地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

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[2]孫迪，李沛鴻.百度地圖在WebGIS中的應(yīng)用[J].交通與建筑科學(xué)，2013（11）：165-166.

[3]董英茹.簡談AngularJS在下一代Web開發(fā)中的應(yīng)用[J].軟件工程師，2015（05）：30-31.

[4]張佳佳，王楊，韓力英.基于SSH+jQuery框架的餐飲Web APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2016（03）：20-22.

作者簡介

王海穎（1982-），女，浙江省寧波市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。主要研究方向移動(dòng)端軟件開發(fā)。

樓鋮超（1995-），男，浙江省寧波市人。現(xiàn)為浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院在讀。主要研究方向軟件開發(fā)。

張鵬（1996-），男，浙江省溫州市人?，F(xiàn)為浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院在讀。主要研究方向軟件開發(fā)。

第2篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]城市三維地理信息系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

[中圖分類號(hào)] P208 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-2-174-2

城市是人類活動(dòng)最密集的區(qū)域，也是地理信息系統(tǒng)研究與運(yùn)用領(lǐng)域的一個(gè)重要方面，城市三維可視化已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害防治等領(lǐng)域，城市三維可視化表達(dá)也是當(dāng)今“數(shù)字城市”一個(gè)重要表現(xiàn)手段。

1城市三維地理信息系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)內(nèi)容

1.1城市三維地理信息系統(tǒng)

城市三維地理信息系統(tǒng)是指能對(duì)城市區(qū)域內(nèi)空間對(duì)象進(jìn)行真三維描述、可視化和分析管理的地理信息系統(tǒng)。城市三維地理信息系統(tǒng)是一套完整的GIS系統(tǒng)，它不僅具有城市三維虛擬景觀瀏覽功能，讓用戶在真三維的仿真城市中進(jìn)行漫游和飛行，還應(yīng)具有以下功能：

（1）三維數(shù)據(jù)管理，主要包括三維數(shù)據(jù)入庫、質(zhì)量檢查、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、空間和數(shù)據(jù)查詢以及與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換等功能。

（2）三維場(chǎng)景交互，是指對(duì)場(chǎng)景中三維對(duì)象交互地進(jìn)行三維空間瀏覽、選擇、查詢操作。

（3）三維空間分析，主要包括根據(jù)三維場(chǎng)景中的地形和模型的幾何特征，進(jìn)行基于模型或者場(chǎng)景的三維空間量算，通視分析，日照分析等三維空間分析操作。

1.2城市三維空間數(shù)據(jù)采集

三維數(shù)據(jù)采集主要有兩大類：一類是場(chǎng)景數(shù)據(jù)。一般采用高分辨率衛(wèi)星遙感影像或航空影像數(shù)據(jù).通過和數(shù)字高程模型（DEM）疊加。生成三維地面模型，一般用于城市建成區(qū)的場(chǎng)景建設(shè)，形成三維城市環(huán)境模型，為城市建設(shè)宏觀布局服務(wù)；第二類是建筑物三維數(shù)據(jù)，這是城市最主要組成部分，也是人們最關(guān)注的部分，人們希望在三維模型里能夠?qū)ㄖ镞M(jìn)行查詢、分析，甚至能夠管理到建筑物內(nèi)部空間組成，利用其查詢、分析功能同其它專題屬性信息進(jìn)行鏈接。

三維數(shù)據(jù)采集的一般流程如圖1：

2城市三維地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為更好的將城市三維地理新系統(tǒng)應(yīng)用于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和輔助決策，下面將詳細(xì)闡述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及主要功能.

2.1城市三維地理信息系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)可分為三個(gè)主要層次，如圖2所示：

2.1.1數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包含了城市三維地理信息系統(tǒng)中所需的所有二維基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫、三維城市模型數(shù)據(jù)庫和場(chǎng)景中所需的小品模型數(shù)據(jù)，由于系統(tǒng)三維場(chǎng)景包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容較多，為了優(yōu)化模型，加快三維場(chǎng)景的加載速度和瀏覽的流暢度，通常把場(chǎng)景中所需的模型進(jìn)行優(yōu)化處理后，并按照一定的層次結(jié)構(gòu)組織成三維場(chǎng)景，供三維地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)調(diào)用。

2.1.2業(yè)務(wù)邏輯層

該層負(fù)責(zé)系統(tǒng)中的三維場(chǎng)景瀏覽、熱點(diǎn)區(qū)域定位、屬性查詢、三維場(chǎng)景的飛行與漫游、三維量測(cè)、規(guī)劃分析、后臺(tái)數(shù)據(jù)調(diào)用等功能。

2.1.3應(yīng)用層

應(yīng)用層是用戶與系統(tǒng)的接口，通過系統(tǒng)客戶端直接瀏覽三維場(chǎng)景及調(diào)用系統(tǒng)功能模塊。

2.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括了三維場(chǎng)景操作、熱點(diǎn)區(qū)域定位、三維飛行、虛擬三維景點(diǎn)游覽、屬性查詢、三維量測(cè)和三維規(guī)劃分析功能：

（1）三維場(chǎng)景操作：主要包括了三維場(chǎng)景的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、漫游等場(chǎng)景操作功能以及三維對(duì)象的選擇功能，該模塊是整個(gè)系統(tǒng)最為基礎(chǔ)的模塊。

（2）熱點(diǎn)區(qū)域定位：主要為了用戶能方便快速地定位到達(dá)場(chǎng)景內(nèi)某些感興趣區(qū)域，簡化用戶操作。

（3）三維飛行：該模塊是將預(yù)先設(shè)定的飛行路徑，按照一定的速度和飛行高度自動(dòng)瀏覽場(chǎng)景。

（4）虛擬三維景點(diǎn)游覽：該功能模塊是讓用戶以第一人稱視角進(jìn)入場(chǎng)景，讓用戶身臨其境的感受三維虛擬景點(diǎn)。

（5）屬性查詢：該功能模塊主要用于根據(jù)場(chǎng)景中建筑物、道路和興趣點(diǎn)的屬性值，快速定位和查找相應(yīng)地物。

（6）三維量測(cè)：主要用于系統(tǒng)三維場(chǎng)景中空間距離、水平距離、垂直距離、平面面積、地表距離和地表面積量算。

（7）三維規(guī)劃分析：主要包括通視分析、日照分析和規(guī)劃方案對(duì)比功能，主要用于輔助城市規(guī)劃設(shè)計(jì)。

3結(jié)論

城市三維地理信息系統(tǒng)的建立能夠全方位、直觀地給人們提供有關(guān)城市的各種具有真實(shí)感的場(chǎng)景信息。它綜合運(yùn)用GIS、遙感、遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和虛擬仿真等高科技手段，是對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策支持的技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)。城市三維地理信息系統(tǒng)提供給人們一種全新的城市規(guī)劃建設(shè)與管理和工作生活的理念與調(diào)控手段，能適應(yīng)并預(yù)測(cè)城市的變化，尤其是GIS的空間信息綜合處理能力與直觀表現(xiàn)能力，在處理城市復(fù)雜系統(tǒng)問題時(shí)，能幫助人們更好地建市起全局觀念與模擬直觀感。因此對(duì)城市三維地理信息系統(tǒng)的研究不僅具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也是人們十分迫切需要解決的問題之一。

參考文獻(xiàn)

[1]劉學(xué)黨，伊堯國.基于WEB的城市三維地理信息系統(tǒng)構(gòu)建方法研究[J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006， 12（1）：9-13.

[2]萬劍華，潘正風(fēng)，李清泉.城市三維地理信息系統(tǒng)研究的幾個(gè)焦點(diǎn)問題[J].測(cè)繪通報(bào)，2002（7）：11-13.

