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中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-00-02
城市基础地理信息是诸多应用的基础信息源,如城市规划、国土资源调查以及农林水利、经济规划、能源交通、城市规划等,这也彰显出其在测绘行业中的重要性。特别地,伴随着一些新技术的飞速发展,如计算机、空间应用,通讯等等,测绘的应用范围更加广泛,应用方式也比原来更加新颖,所有这些使得测绘产业成为地理信息产业的支柱产业之一。然而,计算机、空间应用等新技术的普及并未带来城市基础地理信息管理的根本性变革,我国大部分的城市基础地理信息管理并未实现全数字化和自动化,很多仍处于手工阶段,不仅消耗了大量的人力物力资源去进行管理,而且工作效率低,工作中出现的问题较多。伴随着城市建设的加快,数据量的迅猛增加,传统的管理方式显然已经无法满足当前的需求,因此,我们当前亟须解决的一个重要问题是如何实现城市基础地理信息管理中接收、存储、管理、供应的数字化和自动化。
1 城市基础地理信息数据库管理系统相关技术研究
1.1 空间数据库技术
空间数据主要应用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等方面信息的数据,适用于描述二维、三维和多维分布的关于区域的现象。它不仅包括物体本身的空间位置及状态信息,还包括表示物体的空间关系的信息,用于描述空间物体的性质,对空间物体进行语义定义。
1.2 ArcEngine组件技术
ArcEngine是ESRI公司推出的ArcGIS9.0系列产品中新加入的一个产品,由ArcEngine DeveloperKit和ArcEngine Runtime两部分组成,是个包含完整类库的嵌入式GIS软件,它支持多种语言(COM,JAVA,.NET以及VB/VC十+等)和多种操作系统(Windows和Unix等),开发者通过ArcEngine除了可以定制完整的GIS软件以外,还可以使GIS功能嵌入到其他已经存在的软件中去。如图1,ArcEngine和ArcGIS其他产品一样都是基于Arcobjects构建的。(图1)
2 城市基础地理信息数据库管理系统设计
2.1 系统总体设计
(1)数据操作功能:①数据录入。②数据更新。③数据删除。
(2)数据检索统计功能。该模块是整个系统的核心模块,要求能够以多种方式进行数据检索,它主要包括:图形交互检索、坐标检索、统计。图形交互检索包括按圆、矩形、多边形、缓冲区等查询。坐标检索通过输入左下角、右上角坐标来查询出此范围内的控制点。统计功能是统计出等级平面控制点的数量。
(3)控制点管理功能。控制点管理功能是系统的一大特色模块。①添加控制点。②删除控制点。③控制点查询。
(4)坐标转换功能。
(5)竣工成果管理。
(6)安全管理。
2.2 系统数据
在地理信息系统中,用来描述各种事物和现象的是数据,因此,数据是地理信息系统的核心,是系统操作的对象。本系统涉及到的数据有两种:即空间数据和属性数据。根据二次开发的特点,进一步把系统处理的数据分为背景数据和基础地理信息数据两部分,背景数据是系统进行操作时,作为背景进行显示,并非系统处理的主要对象;基础地理信息信息才是系统处理的主要对象,也是数据分析的重点。
2.2.1 背景数据
城市空间基准信息的形式主要包括:数字线划矢量数据(DLG)、数字正射影像数据(DOM)、数字高程模型数据(DEM)、数字栅格数据(DRG)以及相应的属性数据。
2.2.2 城市基础地理信息
一个优秀的城市基础地理信息管理系统必定是建立在对城市基础地理信息本身具有相当雄厚的基础知识之上,否则很难开发出一个现实可用的基础地理信息管理系统。因此,有必要在分析一下城市基础地理信息的现状、特点以及应用等有关方面的知识。
城市基础地理信息主要包括控制测量成果与竣工测量成果。我国的控制测量成果,由于历史的原因和受经济发展等因素的影响,在各地有很大的差别。早在建国初期,由于我国急需进行国家基础设施建设,而当时我国还没有自己的大地控制网,所以采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球系统及由其衍生的一系列坐标系统并将其成果推算至我国,此即1954北京坐标系。目前,我国将近有一半控制测量成果仍是出于此系统。后来,又采用国际大地测量协会推荐的IAA75椭球,建立了1980西安坐标系统。由于采用IAA75椭球形状更接近我国版土,所以,很多地区又在国家统一组织下,进行了坐标转换。然而,由于经济等因素,一些地方并没有把这项工作彻底进行下去,最终导致了今天的多种坐标系统共存的现状。事实上,在实际工程应用时,我们会看到不同设计部门不仅会给出不同的平面坐标系统,有时,高程系统也是不同的,这是因为我国的高程系统也有两套,即1956黄海高程基准和1985国家高程基准。
竣工测量是城市工程建设中不可缺少的重要环节,它不仅为工程的交工验收及将来进行的维修、改建、扩建提供依据,同时为城市的规划和城市管理提供完整、准确的基础资料,为数字城市的建设提供必备的数据。
2.3 系统数据库设计
GIS数据库是对空间数据与属性数据存放的一个集合。建立数据库不仅仅是为了保存数据,更主要的是为了帮助人们管理和控制与这些数据相关联的事物。在地理空间数据管理中以多种方式录入的地理数据,用有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、快速查询检索,多种方式输出决策所需的地理空间信息。本系统实际上也可看成是GIS与企业管理信息系统的结合,从而形成信息集成的管理方式。这种管理模式融合了现有信息管理系统的通用性和地理信息管理的实用性,以地理信息为纽带连接整个企业相关信息,将整个企业的信息内容自然、一致地整合于一个统一的可视化管理信息系统平台下。根据空间位置关系,对企业信息作检索、查询、分析、统计,构建一个完整的可视化数据库系统。数据库的组织和管理是信息系统的基础,直接影响工作效率和用户的
使用。
2.3.1 数据库设计的基本思想
地理信息数据库的设计以实现资源共享为前提;以数据的收集、汇总、更新为主线来动态满足实际需要;以统一管理数据为目的,但不影响数据的共享;最终建立一个完善的、实用性和通用性强的自动化管理信息
系统。
2.3.2 数据库的详细设计
对于空间数据库,采用的是ArcInfo软件提供的数据库结构(Geodatabase)。在空间上,把数据组织成一个整体;在内容上,把数据组织成层(Layer)结构。分幅存放的基础地形图进入数据库后,在逻辑上是无缝的,没有图幅的概念。内容上,空间数据库主要包括测量控制点、居住建筑、工矿设施、交通、管线设施、水系、境界、地质土貌、农田植被等九大类基础数据及元数据信息。根据具体的入库需求,在测量控制点、居住建筑、工矿设施、交通、管线设施、水系、境界、地质土貌、农田植被九类数据中,按照不同的内容进一步细化,共分为37层数据。
3 基于ArcEngine的数据库管理系统
实现
3.1 系统特点与功能
该系统主要用于地理信息的管理,可管理各等级控制点点号,点名,等级,所属区域,该点的54坐标,80坐标,国家高程等各种控制点信息以及竣工平面图图形,竣工日期,竣工单位等竣工测量成果信息。系统采用GIS技术来对地理信息进行可视化管理,竣工平面图等图形数据直接存于数据库中。
系统具有的主要功能如下:
(1)可进行控制点信息的输入、更改、删除操作。(2)可进行图形的基本操作,如平移、放大、缩小、漫游。(3)可根据点号、点名等信息查询控制点。(4)可以通过画矩形,画圆,画多边行以及输入缓冲半径等查询其范围内的控制点。(5)可进行报表的生成与制作,并可以把生成的报表以Excel、pdf等多种格式输出。(6)可以通过输入竣工日期、施测单位、项目名称等查询竣工测量工程项目。(7)可以通过选择所属工程项目信息查询竣工平面图,并可以双击查询到的图形文件名自动打开cad图形。
图2 系统主界面
系统操作简洁、方便,主界面如图2所示:系统主界面包括:系统菜单、系统工具栏、图形显示区和系统状态栏。系统菜单栏:提供系统操作的菜单选项。系统工具栏:提供系统操作的工具按钮。图形显示区:显示当前图层的图形。
3.2 文件管理
文件管理主要包括添加数据、新建地图文档、打开地图文档、保存地图文档、另存为地图文档、退出系统。
(1)添加数据:单击添加数据可以把数据库中的数据添加到系统中。(2)新建:单击新建可以新建一幅空白的地图。(3)打开:单击打开可以打开一幅以.mxd为后缀的地图。(4)保存:单击保存可以把打开的地图保存起来。(5)另存为:单击另存为可以把打开的地图另存到指定的地方。(6)退出:单击退出就可以退出整个系统。
本模块用到的逻辑与算法:
(1)获取MXD文件的路径;
(2)检查路径是否正确;
(3)在MapControl中显示地图信息;
主要用到的方法:(1)CheckMxFile()检查路径是否正确;(2)LoadMxFile()路径正确,则在MapControl控件加载地图;
3.3 数据操作
数据操作主要包括数据录入、数据更新、数据删除。
(1)数据录入:单击数据录入子菜单,就可以把数据录入到系统中。
(2)数据更新:单击数据更新子菜单,系统弹出图3-4所示界面。
数据更新主要是修改控制点的可修改的属性信息(如点名、点号一般是不允许修改的),本系统的更新是打开控制点的属性表,然后在表里面进行修改,修改后单击更新按钮,数据就进行了更新。
(3)数据删除:单击数据删除子菜单。
数据删除是选择要删除的一行,单击删除按钮就可以对无效的控制点成果数据进行删除。由于控制点成果数据是重要而且需严格保密的数据,在使用删除按钮时应慎重小心,系统用提示的方式提醒用户,待用户确认后方可删除此控制点信息。该模块用dataGridView控件显示出控制点的属性,然后再更新数据或删除数据。
3.4 查询统计
查询统计主要包括图形交互检索、坐标检索和统计功能。下面以图形交互检索为例说明:
图形交互检索:它包括按矩形、圆、多边形、缓冲区、属性查询。选择矩形,拖动鼠标在图形区绘制一个矩形区域,系统会显示位于该区域内的控制点,并高亮显示出来。
选择圆,拖动鼠标在图形区绘制一个圆区域,系统会显示位于该区域内的控制点,并高亮显示出来。
选择圆,拖动鼠标在图形区绘制一个多边形区域,系统会显示位于该区域内的控制点,并高亮显示出来。选择缓冲区查询,在图形区内单击鼠标左键,系统弹出对话框,提示输入缓冲半径,输入以后,单击确定,系统显示位于该缓冲区内的控制点。
4 结语
随着城市建设规模的不断扩大,城市地理信息管理信息量也会大大增加,传统的城市地理信息管理方式已不能满足现代化的需要,因此,有必要对地理信息进行科学、合理、有效的组织和进行动态的采集、存储、管理及利用。地理信息涉及地理空间数据、属性数据、社会经济、法律法规等,内容多,处理过程复杂。采用以GIS技术和IT技术为核心的新技术、新方法对城市的地理信息信息进行管理,是地理信息及其日常管理工作发展的趋势和现实可行的选择。
参考文献
[1] 李炼恒,赵俊三,赵耀龙.城市基础地理信息系统的功能与总体设计研究[J].昆明理工大学学报,2002,27(3).
