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關鍵詞 ：地理信息系統 發展 應用
1.地理信息系統的定義與發展目標
地理信息系統（GIS， Geographic Information System）是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值[1]。
國家測繪地理信息局日前印發了《測繪地理信息發展“十二五”總體規劃綱要》，目標是到2015年，建成數字中國地理空間框架和信息化測繪體系。規劃還提出，爭取把地理信息產業納入國家戰略性新興產業規劃。統計顯示，截至“十一五”末，我國地理信息產業總值突破1000億元；而到“十二五”末，這一數字有望突破2000億元。倍增的規模將給地理信息產業鏈上下游企業帶來巨大的市場空間。
2.地理信息系統的構成
地理信息系統主要有五個部分構成，及硬件系統、軟件系統、地理空間數據庫、空間分析模型和系統管理人員、系統開發人員和數據處理及分析人員。其中，核心部分是硬件、軟件系統[2]。
2.1 硬件系統
計算機硬件系統是計算機系統中的實際物理裝置的總稱。是構成GIS的物理外殼。根據句構成GIS規模的不同，分為基本設備和擴展部分兩大部分。基本部分包括計算機主機、存儲部分、數據輸入設備、數據輸出設備。擴展設備部分包括解析測圖儀、圖像處理系統、多媒體系統、虛擬現實與仿真系統、各類測繪儀器、GPS、數據通信端口、計算機網絡設備等。它們用于配置GIS的單機系統、網絡系統等不同規模模式。以及以此為基礎的一半GIS應用系統、導航GPS系統和能夠與傳感設備聯動的GIS。
（1）GIS單機系統模式。GIS單機系統是一臺計算機為核心，由存儲設備、輸入設備和輸出設備共同組成的GIS硬件系統，提供單用戶操作。
（2）GIS企業內部網系統模式。GIS企業內部網系統模式是有計算機企業網、服務器群、客戶機群、磁盤存儲系統（磁盤陣列）、輸入設備、輸出設備等支持客戶/服務器（C/S）模式的GIS系統，提供一個機構內的多用戶操作。
（3）GIS因特網系統模式。GIS因特網系統模式是有因特網、服務器群、客戶機群、磁盤存儲系統（磁盤陣列）、輸入設備、輸出設備等支持瀏覽器/服務器（B/S）模式的GIS系統，提供因特網上許可用戶的多用戶操作。一般是由企業內部網和外部網共同組成的客戶/服務器，瀏覽器/服務器的混合模式。
2.2 軟件系統
GIS的軟件系統構成了GIS的核心，關系到GIS的功能。GIS軟件系統的層次結構按照從高到低分為，GIS與用戶的接口、通信軟件（用戶界面、通信軟件）；
GIS應用功能（二次開發系統）；GIS基本功能軟件（商業化的GIS工作平臺）；
標準軟件（圖形圖像處理、數據庫系統、系統庫、程序設計等）；網絡管理軟件、工具軟件；操作系統。
GIS基本功能軟件是由GIS軟件商開發的，提供GIS基本功能和開發環境的商
業軟件。多數GIS工程應用首先是基于這個商業平臺，經過二次開發來完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占據GIS市場的主導地位。當前，GIS軟件可運行于Unix，WindowsXP、等操作系統，多數軟件都提供不同的操作系統的軟件版本。
根據GIS概念和功能，GIS基本軟件由六大子系統組成，即空間數據輸入與格式轉換子系統、圖形與屬性編輯子系統、數據存儲與管理子系統、空間數據處理與空間分析子系統、空間輸出與表示子系統和用戶接口。
3.地理信息系統的應用
地理信息系統按照應用模式可以分為兩類[3]：一是，科學研究工具。對于科學計算結果的獲得和分析，把GIS作為科學研究的輔助手段。它主要應用于有關地學領域的科研項目研究中。它不僅需要用到GIS通用軟件所提供的功能，還要用到各種專業分析模型。二是，辦公服務系統。辦公服務系統應用于涉及空間數據的政府部門以及企業，以提高管理效率、制定好的決策和實現組織目標。
3.1 農業氣候區劃
根據農作物生長發育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區劃片的，在某種農作物的氣候可種植區內還有不同的地物類型，不同的農作物要求不同的地理環境。
3.2 城市大氣污染模擬
基于GIS建立大氣污染擴散模型，1）模擬污染物的空間分布，評價不同區域的環境質量；2）將污染物空間分布與人口密度空間進行復合分析，確定受污染影響的人口數目；3）預測在給定氣象條件下污染物的空間分布；4）確定不同點源對整個研究區污染總量的貢獻；5）為污染整治，如降低排放量、甚至關閉某些污染源，提供決策依據；6）如果要增加污染點源，可以比較不同的方案（如煙囪的位置，高度等），從中選擇最優方案；7）在城市規劃時，作為確定不同用地（居住、工業、商業等）的分布。
4.結束語
地理信息系統是近20年來新興的一門集地理學、計算機、遙感技術和地圖學于一體的邊緣學科，主要培養具備地理信息系統與地圖學、遙感技術方面的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、災害、基礎設施和規劃管理等領域的政府部門、金融機構、公司、高校、規劃設計院所，從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。
參考文獻：
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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
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關鍵詞：地理信息系統 區域商業環境 區域經濟發展 區域營銷戰略
信息和信息技術加劇了全球化進程、塑造了新的生產方式、改變了商業規則，自然也影響到區域經濟發展的策略、規劃和實施。隨著地理信息技術的廣泛應用和地理數據的長期積累，地理信息和地理信息系統在區域性商業和經濟活動中，將越來越重要。據估算，超過80%的商業和經濟數據具有空間特性或與位置有關；有效地開發和利用這些空間性的數據，可以優化配置資源，降低商業運行成本，并規劃、監測、改善區域商業和經濟環境。地理信息系統可以應用到社會經濟數據的管理、分析、描繪，為解決復雜的區域經濟問題提供地圖表現、區域營銷、空間決策支持、空間規劃等服務。本文從理論上探討地理信息、商業環境和區域經濟發展間的關系，并結合中國廣東的區域發展狀況，系統地分析地理信息和地理信息技術在商業和區域經濟中的應用，旨在改善區域商業環境，提高區域經濟競爭力和塑造區域形象，為區域經濟的持續增長創造條件。
1 從區域商業和經濟的角度看地理信息系統
學術界對于地理信息系統概念的理解是比較多樣化的。地理信息系統(GIS)是一門新技術，在其產生后短短的三、四十年的歷史中得到了迅速的發展，一個十分重要的原因在于GIS集數據庫、制圖、空間分析功能為一體，并以對空間數據進行分析的功能為其特色。GIS的出現為各行各業繁雜的數據管理、多源的成果表達形式和空間數據分析提供了最為快速、方便、準確的方法和手段。地理信息系統是一門多學科的邊緣綜合性學科，其核心技術是計算機科學，基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析。在應用領域中，它和遙感系統(RS)、全球定位系統(GPS)密切結合，更加發揮出它的巨大作用，使其在調查、分析、決策、管理和控制等方面顯示了它的不可替代的支持功能。
地理信息系統在研究、開發和市場化方面取得了很大的進展，主要表現在四個方面:①地理信息系統的組織結構，從單用戶的桌面系統和專業化的部門系統，轉向融入業務流程的企業級系統，以及基于Internet的公眾參與系統；從單一的結構層次和客戶機-服務器模式二層結構，轉向基于Web技術的三層結構。②地理信息系統的認識論、方法論和實際應用方面的研究越來越多樣化，傳統的以數據、技術和應用為主體的信息系統，強調空間數據模型、空間分析、空間可視化、智能信息技術等；以信息學、地理學和社會學理論為基礎的地理信息科學，著重研究使用地理信息和地理信息技術背后的一系列技術和理論問題。③強調開放型的地理信息系統，即基于Internet的、可互操作的、可公眾參與的地理信息系統，目的是為開發商提供一系列地理信息標準和地理信息技術方案，最終為社會提供廉價的地理信息和相應的應用服務。④地理信息市場正日益擴大，正逐漸從以政府部門為主的專業用戶市場，轉向以私人機構為主的商業用戶市場，地理數據正直接或間接地滲透到包括商業和經濟在內的各種社會活動中。
