gis技術論文范文
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第1篇
1．1基于統一建模語言的數據調查與數據建庫一體化關鍵技術及實現要實現數據調查與數據建庫的一體化，必須針對便攜式應用、大數據分析等不同應用場景，構建統一的數據標準并建立適應性強的空間數據庫，使其既滿足數據調查整理應用，又滿足數據建庫分析應用。本次研究中，我們運用UML(統一建模語言)，根據空間數據的分類原則和面向對象的繼承特性，將園林資源數據進行分類抽象，然后根據空間數據的不同特性將園林資源數據劃分為點、線、面等圖層，最后根據對象的相關信息，劃分出各個對象的屬性。在建立數據庫物理結構時，根據應用需求，數據調查整理場景下生成SQLite格式數據庫，數據建庫分析場景下生成Oracle格式數據庫，由于兩種場景數據庫的分層結構設計一致，因此使用過程中能無縫轉換，從而實現了數據調查與數據建庫的一體化。
1．2基于遙感影像和實景影像的圖形信息和屬性信息一體化關鍵技術及實現
1．2．1基于多尺度分割的城市園林綠化資源提取技術傳統的基于像元的遙感影像分析方法對于低分辨率的遙感影像具有較強的適用性，但對于高分辨率的遙感影像，隨著空間分辨率的提高，單個像元所包含的語義信息更多，更多像元呈現混合像元特性，影像上單個像元所表示的信息大部分來自周圍地物，采用基于像元分析的傳統分類算法難以提取所需信息。本次研究中，我們采用了基于面向對象的影像分析方法，針對高分辨率遙感影像中地表物體的形狀、色調、紋理和鄰域關系等復合空間特征，采用閾值分割法、區域分割法等手段，對多波段遙感數據進行多尺度分割，生成不同尺度的對象層，形成對象層次網絡體系。多尺度分割后影像的基本單元已不是單個像元，而是由同質像元組成的多邊形對象，每一多邊形對象不僅包含像元固有的光譜信息，還有多邊形的形狀信息、紋理信息與鄰域信息，對于光譜信息類似的不同種類的園林綠化資源而言，通過多邊形對象其他屬性信息的差異就可以輕松地提取出來。該技術主要分為數據收集與整理、影像預處理、影像分割、建立知識庫、數據提取、指標評價等步驟，技術流程。
1．2．2基于連續實景影像的樹種識別技術及實現實景影像作為第5D產品正在各地“智慧城市”的建設中被廣泛應用。利用連續實景影像數據，從實景影像中提取多角度的樹葉照片，與已經建立完成的樹葉知識庫進行關聯、比對，快速識別不明樹種。該技術的實現主要分為以下幾個步驟:1)建立樹葉知識庫通過日常工作的積累和相關資料的查找，建立各種樹木的照片、文字資料等知識庫。該知識庫包括樹木的照片、樹葉的照片、相關的背景資料等，為后續進行樹種識別，提供足夠的數據支撐，并根據一定的規則，不斷地擴充完善。2)樹葉影像提取基于連續實景影像數據，沿著道路行進方向，提取數據范圍內樹木的空間信息，并根據識別要求，從連續實景影像中提取多個角度的樹葉照片，通過歸納、整理，形成待確認的樹種圖片庫。3)樹種關聯、比對將待確認的樹種圖片庫與已知的樹種數據庫進行比對、分析，比對結果按照相似度的等級進行排序，綜合考慮其他多種因素后，最終確認樹木的類別。通過以上技術有效解決了在園林綠化資源調查中，人為識別樹種存在多樣性的問題，提高了數據調查的效率
內外業一體化關鍵技術及實現移動GIS技術是以移動互聯網為支撐、以智能終端為載體，結合北斗、GPS或基站為定位手段的又一新興GIS技術。傳統的調查方式是利用紙質底圖到實地進行采集，完成采集后交由錄入人員進行數字化工作，最后按應用需求制作成果數據。整個工作中外業采集和內業處理被分離為兩個獨立環節。本次研究中，借助移動GIS技術，利用智能終端集成實時定位模塊，并開發現場編輯、圖形顯示、信息錄入等功能的數據采集功能，將傳統園林資源調查中的外業工作以及內業工作直接在智能終端上完成，形成數字化成果，實現真正意義上的調查工作內外業一體化。
