導(dǎo)語：如何才能寫好一篇地理信息科學(xué)專業(yè)評估，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1攝影測量與遙感學(xué)的發(fā)展趨勢

攝影測量與遙感學(xué)作為基于影像的空間信息科學(xué)，是地球空間信息學(xué)的核心。地球空間信息學(xué)是空間數(shù)據(jù)的采集、量測、分析、存貯、管理、顯示和應(yīng)用的集成科學(xué)與技術(shù)，屬于現(xiàn)代空間信息科學(xué)與技術(shù)的范疇。2004年，美國勞動部把地球空間信息技術(shù)與納米和生物技術(shù)一起列為當(dāng)今最具發(fā)展?jié)摿Φ娜蠹夹g(shù)，其發(fā)展有以下幾方面的趨勢。

1.1空間信息獲取的發(fā)展趨勢

地球空間信息獲取的發(fā)展趨勢具有多平臺、多傳感器、多比例尺和高光譜、高空間、高時間分辨率以及空天地一體化的明顯特征。隨著航天技術(shù)、通信技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們將可以從各種航天、近空間、航空和地面平臺上用紫外、可見光、紅外、微波、合成孔徑雷達、激光雷達、太赫茲等多種傳感器獲取多種比例尺的目標(biāo)影像，大大提高其空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率，形成天地一體化攝影測量與遙感的數(shù)據(jù)獲取方法，為人們提供愈來愈多的影像和非影像數(shù)據(jù)。

隨著新一代全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)的發(fā)展，定位系統(tǒng)將以更高的精度自動測定各類傳感器的空間位置和姿態(tài)，從而實現(xiàn)無地面控制的高精度、實時攝影測量與遙感。

1.2空間信息處理的發(fā)展趨勢

地球空間信息處理和信息提取的發(fā)展趨勢是走向定量化、自動化和實時化。目前，攝影測量與遙感所存在的一個突出問題是數(shù)據(jù)海量、信息不足、知識難求。利用網(wǎng)格技術(shù)進行網(wǎng)格計算給解決這一問題帶來了新的機遇。

1.3空間信息管理的發(fā)展趨勢

地球空間信息管理與分析的發(fā)展趨勢是走向信息共享、互操作和網(wǎng)格化。從網(wǎng)格計算的資源共享和協(xié)同計算觀點看，目前，地理信息系統(tǒng)已從單機GIS系統(tǒng)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)和移動地理信息系統(tǒng)(Web-GIS和Mobile-GIS)，下一步將走向網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)(Grid-GIS)。為此，需要解決地理空間數(shù)據(jù)存在的時間基準(zhǔn)不一致、空間基準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)格式不一致和語義不一致引起的問題?？臻g基準(zhǔn)不一致引起的問題可以采用全球地心坐標(biāo)系或坐標(biāo)變換來解決;數(shù)據(jù)格式不一致可以用互操作軟件解決;時態(tài)和語義不一致引起的問題較難解決。前者要解決空間數(shù)據(jù)的實時更新或建立時空地理信息系統(tǒng)，后者需要一個基于本體的空間信息語義網(wǎng)格來處理這些語義的差異，從而實現(xiàn)網(wǎng)格技術(shù)下空間信息的共享和互操作。

1.4空間信息應(yīng)用的發(fā)展趨勢

地球空間信息成果應(yīng)用的發(fā)展趨勢是成果的多樣化和應(yīng)用的大眾化與普適化。未來的地球空間信息成果產(chǎn)品可以是矢量的或柵格的，可以是圖形的或影像的，可以是二維的或三維的，可以是靜態(tài)圖像或連續(xù)動畫視頻圖像，可以是多媒體或流媒體，可以是虛擬現(xiàn)實或可測的實景影像，也可以是上述各種形式產(chǎn)品的融合與集成。長期以來，攝影測量與遙感主要面向地球科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用，作為基于影像的空間信息科學(xué)，它除了將繼續(xù)在影像城市、虛擬數(shù)字地球和地理環(huán)境中得到應(yīng)用之外，還有很大的潛力用于工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)診斷、文化遺產(chǎn)保護等方面。如果將原始或加工后的影像連同它們的方位元素和測量工具軟件一起作為產(chǎn)品，則用戶可在Web2.0環(huán)境下實現(xiàn)自己的按需測量和按需解譯，從而實現(xiàn)地球空間信息成果應(yīng)用的大眾化與普適化。

1.5新地理信息時代的出現(xiàn)

隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)與Web2.0的出現(xiàn)，一個新的地理信息時代悄然而來。新地理信息時代的服務(wù)對象不僅包括專業(yè)用戶，而且包括普通大眾用戶。在新地理信息時代，可實現(xiàn)專業(yè)人員和大眾用戶互動，共同參與按需服務(wù)。服務(wù)環(huán)境是圖形、圖像和多媒體，服務(wù)的提供和實現(xiàn)都是動態(tài)的。

2攝影測量與遙感學(xué)的發(fā)展重點

隨著國家經(jīng)濟實力的增長、科學(xué)技術(shù)的進步和社會可持續(xù)發(fā)展的需要，中國的地球空間信息科學(xué)與技術(shù)包括攝影測量與遙感在內(nèi)，在今后若干年內(nèi)將出現(xiàn)更加飛速發(fā)展的大好時機。我們要堅持自力更生，自主創(chuàng)新，努力工作，并虛心向世界各國同行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)和吸收世界各國的先進技術(shù)和經(jīng)驗，圍繞創(chuàng)建我國和諧社會，以空間信息服務(wù)為中心，建立一個智能化和實時化的地球空間信息服務(wù)體系。未來幾年內(nèi)的發(fā)展重點簡述如下。

2.1發(fā)展先進的高分辨率對地觀測系統(tǒng)

為了進一步推動中國遙感對地觀測的發(fā)展，首先要抓好空間信息的數(shù)據(jù)源。2005~2020年，《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》指出:發(fā)展基于衛(wèi)星、飛機和平流層飛艇的高分辨率(dm級)先進對地觀測系統(tǒng)，發(fā)射一系列的高分辨率遙感對地觀測衛(wèi)星，建成覆蓋可見光、紅外、多光譜、超光譜、微波、激光等觀測譜段的高中低軌道結(jié)合的、具有全天時、全天候、全球觀測能力的大氣、陸地、海洋先進觀測體系。到2020年，建成穩(wěn)定的運行系統(tǒng)，提高我國空間數(shù)據(jù)的自給率，形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。

2.2構(gòu)建面向?qū)崟r服務(wù)的廣義空間信息網(wǎng)格(GSIG)

地上的全球信息網(wǎng)格與天上的智能傳感器網(wǎng)格相集成，形成全球的廣義空間信息網(wǎng)格。廣義空間信息網(wǎng)格指的是在網(wǎng)格技術(shù)的支持下，在信息網(wǎng)格上運行的天、空、地一體化地球空間數(shù)據(jù)獲取、信息處理、知識發(fā)現(xiàn)和智能服務(wù)的新一代整體集成的實時/準(zhǔn)實時空間信息系統(tǒng)。

2.3加強高性能空間信息處理與分析技術(shù)的研究，解決應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

為推動空間信息技術(shù)的應(yīng)用，進一步加強高性能遙感圖像處理與分析技術(shù)，突破高精度定標(biāo)與定位、寬帶微波成像修正、遙感圖像超分辨率分析與相干處理、多源衛(wèi)星遙感影像自動配準(zhǔn)與融合、高空間分辨率影像目標(biāo)自動識別、高光譜影像地物精細(xì)分類、基于遙感機理模型的地物參數(shù)的定量反演與同化等技術(shù);發(fā)展復(fù)雜地表環(huán)境下的地物信息自動提取與定量分析技術(shù)，突破空間信息自主加載、維護、復(fù)合匹配與服務(wù)等技術(shù)，開發(fā)具備自我維護功能的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件系統(tǒng)。突破動態(tài)交通信息的獲取、融合、分析、預(yù)測與動態(tài)路徑規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)基于動態(tài)交通信息的智能導(dǎo)航與位置服務(wù)軟件，建立應(yīng)用系統(tǒng)，為開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代位置服務(wù)與智能導(dǎo)航系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

篇2

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：P208 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0170-02

1 概述

“大數(shù)據(jù)”是繼“云計算”之后互聯(lián)網(wǎng)時代掀起的又一個熱潮。大數(shù)據(jù)時代正靠近我們的生活。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）得到計算機軟硬件系統(tǒng)支持，也擁有對地球表面（包括大氣層）空間中和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、計算、研究、顯示和說明等功能[1]。作為一門涉及面廣的綜合學(xué)科，地理信息系統(tǒng)信息技術(shù)的發(fā)展尤為重要[2]。在互聯(lián)網(wǎng)時代，“大數(shù)據(jù)”這種重要資源增長速率過快，當(dāng)今人類社會的發(fā)展與轉(zhuǎn)型[3]正在被慢慢侵蝕著。地理信息系統(tǒng)也身在其中，以基于位置的服務(wù)（Location Based Service，LBS）為代表的新技術(shù)的加入使得地理信息系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)在獲得發(fā)展機遇的同時也面臨挑戰(zhàn)。

2 大數(shù)據(jù)

2.1 大數(shù)據(jù)定義

IDC（Internet Data Center，即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）最新的研究結(jié)果顯示全球每18個月新增的數(shù)據(jù)量是人類有史以來全部數(shù)據(jù)量的總和到2020年，每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將達到40ZB，其中傳感器網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)占40%[4]。而且這些數(shù)據(jù)中95%是不精確的，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)[5]。歸納了（Volume、Varity、Velocity、Veracity、Value）大數(shù)據(jù)的5V特征，以區(qū)別于大眾思維中的“海量數(shù)據(jù)”[6]。

大數(shù)據(jù)和有聯(lián)系的自發(fā)地理信息（volunteered geographic information，VGI）存在聯(lián)系不同需要研究。VGI和大數(shù)據(jù)都以大量個體數(shù)據(jù)匯總后的增值應(yīng)用為目的，VGI應(yīng)用目的優(yōu)先；大數(shù)據(jù)使用過程目的明確，形式呈F多樣化。這一特點使大數(shù)據(jù)應(yīng)用速率增加相當(dāng)快[2]。

2.2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀

“云時代”的到來將大數(shù)據(jù)變成了一個焦點。大數(shù)據(jù)中非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)占的分量重。大數(shù)據(jù)技術(shù)具有快速獲得有價值信息的能力[7]。

大數(shù)據(jù)具有很高的商業(yè)價值。數(shù)據(jù)交易可產(chǎn)生很好的效果；為了提高企業(yè)銷售率，增加利潤，我們可以降低營銷成本。數(shù)據(jù)共享、交叉復(fù)用后獲取最大的數(shù)據(jù)價值是大數(shù)據(jù)的價值。

3 大數(shù)據(jù)對GIS的影響

大數(shù)據(jù)中的地理（理論）：在地理學(xué)研究領(lǐng)域中，新數(shù)據(jù)的環(huán)境由大數(shù)據(jù)、開放數(shù)據(jù)與一些集成起來的小數(shù)據(jù)一起構(gòu)成，這種新環(huán)境對現(xiàn)有地理學(xué)理論的證明有很大的幫助。傳統(tǒng)的地理學(xué)理論以均質(zhì)化集合單元的長期變化為分析對象進行勘測研究，在新的數(shù)據(jù)環(huán)境下，所呈現(xiàn)出的即時性、多角度維度、以及細(xì)粒度的變化觀測對于一些關(guān)注異質(zhì)化個體短時間內(nèi)變化的地理學(xué)理論產(chǎn)生有很大的幫助和改善[10]。新地理學(xué)理論的發(fā)展離不開新數(shù)據(jù)環(huán)境[8，9]。

地理（環(huán)境）中的大數(shù)據(jù)：大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、處理和使用無時無刻都在被當(dāng)時條件允許范圍內(nèi)的社會、經(jīng)濟、自然等等地理環(huán)境所影響，而這些地理環(huán)境根據(jù)各方面的原因條件所給予的表達不夠具體，并且是具有選擇性的，產(chǎn)生了盲區(qū)需要克服和改善。數(shù)據(jù)的變化也間接地改變了我們的生活。

3.1 機遇

大數(shù)據(jù)帶來了研究范式的變革[13]。大數(shù)據(jù)可以依靠研究人行為所帶來的移動的軌跡以及所處地理環(huán)境位置的重要特點進行評估。猜測人一天內(nèi)活動的規(guī)律以及活動的范圍。從而得到想要的人體情感態(tài)度以及土地范圍活動區(qū)域內(nèi)的相關(guān)信息。