[2] 孙怡,陈强,沈玉英,等.基于组件对象的地图数据管理方法[J].吉林大学学报(信息科学版),2008(S1).
Abstract:In the teaching process,to make use of modern IT and construct new teaching patterns of geog- raphy can be reflected in determining aims ,creating situation,raising questions,studying in cooperation,evaluating efficiency and other aspects-This teaching pattern is beneficial to developing comprehensive ability of students and showing the aim of quality education.
Key words:geography ;IT ;teaching pattern
新课程明确提出要实现三维目标:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观,构建起课堂教学比较完整的目标体系。当前的素质教育根本在于培养知识能力和结构合理并适应社会需要的高素质人才,新型的教学模式就是要充分利用现代化的教学手段使学生"学会认知、学会做事、学会共处、学会发展"。计算机及网络被逐渐引人教育教学过程,成为现代教育的技术基础,并为课堂新模式的构建提供了前提和保证。
构建的模式
新型的教学模式是以皮亚杰的建构主义理论,主客交互、建构学习的方法为指导建立的网络环境下的教学模式 , 其特点是以学生为中心,在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话等学习环境诸要素,充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义构建的目的。在具体的教学过程中体现为以下流程。
1. 确立目标
借助网络资源进行课堂教学,应该有自己的教学内容、教学目标和教学过程。有了具体可行的目标,教学就能减少盲目性,节省时间,提高效率。在明确的教学目标的统领下,学生在搜集资料、提出问题时可与教师、同伴进行有质量的对话,形成开放富有活力的课堂教学。因此,在网页中可设置"教案设计"、"教材教法"等栏目。
2. 创设情境
利用多媒体技术与虚拟现实技术创设逼真的情境,有助于调动学习者所有的感官和过去的经验去探索与解决问题,而只有在真实情境中的问题才具 有挑战性和现实意义。创设从不同侧面、不同角度表征知识的多样化情境,将为学习者的探索提供多条路径,进入任一情境去学习,都能促进知识的迁移。适宜的、真实的、多样化的情境,是进行教学的前提条件。
3. 提出问题
在相应的情境下 , 选择出与当前学习主题密切相关的问题作为学习的中心内容(让学生面临一个需要立即去解决的现实问题)。课堂提问必须根据教学需要,按照教学程序、课堂结构精心设计。所提问题应该是由表及里、由浅入深、层层深入、环环紧扣,体现出知识结构的严密性、科学性、条理性,从而给学生以清晰的层次感,使学生在教师提问的诱导下,踏踏实实地步入知识的殿堂。
4. 合作学习
针对教师提出的问题 , 学生可利用合作学习的方式进行解决。教师在发展学生 " 合作学习 " 能力时 应针对以下方面作以指导。
(1)确定学习内容表(即为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单)的能力。指导学生先登录网络教学系统和因特网,然后点击"电子课本",在其中的"课内读物"中找到,并将该文本打开。
(2)获取有关信息与资料的能力(知道从何处获取以及如何获取所需的信息与资料)。指导学生自由浏览链接的相关文本资料,了解与思考题有关的内容。可以在网页中设置搜索引擎 Google 、sohu 、yahoo等, 拓展、优化信息资源。
转贴于 (3) 利用、评价有关信息与资料的能力。利用网络教学的交互性,通过不同观点的交流,补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。为在服务器支持下实现学生之间、师生间的在线交流,可在网页中加设"版主的话" 、" 擂台" 等栏目。学生在学习过程可以直接进入"创作论坛"(保存记录)或"聊天室"(不保存记录)切磋交流,也可在"雁过留声"栏目中发帖留言,或是以电子邮件形式进行学生间和师生间的有线交流。之后,教师可指导学生归纳、总结和阐述自己的观点,这样,既体现了地理课堂教学的特点,又充分发挥了信息技术的优势。
5. 效果评价
在教学中,可设计相应的检测反馈题,进行"在线检测",这是了解学生学习情况的重要手段。学生登录后自主决定完成部分练习或全部练习并提交答案。教师可以借助管理系统分析学生答题的总体情况和个体差异,并采取相应的措施解决存在的问题。为了掌握学生的学习情况,教师可使用"南方之星"软件,以便于掌握学生学习进度,调节教学节奏,指导个别学生学习。 构建的意义
该教学模式有利于地理教学质量的提高 , 有利于培养学生的综合能力 , 体现了素质教育的目的。
1. 有利于深入实施素质教育
素质教育就是促进学生全面、持续、和谐地发展的教育,其核心是培养学生的创新精神和实践能力。网络教学的根本宗旨就是培养学生创新能力,促进学生个性发展,提高学生信息素养。通过地理多媒体网络教学,有利于激发学生的学习兴趣,调动学生学习地理的积极性、主动性;有利于提高地理学习效率,达到手、眼、耳、脑多种感官参与学习;有利于发展学生的注意力、观察力、记忆力、想像力和创造力;有利于培养学生获取、分析、加工、利用和交流信息的能力 , 为学生打好信息文化基础,以提高学生综合素质。
2. 有利于实施地理课程标准
新的地理课程标准明确指出 : 现代信息技术的发展对地理教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习地理和解决问题的强有力工具, 致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的地理活动中去,这是地理课程改革的六个基本理念之一。新的课程改革确立了知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三位一体的教学目标,实现学生认知的自我构建和个性发展,改变传统的教学方式和评价方式,使学生真正成为学习的主人、发展的主体。地理多媒体网络教学通过网上交流、合作学习、资源共享,主动探究、自主构建,实现了教师教学方式和学生学习方式的根本转变, 真正使教学过程成为师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。
地理信息系统技术在中国的出现和发展已经经过了近20年的历程,国内外著名的地理信息系统软件在中国的各个行业均得到了广泛应用,在所有利用地理信息系统技术建设的应用系统中,地理信息系统的一个最基本职能就是管理数字地形图,让用户能够轻松地利用它快速地检索所需要地区的地形数据,并按照用户需要的格式进行输出。我们目前接触过的地理信息系统有多种,但对其数据管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系统的数据管理方式
1 .1地理信息系统定义
地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统,它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、GIS技术、遥感、GPS技术、Internte、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据,从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、安全生产监督管理、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务。
1.2空间数据的描述方式和特征
基础数据的主要成果是与地理位置相关的信息,这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X. Y. Z点串表现的点、线或多边形,这种形式为矢量形式;还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形,如图片、图像等,这种方式称为栅格形式。现在的基础数据多为矢量形式,矢量形式是空间数据的主要表达方式之一,矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征:
1.2.1每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特征;
1.2.2非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求,因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统;
1.2.3空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系,因而增加了问题的复杂性;
1.2.4分类编码特征,明确每一个、每组空间对象;
1.2.5海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。
1.3地理信息系统的数据管理方式
基于空间数据具有自身的上述特殊特征,国内外对空间数据的管理进行了大量研究和开发,长期以来,地理信息系统空间数据的管理方法主要有以下4种类型。
1.3.1文件与关系数据库混合管理系统
由于空间数据具有其自身的上述特殊特征,这种关系数据库管理系统难以满足要求,因而大部分CIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据,用商用关系数据库管理系统管理属性数据,它们之间的联系通过目标标识或者内部连接码进行连接。
