邏輯分析和運算；其次，GIS在建立和分析地理對象之間的拓撲關系上具有極其強大的功能，可以對各類地物的屬性和它們的空間分布進行科學分析和最優決策；再者，GIS的圖形用戶界面大方直觀、簡單易用，用戶能夠快速熟練地掌握其操作技能，并可以方便地瀏覽和查詢地物的分布特征及其屬性信息。此外，GIS在土地管理中的應用可以大大改善土地管理系統中基礎數據的收集及管理運行方式，提高土地管理工作的效率。

二、GIS在土地管理中的應用

2.1 地籍信息管理

地理信息系統對地籍信息的管理體現在其信息直接反映每一塊宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面積、利用類別、等級等),權屬管理(所有權、使用權、他項權利等),附著物信息(地上、地下建筑及各種設施情況),文檔信息(調查原始資料、法律、條例等)和圖形信息(地籍圖、土地利用現狀圖等)。地籍信息管理系統的目標是完成土地調查、登記、統計、評價，為地籍管理提供依據，為土地法律咨詢提供手段。在城鄉地籍管理領域,建立地籍管理系統、城鎮地籍管理信息系統、時域地籍信息系統、農村地籍管理信息系統、日常地籍管理信息系統。

2.2 土地評價與利用規劃

土地利用規劃是一個系統工程,起著對土地利用進行控制、協調和監督的作用,使得土地的社會、經濟、生態效益達到最佳狀態。從內容上說, 土地利用規劃包括土地的自然和經濟屬性的評價和用地需求量的預測。地理信息系統在土地利用規劃中可以發揮巨大的作用,尤其是在土地評價方面,可以進行土地資源清查、土地生產潛力分析、土地適宜性評價和土地人口承載力分析。

2.3 土地利用動態監測

由于土地利用動態管理信息系統是為城市規劃土地管理分析決策提供及時、準確的土地利用狀況信息，因此需要一套完整和科學的實時更新機制，既確保數據的真實性和現勢性，又能建立合理、有效的管理體系。在土地利用調查以及動態監測中,可以通過地理信息系統與遙感的結合,獲取土地類型和土地利用現狀信息,監測土地利用變化,通過地理信息系統數據庫以及在地理信息系統的支持下的土地評價分析,利用專家們的知識與學問研究，建立土地利用決策模型,輔助土地利用決策。

2.4 土地政策的模擬

政策是支配為既定目標而操去行動的各重原則,是為解決在土地上所發生的有關法規、程序、體制、效率或權益等問題，提出有系統、有程序解決問題的方式或作法。通過地理信息系統,可以模擬土地政策在土地管理的預先應用原則和效果,為制作完善的土地管理政策提供依據和平臺。

2.5 土地利用總體規劃

土地利用總體規劃是在一定規劃范圍內，根據當地自然和社會經濟條件以及國民經濟發展要求，協調土地總供給與總需求，確定或調整土地利用結構和用地布局的宏觀戰略措施。土地利用總體規劃是我國今后實施土地用途管制的主要依據,其主要任務有具體落實土地利用總量平衡分解指標的數量與分布,土地生產潛力等級與土地質量等級的劃分和圖形的編制,土地開發、整治、復墾規劃項目的落實與實施,土地用途管理,土地利用動態變化信息反饋等等。

2.6 城市地價評估

通過動態制定和監測城市地價，可以調查城市地價的水平及變化趨勢，及時向社會提供客觀、公正、合理的地價信息，為政府加強地價管理和宏觀調控土地市場提供決策依據。

2.7 在地質礦產資源管理領域,有助于礦產資源管理地質災害的預防。

2.8 測繪與地圖制圖

地理信息系統技術源于機助制圖。地理信息系統（GIS）技術與遙感（RS）、全球定位系統（GPS）技術在測繪界的廣泛應用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現在：地圖數據獲取與成圖的技術流程發生的根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數字地圖、網絡地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應用便利。測繪與地圖制圖進入了一個嶄新的時代。特別是地形圖、地籍圖與房產圖，在城市基礎地理數據方面的內容基本上是一致的，只是地籍圖與房產圖增加了地籍與房產的專題內容（如宗地、丘、房屋棟號），而城市中的宗地和丘是一致，反映土地的權屬范圍和界線。建立GIS以后，完全有條件實現三圖的統一。