大數(shù)據(jù)影響著地理學(xué)研究范式的變化趨勢。傳統(tǒng)的地理學(xué)“自上向下”，而現(xiàn)在“自下向上”也開始流行起來。其優(yōu)勢和不足比重各占一半。在空間大數(shù)據(jù)下，地理學(xué)進行學(xué)術(shù)勘測調(diào)查務(wù)必考慮結(jié)果的可驗證性、尺度變化性以及相對不確定性。相關(guān)關(guān)系等重要因素只是其中的一部分而已。

大數(shù)據(jù)能夠在一定程度上克服傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的不足。也為創(chuàng)新地理學(xué)研究的議題提供了機遇。

數(shù)據(jù)時空粒度隨著時間的推移，逐漸越來越變的精細(xì)。地理空間所給予我們的信息儲備也變得越發(fā)重要。地表要素的屬性變化在每時每刻都隨大數(shù)據(jù)時代的地理信息影響，尤其是移動的個體或群體對象，移動的個體或群體對象空間位置和其自身的屬性變化更為明顯，地理大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)促進了地理計算（GeoComputation）與城市計算（urban computing）和社會計算（social computing）的交叉和融合。大數(shù)據(jù)技術(shù)的城市與社會應(yīng)用過程中很多研究場景和內(nèi)容與大數(shù)據(jù)的空間緊密貼合[15]。

大數(shù)據(jù)對人文地理學(xué)的影響也是自然地理學(xué)的影響。在優(yōu)化區(qū)域布局、防災(zāi)減災(zāi)、城市精細(xì)化管理、智慧城市等方面綜合多維的國情地理數(shù)據(jù)影響甚大。這些大數(shù)據(jù)，對人文地理學(xué)研究內(nèi)容與研究范式提供了巨大突破創(chuàng)新的機會。

3.2 挑戰(zhàn)

由于原始樣本的偏差、預(yù)處理方法是否恰當(dāng)?shù)榷喾矫嬉蛩?，地理學(xué)者對收集來的大數(shù)據(jù)的質(zhì)量無法進行系統(tǒng)性評估，大數(shù)據(jù)是一個新呈現(xiàn)出來的新鮮事物，研究案例可供借鑒研究的少之又少，條件也不夠充足，所以研究問題片面不夠具體，所以研究的結(jié)果大多數(shù)都不夠足以讓人信服。

“大數(shù)據(jù)”不是“全數(shù)據(jù)”，在研究中需要研究數(shù)據(jù)樣本里的獨特點，集成多源數(shù)據(jù)交互印證是處理大數(shù)據(jù)的代表性問題的一大關(guān)鍵點。大數(shù)據(jù)主要提供了一種對既有模式及規(guī)律的研究調(diào)查手段，這一大發(fā)現(xiàn)對于地理學(xué)的意義不可忽視，使我們能夠接觸到以前從未觸碰過讓人耳目一新的新事物，這對于生物學(xué)發(fā)展有著很大的促進作用。

迄今為止，大數(shù)據(jù)在地理學(xué)中的應(yīng)用，僅僅還停留在校驗印證既有理論的一方面，未取得理論上實質(zhì)的突破與創(chuàng)新。我們今后研究，首先就應(yīng)該將有關(guān)研究中主要思想抓緊，然后將范式需要保留的精華部分進行總結(jié)提煉，以最快的速度研究，從而形成在大數(shù)據(jù)的時代中，存在的地理學(xué)新概念新思想以及新方法的系統(tǒng)論述。

4 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)時代的來臨對中國的地理信息系統(tǒng)的格局產(chǎn)生了很大的影響。以物聯(lián)網(wǎng)、云計算為首的等多個技術(shù)的發(fā)展將為GIS的發(fā)展帶來更多的便利，也同時給我們帶來了機會。GIS的使用價值為了可以在大數(shù)據(jù)中全權(quán)體現(xiàn)， GIS與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合發(fā)展速率要提高。研究初心不能改變，地理學(xué)者仍要腳踏實地，沉著冷靜客觀地看待“大數(shù)據(jù)”的使用條件，依托地理學(xué)科及專業(yè)知識論證去完成多源數(shù)據(jù)相互檢驗等質(zhì)量評估工作。大數(shù)據(jù)在地理中的應(yīng)用基礎(chǔ)需要一步一個腳印的走出來。

參考文獻：

[1]湯國安，趙牡丹，楊昕，等.地理信息系統(tǒng)（第二版）[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[2]胡捍東.大數(shù)據(jù)時代下測繪地理信息產(chǎn)業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)[J].測繪與空間地理信息，2015，38（12）：150-152.

[3]吳志峰，柴彥威，黨安榮.地理學(xué)碰上“大數(shù)據(jù)”：熱反應(yīng)與冷思考[J].地理研究，2015，34（12）：2201-2221.

[4]Adshead A.Data To Grow More Quickly[EB/OL].http：///news/2240174381/Data-to-grow-more-quickly-says-IDCs-Digital-Universe-study，2012.

[5]Mayer-Schonberger V，Cukier K. Big Data[M].Sheng Yangyan，Zhou Tao. Haungzhou： Zhejiang People's Press，2013.

[6]陸鋒，張恒才.大數(shù)據(jù)與廣義GIS[J].武漢大學(xué)學(xué)報，2014，39（6）：645-654.

[7]中國企業(yè)如何應(yīng)對大數(shù)據(jù)時代的來臨[Z].傳感物聯(lián)網(wǎng)，2013，03.

[8]Batty M. The New Science of Cities. Combidge： The MIT Press， 2013.

[9]Batty M. Big data， smart cities and city planning. Dialogues in Human Geography， 2013，3（3）：274-279.

[10]Graham M， Shelton T. Geography and the future of big data， big data and the future of geography. Dia-logues in Human Geography， 2013，3（3）：255-261.

[11]Kitchin R. Data Revolution： Big Data， Open Data， Data Infrastructures and Their Consequences. Lon-don： Sage， 2014.

[12]Rabari C， Storper M. The digital skin of cities： Urban theory and research in the age of the sensoredand metered city， ubiquitous computing and big data. Cambridge Journal of Regions Econonomy and Soci-ety， 2015，8（1）：27-42.

[13]Collins J P. The fourth paradigm data- intensive scientific discovery. Science， 2010，327（5972）：1455-1456.

篇3

[關(guān)鍵詞]GIS系統(tǒng) 需求變更 模塊化

GIS即地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System),經(jīng)過了40年的發(fā)展,到今天已經(jīng)逐漸成為一門相當(dāng)成熟的技術(shù),并且得到了極廣泛的應(yīng)用。從應(yīng)用的角度,GIS系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境;數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容;方法為GIS建設(shè)提供解決方案;人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動性因素,直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個組成部分。

一、GIS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

由于各個部門對GIS的應(yīng)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(yè)的需要,所以在實際工作中對于特定行業(yè)的GIS應(yīng)用,一般都需要進行或多或少的軟件開發(fā)工作。但無論是GIS基礎(chǔ)軟件的開發(fā)還是在基礎(chǔ)軟件基礎(chǔ)之上的應(yīng)用開發(fā),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(fā)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(xué)的科學(xué)方法,如:沒有足夠的分析和設(shè)計、代碼不規(guī)范和文檔不完備等。

二、GIS系統(tǒng)存在的問題

人們的生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關(guān)。GIS系統(tǒng)作為獲取、整理、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科,近年來得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。由于信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字時代的來臨,理論上來說,GIS可以運用于現(xiàn)階段任何行業(yè)。

由于GIS工程項目的專業(yè)性和復(fù)雜性,用戶的需求在系統(tǒng)開發(fā)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(mào)然進入設(shè)計和開發(fā)階段,所埋下的隱患是:一旦用戶的需求發(fā)生較大變化,對開發(fā)中的系統(tǒng)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(biāo)超出原始計劃,業(yè)界通常稱為項目目標(biāo)范圍蔓延.這是軟件開發(fā)中的固有矛盾。GIS項目目標(biāo)定義困難,而且由于開發(fā)周期內(nèi)項目必然會面臨改進,這就極易導(dǎo)致項目目標(biāo)的蔓延。如果處理不當(dāng)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(biāo)的蔓延,并確保開發(fā)者們不會受到這些改進帶來的負(fù)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(yōu)化中發(fā)揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),在計算機軟硬件的支持下,運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論,科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù),以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。簡單的說,地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。

三、GIS 系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展,廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。

在資源管理主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域,解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統(tǒng)計、制圖等問題。同時,GIS系統(tǒng)在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

近些年,GIS 系統(tǒng)也廣泛地用在城市規(guī)劃和管理方面。例如,在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運動場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。商業(yè)與市場是一個全新的發(fā)展空間,商業(yè)設(shè)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(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù),建成之后就可能無法達到預(yù)期的市場和服務(wù)面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)、消費水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。房地產(chǎn)開發(fā)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(tǒng)的對策研究

GIS軟件工程包括GIS工程規(guī)劃、設(shè)計、實施、評價與維護技術(shù),還包括工程的需求控制、質(zhì)量控制、進度控制、風(fēng)險控制等管理技術(shù),另外,GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)的管理與質(zhì)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(shù)與成本控制技術(shù),在一定的資金條件下最大限度地滿足用戶的需要,實現(xiàn)社會效益的同時,還能實現(xiàn)經(jīng)濟效益,也是GIS工程管理的重要任務(wù)。

首先:加強GIS軟件工程的培訓(xùn)和管理。軟件工程的概念還遠(yuǎn)沒有在GIS工程的研究人員、開發(fā)人員、管理人員的頭腦中扎下根來,軟件工程的方法還遠(yuǎn)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(fā)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(xué)中開設(shè)GIS軟件工程課程或在相關(guān)課程中將GIS軟件工程作為重點章節(jié)進行講授。加強GIS從業(yè)人員的繼續(xù)教育,讓GIS從業(yè)人員認(rèn)識到在GIS工程中實施軟件工程學(xué)方法是必然的。

其次:詳細(xì)的系統(tǒng)分析和設(shè)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(nèi)在因素的變動而呈現(xiàn)易變的特點。充分地需求分析及系統(tǒng)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(xì)地系統(tǒng)設(shè)計和代碼設(shè)計可以提高軟件的質(zhì)量,增強系統(tǒng)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(tǒng)[M],北京:高等教育出版社,2000

篇4

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) GIS 地質(zhì)災(zāi)害 評估 應(yīng)用

中圖分類號：P208；P694 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0009-02

當(dāng)前我國對地質(zhì)災(zāi)害的研究越來越重視，與此同時，對地質(zhì)災(zāi)害評估的研究也越來越向高準(zhǔn)備、高要求、高預(yù)測以及高防治的方向發(fā)展。其中，新興的GIS作為當(dāng)前在地質(zhì)災(zāi)害評估研究中應(yīng)用最廣泛的信息系統(tǒng)。做好地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評估中的應(yīng)用研究就顯得尤為迫切和重要。

1 GIS及地質(zhì)災(zāi)害評估概述

1.1 認(rèn)識GIS及地質(zhì)災(zāi)害評估

GIS即地理信息系統(tǒng)，它是一門集信息科學(xué)、空間科學(xué)和地球科學(xué)為一體的綜合技術(shù)學(xué)科，它實現(xiàn)了遙感技術(shù)、計算機信息工程以及現(xiàn)代地學(xué)理論和方法的有機結(jié)合。作為一種基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地理信息的空間分析以及地圖可視化的計算機系統(tǒng)。它是有效表達、處理以及分析與地理分布有關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)，并為人們提供了一種快速展示有關(guān)地理信息和分析信息的新的手段和平臺。GIS的主要功能有：數(shù)據(jù)采集和提取、轉(zhuǎn)換與編輯、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)的重構(gòu)與轉(zhuǎn)換、查詢與檢索、空間操作與分析、空間顯示和成果輸出及數(shù)據(jù)更新等。

