導語：如何才能寫好一篇地理信息系統(tǒng)的特點，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。

篇1

【關鍵詞】移動地理信息系統(tǒng) 應用 特點 前景

地理信息系統(tǒng)在我國經(jīng)過幾十年的發(fā)展，從原先簡單的技術逐漸發(fā)展為一種綜合性的產(chǎn)業(yè)化。但是與實際的投入相比，地理信息系統(tǒng)并沒有完全發(fā)揮出應用的作用，沒有達到預計效果?，F(xiàn)階段，我國信息技術發(fā)展的速度非?？?，但是應用最為廣泛的領域都與位置有著密切的關聯(lián)，導致地理信息系統(tǒng)的發(fā)展受到限制，無法產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟效益。因此，需要不斷提高地理信息技術，建立一種基于位置服務的移動地理信息系統(tǒng)，提高地理信息系統(tǒng)的發(fā)展速度，實現(xiàn)高效地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化。這樣才能夠使地理信息系統(tǒng)的應用范圍更加廣泛，在最大程度上適應社會發(fā)展的需求。

1 研究現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)從產(chǎn)生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了多半個世紀，技術逐漸走向成熟。而我國的地理信息系統(tǒng)研究起步較晚，落后西方國家近20年時間。經(jīng)過這么多年的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在我國的應用越來越廣泛，占據(jù)四分之一的市場份額。我國的城市規(guī)劃、資源管理、自然風險評估、定位導航等方面都在使用地理信息系統(tǒng)來工作。近幾年，我國開始大力發(fā)展經(jīng)濟與工程建設，在這些工程開發(fā)的過程中，地理信息系統(tǒng)起到了重要的作用，對國土資源管理與工程自然風險預防做出巨大貢獻。因此，我國開始重點發(fā)展地理信息系統(tǒng)技術，投入大量人力、物力、財力，培養(yǎng)先進的人才與技術人員，逐漸形成一個完整的發(fā)展體系。

但是，地理信息系統(tǒng)應用研究的發(fā)展過程中，也存在相應的問題，對地理信息系統(tǒng)的發(fā)展造成了影響。其中最主要的問題為：

（1）移動地理信息系統(tǒng)理論與模型的建立沒有相互統(tǒng)一協(xié)調發(fā)展，無法實現(xiàn)模型與實際地理的對應關系；

（2）移動地理信息系統(tǒng)體系、功能、技術人員等方面的建設無法滿足社會發(fā)展的需求；

（3）移動地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構研究方面存在諸多不足，難以建立地理與事物之間的拓撲關系。

2 特點與功能研究

2.1 特點研究

移動地理信息系統(tǒng)的特點是其快速發(fā)展的因素之一，主要的特點有：

（1）移動地理信息系統(tǒng)設備的物理體積較小，攜帶非常的方便，可以直接進行單手操作；

（2）采用的供電方式非常好，是自供直流電源，系統(tǒng)工作時可以為系統(tǒng)提供充足的電源，系統(tǒng)停止工作時能夠自動進入節(jié)能模式，如果采用高能電池，可以長時間在野外進行采集工作；

（3）操作簡單，移動地理信息系統(tǒng)的輸入模式非常人性化，可以根據(jù)不同的習慣切換手寫、筆觸、鍵盤燈模式；

（4）移動地理信息系統(tǒng)的應用范圍非常廣泛，可以應用在交通行業(yè)、農業(yè)生產(chǎn)、電力系統(tǒng)建設、煤田探測、城市化建設等諸多方面；

（5）移動地理信息系統(tǒng)設備可以直接連接到無線網(wǎng)絡，通過Internet網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸、信息交流等；

（6）可以進行全天24小時服務，移動地理信息系統(tǒng)在工作的過程中，熒光屏會根據(jù)周圍環(huán)境的亮度自行調節(jié)，進入省電、經(jīng)濟、高效模式；

（7）移動地理信息系統(tǒng)設備的性價比非常高，軟件開發(fā)成功之后可以安裝在多個設備上，不受用戶使用數(shù)量的限制，使用數(shù)量越多，設備的平均價值就越低，非常合適。

2.2 功能研究

移動地理信息系統(tǒng)融入了現(xiàn)代高端科學信息技術，設備功能越來越全面，主要的功能有：

（1）移動地理信息系統(tǒng)逐漸開始進入高端產(chǎn)品模式，功能逐漸接近計算機，不僅有了最初的文字編輯與記事薄功能，還具備了時間提醒、音樂播放器、錄音、計算器等諸多功能；

（2）移動地理信息系統(tǒng)導航功能，現(xiàn)在大多數(shù)的汽車都安裝有導航系統(tǒng)，這正是基于移動地理信息系統(tǒng)上，可以在道路的岔口進行導航提示，準確的確認路線；

（3）移動地理信息系統(tǒng)的位置定位功能，為了方便工作管理，移動地理信息系統(tǒng)可以對設備持有者的位置進行定位，確定該位置的緯度、經(jīng)度、行進的時間與方向等；

（4）隨著通訊技術的快速發(fā)展，手機已經(jīng)成為當代最為主要的通訊設備。移動地理信息系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)逐漸朝著手機功能目標發(fā)展，已經(jīng)具備了正常手機的功能，這是缺少一些特殊的功能。

（5）移動地理信息系統(tǒng)的預案儲備功能，可以通過設備制定好相應的路線和方案，在需要的時候進行回放，確保工作過程中不會出現(xiàn)差錯。

3 應用前景

移動地理信息系統(tǒng)集地理信息、導航定位、通訊技術、數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)于一身，功能非常全面。現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，用戶對移動地理信息系統(tǒng)有著廣泛的需求，生活中各個方面都涉及到移動地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)應用范圍非常廣泛，可以應用在軍事、環(huán)保、監(jiān)測、國土資源管理、交通系統(tǒng)、風險災害的預警與防預、管線巡檢、天氣預報等諸多領域當中。不管在哪個行業(yè)當中，都需要移動信息系統(tǒng)的協(xié)助，才能夠完成工作。因此，移動地理信息系統(tǒng)應用還有巨大的發(fā)展與提升空間。

4 結束語

移動地理信息系統(tǒng)的應用能夠大大促進我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，提高我國的社會效益與經(jīng)濟效益。因此，應該加強對移動地理信息系統(tǒng)的研究，融入新技術進行創(chuàng)新，從而取得相應的效果。改進移動地理信息系統(tǒng)的存儲和調度，加強理論與模型之間的結合，提高系統(tǒng)的功能，并將移動地理信息系統(tǒng)與社會各行各業(yè)完美的結合，在最大程度上提高系統(tǒng)的應用范圍。

參考文獻

[1]王強，李耀華，陳璐琳，蘇艷華.國內運營商發(fā)展移動互聯(lián)網(wǎng)的策略[J].現(xiàn)代電信科技，2010（05）.

[2]肖宇航.移動地理信息系統(tǒng)應用研究[D].武漢理工大學，2010.

篇2

(一)地理信息系統(tǒng)具備多重功能

地理信息系統(tǒng)的基本功能為直觀的反映地理事物，展現(xiàn)事物的空間分布，完成地理數(shù)據(jù)的可視化操作。地理信息系統(tǒng)也能直接連接計算機等設備，實現(xiàn)技術上的整合。這種功能使得信息系統(tǒng)能夠在課堂教學中發(fā)揮極大的作用，提高空間數(shù)據(jù)的表現(xiàn)力。除基本功能外，地理信息系統(tǒng)還具備對空間數(shù)據(jù)進行組織和管理的能力。在教學中，教師只需點擊其中的一個區(qū)域便可獲得其具體信息，了解其空間分布。地理信息系統(tǒng)所具備的該項功能能夠提高信息查詢的效率，保證教學效果。

(二)地理信息系統(tǒng)滿足數(shù)字化時代的要求

隨著數(shù)字化時代的到來，各地在信息化系統(tǒng)的投資上也在不斷擴大。地理信息系統(tǒng)作為高端數(shù)字技術，其開發(fā)與應用對信息化建設的完善起到了重要作用。從當前的情況來看，電子地圖等數(shù)字化信息技術已經(jīng)逐漸為人們所熟知。將電子地圖等數(shù)字化信息技術應用于課堂教學中，能夠使學生掌握現(xiàn)代化的數(shù)字技術，學會分析和應用信息系統(tǒng)，從而適應數(shù)字時代對人才的要求。

二、地理信息系統(tǒng)在中學地理教學中的應用方法

(一)完成地理數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)

在地理教學中會涉及到大量的數(shù)據(jù)信息，對于這些信息的表現(xiàn)，以往通常使用投影儀等設備，將數(shù)據(jù)信息以柱形圖或折線圖的形式呈現(xiàn)出來。這種方式雖然能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，但呈現(xiàn)的形式過于單一，無法提高學生的學習興趣。使用地理信息系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的處理，能夠使數(shù)據(jù)信息以多樣化的形式展現(xiàn)出來，提高了信息的可視性。地理信息系統(tǒng)不僅能夠完成柱形圖等具體圖樣的展示，還能將信息以三維立體圖的形式展現(xiàn)出來，完成圖形間的任意轉化。另外，使用地理信息系統(tǒng)也能夠減輕教師的負擔，提高數(shù)據(jù)的準確性，完整的呈現(xiàn)各種地理分布圖。

(二)完成地理圖像的解析

地理教學的主要任務是培養(yǎng)學生的空間意識，使學生具備分析各種圖形的能力。將地理信息系統(tǒng)運用于地理教學中，能夠調動學生的各項感官，使學生掌握分析圖形的能力。地理信息系統(tǒng)具有投影清晰、規(guī)范等優(yōu)點，在完成數(shù)據(jù)展示的同時，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的疊加呈現(xiàn)，將原本處于復合狀態(tài)的圖像分別展現(xiàn)出來。且地理信息系統(tǒng)易于存儲信息，相關數(shù)據(jù)信息能夠長期存儲在系統(tǒng)中，不易造成損壞。另外，地理信息系統(tǒng)能夠實現(xiàn)圖形與數(shù)據(jù)的完美結合，使學生獲得更好的學習體驗。例如在講解世界海洋分布時，教師可以將海洋中的暖流和寒流用不同顏色的線條標注出來，同時完成信息的動態(tài)演示，使數(shù)據(jù)信息形象的呈現(xiàn)出來。

(三)完成課堂習題的編制

除信息的存儲與展示外，地理信息系統(tǒng)還能完成課堂習題的編制，使學生能夠及時鞏固所學知識，達到隨學隨練的目的。運用地理信息系統(tǒng)進行習題的編制，能夠提高習題的針對性，保證評價的公平，從而提高學生的學習效率。如在學習氣候類型時，教師通過地理信息系統(tǒng)為學生設置課堂習題，讓學生填寫各地的氣候類型，降雨特點等，達到鞏固教學內容的目的。與此同時，教師也可以運用計算機設備對學生的成績進行評定，提高評價的準確性。運用地理信息系統(tǒng)進行習題的編制，有利于教師及時掌握學生的學習現(xiàn)狀，以便于制定出具有針對性的教學方案。

