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關(guān)鍵詞 Web GIS 構(gòu)建方案 技術(shù) 應(yīng)用
中圖分類號:TP393 文獻標(biāo)識碼:A
0引言
GIS是地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)的簡稱,是一種在計算機軟硬件支持下的空間數(shù)據(jù)輸入、存儲、檢索、運算、顯示、更新和綜合分析的應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。經(jīng)過三代軟件的改進,形成了圖像處理功能強大、支持大型數(shù)據(jù)庫的信息系統(tǒng)平臺。目前,最具代表性的新技術(shù)有:互聯(lián)網(wǎng)GIS(Web GIS)、虛擬現(xiàn)實GIS(VR GIS)、組件GIS(COM GIS)等。Web GIS作為GIS的一大分支,本文將在理解該技術(shù)基本概念和特點的基礎(chǔ)上,重點探討基于各類構(gòu)建方案的新應(yīng)用。
1 Web GIS概述
21世紀是信息的時代,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展正在改變著整個世界,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與諸多領(lǐng)域相互交融,成為了當(dāng)今世界最大的信息網(wǎng)絡(luò)。在此背景下,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為GIS提供了一種嶄新的地理信息載體,開創(chuàng)了GIS與互聯(lián)網(wǎng)相融合的重大革新。
互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(Web GIS)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)平臺、客戶端運行于互聯(lián)網(wǎng)上的地理信息系統(tǒng),是地理信息系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新擴展。Web GIS通過互聯(lián)網(wǎng)來連接多個主機、數(shù)據(jù)庫以及終端來組成系統(tǒng),具備服務(wù)端為客戶端提供服務(wù)、客戶端獲取有效信息的功能結(jié)構(gòu)。
Web GIS在結(jié)構(gòu)上屬于分布式地理信息系統(tǒng)模型,通過互聯(lián)網(wǎng)可有效地實現(xiàn)分布式地理信息處理。主要由瀏覽器、服務(wù)器、編輯器、信息四部分組成。其中,瀏覽器可用于服務(wù)器連接點上各種地理信息數(shù)據(jù)讀??;服務(wù)器可用于瀏覽器與服務(wù)器之間的交互;編輯器可用于各類空間數(shù)據(jù)的編輯與顯示;信息直接提供數(shù)據(jù)庫訪問功能,空間網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵部分。
2 Web GIS主要特點
與傳統(tǒng)桌面或局域網(wǎng)GIS技術(shù)相比,簡單來說,Web GIS是一種基于Web的GIS技術(shù),具有以下主要技術(shù)優(yōu)勢:
(1)支持互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準。Web GIS支持互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準,可以實現(xiàn)與各種數(shù)據(jù)連接的功能,具有結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性,是實現(xiàn)所有需求的保證。
(2)分布式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可在客戶端和服務(wù)器端活躍執(zhí)行進程,顯著降低了寬帶要求提高系統(tǒng)性能,有效平衡處理負荷。
(3)高效利用空間數(shù)據(jù)資源。該技術(shù)可充分調(diào)用GIS數(shù)據(jù)庫,將其轉(zhuǎn)換為自身所能使用的數(shù)據(jù)。同時將數(shù)據(jù)分散存儲,對于降低負荷、加快訪問速度、減少成本有很大幫助。
3 Web GIS構(gòu)建方案
Web GIS具有開放的服務(wù)器和客戶端結(jié)構(gòu),這使得客戶端可以同時獲取服務(wù)器端硬件資源和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源等。依據(jù)屬性數(shù)據(jù)的邏輯位置,可將Web GIS劃分為服務(wù)器端和客戶端兩種解決方案。對于服務(wù)器端解決方案,主要是由服務(wù)器完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫任務(wù),通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給客戶端并顯示出來;對于客戶端解決方案,服務(wù)器通過發(fā)送客戶程序來實現(xiàn)與用戶的簡單交互,操作方便靈活,但處理大型數(shù)據(jù)庫能力有限。
