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地理信息研究分析范文1
[關鍵詞] 地理信息系統;醫療設施;空間分布
[中圖分類號] P208 R127 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2015)01(a)-0155-03
Research of medical facility spatial distribution based on geographical information system
LIAO Tanghong LI Qingli
Department of Scientific Research and Teaching, the People's Hospital of Jiangxi Province, Nanchang 330006, China
[Abstract] How to optimize medical facility spatial distribution, farthest utilize hearth resource and ensure the equity and accessibility of medical service is the problem which the hearth management department usually discovered. Geographical information system (GIS) is applied comprehensive in the research of medical facility spatial distribution. The different area space analyzing method analyzing spatial distribution and design optimize project of medical facility based on GIS includes location analytical model based on space interaction theory in geography, location allocation model based on planning technology in operational research and coverage model method.
[Key words] Geographical information system; Medical facility; Spatial distribution
醫療衛生的普遍服務性質,決定了它必須能夠及時滿足每一位患者的需要。因此,衛生服務體系本身必須是多層次的、布局合理的[1]。如何優化醫療設施布局才能最大限度地利用衛生資源,從而保障醫療服務公平性和可及性是政府衛生管理部門經常遇到的難題。近年興起的地理信息系統(geographical information system,GIS)為解決這一問題提供了可行的途徑。GIS是以地理空間數據庫為基礎,依托計算機對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示,并運用地理模型,適時、動態提供空間地理信息,為地理學科研究和決策而建立的計算機技術系統[2]。強大的空間分析能力及其發展潛力使得GIS在公共衛生領域中的應用非常廣泛,主要用于疾病監測與預防、環境健康和危險因素分析、公共衛生資源計劃和配置、社區醫療保健控制等。醫療設施的空間分布研究需要考慮已有醫療設施的分布、服務半徑、人口密度、地理環境以及交通狀況等多種因素,因此依托GIS技術時可選擇多種不同分析方法來評估醫療設施的空間分布特征和設計優化方案,主要包括以下三個方面:
1 基于地理學空間相互作用理論的區位分析模型方法
區位因素包括自然地理因素和社會經濟技術因素。基于地理學空間相互作用的區位分析模型將服務域、可達性等作為分析和決策的重要因子,能結合多種影響因素進行分析,成為研究者對設施布局合理性進行評價的重要工具[3]。隨著GIS技術的興起,GIS集成區位分析模型推動和促進了理論分析方法向實用工具方向發展[3]。GIS技術為醫療設施空間布局優化提供了很多重要的區位分析方法。
1.1 服務域分析
設施服務域指的是一個設施的空間服務范圍,體現了設施規模、可達性、消費者選擇行為的綜合影響[4]。服務域分析是設施特別是公共設施現狀布局合理性評價的一類重要方法,通過研究服務域人口潛勢等指標的空間分布揭示服務的覆蓋性、公平性、可及性等現狀特征,為服務設施的規劃提供區位上的參考。服務域分析在醫療設施空間分布研究中應用較多的方法包括引力模型、Huff模型、Voronoi多邊形模型、潛能模型等方法。
