地理信息系统论文范文

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第1篇

1.课程范式创新的要求

在地理课程改革逐步强化发展的背景下，地理教学范式展现出了差异化和时代化的特点。我国地理教学改革深受时代教育观念和学科科学发展的影响，不停地在发生着改变。教学范式虽然种类多样，但都存在着本身的优点以及或多或少的缺陷。这对地理教师在教学实践的过程中提出了更高的要求，一线教师必须选择适合某种教学情境的教学模式，改变单一的教学模式，实现教学方式的多样化，进而达到吸引学生、充实教学过程的最终目标。

2.地理信息技术运用于地理教学改革的理论依据

（1）教育信息化理论。教育信息化的过程应髙度重视对教育系统以信息的观点进行信息分析，并在此前提下进行信息技术在教育领域的充分运用，设备上，加强计算机及其辅助工具、网络基础设施等信息处理设备的运用；技术上，依赖远程通信技术和计算机技术为主的信息技术；资源上，主要指建设数字图书馆和制作教育网站的信息资源。

（2）教学范式创新理论。高中地理新课标在“课程的基本理念”中指出：“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。”这为地理教学范式的创新点明了道路——地理信息技术与地理教学相结合。教育技术专家南国农教授认为：“信息技术与课程整合是把信息技术以工具的形式与学生的课程融为一体，使之成为辅助教师教学的工具、帮助学生认知的工具，是重要的教材形态和教学媒体；或者把信息技术融入课程教学的各个学习领域，既是学习的对象，又是学习的手段。”

二、地理信息系统支持下的地理教学模式设计

地理教学模式设计重点在于围绕地理信息技术教学环境进行设计，在此基础上结合不同的学习内容，选择不同的地理信息技术应用形式进行信息化教学设计，“以学定教”，科学地安排教师的教和学生的学，使教学过程最优化。第一，要考虑哪些地理信息技术可以应用在地理学习中。根据目前学者们的研究，地理信息技术在教学中的利用形式主要包括：基于地理信息技术软件平台的运用、GIS地理空间分析教学、地理数据存储与可视化、数字地图操作等。另外，还包括基于GIS数据输出的应用，如利用GIS软件输出地图数据、专题地图等。第二，要考虑如何结合信息化教学模式的特点，有效整合地理信息资源和工具。第三，要考虑在地理信息技术的支持下，如何在地理教学中具体应用新的教学模式。

三、结论

第2篇

【关键词】地理信息系统集成平台框架结构GIS数据集成平台GIS模型集成平台可视化建模工具

1引言

近年来，随着GIS应用的广泛和深入建立了一大批地理信息系统。随着网络技术的发展和实际的需要，这些分散的系统要求集成运行，以实现信息共享，提高运行效率。在国家“八五”攻关中就开展了这方面的研究[1，2]，在“九五”攻关中对系统实用化和运行业务化提出了更高的要求。地理信息系统集成的重要性得到普遍的认识[3，4]。

地理信息系统集成可以分为两个层次，一个是地理信息之间相互关系的概念层次集成，侧重于地理信息的空间分析；另一个是不同数据和模型之间组织和管理的技术层次集成。本文所指的地理信息系统集成主要指后者意义上的集成。

在计算机集成制造（ComputerIntegratedManufactureSystem，CIMS）领域，集成基础结构或集成平台的概念得到广泛的应用，集成平台被认为是实现企业信息集成、功能集成所需的基本信息处理和通信公共服务的集合[5]。IBM公司基于系统使能器（Enabler）的集成平台在企业应用中获得极大成功[6]，中国在CIMS应用中也广泛使用集成平台技术[7]，收到巨大的经济和社会效益。

文献[8]中作者论述了地理信息系统集成的概念、内涵和必要性，地理信息系统集成平台的功能和特点。本文借鉴CIMS的经验，结合信息技术的新发展，提出了基于客户/服务器的地理信息系统集成总体结构，基于元数据的地理信息系统数据集成平台和基于关系数据库的地理信息系统模型集成平台和可视化构模工具方法。

2地理信息系统集成分析

回顾地理信息系统的发展过程，可以看出地理信息系统的集成在技术上可以分为如下几种形式：

（1）同一GIS软件系统不同模块之间或不同系统之间采用Import/Export的文本文件交换形式。这是最简单也是效率最低的一种方式，它适用于任意系统之间的数据和模型集成。

（2）大型商业GIS软件如ARC/INFO具有一致的数据模型和数据结构，提供二次开发语言，构成软件开发平台。不同模块之间可以采用二进制进行数据交换（如Arcedit和Arcplot），具有密切关系的不同GIS软件系统之间也可以采用这种方式（如ARC/INFO和ERDAS）。在这种模式下用户除了在操作系统的基础上开发应用模型被宿主系统调用外，其它所有的操作只能建立在这个商业软件平台基础上，不同的商业软件平台一般无法直接进行数据共享和功能互补。