(四)完成教學內容的擴展

利用地理信息系統(tǒng)進行教學，能夠深化教學內容，擴大學生的視野，使學生接觸到更多的地理知識。如在學習我國臨近國家現(xiàn)狀時，教師可以利用地理信息系統(tǒng)為學生展現(xiàn)日本、印度、俄羅斯等地的氣候特點和風土人情，并配以相關的解說，使學生能夠身臨其境的感受別國的風情。地理信息系統(tǒng)是一種較為直觀的教學工具，具有良好的教學輔助功能。將其與計算機設備共同應用于教學中，不僅能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確呈現(xiàn)，也能擴展教學內容，使學生學習到更多的地理知識。

三、結語

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【關鍵詞】地理信息系統(tǒng)；電力設計；應用

前言

現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)的設計中，應用地理信息系統(tǒng)的情況日益普遍，該系統(tǒng)與電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)有機結合，為電力信息系統(tǒng)奠定了基礎，對于電網(wǎng)運行在輔助決策上具有一定的幫助。

1 地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應用的重要性

地理信息系統(tǒng)（geographic informationsystem ，GIS）在電力系統(tǒng)中的應用也可簡單的稱之為電力 GIS 系統(tǒng)。這種應用模式主要是將地理信息系統(tǒng)的原理與電力系統(tǒng)中的電力設備、變電站、輸電網(wǎng)絡、電力終端以及電力生產(chǎn)負荷、管理等核心內容想融合形成的一種對于電力系統(tǒng)進行信息化生產(chǎn)管理的綜合性智能化信息系統(tǒng)。該信息系統(tǒng)可以直觀的提供電力系統(tǒng)中相應電力設備的運行狀態(tài)信息、電力技術信息、電力生產(chǎn)和管理信息以及電力傳輸應用過程中途徑的山川、河流、城鎮(zhèn)、環(huán)境等等一系列的電力系統(tǒng)信息與自然地理環(huán)境信息集中于一體，通過查詢 GIS 系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)、照片、圖像和技術參數(shù)等信息就可以實時掌握電力系統(tǒng)運行的狀態(tài)，在電力系統(tǒng)的維護和管理中有著十分重要的作用。

2 地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應用的特點

地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應用，除了使電力系統(tǒng)具備GIS的基本特點之外，還擁有了更多的特點，具體的內容以下幾個方面：

（1）由于電力系統(tǒng)的運行參數(shù)復雜，信息量龐大，對于實時性和動態(tài)變化的監(jiān)測有著更高的要求，因此，在電力GIS系統(tǒng)中如果要達到對電力系統(tǒng)中的瞬時信息進行實時的收集、傳輸、分析、響應和處理，就需要系統(tǒng)的存儲能力傳輸速度達到較高的要求，GIS系統(tǒng)的開放性和先進性都能滿足這方面的要求，可以使電力系統(tǒng)的應用更加高效和快速。

（2）電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量比較大，對于GIS的穩(wěn)定性和可靠性要求較高，電力企業(yè)在電力系統(tǒng)的搭建和維護過程中通常會使系統(tǒng)具有更好的可維護性，結合GIS系統(tǒng)的開放性特點，可以使電力GIS系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單次輸入和多次輸出，再通過進行層次的保護和數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的方式，從而確保數(shù)據(jù)信息的一致性，使系統(tǒng)參數(shù)的傳遞和分析更加精確和可靠。

（3）電力系統(tǒng)的傳輸距離和范圍以及使用終端的復雜程度，對于系統(tǒng)的拓撲分析能力和轉換能力要求比較嚴格，GIS系統(tǒng)自身的單機工作模式已經(jīng)無法滿足電力系統(tǒng)多終端、接口類型復雜、信息覆蓋面廣泛的要求，充分利用GIS系統(tǒng)在局域網(wǎng)環(huán)境下的優(yōu)勢，不僅可以提高電力GIS系統(tǒng)的拓撲能力和轉換能力，還能夠通過計算機技術進行電力信息數(shù)據(jù)的整合分析工作，并可以實現(xiàn)資源的網(wǎng)絡共享。

3. 地理信息系統(tǒng)在電力設計中的應用

3.1 電力設計中，應用地理信息系統(tǒng)的需求分析

地理信息系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)、分析網(wǎng)絡等方面的能力較強，在電網(wǎng)設計中，通過對地理信息系統(tǒng)合理應用，一來有利于對數(shù)據(jù)在管理上進行更好的規(guī)劃設計，二來可優(yōu)化電力設計工作人員的工作效率、勞動強度等，使電力設計的直觀性、交互性更為突出，此外，該系統(tǒng)可有效保障電網(wǎng)設計的安全性、可靠性、合理性、科學性，且符合節(jié)能降耗與經(jīng)濟環(huán)保的要求。

3.2 電力設計中，應用地理信息系統(tǒng)的目標分析

地理信息系統(tǒng)在電網(wǎng)設計中所設計到的工程數(shù)據(jù)均保存在系統(tǒng)內，并在地圖中以直觀的方式表現(xiàn)出來，為變電站的選址設計、線路設計、電網(wǎng)規(guī)劃設計等提供初步設計以及可行性研究報告等，在對新變電站、新通信線、新線路等進行設計時，通過地理信息系統(tǒng)，可達到充分掌握周邊地理環(huán)境以及電網(wǎng)情況的目標，有效減少了外出考察工作的次數(shù)，使電力設計的更為全面，盡可能減少了修改設計方案的次數(shù)。

4. 電力設計中，應用地理信息系統(tǒng)的思路分析

4.1 數(shù)據(jù)分析

基礎的地理數(shù)據(jù)屬于電力設計的前提條件。就數(shù)據(jù)的采集手段而言，可通過多種途徑獲得地理數(shù)據(jù)，例如工程測量方法、激光雷達方法、航測方法、衛(wèi)星遙感方法等。此外，數(shù)據(jù)的形式也可以有多種，例如矢量電子地圖形式、數(shù)字柵格圖形式、數(shù)字高程模型形式以及數(shù)字正射影像形式等。地理數(shù)據(jù)在更新方面的效率為地理信息系統(tǒng)達到實用的重要因素。電網(wǎng)工程所涉及到的數(shù)據(jù)有多項，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網(wǎng)中不低于 110KV 的線路等。而電網(wǎng)工程的數(shù)據(jù)主要是用來對電網(wǎng)的基本屬性與地理屬性等進行管理。此外，在供電局原工程資料的管理系統(tǒng)處、設計院處等也可獲取細節(jié)方面的屬性資料，例如電源廠站所有設備的相關資料、變電站所有設備的相關資料以及線路各個桿塔的相關資料。

4.2 地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺型號的選擇

地理信息屬于地理信息系統(tǒng)的基礎所在，對于電力設計而言，地理信息系統(tǒng)所應用的開發(fā)平臺是否合適將會對項目的結果產(chǎn)生非常關鍵的影響。由于一個地區(qū)的地理數(shù)據(jù)十分放大，并且設計單位、供電局、電網(wǎng)公司等單位的相關人員在電網(wǎng)規(guī)劃中均是應用該系統(tǒng)，這一現(xiàn)伏要求了地理信息系統(tǒng)的開發(fā)平臺在可靠性、運行速度、數(shù)據(jù)容量等方面均需具備過硬的能力。通過對比發(fā)現(xiàn)，在多種地理信息的開發(fā)平臺中，以 Arc 地理信息系統(tǒng)平臺（來自美國的 ESRI公司）最為適合，該開發(fā)平臺可使多個用戶通過網(wǎng)絡在平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

4.3 地理信息系統(tǒng)大致結構的分析

地理信息系統(tǒng)在基于遙感航測影像以及地形圖的情況下，對電網(wǎng)工程中所涉及到的多項數(shù)據(jù)進行管理及融合，其中包括了設計資料、勘測、骨干電廠信息、變電站、電網(wǎng)中不低于 330KV 的線路等。通過空間數(shù)據(jù)上的查詢功能、分析功能等，從而給予輸電網(wǎng)中的設計工作、勘測工作以及規(guī)劃工作等提供指導，使電網(wǎng)結構最優(yōu)化。如此一來，不漢可提高已有數(shù)據(jù)資源的共享程度，且還是外業(yè)的工作量實現(xiàn)最小化，有效提升了內部的工作效率。地理信息系統(tǒng)所應用的模式為 C/S 的模式，其中 C 代表的是客戶端，S 代表的是服務器，該模式支持局域網(wǎng)的訪問。通過標準、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，可達到輸變電接人相關專業(yè)系統(tǒng)這一目標，并且為處理、分析以及儲存地理信息系統(tǒng)中輸變電設備相關信息打好了基礎。

4.4 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)中的主要功能分析

4.4.1 電網(wǎng)規(guī)劃與設計該功能是通過地理信息系統(tǒng)并結合現(xiàn)有的電網(wǎng)信息而實現(xiàn)的，從而在地理信息系統(tǒng)中規(guī)劃出電網(wǎng)的主框架。

4.4.2 線路規(guī)劃在地理信息系統(tǒng)中對不低于 110KV 的線路進行初步設計，可掌握線路的多項信息，例如主要跨越物、線路緩沖帶、轉角坐標以及轉角等。

4.4.3 數(shù)據(jù)管理在對數(shù)據(jù)的管理上，主要包括了：①導出或導人電網(wǎng)工程的數(shù)據(jù)；②基礎地理數(shù)據(jù)；③管理元數(shù)據(jù)；④導出在系統(tǒng)中不同專業(yè)初步設計的成果；

4.4.4 變電站選址的規(guī)劃通過地理信息系統(tǒng)繪制出變電站的站址，并從中獲取四周坐標，可根據(jù)導出的坐標而計算著變電站在一定高程下的土石方需求量。

5. 應用地理信息系統(tǒng)的關鍵技術分析

5.1 在開發(fā)基礎地理數(shù)據(jù)的維護平臺中，結合多種類型（空間參照系具有差異）的數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)編輯元數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)配置以及導人（導出）數(shù)據(jù)的作用。

5.2 在開發(fā)元數(shù)據(jù)的服務系統(tǒng)期間，許多多項性能進行考慮，例如互操作性、專用性、通用性等。并在系統(tǒng)中為用戶提供下載元數(shù)據(jù)、瀏覽元數(shù)據(jù)以及查詢元數(shù)據(jù)的功能，通過圖形化地圖載體，使用戶可更為直觀的對數(shù)據(jù)進行處理與操作。