目前,常見的Web GIS系統(tǒng)開發(fā)方法有:利用通用網(wǎng)關(guān)接口(CGI)技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng);利用服務(wù)器端應(yīng)用程序接口構(gòu)建系統(tǒng);利用plug-in插件技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng);利用ActiveX控件和DCOM組件對象模型構(gòu)建系統(tǒng);利用Java編程語言構(gòu)建系統(tǒng)。前兩類構(gòu)建方案主要運行于服務(wù)器平臺,后面三類構(gòu)建方案運行于客戶端?;谏鲜鑫宸N技術(shù)方法構(gòu)建的Web GIS系統(tǒng)平臺在許多領(lǐng)域獲得了很好的應(yīng)用。
4 Web GIS的應(yīng)用
由于Web GIS的重要性以及提供的巨大商機,地理信息系統(tǒng)軟件商紛紛推出了各自的系統(tǒng)版本,且更新周期非???。雖然各個軟件生產(chǎn)商推出的Web GIS平臺的實現(xiàn)技術(shù)不同,但是它們的體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組織基本是一致的,都是由GIS瀏覽器、Web服務(wù)器、GIS服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫四部分組成。
其中國外具有代表性的Web GIS平臺有ESRI公司的Internet Map Server(ArcIMS)平臺、MapInfo公司的MapXtreme平臺、Autodesk公司的Autodesk公司的Autodesk MapGuide平臺、Intergraph公司的GeoMedia Web Map平臺。國內(nèi)以武漢吉奧公司的GeoSurf平臺和國家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心的地網(wǎng)GeoBeans平臺最具代表性。
總之,Web GIS成功開拓了地理信息資源研究的新領(lǐng)域,有效提高了地理信息的共享化程度,為地理信息工作者們開辟了有效途徑,是地理信息系統(tǒng)軟件發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻
[1] 梁紅蓮,劉登忠.GIS應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探討[J].物探化探計算技術(shù),2001(1).
關(guān)鍵詞:地理信息技術(shù);教學(xué)改革;計算機類專業(yè)
隨著計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,地理信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于國土管理[1]、城市規(guī)劃[2]、災(zāi)害評估[3]和公共安全[4]等諸多領(lǐng)域。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)快速發(fā)展,地理信息技術(shù)和這些新技術(shù)融合趨勢越來越明顯[5]。目前,許多高校開設(shè)了地理信息技術(shù)相關(guān)的專業(yè),如地理信息系統(tǒng)、遙感科學(xué)與技術(shù)、空間信息與數(shù)字技術(shù)等,培養(yǎng)相關(guān)專門人才,同時,一些其他相關(guān)專業(yè),如資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、環(huán)境科學(xué)、城市規(guī)劃,由于行業(yè)應(yīng)用的需要,也開設(shè)了地理信息系統(tǒng)等相關(guān)課程。地理信息技術(shù)作為信息技術(shù)的重要分支,計算機類專業(yè)的學(xué)生有必要深入了解,因此,很有必要在在計算機類專業(yè)開設(shè)相關(guān)課程。
1課程性質(zhì)及特點
在計算機類專業(yè),地理信息技術(shù)一般作為專業(yè)方向課或?qū)I(yè)選修課開設(shè)。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生需掌握地理信息技術(shù)的基本原理、基本方法和相關(guān)應(yīng)用,為學(xué)生在信息技術(shù)中綜合集成地理信息技術(shù)打下堅實基礎(chǔ)。由于課程的特殊性,該課程明顯具有以下特點[6]:多學(xué)科交叉、實踐性強、具有前沿性特征。
1.1多學(xué)科交叉
