课程论文要求(测量法规)

一、论文题目

（1）测量法规对测绘发展的影响 （2）浅析测量法规的适应性

（3）如何提高测量法规的宣传效果 （4）谈违法测绘给社会造成的影响 （5）如何减少违法测绘行为 （6）近年来违法测绘的特点

二、写作要求

1）封面要求

附录1所示 2）论文格式

题目（宋体、三号字）

摘要：（宋体、五号字） 关键词：（宋体、五号字） 正文（宋体、小四字） （1）章节标题。

正文中标题号应采用阿拉伯数字，引言或者概述部分不编号，标题文字要精练，一般不超过15个字。标题顶格写，数字与标题之间留一字间隙，正文另起一行。其格式如下：

1 ×××（一级标题） 1.1 ×××（二级标题） 1.1.1 ×××（三级标题）

1） ×××（向下扩充标题） ① ×××（向下扩充标题） （2）公式

公式号标注在该式所在行的最右边，此时公式编号前不写“式”字，公式与公式编号不用点线连接，但在引用该公式编号时，其前应加“式”字，如式（8）等。 （3）量的符号

正文中所有用英文字母（拉丁字母或希腊字母）表示变量的符号必须使用斜体，表示矩阵和矢量的符号必须使用黑斜体。 （4）数的表示

文中的多位数从小数点起，向左和向右每三位分成一组，组间留一空隙，但不得用逗号、圆点或其他方式。 （5）单位符号

数字后的单位符号一律依据国家标准，不可使用汉字表述。除表示平面角的单位如度、分、秒以外，其他单位符号与数字间都要留半字空隙。 （6）插图及照片

插图应具有自明性，切忌与文字表述重复。图像一定要清晰，反差适宜。图号、图名置于插图或照片之下。正文中与图要有呼应的地方（即有见图1、如图1所示„„之类的文字叙述）。图中线条粗细一致，精晰无毛边。凡类似流程图之图一律在Word里制作，其文字大小为小5号字，字号要一致。 （7）表格

表中的内容切忌与正文中的文字表述重复。表格用三线表。表号与表题置于表格之上。表中字号为小5号字。 （8）参考文献

每篇文章标明引用的参考文献不得少于10条。 作者引用的参考文献必须是公开发表的，并且是正文实际引用的文献。参考文献的顺序应按文中引用的顺序依次排列。其中当著者不多于3人时，必须全部著录，而不能省略。3人以上时，只著录3人，后加“等”。来稿在著录参考文献时应注意著录是否齐全，内容是否符合要求，以免返工。格式需符合本刊要求。 纸质参考文献按下列格式书写。

期 刊——[序号] 著者. 题名[J]. 刊名，出版年，卷(期)： 起止页码 专 著——[序号] 著者.书名[M]. 出版地： 出版者，出版年

学位论文——[序号] 著者. 题名[D]. 收藏地：收藏者，答辩年 技术标准——[序号］标准编号，标准名称[S]

专 利——[序号］专利所有者. 专利题名[P]. 专利国别：专利号，出版日期 报纸文章——[序号] 著者. 题名[N]. 报纸名，出版日期 (版次) 其他文献——[序号] 著者.题名[Z]. 出版地：出版者，出版年 报 告——[序号] 著者.书名[R]. 出版地： 出版者， 出版年

论 文 集（含会议论文）——[序号] 著者. 析出文献题名 [C] // 原文献作者.原文

献题名.出版地：出版者，出版年：起止页码

电子参考文献

电子参考文献按下列格式书写。

联机网上数据库——[序号］著者.题名[DB/OL].网址 网上电子公告——[序号］著者.题名[EB/OL].网址 网上期刊——[序号］著者.题名[J/OL].网址

磁带数据库——[序号］著者.题名[DB/MT]. 出版地：出版者， 出版年 光盘图书——[序号］著者.题名[M/CD]. 出版地：出版者， 出版年 磁盘软件——[序号］著者.题名[CP/DK]. 出版地：出版者， 出版年