5.3 在線路設計期間，需實時顯示線路的緩沖區(qū)、坐標以及轉角度數(shù)等，并預先將輸電線在平臺管理中設計到保密性問題時，需對權限嚴格控制。因此需設計相應的審批流程，但審批流程應盡可能簡潔，從而便于設計人員的工作。比如：輸電線路建模，系統(tǒng)采用坐標錄入、手工調整、以及文件導入等多種方式，對線路進行編輯維護。實現(xiàn)在地理圖上添加輸電桿塔、架空導線，并顯示出用戶指定的文字標注信息（線路名稱、塔號等）。同時提供便捷的工具處理設備的拓撲連接關系及電纜進站。

結束語：

綜上所述，經(jīng)過調查資料顯示和實踐證明電力 GIS 系統(tǒng)既能夠充分發(fā)揮 GIS 系統(tǒng)的全部優(yōu)勢，同時還能夠結合電力系統(tǒng)的特點和要求，進行整合優(yōu)化，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)控制管理的智能化和人性化，對于實現(xiàn)電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化有著十分重要的應用意義。

參考文獻：

篇4

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；地質災害信息系統(tǒng)；災害預報

我國屬自然災害頻發(fā)國家，地質災害由于具有不確定性、突發(fā)性、成因復雜性，給國家和人民帶來了巨大的損失。提高國家地質災害的預防能力，保護人民群眾的生命財產(chǎn)安全已經(jīng)成為備受國家和社會關注的重要問題。隨著地理信息系統(tǒng)技術的不斷成熟與發(fā)展，該技術在城市管理、礦產(chǎn)資源勘探、地質災害等多個領域中都發(fā)揮出重要作用，在地質災害信息系統(tǒng)建設中應用地理信息系統(tǒng)，能有效提高地質災害調查工作的科學性。

1地理信息系統(tǒng)含義和特點

地理信息系統(tǒng)是一門綜合性學科，在計算機軟硬件的支持下，對地球整體或部分表面空間中的地理分布數(shù)據(jù)進行采集、歸類、運算、分析、處理、儲存等操作。在多個領域中都有廣泛的應用，地理信息系統(tǒng)的應用范圍如圖1所示。由眾多模塊構成的地理信息系統(tǒng)能通過建立空間模型，對地理空間進行綜合分析，并通過復雜動態(tài)化的運算預測空間內地理信息[1]。

2地理信息系統(tǒng)的作用

地理信息系統(tǒng)具有強大的地理信息采集功能，加強對地理信息系統(tǒng)的研究，有助于提高人類對重大地質災害的預防能力，對保障國民的生命財產(chǎn)安全具有重大意義[2]。加強對地理信息系統(tǒng)的研究，對國內多個研究領域都有重要的推動作用，尤其對地質災害防治部門而言，有助于該部門深入研究不同地區(qū)的地理信息特點，制訂出更科學的地質災害防治方案。在實際應用過程中，地理信息系統(tǒng)利用計算機技術、信息工程技術、遙感技術等對空間信息進行采集、分析和處理，并將信息處理結果、地理分析功能和一般數(shù)據(jù)庫操作進行集成化處理，在此過程中，實現(xiàn)對信息的動態(tài)化處理，對空間模型中各項數(shù)據(jù)進行更新，并最終達到預防重大地質災害的目的。

3地理信息系統(tǒng)的分類

（1）專題信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分析專項目標，具有明確的主題意義，對特定項目的服務質量較好，如在水資源管理系統(tǒng)中的應用。（2）區(qū)域信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以區(qū)為單位，對區(qū)域內的數(shù)據(jù)進行采集，區(qū)域的劃分可根據(jù)實際需求進行相應的調整，如對長江某流域地理信息進行研究等。（3）地理信息系統(tǒng)。與上述兩個系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)的構成復雜，在實際工作中具有較多要求和限制。該系統(tǒng)主要是利用圖像數(shù)字化工具對數(shù)據(jù)進行查詢、分析、探索及儲存，還能在用戶的要求下對數(shù)據(jù)進行運算。地理信息系統(tǒng)不僅能對地球表層地理信息數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理，還能對環(huán)境資源信息數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理[3]。

4地理信息系統(tǒng)在地質災害信息系統(tǒng)建設中的應用

4.1對地質災害進行評價和管理

利用地理信息系統(tǒng)采集、分析和處理區(qū)域地理數(shù)據(jù)完善空間信息管理系統(tǒng)[4]，這一功能讓人們能夠更加深入地探索地質災害的發(fā)生規(guī)律和分布特點，還能在空間信息管理系統(tǒng)中展示歷史地質災害發(fā)生的原因和等級，幫助地理專家更準確地預測地質災害的發(fā)生位置。災害發(fā)生前會有一些征兆，如滑坡前緣土體隆起并出現(xiàn)放射性裂縫，護坡前緣坡腳位置多年堵塞的泉水突然復活，動物異常驚恐等。利用地理信息系統(tǒng)能對區(qū)域范圍內可能發(fā)生滑坡的位置進行監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)滑坡災害的不同征兆后，對滑坡災害的影響范圍、災害等級等進行科學性測評，并結合測評結果制定針對性的防范策略。

4.2地質災害危險度劃分和評估

地質災害的類型較多，如地震、滑坡、泥石流、地面沉降、土壤鹽堿化等，各類地質災害的產(chǎn)生原因非常復雜，且具有突發(fā)性和不確定性特點。以往受到科技水平的限制，人們難以對地質災害的危險程度進行科學的劃分和評估，利用地理信息系統(tǒng)則能使操作人員準確獲取地理信息數(shù)據(jù)，在空間信息管理系統(tǒng)中錄入地理信息數(shù)據(jù)，對地質災害等級、地質災害原因和影響范圍等進行預測，并為后續(xù)類似地質災害的防控提供參考。相關部門也能利用地質災害的危險等級制訂相應的預防或救災計劃，提高預防或救災措施的科學性和合理性，避免出現(xiàn)資源浪費或資源分配不足等問題。

4.3地理信息系統(tǒng)技術和專業(yè)系統(tǒng)集成的應用

利用專業(yè)系統(tǒng)能有效提高地理信息數(shù)據(jù)的準確性，提高風險預防的全面性，為地質災害的防治工作提供更加全面的數(shù)據(jù)參考，提高地質災害防治工作的科學性。地理信息系統(tǒng)的主要功能是對地理信息數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理，專家系統(tǒng)的主要功能是利用專家知識分析空間信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。同時，在操作過程中，操作人員也能利用專家經(jīng)驗驗證地質災害信息的準確性，通過對比專家經(jīng)驗和地理信息系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)，對地理信息系統(tǒng)進行反向完善，使二者能相互促進。地理信息系統(tǒng)技術和專業(yè)系統(tǒng)集成的應用，有助于提高我國地質災害的動態(tài)管理質量。

4.4地質災害防治研究

受科技水平的限制，以往地質災害的治理主要以事后治理為主，即在地質災害發(fā)生后根據(jù)災害現(xiàn)場的損失評估采取相應的治理和救災手段，不可避免地造成大量資源的浪費，并且很多高等級、高強度自然災害的發(fā)生會通常還會誘發(fā)其他次生災害，若未能對其進行準確預測，會造成更大的危害和損失。地理信息系統(tǒng)的應用有效提高了地質災害防治的事前管理水平。以江西省吉安市的地質災害信息系統(tǒng)為例，可利用該系統(tǒng)及時地監(jiān)測、采集、分析和整理災情信息，依托災情數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)模型，分析地質災害發(fā)生情況，預測可能發(fā)生的次生災害，制訂針對性的地質災害防治方案，為救援部門準備救援物資、組織救援人員、制訂救援計劃提供參考。吉安市地質災害信息系統(tǒng)界面圖如圖2所示。

5結束語

綜上所述，在科學技術水平不斷提高的背景下，地理信息系統(tǒng)技術的逐漸成熟，為資源管理、國土規(guī)劃、地質災害預防等多個領域都帶來了新的技術保障，使其獲得更好的發(fā)展。在地質災害信息系統(tǒng)建設中科學地應用地理信息系統(tǒng)，能顯著提高系統(tǒng)的全面性和準確度，提高對地質災害的監(jiān)控水平，提高對地質災害相關數(shù)據(jù)的采集、分析、處理和運用能力，幫助相關部門在地質災害發(fā)生前對其進行更加準確的預測，在地質災害發(fā)生后制訂科學性更強的救災計劃，減少地質災害帶來的損失。

參考文獻：

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[3]高華晨.滑坡災害風險分析及其防治研究[D].武漢:湖北工業(yè)大學,2020.

篇5

【關鍵詞】大數(shù)據(jù)時代，地理信息系統(tǒng)，應用

前言

從目前的實際角度來說，大數(shù)據(jù)時代下的地理信息系統(tǒng)的應用研究已經(jīng)成為了當代地理學術方面重要的研究應用，下面我們就對大數(shù)據(jù)下的地理信息系統(tǒng)的應用進行分析和簡述。

一、大數(shù)據(jù)對地理信息系統(tǒng)發(fā)展的重要性。

在目前社會經(jīng)濟、科技不斷的發(fā)展的大環(huán)境下，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)悄然到來，從某種意義上來說，地理信息的測繪部門和相應的技術在某方面來說受到了重大的影響和挑戰(zhàn)，如果我們可以合理的對大數(shù)據(jù)技術進行應用，那么我們就可以起到一個推進器的作用，從而推動地理測繪信息部分和機構的發(fā)展，但同時，我們要注意一點，從目前階段我國的測繪地理信息機構已經(jīng)開始重視大數(shù)據(jù)技術，并且已經(jīng)在這個基礎上進行了地區(qū)檢測，如果地理信息系統(tǒng)部分和機構可以在工作中加入大數(shù)據(jù)幾乎，那么大數(shù)據(jù)會讓地理信息部門和機構的工作變得更加便捷。大數(shù)據(jù)技術讓地理信息行業(yè)發(fā)生了天翻地覆的變化，一方面，許多專業(yè)和學者都希望在大數(shù)據(jù)技術的環(huán)境下對地理信息系統(tǒng)中施展拳腳。另一方面，大數(shù)據(jù)有效的促進了企業(yè)的發(fā)展和變革，最后。大數(shù)據(jù)時代下，他的商業(yè)價值無法估量他的潛力無疑是巨大的，我們應該進行具體的探究和思考，然后完成一系列的轉型，讓技術和管理之間聯(lián)系密切，把握住商機，獲得足夠的發(fā)展空間，為地理信息行業(yè)取得良好發(fā)展做出一定程度上的探路。