地理信息系統使用多種空間模型，如點—場模型、網格模型、拓撲模型、對象模型等，并配合關系型或對象型數據庫管理系統，來表現不同尺度的自然和社會現象，廣泛地應用于空間數據管理、空間規劃、空間決策、資源分配、區域營銷等方面。很多商業組織，包括政府醫療部門、零售商、直銷商等，越來越對帶有位置信息的社會經濟數據感興趣。由于希望減少決策方面的不確定性和風險，人們總是傾向于掌握更多的信息，傾向于規劃和控制未來的行為；地理信息和地理信息技術，將會隨著相關工具研究和開發的成熟，逐漸滲透到經濟活動的很多方面。從空間經濟角度看，地理信息系統是一個能夠改變空間經濟體系的重要元素之一。在區域經濟發展過程中，地理信息技術是(現有的或潛在的)廣泛應用于戰略決策、方案評估和決策實現的重要技術手段之一。在日常商業和經濟活動中，大規模地使用地理信息和地理信息系統，似乎并不遙遠；工業界的微軟公司正在研究將數字地圖技術嵌入到日常辦公軟件中，Open GIS聯盟正致力于定義和開發標準化的可互操作的開放式地理信息系統 。
2 從地理學看區域商業環境
改善投資和商業環境，吸引區外和國外的直接投資，不僅被發展中國家，也被發達國家用來作為區域經濟發展的重要手段之一。二戰后，在美國、英國和荷蘭等西方國家中，一個重要的城市經濟發展目標就是營造良好的企業運行環境，從而吸引外國投資。當今中國的經濟發展正處于資源驅動的成熟期和投資驅動起步期，吸引資本是區域經濟發展的重要手段之一。為制定“適當”的區域經濟發展政策，政府需要及時地理解、評估、監測本地的商業運行環境和變化趨勢，為投資人提供宏觀的指導和服務。商業環境的概念對于處在經濟轉型期的需要引入市場機制的中國，具有特別重要的意義。
定義什么是商業(投資)環境并不是一件容易的事情，因為精確地定義商業的概念也是困難的。不同的學科背景，不同的學者對商業環境的認識也有差別。簡單地理解，商業環境是商業組織所處的外部環境，包括背景性的環境和運行性的環境。從國際商業的角度，商業環境指一個公司之外的，影響到公司的全部要素之和。為了便于“管理”商業環境，學者們提出了一些模型，如國內模型、國際模型和工業模型。
空間性是商業環境的重要特征之一。考慮到有多種多樣的因素影響到整個商業活動，不同的區域具有不同的商業環境。即使對于同一地理區域，不同的商業組織，由于其業務范圍的差異，將形成多個主觀性商業環境認知。隨著商業目標的變化和商業決策的調整，企業也需要重新調整對于外圍環境的認識。另一方面，在不同尺度的地理區域中，商業環境的概念具有明顯的差異；對于不同空間尺度的商業環境的研究，例如全球和國際性的宏觀區域、國家和區域性的中觀區域、城市和本地性的微觀區域，強調的重點往往是不一樣的，研究目的也不相同。
研究區域商業環境對于中國的區域經濟發展具有重要意義。理解商業空間特征，把握空間變化趨勢，監測商業環境的變化，宏觀上和中觀上可以為區域經濟發展提供戰略決策信息，制定總體規劃，微觀上也可為投資者提供指導和服務。從本地政府的角度，研究本地區域性的商業環境，可以幫助本地企業家和潛在的投資者，為他們提供決策信息，分析市場范圍和價值，有利于制定公司遠期發展目標。
3 地理信息系統與區域營銷戰略
簡單地理解，區域營銷(Place-marketing)“理論”主要是從城市規劃理論和市場營銷理論相結合而發展來的。一個地方或區域，具有一定數量的“資源”，如基礎設施、房地產、公園、大學、博物館、海灘、居民等。區域營銷理論將地方或區域資源當作是產品，將這些區域內的投資者、游客等買家當作是消費者。區域營銷的發展策略包含兩大要素：區域規劃、開發和產品營銷。區域規劃、開發主要是為了改善本地的硬件和軟件環境；區域產品營銷，一方面著重分析本地的市場狀況，以市場構成指導地方的規劃和建設，另一方面，通過多種手段，塑造本地形象，吸引消費者。區域營銷在不同的社會背景、不同的發展目標和不同的發展階段，有不同的方式和策略。
區域營銷作為區域發展策略在北美和西歐的一些城市的實施相對比較成功，但也存在一些不足的地方。傳統的區域營銷理論著重從本地角度研究區域的“產品”、“消費者”和“市場”，以此作為振興區域城市經濟、塑造區域形象、選擇樣板項目、銷售本地產品和服務的基本依據。以區域營銷作為區域規劃工具有一定的局限性，也往往有不少誤區。第一，將營銷學的概念引入區域發展策略時，并不容易有效地鑒別區域的消費者，依此制定的目標和戰略規劃存在一定的不確定性。第二，區域營銷注重本地的發展，往往可能和相鄰的區域在競爭方面產生沖突，若多個地區同時競爭相同的資源和客戶，可能會產生一些負面效應。第三，地理的空間要素，雖然在一些區域營銷理論的論述中提到，但很少深入地討論。第四，信息技術，特別是地理信息技術，與區域營銷間的關系，也幾乎沒有理論方面的討論和實踐方面的驗證。
地理信息系統正逐漸被營銷學接受，成為營銷管理的重要工具之一；它可以應用到以營銷學為基礎的區域營銷戰略中，改進傳統的區域營銷手段。一方面，地理空間是經濟的重要因素之一，Krugman認為“跨越空間的交易存在費用，生產中存在規模經濟”；專長于空間信息管理和分析的地理信息系統，是區域經濟管理的重要工具。另一方面，基于地理位置的人口統計和社會經濟數據統計，很大程度上改變了以往的市場分析方法，也為商業帶來了新的營銷手段。從地理信息科學的角度，重新審視區域營銷策略，提供新的區域營銷工具，可以在一定程度上彌補傳統區域營銷理論的不足。
基于地理信息和地理信息系統，區域營銷的內容、目標、手段、數據和技術有了進一步的擴充和提高。如果存在小尺度空間上的人口統計數據、社會經濟統計數據、基本的地理區域數據、適當的消費行為調查數據和研究模型，地理信息系統可用來方便地分析市場的組成結構和空間形態，從而為本地的設施管理和公共服務(如健康服務、交通和通訊設施服務、緊急情況服務、土地利用管理、城市空間規劃等)提供有效的決策支持信息。基于Internet網絡的多媒體信息技術和地理信息系統，可以打破區域空間限制，在全球范圍內塑造區域形象和組織“促銷”。區域營銷需要的技術和數據在美國已經基本成熟，低價位的軟件工具和空間數據，已形成一定的市場規模，很多官方和私人機構的網站上也已經有相當多的數據供應。在中國，計算機化的數據積累比較少，地理信息系統也相對昂貴，區域營銷的手段還比較單一；但隨著中國內部和國際間區域競爭的加劇，環境與資源問題的突出，地理信息系統有很廣闊的應用潛力，將成為區域經濟發展的重要工具。
4 適應區域營銷戰略的區域地理信息系統（以廣東為例）
廣東區域經濟發展面臨不少問題，如環境和資源的矛盾比較突出，地區經濟水平很不平衡，特別是持續經濟增長動力不足等。從區域營銷戰略的思路出發，本節著重從三個層次探討適應區域營銷戰略的區域地理信息系統：①將已有數據資源空間化，建立基于地理空間的社會經濟數據庫系統；②建立基于Internet網絡的數據交換中心，供應廉價或免費的空間數據；③地理信息系統技術開發和應用推廣。
社會經濟數據庫系統是區域經濟決策的重要依據之一。傳統的社會經濟系統，其數據結構主要以關系型的數據庫為主，按專題和時間序列設計成數據表格，在某種意義上，是將傳統的印刷年鑒資料數字化，便于學者統計分析和建立區域經濟分析模型。比較新的趨勢是（很多國家的統計部門）直接出版數字化的統計和抽樣資料，并引入地理空間概念。在地理信息系統的支持下，用戶可以根據自己的專業概念和應用目的，將這些統計數據按照一定的框架、方法、模型進行顯示、模擬、聚集、抽象、轉換。但是，建立詳盡的社會經濟數據庫系統不僅需要比較多的資源，而且尚有一定的技術難度。一個比較實際的做法是充分利用現有的統計資料，建立標準化的地理編碼，將現有的統計數據和地理數據合成。
