發布時間:2024-01-04 11:52:04
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的地理信息系統原理及應用樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
【關鍵詞】 三維地理信息系統 煙草基地單元 輔助規劃 規劃管理
1 引言
隨著地理信息技術的快速發展,地理信息系統在現代煙草基地單元規劃建設行業已經非常廣泛,二維規劃地理信息系統也取得了較大的發展。隨著應用的深入,二維規劃地理信息系統的局限性就體現出來了,對空間位置的描述和周邊環境信息的再現就顯的不直觀。急需一套能夠提供足夠信息(包括地理信息、設施信息、生產信息等)和功能全面的三維可視化規劃管理系統。通過對煙草農業基地單元三維可視化應用管理的研究,能夠很好地解決現階段基地單元二維地圖信息量不足和應用受限的問題,不僅能夠真實展示基地單元的三維地形地貌,逼真再現、直觀查看基礎設施、煙田等諸多信息,還能與二維規劃圖結合在三維場景中進行煙田基礎設施的規劃模擬,為現代煙草農業基地單元的輔助規劃、科學管理提供支持。
本文研究了三維地理信息技術在現代煙草基地單元規劃中的應用,開發實現了現代煙草農業基地單元三維GIS規劃管理系統,并在實際項目中得到了應用。
2 煙草基地單元三維建模
煙草基地單元三維模型主要有:基地單元地形、煙田基礎設施等。
2.1 基地單元地形動態建模
虛擬地形環境的表達在煙草基地單元三維場景中不可缺少。構成虛擬地形環境的數據主要有兩種,一種是表達地形高低起伏的地形幾何數據,形成了虛擬地形環境的空間框架,一般采用規則格網存儲的數字高程模型(DEM);另一種是地形紋理數據,疊加紋理的地形更逼真,一般采用遙感影像[1]。
2.2 煙田基礎建模
在煙草農業基地單元三維GIS規劃管理系統中,需要對煙田基礎設施進行三維實體建模。煙田基礎設施主要有八類,分別是:基本煙田、煙水工程、煙區道路、密集烤房群、育苗工廠、煙草農機具、基層站點和防災減災點。依據煙田基礎設施的類別,同類別的設施再依據表面材質、紋理的相似性進行分類,利用建模軟件(3DMax、Skectchup)分類建立模型。
3 煙草農業基地單元三維GIS規劃管理系統的設計與實現
3.1 系統功能結構設計
依據煙草農業基地單元三維GIS規劃管理系統的定位及各種業務應用的需求分析,將3系統的總體架構劃分為:煙草農業基地單元三維可視化、綜合信息查詢、基礎生產設施輔助規劃、專題圖管理、系統管理等幾個部分,系統功能構架如圖1所示。
3.2 煙草基地單元三維場景構建
煙草基地單元三維場景的構建包括以下步驟:(1)根據應用的需要,選取合適精度的數字化高程數據、人文景觀特征數據、航拍或衛星、遙感照片等。(2)對所收集的數據進行一致性處理,包括數據的篩選、簡化格、式轉換等;最終形成精度一致的高程數據與煙田基礎設施數據,作為以后三維建模的基礎。(3)生成煙田基礎設施三維模型,如煙水工程、集群烤房等。(4)煙田基礎設施模型與地形模型的整合,在三維地形場景中擺放煙田基礎設施模型進行整合。(5)在整合后的地形模型上加入其他的三維模型,如建筑物、樹木等獨立地物,最終形成煙草基地單元三維場景。
3.3 系統主要功能模塊
(1)三維場景瀏覽展示:系統提供三維場景的放大、縮小、漫游、旋轉、俯仰、飛行等操作,可以多角度、多視野的瀏覽三維場景。(2)綜合信息查詢:系統提供煙田基礎設施定位、地理資源名稱定位、坐標定位、場景模型查詢等綜合信息查詢功能,可通過屬性信息和地名查詢的方式在場景中聚焦定位煙田基礎設施,也可在三維場景中查詢三維煙田基礎設施模型對應的屬性信息,通過即見即所得的方式快速獲取信息。(3)規劃管理:系統提供三維場景的編輯功能,包括對烤煙房、煙水配備工程、育苗工場等在模型的添加、刪除、移動等操作。 系統提供規劃場景管理功能,根據二維圖的規劃成果或者規劃圖表在三維場景中利用三維場景提供的模型擺放工具進行三維模擬,將每次規劃的三維場景進行保存,可以查詢不同時期的規劃場景,同時也可對規劃場景進行編輯。(4)輔助規劃:系統提供地形剖面分析、通視分析、高程點計算、距離量算等分析功能,輔助規劃分析。
4 結語
煙草農業基地單元三維GIS規劃管理系統利用了三維仿真技術和GIS的技術特點,使用戶可以在三維的空間中規劃和管理煙草農業基地單元,使得一些依賴于高程信息的規劃和管理功能成為可能,使得煙草基地單元的規劃建設更加的科學嚴謹。
參考文獻:
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論文關鍵詞:GIS專業,信息技術,信息類課程,課程設置
1.信息技術對GIS專業人員的重要性
近十幾年來,信息技術得到了飛速發展,快速地滲透到各個行業,各個領域,取得了驚人的成就。GIS界也不例外,從最早的微機地理信息系統到今天的開放式地理信息系統平臺,GIS在融人信息技術以后,已由古老的地圖,沙盤時代跨人到了今天的電子GIS時代。
信息技術(Information Technology,簡稱IT),是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱。它主要是應用計算機科學和通信技術來設計、開發、安裝和實施信息系統及應用軟件。它也常被稱為信息和通信技術(Information and Communications Technology, ICT)。主要包括傳感技術、計算機技術和通信技術。
從地理信息系統的學科交叉來看,計算機科學與技術、信息技術是地理信息系統重要的學科基礎;從技術層面看,本質上說信息系統,計算機軟硬件系統與信息處理是地理信息系統的關鍵;從理論支持來看,空間信息表達、3S集成技術都需要信息技術的支持。因此,信息技術是地理信息系統重要的理論和技術基礎,相應在教學層面上,地理信息系統專業必然要對信息類課程提出較高的要求[1]。
2.課程設置中存在問題
信息類課程在地理信息系統專業教育中的地位和作用至少體現在以下幾方面:
1.信息類課程是地理信息系統專業課程體系的重要基礎和組成部分。相對于其他一些專業中信息類課程僅是一種技術性、輔課程,信息類課程本身是地理信息系統專業產生、發展與教育的重要基礎和主要內容,其體系結構與教學水平將直接影響到地理信息系統專業教育水平與學生培養質量[2]。
