地理信息系统及应用
地理信息系统及应用范文第1篇
【关键词】地理信息系统 应用现状 发展趋势
中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：
我国的地理信息系统则经历了20世纪70年代的准备阶段、80年代的试验起步阶段和其后的发展阶段，现在正处于持续发展、形成行业和走向产业化的阶段。地理信息系统的发展之迅猛、应用之广泛是其他地学学科不能望其项背的，目前几乎已经应用到所有涉及空间信息分析处理的领域中。
一、地理信息系统概述
地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)是2O世纪60年代创立并发展起来的一门新兴技术。它集地图学、测绘学、遥感学、环境学、空间科学、信息科学、管理科学及计算机科学于一体，是现代分析和处理海量地理数据的一种重要技术。不同的部门与应用领域，对GIS的定义也不尽相同。这些定义有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强调GIS的应用功能。不论侧重那个方面，GIS实现地球系统科学研究工作的总体思路都是利用现代科技手段获取地球信息、利用数学方法进行各种信息之间的转换、预测和验证。实施这一思路的核心是计算机技术，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，主要研究内容是地球系统内的信息流，并以资源环境为主要研究和服务对象。这是GIS不同定义的共性。与其它信息系统相比，其强大之处是能处理空间分布数据。它将空间数据与属性数据结合起来，经现代计算机技术分析、处理之后，结果以图、表或曲线等形式反映出来，提高了人们的认识能力和信息处理能力，为科学管理和决策提供了重要手段。
地理信息系统的基本特性
所有的相关信息均按特定的坐标系统进行严格的坐标定位，对空间数据和属性数据进行统一的存储和管理。
将多源的空问数据和统计数据进行分级分类、规范化和标准化，并进行标准化编码，使其适应计算机输入输出的要求，便于进行社会经济和自然资源、环境要素之间的对比和相关分析。
具有图形与数据双向查询检索的基本功能。即，既可实现图形查属性，又可实现属性查图形，并可提供用户需要的空间分析数据。
向用户提供空间数据多因素空间分析、复合评价、预测预报和模拟优化等技术手段。
应用现状
GIS的应用范围十分广泛，凭借其博才取胜和运筹帷幄的优势，它已成为国家宏观决策和区域多目标开发的重要技术工具。
1、GIS在资源环境管理中的应用。资源清查是地理信息系统最基本的职能。利用GIS的分析和统计功能，提供资源环境管理的各种基本信息，并通过对应用模型的建立，为政府的决策提供依据和帮助。
2、GIS在道路交通管理中的应用。近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS—T，以满足道路交通管理方面的要求。GIS在交通管理方面的应用主要有路廊设计(通过分析土地利用图、地形图以及现有道路网等多种空间数据，定出公路最终线向)、道路管理，主要是指动态分段管理(在数据库中记录道路的每种属性的起点到道路原点的距离，并不是真将道路切断存储，适合于动态的分析)、流量和路径分析(包括道路网络分析和最短路径寻找等)。
3、灾害的评估、预测与防治。主要指自然灾害和人为作用所造成灾害影响的评估与防治，利用GIS技术，对灾害进行监测、评估、预报、抗灾及应急救援、灾害保险、灾后恢复等工作。例如1986~1996年，美国利用GIs技术，先后进行了加利福尼亚、哥伦比亚和克罗拉多等地的地质灾害评价和灾害致损的风险性评估工作。该国还于1 989年在核废料处理地点选择过程中，利用GIS系统综合分析了棱废料处理场所对水文、人口、交通以及保存条件等因素的基本要求，为有关部门决策提供依据。
4、GIS在城市规划、城市管理中的应用。城市规划与管理涉及到大量的组成要素，包括人口、交通、资源、环境、经济、金融等，利用GIS数据库管理将这些信息纳入城市的统一系统中，通过GIS功能进行城市和区域多目标的开发和规划。国外城市GIS已十分普遍，近几年，我国( IS技术在城市建设电取得了一定的成效。我国目前已有近500个大小不等的城市，大城市数量居世界前列，许多城市如北京、上海、天津、深圳、已经建立了较为完善的城市GIS管理系统，其他城市如常州、海口、沙市、洛阳等也开始筹建城市GIS，为提高城市管理水平，促进城市发展起到巨大作用。
5、GIS应用于在水文与水利方面。利用GIS可以研究河流治理、水污染、洪水安全保障等问题。GIS技术与传统方法相比，具有信息量大、速度快、思维可视化等优点，利用水情信息、水库信息、雨量信息含沙量信息等，可有效解决水文模型研究中长期以来存在数量不足和信息量不丰富的问题，丰富了水文地质研究内容，提高了水文模型的预报和估算精度。我国这方面的应用研究主要有黄土高原小流域动态监测信息系统研究，河流域区域治理和开发信息。