第3篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；SOA；設(shè)計(jì)；功能

中圖分類號(hào)： G623.45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1.引言

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，簡稱為SOA），是一個(gè)將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過定義良好的接口和契約聯(lián)系起來的構(gòu)件模型[1]。其包含運(yùn)行環(huán)境、編程模型、架構(gòu)風(fēng)格和相關(guān)方法論等在內(nèi)的一整套新的分布式軟件系統(tǒng)構(gòu)造方法和環(huán)境，涵蓋服務(wù)的整個(gè)生命周期有：建模-開發(fā)-整合-部署-運(yùn)行-管理。SOA以服務(wù)為核心，來實(shí)現(xiàn)的IT系統(tǒng)更靈活、更易于重用、更好（也更快）地應(yīng)對(duì)變化。

2.地理信息系統(tǒng)對(duì)面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的需求

隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍已經(jīng)逐漸從工程應(yīng)用轉(zhuǎn)向行業(yè)和社會(huì)化應(yīng)用，而地理信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合推動(dòng)GIS應(yīng)用擴(kuò)展到了各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域和廣泛的地理區(qū)域。由于長期以來地理信息系統(tǒng)在決策支持、信息交流、資源管理與評(píng)估、提高工作效率、節(jié)約資源等方面凸現(xiàn)的巨大優(yōu)勢(shì)，越來越多的組織開始使用地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其業(yè)務(wù)中與地理位置相關(guān)的信息處理和決策分析，因此對(duì)地理信息的開放式訪問的需求越來越大，用戶的要求也越來越復(fù)雜。

為了能夠?qū)⒌乩砜臻g信息和空間處理功能給企業(yè)內(nèi)部使用，并且達(dá)到節(jié)約資源，方便系統(tǒng)的集中管理、使用和擴(kuò)展的目的，則需要將桌面版的地理信息功能擴(kuò)展到服務(wù)器端，使得用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)訪問由Web Services提供的地理信息資源和功能，可以根據(jù)其接口的描述調(diào)用服務(wù)的功能，實(shí)現(xiàn)功能的集成與系統(tǒng)的快速構(gòu)建，節(jié)約大量的資源[2]。因此，設(shè)計(jì)基于SOA架構(gòu)的地理信息展示系統(tǒng)是相當(dāng)有必要的。

3.基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，將按照國家保密局和國辦的有關(guān)規(guī)范要求，從網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用安全兩個(gè)層面進(jìn)行統(tǒng)一的安全考慮，對(duì)系統(tǒng)中的用戶權(quán)限和角色進(jìn)行嚴(yán)格、合理的規(guī)定和劃分，對(duì)用戶身份進(jìn)行嚴(yán)格的審核、對(duì)用戶行為、基本信息單元的存取進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控與審計(jì)。具體的原則如下：

（1）開放性。軟件的發(fā)展將是連續(xù)的，系統(tǒng)提供開放的接口設(shè)計(jì)，保證未來系統(tǒng)擴(kuò)展及二次開發(fā)，以適應(yīng)客戶需求的變化與發(fā)展。

（2）安全可靠性。系統(tǒng)采用成熟和應(yīng)用廣泛的技術(shù)平臺(tái)，加上完善的安全設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（3）標(biāo)準(zhǔn)性和先進(jìn)性。軟件采用的技術(shù)，將在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)保證其發(fā)展能力，并具有良好便捷的升級(jí)能力，選用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品、應(yīng)用軟件均具有先進(jìn)性及成熟的技術(shù)與產(chǎn)品。同時(shí)注意采用多種國家標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性和安全性。

3.2.SOA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

（1）開放式集成。采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)，地理信息的部署可以不管其它子系統(tǒng)使用什么開發(fā)語言，也不管這些子系統(tǒng)分布在互聯(lián)網(wǎng)的哪些地方。只要根據(jù)其提供的Web Service接口，地理信息展示系統(tǒng)根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求向這些接口發(fā)出http請(qǐng)求，快速得到響應(yīng)結(jié)果，然后把返回信息動(dòng)態(tài)地組合在一張地圖上，全面呈現(xiàn)給用戶。

（2）縱向多級(jí)、橫向網(wǎng)格。采用SOA面向“服務(wù)”的設(shè)計(jì)思想，地理信息展示平臺(tái)的分布式數(shù)據(jù)管理體系將有很大的改進(jìn)。采取跨平臺(tái)的“縱向多級(jí)、橫向網(wǎng)格”的組網(wǎng)方案，在每一級(jí)服務(wù)器之間、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的連接采用了“松耦合”方式。同時(shí)，把“進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作”變?yōu)椤罢?qǐng)求數(shù)據(jù)存取服務(wù)”，誰管理數(shù)據(jù)誰提供服務(wù)，從而解決網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)之間、父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間、不同平臺(tái)不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)庫不通的問題。此外，還可實(shí)現(xiàn)由不同操作系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)庫平臺(tái)、不同數(shù)據(jù)大小產(chǎn)生的“異構(gòu)數(shù)據(jù)庫”的增量更新與同步。

（3）組件化開發(fā)。在二次開發(fā)方面，地理信息展示系統(tǒng)向SOA轉(zhuǎn)化表現(xiàn)為采用全組件化的二次開發(fā)模式，而且組件細(xì)粒度更細(xì)。各種被定義的功能組件大都采用了標(biāo)準(zhǔn)的COM接口，在進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，可以使用Java，Dotnet和Domino等各種開發(fā)語言。通過面向“服務(wù)”的應(yīng)用開發(fā)框架模型以及更細(xì)粒度的組件，能夠簡單地定制將各種系統(tǒng)整合成一個(gè)有機(jī)的整體，降低開發(fā)成本。

4. 系統(tǒng)功能

4.1實(shí)現(xiàn)電子地圖功能

SOA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在地圖上進(jìn)行移動(dòng)、放大、縮小、測(cè)距等操作。支持地圖要素檢索與自動(dòng)定位，作業(yè)場(chǎng)所信息顯示，視頻信息顯示，地圖圖層控制，地圖標(biāo)簽標(biāo)注 ，地圖輸出，監(jiān)控目標(biāo)選擇與自動(dòng)定位 ，聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

4.2提供生產(chǎn)、氣象信息內(nèi)容

該系統(tǒng)提供的生產(chǎn)、氣象信息包括海上作業(yè)平臺(tái)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息、海上實(shí)時(shí)氣象信息、姿態(tài)采集信息。并嵌入國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心氣象預(yù)報(bào)信息。

4.3存有應(yīng)急資料

系統(tǒng)收集并整理了應(yīng)急指揮過程中所需要的相關(guān)資料文檔，并進(jìn)行統(tǒng)一的歸類分檔，建立統(tǒng)一的應(yīng)急資料支持?jǐn)?shù)據(jù)庫。

4.4支持臺(tái)風(fēng)預(yù)警

在海圖上直觀的展現(xiàn)臺(tái)風(fēng)運(yùn)行軌跡,為海上作業(yè)人員提供準(zhǔn)確直觀的臺(tái)風(fēng)運(yùn)行信息。下圖是臺(tái)風(fēng)“紅霞”迅速從南海北部海域，向內(nèi)陸移動(dòng)的路徑及影響范圍。如圖4所示。

4.5具有防碰撞預(yù)警和海上輔助搜救功能

為了避免海上船只與平臺(tái)之間的碰撞事故，在每個(gè)海上平臺(tái)安全距離以內(nèi)，如果進(jìn)入該區(qū)域的船舶當(dāng)航速大于X節(jié)且真航向靠臺(tái)時(shí)，發(fā)生預(yù)警，避免海上平臺(tái)碰撞安全事故。而當(dāng)發(fā)生海難及危險(xiǎn)事故時(shí)，本系統(tǒng)可以直觀反映在事故現(xiàn)場(chǎng)周圍的船只或平臺(tái)，以便最快最有效的組織救援力量。

4.6輔助決策與指揮功能

輔助決策與指揮提供的數(shù)據(jù)有：電子地圖信息，顯示二、三維數(shù)據(jù)或模型，如圖5所示；SADA等生產(chǎn)數(shù)據(jù)；數(shù)學(xué)模型；歷史資料庫；資源的快速查詢，用于及時(shí)聯(lián)系和調(diào)配搶修資源；路徑分析；報(bào)告及存檔等。

5.結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)目前對(duì)于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)來說是一種非常有價(jià)值的技術(shù)。通過桌面地理信息系統(tǒng)和服務(wù)器端的地理信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)、工作流、功能等的服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)共享，以Web Services的形式給GIS行業(yè)以及非GIS行業(yè)的用戶提供非常專業(yè)的地理信息和空間分析功能，節(jié)約資源，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和開放性，幫助各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)地理信息的瀏覽與基于空間位置的分析，提供決策支持，并且通過降低GIS行業(yè)的開發(fā)和應(yīng)用門檻，拓寬GIS的應(yīng)用市場(chǎng)，使GIS在各行各業(yè)逐漸普及，為大眾所接受，為人民生活提供更多的決策支持。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：城市，GIS，控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)

 

0.前言

現(xiàn)代城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)項(xiàng)目是在城市地理信息系統(tǒng)(UGIS)技術(shù)得到極大發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域不斷深入的背景下產(chǎn)生的。UGIS自產(chǎn)生以來就一直扮演著對(duì)推動(dòng)城市發(fā)展最具影響力的角色，發(fā)展至今，己經(jīng)相當(dāng)成熟?，F(xiàn)階段，世界各國都把發(fā)展數(shù)字城市和UGIS作為未來社會(huì)最有發(fā)展前途的戰(zhàn)略來抓。為此，各大城市就不得不大力發(fā)展城市地理空間基準(zhǔn)控制信息管理信息系統(tǒng)。在這樣一個(gè)大背景下，原先落后的城市控制測(cè)量成果信息系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代城市發(fā)展的需要。開發(fā)適應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展的控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)勢(shì)在必行。