建立基于Internet網絡的空間數據服務中心的最終目的，是為各種各樣的用戶供應廉價或免費的空間數據。建設空間數據服務中心，首先要建立或引用一套空間數據質量標準、交換標準和描述標準；然后在區域性的信息基礎設施上建立基于Web站點的空間數據倉儲，使用戶能夠檢索到數據儲備，并了解數據的主題、空間范圍、質量、版權等；如果有需要，用戶還可以方便、快速地獲得所需的數據。初級的數據倉儲，主要是將區域性的地理和社會經濟數據，采用幾種常見的數據格式，存儲于Web服務器，用戶可以通過專門網頁進行數據查詢和下載。再進一步，建立專門的空間數據倉儲和數據交割中心，加上比較完備的元數據和目錄索引技術(如ANSI NISO的Z39.50標準)，構成空間數據基礎設施。用戶可以使用普通的數據引擎，使用關鍵字檢索所需的空間數據。美國的大多數州已經建成了這樣的數據服務中心。更先進的空間數據服務中心，是建立在“互操作”概念上的空間數據的共享、地理信息工具的共享；它的核心內容是分布式數據管理、協同計算，但這種理想的系統仍處于研究和開發的初級階段。
區域地理信息系統的應用開發非常多樣化，如:①規劃用于基礎設施、教育、研究開發和醫療服務方面的公共投資；②理性地分配自然資源和控制土地使用；③服務于商業機會的尋找、篩選和戰略決策；④分析人口、社會經濟活動的空間分布，模擬市場的空間分割；⑤為商業公司和政府部門提供決策信息等。這樣的應用系統在中國目前還很少見或僅是原形系統，如服務于“招商引資”的京九鐵路沿線投資環境信息系統。在美國已經有了一些應用的例子，如Economic Development Administration，Department of Commerce的Economic development geographic information systems，用于支持商業擴張和制定經濟發展政策。開發多種多樣的地理信息應用是區域營銷戰略成功的關鍵之一。
5 初步結論
面向商業和經濟發展的地理信息系統仍然是一個比較新的概念，因而在實際應用中，會有很多不能確定的問題。其中兩個最重要的問題是空間數據的缺乏和技術推廣的困難。在中國，空間數據庫的積累比較少，即使有一些數據存在，數據結構和格式也往往難于交換和共享；數據的積累需要消耗比較多的投資，這與中國的資金短缺相矛盾。同時，設計和實現可運行的、廉價的面向商業和經濟發展的地理信息系統，對于現有的技術，也是一個很大的挑戰。當前的GIS，僅只是“界面友好”，不是“應用友好”，只對GIS專業人員而言具有強大的功能，普通的用戶卻難于了解和掌握它。面向商業和經濟發展的地理信息和地理信息技術，對經濟的影響是長期性的，對于塑造靈活的、具有競爭能力的商業，在組織生產、營銷、決策等方面具有一定的幫助作用；但另一方面，它需要高額資金投入，也要培養相應的專業人材，這些對于發展中國家并不是一件容易的事情。發展中國家的空間數據基礎設施，幾乎還沒有啟動，最多處于建設初期，空間信息倉儲仍有待建立，更談不上廉價的地理信息供應和地理技術服務。這些都會阻礙地理信息和地理技術的傳播和推廣。
地理信息系統與商業和經濟(作為一般性的題目)和地理信息系統與基于區域營銷的經濟發展(作為一個子題目)，都是復雜的研究課題，本文只是一個初步總結，還有很多課題需要深入地研究。在技術層次上，需要結合中國的經濟和技術現狀，積累數字化的地理信息，利用已經存在的數據，逐步建立空間數據基礎設施和空間信息倉儲，并向社會提供廉價的地理信息和地理信息技術。在區域商業和經濟發展層次上，仔細考慮空間在商業和經濟活動中的重要性，將地理信息系統作為區域發展的戰略工具和可以降低商業運行(生產、運輸、營銷和零售)成本的日常工具。從經濟學的角度，空間經濟只是經濟的一個側面，地理信息和地理信息技術應當和其它經濟工具協調使用、相互補充。在中國的現實狀況下，如何有效地積累地理空間數據，推廣地理信息技術，建設有效的空間信息服務體系，如何將之溶入企業和政府的管理、評估、規劃和決策業務中，如何合理使用稀有資源、降低交易成本等，都需要更深入的研究。
參考文獻
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關鍵詞：GIS；國土資源；信息化管理
中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）11-017-01
一、問題的提出
21世紀是信息化的時代，國土資源管理信息化管理是時代的要求，是實現國土資源管理現代化、規范化、科學化、精細化、高效管理的重要基礎與手段。近年來，我國各級國土資源管理部門均高度重視國土資源信息化建設，國土資源部提出，以信息化推動國土資源管理科學化，以改革創新的精神積極推進信息化，以信息化推動國土資源管理的科學化，不斷開創全國國土資源信息化建設的新局面。
GIS是一項新興技術，主要用于測量、分析、統計和處理數據，在地理信息中起基礎性作用，地理信息系統在計算機軟件支持下可以實現對空間數據的處理和有效管理，同時分析出各種空間之間存在的關系，因此，GIS（地理信息系統）能夠為國土資源管理提供數據支持，即為國土資源信息化管理提供有效的現代化手段與技術支撐。
二、國土資源管理信息化應用GIS技術的必要性
GIS （Geographic Information Systems） 是為特定的應用目標而建立的空間信息系統， 是在計算機軟件、 硬件及網絡支持下， 對有關空間數據進行預處理、輸入、存儲、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用的技術系統。一個完整的地理信息系統主要由計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理空間數據、系統操作人員四個部分組成。
GIS（地理信息系統） 是“綜合處理和分析空間數據的一種技術系統。它是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，實時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統”。地理信息系統包含較為廣泛，它是一門“集計算機科學、信息科學、現代地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學為一體的新興邊緣科學”。GIS（地理信息系統） 具有地理定位、標準化、數字化、多維結構等特點。結合GIS（地理信息系統） 定義與概念及其特點，GIS的應用極為廣泛，需要分析空間地理位置的時候都可能用到 GIS。可以說在信息化時代的今天 GIS已經深入到各行各業需要處理到這方面問題的生產、生活、與學習、工作中，成為了我們有力的信息工具。近年來我國各級國土資源管理部門均高度重視國土資源信息化建設，GIS（地理信息系統） 技術的開發，其為國土資源管理信息化提供了一種很有效的現代化手段。
三、GIS技術在國土資源管理中的應用
國土資源是指在國家管轄范圍內可以利用的一切資源的總和，包括礦產資源、土地資源、海洋資源等一切自然資源和勞動力資源，以及兩者結合衍生出來的經濟資源的總稱。國土資源是國土資源管理的靈魂，更是國家和人民賴以生存和發展的物質基礎。GIS技術在國土資源管理中的應用主要有以下方面。
1、在土地利用、分析、評估方面的應用
利用GIS通過建立土地利用現狀數據庫，可以及時了解各類土地數據的總量、位置、范圍、面積等，也可以應用于土地利用變更調查工作中對數據進行統計、匯總、上報，還可以有效地檢查實地、圖紙、數據是否套合，以實現對土地的監管；建立基本農田保護區信息系統可以有效地監測并保護農田，防止對農田的過度利用，達到科學合理地利用土地；建立土地利用規劃信息系統，可以指導人們合理利用土地及監測并評估土地規劃的科學性與合理性， 并及時進行動態修正。
2、在災情監測預報評估方面的應用
