GIS在地理教学中的应用论文

第一篇：GIS在地理教学中的应用论文

一、气候对城市区位的影响

(一)讨论世界城市分布纬度与海陆特点。由学生自主读取全球夜间灯光分布遥感影像图，教师引导得出规律，世界上很多大城市都集中分布在中低纬度地区，而这些地区均有气候适中、降水适度的气候特点。很多沿海地区分布的城市密度大，规模也比较大，在中低纬度和沿海地区几乎分布着世界上大多数的城市。

(二)绘制我国400mm等降水量线。课堂所用降水数据为我国454个测量站点常年测量所得年降水量数据，数据中包含各站点的经纬度、海拔及年降水量数据。在Arcmap中载入中国国家边界线图层，以及测量站点数据。对测试站点数据按照设定区间进行分级，由站点分布情况绘制粗略400mm等降水量线(同时可绘制200mm、800mm及1600mm等降水量线)。由图可得我国降水由东岸沿海向西北内陆递减的特点，而我国的城市分布密度也正是与之相随。以400mm等降水量线为界，将中国地图面要素分为两部分(本操作与我国地势三级阶梯划分相同)，将得到的两个面图层分别与中国地级以上居民点点图层相交(Intersect)，其中降水量在400mm以下的城市，共有49个，降水量在400mm以上的城市，共有275个。我国百万以上人口城市降水在400mm以下的只有包头、乌鲁木齐和兰州3个城市。

(三)高纬寒冷地区与热带雨林地区的城市分布。高纬寒冷地区人口分布少，很难形成很大的城市。热带雨林地区过分湿热，不适于人类居住，因此人口稀少，城市密度小。过分干旱、寒冷、湿热的地区都不适合人类居住，不利于城市形成和发展，分布规模较小。

(四)归纳填写表格。

二、河流对城市区位的影响

(一)处理初始数据。在Arcmap中加载一级河流线图层，利用的融合(Dissolve)功能将NAME字段为相同名称的数据条合并，可得长江包含的四段河流，依次为：沱沱河、通天河、金沙江以及长江。选中属性表中相应内容，导出长江线图层。选中四段河流，使用merge功能合成一个字段，以便进行下一步操作。

(二)对河流进行缓冲区分析。对长江线要素进行缓冲区分析(Buffer)，缓冲半径为1千米，将缓冲区间与我国地级以上居民区图层进行交叉(Intersect)，得到缓冲区内的城市点图层，这个点图层里的城市代表位于长江两岸的较大城市，包括上海、南京、武汉等大城市以及苏州、无锡、常州、镇江、扬州、泰州、南通、芜湖、南昌、长沙等中等城市。

(三)河流交汇处形成城市。高亮显示长江与主要支流交汇的城市：岷江流入长江，交汇点宜宾；嘉陵江流入长江，交汇点重庆；汉江流入长江，交汇点武汉。河流交汇地点人流物流集散中转频繁，频繁的河流水运也带来了城市的繁荣。

(四)河流的其他影响。河流两岸也会形成城市，如匈牙利的首都布达佩斯，在多瑙河两侧一端叫布达，另一端叫佩斯，两边的地区同时发展，共同繁荣，形成了匈牙利最为繁华的城市。另外河流的河口也是影响城市区位的重要因素，河流入海口，支流入主流的河口都是如此，由于腹地非常宽广，如我国广州位于珠江入海口，上海位于长江入海口，天津位于海河入海口河口的位置，这些大城市正是借助河港、海港得以发展壮大。

(五)课后练习。对照课堂中对长江及其支流的数据分析，对黄河进行类似的数据分析，熟悉课堂中涉及的相关Arcmap操作流程，同时复习课堂内容。

三、结论

GIS工具为学生提供了一个开放的自主学习空间，在课堂中利用GIS技术教学可以把学生领入一个崭新严谨的数据时代，学生在逐渐熟练GIS软件数据分析操作以后，可以自行探究和解决一些实际问题，从而培养较高的地理素养。本文对GIS在地理教学中的应用作了一个简单的探索，实际教学过程中还需要以PPT作为辅助工具，具体的授课流程还有待在今后的教学实践中进行进一步的研究。

第二篇：GIS在林业中应用

GIS在林业中的应用

摘要: 在概述地理信息系统(GIS)的概念、功能、应用领域的基础上, 对GIS 在林业中多方面的应用现状进行了综述, 并对GIS 在林业中的应用前景进行了探讨, 指出地理信息系统在林业上应用研究的重要性。

关键词: 地理信息系统;林业;应用现状;前景

背景：林业具有用地广阔、生产周期长, 其所涉及的森林系统结构复杂, 森林资源附于地表等特点。而85%以上的森林管理决策与其空间位置有关, 采用传统方法制定管理决策, 缺乏直观性和决策过程的可视化, 给经营管理带来许多困难。而GIS能快速准确地获取多种组合形式的林业资源统计数据, 清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势, 实现数据可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。以满足森林资源管理和领导决策的需求, 进而可以利用GIS对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划;解决林业上长期以来经营粗放、信息技术落后的问题, 促进林业的经营管理走上可持续发展道路。

1.地理信息系统简介

GIS 是Geographical Information System 的缩写，即地理信息系统。地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科，对空间信息的管理与分析是它的优势所在，它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量数据的通用技术。地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。