1.城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)分析

城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)作為城市地理信息系統(tǒng)的一部分，必然具有一般GIS軟件的共性，同時(shí)也具有自己的特性。本系統(tǒng)是在大量調(diào)查研究現(xiàn)行的城市控制測(cè)量成果的基礎(chǔ)上，按照軟件工程的一般步驟及過程，即系統(tǒng)調(diào)查、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)等來進(jìn)行開發(fā)的。

1.1系統(tǒng)開發(fā)背景

城市控制測(cè)量成果信息是城市規(guī)劃的基礎(chǔ)，是城市發(fā)展的源泉。過去中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)落后，城市發(fā)展緩慢，而現(xiàn)在隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，城市也在飛速發(fā)展。然而，由于地理區(qū)域、國家政策、人文素質(zhì)等因素的影響，使現(xiàn)代城市發(fā)展水平參差不齊，這種差別的主要原因就在于城市信息化管理水平不同。城市各類專題地理信息系統(tǒng)(如地下管線、電力、水利、交通等)不完善，是城市發(fā)展緩慢的原因之一。其中城市測(cè)量成果信息化管理水平低是眾多因素中影響最大的一個(gè)，因?yàn)樗浅鞘械乩硇畔⑾到y(tǒng)所有子系統(tǒng)的公共基礎(chǔ)。城市控制測(cè)量成果為諸如城市規(guī)劃、小區(qū)建設(shè)等的專題城市地理信息系統(tǒng)提供“數(shù)字化”控制基礎(chǔ)。城市控制測(cè)量成果信息系統(tǒng)的完善必然會(huì)促進(jìn)整個(gè)城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)，最終為城市發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

目前，計(jì)算機(jī)組件化技術(shù)的發(fā)展己進(jìn)入成熟階段，各行業(yè)都以此為契機(jī)，爭先推出領(lǐng)域內(nèi)各種以“組件化”為特色的軟件產(chǎn)品。其中，組件式GIS也正處在火熱發(fā)展之中，到目前為止已經(jīng)取得一定成效。ComGIS也為開發(fā)高效的城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)提供了良好的技術(shù)平臺(tái)。本文就是在對(duì)目前我國城市控制測(cè)量成果儲(chǔ)備現(xiàn)狀分析和研究的基礎(chǔ)上，以MO為平臺(tái)，開發(fā)了基于ComGIS的城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)。

1.2系統(tǒng)功能分析

系統(tǒng)功能分析是系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容之一，系統(tǒng)功能是系統(tǒng)的靈魂。。經(jīng)過調(diào)查、分析和討論，確定了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能。該城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)是圍繞城市控制測(cè)量成果展開的，主要實(shí)現(xiàn)了城市控制測(cè)量成果及背景數(shù)據(jù)的查詢、分析、更新、維護(hù)以及不同坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等功能。本系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)的功能模塊如下:

圖1城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖

2.城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)是城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)開發(fā)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，本文包括的內(nèi)容有:界面設(shè)計(jì)、軟硬件配置、功能設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫詳細(xì)設(shè)計(jì)等等，在實(shí)際的應(yīng)用中，為了保證管理信息系統(tǒng)的開發(fā)質(zhì)量、降低開發(fā)成本、提高系統(tǒng)開發(fā)的成功率，必須借助于正確的開發(fā)策略和科學(xué)的開發(fā)方法。本系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計(jì)是完全按照現(xiàn)代系統(tǒng)軟件工程的思想和規(guī)則進(jìn)行的。

2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的目的是回答“系統(tǒng)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)”的問題，主要任務(wù)是劃分出組成各物理元素的構(gòu)成、聯(lián)系及其定義描述，并且根據(jù)系統(tǒng)確定的應(yīng)用目標(biāo)—滿足城市規(guī)劃和城市建設(shè)需要，配置適當(dāng)模型和適當(dāng)?shù)挠病④浖?，以確定計(jì)算機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，然后結(jié)合應(yīng)用目的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，最后作出相應(yīng)的規(guī)定。

2.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的方法和基本原則

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的方法主要是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)法。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)法是在設(shè)計(jì)過程必須嚴(yán)格按階段進(jìn)行，并預(yù)先規(guī)定好每個(gè)階段的任務(wù)，只有前一個(gè)階段的成果審定和檢驗(yàn)之后，才能開始下一個(gè)階段的工作，每一個(gè)階段都是按一定的準(zhǔn)則按部就班的逐一完成，同時(shí)，在系統(tǒng)建立之前就嚴(yán)格的定義和描述了用戶的需求。但是，由于GIS設(shè)計(jì)需求的不確定性特點(diǎn)，在分析階段應(yīng)用原型法確定了用戶的需求。是把系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)過程作為一個(gè)迭代過程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

2.1.2軟、硬件配置

⑴硬件配置

由于本系統(tǒng)管理成果不僅設(shè)計(jì)到大量的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，而且在實(shí)際的應(yīng)用中，還有可能會(huì)涉及到相當(dāng)?shù)谋尘皵?shù)據(jù)所依托的地圖原圖(如航測(cè)圖片等)，所以，對(duì)系統(tǒng)的硬件要求較高。

CPU: PIV 2.0G以上

內(nèi)存:128M及以上

硬盤:40GB

顯存:32M以上，建議用64M

操作系統(tǒng):Windows2000以上或Windows NT4.0以上版本

⑵軟件配置

1)數(shù)據(jù)庫軟件

城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)量大，用戶多，對(duì)系統(tǒng)的安全性要求高等特點(diǎn)。對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的帶有空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，它對(duì)后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有很高的要求。系統(tǒng)的安全可靠性，主要取決于它的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

Microsoft Access2000是一個(gè)功能很強(qiáng)但使用卻很簡單的多媒體關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。選用它作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)控制成果屬性數(shù)據(jù)是合適的。建庫時(shí)，所有文件都存儲(chǔ)在一個(gè)MDB格式的文件中。在VB環(huán)境下調(diào)用MDB格式文件非常方便，因?yàn)锳rcInfo默認(rèn)的格式就是MDB格式。

2)開發(fā)工具

本系統(tǒng)是利用VisualBasic 6.0和MapOb jects2. 2控件結(jié)合進(jìn)行開發(fā)的。VB是目前國際上最流行的開發(fā)工具之一。同時(shí)系統(tǒng)在開發(fā)時(shí)還考慮到系統(tǒng)的易推廣性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、兼容性等因素，綜合考慮后，選用了ESRI公司的系列組件技術(shù)的MapObjects2.2控件作為GIS開發(fā)的基礎(chǔ)控件。

2. 1. 3系統(tǒng)用戶界面設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)

GIS用戶界面是GIS用戶與GIS系統(tǒng)之間傳遞、交換信息的媒介，是用戶使用系統(tǒng)的綜合操作環(huán)境和與系統(tǒng)交互的唯一通道。在GIS設(shè)計(jì)中，GIS作為處理空間信息和可視化表達(dá)技術(shù)已經(jīng)真正融入了IT行業(yè)，用戶界面是IT人員與用戶溝通的橋梁，所以，用戶界面設(shè)計(jì)在GIS設(shè)計(jì)中占有非常重要的地位。另外，它的好壞也將直接影響到GIS產(chǎn)品的壽命。本系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的基本原則是以用戶為中心，采用深受用戶歡迎的Windows標(biāo)準(zhǔn)界面，并使用圖形操作化界面，充分考慮了用戶的能力和適應(yīng)性，力求做到在實(shí)際工作中，使本系統(tǒng)操作起來方便、簡單、一致，為用戶提供一個(gè)友好的圖形操作環(huán)境。本系統(tǒng)較多的采用了菜單式界面，它的特點(diǎn)是易于學(xué)習(xí)掌握，使用簡單，層次清晰，不需大量的記憶，利于探索式學(xué)習(xí)使用。

系統(tǒng)還專門設(shè)計(jì)了一個(gè)屬性窗口，停在屏幕的右側(cè)，是對(duì)系統(tǒng)操作的所有屬性信息完全通過此屬性窗口進(jìn)行顯示。這也是此城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的一大特色。

總之，系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，由菜單、工具欄、圖形區(qū)、數(shù)據(jù)視圖區(qū)、區(qū)域?qū)Ш絽^(qū)和狀態(tài)欄組成，界面友好，簡單易用。

2.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.2.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要求

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求:

1)應(yīng)對(duì)大量的數(shù)據(jù)體用非冗余結(jié)構(gòu)予以定義，能為不同用戶使用;

2)在插入、修改和刪除數(shù)據(jù)元素時(shí)，數(shù)據(jù)元素的結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系和從屬性應(yīng)保持不變;