地理信息技術(shù)課程以3S為核心,集成了地理學(xué)、地圖學(xué)、測繪學(xué)、計算機科學(xué)等眾多學(xué)科的相關(guān)理論和技術(shù),是多科學(xué)交叉的產(chǎn)物。由于涉及學(xué)科領(lǐng)域眾多,要求學(xué)生必修具有相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的知識。對于計算機類專業(yè)的學(xué)生而言,學(xué)生僅僅具備了扎實的計算機科學(xué)的基礎(chǔ)知識,其他學(xué)科的基礎(chǔ)知識嚴重不足。這要求教師在教學(xué)過程中,需要考慮到學(xué)生的實際情況,根據(jù)需要適當(dāng)補充其他相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識。
1.2實踐性強
地理信息技術(shù)是一門實踐性很強的學(xué)科,地理信息技術(shù)的應(yīng)用促使技術(shù)體系不斷完善,進而促進了相關(guān)理論體系的形成。同時,新的理論體系進一步促進地理信息技術(shù)的發(fā)展,并不斷擴展應(yīng)用領(lǐng)域。因此,地理信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容包括了基本理論研究、技術(shù)方法和技術(shù)應(yīng)用三方面,既是一門基礎(chǔ)理論學(xué)科,又是一門實踐性很強的學(xué)科。這就要求教師在教學(xué)過程中既要講解本課程中的基礎(chǔ)理論,又要巧妙地將基本理論與實際應(yīng)用結(jié)合起來,這樣有利于學(xué)生加深對基本理論的理解,提高學(xué)生運用地理信息技術(shù)解決實際問題的能力。
1.3前沿性
地理信息技術(shù)自誕生以來,已經(jīng)形成完善的理論體系和技術(shù)方法,隨著新興IT技術(shù)的不斷涌現(xiàn),地理信息技術(shù)的發(fā)展和更新也日新月異。因此,地理信息技術(shù)課程呈現(xiàn)了前沿性的明顯特點。
2地理信息技術(shù)教學(xué)改革
2.1明確教學(xué)目標(biāo)
不同專業(yè)的地理信息技術(shù)課程由于教學(xué)目標(biāo)的不同,其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也完全不一樣[7]。對于地理信息技術(shù)相關(guān)的專業(yè)而言,地理信息技術(shù)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)地理信息技術(shù)專業(yè)技術(shù)人員,學(xué)生需要掌握基本原理、技術(shù)方法和典型應(yīng)用,為后序課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。對于其他相關(guān)專業(yè)而言,地理信息技術(shù)的課程的教學(xué)目標(biāo)則是以專業(yè)知識為背景,地理信息技術(shù)作為一種輔助技術(shù)手段更好的解決本行業(yè)相關(guān)的問題。計算機類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)計算機專業(yè)人才,地理信息技術(shù)的課程教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握地理信息技術(shù)的基本原理和技術(shù)方法,為將來在工作中綜合集成地理信息技術(shù)打下堅實基礎(chǔ)。
2.2改革教學(xué)內(nèi)容體系
根據(jù)計算機類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及地理信息技術(shù)課程本身的特點,需要對課程教學(xué)內(nèi)容體系進行很好的規(guī)劃。為了能夠與專業(yè)更好的緊密結(jié)合,在介紹地理信息技術(shù)的基本理論和基本原理的同時,特別需要突出空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫和空間分析原理與方法幾方面的內(nèi)容。經(jīng)過實際的教學(xué)探索,該課程的內(nèi)容主要包括以下四部分:①基礎(chǔ)知識,主要包括基本概念、坐標(biāo)系統(tǒng)和地圖投影;②GPS與定位技術(shù),主要包括GPS工作原理和其他定位技術(shù);③地理信息系統(tǒng)(GIS),主要包括空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫、空間分析原理與方法及地圖制圖;④遙感技術(shù)(RS),主要包括遙感基本原理和遙感圖像處理。以上教學(xué)內(nèi)容基本覆蓋了地理信息技術(shù)的主要基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法。
2.3豐富教學(xué)方法