1.1.1 引力模型 引力模型是設施域分析中應用最廣泛的一種方法。該模型是指通過計算某度量點以外的所有吸引點施加到該點的勢能總和,評價該度量點的可達性,是所有服務設施對需求者的引力累積值,充分考慮了設施的服務能力、質量、到達設施的距離。曹書平[5]利用引力模型計算了漯河市源匯區129個居民點的引力指標,分析出每個居民點醫療空間可達性,顯示醫療資源的空間分布對就醫的可達性有很大的影響。
1.1.2 潛能模型 潛能是指潛在的能量。拉格朗日最早在牛頓的力和能的基礎上提出了萬有引力潛能的概念,后來學者把這一概念引入地理學,并逐步發展了潛能模型[6]。Wright等[7]利用潛能模型統計了Namibia北部地區的5歲兒童發燒時衛生設施利用率,評價衛生設施的地理可達性,并在全國層面上界定了衛生設施布局。陶海燕等[8]以第5次人口普查和醫療衛生機構相關數據為基礎,運用空間相互作用理論和潛能模型,得到廣州市海珠區各街區的公共醫療衛生服務可達性空間分布,并詳細分析了醫院等級系數對可達性指數的影響。綜上所述,潛能模型能夠較為全面準確地測度較小研究單元的醫療設施空間可達性,輔以GIS技術,可以很直觀地揭示研究區域內醫療設施空間可達性。
1.1.3 Voronoi多邊形模型 Voronoi多邊形由一組連接兩鄰點直線的垂直平分線組成的連續多邊形組成。該模型對于平面上分布的設施,任一設施所屬的多邊形內的任意一點到該設施的距離小于到其他設施的距離。王遠飛[9]提出了在GIS平臺上用Voronoi多邊形模型計算居民點到醫療設施的最近距離的方法,將地理可達性研究中的空間點對之間的距離計算簡化為空間查詢,結合人口分布等屬性數據,還可深入分析各醫院的服務承載力。趙鵬[10]應用GIS的Voronoi多邊形分析方法,從服務范圍、服務人口、服務承載力、交通可達性等幾個方面對武漢市醫院布局的現狀進行分析,并對武漢市的醫院布局進行綜合評價。
1.1.4 Huff模型 Huff模型是一定程度上計算顧客來該院就醫的概率,能綜合交通距離的衰減、醫院的服務能力、患者的需求等因素。曹書平[5]運用Huff模型計算出漯河市源匯區8家醫院潛在的診療人次數,并與各家醫院實際的診療人次數進行對比分析,鑒別出各醫療單位衛生資源的利用效率及服務效率。Huff模型可以從醫療服務的供給與需求去分析醫療服務的現狀,進而判斷衛生資源的成本――效率和可能存在的問題。
1.2 空間可達性分析
空間可達性是指從一個區位到達服務設施的便捷性,使用距離、時間或成本表示[11]。空間可達性的評價方法包括區域可用性和區域可達性。區域可用性是區域內病床數或醫生數與人口的比值,區域可達性是交通網絡中各節點相互作用的機會大小[20],其中空間距離是主要的測度因子。Cromley等[12]研究指出健康服務設施的效用隨著距離衰減的規律性,并指出效用隨距離衰減的原因是距離能增加出行時間、成本和精力花費,同時人們對于醫療服務機會的熟知程度也衰減。空間可達性分析方法包括比例指標模型、兩步移動搜尋法模型、最近距離模型、重力模型、機會積累模型等方法。
1.2.1 比例指標模型 比例指標模型方法屬于區域可用性分析,是區域內醫療機構、醫生等衛生資源數量與人口之比,表示區域內人均占有資源指標。曹書平[5]利用比例指標計算了漯河市源匯區8家鄉級以上醫院醫療資源分布情況,顯示醫療資源分布均衡。
1.2.2 兩步移動搜尋法模型 兩步移動搜尋法模型屬于區域可用性方法,首先以設施位置為中心建立搜尋域,然后建立以居民位置為中心搜尋域,居民可以拜訪搜尋域內所有設施,同時也僅有這些設施對居民點的服務有貢獻。兩步移動搜尋法模型可使用較小單元的人口統計數據,解決該區域的人口空間分布問題,合理地考慮人口與設施潛在的相互作用。劉釗等[13]利用基于GIS的兩步移動搜尋法,對北京市居民就醫空間可達性進行研究,展現了其在公共服務空間可達性評價方面的重要作用。
1.2.3 最近距離模型 最近距離模型是空間可達性分析中非常直觀和普通的測量方法,是指從居住地出發到達最近設施服務點的距離、時間或成本。Parker等[14]通過GIS,利用最近距離模型測量方法詳細分析了Scotland居民利用初級衛生保健服務及急診部門的可及性。張莉等[15]利用GIS,開發了基于時間最短的路徑選擇信息系統,生成了醫院可達性的等時線圖和醫院服務范圍圖,以江蘇省儀征市醫院為例,運用該系統對醫院的可達性進行了評價,并提出了醫院的規劃方案。最近距離模型能夠表達醫療機構區位配置與服務需求之間的合理性,因此基于最近距離模型的空間可達性測度在醫療設施空間分布研究中被廣泛應用。
1.2.4 重力模型 重力模型是通過模擬萬有引力定律來分析計算設施對人口吸引力的累計值。吳建軍等[16]以蘭考縣鄉級以上衛生院為例,建立人口分布、醫療設施位置、行政區域等地理數據庫,選擇人均醫療資源分配、就醫的最近距離、選擇醫院的機會、重力模型及改進的重力模型5個空間可達性模型,利用GIS技術計算了各鄉鎮、各行政村的醫療設施可達性指標,并制作了相應的專題地圖在此基礎上對醫療設施的空間布局進行了分析。
1.2.5 機會積累模型 機會積累模型是在人口居住地設定距離范圍內可供選擇的所有適宜設施累計值。Love等[17]利用GIS及其相關的工具,建立機會累積模型和最近距離模型,分析了Illinois地區老年人口便捷到達醫院的地理可達性。
2 基于運籌學規劃技術的區位―配置模型方法
