地理信息系统学科的发展趋势

第一篇：地理信息系统学科的发展趋势

GIS发展趋势

地理信息系统学科的发展趋势

序号：148学号：09203050220姓名：张青班级：09地理信息系统（2）班

地理信息系统（GIS）是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。

GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。

GIS的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。

GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。

GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。

GIS按研究的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的；按研究内容的不同可分为综合性的与专题性的。同级的各种专业应用系统集中起来，可以构成相应地域同级的区域综合系统。在规划、建立应用系统时应统一规划这两种系统的发展，以减小重复浪费，提高数据共享程度和实用性。

我国地理信息系统发展，大致可分为以下三个阶段。

起步阶段。20世纪70年代初期，我国开始推广电子计算机在测量、制图和遥感领域中的应用。随着国际遥感技术的发展，我国在1974年开始引进美国地球资源卫 1

星图像，开展了遥感图像处理和解译工作。

试验阶段。进入80年代之后，我国执行“六五”、“七五”计划，国民经济全面发展，很快对“信息革命”做出热烈响应。在大力开展遥感应用的同时，GIS也全面进入试验阶段。

全面发展阶段。80年代末到90年代以来，我国的GIS随着社会主义市场经济的发展走上了全面发展阶段。国家测绘局正在全国范围内建立数字化测绘信息产业。3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。GIS在3S技术中起着重要的作用。比如：地理数据的采集功能、地理数据管理功能、空间分析与属性分析功能、地理信息的可视化表现等。

GIS的发展趋势有以下几个方面。

趋于综合性发展：GIS、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）3S集成技术的发展在世界各国引起了普遍重视。RS主要侧重于信息获取和动态监测；GIS主要是空间信息的管理、分析；GPS是空间定位、导航。GIS的综合性发展趋势还体现在与OA、Internet、多媒体、虚拟现实等技术的集成。

开放式GIS：GIS数据共享和交互式操作促进GIS社会化发展。开放式GIS协会（OGC）打破当前GIS业各地区、各单位、各企业各自为营的局面，促进GIS社会化发展。

产业化发展：GIS产业对象主要包括：硬件、软件、数据采集与数据转换、电子数据、遥感信息获取与处理、系统开发与集成、咨询与技术服务。

向组件式发展：采用面向对象技术开发组件式GIS是GIS软件发展的必然趋势，GIS软件的可配置性、可扩展性和开放性将更强，进行二次开发将更方便。

地理信息系统的特点：操作对象是空间数据；与地理学、测绘学联系紧密。在学习过程共用到的软件有EDARS、MAPGIS等。地理信息系统应用于全球环境变化动态监测；自然资源与调查；监测、预测；城市、区域规划和地籍管理；军事方面等。

近年来地理信息系统技术发展迅速。首先，主要原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统要求不断提高的结果。其次，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中。整体而言，地理信息系统的发展方向是：GIS网络化、GIS标准化、GIS企业化、GIS全球化和GIS大众化。其中，GIS的网络化(Web GIS)发展是GIS发展的一个重要的领域。

第二篇：机械工程学科现状及发展趋势

机械工程学科现状及发展趋势

机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，包括机械学和制造科学两大领域。

机械学是研究机械结构和系统性能及其设计理论与方法的科学，包括制造过程及机械系统所涉及的机构学、传动学、动力学、强度学、摩擦学、设计学、仿生机械学、微纳机械学及界面机械学等。

制造科学是研究制造过程及其系统的科学。它涵盖产品设计、成形制造(铸造成形、塑性成形、连接成形、模具制造、表面工程等)、加工制造(超精密加工、高效加工、非传统加工、复杂曲面加工、测量及仪器、装备设计及制造、表面功能结构制造、微纳制造、仿生和生物制造)和制造系统运作管理等科学。