2.9 服務窗口的運用

把窗口收件初審，辦事程序、辦事指南和辦件進度，查詢；審批等統一到電子政務系統中。實施限時辦公制度，明確窗口、各科室和信息中心的職責，提高透明度；使機關人員從繁瑣的手工制作中解脫出來，提高辦事效率；可以解決應用困難的問題。

三、GIS在土地管理中的應用前景

隨著計算機技術和空間技術的進步與快速發展。GIS在土地管理中的應用將會越來越廣泛。在未來，GIS不僅將成為土地管理的關鍵支撐技術之一，對土地管理產生極大的影響，促進土地管理的信息化、現代化，而且將與GPS、DPS(數字攝影測量系統)和RS(遙感技術)等先進技術一起促使自動化土地管理(ALM)產業的形成與發展。目前，遙感(R6)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)三者結合，其功能更為強大，尤其在土地利用動態監測方面。再者Internet與地理信息系統的結合，給地理信息系統提供了新的機遇。這些也都將會在土地管理領域得到長足的應用。

地理信息系統近年發展迅速，其內涵和外延正在不斷變化，最初的地理信息系統都是一些具體的應用系統，充其量只能稱之為一門技術，現在已發展成一個獨立的、充滿活力的新興學科。這已經為大家所公認。地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛星航空遙感或全球定位系統(GPS)接受信息。變換和校正后進人空間數據庫：數據庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數據庫和相關知識庫的基礎上能夠定義和生成各種領域專用模型，如城市規劃模型、災害評價模型等：運用這些模型對地理數據進行有效分析，并把分析結果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出。這一范圍包括了計算機科學、地圖學、航測、遙感等多種學科的交叉。

四、結語

篇10

【關鍵詞】GIS；“一張圖”；歷史回溯性；責權明確

1、概述

礦政管理一直停留在手工的證照管理階段，無法科學準確地反映出礦山生產的實際狀況，為提高礦政管理水平，多數地區啟動了礦業權實地核查工作。在完成礦業權核查工作后，以核查成果為基礎，開始探索礦業權精細化管理，礦業權核查日常化、儲量管理動態化、礦業權設置科學化、產量管理剛性化、礦業權人管理人性化、地災責任認定準確化。

隨著全國礦業權實地核查工作的開展，基于地理信息系統平臺，以礦業權實地核查工作為數據基礎，建立以礦業權與儲量動態核查為核心，以實際礦政監督管理工作為主要基礎，以資源開發管理為重點，利用空間數據庫技術，實現3S（RS/GIS/GPS）技術和網絡技術實現礦業權實地核查成果入庫、查詢、統計、儲量動態監管、礦政監管和WEB信息等功能，并將成果應用于礦業權審批、礦山開發管理、儲量管理、執法監督管理，實現對礦業權核查“一張圖”的體系建設成為礦政管理的未來發展方向。

2、地理信息系統簡介

地理信息系統（Geographic Information System）從技術的角度看，是在計算機硬件及網絡的支持下，對有關地理空間數據進行輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統。從學科角度看，他是一門介于地球科學、遙感科學、系統科學、信息科學、決策科學與計算機科學之間的交叉學科，將地學空間數據與計算機技術相結合，以空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，對地理信息進行采集、存儲、檢索、分析、顯示與更新，適時提供多種時間和空間的地理信息，以多種形式輸出數據或圖形產品，為地理研究和地理決策服務。

在國土系統完成全國第二次土地調查后，逐步建立了以遙感監測“一張圖”為基礎的國土資源管理核心數據庫的建設，涵蓋土地利用現狀、土地利用總體規劃、航空遙感影像等多元數據，同時也儲備了地理信息系統的專業技術人才，為實現礦政管理的地理信息化提供了數據、技術、人員的準備。

3、礦政管理中存在問題

①“圖屬”分離：“圖”指各個審查、存檔工作中需要用到的地形圖、礦區范圍、礦產規劃圖等；“屬”指與某一幾何空間相關聯的礦產管理屬性。各種紙質圖紙作為紙質材料在各個部門間流轉，而流轉過程中產生的很多屬性信息和項目信息沒有與圖形完整的結合，對各種空間位置疊占、間隙等拓撲錯誤可能導致的潛在風險無法進行監控和及時的反饋。

②各部門數據缺少關聯性：“一張圖”工作的主導思想就是要求將各種國土以及相關數據都反映在一個平臺上，通過不同屬性數據在空間層次上的對比，進行邏輯分析，掌握科學、客觀管理土地的方法。而在各部門之間，管理內容本身沒有建立在統一平臺的基礎上。例如，礦產審批項目會審涉及地籍、耕地保護、規劃、礦產等部門，但部門之間數據“各自為政”，無法實現高效性。