四、发展趋势
1、GIS网络化。对于GIS的发展，计算机网络技术是起到质变作用的重要技术。万维网的发展给GIS数据在更大范围内的、出版、获取和查询提供了有效可行的途径。网络浏览器的使用从视觉上给提供和使用地理数据的人们带来了方便。地理数据不仅可以按照地理位置、专题内容、生产机构、使用价格等进行搜索，甚至可以直接在网上进行数据的各类空间操作，使用网络提供的各类模型进行模拟，直接产生新的数据结果，真正地实现“网络就是计算机”这一新的概念模式。
2、GIS标准化。GIS发展到今天这个规模，能够在各种领域得到使用，使人们不断意识到软件、硬件、数据等要素进行必要的标准化才能实现更有效、更广泛地对GIS的使用。其中内容可能包括GIS的各个组成部分、各个操作过程、各种数据类型、软件硬件系统等。标准化真正实现将使人们能在一个共同理解的基础上共享信息和资源。
3、GIS与虚拟现实技术结合。虚拟现实技术是一种十分逼真的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机交互系统，它通过专用设备，使用户的视、听、触等生理官能在计算机生成的三维仿真虚拟环境中感受周围的虚拟物体，使用户有身临其境之感。葡时，虚拟现实技术是对多媒体技术的进一步完善与发展，它能将世界空间信息通过虚拟环境得到更真实的反映与显现。目前虚拟现实技术已在军事、教育、艺术等领域得以应用。
GIS的可视化。随着GIS应用领域的不断扩大，普及程度不断提高，人们对GIS的操作界面和结果的可理解性，提出了越来越高的要求。可视化技术是改善操作界面、提高结果可理解性的有效手段。可视化就是运用计算机图形图象处理技术，将复杂的科学现象或规律，甚至十分抽象的概念图形化，使人们便于理解现象、发现规律。因此，可视化技术在GIS中的应用，一直是GIS开发人员和技术专家们所关心的问题。
随着计算机软硬件技术、网络技术、多媒体技术、通讯技术的发展，必将推动GIS的发展。众所周知，GIS已成为“数字地球” 的核心技术，不仅如此，它必将进入各行各业乃至千家万户，为人们生产、生活、学习和工作提供地理信息服务。
参考文献：
[1] 郑江玲.地理信息系统(GIS)软件技术[J]. 四川测绘. 2002(01)
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[3] 王琳.WebGIS技术在气象行业中的应用[J]. 科技广场. 2007(05)
[4] 武锋强.基于WebGIS的校园地理信息系统的设计[J]. 科技风. 2009(13)
地理信息系统及应用范文第2篇
关键词：地理信息系统；3S系统；石油；石油勘探；
中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2011）08-0242-01
一、地理信息系统(GIs)的概念
GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。因此，可以将GIS理解为：它是地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。目前，GIS已经成为一个独立的、具有鲜明特色的研究领域。
二、地理信息系统的发展动态
近年来地理信息技术发展迅速，其主要的原动力来自于目益广泛的应用领域对GIS的不断提高的要求。另一方面计算机科学的发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，计算机领域的先进技术，如网络技术、面向对象技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可以直接应用到GIS中。目前GIS的主要进展方向为：
（一）基于Internet的GIS--WebGIS
随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求，利用Internet在Web上和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为GIS发展的必然趋势。
（二）面向对象技术的发展
面向对象技术为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合人类思维模式的方法，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直随着数据挖掘技术的不断发展与成熟，空间数据挖掘已成为人们研究的热点之一。
（三）3S系统集成(cls与RS、GPS的集成）
地理信息系统(GIS)、遥感系统(RS)和空间定位系统(GPS)集成的3S系统中，GPS是以24颗卫星组成的无线电导航系统，能快速、准确地提供地球空间中任意位置的精确空间坐标，它可为GIS确定地图和遥感影像中地物的空间坐标。