机械工程研究是先进制造技术的不竭源泉。推动我国制造业自主发展的主要驱动力是先进制造技术，而有的领域已经在国际学术界占有了一席之地。在摩擦学领域：温诗铸、雒建斌等发现在动力润滑和边界润滑之间存在一个过渡区，提出了薄膜润滑的概念、发明了纳米薄膜测量技术、建立了薄膜润滑的物理和理论模型。薄膜润滑研究架起了动力润滑和边界润滑之间的桥梁，被国际上著名专家GRANICK等评价为“是对润滑研究的一个重要贡献”；机器人机构学领域：黄真、高峰等以螺旋理论、李群、集合论等为数学工具，提出少自由度并联机构综合的普适性方法和通用自由度计算公式，主螺旋解析识别模型，一阶和二阶运动影响系数模型，以及性能与构件尺度空间模型。利用上述理论综合出数十种新机构，开发出多维力传感器、微操作机器人、地震模拟器，并为锻造操作机、伺服压力机、电铲等装备的自主设计提供了重要的理论依据；机械传动学科领域：陈学东在高速超精密运动控制研究中，率先发现并阐明了气浮轴承气旋现象产生的机理，提出了气浮气膜的支撑刚度和阻尼的计算和控制方法，提出的驱动系统分析控制软件已经用于我国大规模集成电路光刻机驱动系统的研制中。在机械工程科学方面，虽然已经取得了瞩目的创新及进展，但必须清醒地认识到，我国机械工程科学总体上还处于落后状态。

我国工程机械行业基本上是立足于国内本土市场的行业，它在国际市场上的销售额至今也只有15%左右，这和其产品的产量与销量已是世界第一的地位形成极大的反差和讽刺，其原因是：我国工程机械产品的技术创新和盈利模式与国外优质产品仍有较大差距，我国产品的全球配套能力低、它在全球市场上的布局仍无优势，前几年我国工程机械产品高速增长只是数量上的增长，并无质量上的明显攀升，这种质量中下等的大批产品是不受国际市场欢迎的，更难在竞争激烈的国际市场上占有一席之地。虽然我国工程机械产品规模已经很大，但在国际市场上依然缺乏话语权和竞争力，因为我国工程机械产品的中低端产品多，较适合国内外的中低端市场；从产品规模上来讲，我国工程机械产品有一定的宽度，但从国际市场竞争力来讲，则需要产品的高度，即产品的优质，响亮的品牌、过硬的创新技术。概括地说，我国工程机械产品是有宽度而无高度的产品。工程机械行业是一个多品种的行业，很多企业都处于不同的生存发展阶段，而都要面对不同市场的需求和各种不同层次的用户群体，更要认真考虑它们的购买能力来开发适销对路产品，才有生存发展的机会。而在工程机械产品背后，还隐藏着许多我们不能忽视的细节和我们尚未发现的隐患，以及绝处逢生的商机，所以在当前工程机械市场低迷时，我们应该静下心来，做一番研究，冷静地思考，找出市场复苏的方法。如何提升我国工程机械产品和市场的竞争力，特别是国际市场的竞争力，拥有优质的产品是企业成功的基础和关键。我国工程机械产品要走向国际市场，一定先要做到产品技术全球化，配套技术、配套硬件和维修技术的全球化、管理全球化、质量全球化、资本全球化、市场全球化、人才全球化，只有以上几项都实现了或部分实现了，我国工程机械行业才有实力和信心走出行业发展的低迷期。同时要走向国际市场一定要改变出口模式、转向海外建厂、建基地、建代销网络、海外收购、海外投资和海外建立产品研发中心等，这样我们行业出口渠道多了、营销的方式方法和手段灵活多变了，我们行业走向国际市场就会柳暗花明、前程似锦了。

机械工程行业是国民经济的支柱产业，它与其他产业相互支撑而推动生态建设和经济增长，总趋势就是：基于资源节约和环境保护基础上的数字网络化、高效精确化、智能集成化及制造极端化。德国学术界和产业界为此提出了“工业4.0”的概念，“工业4.0”即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型。主要包括两大主题和三个设想，两大主题是：“智慧工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三个设想是：“产品”，集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息；“设施”，由整个生产价值链所集成，可实现自组织；“管理”，能够根据当前的状况灵活决定生产过程。

全球制造业格局面临重大调整。我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇，必须放眼全球，加紧战略部署，着眼建设制造强国，固本培元，化挑战为机遇，抢占制造业新一轮竞争制高点。未来我国将要重点发展的制造科技主要有以下5个领域：