為提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以采用問題探究式教學(xué)法、對比教學(xué)方和項目驅(qū)動教學(xué)等多種方法相結(jié)合。探究式教學(xué)是指將探究式方法運用到教學(xué)中,在教師的引導(dǎo)與協(xié)助下,學(xué)生作為教學(xué)主體,通過提出問題、搜查資料、形成對問題的解釋以及論證解釋等探究環(huán)節(jié),自主建構(gòu)知識、獲取知識、應(yīng)用知識的過程,以此來培養(yǎng)學(xué)生的探究意識、創(chuàng)新精神和實踐能力的研究性活動[8]。例如,在講解空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之前,教師給出空間數(shù)據(jù)例子及特點,讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),自行總結(jié)在能夠?qū)⒖臻g數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)組織存放的方法?!皩Ρ冉虒W(xué)法”是將教材中有一定聯(lián)系和差異的教學(xué)內(nèi)容放在一起進行對比討論和分析,找出其中的異同點,將有關(guān)的知識和理論遷移到另一對象上[9]。例如在講解空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時候,讓學(xué)生比較矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,進而引導(dǎo)學(xué)生進一步思考空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)未來的可能發(fā)展方向;在講解空間數(shù)據(jù)庫的時候,讓學(xué)生將空間數(shù)據(jù)庫和適合存放大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫進行對比,進而引申出空間數(shù)據(jù)引擎的概念及作用。項目驅(qū)動教學(xué)法可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的能力[10]。例如將講解空間分析原理與方法時,要求學(xué)生結(jié)合所需知識,完成一個典型的“學(xué)校選址分析”的實際項目,教師只提供具體問題、基礎(chǔ)數(shù)據(jù),詳細的問題建模、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果表達均要求學(xué)生自行完成。
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù);存儲方法;融合技術(shù)
基礎(chǔ)地理信息是各類地理信息用戶的統(tǒng)一空間載體,面向社會方方面面,應(yīng)用范圍極為寬廣,且具有極高的通用性、共享性和社會公益性。近年來,信息化測繪發(fā)展迅速,要滿足信息化社會需求,必須包含詳細的環(huán)境、資源、經(jīng)濟、人文、社會等方面的信息,以增加測繪服務(wù)內(nèi)容,豐富服務(wù)形式,這就需要加強基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的處理,加強基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與其他信息的和管理。
1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)基本特性
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)是空間數(shù)據(jù)中最具體普遍性、通用性和利用價值的信息,承,對于促進測繪行業(yè)的信息化建設(shè)與發(fā)展有著十分重要的作用,同時也是打造“智慧城市”的基礎(chǔ)框架。關(guān)于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的基本特性,主要包括以下幾方面:(1)空間特性,即地物的空間分布狀況;(2)屬性特性,表現(xiàn)現(xiàn)象的特征。(3)時態(tài)特性,描述現(xiàn)象或物體時間上的變化。(4)基礎(chǔ)性與統(tǒng)一性,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)測繪的成果資料,涵蓋了包含地形、地貌、環(huán)境、建筑、控制點、交通等信息在內(nèi)的全部基礎(chǔ)地理信息,需進行統(tǒng)一管理。
2 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)相關(guān)處理技術(shù)
2.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)存儲方法