3)應(yīng)用程序不依賴于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織方法和存儲(chǔ)位置，即數(shù)據(jù)獨(dú)立;

4)系統(tǒng)對(duì)庫中數(shù)據(jù)在邏輯意義上的正確性、有效性和兼容性，應(yīng)采取各種保護(hù)手段防止任何可能危及數(shù)據(jù)完整性的情況發(fā)生;

5)應(yīng)有一些輔助程序，用于數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、經(jīng)常性數(shù)據(jù)組織和必要時(shí)的數(shù)據(jù)庫恢復(fù);

6)應(yīng)便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立的寫入、修改、補(bǔ)充和刪除;

7)應(yīng)具有不斷擴(kuò)充和更新的能力;

8)具有對(duì)歷史數(shù)據(jù)的維護(hù)和處理的能力。

2. 2. 2空間數(shù)據(jù)建庫

空間數(shù)據(jù)庫是此城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)的核心，它具有通用數(shù)據(jù)庫的基本內(nèi)涵，是大量具有相同特征的數(shù)據(jù)集的有序集合，同時(shí)需要數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行管理，需要有數(shù)據(jù)查詢與瀏覽的界面等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的空間數(shù)據(jù)范圍非常廣，主要包括背景數(shù)據(jù)和控制測(cè)量成果數(shù)據(jù)兩部分。

2.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)源

系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)具體有居民地、單位名稱、測(cè)量控制點(diǎn)、公路、鐵路、水系、植被、境界、地理格網(wǎng)、其它等的地理信息，空間數(shù)據(jù)通過MapOb jects2. 2軟件進(jìn)行管理和維護(hù)，以圖層(layer)形式來體現(xiàn)。主要是指描述城市空間數(shù)據(jù)屬性信息的數(shù)據(jù)。關(guān)于測(cè)量控制點(diǎn)，地理空間數(shù)據(jù)庫僅包括ID號(hào)和X, Y兩項(xiàng)內(nèi)容;屬性數(shù)據(jù)庫即Access關(guān)系庫存放的是控制測(cè)點(diǎn)的屬性信息，如ID號(hào)、高程、點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)、類型、維護(hù)單位、創(chuàng)建日期、GB、等級(jí)等信息。本系統(tǒng)在空間數(shù)據(jù)表和屬性數(shù)據(jù)表中建立了一個(gè)相關(guān)聯(lián)的對(duì)象標(biāo)識(shí)識(shí)別碼(ID)，根據(jù)識(shí)別碼來判斷空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。。

圖2數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖

2.3系統(tǒng)測(cè)試

此城市控制測(cè)量成果管理信息系統(tǒng)是針對(duì)特定用戶的需求而開發(fā)建設(shè)的應(yīng)用型GIS系統(tǒng)，因此必須在實(shí)際運(yùn)行使用環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。。測(cè)試是利用人工或自動(dòng)方法來執(zhí)行和評(píng)價(jià)系統(tǒng)及其組成部分的過程，其目的是驗(yàn)證其是否滿足需求、符合設(shè)計(jì)要求，查看期望結(jié)果與獲得的結(jié)果之間有無差別。通過測(cè)試，每個(gè)模塊都很成功，表明該系統(tǒng)能滿足設(shè)計(jì)的要求。

結(jié)束語

隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市控制測(cè)量成果管理的信息量也會(huì)大大增加，傳統(tǒng)的城市控制測(cè)量成果管理方式已不能滿足現(xiàn)代化的需要，因此，有必要對(duì)控制測(cè)量成果進(jìn)行科學(xué)、合理、有效的組織和進(jìn)行動(dòng)態(tài)的采集、存儲(chǔ)、管理及利用?？刂茰y(cè)量成果涉及地理空間(圖形)數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、法律法規(guī)等，內(nèi)容多，處理過程復(fù)雜。采用以GIS技術(shù)和IT技術(shù)為核心的新技術(shù)、新方法對(duì)城市的控制測(cè)量成果信息進(jìn)行管理，是控制測(cè)量成果及其日常管理工作發(fā)展的趨勢(shì)和現(xiàn)實(shí)可行的選擇。

參考文獻(xiàn)

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第5篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:地理信息；校園管理；校園地理信息系統(tǒng)

引言

隨著信息技術(shù)的日新月異，以地理信息的收集、分析、處理、輸出等功能為主的GIS技術(shù)在城市建設(shè)規(guī)劃、環(huán)境資源利用、協(xié)調(diào)發(fā)展和決策支持等方面發(fā)揮巨大作用。校園地理信息系統(tǒng) (CGIS)用圖形、圖像數(shù)字信息來表現(xiàn)校園各種空間及屬性要素，為用戶提供各種校園信息的查詢、檢索和必要的空間分析、統(tǒng)計(jì)操作以及按不同用戶要求輸出相應(yīng)的專題要素，為校園的發(fā)展預(yù)測(cè)、規(guī)劃決策、科學(xué)管理提供可靠依據(jù)。

1 校園地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

1.1 校園地理信息的管理

CGIS的建立和應(yīng)用，可以從根本上改變校園大部分信息的人工管理狀態(tài)，如：學(xué)院綜合信息(校園全景、黨政機(jī)關(guān)、教學(xué)部門、后勤服務(wù)等)、學(xué)院各種教育資源信息(教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室、圖書館、學(xué)生宿舍等)、校園基礎(chǔ)設(shè)施信息(校園的各種建筑、道路、地下各種管線等)，通過獨(dú)立分層的方式對(duì)校園各種數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，不但能較強(qiáng)地體現(xiàn)出校園信息數(shù)據(jù)的地理屬性，而且使得信息的管理更加高效化、條理化。

1.2 校園信息的查詢檢索

CGIS的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含了校園的各種空間及屬性信息。這些信息可以以圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)表數(shù)據(jù)以及文字?jǐn)?shù)據(jù)等形式來反映。圖形數(shù)據(jù)是CGIS的基礎(chǔ)表現(xiàn)形式，主要通過校園的地形圖、建筑平面圖等形式表達(dá)校園地形、地物的空間分布；圖像數(shù)據(jù)主要以像片的形式表達(dá)各種校園信息；統(tǒng)計(jì)表數(shù)據(jù)以專題表格的形式表達(dá)各種統(tǒng)計(jì)信息；文字?jǐn)?shù)據(jù)以文字介紹的形式來表現(xiàn)信息。CGIS可以提供文字查詢、地圖查詢、圖像查詢以及教學(xué)資源、公共設(shè)施、校園管線等信息的查詢。

1.3在校園的發(fā)展規(guī)劃、決策支持、評(píng)價(jià)等方面的應(yīng)用

CGIS的主要作用應(yīng)是充分利用GIS的分析、處理、操作功能，為校園的發(fā)展規(guī)劃、決策支持、評(píng)價(jià)等快速而準(zhǔn)確地提供各種所需的圖、文、聲、像并茂的資料。校園地理信息系統(tǒng)可以為學(xué)校的施工建設(shè)及時(shí)提供準(zhǔn)確而現(xiàn)勢(shì)的各種資料，如：管線的位置、埋深、臨近管線的位置、橫斷面、縱斷面、長度等，以此數(shù)據(jù)進(jìn)行空間(包含、相交、緩沖區(qū))分析，從而減少因地下管線信息不明或不準(zhǔn)確而造成的各種損失。

2 校園地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

CGIS的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般利用系統(tǒng)工程分析法和有關(guān)結(jié)構(gòu)的概念，采用自上而下劃分功能子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)又劃分為多個(gè)功能模塊，然后自下而上逐步實(shí)現(xiàn)。CGIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各子系統(tǒng)的功能與要求介紹如下：

2.1 系統(tǒng)主界面

主界面提供CGIS的主菜單，負(fù)責(zé)調(diào)度以及協(xié)調(diào)運(yùn)行各子系統(tǒng)，設(shè)置系統(tǒng)的各種狀態(tài)。

2.2 空間數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)

空間數(shù)據(jù)庫是CGIS運(yùn)行的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫包括校園的有關(guān)教學(xué)資源、辦公資源、各種建筑、道路、基礎(chǔ)設(shè)施、地表景觀、地下管網(wǎng)等信息的地理圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等。CGIS空間數(shù)據(jù)庫的管理主要包括校園中各種數(shù)據(jù)的采集、整理、存儲(chǔ)、處理、查詢、檢索、更新、輸出等。

2.3 模型數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)建立、修改、查詢用于分析、規(guī)劃、決策的各種應(yīng)用模型。如：校園某一專題的分析預(yù)測(cè)模型、校園環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)模型等。

2.4 空間查詢檢索子系統(tǒng)