根據GIS的地理空間數據來對一些地質災害易發地區進行檢測，可以防范并減少災害帶來的損失。根據歷史資料和數據， 利用GIS系統預測該地區可能發生的變故、災情類型及規模，進而擬定相應的防災減災措施。如國土資源部地質災害實時監測預警示范站，就是依托GIS建設的，僅2010年全國成功避讓各類地質災害就達1000多起，從而大大減少了人們生命財產的損失。利用三維GIS 技術，進行洪水淹沒區分析，可掌握該地區的防洪抗洪能力，模擬洪水淹沒過程并對災情的不同級別進行預測， 當達到某一級別時提供相應的報警信息、應急措施和救援信息，為災情應急指揮工作奠定了基礎。
3、在環境保護方面的應用
在環境保護方面，利用GIS技術與遙感技術結合，建立環境監測評價系統，可快速掌握土地利用、土地覆蓋現狀、水土流失、荒漠化、森林砍伐面積等情況，根據環境評價指標，為政府規劃決策、資源開發、環境保護等提供科學依據。把掌握的環境信息引入土地利用總體規劃編制中，可充分考慮某些區域生態環境的脆弱性和在經濟建設中的用地需求的重要性，統籌合理安排各類建設用地的空間位置和面積范圍。
4、在政府制定政策方面的應用
自從GIS應用在國土資源管理的各項工作中以來，政府可及時掌握國土資源的各類信息。對于城市建設用地，政府可根據城鎮建設規模的擴展狀況，制定合理的城市發展方向和各項政策；對于城鎮地籍，政府可根據地塊的位置、權屬、面積、用途等信息，制定合理的城市用地布局；對于地質災害方面，政府可根據該地區地質災害信息，及時作出科學合理的防災減災決策。
5、在電子政務方面的應用
基于GIS技術的以國土資源各類數據庫為基礎，以國土資源信息網絡為紐帶，以國土資源各項管理業務流程信息化為主線建設的電子政務系統在日常的建設用地審批、礦業權審批、地質災害管理、信息化辦公等方面都發揮了重要作用。
參考文獻：
關鍵詞：數字城市、基礎地理信息、數據整合
1 數字城市
數字城市具有廣義和狹義兩種概念，廣義上講就是城市信息化，是綜合利用地理信息系統、遙感、全球定位系統、網絡、多媒體及虛擬現實等技術，建立電子政府、電子商務企業，通過發展信息家電、遠程教育、網上醫療，建立信息化社區。狹義的數字城市是指利用數字地球理論，基于3S等關鍵技術，建設服務于城市規劃、建設、管理，服務于政府、企業、公眾，服務于人口、資源、環境、經濟社會可持續發展的地理空間信息基礎設施和管理信息系統。通俗的講數字城市是指在城市規劃建設與運營管理以及城市生產與生活中，利用數字化信息處理技術，將城市的各種信息資源加以整合利用。
數字城市有基礎的三部分組成：第一部分是信息基礎設施，是由高速網絡支持的計算機服務系統及網絡交換系統；第二部分是數字城市的基礎框架，由各類基礎地理信息組成，在數字城市建設中，基礎地理信息數據是“數字城市”建設框架的主要內容，同時也是數字城市三維建模的基礎；第三部分是數字城市的管理使用者，城市空間信息基礎設施與數字城市是城市各職能部門與城市空間信息基礎設施的集成，它包括城市規劃、建設、國土資源、市政公用設施、環保、電信、消防、防震減災預測等。
2 基礎地理信息的現狀
數字城市建設中充分利用現有資料可以大大的節約建設成本及縮短建設周期，基礎數據是對城市目前發展狀況的真實反映，只有保持了現勢性及必要的精度，才能充分發揮城市基礎地理信息的作用，更好地為城市發展規劃做好保障服務。但由于數字城市建設中所收集來的各類基礎地理信息數據從數據形式、數學基礎及提供部門等存在多源性、多維性、類型多樣性、動態性、關聯性等特點，因此必須根據數字城市建設的相關規范進行整合才能利用。基礎地理數據進行整合時應根據數字城市的相關規范和要求從數據的格式、數據的測繪基準、數據的現勢性等方面進行。
（1）數據格式的統一
各部門根據自身需要實測和收集的基礎數據，由于使用數據平臺、應用需求不同，數據格式五花八門，另外各部門數據采集的技術手段、技術方法、時間不同，造成數據的不一致性，各部門間很難進行數據交換和信息共享。要充分利用這些數據，必須使用相關軟件對數據進行處理，將各類數據轉換為數字城市建設認可的、統一的數據格式，如DLG常見的數據格式為dxf、shapefile等。
（2） 數據的現勢性
隨著社會經濟的快速發展，城市建設與改造使得城市現狀發生很大的變化，已有的空間地理數據都不是最新的現狀數據，現勢性不強，因此，已有基礎地理數據的更新是建設“數字城市地理空間框架建設”必須解決的問題之一。
（3） 測繪基準的統一
空間數據在獲取時各部門根據自己的使用方便及要求，使用的測繪基準也不相同，這些數據如果不通過投影變換根本無法直接疊加在一起使用，因此數據收集時應注意收集數據的測繪基準信息，以便在數字城市建設中方便投影變換，統一數據的測繪基準，進行數據的無縫銜接。
3 基礎地理信息數據整合要求及方法
數字城市建設需整合各部門的數據，如測繪、國土、建設、交通、水利、電力等各個部門的數據，他們所提供的數據在采集、編輯機數據庫建設等方面均參照本行業的技術標準，如在數學基礎、建庫標準空間數據分層、屬性信息及質量等方面均不相同。因此針對以上的因素，在數據進行整合時應由一下幾個環節，具體流程如圖1所示。
（1）數據的收集與分析
數據需收集測繪、國土、建設、交通、水利、電力等各個部門的相關數據。數據收集完成后，應首先分析源數據的數學基礎、數據庫建設標準及空間分層、屬性信息及數據質量等，找出與數字城市建設標準及要求間的差異，建立新舊標準及各矢量圖層之間的關系對照表。
（2）數據轉換及入庫
數據進行數據格式轉換、投影變換、分類代碼的轉換、圖層的定義及重新分類、已有屬性信息的提取等處理，使之初步符合數字城市建設的技術標準。
矢量格式轉換后數據應滿足以下要求：空間實體無丟失，空間實體幾何精度符合要求，空間實體屬性內容無缺失，不改變實體之間、實體與屬性之間的關系。DOM數據轉換后數據應滿足以下要求：DOM數據的顏色不失真，DOM數據分辨率不降低。DEM數據轉換后數據應滿足以下要求：格網點的平面坐標應保證正確，格網點的高程值應保證正確。
數據轉換入庫后應進行數據編輯處理、接邊處理、拓撲關系處理、屬性信息檢查及補錄等工作。
矢量數據編輯處理完成后應滿足：要素分層符合規范設計要求，圖層設計及整理要求應符合數據庫標準，屬性數據填寫正確，數據代碼正確。數據接邊后應保證分層實體及屬性值應保持一致，圖層內部及圖層間拓撲關系正確；接邊時低精度數據服從高精度數據。影像數據整理鑲嵌需具有相同分辨率的才能鑲嵌。并且應保證：地理覆蓋完整，鑲嵌后無模糊或重影、色調均勻、紋理清晰。DEM數據接邊重疊區格網點高程值一致。
（4）數據質量檢查
數據整合完成后，應進行質量檢查，檢查數據的數據基礎的正確性、數據的完整性、邏輯一致性、合理性、屬性數據正確性、附屬資料完整性等內容。
4 結束語
數字城市建設是一個龐大的系統工程，充分利用現有基礎數據，可以提高數字城市建設速度，降低經濟運行成本。基礎地理信息數據應在采集、數據庫建設等采用國家統一標準，實現各行業數據的共享，更好的數字城市建設與應用、經濟建設服務。
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[關鍵詞]：地理信息系統；水土保持；空間數據庫
[Abstract]:The geography information system (GIS) is the analysisand the processing magnanimous geography data general technology.Itdiscussed the geography system research main content, and beforeopposition geography information system essential technical measure in conservation of water and soil plan system application, specificallyhad to sum goal in view of conservation of water and soil management,analyzed one based on the relational database model conservation ofwater and soil plan information system in the GIS application basicfunction.