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)存儲是在模型設(shè)計的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進行管理的核心內(nèi)容,目前,對于地處地理信息數(shù)據(jù)的存儲方式主要有基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)存儲、柵格數(shù)據(jù)庫存儲、3D產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、地名數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫、大地成果數(shù)據(jù)庫這幾種方式。以大地成果數(shù)據(jù)庫為例,數(shù)據(jù)主要由平面三角控制網(wǎng)、GPS控制網(wǎng)、水準控制網(wǎng)及控制點組成,數(shù)據(jù)庫中包含了控制網(wǎng)拓撲、結(jié)算等信息,將這些數(shù)據(jù)與DLG數(shù)據(jù)疊加起來可實現(xiàn)對整個控制網(wǎng)分布的可視化展示和管理,關(guān)于大地測量要素的存儲,一般采用比例尺方式,適用于不同比例尺的同類大地測量要素存儲在同一個物理分層。
要使基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)保持較好的現(xiàn)勢性,就要不斷對數(shù)據(jù)進行更新和集成,直到達到測繪部門對數(shù)據(jù)的要求。
集成管理海量基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)是對多源、多類型、多格式的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進行整理、融合和分化,需要以可視化方式組織數(shù)據(jù),進行疊加分析和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化,集成柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù),在此過程中,兼顧數(shù)據(jù)在空間、時間特性上的融合性、在物理和邏輯上的高效統(tǒng)一性以及在自身表達上的精確性,也就是根據(jù)不同類型、來源的數(shù)據(jù)的特點,對它們進行一系列的操作和轉(zhuǎn)化,消除其中差異,完成匹配融合。但該技術(shù)往往需要人工綜合處理,效率較低,給智能化集成基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)帶來困難。
矢量數(shù)據(jù)易于編輯,繪圖精度高,與文字注記結(jié)合簡便,但過于抽象化,現(xiàn)實感不足,柵格數(shù)據(jù)則具有強烈真實感,且數(shù)據(jù)量大,缺點是缺少注記。根據(jù)矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)特點,將它們?nèi)诤蠟橐惑w存儲起來,將它們統(tǒng)一起來進行一致的操作、分析和顯示,是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)管理的難點所在。一般做法是以柵格數(shù)據(jù)為底圖或背景,將適量數(shù)據(jù)和其余專題數(shù)據(jù)疊加在上面,實現(xiàn)兩者統(tǒng)一瀏覽、操作、查詢及應(yīng)用,但要實現(xiàn)這種應(yīng)用,必須有統(tǒng)一的坐標(biāo)參考系。
無縫集成多源地理空間數(shù)據(jù)屬于數(shù)據(jù)互操作模式的一種,此種方法無需過多考慮各種信息數(shù)據(jù)格式之間的異構(gòu)性,主要是在地里信息應(yīng)用程序中獨特地訪問數(shù)據(jù)架構(gòu)模式,可進行多格式的數(shù)據(jù)直接訪問和復(fù)合分析,具有格式無關(guān)性和位置無關(guān)性的特征,能開放式地獲取信息。在邏輯上,無縫集成多源地理空間數(shù)據(jù)技術(shù)體系可分為用戶層、中間層、服務(wù)層這三層架構(gòu),每個環(huán)節(jié)有確切職責(zé),服務(wù)層主要通過中間層想用戶層提供數(shù)據(jù)或文件,用戶層則直接使用數(shù)據(jù),中間層是服務(wù)層和用戶層的紐帶,負責(zé)兩者之間的交互和連通。
2.2 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)融合技術(shù)
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)融合主要分為三個階段:第一個階段是數(shù)據(jù)集成階段,主要解決數(shù)據(jù)源在空間特征、屬性特征和時間特征上的差異性,實現(xiàn)多格式數(shù)據(jù)的共享方式有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式、數(shù)據(jù)互操作模式和直接數(shù)據(jù)訪問模式,此外基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)共享還依賴于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以外的一類描述空間數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、狀態(tài)及其他特性的特殊數(shù)據(jù)――元數(shù)據(jù),元數(shù)據(jù)允許完全的說明數(shù)據(jù),方便用戶了解其設(shè)定和限制,評估數(shù)據(jù)集對其需求實用性。