CGIS可以按不同的需求提供不同功能的信息查詢和簡單的分析統(tǒng)計(jì)。包括圖形屬性的雙向查詢，生成電子地圖并在屏幕上可視化處理，對(duì)校園綜合信息、教室信息、實(shí)驗(yàn)室信息、圖書館信息等某一專題要素的查詢以及對(duì)教室分布情況、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備情況、圖書館藏分布等進(jìn)行分析。能夠生成專題圖、直觀圖。查詢檢索是CGIS的一個(gè)重要部分。

2.5 空間分析子系統(tǒng)

空間分析子系統(tǒng)是CGIS的另一個(gè)重要部分，通過組合空間分析命令以回答有關(guān)空間現(xiàn)象問題，即對(duì)一個(gè)空間決策過程進(jìn)行模擬，以便用于系統(tǒng)的分析、預(yù)測(cè)和規(guī)劃，它以空間數(shù)據(jù)庫以及模型數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)?？臻g分析主要包括：最佳路徑分析、緩沖區(qū)分析、相交分析、網(wǎng)絡(luò)分析、統(tǒng)計(jì)分析等。

2.6 數(shù)據(jù)輸出與表達(dá)子系統(tǒng)

CGIS根據(jù)使用者提出的不同需求，采用屏幕顯示、繪圖、打印、立體模擬等方式表達(dá)給用戶。

3 校園地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)中的幾個(gè)問題

3.1 校園地理信息的分類與編碼

科學(xué)、規(guī)范地對(duì)校園地理信息進(jìn)行分類、編碼，能夠促進(jìn)CGIS的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，更好的發(fā)揮CGIS的功能。分類可以按不同方式來進(jìn)行，按地形、地物的不同構(gòu)成分為：點(diǎn)狀地物、線狀地物、面狀地物；可以按不同專題來分類：校園綜合信息專題、教學(xué)樓信息專題、學(xué)生宿舍信息專題等。校園地理信息數(shù)據(jù)量大，一般需要采用壓縮數(shù)據(jù)的編碼方式減少數(shù)據(jù)冗余，編碼應(yīng)盡量層次清晰，簡短明了。

3.2 校園地理信息系統(tǒng)用戶界面的開發(fā)

用戶界面是人機(jī)交互的接口，校園地理信息系統(tǒng)采用菜單驅(qū)動(dòng)的方式將各種類型、不同級(jí)別的數(shù)據(jù)有機(jī)地聯(lián)系起來。校園地理信息系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的原則是：友好方便，體現(xiàn)出用戶的需求，易于用戶操作和使用，符合校園教學(xué)管理等工作的特點(diǎn)和要求。純用戶化的界面可以根據(jù)不同用戶的需求來開發(fā)，用戶界面的開發(fā)包括菜單條、菜單、菜單項(xiàng)、對(duì)話框的開發(fā)與設(shè)計(jì)以及聯(lián)機(jī)文檔、幫助文件等。

3.3 校園地理信息系統(tǒng)應(yīng)用模型的開發(fā)與建立

校園地理信息系統(tǒng)除完善空間分析、空間操作功能外，還應(yīng)著力解決各種應(yīng)用分析模型（空間數(shù)據(jù)模型）的開發(fā)與建立，如：分析預(yù)測(cè)模型、優(yōu)化模型、比較模型等，提高系統(tǒng)的分析功能，快速完成各種分析、預(yù)測(cè)、規(guī)劃、決策。

4 校園地理信息系統(tǒng)的發(fā)展方向和前景

4.1 數(shù)據(jù)的采集與更新將與3S綜合集成技術(shù)相結(jié)合

CGIS要保持很強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性，一個(gè)很重要的方面就是數(shù)據(jù)的采集與更新。3S綜合集成技術(shù)作為實(shí)時(shí)、客觀獲取空間信息的新興技術(shù)手段，已成為GIS的重要數(shù)據(jù)來源。隨著3S綜合集成技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，在CGIS的設(shè)計(jì)建設(shè)當(dāng)中，應(yīng)將3S綜合集成術(shù)應(yīng)用其中，自動(dòng)、實(shí)時(shí)地采集各種校園信息，對(duì)空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，保持校園地理信息的現(xiàn)勢(shì)性。

4.2 三維(3D-CGIS)校園地理信息系統(tǒng)以及虛擬 (VR-CGIS)校園地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用三維(3D)技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)將校園地理空間在電腦中立體化顯示，可以使用戶有身臨其境的感覺，增加對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的認(rèn)知與了解。在預(yù)測(cè)與規(guī)劃當(dāng)中，還可以仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，預(yù)先體驗(yàn)感受，以便進(jìn)一步完善規(guī)劃方案。清華大學(xué)開發(fā)研制的“清華大學(xué)校園三維可視化場(chǎng)景”已初步實(shí)現(xiàn)了此項(xiàng)功能。CGIS與3D、VR技術(shù)相結(jié)合，必將促進(jìn)CGIS仿真與虛擬技術(shù)的發(fā)展。

4.3基于GIS和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的校園發(fā)展預(yù)測(cè)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是由大量簡單神經(jīng)元聯(lián)結(jié)而成的非線性復(fù)雜系統(tǒng)，具有并行分布處理、自組織、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和健全性與容錯(cuò)性等特點(diǎn)，在模式識(shí)別、方案決策、知識(shí)處理等方面具有很強(qiáng)的能力。把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以發(fā)揮各自信息處理方面的優(yōu)勢(shì)，能夠精確再現(xiàn)校園發(fā)展過程。將GIS技術(shù)和ANN技術(shù)相結(jié)合，建立校園用地轉(zhuǎn)換模型，可以對(duì)校園的用地進(jìn)行預(yù)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]工程勘察 地理信息系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)查詢

中圖分類號(hào)：P91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）27-0182-01

地理信息系統(tǒng)具有的主要功能與特征就是處理各種各樣的空間實(shí)體與空間關(guān)系。近些年來我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形處理技術(shù)發(fā)展非常迅猛，使地理信息系統(tǒng)普遍應(yīng)用在工程勘察中。而巖土工程的勘察設(shè)計(jì)關(guān)系到很多數(shù)據(jù)處理與圖件繪制以及自動(dòng)計(jì)算和輔助決策等相關(guān)工作，是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的工作，和地理信息系統(tǒng)具有的功能相吻合，可以在很大程度上提升工程勘察的工作效率與準(zhǔn)確性，同時(shí)還節(jié)省了人力與物力資源，具備非常大的運(yùn)用價(jià)值。

一、工程勘察過程中對(duì)于地理信息系統(tǒng)的需求

我國工程勘察過程中運(yùn)用地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)比較晚。在上世紀(jì)九十年代的后期，國家科學(xué)研究院與高等院校把地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)全方面引入到滑坡區(qū)域，并且進(jìn)行分析過后，使地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)可以在工程勘察過程中廣泛應(yīng)用，同時(shí)取得進(jìn)一步發(fā)展。與此同時(shí)還可以運(yùn)用教學(xué)法與層次分析法以及統(tǒng)計(jì)分析法和因子疊加法等多種方法。主要以地理信息系統(tǒng)相關(guān)軟件作為技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行工程勘察過程中易損性與危險(xiǎn)性以及分線評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行研究。因?yàn)楣こ炭辈炀哂蟹浅Ｃ黠@的特點(diǎn)，其大量數(shù)據(jù)和地理位置的關(guān)系非常密切。經(jīng)過很多的工程勘察實(shí)踐，可以比較深刻的體會(huì)出，要想在一定程度上提升工程勘察的質(zhì)量與效率，尤其是需要進(jìn)行宏觀決策時(shí)，很多和地理位置相關(guān)的數(shù)據(jù)是不可或缺的。比如說在對(duì)工程場(chǎng)地的復(fù)雜程度進(jìn)行勘察判斷時(shí)，就需要當(dāng)?shù)氐牡叵滤嚓P(guān)數(shù)據(jù)，可以運(yùn)用相關(guān)水位動(dòng)態(tài)的研究成果，但是其研究成果的相關(guān)數(shù)據(jù)僅僅能在地圖上進(jìn)行很好的反映與查詢。而在工程抗震分析與場(chǎng)地液化的判別過程中，也運(yùn)用了地震場(chǎng)地劃分與區(qū)別的研究成果，其中數(shù)據(jù)和地理位置之間的關(guān)系也是非常密切的，要想比較方便的進(jìn)行地理查詢與模擬簡歷場(chǎng)地周邊的工程勘察資料以及數(shù)據(jù)，也只能在地圖上得到有效地顯示[6]。因此，這樣就需要制定一個(gè)地理信息系統(tǒng)。