3）字数

全文打印（A4纸），论文字数不少于3000字。 4）上交时间与地点

全班由班长收齐统一上交，时间： 2013年12月23日下午13：30，地点：北辰楼211房间

5）学生分开选题，每个题目最多7人可选，题目相同者内容不能完全一致，否则重合者成绩全部为零分，上交之前要学生之间相互检查。 6）所写内容不能完全下载拷贝，自己要归纳整理，可以参考他人著作，但要在参考文献里注明。

GIS工程课程论文

题目：浅谈gis的应用和发展

学 院：滨江学院 系 别：大气与遥感系 专 业：测绘工程 年 级：2010级 学 号：20102350019 姓 名：卢洁

2013年12月25日

浅谈gis的应用和发展

摘要：地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是以采集、储存、管理、显示和分析地球表面与空间、地理分布有关的数据的综合计算机信息系统，是一种分析和处理海量空间数据的技术。GIS 自20 世纪60 年代被首次提出之后，凭借其快速处理和运筹帷幄的优势，已成为国家宏观决策和区域多目标开发的重要技术工具，在资源管理、规划设计、灾害监测、医疗卫生、国防以及军事上都有广泛的应用近来，地理信息系统的发展及应用引起了社会各界的广泛关注。因此，通过研究地理信息系统的发展史，加深理解地理信息系统的涵义、功能及应用，把握其发展趋势具有重要的意义。

关键字：gis 特点 影响 困境 发展 1 简述概念

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是以采集、储存、管

理、显示和分析地球表面与空间、地理分布有关的数据的综合计算机信息系统，

是一种分析和处理海量空间数据的技术[1]。地理信息系统与地图学、测绘学、地理学、信息系统、遥感技术以及全球定位系统（GPS）等相关技术领域结合在一起，形成了现代技术与传统科学结合一门多方向、跨学科的研究领域。这些学

科的发展为GIS 产业的进步注入了新的元素，提供了更好的方法和可行性技术它是以表征地球表层空间地理现象和事物的地理空间数据和信息为特点的运作对象.地理信息系统中“地理”一词并不是狭义的指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的空间数据、属性数据以及在此基础上得到的相关数据。

从 20 世纪90 年代的科学与技术发展的潮流和趋势看，应从三个方面来审视

地理信息系统的涵义。

第一、地理信息系统是一种计算机技术，这是人们的通常认识。第二，地理 信息系统也是使人们具有对过去庞大的空间数据进行管理和操作一种方法。人们

通过这种方法可以将从全球变化或者区域可持续发展等问题进行集成、统一和融

合，实现全方位地审视地球上的每一个现象的目标。第三，地理信息系统的思维

方式与传统的直线式思维方式有很大不同，人们能从极大的范围关注到与地理现

象有关的周围的一些现象变化及这些变化对本体所造成的影响[2]。从这个意义上

讲，地理信息系统是人的思想的延伸。这样的改变与进步也对人们思维观念的转

变产生了很大影响。

地理信息系统是与地理位置相关的信息系统，因此它具有信息系统的各种特 点。在地理信息系统中，可以通过抽象把现实世界划分为诸多的地理实体及地理

现象，进而由空间位置与专题属性特征来定位，定性和定量的表达这些地理特征。

而地理信息系统与其它信息系统的区别在于它所存储和处理的是按统一地理坐

标进行过编码的信息，可以通过地理位置及与该位置有关的地物属性信息进行信

息检索 [3]。 2 gis特点

首先，GIS 具有以下三个方面的特征[4]：

（1）具有空间性和动态性，并且能采集、管理、分析和输出多种地理信息。 （2）由于GIS 对空间地理数据管理的支持，可以基于地理对象的位置和形态特征，使用空间数据分析技术，从空间数据中提取和传输空间信息，最终可以完成人类难以完成的任务。

