地理信息系統(tǒng)結(jié)課論文
地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。下面小編為大家?guī)?lái)了地理信息系統(tǒng)結(jié)課論文，希望對(duì)大家有所幫助。
摘要：提出了利用工業(yè)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)引入了地理信息系統(tǒng)（GIS）。系統(tǒng)中供水監(jiān)控軟件與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合共享數(shù)據(jù)，充分利用監(jiān)控軟件獲得的各類參數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，地理信息系統(tǒng)生產(chǎn)安全參數(shù)信息顯示等功能。
關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)結(jié)課論文
地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GIS（Geographic Information System），是處理地理信息的系統(tǒng)。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關(guān)的信息，又常稱為空間信息。GIS是在地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、制圖學(xué)、遙感學(xué)、圖形學(xué)應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步形成的一門(mén)交叉學(xué)科和技術(shù)。
對(duì)地形進(jìn)行測(cè)繪是一項(xiàng)繁重而又復(fù)雜的工作，目的在于為城市以及工程提供不同比例尺的地圖，從而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)與生活。GIS是建立在測(cè)繪測(cè)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，是管理和研究數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)相應(yīng)的硬件以及GIS軟件支持，運(yùn)作和處理描述地球表面從大氣層到地表的淺層空間要素的位置和屬性等地理參數(shù)數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。在測(cè)繪方面的應(yīng)用主要依賴于通過(guò)計(jì)算機(jī)建立地理數(shù)據(jù)庫(kù)，把各種地理信息按照空間分布以及屬性，以一定的格式輸入，存儲(chǔ)，檢索，顯示以及制圖的過(guò)程。通過(guò)地理環(huán)境中各種要素，包括地理空間分布狀況以及所具有的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，處理和分析，并建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的多種要素進(jìn)行綜合分析，從而得到滿足各種科研以及應(yīng)用的需求，最后通過(guò)數(shù)字以及圖像將結(jié)果直觀地顯示出來(lái)。為了便于理解GIS在測(cè)繪方面的應(yīng)用，筆者就其工作原理以及工作流程展開(kāi)討論，規(guī)整出GIS具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
一、GIS的工作原理
GIS的規(guī)范化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，隨著各種系統(tǒng)的迅速膨脹，GIS逐漸走向成熟，在相關(guān)的平臺(tái)逐漸得到鞏固和規(guī)范。GIS主要是通過(guò)對(duì)不同來(lái)源不同形式數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定原變量的坐標(biāo)位置，比如可以利用經(jīng)緯度以及海拔來(lái)對(duì)變量位置進(jìn)行標(biāo)注，有時(shí)也利用類似于ZIP地理編碼系統(tǒng)來(lái)定位變量在GIS系統(tǒng)中的坐標(biāo)，再組織生成能夠直接訪問(wèn)GIS的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)不同的運(yùn)營(yíng)商將地圖形式的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成可以識(shí)別的圖像或信息。譬如遙感數(shù)字衛(wèi)星圖像以及地圖類的植被覆蓋的數(shù)字信息層。某些情況下，也可以利用類似原理將人口調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地圖形式的主題信息層。
二、GIS在測(cè)繪中的工作流程
1、數(shù)據(jù)的采集
在測(cè)繪的初期，需要對(duì)現(xiàn)實(shí)世界客觀對(duì)象進(jìn)行不同的抽象，離散，以連續(xù)對(duì)象實(shí)體在GIS中分別以柵格以及矢量?jī)煞N方式存儲(chǔ)在GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。柵格數(shù)據(jù)由存放唯一值的存儲(chǔ)單元的行以及列組成，柵格數(shù)據(jù)集的分辨率依賴于地面單位的網(wǎng)格寬度，矢量存儲(chǔ)方式則是利用幾何圖形中的點(diǎn)線面來(lái)表示客觀存在的對(duì)象。目前也存在其他的方式來(lái)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行表示，通過(guò)其他的附加數(shù)據(jù)作為對(duì)象屬性來(lái)存儲(chǔ)非空間的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)收集時(shí)，傳統(tǒng)做法是通過(guò)聚酯薄膜地圖上或者紙上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)掃描或者數(shù)字化來(lái)產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。現(xiàn)在比較理想的做法是借助于GPS全球定位系統(tǒng)，得到相應(yīng)的位置坐標(biāo)，然后直接輸入到GIS中進(jìn)行相應(yīng)的處理，也可以通過(guò)遙感技術(shù)來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集工作。在多個(gè)平臺(tái)上附帶的有攝像機(jī)，激光雷達(dá)以及數(shù)字掃描儀構(gòu)成的多個(gè)互聯(lián)的傳感裝置，并結(jié)合航空器以及衛(wèi)星所搭建的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，將主要來(lái)源于航空照片以及圖片判讀的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行特征選擇，然后以二維或者三維的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉，進(jìn)一步將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的軟拷貝系統(tǒng)。遙感則是利用不同的傳感器包被動(dòng)地測(cè)量由主動(dòng)傳感器發(fā)射出去的電磁波或者無(wú)線電波的反射系數(shù)，進(jìn)而將屬性數(shù)據(jù)輸入到GIS系統(tǒng)中。
2、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理