三、石油行业与地理信息系统
（一）石油与地理信息
石油勘探丌发描述的对象是地球的地质构造、岩性、物性、电性、油气的生储盖等特征，这些信息都与地理信息密切相关。利用地理信息系统对油FFI勘探资料信息进行管理、查询、分析，既很方便又十分必要。
（二）地理信息系统在油用应用中的重要性及紧迫性
经过几十年的经营，各大油田在勘探、开发、地面工程等方面已颇具规模，各种数据信息已经以海量计，传统的信息管理与决策方法已经不适应现代企业管理的要求。地理信息系统的推广应用给我们带来了全新的技术方法和观念，我们应抓住机遇，运用地理信息系统技术，开发和完善适用于油田勘探开发的石油类地理信息系统，用来管理、分析大量的勘探开发图形信息，为油田的勘探开发提供科学的决策依据。
（三）石油类地理信息系统的特点
有关石油勘探的地理信息系统与城市地理信息系统或其它地表类地理信息系统相比具有明显的特点，主要表现在应用领域广阔，覆盖面积大，相关专业多，且多有专业交叉。在我国，各大油田一般经过几十年的建设，积累了海量级的不同类别的基础数据和图形数据。
且各种静态数据、动态数据之间还存在着错综复杂的逻辑关系，其复杂性、专业性是其它专业的地理信息系统所不能比拟的。
（四）地理信息系统在石油勘探中的应用类型
地理信息系统在油田勘探开发中的应用大概可以分为这几个方面：静态查询、动态分析、动态监测。
1.静态查询在数字地图的基础上配合图形库、数据库，建立地理信息查询系统，可以查询地理、地貌、井口位置、地质构造信息、储层信息、井相关图形、井相关数据等数据资料及相关图形。
2.动念分析在图形库、数据库完备的情况下，结合相应的分析模块，对探井信息、储量信息、油井产量、注水信息等按时间、条件、区块进行统计、分类，并可自动生成相应的柱状图、饼状图及其它相关图、表。
（五）石油勘探资料对数字地球工作的意义
数字地球的开发工作目前还基本上停留在地球表面的扫描、遥感、测绘上，对于更加复杂的地下情况还只作了初步工作。然而一个完整的虚拟数字地球，不仅应当包含地上，也应当包含地下的详细资料，地下情况的数字资料主要为物探数据、钻井数据和测井数据，这比地上部分的难度要大得多，且意义重于地上部分。
地理信息系统及应用范文第3篇
【关键字】信息化地籍测绘，WalkGIS平台；模板定制
中图分类号： P2 文献标识码： A
1、引言
随着“数字国土”工程的陆续开展，第二次土地调查新标准的出台以及新技术的不断涌现，信息化建设的不断深入，对信息化地籍测绘和基础数据管理提出了更高的要求。GIS的核心功能是实现空间数据的分析与应用，对地图制图功能要求较低，地图制图只是作为它输出部分的一种形式，不能满足工程制图的要求。而CAD制图有编辑制图方面的很多优势，但是在数据属性管理方面存在的问题日益凸显，比如数据存储分散、标准不一，造成应用难度较大等。随着GIS在各专业领域的应用不断深入，地图制图与GIS逐渐分离，导致我们建设的很多空间数据库只能采用两套数据分别提供给地图制图和地理分析，从而也带来了数据重复生产、数据冗余、数据更新等一系列问题。只有解决GIS应用与传统制图两大应用需求之间的矛盾，才能使GIS更实用、功能更完善。目前,空间地理信息数据标准、规范基本完善，数字制图技术有了长足发展,而且地图制图与空间数据生产操作的对象都是地理信息数据，其生产流程中都具有采集、编辑和更新的环节，因此,空间数据生产、建库与地图制图一体化具有可行性，可以节省大量的人力物力，减少重复劳动，提高数据成果质量。为此大胆革新生产管理模式，采用基于WalkGIS平台生产管理一体化模式，改变传统的城镇地籍数据生产和管理工作模式，为各业务环节提供数据基础，使信息资源得到深度开发和广泛利用，建立以信息化为基础的国土资源管理运行更新机制，实现资源监管常态化。
2、传统的测绘管理模式及存在问题
随着第二次土地调查工作的开展，以及信息化测绘信息管理系统建设不断深入，原有的测绘生产管理系统逐渐难以适应新形势下对数据生产、管理、更新、应用的要求。一方面，第二次土地调查要求的数据标准与分类和原来的城镇地籍数据的不一致；另一方面，CAD数据和GIS数据两套库无法保持两套库的一致性。因此传统的生产管理模式必须打破，建立以GIS为主的生产平台。
虽然ArcGIS是代表目前行业主流的GIS平台，在国土部门应用也较为广泛，并且在应用服务方面见长，但在实际应用中也存在一些问题，主要包括：
1) 客户端软件不能满足测绘作业的需要；
2) 日常数据更新和历史回溯效率太低；
3) 对中国测绘符号的表现能力不足。
为了摆脱目前受到AutoCAD生产平台限制所导致的生产效率较低、数据更新难等问题，综合GIS平台的优势，提出了建立基于WalkGIS信息化测绘系统的数据生产平台，实现内外业一体化、测绘质检一体化和生产变更一体化的办公自动化管理模式。