1.3.2全关系型空间数据库管理系统
全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展,由CIS软件在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据,也能管理非结构化的图形数据。
1.3.3对象――关系数据库管理系统
由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要,所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展,通过定义操纵各种空间对象的API函数,使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。
1.3.4面向对象空间数据库管理系统
目前,面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理,因为它不仅支持变长记录,而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求,定义出合适的数据结构和一组操作。
2、空间数据的无缝管理
现在的基础数据均是将测区按某种比例尺划分成若干图幅进行,在测区表现和浏览方面不直观。地理信息系统可以管理多种基础数据,通过地理信息系统的空间数据的无缝管理,也就是将测量的成果成片的管理起来,形成一个完整的提供作体系,在基础测绘的工作中,使我们可以直观的了解整个测区,以达到最为理想的工作效果。
实现无缝空间数据库有两个不同的阶段:
一是在逻辑概念上的“无缝”组织阶段。所谓逻辑要领上的“无缝”组织,只是从用户的视角来看待空间数据库,它基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想,并建立了一个“无缝”GIS数据库。然而,它们仍然只是一种逻辑概念上的“无缝”组织,能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边,但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理,对同一地物实体在多个几何标识和同一地物标识间进行后台关联处理,对用户来说是不可见的,因而说是逻辑上的“无缝”组织。
优点:在用户视点上,系统便于操作,在一定程度上解决了传统地理空间数据库的组织弱点。
缺点:因为其物理底层依然是分幅方式管理地图,其分割地理实体的机制依旧,通过多个几何标识进行后台关联处理使系统的灵活性降低;查询检索依然不便(通过关联涉及多图幅或多专题):地理实体的完整性与一致性维护;数据分步管理等对“关联机制”的“压力”;插入或修改数据库会使“关联机制”不得不作相应的变动。所以逻辑上的“无缝”在本质上依然没有解决问题。
二是在逻辑上和物理概念上真正的地理空间数据库无缝组织阶段。物理概念上真正的地理数据无缝组织是从底层、从设计者的视角解决了传统GIS的分幅管理的问题使客观对象在地理数据库中以唯一的几何和物理标识被记录,这样从本质上(物理结构)使客观世界中的完整地物对象得以在计算机中被存贮。这样,不但从用户视角看,其在逻辑上是无缝的,同时从设计者视角看,其物理地层结构也是无缝的。
优点:从内到外统一了逻辑与物理的“无缝”概念,从本质上解决了GIS数据组织上的弱点问题。
引言
测绘工程的原则性是非常强的,通常有较高的精度要求,主要针对实物工程进行测绘,进一步使相关人士能够通过图纸全面掌握地形地貌等情况,从而为相关建设工程的开展提供保障依据。从整体层面而言,地形地貌测绘是一项复杂程度较高的工程项目,需要现代化技术作支撑,如地理信息系统技术的融入,便能够提高测绘工作的效率及精准性[1]。鉴于此,本文对“测绘中地理信息系统技术的应用”进行分析与探究具有较为深远的意义。
1.地理信息系统相关内容概述
对于地理信息系统而言,属于一类特定的具有显著价值作用的空间信息系统。此系统主要对计算机软硬件加以应用,然后针对地理分布数据完成相关工作,如数据的采集以及数据的存储等,进一步针对数据完成相应的运算及管理,从某种意义上而言,也属于一类数据处理技术。
从地理学与地图学角度上分析,地理信息系统属于两者之间融合的产物,属于一类数据管理系统,并且该系统具备空间专业形式,所观测得出的数据能够以数字数据的方式呈现而出,充分展现了直接性的特点。
结合大量文献资料可知,基于测绘中,地理信息系统技术的融入应用具有多方面的优势:其一,能够使测绘工作人员的时间大大节约;其二,能够保证测绘信息的时效性及精准性;其三,能够使失误的发生得到有效控制。总而言之,地理信息系统技术在测绘中应用广泛应用价值,值得采纳应用[2]。
2.测绘中地理信息系统技术的基础应用分析
2.1数据的采集
基于外业当中,借助精密的测量仪器便能够获取实物位置的相关数据信息。对于数据的采集,需要通过地理信息系统,结合该系统具备的存储方法,将信息存储到自身数据库当中。其中,涵盖了栅格数据与矢量。对于栅格数据来说,术由数据储存单元当中的行与列组合形成的。而矢量是通过点、线、面的形式呈现出来的[3]。基于数据采集中,地理信息系统能够发挥自身具备的扫描功能,也可以发挥自身具备的数字化处理功能,从而生成相关数据。近年来,在地理信息系统技术不断发展及进步的基础上,使其在数据的采集工作当中更具应用价值,属于基础应用非常关键的环节之一。
2.2数据的转换处理
对于数据的处理来说,地理信息系统在识别各类属性条件和数字化空间联系性的基础上,针对实物完成空间层面上的衔接,进一步以数据参数为依据,对相关数据进行整体性分析。针对地理信息系统进行连接的情况下,需完成拓扑建模工序,以此使数据分析更具有效性及科学性。将数据采集完成之后,需针对这部分数据进行重构,从而让地理信息系统在识别认证传输数据时,更具有效性。地理信息系统技术除了拥有数据分析、处理等功能以外,还具备数据转换功能。在数据转换过程中,由于会使后续所获得的数据的精准性受到影响。因此,在数据转换过程中,需明确需转换的数据,并对数据进行认真分析,以此使数据的精准性不会因素数据转换而受到影响。
2.3空间分析处理
在完成数据的采集以及数据的转换处理之后,便需要进行空间分析处理。对于空间分析处理来说,也是地理信息系统的一大关键技术。主要是以地理信息系统为途径,将所获取的数据进行空间数据分析,然而以图形数据计算为依据,针对空间实物进行辨识[4]。基于地理信息系统中,空间分析处理属于一大关键性环节,对其充分掌握,能够使空间数据的真实性及优良效果得到有效保证,从而对空间作出精准预测。现状下,空间分析处理仅以模拟的形式存在,但在未来逐渐发展过程中,将会空间分析处理的真实性与有效性得到有效强化,使其更好地在测绘工程中发挥作用。
3.测绘中地理信息系统技术的具体应用分析
3.1技术应用分析
21世纪是信息技术发展迅速的时代,人们在获取所需数据上也较为简单,只需以网络为渠道,便可初步获取相关数据信息。例如,对于某地区的地形地貌,通过网络百度资源共享,一般均能够获取。对于在网络资源共享中清晰的地形地貌特征,均是在借助测绘技术的基础上而获取的。其中,地理信息系统技术便发挥了非常重要的作用,如一些较为抽象的影像资料,通过地理信息系统技术便能够将其全面展示出来。该技术的融入,使得资源共享的范围更加广阔,显然价值作用是显著的。
3.2专业应用分析
基于专业层面分析,地理信息系统所存在多方面的功能,最为显著的两类为:其一,空间分析功能;其二,定位搜索功能,从而使用户在获取信息方面更具快捷性与精准性。对于地理信息系统来说,充分借助其管理应用功能,在处理一些地理区域当中的分布对象上,是需要具备快捷、方便的性能,才能够使处理效率及作用突显出来。倘若使其处理能力实现快捷性与方便性,对于一些地形地貌的展示便能够显得更具精准性与真实性,从而使专业应用的作用充分有效地发挥出来。
3.3导航应用功能分析
在生活、工作中,导航技术的应用非常广泛,特别在开车出行中,借助导航技术,便能够解决出行难的问题[5]。与此同时,有导航技术,还能够大大降低出行的时间。对于地理信息系统技术来说,便很好地与GPS定位系统融合在一起,从而使行车的导航系统功能更加健全,应用效果更加优良。在未来发展过程中,随着技术的不断进步,以及科研项目的不断开发,相信地理信息系统技术的应用前景将更具广泛性。
4.结语
通过本文的探究,认识到地理信息系统技术在测绘中应用具备多方面的优势,比如能够使测绘工作人员的时间大大节约;又比如能够保证测绘信息的时效性及精准性等。在实际应用过程中,对于地理信息系统技术来说,主要发挥的是数据的采集、数据的转化处理以及空间分析处理等功能,能够使测绘的精准性与真实性得到有效强化,从而为相关测绘工程的顺利开展提供充分有效的保障依据。基于整体层面分析,地理信息系统技术在未来会不断改进与发展,从而使其技术应用、专业应用以及导航应用等功能均能够得到有效强化。总而言之,地理信息系统技术在测绘中的应用效果是非常显著的,需结合测绘工程实际,充分应用该技术,从而为工程带来可观的经济效益,进一步为工程的稳健发展提供充分有效的保障依据。
参考文献】
[1]姜婧.王金钟.论测绘中地理信息系统技术的应用[J].科技创新与应用,2014,15:279.
[2]杨明.地理信息系统在城市测绘中的应用[J].林业科技情报,2014,04:108-109.
[3]于婷.地理信息系统GIS在城市测绘中的应用[J].江西建材,2015,07:229-235.
Abstract: With the rapid development of the modern society, the geographic information system technology has been enhanced in all aspects application, this paper focuses on the geographic information system main functions and discusses the application of the geographic information system in the city planning.