地理信息系统是空间数据的管理系统，是空间数据和属性数据的综合体，其主要有以下特征：①空间定位特征：②多维结构特征③明显的时序特征

地理信息系统大致可以分为 3 大类：①专题信息系统．它是具有优先目标和专业特点的地理信息系统，如水资源管理信息系统，矿产资源信息系统，水土流失信息系统等．②区域信息系统，主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，按区域范围大小可有不同的规模，如加拿大国家地理信息系统、中国黄河流域信息系统等．③地理信息系统工具库，它是一组有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包．地理信息系统的任务，就是对地球表层人文经济、自然资源及 环境等多种信息进行综合分析与管理． 2.森林资源信息管理

用GIS 的数字地形模型(DTM), 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合, 再分类和矢量图的叠加, 区域和邻边分析等操作,产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品 价值。各地、各林业局、各林场森林面积, 森林蓄积, 森林类型, 林种分布, 树种结构, 林龄结构及变动情况等, 过去只能从森林资源档案数据库中了解情况, 应用地理信息系统可以做到图上动态管理和监测, 从而可以做到更真实、更直观地把握森林资源的状况及变化。3.森林分类经营管理

利用地理信息系统, 可以做到以林班、林场、林业局、地区及全省为单位的森林分类经营管理, 能够做到分类更为科学、更为客观, 为各级领导及林业管理部门、生产部门提供可操作的森林分类经营方案及科学依据。4.天然林保护工程管理及封山育林

实施天然林保护工程,“两类三划分”必须要落实到可操作的地块, 并可进行动态管理。只有利用地理信息系统才能真正做到科学经营管理, 否则很难将天然林保护工程各项工作落到实处。封育区域的确定涉及一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素。GIS 的分析设计可兼顾多种要素, 采用DTM和森林分布图及专题图叠加, 区划出合理且更易实施的封育区域。

5.森林限额采伐管理

借助于GIS , 制定详细的采伐计划, 确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施。制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。应用地理信息系统, 可以清楚地把握各地、各林业局及林场,乃至各林班、小班的森林资源状况, 下达森林采伐限额指标可做到有的放矢。同时, 可以确定各小班的森林经营及采伐方式, 实现以小班为单位的动态经营管理。6.森林结构调整 用缓冲分析方法进行河岸防护林, 自然保护区, 林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林种的布局。一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构;另一方面指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块, 在大力造林、绿化、消灭荒山的同时, 按照龄组法调整龄组结构, 加速林木成熟, 使各龄组比重逐步趋向合理, 充分发挥林地的生产潜力。7.抚育间伐、速生丰产林培育及更新造林管理

利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行GIS的空间地理信息和林分状况数据结合, 依据模型提供林分状况数据如生产力、蓄积等值区划和相关数据,据此可按林分生产力进行基地建设。GIS可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析,按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种, 指导科学造林。8.林业用地信息管理

林业土地变化包括林地类型和林地面积两方面。GIS借助于地面调查或遥感图像数据, 实现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能,可及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。我省林业用地约占全省国土面积的5119 % , 可开发利用的潜力很大。至今为止, 林业用地的管理还较为粗放。利用地

理信息系统, 可以做到有效地管理林业部;习的土地资源,实现对林业用地的权属、利用情况及开发前景动态管理。

9.森林病虫鼠害监测、控制、森林防火监测及动态管理

应用地理信息系统, 可以实现对森林病害、虫害、鼠害发生规律、分布状况及控制程度动态监测及跟踪管理,能够克服工作的盲卧险和被动性, 做到心中有数, 防治工作及时。可通过建立应用地理信息系统, 对省、地、县森林防火系统进行动态监测和管理。国家林业局林业规划院于90年代就研制出了“林火管理”地理信息系统。目前, 我省森林防火办也着手构建全省森林防火GIS 系统。该系统的

建立, 必将会大大提高我省的森林防火现代化管理水平,并产生巨大社会效益和经济效益。10.林权管理 权属分国家、集体、个人三种形式, 不同权属的森林实行“谁管谁有”的原则, 大部分权属明确, 产权清晰,界线分明, 标志明显, 山林权与实地、图面相符, 少数地方界线难以确定, 可用邻边分析暂定未定界区域。从而减少或避免各种林权纠纷。

应用前景：

一方面,GIS在林业学科中的应用促进了学科的知识创新和理论深化研究, 促成了各学科间的相互联系, 极大地推动了林业系统科学及其分支学科的发展。另外, 随着新分支学科的建立, GIS应用越来越广泛。如有的学者提出利用GIS建立植物转基因飘流状况的国家和省级地理信息系统。另一方面,各学科的不断发展和深入反过来又需要GIS的不断完善, 并为GIS提供实验基地。如为了便于更科学合理地管理某一区域的自然资源, 就需解决GIS同GPS、RS以及与专家决策支持系统的耦合问题, 这将促进GIS技术的不断完善。GIS、RS和GPS的集成(“3S”的集成)已成为一种必然的趋势。“3S”的集成是一种利用各自的技术特点快速准确地提供所需信息的技术。基本是RS 提供最新的图像信息, GPS提供精确的位置信息, GIS为图像的存储、处理、分析及应用提供技术手段。“3S”的应用可为林业生产管理和决策者快速地提供精确的信息。森林是农业的生态屏障, 也是陆地生态系统的主体。我国森林生态功能较弱, 林业生产技术总体水平较低, 对林业生产调控能力差, 再加上林业生产的高风险性、区域性, GIS技术的发展和应用为提高林业生产的调控能力, 实现林业现代化和因地、因时的科学化管理提供了技术支持。林业生态系统是一个极其复杂的系统, 对这一系统的监测、模拟和科学管理等复杂问题应用传统的GIS是很难解决的, 因为这些问题需要大量的知识与经验, GIS与专家系统结合而成的智能GIS, 并利用神经网络模型将成为解决这些复杂问题的重要途径, 目前这方面的研究已得到了重视。另外, 随着网络GIS、虚拟GIS、开发式GIS、真3维和时空4 维数据结构等这些GIS技术研究成果的推出和不断完善, 林业作为GIS技术使用大户, 必然会受到深远的影响。