3、生产管理一体的新模式
针对目前生产软件存在的问题，建设基于GIS技术、满足生产、管理一体化的生产平台，并结合院实际情况进行改造，基于新的生产工艺，重新梳理作业模式、办公管理流程，从而提高生产效率。Walk平台以大型关系数据库方式进行对象管理，为基于数据库的各行业管理信息系统提供统一的空间数据应用接口。Walk既是一个独立的GIS平台，也可作为ArcGIS的客户端系统。新模式总体结构采用WalkGIS作为数据采集、建库、更新的主要平台。同时采用了模板控制技术，以工业上的“六个西格玛”标准来控制GIS数据在建库和变更过程的数据质量。
3.1数据生产
数据生产包括两部分内容：一是前端采集软件的建设，它负责完成的日常数据生产、以及由业务系统产生的日常更新数据；二是基于乌鲁木齐市国土资源勘测规划院实际生产管理需求，建立符合乌鲁木齐市国土资源空间信息管理与服务平台总体设计框架的信息化测绘生产管理系统，系统总体架构图如图1。
图1.信息化测绘生产管理系统架构图
信息化测绘生产系统是在GIS平台上进行地籍测绘数据采集、加工、质检、上传入库的工具，包括生产编辑软件（WalkSurvey）和成果数据质量检查软件(WalkCheck)及增量入库软件（WalkPAD）。基于WalkGIS平成了GIS数据的采集、编辑制图、成果检查及实时更新，真正实现了数字化生产测绘、数据管理一体化。
WalkSurvey生产软件具有强大的图形编辑和属性处理功能，以测绘的习惯和手段生产GIS数据，在地形图图示符号方面利用Arcsymbol解决了测绘制图与地理信息的图形表达矛盾，将地籍测绘数据用GIS平美呈现。生产软件主要包括项目数据下载、野外数据连绘、编辑制图、打印输出等制图编辑功能，并且操作方法符合测量人员和CAD作业人员的习惯，保证了编辑制图的生产效率，并且在此基础上为测绘专题数据定制开发了专门的工具，使数据统计、分类计算等工效大幅提升。WalkSurvey信息化测绘生产系统还支持多种测量方法，通过工程模板的灵活定制。工程模板是一种事先定义好的数据结构，包括分层方案、属性定义、编码体系和代码集。不同的模板可满足不同行业数据采集和数据建库的不同要求，使生产更加规范和规模化。
为保证地籍测绘成果数据质量，参照国家、行业相关规范和标准，制定适用于城镇地籍成果数据质量检查工作需要的质量检查细则,本细则使用WalkCheck质量检查软件实现（如图2），并可完全满足城镇地籍成果的建库工作。质检软件采用模板定制，可以对多类型数据质检，并且采用全自动一键式检测，最后同步输出质检错误结果、质量缺陷评定和质量报告，免去了原质检软件人工重复机械工作量，全面提升质检工作效率。
图2. WalkCheck质量检查软件质检结果
3.2测绘项目管理
信息化测绘管理系统的核心关注点是测绘产品质量、测绘生产效率和成本控制，围绕这几个点，管理测绘项目生产的全生命周期，并无缝整合信息化测绘软件工具，实时采集生产过程及成果的度量指标数据，建立测绘生产过程指标化分析体系，为测绘生产的过程改进和质量保证提供技术和数据支撑。
信息化测绘项目管理系统通过测绘生产进行流程化定义来分解生产任务，对生产过程中的各项指标进行测量和管理来监控项目进度、核算项目成本，根据项目成果的面积、点数等以及收费标准进行项目自动化计价，根据作业员流程作业记录，统计分析工作绩效等。基于工作流处理机制的测绘流程管理可以实现测绘流程的的定制功能，对测绘流程进行日志记录以及办理时限设置等功能，通过项目节点定位可以查询项目进度。同时可以对系统中所有项目进行成果管理，即对测绘项目流程中产生的各类电子成果资料进行统一管理，可在系统中查询、浏览、下载。
3.3数据管理
核心数据库是基于Oracle存储的，按照ESRI标准创建的Geodatabase。数据规整建库以及日常采集的数据最终都会存放在核心数据库中，此库肩负着数据的统一存储和管理职责。对于数据规整建库而言，此库是数据流向的终点；对于日常采集更新而言，此库既是起点、也是终点。在日常的测绘任务中，测绘人员需要根据将要测绘的范围，下载底图。这个底图的来源就是我们的核心数据库，故此库为数据更新的起点。当作业人员完成下载范围内的测绘和编辑工作后，会将作业后的数据和作业前的数据做动态对比(软件完成)，产生一个更新包，然后将更新包上传到数据库中，入库成功即完成数据更新，故此库为数据更新的终点。
3结束语
通过信息化测绘生产、管理系统，将常规测绘业务生产系统与数据管理系统整合，形成了统一的管理平台，并逐步把标准不一、处于分散状态的数据、系统等已有信息化成果整合起来，业务生产效率大幅提升，测绘基础数据信息利用率也有了很大提高，大大增强了信息资源有效管理和服务决策信息化工程建设，以发挥国土资源科学数据资源的最大效益。
参考文献:
[1]刘海砚.地图制图与空间数据生产一体化理论和技术的研究[D].郑州:信息工程大学,2012.