2一體化調查的作業流程
一體化調查的組織與實施主要分為資料收集、數據預處理、基于遙感影像的數據分類、基于連續實景影像的行道樹樹種識別，基于移動GIS的數據現場調查以及整理與入庫等環節。1)資料收集收集調查區域高精度遙感影像數據、連續實景影像數據、基礎地形數據，包括城市地形圖、城市建成區范圍圖、城市總體規劃和城市綠地系統規劃等圖件和文字資料，按照園林資源分類要求，借助統一建模語言，構建全面標準一致、結構統一的多格式、多用途的數據庫。2)數據預處理對收集的高精度遙感影像數據進行幾何糾正、輻射糾正、圖像拼接、圖像增強等處理;對連續實景影像數據進行圖像壓縮、坐標糾正等處理;對基礎地形數據進行格式轉換、分層設色等處理。3)基于遙感影像的數據分類基于高精度遙感影像，建立園林綠化資源特征知識庫，采用面向對象的多尺度分割技術，獲取城市園林資源中公園綠地、生產綠地、防護綠地、附屬綠地、其他綠地等園林綠化資源的初步數據。4)基于連續實景影像的行道樹樹種識別依托連續實景影像采集技術，基于真實的連續實景影像數據，通過計算機輔助人工識別，快速采集道路兩旁的園林資源數據，如行道樹的樹種、高度等。5)基于移動GIS的數據現場調查借助便攜式移動GIS技術，主要針對遙感數據在云霧遮擋、地物屬性解譯不明等情況，由作業人員實地采集公園綠地、附屬綠地、生產綠地等園林綠化資源數據。6)整理與入庫在統一數據規范下，對數據完整性、數學精度、數據語義一致性、邏輯一致性、屬性值的正確性、數據結構和編碼等進行檢查并入庫。
3應用情況
本文提出的城市園林綠化資源一體化調查技術已成功應用于重慶市風景園林局信息化建設中。作為本次研究成果的示范和推廣區，渝北區、南岸區、渝中區、江北區、北碚區、沙坪壩區、九龍坡區、大渡口區、巴南區等主城九區已借助本研究成果完成了轄區內園林綠化資源的調查工作，建立了園林綠化綜合數據庫，實現了園林綠化資源信息化管理。相比于傳統的調查方式，一體化調查技術在很大程度上可以降低外業的工作強度、減少重復勞動、縮短作業周期，同時，調查錯誤率由原來傳統采集方式的5．2%降低到了1%，有效節約了建設成本和管理經費，取得了良好的社會效益和經濟效益。紋理映射后得到更加逼真的模型3D，至此完成整個模型的重建工作。
4結束語
第2篇
GIS是由地理數據庫系統、計算機系統與組織機構等組成，主要以采集和存儲地球表面與空間和地理分布有關的數據，并加以分析、顯示和應用的計算機系統，其主要涉及空間位置、模式模型、變化趨勢等功能。GIS技術起始于20世紀60年代，發展成熟于七八十年代，由偏重于空間數據的處理，轉向自然資源開發、國土規劃及生態保護等領域。90年代以來，隨著GIS理論、方法和技術的成熟，廣泛應用在于環境資源保護、農業生產、災害預測和政府管理等領域。1978年，國內學者開始對地統計學的研究，特別是近年來，地統計學與GIS的結合是國內外學者研究農田精準施肥的熱點，GIS作為功能性的空間技術被應用于農業管理和農業分析科學研究中，主要應用于精準施肥、作物產值評估、病蟲害預測和專家決策系統等方面，極大地推動了現代農業的發展。
2地理信息系統在煙草農業領域的應用
20世紀90年代中期，我國逐漸將GIS應用在煙草農業領域，主要應用于農業氣候與煙草種植區劃、植煙土壤適宜性評價、煙草病蟲害預測及評估和變量施肥等方面，取得了較大的成就，一些研究成果直接應用于煙草農業生產中，取得了很好的經濟和社會效益。
2．1對植煙土壤養分的空間管理及應用