二、地理信息系統(tǒng)具有的特征

地理信息系統(tǒng)具有輸入與存儲(chǔ)以及檢索和分析，同時(shí)還具備顯示和地理位置相關(guān)的各種各樣特征的現(xiàn)代化信息計(jì)算機(jī)的輔助決策先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)，相關(guān)專家可以將更多的信息實(shí)行綜合分析與研究[1]。因?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)可以完善地把地理信息或者是其它相關(guān)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上比較直觀的展示出來，并且還可以對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行綜合分析與多種處理，非常符合專家對(duì)于信息全方面的需求，所以地理信息系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。相關(guān)學(xué)者曾經(jīng)通過地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，在三峽水利工程的勘察過程中應(yīng)用貢獻(xiàn)率方法，著重對(duì)三峽水庫中地層影響滑坡發(fā)育與斜坡斜度以及斜向進(jìn)行了研究，并且給出了三者之間具有的關(guān)系，也就是地層與坡度以及坡向都對(duì)坡度發(fā)育有著貢獻(xiàn)。

三、工程勘察過程中地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用

近些年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大量的建設(shè)項(xiàng)目關(guān)系到地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，進(jìn)而使工程勘察相關(guān)活動(dòng)在廣度與深度方面發(fā)展到非常大的規(guī)模，并且工程勘察相關(guān)資料還擁有比較高的持續(xù)應(yīng)用價(jià)值[2]?？墒谴嬖诘牟蛔闶?，每一個(gè)工程勘察企業(yè)所具備的勘察資料非常零散，在此種情況之下，把這一類原有資料進(jìn)行整合，會(huì)在一定程度上為整體研究與對(duì)所有區(qū)域中工程地質(zhì)具備的條件進(jìn)行評(píng)價(jià)提供非常有利的條件，同時(shí)還可以為巖土工程建設(shè)與工程項(xiàng)目規(guī)劃以及城市建筑等提供非常有利的指導(dǎo)。另外運(yùn)用地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)芏嗟乩頂?shù)據(jù)實(shí)行有效地管理，同時(shí)在一定程度上方便了地理空間信息的分析。因此，在工程勘察的過程中運(yùn)用地理信息系統(tǒng)成為未來的主要發(fā)展趨勢(shì)。

（一）地理信息系統(tǒng)在工程勘察中具有的作用

工程勘察設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)具備內(nèi)容復(fù)雜化與形式多樣化比較突出的特點(diǎn)，而以往的工程勘察設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足這類數(shù)據(jù)的需求[3]。但是地理信息系統(tǒng)恰恰可以很好地滿足這一類要求，將工程勘察數(shù)據(jù)的所有信息經(jīng)過高度集中形成空間實(shí)體與圖形圖像數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行管理。與此同時(shí)，地理信息系統(tǒng)還可以提供各個(gè)方面的信息支持，比較方便于建立決策系統(tǒng)和輔助評(píng)價(jià)系統(tǒng)，制定合理與科學(xué)的先進(jìn)分析模型以及設(shè)計(jì)模型。由于地理信息系統(tǒng)能夠支持可視化操作，就使工程勘察具備了可視化操作功能。另外地理信息系統(tǒng)還擁有拓?fù)浏B加與緩沖區(qū)分析以及數(shù)字地形分析等多種空間分析能力，具備的功能非常全面，進(jìn)而為制定合理的輔助決策模型以及評(píng)價(jià)分析模型在一定程度上提供了比較好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)地理信息系統(tǒng)還擁有非常好的數(shù)據(jù)采集能力和數(shù)據(jù)處理能力，可以為工程勘察提供更為優(yōu)質(zhì)與更為廣泛的具體信息數(shù)據(jù)。

（二）地理信息系統(tǒng)具備的結(jié)構(gòu)與查詢功能

在工程勘察的地理信息系統(tǒng)之中，模擬建設(shè)工程周圍的地質(zhì)情況與每年最高水位以及地震場(chǎng)地類別等相關(guān)數(shù)據(jù)是和地理位置密切相關(guān)[4]。在地理信息系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，如果想要調(diào)用知識(shí)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，可以在地理信息系統(tǒng)中直接開啟CITYSTAR圖形查詢模塊CITYSTAR-VIEW。經(jīng)過對(duì)地圖進(jìn)行放縮與平移，能夠比較快找到想要查詢的位置，選取想要查詢的涂層，并且在對(duì)應(yīng)的地理位置上單擊鼠標(biāo)，就可以顯示出和該圖層息息相關(guān)的信息。

圖形編輯模塊指對(duì)地理信息系統(tǒng)里面的背景地圖與專題地圖進(jìn)行圖形編輯和屬性庫編輯以及制定拓?fù)潢P(guān)系等相關(guān)任務(wù)[5]。其中包含對(duì)圖形實(shí)行圖層編輯與屬性庫編輯以及拓?fù)渚庉嫼蛨D幅編輯等諸多功能，能有運(yùn)用數(shù)字化投影儀與鼠標(biāo)實(shí)行點(diǎn)、線與多邊形等線管圖形元件的輸入。而專題制圖模塊能夠?qū)D形中線性與顏色以及圖例等相關(guān)屬性實(shí)行編輯，如圖1所示。

結(jié)束語：

工程勘察的設(shè)計(jì)工作未來發(fā)展趨勢(shì)就是處理流程實(shí)現(xiàn)一體化，而對(duì)于地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)在工程勘察設(shè)計(jì)中的一體化，主要是把各個(gè)CAD工種之間與工程勘察設(shè)計(jì)以及地理信息系統(tǒng)之間，進(jìn)行緊密的聯(lián)系。從而制定一個(gè)一體化先進(jìn)勘探系統(tǒng)，在一定程度上促進(jìn)了工程勘察設(shè)計(jì)進(jìn)一步現(xiàn)代化，提升單位的競(jìng)爭力，從而使企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，提升生產(chǎn)效率。

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第7篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

>> 基于統(tǒng)一事件模型的軟件通信框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于GTest和GMock的企業(yè)開發(fā)軟件測(cè)試框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于MEF的軟件可復(fù)用框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于關(guān)鍵字的自動(dòng)化軟件測(cè)試框架設(shè)計(jì) 基于插件技術(shù)的油藏模擬軟件底層框架設(shè)計(jì) 基于開源Leaflet的WebGIS客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于BSC的央企風(fēng)險(xiǎn)控制框架設(shè)計(jì) 基于SOA架構(gòu)的WCF框架設(shè)計(jì) 基于云計(jì)算的醫(yī)院智能系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 基于SOA的企業(yè)應(yīng)用集成框架設(shè)計(jì) 基于SAP2000軟件的鋼井架設(shè)計(jì) 監(jiān)控使能的軟件編程框架設(shè)計(jì)分析 Web軟件系統(tǒng)開發(fā)框架設(shè)計(jì)在MVC模式的實(shí)現(xiàn) 軟件自動(dòng)化測(cè)試框架設(shè)計(jì)與實(shí)踐 基于WebGIS的校園功能設(shè)計(jì) 基于開源WebGIS的廣西沙化土地監(jiān)測(cè)信息共享系統(tǒng)構(gòu)建 基于J2EE架構(gòu)的開源速成框架的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 基于開源框架的客戶關(guān)系管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于JAVA框架設(shè)計(jì)模式的學(xué)生交互系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于開源框架的個(gè)性化圖書借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：，2012.11.

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第8篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：GIS；ArcGIS;空間數(shù)據(jù)庫；Geodatabase；SDE

1.引 言

21世紀(jì)的城市必將有很大的發(fā)展，這對(duì)城市規(guī)劃、建設(shè)管理與服務(wù)提出了新的“四高”要求，即高起點(diǎn)的規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)、高效率的管理和高質(zhì)量的服務(wù)。同時(shí)也會(huì)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在城市規(guī)劃管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、市政建設(shè)、住宅產(chǎn)業(yè)、土地監(jiān)測(cè)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)難防治、小城鎮(zhèn)規(guī)劃與建設(shè)以及城市化與城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究制定的眾多方面，都將會(huì)出現(xiàn)許多亟待解決的問題。而這些問題的解決就需要建立完整的城市地理信息系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)目標(biāo)

在首要考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、適用性和易用性的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)速度和擴(kuò)充性。

我認(rèn)為現(xiàn)階段的江門市城市地理信息系統(tǒng)可以理解為建立在GIS平臺(tái)基礎(chǔ)上的、以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)管理和規(guī)劃管理為核心的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。

3. 設(shè)計(jì)思路

江門市城市地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，采用主流GIS平臺(tái)(ESRI系列產(chǎn)品)、大型數(shù)據(jù)庫(Oracle 11g)等基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)，充分考慮本系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)銜接、多源數(shù)據(jù)接口以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放性。對(duì)各種數(shù)據(jù)賦以屬性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，從而達(dá)到數(shù)據(jù)集成的目的[1]。