(1)摩擦学研究自20世纪90年代起有了长足发展，其基本经验是与纳米、生物、计算机以及与工程问题的交叉结合，发展了纳米摩擦学、生物摩擦学、表面减阻及亚纳米抛光技术等。今后的发展是进一步向学科面更宽的交叉方向——界面机械与制造科学、纳米制造摩擦学和纳米生物摩擦学方向发展。此外，中国摩擦学领域的青年学者应当进一步加强在国际学术界的影响，争取在国际学术界占有更重要的位置。

(2)机械动力学研究中，非线性动力学、复杂机电系统动力学分析和故障监测等领域已经有了很大的进展，但复杂系统及多场耦合的非线性动力学分析建模和故障预示监控依然是个国际性难题，大型复杂机电系统动力学设计仿真、微纳系统动力学分析及设计是我国学术界面临的重要前沿课题。

(3)空天及深海装备制造科技。未来飞机将进一步向大型、快速、轻型、舒适性、安全性方向发展；用于国防的各种飞行器，将向超快、精确、轻微及智能监控方向发展。高速、精确、智能化微型飞行器技术；微小制导技术；超低温、超真空、无重力极端条件下的装备设计与制造科学技术、智能作业机器人、超大型射电望远镜、适于高压腐蚀环境作业的深海装备的设计与制造技术等将得到大的发展。

(4)信息制造科技。未来20年内，量子、纳米或商业基因计算机将问世；网络光通讯技术，卫星通讯技术，都是网络的虚拟制造技术，非硅、量子、纳米、基因计算机芯片及其后封装科学技术将有大的发展；产品信息化和数字化：将传感技术、计算机技术、软件技术 “嵌入”产品，网络化这些产品的数字化和智 能化制造中都出现了虚拟化、网络化与智能化。

(5)新能源装备制造技术。由于一次能源将逐步枯竭，核能、深海能源、再生能源及清洁能源的研发和使用将大大促进该领域制造技术的发展。核能工艺及装备、深海能源探测及采掘工艺及装备、新能源和再生能源的装备制造、基于新能源的经济型汽车发动机及车辆设计与制造技术研究将得到更大重视和关注。

我国机械工程技术的近一步发展任重道远，需要每个人的努力，作为一名学生能做到的是刻苦学习专业知识，培养自主创新意识，为社会主义初级阶段做出自己的贡献。

第三篇：专题地理信息系统

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专题地理信息系统一、简答题

1、简述GIS常用的分析方法有哪些？（8分）

GIS实现空间分析的基本功能，包括空间的查询与量算，缓冲区分析，叠加分析，路径分析，空间插值，统计分类分析，DEM分析，趋势分析等

2、简述WEBGIS常用的实现技术方法？（8分）常用的WEBGIS实现技术包括：

1）CGI（通用网关接口）方法；CGI是一个用于WEB服务器和客户端浏览器之间的约定标准，允许网页用户通过网页命令来启动一个存在于网页服务器主机上的程序（称为CGI程序）。利用CGI可以生成图像，然后传递到客户端浏览器。

2）插件(Plug-ins)法；浏览器插件是指能够同浏览器交换信息的软件。利用浏览器插件，可以将一部分服务器的功能转移到客户端，此外对于WEBGIS而言，插件处理和传输的地理空间矢量数据的数据量较小，加快了用户操作的反应，减少了网络数据流量和服务器负载。3）Java Applet方法；Java语言是面向对象的编程语言，它最大的优点是跨平台特性。用Java Applet实现WEBGIS，不需要软件安装。4）ActiveX方法:ActiveX是在微软公司OLE技术基础上发展起来的因

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特网新技术，是一个技术标准。基于这个标准开发的构件称ActiveX控件。可以像Java Applet嵌入到HTML文件中。优点是执行速度快，可用多种语言实现。

3、简答GIS开发策略？（6分）

GIS开发策略可以分为可行的和不可行的两种开发策略，不可行的开发策略包括组织机构法、数据库法、想象系统法；可行的开发策略包括“自上而下”方法、“自下而上”方法、综合法和企业系统规划法。