（3）采用应用程序接口（API）的形式进行集成。如ARC/INFO提供RPC接口实现客户端与服务器端的通讯，提供ARC/INFO与ARCVIEW的集成。同时用户可以遵循RPC规范开发应用模块以实现系统集成。ESRI提出的分布式计算环境（DistributedComputationEnvironment）也是基于API的思想。

（4）对象连接与嵌入（OLE）的自动化功能（Automation）提供了对象之间的互操作功能，一些最近开发的商业GIS软件如Mapinfo公司的MaplnfoProfessional和GoldenSoft公司开发的Surfer，都提供OLEAutomation，用户可以将该软件作为一个对象嵌入自己的系统。

（5）最近发展起来的对象—关系数据库技术（ORDBMS）将空间数据作为一种数据类型直接集成进入数据库系统，用户可以在这种平台上直接管理矢量空间数据、遥感图像数据和普通关系数据，可以利用这种数据库平台的API开发GIS应用系统。

（6）OPENGIS组织采用COBRA标准，了其简单特征规范（SimpleFeaturesSpecification）1.0版本作为开放地理信息系统的基础，这无疑是地理信息系统软件向开放和互操作发展的重要方向之一，但这种方式需要从底层重新开发GIS软件，在短期内很难直接应用于工程实践。

在以上地理信息系统集成的各种形式中，都存在如下的问题需要解决。

（1）地理信息采集和应用的分布性特点决定了地理信息系统的分布性，地理信息系统集成需要一种分布式空间数据管理和分析模型的相互通讯机制。这种机制既可以适应在目前比较成熟的基于数据文件交换形式（如（1）和（2）），又可以为以后基于API（如（3）和（5））面向对象的地理系统集成（包括（4）—（6））提供发展余地。

（2）地理信息涉及不同的时间、空间和属性，需要有一种有效的地理数据管理的机制，并提供数据融合的能力。

（3）地理分析模型与多种地理数据发生联系，不同模型之间有复杂的串并联关系，模型的组织与管理是需要解决的另一个重要问题。

基于以上的分析，本文提出了基于客户/服务器机制的地理信息系统集成总体结构，基于元数据的数据库集成平台和基于关系数据库管理系统的模型集成平台，以及在系统总体结构和数据库集成平台、模型集成平台的基础上进行可视化建模以辅助空间决策的方法和技术。

3基于客户/服务器的地理信息系统集成总体结构

近年来，客户/服务器（Client/Sever，C/S）体系结构在分布式系统中得到了广泛的应用。尽管这种模式至今还没有一个完整的权威性定义，但人们对这个概念的基本看法是一致的。在C/S结构下，一个或更多个客户机和一个或更多个服务器，以及下层的硬件网络、操作系统和支撑平台进程间通信系统，共同组成一个支持分布式计算、分析和表示的系统，在该模式下，应用分为前端的客户部分和后端的服务器部分。客户方发出请求，网络通信服务系统将请求的内容传到服务器，服务器根据请求完成预定的操作，然后把结果送回客户。

地理信息系统集成平台引入客户/服务器机制后，可以将地理信息系统集成定义为两层C/S结构（图1）。前端用户和数据库集成平台、模型库集成平台、应用模型构成第1层C/S结构，集成平台和应用模型与商业软件构成第2层C/S结构。客户端负责引导用户输入数据源、功能要求和模型选择，以及有关输入输出选择项，将这些信息提交模型集成平台服务器和数据集成平台服务器。模型集成平台服务器负责在模型库中检索符合用户功能要求的模型，并支持模型的组合和建立新的模型，然后将这些模型（包括模型库中已有的和通过宏语言或API新建的）对数据的要求提交数据集成平台服务器，其功能请求转化为RS服务器、GIS服务器、RDBMS服务器可以实现的基本操作并提交给这些服务器。数据集成平台服务器、RS、GIS、RDBMS服务器操作结果将返回给模型集成平台服务器，进而返回给客户端。

当客户端有特殊的显示、制图要求时，模型集成平台服务器将负责根据用户的要求调用其它服务器来实现；如果客户端要求将模型运行的结果进入数据库时，模型集成平台将向数据集成平台服务器发出请求，完成在数据库中的注册。数据集成平台服务器除了接收模型集成平台发出的请求外，还可以直接响应按照时间、空间和属性信息数据查询的要求，在空间框架的基础上实现多元数据的融合，数据集成平台的功能也是调用RS、GIS、RDBMS服务器的功能来实现的。模型与数据库之间、模型与模型之间即可以采用IMPORT/EXPORT的文件交换形式（如ARC/INFO的E00格式等），也为将来全部过渡到API的内存交换形式（如DLL，OLE，ActiveX，COBRA等）提供可能。

这种设计使得系统只考虑软件的功能而不会过分依赖于具体的软件平台，因此系统具有良好的可扩充性，无论采用商业软件还是采用国产软件，只要具有该项功能可以作为服务器，服务器软件类型的变化都不会影响系统结构，便于将来采用国产软件和系统的升级换代。

