地理信息系統定義精選(九篇)
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第1篇：地理信息系統定義范文
摘要: 地理信息系統，它能把各種信息用地理和相關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數據庫技術來采集，分析數據，從而為測繪制圖服務。作為基礎測繪測量，需要不斷地學習，不斷地更新技術，學好用好地理信息系統，為社會提供更好的數字產品。本文從測繪制圖的角度出發，對地理信息系統的優缺點進行了分析。 關鍵詞:地理信息系統 測繪制圖1. 概述 地理信息系統是對地球空間信息進行采集、存儲、檢索、分析、評價、建模和輸出的計算機系統。近幾年來,地理信息系統廣泛應用于測繪遙感、環境治理、災害預測、地質填圖、城市規劃、土地管理、礦產資源評價和測繪制圖等各個領域,已起到了不可估量的作用。 2. 地理信息系統的優點 地理信息系統主要由數字化子系統、圖形編輯子系統、拓撲結構處理子系統、數字高程模型子系統、地圖建邊建庫子系統、專定屬性定義及管理子系統、數據庫管理子系統、空間分析子系統、圖像分析子系統、圖形輸出交換子系統等功能模塊構成。各系統之間既互相獨立， 具有各自功能，又共享其數據信息，可實現綜合查詢和信息分析。其主要特點是：一是在結構上該系統采用了矢量數據和柵格數據的混合結構，并完善了國內外大多數地理信息系統所采用單一數據結構或側重某一種數據。結構的局限性，以滿足不同問題對矢量、柵格數據的不同需求，而且兩種數據庫結構的信息可以有效方便地互相轉換和準確套合；二是在應用上該系統分為輸入、編輯、庫管理、空間分析和輸出五大部分組成。
2.1輸入手段：具有掃描儀輸入、數字化儀輸入、GPS輸入等功能，也可接受DBASE、FOXBASE等數據庫的數據，并且具有完備的錯誤、誤差等校正方法。 2.2編輯功能：具有直觀實用的屬性動態定義編輯功能和多媒體數據，具多重數據結構的屬性管理能力。 2.3地圖庫管理：具有較強的地圖拼接、管理、顯示、漫游和靈活方便的跨圖幅檢索能力，可管理達數千幅地圖。 2.4空間分析：具有功能齊全，性能良好，并且具有拓撲空間查詢和三維實體疊加的分析能力。 2.5輸出功能：具有齊全的外設驅動能力和國際標準頁面描述語言的Postscript接口，可輸出符合任何公開出版質量要求的數字化產品圖件，并具有能自定義的靈活性報表輸出功能。
3. 地理信息系統的缺點分析 3.1格式轉換問題 目前大多數的地理信息系統是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發的，它們采用完全不同的空間數據模型，對地理數據的組織也有很大的差異。據統計，現在的地理信息系統空間數據格式超過了 100種，而目前還沒有軟件可以實現100種以上數據格式之間的相互轉換，這使得在不同地理信息系統軟件上開發的數據交換存在困難，采用數據轉換標準也只能部分解決問題。限制了地理信息系統處理技術的發展潛力。地理信息系統是一套應用廣泛的地理信息系統軟件，它采用矢量數據和柵格數據混合結構，將不同來源、不同類型的數據和信息進行有機結合，實現了數據信息的共享。由于地理信息系統的編輯系統只能調入輸出自己的標準格式文件，所以地理信息系統本身提供了數據轉換模塊，支持當前主流地理信息系統數據格式的轉換。但由于地理信息系統是一個相對通用的平臺，不可能完全滿足各個應用領域的所有要求，這樣在實際應用中就會存在一些數據轉換問題。 3.2誤差問題 3.2.1測繪圖件數據信息載體介質不同產生的誤差。 原始圖件數據信息載體介質分為紙介質,透明薄膜介質及刻圖薄膜介質3種。在3種信息載體中,紙介質變形最大,其次與其它制圖軟件數據轉換問題為透明薄膜介質變形較小,刻圖薄膜介質變形最小。紙介質變形產生誤差的主要原因是折疊、褶皺、氣候影響,變形誤差一般在1-2mm。薄膜介質產生變形的主要原因:在使用和保存過程中產生褶皺,薄膜受溫度影響等,圖形數字化輸入方式的不同產生的誤差。 圖形數字化方法分為手扶跟蹤數字化儀輸入和圖形光柵化掃描矢量化方式輸入兩種。數字化儀的基本原理是將地圖上的位置信息通過數字化儀的定位器以數字信號的方式傳送給計算機,使計算機記錄每個點、線、面的位置,形成相應的數據文件。在數字化過程中,產生誤差的主要原因是人為因素。在數字化過程中手扶游標不穩左右擺動,或者數字化板晃動,從而造成采集點位不準確。其次是一幅圖未完成,關閉數字化儀后,重新開機,造成定位系統坐標與上次不同而形成誤差。圖形掃描矢量化形成的誤差主要有:掃描儀精度不高,掃描的光柵圖像變形產生的誤差;光柵圖像沒有配準就矢量化圖形，形成的誤差；在矢量點，線過程中圖像放大倍數小形成的誤差。 3.2.2子圖庫，線型庫定位點(定位線)不精確形成的誤差。 地理信息系統制圖系統庫包括子圖庫、線型庫、色庫、圖案庫。子圖庫是各類基礎地理及專題要素的符號庫。線型庫是各類地物界線及專題要素界線的符號庫。地圖符號是地圖的語言,在地圖上用來表示實地物體與現象的特點圖解記號,它是地圖的主要表現形式,也是地理信息得以傳輸的媒體。地圖符號按地面物體和符號的比例關系分為依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符號。在傳統制圖理論中,任何符號都有它的定位點和定位線。符號的定位點和定位線都有嚴格的規定,它決定了地物在空間的分布位置和相互關系。符號庫(子圖庫,線形庫)形成誤差的主要原因是符號的定位點和定位線不在規定的位置上。制圖人員在數字化制圖過程中往往把符號移動到與原圖相同的位置,當坐標點可見時,符號的定位點(定位線)和符號的坐標可見點不在同一點上,其誤差在0。1-0。5mm之間,圖件比例尺越小其誤差變形越大。 4. 地理信息系統對測繪地圖的優化作用測繪制圖是測繪工作的有機組成部分,在開展多學科、多途徑的測繪科研研究中,自始至終都要運用測繪地圖來表現研究成果。在傳統的測繪制圖過程中,要經歷若干個成圖步驟。地理信息系統測繪制圖過程主要分為資料準備、圖形輸入、圖形編輯、顏色設計和圖形輸出等幾個階段地理信息系統提供了兩種圖形輸入方法:一種是數字化輸入,即采用數字化儀人工手扶游標跟蹤,將原圖資料轉化為圖形數據;另一種是掃描矢量化,通過掃描儀掃描原圖,以柵格形式存貯于圖象文件中,并經過矢量轉換為矢量數據。以上功能可用地理信息系統的輸入編輯子系統來完成。數據輸入計算機后,就要進入圖形編輯數據校正、圖形的整飾、誤差的消除、坐標的變換等工作,由地理信息系統圖形編輯子系統、誤差校正、圖形裁剪屬性庫管理等系統來完成上述各項功能。顏色是測繪地圖表現的一種重要要素,它直接影響測繪地圖的表現力和圖面效果。因此,測繪圖對顏色的要求是非常嚴格的。地理信息系統對測繪制圖作了顏色的要求,在分析了測繪地圖印刷特點的基礎上,設計了一套靈活、方便、精確的顏色定義和色標系統。圖形輸出是地理信息系統地質制圖的最后一道工序,通常是把顯示出的圖形數據,經過以上步驟,在基本符合要求后,由地理信息系統的輸出系統將編輯好的圖形顯示到屏幕或指定的設備上。經以上處理過的數據,可以實現測繪圖件的數字化,并建立圖形和屬性數據相結合的數據庫。測繪信息數據全部存儲于計算機中,可以將具有同一特性的圖形要素放在同一層中,即是將圖形數據分幅錄入這樣易于管理和查詢,而且可靈活地進行分幅檢索、添加圖幅、刪除圖幅。 5. 結語
總之,測繪制圖是一項需要不斷完善,不斷改進的技術,也大有潛力可挖,同時也存在著無窮的技巧和樂趣,只要我們在測繪制圖中，充分利用地理信息系統的優勢互補，進一步優化數字化生產的工藝流程，降低誤差，同時結合本專業特點不斷總結經驗,測繪工作一定會更上一層樓。 參考文獻 [1]譙章明. 地質圖繪制[M]。北京:測繪出版社。 [2]吳信才. 地理信息系統原理、方法及應用[M]。武漢:中國地質大學出版社。
第2篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞： 地理信息系統 高中地理課堂教學 案例 困難
1.GIS的概論
1.1 GIS的內涵
針對不同的部門和不同的應用目的，地理信息系統的定義也不盡相同。美國學者Parker認為“GIS是一種存儲、分析和顯示空間與非空間數據的信息技術”。加拿大的Roger Tomlinson認為“GIS是全方位分析和操作地理數據的數字系統”。俄羅斯學者把GIS定義為“一種解決各種復雜的地理相關問題，以及具有內部聯系的工具集合”。這些定義，有的側重于GIS的技術內涵，有的則強調GIS的應用功能。美國聯邦數字地圖協調委員會（FIC-CDC）關于GIS的定義較為全面具體。該定義認為“GIS”是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。[1]
1.2 GIS的功能
由計算機技術與空間數據相結合而產生的GIS這一高新技術，它包含了處理地理信息的各種高級功能。GIS具有四項基本功能：
1.2.1輸入功能
利用數字化儀或掃描儀把地圖、圖像（如航空照片）和規劃圖輸入計算機中，然后進行編輯處理（修改、增補等）。
1.2.2輸出功能
把經過分析而得出的圖形、圖表或文字報告顯示在熒光屏上，也可以通過繪圖儀或打印機打印出來。
1.2.3查詢、分析功能
通過空間查詢和空間分析而得出決策結論是GIS的出發點和歸宿。這是一個復雜的處理過程，需要應用目標之間的內在空間聯系并結合各自的數學模型和理論制訂規劃和決策。典型的空間分析包括最佳路徑分析、疊加分析、鄰域分析、網絡分析、通視分析及填挖方計算和表面積計算等，可用在污染源流分析、農業布局合理性分析、城市布局合理性分析、道路選線分析等工作中。
1.2.4空間數據庫管理功能
地理對象是龐大的地理數據集，對此需要利用數據庫管理系統來進行管理[2]。
GIS依托這些基本功能，通過利用空間分析技術、模型分析技術、網絡技術、數據庫和數據集成技術等，演繹出豐富多彩的系統應用功能，滿足社會和用戶的廣泛需求。
2. GIS走進高中地理課程