4、简答城市GIS数据库设计的基本要求。（8分）

1）应该对大量的数据体用非兀余结构予以定义，并根据需要使其能同时为不同的用户使用。

2）再插入、修改和删除数据元素时，数据元素的结构、相互关系和从属性应保持不变。

3）应用程序不依赖于数据库中的数据组织方法和存放位置，即数据独立。

4）系统对库中数据的存取进行控制，防止无关用户对数据的非法存取以及有意或无疑的破坏，以保证数据的安全性。

5）系统要保证数据在逻辑意义上的正确性、有效性和兼容性。6）要有一些辅助程序，用于数据库的维护以及经常性的组织和必要时的数据库快速恢复操作。

7）要便于用户对数据进行独立的写入、修改、补充和删除。

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8）要具有不断扩充和更新的能力。

5、简答城市GIS数据库设计的主要内容。（11分）主要包括以下各类内容的分析、选择和决定：

1）数据源分析与选择；2）数据采集方式的确认；3）数据更新的技术方法；4）数据采集前的预处理；5）数据采集技术要求和技术规定；6）数据编辑处理和拓扑关系建立；7）属性项的选择、定义和属性文件的建立，与已有关系数据库的连接；8）数据质量控制和检查验收规定；9）平面坐标的配准、投影参数设置、与国家统一坐标系间的转换；10）数据接边处理；11）其他有关问题，包括数据字典，描述数据库，符号库的设计与建立。

6、简述GIS的硬件构成。（7分）1）计算机（微机、工作站和服务器）； 2）数据存储设备（硬盘、光盘、磁带机等）； 3）输入设备（扫描仪、数字化仪等）；

4）输出设备（普通绘图仪、静电和激光绘图仪、图形显示设备等）； 5）数据采集设备（GPS接收机、平板测图仪等）； 6）网络设备（细缆仙/双绞线、集线器各种专线等）

7、分布式GIS的主要特点有哪些？（8分）主要特点有：

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1）数据分布性，即空间数据可存储在异地； 2）远程操作性，即通过网络处理异地的数据；

3）设备共享性，GIS设备昂贵，实现共享可以降低成本。4）计算快捷性，即可以实现并行计算，加快计算速度。

8、简述建立数字地球的技术方法。（10分）

建立数字地球的技术关键是实现海量数据的获取、存储管理、处理和信息的提取、信息共享以及信息表达。主要技术方法有：

1）数据的采集与融合。卫星遥感是数字地球获取数据的主要手段，对这些数据的自动的、快速的处理以及时、准确的提取信息是实现数字地球信息获取的关键。

2）海量数据的管理。数字地球应用中包含大量多媒体数据，需要在因特网上发布，形成超媒体空间信息系统。分布式数据存储、空间数据仓库、自动制图综合技术都是实现海量数据管理的有效方法。3）分布式计算。地理信息的特征是分布的，并且具有基础性、共享性和综合性，分布式计算可以使地理信息应用于社会各个领域。4）虚拟现实技术。在数字地球中，虚拟现实技术可以真实的表达现实地理区域。

5）元数据。全球范围内对数字地理信息的需求越来越大，为了保证信息不被误用，需要通过元数据对数据进行详细的描述用户利用元数据可以估计数据集的适用性。

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9、简述城市地理数据的分类。（10分）

城市地理数据可概括分为：基础数据和专题数据。根据数据来源可划分为：

1）图形数据，一般通过对地图或其他图像数据数字化而来，多为矢量数据；

2）图像数据，如遥感数据和航片，多为栅格数据；

3）统计资料，由各个部门的调查而来，多为空间定位型关系数据； 4）属性数据，是描述实体的数据，多为数字型和字符型。5）其他数据，如元数据，是描述数据的数据。

10、建立城市GIS的可行性论证主要包括哪些内容。（8分）1）通过初步调查和对本部门业务工作的分析研究，确认实现城市地理信息系统项目的近期和远期应用目标的可行性。

2）论证项目的投资规模，编制预算，并估计实施后带来的经济、社会效益和实施中可能遇到的风险。

3）论证几种可供选择的实施方案，确认技术上的可行性。4）编制项目初步实施计划，确认时间上的可行性。

11、简答数据共享的重要性.（5分）

信息化是促进社会进步的重要手段之一，是社会发展的必然趋势。以计算机技术、通讯技术、网络技术为代表的现代信息技术，使人类对

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信息资源的利用进入了高效化、专业化、多样化和共享化的现代方式。信息时代，信息呈爆炸性增长，在浩瀚的信息资源中，庞大的信息资源和昂贵的信息成本，使得人们无法独立生产所需要的数据，而必须通过共享来获取资源和必要的信息。如何利用、挖掘、共享信息是信息化建设的关键问题之一。