结束语：进入90 年代以来, GIS 正朝着分布式的、开放的、网络化的、大众化的、全球性的GIS 发展,被人们广泛应用于各个领域, 产生了巨大的经济和社会效益。当前, 我国已经提出了建设 数字林业 的概念, 是否建立和使用了先进的林业地理信息系统, 正在成为衡量当地林业管理水平的重要标志。随着 3S 技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展, 极大地促进了林业资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。目前, GIS 在我国林业上的应用还处于起步阶段, 国内从事林业GIS 研究的人数不多;GIS 在林业上还主要应用在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析、缓冲区分析和成果显示输出等几个方面。在林业GIS 基础数据库建设、林业通用GIS技术模块、林业行业数据标准和林业GIS 海量数据支持等方面报道较少, 这需要广大的林业工作者共同努力, 促进我国林业GIS 事业的快速向前发展

第三篇：GIS在高中地理教学中的应用

GIS在高中地理教学中的应用 ——以必修2模块为例 1.1问题提出的背景

在2003年4月教育部制定颁布的《普通地理课程标准(实验)》中，已经把“地理信息技术应用”确定为高中地理选修课程之一。这是信息时代的要求、素质教育的要求、现代教育理念和课程改革的重要举措.信息时代的要求信息时代要求人们的知识和智力高度发展，否则将很难适应和推动社会的进步(许维新2000)。同时信息时代对地理教学提出了新的要求:不能只停留在书本知识的对学生的传授上，还要教会学生独立的学习方法，教会学生自己获取地理相关知识的能力和方法。因此，在掌握各种地理知识的基础上，还应重视学生的能力培养及地理思维方式的培养。应用地理信息系统技术分析地理事物将充实理论，为理论提供依据并增强理论的科学性。因此，地理信息系统应用于教学并不是单纯的介绍地理信息系统知识，而是让学生通过接触地理信息系统开辟一条学习地理知识以及其它学科知识的新途径。

素质教育纵深发展的要求在人类跨入国际经济和科技激烈竞争的新世纪，国际竞争归根结底是国民整体素质的竞争，现在的中学生将是下世纪生产建设的主力军。因此，全面提高中学生的整体素质是当前基础教育的重点。地理教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”，要体现“以学生为本”的精神，坚持以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育方向，应该是大家取得共识的(张才洋1998)。而地理信息系统在地理教育中的应用，确实能体现“以学生为本”的创新精神和素质能力的培养。GIS的应用，还可以帮助我们从信息社会、知识经济的角度，对地理教育内容重新审视、重新整合。现代教育理念的要求传统的教育观认为教育是客观的。所有事物皆有一固定的意义，教师的责任就是解释客观事物，引导学生去了解这个世界，而学生的目标是学习教师传授的知识。建构主义(Constructivism)则是一种新的教学理念，主张知识并非直接传授而得，而是由学生自己建构而成的(何克抗2001)。而正因为每个人的经验不同，对外在世界的认知也会各有不同。由此可见，学习应该以事实为基础，经各种机会建构出自己对事物的了解。GIs可让学生经过建立数据库及地图来建构自己的知识。在制图和GIs的空间分析中发现事物的相关性，认识真实世界的事物、地点，并在运用GIS工具的过程中学习。

新一轮基础教育课程的需求目前我国的课程改革己全面启动，地理课程是地理知识的载体。全面推进素质教育。要求课程的设置必须着眼于学生的全面发展和终身发展。信息技术的迅猛发展，全球定位系统、对地观测系统、地理信息系统的广泛应用.数字地球概念的建立，也都为地理课程革新注入了新的活力。构建基于现代信息技术的地理课程，在课程内容选择、教学方式改革中，要充分考虑现代信息技术的影响，为发展学生自主学习意识和能力创造适宜的环境(《地理新课程标准》2001)。地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学。地理图像是地理信息的重要载体，教师重视利用地理图像，通过阅读、使用地理图像帮助学生掌握观察地理事物的基本方法，逐步发展对地理图像和地理事物的理解、想象、分析等思维能力和解决地理问题的能力。积极利用地理信息资源和信息技术手段优化和丰富地理教学，提高学习效率，培养学生创新精神和实践能力(林培英2001)。由此可见，应用GIS技术处理地理图像是新课改的重要理念，也是地理教改的重要举措。

为CAIG注入新的活力计算机辅助地理教学(CAIG)体现出计算机与地理学科整合的优越性(祝智庭1997)。在教学中，利用计算机能展示实际存在而又不能亲临实践的地理景观，可演示地理现象的演变规律，从而使地理教学不受时间和空间的限制、不受宏观和微观的限制，优化了地理教学进程:突破重点难点，激发学生的学习兴趣，提高了教学效果;弥补了传统教学的不足，使“板书+挂图”的传统模式得以更新，由注重教师的教转向学生的学，由传授知识走向学上智能的发展(王怀庆2001).GIs技术为CAIG注入新的血液，它自身具有对地图处理与操作的强大功能.提供地理数据处理功能的技术和方法，是其它软件无法比拟的。1.2地理信息系统应用于中学地理教学中的现状