（3）GIS 的重要特征是计算机系统的支持，才能使地理信息系统能以精确、快速、综合地对复杂的地理系统进行过程动态分析和空间定位。

另外，为了满足对地球全方位的若干要素相互关系和空间分布的研究，GIS必须具备以下几个特点：

（1）位置特征

所有的地理要素，只有按照特定的坐标系统的空间定位，才能使具有地域性、多维性、时序性特征的空间要素进行分解和归并，将隐藏信息提取出来，形成时间和空间上连续分布的综合信息基础，支持空间问题的处理与决策.[5]

（2）标准化

对多信息源的统计数据和空间数据进行一定的归并分类、量化分级等标准化处理，使其满足计算机数据输入和输出的要求，进而实现资源、环境和社会等因素之间的对比和相关分析。

（3）多维结构

多维结构通常是在原有二维空间结构基础上，添加多专题的第三维信息的组合结构，这显然是常规二维或二维半的图形所不具备的。其可以依时间序列延续，及时更新、存贮和转换数据，通过多层次数据分析为决策部门提供支持。

（4）具有丰富的信息

GIS 数据库中除了包含地理位置信息外，还包含大量与其相关的其它信息，比如人口分布、城市交通、自然灾害和作战指挥等。纽约市曾经对其数据库进行了调查，发现有80%以上的信息为地理信息或与地理信息有关。

3 gis的应用

GIS 是一门多学科交叉集成的边缘科学。它主要由地理学、制图学、遥感、摄影测量、测绘、大地测量、统计学、计算机科学、数学、市政工程和城市规划等传统学科组成。经过几十年的发展，在不同的应用领域，GIS 有着不同的名字，如土地信息系统（LIS）、自动制图与市政管理（AM/FM）、环境信息系统（EIS）、规划信息系统（ISP）、空间数据处理系统（SIS）等。现在，GIS 正成为一门独立的学科Geomatics 或Geoinformatics（地球空间信息学，Geomatics 一词在1990

年被Gagnon P.定义为“利用各种手段，通过一切途径来获取和管理有关空间基

础信息的空间数据部分的科学技术领域”）。这些名字已经被许多政府部门和科GIS 的应用范围十分广泛，凭借其快速处理和运筹帷幄的优势，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，在资源管理、规划设计、环境监测、交通运输、国防以及军事上都有应用。我国GIS 的高速发展时期是在1990-1995 年间，开展GIS 和遥感联合科技攻关计划，十分强调GIS 技术的集成化、实用化和工程化，在技术进步和基础建设上，全面开展数字化测绘体系，在大规模进行国家基础信息数据库和资源环境数据库的建设的前提下，努力推进软件系统的国产化、遥感与GIS 技术的一体化。地理信息系统已经从实验研究、地区性应用走向了大规模产业化和实用，并正在努力成为为国民经济重大问题的解决提供分析和决策的依据为了促进地理信息系统在经济相对较为发达、相关技术力量比较雄厚、用户需求更为迫切的地区和城市首先产业化、实用化，在区域工作重心上出现向东部地区和城市地区倾斜的趋势。

十年期间全国具有重大影响的主要工作有： ① 基础通用软件系统的研制与开发。 ② GIS 规范化和标准化工作的深入。

③ 公路信息系统（数据库）的建设项目和应用。 ④ 重大自然灾害监测与评价系统的建设和应用。 ⑤ 国家基础地理信息系统建设和应用。 ⑥ 经营 GIS 业务的商业公司的兴起和发展。

⑦ 全国重点产粮区主要农作物产量估算系统的建设和应用。 ⑧ GIS 数据产品的研制和生产。

总而言之，中国 GIS 事业具备了走向产业化的条件，其在技术和应用方面都达到了一个新的水平新的起点，社会需求的迫切，使其在这十年期间取得了重大突破[6]。与遥感技术紧密结合的 GIS 发展被列入“七五”国家科技计划，1985-1995 年间，我国GIS 主要成就体现在：