2．1．1植煙土壤適宜性評價。土壤是一個具有空間變異的系統，經典統計學不能反映養分含量在空間上的分布情況。植煙土壤是優質烤煙生產的基礎，對煙葉品質風格的形成具有重要作用。對植煙土壤養分空間變異性及煙草養分吸收規律的研究，可為實現植煙土壤適宜性的評價奠定基礎。陳海生等利用GIS技術，運用模糊數學和層次分析法，對烤煙種植區各項土壤肥力指標進行了綜合評價，并繪制了土壤肥力評價圖，建立了河南省南陽市烤煙土壤肥力適宜性評價指標體系。徐大兵等以湖北省恩施市“清江源”現代煙草農業科技園區、恩施城郊和利川柏楊基地單元新整治區域的土壤屬性和速效養分為研究對象，在GIS平臺的基礎上，采用模糊數學法對新整治區域的土壤肥力適宜性指數進行了評價。汪璇等對重慶黔江煙區土壤的速效養分和pH等6種主要植煙土壤肥力指標進行了分析，研究了土壤養分要素與各地形因子之間存在的相關關系，在GIS的平臺下，利用模糊綜合評價法對丘陵山區的植煙土壤養分適宜性進行了綜合評價，并確立了黔江植煙土壤養分適宜性指數空間分布。
2．1．2植煙土壤養分空間變異研究。土壤養分空間變異性是土壤重要屬性，隨著科學信息技術和GIS的快速發展，土壤養分空間變異性的研究成為了土壤科學研究領域的最前沿熱點之一。利用GPS、GIS和地統計學等相結合的方法，對植煙土壤大、中、微量元素空間變異的研究，可為煙區的管理分區和變量施肥提供科學依據。黃新杰等采用GPS技術，在GIS的基礎上，利用經典統計學和地統計學的方法，對湖南省典型稻煙輪作區3255份土樣養分的總體特征和空間分布特征進行了研究，探明了其養分的空間分布，為該地區的養分精準管理提供了理論依據。董旭等采用GIS和地統計學相結合的方法，對遼寧昌圖煙區的植煙土壤pH和有效態中量元素的空間變異及分布特征進行了研究，并繪制了其空間分布圖。李強等探討微量元素精準施肥，研究了馬龍縣植煙土壤有效態微量元素的總體特征和空間變異特征，利用GIS技術，繪制了微量元素空間分布圖，為該縣的微量元素精準施肥專家系統提供了理論基礎。王新中等運用地統計學和GIS技術，以平頂山郟縣的植煙土壤為研究對象，分析了土壤粒級和主要土壤養分之間的關系，并對土壤粒級的空間變異規律進行了研究。
2．1．3植煙區土壤養分分區管理及變量施肥研究。管理分區就是將具有相似土壤肥力及其養分利用率，以及相似生態環境的區域作為一個單元進行管理。變量施肥管理系統是精準農業的核心技術，在農業上已取得了良好應用效果。利用GIS技術對植煙土壤進行管理分區研究，是在對每一管理單元的生態環境、土壤理化性質、煙草需肥規律和病蟲害的綜合分析的基礎上，建立相應的施肥模型，并確立相對應的施肥方案，進行變量施肥管理，達到優質適產的目的，并且對保護煙田生態環境有重要意義。Yang等對變量施用液態N和P肥作了研究，得出應用變量施肥技術可以減少產量變化的差異，提高產量和增加回報。Liu等研究了植煙土壤養分的空間變異，并采用半方差圖和克立格插值法進行土壤特性研究，為烤煙的變量施肥提供了理論基礎和技術支撐。江厚龍等以GIS為平臺，利用主成分分析和模糊聚類分析法，用平頂山典型煙區111個土壤養分數據對煙田進行管理分區研究，將研究區域分為3個區域進行管理，分區結果可以作為變量施肥的單獨作業單元進行施肥管理。
2．2煙草病蟲害預測及評估煙草病蟲害是煙葉生產的制約因素，不僅嚴重影響煙葉品質，而且造成煙農經濟損失。對煙草病蟲害進行統防統治是煙葉生產的重要環節。利用GIS技術可以分析煙草病蟲害發生的趨勢及其影響發生的適宜環境因子，預測其發生的規律及時空動態，為防治煙草病蟲害發生提供準確、及時、可視的科學決策。Richam等利用GIS技術分析了不同地域間的氣象、不同年度、有益有害生物、煙草品種抗性、生態變化等信息，并利用模擬模型對煙草蚜蟲發生進行預測，建立煙草病蟲害的發生預測模型。陶瓊等利用GIS對昆明市煙草的“六病四蟲”的發生率和發生指數進行分析，準確地預測到病蟲害發生的程度和空間分布，對病蟲害進行有效的防治和預防有很好的應用效果，并利用WebGIS建立了昆明市煙草病蟲害監測預警體系。劉長明等應用互聯網、GIS技術和數據庫技術，以福建煙草病蟲害監測數據為基礎，構建福建省煙草病蟲害管理信息系統。