[2]谢忠,韩祺娟,吴亮.GIS空间数据库的“一库两用“策略研究[J].地理与地理信息科学,2008,124(2):5-8.
地理信息系统及应用范文第4篇
关键词：地理信息系统原理；CDIO工程教育模式；教学资源；网络教学平台；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0134-03
《地理信息系统原理》是地理信息科学、遥感科学与技术、测绘工程三个专业学科基础核心课程。随着计算机和网络技术的发展，网络教学平台已成为国内外高校开展教学的必要技术设施。成都信息工程大学资源环境学院《地理信息系统原理》课程经过四川省级精品课程建设及省级共享课程建设，创设了多种教学资源，并通过网络教学平台开展了相关的教学活动，但仍存在教学资源有限，案例细化不够，网络教学平台的访问量低等情况。为此，本文将以CDIO[构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）]工程教育为理念，以课堂教学为主导、学生自主学习为原则，探讨新形式下《地理信息系统原理》课程在教学资源及网络教学平台建设方面的应用。
借鉴于CDIO工程教学模式，通过任务驱动、项目引导的教学方法，对课程进行一体化设计，整理并开发与课堂教育相配套、兼实用性、多样性于一体的课程教学资源，同时改进现有网络教学平台课程网站及精品课程网站，已达到良好的互动效果，使课程在网络教学平台上“活”起来，让网络教学资源和平台真正成为学生自主学习的第二课堂。通过对《地理信息系统原理》教学资源和网络教学平台建设的改革，以期能充分发挥网络教学平台巨大的潜能，更好的调动学生的积极性，培养其自主学习能力和实用专业素质，从而获得最优的教学效果，以期能对相关的学科基础课程和专业课程的教学改革起到引领、示范和带动作用。
一、《地理信息系统原理》课程教学现状
1.教学资源形式单一，内容不够丰富，缺乏吸引力。《地理信息系统原理》课程的教学任务是使学生掌握地理信息系统的基本原理、基本方法和应用领域，扩宽学生应用地理信息系统解决实际问题的思路，是一门实践性极强的学科。然而，目前该课程的教学资源主要是课堂上使用的教案、教材、参考资料、课程作业和以实习指导为主的资料库，资源形式较为单一，没有从整体上对教学资源进行一体化的教学设计。
随着计算机网络和新型教育模式的全面推广，《地理信息系统原理》课程在课堂教育教学上进行了大量的改革，比如在教学中加入问题引导的教学方法，以实践培养学生解决问题的能力和团队建设能力等，由此产生了相应的教学资源与新的教改明显不匹配的矛盾。目前已有的课程网络教学资源，也主要是包括课件PPT格式、文本格式、Word格式、PDF格式等几种形式，并未考虑根据不同专业学生学习该门课程的专业特点提供方向相关、丰富实用的教学材料，缺乏对教学资源本身实用性的考察，未能从根本上解决学生在课堂教育有限时间内学习知识和能力培养不足的问题。
2.网络教学平台交互性差，体验感有待加强。笔者切实考察所在院系已开设的《地理信息系统原理》课程网络教学平台，发现现有课程网站学习活动主要是“单向”的活动，即教师布置作业、任务、提供教案、课件、资料供学生下载学习，学生通过网站查看课程通知、课程大纲、提交作业和实验报告等，教师除了批改作业、批改实验报告外，很少通过网络与学生进行交流。这样的网络教学平台仅体现了其作为网络存储空间提供课程教学资源的“静态”网站作用，而未能充分发挥其网络教学和师生平等交流的“动态”互动平台作用。另外，由于现有网络教学平台缺乏对教学资源的分类设置以及对学生自主学习的引导，体验感不强，学生登录网络教学平台一般只为了完成教师布置的课程任务，很少主动去了解并使用平台上的其他功能，未能真正体现出网络教学平台的引导和互动作用。网站统计数据显示，教学平台从建设以来的访问累计量仅为1.6万人次。