地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估是指對地質(zhì)災(zāi)害活動程度及破壞損失情況進行評定估算的工作，對于有發(fā)生可能但尚未發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害評估是預(yù)測評價地質(zhì)災(zāi)害的可能程度。地質(zhì)災(zāi)害的評估內(nèi)容包括如下兩點：一是分析評價地質(zhì)災(zāi)害活動的危險程度和地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)受災(zāi)體的可能破壞程度，即地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價和災(zāi)害區(qū)的易損性評價。二是在做出地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價和災(zāi)害區(qū)的易損性評價基礎(chǔ)上進一步分析預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)期損失，即進行地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失評價。其中，地質(zhì)災(zāi)害評估的基本目的是通過綜合指標(biāo)或單項指標(biāo)定量化反映地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失程度和主要特點，從而為相關(guān)部門規(guī)劃、部署和實施地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供科學(xué)依據(jù)。

1.2 GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

當(dāng)前GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用主要有以下三個方面：一是利用GIS開展的地質(zhì)災(zāi)害的評價和管理。通過建立基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)可以對某一特定空間分布的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料以及空間分布特征信息等進行評價和管理。二是利用地GIS可以實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的危險性分區(qū)，通過評價地質(zhì)因素之間相互作用的復(fù)雜性，以及由于各種地質(zhì)因素本身的不確定性，對研究區(qū)運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析模型進行地質(zhì)災(zāi)害危險性等級的劃分，從而為地質(zhì)災(zāi)害的管理和防治提供科學(xué)依據(jù)。三是GIS在與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的專家系統(tǒng)中的集成應(yīng)用。其中，在集成的專家系統(tǒng)中，GIS主要負(fù)責(zé)時空數(shù)據(jù)的管理，利用專家知識和空間目標(biāo)的事實推理，在進行空間分析的基礎(chǔ)上實習(xí)災(zāi)害危險程度的自動判定，從而可以實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)管理。

2 GIS應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評估的研究方法

應(yīng)用GIS技術(shù)的基于多源數(shù)據(jù)和面向突發(fā)性自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險快速評估研究方法是當(dāng)前我國政府部門在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管理中應(yīng)用的最為廣泛的地址災(zāi)害評估研究方法，該方法的應(yīng)用為政府及地方社會應(yīng)對各類突發(fā)性自然災(zāi)害的救災(zāi)、減災(zāi)等提供了有效的信息保障和科學(xué)的決策支持。該研究方法主要包括GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、格網(wǎng)數(shù)字高程模型的構(gòu)建以及地形因子的提取三個方面的內(nèi)容。

2.1 GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

在進行災(zāi)害研究及評估前需要準(zhǔn)備多項數(shù)據(jù)，主要是野外實測CAD數(shù)據(jù)的整理，然后提取CAD數(shù)據(jù)中的高程點數(shù)據(jù)為.dat文件。將該.dat文件作為研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，后面所有的應(yīng)用分析都是基于野外實測CAD數(shù)據(jù)進行。CAD數(shù)據(jù)的處理軟件有多種，其中GIS數(shù)據(jù)準(zhǔn)備常用的軟件主要有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、TopMap、GeoBean等。

2.2 格網(wǎng)數(shù)字高程模型的構(gòu)建

數(shù)字高程模型（DEM）區(qū)域地形的基礎(chǔ)信息之一，是賴以構(gòu)建區(qū)域地形型和進行各種地形研究的基礎(chǔ)信息。數(shù)字高程模型是描述包括高程在內(nèi)的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內(nèi)的線性和非線性組合的空間分布。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。而格網(wǎng)數(shù)字高程模型是把DEM覆蓋區(qū)劃分成規(guī)則格網(wǎng)，每個網(wǎng)格大小和形狀都相同，用相應(yīng)矩陣元素的行列號來實現(xiàn)網(wǎng)格點的二維地理空間定位，第三維為特性值，可以是高程和屬性。以MapGIS軟件生成的格網(wǎng)DEM為例。在MapGIS工作平臺下，利用該軟件的強大地形分析功能模塊DTM分析模塊，采用基于距離冪函數(shù)反比加權(quán)網(wǎng)格的離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法，生成GRD地形數(shù)據(jù)。

2.3 地形因子的提取

地形因子的提取是指研究區(qū)坡度與坡向的提取。而坡度就是指GRID中像素高程值的變化率，分別用0～90度來表示，每一定的度數(shù)間隔采用不同的顏色表示。坡向是指GRID中每個像素面的朝向，范圍為0～360度，其中0度代表北，90度代表東等。

3 GIS在地質(zhì)災(zāi)害評估過程中的實際應(yīng)用案例分析

3.1 研究區(qū)域概況

陜西省府谷縣新區(qū)地處陜、晉、蒙三?。▍^(qū)）交界處，渭北黃土高原溝壑區(qū)，以丘陵、山地地貌為主，總的地勢是西北高、東南低，海拔高度在780～1426.5 m之間。區(qū)內(nèi)屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，溫差大、降水變化明顯。旱、澇、霜、雹自然災(zāi)害加之溝壑地形結(jié)構(gòu)，為地質(zhì)災(zāi)害創(chuàng)造了有利條件。而不合理的人為開挖和填埋等活動更加重了該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害惡化的程度，境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。因此該區(qū)迫切需要進行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報防患于未然。根據(jù)府谷縣新區(qū)地質(zhì)災(zāi)害評估的需要，通過建立以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的、用于地質(zhì)災(zāi)害評價的空間分析模型，調(diào)查、分析評估區(qū)內(nèi)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，以及工程建設(shè)和建成后可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，進行地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估，對地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評估意義重大。

3.2 基于GIS的三維地形圖的描述

三維地形圖是遙感、地理信息系統(tǒng)、三維仿真等高新技術(shù)的結(jié)合。它主要以一種三維電子沙盤的形式反映研究區(qū)的地形起伏情況，根據(jù)高程的不同賦予不同顏色值，制作出三維地形圖，用以表達不同的地形起伏情況。其中，研究區(qū)的三維地形圖如圖1所示。

3.3 標(biāo)高分析圖的生成

標(biāo)高分析圖是由若干離散高程數(shù)據(jù)通過空間數(shù)據(jù)差值生成的地理曲面數(shù)據(jù)（.GRD格式數(shù)據(jù)），然后進行等值線分析產(chǎn)生的。經(jīng)過分層設(shè)色后，不同高程的范圍值被賦予一定的高程數(shù)據(jù)，顯示不同的顏色值，來反映不同的地形起伏情況。其中，研究區(qū)的標(biāo)高分析圖如圖2所示。

3.4 基于數(shù)字高程模型的坡度分析和坡向分析

坡度是描述地形特征信息的重要指標(biāo)，它能夠間接表示地形的形態(tài)起伏和結(jié)構(gòu)特征，并且反映地貌坡面的傾斜程度。坡向作為描述地貌特征的重要參數(shù)，它反映坡面所面對的方向，也是通過數(shù)字高程模型（DEM）計算得到的。其中，研究區(qū)的坡度分析和坡向分析分別如圖3和圖4所示。

3.5 地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價

經(jīng)過上述的地質(zhì)災(zāi)害評估，可以發(fā)現(xiàn)陜西省府谷縣新區(qū)地形復(fù)雜，以及存在滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的潛在危害性較大，對于該地區(qū)農(nóng)業(yè)、交通、經(jīng)濟等埋下隱患；在新區(qū)存在潛在的地質(zhì)災(zāi)害、相關(guān)工程建設(shè)和建成后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)部門需要結(jié)合評估結(jié)果提供科學(xué)有效的防治措施。

4 前景與討論

當(dāng)前GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中應(yīng)用的非常廣泛，將GIS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評估的中，可以成功進行地形分析，通過制作各種地形分析圖，給地質(zhì)工作者提供了地形分析的數(shù)據(jù)，從而能夠使地質(zhì)決策部門更好的掌握研究區(qū)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害狀況。

由于預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)是一個復(fù)雜的過程，基于GIS的計算機技術(shù)也在不斷革新。本文的思想技術(shù)方法可以為相關(guān)課題提供框架路線，相應(yīng)的評估方法和應(yīng)用手段還需進一步探討和研究。

參考文獻

[1] 羅培.基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估信息系統(tǒng)探討[J].災(zāi)害學(xué)，2005，12（20）：57-59.

篇5

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；水利；防汛；水文；水資源

1地理信息系統(tǒng)的基本概述

地理信息系統(tǒng)是一種特定的空間信息系統(tǒng),是一門介于地球科學(xué)與信息科學(xué)之間的交叉學(xué)科。它是在計算機硬件和軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、模擬、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。它是一門為區(qū)域和工程規(guī)劃、設(shè)計、管理決策服務(wù)的信息加工與管理技術(shù),是一種綜合性強、適用性廣的工具［1］。

對GIS的定義有不同的說法，通常泛指用于獲取、儲存、查詢、綜合、處理、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)及相關(guān)信息的計算機系統(tǒng)。它反映的是人們賴以生存的現(xiàn)實世界與變遷的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特征的各種屬性,是一個在計算機軟件和硬件支持下,把各種信息與地理位置和有關(guān)的視圖結(jié)合起來,并把地理學(xué)、幾何學(xué)、計算機科學(xué)及各種應(yīng)用對象、CAD技術(shù)、遙感、GPS技術(shù)、Internet、多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等融為一體,利用計算機圖形與數(shù)據(jù)庫技術(shù)來采集、存儲、編輯、顯示、轉(zhuǎn)換、分析和輸出地理圖形及其屬性數(shù)據(jù)。是以一定的格式輸人、存儲、檢索、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。它通過空間地理信息與屬性信息的有機結(jié)合,根據(jù)實際需要向用戶提供圖文并茂的真實信息,滿足城市建設(shè),政府、企業(yè)管理決策,居民日常生活的需要。

2地理信息系統(tǒng)(GIS)在水利行業(yè)的應(yīng)用

2.1地理信息系統(tǒng)在水利行業(yè)中的應(yīng)用特點

總的看來,GIS技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用大致有七個特點：一是應(yīng)用面廣,基本上可以說是“無孔不人”；二是應(yīng)用已進人了管理與決策層面；三是作為基礎(chǔ)技術(shù)支撐之一,進人了數(shù)字流域的框架；四是與遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的結(jié)合已越來越緊密；五是以WEBGIS、3D或4D-GIS以及GIS在仿真虛擬中的應(yīng)用為代表的新發(fā)展勢頭十分迅猛,已成為一些系統(tǒng)開發(fā)中的基本要求；六是從底層開發(fā)GIS與水利專業(yè)技術(shù)模型緊密結(jié)合的軟件已初見端倪；七是建設(shè)了一批富有水利行業(yè)特色的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,如空間展布式社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫、堤防等工情數(shù)據(jù)庫、水土保持和水環(huán)境動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等［2］。

2.2地理信息系統(tǒng)在水利行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域

2.2.1在水文方面的應(yīng)用

與流域水文模型在技術(shù)上有很多相似之處,可以相互補充。GIS中的柵格或矢量數(shù)據(jù)格式與分布式流域水文模型有相似性,都以一定的空間分辨率劃分研究區(qū)以簡化計算和減少數(shù)據(jù)量。GIS有一個很強的功能,就是能在原有信息基礎(chǔ)上,通過對屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的分析計算得到新的信息。帶有時間維的四維GIS可以確定我們在現(xiàn)實世界的“時空位置”,因而非常有助于研究流域特征的空間分布以及對產(chǎn)流、匯流的影響,并且有利于了解和掌握土壤濕度、降雨、蒸發(fā)和產(chǎn)流面積在時間和空間上的變化,從而可以進一步加深對產(chǎn)匯流等水文物理過程的認(rèn)識。

2.2.2在防汛方面的運用

借助于GIS等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),在洪災(zāi)發(fā)生前,可以不斷提供關(guān)于洪水發(fā)生背景和發(fā)生條件的大量信息,有助于圈定洪水災(zāi)害可能發(fā)生的范圍、時段及危險程度,便于事先采取必要的預(yù)防措施,減輕災(zāi)害損失,如建立長江洪水緊急預(yù)警系統(tǒng)。在災(zāi)害發(fā)生過程中,可以實時監(jiān)測災(zāi)害的蔓延進程和態(tài)勢,及時把相關(guān)信息傳輸?shù)礁骷壙篂?zāi)指揮機關(guān),幫助他們有效地組織抗災(zāi)活動。在成災(zāi)以后,可以在大范圍內(nèi)迅速、準(zhǔn)確地查明受損情況,包括受災(zāi)省份,影響到哪些城市和村鎮(zhèn)、土地甚至道路等,以便及時組織救災(zāi),恢復(fù)生產(chǎn),重建家園。