著名的地圖與信息系統專家陳述彭院士認為，定性描述是地理學的第一代語言，地圖是地理學的第二代語言，地理信息系統是地理學的第三代語言。這也是廣大地理教師的共識，充分體現出GIS技術的重要性與價值所在[3]。《普通高中地理課程標準》提出了地理課程的基本理念，其中之一是強調信息技術在地理學習中的應用。在新一輪的地理課程改革中，地理信息系統成為地理選修模塊之一，作為新的重要的教學內容。
2.1 GIS技術進入高中地理的必要性
2.1.1 “GIS技術”是地理科學發展與社會信息化的重要內容
當今時代，信息技術飛速發展，地理信息技術對資源與環境可持續發展、國家經濟建設與社會進步的巨大作用日益顯著。地理信息技術應用的具體形式，大到地球村、數字國家，小到數字居民區、數字家庭。隨著工業化和信息化水平的進一步發展，世界城市化成為文明進步的標志。城市帶來了富足、繁榮，也帶來人口擁擠、交通緊張、資源短缺、用地緊張等一系列城市問題，這為地理信息技術提供了大顯身手的機會。世界各國的城市，尤其在經濟發達和發展水平較高的城市，數字城市研究日益成熟，信息化管理成為熱門研究領域，利用地理信息技術進行社會、經濟、文化、基礎設施、交通通訊、城市規劃等數字管理，成為構筑新世紀人類生存環境的新模式。
地理信息技術是“數字化地球”、“信息化地球”的基礎，信息化發展需要大量的具有地理信息技術基本素養的人才。從國家戰略的高度來講，基礎教育階段的地理信息技術素養教育很必要也很迫切。
地理信息技術作為地理科學發展的重要內容，加之其在社會生產、生活中的廣泛應用和價值，在高中階段，將其納入地理課程體系，意義重大。
2.1.2設置“地理信息技術應用”模塊有利于培養學生的信息素養
信息科技時代，教育目的不應僅是教給學生知識，更應以學生的發展為根本，全面提高學生的素質，使學生身心得到發展，發掘學生的外在和內在潛力，促使他們得到全面發展。地理信息技術在信息社會有著舉足輕重的地位和作用，設置地理信息技術課程是普及地理信息技術基礎知識的有效途徑。對學生進行地理信息技術教育，可以培養學生的思考能力和分析能力，提高學生的信息素養，符合《高中地理課程標準》的設計理念，也是提高學生綜合素質的基本途徑。
當前，基礎教育強調全面的素質教育，地理教育也應如此。在對各種地理知識（信息）掌握的基礎上，地理教育重視學生能力的提高及地理思維方式的培養，要求學生既具備地理知識素質，又具備地理能力素質。要求學生運用地理知識處理和解決地里問題。要求學生主動地吸收、掌握各種地理信息，并將信息分析、重組、應用。
2.1.3“地理信息技術”是一種重要的教學技術手段
地理信息技術作為教學技術手段應用于地理教學中也是《地理信息技術應用》模塊重要的價值取向之一。地理信息技術教育對學生信息技術的掌握、地理研究技術的了解與應用、地理區域系統思想的建立和地理空間思維能力的培養，以及地理問題的分析與處理能力的培養等具有不可替代的獨特功能[4]。
一方面，以GIS為例，GIS具有對地圖處理與操作的強大功能，地圖是地理教育的重要媒介，利用GIS的地圖疊加、地圖漫游、地圖縮放和地圖要素的增減等進行輔助教學，效果是一般教學手段不可比擬的。另一方面，GIS技術是一種解決實際問題，提供地理數據處理功能的技術和方法。GIS的數據輸入、處理與分析功能，能很好地完成地理課程在能力培養方面的要求。例如，利用GIS實現對地理事物的分布特征、分布規律的輔助教學，教師可以應用GIS在空間上顯示符合某一條件的地理要素的特征，幫助學生認識地理空間概念；利用GIS實現地理事物環境分析輔助教學，GIS技術可以確定某地理要素在一定范圍內對于其他地理要素的分布；利用GIS實現地理事物變化趨勢的輔助教學，GIS能顯示地理事物在不同時段的地理信息的空間分布，能展示其各階段的特征，有助于學生認識地理事物的發展過程；利用GIS實現數據統計分析與地理直觀的輔助教學，GIS可以進行數據排列顯示、專題地圖制作圖、地形圖、行政區劃圖、旅游規劃圖等；利用網絡GIS、多媒體GIS的輔助教學等[5]。
2.2高中地理信息系統課程教學案例
地理信息技術是一門新興的課程，開設這門課程的主要目標是培養學生的地理信息素養。
下面以GIS在道路選線中的應用作為教學內容進行分析。
傳統的道路選線方法是選線人員通過收集和分析線路區域內有關設計資料，在大比例尺地形圖上選出幾個可能的路線方案。然后在紙上定線的基礎上，選線人員到實地勘測，經過反復比較確定一個較為經濟、合理的路線方案。它在很大程度上取決于選線人員的實際經驗和技術水平，而且費時費力，因此已不能滿足現代公路設計的需要。隨著地理信息系統技術的發展及空間信息軟件平臺的不斷開發，設計人員不但能考慮傳統的選線因素，對于地質、水文等空間屬性也能納入考慮范圍，這不管是從質量上還是從效率上都得到了較大提高。目前常用的空間軟件有ArcInfo、MapInfo、Geo系列軟件、TITANGIS等。
2.2.1地理數據的采集和處理
根據道路的設計功能和設計要求，需要收集道路沿線所有的基礎資料，包括沿線各類比例尺地形圖、地質圖、水文、氣象、交通流量等。具備了這些基本資料之后，利用GIS功能對各種資料進行分類處理。
數字化資料包括地形圖、地質圖、規劃設計圖、文字說明等多種信息資源。圖形數字化過程中需要進行投影轉換、坐標轉換，經過掃描、糾正、跟蹤、附屬性、建立拓撲關系等步驟，最終形成各類數據文件。目前，常用的數據格式有：Tiff、Arc/InfoE00、Arc/InfoCoverage、MapInfo、DXF等。在地形圖進行數字化的過程中，需對各類影響線路的空間要素進行分層空間數據管理，為以后的空間分析做好準備。沿線主要的空間數據層有：地形層、地質圖層、城市層、鄉村層、植被層、沿線水系層、水利設施層、鐵路層等。對空間數據層的分類應盡可能詳細，避免遺漏。同時，使用的資料應為最新資料，保證空間數據的時效性及其準確性。
2.2.2地理數據的空間分析
根據道路的設計標準和使用要求，利用GeoStar軟件對各類數據文件進行分析是采用地理信息系統進行道路選線的核心。GeoStar軟件的空間分析功能主要有地形分析、緩沖分析、疊置分析、網絡分析等，這能幫助設計人員宏觀地認識設計區域。在數據處理過程中，應盡可能準確規范，這對于以后建立數字地面模型DEM、地面正射影像圖DOM等數據具有重要作用。
2.2.3建立數字地面模型DEM
數字地面模型可為道路選線提供直觀圖形并可以與GIS的空間分析結果進行疊加分析。同時可為今后的道路最佳路徑分析、縱橫斷面設計、填挖方量的計算提供快捷成果。
2.2.4疊加分析
利用GeoStar軟件，將矢量數據庫、影像數據庫和DEM數據庫三庫疊加，生成三維景觀再現。在計算機疊加分析的結果里，確定道路控制點的樁號及線路的大致走向，接著根據設計規范和要求，在三維景觀里進行路線設計，確定道路變坡點位置、交點位置、坡度、曲線半徑等要素，這樣設計人員能隨時根據地形來進行設計，非常方便。
2.2.5線路的比選
根據要求一般設計兩到三條線路，然后利用GeoStar的空間分析功能進行比選，考慮的因素主要有土地、水文、路線長度、地質條件、政治因素、經濟狀況、氣象等。如，在設計中，道路應盡量避免穿過農田、森林，并且線路通過地段的地質水文狀況應滿足工程設計要求，以此作為選線條件。此時可以從空間數據層中分別提取鄉村層、植被層、地質層、沿線水系層的相應數據，將它們的數據繪以不同顏色的圖形，根據選線人員給定的選線條件和范圍分別與地形圖形拓撲疊加，此時在計算機上就可以分別顯示出滿足要求的范圍。根據這些范圍，選線人員再進行綜合修改，重新制定設計條件，在計算機上反復進行疊加拓撲分析獲取最終結果。這種選線過程非常直觀明了，結果也可隨時以圖形、表格、數字的形式打印輸出[6]。
2.3高中開設地理信息系統課程存在的困難
在當今的高中地理教學中，開設地理信息系統課程遇到了比較大的困難，學生的地理信息素養也普遍比較薄弱。
2.3.1教育觀念滯后
由于教育觀念滯后，即使是在教育較為先進的地區，地理信息系統課程開設仍困難重重。學校固守舊觀念，認為培養信息素養對于學生高考分數提高目前還沒有實質性作用，往往以各種理由拒絕開設地理信息類課程。
2.3.2經濟支持不足
地理信息系統課程開設需要一定物質基礎作為保證，例如計算機、網絡設施、配套的課程軟件等。經濟落后地區的一些學校硬件、軟件設施都不齊全，尤其像GPS這種儀器市場價一般在2000元左右，作為教具幾乎是不可能購買的，3S技術的培養成為“紙上談兵”。
2.3.3教師素質有待提高
地理信息系統是一門新興的技術，因此，當今高中里能夠熟練掌握信息技術的地理教師比較匱乏。此外，目前高師所開設的地理信息系統課程，多數只是簡單地移植綜合性大學地理信息系統專業課程的基本內容，而真正適合師范生實際操作應用技能訓練較少，并沒有培養出真正適應高中地理教學的合格的地理教師。
因此，高校在培養地理教師的過程中應重視師范生的地理信息技術學習，在學習基礎知識的同時，提高動手操作能力。同時，各地教育部門應完善教師的職后培訓，為在職地理教師提供更多的進修機會和渠道。各地教研部門要為地理教師提供學術和業務的支持，例如通過舉辦培訓班，組織教學經驗交流，推動校本教研，開發課程資源等方式幫助地理教師開展地理信息技術教學，培養學生的地理信息素養。
3.結語
鑒于我國經濟的快速發展及GIS技術強大的功能，GIS將在國民經濟中發揮越來越重要的作用。高中地理課程應緊跟時代潮流，反映時代需求。GIS進入高中地理課程是培養現代公民必備地理素養的必要舉措。盡管現在地理信息技術課程在高中的開設仍遇到一些困難，但困難是暫時的，地理信息技術最終將順利進入高中校園，成為一門培養學生基本地理信息素養的必要課程。
參考文獻：
[1]黃杏元等.地理信息系統概論.北京：高等教育出版社，2003.
[2]李智等.地理信息系統概述.甘肅科技，2004年11月.
[3]李佩武等.GIS技術及其在地理教學中的應用分析.天津教育，2005年第六期.
[4]陳澄等.普通高中地理課程標準（實驗）解讀.南京：江蘇教育出版社，2004.3.