①建立具有技术实力的研究队伍，目的是研究基地（网络）。

②建立和设计了大量的全国、省、市、县和大区域的数据库与信息系统，解决了大数据量空间信息系统中一系列技术方法和应用问题，建立的国土基础和水土保持等信息系统、全国性自然资源与环境、黄土治理、结合洪水预警的救灾对策，城市环境评价和防护林生态效益等区域专题信息系统。这些都在国家和区域的管理、规划和发展决策中不同程度地发挥了不可替代的作用。

③研制开发了大量具有国际通用 GIS 软件系统基本功能和部分分析功能的微机地理信息系统软件，尤其是在汉化界面和地学分析方面具有特点。

④研制和建立了大量在过程模拟、综合分析、区域规划和动态预测等方面有初步应用价值的专业评价模型及技术方法。

⑤建立和更新信息系统在应用航空遥感和航天遥感信息技术的前提下，有了新的进展。

⑥初步建立了国家级、省市县级和自然区域的地理信息系统规范和标准体系，提出了30 多种关于GIS 信息的标准和规范，其中部分已成为国家标准。

⑦编辑出版了我国第一套资源与环境信息系统研究系列文集以及专著、译著、新型图集和一系列论文报告。

4 GIS技术发展的困境

现有GIS 侧重于数据管理和空间分析，大多仅发挥了简单的数据采集、管理与可视化平台的功能。随着领域分析与应用驱动的GIS 功能需求日渐增强，针对海量、动态、非结构化的多源时空数据的分析已成为GIS 急需发展的核心功能，地理时空建模与分析也成为地学分析的常态任务从而要求GIS 不仅需要应对各类不同的海量、动态、非结构化的多源时空数据的管理、整合与集成共享，要求实现对所涉及的相关要素与内涵的综合分析，进而要求几何、时间、语义、关系，以及属性特征的整体表达，并高度强调GIS 对真实地理环境和过程的描述、分析、求解及精确表达能力[7]。而现有GIS 尚难以支撑上述理论与应用研究需求，在时空表达、数据模型、人机交互和运行效率上存在明显不足。

4.1 缺乏统一的空间表达

地理学研究对象具有大时空跨度及多尺度特性，从全球尺度、区域至局地尺度的宏观、中观与微观相结合的综合研究涉及多个坐标系统，以及包含流形、非流形等不同形式、不同类型的复杂地理对象，表现为同时包含有标量、矢量及张量等多源异构数据，并要求能同时对几何、拓扑、属性等多种要素进行分析和处

理[8.9.10]。现实世界在随时空尺度演替表现为突变与渐变、离散和连续的并存，GIS数据表达的不完备性主要体现在空间数据表达和时空表达不完备两方面。现有GIS 主要侧重于空间数据表达与分析，尝试利用点、线、面、体等基本的、离散的几何对象实现对现实的、复杂的地理世界的逼近。这类数据模型难以支撑复杂地理对象、连续地理现象与地理过程的表达。在数据自身表达层面上，现有GIS 即使在其赖以生存的几何特征表达上也远不完备，而对语义、时空关系、属性深度等要素的表达更显乏力。

4.2 缺乏对时空的融合表达

随着对地观测及物联网等技术的发展，大量实时或准实时变化的各类对地观测数据的快速积累，海量多维观测数据集的实时、动态分析，已成为地理学，以及相关学科应用的主流模式，使得时间表达越来越重要。现有时空数据模型多将时间t 作为属性看待，未将时间和空间作为对等的维度参与表达与分析，难以支持复杂地理实体或连续地理现象的描述及地理过程分析。以时空分离为主要特征的GIS 往往只能给出特定时刻地学现象的状态变化，对动态地理现象表达与分析能力不强，不能支持依赖于时空状态与结构连续变化的复杂地理现象发展演化过程的表达与建模。进而难以实现与地学模型的有机集成，限制了GIS 分析功能与应