[keywords]:Geography information system;Conservation of waterand soil;Spatial database
中圖分類號：S157.9文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）02-0020-02
1前言 地理信息系統（Geoqrphic Information System, 簡稱GIS）管理空間信息和數據庫屬性數據，廣泛應用于國防建設、城市規劃、資源管理、環境監測等領域；目前國產GIS軟件種類很多（如： MAPGIS、VTEWGIS）在許多領域得到廣泛應用與推廣，極大激勵了GIS技術的發展，被列入各國高科技重點攻關項目，已成為各領域數字信息化建設首選的高科技軟件。
2 GIS技術的概述及其研究內容
2.1 GIS的概念
GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，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，而GIS是計算機科學，地理系統測量學、地圖學、空間學、信息科學等多門學科綜合的技術。
GIS狹義的概念可以理解為：1基于數據庫的定義：GIS的數據庫系統有空間次序，并且提供一個對數據進行操作的操作集合，用來回答對數據庫中空間實體的查詢；2基于功能的定義：GIS是采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示地理數據的系統；3基于應用的定義：由于GIS應用領域的不同， GIS可分為土地信息系統、水土保持規劃信息系統、空間決策支持系統等。
2.2 GIS研究的內容
GIS是一種決策支持系統,它與其他信息系統的主要區別是其存儲和處理的信息是經過地理編碼的,地理位置及與位置有關的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。一個完整的地理信息系統主要由計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理數據(或空間數據) 、系統操作人員4 個部分組成。
2.2.1 輸入系統：地理數據如何有效地輸入到GIS中是一項瑣碎、費時、代價昂貴的工作，大多數的地理數據是從低質地圖輸入GIS。掃描輸入則面臨另一個問題，掃描得到的柵格數據如何變換成GIS數據庫通常要求的點、線、面、拓撲關系屬性等形式，一般采用交互式的地圖識別是矢量化方法的一種較為現實的理想輸入方法，而全自動的智能地圖識別方法采用較少。
2.2.2 存儲系統：GIS中的數據分為柵格數據和矢量數據兩類，如何在計算機中有效存儲和管理這兩類數據是GIS的基本問題。大多數的GIS系統中采用了分層技術，即根據地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結果，可同時高效地處理上萬幅的海量地圖庫。在與用戶的交換過程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠對用戶的要求做出快速反應和處理。
2.2.3 地理數據的操作：GIS對圖形數據(點、線、面)和屬性數據的增加、刪除、修改等基本操作中對數據的操作提供了對地理數據有效管理的手段，GIS并使圖形數據與屬性數據緊密結合在一起，形成對地物的描述。
2.2.4 空間分析： GIS的空間分析分為矢量數據空間分析和柵格數據空間分析兩類：矢量數據空間分析通常包括：空間數據查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點線、點與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區分析，網絡分析，面運算，目標集統計分析；柵格數據空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴展領域操作、區域操作、統計分析。
2.2.5 輸出：數據分析的結果以合適的形式輸出是GIS問題求解方程過程的最后一道工序，輸出形式通常有在計算機屏幕上顯示或通過繪圖儀輸出。
3 地理信息系統模塊在水土保持中的應用分析
在水土保持領域,有鐵路工程水土流失監測與管理、黃土丘陵溝壑區小流域侵蝕產沙的地貌分帶研究、土壤侵蝕與土地利用關系研究、區域水土流失快速定量評價、巖溶地區水土流失遙感定量監測研究、土壤侵蝕與其背景的空間分析,建立了小流域水土保持規劃信息系統、區域水土流失評價模型、土壤侵蝕背景數據庫、水土流失遙感定量模型、水土保持土壤侵蝕信息系統。
3.1 水土保持規劃系統平臺設計
傳統GIS開發平臺均采用專門設計的開發語言。例如，Arc/Info采用AML或C++語言，加上龐大的函數、命令庫，使得開發技術人員掌握難度較大，遞延了應用產品的開發周期。
3.2 水土保持規劃系統與GIS組件設計理論
對于GPS應用，除了需要地圖顯示、信息查詢等一般的GIS功能外，還需要特定的應用功能，如動態目標顯示、目標鎖定等。這些GPS行業性應用功能組件被封裝起來后，開發者的工作就可簡化為設置顯示目標的圖例以及調用、接受數據的方法等。
3.3 水土保持系統在GIS使用中的優點
將GIS的功能適當抽象，以組件形式提供開發者使用，會帶來許多傳統GIS工具無法比擬的優點。
3.3.1 GIS功能強大、系統處理速度快。
目前市場上開發使用的GIS組件都是基于128位系統平臺的，采用InProc直接調用形式，所以無論是管理大數據的能力還是處理速度方面均不比傳統GIS軟件遜色。GIS組件完全能夠提供拼接、裁剪、疊合、緩沖區等空間處理能力和豐富的空間查詢與分析能力。
3.3.2 靈活方便、價格適宜。
組件化的GIS平臺集中提供空間數據管理能力，并且能以靈活的方式與數據庫系統連接這樣，用戶便能以較好的性能價格比獲得或開發最優GIS應用系統。
3.4 水土保持規劃系統中的GIS系統基本功能
建立水土保持規劃信息系統的目標是高效地管理海量的多時態水土保持利用數據，實現對水土資源的科學管理，及時提供科學、詳實、直觀的數據，為水土保持工程的實施決策提供科學依據，實現水土保持生態資源總量動態平衡，最終達到區域水土保持可持續發展。
3.4.1 查詢功能:水土保持規劃系統采用關系數據庫管理空間數據，空間數據與屬性數據一體化，因此圖形和屬性之間相互查詢比較方便。查詢包括對圖形和屬性的雙向查詢、圖形定位等查詢功能。
3.4.2 統計分析功能:水土保持統計分析是水土保持規劃信息系統的重要組成部分。通過水土保持統計了解土地數量結構、利用狀況的區域分布特征。
3.4.3 變更編輯功能：水土保持規劃系統變更是指水土保持利用狀況發生的變化，即地類、面積發生的變化。系統提供各種圖形和屬性變更工具，圖形變更能夠直接輸入精確坐標進行變更操作，圖形變更時自動生成新實體編號（如圖斑編號），避免重號的發生。
3.4.4 制圖顯示功能:制圖顯示功能包括常規的地圖操作，如放大、縮小，地圖圖層控制管理等；創建默認水土保持規劃(現狀)利用圖，創建各種專題圖如單一值規劃圖、等級符號圖、統計專題圖等。利用等高線和高程點生成DEM和數字正射影像，并與水土保持利用圖疊加顯示，生成形象直觀的水土保持土地利用圖，可以很直觀地看出地類在地形上的分布情況。