3.教学理念在设计上与教学资源及网络教学平台不相匹配。目前的课程教学模式主要是以教师教学为中心，教师来安排和组织学习，学生的学习方式单向、被动。虽然在《地理信息系统原理》课程学习中加入了案例实践教学，增加了课堂互动性，但在课程整体设计上缺乏对学生的兴趣培养，未能真正提高其解决实际问题的能力。在课程教学的培养目标的设计上缺乏细化，对学生课外学习的引导明显不足，导致其学习形式层次单一；课程教学方法缺乏兴趣引导，未能充分调动学生学习的积极性，以致学生不能很好地使用相关的教学资源和网络教学平台来进行自主学习。
二、建设基于CDIO工程教育模式的多源《地理信息系统原理》教学资源
针对笔者所在院系目前《地理信息系统原理》教学存在的主要问题，课程组将借鉴CDIO工程教育模式，以任务驱动、项目引导的教学方法为理念，细化课程知识体系中每一部分的培养目标，通过具体项目来引导，以孕育、设计、实施、动作为一个完整的过程进行教学，从而提高学生的学习兴趣，引导学生充分利用教学资源及网络教学平台进行自主学习，培养学生的实际能手能力，提高其解决实际问题的能力。
其首要目标就是要构建多源的教学资源。对教学资源进行一体化教学设计，将各种教学资源相互配合、相互补充，注重教学资源的实用性，尽量提供优质的教学资源，发挥整体优势以满足学生需求。在网络教学平台的教学资源建设上，根据学生的具体需求，对课程网站的栏目划分和资源存储进行科学合理的归类，以方便学生检索、查询和学习。对课程网站中教学资源、教学材料和个人资源等部分进行细化，不仅仅按教学章节提供相关学习资料，而且增加以不同的专题内容为主、以不同层次和应用方向的工程项目为导向的知识模块，多层次、多角度构建学生的自主学习资源。
在继承传统教学资源的基础上，发展新型教学资源，细化课程每个章节的核心知识点、难点和重点，如空间数据抽象、空间数据模型、栅格数据叠加分析等知识点。采用微课方式，围绕某个知识点或教学环节开展简短、完整的教学活动，录制微课视频，让学生可以在空余时间对自己感兴趣的内容进行自主学习。发动学生积极参与教育教学资源的开发，在教学资源网站上开设“学生园区”，将他们制作的优秀课件、动画、视频、实践项目、3S竞赛项目等，分类整理为教学资源，以增加教学资源的活力。
此外，在课程资源的建设上，除了要以工程项目为导向，还应注重课程特色、专业特色、资源特色，通过不同的学习专题方式构建特色教学资源，把基本原理与具体特色应用结合起来。同时，还应注重对教师课程网站资源建设能力的培养，增强教师应用现代教育技术的主动性和自觉性，通过课程组教师之间的分工协作和相互交流，构建出丰富且适用性强的教学资源库。
三、建设交互性好、体验感强的网络教学平台
针对目前学生在课程网站上仅进行被动学习的现象，探索对网络教学平台建设的改革，通过多样化和多角度的学习方式以调动学生自主学习的热情。目前《地理信息系统原理》课程网站学习活动主要是“单向”的活动，除了课堂互动，教师很少通过网络与学生进行交流。针对这一现象，可通过增加网络平台交互环节，鼓励学生结合实际，恰当地表达自己对GIS基本知识的理解和运用，教师通过网络教学平台及时回复和平等交流。可以通过授课老师的引导、激励等方式培养同学自主学习的习惯，如根据专题学习情况、学习笔记、学习提的问题、回帖数量、质量等进行评分，计入课程平时成绩；增加交互性学习专题、作业等，利用向导式的学习方式，让学生必须通过回答问题才能进入下一步学习等方式，养成学生自主学习的习惯。在目前网络教学平台师生及时交互功能较弱的情况下，也可通过其他即时通讯软件，如QQ、MSN等方式，建立课程学习群或讨论组，搭建师生之间及时交流和沟通的渠道，并在各种交流对话中，通过资源网址链接方式引导学生通过网络教学平台进行交流和学习。
此外，还可在课程网站平台开设“课程讨论”和“问题答疑”专区，根据目前GIS技术热点、GIS应用热点、课堂讲授中的难点，或是师生自己关注的与课程相关的问题等发表新话题，让同学们积极参与，通过话题讨论、交流，达到深刻理解问题的目的，同时也培养自由、平等交流的学术氛围，调动学生学习积极性，增强师生在网络教学平台上的互动。通过网络教学平台可以灵活地对学生学习进行评价，充分肯定其在学习和解决实际问题过程中所表现出的能力，培养其创新精神和自主学习热情。通过开辟“课程问卷”专区和对网络平台的各种统计，及时评价课程网站的使用效果，分析不足，收集学生反馈意见或建议，更新和优化教学资源，不断完善课程网站平台。