Keywords: geographic information system; city planning; application
中图分类号:C931.6 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
城市规划是指导城市建设,是城市建设和管理的依据,在城市发展建设过程中起到十分重要的作用。地理信息系统结合了地理空间分析技术和计算机信息技术并引起各行业广泛关注。
1. 地理信息系统概念
GIS即地理信息系统(Geographic Information System),地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统,是以测绘测量为基础,以数据库作为数据储存和使用的数据源,以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
2.地理信息系统的主要功能
数据采集与编辑功能是指各实体要素对应代码坐标输入计算机当中。
属性数据比较规范,所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统管理。除文件管理功能外,属性数据库管理模块的主要功能之一是用户定义各类地物的属性数据结构。
2.3制图功能
GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。
2.4空间数据库的管理
有效数据采集和编辑后,形成了地理数据集。对此可以利用数据库管理系统来进行管理。
2.5空间分析功能
通过空间查询与空间分析得出决策结论,是GIS的出发点和归宿。典型的空间分析有:
2.5.1拓扑和叠加
通过特征叠加实现检索、图形剪裁、模型分析等功能。将存在共同特点的多边形要素的数据文件进行叠置,根据多边形边界的交点来建立具有多重属性特征的统计分析。
2.5.2缓冲区分析
缓冲区分析是根据点、线、面的实体,自动创建其周围一定宽度范围的缓冲区多边形,它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。
2.5.3 空间集合分析
是按照两个逻辑子集给定的条件来进行逻辑运算。
2.5.4地学分析
地理信息系统还提供一些专业性较强的应用分析模块可以应用于不同领域,根据每一模块的特点来进行分析。
2.6数字高程模型的建立
数字高程模型有三种主要的形式,包括格网DEM、不规则三角网(TIN),以及由两者混合组成的DEM。
3地理信息系统在城市规划中的主要应用
3.1资源管理及配置 (Resource Management Configuration)
主要应用的领域包括农业、林业、矿藏等领域,解决各种资源分布、分级、统计、制图等问题。 解决更重能源及资源上的配置,保证资源合理和发挥最大效益。
3.2城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是地理信息系统重要应用领域之一,利用地理信息系统来对城市规划和管理具有深远意义。主要是解决城市资源配置等诸多问题。
3.3应急响应 (Emergency Response)
在发生重大灾害时,可以解决例如如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施等问题。
3.4地学研究与应用 (Application in GeoScience)
对地形地貌分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间数据统计分析、制图显示等都可以借助地理信息系统工具完成。
3.4商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力及诸多商业问题,地理信息系统的空间分析和数据库功能可以有效解决这些问题。
3.5分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
机遇网络时代的地理信息系统可以通过网络来实现地理信息的分布式存储和真正意义上的信息资源共享。
3.6城市规划管理(Urban Planning and Management)
利用地理信息系统技术进行城市规划建设的辅助设计、进行城市管理的辅助决策、规划控制等工作。
3.7国土及地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
GIS利用现有的遥感数据,可以有效的对土地利用动态变化进行分析评估研究,包括土地和地籍管理涉及土地使用性质的改变、地籍权属关系变化、地块轮廓的变化、等许多内容,都可以通过GIS来高效、高质量地完成这些工作。
3.8生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
实现对区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环境保护等设施的管理、环境规划等。
3.9基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征,无论是进行管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以很大程度的提高工作效率。
3.10选址分析 (Site Selecting Analysis)
不同的区域地理环境有所不同,可以根据不同的特点,综合考虑资源配置、市场的发展潜力、交通是否便利的条件、地貌地形特征、环境影响等因素,在一定的区域范围内选择最佳位置,这也是GIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的对空间的分析功能。
3.11网络分析 (Network System Analysis)
通过建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型,使用GIS来研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件的应急处理。
3.12可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础,可以建立一定区域区域等三维可视化模型,实现多角度浏览。
结束语
GIS系统以处理和分析空间数据功能,为城市的规划提供了准确的依据,并演绎出丰富多彩的系统应用冠能,满足用户的广泛需求。
参考文献:
[1]宋小冬.叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用.北京:科学出版社.1995
[2]龚健雅.地理信息系统基础.北京:科学出版社.2001
中图分类号:TM734 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)03-0047-03
1 电力营销地理信息综合平台系统现状分析
随着地区用电规模的扩大和管理力度的加大,传统的抄表、用电管理、电力抢修的工作方式面临着巨大的挑战,也暴露了多种问题,如电力营销信息管理不能如实获取生产管理中的主配网设备位置、参数、状态信息,也没有地理信息作为参考依据,在进行现场抢修、现场勘察时,不能快速准确地确定供电设备位置;在对用电设备实时监控方面缺乏统一的管理手段和展示平台,对于配电网的实时运行状态和用户的异常用电情况无法做到全面监控,无法及时发现异常并及时处理;缺乏基于地理信息的分析工具,在用电侧异常、故障密度、负荷密度分析等方面无法为资源的合理安排提供辅助决策支持。
2 电力营销地理信息综合平台系统应用分析
为了加强电力营销的现场管理,安徽省电力公司庐江供电公司建设了电力营销地理信息综合平台系统。该系统将可以随时监控出勤人员,有紧急抢修任务的时候,可以方便快速地就近指挥调度相关人员赶赴现场,并且还可以进行远程指导,极大地提高了外勤的工作效率和工作质量。
电力营销地理信息综合平台系统包括主站系统、手持PDA系统两大部分组成,如图1所示:
2.1 主站系统
主站系统是整个电力营销地理信息综合平台的基础,主站系统各部分按照一定的通信条件、实现手段、集成要求等,统一标准、规划,实现系统集成,并达到完成与现有“电力营销地理信息”的无缝连接,系统应用拓扑如图2所示:
指挥平台主要实现了指挥调度对象管理、指挥调度任务管理、实时监控、指挥导航、与PDA接收发送数据,其中指挥调度对象包括手持终端、车载终端、主站。指挥平台可以实施监控指挥调度对象的历史通信信息和历史轨迹,在出现现场生产抢修任务时,通过指挥平台可以实时查看到离任务地点最近的业务人员,并发送消息执行调度命令。
主站提供地图编辑功能,可对电子地图增加电力设备图元信息,如表箱、杆塔、配变,可绘制抢修施工人员的出勤线路信息。强大的地图编辑功能,可以快速准确地构建出电力营销地理信息的基础地图数据。
通讯服务主要是提供了主站和手持PDA终端、车载终端间,通过GPRS/CDMA移动数据专网进行数据通信。综合业务实现了定位管理、用电检查、补抄催费、现场勘察、现场稽查、现场抢修,通过同步工具可将相应业务数据下载到移动终端中,业务人员可使用PDA到现场开展相应业务。
2.2 手持PDA系统
手持PDA系统实现了设备定位、现场勘察、现场抢修、用电稽查、用电检查、补抄催费。
设备定位是通过PDA上的GPS定位系统采集表箱的地理坐标信息(经度和纬度)。将采集回来的表箱信息上传到“综合业务平台”,经过管理、编辑,生成更新的PDA地图,再通过“综合业务平台”到PDA上供使用。
手持PDA提供了补抄催费功能,我们可以先从“综合业务平台”下载这些用户的数据,然后依次进行补抄,同时还可以查看这些用户当中的欠费信息。对下载的所有用户进行补抄完之后,可上传到“综合业务平台”进行管理。
