导语:如何才能写好一篇地理信息系统重点总结,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
地理信息系统是一种多学科交叉的信息系统,可以以图形化、数字化的方式向用户提供所收集和处理后的地理要素信息。相较于传统的地图显示模式而言,使用地理信息系统可以更加直观形象的表达空间分析效能,增强学生对地理教学过程中所涉及的地理要素的识别与记忆能力,激发学生对理论学习的兴趣,促进学生地理关联能力、空间想象能力以及感知能力的培养。在高中地理教学中结合地理信息系统开展教学活动对于改进教学模式、培养学生自主学习、提升教学灵活性具有积极的推动意义。
一、地理信息系统的应用优势
1.改变学生信息获取方式,增强学生专业素养
2.促进教师理论知识和教学技能的提升
应用地理信息系统开展教学活动可以将素质教育转化为具体的实践活动。教师在应用过程中会不断的提升自身理论知识储备,探寻适当的实现方式,以更加生动的方式将自己对地理信息技术的理解和认识传授给学生。
3.扩散学生的地理学思想
地理具有自身的学科特点和特殊性,即其具有自然学科与人文学科双重属性。为向学生展示这些属性,促进地理学思想的传承和发展,教师在教学活动中就必须结合现有资源,以最佳的方式向学生传达。
二、地理信息系统在高中地理教学中的引入方式
1.基于地理信息系统的教学观念转变
将地理信息系统引入到高中地理教学中,为其使用适当的、符合教学需求的教学观念,既能够解决传统教学方式中存在的问题,增强地理学科体系结构内的知识关联性,还能够将更加具体实际的地理问题引入到课堂教学中,培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。新的教学观念具体体现为教学与过程整合、师生互动提升、地理人才与地理知识储备有用等。上述观念下,教师可以在知识传授的基础上应用地理信息系统提升课堂教学灵活性,鼓励学生从自身情况出发运用所学知识解决实际问题,并参照地理信息系统进行对比分析,进一步拓展学生的知识应用方式和范围,满足学生差异化学习需求。
2.基于地理信息系统的教学手段转变
地理信息系统具有更强大的数据分析、信息处理以及结果显示等功能,将其作为教辅工具,可以替代传统高中地理教学中所使用的挂图、手册等工具,以更丰富多样的图表的方式集成更多地理要素之间的联系。同时,使用地理信息系统还能够依照教学需求开展快速绘图、专题制作、三维显示等操作内容,为地理教学内容的定量分析提供新的、高效的教学途径。
3.基于地理信息系统的教学内容引入
三、实施策略
图1基于GIS的高中地理教学
参考文献:
[1]牟琳.地理信息系统在高中地理合作学习中的实践与探索[D].成都:四川师范大学,2012
[2]段玉山.GIS基础教育理论与实践及BISPGIS开发研究[D].华东师范大学,2003
关键词:GIS;MapInfo;地理教学
一、课程设计背景
近年来随着科技的发展,地理信息技术被广泛应用于社会各部门,如测绘规划、国土、资源、环境、经济等领域,地理信息技术正越来越深刻地影响着我们的生活。作为现代地理科学研究的主要技术手段之一,地理信息技术列入新教材体现了高中新课程的时代性。在高考的考点中该部分内容也高频度出现,体现了地理信息技术知识的重要性。
湘教版选取了四节内容介绍地理信息技术,因涉及计算机、物理、数学等多个学科,课程复杂,理论理解难度大,很多教师在上课处理这部分内容时很吃力,总感觉讲不透彻,甚至讲不清楚,包括重点知识地理信息技术的应用讲起来也没有说服力。如果安排一节计算机房的实践操作课,学生通过亲身实践操作,更容易理解地理信息系统的工作过程,再通过具体的实践应用操作,如制作专题地图、做城市规划图,既通过操作理解了地理信息系统的应用,又将必修学过的规划原理应用于实践,真正使学生学习到生活中有用的地理。
将地理信息系统(GeographicInformationSystem或Geo-InformationSystem,GIS)教学放到计算机实践课的意义非常大,新的教学场所、新的教学方式会激发学生学习的兴趣,GIS数据的可视性会培养学生空间能力,通过任务安排培养学生的问题解决能力。GIS跨学科特点使其成为理想的创新教育的教学工具,GIS应用于中学地理教学中的前景必将是非常广阔。
二、课程设计内容
本节课设计共三个实践活动。
【实践一】地理信息系统的工作过程
2013年3月,我国发生了一场可怕的疫情H7N9,在新闻报道中经常会看到H7N9的分布图,现在我们就来用GIS软件MapInfo生成H7N9的空间分布图。
首先建立H7N9的数据库,如图1所示。
在地图栏下创建专题地图,选择面状图,点击分类把数据分成两类,出现H7N9病例的省份和没有H7N9病例的省份,点击完成,见图2。
再做一个数据分布图,如图3所示,点击地图下专题地图――柱状分布图――添加确诊、死亡两项――调整高度styles。
【实践二】空间数据的查询
打开青岛市数字地图,打开学校的数据表格,1代表小学,2代表初中,3代表高中,4代表大学。现在关闭表格开始查询(见图4),点击查询/选择column(列)operator运算符subtype=4,查询结果在表格中显示,关闭表格,在地图上以红色背景显示查询的结果,如图5所示。
(1)查询你家到学校的公交路线或自驾路线。查看此时的路况信息?