2.2.3在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用

GIS在水資源領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括:(1)建立水資源數(shù)據(jù)庫;(2)數(shù)據(jù)的規(guī)范、更新和維護;(3)信息的分析處理;(4)模擬水資源狀況及變化規(guī)律等。

目前編制的水資源綜合規(guī)劃,就是一個巨大的數(shù)據(jù)庫集成體,可對現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行整理、儲存,利用GIS技術(shù),對水資源分布進行分析,結(jié)合經(jīng)濟發(fā)展需求,確定區(qū)域水資源承載力,提出科學(xué)合理的水資源調(diào)度方案,為水資源綜合規(guī)劃的編制提供依據(jù)。

2.2.4 GIS在水利工程施工管理中的應(yīng)用

GIS在水利工程施工管理中的應(yīng)用潛力是巨大的,水利樞紐的規(guī)劃可以儲存在GIS軟件中,有關(guān)施工組織程序、施工進度、材料消耗和費用概(預(yù))算等信息資料也可以儲存到相關(guān)數(shù)據(jù)庫中,通過使用特定的軟件系統(tǒng),可以對每一施工過程進行模擬,監(jiān)測其過程,達到控制整個施工過程的目的［3］。由此建成的地理信息系統(tǒng),通過調(diào)用水利樞紐規(guī)劃圖,即能得到整個工程項目中各個工程和擴大單位工程的施工信息,為優(yōu)化施工提供依據(jù)。

2.2.5 GIS在水環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用

利用常規(guī)監(jiān)測技術(shù)或其他遙感監(jiān)測,以GIS為信息處理平臺,可實現(xiàn)對水域分布變化和水體沼澤化、水體富營養(yǎng)化、泥沙污染等進行監(jiān)測。如對河流水質(zhì)、水量的監(jiān)測,包括對污染河流的各種污染源的監(jiān)測,對河流斷流、洪水泛濫等進行監(jiān)測;對由水環(huán)境惡化引起的各種災(zāi)害進行監(jiān)測,對水土流失、地下水降落漏斗、土地沙化和鹽堿化、森林和草場的退化與消失等進行監(jiān)測,對由于對量開采地下水導(dǎo)致的地面沉降進行實時監(jiān)測［4］。

3我國地理信息系統(tǒng)(GIS)在水利行業(yè)的發(fā)展前景

3.1地理信息系統(tǒng)在我國水利行業(yè)應(yīng)用所存在的問題

盡管GIS的迅速發(fā)展和日趨成熟為我們水利數(shù)據(jù)及信息管理提供了強有力的技術(shù)支持，但是由于我國水利數(shù)據(jù)量的不斷增長，而國內(nèi)擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)庫軟件在面對海量數(shù)據(jù)的同時又顯得力不從心。尚處于發(fā)展階段的水利信息化建設(shè)對于國外“價優(yōu)質(zhì)高”和國內(nèi)“價廉質(zhì)低”的產(chǎn)品往往難以取舍，因此該技術(shù)在實際應(yīng)用中尚有一定的局限性［5］，需要進一步的發(fā)展和完善。

概括地講，目前GIS技術(shù)在我國水利行業(yè)的應(yīng)用存在的一些局限性,包括:(1)GIS在表示水利行業(yè)中某些復(fù)雜的地理要素、時空模型及綜合空間分析方法等方面還有難度;(2)水利信息化程度薄弱(譬如信息資源不足、信息共享程度低、應(yīng)用基礎(chǔ)較差等)造成GIS應(yīng)用受限［6］。

3.2GIS在水利建設(shè)中的應(yīng)用前景

GIS作為儲存和分析空間資料的強有力的工具,針對于水利信息系統(tǒng)的獨有特點，因此在水利行業(yè)具有廣闊的前景。

水利行業(yè)正在不斷加快信息化進程，加強水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，為GIS的應(yīng)用提供支持，以及相關(guān)領(lǐng)域的不斷發(fā)展為相互結(jié)合與促進提供契機，都使得GIS技術(shù)在水利建設(shè)應(yīng)用中的局限性逐漸縮小。隨著我國社會的不斷進步、基礎(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展以及模型技術(shù)專業(yè)化的不斷發(fā)展，將為水利信息化建設(shè)提供完備的技術(shù)和充足的資金支持，GIS技術(shù)在水利建設(shè)中的應(yīng)用將更加廣泛，為我國的水利事業(yè)建設(shè)提供更加廣闊的技術(shù)平臺。（作者單位：鄭州大學(xué)）



參考文獻：

［1］ 邊馥苓.地理信息系統(tǒng)原理和方法［C］.地理信息系統(tǒng)原理和實用工程技術(shù)叢書［A］.1996.

［2］ 趙凱,王叢香,韓振明.GIS與水利工程［J］.水利天地.2004(06).

［3］ 劉艷林，文恒.地理信息系統(tǒng)及其在水利中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟.2007.

［4］ 房穎.地理信息系統(tǒng)（GIS）在水利信息化建設(shè)中的應(yīng)用綜述［J］.吉林水利.2005(06).

篇6

關(guān)鍵詞：GIS ; 規(guī)劃設(shè)計 ; 規(guī)劃管理;管線規(guī)劃

Abstract: Geographic Information Systems (GIS) as the rise in recent years an information science, in many ways, has been widely used. This paper discusses the relationship between GIS and urban planning, based on the design discussed in urban planning and management of the necessity of the application of GIS technology and how to apply GIS system for the Dandong City planning services.

Keywords: GIS; planning and design; planning and management; pipeline planning

中圖分類號：TU984文獻標(biāo)識碼：A

一、引言

地理信息系統(tǒng)（GIS）是利用計算機建立地理數(shù)據(jù)庫，將地理環(huán)境中的各種要素，包括它們的地理空間分布狀況和所具有的屬性數(shù)據(jù)，進行數(shù)字存貯、處理和分析，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過對多種要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿足各種不同的應(yīng)用或科學(xué)研究的需要，并以圖形和數(shù)字的方式表示結(jié)果。目前GIS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于資源開發(fā)、環(huán)境保護、城市規(guī)劃、工程設(shè)計、天氣預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)、投資項目評估、社會統(tǒng)計、公安交通與管理等方面。

城市規(guī)劃是指導(dǎo)城市建設(shè)，促進社會經(jīng)濟發(fā)展的“龍頭”，是城市建設(shè)和管理的依據(jù)，在城市的建設(shè)和發(fā)展過程中處于十分重要的地位。改革開放以來 ,我國城市化的進程明顯加快，而如何科學(xué)有效地進行城市規(guī)劃，還面臨許多條件的制約。

為了解決城市的迅速發(fā)展和落后的管理手段之間日益尖銳的矛盾，許多有遠(yuǎn)見的城市都把城市地理信息系統(tǒng)的建設(shè)作為城市發(fā)展中極為關(guān)鍵和迫切的工作。GIS的廣泛應(yīng)用為城市規(guī)劃提供了一種新的手段和方法。本文僅就丹東市地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃中的具體應(yīng)用進行探討。

二、丹東市地理信息系統(tǒng)的建立

近幾年來，我國城市GIS的研究和開發(fā)工作取得了較大進步。城市現(xiàn)代化的需求正在快速推動地理信息系統(tǒng)的科學(xué)進步和產(chǎn)業(yè)化；而地理信息系統(tǒng)已成為城市社會經(jīng)濟活動的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，成為不可分割的一部分，彼此相輔相成，推波助瀾，快速發(fā)展。

城市地理信息系統(tǒng)是綜合運用信息技術(shù)和系統(tǒng)工程的方法來科學(xué)管理和應(yīng)用城市空間數(shù)據(jù)，進而輔助城市規(guī)劃、管理和決策等工作的重要手段。

“丹東市地理信息系統(tǒng)”是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由丹東市規(guī)劃設(shè)計研究院組織建設(shè)。這個系統(tǒng)是以數(shù)字化的城市基礎(chǔ)地形圖、完善的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)體系和數(shù)據(jù)服務(wù)體系為主要結(jié)構(gòu)的城市基礎(chǔ)地理空間信息系統(tǒng)，這個系統(tǒng)建立在網(wǎng)絡(luò)化的計算機軟硬件基礎(chǔ)上，按照規(guī)范化的信息分類標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的地理空間關(guān)系，對各項城市基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)進行科學(xué)存儲與管理，實現(xiàn)快速采集、建庫、查詢、檢索、及時更新、統(tǒng)計、空間分析以及數(shù)據(jù)、資源共享等，將大規(guī)模的、動態(tài)變化的基礎(chǔ)資料轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的、可操作的、可共享的信息資源，提供給城市規(guī)劃等相關(guān)部門和社會各界使用。

丹東市地理信息系統(tǒng)提供方便快捷的手段輸入、存儲和不斷更新各種比例尺的地形圖，通過系統(tǒng)的處理、操作和分析功能，為丹東市城市規(guī)劃設(shè)計、規(guī)劃管理、城市建設(shè)提供完善、優(yōu)質(zhì)和高效的地理空間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)分析服務(wù)，為丹東市的信息化建設(shè)、特別是與地理信息系統(tǒng)相關(guān)的綜合應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)和支持。

三、GIS在城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

城市規(guī)劃也就是通過一系列的選擇來確定出適當(dāng)?shù)拈L遠(yuǎn)目標(biāo)和具體措施。做出這種選擇除了要具備全面的規(guī)劃知識之外，還要綜合掌握這一地區(qū)過去、現(xiàn)在和將來的地理數(shù)據(jù)。這些信息應(yīng)該是描述性的、有預(yù)見性的，并且是指示性的。而且，對信息恰當(dāng)而有效的管理能夠在很大程度上提高規(guī)劃的品質(zhì)。要想用人工方法，取得類型恰當(dāng)?shù)男畔⑹欠浅＠щy的。而GIS提供的很多基本功能，則能夠?qū)Φ乩硇畔⑦M行恰當(dāng)而有效的管理。更重要的是，GIS支持空間信息的收集、維護、分析和顯示，GIS數(shù)據(jù)可以從不同視點進行觀察，并提供信息動態(tài)查詢和顯示的功能，讓信息的表現(xiàn)更為直觀。要得出最恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案需要大量的信息，并且需要眾多的研究者相互合作，而通過直觀的形象，比如圖片或地圖來得到信息要比單純的文字資料好得多，GIS在直觀形象方面恰好是個完美的助手。在數(shù)據(jù)的分析處理方面，基于地理信息系統(tǒng)的空間分析技術(shù)，首先能夠勝任海量空間數(shù)據(jù)存儲管理與檢索查詢，安全可靠且現(xiàn)勢性強；其次可以對空間數(shù)據(jù)進行綜合性分析處理，獲得規(guī)劃所需要的有用信息；同時還能將分析所得的結(jié)果用可視化方法進行表達，易于規(guī)劃人員理解和進一步加以利用。

做城市規(guī)劃設(shè)計時，需要計算規(guī)劃地塊的開發(fā)強度、建筑密度、建筑面積、綠化率、人口密度、容積率等規(guī)劃指標(biāo)。按照常規(guī)方法，需要在CAD軟件中用手工方法量取圖形的面積，手工計算數(shù)量。這種方法效率低、費時間、錯誤率高，直接影響規(guī)劃設(shè)計的質(zhì)量。GIS技術(shù)將這種局面徹底改觀。它以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為支持，在建庫時分層處理。也就是根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)分類，性質(zhì)相同或相近的歸并在一起，形成一個數(shù)據(jù)層。這樣可以對圖形數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)進行分析和指標(biāo)量算，在很大程度上減輕了規(guī)劃設(shè)計人員的勞動。

隨著虛擬現(xiàn)實及多媒體技術(shù)的發(fā)展，使得城市規(guī)劃中可使用的技術(shù)手段更加豐富。三維GIS技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃中，可為規(guī)劃決策者提供一個全新的技術(shù)平臺，直觀地提供現(xiàn)實世界中的各種感覺。利用三維GIS技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計人員和管理人員可以實時、交互地觀察不同方案在城市環(huán)境中的效果，可以從任意角度、方向、沿任意路線對不同方案加以比較，從而為從空間角度評價建筑提供了更加直接、有效的手段，而這些是以往的平面圖和建筑縮微模型所難以實現(xiàn)的。