用范围的拓展[11]。在时空表达上，现有GIS 主要侧重于空间数据表达与分析，对时间及时空数据处理和分析能力相对较弱，难以应对当前形势下多源、海量时空数据表达、集成与分析需求，限制了GIS的领域应用与推广。

4.3 缺乏更为有效的GIS数据组织

高维数据组织与建模是时空数据库及GIS 需要解决的关键问题。在以全球海量空间数据为代表的时空场数据组织方面，现有研究主要集中在海量时空数据的压缩存储、快速提取、可视化表达与远程调度等方面。随着空间信息采集、存储、传输、应用环境的发展，空间索引的应用场景更加复杂，多源混合、海量、具有时态特征空间数据的索引问题更为突出[11]在数据IO、可视化与分析方面也面临一系列的问题，迫切需要新的数据组织方法。时空索引构建困难的根本原因可归结为计算机的存储结构与GIS 数据特点之间的矛盾，主要有：（1）高维Rn 空间数据与计算机一维线性寻址和存储方式间的矛盾；（2）非结构化空间数据与结构化内外存单元间的矛盾；（3）非均匀地理空间分布与匀质的内外分布之间的矛盾；（4）随机的地理数据访问与计算机遍历访问间的矛盾。因此，需要针对GIS 数据特点，构建出同时适应于GIS 分析和计算机存取结构的组织方式和索引模式。

4.4 矢量GIS运行效率低下

矢量GIS的运行效率低成为制约GIS发展的瓶颈问题。几何对象表达与空间关系（度量、拓扑、方位等）表达及计算的分离，增加了空间语义描述及空间推理

的复杂性与不确定性[12]，也不利于复杂地理环境下海量数据的实时动态分析[13]。[主要不足表现在：（1）现有空间关系算法在完备性和可实现性上明显不足，导致空间分析的复杂性与不确定性；（2）不同维度算法统一性差，运行效率低，使得难以定义有限且完备的空间分析算子来实现空间关系的统一表达与运算；（3）计算结构复杂、语义不清晰以及并行计算困难。在保证空间实体完整性与一致性基础上，构造可直接支撑并行、多维统一和高效数据处理与传输的新方法，发展相应并行算法的设计、任务分解、程序通信、计算结果汇总与归约等方法，并在并行计算环境的支持下，利用并集成多源、多尺度、多维数据和模型，将极大地提高

GIS分析能力。

4.5 缺乏有效的时空表达与人机交互方法

时空表达和人机交互是GIS 社会化应用的入口与出口。现有时空表达与人机交互主要侧重于视觉展示，缺乏对多模式、多感知及多设备的有效支持，而视觉展示与地学模拟的割裂也使其难以支撑地理分析。主要问题有：（1）缺乏实时动态目

标与三维静态地理场景的融合技术，如视频等连续动态观测记录与已有的GIS 三维场景的融合与集成困难；（2）难以有效支撑虚拟现实环境下的真三维显示和人机交互，缺乏设备无关的场景真三维自动表达及系统交互，缺乏多模式、多感知及多设备的有效支持；（3）缺乏虚实融合技术的场景展示和实时交互，虚拟场景与真实场景难以进行有机集成，难以实现观察空间、感知空间与三维虚拟空间

融合。同时，作为GIS 最重要主体的“人”在现有的GIS 中缺乏参与性，很难将人有效地置入虚实融合场景中全方位观察地理现象的分布及其演化过程。因此，引入虚拟现实、增强现实、人机交互技术构建虚拟现实化的GIS，将有助于大幅提升现有GIS的表达与交互能力。

5 地理信息系统发展前景展望 5.1 GIS 将向高维化发展

GIS对三维问题处理的不足，很大程度上限制了其在矿山与地质领域的应用。现有的GIS 软件虽然可以利用DEM（数字高程模型）来处理空间实体的高程值，但是还局限在空间实体的表面，而无法建立空间实体的三维拓扑关系，也就是说还不能够实现真三维的操作，因而人们将现有的GIS 称为二维GIS 或二维半GIS[14]。众多的应用领域如矿山、地质以及气象、环境、地球物理、水文等都需要三维GIS 平台来显现他们大量的真三维操作。空间可视化技术是指在动态、时空变换、多维的可交互的地图条件下探索和提高视觉效果的技术[15]虚拟现实(VR)技术，也称虚拟环境和人工现实，已成功使用于游戏。运用利用空间可视化技术