二、大數(shù)據(jù)背景下地理信息系統(tǒng)所要接受的挑戰(zhàn)。

（一）地理空間數(shù)據(jù)為什么一直在持續(xù)的增加？因為從目前來看，我國的地理空間數(shù)據(jù)處理在速度方面在不斷的增加，在這個不斷加快的過程中，地理空間數(shù)據(jù)的結構化特點就會凸顯出來，所以這個情況我們要及時的針對好，利用地理空間數(shù)據(jù)整體的特點，來進行大數(shù)據(jù)空間存取技術的大范圍普及和使用，經(jīng)過我們反復的實踐和分析下，可以得出一個結論，那就是當前地理信息系統(tǒng)在目前的大數(shù)據(jù)技術時代下面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，其中最大的問題是在于是否我們可以有效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息空想以至我們可以完成大數(shù)據(jù)文件管理和大數(shù)據(jù)文件的保護，同時可以在面對眾多文件和重復數(shù)據(jù)的情況下，進行科學有效的整理，保證自身的效率和存儲質量。

（二）我們還有一個數(shù)據(jù)整理的問題要進行分析，眾所周知，大量的地理信息，地理信息心痛可以系統(tǒng)的進行數(shù)據(jù)信息或者別的途徑來進行信息上的獲取，但是目前傳統(tǒng)的組織方法和處理方法等不能適應現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)結技術的走向，在這樣的背景下，我們要最大限度的提高自身的基礎性數(shù)據(jù)的效率，我們要最大程度的進行有效的提升基礎性數(shù)據(jù)更新效率能力，從而有效的滿足用戶需求，從而逐漸在這個大時代背景下被人們所重視。

三、大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)的應用分析

（一）首先大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)的應用，完美的提高了地理信息系統(tǒng)的高效存儲能力，隨著目前科技的飛速發(fā)展下，計算機的硬件設備已經(jīng)呈現(xiàn)出了頹勢，已經(jīng)不能和以往相比了，對于計算機的存儲也已經(jīng)變的更加的簡單，特別要注意的是，計算機標配硬盤的容量一般都符合原定的標準要求，單體磁盤的服務器標準容量可以達到30TB，但是在客觀世界的影響下，我們通常所說的地理信息系統(tǒng)經(jīng)常在應急保障方面和實時導航上已經(jīng)獲得了社會等廣泛的應用所以這就要求了數(shù)據(jù)的存儲量變得越來越高，相反，如果儲存量越來越低，那么地理信息系統(tǒng)會受到打擊，所以這樣說來數(shù)據(jù)庫就要多個類型的數(shù)據(jù)支持和結構化的數(shù)據(jù)支持才行。

（二）在大數(shù)據(jù)的時代背景下，我們要進行數(shù)據(jù)庫的擴展和升級，因為從目前來看，大數(shù)據(jù)背景下基礎性的數(shù)據(jù)量已經(jīng)發(fā)展的速度越來越快，如果不升級就導致了無法進行信息的及時更新容納。從目前來看，F(xiàn)階段的數(shù)據(jù)庫使用，關系類型的數(shù)據(jù)庫比較常用而且硬件的升級也是十分重要，他在一定程度上，有利于數(shù)據(jù)庫進行采分割擴展和非規(guī)范擴展等。升級硬件設備會花費大量的資金，同時，數(shù)據(jù)庫的服務器性能和容量提升的空間也很小，而數(shù)據(jù)庫分割不適合非結構化數(shù)據(jù)，我們要進行進一步的程序修改，這就導致了程序和模型的獨立性受到了破壞，然而非規(guī)范化的處理，可以增加大量冗余的同時來實現(xiàn)一致性的難度大幅度增加，由此可見，我們必須要爭地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行水平發(fā)展，才能保證他有足夠的伸縮性和擴展性。

四、結語

地理信息系統(tǒng)的工作是大量存取數(shù)據(jù)等任務，隨著目前我國的科技在不斷的發(fā)展和生活水平不斷提高的大前提下，我們應該對地理信息系統(tǒng)進行重視，眾所周知，大數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中最重要的組成部分，（其內容為遙感技術、地理信息采集等）所以在大數(shù)據(jù)的前提背景下，地理信息系統(tǒng)的未來有著廣闊的前景，在未來的發(fā)展中地理信息系統(tǒng)會出現(xiàn)質的飛躍。

參考文獻：

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篇6

[關鍵詞]地理信息系統(tǒng) 空間數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)管理

中圖分類號：UI69 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）34-0350-01

1、地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系

從地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程可以看出，地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展與制圖系統(tǒng)存在著密切的聯(lián)系，兩者相同之處是基于空間數(shù)據(jù)的表達、顯示和處理，從系統(tǒng)構成和功能上看，一個地理信息系統(tǒng)具有機制制圖系統(tǒng)所有組成和功能，并且地理信息系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)處理功能。

地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的區(qū)別就在于地理信息系統(tǒng)具有對空間數(shù)據(jù)進行解釋、判斷和分析的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)中的信息也能被廣泛地利用，它的核心就是具有獨特的數(shù)據(jù)管理，因此，地理信息系統(tǒng)是能對空間數(shù)據(jù)進行分析的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)必須包含數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

地理信息系統(tǒng)對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫進行分析和應用，是以文件管理的形式儲存圖形，并且圖形要素不能分解、查詢、沒有拓撲關系等。它與地圖數(shù)據(jù)庫以及地理數(shù)據(jù)庫的區(qū)別是地理信息系統(tǒng)僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來、不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助決策的分析，它是地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。

地理信息系統(tǒng)和CAD系統(tǒng)的區(qū)別是，二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，它在屬性方面弱，更缺乏分析和判斷能力。

計算機制圖是地理信息系統(tǒng)采集、儲存、處理空間數(shù)據(jù)的有力工具和手段。嚴格地講，計算機地圖制圖是以傳統(tǒng)的地圖制圖原理為基礎，并且利用電子計算機及其連接的輸入、輸出裝置作為主要工具，采用數(shù)據(jù)庫技術和圖形數(shù)字處理的方法來實現(xiàn)地圖信息的獲取、變換、傳輸、識別、儲存、處理、顯示和繪圖輸出等。計算機地圖制圖又稱機助制圖。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源通過不同的地圖制圖表現(xiàn)出來。例如：在測繪制圖中，點的坐標，水系，道路，房屋以及植被面的屬性等，利用不同的軟件繪制和表現(xiàn)出來等等。

2、地理信息系統(tǒng)具有的特征

地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學與現(xiàn)代技術相結合而產(chǎn)生的邊緣科學，它具有多學科交叉的特征，地理信息系統(tǒng)又是計算機化的信息系統(tǒng)，需要得到計算機硬件和軟件系統(tǒng)的支持。

地理信息系統(tǒng)處理的對象為地理空間信息，地理信息系統(tǒng)用于處理自然界特定空間內各種地理現(xiàn)象的信息，地理信息系統(tǒng)的核心組成是地理數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫，包括屬性數(shù)據(jù)庫、圖形數(shù)據(jù)庫和遙感影像數(shù)據(jù)庫等，地理信息系統(tǒng)能夠在同一的平臺內綜合處理這些信息，這是地理信息系統(tǒng)不同于其他信息系統(tǒng)的重要一點，并且包含的內容是豐富的和廣泛的。

地理信息系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要設計生產(chǎn)各種地圖，它通過圖表、文字、色彩等信息形象的表現(xiàn)出來，地理信息系統(tǒng)具有強大的制圖功能，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)制圖和一般意義上的機助制圖技術。地理信息系統(tǒng)具有空間分析功能，從而使地理信息系統(tǒng)區(qū)別于機助制圖系統(tǒng)，也正是空間分析功能賦予地理信息系統(tǒng)以強大的生命力?？臻g模擬地理信息系統(tǒng)是整個地球或部分區(qū)域的資源、環(huán)境在計算機中的縮影。地理信息系統(tǒng)可以依據(jù)系統(tǒng)應用模型，快速模擬自然過程的演變和過程，取得地理預測和實驗的結果。

在各行各業(yè)中，通過地理信息系統(tǒng)選擇優(yōu)化方案，避免不合理的決策，并且解決資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟和人口有關的實際應用課題，在經(jīng)濟社會中有助于決策支持系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)除了具有信息的一般特性還具有以下獨特特性：①空間分布性。它具有先定位后定性以及在區(qū)域上的分布特點，屬性的表現(xiàn)形式是多層次的。②數(shù)據(jù)量大。因為它具有空間特征和屬性特征還隨時間的變化而變化，所以數(shù)據(jù)量很大。③地理信息系統(tǒng)具有載體的多樣性，除物體的物質和能量本身外，還通過文字、數(shù)字、影像、符號、磁帶、光盤等等來描述地理實體。

3、地理信息系統(tǒng)的主要應用

從地理信息系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系以及地理信息系統(tǒng)特征和地理信息系統(tǒng)的分類中不難看出，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前景廣闊，表現(xiàn)在網(wǎng)絡化、標準化、數(shù)據(jù)商業(yè)化、系統(tǒng)的專門化、企業(yè)化、全球化、大眾化和智能化。地理信息系統(tǒng)是一種對自然與人類應用非常廣泛的系統(tǒng)工具，它的博才取勝和運籌帷幄的優(yōu)勢，使它成為能夠影響人們生活的各個方面、有關各行各業(yè)經(jīng)濟技術發(fā)展的基本工具。它的應用分為兩種情況，一種是利用地理信息系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)的基礎上，利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的地理信息系統(tǒng)軟件，并且在測繪與地圖制圖、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災情監(jiān)測、環(huán)境保護、國防、宏觀決策支持等一百多個領域，取得了良好的社會經(jīng)濟效益，下面結合例子來論述地理信息系統(tǒng)的廣泛應用。

地理信息系統(tǒng)在綜合分析評價與模擬預測中的應用，它不僅對地理空間數(shù)據(jù)進行編碼、存儲和提取，而且通過世界模擬，得到綜合評價，并且用這些數(shù)據(jù)以命令、函數(shù)和分析模擬程序對未來結果作出定量的和趨勢預測，對比不同決策方案的效果以及產(chǎn)生的后果，做出最優(yōu)決策，避免和預防災難發(fā)生。例如，通過對大興安嶺火災的研究、普查和分析，應用系統(tǒng)對十幾萬個數(shù)據(jù)進行分析篩選出氣溫、風速、降水等氣候要素，以及植被生長情況、積雪覆蓋程度，用模糊數(shù)學方法建立數(shù)學模型，并且建立微機系統(tǒng)多因子的綜合指標來預防災情發(fā)生。

地理信息系統(tǒng)在測繪事業(yè)中的應用，地理信息系統(tǒng)技術、遙感技術和全球定位技術，為測繪事業(yè)的發(fā)展起決定的作用，使地圖數(shù)據(jù)的獲取和成圖流程都發(fā)生了根本的改變，成圖的周期大大縮短，保證精度提高，促成地圖品種的多樣化。

地理信息系統(tǒng)在地理空間數(shù)據(jù)管理中的應用，它可以對地理數(shù)據(jù)的采集和組織進行有效的數(shù)據(jù)庫管理、更新、維護，且可對在決策中所需的地理信息，用多種方式進行快速查詢和檢查。例如在城市建設中，地面下的類管線以及測量控制網(wǎng)，規(guī)劃路線等基礎圖形數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)，對地下管線信息的全方位的現(xiàn)代化管理，為市政工程設計以及規(guī)劃建設提供查詢服務，一旦遇到問題，可以快速提出堅決方案。