美国和我国的台湾以及其他一些国家和地区，GIs技术已被应用于中小学地理教学。针对新的教学理念所强调的对学生动手能力的培养，学生应尝试进行资料的收集。美国的环境署推动的一项全球环境观测的计划，准备通过互联网，使世界各国的有关学校，进行基本环境资料的收集和分享。这个合作学习计划通过各地学生的实际参与，培养学生观测环境的能力，同时建立了一个完整的全球环境资料库，也促进了国际间学生的文化交流，可以利用地理信息系统实现管理学生所收集的资料，GIs不仅是资料来源也是汇集、整理、储存资料的工具(钟启泉2002),随着地理信息系统的普及和新一轮课程改革的需要，地理信息系统逐渐应用于中学地理教学，经过查阅这方面的大量文章总结出，目前在中学地理中引入GIs的研究主要体现在以下几个方面:(1)GIS作为一种思想、知识出现在教材中在现行教材中，上海高中地理教材中安排了“遥感技术与地理信息系统在地理学研究中的应用”的内容，介绍了遥感的概念，遥感技术的特点、应用、遥感影像的判读以及地理信息系统等，体现了信息时代地理发展的基本特征和地理学技术的发展，注重了地理信息系统的应用对学生创新能力与素质的培养具有重要的意义(王凤霞等2002)。人教版全日制普通高级中学《地理》选修第二册的第二单元“中国的国土整治与区域发展”中的第二节“现代化技术在国土整治中的应用”中介绍3S技术，遥感技术、地理信息系统技术及其应用和全球定位技术。但这些内容属于选学内容，没有和实际联系起来，尤其在高中阶段从知识经济、信息社会的角度来看，这些要求还远远不够。在2003年4月教育部制定颁布的《普通地理课程标准(实验)》中，已经把“地理信息技术应用”确定为高中地理选修课程之一。GIS本身不仅是一门学科，而且是一项渗透性很强的信息系统应用技术(王清平等2004)(2)GIS技术作为一种教学工具引入地理教学中主要完成以下两方面的工作: ①实现地理信息系统的基本功能。充分发挥地图作用，让地图发挥它的可视化功能。将教学地图的背景资料作为原始数据输入.进行数据存储和管理，最后将数据输出，输出的结果可作为地理信息展示。而在教学及科研中，地理信息系统的应用系统分析功能，显示地理研究成果，这是一般的软件所不能代替的(王才军2004).②数据的查询及空间分析功能。地理学包括多项地理要素，每项地理要素又包括大量的地理信息，这些地理信息构成的地理数据是海量的。如何从大量的地理数据中搜索所需要的信息，是地理教学中常见的问题。地理信息系统提供多种有效的交叉关联与搜索，提供了强有力的查询工具，如人口大于100万的特大城市、工业产值、人口增长率等的查询，显示这些城市的特征对比分析，从中可掌握地理规律性认识(蔡依萍2001/7-8)。地理信息系统是一个有效的地图分析工具，可以进行快速的面积量算、图形叠加等。作为数据分析工具，地理信息系统具有很大的潜力。如数据局部更新、特征提取、特征合并、图幅拼接、特征属性合并、缓冲区建立等。空间分析劝能应用于地理教学，能帮助学生理解一些抽象的地理概念以及地理事物的分布规律及演化过程缚(苏慧2003).地理教学科研成果显示，建立数据库发挥G工S强大的资料储存功能。GIS为用户提供了许多用于显示地理数据的工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等拷贝图件，尤其是地理信息系统的地图输出功能。GIs数据处理和分析的结果，以地图的形式输出给用户，它既是直观的地理课堂教学的第二语言，又是地理教材的一种表现形式，也可以是地理教学思想的体现(蔡依萍2001/3).GIs包含的信息量大、更新速度快、内容丰富、表现力强，能将大量的地理信息有机地结合起来加以存储。以资料库的形式供教学使用时查询(李奕1998)0OO GIS与其它教学技术的结合GIS是一门应用面非常广泛的综合性技术，GIS在地理教学中的应用，需要利用和借鉴其它一些相关的技术。在GIS的应用中结合图像处理技术和多媒体技术，其教学功能将更加强大〔蔡依萍2000〕, 地理信息系统与图像处理技术，图像处理技术中最常用的软件photoshop和Coredraw，它可以加强地图的显示效果，使得GIS在地理教学中的应用更加完美。Coredr，是当前比较优秀的图像处理软件.一般软件中各种图形或图像，都是采用两种方式来实现的，即矢量图形和栅格图形。Coredraw能够接受GIs所产生的图像转换格式，对图层的管理方式亦趋于一致。Coredraw具有较强的设计和绘制图形的功能，文本处理效果亦非常灵活且富有特色，这在地图符号注记和图形的修饰上可以产生意想不到的效果。例如，动物分布图的制作，动物的分布在专题地图中是用概略范围法，可以将各类动物制作成符号进行表示(蔡依萍2001),地理信息系统与多媒体技术，多媒体技术也叫多媒体计算机技术(Multimedia Computer Technology)，它是一种能够让用户以其交互方式将文本、图形、图像、音频、动画和视频等多种信息经过特定的软、硬件获取、制作、编辑和储存等处理后，以单独或合成的形态表现出来的技术和方法。将多媒体技术应用于GIs中就是多媒体地理信息系统(MGIS)，它是将文字、图形(图像)、声音、色彩、动画等技术与GIs技术融为一体，为应用开拓了新的领域和广阔的前景(段玉山2002)。它是计算机技术的发展对GIs发展趋势影响的产物。MGIS不仅保持了原有GIs的功能，而且可以运用多媒体技术，因此MGIS是GIs与多媒体技术结合的生动体现。实现GIs技术的开发平台有Mapinfo, Arcview等软件。应用Arcview 3.1软件建立学生地理信息系统SGIS,加深学生对GIS的了解(陈先锋2002), MGIS地理课件是一种新颖独特的地理课件，它运用GIs技术，以地图为载体.强调地理空间性。但由于MGIS软件自身的特点使得课件并不能完全按照教案的要求完整演示课堂教学过程。因此，MGIS课件需要与其他多媒体技术相结合共同参与课件的制作。多媒体技术在GIs中的应用极大地丰富了空间数据的查询显示。与国内外流行的多媒体制作软件如Authorware, Flash、方正奥思等比较，这些软件交互灵活，制作功能强大，表现手法多样:但这些软件都是通用的多媒体制作软件，而不是专门的地理信息系统软件。它们在表现地理信息时有较大的局限性，如无法置入矢量地图，无法进行空间无级缩放，无法建立数学坐标，无法进行空间分析等，而地理信息系统平台如Arcinfomap, Mapinfo, MapGIS, Geostar等，这些软件具有强大的地理信息系统功能:但它们的多媒体表现手法却不能令人满意，可在两者之间加入图像处理软件，如Coredraw,通过图像格式的转换，然后用Ole技术链接，来完成地理信息系统与多媒体的结合(赵听2001).地理信息系统与Internet技术，GIS与Internet技术的结合，满足了用户在Internet网上的 GIS和制图要求，开拓了网络地理教学的新领域。GIS的地理信息和地图数据输出，跨越了时间和空间的障碍，教师和学生可以在任何时间、任何地点通过互联网访问Web服务器上安装的GIS(万维网GIS.WebGIS)，可以在自己定制界面上获得地图信息、制作专题地图、进行地理分析等，这有助于地理教学实现网络化。