2．3植煙區氣候與煙草種植區劃氣候是影響煙草生產和種植區劃的重要生態因素，不僅影響煙草的生物學性狀和病蟲害的發生，而且還對煙草的內在品質和產質量有重要影響。因此，將GIS的空間分析功能與當地的氣候資源和種植水平相結合，進行精準的氣候區劃，可為煙草種植區劃的調整和合理利用氣候資源提供科學依據。莫建國等利用GIS技術，采用克里克插值和構建模型的方法，對威寧縣烤煙生長期氣候條件及各氣象要素對烤煙品質的影響進行了研究，實現了對威寧縣烤煙種植的精細氣候劃分。符昌武等應用GPS和GIS技術，對普洱煙區氣候要素進了空間分析，模擬繪制了氣候要素的地理空間分布細網格模擬數字地圖，為普洱優質烤煙生產區劃奠定了基礎。董謝瓊等利用氣象、土壤、地形、土地利用等多源數據，在GIS技術支持下，根據煙草生長發育生態條件，確定煙草種植適宜性氣候生態指標和區劃原則，對云南省烤煙種植適宜區劃進行研究，區劃結果與云南省實際優質煙葉產地分布基本一致。
3GIS在我國煙草農業現代化進程中的研究與應用展望
隨著煙草農業現代化進程的推進和GIS技術的不斷發展、成熟，GIS技術需要加強在以下4個領域內的應用研究。
3．1以GIS、RS、GPS等技術為核心的“3S”空間決策支持系統主要是GPS為RS和GIS提供監測范圍的定位信息，RS為GIS提供重要的信息數據庫，能及時準確提供監測范圍內的綜合性的定位定量信息，并有助于及時更新GIS數據庫，特別是對煙草生長過程的動態監測。建立基于煙草“3S”技術的空間決策支持系統，可為煙草管理提供精確操作和決策服務。隨著科學技術的迅速發展，其將成為今后現代煙草農業研究的熱點，也將是現代煙草農業精益生產的基礎。
3．2GIS和專家系統(ES)高度集成具有人工智能的GIS在煙草農業領域內將得到廣泛應用。目前，GIS的應用還主要在煙田土壤養分數據庫的建立、精準施肥、病蟲害的監測和預測等方面，但煙草生長是一個動態過程，與當地生態氣候、種植制度和田間管理等緊密相關，單純的GIS研究，很少能為現代煙草農業生產中復雜的空間問題的解決提供足夠的決策支持，這需要大量的專家經驗和知識。所以，GIS與專家系統的有機結合，為解決煙草生產過程遇到的各種問題提供了有效的途徑。
3．3建立三維GIS與煙草模型的開發三維GIS的應用將在煙草農業發展規劃、煙草生產管理與決策等模型方面發揮不可估量的作用。通過三維GIS可以立體表達煙草生長發育，主要體現在空間位置與拓撲關系的描述及空間分析的伸展方向上;對煙草進行三維空間分析是三維GIS特有的功能。隨著GIS技術向現代煙草農業應用層次的發展，建立煙草農業三維GIS系統是未來現代化農業重點開發技術之一。
3．4GIS和虛擬農業技術結合，建立虛擬煙草農場虛擬農業的理論基礎是農作物與環境之間的關系是可計算的。虛擬煙草農業是以煙草農業領域為研究對象，利用先進信息技術，建立計算機平臺，研究煙草與環境因子交互作用，以生態環境及氣候的適應和改造、改良煙草品種、增質適產等為目的的技術系統。利用三維GIS與虛擬煙草農業等相結合技術建立虛擬煙草農場，在計算機上種植可視虛擬煙草和虛擬煙田管理，從觀察煙草生長狀況和動態過程，并可通過改變環境條件和栽培措施，直觀地觀察對煙草生長發育的影響。虛擬煙草農業將成為現代農業研究方法的革新和先進的技術手段，它將提高現代煙草農業領域研究的效率，促進煙草農業現代化的發展。
4結論
第3篇
1.1定位通信技術