在資源管理和環(huán)境保護中的作用，利用地理信息系統(tǒng)可以進行資源清查，將各方面來源的數(shù)據(jù)匯聚在一起，通過系統(tǒng)的分析使原始的數(shù)據(jù)快速再現(xiàn)，根據(jù)不同時期的土地類型以及土地利用現(xiàn)狀的分析，進行合理的開發(fā)和科學的管理。在環(huán)境保護方面，利用地理信息系統(tǒng)建立了環(huán)境檢測，分析及預報系統(tǒng)，客觀、全面、正確地反映區(qū)域的污染程度以及空間的分布狀態(tài)。為實現(xiàn)環(huán)境管理的科學化和自動化提供最基本的條件。

參考文獻

篇7

關鍵字：城市建設；遙感；一體化；ENVI/IDL；ArcGIS

Abstract: This paper describes the significance of remote sensing and geographic information systems integration and integration of the integrated three levels: management and sharing of data integration, platform integration and system integration development, pointed out that the integration of remote sensing and geographic information systems integration can achieve complementary advantages, to enhance the operability of the geographic information system software, to enhance the work efficiency of the space and image analysis, and effectively save the cost of the system, and proposed management and analysis of spatial data integration platform and emergency relief, remote sensing and geographic information systems integration the construction scheme of the system, it is bound to play an important role in urban management.Key words: urban construction; remote sensing; integration; the ENVI / IDL; the ArcGIS

引言

遙感技術是利用地面物體波譜特性，通過掃描影像識別地面物體的物理屬性，具有紫外、可見光、紅外、遠紅外直至微波等遙感工作波段。對這些波段的數(shù)據(jù)信息，進行圖像處理和信息提取，就會獲取大量的專業(yè)信息，如，對水體、植被、水系、地質、災害、土地利用、水土流失、海岸侵蝕等，用于對城市建設的資源環(huán)境進行規(guī)劃管理的輔助決策。

地理信息系統(tǒng)是地圖學與現(xiàn)代信息技術融合的1門信息技術，地理信息系統(tǒng)是城市建設信息采集、存儲、管理、分析、表達的有力工具。城市建設信息量大且繁雜，既有實時數(shù)據(jù)，又有歷史數(shù)據(jù)；既有環(huán)境數(shù)據(jù)，又有經(jīng)濟數(shù)據(jù)；既有矢量數(shù)據(jù)，又有柵格數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)中80%以上與空間位置相關。地理信息系統(tǒng)可有效地存儲和管理這些龐雜的數(shù)據(jù)[1]。

城市建設中的遙感應用

城市遙感是現(xiàn)階段遙感技術最具活力的領域之一，也是遙感最具有應用價值的領域之一。其主要表現(xiàn)在：a）城市空間基礎數(shù)據(jù)的獲取。采用高分辨率衛(wèi)星遙感影像，獲取信息量極其豐富的數(shù)字矢量線劃數(shù)據(jù)、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型，直接用作城市規(guī)劃的背景圖，在其上面疊加地形圖、道路紅線、地塊分界線、重要設施和地名等，它與地形圖相比不僅現(xiàn)勢性好且更直觀；b）城市規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測。采用兩期衛(wèi)星影像，經(jīng)過幾何配準、疊加分析，找出變化目標，再將變化目標同城市總體規(guī)劃進行比較，用規(guī)劃管理信息系統(tǒng)提供的基礎數(shù)據(jù)輔助檢查，通過現(xiàn)場檢查確定變化目標屬性，實現(xiàn)城市建設現(xiàn)狀的動態(tài)監(jiān)測，為城市總體規(guī)劃的實施提供保障；c）城市綠化覆蓋率計算。采用遙感影像進行城市綠化覆蓋率的計算，獲取城區(qū)內綠化覆蓋率、綠化面積和綠化類型分類等信息，建立城市綠化數(shù)據(jù)庫。

由此可見，遙感技術是城市建設中獲取信息的重要手段之一，可快速實現(xiàn)城市范圍國土資源與生態(tài)環(huán)境的多層次、全方位綜合調查，系統(tǒng)研究城市資源與環(huán)境的空間分布規(guī)律及其相互聯(lián)系、相互制約的關系，按不同層次、不同內容編制系列基礎圖件，客觀、真實、系統(tǒng)地反映城市的建設成就和存在問題，為制定城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的中長期規(guī)劃、國土資源和生態(tài)環(huán)境的綜合整治規(guī)劃以及城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供科學依據(jù)。

遙感與地理信息系統(tǒng)一體化集成技術

遙感是空間數(shù)據(jù)采集和分類的有效工具，地理信息系統(tǒng)是管理和分析空間數(shù)據(jù)的有效工具[2]。遙感影像已成為地理信息系統(tǒng)的主要信息源。作為地理信息系統(tǒng)的核心組成部分，遙感影像是提供及時信息的理想方式。在空間信息的許多行業(yè)，離開遙感影像，地理信息系統(tǒng)就是不完整的。另一方面，遙感獲取豐富的、海量的空間數(shù)據(jù)有賴于地理信息系統(tǒng)的有效管理與共享，利用地理信息系統(tǒng)強大的空間分析功能提取更深層次的專題信息，全面提升影像的利用價值。

遙感與地理信息系統(tǒng)一體化集成

遙感影像類似于地理信息系統(tǒng)中的柵格數(shù)據(jù)，遙感和地理信息系統(tǒng)很容易在數(shù)據(jù)層次上實現(xiàn)集成[2]。地理信息系統(tǒng)軟件沒有提供完善的圖像處理功能，遙感軟件中也缺少空間分析及數(shù)據(jù)管理工具。遙感和地理信息系統(tǒng)平臺一體化集成，可以由3個層次及途徑實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)一體化管理與共享

遙感影像和圖像分析功能可以作為核心組成部分與地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)一體化，首先解決的問題就是遙感與地理信息系統(tǒng)平臺之間的數(shù)據(jù)互操作問題。數(shù)據(jù)互操作實現(xiàn)有2個途徑，a）將遙感數(shù)據(jù)或者地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)都以標準格式保存，2個平臺都支持；b）遙感和地理信息系統(tǒng)平臺直接支持對方數(shù)據(jù)格式。很明顯后者比前者更加方便。

遙感數(shù)據(jù)主要格式為柵格，地理信息系統(tǒng)主要由矢量數(shù)據(jù)格式組成。柵格和矢量一體化管理，需要1種數(shù)據(jù)模型，同時儲存柵格和矢量數(shù)據(jù)，支持分布式管理。

影像天然地具有企業(yè)級應用的潛力，因為它可以實現(xiàn)多個用戶在同一幅圖上同時進行操作。這對于大型企業(yè)級應用更加有利，其中，最主要的優(yōu)勢就是節(jié)省成本。我們可以分享同一影像資源，顯著地減少成本。而影像由于自身的特點，具有很高的存儲要求，尤其是高空間分辨率、多光譜影像?；赪eb services的共享方式提供了1種合理的解決方式，它集中利用了計算機資源，可為若干個客戶端提供影像共享服務。

平臺一體化分析

在遙感軟件中進行的圖像處理工作流，與地理信息系統(tǒng)軟件下的地理信息系統(tǒng)工作流實現(xiàn)無縫鏈接和交換。比如，在遙感軟件中處理的數(shù)據(jù)通過菜單功能直接傳送到地理信息系統(tǒng)軟件中，無需中間的保存、打開等步驟；地理信息系統(tǒng)軟件中分析的數(shù)據(jù)，直接導入遙感軟件中，且保持同步顯示；遙感軟件中集成地理信息系統(tǒng)軟件的部分組件功能。雖然在2個不同的軟件平臺下工作，操作感和處理效率類似在1個平臺下作業(yè)。

系統(tǒng)一體化集成開發(fā)

大多數(shù)遙感和地理信息系統(tǒng)軟件平臺都提供了二次開發(fā)功能。在進行地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)時，將專業(yè)的影像數(shù)據(jù)處理和分析工具集成到地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)環(huán)境中，在同一系統(tǒng)中既能完成遙感數(shù)據(jù)的專業(yè)處理與分析，又能完成地理信息系統(tǒng)空間分析和共享等工作，形成1個遙感與地理信息系統(tǒng)一體化集成系統(tǒng)。要實現(xiàn)一體化集成系統(tǒng)，前提是遙感和地理信息系統(tǒng)軟件平臺提供的二次開發(fā)接口，都能通過程序開發(fā)語言調用，并整合在一起。

ENVI/IDL與Arc地理信息系統(tǒng)一體化集成方案

遙感與地理信息系統(tǒng)不僅從數(shù)據(jù)上，還會從整個軟件構架體系上真正實現(xiàn)融合，從而達到優(yōu)勢互補，進一步提升地理信息系統(tǒng)軟件的可操作性，提升空間和影像分析的工作效率，并有效節(jié)約系統(tǒng)成本。為了適應這種用戶需求和技術發(fā)展趨勢，更好地為用戶提供服務，全球最大的地理信息系統(tǒng)技術提供商Esri公司與全球遙感領域的領導者美國ITT VIS公司，建立了全球戰(zhàn)略合作伙伴關系，共同開發(fā)和建設遙感與地理信息系統(tǒng)一體化平臺。

ENVI是采用IDL（交互式數(shù)據(jù)處理開發(fā)語言）開發(fā)的、功能強大的、完整的遙感圖像處理軟件。ArcGIS是全球使用最廣的地理信息系統(tǒng)軟件。ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成解決方案，在真正意義上實現(xiàn)了遙感與地理信息系統(tǒng)一體化集成。

遙感與地理信息系統(tǒng)一體化在城市建設中的應用

遙感與地理信息系統(tǒng)一體化解決了數(shù)據(jù)、分析與共享三者之間的融合問題，形成完整的空間信息平臺。下面介紹2種空間信息一體化平臺的構建思路。

空間數(shù)據(jù)一體化管理與分析平臺

平臺結構見圖1，主要包括3個組成部分：數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)儲存和中心和數(shù)據(jù)分析和應用中心。3個部分都是通過廣域網(wǎng)/局域網(wǎng)進行連接[6]。

圖 1空間數(shù)據(jù)一體化管理與分析平臺結構圖

數(shù)據(jù)處理中心

數(shù)據(jù)處理中心依托ENVI遙感圖像處理系統(tǒng)，快速對遙感數(shù)據(jù)進行預處理，完成影像的幾何校正、融合、增強等處理流程。

數(shù)據(jù)儲存與中心

數(shù)據(jù)儲存與中心主要完成兩部分工作：a）將數(shù)據(jù)處理中心處理好的遙感數(shù)據(jù)進行入庫管理，并建立必要的元數(shù)據(jù)信息；b)將遙感數(shù)據(jù)與共享。