第二個階段是數(shù)據(jù)綜合階段,該階段是主要是解決數(shù)據(jù)源在尺度特征上的差異性。第三個階段是要素關(guān)系的處理與協(xié)調(diào)階段,雖經(jīng)過以上兩個階段被處理后的數(shù)據(jù)已基本上滿足相關(guān)標(biāo)準和規(guī)范,但是由于數(shù)據(jù)來源廣泛、數(shù)據(jù)種類多,因而要素與要素之間、同一要素與不同實體之間的關(guān)系會產(chǎn)生沖突,這一階段的主要任務(wù)就是解決多源數(shù)據(jù)要素間關(guān)系的沖突和矛盾。經(jīng)過以上三個階段的處理,最終會得到新的適合測繪需要的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。
經(jīng)過數(shù)據(jù)集成,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)被裝入源數(shù)據(jù)庫,補充性數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等與源數(shù)據(jù)庫存在于一體化數(shù)據(jù)處理平臺,在相關(guān)處理系統(tǒng)的支持下,將數(shù)據(jù)源可視化,通過對比、分析,按照實際需求,從元數(shù)據(jù)庫中提取出質(zhì)量高、現(xiàn)勢性好的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),以目標(biāo)數(shù)據(jù)庫、算法為支持,以數(shù)據(jù)可視化平臺為基礎(chǔ),經(jīng)過數(shù)據(jù)綜合和關(guān)系處理這兩個過程,數(shù)據(jù)質(zhì)量和現(xiàn)勢性基本滿足要求。
3 結(jié)束語
總之,在這樣一個信息化時代,測繪行業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,正確認識基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在測繪中的重要性,積極采用數(shù)據(jù)共享技術(shù)、融合技術(shù)、集成技術(shù)、實時更新技術(shù)等制作適應(yīng)新形勢需要的數(shù)據(jù)產(chǎn)品,使基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在測繪行業(yè)中更好發(fā)揮作用,從而促使測繪行業(yè)更好服務(wù)于政府職能,更好應(yīng)用于應(yīng)急響應(yīng)和公共服務(wù)。
參考文獻
[1]汪匯兵.基礎(chǔ)地理信息時空一體化建模與管理方法研究[D].武漢大學(xué),2011.
關(guān)鍵詞:初中地理 讀圖能力 習(xí)慣
一、在教學(xué)中培養(yǎng)初中生的地理讀圖能力
(一)掌握地圖的基本要素,培養(yǎng)學(xué)生地圖基礎(chǔ)知識
掌握《地圖的基本要素》,熟悉地圖的符號和語言,能讀懂圖上的文字、顏色、線條、形狀,獲取最直觀、最表象的特征信息,這一步是學(xué)生讀懂地圖的基礎(chǔ)。此外,經(jīng)緯網(wǎng)的判讀、地圖上的方向、比例尺、圖例和注記等,是地圖學(xué)習(xí)中的基本概念和要素,教師也必須講解清楚。運用經(jīng)緯網(wǎng)確定一個點的位置和判讀方向是教學(xué)中的難點,需多集中加強講授和個別指導(dǎo)相結(jié)合;用比例尺量算地圖上任意兩點間的圖上距離,計算出實際距離,使模糊抽象的圖上距離在腦海中產(chǎn)生實際概念;正確、熟練使用各種注記、圖例符號,才能幫助學(xué)生在地圖上迅速找到目標(biāo);此外,等值線地圖、氣溫曲線圖和降水柱狀圖、等高線地形圖的判讀和地形剖面圖的繪制,這些地圖基本地理知識,也需要教師在學(xué)生清楚基本概念的基礎(chǔ)上引導(dǎo)他們逐步掌握。
(二)掌握一般讀圖程序,培養(yǎng)學(xué)生讀圖方法和要領(lǐng)
課文中的精美地圖和插圖,人手一冊的彩色地圖冊和填充圖,都能吸引學(xué)生的注意力,增強學(xué)生讀圖的興趣,活躍思維。但大多學(xué)生對于具體怎樣閱讀地圖,怎樣從圖上獲取有效地理知識和信息,并進一步能從地圖上找出各種地理事物之間的相互關(guān)系和規(guī)律性,從而得出正確的結(jié)論和答案,學(xué)生往往不知所措,無從下手。此時,教師重在教會他們讀圖的方法和技巧,授人以漁比授人以魚更為重要。在多年的地理教學(xué)中,我嘗試運用以下讀圖步驟和方法去培養(yǎng)和提高學(xué)生的讀圖能力和讀圖習(xí)慣,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
第一步:讀地圖底部黑色標(biāo)題。標(biāo)題指明此圖的具體內(nèi)容和范圍,直接表明圖表內(nèi)容的導(dǎo)向和指引,這一步是讀圖的重要前提。學(xué)生一定要先看準地圖的標(biāo)題,弄清楚地圖的主題(例如,政區(qū)圖,地形圖,氣候圖),確定讀圖的方向,為獲取有效地理信息奠定基礎(chǔ)。