移動GIS中定位通信技術，是指以GPS技術為核心的定位系統，其可在全球范圍內實現準確的導航與定位，確保移動GIS的精準定位。基于GPS的定位通信技術，首先要在移動GIS中設計GPS接收器，通過接收器接收定位信息，全面收集定位的數據信息，GPS能夠準確地處理接收的信息，對照相關的參數要求進行設定，包括通信參數以及用戶信息設定，優化收集的數據信息；然后是穩定的連接GPS的接收設備，便于存儲接收的信息，保存重要的數據，重新定義GPS的通信結果，符合移動GIS的需求；最后是按照移動GIS的指令，規劃GPS內的通信信息，按照系統的時間段接收通信信息，同時采取Ge-tData的方法，優化GPSData的變量，保障移動GIS內通信數據的真實性。
1.2GPRS通信技術
GPRS通信技術在移動GIS中，表現出了數據與移動通信的融合應用。在原有GSM的基礎上，增加系統通信的節點，接入數據網絡，組成系統的GPRS通信，為移動GIS通信提供高效率的數據服務，同時還能準確地掌握通信資費，用戶利用GPRS，實現移動式的通信，隨時隨地都可接入數據網絡，同時保障移動GIS通信的服務性。移動GIS中的GPRS通信技術的發展速度非常快，目前比較常用的是3G和4G制式，促使移動GIS通信能夠適應現代通信的領域。GPRS通信技術中的數據傳輸速度非常快，其可以分組的形式實現數據連接，確保移動GIS數據在GSM覆蓋的領域內傳送，能夠靈活地接入到互聯網內。GPRS通信技術使移動GIS進入了無線傳輸的時代，依賴于分組交換技術，最大化地傳輸移動資源，而且基本不會延誤移動GIS中數據傳輸的效率，具有全時在線的優勢。
2移動GIS中的端口服務技術
移動GIS中的端口服務技術，主要體現在服務端口和移動終端兩個部分，支持移動GIS的通信運行。服務端口的通信技術，用于處理客戶端傳入的數據，包括數據申請、即時消息等，同時利用服務端口實現數據通信的功能，如：動態數據服務、數據分發、即時消息等，根據服務端的通信協議，安排數據信息的有序進行，防止移動GIS服務端出現數據堵塞或漏發的問題，服務端通信有對應的分區，不同屬性的數據在傳輸后會自動進入到對應的存放區，如：DataPreloadUser039、User100、User190……此存放區代表了數據預裝目錄，每個移動GIS用戶均對應有固定的服務通信存放區，維護數據通信的路徑。移動終端及移動GIS的客戶端，客戶端通信技術相對比較復雜，因為移動GIS客戶的需求不同，所以通信屬性存在多樣化的差別，客戶端通信采取多項并聯的方式，其可在同一時間內實現申請、發送與接收等多個通信模式，滿足了客戶對移動GIS的通信需求。
3移動GIS應用中的通信發展
（1）移動GIS中的通信發展，應該解決通信硬件的制約問題，促使硬件能夠滿足移動GIS的需求，保障硬件能夠承載移動GIS中的通信技術，全面落實先進技術的應用。由于移動GIS所處的數據環境十分復雜，所以硬件成為通信技術發展的重要設備，其可維護移動GIS通信的穩定性，優化移動GIS的通信環境。
（2）通信技術在移動GIS中提出了智能化的建設，按照不同標準的通信模式，研發具有智能特性的通信技術，滿足移動GIS中的多制式需求，促使移動GIS通信的過程中，能夠主動監督數據傳輸的路徑，防止數據被盜取，還能杜絕數據惡意更改的行為，加強通信數據安全控制的力度。
（3）移動GIS通信技術受到無線網絡的影響，限制了通信的范圍，導致移動GIS依賴于無線網絡的空間位置。移動GIS在未來通信的過程中，應該打破空間限制，不能僅限于無線網絡覆蓋的位置，嘗試不同的通信方式，安排操作系統的實踐應用，由此既可以優化移動GIS的通信條件，又可以保障移動GIS的靈活性，適應復雜的互聯網環境，消除通信中的固定性以及環境差異，提高移動數據資源的利用效率。
4結語