(2)查询你家到学校的直线距离。
(3)查询学校附近的银行。
总结:实践体现了地理信息系统的空间查询功能,通过设定条件,在空间地图上显示结果。
【实践三】城市规划设计
关键词:地震;地理信息;空间数据
一、数字城市
数字城市是数字地球的重要组成部分,是人类以数字的形式再现的城市信息场,是信息化的城市。它主要是综合运用3S(地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS)、网络以及虚拟仿真等技术,实现对城市各种信息的采集、动态更新和监测管理、辅助决策等功能。
在“数字北京”的带动下,“数字昌平”实质是电子政务与电子商务的一体化集成,是在昌平公用信息平台的基础上,构建政府信息系统和企业信息系统,为政府和企业管理与决策提供服眨并为公众提供信息服务。
二、地震业务系统建立
三、地理信息平台建立
(一)基本功能
系统可以对地理信息空间数据进行放大、缩小、漫游、全幅显示、测量面积、测量距离、地图下载、数据双向查询等操作。地图下载功能:可以将地图以常用的图像格式(包括BMP和JGP两种)进行下载。
2.图形属性的各种条件组合查询:按照观测点编号、观测点名称、避难所名称、避难所编号、避难人数等各种属性进行组合查询。
通过系统可以对空间数据进行加线、平移加线、加面、加两点弧、加三点弧、加图斑、加标注符号、修改地物、删除地物等操作。
空间数据编辑功能包括:地物的分层控制,可控制分层录入、分层显示;设置图式符号、汉字标注,其中标注位置、方向、大小均允许用户进行调整;修改已录入地物图形数据,可用鼠标轻而易举地进行删除、修改;当输入一个图块结束,而结束点已经被输入时,系统自动将线连接到结束点,进行封闭处理。
属性信息编辑功能包括:属性数据的录入、修改,包括:监测站点、宏观点、避让场所、昌平区内断裂带、地震动力分界线、重点部位、路网、危险源、水系、行政区、建筑物的属性信息。
(三)网络分析
网络分析包括资源分配分析、最近避难场所分析、布局合理性分析、路径分析。
1.资源分配分析。资源分配就是为网络中的网线和结点寻找最近(这里的远近是按阻碍强度的大小来确定的)的中心(资源发散或汇集地)。资源分配能为震区确定最近的消防、部队、卫生机构、食品机构等资源分配是模拟资源如何在地震中心和它周围的网线(街道、水路等)、结点(交叉路口、汽车中转站等)间流动的。根据中心容量以及网线和结点的需求将网线和结点分配给中心,分配是沿最佳路径进行的。用户可以通过赋给中心的阻碍限度来控制分配的范围。
2.最近避难场所分析。最近避难场所分析通过地理分析,给出距离某个住宅区或者单位的最近避难场所所在位置,并且显示到达该避难场所的最短路径。
3.布局合理性分析。布局分析是对现有地震观测设施和避难场所的位置按照合理的布局条件进行分析,以及对新建地震观测设施和避难场所位置在总体布局中是否合理提供科学准确的数学依据。
4.路径分析。路径分析其核心是对最佳路径和最短路径的求解。从网络模型的角度看,最佳路径求解就是在指定网络中两结点间找一条阻碍强度最小的路径。最佳路径的产生基于网线和结点转角(如果模型中结点具有转角数据)的阻碍强度。
(四)地震影响区域分析
地震影响区域分析应用地理信息系统的缓冲区分析功能对地震带和断裂带某个范围内的周围房屋、重点单位、重点设施的所受影响的区域进行查询分析。
地震影响区域分析方式有三种:(1)选定点为中心坐标、根据地震强度确定影响半径,系统给定受此影响半径的圆;(2)以选定的一条线为中轴线制定两边距离的区域;(3)任意选定的多边形范围内。
检索的结果为在范围内所受影响的建筑物、重点单位、重点设施、危险源的详细信息。为疏散提供准确科学的依据、并且对震情进行宏观和微观分析,还可以对分析结果进行统计专题分析。
四、总结
[1]王家耀.关于我国电子政务与数字城市建设的思考[J].测绘科学,2002.
[2]吴彬,苗放,黄舒寒懋,吴宇祥,叶成名.数字地震信息系统应用探讨[J].地理空间信息,2010.
[3]陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社,1999.
[4]王成余,尹希宝.基于数字昌平组件式WebGIS的实现[J].测绘与空间地理信息,2011,(3).
【关键词】智慧交通;智慧航运;上海港;空间地理信息系统
0引言
在2014年全国交通运输工作会议上,交通运输部部长杨传堂提出:全面深化改革,集中力量加快推进“综合交通”“智慧交通”“绿色交通”“平安交通”的发展。综合交通是核心,智慧交通是关键,绿色交通是引领,平安交通是基础,“四个交通”相互关联、相辅相成,共同构成了推进交通运输现代化发展的有机体系。加快发展智慧交通是推进交通运输管理创新的重要抓手,是提升交通运输服务水平的有效途径,也是推动交通运输转型发展的重要支撑。水运是现代交通运输的重要组成部分,是大型物资的最主要运输方式。上海港作为国内最大、最繁忙、最重要的港口,在我国社会和经济建设中发挥着巨大的作用。“智慧航运”是“智慧交通”在水运领域的具体体现。如何在上海港落实好“智慧交通”建设战略,实现“智慧航运”,是一个具有挑战性的现实命题。
1上海港空间地理信息系统建设的现实意义
1.1“智慧交通”建设的内在要求
1.2“智慧城市”建设的重要内容