12、简述地理信息的特征。（4分）

地理信息具有空间特征、属性特征以及时域特征，除此之外，还具有区域分布性，信息载体和传播媒介的多样性和多维结构特性。

13、简述GIS具有的特征。（6分）

1）具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；

2）地理空间数据管理由计算机支持，计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法；

3）地理信息系统能以快速、精确、综合的对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态模拟和分析。

14、GIS数据管理方法主要类型有哪些？（6分）

1）对不同的应用模型开发独立的数据管理服务，这是一种基于文件管理的处理方法。

2）在商业化的DBMS基础上开发附加系统，开发一个附加软件用于

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存储和管理空间数据和空间分析，使用DBMS管理属性数据 3）使用现有的DBMS，通常以DBMS为核心，对系统的功能进行必要扩充，空间数据和属性数据在同一个DBMS管理之下。

4）重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功能的数据库系统。

15、GIS的主要功能有哪些？（6分）

数据采集；数据编辑；数据存储和管理；制图输出；空间查询和空间分析；数据表达与发布

16、什么是软件维护，软件维护可以分为哪几类？（6分）当软件开发完成并交付用户使用后，就进入运行/维护阶段，在运行/维护阶段仍需要对软件进行修改，称为软件维护；软件维护活动可以分为以下几类：

1）改正性维护；2）适应性维护；3）完善性维护；4）预防性维护。

17.软件开发过程模型有哪些？（4分）

1）瀑布模型；2）演化模型；3）螺旋模型；4）喷泉模型

18、GIS界面设计的要求。（8分）

界面设计要考虑尽可能使用户方便，对用户真正做到“友好”。用户只需利用鼠标在屏幕上进行见到操作，即可执行有关功能或提示有关

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信息，而无需输入任何命令。界面设计要做到各模块之间界面的形式一致，即相同的功能要用相同的图标显示。界面可以分为若干层，从主菜单开始，一层层的调用。界面实际的布局要合适，尽可能加大图形显示窗口，做到美观大方、清晰易读。还应具备帮助功能。

二、论述题

1、论述GIS开发步骤（15分）可以分为四个主要步骤：

1）前期准备：立项、调研、可行性分析、用户需求分析； 2）系统设计：总体设计、标准集的产生、系统详细设计、数据库设计；

3）施工：软件开发、建库、组装、试运行、诊断； 4）运行：系统交付、使用和更新。

2、论述GIS应用的领域和范围。（15分）

由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统，所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部分都可以应用GIS。由于各个部门的不同，GIS在具体业务系统中所占的比重，应用方式也各异，如： 1）传统制图部门：传统制图技术已经不能满足人们的要求，而GIS能提供很好的解决方案。

2）管理部门：与GIS结合比较紧密的如土地管理、交通、物流运输、精心收集

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医疗卫生领域等部门，以及其它商业部分；

3）辅助决策应用领域：相对松散的有城市规划、环境领域等，其主要特点是将海量的数据进行综合管理和综合分析，以辅助科学的决策。4）大众化服务领域：特别是WebGIS的发展已经让GIS走进了千家万户。

3、信息系统开发及建库需要制定的技术文件一般有哪些？（14分）可行性研究报告、项目开发计划、用户需求分析、数据需求分析、总体控制设计、详细控制设计、数据库设计、用户手册、操作手册、模块开发宗卷、测试计划、测试分析报告、开发进度月报、项目开发总结报告。