空間數(shù)據(jù)庫模型采用Geodatabase，它是按一定的模型和規(guī)則組合起來的存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的容器，實現(xiàn)了多源空間數(shù)據(jù)的集中和分布式管理。

遙感數(shù)據(jù)共享是基于ArcGIS Server平臺構建。ArcGIS Server 是功能強大的基于服務器的 地理信息系統(tǒng) 產(chǎn)品，用于構建集中管理的、支持多用戶的、具備高級地理信息系統(tǒng)功能的企業(yè)級地理信息系統(tǒng)應用與服務。它支持OGC標準服務，其中，針對柵格影像數(shù)據(jù)，可選擇WCS服務。其最大的特點是可超過3個波段的多波段影像數(shù)據(jù)，并保持影像的光譜信息。

數(shù)據(jù)分析和應用中心

數(shù)據(jù)分析和應用中心是在遙感/地理信息系統(tǒng)軟件的支持下，通過廣域網(wǎng)或者局域網(wǎng)從數(shù)據(jù)儲存與中心的空間數(shù)據(jù)庫或者Web Services中獲取影像數(shù)據(jù)，并結合城市建設應用模型，提取相應的專題信息。同時，將獲得的專題信息應用于實際生產(chǎn)。

空間數(shù)據(jù)一體化管理與分析平臺實現(xiàn)了統(tǒng)一采集并分發(fā)數(shù)據(jù)，各部門通過網(wǎng)絡快速檢索、瀏覽、下載數(shù)據(jù)，根據(jù)所在單位以及處理事務需要對數(shù)據(jù)進行分析。實現(xiàn)資源的統(tǒng)一調配和快速應用。

應急救災遙感地理信息系統(tǒng)一體化系統(tǒng)

以水情災害為例，應急救災遙感地理信息系統(tǒng)一體化系統(tǒng)的結構見圖2。分為4個組成部分：災情遙感監(jiān)測平臺、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、遙感信息共享服務平臺、平臺應用門戶[3]。

圖2應急救災遙感地理信息系統(tǒng)一體化系統(tǒng)結構圖

災情遙感監(jiān)測平臺

災情遙感監(jiān)測平臺依托ENVI/IDL+ArcGIS Engine二次開發(fā)功能，構建包括基于遙感的水情監(jiān)測、基于地理信息系統(tǒng)的損失評估系統(tǒng)和應急決策系統(tǒng)。實現(xiàn)災害信息的收集、分析以及決策為一體的完整應急救災信息平臺。

ENVI是個非常開放的平臺，提供豐富的影像處理函數(shù)供外部程序調用。同時，IDL具有很好的擴展性，能很方便地與其他開發(fā)環(huán)境（VB、VC、.NET、Java等）進行集成開發(fā)[4,5]。ArcGIS提供ArcObjects軟件組件庫，也提供了模塊化、可伸縮、跨平臺的通用API。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

采用空間數(shù)據(jù)模型，儲存遙感影像數(shù)據(jù)、基礎地理數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，供其他平臺使用，是整個系統(tǒng)的“心臟”。

遙感信息共享服務平臺

采用B/S平臺，快速將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或者災情遙感監(jiān)測平臺中的災情信息到網(wǎng)上。實現(xiàn)快速共享機制。

平臺應用門戶

平臺應用門戶是以遙感信息共享服務平臺為基礎，根據(jù)權限和使用對象性質劃分為決策領導、救災人員和普通用戶三類用戶。用戶通過客戶端瀏覽器，如，IE快速瀏覽災情信息。

結語

隨著空間信息市場的快速發(fā)展，遙感與地理信息系統(tǒng)的結合日益緊密。遙感與地理信息系統(tǒng)的一體化集成逐漸成為1種趨勢和發(fā)展潮流。ENVI/IDL與ArcGIS為遙感和地理信息系統(tǒng)的一體化集成提供了1個最佳的解決方案?；谶@個解決方案，將遙感與地理信息系統(tǒng)緊密結合，達到優(yōu)勢互補，進一步提升地理信息系統(tǒng)軟件的可操作性，提升空間和影像分析的工作效率，并有效節(jié)約系統(tǒng)成本。必將在水利行業(yè)中發(fā)揮重要的作用。

參考文獻：

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[3] 丁志雄.基于RS與地理信息系統(tǒng)的洪澇災害損失評估技術方法研究[D].北京:中國水利水電科學研究院.

[4] ITT Visual Information Solutions.ENVI4.7_User_Guide [D].ITT Visual Information Solutions,2009.

[5] ITT Visual Information Solutions.ENVI Tutorials[D]. ITT Visual Information Solutions,2009.

篇8

【關鍵詞】地理 信息系統(tǒng) 集成平臺

1 引言

現(xiàn)階段加強對地理信息系統(tǒng)集成技術的研究，探討構建更加合理的地理信息系統(tǒng)集成平臺框架結構具有重要的現(xiàn)實意義。地理信息集成平臺的構建，為城市的建設和規(guī)劃、環(huán)境的監(jiān)督和測試、城市公共安全以及地質勘測等方面做出了很大的貢獻。地理信息系統(tǒng)的集成常常被分為兩個層次：其中的一個層次是偏向于地理信息之間的空間分析，是各層地理信息之間相互關系的集成；另一個層次是關于地理信息之間不同的模型和數(shù)據(jù)，相互組織和管理方面的技術層次的集成問題。本文主要介紹第二個層次上的地理信息系統(tǒng)的集成問題。

2 地理信息系統(tǒng)集成技術

地理信息系統(tǒng)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個漫長的過程，地理信息系統(tǒng)的集成技術在這段發(fā)展過程中也逐漸分成了下面幾種形式：

（1）同樣一款GIS軟件的系統(tǒng)在不同的模塊或者是不同的系統(tǒng)之間選擇，使用Import/Export的文本和文件之間的交換形式。這種方式是最為簡單，它對于任何系統(tǒng)或者模塊之間的數(shù)據(jù)和模型的集成都適用。（2）大型的商業(yè)GIS軟件的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)模型具有一致性，可以對開發(fā)語言進行二次提供，從而構成軟件的開發(fā)平臺。利用二進制的數(shù)據(jù)轉換形勢在不同的模塊之間進行數(shù)據(jù)交換，不同的GIS軟件系統(tǒng)之間具有密切關系的話，也可以采用這種數(shù)據(jù)集成方式。（3）采用API的形式進行集成，也就是應用程序接口的形式。例如軟件系統(tǒng)ARC/INFO能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)客戶端和服務器之間的通訊就是通過RPC的接口來完成，提供了ARC/INFO與ARCVIEW之間的集成。另外用戶使用時也可以根據(jù)RPC的規(guī)范模式開發(fā)應用模塊，以此來實現(xiàn)信息系統(tǒng)的集成?；贏PI的思想技術還有ESRI提出的分布式計算環(huán)境。（4）對象之間進行的互操作功能是通過對象連接和嵌入的自動化功能來實現(xiàn)的。很多的商業(yè)GIS軟件都可以提供對象嵌入的自動化功能，用戶也能夠利用這些軟件作為能夠嵌入自己系統(tǒng)的對象。（5）還有一種信息系統(tǒng)集成形式是關系數(shù)據(jù)庫技術（ORDBMS），它可以將空間數(shù)據(jù)之間作為一種類型的數(shù)據(jù)直接進行集成，然后進入數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，使用者可以通過這個平臺直接對矢量的空間數(shù)據(jù)、普通關系的數(shù)據(jù)以及遙感的圖像數(shù)據(jù)進行管理和處理，也能夠利用這種的數(shù)據(jù)庫平臺的接口（API）對GIS的應用系統(tǒng)進行開發(fā)。（6）地理信息系統(tǒng)朝著開放以及互操作方向發(fā)展的標志是OPENGIS組織對于COBRA標準的采用，它了一些簡單的規(guī)范特征，這些都是地理信息系統(tǒng)開放的基礎，但是這種形式對于GIS軟件有了新的要求，需要重新開發(fā)GIS軟件。

根據(jù)這些形式的分析，地理信息系統(tǒng)的集成技術有了總體結構、數(shù)據(jù)庫集成平臺、模型集成平臺這些平臺結構分別是基于客戶/服務器、元數(shù)據(jù)或者關系數(shù)據(jù)庫構建而成的，并且在這些基礎上可以空間建模對數(shù)據(jù)進行空間處理，以便于進行空間的決策。

3 地理信息系統(tǒng)集成平臺框架結構

近年來隨著客戶/服務器體系結構的推廣使用，許多分布式系統(tǒng)中已經(jīng)普遍使用這種C/S結構。在這種結構下，不再需要對單一的客戶設置單一的服務器，而是把多個客戶機或者服務器通過各種硬件網(wǎng)絡和支撐平系到一起，實現(xiàn)各客戶機各平臺之間的通信，從而將所有的客戶機、服務器和軟硬件系統(tǒng)組成一個整體性的系統(tǒng)，而且能夠實現(xiàn)分布式的計算分析。這種基于客戶/服務器的分布式系統(tǒng)主要由前端的客戶機和后端的服務器兩部分組成。當客戶端有需求的時候就可以向系統(tǒng)發(fā)出命令請求，分布式系統(tǒng)的網(wǎng)絡服務系統(tǒng)就會把接收到的命令請求傳送到相應的服務器，服務器接收到請求之后就按照預先設定好的程序進行相應的分析計算，然后再經(jīng)過網(wǎng)絡服務系統(tǒng)把分析計算的結果反饋給客戶端，基于C/S結構實現(xiàn)分布式的計算分析。

將客戶/服務器機制引入地理信息系統(tǒng)集成平臺能夠實現(xiàn)對地理信息的分布式處理。將地理信息系統(tǒng)集成平臺分為兩層C/S結構，其中第一層C/S結構由系統(tǒng)的前端客戶和整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、模型庫集成平臺和對應的應用模型組成，第二層C/S結構是則主要由平臺、模型以及相關商用軟件組成?；镜目蚣芙Y構由客戶端、模型和數(shù)據(jù)集成平臺服務器與信息處理功能服務器三部分組成。在平時工作中客戶端主要是對用戶進行引導，指引客戶進行數(shù)據(jù)輸入、模型功能的選擇和某些輸入輸出項的選擇，然后將這些信息進行整理，提交到地理信息系統(tǒng)的模型、數(shù)據(jù)集成平臺的相關服務器中。這些服務器的主要作用是在模型數(shù)據(jù)庫中進行檢索選擇，根據(jù)用戶端發(fā)送的相關需求選擇合適的模型，當出現(xiàn)特殊需求的時候要重建模型或者對不同的模型進行功能組合搭配。確定好模型以后，根據(jù)模型的具體情況把相關的模型數(shù)據(jù)整理后提交給數(shù)據(jù)集成平臺的服務器，經(jīng)過不同的功能處理服務器的轉化處理將這些數(shù)據(jù)轉化為RS、GIS等服務器能夠識別操作的數(shù)據(jù)信息，最后這些服務器的操作結果會經(jīng)過模型集成平臺的服務器再反饋給用戶客戶端。

4 結語

本文介紹一種以客戶/服務器體系結構為基礎的地理信息系統(tǒng)集成平臺框架結構，從多個角度討論這種集成平臺所涉及的相關地理信息系統(tǒng)集成技術。通過C/S結構實現(xiàn)對于用戶需求的分布式處理，解決了關于地理信息之間不同的模型和數(shù)據(jù)，相互組織和管理方面的技術層次的集成問題?，F(xiàn)階段我國對于地理信息系統(tǒng)集成平臺的構建技術還不夠成熟，需要技術人員加強對于這方面的研究，提高我國對于地理信息的分析計算技術，促進我國地理信息行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]張健挺，萬慶.地理信息系統(tǒng)集成平臺框架結構研究[J].遙感學報，1999（1）：77-83.