2011年,上海提出建设“智慧城市”。这是上海深化实践“城市,让生活更美好”的重要举措。目前,《上海市推进智慧城市建设2011D2013年行动计划》已经顺利完成并取得了阶段性成果。2014年9月,上海《上海智慧城市建设2014D2016年行动计划》,明确提出将“智慧交通”和“智慧航运”建设列入专项建设内容。“智慧航运”作为“智慧城市”建设的一部分,在新一轮智慧城市建设中应更主动地适应互联网和先进信息技术发展的新特点、新趋势,更加突出智慧应用。建设上海港空间地理信息系统,推进和发展“智慧港口”“智慧航道”,全方位打造智能型现代化港口,既是实现“智慧航运”最为基础的一项内容,同时也可以有效服务于“智慧城市”的建设。
1.3上海国际航运中心软实力的重要体现
上海国际航运中心建设不仅需要提升硬件基础设施,更需要加强“软实力”的建设。真正意义上的航运中心,是依赖于服务和知识的第二代及第三代航运中心。
2实现上海港空间地理信息系统建设的可能性
2.1局部成功经验可借鉴
从20世纪80年代开始,我国的空间地理信息系统建设方兴未艾,在很多行业都发挥了巨大的作用。陆域“智慧交通”平台的建设均是建立在空间地理信息系统基础之上,可为上海港空间地理信息系统建设提供宝贵的经验。
近年来,一些地区和部门从实际出发,在“智慧港口”“智慧航道”“智慧航运”等建设方面进行了一些局部的实践探索。在“智慧港口”建设方面,运用物联网技术将广布于全球港口的装载设备、船舶、集装箱、车辆、仪表都连接到网中,使源头数据的采集质量得到极大提高,实现物与物之间的信息共享和动态协作,提高港口作业的效率、准确性和可视化程度,形成安全畅通、环保高效的现代化港口。在“智慧航道”建设方面,交通运输部天津水运工程科学研究院研制的“黄骅港智慧航道系统”,不仅从整体上基本实现了对港口作业船舶(包括疏浚船舶、运输船舶、港作船舶等)、航保设备(灯标、导标等)、气象水文等水上信息的实时监控,而且实现了对各类信息的科学分析和针对疏浚组织、生产计划、航道建设的辅助决策,还实现了将航道、港池作业的人工管控工作变为自动管控的目标。长江航道局以长江电子航道图系统建设为突破口,以数字航道建设为依托,大力推进智能航道建设,并取得了一定的成果。
2.2信息科学技术的支撑
近年来,上海“智慧城市”的建设已打下了坚实的信息技术基础,积累了宝贵的实践经验。信息基础设施、信息感知和智能应用、新一代信息技术产业的发展,均使得“智慧港口”和“智慧航道”建设成为有源之水。
在“智慧港口”建设中,根据现代港口运作模式,将基于物联网技术、网络通信技术、信息处理技术和空间地理信息系统技术的“智慧港口”分为采集层、传输层、数据处理层、业务层和呈现层。采集层的主要作用是快速感知和识别物体以及采集和捕获信息;传输层以无线网络接入物联网管理中心和物联网信息中心,并在数据处理层对海量信息进行智能处理;业务层是将各专业技术、空间地理信息系统技术与智能港口的需求相结合,实现港口智能化应用的解决方案,包括港口客户服务、港口生产管理、港口运营管理等系统,是“智慧港口”的核心层次;呈现层是实现“智慧港口”与人交流的层次。建设港口空间地理信息系统,可以直接为“智慧港口”提供基础地理数据服务。
在“智慧航道”建设中,通过现代化信息技术手段,在电子海图基础上,综合应用空间地理信息系统、遥感、遥测、宽带网络、通信、虚拟仿真、多媒体等多种技术对航道管辖区域、管理对象及管理活动实现虚拟化、网络化、数字化,从而在水路交通管理中,深入开发和广泛利用水路交通信息资源,为管理方式的变革及管理现代化、决策科学化、服务社会化提供信息化支撑。
2.3海量信息数据奠定基础
自2010年起,交通运输部东海航海保障中心上海海图中心全面负责我国沿海港口航道图(以纸海图、电子海图、改正通告等为主)的编绘制作。经过多年的建设和发展,该中心已经积累了大量的港口航道空间地理数据,并且这些数据覆盖我国整个沿海的港口和重要航道,数据内容丰富,尤其是上海港区域数据更新非常及时,数据质量高。充分利用这些海量数据,可为上海港空间地理信息系统建设提供重要的基础数据。
3上海港空间地理信息系统建设的
对策建议
3.1把握我国加强海洋经济建设的历史性机遇
党的十提出的全面实施海洋强国战略,交通运输部提出的“智能交通”建设任务,上海市的“智慧城市”建设专项任务和目标,以及建设上海国际航运中心的国家战略,均对打造一个智能型的上海港提出了要求。上海港成为一个以知识和服务为标志、以高度信息化为支撑的现代化智能港口,最基本的要求在于是否能构建一个完备的上海港空间地理信息系统。因此,上海港应充分把握我国大力加强海洋经济建设的历史性机遇,抓住上海“智慧城市”建设的有利时机,全面推动上海港口空间地理信息系统的研究和建设工作。
3.2争取交通运输部和上海市有关部门的支持
建设上海港空间地理信息系统涉及交通运输部和上海市层面。有关部门应高度重视,紧密协调配合,积极争取政策和项目支持,将上海港空间地理信息系统建设作为试点;争取开展由交通运输部和上海市层面组成的高规格项目,结合航运行业和社会发展的实际需求开展顶层设计,高起点规划。
3.3夯实空间地理基础数据建设基础
强化空间地理基础数据建设。数据是系统建设和使用的基础,没有强大的、高质量的数据,就如同“无源之水,无本之木”,系统就只是一个空壳,无法发挥作用。建设上海港空间地理信息系统,最为关键的是空间数据的可靠性、完备性和实时性。只有可靠、完备的数据才能支撑空间地理信息系统的推广使用;只有实时性的数据才能使系统作出高效、准确的决策,保障客户的安全。尽管上海港空间地理基础数据水域部分已经比较完备,数据的及时性强,数据更新有保障,但是,该数据库建设仍存在几个亟需解决的问题:
(3)多样性大数据的管理和信息挖掘。需要建立一个完善的空间地理信息数据库对这些数据进行有效管理,并利用数据挖掘技术,有效地从数据库中发现隐含的、有意义的、有价值的信息。