③責權不明確：審批環節應當明確在數據產生與處理過程中的權限與責任，根據用戶的職權來賦予其相應的地圖瀏覽和編輯權限，不同的業務辦理人員、不同級別管理人員對數據的處理都應有所限定，系統應結合用戶職權與具體業務進行管理，只有在某一具體的業務辦理過程中，擁有權限的用戶才可以對圖形數據進行編輯和維護。

④缺乏“歷史回溯性”功能：礦政管理是一種行政許可行為，按照“誰主張，誰舉證”的法律原則，主張和判定一件土地違法行為的依據必須由國土部門自行舉證。在管理過程中應當體現其歷史回溯性，以反映處理過程中的參與人員、行政行為內容等。

數據標準、數據格式、數據管理缺乏統一性：礦產數據格式較多，目前存在MAPGIS、ARCGIS、SUPERGMAP、CAD等格式，項目管理多為文件管理模式為主，難以實現數據使用及維護的系統性。

4、解決方案

1）建立礦業權審批系統：主要實現礦業權的日常審批，包括采礦權、探礦權的新立、變更、轉讓、注銷以及劃定礦區范圍。當審批流程發生變更時，用戶可利用系統提供的流程定義工具修改當前審批流程。同時，基于“一張圖管礦”的礦政管理思想，實現為審批過程基于圖形的決策分析，即通過統一坐標框架基礎及動態投影技術，使得礦政管理各類業務數據（如礦產資源規劃、礦山地質環境等）能夠在“一張圖”上任意疊加顯示，查詢和分析。在兼顧礦政管理日常審批過程中的各類業務審批規則的基礎上，與各專題圖層進行綜合分析、匯總輸出分析結果。礦政監督作為礦政管理的主要工作，主要包括越界審查、越界情況統計、礦業權發放落位審查、設定禁止性開采區、外業數據核查、審查結果查詢等等。如對越界審查工作可根據越界容限，查詢出那些礦產存在越界情況，或者處于越界容限范圍內。

2）實現儲量數據動態更新及歷時回溯：支持礦業權申請登記數據動態更新、巷道數據動態更新、數量數據定期更新、地址災害點動態更新、儲量數據統計、現狀儲量匯總和歷時儲量回溯。用戶可按其進行儲量數據的錄入及編輯操作，系統自動記錄歷時現狀關系，保證礦業權核查成果數據的現勢性。工作內容以事件方式進行記錄，以供對行政行為內容進行復查，明確責權。

3）推行多種礦政監管方式：支持越界審查、壓礦審查、禁止性開采區審查、局內礦管人員外業主動核查等多種方式的礦政監管，針對審查結果進行相應地管理，如與越界審查業務相結合出具《預先告知通知書》、《限期整改通知書》和《責令停止違法行為通知書》。

4）嚴格核查成果管理：在核查成果的管理方面，除了常用的查詢、瀏覽外，應提供統計分析、匯總及歷史數據回溯等功能。查詢方便快捷，查詢方式多樣化，除了常用的數據目錄、行政區索引、礦種索引等，還應提供可定制的SQL查詢，能夠對各個信息表的字段進行自定義組合查詢。為方便用戶查詢，系統一項目形式形成采礦權和探礦權資料目錄。圖件主要是按實際用途區分，按照探礦權、采礦權，勘察工程材料圖、開拓工程平面圖、儲量計算圖等類別進行分類，同時可對當前查詢圖件進行打印預覽。

5）推廣公眾信息服務平臺：建立包括公告通知和新聞、辦事指南與政策法規、違法事件舉報、審批結果查詢和專題地圖成果。公眾可通過互聯網查看最新的、非的礦政監管數據以及進行違法舉報等操作，實現礦政管理工作的公開化、透明化。

5、小結

通過建立基于地理信息系統的礦政管理平臺，在規范日常業務管理、提高工作效率的同時，實現了礦業權實地核查與儲量動態管理聯動，能夠完成國土部門在礦產資源開發管理中日常監管、基礎資料的整理、相關數據的疊加分析、行政行為的監管等多種功能。隨著地理信息系統在礦政管理工作中的逐步推廣，將推進礦政管理工作走上一個新臺階。

參考文獻：

[1]2012.測繪綜合能力；測繪出版社

[2]吳信才，2009.地理信息系統設計與實現；北京：電子工業出版社