2.信息類課程是地理信息系統專業教育上水平、上臺階的重要推動力。當前地理信息系統發展的前沿問題如網絡地理信息系統、組件式地理信息系統、虛擬地理信息系統、多維動態地理信息系統等都需要現代信息技術的支持。在培養合格的應用型和開發型地理信息系統人才方面 ,信息能力與應用水平同樣是一個重要方面。因此要培養適應社會需求的、 面向地理信息系統技術前沿的人才 ,信息技術教育將是關鍵之一[3]。
如今,計算機圖形字,計算機控制技術信息技術,多媒體技術,數據庫,計算機通信等信息技術滲透到地理信息系統,3S集成,測繪技術的各個方面免費論文。而目前GIS專業信息類課程教學卻與GIS新技術的發展顯得極不適應。信息技術應用水平的高低,勢必影響到受教育者的素質。
信息技術在GIS界得到了廣泛的應用,引起了世界各國的關注,然而我國GIS教育界卻沒有表現出應有的重視。國內各GIS院校GIS專業的教學計劃中只有《計算機基礎及應用》這門基礎課,其它課程均為選修課或考查課(非主要課程),教材內容也落后于現狀的需要,如選用的教材內容膚淺、陳舊、課時少。有些專業課程,比如《空間數據庫技術》及《GPS原理》都要求有信息類課程的基礎,但課本里只是泛泛帶過,學生并沒有信息前導類課程的學習[4]。
3.GIS專業學生信息類課程的特點
針對GIS技術類專業對信息類課程的需求特點,選擇正確的教學摘要涵蓋信息管理與信息系統,數據庫技術以及電子的定位導航等課程在內的一個廣泛的信息課程體系。
1)GIS專業學生通常與諸如信號,圖像,方程,表格等實體打交道比較多。為了能夠對GIS類的學生有所幫助,信息基礎課程須教會他們如何表示這些工作中會用到的數據,以及如何操作這些數據,對學生不太會感興趣的諸如復雜數據結構和算法則進行適當的調整,增加用例。
2)GIS專業對學生的要求往往是能夠熟練運用工作中所遇到的各種信息化工具,而非自身的興趣所在,更非其職業追求的目標。他們通常對信息技術已有所接觸,能夠在家里輕松自如地運用信息技術進行一些圖像編輯,多媒體合成等簡單操作。在課堂上學的枯燥的原理和繁瑣編程很容易讓他們產生一種復雜的錯覺。
3)課程中引用的例子應盡量與專業相關,使學生都可直覺接受的。特別是一些和學生學習生活相關的例子信息技術,是學生所喜聞樂見的。
4)GIS專業學生在信息類課程上的學習時間十分有限,他們不太可能系統地學習這些課程。由于GIS的相對復雜性。GIS專業的學生除了要掌握有關信息類知識外,他們對其他有關GIS的專業知識,GIS相關的體系的知識也要有相應的掌握和理解。
5)用于GIS科學的軟件包很多,要選擇一些對其未來工作中接觸機率大的。目前GIS商用工具軟件有數十種之多,其應用和功能各有側重,如果讓學生完全掌握如此多種的軟件實屬困難。所以在教育教學中應采用一些主流的應用軟件進行教授。
4.信息類課程的設置方案高校信息技術(包括計算機基礎)教育的目的是培養學生的基本信息素養和信息能力,使學生能將計算機與信息技術用于其工作領域,成為既熟悉本專業知識又掌握信息技術的復合性人才。在進入信息時代的今天,信息基礎教育對于提高21世紀大學生的素質和能力有著十分重要的作用。多年的教學實踐使我們認識到大學生的信息技術教育是一個循序漸進的教育過程,要著眼于學生信息素養和信息能力的培養,包括通識素養和能力與應用創新素養和能力。通識素養和能力是對所有大學生的基本要求,是指在接受高等教育之后,在信息技術方面應該具備的基本知識和能力。例如計算機的基本知識,信息表述能力、信息交流能力、信息系統的使用能力等。應用創新素養和能力是指學生能自主學習,具備較強的創新意識和開發能力,能靈活自如地把信息技術用于專業研究領域。實踐證明,許多在信息技術領域有成就的人是非信息專業畢業的學生。他們既具有本專業的知識,又掌握信息技術,跨學科的人才知識面寬,富有創造精神。關鍵在于正確引導和培養。
國內外很多高校為GIS專業開設了多種不同類型的信息類課程,大體上可分為三種:1導論課程(計算機文化基礎、信息系統基礎)。2原理課程(電子技術、導航原理、數據庫原理)免費論文。3應用課程(GIS軟件應用、GIS 軟件應用)。在研究GIS專業信息技術課程設置和教學時應當充分圍繞這兩個層次素質與能力。為此提出“1+3+X”(1門基礎課+3門限選課+X門任選課)的分層課程設置方案。 其中,1門基礎課是“大學計算機基礎”公共通識課,課程主要涉及計算機基礎性和適用性的概念、技術和應用,它在培養學生的計算機知識、能力和素質方面起到基礎性、先導性的作用。可以幫助學生對信息課程有一個概述上的了解和認識。在1門基礎課程學習完成之后,各專業可根據需要在“數據庫技術及應用”、“計算機網絡技術及應用”、“電子技術”、“導航原理”、“地理信息系統原理”、“通信原理”中選擇三門作為專業限選課。這些課程在已有“大學計算機基礎”的基礎上讓學生更好理解和接受,同時也是對一些GIS高年級課程所必不可少的基礎。只有在這些課程的基礎上學生才能更好的把握有關GIS專業知識信息技術,將各種技術、方法更好的應用和融合。
為了達到新形勢下培養學生動手實踐能力的目的,學校可以在學分制下采用的是多模塊、多層次的進階式教育模式。由于學生的基礎各異,學校還提倡學生根據自己的基礎知識、興趣愛好和實際應用需要選修實用技能課程。為此,我們可還設置了一系列信息類選修課程,供學生自主選擇。可以結合GIS專業的實際的情況,適當開設“地理信息系統軟件應用”、“導航軟件應用”、“局域網的組建與管理”、“GIS模擬軟件應用”、“數學建模軟件”、“GIS計算軟件應用”中選擇X門作為專業任選課。這些選修課可以在學生已經有的限選課的知識基礎上,可以更好、更有效率的學習GIS專業知識,把握有關技巧,所有知識融會貫通,有得于提高學習效率,加快知識層次的升華。
5.結束語課程設置和建設是一個系統工程,涉及到方方面面的問題,比如學校定位、學生來源、專業特點、師資結構等。我們對課程設置所做的工作和將要進行的改革目標都是為了提高我校信息技術教學的教學質量、教學效果,最終使學生受益。同時我們要充分試識到GIS在引入信息技術后所呈現出新的特點,不斷補充新的知識,及時調整課程體系結構,以適成GIS技術發展的需要。
參考文獻
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關鍵詞:GIS 實驗教學 網絡實驗平臺