4、举例说明专题信息系统应注意哪些问题？（12分）

1）可行性：目标可行性，投资可行性，技术可行性，时间可行性；‘

2）用户需求：因为系统设计的好坏用户说了算； 3）数据的可得性； 4）系统的可扩展性 5）数据和系统的更新。

5、如何锻炼自己，使自己成为一个好的系统分析员？（12分）信息系统分析员是技术和管理之间的桥梁，是领导和员工之间的沟通

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渠道。其是先进技术和先进管理模式的代表者，要善于处理矛盾，因势利导，组织实施。懂管理懂技术。因此系统分析员必须要有深入的专业知识，使用广泛的社会只是，要有计划、协调、组织、控制和监督的工作能力，要有大公无私、廉洁自律、坚持原则、灵活机动、密切联系群众等修养。

所以要成为一个优秀的系统分析员，必须锻炼自己的基本功看、听、说、写。看，要深入了解，就是亲自看。一个有经验的系统分析员，到一个企业从头至尾参观，看企业的厂容，看职工的工作精神和工作秩序，看一些报表，了解一些数据，就可以对企业了解大概。听，是系统分析员知识来源的第二渠道。不是简单的记忆，而是根据说者的态度、说的环境，判断说者的真实含义。说，是系统分析员开展工作的第一重要本领。是系统分析员必须具备的才能，一个好的系统分析员说要有内容，能抓住重点，条理性逻辑性强，而且要有鼓动性、趣味性一时性，还要有很强的反馈能力。写是系统分析员有一种重要的能力。

另外，要有高尚的信息道德，有具有团队协作、忍辱负重的精神。也要乐于助人。

8.论述地理信息系统工程建立的过程 答：据GIS系统建设的时间序列，可以把建设过程分为5个阶段：系统调查、系统分析、系统设计、系统实施、系统维护。1.系统调查

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对现行系统调查是GIS系统工程开发和建设的第一步，主要任务是通过用户调查发现系统存在的问题，完成可行性研究工作，确定建立GIS是否合理，是否可行。

2.系统分析

系统分析是GIS系统开发的关键工作阶段，通过对现行系统的深入分析，获取现行系统的具体逻辑模型，从功能上确定用户的需求，定义新建GIS的逻辑功能，获取GIS的逻辑模型以反映用户的需求。主要任务包括：进行用户需求分析与描述；确定系统的目的、目标及属性；导出待建GIS的逻辑模型；制定设计实施的初步计划。

3.系统设计

按照对建设GIS系统的逻辑功能要求，考虑具体的应用领域和实际条件，进行各种具体设计，确定GIS建设的实施方案。系统设计包括总体设计和详细设计。

a、总体设计

确定GIS系统的总体结构，即GIS各子系统或各模块的划分，以及各组成部分（子系统或模块）之间的相互关系。总体设计的任务主要有：进行各子系统或模块的划分与功能描述；模块或子系统间的接口设计；软硬件配置设计；网络设计；开发策略规定。

b、详细设计

详细设计是在总体设计的基础上进一步深化，主要任务有：模块设计；代码设计；数据库设计；数据获取方案设计；界面设计；输入输出设计；程序模块设计；安全性能设计；实施方案设计。

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4.系统实施

系统实施是GIS系统建设付诸实现的实践阶段，实现系统设计阶段完成的GIS物理模型的建立，把系统设计方案加以具体实施。在这一过程中，需要投入大量的人力物力，占用较长的时间，因此必须根据系统设计说明书的要求组织工作，安排计划，培训人员，开发和实施。此阶段主要任务有：程序编制与调试；数据采集与数据库建立；人员的技术培训以及系统测试。

5.系统维护

GIS系统测试完毕，即可进入正式运行阶段，提供用户使用。在这一阶段，系统工作人员主要任务是对投入运行后的GIS系统进行必要的调整和修改，是系统适应环境和其它因素的各种变化，保证系统正常工作。

9、简述传统GIS的共享方法（12分）

10、你认为如何解决未来空间数据共享的问题（10分）

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第四篇：地理信息系统

地理信息系统专业

专业培养目标：本专业培养在思想道德、业务、文化、身心素质等方面全面发展，适应信息社会和知识经济时代需要，基础扎实、知识宽广、与时俱进、开拓创新的社会主义事业建设者和接班人。培养具有地理信息系统与地图学、遥感技术、空间定位技术、空间数据组织与处理技术的基础理论、基本知识和基本技能，同时掌握计算机软硬件应用、计算机通信、软件开发等计算机科学与技术的基本知识和基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在通信网规划与管理、城市建设、区域规划、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施、规划管理和计算机应用等领域从事与地理信息系统有关的研究、开发和管理工作的高级专门人才。