3.4完善信息基础平台
关键词:数字城市;地理空间框架;共建共享
1.引言
进入21世纪以来,纵观全球的发展,信息化是新世纪的主要时代特征,是推动全球经济和社会发展的主要力量,是国家竞争力的战略重点和制高点。数字地理空间框架建设是信息化最为基础的一项工作之一,是空间信息基础设施的主要内容。
2.数字呼伦贝尔地理空间框架建设目标和内容
2.1建设目标
2.2建设内容
数字呼伦贝尔地理空间框架建设内容包括基础地理信息数据库建设、地理信息公共平台建设、典型应用示范建设以及支撑环境建设等四个方面。
2.2.1基础地理信息数据库建设
完成了呼伦贝尔市海拉尔区120平方公里1∶1000、1∶2000比例尺DLG数据生产入库、1∶1万、1∶5万、1∶25万比例尺DLG数据的建库、呼伦贝尔市1093幅1m分辨率影像和全市域0.5m、2.5m分辨率影像拼接入库、覆盖13个旗县主城区0.1m分辨率数字正射影像数据生产入库、呼伦贝尔市主城区120平方公里的三维倾斜模型生产、海拉尔区20平方公里三维精细建模和集成、呼伦贝尔市路网数据、地名地址数据、海拉尔区公交数据的生产与采集,最终形成多尺度、多型、多时态的基础地理信息数据库。并在此基础上进一步整合加工,提取部分内容,通过面向信息化的数据提取、重组和扩充,
建立了呼伦贝尔市唯一的、权威的、通用的地理信息公共平台,以该平台为基础,为国土局、旅游局等单位建立了专题应用示范系统,向政府部门及公众提供了丰富的地理信息服务,有力促进了呼伦贝尔市信息资源的共享和充分利用。
2.2.2基础地理信息平台建设
呼伦贝尔市地理信息公共平台依托地理信息数据,通过在线方式满足政府部门、企事业单位和社会公众对地理信息和空间定位、分析的基本需求,具备个性化应用的二次开发接口和可扩展空间,是实现地理空间框架应用服务功能的数据、软件及其支撑环境的总称。该平台以云环境为支撑,依托泛在网络,可按需提供数据服务、接口服务、功能服务和基础设施服务。
图1地理信息公共平台结构
2.2.3典型应用示范建设
基于地理信息公共平台,以应用部门需求为主导,选择具有代表性与示范意义的部门或用户群体开展典型应用示范,构建应用系统,并总结应用模式与经验,为地理空间框架在城市政府部门、行业用户、社会公众中全面推广提供借鉴。项目针对不同的应用领域,开发了以下应用系统:
2.2.3.1呼伦贝尔市国土资源一张图综合管理系统
呼伦贝尔市国土资源一张图综合管理系统是基于数字呼伦贝尔地理信息空间框架建设的网络版地理信息应用服务示范系统,是集数据管理、数据展示、数据分析应用与于一体的服务软件。该平台综合运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术,实现国土资源专题数据、多尺度地理空间信息数据综合管理,提供数据查询,数据统计分析,辅助审核功能模块,还包括量算,缓冲区分析等空间分析功能。
2.2.3.2呼伦贝尔市国土执法巡查信息系统
呼伦贝尔市国土执法巡查信息系统给土地执法巡查工作提供了信息系统支撑,充分利用已有的数据资料和基于影像特征的三维地理空间信息应用服务系统,综合运用遥感技术、地理信息系统技术、全球定位系统技术,集成基础地理数据和土地管理专题数据,建立覆盖巡查区范围的土地执法巡查业务需求的基础数据库,构建土地执法巡查地理信息系统。
2.2.3.3呼伦贝尔市数字房产管理信息系统
2.2.3.4呼伦贝尔市矿产资源管理信息系统
呼伦贝尔市矿产资源管理信息系统是基于数字呼伦贝尔地理信息空间框架建设的网络版地理信息应用服务示范系统,是集数据管理、数据展示、数据分析应用与于一体的服务软件。该系统综合运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术,实现矿产资源专题数据、多尺度地理空间信息数据综合管理,提供数据管理、矿权分析、矿权统计、矿业权设置方案管理、勘查资质管理、矿产资源补偿费管理、矿产资源储量管理、地质灾害管理功能模块,全方位服务于矿产资源信息管理。
2.2.3.5呼伦贝尔市矿山安全生产监管与应急辅助信息系统
呼伦贝尔市矿山安全生产监管与应急辅助信息系统是基于数字呼伦贝尔地理信息空间框架建设的网络版地理信息应用服务示范系统,是集数据管理、数据展示、数据分析应用与于一体的服务软件。该系统综合运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术,实现矿山专题数据、多尺度地理空间信息数据综合管理,提供视频监控,矿山安全生产监管和应急辅助等功能模块,全方位,实时的服务于矿山安全生产监管和应急辅助。
2.2.3.6呼伦贝尔市三维数字沙盘演示系统
三维数字沙盘演示系统以三维地理信息技术、三维可视化技术和网络化数据与调度技术为基础,实现了三维信息浏览的图形化和信息化,更加直观地展示了高山、河流、建筑等地物以及地面地表的起伏状态。
2.2.3.7天地图―呼伦贝尔
随着社会经济的发展和科学技术的进步,社会公众个体活动的空间也不断扩大,致使对空间环境的把握能力相对不足,越来越需要借助地理信息规划出行路线、自主导航定位以及专题信息查询等。天地图呼伦贝尔(地理信息公众服务系统)的建立实现了面向公众的数字化信息服务,为公众提供生活导航等便捷服务的同时,也为公众提供了信息的集成、分发和共享,促进社会全面发展。
3.数字呼伦贝尔地理空间框架建设创新点
3.1数字侧视地图与三维地形数据应用