地理信息系統(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。[1]
地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展,廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等多個重要的領域。[2]
為了培養學生對地理信息系統的學習,武漢大學測繪學院開設了地理信息系統實習課程,以期結合地理信息系統理論的學習,讓學生能夠更好的掌握地理信息系統方面的知識。本文基于我院近年來地理信息系統實驗教學工作的實踐,對實驗教學中GIS課程實驗教學方法進行探討。[3]
一、地理信息系統課程實驗教學目標
地理信息系統是一門理論性和實踐性都很強的學科,近年來,GIS廣泛應用于農林、交通、電力、水利等各個領域,這就要求學生不僅要掌握GIS基本原理與方法,如空間數據、空間分析等概念以及地理空間數據的組織與管理方法,還要能夠把GIS的理論知識運用到某個領域中去解決實際的問題,這就需要培養學生理論聯系實際的能力、動手能力,所以要更加注重學生實踐能力的培養。[4]
地理信息系統課程實驗教學的目標是通過實驗教學使學生掌握GIS相關軟件的使用,掌握GIS基本原理與方法,培養學生利用GIS專業軟件及自己動手編程解決實際問題的能力。在實驗教學過程中要注重學生GIS相關知識的提高、學生操作技能的培養以及邏輯思維能力、解決問題的能力的培養。結合ArcGIS, Mapinfo等專業GIS軟件,利用VBA,C#等語言進行二次開發,培養學生利用GIS工具解決實際問題的能力。[5]
二、地理信息系統課程實驗教學中存在的問題
如前所述,實踐性強是地理信息系統課程的一個顯著特征,因此我院開設了地理信息系統集中實習、GIS課程設計與實習、城市空間信息學課程設計等實踐課程,但這些實習課程普遍存在一些問題。
1.實驗教學方法有待創新
目前的實驗教學模式是以教師為主導,利用多媒體將實習講解,這種教學模式應用于實驗性質的課程具有一定的局限性,由于學生被動的接受教師傳遞的信息,忽視了學生的認知主體作用,不能快速、有效的進行信息的反饋。 特別對于學生人數較多的實驗課程,教師往往不能顧及到每個學生的知識掌握情況,按這樣的理論設計的教學過程,不利于學生的全面發展以及對實習內容的掌握。[6]
2.跨學科綜合實驗安排不足
對于測繪學院測繪工程專業的學生來說,需要掌握的不僅僅是地理信息系統課程的內容,還需要掌握測繪基礎知識,GIS、GPS和RS(3S)的綜合知識等,但是目前學院只開設了一門綜合實習,結合了測繪傳統技術方法和GPS、GIS的結合,還缺乏對RS知識的融合掌握,所以亟需各種知識的融合也就是需要開設更多與其他課程相融合的綜合性實驗教學課程
三、地理信息系統實驗教學方法探討
為了改善GIS實驗課程的教學效果,我中心對GIS實驗課程進行了一系列改革,具體的措施包括:
1.變被動式教學為交互式教學
實習課程從課堂教學變為任務式的課程。實習課程由任務書,課前預習,答疑,課堂操作,課后練習等5個部分組成。 學生拿到任務書后先預習,自己在網上查資料,自己尋找解決方案,變被動是聽課變為主動式學習。集中實習過程中,教師選擇典型的問題進行統一解答并且解釋一些實驗要點,避免學生的認知誤區,并且學生在集中實習過程中分組討論,相互學習共同進步。對于知識掌握較慢的同學,可課后在同學或者老師的幫助下自主練習。
2.實行跨學科綜合實習
GIS學科側重于空間數據管理與分析,他與其他學科如GPS/遙感等學科有緊密的聯系。對于測繪工程專業的學生,建立GIS課程與其他課程之間的聯系對于學生的培養也是很關鍵的。
3.網絡化教學與資源共享平臺
為了更好的幫助學生利用課余時間學習,我們提供了網絡化GIS教學與資源共享平臺。學生隨時隨地的學習GIS知識和獲取學習相關的教學資源。該平臺提供課件,擴展閱讀,教學軟件包等資源下載, 并且可以觀看教學錄像,進行在線測試,在線答疑等。該平臺作為GIS實習課程的擴展平臺,幫助學生把課余時間利用起來,提高學習效果,以及教師與學生之間的交流,并且可以讓學生靈活安排時間,構建起全新的地理信息系統網絡實驗平臺能夠提高實驗教學的質量,達到事半功倍的效果。
四、結語
地理信息系統實驗教學是該課程原理教學的一個重要部分,也是培養學生掌握原理并將理論運用到實踐中的能力的一個重要步驟。 本文探討了GIS實習課程中存在的一些問題,并且采取了一系列措施進行改進。通過實習任務模式,綜合實習以及網絡教學與課堂教學、實驗室教學相結合等方法,引導學生自主學習,可以有效的提高教學效果,培養學生解決實際問題的能力、創新能力等。
參考文獻
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【關鍵詞】GPS控制測繪技術;地理信息系統;應用
一、GPS控制測繪技術
(一)GPS控制測繪技術
1、GPS的應用原理
GPS系統的定位主要分為靜態定位和動態定位。其中,靜態定位是用戶的天線在跟蹤GPS衛星的過程中是固定不變的,以高精度的測量GPS的信號傳播時間,及GPS衛星在軌道中的已知地理位置,再進行計算機計算出固定不動的用戶天線的三維坐標;動態定位則是GPS信號接收設備在測定一個物體時,物體保持運動狀態的。
(二)GPS測繪技術的應用特點
1、創新性
傳統的地形測量技術主要利用經緯儀側角度、測距儀測距離、水準儀測高差,得到數據后還要檢核誤差,計算量大,使用起來復雜繁瑣;而GPS測繪技術除了采用上述測量方法,更應用了GPS定位技術,真正實現了傳統測量技術與現代技術的有效結合,精確找準地理點的空間位置。
2、高效性
與傳統的地形測繪儀器相比,GPS測繪系統具有高效性。只要GPS測繪系統的信號接收機能接收到信號,它就能實現對某一位置點三維坐標、高程測量、定位的一次性測量,而傳統儀器則必須依靠兩種或以上儀器才能取得相同效果。而且,在測繪區域網內GPS可任意取點、補點,不需要反復測量來增加控制點數量,節約了測繪時間和人力資源。
3、連續性
GPS測繪技術具有良好的連續性,通過高精度、靈活性、分布均勻的三維測量控制網的建立,結合持續運行的GPS基準站,對控制網內各點進行連續測量:①建立基準站:基準站利用標準取樣的方法記錄觀測數據,并定時將測量數據傳輸給數據處理中心,再通過數據整理,準確計算并儲存該點的三維坐標,提高該控制點的準確性和加密性。②實時動態差分GPS技術:對地理某一點進行測量而不需建立任何控制點就能直接測得某點坐標位置,且所得數據快速可靠,技術操作便捷。