通过对笔者所在院系《地理信息系统原理》网络教学平台的改进，每学期访问达到2.6万人次，提升了网络教学平台的吸引力。
四、设计与教学资源和网络教学平台相匹配的教学理念
由以教师教学为中心、教师来安排和组织学习，向以教师课堂教学与学生课下自主学习相结合的设计理念转变，借鉴CDIO工程教学模式，对课程教学模式进行一体化设计，以任务驱动、项目引导为教学方法，向学生提供多角度的学习方式，引导其利用多源的教学资源进行自主的兴趣学习。
课程学习开始，让学生明确本课程学习的要求、目标和考核标准，对于具体的知识点，以具体应用实例作为引导，剖析其实现的基本原理，引导学生培养分析和解决实际问题的能力。为课程学习布置具体实际项目，如地质灾害评估及预警、农业气候区划等具体应用课题，让学生明确项目最终目的，在理论知识点的学习后，将其应用到实际项目的相关部分；划分课程项目小组的时间项目任务并提交报告，以增强其实际动手能力和团队协作能力。针对学生水平的差异和兴趣方向的不同，对课程作业、任务以及课程项目设计划分不同的层次，提供多元且灵活的学习方式，如划分基础性作业、增强性作业、应用性作业和开发性作业等不同类型，让学生根据自身情况和要求选择完成，增强其自主学习的积极性和创新性。让整个教学模式都以项目设计为核心，对教学资源、网络教学平台和教学方法进行一体化设计，形成一个互相融合、互相影响的有机整体，从而制定出符合专业特色的工程教育模式。
五、结论
传统的教育资源和缺乏互动的教育模式，早已不能满足现代高等教育的教育要求。本文以CDIO工程教育模式理念为基础，从一体化的设计原则出发，针对《地理信息系统原理》课程教学资源的构建、网络教学平台的建设管理和与之相匹配的教学理念的设计三个方面，提出了教学改革的具体实施建议，期望能在相关的学科基础课程和专业课程的教学改革中起到了借鉴作用。具体的改革实施建议有待在后续的实际应用研究中检验和完善。
参考文献：
地理信息系统及应用范文第5篇
关键词：环境地理信息系统；环境监测；规划管理
1 环境地理信息系统简介
环境地理信息系统（egis）是利用地理信息系统（gis）、遥感（rs）和其他信息技术对环境数据进行处理、分析的一种空间信息系统。
2 大连环境地理信息系统概念设计的意义
大连是中国唯一，亚洲第二个“世界环境500佳”城市。大连的环境保护工作走在全国前列。大连现辖3个县级市（瓦房店市、普兰店市、庄河市）。建立大连市环境地理信息系统，坚持科学发展观，有利于我们在振兴东北老工业基地的大局下，全面开展环境综合整治、工业污染防治和生态环境保护工作，使城市环境质量继续保持良好，城市功能进一步提升，促进经济建设与环境质量协调发展。
大连环境地理信息系统是一项投入大、时间长的系统过程。实施环境信息系统建设本着长远的、战略的、全面的观点，应分阶段分部门的进行，应坚持近期和远期目标，在投资开发和建设的同时，充分发挥国内外现有信息系统、环境监测系统、信息网络和数据处理设施在环境保护中的作用，充分借鉴国内外有关系统的建设经验，尽快的使系统建成并投入运行。
系统设计的总体目标是建立一个互联网支持下的开放式系统，使环境信息能够跨地区的自由流通的空间信息系统，形成一个技术先进，性能完善，安全可靠，运行高效的网络化城市环境地理信息系统应用体系，最终为环境管理提供辅助决策支持。
3 大连环境地理信息系统的概念设计内容
3.1 环境地理信息系统总体框架部分
环境地理信息系统总体框架一般由三个主体部分构成：数据库系统、平台和应用系统。其中数据库为环境地理信息系统提供数据支持，可由空间数据获取、空间数据组织存储和空间数据管理等部分组成；平台为环境地理信息系统提供地理信息系统基本功能和开发环境，可由环境空间数据查询、编辑、分析、专题制图等部分组成；环境地理信息系统应用系统为环境地理信息系统提供应用和分析功能，可由环境管理、环境监测、环境规划、环境预测、污染事故应急、城市环境综合治理、环境污染总量控制、环境污染模拟预测、自然生态管理等部分组成。环境地理信息系统总体框架图见图1。