数字侧视地图,即2.5维电子地图,具有三维地图良好的表现效果,又具备总数据量小、网上传输速度快的优点,满足了现阶段网络环境下快速访问和浏览的要求。三维地形直观立体的表现了丰富多样的地表形态。
3.2基础地理信息稻莼袢〖际跏侄未葱
将低空遥感航摄系统应用于数字城市项目建设,引入倾斜摄影技术,提供多种类型的基础地理信息数字产品;建立了多源影像快速获取、处理和基础地理信息快速更新技术体系。对测绘生产快速响应与服务的技术体系和应用进行了积极探索,成果有重要的示范和推广应用价值。
3.3实现精细模型与倾斜模型的无缝对接
本项目建立了城市精细化三维模型产品生产技术流程,三维建模精细,对标志性建筑能达到5cm的精度,具有自然、真实、丰富的空间实体表现能力。
项目还采用了倾斜摄影三维模型,实现精细模型与倾斜模型的无缝对接,以大范围、高精度、高清晰的方式全面再现复杂场景。
4.结束语
在该项目建设中,我们探索了基础地理信息数据获取的新思路,获取了市域范围高质量、高分辨率的航空、航天影像,处理了城市多尺度、多类型、多时相的海量基础地理信息数据,形成了多源影像快速获取、处理和基础地理信息快速更新技术体系,建立了标准规范、完善了基础地理信息数据库,极大丰富了城市地理信息资源;搭建了内蒙古首个具有时空信息云平台重要属性的面向政府和公众的地理信息公共平台,开发了多项应用示范系统,推广多家单位应用,实现了地理信息与城市、经济、社会、自然资源和人文信息的互联互通与整合集成,促进了信息资源的共建共享与开发利用,避免了各部门的重复建设,解决了城市建设中重复投入等问题。该项目对数字城市向智慧城市转型升级进行了积极探索,成果具有重要的示范和推广应用价值。
[1]李景文,赵福君等.数字城市地理空间框架模式设计[J].桂林工学院学报,2008,28(2):208.
[2]梁莉,许红伟等.数字郑州地理空间框架的建设与应用前景[J].河南测绘,2009,(3):10.
[3]叶嘉安,朱家松.数字城市与地理信息系统[J].地理信息世界,2007,(4):4.
[论文关键词]应急管理地理信息系统突发事件决策系统组成模式
[论文摘要]针对卫生应急管理的特点,将地理信息系统技术(gis)与决策支持系统结合起来,设计了突发公共卫生事件应急指挥辅助决策系统。阐述了其设计原理,讨论和分析了基于gis技术的突发事件应急指挥辅助决策系统的组成模式,给出了其总体的设计框架。
1概述
公共卫生是一个涉及微观结构和宏观系统的多分支科学,大量与宏观有关的事件具有空间分布特点。将地图和空间分析应用于卫生决策研究中,至少可追溯到1854年john应用gis技术研究伦敦宽街水井污染引起霍乱爆发,为卫生部门果断封闭污染水井控制霍乱继续流行起到了非常关键的作用。而在通常的卫生决策研究中,地理因素是需要考虑的一个重要方面,众多的卫生事件都具有空间属性。wwW.133229.coMgis作为一种新的科学研究方法和手段,在医疗卫生各个领域的应用也不断扩大和深入。gis技术在公共卫生管理领域的应用不仅可以促进理论研究的提高,同时也使突发公共卫生事件应急指挥辅助决策信息系统的建设成为可能。
2003年,在我国及世界范围内爆发了非典型肺炎。这种传染病通过呼吸道进行传播,传播速度快,危害面广。政府和有关防疫部门在及时采取有效的防治措施的同时,运用gis平台,快速建立了应用于非典型肺炎疫情监测的地理信息系统。由于gis具有交互定位和逻辑查询以及广泛的关系数据库连接能力,可以有效帮助疾病预防控制机构完成疫点定位、疫情事件分析、绘制疫情危害图、现场工作情况实时采集传送、人员派遣、规划、显示各类医疗卫生机构分布图、重点单位基本状况分布图、紧急调度和路径优化等任务,从而在有限的资源条件下,最大限度地提高应急处理效率、降低疫情危险程度,基于gis的突发公共卫生事件应急指挥辅助决策系统的研究开始出现。
2系统构建和设计实现
2.1系统设计目标
2.2系统的体系结构
2.3系统的功能结构
突发公共卫生事件应急指挥辅助决策系统的总体功能是辅助指挥调度和决策支持,可将系统总体功能划分为八个方面:信息收集分析、预警报告、资源整合调动、指挥统一协调、评估及时客观、联系视频直观、使用内部联动和外延接口灵活。
3系统的功能及其特点
针对突发公共卫生事件处置的应急管理特点,系统沿应急准备、监测分析、预测预警、反应处置、事件终止、恢复重建、评估完善的流程进行运行,循环反复不断提升系统的应急处理支持能力。
(6)恢复重建:突发事件结束后,应急中心快速开展从应急状态恢复到正常状态的工作。有计划地补充应急处理阶段所消耗的储备资源,逐步恢复正常的生产生活。
4实例运用
用本文研究的几个主要技术方法,结合软件工程的基本思想,开发的基于gis技术的省级突发公共卫生事件应急指挥辅助决策系统。该系统包括的区域范围将近20万平方公里,地表模型用数字地图生成,并将河流、湖泊、公路、居民区等地表特征物以面的形式覆盖在数字地表模型上。系统在运行初期只包含了事件定位、信息的上传下达等,但其提供相应功能使用后可以完成事件处置各过程。通过在现场的实际运用,该系统可以较好地实现各项交互功能,完成系统理论上应提供的功能。
5总结与展望
通过合理的利用三维模型构建和模式设计方法,提出了一种基于gis的突发公共卫生事件应急指挥辅助决策系统的设计方案和实现方法,并在卫生应急管理中得以实现。由于本系统采用合理的软件体系和模块化设计模式,将来也可以方便地成为应急培训和模拟演练、传染病疫情分析和突发事件医疗卫生救援预案设计等高层应用。
参考文献
[1]马家奇.公共卫生地理信息系统应用教程[m].北京:人民卫生出版社,2006.