二、 GPS控制測繪技術在地理信息系統應用
(一)領域應用
隨著社會發展步伐的不斷加快,人類活動日益頻繁,導致環境惡化、資源浪費、人口激增等問題日趨突出。GIS地理信息系統能將空間地理和各種信息有效融合,整合計算機科學、RS、地理學和GPS技術信息。GPS系統和GIS系統的科學結合,為測繪測量帶來了更為廣闊的領域,不僅可對空間上的實物進行測量和定位,還可在生態環境的檢測、巡航定位、城市建設規劃、資源的管理、地面的監控、氣相信息及軍事等方面,運用GPS和GIS的不同技術特性進行測量數據的處理,以形象、直觀的方式呈現出來,有利于人們深入了解微觀事物。
如進行城市空間規劃時,通過GPS系統測量應用、GIS系統獲取地理信息,對城市地形進行準確分析、對城市空間決策進行深入研究,在進行大規模城市基礎設施建設中確保綠化比例合理,保證學習、公共設施、運動場所、服務設施等能擁有最科學合理的服務面,為城市房地產開發提供科學合理的決策分析,提高土地利用的有效性,真正實現城市資源的優化配置。
(二)建筑測量應用
GPS定位測量技術的快速發展,也加快其在我國工程測量行業的應用速度。實時動態差分GPS技術具有鮮明優勢,它由基準站接收機、流動站接收機及數據鏈組成,能追蹤衛星信號即時給出位置點坐標,而且測量精度高、所需時間短、操作方便。如GPS測量技術當前主要應用于城市視野開闊的新區建設、野外勘探定位等,通過測試方格網的方式,克服測量點位距離、高度的限制,充分顯示GPS定位測量技術的優越性。
(三)技術應用
當前,在計算機、手機、導航儀等電子設備中看的地圖信息、氣象監測信息等都是GPS控制測繪技術和GIS地理信息系統結合操作的結果,GPS系統和GIS系統在現階段已經得到很好結合,而且GPS系統也已經廣泛應用于城市GIS系統中。GPS測繪技術具備一部分的地理信息系統的電子圖,而電子地圖具備了各種關于地理信息系統的功能,能將某些數字信號及模擬信號轉換成計算機顯示模式。
一般來說,電子制圖可通過直接獲取、數字化獲取或GPS系統獲取,而已真正實現地理信息系統電子地圖的制作,則要依靠GPS測繪技術對地理空間進行定位,再借助GPS連續發確度極高的數據追蹤,準確定位空間點的具置。如GPS系統在城市GIS系統中,通過建立城市交通網絡、地下管線網絡等計算機模型,研究城市交通流量,規劃城市交通路線,做好城市交通地下管線突況的預案處理,警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等都是GPS和GIS應用的實例;而且GPS和GIS系統在警察辦案時發揮重要作用,通過與犯罪目標的對話確定信息來源位置,鎖定犯罪目標,及時有效地執行抓捕工作。
(四)生活應用
GPS測繪技術在人們生活工作中也發揮著重要作用DD可視化作用,是指基于地理信息系統中的GPS技術以數字地形模型為基礎,通過建立城市、區域、大型建筑工程、著名風景名勝區的三維可視化模型,有效實現多角度瀏覽,廣泛應用于宣傳、城市和區域規劃大型工程管理和仿真、旅游等領域。
如人們不論何時何地,只要想對國家景點進行了解,都可通過GPS控制測繪技術在地理信息系統中的應用,結合GIS系統對景點進行有效查找,也可以對周圍環境和地理情況進行網上查詢,充分了解實際的道路景觀地理位置,便于旅游出行。
而人們的手機也可以搜索所需的可視地圖,運用該功能也可以精確定位手機位置,并在實際生活中進行地理搜索,便于人們查找企業、公共場所或辦公地點的位置,避免在路途中浪費時間。
三、結語
經過上述的論述,隨著科學技術的不斷進步和發展,信息技術得到了廣泛的應用。GPS技術的應用為控制測繪提供了技術基礎同時在地理信息系統中有良好的應用,為我國的現代化建設提供了強有力的技術支持。通過對 GPS 控制測繪技術的定義、 特點、 技術體系等方面內容進行分析, 并對GPS 控制測繪技術在 GIS 地理信息系統中的應用進行相關探討。 GPS 控制測繪技術有著高效性以及實時性等的特點,跟傳統測量方法相對比,更為簡單、方便、快捷、高效、精確,隨著科學技術的不斷發展,GPS 控制測繪技術將在 GIS 地理信息系統中得到更廣泛、更完善的發展,同時期待它不僅僅局限應用于地理信息系統和目前所應用到的領域中, 也能為其他更廣泛的領域所應用, 為各個領域的發展進步發揮其積極的作用。
參考文獻:
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關鍵詞:地理信息系統;軟件設計;教學;資源與環境
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0192-03
教育部于1998年頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》,將原土壤與農業化學、農業環境保護、漁業資源與漁政管理以及農業氣象合并為農業資源與環境,屬于環境生態類[1,2]。按照專業規范的要求,農業資源與環境專業的業務培養目標是:培養具備農業資源與環境方面的基本理論、基本知識和基本技能,能在農業、土地、環保、農資等部門或單位從事農業資源管理及利用、農業環境保護、生態農業、資源遙感與信息技術的教學、科研、管理等工作的高級科學技術人才[3]。隨著本科專業目錄的調整,農業院校的土壤與農業化學專業更名為農業資源與環境專業,其課程設置和教學計劃也有較大的變化。各學校根據自身的實際情況,對有關課程設置的調整變化很大[4]。人類80%的信息都和空間位置有關,因此地理信息系統作為資源調查和評價過程中的重要工具,在資源環境專業中得到了充分的重視,因此越來越多的資源環境專業開設了地理信息系統和地理信息系統設計與開發相關課程。
從20世紀90年代開始,地理信息系統貫穿在數據采集、存儲、處理、管理、分析及決策中,為越來越多的領域提供動態模擬、統計分析、預測預報、決策支持等服務[5]。在資源與環境專業的教學過程中以培養學生的GIS軟件的應用能力為基礎上,更加側重培養學生的GIS系統的設計與應用開發能力,以提高學生解決不同實際問題的能力[6]。基于此,在本科教學方案中增設“GIS設計與開發”這門課程。目前“GIS設計與開發”作為資源與環境專業一門專業基礎課,具有較強實踐性、跨學科和領域等特點。針對資源與環境專業發展特點,本文討論了“GIS設計與開發”課程設置目標的教學內容、教學方式和考核形式及其特殊性,先修課程調整、綜合實習內容以及學生綜合能力培養上給出教學意見,提高教學質量。