4基于元数据的地理信息系统数据集成平台

第3篇

ALM系统应建立标准化的基础信息及模型库，并将业务需求作为需求分析的重点，帮助运维人员及时掌握网络各设施设备的使用状态及安全信息，同时对各种监测信息进行分析判断，并提供预警、告警信息，确保运营的可靠与安全。

2、ALM系统基础建设

ALM系统平台基础数据的统一定义是整个系统的基础。通过对设备树、数据分类、数据库体系、告警体系等的统一定义，形成各个应用系统共有的基础数据，减少各应用模块及线路问的接口，有效提高维保系统的整体性能和数据共享。因此，应进行设备基础信息库、标准设备状态监测模型及上层管理系统接口这3大基础建设。

2．1设备基础信息库与ALM系统

接口的子系统包括各种不同的设备。ALM系统监控的基本对象是设备，大多数的需求都是结合设备的监控、管理和维护提出的。因此，应建立基于ALM系统的设备管理功能，以支持通信系统的建设和运营维护。同时为地铁设备管理提供支持。基于ALM系统的设备管理，其主要管理对象为通信系统设备信息，因此应为设备管理功能体系建立标准的设备信息显示模型、完整的基于ALM系统的没备信息库和用于设备信息管理的接口。设备信息库是ALM系统建设和运行的基础，所有的设备信息显示模型均通过设备信息库生成。在系统调试阶段，大量设备信息由各子系统承包商提供，而ALM系统承包商将这些信息整理并归档于设备信息库。设备信息库存储于历史数据库中。设备信息库是基于ALM系统多个基础表而建立的，包括站点表、子系统表、设备类型表、告警分级表等。由于ALM系统站点众多，每个站点的子系统众多，设备信息库是一个数据量非常庞大的表格，因此，必须建立合理的基础信息体系，这样才能保证数据录入和检索的完整和高效。同时，需采用海量实时性能较高的历史数据库产品，以支撑数据基础体系的建立。设备信息库是一个完整的信息中心，包括了所有专业／子系统的设备信息，因此ALM系统的建设和维护需要众多专业／子系统的人员支持。为了便于每个专业／子系统人员对本专业的设备信息进行管理，必须建立一个通用的接口，使各专业／子系统人员不必直接面对数据量庞大的设备信息库，而是通过接口进行本专业的数据录入和检索。设备信息管理接口是人机界面的一部分，是系统维护人员的工具之一。该接口往往被运营人员所忽视，由此会导致设备信息管理的杂乱无章。

2．2标准设备状态监测模型

2．2．1设备状态判断

不同的设备具有自身的专业特点。ALM系统需要针对每一类设备进行告警分级、维修方式设定，以形成标准的设备状态监测模型体系，然后通过高性能的软件数据处理功能实现对设备维修信息的快速处置。一般将设备的状态分为维持服务、暂停服务和•14f1•中断服务，根据该设备的状态判断其是否完全具备维持运营的能力。1)维持服务：指设备虽然存在导致服务能力下降的故障，但仍然可以继续向乘客提供服务，如某个摄像头无法获取图像而乘客并不能感受到。2)暂停服务：指设备的故障导致无法满足乘客需求，但乘客可以选择其它设备代替或故障可以短时恢复。如站台某个PIS(乘客信息系统)显示单元无法开启。3)中断服务：指设备的故障导致无法满足乘客需求，进而导致某个运营服务能力完全失去。如站台广播失效需人工喊话。ALM系统需根据设备实时信息自动判断告警级别并采用不同的方式提供推送或辅助决策，由运营维护人员根据建议处理。可能的处理方式有：忽略，不做处理；记录维修相关信息，在运营后维修；需更换备品备件；紧急抢修。

2．2．2数据处理方式

现场采集的设备状态数据非常多，应对这些数据进行过滤、筛选、加工处理，以获得维修决策的基础数据。根据不同的管理需求，有不同的数据处理模型，如告警设置、趋势分析等。1)告警设置：包括限值告警、区间告警、统计告警、百分比变化告警等。2)设备趋势分析：是以定量、可视的形式对设备状态进行管理，包括检查设备的状态是否处于控制界限之内，观察设备状态的变化倾向或状况，预测设备状态发展到危险水平的时间，早期发现设备异常并进行预维修或定修。可采用单值趋势分析、正态分布趋势分析、公式或统计方法趋势分析等技术。

2．3决策支持

通过采集设备的现场状态数据和基于历史数据的分析，ALM系统可对维修决策提供支撑。按照设备、系统、网络等不同维度对数据进行统计分析，对指标体系进行梳理，形成通信系统设备的评价体系；通过仪表、图形、趋势分析等形式，构建地铁运营维护平台的管理“驾驶舱”。

3、ALM系统与维修业务的结合

典型的设备维修业务流程如图1所示。ALM系统主要在故障报告、报修、数据分析环节中起关键作用。ALM系统在整个维修管理业务流程中的作用如图2所示。

4、结语