专业培养要求：

 本专业学生要求掌握地理信息系统相关基础理论、基本知识和基本技能。 掌握英语、数学和计算机科学与技术等方面的基础理论和基本知识。

 学习人文类、经济管理类课程，培养求实创新精神，提高科学素养。

 接受应用基础研究和软件技术开发方面的科学思维和科学实验训练。

 掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。具有一定的实

验设计、论文撰写，学术交流的能力。

 了解GIS领域的理论前沿、应用前景、最新发展动态和产业发展状况。

 了解国家科学技术政策、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规。相近专业：地理科学、测绘工程、计算机科学与技术

主要课程：除公共课外，有自然地理学、人文地理学、经济地理学、地图学、遥感技术、地理信息系统原理、空间定位技术、地理信息系统设计与应用、程序设计、数据结构、数据库、计算机图形学、计算机网络、软件工程等。

主要实践性教学环节：上机实习、专业认识实习、金工实习、电装实习、专业实验、课程设计、毕业实习、毕业设计等。其中，主要的专业实验有自然地理学实验、地图学实验、遥感技术实验、数据库实验、地理信息系统实验等

标准学制：四年

授予学位：理学学士

招生类别：理工类

专业优势和特色：以地理信息系统专业为基础，与计算机技术和信息技术紧密结合，充分发挥重庆邮电大学在信息技术学科中的优势，形成学科交叉。培养的学生既有扎实的地理学、地图学等方面的基础知识，又有较好的计算机科学与技术知识，具有较强的地理信息系统软件的应用和开发能力，适应地理信息系统在通信、计算机、企事业信息化、数字城市等领域的应用。

第五篇：土木工程学科的发展趋势

土木工程学科的发展趋势

序号：220 学号：10201210240 姓名：邵亚男

班级：土木工程专升本10② 【摘要】

土木工程是人类历史上年代最久远的“技术科学”，是伴随着人类社会的发展而发展起来的，特别是到了21世纪，各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。通过一个学期土木工程概论课的学习，我深深地感受到土木工程涵盖的广泛，体味了前人取得的成就，也领悟了作为一名未来土木类从业者的重大责任。我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就，止步不前，还应当与时俱进，去挖掘，去发现，去思考，去想象，去创新。结合土木工程的历史，结合我国的国情和世界形势，谈一谈土木工程的发展趋势。

作为一种系统的产业活动，土木工程的实质是生产的过程，是一种技术过程土木工程也是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。

作为一个重要的基础学科，土木工程有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展，土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科，并已经出许多分支，如：建筑工程，铁路工程，道路工程，桥梁工程，特种工程结构，给水排水工程，港口工程，水利工程，环境工程等学科。土木工程共有六个专业：建筑学，城市规划，土木工程，建筑环境与设备工程，给水排水工程和道路桥梁工程。

土木工程有将向什么样的方向发展，并呈现出怎样的发展趋势，本文将对此论述。

一、土木工程发展现状

现今的土木工程，正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。

公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。

工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高（低）温、耐高（低）湿，并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。另外，高层建筑大量兴起，地下工程高速发展，城市高架公路、立交桥大量出现，并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。

中国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。

高层建筑不仅越建越多,越建越高,而且其结构体系及布置形式也日趋多样化。框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框架—筒体结构等体系、巨型结构、转换层结构、悬挑结构及高层大跨框架结构等体系是目前常见的结构体系。大跨建筑、大空间建筑日益增多,多为混凝土结构和空间钢结构。

随着我国经济建设的迅速发展,公路、铁路运输事业突飞猛进,高等级公路里程快速增长。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破;而斜拉桥的复兴更是桥梁工程的另一个辉煌。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,跨入世界先进行列。

但是，自改革开放以来，我国城市发展进入了一个崭新的阶段，城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。这就要求更多的建筑来满足城市发展的需求。