总之，GIS技术在中学地理教学上的应用，是一项改革创新，也是一个发展趋势。从目前地理信息系统在中学地理教学中的推广应用来看，除美国和我国的台湾以及其他一些国家和她区GIS技术已被应用于中小学地理教学外(张超吴沛林2000)，我国还处于推广应用阶段.方法：实验法

教学实验的设计原则：

(1)科学性原则整个设计思路和实验方法的确定，应符合中学地理的基本知识和基本原理对学生现有的学习水平的要求，应符合中学生的生理和心理发展规律。

(2)可行性原则表现为实验设施、课题选择、学生组织等方面都具有可行性。

(3)简便性原则应选择实验数据的获取难度不大，实验操作比较简单，实验步骤比较少，花费时间比较短的实验课题。

(4)可重复性原则重复、随机和对照是保证实验结果正确的三大原则。教学实验的教学目标：

(1)让学生了解地理学科发展前沿GIS的用途、功能、使用方法、应用前景，使学生的发展与时代同步。

(2)通过课题实验研究，尝试利用GIS的独特功能，开发它在地理教育活动中的应用价值，在教学教改中另辟蹊径。

(3)GIS学习软件引入到地理教学中，可以帮助学生树立地理整体性和区域性的概念，在实处强化学生地理空间想象能力，综合处理问题能力，培养学生学会学习、学习合作。

(4)培养科学态度和科学道德。在GIS实验教学过程中，学生经过自身认真、踏实的探究，实事求是地获得结论。形成不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质和积极的人生态度。实验过程： 确定课题：

为了让实验具有可比性、可操作性、规范性。课题由教师确定 问题预测：(1)GIS教学资源

GIS教学资源的馈乏是制约我国GIS教育普及的重要因素。而能够直接应用于地理课堂教学的又少之又少，必须结合相关的教学内容进行加工处理。同时地理数据的处理和栅格地理数字化又需要耗费教师大量的时间和精力。(2)GIS教育的软、硬件问题

在GIS教育的软件问题上，专业GIS的软件是十分昂贵的，虽然我们可以利用一些资源。但绝大多数是英文版，而且对操作系统的兼容性有限制。若是要在中学全面推广GIS教育，则必须开发专门用于中学地理教学的国产GIS软件。北京超图公司与人民教育音像出版社联合开发的<超级地图>，价格是一般学生都能接受的。

硬件方面，有条件配备多媒体教室或网络教室的学校，一般都能满足中学GIS教育需要。便在目前的网速下，显示的速度还是会受到很大的限制，(3)师资培训问题

在开设GIS课程后，高校培养的教师出现了理论与教学实际的脱节，未能根据中学教学特点多介绍GIS在地理教学中的应用情况。由于毕业后工作环境不能开展GIS，更导致许多人不愿意去研究。(4)学生问题

第四篇：浅谈GIS在中学地理教学中的应用

浅谈GIS在中学地理教学中的应用

摘要：GIS即地理系统，是具有地理空间数据的获取˴处理˴管理˴分析和可视化功能的前缘技术。本文从它的技术发展˴应用的必要性及在实际教学中的应用角度出发，阐述GIS走进校园，走进课堂的必然趋势。