一、教學目標
如何實現專題GIS應用系統,提高GIS應用水平和效益,本課程就是在這樣一個環境背景下產生的。“GIS設計與開發”是資源與環境專業學生的一門應用性很強的課程。該課程是在完成地理信息系統原理、遙感導論、數字圖像處理、GPS原理、地圖學、C語言、Windows程序設計、數據庫原理等基礎課程之后,綜合GIS、RS和GPS理論與計算機科學理論,以滿足特定的應用要求。遵循地理信息標準,運用軟件工程思想和方法,結合地理信息自身和相關應用領域的特點,設計和開發具有明確目標的信息系統。學生通過這門課的學習,掌握GIS設計與二次開發的基本原理、方法和工具,使學生具備地理信息系統二次開發的能力,熟悉空間數據庫設計的基本原理和方法,了解應用項目開發中組織和管理涉及到的基本概念和策略,提高運用所學知識解決資源與環境專業方面實際問題的水平,為畢業設計和后續其它課程的學習夯實基礎。
二、課程特點與基本要求
1.課程特點。(1)“GIS設計與開發”是一門具有學科交叉性特征的課程。該課程本身涉及到地理信息系統原理、地圖學、遙感原理、軟件工程、數據庫原理、Windows程序設計、數學建模等多個學科的內容,具有較為明顯的學科交叉性。就資源與環境專業而言,設計與開發更加側重數據的分析、處理和表達,因此在課程中更加側重數據的分析和制圖表達上,但是對一些基本的功能的要求也必不可少。故此,資源與環境專業在“地理信息軟件設計與開發”上應該兼顧所有的基礎學科,同時對數學建模相關課程有深入了解。(2)“GIS設計與開發”是一門不斷發展的課程。GIS基礎軟件與應用軟件受到計算機軟硬件技術的更新而不斷發展的,這也對GIS軟件設計與開發也提出了更高的要求。在教學中要不斷吸收新興技術,在教學過程中指導學生查閱與GIS軟件設計和軟件設計有關的新興資料,把握GIS的前沿動態。在教學過程中,適當的提出問題,調動學生積極查閱圖書文獻資料,培養學生積極學習態度和自學能力。(3)“GIS設計與開發”是一門實踐性很強的課程。要進行GIS軟件設計必須在軟件設計模式、集成開發環境的運用、軟件編碼等方面都較好的基礎,強調理論和實際應用的結合,根據具體情況解決具體問題。要求將設計與開發的理論與方式用于具體實踐工作中。在教學過程中設計了單獨的“地理信息軟件設計與開發”的實驗課程。實驗課程采用分解知識點進行訓練和綜合訓練解決實際問題的能力。
2.基本要求。學生較好地掌握地理信息系統項目組織和管理的特殊性和相關理論,學習GIS軟件設計的方法,理解其特殊性,為地理信息系統的設計與開發奠定基礎。能熟練運用一種程序語言和地理信息系統基礎平臺進行二次開發。掌握GIS軟件的二次開發的基本原理,熟悉組件式GIS軟件開發的基本架構,了解目前主流組件庫的基本特征,具備開發GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine進行GIS組件式二次開發。掌握如何將地理信息系統與應用模型及其他系統集成綜合解決和處理問題的基本方法,達到會設計與應用的目的。
三、教學設計
1.參考書選擇。由于“地理信息軟件設計與開發”這方面的教材比較少。教學過程中涉及到軟件設計的基本原理與方法,在教學過程中選擇Ian Sommerville編寫的《軟件工程》部分內容為指定閱讀材料;同時考慮到GIS軟件設計過程中的共性和特性,理論教學選擇吳信才等編寫的《地理信息系統設計與實現(第二版)》為參考書;課程是實驗采用ArcEngine進行二次開發,因此參考相關的二次開發教材,主要包括ArcEngine開發幫助、類圖等。同時給出部分圖書清單,要求學生自學完成C#程序設計和設計模式等相關知識。
2.開發環境。學生的先修課程包含C語言、數學建模及Matlab等課程。然而除了個別學生自學了VC程序設計之外,大部分不具備VC的開發能力。如果為了可視化編程選擇VC,則在有限的課時內,學生將投入大量精力來學習VC及MFC的基本開發技能。Matlab軟件是國際公認的最優秀的科技應用軟件。考慮到資源與環境專業背景,Matlab能在GIS開發中能夠很好的挖掘和分析資源環境數據。但是考慮到GIS需要管理海量的空間數據,然而常見的空間數據Matlab不能進行直接的支持。因此Matlab不能作為本課程的主要開發環境。結合學生現有的開發基礎,以及.NET在界面設計和面向對象的優勢,因此本課程選擇C#.NET作為高級語言開發環境。Visual Studio作為一個強大的開發環境,直接對C#等.NET原生語言支持。在Visual Studio 2010中對UML進行了支持,能夠創建UML類圖、活動圖、序列圖、用例圖和組建圖。利用對UML的支持,能夠很好的支持在課程中的設計和建模。
在二次開發控件主要選擇目前主流的ArcEngine提供的基本控件和類庫。利用ArcEngine來開發實現GIS相關功能,而其他關于資源與環境的信息挖掘則采用Matlab來實現,并通過Matlab Builder將Matlab代碼成為.NET程序集實現Matlab和.NET之間的互操作。
3.教學課程結構。“地理信息系統設計與開發”是我校資源與環境專業一門重要專業基礎課。總學時為48,其中理論課程為32學時,實驗課程為16學時。考慮到培養學生對GIS的實踐能力,理論課程和實驗課程比例達到了2:1,課程的教學內容如下表。
全部課程安排了16課時的實驗,其中C#開發4個課時,基于UML的GIS系統設計4個課時,最后還有8個課時進行ArcEngine的二次開發內容。每次實驗提交實驗報告及相關的源代碼和對應設計文檔,用以檢查教學效果,及時調整教學方案。
4.教學方法。“GIS設計與開發”教學主要借助多媒體等現代教學方法,理論教學配合對應內容演示,融合其它課程內容的方式。可以針對不同的教學內容采用不同的教學方式。例如,在講解GIS軟件設計的相關理論基礎時,進行啟發式教學,鼓勵學生提出問題,誘導學生思考并解決問題。互動式教學是課程講授的一種有效的教學方法,通過師生之間對同一問題的分析,促進對理論理解,對問題的分析方法理解,能營造良好的課堂氣氛,提高了教學效果。研究式教學方法也很重要,采用研究的方式與激勵學生查閱資料,了解未來的發展方向并闡述觀點。