例如,关于火灾和砍伐森林的警报信息需分别按每日、每月提供,所以必须更新数据库。第二,终端用户需获取诸如定义保护区,市政区以及其他地理单元内的砍伐热点的空间分析结果。这项应用需要实时进行空间分析,因此对互联网服务器传递查询结果提出了很高的要求。第三,要了解用户为了支持他们的应用所必须的信息需求。因此开发一个网络地理信息系统需对致力于监测和保护领域的用户的空间信息需求进行详细的调查。最后,网络地理信息系统必须方便通常不具有地理信息系统及空间分析知识背景的终端用户使用。
1ImazonGeo空间数据基础设施
2地理信息
3技术
ImazonGeo的逻辑基础设施由各种开源技术组成。地理空间信息的存储和管理通过对象-关系数据库服务器软件实现。数据库存储的地图和影像的网络可视化由地图服务器完成。地图服务器同样属于免费软件,是因特网用于构建空间应用的一种开发环境。就硬件技术而言,ImazonGeo数据库的运行基于四核处理器。为了加快空间查询的访问速度,我们将查询结果存储在缓存里,因此需要很大的磁盘空间存储这些信息。ImazonGeo的网站接口主要通过超文本预处理动态语言编写,前端采用开源Java脚本库实现,用于在网页上显示数据库里存储的空间数据,例如地图和影像。系统还可以完成从其他数据源下载地图至数据库的功能。网页浏览器的因特网访问功能采用Apache实现。Apache是最为成功的免费网站服务器,也是全世界用途最为广泛的服务器之一。另外,ImazonGeo还为用户提供访问下载信息的存储路径的功能,用户可以下载国家及市政府提供的关于巴西亚马逊地区从1990-2007年的社会经济信息。
4接口
ImazonGeo的资源访问通过两种方式完成:网页浏览器,或者地理信息系统软件(网站服务器的连接或者对象-关系数据库)。采用第一种访问模式,网页浏览器,用户可以使用系统提供的所有工具。如果采用第二种访问模式,网站服务器或者数据库连接,用户则可以通过地理信息系统软件在另一个体系里分析或者访问空间数据。
5工具
6应用
7.1监测森林砍伐及火灾实例
7.2保护区的森林法实施实例
8讨论与总结
第一,依法管理城建档案的水平高。建设系统从市到县市区、开发区,各级领导对城建档案管理重要性的认识深刻,采取的措施得力,能够认真贯彻执行国家、省有关法律法规规定,配套出台了一系列规范性文件,基本上形成了一个有机体系,为城建档案管理提供了有力依据,较好的保证了城乡建设各类基础资料的归集、管理和有效利用。
第二,城建档案管理的体制顺。市和有关县市、开发区的城建档案管理机构都设立了“城建档案管理处”或“管理办公室”,形成“处、馆(室)”一体的管理体制,不断强化了城建档案管理的行政职能。从“两书一证”的执行情况看,“工程竣工档案移交报送责任书”的签订和“工程竣工档案预验收意见书”的发放,都分别在办理工程施工许可、工程竣工验收备案时进行了把关,较好地保证了规范管理。
第三,地下管线信息系统建设的起点高。建设系统历来高度重视地理信息系统建设工作。几年前规划局组织开发了的三维数字城市基础空间信息获取处理技术体系及应用项目,荣获由中国地理信息系统协会颁发的“2004年全国地理信息系统优秀工程金奖”,这是我国地理信息系统最高奖项;2005年,该项目又获“省科技进步一等奖”。这个项目对的规划建设决策起到很好的效果。2009-2010年,市又组织了市区地下管线补测补绘工程,列为了市委、市政府的基础设施重点工程和为民办实事项目之一,完成了地下管线探测接近5000公里,这是相当不容易的;并且开发了“市地下管线信息共享平台”,据我了解,这又是一个高起点、高标准的地理信息应用项目,待整个平台全面调试运行后,不但能够做到与管线权属单位共建共享,还可以和规划局、国土局的信息系统实现有机结合,形成一个涵盖地上地下的直观三维系统,能够为各类决策提供一个更强大的基础支撑平台,这是非常值得可喜可贺的。
第四,城建档案综合利用的水平高。城建档案管理是为了更好地推进城乡规划建设管理工作。在这些方面,也走在全省的前面。在各类的专题片的制作、《建设志》的编纂,尤其是在申报各类奖项方面,城建档案的查询利用做出了比较突出的成就。做出最显著贡献的是房产档案,因为涉及权属变更,涉及公民和法人的核心财产权益。我这次本来是带的第三组,先后看过了济南、泰安、德州、聊城,这次是受崔主任的委托又来到了青岛、烟台、,在我走过的这7个城市当中比较,市的城建档案管理是高水平的,这种高水平是全方位的,是比较全面的,从市到县市区、开发区都很好。这些工作成果的取得,是与各级城建档案管理工作人员解放思想,勇于创造、甘于奉献分不开的,是与各部门、各单位大力支持、密切联系,相互配合分不开的。
对下一步的工作,我提几点建议和希望:
[关键字]遥感地理信息系统全球定位系统土地规划管理应用分析
1遥感技术概念及其在土地规划中的应用
1.1遥感技术
遥感(Remotesensing)简称为RS,"遥"是对RS涉及的空间上来说的,其针对的目标位置甚至可以是在宇宙空间内,距离系统本身位置相当遥远;"感"指的是信息系统,其中包含了目标信息的获取和传输、加工、整理、分析,最后形成可视化的信息系统;遥感的目标可以是地层、矿产、也可以是地质事件;物体本身对电磁辐射的作用特性,遥感技术利用这样特点,根据不同物体的波谱差异达到辨别目标的目的。遥感的具体类型如下图所示:
1.2遥感在土地规划中的应用分析