3.4.5 輸出功能:根據用戶具體要求可以輸出多種形式的數據、報表、圖表，按小流域或者區劃可以輸出一定比例的水土保持土地利用圖、水土保持規劃圖、水土流失現狀圖等。
4GIS的應用前景
目前，GIS的研究和應用都處在一個高速發展的階段。未來空間數據采集和GIS技術將會有新的更大的發展，由于GIS本身的特點，過去建立起來的城市GIS系統的實際效益在未來幾年將會逐步顯示出來，人們的認識會進一步提高，城市GIS的生命力將愈加旺盛，并將會發揮應有的、符合其特點的作用，GIS也將真正走向產業化和市場化。
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關鍵字：地理信息工程； 數字城市；信息化
Abstract: The digital city is the information technology city; it is one of the signs from the industrial age convert to the information age. At present, the building boom of a digital city is rise in China; most people regarded the construction of figures around the provinces and cities as the major strategic measures to promote local information.Key words: Geographic Information Engineering; digital city; information technology
中圖分類號：P208文獻標識碼：A文章編號：
一、地理信息工程在數字城市中發展意義
隨著經濟的快速發展,我國正在經歷一場全球規模最龐大、最劇烈的城市化運動。城市化的進程中需要逐步實現現代化,而現代化的實現則離不開信息化。在解決城市管理信息化的過程中,我們遇到了眾多難點:地理的分布性、資源的異構性、事件的動態性、局部的自治性,以及全局的協同性。解決這些問題的主要途徑便是發展地理信息系統工程——數字城市技術。
二、地理信息系統工程與數字城市概述
1、地理信息系統工程
地理信息系統工程既是管理和分析空間數據的應用工程技術，又是跨越地球科學、信息科學和空間科學的應用基礎學科。其技術系統由計算機硬件、軟件和相關的方法過程所組成，用以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。作為信息化社會城市基礎設施規劃建設的一個重要組成部分,數字化城市將是滿足信息化社會中城市信息需求的全新解決方案,利用GIS技術建設數字化城市是滿足信息化社會中城市信息需求的全新解決方案。
a)、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統，它又由若干個相互關聯的子系統構成，如數據采集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等，這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。
b）、GIS的操作對象是空間數據和屬性數據，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼，實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別于其它類型信息系統的根本標志，也是其技術難點之所在。
c）、GIS的技術優勢在于它的數據綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息，實現地理空間過程演化的模擬和預測。
d）、 GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數；電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，并促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依托。
2、數字城市
數字城市是綜合運用地理信息系統、遙感、遙測、寬帶網絡、多媒體及虛擬仿真等技術,對城市的基礎設施、功能機制進行信息自動采集、動態監測管理和輔助決策服務的技術系統;它具有城市地理、資源、生態環境、人口、經濟、社會等復雜系統的數字化、網絡化、虛擬仿真、優化決策支持和可視化表現等強大功能。作為數字城市建設過程中的重要技術支撐之一的地理信息系統(Geographic In-formation System,GIS)是一項以計算機為基礎的新興技術。
3．地理信息系統工程在數字城市中的應用
地理信息系統工程的應用主要是應用GIS對地球表層人文經濟和自然資源及環境等多種信息進行管理和分析，以掌握城鄉和區域的自然環境和經濟地理要素使它成為國家宏觀決策和區域多目標開發的依據，從而為區域經濟發展服務。
目前的主要應用方面：
數字化資源清查。此為地理信息系統最基本的職能，主要任務是將分散在各部門的信息匯集在一起，并通過系統的設計和覆蓋分析功能。
城鄉規劃。把涉及到的各種資源環境、人口、交通、經濟、教育、文化和金融等多個地理變量和大量數據歸并到同一系統中，最后進行城市與區域的多目標的開發和規劃。
數字城市環境管理。涉及人類社會活動和經濟活動的一切領域，傳統的環境管理方式在不斷受到挑戰并逐漸落后的情況下，地理信息系統工程可以結合市政建設、綠化城市、環境監測，提高現代化數字城市水平。
數字城市管網：包括供水、排水、供電、供氣及電纜系統，建立二維矢量拓撲關系，利用網絡分析功能，為數字城市管網設計管理提供強有力的工具。
四、發展信息信息工程系統數字城市的現實意義
1 .“數字城市”（digital city）是一個概念，它是“數字地球”的一個組成部分，可以看作是一個系統工程或發展戰略，但不能看作是一個項目或一個系統。它可能包括了很多系統，但是要對它下一個確切的定義是很難的，也難以界定哪些是屬于數字城市的內容，到了什么樣的信息化水平可以看作是實現了數字城市。但它并不是一個虛擬的東西，也不是一個可望而不可及的東西，它是一個在未來城市建設和城市生活中隨處可見，隨時可用，無處不在的“系統”。“數字城市”是一個城市發展的戰略目標，并有一個逐漸發展的過程，而且在發展過程中將會對城市建設、市民生活、經濟發展逐漸帶來效益和方便。
2 ."數字城市"是一個龐大的系統工程，它是城市發展和社會信息化的必然趨勢，也是城市發展的新的經濟增長點。目前的技術已基本成熟。"數字城市"作為一個戰略目標早啟動、早規劃比晚啟動、晚規劃要好。要抓住網絡資源與數據資源共享與互聯這兩個核心環節，作好規劃，解決政策、標準和設計問題，先起動一些投資小見效快的項目，力爭由"數字城市"的項目養"數字城市"工程，加快推進"數字城市"建設。
五、地理信息系統在數字城市中應用的現實范例
如今，以“數字城市”為主要內容的城市軟環境建設已成為遼寧省實現跨越式發展的重要舉措，未來將攜手遼寧省各級單位推進多級地理信息公共服務平臺發展，構建數字城市應用生態，共同服務當地民生建設。