通过手持PDA,业务人员可以进行以下电力业务,如现场勘察、现场抢修、用电稽查、用电检查。可以使用手持PDA记录业务处理情况,拍摄现场照片和影像资料,返回后,可通过“综合业务平台”进行管理归档。
手持PDA系统结合地理信息平台,实现了现场管理工作的平台化、信息化,所有电力设备信息,在PDA设备上可快速查询定位,使现场勘察、现场抢修、现场稽查、用电检查等业务办理快速、高效,提高了业务人员的业务处理效率,现场管理工作客户满意度更高。
3 电力营销地理信息综合平台系统特点
3.1 电力行业设施采集的地理坐标经验定位法
电力行业设施采集的地理坐标经验定位法是业务人员根据相关电子地图的图层、相关电力设施数据,并结合多年的现场工作经验进行手工非现场定位方式进行数据采集,解决了某些地段数据采集困难的问题。
通过电力行业设施采集的地理坐标经验定位法的运用,全面实现了电力设施数据的采集、定位,完成庐江城区全面电力设备的定位管理工作,为电力营销地理信息综合平台的地图定位建立了完善的基础数据。
3.2 电力业务的临近提醒功能
电力营销地理信息平台主站系统可随时监控出勤人员,在有紧急任务的时候,可以快速就近指挥调度相关人员赶赴现场,可远程指导和提醒出勤人员完成任务。
电力业务的临近提醒功能在电力营销地理信息平台的应用,实现了系统管理人员与业务出勤人员的二级联动,使电力营销地理信息平台主站系统指挥平台调度更及时、业务处理速度更快、客户满意度更高。
3.3 电力网络拓扑结构专题图层的自动编辑
电力网络拓扑结构专题图层的自动编辑是系统合理地规划了业务流程,编辑子系统会抽取工作记录中的相关信息对电子专题图层的自动对比编辑和更新,优化于传统的手工编辑模式。电力网络拓扑结构专题图层的自动编辑功能的运用,使电力网络拓扑结构专题图层编辑更加容易,减少了人工编辑出错的概率。
4 应用实例
传统的电力营销业务在处理用电检查、故障报修等问题上由于缺乏电网设备运行信息、地理信息等资源的支持,庐江供电公司采用了电力营销地理信息综合平台系统。通过系统中GPS和GIS的应用,为电力设备以及现场作业提供了直观形象的作业向导。通过PDA移动终端应用,使得现场作业人员的现场作业与电力中心的指挥保持一致,对于指挥调度、信息资料查询、出勤考核提供了有效的保障。PDA终端的摄相和照相功能的应用,结合现场业务,丰富了现场作业资料,对于现场取证等提供了很好的辅助。
5 结语
电力营销地理信息综合平台系统实现了电力设施采集的经营定位法,工作人员可以依据电力设施的拓扑结构专题图层、相关电力设施数据,并结合多年的现场工作经验进行手工非现场定位方式采集数据,解决了某些地段数据采集难的问题。
参考文献
关键词:丝绸之路;历史地理;GIS;设计理念
GIS用于历史地理学研究是近年来历史地理研究手段的革命,这种革命不仅拓展了历史地理学的研究内容,同时也带来了研究理念与思维方式的变革。然而,利用GIS进行历史研究,需要计算机、软件系统、地图资源等辅助工具,方便的平台系统是推动其发展的基础条件,因此,近年来各国政府与科研院所大都投入人力、物力,致力于本国的历史地理信息平台建设,分门别类的历史地理信息平台年年增加。[1]由复旦大学历史地理研究中心与哈佛大学联合开发的中国历史地理信息系统(CHGIS)也是其中重要的历史地理信息平台。中国历史悠久,历史地理信息丰富,如何挖掘历史资源,利用大数据理念进行历史研究,建设多要素、多专题历史地理信息系统尤为重要,而综合的历史地理信息平台搭建就更加迫切,丝绸之路历史地理信息平台就是在这样的契机与时代背景之下建立起来的。丝绸之路历史地理信息系统(SRHGIS)是受国家社科基金重大项目支持,围绕国家“一带一路”倡议而建设的有关陆上丝绸之路的历史地理信息系统,其目的是根据现有的研究内容,建立一套自汉代张骞打通西域以来至1949年以前丝绸之路沿线逐年连续变化的、开放的基础历史地理数据库,内容包括二千年丝绸之路沿线自然环境、土地利用、交通、商贸、民族、宗教、文物遗址、文化传播等要素的数据集,为丝路沿线综合性学术研究提供历史地理基础数据。[2]作为丝绸之路历史地理信息系统建设,该数据集内容丰富,涉及目前丝绸之路沿线自然与人文要素的方方面面,需要系统平台进行存储、管理、分析与输出。丝绸之路历史地理数字化应用平台主要针对以上系统数据而建,旨在借助现代计算机技术、3S技术(RS、GPS、GIS技术),搭建一套集丝绸之路历史地理时空数据存储、管理、应用、分析和共享的时空大数据科研服务平台(以下简称“平台”),目前已试用上线。①本文主要介绍这一平台的理念、架构、特色与价值,以方便历史地理学者了解、利用及科研服务。
一、丝绸之路历史地理信息平台的结构设计理念与技术优势
作为历史地理信息平台,最关键的要素不外乎对数据的采集、管理、分析与共享功能的实现。由于历史地理信息系统有别于地理信息系统,它所涉及的数据时间跨度长,历史资料采集困难,数据开发与管理相对复杂;同时,它所服务的学者领域也非常广泛,包括历史学者、地理学者、考古工作者等,这其中要求历史学者需要熟悉地理信息系统的理念,地理学者也要明了历史数据的提取。作为跨学科的应用平台,为了能更好地服务于各学科学者的需求,平台设计的总体理念定位在开放、便捷、易管理和好操作上。开放:丝绸之路历史地理信息平台是集数据集与分析应用于一体的开放平台,平台与用户数据分离,使用方便。一般的GIS应用系统多是封闭的专用系统,这种系统的GIS部分需要特殊定制,GIS系统与用户数据集成在一起,不可分离。这样的封闭系统需要GIS专业人员做特殊开发,虽然功能强大,但费时费力,应用面窄。本系统的设计是将系统平台与基础地理数据以及用户数据分开,平台只提供基本、通用的系统功能,可以独立操作。用户自己可以利用平台建立专题数据,平台则自动实现用户专题数据和丝路专题数据的链接,自动生成各种专题历史地图和专题历史地理信息系统。便捷:系统设计时突出了平台的通用性,平台可适应多种学科的需要:历史学、考古学、地理学、经济学乃至文学等。可以利用平台的各种功能,生成具有各自学科特点的GIS系统。考虑到从事人文学科的学者通常对于计算机和应用软件比较陌生,系统设计还考虑到方便使用,多利用鼠标进行选择,尽量减少直接输入。易管理、好操作:平台设计较为简捷,数据中心与门户可以实现一站式丝绸之路沿线历史地理数据资源的、搜索、浏览、申请、审核、评价、收藏、下载等功能。利用元数据进行数据统一组织和,不同类型数据支持多种操作,如在线浏览、查询、下载,且支持多种数据格式,转换方便。技术系统直接决定平台运转的速度与操作程序,为方便广大用户在不同尺度地图与不同水平的计算机上进行系统操作,西安云图信息技术有限公司在开发该平台时,大量参考与综合目前国内外最先进的技术系统,其优势表现在以下四个方面。首先,平台构建于云服务和时空大数据技术之上,能够实现大规模时空数据的存储、、共享和可视化展示,同时还支持多种基于“云模式”的空间分析模型,可以对平台数据和用户贡献数据进行空间叠加、在线制图和数据分析,方便进行多源数据的探查、叠加和知识发现。相比目前业内其他相关公开的系统,该平台不但提供了开放的用户数据、在线制图和上传数据共享的功能,还具备强大的在线可视化和分析建模能力。其次,平台融合了多种主流技术及其框架,商业组件和开源技术并存。第三,平台接入了大量第三方服务,极大丰富了平台的数据和功能,如天地图、高德、Google、OSM、百度等地图服务、哈佛CHGIS地名数据服务以及台湾中央研究院中国历史地图数据服务等。此外,平台本身所有数据和在线模型分析功能都以标准REST服务方式对外提供,以方便其他系统对接调用,扩展了平台应用领域。第四,基础数据数量大也是本平台的一个特色。基础数据包括多比例尺基础地理数据(行政、地名、水系、交通等)、历史地图数据、影像数据、高程数据等。如1∶100万基础地理数据,实现丝路沿线比例尺尺度1∶100万地理数据建设,包括交通、地名、水系、境界、铁路、湖泊、居民地等常用基本要素。高程数据:进行丝路沿线90米分辨率和境内30米,重点区域达到15米分辨率高程数据库建设。开展了丝路沿线影像数据库的建设,下载、匀色、拼接、裁剪,搭建了丝路沿线中高分辨率影像数据库。
二、丝绸之路历史地理信息平台的结构与组成
丝绸之路历史地理信息平台具备时态GIS、三维虚拟展示、WebGIS、云GIS、空间建模和分析功能。平台的组成大体包括三个部分:1.基础设施。包括计算机硬件、软件以及部署环境的建设,数据库、虚拟化环境、集群环境、GIS平台、操作系统、Web服务等。2.数据中心。数据中心主要负责对历史地理时空数据库的建设与管理,包括基础地理和影像数据、历史地名数据、历史专题数据(生态环境、土地利用、交通商贸、城址城市、民族宗教、文化传播等)、资源和目录数据、运维管理数据。同时融入数据的采集和ETL工具、数据的运维管理子系统,实现一站式丝绸之路沿线历史地理数据资源、搜索、浏览、申请、审核、评价、收藏、下载等功能,是本平台的核心。3.平台系统。平台系统包括科研数据集共享和门户子系统、时空数据框架子系统、科研模型分析子系统、智能推荐和统计分析子系统、运维管理子系统。其中时空数据框架与空间模型分析最具操作性。时空数据框架是基于ArcGISGeodatabase模型设计实现的一套时空数据库,采用Post-greSQL和ArcSDE进行存储和管理,内容包括丝路时态基础地理、影像、高程等数据,还包括各个科研专题数据库,各个专题数据和基础数据通过统一的定位、编码和时态框架进行集成,数据格式为gdb。在本平台,它是地图的入口,实现“丝绸之路”各类资源数据分目录导航、定位、叠加、浏览、查询和统计分析应用,基于HTML5和Javascript技术实现,是一个集成系统,整合7个专题(自然环境、土地利用、交通商贸、民族宗教、文化传播、城址城镇、文化遗产)和基础数据,提供基本GIS功能、图层操作功能、资源目录查询和导航功能、时态推演功能、变化分析功能、多时态对比功能等。且通过二三维Web方式对丝绸之路基础和专题要素进行综合展示、查询、分析和应用。空间模型分析子系统建立在丝路几个专题系统分析基础上,采用Web的方式对科研分析模型进行集成、Web、动态运算和展示。实现模型创建、和Web集成调用,将GIS分析模型搬到云端,实现在Web端的参数调整、动态分析和结果展示。是基于Python、GP和SOE所进行的扩展开发。
