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)。它是在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（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、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。下面小編為大家?guī)砹说乩硇畔⑾到y(tǒng)結(jié)課論文，希望對大家有所幫助。
摘要：提出了利用工業(yè)組態(tài)軟件實現(xiàn)供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時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)，實現(xiàn)實時監(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)、測量學(xué)、制圖學(xué)、遙感學(xué)、圖形學(xué)應(yīng)用電子計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步形成的一門交叉學(xué)科和技術(shù)。
對地形進(jìn)行測繪是一項繁重而又復(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，從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)與生活。GIS是建立在測繪測量的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，是管理和研究數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)。通過相應(yīng)的硬件以及GIS軟件支持，運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，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行識別。在測繪方面的應(yīng)用主要依賴于通過計算機(jī)建立地理數(shù)據(jù)庫，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，檢索，顯示以及制圖的過程。通過地理環(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，處理和分析，并建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過對數(shù)據(jù)庫中存儲的多種要素進(jìn)行綜合分析，從而得到滿足各種科研以及應(yīng)用的需求，最后通過數(shù)字以及圖像將結(jié)果直觀地顯示出來。為了便于理解GIS在測繪方面的應(yīng)用，筆者就其工作原理以及工作流程展開討論，規(guī)整出GIS具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)。
一、GIS的工作原理
GIS的規(guī)范化是一個漫長的過程，隨著各種系統(tǒng)的迅速膨脹，GIS逐漸走向成熟，在相關(guān)的平臺逐漸得到鞏固和規(guī)范。GIS主要是通過對不同來源不同形式數(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)緯度以及海拔來對變量位置進(jìn)行標(biāo)注，有時也利用類似于ZIP地理編碼系統(tǒng)來定位變量在GIS系統(tǒng)中的坐標(biāo)，再組織生成能夠直接訪問GIS的計算機(jī)數(shù)據(jù)庫，通過不同的運營商將地圖形式的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成可以識別的圖像或信息。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在測繪中的工作流程
1、數(shù)據(jù)的采集
在測繪的初期，需要對現(xiàn)實世界客觀對象進(jìn)行不同的抽象，離散，以連續(xù)對象實體在GIS中分別以柵格以及矢量兩種方式存儲在GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。柵格數(shù)據(jù)由存放唯一值的存儲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，矢量存儲方式則是利用幾何圖形中的點線面來表示客觀存在的對象。目前也存在其他的方式來對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行表示，通過其他的附加數(shù)據(jù)作為對象屬性來存儲非空間的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)收集時，傳統(tǒng)做法是通過聚酯薄膜地圖上或者紙上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，經(jīng)過掃描或者數(shù)字化來產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)�，F(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，也可以通過遙感技術(shù)來完成數(shù)據(jù)的采集工作。在多個平臺上附帶的有攝像機(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，將主要來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地測量由主動傳感器發(fā)射出去的電磁波或者無線電波的反射系數(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，通過輸入到GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯實現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浣＃瑢⑼ㄟ^其他方式獲取的測量圖形與GIS圖層中相同的區(qū)域進(jìn)行圖層的疊加分析。GIS系統(tǒng)軟件通過識別各個屬性條件在數(shù)字化空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，對于復(fù)雜的空間實體之間連接，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，從而實現(xiàn)其合適的用途。數(shù)據(jù)處理是一個復(fù)雜的過程，控制測量中用到的數(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)的存儲和管理
GIS中的數(shù)據(jù)庫構(gòu)成GIS的核心。數(shù)據(jù)庫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；建立圖庫系統(tǒng)組織管理所有地圖；以及數(shù)據(jù)庫工作的空間和作業(yè)進(jìn)程管理等。GIS中數(shù)據(jù)庫除屬性數(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�？臻g數(shù)據(jù)用拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型來管理，而屬性數(shù)據(jù)則用數(shù)據(jù)庫管理系統(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)來進(jìn)行空間分析，對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，從空間物體的空間位置以及相互關(guān)聯(lián)去對空間事物進(jìn)行研究以及定量描述。空間分析是GIS系統(tǒng)最主要的功能，是一個復(fù)雜的過程，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)計學(xué)來對空間構(gòu)成進(jìn)行描述和分析，從而實現(xiàn)獲取。目前，尚未成熟的空間分析方法有空間模擬分析，空間實體和關(guān)系通過專業(yè)化模型進(jìn)行簡化和抽象，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用于測繪技術(shù)優(yōu)勢以及發(fā)展展望
地理信息系統(tǒng)管理以及處理對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)以及關(guān)系，對一定地理區(qū)域內(nèi)分布現(xiàn)象以及過程進(jìn)行分析和處理，將復(fù)雜的規(guī)劃，決策以及管理問題簡單精確化，通過依賴一系列的軟件以及硬件設(shè)施，實現(xiàn)數(shù)據(jù)綜合，模擬，分析與評價。通過這個過程，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，實現(xiàn)地理空間過程演化和預(yù)測，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，立足于整體，統(tǒng)籌全局。GIS獨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GIS發(fā)展趨勢可能通過CI與SDA技術(shù)在GIS背景下相互結(jié)合，實現(xiàn)時空一體化的過程分析模擬引擎。另一個比較明確的發(fā)展方向是將不同領(lǐng)域適用的空間模型整合到同一個框架中，通過有效地組織，調(diào)度以及通信，執(zhí)行智能體系行為。目前投入應(yīng)用的是在汽車導(dǎo)航裝置上結(jié)合GPS與GIS復(fù)合系統(tǒng)，來進(jìn)行航跡規(guī)劃以及輔助駕駛等。其發(fā)展趨勢傾向于結(jié)合GPS和RS來進(jìn)行虛擬現(xiàn)實技術(shù)的集成，并逐步走向數(shù)據(jù)共享與交互式操作的層面，實現(xiàn)組件式產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
四、結(jié)束語
地理學(xué)是GIS的理論依托，測繪學(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數(shù)據(jù)進(jìn)行變換和處理�；趫D形以及空天地一體化實體影像的可測和可視化，使得未來人人都有可能成為測量員，GIS的發(fā)展與優(yōu)化，能夠進(jìn)一步推動控制測量技術(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“數(shù)字中國”、“數(shù)字地球”的建設(shè)實例化，服務(wù)于廣大的人民。
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