3.2 系统总体设计的其他相关部分
软硬件及其网络环境设计。软件设计主要包括系统数据库软件，地理信息系统软件，图像处理软件，客户机操作软件，工具软件及其他有关软件的选择。硬件设计包括客户机，图形工作站，数字化仪扫描仪，绘图仪，打印机以及其他相关设备的选择。
系统应用软件设计。应用软件设计包括数据库管理系统应用软件的设计、环境管理信息应用软件的设计以及属性数据和空间数据接口软件的设计等。地理信息系统应用软件的开发在系统应用软件的开发中占有主要地位，一方面它可能是整个系统的集成环境；另一方面一些环境决策分析必须依靠地理信息系统软件来实现。
模型库及其管理系统的设计。环境管理信息系统中一些决策信息的产生要依靠有关的环境模型，环境模型的重要作用在于其对原始信息的分析、模拟、评价、预测和优化功能上。模型库的开发非常重要，本部分的设计包括环境评价、环境预测、环境规划、环境管理模型的设计以及相应的模型库管理系统的设计。
3.3 环境地理信息系统功能设计
环境地理信息系统基本功能结构如图2：
建成后的环境地理信息系统应该具有：（1）信息显示：利用地理信息系统软件建立可视化界面，为用户提供了许多用于显示地理、环境数据的工具。（2）信息查询、统计和分析：系统方便地实现各种矢量数据的空间和属性查询并且能够实现基于区县级行政区域的各种环境、社会经济信息查询。（3）环境分析的功能：环境分析是环境地理信息系统的核心功能，分析结果将为环境管理、决策提供科学的依据。（4）环境信息的表达：将图形数据和分析结果以表格、图像、报表、文字、多媒体等方式将环境信息表示出来。
3.4 数据库设计内容
数据库的建设是城市环境地理信息系统设计最重要的
骤。在设计中应遵守国家和省环境地理信息系统提出的标准，以便信息共享。城市环境地理信息系统数据库的管理如图3所示：
3.5 环境地理信息系统的建立
大连环境地理信息系统是一个基于gis、gps和rs的决策支持系统，在这个系统中包括以下子系统：资源环境信息管理系统、环境动态监测信息管理系统、大气污染控制系统、水环境污染控制系统。
资源环境信息管理系统主要显示以下信息：街区层（双线道路），街道线层，绿地层，水系层，工业点源，医院，水质监测断面，大气监测点以及相应的属性数据。
环境规划系统即根据环境现状和环境资源条件，给出最佳环境利用规划，在这个系统中环境适宜性评价是基础，影响环境的因素很多，各种因素的地域变化很大，多种因素的地域组合构成了复杂多样地资源环境条件，通过gis和环境质量现状分析和评价的模型可进行大连市环境质量评价和环境辅助规划。
环境动态监测系统是根据对污染源以及生态环境的动态监测以及环境承载力的分析，探索区域性污染整治工程的可行性，为分区部署污染整治骨干工程以及环境规划提供技术支持。
大气污染控制系统，建立大气环境质量动态监测网络系统，研制大气污染物浓度值模型，为新型项目的环境影响评价提供决策支持，建立大气环境-经济-能源系统规划模型，以便于定量研究能源结构合理布局问题，为能源结构调整和能源政策提供决策支持。
水环境污染控制系统，建立基于gis的水污染规划模型，实现排口处理最优化规划，建立水污染预测模型，为水污染预警服务，建立水污染分析专项系统，为污染源的确立及防治提供科学依据。
4 结束语
大连环境地理信息系统是一个大系统，它从设计到实施都是比较复杂的，对于这样一个复杂系统，借鉴集成系统的经验，并得到各专业领域专家的支持，才能建立起一个真正发挥作用的区域性信息系统，为大连地区的环境质量和经济发展提供的服务。
参考文献
[1]王桥，徐富春.环境信息技术及应用[m].北京：化学工业出版社，2001.
[2]邬伦，等.地理信息系统原理、方法和应用[m].北京：科学出版社，2000.