從遼寧省測繪地理信息局獨家獲悉，沈陽等5個城市將建設數字城市地理數據工程，一張超級“電子地圖”將可以幫您處理好周邊生活。
省測繪地信局地理信息開發與應用處副處長王寶利介紹，數字城市地理數據工程是以地圖為依托，加入民警巡邏、樓盤人數和價格等大批信息，協助市民和政府處理好難題，是一張“超級地圖”。與普通地圖不同，“超級地圖”制作以飛機航拍圖和衛星遙感地圖為依托。飛機在2000米左右的高空將拍攝“航拍圖”，并通過衛星定位等方式，將所有地理信息進行定位，精確度達到0.2米。打開地圖，看到的不僅是黑色的街路，還能看到灰色樓體、綠樹以及藍色的河流，基本是真實圖景。
也就是說，沈陽市內20厘米以上的固定物體都將在“超級地圖”上標注。除了地面上信息外，超級地圖還會把地下管網信息進行標注，方便維修工程。在“超級地圖”上，樓盤價格、小區人口數、各街道內和各城區內生產產值等內容，都能看到。
總結：在現代生活中，信息技術,特別是因特網技術的迅速發展和普及，不僅使全球信息化進程進一步加快，而且改變著人類的生產和生活方式。地理信息工程在數字城市中所起的作用越來越顯著。
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關鍵詞：全球離散格網；網邊變形；同素格網帶
隨著全球問題研究的深入，越來越多的宏觀應用需要在全球范圍尺度上操作，如果繼續沿用地圖投影，將球面或橢球面數據轉換到平面上處理則會出現許多問題。全球離散格網有望從根本上解決平面格網模型在全球多尺度數據管理上的數據斷裂變形和拓撲不一致性等問題[1]。常用的全球離散格網是經緯度格網，它符合人們的習慣，但從赤道到兩極它在面積和形狀上的變化越來越大[2]。QTM 幾何變形穩定，且具有層次性、點位分布較均勻等特點，但其不能直接利用經緯度坐標系下的數據源需進行一定的轉換，而QTM 地址碼與經緯度之間的坐標轉換較復雜且存在精度損失[3]。全球等面積四叉樹離散格網數學結構嚴密、無面積變形且與經緯線方向一致，本文在極點片狀全球等積離散格網建立的四叉樹模型的基礎上，給出了網邊變性的遞推公式并進行了分析比較。
一、等面積四叉樹全球離散格網數學基礎
1.球冠、球帶
對于半徑R的球面垂直于直徑的平面將其分割成兩個部分，把高度小于或等于R的部分稱作球冠。垂直于直徑的兩平面將其分割分成三個部分，處于兩分割平面之間的部分稱作球帶[4]。
2.球冠等積四叉樹分割
圖1球冠四分模式
（1）分割模式
圖1中半徑R高度H 的球冠a 分成四部分常有（b）、（c）兩種形式。稱（b）模式為極點片狀等面積四分模式，四個格網呈兩層排列，頂層是一個子球冠格網，底層為處于同一球帶上的三個梯形格網；稱（c）模式為極點瓣狀四分模式。若從極點近鄰區域應屬同一個格網來著眼，（b）模式比（c）模式要好[5]。
（2）極點片狀等積格網四叉樹
圖1中（b）為球冠的一級分割，規定一級梯形格網分割線為-120°、0°、120°三條經線。對一級子球冠格網，以H/16 的緯線平面及-120°、0°、120°三條經線進行分割，又被分成四個二級格網；對一級梯形格網以過球帶高中點的緯線平面及格網中央經線進行分割，形成中帶底色的12個等面積格網。這樣二級格網共有16個。按照這種方法可無限繼續進行，各級格網形成一顆四叉樹。
（3）球帶格網的等積四叉樹分割
在球冠的二級四叉樹分割中，頂部子球冠格網被進一步被分成一個次級球冠格網與三個同一球帶上的格網外，其余非球冠格網則屬同一球帶上格網的等積四叉樹分割，其分割方法為每個球帶格網的中央經線與過球帶高中點的緯圈。
二、等面積四叉樹全球離散格網變形分析
格網的幾何穩定性是格網模型的基本特性，對于保持格網的精度有著重要意義，直接影響到不同分辨率下地理實體的表達和操作的精確性。格網的幾何均勻性及其在不同分辨率剖分層次下的穩定性是實踐應用中選擇格網的一個重要參考指標。
1.等面積四叉樹全球離散格網網邊變形遞推公式
對于半球的等面積格網即球冠半徑及高度均為地球參考球面半徑R。每個格網長度應該為該格網所在緯線圈周長除以該格網帶的列數。利用公式：緯線圈周長= 2πRcos，其中為該緯線圈的緯度值。又當帶號m不等于等面積格網的級數n+1時，第m同素格網帶的列數。
以一號Cm=3*2n-m。格網帶為例，其中最大邊為赤道，其緯線圈長度為2πR，隨著遞歸剖分其每個格網帶的長度應為2πR/3*2n-m。由于該同素格網帶帶高不會變即為3R/4，所以最上邊即最短邊的緯線圈長度也不會變，依據緯度定義有，可得緯度=arcsin3/4，因此該邊隨著格網的遞歸剖分其每個格網帶的長度應為2πRcos/3*2n-m。
而對于最上邊和最下邊之間的格網，由于其緯度會隨著網高的不同而有所變化，所以要先計算出其網高，進一步推出緯度即可得緯線圈長度。依據公式：網高=帶高/行數，即hm=Hm/rm，當帶數不等于等面積格網級數n+1時，網高hm=3R/4m*2n-m，依據緯度定義有，再依據緯線圈長度除以列數即可。也就是最下邊l=2πR/3*2n-m，最上邊l=2πRcos/3*2n-m（=arcsin3/4），中間格網l=2πRcos/3*2n-m（=arcsin3R/4m*2n-m）。
2.網邊變形結果
選取西安80坐標系，其參考橢球體為1975國際橢球體，參數為a=6378140m，b=6356755.288m，e2=0.006694384999588。因此依據等面積球體半徑計算公式R等面積=a（1-1/6e2-17/360e4），得R=6371010.222m。表1為上述給出的遞推公式求得的邊長在不同層次的變化。
3.網邊變形分析
（1）QTM格網的幾何變形計算
根據QTM曲面面積和弧距計算公式[6]，得QTM最大邊最小邊比值 （表2）
表1.邊長在不同層次的變化
等面積
格網級數 行數（由下向上） 下邊格網長度 上邊格網長度 上下邊比值
1 1 13336648 8821926 1.51
2 1 6668324 6181536 1.08
2 6181536 4410963 1.4
3 1 3334162 3275147 1.02
2 3275147 3090768 1.06
3 3090768 2756685 1.12
4 2756685 2205481 1.25
4 1 1667081 1665997 1
2 1665997 1637574 1.02
3 1637574 1599898 1.03
4 1599898 1545385 1.04
5 1545385 1472533 1.05
6 1472533 1378343 1.07
7 1378343 1257926 1.1
8 1257926 1102741 1.14
表2.QTM模型最大邊與最小邊比值在不同層次的變化
QTM層次 三角形個數 邊長/km 最大邊比最小邊
1 4 5000 1.42
2 16 2500 1.53
3 64 1250 1.61
4 256 625 1.69
5 1024 313 1.75
6 4096 256 1.79
7 16384 78 1.82
8 65536 39 1.83
9 262144 20 1.84
10 1048576 10 1.85
11 4194304 5 1.86
（2）QTM幾何變形分析
通過對計算結果的分析發現：隨著格網的不斷細化，三角形的最大和最小面積的比值與最大和最小邊長的比值越來越大，但是其變化的速度越來越小。
（3）分析比較