二.土木工程发展趋势

1建筑空间的扩展

地球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的，而人口增长的速度是不断加快的，城市化进程的加快，城市建设快速发展，城市规模不断扩大，城市人口急剧膨胀，许多城市不同程度上出现了用地紧张、生存空间拥挤、交通堵塞、基础设施落后、生态失衡和环境恶化等问题，被称之为“城市病”，给人类居住带来了很大的影响，也制约了经济和社会的进一步发展，成为现代城市可持续发展的障碍。因此，人类为了争取生存，土木工程的未来至少有以下五个发展方向：

⑴向高空延伸

作为城市发展的产物之一，高层建筑物不仅在数量上越来越多，而且在高度上也越来越高，与地面高空发展相对应。现在人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔，由15根钢纤绳锚拉。日本拟在东京建造800.7m高的千年塔，它在距海约1.25英里的大海中，将工作、休闲、娱乐、商业、购物等融于一体的抗震竖向城市中，居民可达5万人。中国拟在上海附近的1.6公里宽，200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦，居民可达10万。印度也提出将投资50亿建造超级摩天大楼，其地上共202层，高达710m。

⑵向地下发展

地下空间的开发也有着巨大的吸引力，原因在于目前城市地下空间开发不需要支付或支付很少土地费用。城市地下空间是一个十分巨大而丰富的空间资源，如果得到合理开发，其节省土地资源的效果是十分明显的，另外工程实践也表明地下空间开发在一些大城市条件已基本成熟，而且是现代城市开发的必然趋势。1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》，提出了“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”，建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。

⑶向海洋拓宽

为节约使用陆地，围垦、拓岸工程和建造人工岛都可以充分利用海洋资源，为将来大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上，洪都拉斯将建海上城市型游船，该船将长804.5m，宽228.6m，有28层楼高，船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场等。

⑷向沙漠进军

全世界约有1/3陆地为沙漠，每年约有600万公顷的耕地被侵蚀，这将影响上亿人口的生活。世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。在缺乏地下水的沙漠地区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案，该方案一旦实施，将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程。

⑸向太空迈进

早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一大胆设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站，这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现，人们发现月球上拥有大量的钛铁矿，在800℃高温下，钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水气，由此可以制造出人类生存必需的氧和水。预计21世纪50年代以后，空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展。

2超大型工程的修建

随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类将有可能从事更大规模的土木工程建设,从事土木工程的人们将为改造世界做出新的贡献,取得新的突破。西班牙与摩洛哥之间的直布罗陀海峡割断了欧洲和非洲大陆的交通,至今人们已经提出了多种联络线方案。如全长30km,最大主跨为2000m的吊桥方案;全线长14km,最大主跨为5000m的吊桥方案;也有的提出采用最大主跨为5000m的海中浮游式桥梁方案等。对马海峡的地下隧道工程、白令海峡的填筑等也是世界上酝酿中的超大型工程。2008年的北京奥运会,不仅修建大量的体育场馆,也为北京及周边地区的城市建设带来了机遇。

3高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列入了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其他复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。高轻质材料的出现，比如比钢质量更轻但是性能却更好的铝合金的使用以及镁合金和玻璃纤维增强塑料的使用等，为现代土木工程建设的新趋势提供了材料基础。具体体现，就是超高建筑和超大型工程的修建。如对马海峡的地下隧道工程、白令海峡的填筑等也是世界上酝酿中的超大型工程。

4计算机应用

随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映世纪情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。由计算机技术和力学的结合产生的新的计算理论和计算手段和新材料的结合。计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。

5环境工程

目前又因资源开发、民用建筑、市政工程建设、风沙侵蚀等人为或自然界的影响，大量耕地被破坏，人均占有土地逐年减少。因此，环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。所以，集约化发展和和谐发展将是土木工程建设发展的一个重要的趋势。

6新管理技术和运营方式的采用

建筑业的工业化是建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产。要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式。同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。

7结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用;不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。

8新能源和能源多极化

能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题,这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。

以上是我对土木工程建设的发展现状和发展趋势的分析，可以看出土木工程建设在未来的实践中，将会取得更好的发展。

参考文献

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[4]段树金主编.土木工程概论.北京:中国铁道出版社,2005

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[6]孙世国.21世纪土木工程发展趋势刍议.北方工业大学学报.第14卷第3期,2002年9月

《土木工程学科的发展趋势》

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姓名：邵亚男

班级：土木工程专升本10②