三、丝绸之路历史地理信息平台的基本功能
1.历史地名查询功能:作为历史地理信息系统,历史地名的转换是非常重要的。由于中国历史跨度长,地名变更的频率高,一地多名或多地重名的现象经常出现,因此,地名数据库就成为历史地理信息平台不可或缺的组成部分,也成为查询地理信息最重要的环境,丝绸之路历史地理信息平台专门设计了强大的历史地名数据库,吸收目前国内相关平台的优点,保留CHGIS所创造的历史地名“生存期”概念,同时在地名的辨识方面又有所创新。地名点包括政区地名、自然地物名称、交通驿站名称、历史民族聚落点、国家名称等,层级与类别较以往更加复杂,平台的搜索功能也非常强大。
2.地图的叠加与分析功能:时空框架综合了平台所有的空间数据,以目录的形式呈现,支持多要素的空间叠加,进行区域的多要素综合分析,为进行丝绸之路沿线区域综合研究提供方便。另外,在时空框架中实现内置模型,包括可视区域分析、地形分析、成本距离计算、动态插值分析、水文分析、网格分析、趋势分布分析、剖面分析、加权叠加分析、热度分析、社交网络分析等。这些分析模型的植入,大大方便了历史地理学长时段、综合性的运算与处理能力,也是进行可视化研究的一个捷径。
3.强大的制图功能:地图制作与输出是本平台最重要的功能之一,平台专门在时空框架中设置了绘图工具,可以直接进行点、线、面的绘制,地图要素丰富,图库符号齐全,操作系统简单。操作者可以任意添加数据,制作自己所需的地图,也可利用丝绸之路网络平台内的数据进行重新编辑。同时接入了天地图、高德、Google、OSM、EsriOcean等多种格式的底图图层,支持多种底图切换,并设置了无底图模块。另外,我们与台湾中央研究院计算中心合作,接入由其开发的中国历史地图集数字化成果,历史政区底图齐备。
4.地图在线配准功能:历史地图时代早,包含丰富的历史地理信息,河流、水文、交通、聚落信息量非常大,传统历史文献中很难找到这样的记载。但由于受测绘技术与水平限制,与今天的地图信息进行比照、提取较为困难,因此,历史地理学者多方探求历史地图数字化的方法,进行相关数据的提取。而历史地图数字化的第一步就需要进行地图配准。丝绸之路历史地理信息平台建有丝路地图数据库,同时配备了地图在线配准软件,将图库中的地图或自已的地图上传到平台之上,可以进行在线配准,为地图信息的提取、利用提供了便利条件。
5.三维动画演示功能:历史河流水量变化、湖泊伸缩、水利工程利用、交通道路走向的可视复原,可以形象地帮助我们理解历史时期自然与人文要素在空间的变动过程,丝绸之路历史地理信息平台在三维动画演示功能上也做了相应的尝试,更直观地显示出历史要素的空间动态过程。
6.地图的卷帘、对比功能:丝绸之路历史地理信息平台设计了地图的卷帘与三窗口对比功能,随意选择两种格式的底图都可以进行卷帘查看。三窗口对比可以选择任意三个不同时期的水系图或湖泊分布图等,在同一页面上比对,这对于历史变迁的显示一目了然,非常适合历史地图的对照与比较研究。
7.历史地图数据库及利用:平台为实现历史地图的网络和共享,定义了历史地图元数据项,包括贡献者、单位、数据时间、主题词、描述、学科类别、数据类型、空间位置等。可以根据空间和属性条件对历史地图进行检索和浏览,为提高图像网络浏览速度,采用深度缩放技术进行实现。
8.地图故事呈现:地图故事模块采用图文并茂的方式对历史事件进行可视化,该模块完全开放给注册用户,用户可以利用个人中心,根据时间、地点、人物、事件等要素地图故事。地图故事中集成了强大的制图功能,可以进行点、线、面、文字和标记绘制,除了这些简单的制图功能,还可以绘制复杂的军事符号和曲线符号,用于表达诸如古代战争、人口迁移等带有动态过程的可视化分析。
四、平台对历史地理研究的价值与意义
1.平台建设对于丝路沿线综合历史地理信息资源的利用具有重要价值。丝绸之路历史地理信息平台首先是相关历史地理信息资源管理的系统,它将目前国内外各种类型的历史地理数据分别存储,包括文献资料、地图资源、图像资料、考古文物信息、声频音频资料全部纳入到系统当中,利用平台方便的查询系统,随时调用,数字化地图也可以实现部分在线配准功能,方便了历史地理信息的提取,历史地理学者在这个平台之上,可以方便地找到自己所需的各种数据资源,从而大大提高了资料的使用效率,是丝绸之路研究不可或缺的资源宝库。
2.平台建设为丝绸之路历史地理问题综合研究提供方便。平台是在丝绸之路历史地理信息系统开发基础之上搭建的,丝绸之路专题数据库是它的基础,七个专题子系统中融合了大量历史地理数据,都是经过细致考证、考察、定位而形成的系统数据集。[3]利用这些数据,配合平台的地图开发功能、分析软件以及地图在线配准功能,将数据、地图、分析融为一体,大大方便了历史地理工作者的科研需求,无论进行丝路沿线的历史、考古还是针对区域研究,都可以在线使用,将丝绸之路沿线专题历史问题的研究进一步加强与深化,特别是对于丝路沿线长时段、综合要素的历史分析具有得天独厚的优势,因此,对历史地理工作者来讲,它是一个非常方便的科研基础平台。
3.开放信息系统也是方便学者开发个性专题研究内容的数据平台。丝绸之路历史地理信息平台是一个开放的工作平台,该平台是基于丝路时空框架数据库和相关服务体系,用于实现面向科研和服务的大数据平台。用户通过该平台可以进行丝路时空框架专题数据查询、浏览、分析、统计、研究和制图,也可以共享自己的科研成果,对于平台的科研成果还可以进行申请、下载,利用平台提供的模型分析功能,基于丝路数据进行时空分析,且根据自己的需求,生成新的研究数据与成果,可以用于科研与教学,也可以在平台上形成共享。因此,该平台也是科研工作者与爱好者进行个性化产品开发的一个很好的工作系统。
总之,在信息化时代,地理学研究手段不断更新,服务于历史地理研究的专题性、开放的历史地理信息系统应用面越来越广,开放的历史地理基础平台尤其需要。因此,建设共享的丝绸之路历史地理信息平台,可以助力历史地理研究,推动历史地理学科的信息化建设,提高历史地理专题研究的精度,增加历史地理学研究手段,为历史地理学在新的历史时期打开更广阔的学术前景。
参考文献:
[1]王大学.国际学界国家历史地理信息系统建设与利用的现状及启示[J].江苏师范大学学报(社会科学版),2016(3).
为了解学生对第一印象的看法,我们做了一个抽样调查。我们发出了200份问卷,涉及初二、初三、高一、高二,收回191份,基本上能够反映学生意见,其余还和部分高三、初一的同学进行个别交谈,回答基本符合下列分析。
从调查结果来看,初中85%,高中91%的学生觉得老师的第一印象很重要,初中和高中都有50%多一点的学生认为老师的第一印象会影响他喜欢这一门课并且会影响他的学习态度;初中62%,高中70%的学生会对老师的第一印象做一个综合考评,而没有几个学生会太在意老师的外表。作为老师,长得帅或美,是天生的条件,重要的是你的课,你的综合表现。一般在3~4节课以后,初中有56%,高中有70%的学生会做出喜欢或不喜欢一门课的决定。从以上数据我们可以得出这样的结论:教师的第一印象要经过3~4节课才能基本形成,而不是通常说的第一节课,教师的第一印象影响了一半以上的学生,对教师任教学科、班级管理会产生重要影响。另外,高中学生比初中学生更在意老师的第一印象。这就给我们一个提示,高中的老师比初中的老师要更加重视前3~4节课。那么,作为一个信息技术教师,如何利用这一点来树立自己的第一印象呢?下面谈谈自己两年来的一些做法。
一、上好前三节课
教师的自身形象、教态、语言、教风等都会给学生留下深刻印象。教师给学生留下的第一印象,对其威信的树立有重要影响。如果一个教师的第一印象是好的,学生眼中的教师形象是认真、负责的,教师就会在学生心中产生一定的威信,在师生之间建立良好的情感,为今后的教学工作打下良好基础。如果结果不理想,学生就会很失望,不利于今后的学习。因此,教师要慎重对待前三节课,尽量使学生在听课时感到生动形象、新颖好奇,培养学生对该学科的兴趣,让他们觉得这节课是有意思的,能学到东西。我们形成了以下模式:
第一节,结合学前教育讲教学要求、作业要求、纪律要求及这一年中出现的问题要如何避免,利用心理学知识介绍高中学习的方法,对前沿技术进行介绍。
第二节,视频教育。播放两个最新技术短片,告诉学生什么叫幸福,什么叫人的极限。
第三节,精心准备的第一节课,包括信息及特征。
通过前三节课,学生知道老师的要求,哪些是必须要做到的。这个老师是严格的、有水平的,老师是能够关注到我的,不能混他的课。另外,让他们了解最新的技术,认识到原来信息技术已经发展到了如此高度,从而触动他们,激发学习的兴趣。其次,通过播放励志短片,学生明白我们是多么幸福,没有理由不好好学习,坐在这里必须对得起自己,对得起父母。通过一节课让学生了解教师的教学水平和管理水平,让学生积极参与,明白这一门功课对他一生都有重要影响,从而激发他的好奇心。一开始就要严格要求,并且要坚持一段时间。
二、展示自己的技术水平
作为一个信息技术教师,专业技能应当达到一定程度,对学生的问题要能够引导他去解决。要让他觉得这个老师水平很高。表现出的专业性,让他心里服气。适当时候,可以展示一下自己的技术水平,如自己的作品、程序等。这些措施让学生心里产生一种别样的感受,从而树立老师在学生心目中的形象。
三、上课之前,尽量熟悉学生的情况