在2008年丹東市93平方公里新城區(qū)的規(guī)劃設(shè)計中就充分利用了GIS技術(shù)，使用了GIS平臺具有的三維瀏覽，光照分析，容積率分析，視線分析、空間量算、規(guī)劃方案比較等功能。具體的使用如：（1）各種規(guī)劃方案的比較。把設(shè)計單位提供的三維規(guī)劃方案數(shù)據(jù)通過一定的接口導(dǎo)入到預(yù)定的環(huán)境中，在未進行施工建設(shè)時即能真實地看到各個方案對周圍環(huán)境的影響，是否能達到社會、經(jīng)濟和生態(tài)的最佳綜合效益，比對各種規(guī)劃方案的優(yōu)劣，并可反復(fù)修改和選擇；（2）構(gòu)建逼真城市環(huán)境。目前城市有向立體化、多元化發(fā)展的趨勢，通過構(gòu)建逼真城市環(huán)境，可以把目前城市規(guī)劃從二維轉(zhuǎn)換為三維，實現(xiàn)城市規(guī)劃與管理的飛躍，適應(yīng)未來城市發(fā)展需要等等。

四、GIS在城市管線規(guī)劃中的應(yīng)用

城市地下各類管線是一個城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，擔(dān)負(fù)著信息傳輸、能源輸送等工作，也是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。但由于多方面的原因，我市現(xiàn)有地下各類專業(yè)管線的資料殘缺不全，且有關(guān)資料精度不高或與現(xiàn)狀不符，造成在建設(shè)施工中時常發(fā)生挖斷或挖壞地下管線，造成停氣、停水、停暖、通信中斷、污水四溢等嚴(yán)重事故。另一方面，我市現(xiàn)有的地下專業(yè)管線的資料都是由電業(yè)、電信、自來水、煤氣、市政等各自單獨管理，各自為政，缺乏管線綜合并且都是以圖紙、圖表等形式記錄保存，采用人工方式管理，效率低下。隨著時代和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市的現(xiàn)代化步伐日趨加快，城市建設(shè)、管理、發(fā)展的矛盾日益突出。采用高新技術(shù)和方法來高效管理地下各類專業(yè)管線，滿足決策、管理部門和施工單位的需要已成為當(dāng)務(wù)之急。

丹東市GIS系統(tǒng)下的城市綜合管線信息子系統(tǒng)的開發(fā)，充分利用現(xiàn)今蓬勃發(fā)展的地理信息系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)各類專業(yè)管線、管孔、井蓋等的信息輸入、管理、查詢、橫縱剖面及各類專題圖的繪制、地形和各專業(yè)管線的1:500、1:1000圖幅和自定義圖幅輸出等等功能，滿足了地下各類管線的規(guī)劃、勘探、維護、施工和管理的需要，為規(guī)劃、設(shè)計、施工等部門提供準(zhǔn)確可靠的地下管線的分布、走向、埋深等狀態(tài)信息及各專業(yè)屬性信息，并為將來系統(tǒng)進一步擴充和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

城市綜合管線信息子系統(tǒng)已經(jīng)在城市規(guī)劃、建設(shè)與管理方面發(fā)揮了重要作用，主要表現(xiàn)在如下四個方面：

1、改變了傳統(tǒng)管理方式，提高了工作效率和管理水平。原來對城市地下管線現(xiàn)狀不清，資料不全、不準(zhǔn)確、不現(xiàn)勢，管線檔案紙介質(zhì)存儲，以人工管理方式為主。通過普查，查清了地下管線現(xiàn)狀，實現(xiàn)了管線信息的數(shù)字化與信息化管理，促進了地下管線管理的科學(xué)化、規(guī)范化。

2、產(chǎn)生了顯著經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。因為建立了地下管線的準(zhǔn)確、現(xiàn)勢數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng)，并且及時為城市建設(shè)與施工提供信息服務(wù)，避免和減少了多起挖斷地下管線事故，同時對改善城市面貌和投資環(huán)境產(chǎn)生積極影響，為構(gòu)建數(shù)字城市創(chuàng)造了條件，為有效、及時實施管線信息動態(tài)更新，實現(xiàn)管線信息資源共享奠定了良好的基礎(chǔ)。

3、搭建了地下管線安全預(yù)警決策的平臺。城市地下管線與生產(chǎn)生活與政府行政直接密切相關(guān)，按照科學(xué)發(fā)展觀和構(gòu)建社會主義和諧社會、資源節(jié)約型社會、環(huán)境友好型社會的要求，管線信息化工作，將為及時依據(jù)準(zhǔn)確的管線相關(guān)信息，制定應(yīng)急搶險方案，滿足防災(zāi)和應(yīng)付突發(fā)性重大事故的需要等提供條件，對保證城市地下管線安全運行具有重要意義。

4、帶動了城市地下管線檢測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。隨著地下管線信息化建設(shè)的推進，專業(yè)管線運行監(jiān)管信息日益倍受關(guān)注，管道泄漏探測、腐蝕檢測與評價等地下管線安全與健康狀況檢測技術(shù)的應(yīng)用相對日益活躍，為地下管線維護決策提供了有益信息，為保證地下管線運行安全、促進地下管線變被動為主動管理發(fā)揮了重要作用。

五、GIS在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用

城市規(guī)劃管理是組織編制和審批城市規(guī)劃，并依法對城市用地的使用和各項建設(shè)的安排實施控制，引導(dǎo)和監(jiān)督行政管理活動，它是“數(shù)字城市”中城市信息化建設(shè)的底層，也是衡量城市信息化建設(shè)成功與否的關(guān)鍵指標(biāo)。

按照傳統(tǒng)的方式，規(guī)劃部門通常是利用文件和圖紙等來管理規(guī)劃數(shù)據(jù)，其缺陷是規(guī)劃數(shù)據(jù)的空間實體與屬性信息脫節(jié)，數(shù)據(jù)更新、維護、查詢、共享比較困難。而GIS技術(shù)完全解決了上述問題，其在規(guī)劃數(shù)據(jù)管理上有著廣闊的應(yīng)用前景，為規(guī)劃管理提供了強有力的幫助。

丹東市城市規(guī)劃管理信息化的發(fā)展目標(biāo)是在市規(guī)劃局的指導(dǎo)和統(tǒng)一部署下，廣泛地開發(fā)、利用信息資源，逐步建設(shè)城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，實現(xiàn)城市規(guī)劃管理網(wǎng)上作業(yè)，推進內(nèi)部辦公自動化、公文交換無紙化、管理決策網(wǎng)絡(luò)化、公共服務(wù)電子化、全面實現(xiàn)規(guī)劃管理系統(tǒng)信息化，使其做到程序規(guī)范、法制健全、申報簡捷、過程透明、尊重民意。

1、丹東市城市規(guī)劃業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)是在市規(guī)劃管理部門內(nèi)部局域網(wǎng)環(huán)境下，以基礎(chǔ)地理信息為基礎(chǔ)，把城市規(guī)劃管理中海量空間信息和各種非空間信息有效的集成起來，解決管理、查詢、檢索、處理、分析和統(tǒng)計等問題，實現(xiàn)城市規(guī)劃信息的有效管理和規(guī)劃管理業(yè)務(wù)的辦公自動化，提高城市規(guī)劃和業(yè)務(wù)管理工作的科學(xué)性、質(zhì)量和效率，充分有效地利用城市空間信息為城市規(guī)劃管理和決策服務(wù)，滿足城市建設(shè)和發(fā)展的需要。

2、城市規(guī)劃電子報批是城市規(guī)劃管理實現(xiàn)自動化辦公的必然要求，也是無紙辦公的基礎(chǔ)工作。城市規(guī)劃行政主管部門在審批規(guī)劃時，傳統(tǒng)做法是將報送的規(guī)劃成果，特別是城市規(guī)劃的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)通過人工統(tǒng)計再一次進行量化計算，工作量很大，精度也不高。電子報批是解決這一繁鎖工作和保證精度的很好辦法，同時對城市規(guī)劃信息系統(tǒng)實現(xiàn)自動儲存、歸檔和信息動態(tài)更新的重要途徑。GIS等先進技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃電子報批過程，將給城市規(guī)劃帶來新的氣象與變化。

3.城市規(guī)劃與管理輔助決策分析模型是利用GIS等先進技術(shù)輔助政府部門進行城市規(guī)劃與管理方面的分析和決策。一般較實用的輔助決策分析模型包括：（1）項目選址分析模型，主要用于重要項目的選址分析和決策；（2）道路拓寬分析模型，主要用于道路改造拓寬分析；（3）舊城改造分析模型，主要完成舊城改造的信息查詢統(tǒng)計、拆遷人數(shù)、面積計算，拆遷損失和投資估算等；（4）道路斷面結(jié)構(gòu)分析模型，提供任意道路的斷面結(jié)構(gòu)分析圖。

4、城市建設(shè)決策咨詢服務(wù)系統(tǒng)是為了及時有效的解決政務(wù)和業(yè)務(wù)信息溝通渠道，充分共享信息資源，提高辦事效率，節(jié)約管理成本，可為政府及時有效的決策提供信息支持。系統(tǒng)在丹東市政府專用網(wǎng)的支持下，實現(xiàn)政府各有關(guān)部門信息系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，以建立城市建設(shè)信息共享機制。

六、結(jié)束語

以計算機為基礎(chǔ)的GIS技術(shù)的發(fā)展，為城市規(guī)劃行業(yè)提供了廣闊的應(yīng)用前景，GIS系統(tǒng)的建立，可為城市規(guī)劃和城市建設(shè)提供多專業(yè)、多層次和多目標(biāo)的綜合服務(wù)，并為政府部門提供輔助決策功能；可提高工作效率，實現(xiàn)管理的科學(xué)化和自動化，使城市規(guī)劃行業(yè)的規(guī)劃管理水平滿足現(xiàn)代化城市的需要。丹東市GIS系統(tǒng)將會在今后城市的發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮重大作用。

參考文獻

姜亞莉，張延輝. GIS空間分析的應(yīng)用領(lǐng)域[J].四川測繪，2004，（3）.

楊必勝，李清泉，梅寶燕.3維城市模型的可視化研究[J].測繪學(xué)報，2000，29(2)，149-154.

篇7

我國的地理信息系統(tǒng)GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)過幾十年的時間已經(jīng)滲透到我國經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域，如資源調(diào)查、國土管理、災(zāi)害預(yù)測、環(huán)境評估、城市管理和建設(shè)、郵電通訊、智能交通運輸、軍事、公安、公共設(shè)施管理、農(nóng)業(yè)、森林、統(tǒng)計、商業(yè)、金融等。但是，我國的GIS產(chǎn)業(yè)仍然存在很多問題，如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不齊全，GIS產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系不健全，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作有待完善，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能很好地共享，數(shù)據(jù)更新慢；GIS應(yīng)用的服務(wù)性企事業(yè)缺少，有效的GIS產(chǎn)業(yè)社會支撐體系缺乏；具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)GIS軟件品牌較少，國際競爭力不足，GIS行業(yè)技術(shù)人員的研發(fā)能力薄弱等。其中，對GIS人才的培養(yǎng)已成為亟待解決的問題。目前我國GIS企業(yè)對GIS畢業(yè)生的意見主要集中在以下幾方面：第一，多數(shù)GIS企業(yè)缺少高水平的工程設(shè)計與管理人才，導(dǎo)致GIS項目不能成功實施。第二，學(xué)生在校期間實踐環(huán)節(jié)較少或內(nèi)容設(shè)置不當(dāng)，實踐能力普遍有待提高，很多畢業(yè)生編程能力較差，不能夠規(guī)范使用對編程語言，工作初期獨立完成公司交給的任務(wù)有難度，公司往往需要花費較大精力進行培訓(xùn)。第三，學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維、邏輯思維和自我解決問題的能力，大多數(shù)畢業(yè)生只能按照給定的任務(wù)一步步完成計劃書的內(nèi)容，無法自己去獨立思考完成任務(wù)。另外，我國高校培養(yǎng)的GlS人才缺乏國際競爭力，缺乏將GIS企業(yè)做大做強的創(chuàng)新能力。社會和企業(yè)的需求形勢對我國GIS專業(yè)的教育提出了更高的要求，即GIS教育不能僅停留在理論教學(xué)和簡單的GIS應(yīng)用，而要為我國GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才，特別是創(chuàng)新精神的實踐人才。