5.考核形式。為了培養學生的創造性思維、動手能力和綜合素質,側重應用開發的角度來對學生進行綜合考察。本課程主要采用平時考核、最終試卷考試和實驗考查三方面相結合的方式對學生進行考核。由于沒有較完整的教材,教學過程中也采用了較多的新興資料,因此在課程學習過程中要求學生查閱指定內容的文獻資料,學生提交相關的讀書報告,以此作為平時成績考核標準之一;平時的出勤率和隨堂提問也作為平時成績一部分。實驗課程考核包含實驗完成代碼、設計文檔和實驗報告三個部分,能較好提高學生的實踐動手能力。考試內容包含了對學生對基本知識掌握程度的考察,還增加系統分析和設計討論題。該類題目有較大的靈活性,能夠考察學生綜合素質,同時能體現教學效果。學生最終的成績由3個部分組成:平時作業和出勤率占30%,實驗占30%,期末考試占40%。
四、教學建議
1.調整先修課程。任何一門專業課的開設都建立在先修課程基礎之上的。資源與環境專業在先修課程中雖然學習了“地理信息系統”、“遙感導論”、“數學建模”等課程。然而在理論教學課程中發現,學生對GIS的基礎知識理解不夠深入。如在簡介空間查詢時,需要先講解空間拓撲的相關知識,才能進一步簡介基于空間的查詢方式。其次,學生在實驗課程中動手能力表明,通識教育的高級程序語言現在還是側重基本語法,導致學生的應用開發能力難以滿足GIS開發的基本要求。因此,在通識教育過程中改變課程教學側重點,使之更加符合資源與環境專業的學習,便于后續課程的開展。
2.增加綜合實習。“地理信息系統設計與開發”是一門應用和實踐較強的課程,同時其中的軟件過程管理的內容又過于抽象,學生很難同時掌握基本的開發方法和軟件過程管理。因此增加2周(80課時)的課程實習。集中時間讓學生完整完成從設計到開發實現的過程,讓學生鞏固學習的GIS軟件的設計方法,理解軟件過程管理,同時強化學生的開發能力。在實驗課程中學生掌握了基本的設計理論知識和程序開發技能。通過綜合實習,能將學過的知識綜合起來加以應用,既培養學生的動手能力又加強學生的創新意識。實習將學生分為2個實習目標,每個內容約30人,其中包含5個實習小組,每個小組5~6人,每個小組圍繞實習目標完成不同的任務目標,由組長控制整個開發過程協調組員之間工作,在80課時內完成小型的GIS系統的設計與原型系統的開發任務。通過實習使得學生將基本的理論與應用開發聯系在一起。
3.培養綜合應用能力。本校的資源與環境專業主要研究方向有土地利用規劃、流域管理、土壤與環境污染評價、防治與規劃,耕地肥力管理、專家系統開發等。學生在畢業后,有很大一部分就轉到了相關應用領域工作,把GIS作為處理該領域的一種工具。在先修課程中主要是利用Matlab、SPSS等軟件對資源環境信息進行挖掘,同時也采用ArcGIS中的ArcTool工具包進行空間分析。因此在課程培養中需要結合上述的內容,需要培養學生綜合統計和空間分析知識來解決實際問題的能力,使得學生能夠為今后的工作和繼續深造打下堅實的基礎。
五、結束語
GIS的發展為資源與環境的飛速發展注入了新鮮的血液,提供了新的契機。在資源與環境專業設置地理信息課程是順應時展趨勢的。“GIS設計與開發”是資源與環境專業的一門重要課程,具有理論抽象和實踐較強的特點。因此,要改變傳統教學觀念,不斷改進教學方法,適時的調整和更新教學內容,充分調動學習的主動性,提高學生的綜合運用能力,力爭培養出具有良好專業基礎的地理信息應用人才。
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【關鍵詞】警用GIS系統;功能模塊;優化設計
中圖分類號:TP75文獻標識碼:A文章編號:1006-0278(2012)02-115-01
地理信息系統(GIS)最早應用于建筑工程的勘測,憑借其精準的定位功能,顯著提高了數據獲取、圖形繪制、測量計算等功能。隨著科學技術的快速發展,GIS的功能得到進一步拓寬,在各個行業領域中均得到了充分應用。近年來警用GIS的運用十分普遍,為公安機關處理案件提供了極大的幫助。因而,對現有的警用GIS功能模塊實施優化設計,實現了公安機關辦案技術的創新。
一、警用GIS系統的詳細介紹
公安局指揮中心系統就是綜合公安局現有的和其他部門的城市應急服務資源,采用統一的號碼,用于公眾報告緊急事件和緊急救助,統一接警,統一指揮,聯合行動,為市民提供相應的緊急救援服務,為城市的公共安全提供強有力的保障的系統。其中警用GIS在指揮系統中扮演著重要角色,如圖1。它提供了可視化的智慧以及接處警操作界面,全方位的地理信息展示、方便快捷的報警定位和資源定位調度功能,同時能夠從空間地理關系角度提供決策支持、統計分析、預案演練等業務功能。PGIS系統應用在公安指揮系統的每一個重要環節,是實現數字化指揮的重要手段。
二、警用GIS系統功能模塊的優化設計
從GIS的工作原理看,其主要是對實用信息的綜合性處理,一般要經過獲取、存儲、顯示、編輯、處理等多個流程操作,實現了數據信息的自動化處理。但是,不同行業領域對GIS的功能要求各不相同,公安機關設計GIS系統需結合具體辦案需要,編制出個性化的功能模塊,如圖2。從現實應用需求分析,警用GIS系統功能模塊的優化設計包括:
(一)查詢模塊。傳統的警用GIS所設置的查詢模塊功能單一,僅限于常規信息的搜尋檢查,一些復雜性的定位查詢功能無法實現。經過優化設計的警用GIS,其查詢模塊具有綜合性特點,可適用于多項信息的定位、搜查、捕捉等。目前,公安機關普遍應用的警用GIS查詢系統,能夠從時間及空間等兩個維度展開查詢,大大提升了數據查詢的效率。
(二)分析模塊。案情分析是公安機關破案的核心環節,數據分析的準確性關系著案件的處理進展。新型警用地理信息系統添加了多功能的分析模塊,可提供公安機關完成案情信息的分析處理。如:某一案件的發生、經過、結果等,只需把案情的真實情況、有效數據輸入到警用GIS分析模塊,經過計算機的自動操作處理,即可獲得相對準確的案件實況。
(三)調配模塊。調配模塊的作用是對公安機關的資源進行調度分配,從而提高各項資源的有效利用率。由于犯罪案件具有突發性、偶然性、及時性等特點,導致案件的積累量逐漸增大,公安機關在處理案件時無法正常調配現有的資源。警用GIS系統添加的調配模塊,對警察局現有的人力、物力、財力等資源綜合調配,如:警車、警員、警械等,協調了案件處理的流程。