第二步:讀左下角圖例和注記。圖例是地圖的“語言和眼睛”,地圖上的符號、數(shù)字、顏色、箭頭、線條、形狀等表示什么意思,什么地理事物,一般都在圖例中交代得很清楚,這一步是學(xué)生讀懂地圖的根本。只有對圖例和注記正確理解和記憶,才能保證所讀地理事物名稱的正確,也能幫助學(xué)生在地圖上迅速找到目標(biāo),并提取正確圖像信息,保證讀圖的順利進行。
第三步:抓住圖像的主要輪廓形狀和個別特征,尋找標(biāo)志性數(shù)據(jù)或知識點,掌握地理事物的位置(相對位置和絕對位置)、范圍和名稱。這樣能幫學(xué)生輕松愉快地判讀出有關(guān)圖形,了解地理事物的自然特征,從而為進一步解答具體問題奠定良好的基礎(chǔ)。
第四步:結(jié)合“讀圖思考題”,明確所讀的讀圖任務(wù)和目的,獲取所需要的有效地理信息,全面綜合分析比較,正確組織有效答案。新教材在圖表后都配有“讀圖思考、學(xué)生活動”這一內(nèi)容,思考題以問題的形式,由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生逐步深入分析地圖,進而找出各要素的內(nèi)在聯(lián)系,歸納出本質(zhì)規(guī)律。這一步是讀圖的關(guān)鍵,是落實課程目標(biāo)重要的一環(huán)。這一步實施的好,就能讓學(xué)生不僅能觀其“圖”而知其“地”,更能知其“地”而求其“理”。
(三)正確掌握繪圖、填圖技能,訓(xùn)練學(xué)生讀圖能力
引導(dǎo)學(xué)生繪制有關(guān)教學(xué)地圖是提高學(xué)生識圖、析圖能力的有效方法和途徑,是讀圖的提高和再創(chuàng)。讓學(xué)生在繪圖、填圖中學(xué)會一種受益終生的思維方式和學(xué)習(xí)方法,促進學(xué)生深層次的理解和思考。在課堂的教學(xué)中教師邊講邊畫,用簡單的筆觸和熟練的技巧隨手繪制簡略的圖和示意圖(如地理板畫、板圖),簡單易行,方便使用。并引導(dǎo)學(xué)生跟著教師一起畫,使學(xué)生非常直觀地了解地理事物變化過程和趨勢,從而加強學(xué)生對地理知識的理解、識記、鞏固。
例如,學(xué)習(xí)“地球運動——自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)”的內(nèi)容時,不僅自己在黑板上畫,而且要求學(xué)生自己畫出太陽光照示意圖、地球公轉(zhuǎn)示意圖等。學(xué)習(xí)“氣候——氣溫和降水的變化”的內(nèi)容時,學(xué)生通過親自動手繪制氣溫曲線圖和降水柱狀圖,能加深對氣候特點的理解。培養(yǎng)學(xué)生隨手畫圖的習(xí)慣,增強審美觀點,養(yǎng)成學(xué)生用“圖形語言”思考的思維方式,而且對掌握一些繪圖的基本技能也很有實踐價值。
課堂上或課后,學(xué)生根據(jù)教學(xué)掛圖或版圖、地圖冊和教師所講內(nèi)容,認真填繪“地理空白填充圖”,鞏固和消化地理知識,加深記憶印象,反饋掌握情況,檢查教學(xué)效果,鍛煉學(xué)生讀圖能力。
例如,學(xué)習(xí)亞洲的氣候類型時,讓學(xué)生繪制《世界氣候類型圖》和《亞洲氣候類型圖》,進行對比分析,明確各種氣候類型的分布規(guī)律和典型分布地區(qū),查找亞洲缺失的氣候類型。
關(guān)鍵詞:GIS;發(fā)展過程;測繪
Abstract: The geographic information system is a spatial information science integrating multiple technology, which relies on geography, surveying, statistics such basic disciplines, and depends on the progress and achievement in computer hardware and software technology, space technology, remote sensing technique and artificial intelligence and expert system technology. In addition, the geographic information system is a information industry based on the purpose of application that involves all walks of life. Geographic information system processes and manages a variety of geographical spatial entity data and their relations, including space location data, graphics data, remote sensing image data and property data, which is used to analyze and process the various phenomena and process distributed in a geographical area to solve complex issues of planning, decision-making and management.