二、GIS教育存在的問題分析

從GIS企業(yè)對人才的需求調(diào)查可以看出我國GIS專業(yè)的教育和企業(yè)的需求并沒有實現(xiàn)很好的接軌，由此反映出我國高校的GIS教育存在一些問題。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，GIS人才培養(yǎng)方式不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。GIS技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，而國內(nèi)GIS專業(yè)設(shè)置一般較為單一，其人才培養(yǎng)模式不能滿足不同的工作目標(biāo)和社會需求，如GIS開發(fā)、針對不同領(lǐng)域的GIS桌面平臺應(yīng)用、GIS制圖、數(shù)據(jù)處理等，尤其缺乏既具有工程實踐又懂得經(jīng)營管理的復(fù)合型人才。第二，擴大GIS專業(yè)招生規(guī)模，注重GIS人才的總量，但GIS人才的質(zhì)量和人才結(jié)構(gòu)往往被忽略。據(jù)統(tǒng)計，目前我國有上百所高校開設(shè)了GIS專科、本科或研究生專業(yè)，但是不同院校的GIS專業(yè)的師資力量、教學(xué)水平、軟硬件設(shè)施和培養(yǎng)目標(biāo)差別很大，很多院校培養(yǎng)的GIS人才能力欠缺。第三，對專業(yè)實踐動手能力培養(yǎng)重視不夠。大多數(shù)高校實踐教學(xué)時長相比理論課程較少，實踐教學(xué)內(nèi)容陳舊，與企業(yè)和市場上的需求有一定差距。第四，本科教育中對學(xué)生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)不夠。在我國各高校的GIS教育的培養(yǎng)方案中，通常都沒有對學(xué)生進行創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面的規(guī)定。

三、建設(shè)創(chuàng)新實踐平臺對GIS人才培養(yǎng)的重要性

學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)是當(dāng)今素質(zhì)教育的重點。深化GIS專業(yè)的教學(xué)改革，必須強調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過各門課程的教學(xué)方案中的實驗、實習(xí)或課程設(shè)計環(huán)節(jié)、專業(yè)競賽和各年級大學(xué)生創(chuàng)新項目，高校不僅要加深學(xué)生對理論知識的掌握，鍛煉學(xué)生的實踐能力，更要培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考問題、解決問題的能力。第一，剖析GIS專業(yè)現(xiàn)有教學(xué)計劃中實踐教學(xué)存在的問題，構(gòu)建以創(chuàng)新能力訓(xùn)練為核心的一體化的實踐平臺，對GIS專業(yè)教學(xué)的深化改革具有重要意義。第二，創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識的積極性，使學(xué)生對課堂教學(xué)的被動學(xué)習(xí)就可以變?yōu)橛心康牡奶剿魇街鲃訉W(xué)習(xí)；有利于促進理論教育與技術(shù)教育的結(jié)合，鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)思維能力和實踐動手能力。第三，學(xué)生參與創(chuàng)新實踐活動，可以接觸專業(yè)最前沿的內(nèi)容，同時又能了解一個GlS項目從設(shè)計、研發(fā)到應(yīng)用的全過程，特別是在設(shè)計和研發(fā)時不僅僅單純解決技術(shù)問題，還要考慮項目成本、軟件銷售、售后服務(wù)等多種因素，增強學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識。第四，GIS項目的實施過程中要求學(xué)生合理分工，團結(jié)協(xié)作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的組織能力和團隊協(xié)作精神，為今后融入社會打下良好基礎(chǔ)。

四、GIS專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和實踐教學(xué)的發(fā)展方向

篇8

關(guān)鍵詞：水利信息化，遙感技術(shù)，全球定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)

 

0 背景

3S技術(shù)是遙感技術(shù)(Remote sensing，簡稱RS)、地理信息系統(tǒng)(Geographic InformationSystem，簡稱GIS)和全球定位系統(tǒng)(Global PositioningSystem，簡稱GPS)的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計算機技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)，是現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測與防治等的重要技術(shù)手段，是地學(xué)研究走向定量化的科學(xué)方法之一，也是水利信息數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)之一。

水利建設(shè)及管理是一個信息密集型行業(yè)，一方面，水利部門要向社會提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水質(zhì)和水量信息、水資源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部門也離不開相關(guān)行業(yè)的信息支持，如氣象信息、地理環(huán)境信息、社會經(jīng)濟信息等。當(dāng)今世界信息技術(shù)的飛速發(fā)展對水利信息的采集、傳輸、處理、共享方式等都提出了更高的要求，傳統(tǒng)的信息采集技術(shù)在時間、空間、采集頻度和精度方面與水利建設(shè)各項工作的整體需求已不相適應(yīng)，質(zhì)和量兩方面也都難以滿足水利信息化的要求，因此，水利建設(shè)及管理噩需借助3S技術(shù)提升水利建設(shè)及管理的效率及效益。

1 GPS技術(shù)及其應(yīng)用

1.1 GPS簡介

GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）是美國從20 世紀(jì)70 年代開始研制，歷時20年，耗資200 億美元于1994年全面建成的具有海、陸、空全方位實施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前，由于GPS 定位技術(shù)的不斷改進和軟、硬件的不斷完善，傳統(tǒng)上以測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)正逐步被一次性確定三維坐標(biāo)的高效率、高精度、低費用、易操作的GPS 技術(shù)所代替。同時隨著GPS 接收機的改進，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展和美國SA(Selective Availability)技術(shù)的解除，GPS技術(shù)在水利工程建設(shè)、導(dǎo)航、運載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領(lǐng)域都有了更為廣泛的應(yīng)用。目前水利、鐵路、公路、橋梁及隧道等大型工程控制網(wǎng)的實施均采用了GPS 技術(shù)，時至今日，GPS定位技術(shù)已經(jīng)基本上淘汰了用常規(guī)測角、測距手段建立大地控制網(wǎng)的方法，其良好的精度、可觀的經(jīng)濟效益已為水利建設(shè)領(lǐng)域所公認(rèn)。

1.2 GPS的應(yīng)用

GPS技術(shù)在水利建設(shè)中的應(yīng)用范圍很廣，如GPS可應(yīng)用于航測外業(yè)控制測量、航攝飛行導(dǎo)航、機載GPS航測等航測成圖的各個階段，同時通過加密測試控制點，可應(yīng)用GPS實時動態(tài)定位技術(shù)(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖并用于水利工程的施工放樣。而與GPS導(dǎo)航和RTK技術(shù)相比，水利工程建設(shè)中應(yīng)用最多的是GPS靜態(tài)定位技術(shù)，GPS靜態(tài)定位技術(shù)廣泛應(yīng)用在精密水利工程測控網(wǎng)布設(shè)、城市、礦區(qū)和油田地面沉降監(jiān)測、水庫大壩變形監(jiān)測、同層建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等方面，可實現(xiàn)各種水利工程設(shè)施的實時監(jiān)測和控制。隨著我國A、B 級GPS 控制網(wǎng)的建立，水利部門基于這些GPS控制網(wǎng)提供的高精度平面和高程三維基準(zhǔn)進行水利工程建設(shè)，將大大提高水利水電工程設(shè)計和施工質(zhì)量。

2 GIS技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 GIS簡介

GIS(GeographicalInformation System，地理信息系統(tǒng))是集計算機科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興邊緣學(xué)科。從20 世紀(jì)60 年代至今只有短短的四十多年的時間，但已經(jīng)成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺，成為地學(xué)空間信息分析的基本手段與工具。GIS其技術(shù)優(yōu)勢不光在于它的集地理數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間分析、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，基于GIS、數(shù)據(jù)庫、內(nèi)外一體化測圖、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測量等技術(shù)為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。論文格式。

2.2 GIS的應(yīng)用

GIS是水利信息存儲、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁雜，既有實時數(shù)據(jù)又有歷史數(shù)據(jù)同時還包含環(huán)境數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)等等。存儲、管理這么龐雜的數(shù)據(jù)唯有地理信息系統(tǒng)能夠勝任，同時借助GIS還可進行水利信息的可視化查詢與網(wǎng)上。如在防洪救災(zāi)的過程中，可利用GIS進行防洪評估、洪澇災(zāi)害風(fēng)險分析及城市防洪管理等等。而在水資源的管理方面，可利用GIS進行水資源信息的空間與屬性雙向查詢、歷史數(shù)據(jù)管理和實時數(shù)據(jù)的動態(tài)加載、水資源信息的時空統(tǒng)計、多種方式的可視化表達及各類信息的空間分布和動態(tài)變化過程模擬、區(qū)域水資源的空間分析、主要用水戶的分布、區(qū)域水資源管理模式區(qū)劃等等，所有這些應(yīng)用都為合理利用及管理水資源提供了方便的途徑。當(dāng)然，GIS在水利建設(shè)的其他方面也有著廣泛的作用，如GIS在水環(huán)境及水土保持方面的應(yīng)用及水利工程建設(shè)及管理方面的應(yīng)用等等。

3 RS技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 RS簡介

RS(RemoteSensing，遙感)技術(shù)由于其具有大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟性等優(yōu)勢，因而得到了快速的普及及應(yīng)用，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。目前，各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已經(jīng)利用航空遙感進行城市的綜合調(diào)查，并編制地質(zhì)、水文、植被、交通、污染、土地利用等專題地圖，獲取了大量社會與自然環(huán)境資料，為城市規(guī)劃建設(shè)及國土資源開發(fā)利用提供了寶貴的信息資料。隨著遙感數(shù)據(jù)源向著高光譜分辨率和更高空間分辨率發(fā)展，加之遙感相關(guān)處理技術(shù)的日益成熟，結(jié)合GIS 和GPS，必將使RS 技術(shù)在工程等領(lǐng)域應(yīng)用進一步普及和深化。

3.2 RS的應(yīng)用

隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的日益豐富及普及，RS對水利建設(shè)及管理的影響和作用越來越大，目前RS在水利建設(shè)及管理方面的應(yīng)用主要分為以下幾個方面：洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測、水資源監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、旱情監(jiān)測、水土流失調(diào)查、河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查。

3.2.1洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測

遙感技術(shù)能夠?qū)崟r地對大江、大河和湖水水位進行監(jiān)測，可實時監(jiān)測洪水災(zāi)害面積。RS和GIS集成能及早預(yù)報洪水淹沒范圍和干旱災(zāi)情范圍，為防災(zāi)、抗災(zāi)提供準(zhǔn)確信息。目前，我國各地、各部門已建成洪澇災(zāi)情預(yù)報系統(tǒng)（如黃河下游洪水預(yù)警信息系統(tǒng)），它們將在防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)中發(fā)揮重大作用。

3.2.2水資源監(jiān)測

水資源遙感監(jiān)測方面，在地表水體提取上，20世紀(jì)80年代用近紅外遙感圖像比較多，而在近10年來則更多地利用SAR圖像，提取河流、水庫、湖泊等地表水體。遙感結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)還可以尋找地下水，通過遙感圖像可查明與地貌、巖溶地貌、第四紀(jì)地質(zhì)和新構(gòu)造有密切聯(lián)系的水文地質(zhì)條件，結(jié)合物探結(jié)果，可較準(zhǔn)確地評價地下水資源。重視遙感資料的地質(zhì)和水文地質(zhì)分析是我國用遙感調(diào)查裂隙水準(zhǔn)確率較高的原因。此外，主動微波遙感對地面有一定的穿透能力，可以發(fā)現(xiàn)地下古河網(wǎng)的蹤跡，尋找地下潛水層。另外，遙感對雪蓋范圍、雪的狀態(tài)以及雪蓋融雪程度的監(jiān)測十分有效。近年來，用SAR對雪蓋厚度的測定有了新進展，從而對雪蓋水當(dāng)量的估算更加精確。論文格式。對1998年長江大洪水的成功預(yù)測與1997年冬和1998年春用遙感手段對青藏高原積雪的監(jiān)測有密不可分的關(guān)系。融雪是我國西部地區(qū)水資源的重要組成部分，目前遙感是冰川、融雪水資源調(diào)查最為有效的手段。

3.2.3 水環(huán)境監(jiān)測

利用航空紅外掃描圖像可以確定熱電廠排水口外的水體升溫及其空間分布，利用SAR圖像或紅外掃描儀確定海面油污染的范圍和油膜的厚度，利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等，都是在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù)的例子。在水質(zhì)遙感監(jiān)測方面，近幾年來，對構(gòu)成水的質(zhì)量的一些要素進行定量監(jiān)測的研究有了一定的進步，這些要素包括渾濁度、總懸移質(zhì)泥沙含量、PH值、總含氮量等等。