4. 技術(shù)路線

本系統(tǒng)的技術(shù)路線可以簡單地歸納為：采用面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法來規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用，采用標(biāo)準(zhǔn)的三層結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器端，應(yīng)用服務(wù)邏輯采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4.1系統(tǒng)開發(fā)模式

本系統(tǒng)是參照微軟Windows DNA三層結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)可以分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，它既可以位于專用的數(shù)據(jù)服務(wù)器，也可以與業(yè)務(wù)層在同一臺(tái)服務(wù)器上。MTS主要位于中間層，為業(yè)務(wù)組件提供了一個(gè)運(yùn)行和管理的統(tǒng)一環(huán)境，如圖 1 系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)所示。

圖1 系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)

在Forms層，隨著Fm20、DHTML的出現(xiàn)，已基本解決了前端界面表現(xiàn)的管理，而對(duì)于Storage+，也由于ADO以及OLE DB的出現(xiàn)而變成了現(xiàn)實(shí)[2]。

在中間業(yè)務(wù)層，COM+技術(shù)已經(jīng)成熟，它以系統(tǒng)服務(wù)的形式把原先散落的眾多技術(shù)綜合起來，并提供簡單的編程模型，以直接應(yīng)用層的編程接口為應(yīng)用程序提供服務(wù)。COM+是DNA結(jié)構(gòu)的核心，它將成為企業(yè)應(yīng)用或者分布式應(yīng)用的基本工具。

這種開發(fā)模式和應(yīng)用結(jié)構(gòu)保證了系統(tǒng)在微軟Windows操作系統(tǒng)下的良好應(yīng)用，系統(tǒng)在微軟提供的應(yīng)用框架基礎(chǔ)之上搭建本系統(tǒng)，在總體結(jié)構(gòu)中，我們提到的應(yīng)用定制，同時(shí)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)訪問與Forms綁定，通過ADO和OLE DB與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，從而完成由Forms+到Storage+的數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)通過HTML和XML的設(shè)計(jì)，形成系統(tǒng)在Internet上的前端應(yīng)用。

4.2 系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用Oracle 11g+SDE的技術(shù)組合基于Geodatabase的概念組織和管理數(shù)據(jù)，通過各種方式將空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。

客戶應(yīng)用定制和客戶應(yīng)用，利用Application Frame搭建整個(gè)程序的應(yīng)用框架，通過ArcEditor或Map Objects對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)更新和調(diào)用。

5數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)層主要討論空間數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)容、組織方式和存儲(chǔ)機(jī)制。

(1) 數(shù)據(jù)的內(nèi)容

(2) 數(shù)據(jù)的組織

(3) 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)機(jī)制

根據(jù)數(shù)據(jù)格式的不同采用不同的存儲(chǔ)機(jī)制。對(duì)于矢量數(shù)據(jù)采用SDE提供的GEODATABASE模型對(duì)數(shù)據(jù)建模，通過面向?qū)ο蟮募夹g(shù)將數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)的操作細(xì)化到具體的某一個(gè)空間實(shí)體。對(duì)于柵格數(shù)據(jù)本著“務(wù)實(shí)、可行”的原則采用先行的壓縮軟件和文件管理的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)[3]。

6數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

6.1數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)思想

利用ESRI SDE提供的全新的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型Multiuser GeoDatabase 對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，利用VB結(jié)合ArcGIS提供的COM接口ArcObjects作為開發(fā)平臺(tái)。

6.2數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)主要是根據(jù)數(shù)據(jù)的不同應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類組織。

(1)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成

(2)元數(shù)據(jù)組織

數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)如圖3.8數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)所示。

(3) 屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的連接

基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)是基本地理數(shù)據(jù)，只有內(nèi)部碼、分類碼、名稱等基本屬性。

(4) 時(shí)態(tài)GIS

由于環(huán)境的不斷改變，地理數(shù)據(jù)庫也需要不斷更新。

6.3數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)主要說明空間數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)機(jī)制，根據(jù)數(shù)據(jù)格式的不同，具體分為矢量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和柵格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

(1)矢量數(shù)據(jù)

① 矢量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

圖3數(shù)據(jù)庫子庫劃分

對(duì)于矢量數(shù)據(jù)從邏輯的角度來看，數(shù)據(jù)庫的邏輯層次是：數(shù)據(jù)庫、子庫、圖層、空間實(shí)體，而最終反映在ArcSDE中是GEODATABASE、FEATUREDATASET 、FEATURECLASS 、FEATURE。

② 實(shí)體連續(xù)無縫

(2) 柵格數(shù)據(jù)

柵格數(shù)據(jù)主要包括DOM、DRG這兩種數(shù)據(jù)。對(duì)于柵格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)有以下兩種方式：

① 利用文件管理結(jié)合壓縮軟件

文件管理是傳統(tǒng)的柵格數(shù)據(jù)管理方式，其優(yōu)點(diǎn)在于不需要額外的軟件支持，并且可以充分利用各種壓縮技術(shù)，節(jié)約存儲(chǔ)空間，不過其缺點(diǎn)也很明顯，如影像的安全機(jī)制不完備，不利于影像數(shù)據(jù)共享等等。

② SDE管理

將影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，通過SDE(Spatial Database Engneer空間數(shù)據(jù)庫引擎)進(jìn)行管理的方式是近年發(fā)展起來的方法， ESRI的ArcSDE支持影像管理模塊，但在影像壓縮、顯示速度方面還有許多不夠完善的地方，影像數(shù)據(jù)需要占用大量的存儲(chǔ)空間，并且瀏覽速度比較慢。因此，建議影像用文件方式管理。

7結(jié)論

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，可以大致歸納為五個(gè)方面：以數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)核心；先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理模式；靈活的應(yīng)用體系；開放的應(yīng)用結(jié)構(gòu)；定制的思想；主流的軟硬件平臺(tái)。下面進(jìn)行簡要地小結(jié)。

第9篇：地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】熱力網(wǎng) 運(yùn)行管理 地理信息系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TD327.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）35-057-01

集中供熱系統(tǒng)是一個(gè)包括熱源、熱力網(wǎng)、熱力站、熱用戶等的復(fù)雜系統(tǒng)。近年來隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大， 地上地下建筑物的不斷變更， 熱網(wǎng)的規(guī)模也越來越大， 結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜， 形式、種類也越來越多。熱力網(wǎng)的建設(shè)是一個(gè)漸進(jìn)過程， 必然存在新老熱網(wǎng)并存的現(xiàn)象， 給運(yùn)行管理帶來不便。特別是多熱源環(huán)形管網(wǎng)及直埋管道技術(shù)在集中供熱領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用， 在熱力網(wǎng)運(yùn)行管理上需要處理的信息量變得更加龐大， 運(yùn)行管理也變得越來越復(fù)雜。

我國的城市管網(wǎng)普遍存在資料不全、埋深情況復(fù)雜等問題。由于目前管網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜性和多變性， 利用傳統(tǒng)的手工管理、圖紙記錄、人為處理信息及手工經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)的方法很難滿足供熱系統(tǒng)的規(guī)劃、改擴(kuò)建及運(yùn)行管理的要求， 更不能滿足城市熱力網(wǎng)發(fā)展的需要。如何實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)、高效管理以及優(yōu)化設(shè)計(jì)， 解決運(yùn)行調(diào)節(jié)中存在的問題， 優(yōu)化參數(shù)就成了迫切需要解決的課題。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是為特定應(yīng)用目標(biāo)而建立的空間信息系統(tǒng)， 是在計(jì)算機(jī)硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下， 對(duì)有關(guān)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、輸入、存儲(chǔ)、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提取利用的技術(shù)系統(tǒng)。由于供熱系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，特別是大中型長距離熱力網(wǎng)，研究適合供熱系統(tǒng)的GIS技術(shù)勢(shì)在必行。國內(nèi)少數(shù)供熱企業(yè)已經(jīng)開始使用GIS技術(shù)對(duì)熱力網(wǎng)進(jìn)行管理。本文探討建立城市熱力網(wǎng)專題地理信息系統(tǒng)的過程和應(yīng)注意的問題。

一、城市熱力網(wǎng)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建的一般過程

城市供熱地理信息系統(tǒng)作為一種專題地理信息系統(tǒng)，有著自身的特點(diǎn)。它需要建立在一定的GIS軟件平臺(tái)之上，同時(shí)還要滿足供熱系統(tǒng)的運(yùn)行管理需要。熱力網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建一般可按以下步驟進(jìn)行。

1. 確定GIS 軟件平臺(tái)