关键词：高中地理

GIS 数字化地图

GIS技术的发展，使海量地理信息的处理有了一些本质上的进步，也深刻地影响地理教学思维的转变。在我国将GIS应用于高中地理的辅助教学已经有了初步的研究，如中学GIS教学辅助软件设计，GIS技术应用于高中学生信息素养培育，以及从教学内容和教学技术手段两方面探讨GIS在中学地理教学中的具体应用等。这些研究侧重于对GIS引入中学地理教学的理论和应用研究，缺乏结合高中地理教学的具体案例分析。本文将GIS强大的空间信息处理功能与鲜活的高中地理教学课程相结合，突出GIS对中学地理教学图件的制作以及成果的直观展示，以期提高教学效果。

一、GIS概述

GIS（Geographic Information System，地理信息系统）是在计算机软硬件支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间信息的一种技术系统。它是在20世纪60年代发展起来的新型学科，是现代科学技术发展和社会需求的产物。目前GIS广泛应用于国民经济的各行各业，而将其应用到教育领域是一项十分有意义的尝试。二˴GIS技术的发展

1963年，加拿大测量学家R．P．Tomlinson博士提出将常规地图变成数字形式地图，并存入计算机的设想，同时开发了世界上第一个地理信息系统。这一时期世界上有许多与地理信息系统有关的组织建立起来，对于地理信息系统的传播起到了积极作用。60年代为地理信息系统开拓期，注重于空间数据的地学处理。例如，处理人口统计 局数据（如美国人口调查局建立的DIME）、资源普查数据（如加拿大统计局的GRDSR）等。许多大学研制了一些基于栅格系统的软件包，如哈佛的SYMAP、马里兰大学的MANS等。综合来看，初期地理信息系统发展 的动力来自于诸多方面，如学术探讨、新技术的应用、大量空间数据处理的生产需求等。对于这个时期地理信息系统的发展来说，专家兴趣 以及政府的推动起着积极的引导作用，并且大多地理信息系统工作限于政府及大学的范畴，国际交往甚少。

在美国，20世纪80年代GIS被引进校园。1994年，美国召开了首届GIS在教育上的应用会议，计划利用GIS技术，使学生将地理课教学内容与所在城市的社会，环境等问题联系起来，引导学生关注当地社会热点问题，借助GIS技术将这些问题可视化并寻找解决方案，最终达到在青少年中普及GIS知识，同时提高学生科学素质的双重目的，该计划受到美国科学家基金会的资金支持。

我国GIS起源于1980年，经过十多年的发展，在1996年以后进入产业化生产阶段，国内不少IT企业都制造出优秀的GIS应用软件。但是GIS这一新的地理信息工具，在我国中学地理教育中的应用才刚刚起步，教师和学生对信息技术的掌握程度，对于教学效果有着直接的影响。而大量的GIS商业软件是为专业应用而开发的，功能多且操作复杂，增加了学习使用的难度，同时价格昂贵。因此在高中地理教学实践中缺乏符合其特点的GIS软件。目前很多教师使用的是操作比较简单、有汉化功能 的Map Info。

三˴高中地理教学中应用GIS 的必要性

我国在新课程改革中提出：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识能力、分析和解决问题能力以及交流与合作能力。”而GIS本身的学科特色就决定了学生能在专业的辅助教学软件平台中，搜集到更多更有用的信息，并能对信息进行更专业的分析处理，使学生更深刻地掌握知识的同时，还激发了他们对新知识的探索欲望，增强了实际动手操作的能力，培养了他们自主学习的能力，可谓一举多得。

四、GIS在高中地理教学中的实际应用

地理空间是地理学永恒的主题，地理信息与其他信息的根本区别就在于其强烈的空间特征。高中地理中培养学生的空间思维一直是教学中的重难点，单靠教师的投影、版图或计算机动画演示很难达到理想的教学效果，学生的空间思维也 没有达到一个很好的提升。而借助Map Info软件制作专题地图，能够反映地理现象的空间分布特征，使学生一目了然，从而得到很好的教学效果。1．地理要素空间分布特征、分布规律和影响关系的教学

教学中，我们可以应用GIS在空间上显示符合某一条件的地理要素的特性，帮助学生认识地理空间概念。如利用GIS对地理事物的空间分布、查询、显示功能，辅助讲授自然与人文要素的分布，也可对各地理要素之间的空间关系进行分析，帮助学生掌握地理要素的分布特征、空间分布规律，提高学生分析地理问题、解决地理问题的能力。

研究一般的分布特征和规律所需要的地理数据，包括地图数据和主题数据两部分。地图数据是GIS的基础空间数据，例如世界地图，中国地图，各省市地图；主题数据是与具体教学内容相关的数据，如气温、降水、植被、人口、城市等。利用GIS的图层技术制成不同的地理要素图层。图层叠加可以形成如中国人口分布图，世界降水量分布图等。或者加入其他因素的影响，如地形要素可以得到地形对中国人口分布的影响图等。2．地理事物的环境分析教学

利用GIs技术，可确定某地理要素在一定范围内对于其他地理要素的分布。如确定离某条河流100千米内人口大于20万的城市分布，从而为内河运输、灌溉发电、洪灾预防等各种人类活动提供环境分析与决策，这有助于学生形成理性分析地理问题的能力。另外，也可以借助GIS查询功能，如查询某城市到另一个城市的交通线路，GIS可以提供多条线路，也可给出最佳路径，这些功能对于培养学生的空间分析、空间判断和决策能力都有好处。3．数据统计分析教学