篇9

關鍵詞：大數(shù)據(jù)時代；地理信息系統(tǒng)；問題分析；應用研究

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0019-02

以往學者對地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)方面的研究較多偏向整體方面的研究，較為缺乏對地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)在技術層次方面的探討。本研究從地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理方面的問題著手進行研究，提出了基于大數(shù)據(jù)的MongoDB和Dremel的解決措施。

1 地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)的必要性

受當時數(shù)據(jù)存儲技術的限制，早期的地理信息系統(tǒng)主要采用RDBMS進行管理，或者采用文件與RDBMS的方式進行管理，如國產(chǎn)GIS軟件GeoStar就采用后者的方式予以實現(xiàn)，其屬性數(shù)據(jù)仍沿用RDBMS管理模式，圖形、影響和DEM則交由文件系統(tǒng)管理[1]。但GIS本身固有的空間數(shù)據(jù)和海量數(shù)據(jù)特征以及數(shù)據(jù)處理快速響應的需求，決定了以RDBMS為代表的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和以統(tǒng)計學和數(shù)據(jù)挖掘為代表的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術已經(jīng)無法適應GIS數(shù)據(jù)存儲及處理的發(fā)展需求。大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，帶給了地理信息系統(tǒng)新的變革。就整體而言，大數(shù)據(jù)處理方式與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式存在以下區(qū)別。

大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式存在諸多不同：首先，大數(shù)據(jù)沒有抽樣概念，其針對的是全部數(shù)據(jù)，即全樣本數(shù)據(jù)概念，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式無論是統(tǒng)計學還是數(shù)據(jù)挖掘，都是以在數(shù)據(jù)中抽取樣本研究的方式進行；其次，傳統(tǒng)的統(tǒng)計學注重數(shù)據(jù)的因果關系分析，而大數(shù)據(jù)則完全無視數(shù)據(jù)的因果關系而在乎數(shù)據(jù)的關聯(lián)信息；再次，傳統(tǒng)的RDBMS數(shù)據(jù)處理技術十分追求優(yōu)良的精確性、高度的一致性，使得其并不具備良好的可擴展性，而大數(shù)據(jù)則因為多樣化的數(shù)據(jù)類型需要必須具備良好的可拓展性，并不再盲目追求計算結果的精確性，雖然RDBMS數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)有了并行計算，但追求高度一致性和容錯性的特點使得其無法像MapReduce等大數(shù)據(jù)并行處理技術那樣具備“秒級定律”的可用性和可拓展性；最后，大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)類型也不同于以結構化數(shù)據(jù)為主的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，其數(shù)據(jù)處理對象包括了以數(shù)字、字符為代表的結構化數(shù)據(jù)、員工簡歷信息等為代表的半結構化數(shù)據(jù)、音頻、視頻等為代表的非結構化數(shù)據(jù)這三大類型，在數(shù)據(jù)處理難度大為艱巨的同時，數(shù)據(jù)處理能力也得到了極大的提升[2]。

由以上四個方面的對比可以看出，大數(shù)據(jù)相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲及處理技術，無疑更能滿足地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理快速響應的需求，因而地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)已成為時代的必然。

2 地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)的問題分析

2.1 數(shù)據(jù)存儲

地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)特點注定了其數(shù)據(jù)存儲具有明顯的非結構化特征，其數(shù)據(jù)集呈現(xiàn)出典型的大數(shù)據(jù)特點，即海量數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）、快速的數(shù)據(jù)流轉和動態(tài)的數(shù)據(jù)體系（Velocity）、多樣化的數(shù)據(jù)類型（Variety）、快速變化的數(shù)據(jù)模型（Vitality）和高價值低密度（Value），以及高復雜度（Complexity）的大數(shù)據(jù)5V+1C特性。我國巨大的地理信息系統(tǒng)市場需求，爆炸性增長的空間數(shù)據(jù)存儲、越來越快速的數(shù)據(jù)處理響應以及越來越多樣化和清晰化的數(shù)據(jù)描述需求等等這些都對地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)提出了高要求。此外，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與保護、大量重復數(shù)據(jù)的處理也對其應用大數(shù)據(jù)構成了挑戰(zhàn)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

雖然地理信息系統(tǒng)目前已實現(xiàn)對海量空間數(shù)據(jù)通過多種途徑進行匯總，但其對海量空間數(shù)據(jù)的組織、處理、加工和存儲技術仍是較為落后[3]。在數(shù)據(jù)處理技術方面主要呈現(xiàn)為非結構化的海量空間數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)SQL數(shù)據(jù)處理技術的不相兼容，致使對海量空間數(shù)據(jù)的管理、處理和加工效果仍是差強人意，以此為基礎的數(shù)據(jù)增值產(chǎn)品自然無法順利產(chǎn)生，這已成為制約我國地理信息系統(tǒng)市場進一步發(fā)展的瓶頸。隨著市場競爭和用戶需求的現(xiàn)實需要，地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)集的實時更新要求正不斷被提升，在客觀上需要不斷加強的計算能力及效率。這既是地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)的客觀需要，同時也是其海量空間數(shù)據(jù)順應社會發(fā)展的必然要求。

3 地理信息系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)研究

3.1 數(shù)據(jù)存儲

盡管GIS軟件已經(jīng)通過加入對象關系模型實現(xiàn)了對RDBMS的性能擴展，使其能夠同時管理圖形、屬性數(shù)據(jù)、影響和DEM數(shù)據(jù)，并已實現(xiàn)了多比例尺空間數(shù)據(jù)的存儲，但該數(shù)據(jù)存儲模式已觸碰到既有技術發(fā)展的瓶頸，并且是導致地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)自動綜合能力與效率低下的重要原因。此外，以C/S架構為基礎的GIS系統(tǒng)由于自身的封閉性導致了其自身的數(shù)據(jù)共享能力偏弱，對批量數(shù)據(jù)處理后的存儲與同步性更新能力與效率也仍是有待加強。有鑒于此，有必要采取大數(shù)據(jù)的存儲方式，對傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模式進行革新。

大數(shù)據(jù)處理方式與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式的一大明顯區(qū)別是數(shù)據(jù)存儲形式的不同。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式在這一環(huán)節(jié)主要依靠RDBMS來實現(xiàn)。RDBMS尤其擅長結構化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲，但卻無法很好地存儲半結構化數(shù)據(jù)與非結構化數(shù)據(jù)。而大數(shù)據(jù)處理方式均很擅長對半結構化數(shù)據(jù)與非結構化數(shù)據(jù)的存儲。此外，大數(shù)據(jù)普遍采用分布式數(shù)據(jù)庫或分布式計算集群實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。其數(shù)據(jù)庫類型被人統(tǒng)稱為NoSQL，盡管傳統(tǒng)的RDBMS也有分布式數(shù)據(jù)庫，但它的存儲方式仍以結構化數(shù)據(jù)為主，并在高一致性、高精確度等方面進行嚴格要求，因而無法實現(xiàn)良好的擴展功能，而NoSQL則沒有這方面的嚴格限制。因此，NoSQL云存儲技術應是未來地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的主流技術。

NoSQL摒棄了RDBMS的關系與連接特性，保證了在數(shù)據(jù)存儲上的極佳可拓展性。數(shù)據(jù)存儲模型的靈活多變，更是大大減少了其在進行數(shù)據(jù)存儲和更新操作時的系統(tǒng)開銷。以MongoDB為例，它為了實現(xiàn)對多樣化的數(shù)據(jù)存儲形式的兼容，采用了面向文檔的數(shù)據(jù)庫管理措施，使得其具備優(yōu)良的可拓展性。其原理就是將RDBMS中“行”的概念替換成“文檔”模型，因而能夠確保實際數(shù)據(jù)存儲時文檔或數(shù)組的嵌套，并實現(xiàn)了復雜層次關系的單一記錄存儲[4]。它所存儲的數(shù)據(jù)結構十分松散，保障了其數(shù)據(jù)存儲模型的靈活多變特性，并能夠有效支持復雜的屬性數(shù)據(jù)，在索引結構方面也由于自身復雜層次關系的簡化和查詢索引技術的強大，已經(jīng)基本實現(xiàn)了對RDBMS查詢功能的完全支持。

由此可見，文檔型NoSQL存儲技術十分符合地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)存儲的要求，并且避免了地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲技術在存儲海量空間數(shù)據(jù)時耗費的數(shù)據(jù)壓縮與轉換的系統(tǒng)開銷，因而能夠通過對數(shù)據(jù)存儲方式的革新有效提升地理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)讀取與更新時的效率。

3.2 數(shù)據(jù)處理

傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫都會建立多比例尺的空間數(shù)據(jù)庫，再根據(jù)實際應用的需要調動不同比例尺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，來增強地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理響應速度的需求[1]。但就其實際操作而言仍無法較好地滿足地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理接近實時數(shù)據(jù)處理的要求，其矢量數(shù)據(jù)的自動綜合能力也是差強人意。但在大數(shù)據(jù)時代，該空間數(shù)據(jù)的處理方式完全可以用大數(shù)據(jù)的交互式數(shù)據(jù)處理方式來予以解決。

交互式數(shù)據(jù)處理，主要指通過人機交互來逐步實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，它能讓數(shù)據(jù)被及時地處理和修改，并讓處理結果立刻被用戶知悉和運用。當前交互式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有Spark和Dremel等。作為高效分布式計算系統(tǒng)，Spark在性能上要比Hadoop在數(shù)據(jù)處理上的效率提升100倍，并提供了比Hadoop更為上層的API。Spark的代碼簡潔，Hadoop要實現(xiàn)與其相同功能的代碼往往需要數(shù)十倍或上百倍的長度。Dremel則通過組建規(guī)模上千的集群來實現(xiàn)PB級別海量數(shù)據(jù)的秒級處理。因為Google專門設計Dremel用來彌補MapReduce的不足，因而Dremel在規(guī)模上、交互式查詢能力都要比后者優(yōu)越。