圖2.變形比值在不同層次的變化
1.隨著格網的不斷細化，變形由下向上不斷增大，但都保持在1左右
2.與QTM相比，格網變形要小的多且沒有面積變形（如圖2）
3.同樣具有收斂性，保持了近似均勻的特征
4.有利于球面實體的層次索引與擴展操作，是比QTM更好的格網剖分模式
全球離散地理格網是基于球面的一種可以無限細分，但又不改變形狀的地球擬合格網，當細分到一定程度時，可以達到模擬地球表面的目的。本文在對全球等面積四叉樹離散格網建模方法分析的基礎上，進行了網邊變形計算及分析，得出以下結論：
（1）全球等面積四叉樹離散格網在緯向上采用表現為緯圈到赤道面垂直距離的線量來控制，減小了格網的變形量。
（2）幾何變形穩定。隨著格網的不斷細化，格網單元的最大、最小邊長比越來越大，但變化速度越來越小，最終都收斂到1左右，使得其在遞歸剖分中，同樣保持近似均勻的特性，其變形閾值的存在為精度分析和數據質量控制提供了依據。
參考文獻：
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[關鍵詞]公路工程；施工管理；信息系統；開發；
中圖分類號：U415.1；P208 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0359-01
結合工程施工管理特點，提出了利用WEBGIS技術建設公路的管理信息系統，沿著系統開發路線，同時包括空間數據庫、網絡技術和實際設計開發技術，從公路工程施工管理角度進行一定應用，對于公路開發的探討、空間數據庫建設和功能性模塊設計等方面都提出了非常好的建設方案。結合公路系統發展現狀，對于施工管理系統進行一定設計，對于開發技術問題進行詳盡闡述，總結結果，對于公路建設系統性問題進行一定分析研究。
一、WEBGIS公路管理信息系統設計方案
1、WEBGIS公路管理是GIS軟件發展必然趨勢，是很多領域都會涉及和應用的技術，對于公路管理信息系統方面，也可以進行這技術應用和發展，同時可以提出公路管理信息系統數據庫設計方案和設計方案技術。公路交通基礎設施建設已經更加不斷增加了對于公路管理要求，對于公路管理更加要求不斷區域科學化和規范化，傳統依靠手工操作模式進行管理的設計，已經不能符合現代公路建設要求，利用遙感、地理信息系統、智能化和可視化技術都是非常常見問題。
2、對于地理信息系統管理就是利用計算機進行數據庫管理，目的就是更好的應用于公路建設設計規劃，對于WEBGIS也是目的是為了能夠很好利用計算機網絡技術進行很好解決問題，主要就是用于地理信息方面，這種技術也不斷背應用于各個方面。現代化公路建設嚴密的要求管理程序要不斷進行更新，對于公路交通管理更是需要能夠非常好進行全面建設，系統的進行一定交通公路規劃和設計，也就是要很好利用先進技術方案進行設計，提高對于公路建設主要道路施工建設。
3、進行系統方案設計是系統整體解決方案主要內容，建立公路數據庫，對于公路中心數據和業務服務數據進行信息管理，對于路段數據進行分類整理，以便于更好查詢，建立基于公路管理數據主要解決方案，對于公路管理數據進行一定報表管理和計劃管理規劃。還要對于公路規劃、公路施工、公路養護和安全環境等問題都能夠進行一定信息查詢，建立三維公路管理系統設計，進行真實影響保存，結合公路周邊情況進行一定分析和研究，更好提高對于公路建設項目設計和規劃。
二、公路建設施工管理數據庫設計
1、網絡數據庫集成系統應用是公路信息化建設基礎性問題，可以科學的進行決策和科學進行管理，提供非常直觀的數據信息，對于數據庫的規劃和設計也可以進行整體系統分類，同時可以在數據中占有非常重要位置，對于數據儲存和管理都能進行一定信息統計和分析，數據庫設計還要考慮到數據合理性和規范性。目前利用系統數據進行主流數據庫之間研究，可以很好結合實際進行分析，可以有效的進行可靠性和安全性空間數據儲存。
2、數據庫物理分布研究
對于公路業務管理模式，數據庫體系結構設計都是非常嚴謹和嚴密的問題，主要可以分為幾個方面內容，公路屬性數據庫，也就是公路普遍收集的基礎性數據，可以直接反映公路急匆匆問題，比如公路的動態參數，公路概況，路基和路面主要構造和交通量數據問題。另一個就是公路空間數據庫，就是公路路線。服務區和公路治安報警裝置，公路市縣鄉鎮等水系和社會經濟信息問題。還有就是公路景觀數據庫，也就是公路管理人員對于公路主要景觀拍攝和儲存，也可以是建筑實體三維模型數據庫。最后就是公路業務數據庫，主要就是處理層面提供服務，公路的養護計劃，路況調查等問題，路線數據和橋梁數據分析，公路綜合數據庫儲存，綜合數據庫儲存最高決策數據，經過公路數據庫和公路空間數據庫分析，可以非常高效進行數據庫直接信息查詢，提供非常好的計算機數據模型。
三、WEBGIS基礎憑條軟件使用
1、使用比較常見的就是對于WEBGIS產品應用，各個國家都有自己產品，根據公路管理需求分析，可以綜合考察應用系統服務器平臺使用設計，系統采用服務器策略進行選擇，特別是對于這種技術系統使用方法研究。
2、系統功能模塊設計方案，在開發的公路地理信息系統中，主要就是開放式數據庫儲存，和數據庫具有空間地理屬性定義的數據盡可能的進行動態連接，實現網絡化結構相互自動使用，可以和路徑分析進行整體功能研究，采用界面模式進行整體系統結構框架設計，在互聯網上客戶端可以進行一定擴展，根據數據分析，對于公路進行一定監控和模塊設計分析。
3、功能模塊的劃分設計是整個公路管理系統中非常基礎性問題，業務管理和統計報表管理等問題，可以綜合進行一定查詢和設計，對于數據模塊和特殊事故進行處理的時候，各種數據都要非常合理，不論是景觀、空間和綜合型數據都要非常合理。
4、WEBGIS在公路管理系統中功能性設計研究，地圖預覽工具主要就是對于地圖進行一定放大和縮小，全圖的顯示、漫游、移動和歷史視圖進行一定清晰分類和整體；另一個就是地圖顯示和控制部分，要根據需要進行背景地圖圖層設計和地圖研究，打開涂層進行很好設置；地圖打印和保存方面要分解業務需要進行一定專題圖和統計圖的制作，保存包特定格式圖形文件研究工作；對于地圖屬性查詢方面要能夠直接訪問到公路數據庫和信息，比如歸于公路的路基和構造物都可以進行一定圖形制作，選中記錄地圖相應的公路線路進行查詢，對于公路周邊環境信息進行一定圖形設計和制作。
5、還很好對于數據進行一定統計和路線規劃工作，各類數據進行一定統計，對于公路的通路里程、綠化里程、養護歷程和行政等級進行一定線路情況統計，道路橋梁建設情況都要進行很好設計和規劃研究。在地圖選擇上要對于地圖信息屬性進行一定分類整理，對于公路線路、路基和路面等都要進行沿線施工信息研究。還要對于公路空間進行很好分析，公路沿線涉及到的草坪面積要配合公路信息進行一定分析和路徑求解，同時還要對于功能性公路設計進行一定研究。地理信息數據庫要進行共享整理，管理好地理數據屬性問題，保證地理數據安全有效，數據要非常合理可靠和安全。
結論
里程的公路數據模型和數據庫研究是動態算法，通過對于公路各種數據庫分析可以很好進行網絡空間要素研究，還要用于符號網絡點狀要素標識整理。隨著信息技術和網絡技術不斷發展，結合WEBGIS技術的優勢，可以在多個領域進行很好應用，對于公路管理中問題可以進行非常合理解決和方案設計規劃，提高公路管理水平和實現公路資源合理配置。
參考文獻
[1] 謝建華，陶紅，李培錚；開發WebGIS的一種新技術――ArcIMS技術[J]；城市勘測；2003年03期.