和虚拟现实技术对地形环境仿真，实现交互式观察和分析，提高对地形环境的认知效果，将是三维GIS 可视化发展的一个重点。四维 GIS（4DGIS）通常是指在原有的三维GIS 基础上加入时间维而构成。许多人认为地质特性是不变的，可实际上大部分地质特性都在发生动态变化，比如水灾、地震、暴风雨以及滑坡等都会使局部地质条件在短时间内发生巨大的变化。地质学家对4D(空间三维加上时间维)的空间—时间模型也很关注。但是，增加时间维后，会伴随出现一些列的问题。首先，数据量的几何级数增长，将为数据的采集、存取、处理带更多的问题。当然，随着计算机技术、数据库技术以及相关电子技术的发展，将会不是难题。因此，如何设计4DGIS 用来描述和处理空间对象的时态特征将是一个重要的发展领域。四维 GIS 也可以是指在原有的三维GIS 基础上加入地形或地貌特征而构成的GIS。由于军事决策不仅需要地理信息的支持，在很大程度上还依赖于作战区域的地形地貌条件，所以这种四维GIS 在军事上将会有很大的应用。

5.2 GIS 将更加网络化、智能化和集成化

随着Internet/Intranet 的快速发展，利用Internet 技术在Web 上发布空间数据或用户通过Internet 浏览空间数据是GIS 发展的必须趋势[14]。事实上，用户已经可以在万维网(WWW)上操作GIS 的一些应用。只是由于万维网技术还不够成熟，留有着很大的发展空间，这将给WebGIS 带来好的发展机遇。尽管 GIS 经过多年的发展已逐渐成熟，但其应用还局限于数据库、空间叠加分析，还不具备知识处理能力和推理能力。可以想象，智能GIS 会有更大的应用空间，可以更好地服务人们的社会生活。智能GIS 是指与专家系统(ExpertSystem 简称ES)、神经网络、遗传算法等相结合的GIS，它实际上是基于知识的专家系统在GIS 中的应用，对于解决城市规划与管理、交通运输管理、生态环境管理等问题将会起到非常重要的作用。地理信息系统是一门应用性很强的综合性学科，它在地球系统学、地理信息科学、地理学、市场学、管理学、遥感技术、全球定位技术、电子计算机技术和通讯技术等科学技术基础上发展起来的一门新兴边缘学科，在这些技术集成中体现它的价值。随着这些相关学科和技术的发展，GIS 一定会得到新的突破。

6 结论

人类社会正从工业经济迈向知识经济时代，一场以信息技术为核心的革命正在深刻改变着人类生活与社会面貌。作为全球信息化浪潮重要组成部分的地理信息系统的建设与应用，正日益引起科技界、企业界和政府部门的广泛关注。地理

信息系统作为处理众多空间问题的有力辅助工具，在人们的日常生活中发挥的作用也日趋明显。

GIS 自上世纪60 年代出现以来，经历了70 年代的巩固发展期、80 年代的 推广应用期、90 年代的蓬勃发展，逐渐走向企业化、商业化、大众化、全球化。

在50 年的高速发展中不断创造辉煌。如今虽然在发展途中遭遇了人才问题、数

据质量问题、计算能力问题、网络问题等坎坷，但是GIS 得实用性和先进性还

是共睹的。我们相信在GIS 三个驱动力的带动下，会促进GIS 更好更快地发展。

可以想象，在不久的将来，凭借其高维化、网络化、智能化、集成化的优势， GIS 将无处不在，能够为各行各业提供更好的服务。人们的生活也将离不开GIS

的参与。

参考文献：

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第25卷第三期:189-192