土地监测能够有效的掌握土地资源以及使用状况的现状;对土地使用历史以及趋势进行动态分析;揭示土地利用规律;为政府进行土地规划管理提供依据,并反映出前一阶段的工作效果。其对土地规划工作具有重要意义。动态遥感监测则是土地监测的重要方法之一,下面重点介绍一下其在土地利用动态监测中的应用。
土地利用动态遥感监测是,利用遥感的图像处理以及识别等技术,掌握我国耕地或者建筑用地的变化情况,并且,定期的进行信息更新。通过对这些监测数据的汇总分析,掌握耕地、建筑用地的使用变化情况,从而为政府有关部门制定相应的宏观决策提供客观依据。对于一些涉嫌违法用地的目标或者是地区可以采用频繁的日常监测,及时的对违法行为进行惩处,并对某些突发事件的责任认定提供判断依据。在这方面,随着资源一号02C卫星的成功发射,我国应用遥感技术,已经连续12年实施全国50万以上人口城市的土地利用动态遥感监测;历时三年完成了第二次全国土地调查;连续3年每年实施了全国"一张图"工程;连续7年实施全国163个重点矿集区矿产资源开发多目标遥感调查与监测,从而大大提高了国土资源调查和执法监管工作效率。
2地理信息系统及其应用
2.1地理信息系统
地理信息系统,简称GIS,是随着计算机的高速发展而发展起来的信息系统。主要由计算机软硬件设备和地理数据以及用户构建而成的,通过对需要的地理数据进行收集、存储、分析等程序,客观的反映出用户所需要的地理信息。其在土地利用、管理以及监测等方面都有着巨大的作用。
地理信息系统的主要特点有以下三个方面:
(1)可以对空间地理信息进行收集整理、管理分析和输出分析结果等工作。
(3)由于其系统的大量工作都是有计算机完成的,在对复杂的地理系统进行空间上定位以及过程动态分析上面表现出了迅速、准确、高效等优势。
2GIS在土地规划中的应用分析
土地的规划利用涉及到很多方面,相应的数据质量高而且多。随着我国社会经济的高速发展,对土地的需求也在逐渐增加,产生了空间数据更新快而多,这为数据的处理工作带来了严重的负担,GIS的加入,为降低土地管理工作量带来的契机,其凭借着自身优势,使得管理工作变得轻松许多。利用GIS建立起土地利用空间的信息系统,可以对土地的整体规划提供详尽的客观资料;利用其分析处理能力,可以对土地的利用现状进行分析并建立相应的数据库,便于日后的工作人员查阅并建立规划和预测模型;可以对已有的规划设计结果进行分析,有利于以后的进一步优化工作。目前,地理信息系统在土地利用规划方面的研究主要有以下几个方面:规划前期土地适宜性评价、土地利用现状变更调查、土地利用规划布局优化、土地利用规划信息系统建设、土地利用规划环境影响评价、土地利用规划动态管理。
3全球定位系统及其应用
3.1全球定位系统
全球定位系统(NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositionSystem)简称GPS。其具体的含义就是导航卫星测时和测距/全球定位系统。其将卫星和通信技术有机的结合起来,利用导航卫星进行测距和测时等工作。随着技术的不断改进,其应用范围越来越广泛,例如我们常见的汽车导航等等。近些年,GPS在土地规划利用方面的应用也越来越广泛,其优势也逐渐凸显出来。
3.2GPS在土地规划中的应用分析
43S技术在土地规划中的融合运用
如今,3S技术发展前景广阔、速度突飞猛进。地理信息系统(GPS)技术总体上正朝着网络化、开放性、虚拟现实、集成化、空间多维性的方向发展;遥感(RS)技术总体上正朝着数据获取多平台、多传感器、多角度和高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率以及利用多时相影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化;随着载波相位差分技术(Rea1TimeKinematiC)简称RTK技术的进展以及多系统兼容和采用先进的抗干扰技术,全球定位系统(GPS)定位精度越来越准确、采集空间数据速度越来越快、操作越来越简捷。3S技术在各自迅速发展的同时,也趋向于相互之间的集成与融合。这三种空间信息技术的快速发展和广泛应用。尤其是在农村的土地规划以及数据库的建设方面。
第二次全国土地调查,作为一项重大的国情国力调查,目的是全面查清目前全国土地利用现状,掌握真实的土地基础数据,满足社会经济发展及国土资源管理的需要。农村土地调查是二次调查的重要任务,其以查清土地利用状况为宗旨,为国土资源日常管理和经济社会发展服务。农村土地调查数据库建设实施要求明确指出以GIS为平台,能满足矢量、栅格和与之关联的属性数据管理,具有输入、编辑、查询、统计、汇总、制图、输出及更新功能。苍穹国土数据处理系统(以下简称苍穹)是北京苍穹公司专门针对第二次全国土地调查土地利用数据库建设开发的,支持各种大型关系数据库,支持多种格式数据的整理、入库及变更工作,具有强大、灵活的数据编辑、拓扑处理、空间分析等多种功能,在全国许多地区被广泛采用。
青河县位于新疆维吾尔自治区东北部,阿尔泰山东南麓,总面积为1.57万km2,是一个典型的农牧结合县。县域内大部分地区为山区、草场及戈壁,农区占全县面积较小,多分布在沿河谷地带。全国第二次土地调查办公室共下发青河县影像240幅,其中1:1万影像177幅,采用2007年6月quickbird数据,影像分辨率为0.61m,覆盖了绝大部分农区;1:50000影像63幅,采用2006年8月spot-5多光谱数据,影像分辨率10m。其拥有的土地利用数据库是在严格按照第二次全国土地调查有关规定的基础上,利用苍穹软件建立起来的。数据库的建立,为以后科学编制土地利用规划,有效实施土地用途管制,严格落实各项耕地保护措施,确保土地资源节约集约利用提供了根本依据。