为了用GIS进行数据分析，必需对所收集的数据建立数据库，然后利用GIS的数据分析功能研究地理问题。GIS软件提供的分析功能包括查询分析、叠加分析、缓冲分析等。例如GIS能够迅速地告诉我们世界上人最多的国家在哪里，世界上人口数量超过1亿的国家分布等；或者通过叠加得到降水量400毫米以下人口100万以上的大城市；以及分析南昆铁路两侧40km范围内的人口总量等。GIS的分析结果最终需要通过地图可视化表达并可附以统计图表等。可视化的表达方式使得我们可以清楚地观察到地理现象的分布，空间的联系等，从中归纳总结最后形 成结论。GIS能实现统计分析和图表直观显示功能。具体来说，GIS可以进行数据排序显示，如将我国各省按面积从大到小排序，将各种水体类型按比例多少排序等；或绘制专题地图，制作交通图、地形图、行政区划图、旅游规划图等。

五、存在问题与展望

GIS作为一种新时代下的教学工具和手段，具有广阔的发展前景。它不仅丰富了课堂教学的内容，也改变了课堂教学的形式，对提升教学质量，提高学生的创新能力和综合素养有着重要的作用。虽然目前我国GIS在辅助高中地理教学中受到种种条件制约，应用范围还不是十分广泛，但我们相信在社会各界人士的共同努力下，这一天将很快到来！参考文献

[1]黄杏元．地理信息系统概论[M]．北京：高等教育出版社，2001 [2]张超．地理信息系统实习教程[M]．北京： 高等教育出版社，2000

[3]李玉能.中学地理教学中应用GIS的实践与探索[D].福建：福建师范大学，2005.[4]柯旭阳.GIS技术在高中学生信息素养培育中的应用研究[D].福州：福建师范大学，2005.[5]杨恒喜，史正涛，李玉凤等.GIS在中学地理教学中的应用[J].经济研究导刊，2010（92）.

第五篇：GIS在物流中的应用

GIS在物流中的应用

GIS应用于物流分析，主要是指利用GIS强大的地理数据功能来完善物流分析技术。GPS在物流领域的应用可以实时监控车辆等移动目标的位置，根据道路交通状况向移动目标发出实时调度指令。而GIS、GPS和无线通讯技术的有效结合，再辅以车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等，能够建立功能强大的物流信息系统，使物流变得实时并且成本最优。

一、GIS/GPS在物流企业应用的优势主要体现在以下几个方面：

1．打造数字物流企业，规范企业日常运作，提升企业形象。GIS/GPS的应用，必将提升物流企业的信息化程度，使企业日常运作数字化，包括企业拥有的物流设备或者客户的任何一笔货物都能用精确的数字来描述，不仅提高企业运作效率，同时提升企业形象，能够争取更多的客户。

2．通过对运输设备的导航跟踪，提高车辆运作效率，降低物流费用，抵抗风险。GIS/GPS和无线通讯的结合，使得流动在不同地方的运输设备变得透明而且可以控制。

3．通过物对物流运作的协调，促进协同商务发展，让物流企业向第四方物流角色转换。由于物流企业能够实时的获取每部车辆的具体位置，载货信息，故物流企业能用系统的观念运作企业的业务，降低空载率。这一职能的转变，物流企业如果为某条供应链服务，则能够发挥第四方物流的作用。

物流企业通过无线通讯，GIS/GPS能够精确的获取运输车辆的信息，再通过INTERNET让企业内部和客户访问，从而把整个企业的操作，业务变得透明，为协同商务打下基础。

将地理信息系统(GIS)、卫星定位系统(GPS)、无线通讯(WAP)与互联网技术(Web)集成一体，应用于物流和供应链管理信息技术领域，国内还没有完全成熟。随着人们的重视和技术的进步，GIS、GPS、WAP和WEB技术将结合在一起，共同描绘透明物流企业，减少物流黑洞，增强国内物流企业竞争力，在不久将开放的物流市场上站稳脚跟。

二、GIS在物流中的实际应用举例（白沙烟草物流公司）

白沙烟草物流公司已启用的烟草配送GIS及线路优化系统，经过三个多月在配送区域内送货线路上的试运行，已取得初步成功的经验和数据，为即将全面启动该系统打下了良好的基础。

白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统是基于集成了国际上发展成熟的网络数据库、WEB/GIS中间件、GPS、GPRS通讯技术，采用金启元科技发展(北京)有限公司的地图引擎中间件(GS-GMS-MapEngine for Java)产品为核心开发技术平台，结合白沙物流的实际，开发设计的集烟草配送线路优化、烟草配送和烟草稽查车辆安全监控、烟草业务(访销、CRM等)可视化分析、烟草电子地图查询为一体的物流WEB/GIS综合管理信息系统。该系统利用WEB/GIS强大的地理数据功能来完善物流分析，及时获取直观可视化的第一手综合管理信息，即可直接合理调配人力、运力资源，求得最佳的送货路线，又能有效地为综合管理决策提供依据。系统中使用的GPS技术可以实时监控车辆的位置，根据道路交通状况向车辆发出实时调度指令，实现对车辆进行远程管理。

1、白沙烟草物流开发使用GIS线路优化系统后，将实现以下六大应用功能:

（1）烟草配送线路优化系统:选择订单日期和配送区域后自动完成订单数据的抽取，根据送货车辆的装载量、客户分布、配送订单、送货线路交通状况、司机对送货区域的熟悉程度等因素设定计算条件，系统进行送货线路的自动优化处理，形成最佳送货路线，保证送货成本及送货效率最佳。线路优化后，允许业务人员根据业务具体情况进行临时线路的合并和调整，以适应送货管理的实际需要。