一上课能随意叫出学生的名字,说出他的特长,对于学生来说也是一种震撼。他会觉得这个老师厉害。另外,他会觉得老师是一个认真负责、具有亲和力、能够胜任的老师。
四、理好课堂上出现的第一次矛盾
在课堂教学中,我们总是会遇到各种各样的学生,有的不做作业,有的上课玩手机,有的会在课堂上打闹,尤其坐在最后一排的,一坐下去,以为老师看不见,各种情况都有。出现情况时,教师要抓住典型,树立严师加良友的形象,既要能镇得住学生,又要对学生亲切。
这样,一个健康、井然有序的课堂基本产生了。我不敢说有多好,至少在以后的教学中不会有太大麻烦,不会上不下去课。就我的经验来说,对于教师,在教学管理中利用一些心理学知识,对教学是有帮助的,它能帮助我们展示良好的自我形象,更好地了解学生需要,帮助我们引导学生。
正文:
地理是一门综合学科。地理教学过程中,涉及知识内容多、范围广:从江河湖海到山川平原,从地表形态到大洋环流,从各国政治经济到各地风土人情,上至天体运动,下至地球内部构造等。涉及领域广,不仅有地理知识,还要用到政治、历史、物理、化学、生物、数学等学科知识,学科思维综合能力要求高,很多内容枯燥无味且抽象难懂。尤其是高一上学期必修一的自然地理知识,涉及天文、气候等知识难点,学生刚进入高中,数理化生知识贮备不足,学习起来倍感困难,严重打击学习自信心。
因此,在教学过程中,教师有必要借助于信息技术,弥补传统教学的不足,提升教学效果。
利用信息技术,激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师。学生的学习兴趣对激发学习积极性起决定性作用。一旦激发了学生的学习兴趣,就能唤起他的探索精神和求知欲望。
信息技术和地理教学相结合,能向学习者提供丰富多彩的图、文、声、像的地理教学信息,使学生得到传统地理教学中难以获得的直观知识。它不仅能调动学生学习地理的兴趣,又能加深对地理课程内容的理解和掌握,以达到提高地理学习效率的教学目的。
如必修一第一单元地球运动部分内容,对于刚刚进入高一的学生来说是一个难点,抽象深奥。学生年龄小,又没学过立体几何,空间想象能力差,无法理解在宇宙中、太阳系中天体到底是怎样运动的,感到枯燥无味,越学越难。针对这种情况,我们通过flash制作把地球运动情况用动画模拟出来:伴随着悦耳的音乐,茫茫宇宙中一颗蓝色的星球由远及近,一下就吸引了学生的目光。随着地球的旋转,地轴及地轴倾斜的方向和角度的出现,太阳在中心位置放射出光芒,昼半球和夜半球的交替闪现等一幅幅动画的展开,学生的注意力被集中到动态的画面上。伴随着老师的讲解,他们明白了什么是自传、什么是公转、银河系和太阳系是什么样的、昼和夜为什么会交替出现…… 学生的兴趣立刻高涨,积极思考,踊跃发言。信息技术的辅助教学,激发了学生的学习兴趣,吸引了注意力,使他们产生了学习的动机,从而自觉、主动、积极的去获取知识。
利用信息技术,增加教学容量和增强教学效果
教育心理学知识说明,人们从听觉获得的知识能够记忆15%,从视觉获得的知识能够记忆25%,若两者同时使用,就能够接受约65%。科学研究也证明,人们通过各种感官获得的知识比率为:视觉83%、听觉11%、其他6%,视听结合可获得几乎是最佳的知识保持率。
地理学科内容涉及范围广泛,学生不可能一一亲身体验,单凭教师讲解教材和地图册,学生会觉得这些离自己很遥远,不会留下很深的印象,也达不到较好的教学效果。
信息技术以计算机为中心,把图、文、声、像等多种信息处理在一起,有利于教师进行视、听、触等多种生动形象的教学方法,改变传统的地理教学模式,克服了学生只能被动接受同一地理教学模式的弊端,弥补传统的地理教学方式的不足,能更好的吸引学生,调动学生学习的积极性,便于学生学习、记忆,也可以增大教学容量,从而取得传统地理教学手段无法取得的效果。
在地理教学中,教师可制作多媒体课件,把各种知识融入其中,增大知识容量,化抽象为具体。如在学到山地的形成时,我把各种褶皱山,断块山,火山的图片分类展示,让他们有这些名山大川的直观印象,再用动画模拟褶皱、断层山及火山的形成过程,配以适当的声音增强效果,学生学得轻松,主动性得到充分发挥,我也教的轻松,获得非常好的教学效果。
利用信息技术,突出重点、突破难点,提高课堂教学的质量
地理教学中有许多重点、难点,学生理解起来很费力。而信息技术和地理教学相结合,可以把抽象的知识形象化、具,易于学生掌握,从而突出重点,突破难点,收到事半功倍的效果,提高课堂教学质量。如在山地形成教学过程中,我制作了多个动画,把 “褶皱”、“断层”、“火山的形成”等等都变成动画显示,学生看后一目了然,达到很好的教学效果。如“向斜成山,背斜成谷”这一动画,先把画面作成水平岩层,在内力的作用下,岩层慢慢发生变形弯曲,形成相应的向斜、背斜,这时显示的图象是“向斜成谷,背斜成山”,然后再显示出背斜轴部在张力作用下容易发生张裂,遭受外力侵蚀的速度较快;相反,在向斜轴部产生局部挤压力,抵抗风化侵蚀能力较强,遭受外力侵蚀的速度较慢,差异性的侵蚀继续发展,使背斜部位成为谷地,向斜部位转为山峰,即“向斜成山,背斜成谷”。这一动画的模拟显示,使学生难以理解的地形倒置现象变得形象、直观,印象深刻,清楚易懂,使教学收到了事半功倍的效果。
利用信息技术,培养学生能力
地理学科的指导思想,是引导学生学习 “有用的地理”。在地理教学中培养学生的能力,是当今地理教学发展的方向。学生只有能力提高了,才能更好地去发现问题、分析问题,解决问题。在运用信息技术进行教学时,学生不仅注意听、看、还要动手,可提高学生的地理自学能力、动手能力、分析地理问题的能力和创新意识,激发学生的求知欲,发挥学生在教学中的主体作用。如在讲黄河下游地上河成因时,我们可以先放一段黄河中游水土流失的影视,再用动画演示“地上河”的形成过程。这样学生就容易理解它是由河流泥沙淤积形成的。
利用信息技术,培养学生情感
地理学科的教学目标中指出,重视学生情感目标的培养和评价,使学生具有初步的地理科学素养和人文素养,养成爱国主义情感,形成初步的全球意识和可持续发展观念。这就要求教师在运用多媒体技术进行教学时,要将学习知识、发展能力和培养情感有机地结合起来,寓思想教育于地理教育之中。如在讲我国自然资源时,教师可用图例说明我国自然资源总量丰富,但人口基数大,人均不足且破坏严重的情况现状,培养学生合理利用节约资源的观念和培养环境保护意识。
利用信息技术,促进教师素质的提高
信息技术教学以其特有的魅力,已经被广大教师和学生所接受。然而制作一个好的课件并不容易。 (上接第235页) 首先教师要多学习信息技术知识。在课件的制作过程中,要用到很多信息技术知识,如Flash,powerpoint、excel、word等的制作使用。大家在学习过程中要互相交流、共同提高。
其次还要备好课。备学生、备教材、备教法,信息技术必须和课堂教学需要相结合,才能发挥最好功效。通过校外培训及特级教师示范课,优秀教师的公开课,教有所长教师的研究课,都可以通过实况录音、录像,分析、评价、综合,从而提高地理教师的素质。
参考文献:
[1]教育部.《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》.教育部文件. 教基[2000]35
当前高速发展的多媒体信息技术,越来越多地渗透到教育教学领域。普通高中地理课程标准指出,课程的基本理念“强调注重信息技术在地理学习中的应用。充分考虑信息技术对地理教学的影响,营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境”。实践证明,多媒体信息技术应用于高中地理教学更加显示出它独特的优越性。
1 有利于创设具体情境,激发学生学习兴趣
美国心理学家布鲁纳说:“学习最好的刺激乃是对所学学科的兴趣。”兴趣是最好的老师,是求知的先导,是会学的前提条件。在高中地理教学过程中,运用多媒体技术辅助教学,能够将抽象的东西简单化,能够将静止的知识动态化。形象化的教学情境会给学生带来兴趣盎然的感受,让学生更直观地理解晦涩抽象的地理学知识。实践中,教师可以充分利用多媒体提供的色彩丰富、图像逼真的画面,配以悦耳动听的音乐,设置令人如临其境的情景,创造出和谐愉悦的教学氛围,催发出学生积极探索的情感,调动学生对地理学科的学习兴趣,从而大大提高课堂教学效率。
如在“中国的旅游业”一课中,笔者将我国著名的自然风光、古代艺术文化宝藏、革命纪念地和民族风情等内容以影像资料和景观的形式直观呈现,使学生如见其形,如临其境。再如“地球运动的地理意义(一)”“地球运动的地理意义(二)”这两节,学生较难理解黄赤交角是如何形成的,太阳直射点是如何在南北回归线之间来回移动的,如果利用多媒体课件进行直观的演示、讲解,学生就很容易理解了。
2 有利于丰富学生思维,提高学生读图分析能力
地理教学中,读图能力的培养是学生贯穿始终的基本技能。不仅能帮助学生理解、记忆地理知识,而且能帮助学生建立形象思维,提高解决问题的能力;同时教会学生通过阅读地图进行分析、综合、概括、判断、推理,也是对学生能力的培养。在多媒体地理教学中,它可帮助学生形成正确的、全面的读图、用图乃至制图的重要本领。如在进行高中地理“交通运输网中的线”教学时,用红色闪亮来表示京九线的起点和终点,用黄色闪亮表示京九线,用绿色闪亮表示京九线途经的省区,学生就会容易掌握京九线的起点和终点,沿线省区的自然特点及经济发展情况。这样就可以克服传统地图内容繁多,重点不突出的弊病。
3 有利于突破教学重难点,加深学生对地理知 识的理解
多媒体技术集文字、图像、声音、动画于一体,效果是一般的教学手段不可比拟的。有些地理知识比较抽象复杂,使学生对知识的理解、掌握和巩固增加了难度,也给教师教学带来困难。而利用多媒体可以使教学内容化静为动、化抽象为具体、化难为易,大大增强人们对抽象事物与过程的理解与感受,从而将课堂教学引入全新的境界,同时有利于启发学生的思维,培养学生地理空间思维能力和地理问题的处理、分析能力,从而加深对地理知识的理解和掌握。