3.2.4河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查

遙感技術(shù)的優(yōu)勢之一是能夠監(jiān)測動態(tài)變化。幾十年前的遙感影像可以真實、具體、形象地反映當(dāng)時的下墊面情況。因此在河道、河口等的動態(tài)監(jiān)測中遙感是首選工具，河道與河口的泥沙淤積以及引起的相應(yīng)河勢變化對防洪、航運等都至關(guān)重要。遙感在懸移質(zhì)泥沙分布和河勢監(jiān)測中的應(yīng)用也有技術(shù)優(yōu)勢。我國利用衛(wèi)星遙感信息監(jiān)測河道變化、預(yù)測河道發(fā)展趨勢，并應(yīng)用到水利規(guī)劃、航道開發(fā)以及防災(zāi)減災(zāi)等方面，產(chǎn)生了十分可觀的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。尤其是近年來，開展了大量的河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積遙感調(diào)查工作。

3.2.5 水土流失調(diào)查

近年來，隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展及其在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用，定量或定性與定量結(jié)合的侵蝕評價在區(qū)域監(jiān)測中得以實現(xiàn)，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)又為較大范圍的空間分析提供了快速、準(zhǔn)確的技術(shù)手段，人們可以利用矢量和柵格兩種類型的空間數(shù)據(jù)分析侵蝕因子的屬性、數(shù)量值及其空間分布，進而評價侵蝕的類型、程度以及不同類型、不同程度侵蝕的分布規(guī)律。這就在技術(shù)、方法乃至理論上深化了區(qū)域土壤侵蝕監(jiān)測的研究。論文格式。

4 結(jié)束語

當(dāng)前在水利應(yīng)用方面，3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的應(yīng)用在國內(nèi)外還處于起步階段，但是已經(jīng)取得了一定的進展。目前，“3S集成技術(shù)”已經(jīng)在“全國江河洪水調(diào)度模擬系統(tǒng)”、“廣西防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)”、“廣西洪水預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)”、“天津城市防洪信息系統(tǒng)”、“天津引灤入港供水管道系統(tǒng)”及其他應(yīng)用系統(tǒng)中得到充分應(yīng)用。不可否認(rèn)的是，國內(nèi)GIS技術(shù)在水利方面的應(yīng)用起步相對較早，但大部分只局限于二維的電子地圖，并未形成一定發(fā)展模式，在實際應(yīng)用中也只起到防汛分析的功能。國外，在防汛方面作了相當(dāng)大的工作，并為此開發(fā)出相應(yīng)的GIS 系統(tǒng)以解決科學(xué)分析、輔助決策等功能。而GPS、RS在水利中應(yīng)用則相對較少。

“數(shù)字水利”是當(dāng)今社會發(fā)展的必然趨勢，而“數(shù)字水利”離不開3S技術(shù)。隨著遙感、衛(wèi)星及雷達等技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可提供了多元化的更豐富和更準(zhǔn)確的信息，如防汛抗旱信息。衛(wèi)星和雷達信息的引進不僅彌補了地面觀測信息的不足，而且提高了信息的準(zhǔn)確度和可靠性。GIS 的應(yīng)用，推進了“數(shù)字化流域”，從而使流域的規(guī)劃、開發(fā)、管理全面實現(xiàn)信息數(shù)字化，而GPS技術(shù)在水利的監(jiān)測應(yīng)用方面可提供精確、可靠、及時的信息。因此3S技術(shù)是“數(shù)字水利”的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 徐紹銓，張華海等. GPS 測量原理及應(yīng)用[M] . 武漢：武漢大學(xué)出版社，2001，7.

[2] 鄔倫，劉瑜等. 地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用[M] . 北京：科學(xué)出版社，2001，2.

[3] 梅安新，彭望祿等. 遙感導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版社，2001，7.

[4] 翟天放. GIS技術(shù)在吉林省水利地理信息平臺中的應(yīng)用[J]. 吉林水利，2006，(05)

[5] 王孟樵. GPS技術(shù)在水利工程領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 四川水利，2005，(01)

[6] 佟祥明. 3S 集成技術(shù)在“數(shù)字水利“中的應(yīng)用[J]. 廣西水利水電，2005，(03)

篇9

關(guān)鍵詞：麥克哈格；生態(tài)規(guī)劃；地理設(shè)計

中圖分類號： S611 文獻標(biāo)識碼： A

1 麥克哈格簡介

麥克哈格（McHarg）是美國最有影響力的景觀規(guī)劃和設(shè)計師之一，他在于1969年出版的著作《設(shè)計遵從自然》（Design with Nature）中結(jié)合不同的規(guī)劃案例，詳細(xì)闡釋了他的生態(tài)規(guī)劃方法[1]，這在景觀規(guī)劃學(xué)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。麥克哈格于1954年創(chuàng)建了賓夕法尼亞大學(xué)景觀設(shè)計與區(qū)域規(guī)劃系，并且執(zhí)教該系30年。他也是一位環(huán)境保護的宣傳者，他曾是電視臺節(jié)目《我們所居住的家》（The House We Live in）的主持人。作為一名景觀規(guī)劃的實踐者，他是華萊士和麥克哈格聯(lián)合設(shè)計事務(wù)所（Wallace and McHarg Associates）的創(chuàng)始人之一，并完成了包括丹佛、曼哈頓下城和巴爾的摩郡的區(qū)域規(guī)劃、Woodlands新社區(qū)的設(shè)計、新澤西州的高速路選線等。他運用生態(tài)學(xué)知識，將基于分層分析和地圖疊加的“千層餅”模式來描述和分析自然過程和現(xiàn)象的方法，廣泛地運用在他的景觀規(guī)劃實踐中。

2麥克哈格的生態(tài)規(guī)劃

2.1“千層餅”模式的發(fā)展背景

當(dāng)麥克哈格開始在賓夕法尼亞大學(xué)執(zhí)教時，很少有美國設(shè)計專業(yè)人士在設(shè)計中會考慮社會、環(huán)境和自然系統(tǒng)等問題[2]。麥克哈格在他的文章《自然在人居城市中的地位》（The Place of Nature in The City of Man）中對當(dāng)時的這種現(xiàn)象提出了嚴(yán)厲的批評，他質(zhì)疑當(dāng)時的設(shè)計師用所謂的現(xiàn)代方法去破壞自然，全然沒有18和19世紀(jì)城市建設(shè)者保留城市開放空間的職業(yè)本能[3]。麥克哈格的生態(tài)規(guī)劃方法正是在這樣的背景下誕生的。麥克哈格并不是生態(tài)規(guī)劃和地圖疊加方法的開創(chuàng)者，在他之前很多專業(yè)人士如Geddes，Olmsted，Eliot等都曾進行過基于自然系統(tǒng)思想的生態(tài)規(guī)劃，而Manning是首先使用地圖疊加來作為一種規(guī)劃分析手段的景觀設(shè)計師[2]。麥克哈格的貢獻在于他將生態(tài)學(xué)知識運用于規(guī)劃中，召集不同學(xué)科背景的專業(yè)人士協(xié)同工作，通過將“千層餅”模式運用在場地中而實現(xiàn)生態(tài)規(guī)劃，他把地圖疊加的規(guī)劃分析手段提高到了新的高度。

2.2“千層餅”模式的不足之處

關(guān)于麥克哈格的基于“千層餅”模式的生態(tài)規(guī)劃方法，Goodchild（2010）曾舉過一個例子來說明：假設(shè)將要修建的一條管道對位置x的每單元區(qū)域影響從生態(tài)學(xué)角度考慮為ze(x)，從水文學(xué)角度考慮為zh(x)，而為獲得相應(yīng)土地的經(jīng)濟花費設(shè)為zc(x)。這些變量的重要性是不同的，把權(quán)重分別表示為we，wh，wc（這些權(quán)重同時使這些變量換算為相同的度量標(biāo)準(zhǔn)）?，F(xiàn)在的問題則變?yōu)榱苏业揭粭l線路使線路上的總權(quán)重耗費為最小，用S表示線路上所有點的集合，則可表示為求以下等式的最小值[4]：

Goodchild（2010）認(rèn)為在麥克哈格的“千層餅”模型通過基于光學(xué)過程地圖疊加代替了上式，w和z是通過x點所對應(yīng)的暗度來獲取的，這樣的準(zhǔn)確性是值得懷疑的[4]。實際上自麥克哈格生態(tài)規(guī)劃方法誕生，過去的約40年中不斷有專業(yè)人士對他的方法有所質(zhì)疑。

3地理設(shè)計

3.1地理設(shè)計的發(fā)展背景

不可否認(rèn)麥克哈格基于“千層餅”模型的生態(tài)規(guī)劃方法為景觀規(guī)劃學(xué)界開創(chuàng)和樹立了一種經(jīng)典的規(guī)劃方法，為后來的景觀規(guī)劃指明了一個有深遠(yuǎn)意義的方向。但隨著生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)知識的不斷完善，特別是信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）等的發(fā)展，促使景觀規(guī)劃方法有了新的提升，地理設(shè)計(Geodesign)概念正是在這樣的背景下產(chǎn)生的。

3.2地理設(shè)計的概念與特點

地理設(shè)計作為近年學(xué)界新出現(xiàn)的概念是“對傳統(tǒng)環(huán)境規(guī)劃和設(shè)計的提升，是基于現(xiàn)代計算機信息處理，通信和協(xié)作科技的，是通過模擬和影響分析來提供更有效、更負(fù)責(zé)任的融合了科學(xué)知識和社會價值的多解設(shè)計[5]”。可以說麥克哈格的生態(tài)規(guī)劃方法是地理設(shè)計的最初途徑，但今天的地理設(shè)計已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是“千層餅”方法在GIS中的簡單應(yīng)用了。區(qū)別于麥克哈格的規(guī)劃方法，利用GIS進行生態(tài)規(guī)劃時需要明確的將前文等式中的w等字母進行賦值， GIS所得的結(jié)果會更加明確[4]。GIS為地理設(shè)計提供了一個平臺，可以創(chuàng)建、模擬和分析不同設(shè)計場地的地理形態(tài)，可以直觀反映地理多解設(shè)計的成果并且分析這些多解設(shè)計在未來帶來的不同可能。GIS是地理設(shè)計的一個平臺或工具，而地理設(shè)計則更多的是一種新的思維方法和實踐途徑。地理設(shè)計伴隨信息科技的飛速發(fā)展而來，將GIS，CityEngine，CAD等計算機軟件作為工具，為更多學(xué)科的人士參與到景觀規(guī)劃過程中提供了共同的平臺和語言。地理設(shè)計是地理科學(xué)和規(guī)劃設(shè)計的交叉領(lǐng)域，地理科學(xué)可以指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計對場地的特征和景觀運轉(zhuǎn)過程認(rèn)識更加清楚，而設(shè)計又反過來影響著地理形態(tài)。在這一過程中，地理設(shè)計借助信息科技發(fā)展，對設(shè)計進行動態(tài)模擬，可以讓規(guī)劃師更準(zhǔn)確理解場地，把握設(shè)計可能帶來的影響，從而進行更科學(xué)的決策。

4規(guī)劃方法發(fā)展的啟示

縱觀過去40年景觀規(guī)劃方法的發(fā)展，從麥克哈格的生態(tài)規(guī)劃到今天的地理設(shè)計，技術(shù)的不斷發(fā)展，人類認(rèn)識自然的知識越來越完善，未來還會不斷有新的方法和工具來更新景觀規(guī)劃方法。但在這一過程中有兩點是值得我們特別注意，并在規(guī)劃中堅持的。

第一，規(guī)劃和設(shè)計都是基于研究，基于科學(xué)知識的。Steinitz(1990)在闡述景觀規(guī)劃的方法時認(rèn)為要弄清六個問題[6]：“(1)如何描述景觀？（2）景觀是如何運轉(zhuǎn)的？（3）目前景觀是否運轉(zhuǎn)良好？（4）景觀可以如何改變？（5）改變可能引發(fā)的后果？（6）景觀應(yīng)該如何改變？”這些問題在規(guī)劃中反復(fù)出現(xiàn)，也正是地理設(shè)計可以遵循的過程框架。在這個框架中首先是對景觀現(xiàn)狀的描述和研究，優(yōu)秀的規(guī)劃中對場地的研究應(yīng)占很大的比重，規(guī)劃是基于科學(xué)知識的，而不是“靈感”。不管是基于“千層餅”模型的對場地土壤、水文、自然地理、動植物的研究，還是地理設(shè)計對數(shù)據(jù)的收集、建模、模擬、分析和反饋，令人滿意的規(guī)劃總是在進行充足的研究后而提出的。

第二，多學(xué)科合作是規(guī)劃成功的前提之一。麥克哈格的生態(tài)規(guī)劃方法中至關(guān)重要的一點就是將不同學(xué)科背景的人士召集起來，組成了規(guī)劃團隊合作，這在之前的規(guī)劃中是沒有的。今天我們面對的是一個更加復(fù)雜的世界，環(huán)境問題、人口壓力、經(jīng)濟發(fā)展等，需要更多學(xué)科的專家來分析問題，對設(shè)計進行決策。地理設(shè)計除了需要生態(tài)學(xué)，土壤學(xué)，水文學(xué)，自然地理學(xué)等不同學(xué)科的人士，還需要信息科學(xué)專業(yè)人士的支持。而互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和個人移動設(shè)備終端的快速發(fā)展可以使更多的場地使用者參與到規(guī)劃過程中。

梳理規(guī)劃方法發(fā)展歷程具有很大意義，這可以使今天的規(guī)劃師對自然過程有更科學(xué)的認(rèn)識，對城市進行更合理規(guī)劃。正如麥克哈格所言，“只有我們在人居城市中找到自然的存在，我們也許才能在自然中定位人的位置[3]”。

參考文獻：

[1]McHarg I L. Design with nature [M]. John Wiley & Sons, Inc, 1969（1992 edtion）.