第3篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞：地理信息系統；測繪；擴展應用
中圖分類號：TP39.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0053-02
地理信息系統（GIS）可以簡單定義為是一種采集、存儲、管理、分析、顯示和應用地理信息的計算機系統。GIS是地理學和信息技術相結合的產物，它為解決各種與空間位置相關的問題提供了新的技術方法。經過近50年的發展，隨著計算機技術、空間技術和現代信息基礎設施的發展，地理信息系統（GIS）已經廣泛應用于各個領域，產生了巨大的經濟和社會效益。
1 我國地理信息系統的發展
我國地理信息系統方面的工作起步稍晚于國際水平，但發展迅速，形勢喜人。20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。環境遙感資源調查的需求帶動，以及航空攝影測量和地形測圖的發展，為GIS的發展奠定了良好的基礎。20世紀80年代起，1980年中國科學院遙感應用研究所成立全國第一個地理信息系統研究室標志著我國地理信息系統方面的工作開始展開。20世紀90年代起，地理信息系統步入快速發展階段。地理信息系統從初步發展時期的研究實驗、局部應用走向實用化和生產化，為國民經濟重大問題提供分析和決策依據。中國地理信息系統事業經過近40年的發展，取得了重大的進展。地理地理信息系統的研究和應用已走向了產業化。
2 地理信息系統在測繪中的應用
2.1 數據源
數據對于測繪而言是至關重要的，數據采集功能是地理信息系統（GIS）的一個重要功能。從數據來源的類型上看，地理信息系統（GIS）數據可以大致分為原始數據（第一手數據）或處理加工后的數據（第二手數據），另外也可將數據源分為非電子數據和電子數據兩類。
第一手數據是指直接采集的數據。傳統的繪圖野外數據采集工具主要包括三腳架、標尺、羅盤、平板儀、坡度儀、皮尺等，數據采集的結果往往需要記錄在紙上，而地理信息系統（GIS）采用的是以全球定位儀、激光測距儀、全站儀等為代表的現代測量儀器，這些儀器正逐步取代這些傳統的數據采集手段。全球定位儀和激光測距儀、全站儀等可直接與數據記錄儀連接，將所測得的大量位置、距離和方位數據儲存在數據記錄儀內，也可直接存儲在便攜計算機的硬盤上，這使第一手數據的獲取大大簡化。第一手數據經解譯、編輯和處理后，就變成第二手數據。大多數地理信息系統（GIS）中的數據是第二手數據，它主要包括地圖、統計數據報表和影像圖等形式。
2.2 數據采集
根據測繪任務的需要，將各種數據源的數據轉化為地理信息系統（GIS）軟件可以識別的格式并加以利用的過程稱為數據采集。地圖數字化是許多地理信息系統（GIS）系統都采用的數據采集手段之一。對于大型的測繪項目，現代地理信息系統（GIS）技術可以通過掃描技術來使這個過程全部自動化，對于較小的測繪項目，需要手工數字化（如使用數字化板）。屬性數據是地理信息系統（GIS）中地理數據的重要組成部分，可以通過鍵盤來直接輸入屬性數據。在地理信息系統（GIS）中，通常用專業的數據軟件單獨管理屬性數據，包括屬性數據的采集。為了充分利用現有的各種數字形式的數據資源，從其他各種數據庫系統中轉人或轉出屬性數據，將是獲取地理信息系統（GIS）屬性數據非常重要和必需的手段。
我們知道，地理信息系統（GIS）通常對繪圖所需要的地理要素進行分類存儲和管理，要素的分類通常體現在對要素屬性數據的分類和編碼上。對屬性數據進行分類和編碼，還非常有利于數據交換和共享。
繪圖采集后的地理數據經常需要進行編輯和處理，這是因為：一、數據中可能存在的錯誤；二、為了便于地理信息系統（GIS）進行查詢和分析，需要對數據進行進一步的處理，如生成拓撲關系和新的屬性數據等；三、有些數據本身就是動態變化的，需要不斷進行更新；四、對于有些特殊的應用或來源于其他系統的數據，有可能需要進行數據格式轉換等。現代的地理信息系統（GIS）技術提供了許多工具來編輯和處理地理數據。
2.4 空間數據管理
地理信息系統（GIS）軟件有多種方式管理空間數據。早期的地理信息系統（GIS）是基于文件來管理空間數據，特點是針對不同的數據模型開發設計不同格式的文件系統，這種管理模式比較靈活，所以一直還在使用。其缺點是不能管理巨量的數據，且針對屬性的查詢與管理功能比專業的DBMS弱得多。
對于小型地理信息系統（GIS）項目，把地理信息以簡單的文件方式存儲就足夠了。但是，當數據量很大而且是多個用戶同時使用數據時，最好使用一個數據庫管理系統（DBMS）來幫助存儲、組織和管理空間數據。
2.5 空間數據分析
在經過之前四個階段的測繪制圖預處理之后，地理信息系統（GIS）便對預處理的圖形數據進行空間分析計算，通過空間位置和空間物體聯系定量描述和研究空間事物。地理信息系統（GIS）中最復雜、最主要的功能就是空間分析功能，空間分析功能是結合了地球物理學、地理學、區域科學等眾多學科，在分析和描述空間構成時要綜合運用空間統計學、拓撲學等學科。當前，空間分析技術尚未完全成熟，現有主要的空間分析方法主要是空間模擬分析，空間模擬分析主要是通過專業化模型對空間實體和關系進行化和抽象，為系統進一步分析操作埋下伏筆。
3 地理信息系統（GIS）在測繪中的發展展望
相比傳統測繪方式，地理信息系統（GIS）有著很多的有點，可以更好的的為測繪工作，但是考慮到未來測繪工作的復雜和難度的增加，地理信息系統（GIS）除了要不斷提高自身的綜合數據、模擬和分析數據的能力，還要提高地理信息系統（GIS）處理地理空間過程演化和預測的能力，以便能夠獲取較難的數據，可以從整體上保障測繪工作的順利完成。
不僅如此，地理信息系統（GIS）在未來的發展中應朝著一體化的方向完善，地理信息系統（GIS）的空間定位搜索能力以及空間分析能力得到不斷提高，在獲取數據后能夠更有效的提煉信息，達到空間決策支持和空間模擬的目的。
在未來地理信息系統（GIS）能夠將不同領域的空間模型整合到一起，形成一個系統的體系，通過有效的組織、調度以及通信、執行職能體系行為。地理信息系統（GIS）和全球定位系統的系統更加有效的結合在一起，并逐步走向數據共享與交互式操作的層面，實現組件式產業化發展。
4 結 語
隨著社會和科技的發展，測繪領域要求的不斷提高。傳統的測繪方式已經不能滿足當今的要求，傳統測繪方式是一項耗資巨大的工程，需要大量的人力、物力和財務，耗資巨大且效率和精度不高。地理信息系統（GIS）對于提高測繪工作的準確性和效率有著極大的作用，地理信息系統（GIS）不僅僅為測繪工作提供各種精確數據，而且還能利用其算法對這些數據進行處理和轉化，最終完成測繪目的。地理信息系統（GIS）對于測繪領域是一場變革。所以大力發展地理信息系統（GIS）在測繪領域的應用有著十分重要的現實意義。
參考文獻：
[1] 譚玉蓮.淺談地理信息系統在測繪中的應用[J].現代物業，2011，（7）.
第4篇：地理信息系統定義范文
論文摘要：地理信息系統，它能把各種信息用地理和相關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數據庫技術來采集，分析數據，從而為土地利用，城市規劃以及政府部門管理提供新知識為工程設計和規劃，管理決策服務。作為基礎測繪測量，需要不斷地學習，不斷地更新技術，學好用好地理信息系統，為社會提供更好的數字產品。
地理信息系統技術在中國的出現和發展已經經過了近20年的歷程，國內外著名的地理信息系統軟件在中國的各個行業均得到了廣泛應用，在所有利用地理信息系統技術建設的應用系統中，地理信息系統的一個最基本職能就是管理數字地形圖，讓用戶能夠輕松地利用它快速地檢索所需要地區的地形數據，并按照用戶需要的格式進行輸出。我們目前接觸過的地理信息系統有多種，但對其數據管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系統的數據管理方式
1 .1地理信息系統定義
地理信息系統是近十幾年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、Internte、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。此多種應用系統應用到地質測繪業，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是地質測繪服務業的重大創新和革命。
1.2空間數據的描述方式和特征
測量工作的土要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X. Y. Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式;還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式。現在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關。空間數據主要具有以下幾個基本特征:
(1)每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征;
(2)非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統;
(3)空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性;
(4)分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象;
(5)海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。
1.3地理信息系統的數據管理方式
基于空間數據具有自身的上述特殊特征，國內外對空間數據的管理進行了大量研究和開發，長期以來，地理信息系統空間數據的管理方法主要有以下4種類型。
(1)文件與關系數據庫混合管理系統
由于空間數據具有其自身的上述特殊特征，這種關系數據庫管理系統難以滿足要求，囚而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統管理幾何圖形數據，用商用關系數據庫管理系統管理屬性數據，它們之間的聯系通過目標標識或者內部連接碼進行連接。
(2)全關系型空間數據庫管理系統
全關系型空間數據庫管理系統是指圖形和屬性數據都用現有的關系數據庫管理系統管理。關系數據庫管理系統的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發，使之不僅能管理結構化的屬性數據，也能管理非結構化的圖形數據。
(3)對象——關系數據庫管理系統
由于直接采用通用的關系數據庫管理系統的效率不高，而非結構化空間數據對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數據庫管理系統中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。
(4)面向對象空間數據庫管理系統
目前，面向對象數據模型是最適應于空間數據的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數據庫管理系統允許用戶定義對象的數據結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據GIS的需求，定義出合適的數據結構和一組操作。
2、空間數據的無線管理
現在的測量均是將測區按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區表現和瀏覽方面不直觀。地理信息系統可以管理多種測量數據之后，通過地理信息系統的空間數據的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在地質測繪的工作中，使我們可以直觀的了解整個測區，以達到最為理想的工作效果。
實現無縫空間數據庫有兩個不同的階段:
一是在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數據庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數據庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數據庫。然而，它們仍然只是一種邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數據的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。
優點:在用戶視點上，系統便于操作，在一定程度上解決了傳統地理空間數據庫的組織弱點。
缺點:因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯處理使系統的靈活性降低;查詢檢索依然不便(通過關聯涉及多圖幅或多專題):地理實體的完整性與一致性維護;數據分步管理等對“關聯機制”的“壓力”;插入或修改數據庫會使“關聯機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。
二是在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數據庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數據無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數據庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上(物理結構)使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。
優點:從內到外統一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數據組織上的弱點問題。
缺點:數據的入庫要求過于嚴格，在現實情況下有一定的難度;對己有GIS數據庫的改造工作量較大。
第5篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞：地理信息系統；公路；地質災害；防治
中圖分類號：X734文獻標識碼： A
1、地理信息系統技術
地理信息系統（GIS，Geographic，Information，System）是一門綜合性學科，是介于信息科學、空間科學、地理科學之間的交叉學科，是計算機技術、遙感技術、信息工程、現代地理學理論和方法的結合體。一般情況下，我們將地理信息系統定義為是基于數據庫系統、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統，在處理數據的時候，得結合地理學和地圖學，在不同領域得到了廣泛應用。具體功能包括獲取、存儲、檢索、處理、分析、顯示，以及輸出數據，對數據進行維護、更新，并多角度地對其動態進行分析和預測，進而為決策提供可靠的數據支持。
按照內容分類，地理信息系統一般分為三種類型，一是專題信息系統，二是區域信息系統，三是地理信息系統工具。每一種類型有著不同的內容和功能，專題信息系統只為特定的專門目的而服務，因而其有著目標有限、業務專業等特點，如水土流失信息系統、礦產資源系統等都屬于專題信息系統；區域信息系統，以服務于區域綜合研究和區域的信息為主要目標。由于屬于區域信息系統，為一定區域而服務，因此規模可大可小，如我國的黃河流域信息系統；地理信息系統工具，是一種具有圖形圖像數字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出多種地理信息系統的軟件包，簡單而言，就是一種處理地理信息的工具，既可以對人類工程活動，也可以對自然資源信息進行綜合分析和管理。