以Dremel為例，它通過嵌套式的數(shù)據(jù)模型來支持對半結構化和非結構化數(shù)據(jù)的并行處理。通過用列式存儲方法來保存數(shù)據(jù)，進而在數(shù)據(jù)處理和分析時只需要針對指定數(shù)據(jù)進行處理，因而減少了CPU和磁盤的訪問量。最后，Dremel結合了Web搜索和并行DBMS的技術，通過借鑒Web搜索的“查詢樹”概念，將復雜巨大化的查詢搜索分割成并發(fā)在大量節(jié)點上處理的較小簡單數(shù)據(jù)查詢。簡單而言，交互式數(shù)據(jù)處理方式就是通過對數(shù)據(jù)的分片存儲和對查詢功能的優(yōu)化來實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速處理。

由此可見，地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)的多比例尺數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完全可以通過Dremel嵌套式數(shù)據(jù)模型的列式存儲方式進行存儲，進而在響應實際數(shù)據(jù)處理需求時通過類似Web搜索的處理方法調出符合查詢要求的分片數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)處理的優(yōu)化，因為數(shù)據(jù)搜索的系統(tǒng)開銷大為降低，因而大大提升地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理響應速度。

4 結束語

經(jīng)過探討地理信息系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)應用方面的數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)處理問題，并針對性地給出基于大數(shù)據(jù)的解決措施，可以發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)在未來的地理信息系統(tǒng)具備廣闊的應用前景。除了本文所提及的MongoDB和Dremel大數(shù)據(jù)處理技術，大數(shù)據(jù)還有以MapReduce為代表的批量數(shù)據(jù)處理技術、以Storm為代表的流式數(shù)據(jù)處理技術和以Neo4j為代表的圖數(shù)據(jù)處理技術，它們都在未來的地理信息系統(tǒng)發(fā)展中大有可為。

參考文獻：

[1] 龔健雅. 中國地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展[J]. 測繪工程， 2002（2）： 5.

[2] 維克托?邁爾?舍恩伯格， 肯尼思?庫克耶.大數(shù)據(jù)時代[M]. 盛楊燕， 周濤， 譯. 杭州： 浙江人民出版社， 2012.

篇10

隨著城市建設的快速發(fā)展，濰坊市燃氣事業(yè)發(fā)展迅猛，燃氣管道數(shù)量急劇增加。城區(qū)管道燃氣已經(jīng)從中心城區(qū)向郊區(qū)延伸，并實現(xiàn)了燃氣管網(wǎng)的全區(qū)覆蓋，燃氣居民用戶20萬戶，工業(yè)用戶3000多戶。濰坊市城區(qū)已有1200km各種壓力級制的燃氣管道，管網(wǎng)管理的難度越來越大，涉及面越來越廣，手工的管理模式和管理手段已無法滿足“合理規(guī)劃、科學管理、安全供氣、優(yōu)質服務”的要求，建立地下燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是解決問題的捷徑。通過地理信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)的動態(tài)管理，為城市燃氣規(guī)劃、管網(wǎng)管理、燃氣事故預防及突發(fā)事故的處理等迅速、準確地提供管網(wǎng)的相關數(shù)據(jù)。目前，我市燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)已經(jīng)建立并進一步擴展中。

一、建立地理信息系統(tǒng)的必要性

1、燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的基本功能。燃氣管線相關地形、管深、材質甚至管內介質參數(shù)就是地理信息，這一系統(tǒng)數(shù)據(jù)量巨大，有空間定位的特點。地理信息系統(tǒng)可以對管網(wǎng)的空間、屬性特征及時序特征在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下進行數(shù)據(jù)的采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述。建立燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)可以使地下燃氣管線變暗為明，直接了解管線的走向、相互間距、埋設深度等，避免在建設施工中發(fā)生重大事故。在建立信息數(shù)據(jù)庫后，應用系統(tǒng)網(wǎng)絡分析和各種專業(yè)算法，可以動態(tài)模擬出管道內溫度、壓力、流量等參數(shù)，并提供燃氣管道突發(fā)事故應急處理的決策方案。

2、燃氣管網(wǎng)地埋信息系統(tǒng)功能可以進一步拓展。目前大多燃氣公司采用圖形軟件系統(tǒng)CAD進行管線的圖檔管理，功能比較單一。一個功能強大的燃氣管網(wǎng)地埋信息系統(tǒng)，必須能快速處理各種海量的空間數(shù)據(jù)，自動處理圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的管理拓撲關系，并能實施有關查詢統(tǒng)計，決策分析。建立這樣一個系統(tǒng)首先要選擇系統(tǒng)運行的GIS平臺軟件。GIS平臺是具有模擬、處理、檢索、分析和表達數(shù)據(jù)等完備功能的通用型軟件，燃氣管網(wǎng)信息系統(tǒng)是在GIS平臺上二次開發(fā)出的應用系統(tǒng)。以Mapinfo為代表的國外GIS軟件功能強大，但價格昂貴，國產(chǎn)GIS界面簡潔，使用方便，功能已接近國外軟件，價格較低，便于維護。

3、 地理信息技術構建強大的基礎工作平臺。在信息化發(fā)展過程中，有很多方面需要地理信息系統(tǒng)作為基礎圖形平臺。市政公共設施的建設高速發(fā)展，大量的塑料管材開始不斷投入使用。對于鋼管，一些原有的標志點已無法繼續(xù)使用或者需要通過荒蕪地區(qū)。在毫無參照物的情況下，將地理信息與電子標志系統(tǒng)進行融合，改變巡線人員利用拴點圖、竣工圖和經(jīng)驗來判斷管道走向、拐點、管徑、材質等方面情況的舊有模式，通過利用標志器探測儀來對整個區(qū)域的管網(wǎng)進行綜合的分析判斷，可大大提高效率，降低工作強度。

二、地理信息系統(tǒng)的特點

1、實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)信息的共享，保證信息一致性、唯一性和及時性。將通用地理信息的相關內容與電子標志系統(tǒng)進行融合，通過相應的指令就可以調出探測區(qū)域管網(wǎng)的圖號、地名、調壓站、閥門井、工程號、坐標定位、查詢、統(tǒng)計和分析等相關的信息。實現(xiàn)與SCADA的連接，可遠程定位監(jiān)控，并可實時查看當前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。接收GPS衛(wèi)星信號，利用先進的GPS衛(wèi)星定位技術，搜尋當前所在位置，通過CAD/GIS數(shù)據(jù)庫，完成對該區(qū)域管道情況的綜合處理。

2、利用先進的ID標志器，可以快速地對標志器內的信息進行讀取，分析判斷，進而了解地下管網(wǎng)的相關情況。

3、通過電子信息標志器內置的芯片，將所需要的信息儲存在電子信息標志器中。信息儲存功能包括很多內容，其中對管網(wǎng)管理非常有用的功能包括：按照管道類型(高壓、次高壓、中壓、低壓)、按照設備類型(變徑、套管、遙控閥門、閥門井等)、按照行政區(qū)域(各區(qū))、按照通氣狀態(tài)、按照時間設置(年、月)進行多種組合的數(shù)據(jù)查詢和儲存處理。

4、通過相應的管理軟件對電子信息標志器的發(fā)放情況、埋設情況、驗收情況進行管理。通過對歷史數(shù)據(jù)的收集和匯總分析，對制定管道維護計劃和處理突發(fā)事件提供有益的幫助。強大的數(shù)據(jù)維護和通信系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的實時性，使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，系統(tǒng)數(shù)據(jù)更加安全可靠。

三、 地理信息系統(tǒng)的應用

1、管網(wǎng)運行。管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)可以為管網(wǎng)運行管理人員提供管網(wǎng)分布基本信息，根據(jù)管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的動態(tài)拴點功能精確定位特定的管道、閥門井和調壓站等。將管網(wǎng)地理信息數(shù)據(jù)錄入到電子標志系統(tǒng)中，配合GPS衛(wèi)星定位儀，當探測裝置運行時，可以隨時查看探測裝置周圍管道情況以及泄漏管道影響的區(qū)域。當巡線人員需要探測不明管道位置和管道相關情況時，利用探測裝置可以迅速探測管道情況，進一步發(fā)揮管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的效能，確保管網(wǎng)運行更加安全可靠。

2、應急搶險。EMS的精確定位技術還可應用在管網(wǎng)事故搶修方面。如在管網(wǎng)事故緊急搶修時，可以采用EMS與GPS相結合，通過GPS系統(tǒng)準確獲取搶修的地面位置，并利用EMS快速確定故障區(qū)域，協(xié)助搶險人員分析事故的影響范圍和影響程度，生成搶修方案，有效實施搶修作業(yè)。

3、綜合調度。利用地理信息系統(tǒng)，可以建立強大的管網(wǎng)信息網(wǎng)絡，對各區(qū)域管道的精確路線、埋設深度等信息進行系統(tǒng)化的構建，為調度中心對管道的綜合調度、安全運行提供了堅實的技術支持。

四、對未來的展望

1、完善基本信息數(shù)據(jù)。當前的管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)還不全面、不準確，有的舊管道沒有基礎資料，以及由于信息不暢、管理流程不清等原因造成的管道壓力不符、設施名稱不統(tǒng)一等實際問題較多，因此，還需要經(jīng)過大量的補測更新工作來逐步完善。

2、更新現(xiàn)有地形圖。圖庫中新地形圖缺乏，現(xiàn)有的地形圖不能滿足燃氣事業(yè)快速發(fā)展需要，造成新測管道缺乏地形依據(jù)。由測繪院提供新的地形圖，對還沒有參照物的燃氣管道，組織測量人員進行現(xiàn)場補測，著力健全新地形的相關資料。對已完成的相關工程項目的資料進行歸檔，并與圖檔管理部門和管網(wǎng)所密切配合，逐步完善各項資料。

3、建立系統(tǒng)模塊。在建立燃氣管網(wǎng)信息系統(tǒng)時，要根據(jù)各燃氣公司的實際需要，確定系統(tǒng)的功能要求能到哪一個層次，兼顧務實和發(fā)展。切忌在基礎功能都沒能很好實現(xiàn)的情況下盲目追求較高層次的功能。各種GIS系統(tǒng)中，最內核算的功能是數(shù)據(jù)的維護，燃氣管網(wǎng)GIS圍繞數(shù)據(jù)庫這一中心，最常用也最實用的是運用數(shù)據(jù)進行基本查詢、出圖、事故處理等功能，這一系統(tǒng)應包括數(shù)據(jù)編輯子系統(tǒng)、圖形管理子系統(tǒng)、管網(wǎng)管理子系統(tǒng)、決策分析子系統(tǒng)、查詢統(tǒng)計子系統(tǒng)、用戶管理子系統(tǒng)。