[2]俞孔堅，李迪華. 景觀生態(tài)規(guī)劃發(fā)展歷程――紀(jì)念麥克哈格先生逝世兩周年[M]//俞孔堅，李迪華. 景觀設(shè)計：專業(yè)、學(xué)科與教育. 北京：中國建筑工業(yè)出版社. 2003：70-92.

[3]McHarg I L. The place of nature in the city of man [J]. The Annals of the American Academy of Political and Social Science, 1964, 352(1): 1-12.

[4]Goodchild M F. Towards geodesign: repurposing cartography and GIS? [J]. Cartographic Perspectives, 2010(66): 7-21.

篇10

關(guān)鍵詞: SRTM數(shù)據(jù)，規(guī)劃階段，地形圖

Application exploration of STRM data in hydraulic

project planning and design

LEI Tengyun*,GAO Rui

(College of Water Resources，Hydraulic Power and Architecture，Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,china)

Abstract: This paper summarized one of the important applications for 3s technology: the basic methods, examples and accuracy evaluation of topographic contour and KMZ file obtained by SRTM data，will promote quality and efficiency of professional design in the early stage of planning field engineering. It is particularly suitable for remote area to get any difficult terrain data.

Keywords: SRTM data；planning stage；topographic map.

中圖分類號： TV 文獻標(biāo)識碼： A

0 引言

3S技術(shù)是遙感技術(shù)(Remote sensing，RS)、地理信息系統(tǒng)(Geography information systems，GIS)和全球定位系統(tǒng)(Global positioning systems，GPS)的統(tǒng)稱，其中SRTM數(shù)據(jù)是一款惠及各國技術(shù)人員的方便、實用的數(shù)字高程模型（DEM）。在工程領(lǐng)域中，也是在前期規(guī)劃時難以獲得地形資料的項目中采用的常用手段之一。

1 SRTM數(shù)據(jù)簡介

SRTM數(shù)據(jù)是由美國太空總署(NASA)和國防部國家測繪局(NIMA) 以及德國和意大利的航天機構(gòu)共同參與于2000年2月開始聯(lián)合測量的，SRTM的全稱是Shuttle Radar Topography Mission，即航天飛機雷達地形測繪使命。2000年2月美國“奮進”號航天飛機上搭載的SRTM系統(tǒng)共計進行了222小時23分鐘的數(shù)據(jù)采集工作，獲取到北緯60°至南緯56°之間，面積超過1.19億平方公里的9.8萬億字節(jié)的雷達影像數(shù)據(jù)，覆蓋全球陸地表面的80%以上。經(jīng)過兩年多的處理，最終制成首個真正意義上的全球數(shù)字高程模型(DEM)[1] [2]，該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境。

2 SRTM數(shù)據(jù)精度

SRTM數(shù)據(jù)精度有1 arc-second和3 arc-seconds兩種，稱作SRTM1（30M數(shù)據(jù)）和SRTM3（90M數(shù)據(jù)）。目前能免費獲取的SRTM3（90M數(shù)據(jù)），其初始平面精度±20 m , 高程精度±16m。 該數(shù)據(jù)產(chǎn)品2003年開始公開，經(jīng)歷多次修訂，目前的數(shù)據(jù)修訂版本為2008年的V4.1版本?！霸摪姹具\用了新的插值算法，數(shù)據(jù)質(zhì)量較前幾個版本有了顯著改善，從而使得該版本成為目前免費使用質(zhì)量最高的SRTM數(shù)據(jù)集?！保?This latest version represents a significant improvement from previous versions, using new interpolation algorithms and better auxiliary DEMs. We are confident this is now the highest quality SRTM dataset available."）[3]

根據(jù)目前國內(nèi)外相關(guān)人員的研究分析，SRTM數(shù)據(jù)精度受目標(biāo)區(qū)域的諸多因素影響。比如：表面光亮度，目標(biāo)區(qū)域的亮度越大，SRTM數(shù)據(jù)精度越高；坡度，坡度小于10°的區(qū)域數(shù)據(jù)精度明顯高于坡度大于10°的區(qū)域；除此之外，坡向和植被對SRTM數(shù)據(jù)精度也有很大影響，東南向精度高于西北向，植被越少的區(qū)域，數(shù)據(jù)精度也越高。

通常1:50000 DEM數(shù)據(jù)的平面精度為30-50m，高程精度為25m。SRTM官方宣稱的SRTM3在未改善前的精度是標(biāo)稱絕對平面精度±20 m， 標(biāo)稱絕對高程精度±16m[4]，而根據(jù)負(fù)責(zé)SRTM數(shù)據(jù)整理的Jet Propulsion Lab.研究報告[5]中指出：航天飛機雷達地形測繪使命的目標(biāo)是獲得90%置信區(qū)間內(nèi)的絕對高程誤差為16m，而SRTM數(shù)據(jù)整體誤差幾乎是該目標(biāo)的一半（the SRTM has an absolute height error which exceeds the mission goal of 16m(90 percent) by almost a factor of two）。其官網(wǎng)公布的質(zhì)量評估報告[6]中認(rèn)為：在熱帶地區(qū)SRTM3（90M）數(shù)據(jù)精度優(yōu)于1:50000地形圖矢量化得到的數(shù)據(jù)（more accurate than the 1:50000 scale cartographically derived (TOPO) DEM）；當(dāng)只能獲得比例尺大于1:25000（如1:5萬和1:10萬）的地形圖時，最好使用SRTM數(shù)據(jù)（if only cartography with scales above1:25000 (i.e., 1:50000 and 1:100000) is available, it is better to use the SRTM DEMs）。國際地球科學(xué)資訊網(wǎng)路中心（CIESIN）對SRTM上個版本V3的精度評估[6]認(rèn)為SRTM數(shù)據(jù)的絕對垂直精度是原SRTM需求規(guī)約（16m）的2--4倍（Absolute vertical accuracy of CGIAR-CSI SRTM data for our datasets proved to be two to four times higher than the value of 16 m presented in the original SRTM requirement specification.）。[3][7]

綜上所述，在地形資料短缺的南亞、非洲這類緯度較低，位處熱帶，而植被不發(fā)育（指非洲）的區(qū)域，SRTM數(shù)據(jù)的精度即使受到坡度，植被等因素的影響，整體上還是能夠保證滿足1:50000地形圖的精度要求。這樣使得這些區(qū)域的工程項目的前期踏勘規(guī)劃階段能夠順利進行，同時可以充分提高效率以及大大縮減設(shè)計成本。

3 SRTM數(shù)據(jù)應(yīng)用步驟

3.1 SRTM數(shù)據(jù)獲取

目前，免費獲取SRTM數(shù)據(jù)的途徑有兩種，一是通過SRTM數(shù)據(jù)官方網(wǎng)站獲取，一是通過國內(nèi)的鏡像站點獲取。以下是SRTM數(shù)據(jù)獲取的鏈接地址：

1、/SELECTION/inputCoord.asp（SRTM數(shù)據(jù)官方網(wǎng)站）

2、/（國內(nèi)鏡像站點）

下面以國內(nèi)鏡像站點為例進行講解：

圖1：SRTM數(shù)據(jù)國內(nèi)鏡像站點搜索界面

Fig.1 SRTM data of domestic mirror site search interface

進入到國內(nèi)鏡像站點(見圖1)，用戶就可以通過框選、輸入踏勘范圍的經(jīng)緯度或者是按照行政劃區(qū)的方式來實現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的查找，然后在數(shù)據(jù)集中選擇DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)（90M數(shù)據(jù)）進行搜索。然后根據(jù)需要下載相關(guān)的地形數(shù)據(jù)即可。

3.2 SRTM數(shù)據(jù)處理

完成目標(biāo)區(qū)域地形數(shù)據(jù)下載后，啟動能進行SRTM數(shù)據(jù)處理的通用軟件（比如globalmapper），將之前獲得的地形數(shù)據(jù)文件解壓，找到后綴為.img的文件，導(dǎo)入軟件，即可獲得目標(biāo)區(qū)域的地形圖（見圖2）：

圖2：目標(biāo)區(qū)域的地形圖

Fig.2 The topographic map of target area

3.3投影面基準(zhǔn)設(shè)置

SRTM 數(shù)據(jù)格式是基于WGS84基準(zhǔn)的經(jīng)緯度平面坐標(biāo)，因此需要針對不同的項目所在地區(qū)，將數(shù)據(jù)的橢球基準(zhǔn)和投影方式轉(zhuǎn)化為項目所需的格式，如我國常用的西安80坐標(biāo)基準(zhǔn)。此外，用戶既可以從 globalmapper提供的 300 多種大地坐標(biāo)系和 100 多種投影方式中進行選擇，也可以通過外部文件加載基準(zhǔn)和投影方式。

除此之外，用戶還可以對將來輸出內(nèi)容的經(jīng)緯度網(wǎng)格線，以及點樣式，線樣式，矢量顯示等進行設(shè)置。

3.4生成等高線

根據(jù)研究區(qū)域邊界坐標(biāo)生成等高線：在設(shè)置好等高線間距，圖形簡化程度，等高線邊界（可框選一定范圍，也可指定具體的坐標(biāo)值：在等高線邊界選項中輸入研究區(qū)域的西南角坐標(biāo)和東北角坐標(biāo)值）后，即可生成平滑形等高線如下：

圖3：生成等高線操作界面圖4：生成等高線后的效果圖

Fig.3 Contour generation interfaceFig.4 Effect diagram after contour generation

3.5輸出矢量格式

完成等高線生成以后，用戶就可以根據(jù)后續(xù)工作需要選擇輸出DXF，DWG等格式的文件，以便供Autocad直接操作，進行工程選址，樞紐布置，施工布置，工程量計算等；也可輸出供google earth打開的KML/KMZ文件，實現(xiàn)在google earth中制作現(xiàn)實三維等高線地形圖，這樣看起更為直觀。

4 實例

以下（圖5）為某水庫項目樞紐區(qū)地形數(shù)據(jù)成果，通過SRTM數(shù)據(jù)（90M數(shù)據(jù)）可方便的進行壩線選址（圖6）、初步方案布置及庫容估算等，與google earth結(jié)合后也非常便于現(xiàn)場踏勘定位。

圖5：某水庫項目樞紐區(qū)地形圖6：該水庫項目壩線選址

Fig.5 Hub area of a reservior Fig.6 Dam line location of the reservior

參考文獻：

[1] 汪凌，美國航天飛機雷達地形測繪使命簡介.測繪通報[J].2000,12:38-40；

[2] 張朝忙，劉慶生，劉高煥，等. SRTM3與ASTER GDEM數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用. 地球與地理信息科學(xué)[J]. 2012,28（5）：29-34；

[3]/Elevation/SRTM/

[4] 孫茜，SRTM數(shù)據(jù)精度檢測[D]，長安大學(xué)，2010

[5] Rodriguez, E., Morris C.S.et al. A Global Assessment of the SRTM Performance. Photogrammetric Engineering&Remote sensing [J]. 2006, 72(3):249-260