合適的平臺(tái)是一個(gè)專題地理信息系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。專題地理信息系統(tǒng)的GIS軟件平臺(tái)應(yīng)具有開放性， 易于定制并具有較強(qiáng)的二次開發(fā)功能。開發(fā)的供熱專業(yè)的專題地理信息系統(tǒng)， 不但要具有傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)的功能， 而且要能在該平臺(tái)上構(gòu)造適合供熱專業(yè)的計(jì)算分析模型， 另外還要結(jié)合供熱部門的具體情況， 定制各項(xiàng)管理功能。一般來講， 應(yīng)選用二次開發(fā)功能較強(qiáng)的軟件，平臺(tái)選擇要作廣泛的調(diào)查研究， 選擇性價(jià)比高、適用于供熱企業(yè)運(yùn)行管理的GIS 軟件。

2. 數(shù)據(jù)庫的搭建

城市熱力網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源可概括為兩類， 一類是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 包括城市基礎(chǔ)地形圖和用于反映地形、標(biāo)高、交通、水系、境界、房屋和人口等信息的屬性數(shù)據(jù)資料； 另一類是與供熱系統(tǒng)相關(guān)的專題數(shù)據(jù)， 包括熱力管網(wǎng)及熱源、熱力站等熱力設(shè)施的空間數(shù)據(jù)及相關(guān)專業(yè)技術(shù)信息、運(yùn)行記錄等屬性數(shù)據(jù)。

對(duì)上述數(shù)據(jù)的收集整理是建庫的基礎(chǔ)， 為保證數(shù)據(jù)精度、適用性、可擴(kuò)充性， 城市地形圖一般選用測(cè)繪部門提供的大比例電子地形圖， 對(duì)于沒有電子地形圖的地區(qū)， 可以采用紙質(zhì)地形圖掃描矢量化， 有些GIS平臺(tái)提供自動(dòng)、半自動(dòng)掃描矢量化的功能。熱力系統(tǒng)專題數(shù)據(jù)（主要是熱力網(wǎng)數(shù)據(jù)） 的獲取有三種方式： 外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)、施工圖矢量化和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)是將外業(yè)測(cè)量成果在GIS軟件平臺(tái)上直接形成空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)， 方便準(zhǔn)確， 但是成本較高； 施工圖矢量化是采用對(duì)紙質(zhì)施工圖掃描矢量化， 數(shù)據(jù)精度主要由底圖質(zhì)量和數(shù)據(jù)錄入人員控制； 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是將CAD等電子格式數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換， 生成熱力系統(tǒng)專題數(shù)據(jù)。對(duì)所有屬性數(shù)據(jù)應(yīng)分類整理， 并與空間數(shù)據(jù)掛接。

3. 基于GIS 的專業(yè)模型的建立

城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了城市資源的靜態(tài)管理、城市動(dòng)態(tài)模擬、檢測(cè)及可持續(xù)能力建設(shè)的階段。早期的城市供熱地理信息系統(tǒng)只滿足靜態(tài)管理， 與專業(yè)計(jì)算模型結(jié)合的很少， 而要實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬和決策支持， 必須在GIS平臺(tái)上建立適合供熱專業(yè)的數(shù)學(xué)模型， 特別是水力計(jì)算模型。到目前為止， 還沒有完全適合供熱專業(yè)的專題地理信息系統(tǒng)， 必須在GIS 軟件系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。將GIS 軟件的拓?fù)渥R(shí)別、空間分析功能與圖論和面向?qū)ο蠹夹g(shù)結(jié)合， 可以實(shí)現(xiàn)熱力管網(wǎng)的自動(dòng)建網(wǎng)、自動(dòng)更新。一些GIS軟件對(duì)網(wǎng)文件或線文件具有識(shí)別功能， 利用這一功能， 取出各管段（網(wǎng)段） 的起止節(jié)點(diǎn)， 即連接關(guān)系， 形成整個(gè)管線的拓?fù)潢P(guān)系， 然后搜索熱力系統(tǒng)設(shè)備， 如熱源、熱力站、熱用戶、管路附件等設(shè)施與管段節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系， 最后將管線、熱力系統(tǒng)設(shè)備、管路附件等設(shè)備的屬性賦為管網(wǎng)圖類的權(quán)值或成員變量， 對(duì)管網(wǎng)圖類進(jìn)行封裝， 形成水力計(jì)算需要的關(guān)聯(lián)矩陣、基本回路矩陣， 計(jì)算管段比摩阻、流速、阻力數(shù)、阻力損失以及選擇管徑等。水力計(jì)算的方法可以采用流量法或節(jié)點(diǎn)法， 這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)， 一般設(shè)計(jì)計(jì)算采用流量法， 工況計(jì)算采用節(jié)點(diǎn)法較方便。對(duì)管網(wǎng)拓?fù)浼盁崃ο到y(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)建網(wǎng)， 不僅準(zhǔn)確、快捷， 還可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化布線， 提高熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。同時(shí)， 當(dāng)熱力系統(tǒng)需要改建、擴(kuò)建時(shí)， 可以直接在該系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。

4. 用戶界面及管理功能定制

用戶界面應(yīng)方便友好， 易于操作。功能與管理信息系統(tǒng)MIS基本相似， 同時(shí)由于GIS軟件具有對(duì)圖形信息、地理坐標(biāo)的處理能力， 可以實(shí)現(xiàn)空間信息和屬性的互動(dòng)， 使基于GIS的供熱系統(tǒng)管理更加豐富多彩。其基本功能包括： ①瀏覽功能。對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)圖形（空間數(shù)據(jù)） 的分層管理， 可以隱藏或顯示； 實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形數(shù)據(jù)的瀏覽、平移、放大、縮小及縮略圖顯示； 設(shè)定繪圖綜合的功能， 不同的顯示比例， 顯示不同的信息量， 提高運(yùn)行速度； 根據(jù)熱力網(wǎng)水力計(jì)算結(jié)果或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)模擬水流方向等。②查詢、統(tǒng)計(jì)功能。查詢功能是管理軟件的基本功能之一， 應(yīng)提供分類查詢、組合查詢、模糊查詢等查詢功能。統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)管線、管路附件、熱力站等熱力設(shè)備的分類統(tǒng)計(jì)、匯總等。在GIS軟件的基礎(chǔ)上， 查詢、統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以通過空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)反映出來， 使操作者一目了然。另外， 可以根據(jù)事故工況的模擬數(shù)據(jù)和閥件信息進(jìn)行關(guān)閥搜索、事故分析等。③文字圖形報(bào)表功能。提供給用戶定制各種文字報(bào)表的功能， 并應(yīng)具有打印功能。對(duì)供熱專業(yè)來說， 還要提供水壓圖、橫剖面圖、縱剖面圖、熱負(fù)荷延續(xù)圖、調(diào)節(jié)曲線圖等。④圖形輸出功能。按比例、分幅輸出地形圖、管網(wǎng)圖等。許多GIS 軟件都提供了強(qiáng)大的圖形輸出功能和接口， 可以按照用戶的需要進(jìn)行工程輸出。

5. 運(yùn)行管理

長距離熱力網(wǎng)運(yùn)行管理是是供熱部門最關(guān)心的問題。結(jié)合供熱專業(yè)技術(shù)與監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集SCADA系統(tǒng)，開發(fā)基于GIS技術(shù)的熱力網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、水力工況分析、優(yōu)化調(diào)度、熱網(wǎng)事故分析與處理等決策支持系統(tǒng)是熱力網(wǎng)地理信息系統(tǒng)亟待解決的問題。GIS技術(shù)為熱力網(wǎng)決策支持的專家系統(tǒng)提供了最好的平臺(tái)支持， 通過與專業(yè)的結(jié)合， 開發(fā)出適合供熱業(yè)的決策支持系統(tǒng)是完全可行的。

6. 數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)安全對(duì)數(shù)據(jù)庫的管理至關(guān)重要，特別是熱力網(wǎng)的管段數(shù)據(jù)與熱源、熱力站、管路附件等是相互關(guān)聯(lián)的，一個(gè)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤可能導(dǎo)致整個(gè)水力計(jì)算無法正常進(jìn)行， 在作必要的拓?fù)錂z查的同時(shí)，數(shù)據(jù)安全極為重要。不同的操作人員應(yīng)設(shè)置不同的權(quán)限，通過設(shè)定分級(jí)操作權(quán)限， 增加數(shù)據(jù)的安全性，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

二、結(jié)論

GIS技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，是代替?zhèn)鹘y(tǒng)管理的阻力模型。通過對(duì)建筑熱過程的模擬和通風(fēng)的計(jì)算，DeST實(shí)現(xiàn)了建筑熱環(huán)境和自然通風(fēng)的真正的耦合模擬。最后通過通風(fēng)模擬計(jì)算的實(shí)例，利用通風(fēng)模擬分析解決了幾個(gè)設(shè)計(jì)中的問題，說明通風(fēng)模擬在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制策略分析上的應(yīng)用，指出了建筑通風(fēng)模擬在實(shí)際中的應(yīng)用意義。

三、我院典型工程案例