Key words: GIS; development process; surveying and mapping
中圖分類號:[TS951.8+4]文獻標(biāo)識碼:A文章編號:
一、GIS的概念
地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System,GIS)是一種決策支持系統(tǒng),它具有信息系統(tǒng)的各種特點。地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理代碼,地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。在地理信息系統(tǒng)中,現(xiàn)實世界被表達成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象,這些地理特征至少由空間位置幾何參考信息和非位置屬性信息兩個組成部分。
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念:
1.GIS的物理外殼是計算機化的技術(shù)系統(tǒng),它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成,如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等,這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。
2.GIS的操作對象是,地理實體數(shù)據(jù),即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地理實體數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進行編碼,實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述、即空間特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為地理數(shù)據(jù)。這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志,也是其技術(shù)難點之所在。
3.GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)集成、地理空間分析評價能力、快速搜索定位及可視化表達方法,可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息,實現(xiàn)地理空間過程演化的模擬和預(yù)測。
4.GIS與測繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術(shù)為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù);電子速測儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的使用,可直接、快速和自動地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學(xué)是GIS的基礎(chǔ)理論依托。
有的學(xué)者斷言,“地理信息系統(tǒng)和信息地理學(xué)是地理科學(xué)第的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發(fā)展是地理科學(xué)信息革命的一把鑰匙,那么,信息地理學(xué)的興起和發(fā)展將是打開地理科學(xué)信息革命的一扇大門,必將為地理科學(xué)的發(fā)展和提高開辟一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學(xué)的第三代語言——用數(shù)字形式來描述空間實體。
二、GIS的發(fā)展過程
地理信息系統(tǒng)最早應(yīng)用在資源環(huán)境管理中。目前它已經(jīng)廣泛用于資源環(huán)境,如森林、礦產(chǎn)、水利及農(nóng)牧業(yè)等的管理;自然資源,如林業(yè)、地質(zhì)礦藏、水資源等的調(diào)查;自然災(zāi)害,如水旱在害、蟲害、震災(zāi)等的監(jiān)測、預(yù)報、評估;環(huán)境保護,如水土流失、荒漠化治理等方面。
1.國外地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷史
國際上地理信息系統(tǒng)的發(fā)展始于20世紀60年代,地理信息系統(tǒng)起源于北美。世界第一個運行性地理信息系統(tǒng)是在1963年加拿大土地調(diào)查局為了處理大量的土地調(diào)查資料,由測量學(xué)家R.F.Tominson提出并建立的。同一時期美國哈佛大學(xué)的計算機圖形與空間分析實驗室,建立了SYMAP系統(tǒng)軟件,竭力發(fā)展空間分析模型和制圖軟件。但由于當(dāng)時計算機技術(shù)水平不高,存貯量小,磁帶存取速度較慢,使得GIS帶有更多的機助制圖色彩,地學(xué)分析功能極簡單。20世紀70年代以后,由于計算機軟硬件迅速發(fā)展,特別是大容量存貯功能磁盤的使用,為地理空間數(shù)據(jù)的錄入、存貯、檢索、輸出提供了強有力的手段,使GIS朝實用方向迅速發(fā)展。美國、加拿大、英國、西德、瑞典、日本等發(fā)達國家先后建立了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)。
2.中國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷史
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