在教学实践中,教师可以利用多媒体创作工具,自行编制地理课件,从而很好地体现授课教师的意图风格,有效地组织和切换信息。在实施教学过程中,可突出教学重点和难点,达到加深印象的效果。如进行“海水运动”的教学时,运用多媒体辅助教学,从全球气压带、风带的分布入手,通过动画演示,标示出三圈环流,再根据盛行风的吹拂作用得出风海流的分布,在讲解补偿流的基础上进一步得出洋流分布模式图。在此基础上播放Flas“全球大洋环流”,教学过程生动、形象,学生印象深刻。再如高中地理“全球性大气环流”一节,模拟的动态性和渐变性,冷暖色调的强烈对比,加上文字的闪动,关键信息的加强,精心配载音乐,关键处设置暂停或重复,难点处设置动画,这样就重点突出,解决了难点,给学生留下深刻的印象。
4 有利于扩大教学容量,提高学生综合分析问 题的能力
据有关专家的研究表明,人们学习知识时必须依靠生理器官,对客观事物的感觉是人认识的基础,听觉和视觉器官是主要的学习器官。利用多媒体技术可以使学生大量增加相关的听和看的机会,而且能够使听和看同时接受某一信息,信息量是原来教学信息量的数倍甚至十倍以上。
图表是地理学的第二语言,地理教学,不仅仅是让学生掌握一些基本的地理概念、地理原理,更重要的是要让学生在学习地理的过程中学会分析、比较、概括、综合。可见,在地理教学中教师不仅要向学生传授地理知识,而且要引导学生学会分析、概括、综合的方法,从而形成能力。这在高中地理复习教学中尤其明显。可是,如果想在有限的45分钟时间里完成上述目标,单凭教师的语言教授是无法实现的,必须以图文并茂等表现形式,增强学生对抽象事物与过程的理解与感受,从而将课堂教学引入全新的境界。而利用多媒体技术可以极大地节省课堂讲授时间,加深学生对知识的多层次多角度的刺激掌握,进而可以利用多余的时间引导学生对地理进行深层次的探索和把握。
多媒体技术的超级链接和随意转换使教师可以灵活控制前后内容之间的衔接,既可单独讲解某个知识点,又可串起来前后连贯学习,使学生获得的知识连贯、系统,克服以往教学学生注意力分散的弊端。
5 有利于优化教学过程,更好地贯彻地理课程 标准理念
地理课程标准的基本理念是:学习对生活有用的地理;学习对终身发展有用的地理;改变地理学习方式;构建开放式地理课程;构建基于现代信息技术的地理课程。旧的传统教育是单向的传输教育,难以激发每一个学生求知的潜能和欲望。网络多媒体教学是开放性教学,所有的信息都是开放的,学生具有灵活机动的时间安排。信息是多样性的,学生完全可以按照自己的需要主动安排学习环境。在教学中,学生可以向教师学习,也可向资料库、知识数据库学习,搜找合理的解释。学生接受知识的活动范围更加广泛,学习的方式更灵活,这种新的学习模式结束了以教师为中心、以课堂为中心、以书本为中心的课堂教学结构模式,使教育打破时空的限制,使学习的主动权回到学生手里。
如在进行“电子通信”一节的教学时,如果用传统的教学方法,学生很难理解知识;而如果运用多媒体技术辅助教学,学生可以利用网络进行实际操作,真切地感受到信息时代的电信通信和互联网给人们的生活带来的巨大影响,既掌握了知识,又培养了实际操作技能,还扩大了知识面。
中图分类号:TU984文献标识码: A
0引言
“城乡规划”说到底就是对城乡的空间资源进行合理的调配和使用,以满足城乡可持续发展需求。因此城乡的发展又是动态的、四维的,将地理信息技术运用到城市规划中,对规划和决策提供及时可靠地数据和信息,是当今城乡规划的一项基础性工作。
由于卫星遥感数据具有大面积的同步观测、时效性、综合性、可比性和经济性等特点,其数据具有良好的现势性和动态性,因此在规划的现状调查和动态监测中逐步的应用起来。世界上第一个地理信息系统是在国土规划需求和推动下产生的,并从此在城乡规划各个领域中发挥作用。计算机技术和网络技术的发展,为全面提高城乡规划管理的信息化、科技化水平创造条件。地理信息技术已经成为“数字城市”建设工程的一项重要内容,是一种比较高效的、科学的城乡规划信息管理方法和手段。
近年来地理信息技术在城乡规划管理中得到了综合或集成使用,“3S”这三种空间信息技术的广泛使用,必将为城乡规划管理的科学决策提供可靠地技术支持,必将推动“数字城市”建设,建立控制性详细规划的动态管控平台,为实现城乡规划管理的信息化、科学化和现代化提供保障。
1地理信息技术的含义以及应用特点
地理信息技术又称“3S”技术,指全球定位系统(GPS)遥感(RS)和地理信息系统(GIS),是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。地理信息系统(简称GIS)是在计算机软硬件支撑下,把各种地理信息按照空间分布,以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析的计算机技术系统。利用该系统通过对诸多因素的综合分析,可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以 、图形或数据的形式表示处理结果。遥感(简称RS)是指通过某种传感器装置,在不与物体、区域或者现象直接接触的情况下,获取调查信息,并对这些信息进行提取、分析和应用的一门技术。遥感技术利用了地物的电磁波特性,即“一切物体,由于其种类及环境条件不同,因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性”,所以遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,通过观测电磁波识别物体以及物体存在环境条件的技术。全球定位系统(简称GPS)主要被用于实时、快速地提供目标的空间位置;RS用于实时地或准确地提供目标及其环境的语义或非语义信息;GIS则是对多种来源的时空数据经综合处理、集成管理、动态存取,为智能化数据采集提供地学知识,以便解决复杂的管理或规划问题。
“3G”技术在规划资源的管理中的应用过程,由单一向综合集成发展。遥感技术向高分辨发展,影像的解译由目视――人工交换式――半自动或自动提取信息发展,网络化发展等等,促使规划管理从定性向定量拓展,从静态向动态拓展,从规划单一课题研究向日常管理拓展,从部门走向社会,从管理型走向服务型。
2地理信息技术在规划工作中的应用现状
目前,“3G”技术在城市规划管理中应用,不论是单一方式还是综合、集成应用方式,已经充分地渗透到规划管理的各个方面,促进了城市规划管理的决策的科学化和管理现代化水平。
2.1基于“3G”技术的规划编制
常规办法是利用遥感技术直接或间接进行野外资料收集、调绘,在将调绘的成果进行内业数字化编辑后导入GIS中或直接在GIS软件平台上数字化到入库;非常规的方法是直接携带计算机到调绘现场,以计算机为操作平台,以遥感影像数据为参照,以GPS为数据源,以GIS为软件平台直接绘出图斑,标注属性,直接完成规划资料调查。与传统的调查方法相比,大大提高了精度和效率。
2.2借助地理信息技术对控规编制的完善
“控制性详细规划”是建设用地出让或划拨的依据。以往规划用CAD绘图,空间数据和属性数据不能互动,一旦改动,需要重复性操作,增加了工作量。如果以GIS为平台,将部分CAD数据转换成GIS格式,借助GIS计算建筑基底面积,再进一步对现状做统计分析,利用GIS,快速建立三维模型,供规划人员参考。为适应城市的发展,规划要求建立动态的“控规”调整平台,借助GIS技术和计算机网络,规划部门对规划条件进行评估,实现控规方案的最优化。
建设用地评价是大型规划项目或城市总体规划的规范性业务,主要是确定哪些土地适合城乡建设,或者在空间上进一步划分禁建区、限建区、适宜建设区。借助地理信息技术不仅拓展单一评价方式,还可以拓展不同用途的土地适宜性分析,不同用途的土地分配,不同建设时限的评价、分类,甚至现有用途的调整、旧区在开发的政策分析等。
交通规划中对交通出行的调查也可以使用遥感技术完成。另外对建筑质量、绿化覆盖、生态环境以及建立动态控制性详细规划管理平台、城乡建设状态监测等领域均可发挥作用。
2.3基于GIS的土地利用总体规划
土地利用总体规划是合理利用和配置有限土地资源的重要手段,是协调各类用地的主要依据。建立土地规划信息系统最终目的是以GIS技术为核心,以计算机网络为传输载体,使用可视化技术,在建立土地利用总体规划信息库的基础上,紧密结合土地利用总体规划的业务流程,实现土地利用总体规划编制、修改、实施的自动化管理,结束长期以来土地利用总体规划成果的基本上靠人工管理的存储效率低下、信息形式单一、难以保存质量等问题,为城乡规划的动态实施和成果管理提供了科学的方法和现代化手段。
3地理信息技术在城乡规划管理中的应用趋势
随着地理信息技术的发展,地理信息成果的完善以及现代化信息技术及其相互间的渗透,城乡规划借助地理信息技术形成多种形式的规划设计与规划管理的集成化技术系统,为科学研究城乡规划、科学编制城乡规划、政府日常管理城乡规划提供了新的分析方法和技术保证。
(1)“3G”集成技术的完善推动规划管理的实时性。目前在城市规划中“3G”技术的使用还只是单一或综合利用阶段,一旦真正实现城乡规划与“3G”技术整体的集成,即有机的结合、在线的链接、实时处理和系统的整体性,那么规划科目的现状调查、变化和动态监测布局会得到实时更新。
(2)遥感技术向“三高”发展。即高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率,以及数字图像处理技术的提高将革新土地利用的现状和动态监测的方法,在城乡规划方面开拓更大尺度上的应用领域。随着有感分类技术的提高,对地物的自动化识别能力的提高,将促进分类的自动化、智能化,大大减少外业和目视解译的工作量。