(四)交通模塊。掌握準確的交通線路,能夠幫助公安機關追捕犯罪嫌疑人,短時間內鎖定正確的交通路徑。警用GIS系統設計交通模塊,縮短了案件處理的時間,加快了地理位置的搜尋、定位。該模塊也有協調交通的功能優勢,防止公安機關辦案對道路交通造成的阻礙。另外,地理信息系統與交通網絡互連,公安機關在車輛上即可自動查詢交通信息。
三、結論
總之,地理信息系統提高了數據信息的自動化處理水平,在各個行業中得到了普及應用。新時期警用GIS系統功能進一步改善,為公安機關立案、辦案等工作提供了很大的方便,及時對現有的地理信息系統實施優化設計是很有必要的。
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關鍵詞:城市地理信息系統,測繪工程,應用
中圖分類號: P216 文獻標識碼: A
引 言
近年來,地理信息系統(GIS)在我國許多城市得到應用,它在城市規劃、資源管理、交通運輸、環境監測、防災減災等眾多領域都有很好的應用,可以說 GIS 應用領域是非常廣泛的。那么什么是 GIS?簡言之,GIS 是基于地理空間數據的一種計算機信息系統,這里所說的地理空間數據主要包含空間特征數據和屬性數據。地球表面及其外層空間的物體都有地理坐標、形狀(長、寬、高及面積、體積等)、空間關系(如距離),所以具備空間特征數據。屬性數據是指地物所具有的自然或人文屬性的特征數據,例如一個城鎮具有的人口、資源、產值和環境等信息數據。GIS 數據從何而來?主要源于地圖數據、遙感數據、實測數據、統計資料、文本資料(法律文件、行業規范、技術標準、邊界條約等)、多媒體數據、現有系統數據等。可見,GIS 與測繪有著密切的關系,因為地圖數據、遙感數據、實測數據都來自測繪成果,而利用 GIS 平臺開展測繪活動也將如虎添翼、事半功倍。GIS 用于測繪工程具以下優勢:節省時間、效率高、時效性強、減少失誤率及測繪成果精確易于使用。鑒此,本文對 GIS 在測繪工程中的應用進行分析和闡述。
一、地理信息系統數據庫的建立
1. GIS 工作原理在討論 GIS 數據庫建立之前,先說明一下 GIS 工作原理。GIS 主要由計算機軟、硬件系統及地理數據所組成。硬件系統由計算機、輸入設備、輸出設備和存儲設備等組成。其中輸入設備包括鍵盤、掃描儀、數字化儀、媒體設備等,也包括由網絡輸入。輸出設備包括顯示器、繪圖儀、打印機和媒體設備等,還包括通過網絡輸出。存儲設備包括硬盤、U 盤和光盤等,亦包括網絡服務器等。軟件系統除了計算機操作系統、辦公軟件、數據庫軟件和其他一些通用軟件以外,還包括圖形軟件(如 AutoCAD)、GIS專用軟件(如 Arc/Info、MapInfo)等。地理數據前面已介紹過了,需要指出的是除了數據采集,一些數據還必須經過轉換才能入庫,這往往要耗費大量的人力和財力,一般建庫初期的支出占整個系統費用的 70~80%。
2. GIS 數據庫的建立
下面以外業采集數據導入 GIS 數據庫為例[1]介紹一下建庫的方法。首先,將數據匯總,然后導入到 AutoCAD 中,并對圖形進行編輯、修改和必要的處理。然后檢查拓撲關系是否符合要求,若沒有問題則可導入到Arc/Info 中設置數據結構。Arc/Info 軟件能夠對拓撲關系和圖層進行檢查,如果發現有問題,就需要返回到 Auto CAD 中重新修改和編輯,沒有問題后再導入 Arc/Info。通常需要在 Auto CAD 與 Arc/Info 之間經過多次的修改,最終實現拓撲關系和數據正確。然后對屬性進行賦值和配置,導出 SHP 格式文件。再將 SHP 文件導入到 GIS 中,就完成了建庫程序。在數據庫中,每一個圖形要素及點、線、面分屬不同的層,每層對應一個地理信息表,另外還包括索引表與元數據表。通過建庫,可以完善數據結構,避免許多重復采集工作,實際上也減少了大量的測繪工作量。
二、地理信息系統的應用
1. GIS 的主要功能
一個完備的 GIS 至少提供三方面的功能:①制作各種專題地圖,由于 GIS 將空間數據與屬性數據結合起來,各行各業都可以提取本行業所需的屬性數據和空間數據,生成所需要的地圖供打印、瀏覽;②查詢功能,查詢與地理位置有關的數據,比如查詢某條街道的酒店,利用 GIS 可以輕易找到這條街道上的所有酒店,如想入住 3 星級酒店,也會看到所有3 星級酒店;③空間分析,可以利用數學模型或邏輯模型分析空間數據。
2.應急測繪保障體系
應急測繪保障體系是為應急測繪任務提供保障服務的,包括應急預案、組織機構、管理措施等,當然還需要具備開展應急工作的數據庫、應用系統,也就是借助 GIS 信息平臺有效開展應急測繪服務。應急測繪保障體系的應用有以下幾個方面[2]:①通過 GIS 基本圖形的操作,可以清晰地展示災害發生地點的自然環境、社會屬性等特征,從而可更快更有針對性地制定應急預案;②通過 GIS 空間分析,確定災害位置、影響范圍(受災面積)、預估損失等,從而為應急預案提供更為準確的信息;③利用GIS 專題分析功能,可以提取某項或多項專題性數據,將其與地圖組合,形成災害專題性地圖,如密度分析圖,從而可更合理地確定應急疏散方案;④為應急測繪工作提供所需的數據資料,利用災害或事故發生區域實景拍攝形成的三維圖像,可以更直接地了解現場實際情況,而測繪工作者通過修測技術保證相關數據的有效性;⑤利用 GIS 網絡平臺和自動更新機制,確保災害信息的時效性。
3.資源管理
目前,資源清查、分析和管理是 GIS 應用最為廣泛的領域之一,包括土地資源潛力評價、野生動植物資源保護、森林與水資源普查、礦產資源管理等多個領域。GIS 可以將不同來源的數據和信息匯集在一起,利用統計和涵蓋分析功能,按照各種組合條件進行資源分析,從而為資源的合理開發和決策利用提供依據。以土地資源管理為例[3]進行說明,我國西南地區國土資源信息系統收集存儲了超過 1500 項 300 萬個以上的資源數據,通過該系統提供的資源分析評價模型、資源預測預報模型及資源開發利用配置模型,可生成礦產資源分布圖、草場資源分布圖、農作物產量圖、各地產值圖、交通規劃圖等各種專業圖。
4. 監測服務利用