5总结
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关键词:3D-GIS;地理信息;地质勘察;三维
中图分类号:P20文献标识码:A
23D-GIS技术简介
2.13D-GIS的定义
3D-GIS是能够对空间对象进行真三维描述和分析,从数据结构到空间查询和建模分析都建立在三维数据模型基础上的地理信息系统。
Breunig认为3D-GIS是布满整个三维空间的GIS,与传统的基于平面的二维GIS明显不同,尤其体现在空间位置与拓扑关系的描述及空间分析的伸展方向上。地球上的一切物体都可以用一组(X,Y,Z)来描述它们的空间位置,3D-GIS中空间目标通过X、Y、Z三个坐标轴来定义,复杂程度高,它与二维GIS定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。
2.23D-GIS的特点
3D-GIS作为二维GIS在空间和功能上的扩展,具有二维GIS的功能之外还具有自己本身强大的功能。肖乐斌等众多学者总结出三维GIS独有的功能
1)包容一维、二维对象。三维GIS不仅要表达三维对象,而且还要研究一维、二维对象在三维空间中的表达。
2)可视化2.5维、三维对象。三维GIS的首要特色是要能对2.5维、三维对象进行可视化表现。三维对象的几何建模与可视表达在三维GIS建设的整个过程中都是需要的,这是其一项基本功能。
3)三维空间DBMS管理。三维GIS的核心是三维空间数据库。它可由扩展的关系数据库系统也可由面向对象的空间数据库系统存储管理三维空间对象。
4)三维空间分析。直接在三维空间中进行空间操作与分析,对空间对象进行三维表达与管理,使三维GIS明显不同于二维GIS,在功能上更加强大。
2.33D-GIS的基本功能
由于3D-GIS尚处于研究阶段,不同学者对其不同领域三维GIS功能的理解也不甚相同。由于地质勘察主要以地学对象为研究载体,所以笔者主要对地学方面三维GIS的基本功能加以总结,主要包括以下几个方面:
三维数据管理:主要包括三维数据录入、与其他系统数据的转换、数据基本分析、三维坐标转换、入库数据的有效整合和查询等;
三维对象管理:基于三维数据的三维对象建模、三维对象模型可视化选择与查询、三维对象变化(平移、旋转等);
三维空间分析:三维布尔操作(交、并、差、切割断面、开挖等)、三维计算(计算体积、表面积、距离、方向等)。
3地质勘察信息系统研究
3.1地质勘察领域分析
地质勘察是利用勘探、物探、试验和监测等工程技术手段,调查、分析和评价区域(又称勘察场区)的地质、环境特征、岩土工程条件等,以获取定性和定量的结果,并用专题图、报表和文字报告表现,这是一个复杂的综合过程。采用面向对象的思想和方法,综合分析地质勘察涉及的主要对象(实体)及其相互关系,有利于整体把握地质勘察领域的实质问题。图1是地质勘察领域图示分析。地质勘察领域涉及地质实体/现象、基础地理和勘察专题三大类数据。地质实体/现象是工程地质勘察要揭示的区域(如城市)地表以下所有物质的抽象,包括区域地和构造、环境地质及地质灾害等综合信息。基础地理对象包括控制点、建筑物与构筑物、工矿及设施、交通线路及设施、行政区划与境界、地貌等十大专题,是地质勘察的空间参考和重要背景信息。
勘察专题主要包括勘察场区、地层、钻孔三类对象。勘察场区是工程勘察的空间范围,是具有一定地表面积和不定深度的三维空间实体。勘察场区地表下立体空间是由许多具有一定厚度和分布特征的不规则空间实体———地层构成。经归纳抽象,地层具有如下特征:地层具有一定层理特征和地质年代、地质成因、岩土特征等关键特性,在空间连续分布,相同的地层具有相同的关键特性;不同地层按一定层序在垂直方向上叠加,水平分布受地质构造和外力影响也呈一定规律。
通过在勘察场区设置观测点,典型地点布置钻孔进行勘探、物探,并进行原位测试或取样进行室内试验,获取原始的物理几何、岩土力学和化学组分等特征的离散数据。原位测试通常有标贯试验、静力触探、动力触探、载荷试验、十字板剪切和抽(注)水试验等,室内试验有土工试验、水质分析、岩石单轴抗压试验和点荷载试验等。钻孔是具有狭小地表面积和一定深度的柱状三维空间实体,相当于垂直方向上的多个观测点,具有不同深度的岩土特征分层数据,即对应真实的地层。通过制作各类图表表现钻孔的垂直分层特征以及原位测试数据和室内试验数据,进而反映整个场区地表以下的地质状况。
3.2信息系统架构
地质勘察三维辅助信息系统体系结构如图2所示,可分为二维工程勘察辅助建模子系统和三维工程勘察建模子系统两部分,利用二维工程勘察辅助建模子系统可对钻孔等勘察数据和工程设计图件进行检查和预处理,形成三维剖面、钻孔和设计文件,再经三维工程勘察建模子系统处理得到三维地质结构模型、三维工程对象模型和三维地质属性模型,基于三维GIS功能,这三类模型均具有对三维空间数据和属性数据进行一体化管理、显示和空间分析的功能。
3.3信息系统功能实现
结语
近年来,地理信息技术在国内发展迅速,并且迈入了国际先进行列。我国的地理信息产业经过多年的发展已具有一定规模,系统集成化、数据标准化、平台网络化和应用社会化等是地理信息系统未来的发展趋势。具体来说,3D-GIS技术会与无线通信技术相结合,与高分辨率遥感影像相结合,与虚拟现实技术相结合等,它的应用将推动各行各业的发展。
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