數(shù)據(jù)的處理依賴于各公司提供的數(shù)據(jù)處理軟件，通過(guò)輸入到GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浣�，將通過(guò)其他方式獲取的測(cè)量圖形與GIS圖層中相同的區(qū)域進(jìn)行圖層的疊加分析。GIS系統(tǒng)軟件通過(guò)識(shí)別各個(gè)屬性條件在數(shù)字化空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，對(duì)于復(fù)雜的空間實(shí)體之間連接，臨近以及包含的關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模和分析，對(duì)于向量數(shù)據(jù)必須在拓?fù)湔_的'條件下才能進(jìn)行進(jìn)一步的分析。由于不同需求側(cè)重的對(duì)象屬性是不相同的，因此要求數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在分析之前，進(jìn)行一系列的投影與坐標(biāo)變換整合處理，得到精度要求不同復(fù)雜度不同的數(shù)學(xué)模型，從而實(shí)現(xiàn)其合適的用途。數(shù)據(jù)處理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，控制測(cè)量中用到的數(shù)據(jù)處理方式還包括數(shù)據(jù)重構(gòu)以及地理編碼等。所有的這些數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理操作使得數(shù)據(jù)在入庫(kù)之前保證內(nèi)容的完整性以及邏輯的一致性。
3、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理
GIS中的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成GIS的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和管理包括圖形的拼接和附加；不同數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)換；圖形和注記的拷貝；建立圖庫(kù)系統(tǒng)組織管理所有地圖；以及數(shù)據(jù)庫(kù)工作的空間和作業(yè)進(jìn)程管理等。GIS中數(shù)據(jù)庫(kù)除屬性數(shù)據(jù)外，還有地理要素空間分布的位置數(shù)據(jù)，即空間數(shù)據(jù)庫(kù)�？臻g數(shù)據(jù)用拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型來(lái)管理，而屬性數(shù)據(jù)則用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS GIS 在兩種數(shù)據(jù)之間建立的某種聯(lián)系以實(shí)現(xiàn)圖形與屬性之間的相互之間的操作�？臻g數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)基本上分為柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)兩類。隨著GIS的發(fā)展，許多GIS提供兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的混合處理能力，兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并存，相互補(bǔ)充。
4、GIS系統(tǒng)的空間分析
前兩個(gè)階段做好數(shù)據(jù)處理的預(yù)處理工作之后，GIS便可以利用得到的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行空間分析，對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，從空間物體的空間位置以及相互關(guān)聯(lián)去對(duì)空間事物進(jìn)行研究以及定量描述�？臻g分析是GIS系統(tǒng)最主要的功能，是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它是諸如區(qū)域科學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及地球物理學(xué)多種學(xué)科的結(jié)合，依賴于拓?fù)鋵W(xué)，圖論以及空間統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)對(duì)空間構(gòu)成進(jìn)行描述和分析，從而實(shí)現(xiàn)獲取。目前，尚未成熟的空間分析方法有空間模擬分析，空間實(shí)體和關(guān)系通過(guò)專業(yè)化模型進(jìn)行簡(jiǎn)化和抽象，為系統(tǒng)進(jìn)一步分析操作埋下伏筆。
5、數(shù)據(jù)的顯示與輸出
分析或查詢結(jié)果的輸出是GIS的一個(gè)重要功能。GIS的輸出可以是屏幕顯示，繪圖、制表紙，拷貝等。大多GIS提供圖形圖像編輯，符號(hào)生成，矢量漢字標(biāo)記等功能，可輸出二維或三維彩色圖形，以滿足不同圖件的制圖要求。
三、GIS用于測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及發(fā)展展望
地理信息系統(tǒng)管理以及處理對(duì)象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)以及關(guān)系，對(duì)一定地理區(qū)域內(nèi)分布現(xiàn)象以及過(guò)程進(jìn)行分析和處理，將復(fù)雜的規(guī)劃，決策以及管理問(wèn)題簡(jiǎn)單精確化，通過(guò)依賴一系列的軟件以及硬件設(shè)施，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)綜合，模擬，分析與評(píng)價(jià)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，可以得到常規(guī)方法或者普通信息系統(tǒng)難以得到的信息，實(shí)現(xiàn)地理空間過(guò)程演化和預(yù)測(cè)，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，立足于整體，統(tǒng)籌全局。GIS獨(dú)特的地理空間分析能力，快速的空間定位搜索查詢能力，能夠提煉出常規(guī)方式無(wú)法獲取的重要信息，達(dá)到空間模擬和空間決策支持的目的。GIS信息系統(tǒng)的應(yīng)用極大地促進(jìn)了空間分析的需求以及應(yīng)用，未來(lái)GIS發(fā)展趨勢(shì)可能通過(guò)CI與SDA技術(shù)在GIS背景下相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)時(shí)空一體化的過(guò)程分析模擬引擎。另一個(gè)比較明確的發(fā)展方向是將不同領(lǐng)域適用的空間模型整合到同一個(gè)框架中，通過(guò)有效地組織，調(diào)度以及通信，執(zhí)行智能體系行為。目前投入應(yīng)用的是在汽車(chē)導(dǎo)航裝置上結(jié)合GPS與GIS復(fù)合系統(tǒng)，來(lái)進(jìn)行航跡規(guī)劃以及輔助駕駛等。其發(fā)展趨勢(shì)傾向于結(jié)合GPS和RS來(lái)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的集成，并逐步走向數(shù)據(jù)共享與交互式操作的層面，實(shí)現(xiàn)組件式產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
四、結(jié)束語(yǔ)
地理學(xué)是GIS的理論依托，測(cè)繪學(xué)為GIS提供各種定位的數(shù)據(jù)，并利用其算法以及理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換和處理�；趫D形以及空天地一體化實(shí)體影像的可測(cè)和可視化，使得未來(lái)人人都有可能成為測(cè)量員，GIS的發(fā)展與優(yōu)化，能夠進(jìn)一步推動(dòng)控制測(cè)量技術(shù)的變革，將GIS整合遙感和GPS技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，必將使我國(guó)“數(shù)字中國(guó)”、“數(shù)字地球”的建設(shè)實(shí)例化，服務(wù)于廣大的人民。
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