2、地理信息系統的主要功能
通過GIS系統可以宏觀展現庫區公路現狀：技術等級、路面技術狀態、路基技術狀態、主要構造物技術狀態、沿線設施、路面病害、路面等級、路面結構、路面類型、路面現狀等各種公路災害業務信息與GIS地理位置數據進行關聯，并加載到地圖上統一查看和分析。
使用GIS系統可分析地質災害發生規律：將采集的以往地質災害數據采集處理后，集成到GIS系統中，可對原本抽象的位置信息進行直觀的分析。結合通過建立邊坡坡面、滑面、圓心、水位線、荷載及邊坡加固的物理模型，利用費蘭紐斯法、簡化畢曉普法等計算出邊坡安全系數及輸入條塊物理模型。
運用GIS系統評估災害治理工程規模：通過GIS周邊分析和緩沖分析方法，可對每一關鍵點位的周邊位置信息進行計算。災害治理工程的規模除去建設精確范圍，其地域影響面也不同，可使用GIS，緩沖分析建立緩沖區，進行工程規模模擬計算。
3、地理信息系統在公路地質災害之中的應用
雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析。GIS已經應用于公路地質災害數據管理、公路地質災害易發程度分區、公路地質災害風險性分析和公路地質預警預報等等的災害防治工作之中。
3.1、公路地質災害評價和管理
對于公路地質災害的評價與管理，是介于地球科學、空間科學以及信息科學之間的交叉性科學。它就是將現代地學理論與方法、信息工程、遙感技術以及計算機科學有機的結合在一起，充分的利用地理信息系統的各種功能。建立地質災害空間信息管理系統，管理地質災害調查資料。顯示并查詢地質災害的空間分布特征信息。評價地質災害的危害程度，分析地質災害和影響因素之間的關系，地理信息系統是基于數據庫系統、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統。處理的數據是具有地理特征和表征地學現象之間空間關系的屬性數據。地理信息系統的主要功能有：采集、存儲、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種數據。進行數據維護與更新、區域空間分析、多要素綜合分析和動態預測等。提出減輕和防治地質災害的措施，對將來可能發生的地質災害進行預測。
3.2、對公路地質災害易發程度分區
在公路地質災害防治區劃中應用GIS技術，是利用其強大的空間數據庫管理與空間分析模型方面的功能，對公路地質災害調查所獲取的信息進行處理，實現公路地質災害易發程度分區計算機自動化。首先確定致災因子，對致災因子進行易發程度分區賦值，再求出致災因子的敏感系數，將各致災因子圖層進行基于GIS空間分析的圖層疊加，最后將疊加后的圖層屬性進行加權綜合，得出綜合易發程度值，進行易發程度計算機自動化分區。
目前，對公路區域地質災害易發程度分區主要采用襲擾系數法和專家打分法。通過對比分析，GIS空間分析法較之襲擾指數法顯得簡潔明了，避免了繁瑣的手工統計計算，保證了計算結果的精度。GIS空間分析法所得出的公路地質災害易發程度分區圖不僅反映了公路地質災害易發程度的現勢規律，而且實現了對公路區域地質災害的空間預測。
3.3、對公路地質災害風險性分析
對于公路地質災害的危險性分析，國內外研究的較多，理論上也比較成熟，形成了許多被廣泛應用的專業分析模型，如信息量模型、多元統計分析模型、模糊綜合評判模型、基于人工神經網絡遺傳算法等的模型。其中，將GIS技術與信息量模型結合起來是進行公路區域地質災害危險性分析的最有效方法。
3.4、公路地質災害預警技術
公路地質災害預警系統包括公路地質災害的災情模擬評價、預測預報和防治問題及地理空間數據庫的建立和空間定位及空間分析工作。在公路地質災害災情模擬預報中，以能夠存儲、處理、分析、計算和成圖顯示空間數據而著稱的地理信息系統具有得天獨厚的優勢。在進行多因子定量模擬分析和對因子間相互定量關系研究方面，地理信息系統的多源地學專題信息復合疊加處理功能(Overlay)和FILTER功能等顯示出了明顯的優勢和極高的效率，對受控于多種因素影響和作用的地質災害的定量仿真模擬和預測預報具有十分重要的理論指導意義和實用價值。
4、地理信息系統應用于公路地質災害防治中的意義與作用
由于地理信息系統技術的復雜性、資料數據的全面性，通過地理信息系統可以了解庫區公路的宏觀現狀，包括公路基礎狀態、路面狀態、技術等級、病害、危害等級、公路沿線設施等方面的內容。不僅如此，更為重要的一點是利用這些宏觀現狀可以構建庫區公路地質基礎信息系統，以便進行相關評價與分析工作。除此之外，通過地理信息系統可以分析地質災害發生的基本規律，這對于研究地質災害的危害程度，制定地質災害防治措施都有著重要的意義和價值。最重要的一點，就是利用地理信息系統可以預測地質災害防治工程的規模，預先對治理范圍內可能遭受影響的構建物制定相應的保護措施，最大程度地確保治理工程的有效性。
總之，地理信息系統技術能將原本比較抽象的公路地質災害的相關數據和信息，通過信息技術直觀地在地圖上展示出來，為地質災害空間數據提供了處理平臺，進一步為防治措施的可靠性提供了保障。鑒于地理信息系統技術在公路地質災害防治中的重大作用，應進一步加強使用與推廣。
參考文獻
[1]何輝.地理信息系統在公路地質災害防治中的應用[J].信息通信，2013，02:92-93.
[2]向華，劉引.地理信息系統在公路地質災害防治中的應用[J].科學咨詢(決策管理)，2009，04:53.
第6篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞：地理信息系統；測量工作；空間數據；無線管理
前言
地理信息系統是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統。利用地理信息技術為數據庫的建立提供必要的技術支持，方便信息的查詢，但是地理信息平臺不提供模擬決策分析和輔助決策功能，因此，要以地理空間數據庫為基礎，基于模型，提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統提供幫助。
一、地理信息系統的數據管理方式
（一）地理信息系統的含義
地理信息系統是近十幾年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、Internte、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。地理信息系統應用到測繪業，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是測繪服務業的重大創新和革命。
（二）空間數據的描述方式和特征
測量工作的土要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X、Y、Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式。現在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關。空間數據主要具有以下幾個基本特征：
1. 每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征；
2. 非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統；
3. 空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性；
4. 分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象；
5. 海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。
（三）地理信息系統的數據管理方式
基于空間數據具有自身的上述特殊特征，國內外對空間數據的管理進行了大量研究和開發，長期以來，地理信息系統空間數據的管理方法主要有以下4種類型。
1. 文件與關系數據庫混合管理系統
由于空間數據具有其自身的上述特殊特征，這種關系數據庫管理系統難以滿足要求，囚而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統管理幾何圖形數據，用商用關系數據庫管理系統管理屬性數據，它們之間的聯系通過目標標識或者內部連接碼進行連接。
2. 全關系型空間數據庫管理系統
全關系型空間數據庫管理系統是指圖形和屬性數據都用現有的關系數據庫管理系統管理。關系數據庫管理系統的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發，使之不僅能管理結構化的屬性數據，也能管理非結構化的圖形數據。
3. 對象――關系數據庫管理系統
由于直接采用通用的關系數據庫管理系統的效率不高，而非結構化空間數據對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數據庫管理系統中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。
4. 面向對象空間數據庫管理系統
目前，面向對象數據模型是最適應于空間數據的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數據庫管理系統允許用戶定義對象的數據結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據GIS的需求，定義出合適的數據結構和一組操作。
二、空間數據的無線管理方式
現在的測量均是將測區按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區表現和瀏覽方面不直觀。地理信息系統可以管理多種測量數據之后，通過地理信息系統的空間數據的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在測繪工作中，使工作人員可以直觀的了解整個測區，以達到最為理想的工作效果。實現無縫空間數據庫有兩個不同的階段：
（一）在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數據庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數據庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數據庫。然而，它們仍然只是一種邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數據的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。
1. 優點：在用戶視點上，系統便于操作，在一定程度上解決了傳統地理空間數據庫的組織弱點。
2. 缺點：因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯處理使系統的靈活性降低；查詢檢索依然不便（通過關聯涉及多圖幅或多專題）：地理實體的完整性與一致性維護；數據分步管理等對“關聯機制”的“壓力”；插入或修改數據庫會使“關聯機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。
（二）在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數據庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數據無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數據庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上（物理結構）使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。
1. 優點：從內到外統一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數據組織上的弱點問題。
2. 缺點：數據的入庫要求過于嚴格，在現實情況下有一定的難度；對己有GIS數據庫的改造工作量較大。
三、測量數據管理方式改變后的研究
地理信息系統的多種空間數據管理方式，雖然形式有多種，但主要是為了實現空間數據的管理。如果真正利用地理信息系統來管理測量數據，測量工作者的任務還很艱巨，這就要求測繪業同仁，認真學習，在實踐中不斷的探索并大膽實踐。地理信息系統也是在詳細分析了空間數據整體特征的基礎上，確定了具有規定性的空間數據描述特征（點、線、面）后開發的。也就是說測量數據要符合規定性的整體空間數據描述特征后，才可以被管理、再利用，這就要求測量人員要努力提高自身素質，把握新事物的內在規律，掌握新的管理方式的基本要求。另外，測量工作的目的已不再是單純的測圖，隨著測繪技術的不斷更新，作為基礎測繪的測量成果需要共享、需要分發，被其他行業利用，需要測量人員利用不斷更新的技術為社會提供更好的數字產品。
第7篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞:GIS的二次開發、獨立應用程序、Geodatabase
中圖分類號：P2文獻標識碼： A
前言
地理信息系統是建立在系統論、信息論與控制論這些現代科學理論方法的基礎上，面向當今世界人口、資源與環境三大科學問題，發揮理論、技術與應用三結合的優勢，逐步形成新興的綜合性科學技術領域。因此GIS是一種技術學科:地理信息系統是一個采集、存儲、管理、分析、顯示和應用地理信息的計算機系統，是處理、分析和應用海量地理數據的交叉學科。它包括若干的軟件工具，用于輸人、編輯、分析、顯示、輸出空間和非空間地理數據，并采用數據庫管理系統(Database ManagementSystem, DBMS)有效地存儲和管理大量的地理信息，同時它作為一種信息并提供許多模型工具支持空間分析與決策分析及制定。
地理信息系統與其它信息系統有很大差別，首先，地理信息系統在分析、處理問題中使用了空間數據和屬性數據(非空間數據)，并通過數據庫管理系統將二者聯系起來，從而提供了認識地理現象的一種新思維方法。第二，地理信息系統強調空間分析，通過利用空間解析、模型算法來分析空間數據。第三，地理信息系統的成功應用不僅取決于技術體系，而且依靠一定的組織體系(包括實施組織、系統管理者、系統操作者、系統開發設計人員等)。它的應用已經超出了純技術范疇。從學科角度看，地理信息系統所處理問題的廣度和深度都超過現有的地理學、空間統計、遙感、地圖學、環境科學等學科的范疇，需要各相關學科的知識、理論和方法的支持，因此，它也是一門綜合性的交叉學科。
1.地理信息系統的發展階段
從上世紀60年代建立了世界上第一個地理信息系統----CGIS(加拿大地理信息系統)以來，GIS的發展大體經歷了以下幾個階段:
1)功能模塊階段
在GIS發展的早期階段，由于受到理論和技術的限制，GIS軟件往往是只能滿足于某些功能要求的一般模塊，沒有形成完整的系統。
2)集成式軟件階段
隨著技術和理論的發展，各種GIS模塊走向集成，逐步形成大型的GIS軟件包，其優點在于集成了GIS各項功能，形成獨立完整的系統，缺點在于系統復雜、龐大，成本高，并且難于與其它系統集成。
3)模塊化軟件階段.
模塊化GIS是把GIS按功能劃分為一系列模塊，運行于統一的基礎環境之上，用戶可以根據需要選擇所需的模塊，但它還難于與其它系統和應用模型集成。
4)核心式GIS階段
核心式GIS被設計為操作系統的基本擴展，給用戶提供更大的靈活性。對數據庫管理要求是用戶可以選擇獨立的開發工具來構造管理信息系統(MIS，為GIS與MIS的集成提供了全新的解決思路。
5)組件式GIS階段
組件式G工S基于標準的組件式平臺(Microsoft的COM[ComponentObject Model，即組件對象模型]/DCOM[Distributed Component ObjectModel，分布式組件對象模型]、OMGCORBA[Common Object Request BrokerArchitecture公共對象請求體系結構，各個組件之間不僅可以進行自由靈活的重組，而且具有可視化界面和使用方便的標準接口，代表著當今GIS發展的潮流。
6)WebG工S階段
萬維網G工S(即WebG I S是與組件式GIS同時出現的發展方向。它也是采用組件式方式進行開發的，是INTERNET技術與GIS相結合的產物。GIS通過WWW功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。組件式GIS與WebGIS只是應用方式上有差別。
從GIS的發展階段可以看出GIS從以前的鳳毛麟角、高不可攀走到了普通用戶的面前，從獨立、單一功能模塊發展到開放式、組件式和網絡化，GIS還將繼續向三維G工S、時序GIS方向發展。但是，無論GIS發展到那一階段，它都是由硬件、軟件、數據和系統管理組成的。
2.GIS的系統結構和功能
GIS的軟件主要由兩部分組成:一是操作系統，二是GIS應用軟件。操作系統是GIS操作、運行的平臺，只要與GIS軟件相適應，滿足它和用戶的需求即可。GIS應用軟件有許多，國外有代表性的有ArcGIS,
MAPINFO, IGDS/MRS, T工GR工S, GENAMAP, S工CAD, SYSTEM 9等;國內具代表性的有GEOSTAR, MAPG工S，方正智繪等。無論是那種GIS軟件，作為地理信息自動處理與分析系統都要具有數據采集、分析、決策應用等全部過程。由于地理信息系統發展的多源性、可擴充性以及應用的廣泛性，很難有一個全面的框架體系和功能清單。概括地說，GIS系統都具有五大結構
和功能:數據輸人子系統、數據處理子系統、數據存儲和管理子系統、空間分析子系統和輸出子系統。(圖1)
3.本文選題的依據和研究的意義
地理信息系統已經被廣泛應用于城市規劃、國土資源調查與管理、環境監測與分析、公安消防預警、交通與安全管理、配電網管理等方面。
國內外的各種GIS軟件在提供了強大的處理和分析空間數據的功能的同時，還涉及復雜的GIS算法和數據模型。普通用戶除了要熟悉自己的業務外，還必須為這些復雜的操作所煩惱，這給GIS的普及帶來很大的難度。GIS技術的二次開發就是解決這一艱巨任務的途徑。
采用面向對象技術的GIS軟件，其二次開發可以利用可視化開發工具的高效方便的編程功能，結合GIS系統完備的空間數據的分析處理功能，采用COM技術進行組件式二次開發，提高應用系統的開發效率，使GIS系統面向對象，具有良好的外觀和完善的功能，使人們不再需要面對復雜的GIS概念和操作，這也是當今地理信息系統的一個新的研究領域。
目前，地理信息系統的二次開發工具較多，如:工ntergraph的GeoMedia,ESRI的MapObjects,ArcObjects,Arc工MS以及MapInfo的MapX等，國內武測的GeoMap等。其中ESR工的ArcObjects提供了全面、完善的二次開發功能，但是它的應用還處于起步階段，并且主要集中在部門管理系統，很少有全面、綜合的系統應用。因此，應用ArcObjects建立綜合的校園管理信息系統，不僅能為公眾和管理者提供查詢檢索、分析及輔助決策等服務，而且用同樣的技術和方法可以推廣到建立社區地理信息系統、企業地理信息系統、城市地理信息系統等，對擴大地理信息系統的應用范圍和應用領域具有現實意義。
4、地理信息系統二次開發
計算機硬件性能的提高、軟件技術的演進，計算機體系結構的不斷變化，都促進了更為強大、成熟和更為復雜的GIS軟件系統的出現。早期的軟件往往都是一些較小的單獨的成果，很少有互相的協調和交流。當需要組織大批人員進行項目開發時，產生了一些規范化的方法和經驗，這些方法和經驗在開發組織中，要求所有的成員共同遵守，就形成了一種業界標準。現在已有成熟的、成功的開發標準，并且還提供了很多工具。
4.1地理信息系統開發方法
4.1.1線形順序模型
線形順序模型，也稱為傳統的生命周期法、瀑布法等，是指在開發過程從一個階段的輸出流向下一階段的線形的、順序的方法。整個軟件過程歷經系統調查、需求分析、系統設計、編碼、測試和維護等階段。
這種方法的最大問題是用戶只有在系統幾乎全部開發完畢時才能使用。因此，如果用戶開始時難以清楚的給出所有要求或開發人員對用戶需求的理解有偏差，那么對已經成型的系統的任何改動將要付出很大的代價。另一個問題是開發人員常常因為某個階段發生問題而阻礙其后階段的正常進行。
4.1.2原型法
當用戶只定義了系統的一般性目標，不能給出詳細的輸人、輸出、反饋等需求時，可以先建立系統的一個初級版本提供給用戶試用，經用戶反饋，進行改進成第二代、第三代版本，直到系統最終完成。創建原型法的方法有兩種，一是先完成系統的核心部分，再逐步增加其它的功能組件;另一種是先完成所有的功能組件的主要部分，再逐步增加次要部分的功能。后一種開發方法的反饋過程相對少一些。原型法的優點在于它能夠很快完成可操作原型并提供給用戶，這樣用戶會變得更積極主動，容易及時發現問題并判斷是否滿足需求。
4.1.3面向對象的方法
面向對象指的是使用面向對象的程序設計語言開發應用軟件的一種軟件開發方法。面向對象的方法是一種模型化世界的抽象方法，它按照人類認識世界的思維方式來解決問題。它有很多內在的優點:一是對象重用技術，這樣可以進行快速的軟件開發;二是面向對象的軟件易于維護和擴展。面向對象技術包含完整的軟件工程觀點。它包括面向對象分析(ooA ),面向對象設計(OOD)和面向對象計算機輔助軟件工程(OOCASE)等方法和工具。面向對象技術及面向對象的軟件工程已經被很多軟件，特別是信息系統軟件所采用。
面向對象技術衍生出許多面向對象的分析方法，比較著名的有Booch方法(重視操作和行為，對類和繼承的概念也值得借鑒)、Rumbaugh方法(重視數據和對象的建模)、Jacobson方法(面向用例)和Code/Yourdon方法(一種簡單明了的方法)等。這些方法都引入了項目的系統分析過程，都有自己的建模語言。1995年， Grady Booch, Jim Rumbaugh和Ivar
Jacobson這三個世界著名的面向對象技術專家推出了統一建模語言(UML,Unified Modeling Language)，并很快成為一種工業標準。1998年UML的設計者基于UML語言，推出了一種命名為“統一軟件開發過程”( USDP,Unified Software Development Process)的軟件開發方法。統一軟件開發過程是一個基于組件式開發技術和UML語言的通用的軟件項目開發方法，適用于各種各樣的軟件系統、應用領域和開發組織。基于組件式面向
對象技術具有的可重用性、易維護性和可擴展性等諸多優點，以及Visual
C++、Visual Basic、Visual Fox Pro, Borland C++、Delphi、C++Builder、
Power Builde等眾多的開發環境，使其被廣泛的應用到GIS軟件的開發
當中，成為目前開發的主流方法。(圖1-1 )
隨著地理信息系統應用領域的擴展，應用型 GIS的開發顯得日益重要。如何針對不同的應用目標高效地開發出既合乎需要，又具有方便、美觀、豐富的界面形式的GIS應用程序是開發者和用戶都非常關心的問題。擴展GIS的應用領域的一個艱巨的任務就是如何對GIS軟件進行再次開發，即GIS技術的二次開發問題。
5.地理信息系統二次開發方法
早期許多商用GIS軟件是以解釋語言方式執行的，基本上都提供了自己的二次開發方法和語言(如Arcview的Avenue, MGE的MDL, MapInfo的MapBasic等以及動態數據交換技術一DDE, OLE自動化等)，它們的二次開發環境具有明顯的不足:(趙波1998 )
1)功能單一、綜合處理功能差
隨著GIS應用層次的提高，不僅要求應用程序能進行圖形交互，同時也應具備與操作系統交互的能力，甚至要求 GIS的應用程序可以訪問處于分布環境的數據。
2)解釋執行、程序運行速度慢
早期的GIS開發環境著眼于交互操作，對于速度并無太多的要求。隨著GIS應用的提高，要求提高軟件處理的自動化程度，這就要求GIS下的應用程序能處理較大的數據量;集成化需求的發展，要求GIS下的應用程序不僅要能處理交互任務，同時也要能處理相關的設計與計算。
3)缺乏好的保護機制，軟件質量不易保證
目前許多GIS的二次開發語言都是解釋的，程序的合法性只有在運行時才能驗證，而靠測試是難以窮盡程序的每一個分支途徑的，因此要減少程序的邏輯錯誤、提高軟件質量的重要方面就是要求程序員有足夠的細致和耐心。
4)語言規則千差萬別，不易學習和掌握
每種GIS軟件，都按自己的習慣和自定義的語法規則提供二次開發環境，對于已熟悉一種開發環境的人來說，要重新學習新的開發環境的困難較大。
5)不易保護軟件成果
一個好的GIS應用軟件系統，要進行大量的二次開發工作，其中包括了程序員的艱辛勞動，但以解釋形式運行的程序很難進行軟件的保護。
GIS次開發的實現方式主要有單純二次開發、繼承式二次開發和組件式二次開發(劉光，2003 ).
1)單純二次開發指完全借助于GIS工具軟件提供的開發語言進行應用系統開發。GIS工具軟件大多提供了可供用戶進行二次開發語言的宏語言，如ArcView提供的Avenue語言、MapInfo Professional提供的MapBasic語言等。用戶可以利用這些宏語言以原GIS工具軟件為開發平臺，開發出針對不同應用對象的應用程序。但是這些進行二次開發的宏語言功能較弱，開發的應用程序不盡如人意。
2)集成式二次開發是指利用專業的GIS工具軟件(如ArcView,Mapinfo等)，實現GIS的基本功能，以通用軟件開發工具尤其是可視化開發工具，如。elphi, Visual Basic, Visual C++, Power Builder等為開發平臺，進行二者的集成開發。集成開發主要有兩種方式: ?OLE/DDE
開發工具開發前臺可執行應用程序，應用。LE (Object Linking andEmbedding，對象鏈接與嵌人)自動化技術或利用DDE技術方式啟動GIS工具軟件在后臺執行，利用回調(Callback)技術動態獲取其返回信息，實現應用程序中的地理信息處理功能。
.GIS組件
利用GIS工具軟件生產商提供的建立在OCX技術基礎上的GIS功能組件(如ESR工的MapObjects, Mapinfo的MapX等)，在傭等編程工具編制的應用程序中直接將GIS功能嵌入其中，實現地理信息系統的各種功能。
這種開發方法是目前的主流方法。
6、二次開發的數據庫設計
數據庫設計的目的是確定在數據管理系統中存儲數據的基本結構和檢索數據的基本方法。
6.1普通文件方式
普通文件管理方式要求開發者提供基本的文件處理和分類檢索能力，這種方法將所有的數據都存放在一個或多個文件中。其優點是靈活，開發者可以任意定義自己的文件格式、管理各種數據;缺點是增加了數據管理的開發量，同時不利于數據共享。
6.2關系數據庫管理系統(RDBMS)
關系型數據庫管理系統建立在關系理論的基礎上，采用多個表來管理數據，每個表的結構遵循一系列“范式”進行規范化，以減少數據冗余。目前大多數GIS軟件都采用這種數據管理方案。這種方法采用文件方式存儲數據，即空間數據和屬性數據分別存儲在不同的文件中，它們之間通過建立關系表連接起來。其優點是數據量小，缺點是文件路徑常常會因為文
件的刪除、移動操作而變的不可靠。
6.3面向對象的數據庫管理系統(00-DBMS)
面向對象的數據庫是一種正在成熟的技術，它通過增加抽象數據類型和繼承特性以及一些用來創建和操作類和對象服務實現對象的持續存儲。ESRI公司開發的Geodatabase是一種新型的面向對象的空間數據儲存與管理系統，具有其它空間數據庫前所未有的優越性。
無論采用那種方法，在GIS軟件中需要管理的數據主要包括:空間幾何體數據、時間數據、結構化的非空間屬性數據以及非結構化的描述數據。
7、組件式地理信息系統二次開發’
7.1組件技術的發展
幾年以前，當微軟公司首先使用OLE(Object Linking&Embedding,對象鏈接與嵌人技術)的時候，其初衷是為了增強軟件的互操作性。在使用過程中，人們逐漸認識到這一技術背后的實質性內容在軟件開發中扮演的重要角色。組件技術以前所未有的方式提高了軟件產業的生產效率。組件技術使近20年來興起的面向對象技術進人到成熟的實用化階段。組件間的接口通過一種與平臺無關的語言工DL(Interface Define Language)來定義，它是二進制兼容的，使用者可以在各種開發語言和開發環境中直接調用執行模塊來獲得對象提供的服務。
7.2COM,ActiveX與ActiveX控件
組件式對象模型(COM)是OLE(Object Linking&Embedding)和ActiveX共同的基礎。COM不是一種面向對象的語言，而是一種二進制標準，其作用是使各種軟件組件和應用軟件能夠用一種統一的標準方式進行交互。COM所建立的是一個軟件模塊與另一個軟件模塊之間的鏈接，當建立這種鏈接后，模塊之間就可以通過稱之為“接口”的機制來進行通信。接口是一組語義相關的成員函數，并且同函數的實體相分離。接口與實現相互獨立，這使用戶對一個特定的實現方案更換或修改代碼時無須改變對象本身。COM中一個組件可以采用多個接口，在實際應用中接口的定義多采用COM工DL(接口描述語言)來描述。COM本質上是客戶/服務器模式。客戶(通常是應用程序)請求創建COM對象并通過COM對象的接口操縱COM對象。服務器根據客戶的請求創建并管理COM對象。客戶和服務器這兩種角色并不是絕對的，一個CAM對象既可以是客戶，又可以是另一個對象的服務器，還可以既做服務器又做客戶。COM的好處是顯而易見的，由于接口的定義和功能保持不變，COM組件開發者可以改變接口功能、為對象增加新功能、用更好的對象來代替原有對象，而建立在組件基礎上的應
用程序幾乎不用修改，大大提高了代碼的應用性。
ActiveX是一套基于CCM的可以使軟件組件在網絡環境中進行互操作而不管該組件是用何種語言創建的技術，實際上是。LE的新版本。它使OLE接口加強了對數據和特性的管理，效率更高，被廣泛應用于web服務器以及客戶端的各個方面。同時，它也被用于創建普通的桌面應用程序。作為ActiveX的重要內容，ActiveX控件是一種可編程、可重用的基于COM的對象和OLE與ActiveX技術的自定義控件。它是基于與應用程序無關的思想設計的，其目標是提供一種面向對象、與操作系統無關、與機器平臺無關、可以在應用程序之間互相訪問對象的機制。ActiveX控件提供給用戶應用接口，發送相應的事件，開發者可以截取這些事件，執行相應的功能。ActiveX控件的開發端和使用端是完全獨立的，可用于不同語言、不同開發平臺、不同的系統環境中。一個或多個ActiveX控件保存在一個動態鏈接庫中，但它是一種特殊的動態鏈接庫，其擴展名是OCX。
COM, ActiveX與ActiveX控件通過屬性、事件、方法等接口與用戶、應用程序進行交互。
1)屬性(Properties):指描述控間或對象性質(Attributes)的數據，如:BackColor(地圖背景顏色)、GPS工con(用于GPS動態目標跟蹤顯示的圖標)等。可以通過重新指定這些屬性的值來改變控間和對象性質。在控件內部，屬性通常對應于變量(Variables)。
2)方法(Methods):指對象的動作(Actions)，如:Show(顯示)、AddLayer(增加圖層)、Open(打開)、Close(關閉)等。通過調用這些方法可以讓控件執行諸如打開地圖文件、顯示地圖之類的動作。在控件內部，方法通常對應于函數(Functions)。
3)事件(E}rent s ):指對象的響應(Responses)。當對象進行某些動作時(可以是執行動作之前、動作進行過程中或者是動作完成后)，可能會激發一個事件，以便客戶程序介人并響應這個事件。比如用鼠標在地圖窗口內單擊(Mouse Down)并選擇了一個地圖要素，控件產生選中事件(如Item Picked)通知客戶程序有地圖要素被選中，并傳回描述選中對象的個數、所需圖層等信息的參數。
屬性、方法、事件是控件的通用標準接口，適用于任何可以作為COM和ActiveX容器的開發語言，具有很強的通用性。支持COM, ActiveX組件開發的程序設計語言都可以用來進行開發，如目前比較流行的Visual C++、Borland C++、Visual Basic, Delphi等。
7.3組件技術與GIS
組件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間，以及GIS控件與其它非GIS控件之問，可以方便地通過可視化軟件開發工具集成起來，形成最終的GIS應用。控件如同一堆各式各樣的積木，它們分別實現不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根據需要把實現各種功能的“積木”搭建起來，構成應用系統。一些GIS軟件公司紛紛推出了基于COM技術，由一系列ActiveX控件組成的GIS二次開發軟件環境。這些軟件具有以下主要優點:
1)小巧靈活、價格便宜
組件化的GIS平臺提供靈活的方式與空間數據管理系統連接，小巧靈活。在組件模型下，各組件都集中地實現與自己緊密相關的系統功能，同其它信息系統、數據庫系統以及Interne七等方面能進行有效的藕合，用戶可以根據實際需要選擇所需控件，最大限度地降低經濟負擔。
2)無須專門的GIS開發語言
組件式GIS有嚴格的標準，不需要額外的二次開發語言，只需要利用GIS的基本功能函數，按照微軟的控件標準進行開發，可減輕開發者的負擔，增強GIS軟件的擴展性。開發者只要熟悉通用的集成開發環境(如Visual Basic, Visual C++, Delphi, Visual)++等)，以及GIS軟件提供的各個控件的屬性、事件和方法，就可以完成應用系統的開發。
3)強大的GIS功能
利用GIS系統軟件組件提供的拼接、裁剪、疊加、緩沖等完備的空間數據的處理功能和查詢分析功能，提高應用系統的開發效率，使GIS系統面向對象，具有良好的外觀和完善的功能，使人們不再需要面對復雜的GIS概念和操作，即可實現GIS強大的系統功能。
4)面向大眾，擴展領域
用戶可以像使用其它ActiveX控件一樣使用G工S控件，使非專業的普通用戶也能夠開發和集成GIS應用系統。它同時打破了以往GIS軟件的壟斷局面，使小的研究機構和公司也有機會提供GIS應用軟件，也擴大了GIS的應用領域和應用范圍，對GIS的應用前景產生了深遠的影響。
雖然對GIS采用組件式二次開發有許多優勢，但是不可避免地也存在一些功能上的欠缺和技術上的不成熟，主要表現在如下幾方面:
1)二次開發的結果與經典的GIS軟件相比不可避免地帶來效率上的相對低下，這在訪問大型空間數據時由為明顯。
2)支持的空間數據量和數據類型有限
3)支持的功能有限，由于是組件，只覆蓋了GIS系統的部分功能，對于一些特殊領域、特殊問題就顯得無能為力。
4)系統的可靠性、容錯性有待提高。
8基于Arc Objects的地理信息系統二次開發
1 .Arc GIS和Arc Objects
Arc GIS是開放的地理信息處理平臺，具有強大的地理數據管理、編輯、顯示、分析等功能。它主要有Arc Map, Arc Catalog, Arc Toolbox,Arc Scene(Desktop一桌面系統冷14個功能子系統。組成Desktop Arc GIS的Arc Map ,Arc Catalog和Arc Scene的基礎是微軟的組件對象模型(COM)。由于Arc GIS完全COM化，對于需要進行結構定制和功能擴展以及獨立程序開發的高級應用來說具有非常大的吸引力，并提供了前所未有的靈活性。
ESRI的Arc Objects是Arc GIS的功能核心，是Arc Map, Arc Catalog ,Arc Scene等Desktop應用程序的開發平臺。Arc Object:是一種集成的面向對象的地理數據模型的軟件組件庫，提供了Arc GIS中全部的功能，是開發GIS應用程序的基礎。開發人員可以利用Arc Objects框架進行編程，以提高Arc GIS的性能或擴展其應用。它是以完整有序的對象組件的集合形式的。Arc Objects不是一種獨立的商業軟件，它包含在Arc GIS產品中。Arc Objects提供的組件為用戶提供了進行二次開發和功能擴展的能力，能夠實現Arc GIS的所有功能。基于Arc Objects開發的應用軟件也必須要有Arc GIS的License才能運行。
構成Arc Map, Arc Catalo。和Arc Scene等的Arc Object:的組件具有層次關系:(圖2-1 )o Application處于Arc Objects框架的最高層，擁有Display(顯示)、Document(文檔)、Extension(擴展功能)三個組成部分;Document位于稍低的一個層次，但它可同時擁有幾個下一級的Map
對象，每個Map對象又可以擁有多個Layer對象。Arc Objects提供的Map control控件和Scene viewer control控件位于Map(Scene)層。各級的各個對象(類)都有其自身的接口、屬性、方法。
2.Arc Objects中的基本編碼技術
2 .1使用esriCore .olb對象庫
Arc Objects使用的類都包含在esriCore.olb對象庫中。對象庫是包含有關Arc Map和Arc Catalog的接口、組件、組件對象類、屬性、方法、事件的描述的文件。
無論所用的開發環境如何，將對象聲明為對象的有效類可以提高代碼運行速度，同時開發環境的智能化代碼執行特征在編寫代碼時可以檢測到程序錯誤、校正語法并匹配對象庫中的對象類型。為了查看運行用的智能化代碼，可以聲明變量是esriCore庫的組成部分，然后再添加庫名。對象庫中的COM類提供了一個或多個接口的代碼，把所有的功能完整地封裝在類里面。兩個類可以有相同的接口，但是實現的代碼不同，通過這種方式COM類就有了多態行為。COM不支持多重繼承。COM類有三種:抽象類(Abstract Class)、組件類(CoClass)和類(Class)。抽象類是不能被創建的，它只能作為其它類的父類。類是不能被創建的，但是該類的對象能被其它類創建，并作為該類的一個屬性，或者是被其它類的對象實例化。組件類即可以被創建，也可以顯式地創建。
2.2使用esriCore.olb對象庫中的對象’
esriCore.olb對象庫中的大部分對象將IUnknown。作為它們的缺省接口，但有幾個是例外，如Ar cCatalog和Arc Map中的Application對象的缺省接口就設為工application。重要的是工Unknown擁有的三個方法(AddRef, Release, Query interface)不能在祀中調用。
在使用對象時必須得到相關的對象支持接口的參考，然后調用該接口的方法。例如:
Dim pPt as ipoint，定義對象支持的接口相關變量
Set pPt=New Point’建立組件對象類和實例
PutCoods 100,100‘激活方法，使點pPt具有了實際位置含義
1)使用ThisDocument對象
每個工程都有“ThisDocument”模塊，與ArcGIS其它對象不同，ThisDocument對象不可設置相關信息，只能操縱其相關屬性、相關文檔。
Dim pDoc as ImxDocument
Set pDoc=ThisDocument
MsgBox pDoc .FocusMap(0).Name
2)使用屬性
一些屬性參考ESRI對象庫中指定的對象，其它屬性有標準數據類型值，如字符型、整型、浮點型、邏輯型等。對于對象參考，用聲明對象變量和Set語句把對象參考指向屬性;對于其它的值，可以聲明具有明確數據類型的變量或使用VB變量數據類型，之后用簡單的指定語句來指定變量的值。
Dim pDoc As IDocument
Set pDoc二Application.Document?特殊類型對象使用Set
Dim pTitle As String
pTitle二pDoc.Title?標準數據類型不使用Set
屬性有只讀、只寫和讀寫三種狀態，具體使用時查看esriCore幫助文件。
3)使用方法
方法用來執行一些操作，可以返回值，也可以不返回。在一些實例中方法返回對象的值。在其它方法實例中，返回一個反映操作成功與否的布爾值，或把數據寫入參數。
Dim pApp As IApplication
Dim pEditor As IEditor
Dim pEnumFeat As IenumFeature
Dim pID As New UID
pID='esriCore .Editor'
Set pApp=Application
Set pEdifor=pApp.FindExtensionByCLS ID(pID)
Set pEnumFeat=pEditor.EditSelection
4)使用事件
事件讓你知道什么時候發生了事情，你可以添加代碼響應事件。VB和UBA允許用With Event關鍵字聲明變量，With Event告訴開發者對象變量響應對象事件的環境。聲明必須在模塊或窗體中進行。如，DimWithEvent pviewEvents as Map
9.使用ArcObjects進行二次開發的層次
通過ArcObjects在從數據對象到菜單、工具以及系統功能等方面的應用，可以在以下三級水平進行開發:
1)通過定制或客戶化進行ArcMap, ArcCatalog和ArcScene等的界面定制(對于簡單用戶，無須編程):使用菜單驅動客戶化是最簡單的操作，只需對菜單、工具等控件進行開關、移位或增刪就可以完成。
2)采用VB和內置的VBA語言進行界面制作和功能擴充(滿足大多數用戶需要，應用編程)進行嵌人式開發:使用系統內置的VBA腳本編程能力，在ArcMap和ArcCatalog中能很容易地加人各種窗體和控件，修改系統界面、增刪各種功能，是進行應用的快速定制以及集成現有的數據與系統的手選開發技術。
3)使用編程語言和工具軟件調用Arc Objects的控件和各種功能組件，開發獨立的應用程序，開發獨立應用程序(高級開發需求):使用支持COM的編程語言(如Visual Basic, VisualC十+，Delphi, Visual)++等)將Arc Objects所提供的1800多個組件、幾百個接口和數千個方法嵌人到應用中，開發出獨立完整的應用程序。
用戶應用Arc Map, Arc Catalog, Arc Scene中內置的VBA語言方式進行開發，可以充分利用管理對象集合的Application對象。以Arc Map為例，它包括MxDocument, AppDisplay, SelectionEnvironment對象和其它任意注冊的擴展功能(如Editor等)，同時還管理使用著StatusBar,Templates, Paper和Printer等對象。以Application為起點并被創建之后，其它ArcObjects的低層組件都能由其依次獲得，這是一種由高到低的應用開發模式。
獨立應用程序的開發方式由于脫離了ArcGIS軟件環境，不能使用Application對象組件，因此由Application對象組件所建立的應用程序框架及其管理的對象都不能使用。只能使用Mapcontrol控件和Sceneviewercontrol控件和它們所支持的下層組件，并且是下層組件對象實現以后，已創建的上層組件對象才能使用。因此，這是一種由低到高的開發模式，開發難度較大。
9 .1定制開發ESRI應用程序
Arc GIS對象模型定制框架包含多個對象，用戶可以修改內置的工具條或編程進行定制。定制框架包括的對象有應用程序對象、模板對象、狀態條(Status Bar)、文檔對象、快捷鍵(Accelerator)、命令條(CommandBar)、命令項(Command Item)、COM命令、宏、UIControls等。
結束語
總之，通過建立校園管理信息系統獲得的實踐經驗和對開發方法的研究，對于擴展Arc Objects開發的應用有一定的推動作用。使用同樣的方法，我們可以建立社區地理信息系統、企業地理信息系統、城市地理信息系統等，同時也可以擴大地理信息系統的應用范圍和應用領域。
參考文獻
[1].宋關福鐘耳順組件式地理信息系統研究與開發中國圖象圖形學報1998年第4期
第8篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞 地理信息系統；應用；發展動態
中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）15-0008-01
地理信息系統（簡稱GIS）是以計算機為核心的信息處理技術，在國家經濟建設中正在發揮著極大的作用，它推動了社會生產力的快速發展，也是世界各國激烈競爭的高科技之一。
1 地理信息系統的基本功能
地理信息系統（GIS）的基本功能體現在6個方面：1）數據的采集與編輯，用于獲取數據，保證GIS數據庫中的數據在內容與空間上的完整性。2）數據轉換與處理，保證數據在入庫時內容上的完整性，邏輯上的一致性。3）數據的存儲和管理功能地理信息數據庫管理系統是數據存儲和管理的高新技術，包括數據庫定義、數據庫的建立與維護、數據庫操作、通訊功能等。4）制圖功能根據GIS的數據結構及繪圖儀的類型，用戶可獲得矢量化的地圖或柵格地圖。可以為用戶輸出全要素地圖，也可以根據用戶需要分層輸出各層的地圖。5）空間查詢與空間分析功能包括拓撲空間查詢、緩沖區分析、數字高程模型的建立、地形分析等等。6）二次開發和編程功能用戶可以在自己的編程環境中調用GIS的命令和函數，或者GIS系統將某些功能做成專門的控件供用戶開發使用。
2 地理信息系統的應用領域
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、環境、土地、交通、教育、災害研究、軍事、自動制圖等幾乎所有領域。
在這些領域中其都能夠發揮其獨特的作用，在資源的清查、管理及分析是GIS應用最廣泛的領域，如：解決農業和林業領域中的土地、森林、草場的分布、統計、制圖等若干問題。在交通方面，由于GIS有制圖及空間查詢分析功能，交通工作人員把它與相應的城市交通地圖相結合，將城市交通地理圖數字化，建立規定比例的可視數字地圖和相應的地理信息數據庫來來對交通道路進行管理工作。如上海市就建立起一套交通道路信息管理系統，可以讓駕駛者了解道路交通狀況，選擇合適路線行駛或其他業務。在教育上，它已引入中學地理教學中，開發學生“探究式”學習方式，培養學生更高層次的地理素質，同時GIS也成為高校的新專業，到2006年底為止，全國已有80所院校設立了GIS系，180所大學開辦該專業，招收本科生、研究生、碩士生、博士生。GIS已成為科學研究的熱點。在其他輔助決策等方面，GIS利用自己所擁有的數據庫及其互聯網傳輸技術等，可實現電子商貿的革命，滿足很多企業決策多維性的需求，在當下全球的商業協作過程中，有90%以上的企業的許多的決策都與其所擁有的地理數據有關。
3 地理信息系統的發展
3.1 國內發展狀況
我國GIS研究工作開始于20世紀80年代開始步入正式發展階段，中國科學院遙感應用研究所成立，它是我國第一個地理信息系統研究室，我國開始探討計算機在測量、地圖制圖和遙感領域的應用。幾年間就在理論探索、局部系統建立、技術隊伍培養等方面取得較大進步和豐富經驗；到90年代，GIS研究作為政府行為，列入國家公關計劃，GIS快速發展，有了一批專業的科研隊伍，不同規模的實驗室開發了一系列空間信息處理和繪圖軟件，并積極開展國際合作等； 到1996年以來，GIS被原國家科委作為獨立課題“重中之重”科技攻關計劃，GIS基礎軟件技術得到全面加強，出現有自的GIS軟件，我國GIS產業化已形成。
3.2 當代GIS發展動態
隨著地理信息產業的建立和數字化信息產品在全世界的普及，GIS的社會需求量增大，其應用日趨廣泛，甚至進入千家萬戶。它也已從一門技術發展為一門獨立的新興學科。當前GIS正在研究發展：1）數據標準化，其目的是推動GIS互操作，是數據庫與應用模塊能夠在各種計算機平臺上移植，實現互操作、可升縮能夠有一個通用的環境，用戶可以減少學習彎路提高效率，美國在1990年把空間數據交換標注定為SDTS，其廣泛的在國際上引發關注，澳大利亞等過擬參照之，在1994年國際標注化組織地理信息技術委員會（ISO/TC211）在挪威成立，我國在1997年則成立了全國地理信息標注化技術委員會（CSBTS/TC230），負責我國地理信息的標準化。要想實現描述三維實體的幾何特征和屬性特征，發展三維GIS應用成為熱點。2）系統集成化，使數據不僅能在應用系統內流動還能在系統間流動，運用范圍更廣闊。3）Internet與GIS的結合，GIS在以Internet技術為平臺的基礎上得到迅速發展與普及，這是GIS發展應用的新機遇，使GIS從單機的工作到局域網在轉入互聯網的工作環境，地理信息數據在獲取、傳輸、等諸多的過程中，Internet已發揮出重要的作用。InternetGIS具有跨平臺的特性，可以大規模降低系統成本，普通GIS用戶不需要在配備昂貴的專業GIS軟件，這樣就不會造成極大的浪費，InternetGIS只需使用Wed瀏覽器，便可得到相應的需要，操作也更加簡單，便于推廣，使一般的用戶更能接受，結束了只局限在受過專業培訓的少數專業用戶操作的狀況，降低了對系統的操作的要求，同時也可實現網上數據資源的共享、、下載等諸多的功能，國內外一些商用GIS公司和機構已經開始率先推出了其各自的Internet GIS系統。這些系統大致能反映出當前的Internet GIS的技術發展水平，由于Internet本生存在網絡速率的限制及相應的安全性問題，目前Internet GIS發展空間巨大。4）GIS應用社會化，隨著GIS的蓬勃發展，GIS越來越融入到人們生活的方方面面了。過去GIS是以一種比較專業、高深的概念出現在人們的視野中的，但是隨著Google Earth的出現。人們突然明白，GIS的意義。于是政府相關部門下精力、時間和血本進行構建GIS服務平臺，慢慢地GIS就在社會生活的方方面面普及了，從而不同層次的人群對GIS都有了相應的認識。使得GIS在人們生活中扮演了越來越重要的角色，對人們的服務也涉及越來越廣，同時隨著其服務范圍之廣，對GIS的發展也起到了促進作用。GIS的社會化應用隨之而生了。
4 結論
地理信息系統作為傳統地學學科和現代科學相結合的產物，目前以發展成為集遙感、全球定位系統、互聯網技術集于一身的綜合集成化技術系統，吸引著廣大地學、信息技術工作者的研究和關注，而且廣泛的應用于各行各業之中，與人類的生活密不可分，相信它能更好地為人類管理和保護賴以生存的地球服務。
參考文獻
[1]胡鵬，黃杏元，華一新.地理信息系統教程武漢大學出版社，2011.
第9篇：地理信息系統定義范文
關鍵詞：地理信息系統（GIS）；3S系統集成技術；數字地理空間框架；數字城市
中圖分類號：F291.1 文獻標識碼：A 文章編號：
一、 地理信息系統的發展簡史
地理信息系統(Geographic Information System，簡稱GIS)是以采集、存儲、管理、描述地球表面及空間和地理信息的計算機系統，也是一種分析和處理海量地理數據的通用技術。
20世紀60年代初，加拿大測量學家Roger F．Tomlinson首先提出地理信息系統這一術語，并成功地建立了世界上第一個地理信息系統——加拿大地理信息系統(CGIS)，用于資源與環境的管理和規劃；稍后，北美和西歐成立了許多與GIS有關的組織與機構，如美國城市與區域信息系統協會(URISA)、國際地理聯合會(IGU)地理數據收集和處理委員會(CGDPS)等等，這些組織與機構的建立極大地促進了地理信息系統知識與技術的傳播和推廣應用。
7O年代以后，由于計算機技術的迅速發展以及大型商用數據庫系統的建立與使用，地理信息系統對地理空間數據的處理速度與能力取得突破性進展，其應用領域也在迅速擴大，從資源管理、環境規劃到應急響應，從商業服務、區域劃分到政治選取分區等，涉及到了許多不同的學科和領域。與此同時，世界上很多國家也相應制訂了一些適用于本國地理信息系統的發展規劃，并成立了一批政府性、學術性的機構來研究和發展地理信息系統．這段時間是地理信息系統全面發展的階段。
進人9O年代，隨著互聯網技術的飛速發展以及國民經濟信息化的不斷推進， GIS開始逐步向網絡地理信息系統(WebGIS)方向轉化。WebGIS是將網絡技術與地理信息系統二者有機地結合起來，充分發揮網絡大范圍傳輸的優勢，來擴展地理信息系統的應用性能和服務空間。一個普通的地理信息系統用戶只要熟悉網絡，就可從Internet的任一節點上瀏覽WebGIS站點中的各種地理空間數據和屬性數據，進行地理空間分析，并通過Internet實現地圖和數據等資料的交互傳輸。
二、數字地球與數字城市
數字地球（Digital Earth）是近年來空間信息化發展過程中的重要概念，其定義為通過信息網絡，人們能夠任意造訪地球上的某一地區，鏈接、調用大量的地理信息，使整個地球處于信息網之中。將地球上的信息數字化、標準化、智能化、網絡化，成為人們可以共享的數據庫。數字地球的概念最先由美國副總統戈爾于1998年在美國加利福尼亞科學中心演講時提出，其實質是以地球為對象，以地理坐標為依據，具有多分辨率、海量和多種數據的融合，具有空間化、數字化、網絡化、智能化和可視化特征的虛擬地球，是由計算機、數據庫和通訊應用網絡進行管理的應用系統。
“數字地球”是全球最大的信息化發展戰略，很多國家和地區提出了具體的數字化戰略。“數字城市”戰略成為我國城市現代化發展過程中一個非常重要的計劃。所謂數字城市，是充分利用數字化信息處理技術和通信網絡技術，將城市的信息資源加以整合利用。數字城市是物質城市在數字化網絡空間的再現和反映。數字城市具有全面模擬和仿真物質城市、以及網絡化、智能化、互動等超越物質城市的特征。
三、 3S系統集成技術
3S是GPS(全球定位系統)、RS（遙感）、GIS（地理信息系統）的統稱。GPS是Global Positionning System 的縮寫，即全球定位系統。國際上普遍使用的是由美國政府所主導運用的衛星測位系統。該系統由距離地面20,200公里的24顆衛星組成測地網絡,對地表面任何一點、線、多邊形都可以進行全天候、高精度的定位、定性和定時。定位是通過三維坐標系統進行的。在定位的同時，通過地面的GPS信號接收器，記載物體的基本屬性和測量時間，進行定性和定時，并且將其和位置信息轉換成數字式信息進行存儲和輸出。
遙感技術利用物體具有的發射、反射與吸收電磁波的特性探測物體的質地和空間形狀。早期的遙感探測主要是通過航空攝影來探測物體，二十世紀六十年代后，隨著人造衛星技術的迅速發展，用于遙感探測的電磁波波段范圍不斷擴大，即從原來較單調的寬波段向微波、多波段擴展。遙感技術已經具備全天候對地實時高精度監測的功能。與GPS相互結合可以更加全面準確地把握地表景觀的狀態，并且為地理信息系統提供信息源。
GIS作為空間數據庫管理系統，能夠保存、管理從GPS、RS以及其它渠道獲得的景觀物質客體的空間與屬性數據(空間數據包括矢量數據和柵格數據)，通過疊加、鄰近、網絡分析認識和評價客體景觀狀態和景觀作用過程的規律，預測景觀發展變化和影響，數字模擬和展示虛擬現實。
四、數字地理空間框架的建設
國際上遙感、地理信息系統、全球定位系統等技術迅猛發展，我國國民經濟信息化建設進程的加快和電子政務建設的全面鋪開，對測繪保障能力和服務質量提出了新的要求，以區域地理空間框架為基礎的“數字城市”地理信息共享平臺的建設，為測繪事業迎來了一個難得的發展戰略機遇。在數字地理空間框架建設的基礎上，通過實行新的科學管理方法，使城市管理的區域達到精細化、管理部件的內容數字化，管理事件的處置精確化。實現城市管理由粗放型到集約型的轉變，進而全面提高城市管理的效率、質量和水平。
數字城市以地理空間框架為定位基準，集成城市自然、社會、經濟、人文、環境等綜合信息，基于網絡基礎設施實現城市信息的廣泛共享。數字城市地理空間框架既是一城市的空間基礎信息平臺，也是國家空間數據基礎設施的基本組成部分。
“數字北海地理空間框架建設”項目于2007年獲得國家測繪局批準納入“國家測繪局數字區域地理空間框架建設示范工程”計劃的第二批試點城市，完成了基礎地理信息數據庫管理系統、地理信息公共平臺、三維城市系統等建設，于2011年9月通過國家級驗收。“數字北海地理空間框架建設”，建成多尺度、多數據源、海量空間數據存儲的數字北海基礎地理信息數據庫及管理系統，實現了從基礎地理信息數據庫到地理信息公共平臺數據提取、加工、實體化處理以及電子地圖制作的技術流程，完成了版、政務版、公眾版地理信息公共平臺數據的制作。實現了在線調用、零碼組裝、在線服務、二三維聯動、二次開發和運維管理等服務方式，通過政務網為市政府和各部門提供地理信息服務。完成了三維數字城市地理信息系統建設，建立了基于市國土資源局電子政務的國土資源應用示范平臺、北海市旅游信息管理應用示范平臺，搭建了公眾服務示范平臺，實現了面向政府、部門與公眾的地理信息服務。該項目的建成，形成北海市唯一、權威、通用的地理信息公共平臺。
五、未來地理信息系統發展前景的展望
1.空間數據庫的全面更新
GIS的空間數據分為圖形數據和屬性數據兩種，一般的系統中都是將二者分開存儲，即用矢量數據或柵格數據存儲圖形數據，而用關系數據庫來存儲屬性數據，最后通過統一的標識碼將二者連接起來，這樣做雖然在數據的完整性、并發控制、完全恢復機制等方面具有一定的優勢，但是無法實現圖形與屬性之間的雙向查詢。目前，一種利用擴展關系可以同時存儲圖形數據和屬性數據的空間數據庫Oracle Spatial正在研究當中，預計不久的將來，就可以實現在統一的數據庫及統一的用戶界面下進行數據的檢索統計與分析的功能，來進一步加強地理信息系統數據整體的結合，從而帶來空間數據庫系統的全面更新。
2.高速率、高帶寬的網絡地理信息系統的普及
對于WebGIS來說，由于涉及到大容量圖形數據的傳輸，過慢的網速將嚴重地限制其發展，增加帶寬、提高網速成了WebGIS向前發展的一個亟待解決的問題。目前，在局域網方面，已經有一些高速網絡技術被研制出來并投入使用，其中一個典型的例子就是新的ATM技術。它是在舊有的ATM技術經過改進之后，應用到WebGIS中，這項技術不僅可以為WebGIS提供高達622 Mb/s的傳輸速率，而且還可以根據用戶的需要來分配帶寬，因此特別適合于多媒體數據的傳輸。此外，FDDI技術的不斷完善，不但可以支持從PC機到超級計算機范圍的聯網，而且在容錯性和穩定性方面也具有了明顯優勢。在廣域網方面，相關的技術也在不斷地更新。