（2）烟草综合地图查询:能够基于电子地图实现客户分布的模糊查询、行政区域查询和任意区域查询，查询结果实时在电子地图上标注出来。通过使用图形操作工具如放大、缩小、漫游、测距等，来具体查看每一客户的详细情况。

（3）烟草业务地图数据远程维护:提供基于地图方式的烟草业务地图数据维护功能，还可以根据采集的新变化的道路等地理数据及时更新地图。对烟户点的增、删、改;对路段和客户数据的综合初始化;对地图图层的维护操作;地图服务器系统的运行故障修复和负载均衡等功能。

（4）烟草业务分析:实现选定区域，选定时间段的烟草订单访销区域的分布，进行复合条件查询;在选定时间段内的各种品牌香烟的销量统计和地理及烟草访销区域分布;配送车组送货区域的地图分布。通过在各种查询统计、分析现有客户分布规律的基础上，通过空间数据密度计算，挖掘潜在客户;通过对配送业务的互动分析，扩展配送业务(如第三方物流)。

（5）烟草物流GPS车辆监控管理:通过对烟草送货车辆的导航跟踪，提高车辆运作效率，降低车辆管理费用，抵抗风险。其中车辆跟踪功能是对任一车辆进行实时的动态跟踪监控，提供准确的车辆位置及运行状态、车组编号及当天的行车线路查询。报警功能是当司机在送货途中遇到被抢被盗或其它紧急情况时，按下车上的GPS报警装置向公司的信息中心报警。轨迹回放功能是根据所保存的数据，将车辆在某一历史时间段的实际行车过程重现于电子地图上，随时查看行车速度、行驶时间、位置信息等，为事后处理客户投诉、路上事故、被抢被盗提供有力证据。

（6）烟草配送车辆信息维护:根据车组和烟草配送人员的变动及时在这一模块中进行车辆、司机、送货员信息的维护操作。包括添加车辆和对现有车辆信息的编辑。

白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统的上线运行，标志着白沙物流的信息化建设迈上了一个新的台阶，必定会在规范日常运作，提升公司形象，打造数字化的跨区物流企业的进程中起到巨大推动作用。

经过GIS计算自动生成的优化配送线路图，可指导烟草送货员大大提高送货效率，节约配送成本。

2、白沙物流烟草配送综合GIS及路径优化系统的开发背景

纵览目前国内烟草软件开发公司，能够提出完整的多点物流配送算法的专业公司还非常少，原因是开发商只有经过长期的积累才能了解烟草及物流行业相关复杂的业务和管理流程，而一些物流软件开发公司虽然对物流的环节比较熟悉，但是对GIS特别是适应烟草物流大集中业务模式的WEB/GIS技术方面比较陌生，而城市多点物流配送的算法很难和这两方面脱离开。所以造成以前没有太多公司能提供完善而成熟的烟草多点物流配送算法模型;多点物流配送的算法含盖了许多内容，如何合理的搭建算法模型，其中还要包括多重约束条件。没有做过类似的烟草项目是很难建立起来的。因为一些细小的因素，不了解烟草物流业务管理流程并且通过实际开发物流多点配送和配送路径优化系统类似项目的话，是很难拿出适合的烟草业务空间数据采集方案和考虑全面的算法条件，使系统可用性和可扩展性差之千里。

国外的路径算法的模型软件，却很难符合中国路网规则、城市交通禁则以及频繁的变化需求，更难符合改革中的中国烟草的管理流程。我们所介绍的应用软件就考虑这些特点给用户提供方便的“地图数据同步初始化工具”和“WEB远程数据维护功能模块”国内许多物流软件企业由于不熟悉GIS方面深入的路径算法模型，推出的物流配送管理系统，多是一些类似MIS的管理系统，主要解决的是物流内部信息流的管理，与GIS的结合也多体现在只能单一的将地图查询和GPS加到干线物流配送时的车辆监控功能(例如中铁快运和邮政物流)等粗浅的技术应用;实际并没有解决城市内多点物流配送的难点。由于城市道路情况复杂、客户分散、烟草定单品种众多且数量不等客观条件，最容易产生运力不足的假相。而实际上这是由于配送车辆的空置率和空驶率太大造成的。所以对于一些开发烟草MIS，访销、CRM和仓蓄物流系统这样的方案提供商，对多点物流的配送的应用很难独立专业地完成，所以采用专业技术集成的方式解决是一条捷径。

而国内的GIS应用软件企业，由于烟草物流行业的专业性，以往有的GIS的烟草应用，本身就很少能专一的进行烟草物流GIS的应用开发，一般还停留在信息可视化的阶段，对烟草物流配送工作流程以及烟草基础管理系统如访销、仓储、客服系统的不熟悉也很难深入扩展到类似的应用。

目前国内的烟草物流对于GIS的应用存在认识上的偏差，大部分的烟草物流应用只单纯的利用GPS技术实现了查询烟草物流配送车辆的位置、轨迹，对于干线运输来说，基本可以满足要求，但是对于烟草访销配送最基础的基层地市烟草公司，特别是适应城网和农网烟草大集中的多点配送应用来说，只知道车的位置是远远不够的。合理的配送线路优化和按动态烟草定单配载，将直接提高配、运效率，大大降低烟草物流成本。

其实这种“多点配送路径优化应用系统” 同样非常适用于国家专卖食盐配送、家电配送、易腐蚀食品(乳制品)、冷冻食品、高级时令果品蔬菜的多点配送、城市大面积工作配餐以及加油站油品(危险品)配送等等。