GIS 系統與多時相遙感數據的搜集,在洪水災情監測、洪澇災害損失評估、森林火災預測、土地利用動態分析、環境監測管理等方面獲得有效利用。例如大興安嶺地區利用 GIS,通過森林普查和火災實況分析,建立起包含氣溫、風速、降水、植物覆蓋等 14 個因子的數學模型,火災等級預報準確率達到 70%以上。再如環境監測管理方面,上海市環境管理信息系統建立了環境監測動態數據庫,包括污染源、環境質量、環境標準、水文、氣象等各種數據,并且實現了資源共享。通過環境質量數據的統計、分析、評價和預測,實現環境質量和污染控制方面的管理。提供數據輸出打印、瀏覽和存儲功能,系統友好而便于使用。
5. 其他方面的應用
GIS 應用領域很廣,其他方面的應用還有很多,例如城市規劃、房地產開發、市政工程服務等;再比如為工商企業的生產經營提供服務,工廠、商店選址等。
三、 結 語
地理信息系統一經誕生,即以其高效、精確和時效性好而廣受歡迎,GIS 也成為許多國家、行業和部門必備的工具和技術。目前,GIS 的應用正從以政府部門、大公司為主走向“平民化”,GIS 已滲入到人們的日常工作、生活中,人們購物、出行、休閑娛樂因為有了 GIS 而變得更加便利,可以預計 GIS 的未來將會更加精彩。
參考文獻
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關鍵詞:地理信息系統,GPS測繪技術,全球定位系統
GPS測繪技術以衛星無線電導航建立的定位系統為基礎,通過接收裝置和環球通訊衛星共同組成一整體,主要為使用者提供時間信息、三維坐標和導航資料等內容。工程建筑設計、施工、驗收和監控是一項復雜繁重的工作任務,而GPS測繪技術能在任何地理位置上設點,有效解決了在地形測量中因障礙物、高度惡劣地形等無法進行人工測量的問題,為工程建設提供精確的數據支持,減少了時間和人力資源的不必要浪費。
1.GPS測繪技術的應用特點
1.1創新性
傳統的地形測量技術主要利用經緯儀側角度、測距儀測距離、水準儀測高差,得到數據后還要檢核誤差,計算量大,使用起來復雜繁瑣;而GPS測繪技術除了采用上述測量方法,要應用了GPS定位技術,真正實現了傳統測量技術與現代技術的有效結合,精確找準地理點的空間位置。
1.2高效性
與傳統的地形測繪儀器相比,GPS測繪系統具有高效性。只要GPS測繪系統的信號接收機能接收到信號,它就能實現對某一位置點三維坐標、高程測量、定位的一次性測量,而傳統儀器則必須依靠兩種或以上儀器才能取得相同效果。而且,在測繪區域網內GPS可任意取點、補點,不需要反復測量來增加控制點數量,節約了測繪時間和人力資源。
1.3連續性
GPS測繪技術具有良好連續性,通過高精度、靈活性、分布均勻的三維測量控制網的建立,結合持續運行的GPS基準站,對控制網內各點進行連續測量:①建立基準站:基準站利用標準取樣的方法記錄觀測數據,并定時將測量數據傳輸給數據處理中心,再通過數據整理,準確計算并儲存該點的三維坐標,提高該控制點的準確性和加密性。②實時動態差分GPS技術:對地理某一點進行測量而不需建立任何控制點就能直接測得某點坐標位置,且所得數據快速可靠,技術操作便捷。
2.GPS測繪技術在地理信息系統中的實際應用
2.1領域應用
隨著社會發展步伐的不斷加快,人類活動日益頻繁,導致環境惡化、資源浪費、人口激增等問題日趨突出。GIS地理信息系統能將空間地理和各種信息有效融合,整合計算機科學、RS、地理學和GPS技術信息。GPS系統與GIS系統的有效結合,除了能應用于空間實物的測量定位,還應用于環境監測、巡航定位、城市規劃、地面監控、資源管理和氣象信息等[2]。
如進行城市空間規劃時,通過GPS系統測量應用、GIS系統獲取地理信息,對城市地形進行準確分析、對城市空間決策進行深入研究,在進行大規模城市基礎設施建設中確保綠化比例合理,保證學習、公共設施、運動場所、服務設施等能擁有最科學合理的服務面,為城市房地產開發提供科學合理的決策分析,提高土地利用的有效性,真正實現城市資源的優化配置。
2.2建筑測量應用
GPS定位測量技術的快速發展,也加快其在我國工程測量行業的應用速度。實時動態差分GPS技術具有鮮明優勢,它由基準站接收機、流動站接收機及數據鏈組成,能追蹤衛星信號即時給出位置點坐標,而且測量精度高、所需時間短、操作方便。如GPS測量技術當前主要應用于城市視野開闊的新區建設、野外勘探定位等,通過測設方格網的方式,克服測量點位距離、高度的限制,充分顯示GPS定位測量技術的優越性。
2.3技術應用
GPS系統和GIS系統在現階段已經得到很好結合,而且GPS系統也已經廣泛應用于城市GIS系統中。GPS測繪技術具備一部分的地理信息系統的電子圖,而電子地圖具備了各種關于地理信息系統的功能,能將某些數字信號及模擬信號轉換成計算機顯示模式。
一般來說,電子制圖可通過直接獲取、數字化獲取或GPS系統獲取,而已真正實現地理信息系統電子地圖的制作,則要依靠GPS測繪技術對地理空間進行定位,再借助GPS連續發確度極高的數據追蹤,準確定位空間點的具置[3]。如GPS系統在城市GIS系統中,通過建立城市交通網絡、地下管線網絡等計算機模型,研究城市交通流量,規劃城市交通路線,做好城市交通地下管線突況的預案處理,警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等都是GPS和GIS應用的實例;而且GPS和GIS系統在警察辦案時發揮重要作用,通過與犯罪目標的對話確定信息來源位置,鎖定犯罪目標,及時有效地執行抓捕工作。
2.4生活應用
GPS測繪技術在人們生活工作中也發揮著重要作用――可視化作用,是指基于地理信息系統中的GPS技術以數字地形模型為基礎,通過建立城市、區域、大型建筑工程、著名風景名勝區的三維可視化模型,有效實現多角度瀏覽,廣泛應用于宣傳、城市和區域規劃大型工程管理和仿真、旅游等領域。
如人們不論何時何地,只要想對國家景點進行了解,都可通過GPS控制測繪技術在地理信息系統中的應用,結合GIS系統對景點進行有效查找,也可以對周圍環境和地理情況進行網上查詢,充分了解實際的道路景觀地理位置,便于旅游出行。
而人們的手機也可以搜索所需的可視地圖,運用該功能也可以精確定位手機位置,并在實際生活中進行地理搜索,便于人們查找企業、公共場所或辦公地點的位置,避免在路途中浪費時間。
3.結束語
總之,GPS測繪技術具有眾多明顯優勢,如測量原理簡單、測量精度高、測量效率高及測量效果好等,這一先進技術應用在我國地理信息系統中,必然會為工程建設的發展帶來重要促進作用。隨著科學技術的不斷發展,相信GPS測繪技術也會得到逐步完善和發展,在不久的將來定能在更多不同領域發揮其重要作用。
參考文獻: