地理信息论文（精品多篇）

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地理信息系统论文范文 篇一

关键词基础地理信息系统

一、引言

随着电子技术、计算机技术及现代测绘技术的发展，GPS技术给传统的大地测量技术带来了革命性的变化。数字摄影测量技术使传统的航测技术产生了根本的变革。以GIS、GPS、RS为代表的3S的技术给测绘业带来了前所未有的机遇和挑战。国家测绘局以发展数字化测绘技术为起点，以推广3S技术应用为龙头，先后在四川、北京、黑龙江、陕西、湖北、广东、海南等地建立七个数字化测绘技术生产示范基地，并将发展地理信息产业确定为测绘行业的发展方向和归宿，1995年底，国家基础地理信息中心正式成立，同时在原来技术工作的基础上，开始筹建国家基础地理信息系统。

**地区的GIS技术应用属全国较早的省份之一，北海市规划局、北海市土地局、南宁市土地局、柳州市规划局等均已建立或正在建设自己的地理信息系统。在测绘系统，3S技术应用起步虽然较晚，但经过各方面的共同努力，进步很快。以**测绘局为代表的数字化测绘生产技术已基本形成生产规模，GPS应用技术已比较成熟，**综合区情地理信息系统建设工作进展顺利，其它专题GIS技术开发与应用正在起步，数字摄影测量技术将在今后几年的1：5万、1：1万地形图更新建库工作中得到广泛应用。

测绘技术的发展，给测绘管理工作提出了新的课题。测绘行业管理、技术管理、生产管理、测绘产品（成果、资料）管理及对外提供服务等，无论从哪方面来说，传统的管理方法均不能满足现代技术发展的需要。形势的发展对基础地理信息提出了迫切要求。利用计算机技术、网络技术、办公自动化技术及GIS技术，建设**基础地理信息系统，必须提到议事日程。本文就有关问题提出作者的初步见解，以期抛砖引玉，引起讨论，推动此项工作的健康而又快速地发展。

二、**基础地理信息系统的构成

一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此，**基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。

2.1计算机硬件及网络环境

**基础地理信息系统将以**基础地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。

2.2软件环境

系统软件采用技术成熟、应用广泛的软件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及数据库管理软件。基础软件平台应选择国产软件，这对于将来的应用开发、数据安全及促进我国地理信息产业的发展均具有重要意义；在目前国产软件暂时不能满足要求的情况下，可先使用成熟的商业软件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保证数据将来能移植到国产软件平台。应用软件（数据采集、数据处理软件、图形图像处理等）宜采用成熟的国产化软件，如武汉测绘科技大学的数字摄影测量系统Virtuozo及测量平差软件包、中国测绘科学研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分应用软件自己开发，但要避免低水平的重复开发现象。

2.3技术标准体系

系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。

2.4管理体系

严格地说，**基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。

2.5数据库

数据库是系统的核心。**基础地理信息系统的数据库部分包括：

管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。

技术数据库：所有的技术标准、设计书、技术文档说明等。

1/25万数据库：是全国1/25万数据库的分库，包括地形、地名、数字高程模型、景观影象四个部分。

1/5万数据库。

1/1万数据库及基础数字地面高程模型。

1/5千数据库（重点地区）。

数字正射影像库。

大地测量成果数据库。

地名数据库。

境界数据库：包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等。

其它专题数据库：如综合区情地理信息系统(9202)专题等。

三、**基础地理信息系统的建设方针

**基础地理信息系统的建设拟本着“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的方针，综合利用地理信息系统（GIS）技术、办公信息系统（OIS）技术、计算机网络技术以及多媒体技术等技术手段，进行系统建设。同时，系统的建设要高起点并切合实际，以保证系统有较长的生命周期及良好的可扩展性。因此，该系统建设强调以下三个原则：

3.1实用性

确立以满足现代测绘管理工作为主要目标的思路。从实际出发，以解决实际应用问题为主，这样容易见效益，也使得系统自身能获得滚动发展和不断完善、扩充、更新的能力。

3.2先进性

当前，国内外地理信息系统技术应用已取得了一定的经验，因此，本系统的建设在技术方案、系统设计、运行管理等方面应具有一定的先进性，系统的开发建设应采用软件工程学所倡导的开发模式及最新的理论、技术和方法，系统的设计应采用可视化技术、数据流与控制流集成化、软件功能部件化等最新分析设计方法，同时，考虑到系统的发展完善，系统的软硬件配置将具有一定时期的先进性；另外对系统的运行管理要有较高的要求，以保证系统具有一定的先进性和较长的生命周期。

3.3可扩展性

根据客观情况，**基础地理信息系统的建设将是一个不断完善、逐步提高的长期发展过程，这样就要求系统具有较强的可扩展性。

事实上，**基础地理信息系统的建设已经有了一定的基础：**测绘局全局的数字化测绘生产已基本形成规模，计算机的使用已比较普遍，局属各单位基本上都建立了自己的局域网，各级领导对此已有一定的认识，1996年成立的**基础地理信息中心已经从整体上考虑这方面的有关问题。只要领导重视，各方面共同努力，此项工作会取得较快的进展。

四、须重点考虑的几个问题

**基础地理信息系统的建设，在技术方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的建设方针，系统建设工作可顺利开展。在实施过程中，须重点考虑如下几个主要问题：

4.1经费投入问题

系统建设需要大量的经费投入。一方面，**基础地理信息系统属于基础测绘项目，部分经费可从基础测绘经费中投入。另一方面，系统建设工作属科研项目，应投入部分科研经费。部分专题数据库建库经费可从专题经费中解决（如9202工程）。类似如地名数据库、境界数据库这样的专题建设费用可联合其它有关部门共同解决。

4.2管理问题

现代技术发展给测绘管理工作提出的挑战是不可避免的，与其被动地接受，不如主动地迎接。**基础地理信息系统的建设，必定给测绘局乃至测绘系统的行政管理、生产、质量管理、测绘成果管理等带来重大变化。如测绘成果提供方式由现在的模拟产品方式向数字化产品方式过渡，再如数字摄影测量技术将使现在航测生产方法彻底改变，在相当长的一段时期内，模拟测绘产品与数字化测绘产品并存等等，其中有一系列问题需要研究和探讨。

4.3人才问题

技术的发展和应用离不开高素质的技术人才。测绘行业过去一段时期人才流失比较严重。新技术的发展与应用一方面可锻炼和培养人才，另一方面可吸引人才，给技术人才以用武之地。

4.4数据版权问题

模拟的测绘产品版权问题较好解决。受法律不健全、法制观念淡薄等客观条件的影响，数字化测绘产品的版权问题亟待解决，因为数字化产品一经提供，可以轻而易举地进行复制。要解决这个问题，除了法律外，还需要制定一系列的管理规章制度，如“权威数据审查制度”，当项目设计者提交设计成果时，同时应提交所使用的基础数据的来源证明，以限制数据的非法使用。

4.5数据更新与数据版本管理问题

为满足国民经济建设的需要，必须定期更新数据，保持基础数据的现势性。数据更新后，历史数据仍须保存。因此必须建立一套有效的数据版本管理机制，确保有效数据能长期保存，又避免不必要的数据冗余。

地理信息系统论文 篇二

陈柳钦，湖南邵东县人，天津社会科学院城市经济研究所研究员，天津市知名青年学者，青年经济学家，产业经济、城市经济和城市金融问题专家。兼任教育部人文社会科学重点研究基地对外经济贸易大学中国WTO研究院特邀研究员，哈尔滨商业大学国际经济与贸易研究所研究员、经济学院教授，硕士研究生导师，哈尔滨理工大学客座教授，湖南科技大学商学院教授，天津理工大学经济管理学院硕士研究生导师，天津工业大学公共危机管理研究所特邀研究员，广西民族大学兼职教授。

摘要： “数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势，代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题，也是提高城市综合竞争力，促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力，它不再是一个技术性概念，而是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态。本文阐述了“数字城市”的内涵，并对“数字城市”建设的内容与框架进行了细致的探讨。

关键词： 城市 信息化 城市信息化 “数字城市”

中图分类号： F49

一、“数字城市”兴起的背景

1998年1月31日，时任美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的讲演中首次提出了“数字地球”的概念。戈尔指出：我相信我们需要一个“数字地球”,即一个以地球坐标为依据的、嵌入海量地理数据的、具有多分辨率的、能三维可视化表示的虚拟地球。详细地说，“数字地球”是指以地球为对象，以地理坐标为依据，具有多源、多尺度海量数据的融合，能用多媒体和虚拟现实技术进行多维的表达，具有数字化、网络化、智能化和可视化特征的虚拟地球。简单地说，“数字地球”是指数字化、信息化的地球。形象地说，“数字地球”是指整个地球经数字化后由计算机、数据库及通讯网络来管理的巨型信息系统。同时，“数字地球”也是全球定位系统、遥感、地理信息系统、宽带网络及虚拟现实等现代高科技的高度综合和升华，是当代科学技术发展的制高点。

1999年12月，来自20个国家的500余名科学家、工程师、教育学家、管理者及企业家汇聚北京，于“首届国际数字地球会议”召开之际发表了著名的《数字地球北京宣言》。宣言指出：21世纪是一个以信息和空间技术为支撑的全球知识经济的时代，强调综合全球对地观测系统、全球空间数据基础设施、全球导航与定位系统、地球空间信息基础设施及动态过程监控的重要性；认识到数字地球有助于回应人类面临的诸方面的挑战；倡议政府、科技界、企业等共同推动数字地球的发展；建议实施数字地球过程中，应优先考虑环境、灾害、资源、可持续发展与人类生活质量等方面。数字地球北京宣言的发表，标志着1998年戈尔提出数字地球概念后该领域在全球范围的正式推进。

随着信息技术的高速发展，互联网的普及、信息高速公路的建设、“数字地球”概念的提出和推广，全球掀起了一股强大的信息化浪潮。这股浪潮对世界各国的经济、政治、文化均产生了巨大的冲击，它使得一些传统的东西正在消逝，许多新事物、新现象层出不穷；它正在逐步改变人们的生产、生活方式及价值观念，促进人们进行新的社会变革。由于计算机技术的产生以及在各个科学领域的广泛应用，大大促进了网络技术、通信技术和空间分析技术等技术的发展，学科的相互交叉和技术的集成又不断地拓宽新的应用领域。信息技术与信息产业的发展已迈入了一个崭新的时代。这些先进的、改变城市功能的技术主要表现为：(1)高分辨率卫星遥感技术突飞猛进，极大地提高了地理信息获取和更新的能力；(2)宽带光纤和卫星通信为基础的互联网的迅速普及，极大地扩大了信息的通信交换能力；(3)分布式数据库和共享技术的发展，极大地提高了信息存储和管理能力；(4)仿真和虚拟技术的成熟，酝酿着信息应用技术领域的划时代变革。信息技术变革的大趋势必然深刻地影响到城市规划、建设和管理行业的信息技术应用领域。传统的城市规划、建设和管理不得不向“数字城市”靠近，并努力追寻“数字城市”的发展模式。

城市是社会经济要素高度集中的区域，是人类经济、政治和文化活动的中心，是人流、物流、资金流和信息流聚集和扩散的基地。进入21世纪，信息化进一步得到了广泛应用和高度渗透，信息技术正孕育着新的重大突破。信息资源日益成为城市发展的重要生产要素、无形资产和社会财富。同时，经济全球化是经济增长要素特别是技术、资本、人力资源、知识等诸要素，在资本追求经济效益最大化的利益驱动下所出现的全球性流动和组合，以至于国别经济和区域经济越来越多地被纳入了一体化的全球经济体系之中，人类社会经济发展的依赖性、互补性、关联性更为增强，各种商品在全球流通，为世界人类所共享。2000年6月5日～7日，联合国经济与社会事务部(UNDESA)和联合国开发计划署(UNDP)及亚太地区的城市市长参加的主题为“推动城市信息化，共创未来家园”的“亚太地区城市信息化高级论坛”,最后发表了《上海宣言》。该宣言指出，当今世界经济全球化已经成为人类社会发展的总趋势。信息化的程度和水平已经成为衡量一个城市经济社会发展综合实力和文明程度的主要指标。信息化正成为全球贸易、投资、资本流动和技术转移以及社会、经济、文化等一切领域发展的主要推动力。信息化建设将有利于促进人类的共同富裕和共同进步。加强对城市信息化的理解，推进城市信息化建设与合作，将成为城市发展的新主题和新动力。城市信息化的主要表现形式是“数字城市”的建设。从技术角度看，“数字城市”是城市信息化实现的技术基础，而且是城市信息化水平提高的一个重要特征。“数字城市”是社会信息化发展必然，是当今发达国家信息化发展的主要特征。全球信息化正在引发当今世界的深刻变革，重塑着世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局。全球信息化的出现使得互联网成为新世纪国人关注的热点，而“数字城市”则是热点中的焦点。

在戈尔于1998年9月首先提出了“数字化舒适社区建设”的倡议后，许多国家已经对“数字城市”开展了相应的工作。比如欧洲“数字城市”(EDC)中的虚拟赫尔辛基很有特色，3D界面是其一个非常重要的组成部分。日本的“数字京都”(DCK)项目始于1998年10月，目的是使其成为京都的社会信息主干，其设计思想是真实和活动。“真实”是指该“数字城市”是为实际的用户服务的，而不是虚拟城市；“活动”是“数字城市”中的数据采集于现实的动态数据。“数字京都”中的新技术开发，处于国际领先地位。新加坡提出了“智能城市”的设想，为国民提供一个综合业务数字网和异步数字用户专线，将新加坡90%的家庭连接在一起，实现“网上生存”的梦想。随后，一些发展中国家也纷纷制定城市信息化发展政策，这些信息化城市或地区统一命名为“数字城市”。在国内，近十多年来，深圳、北京、海口、济南、广州等城市和国内著名科研院校相继建立了一批专业数据库和应用开发系统，为“数字城市”的研究积累了经验和数据。“数字城市”已成为我国各主要地、市进入21世纪后，在新的时代背景、经济背景、技术背景下，运用并发展空间技术、信息技术、网络技术，最终将其集成并渗透到现代城市生活方面的一项重要的标志性建设。

目前，“数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势，代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。深入开展“数字城市”的研究，积极推进“数字城市”的建设，无论是对当前，还是对未来城市发展，都具有十分重要的意义。

二、“数字城市”的内涵

由于“数字城市”是一个正在发展演变的概念，人们对它至今没有统一和权威的解释，存在很多的争论和思考。

台湾学者林峰田(1999)认为，“数字城市”是一项从人员组织、经费、法令、土地使用等各种配合条件，到包括硬件、软件和科技在内的基础设施，再到数据资料及其应用服务，直至社会文化五个层面的多层结构的城市大系统，他提出理想的“数字城市”应能达到三个目标：第一，有效支援城市产业发展，提高城市竞争力；第二，满足市民日常的交通、购物、娱乐、休闲、安全、教育、医疗等需求，保障市民知与言的权利；第三，创造地方特色自主意识的网络文化。

承继成(2000)认为，信息化是指数字化、网络化和智能化的全部过程。因此，信息化城市，也可以叫“数字城市”(或数码港)、网络城市和智能城市。俞正声(2000)认为，所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样，是对城市发展方向的一种描述，是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。这将是世纪之交最重要的技术革命，将深刻改变人们习惯的工作方式、生活方式甚至风俗习惯和思维方法。宋建元等(2001)认为，“数字城市”即城市数字化，是指充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代科学技术，对城市基础设施和与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系。郝力(2001)认为，从信息化广义角度看，“数字城市”即是空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统。“数字城市”是物质城市在信息世界的反映和升华。从城市规划、建设和管理的狭义角度看，“数字城市”可概括为“43VR”,即地理数据4D化；地图数据三维化；规划设计VR(Virtual Reality,虚拟现实)化。地理数据4D化指城市空间基础地理信息数据库包括数字线划图(DLG)、数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像地图(DOM);地图数据三维化指地图数据由现在的二维结构转换为三维结构；规划设计VR化指规划设计和规划管理在4D数据、三维地图数据支撑下，将现有的二维作业对象和手段升级为三维和VR结合的作业对象和手段。

杨开忠、沈体雁(2001)认为，一般所指的“数字城市”是以3S技术和互联网技术为支撑的城市空间信息运行系统，是一个包括城市空间信息运行机理、空间信息运行技术系统、空间信息服务与产业体系和社会文化在内的多层框架。也就是说，“数字城市”工程建设要在城市空间信息认知机制和资源配置机制的作用下，采用数字化的空间信息技术手段对作为物质实体的城市系统，特别是对与地理空间相关的经济社会现象进行数字化重现和虚拟，从而促进人们对城市的认识，规划建设和管理，进而促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅与协调，提高城市竞争力和市民生活质量。赵燕霞、姚敏(2001)认为，“数字城市”就是以数字化的方式表示城市及其各种信息，不仅应该包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还应该包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据，在现代信息技术的基础上，形成一个具有智能性质的城市巨系统。周晓颖、章申鲁(2001)认为，“数字城市”是综合运用现代高新技术，对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统，具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。它与城市地理信息系统的主要区别在于，对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分化、自动或半自动智能决策，直接为社会公众提供便利的信息服务。王浒等(2001)认为，“数字城市”就是基于城市空间信息基础设施之上的城市居民社会信息生存空间。通过运用数字地球的关键技术，如数据挖掘、知识提取和虚拟现实技术，“数字城市”中广泛的、多源的空间信息将被有效的集成和管理。最终，“数字城市”将提供给公众和企业的不仅是虚拟的用户界面以实现所谓的“数字生存”,更重要的是将辅助政府制定城市管理的综合决策。

“数字城市”也称信息城市、智能城市，以数字化的方式表示城市及其各种信息，不仅包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据，在现代信息技术的基础上，形成一个具有智能性质的城市信息系统。顾朝林等(2002)认为，“数字城市”是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、建设和管理，服务于政府、企业、大众的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。牛文元(2002)认为，“数字城市”是从工业时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般是指城市“自然、社会、经济”系统的范畴中，能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。

张静(2002)认为，“数字城市”应是四维(三维坐标加时间维)的、可视化的城市，不但包括城市三维空间的所有信息，而且还包括城市各种现象的历史、现状与未来信息，更为重要的是应包括人的信息如位置，甚至思维信息，是一个四维的空间信息系统。通俗一点讲，“数字城市”是指在城市规划、建设、管理以及生产生活中，利用数字化技术、信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种数字、信息及各种信息资源加以整合并利用。城市规划者、管理者和生活者，可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中，进行规划、决策、管理和生活，其感觉就像漫步于现实的街道上或是承坐直升飞机俯瞰城市一样。李京文、甘德安(2002)认为，信息化的实质就是数字化、网络化和智能化，因此，“数字城市”广义上指城市信息化，是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面，其本质是对物质城市及其相关现象(经济社会特征)统一的数字化重现和认识，是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市，促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调高速。这些学者把“数字城市”等同于单一的城市信息化建设，认为“数字城市”建设就是当前信息化发展过程中城市对信息化的一种回应。

李琦等(2003)认为，“数字城市”是从信息化角度，对信息时代及准信息时代城市状态的形象化刻化，表征在园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上，信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态。“数字城市”工程就是要在集成化高速宽带城市通讯网络基础设施、城市空间数据基础设施、城市信息安全基础设施建设的基础上，整合城市信息数据资源，连接城市信息化孤岛，开展面向政府、企业、公众的个性化、多样性综合信息应用服务，同时，促进城市领域(行业)信息化建设，以信息化带动工业化，促进传统产业结构调整，优化城市产业结构、生态结构与城市空间规划，促进工业化与信息化的持续协调发展。刘忻(2003)认为，“数字城市”从功能上讲是城市信息的数字化、网络化、智能化、可视化，即将城市的各种信息，如城市管理、城市设施、自然资源、社会资源、人文环境、经济、历史等各方面信息，以数据形式整理、加工、存储、分类、管理，通过计算机网络实现全社会的信息共享、共建、交流、再现，通过对城市信息的综合分析和模型化处理，提高决策水平和应用效率，最大限度地发挥资源潜力，为城市发展和提高居民生活质量服务。从技术上讲，“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术、大规模存储技术、数据仓库技术为基础，以宽带网络技术和现代通信技术为桥梁，结合3S技术、遥测、虚拟现实技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类描述，并通过城市管理与决策模型及其他应用模型，优化资源配置，提供科学决策的现代化工具。从理论上讲，“数字城市”在地理信息科学基础上，结合计算机及网络理论、现代城市理论、决策理论、控制论、系统论，复杂理论等，在计算机及网络中虚拟城市，并结合不同部门、不同层次的信息交流、融合和挖掘，实现城市的综合信息管理系统。

姜爱林(2004)认为，从城市建设的角度看，“数字城市”就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中，充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用的一种系统工程或管理模式。从信息化角度看，“数字城市”是以信息技术为支撑、以信息产业为主导、以信息服务为中心的一系列数据库和信息系统的一种城市发展模式。

戴汝为(2005)认为，“数字城市”是一类开放的复杂巨系统。“数字城市”在功能、结构和庞大、复杂的多层次系统，及与周边、全国以至世界的联系等方面，无不具备着开放的杂巨系统的特性。

谢明(2005)认为，“数字城市”是对城市发展方向的一种描述，是对组成城市的各种要素和现象的一种数字化重现和认知，用信息化的手段收集、分析并管理城市的生产生活，促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流更加顺畅和协调。“数字城市”的建设基于地理信息系统、全球定位系统、遥感、网络、多媒体、虚拟仿真等技术，综合城市空间和人文信息，服务于城市规划、城市建设和管理、经济社会发展等各个方面。

江绵康(2006)认为，“数字城市”是“数字地球”的主要空间节点，是“数字地球”的重要组成部分，是“数字地球”在城市的具体体现。所谓“数字城市”,通俗地讲是指在城市的生产、生活等活动中，利用数字技术、信息技术和网络技术，将城市的人口、资源、环境、经济、社会等以数字化、网络化、智能化和可视化的方式加以展现。“数字城市”的本质是把城市的各种信息资源整合起来加以充分利用。

杜灵通、韩秀丽(2007)认为，可以将“数字城市”定义为利用各种信息获取、存储、传输、表达、处理等支撑技术，将表征真实城市的信息数字化，形成一个虚拟的城市实体，并利用这个数字化城市实体来解决各种各样的现实问题。它的目的跟数字地球一样，都是为了解决现实的自然和社会活动中诸方面的问题。

彭学君、李志祥(2007)认为，“数字城市”是指一个由数字技术支撑的信息化的城市，是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面，它应该能够自动和非自动地获取与城市有关的海量数据，并从中挖掘出有价值的信息为城市规划、建设、管理和可持续发展提供决策支持和具有数字实验室特性的技术系统，是一种虚拟城市模型。

李宗华(2008)认为，“数字城市”概念可以分为广义的和狭义的两种。广义上指城市信息化。它既是城市信息化总的概述，又是城市信息化的目标，是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市，促进城市人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调。“数字城市”是为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段，是对城市发展方向本质特征的一种描述。狭义上是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感系统(RS)、网络等关键技术，建设服务于城市规划、建设、管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

陈建军(2010)认为，“数字城市”具有双重含义：一方面，是指以遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等空间信息技术为主要手段，对地理信息资源进行整合，构建“数字城市”地理空间框架，建设城市地理信息公共服务平台，是城市实体在计算机中的虚拟表达；另一方面，是指以城市地理信息公共服务平台，通过城市信息基础设施建设，开发、整合、利用各类信息资源，实现城市的经济、社会、生态各个运作层面的智能化、网络化、数字化。

尽管对于“数字城市”的定义还无法形成统一的标准化定义，但从专家们的意见和城市信息化实施的过程看，其狭义上的理解取得了比较一致的看法，“数字城市”就是基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、城市建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。从信息化广义角度看，城市系统处于一个开放的环境中，需要不断的和环境交换物质、信息和能量，是一个复杂的信息系统。

总之，“数字城市”是信息时代背景下城市及其理论发展的一种必然，是现代城市发展的必经之路。它是以信息技术为支撑、以信息服务为中心的一种城市发展模式；它以可视化、网络化、智能化的表达方式对物质城市进行数字化的再现与升华，形成统一的、可共享的信息管理与服务数据库系统(如综合市情系统、城市规划系统，智能交通系统、远程教育或医疗系统等),为市政府提供决策支持、为民众提供服务。它具有使现代城市管理更快捷高效、使城市居民更轻松方便的众多优点，是未来城市可持续发展的一个主要方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题，也是提高城市综合竞争力，促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力。在这种认识下，“数字城市”不再是一个技术性概念，“数字城市”是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态，建立在已有的物质城市基础上，结合多种学科技术，实现城市的可持续发展。

三、“数字城市”的内容与框架

杨开忠、沈体雁(2001)认为，作为城市空间信息运行系统，“数字城市”是一个包括运行机制与保障系统、空间信息技术系统、空间信息增值服务活动与产业系统、社会文化系统等层面在内的多层次框架体系。段学军、顾朝林等(2001)认为，“数字城市”由下列体系构成：数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规和财经体系等(见图1)。“数字城市”的功能结构为：(1)数字商务，包括网上贸易、虚拟商场、网上市场管理等；(2)数字金融，包括数字银行、数字股市、数字期货、数字保险等；(3)数字社会，包括数字影院、戏院、数字旅游、网上办各种手续等；(4)数字教育，包括虚拟教室、虚拟实验、虚拟图书馆等；(5)数字医院，包括网上健康咨询、网上会诊、网上护理等；(6)数字政务，包括数字会议、数字议会等。寇有观(2001)认为，“数字城市”不仅包括城市的数字经济、数字社会、数字生活、数字政府、数字企业、数字社区和数字家庭等，而且包括城市的数字地籍、数字规划、数字水系、数字交通、数字电力、数字通信、数字旅游、数字生态、数字抗灾、数字商务和数字金融等。同时，寇有观还建立了一个“数字城市”系统框架。这个“数字城市”系统是城市公用信息平台上的空间信息获取更新处理和应用系统，包括城市公用信息平台(网络体系)、城市空间数据基础设施、城市地理空间数据交换中心、行业空间数据工程数据获得和更新体系、数据库体系、应用体系、动态监测体系等(见图2)。

姜爱林(2002)认为，“数字城市”构建的基本框架应包括5个方面：(1)通过推动信息化建设，使政府的宏观调控机制与培养竞争机制达到有机的统一，形成公平、有序的市场秩序。(2)加强政策法规建设，体现管理意识，实现可持续发展。(3)建好地理信息系统基础数据平台，促进基础信息资源有效共享。(4)建立应急联动指挥和智能交通管理两个综合性应用系统，带动一批行业信息系统建设。(5)推进基础教育信息化，培养信息化人才，为构筑学习型城市服务。

张静(2002)认为，“数字城市”的主要内容有3项：(1)信息基础设施，要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统，也就是说“数字城市”的第一项任务是解决“修路”的问题，即为“数字城市”建立一条信息高速公路。(2)数据和信息，特别是“空间数据”。据统计，人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关。“数字城市”的基础平台是城市空间数据框架，这个框架提供一个可以精确地、始终如一地获取、配准和集成城市空间信息的基础。它包括空间控制数据，航测与遥感影像数据，各种比例尺地形图数据库，以及相关的专题数据库等等。(3)人，管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。与管理我们的“现实城市”相对应，管理“数字城市”要逐渐建立起相应的机构和规范，要不断地对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级，并协调用户的访问。除管理“数字城市”的人之外，培养使用“数字城市”的人也是一项重要的基础工作。只是建设了“数字城市”而没有人用，也是一种浪费，也产生不了社会经济效益。只有成千上万的企业，成百万、上千万的市民应用“数字城市”才可以产生巨大的社会经济效益，促进国民经济的快速发展。

段学军(2003)认为，“数字城市”的基本框架由6个方面构成：(1)数据获取与更新体系。包括各类遥感设施，即高分辨率高光谱卫星、星―机―地数据接收设施、地面台站及人文、经济等数据获取设施等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施，多分辨率海量数据实时存贮、压缩、处理技术，元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)数据信息提取与分析体系。包括数据互操作、多源数据集成、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务、分布处理和互操作协议等。(5)应用模型体系。为用户提供实际应用的解决方案，利用其我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出规律和知识。(6)专用软件体系。完成城市信息处理、实现“数字城市”功能的基本工具，包括数字图象处理软件、GIS软件、统计分析软件、数据可视化软件等。承继成等(2003)提出，“数字城市”内容框架包括基础设施、资源管理和应用服务三部分。基础设施包括通讯层、数据层、保障层三部分。管理层主要是指对“数字城市”信息基础设施的管理及信息数据资源的集成与融合、应用的集成与融合的管理。应用服务层包括基础公共服务层、管理应用层、业务应用层、服务应用层(见表1)。

岳为民(2003)从“数字昆明”的角度指出，“数字城市”的基本框架是由“一个关键、三个基础、三条主线、七大支柱”构成：(1)一个关键。就是城市数据的全面规范和高度共享。(2)三个基础。即信息基础设施、空间基础数据及管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。(3)三条主线。第一，政府管理与决策行为的数字化(数字政府);第二，企业经营管理行为的数字化(数字企业);第三，市民生活的数字化(数字生活);(4)七大支柱：即政府上网、电子商务、信息产业、信息港、智能建筑、智能交通与城市规划、建设和管理信息化。

姜爱林(2004)认为，“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”的技术组成包括：(1)宽带多媒体网络；(2)电子地图及网站服务系统；(3)高分辨率卫星、航空遥感技术；(4)三维地理信息系统技术；(4)OPEN GIS标准、远程互操作、互运算等信息共享技术；(5)虚拟仿真技术；(6)“数字城市”信息模型与体系结构，包括城市建筑、交通、能源、通信、服务、文化设施和行政管理的信息模型及体系结构；(7)“数字城市”的运行管理技术，包括通信网络系统及其管理，数据组织及数据转换，决策模型管理，城市信息安全保障机制；(8)“数字城市”的功能系统，包括公用信息平台，专业信息平台等。“数字城市”组织结构，即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源，建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。王凤霞、张超(2004)在“数字地球”和“数字城市”的基础上，提出了“数字上海”总体框架模型(如图3所示)。

谢明(2005)综合当时我国“数字城市”建设和发展的情况提出，“数字城市”框架主要由以下四个方面构成：(1)数据获取和更新体系。通过各种手段获取的“数字城市”相关信息，包括城市空间数据框架(基础电子地图、卫星影像、航空影像)、城市规划建设信息、城市社会经济信息、城市管理信息等，并建立起行之有效的在城市管理过程中对各种信息进行更新的机制。(2)数据存储、加工和管理体系。该部分内容包括建立起海量数据存储体系，实现数据的高速存取，并在空间定位的基础上实现对信息的加工和管理，包括元数据管理、空间数据仓库、多源数据集成与互操作、海量空间数据的职能提取与分析、辅助决策支持等。(3)网络支持体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务等，共同构成支撑“数字城市”的基础网络体系。(4)专用软件和辅助决策支持系统。用于完成城市信息处理、实现“数字城市”各基础功能的工具软件，包括数字图像处理软件、地理信息系统软件、统计分析软件、数据可视化软件等等，并由此衍生出基于各种决策模型的辅助决策系统和应用解决方案。

寇有观(2006)认为，“数字城市”总体框架可以概括为五大平台、五个中心、五类应用、五大工程，政策、法规、标准、规范体系和安全、组织、资金、人才保障体系等。五大平台是信息网络平台、公用信息平台、专题信息平台(多个)、空间信息平台和决策支持平台。五个中心包括信息网络互联中心、信息资源管理中心、身份认证中心、信息服务中心和决策支持中心。五类应用包括电子政务、电子商务、社会服务、经济运行服务和城市规划、建设、管理与运营。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社会劳动保障信息工程、社区服务信息工程和金旅工程。“数字城市”大力推进地理信息系统、卫星定位系统和遥感技术在城市的应用。

孙旭阳、冯一民(2006)认为，“数字城市”的建设内容主要包括7个方面：(1)城市信息基础设施建设。(2)城市基础数据库建设。(3)电子政务建设。(4)电子社区建设。(5)公共信息服务体系建设。(7)数字行业应用建设。吴庆双(2007)认为，“数字城市”的构成体系包括：数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作系统、法规与财经体系等。

马娟、秦凯(2007)认为，“数字城市”建设的主要任务包括：城市地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等，以及实现覆盖整个城市的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。

彭学君、李志祥(2007)认为，数字化城市涵盖了整个城市各方面的信息及应用，总体上可分为三个层次十个组成部分。三个层次为信息基础层、应用层、综合决策层。十个组成部分包括：城市公用信息网络平台和骨干网、空间数据等基础设施、政府类应用、企业类应用、公众类应用、区域类应用、数字门户网站、信息资源管理中心、城市综合决策指挥系统、政策法规规章及管理制度和技术标准及各种应用规范。

李宗华(2008)认为，“数字城市”涉及城市信息化的方方面面，总体上可以分为3个层次、9个组成部分，它们构成一个统一的整体(如图4所示)。3个层次为：基础层、管理层和应用层。9个组成部分为：城市信息基础设施、城市空间数据基础设施、空间信息资源管理与交换中心、法律法规与政策、技术与标准、政府类应用、行业类应用、企业类应用和公众应用。

曹蕾(2009)认为，“数字城市”的内容可以概括为4个方面：城市基础设施数字化，城市信息和交换网络化，城市生活和管理智能化和城市空间数据可视化。“数字城市”框架体系大体由3部分组成：(1)基本平台部分，主要为城市综合信息平台、城市空间基础信息平台和城市电信基础设施平台；(2)“数字城市”服务对象(用户),该部分主要为政府、企业、社区、公众构成的各类应用系统，作为核心应用系统是“数字城市”发挥作用的根本；(3)关键技术，它是“数字城市”的技术支撑，主要为计算机技术、海量数据存储技术、宽带网络技术、3S技术、对地观测技术、虚拟现实技术、互操作技术等。

张立平(2009)认为，“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”组织结构，即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源，建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。“数字城市”是城市信息技术的综合应用，也是当前信息技术应用最广泛的领域。就这个意义而，“数字城市”应用十分广泛，归纳起来主要有12个方面：电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配。“数字城市”的体系结构包括：(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及地下等自然地理数据的自动获取系统，城市基础设施数据的实时获取和更新体系，城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存储、压缩、处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络，支持基于网络的分析式计算操作系统，基于对象的分布式网络服务，分布处理和互操作协议等。(5)应用体系。包括城市规划、地籍管理、城市防灾、城市交通等。同时还包括城市网络生活方式等。(6)管理体系。包括专业人员小组、教育培训、安全管理、系统维护、标准与互操作规范、相关法规等。

马佩勋、谢海波(2009)认为，“数字城市”的框架体系涵盖了城市建设的各个方面，是由战略政策层、信息基础层、应用服务层和分析决策层组成的有机整体。战略政策层包括“数字城市”的发展战略及总体框架、信息技术标准、政策法规规章制度和技术保障体系等；信息基础层由城市公用信息网络平台、中心骨干网、区域骨干网、通信管线、空间数据、业务标准体系和协调维护机制等组成；应用服务层根据“数字城市”功能特征分为电子政务、电子商务、城市规划建设及运行、经济运行服务和社会综合服务等五类应用；决策分析层是跨行业、跨区域的综合性应用系统，主要包括城市智能交通管理系统、城市环境监测分析系统、城市发展预测决策系统和城市防灾、救灾及应急处理系统等。基本框架如图5所示，战略决策决定和指导信息基础建设，并在此基础上实施应用服务，通过决策分析又反过来指导战略决策的制定。

四、小结

“数字城市”是空间时代与信息社会发展历史的必然产物，同时，又是城市可持续发展与整体功能提升的必然依托，是新的经济建设增长点，这一特点决定了其发展将是跨越式的。“数字城市”为认识物质城市打开了新的视野，对城市规划、城市建设和城市管理展示出了一系列全新的理念，为调控城市、预测城市、经营城市提供了革命性的手段。“数字城市”的战略研究、数据和技术集成框架等基础研究和原型系统建设，必然与其应用研究相辅相成，齐头并进。“数字城市”建设是一个非常庞大的系统工程，涉及城市社会、经济、文化、政治、环境等各个方面，是多学科的融合体，因此，不仅要有先进的技术为基础，更需要管理体制、机制和政策作保障，还需要市民和整个社会信息素质的提高。(编辑：何乐)

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地理信息系统论文 篇三

印度黄檀是一种喜光落叶大乔木，属于豆科蝶形花亚科。它起源于印度干旱地区，具有速生、耐旱和耐瘠薄等优良特性。一年生印度黄檀幼苗的树高可达3m，胸径可接近10cm。在印度的分布区域内其绝对最高温度39qc～49℃，绝对最低温度4oC～6oC，年降雨量760～4570mm。印度黄檀能在瘠薄、疏松或低盐土中生长，但在干硬的粘土中，容易受到病害，成活率低J。印度黄檀具有多种的用途。它的叶子可以作饲料和药材，主干可以被加工制成世界上名贵的红木家具。在印度，除了柚木之外，印度黄檀是最重要的栽培树种。由于它的速生、耐旱和耐瘠薄等优良特性，无论在印度还是美国都被认为是一种理想的城市和园林绿化树种引。

2印度黄檀适生陛区划方法的研究现状

树种的适生性区划是林业区划的一种表现形式。林业区划是指根据林业的特点，在研究有关自然、经济和技术条件的基础上，分析、评价林业生产的特点与潜力，按照地域分异的规律进行分区划片。中国在1950年以后，为了大力发展农业，提高农业的经济效益，借鉴前苏联的农业科学技术，开展了农业区划工作。当时林业区划从属于农业区划。随着国民经济的发展，国家对林产品的需求量越来越大，而由于受林业本身生长周期长、见效慢等特点以及中国复杂的地理环境的影响，合理的林业区划对降低林业生产的风险、提高林业工作的效率和质量具有重要的作用。

目前，常用的林业区划方法可分为与计算机结合的数量定量区划方法和基于地理信息系统技术的区划方法7．引。在树种适生性区划研究当中，用得比较多的数量定量区划方法为传统的聚类分析方法、主成分分析法、模糊数学法和灰色关联度法。基于地理信息系统技术的区划方法是利用ArcGIS或ArcView等软件的空间分析和制图功能，结合由数量定量方法所建立的数学模型进行区划。

树种的区域性试验为数学建模提供了基础数据。显然，区域性试验数据的正确性是保证区划结果正确的前提。因此，对树种区域性试验方法的研究是适生性区划研究的一个重要部分。

2．1印度黄檀的区域性试验研究

由于印度黄檀对环境的适应能力比较强，许多国外学者对其进行了深入的研究，其中大多数的研究都从微观的角度来分析印度黄檀的生理特征，而对印度黄檀的区域性研究较少。国内对印度黄檀的专项研究仅见于中国林业科学研究院资源昆虫研究所对印度黄檀木材解剖构造及物理力学和化学性质的初步研究’加J，而对其区域性试验和适生性区划尚未见报道。印度黄檀的区域性研究主要体现在不同试验方法下印度黄檀与其它树种在适生性方面的比较研究。

IanHUNTER在印度的卡纳塔克邦对一年生的印度黄檀、赤桉和大桉幼苗分别做了4种不同的灌溉水平和9种不同的施肥量的研究。最后发现充足的水分和N肥量是印度黄檀快速生长的关键因素。PSMINHAS等用咸水和正常的沟渠水分别对印度黄檀和埃及树胶进行灌溉，得出咸水灌溉使得印度黄檀的生长量比用灌溉时少了53％。BSINGHandGSINGH在焦特布尔对4个月生的印度黄檀的繁殖苗做了5种不同灌溉水平的试验，证明了水分是影响印度黄檀生长的关键因子¨。由于印度黄檀属于喜光树种，在一定的水肥条件下，它的存活率跟种植密度大致成反比的关系。

在印度黄檀的区域性试验中，许多学者主要考虑了水分、土壤性质和种植密度的问题，而忽视了温度因子。在同一气候类型的区域内，由于地形起伏造成局部温度的差异也反映在同种植物生长的差异性上。

在印度黄檀的区域性试验中，应该重点考虑温度、水分、土壤性质和种植密度与生长量、保存率和结实率的关系，并对这些因素做出详细的数据记录，为适生数学建模提供准确的数据。

2．2数量定量区划方法

从2O世纪80年代末开始，数量定量的区划方法应用到林业区划当中，逐步取代传统的带有很大主观臆断性的林业区划方法’。康志雄等应用谱系图聚类分析方法，划分了长江流域以南的杨梅适生性分布区。谱系图聚类分析方法应用简单，但最大的缺点是聚类图不直观，而由星座图聚类分析方法得出的聚类图的效果显然是比较好的。陈建新等运用了主成分分析方法，突出了广东秃杉区划中贡献率较大的因子和优化了各因子在区划中的综合贡献率，取得了良好的区划效果。主成分分析法对多个变量起降维的作用，减少了计算量，但存在丢失有效信息的现象，并且不同统计软件下的主成分分析结果有一定的差别。

在区划过程中，有些个体是介于两个或两个以上的类别之间，带有模糊性。利用模糊数学进行区划更加符合实际。朱斌等对安徽省栽培苹果的生态气候条件进行了模糊聚类分析，初步划出了安徽苹果经济栽培南线引。宋于洋等将层次分析法和模糊数学综合评价法相结合，对新疆天然甜型葡萄酒原料种植区域进行了区划研究，得出了各个地区的适生性评分¨。模糊函数在确定适生性阀值水平时带有主观性，结合其它方法可以提高区划的准确度。

从系统论的角度看，林业生产系统是一个典型的本征灰色系统。树种适生性区划可以用灰色系统理论和方法来解决。张志刚等运用灰色关联度法分析了l0个杂种棉后代在不同生态点的主要农艺及经济现状进行了分析。为了更加客观地进行分类，李宝根在福建省森林景观资源等级区划中，先用灰色关联度法确定各因子的关联度值，再用聚类分析法进行分类，取得了满意的效果。灰色关联度法的计算比模糊数学法要简单，但是容易丢失区域间的边界信息。

利用数量定量方法进行区划，主成分分析法和聚类分析法忽略了引种地与种源产地之间的关系，模糊数学方法虽然较为合理，但计算量比较大。灰色关联度法相对模糊数学方法来说，虽然计算要简单，效果相似，但是与其它数量定量区划方法一样，模型需要大量的原始数据，并且区划结果难以保持区块的空间连续性和行政界线的完整性。

2．3基于地理信息系统技术的区划方法

应用地理信息系统技术进行树种适生性的区划，是目前比较流行的林业区划方法。相对于数量定量方法而言，它具有节省大量外业和内业的工作量以及制图效果好等优点。地理信息系统技术的区划一般先确定区划需要考虑的环境因子，利用DEM图、行政区划图等生成数据底图，再通过数量定量的方法建立各因子对区划的综合评价模型，得出各因子的评分，通过空间叠加分析生成区划图。

朱琳等采用模糊数学的综合评判方法，计算出各要素的隶属度，建立了单因子栅格图层。张超等先用逐步聚类的方法对福建永安县森林资源进行了预分类，然后用ArcGIS得出了以林班和以村为单位的永安市林业区划图引。数量定量方法得出的区划图往往忽视了地域之间的连续性。数量定量的方法与ArcGIS软件结合，能较好地保留地域间的连续性和快速有效地取得区划结果。数学模型是地理信息系统技术进行区划的基础。

ArcGIS在区划中的一个突出特点是可以通过空间插值的方法，根据已知点的数值来生成一些未知点的值J。姚圣贤等在樱桃气候的区划中运用ArcGIS的三角网距离加权平均法对光、温和水三要素进行内插J。为了达到空间插值的目的，在ArcGIS中建立环境因子数据库，利用现有的数据建立一个函数关系式，使这个关系式最大限度地逼近已知空间点的数据，通过ArcGIS的空间分析功能求出某一环境因子或综合的环境因子在某个地区的空间分布规律。ArcGIS的空间插值和分析功能节省了区划工作中大量的外业工作，提高了区划的精度。

3存在的问题及发展方向

印度黄檀是一种抗旱、抗瘠薄的喜光树种。在热带或亚热带地区，水分和土壤性质对其生长起重要的作用。许多研究针对其生长状况与水分、土壤肥力和种植密度之间的关系进行研究。对于区域性试验来说，目前的研究还不能全面反映综合的环境因子对印度黄檀生长状况的影响。

传统的林业区划方法与统计软件和分类绘图软件相结合，大大减少了计算量和提高了制图的效率。其应用简单、数量关系明确等优点仍然使它广泛应用于林业区划工作当中。但是，传统的林业区划方法需要大量的外业数据，而中国地形复杂多样，很多山头地块的数据难以从气象台站或外业调查中获取，区划图精度较低，效果粗糙，只能勉强满足大尺度范围内的区划要求。

利用地理信息系统技术进行区划，克服了传统林业区划中的缺陷，既节省了大量的外业工作，又提高了区划图的精度和效果。基于地理信息系统技术的区划结果，其准确性与选择的数学模型有很大的关系。数学模型的建立只是根据某一时段的环境值建立的，而且区划的效果也因不同的数学模型而有所差异。因此，如何选择和建立合适的数学模型以及如何开发出一个相对通用的区划系统必然是以后研究的方向。

在印度黄檀的适生性区划中，根据研究区域地形和气候的复杂性，可以把整个研究区域分成若干小区，实行分区建模，克服用一个模型推算整个区域环境因子空间分布情况的缺陷，提高区划的精度。

论文关键词：印度黄檀适生性区划区域性试验

地理信息系统论文 篇四

关键词：虚拟地理环境；概念；探索

中图分类号：B929 文献标识码：A 文章编号：

1前言

近年来，随着计算机技术和地理信息技术的不断发展，研究人员利用虚拟现实技术在地理学研究上展开了大量的尝试，在技术应用、相关信息系统研发及理论研究上均取得了突出的成果，并在不断的探索与总结的基础上，逐步形成了虚拟地理环境的概念。

虚拟地理环境概念自提出以来，经过十多年的发展，目前已经逐渐被广大研究人员所接受，但尚未形成统一的认识。为明确界定虚拟地理环境的研究内容与边界，部分研究人员对虚拟地理环境的定义及其理论与方法展开了讨论。

龚建华、林珲等人通过一系列的论文和专著，较为系统的开展了虚拟地理环境理论和方法的探讨，认为虚拟地理环境是以化身人、化身人群、化身人类为主体的一个虚拟共享空间与环境，它既可以是现实地理环境的表达、模拟、延伸与超越，也可以是指赛博空间中存在的一个虚拟社会（社区）世界。并进一步提出了关于虚拟地理环境的研究框架（龚建华等，2006,2009；林珲等，2005，2007，2009；龚建华、林珲、鲁学军，2002），把信息（地理）哲学和非线性科学作为研究虚拟地理环境的基础性理论，把可计算人地关系作为虚拟地理环境的理论核心，围绕该核心研究与虚拟地理环境相关的人地系统论、地理认知、地理计算和人工智能。

闾国年（2009）认为，虚拟地理环境研究在计算机网络和虚拟三维空间环境下，通过分布式协同交互，实现地理环境可视化的表达、地学问题的分析处理、地理规律的提炼、地理现象的模拟、地理环境变化的再现与预测以及人类活动影响的评价，探索地球各圈层内部的结构特征、分布规律、演化过程以及圈层之间物质流、能量流、信息流的传递方式及其动力学机制。

朱庆认为虚拟地理环境可以简单定义为真实地理环境在计算机中的一种抽象数字化的逼真表示，使人们可以探查汇集有关的自然和人文信息，并与之互动。

以上对虚拟地理环境定义体现了虚拟地理环境研究领域的不同侧重点，强调网络空间载体下三维空间的计算机实现，强调化身人的参与性，而忽视了其它维度、其它形式的虚拟地理环境，忽视了将虚拟作为一种手段来对人类无法触及的地理环境的研究，同时也忽视了对虚拟地理环境本身作为一种虚拟存在的环境系统的研究。

2虚拟地理环境的概念

2.1 虚拟地理环境概念的形成

虚拟地理环境源自于地理环境，是地理环境与现代虚拟技术和手段相结合的产物，是地理环境在现代科学技术辅助下的一个延伸。因此，要正确认识什么是虚拟地理环境，我们首先需要了解地理环境的概念。

地理环境是指一定社会所处的地理位置以及与此相联系的各种自然条件的总和，包括气候、土地、河流、湖泊、山脉、矿藏以及动植物资源等。可分为自然环境(或自然地理环境)、经济环境(或经济地理环境)和社会文化环境。它具有三个特点：(1)具有来自地球内部的内能和主要来自太阳的外部能量，并在此相互作用；(2)它具有构成人类活动舞台和基地的三大条件，即常温常压的物理条件、适当的化学条件和繁茂的生物条件；(3)这一环境与人类的生产和生活密切相关，直接影响着人类的饮食、呼吸、衣着、住行。

在传统技术条件下，研究人员主要通过实地调查和统计分析的方式对地理环境中的现象及规律进行研究。受各种条件限制，人们对涉及时间跨度比较长或是自然条件比较恶劣而无法到达区域的地理环境现象和规律及其对人类生产生活的影响无法开展有效研究，如深海地理环境、地下环境、地壳运动等。随着科学技术的发展，研究人员有了更多的现代化手段来开展地理环境研究，虚拟化就是其中一个重要的研究手段，尤其是以计算机为基础的数字虚拟技术，为现代地理学的发展和繁荣做出了不可磨灭的贡献。研究人员首先抽象化的建立现实地理环境的各种运行模型，输入实际的或调整后的参数，并利用计算机强大的运算能力和可视化表达能力，以虚拟的形式来实现一个类真实或虚构的地理环境，以研究各种地理环境问题。我们称这样的环境为虚拟地理环境。

在研究人员建立的众多虚拟地理环境中，有一部分只在实验室中运行，用于研究特定的地理环境问题；有一部分走向了大众化，并被人们所接受，而逐渐形成了一个实际运行中的虚拟地理环境。在这个环境中，人们可以通过化身（Avatar）的形式参与进去，开展各种社交、商务、娱乐等活动。如此一来，这个虚拟地理环境就逐渐活了起来，成为了现实地理环境的一个虚拟化扩展，成为了人类活动的另一个舞台，成为了一个以虚拟化形式存在的“实体”地理环境，影响着人类的生产生活。

由此，本文认为，虚拟地理环境可以定义为：以目标地理环境为原形，以虚拟化技术为基础而建立的一种抽象化的地理环境。它既可以是现实地理环境的表达、模拟、延伸与超越，也可以是虚拟空间中存在的一个虚拟社会（社区）世界。

2.2 虚拟地理环境的两方面含义

通过以上的定义，我们可以看出，虚拟地理环境包含两个方面的含义：

一方面，它是一种技术手段，是在现代科学技术的基础上，以虚拟化的方式开展地理环境研究，其目的是探索地理环境的运行规律，研究解决地理环境中的各种问题。通过虚拟化的方式，研究人员可以精确化的模拟各种自然、经济及社会人文地理环境，检验各种复杂的运行模型，可以通过与环境中的各要素进行交互与互动，或改变一些前置条件来影响虚拟地理环境的发展，以观察不同条件对地理环境的影响，进而总结出一般规律，为现实地理环境工作提供指导和决策支持。而这些是以往传统研究手段所无法做到的。虚拟地理环境作为一种研究手段一经提出，便极大的影响地理环境科学研究领域，推动着地理环境科学研究的快速发展。

另一方面，它是一种虚拟存在，是研究的对象。随着虚拟地理环境的发展，尤其是被大众所接受，越来越多的人参与到虚拟地理环境中去以后，虚拟地理环境便逐渐成为现实地理环境在虚拟空间的一个延伸与超越，并对经济及社会人文地理环境产生着巨大的影响，进而间接的影响着自然地理环境发展。在这种情况下，虚拟地理环境的重点不再是其实现的手段与方法，而是应用虚拟化方法所产生的虚拟地理环境本身。由于虚拟地理环境作为一种虚拟存在的“实体”地理环境时间还不长，因此人们还无法完全认识在这个环境下各要素之间的关系以及其对现实地理环境的影响。在未来一段时间内，这方面的研究将是虚拟地理环境研究的主要内容。

2.3 虚拟地理环境的研究内容

根据虚拟地理环境两方面含义的不同，其研究内容也有比较大的差别，因此，本文对研究内容的讨论也将分两部分进行。

地理信息系统论文 篇五

一、引言

随着我国经济建设的快速发展，城市化速度**加快 ，而城市规划是人居环境各层面上的、以城市层次为主导工作对象的空间规划。城市规划工作的基本内容是依据城市的经济社会发展 目标和环境保护的要求。根据区域等上层次的空间规划的要求，在 充分研究城市的自然、经济、社会和技术发展条件的基础上，制定 城市发展站略。预测城市的发展模型 。选择城市用地的布局和发展 方向，按照工程技术和环境的要求 综合安排城市各项工程设施。并提出近期**引导措施说 城市规划的内容包括城市规划和专项规划。

但是城市规划的现状并不令人满意。在城市基础设施建设中如市政管线事故时有发生城市交通、土地。水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。为寻求解决这些问题的对策。广大城市规划师和城市决策者迫切希望能够更完整、准确和全面地把握城市及其周边环境的动态空间特征。

城市建设规划设计的因素非常多，开发新城要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中，如果不注意各工程项目之间的协调就可能造成混乱，而采用GIS对各种信息进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，可以有效地防止这种混乱局面的出现。由于城市在不断地建设发展，所以需要随时更新城市基础数据库，这就要求用用GIS管理日常城市建设活动，以保证信息的实效性。由此可见GIS在城乡规划中具有重要的作用。

地理信息系统有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统**下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

位置与地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，**为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息**与服务。

地理信息系统是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”，**来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。

地理信息系统在许多领域都起着很大作用GIS 的应用领域，在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源**、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事*、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 (加测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。)

二、以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用

1、城市规划和管理 (Urban Planning and Management)

空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。

2、土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)

土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

3、商业与市场 (Business and Marketing)

商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。

4、基础设施管理 (Facilities Management)

城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以**提高工作效率。

5、选址分析 (Site Selecting ****ysis)

根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。

6、网络分析 (Network System ****ysis)

建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS。

三、接下来就要着重的说一下GIS在我们城市规划领域上的应用和它存在的意义。

随着我国经济建设的快速发展，城市化速度**加快，但是城市发展的现状并不令人满意。在城市基础设施建设中，如市政管线，事故时有发生；城市交通、土地、水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。为寻求解决这些问题的对策，广大城市规划师和城市决策者迫切希望能够更完整、准确和全面地把握城市及其周边环境的动态空间特征。如今，在城市规划领域，GIS技术被用于城市规划的辅助设计、工程选址，以及城市管理的规划**、辅助决策等工作。

1、GIS提供规划直观和理性的工具

地理信息系统由于其对空间数据和属性数据的分析能力，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字的缺陷，而使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个直观和理性的规划工具。

2、GIS对规划数据的存储管理与分析功能

GIS可以管理大容量的数据，**多种表现形式的空间数据，提供良好的数据维护更新能力，以及查询、叠合、分类、网络、邻近、数字高程模型等空间信息的查询和分析能力，对城市规划空间分析的理性化具有重要的意义

3、GIS在规划决策中的作用

辅助规划师更好地通过对规划方案的模拟、规划方案的选择、规划方案的评估等进行规划决策。

4、GIS在动态城市规划、规划管理方面的作用

借助GIS的作用，可以对城市规划的实施进行**和反馈。然后迅速的根据实施状况对规划方案进行调整，使城市规划处于一个通畅的良性循环过程中。

5、GIS在城市三维可视化中的应用

对规划方案与山体之间的关系进行分析，对方案的高度、体量、外观以及与整个城市的空间关系进行分析，对地下不可见的管线进行可视化分析。同时，还可以将空间数据与属性数据结合到一起，规划管理人员可以很容易的查询虚拟城市中建筑物的相关信息，结合对建筑物的空间分析，对方案的优劣进行评估，从而做出正确的判断和决策。基于GIS的城市规划与管理系统的主要功能

数据处理、地图显示、空间分析、空间模型是GIS在城市规划中的主要用途，在数据管理和地图显示方面，可用于土地利用、社会经济、环境、建设申请和审批、规划方案等资料的存储，通过对数据库的查询获取有用的信息，用专题地图显示事物的空间分布状况；在空间分析、空间模型方面，主要用于统计、选址、实施地点寻找、土地适宜性评价、土地使用-交通模型、环境影响评价等，分析结果也往往用专题地图表达。经过多年的实践。

四、GIS给城市规划带来的主要优势有：

1、改善地图制作。更容易获得地图，提高现势性，缩短制作周期，降低存储费用。

2、更有效的查询、检索。

3、快速广泛的获取相关信息，在更大的领域探讨多种方案的可能。

4、便于和公众、非专业人员交流、沟通。

5、提高服务质量，缩短工作周期。如在建设申请、审批中快速查询案件的相关资料，及时提高作出答复。

五、GIS技术在城市规划中的具体应用

GIS在城市规划中的作用既是数据库，又是工具箱。基于数据库的GIS可以存储空间数据、属性数据。通过空间关系模型将二者连接起来，高效率地存取数据查询和制图。同时。还可以从数据库中抽取数据，输入到其他模型或空间分析程序中，或者和其他专门**获 得的表状数据相结合，为决策服务。将GIS当作工具箱时。可使用地学信息处理功能。如空间插值、叠合、缓冲区和空间连接等。

在城市规划设计的前期调研工作中，如果遇到地形复杂的规划地块，可以利用 G I S 的空间分析功能以及规划范围内的数字高程模 型数据（DEM）对规划地块进行坡度分析、坡向分析，等高线分析，流域分析等，以作为用地适宜性评价的参考依据。利用各种空间分析可以确定坡度在某个区段的范围，计算出面积，进而结合坡向分析、等高线分析、流域分析为确定建设用地的范围和布局提供依据。

结语：随着信息化进程的加快、城市的急剧发展，以及GIS及其相关技术的进一步完善与普及，GIS技术在城市规划中的应用已经取得了重大的进展和丰硕的成果。城市规划管理领域的GIS技术应用建设，在今后必将得到进一步的发展和推广，这是符合发展规律的。国正处在城市迅速的发展时期，城市的发展离不开现代化的高科技技术。GIS技术在城市规划领域的应用日益广泛和深入。我们应认识到GIS在城市规划应用中存在的问题，把握 GIS未来的发展趋势。提高规划建设效率和城市管理水平，为城市的发展规划更加美好的明天。

六、参考文献：

[1]百度百科

[2]袁博，邵进达。地理信息系统基础和实践。**：国防工业出版社。2006.1

[3]宋小冬，叶嘉安。地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用。**：科学出版社。1995

[4]黄杏元，马劲松。地理信息系统概论(修订版) .**：高等教育出版社。2001

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