區位一配置模型(location allocation model,LA模型)是將設施布局的區位選擇轉化為數學規劃問題,通過目標最大或最小化方法來計算最優或可行區位,為設施布局提供最優解決方案,從而提供最有效的服務。LA模型用于新設施的最優區位選址,也可用于現有設施布局的分析[18]。LA模型包括最短出行距離模型、最大覆蓋模型、容量限制模型、競爭模型四類方法。最短出行距離、覆蓋以及容量限制模型屬于傳統的優化模型,競爭模型屬于較復雜模型,通過博弈論及模擬進行研究。
醫療設施的優化布局,實質是設施的區位合理配置。目前大部分研究均采用最短出行距離模型方法。最短出行距離模型是任何一個需求點到距其最近的設施之間的平均距離最小。Walsh等[19]以2個縣為中心的16個縣區和為近200萬人口服務的25家醫院近9000平方公里的地理區域為研究對象,利用LA模型和GIS,結合患者的醫療保健規劃、交通和醫院的特點,建立患者流向醫院時是基于估計行程時間和沿線的交通運輸網絡的規范性模型。周小平[20]將LA模型和GIS相結合,采用最短出行距離模型和最大覆蓋模型兩種方法,對天門市的城市醫院進行空間布局分析,得到了優化布局方案。
3 優勢度模型方法
優勢度模型主要由距離指數、質量指數、頻率指數三項指標構成。距離指數反映基本醫療服務可達性;質量指數反映就醫醫院的醫療等級的高低,是醫療服務質量的衡量;頻率指數反映區域被醫院服務范圍所覆蓋的次數,是居民就醫自由度的衡量。胡瑞嫻等[21]以廣州市行政區劃與醫療機構相關數據為基礎,運用ARC GIS和SPSS軟件,通過構建基本醫療服務優勢度模型,對廣州市中心城區醫療服務狀況進行評價。江曉歡等[22]利用GIS技術,計算醫療機構的質量指數、距離指數以及頻率指數,同時構建福州市市區醫療機構的優勢度模型,并實現了GIS 空間分析可視化。
綜合所述,GIS雖然剛剛歷經了三十幾年的發展過程,但其相關技術已成為醫療衛生設施規劃、選址不可缺少的工具。國內研究起步相對較晚,但發展迅速,已經取得一些成果。根據地理區域大小及實際情況,結合社會經濟、人口結構、醫院規模和服務能力、交通網絡等因素,充分利用GIS的特點和功能,選用合適的設施區域空間分析方法和技術對已有的醫療設施有效配置進行分析評價,可鑒別出醫療資源分配較薄弱區位,可為醫療設施的空間分布優化提供參考,通過對區域內所有醫療設施的宏觀管理,可使該地區的醫療資源得到最合理的利用,為醫療衛生事業改革中設施規劃和資源分配提供重要依據。
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地理信息研究分析范文2
科技創新是實現社會經濟全面、協調、可持續發展的一項重要而緊迫的任務,欠發達地區的科技創新能力還較為薄弱,急需高素質的創新人才,研究生教育是培養高素質創新人才的重要途徑。我校地處湘鄂渝黔邊區的大湘西區域,作為中西部過渡地區,屬于經濟欠發達地區,人才培養模式須考慮到這一地區對人才的需求,以此作為實證研究對象,探索培養中西部貧困地區的科技創新人才的途徑,有利于提升我校區域辦學優勢。如何使我校的研究生教育與湘鄂渝黔區域科技創新對高素質創新人才需求接軌是值得我們思考的問題。為此,以我校凝聚態物理碩士點為例,分析了影響研究生創新能力的因素,通過加強師資、教學條件建設和教學策略等方面進行探討。
1 欠發達地區影響研究生創新能力因素分析
創新能力是指自然人在某一科學技術領域具備發明創新的綜合實力,主要應包含人的專業知識水平、知識結構、工作經驗、工作經歷、學習條件、經濟基礎、創新精神等七個主要因素,這七個因素缺一不可。
上述七個條件與創新能力的關系是:專業知識水平是進行創新最基本的條件;知識結構是進行創新所需要的有關專業知識;工作經驗是人們從事某一領域科技攻關研究和開發的成功經驗和成果;工作經歷是人們從事某一領域科技攻關研究和開發的時間和空間;工作條件是本單位開展工作需要的硬件設施;經濟基礎是本單位開展工作和相關活動需要的經費來源;創新精神是人員本身和集體具備的創造力、創作靈感、奉獻精神等思想境界。
首先我校由于地處欠發達地區,研究生教育處于起步階段,教學條件有待加強;第二,發達地區,同城有若干所高校,易于實現學校間的各種資源共享,而我校地處邊遠地區,同城基本就我們一所高校,由于與其它高校空間距離因素,不利于我們與其它高校進行學術交流、實現資源共享;第三,學生來源主要是調劑自愿的學生,學生的學科基礎相對較弱,由于多數學生是本科應屆畢業生,工作經驗欠缺,知識結構單一;學生中有相當一部分學生不是全日制學生,相對全日制學生而言,在校學習及用于論文寫作時間偏少。如何使這部分學生在其相當有限的時間(三年)內掌握盡可能多的知識、獲得較好的創新能力訓練、完成研究學習任務,是我們教學中亟待解決的問題。
基于上述存在的問題,我們通過不斷完善教學設施,改善教學條件;加強師資隊伍建設,加大教學改革力度等,為學生的創新能力發展創造一個相對良好的環境。
2 措施與行動
2.1 師資隊伍建設
教師是學生創新能力發展的關鍵。進行研究生教學要求教師的學術水平是專業性的,它通過教師的教學活動反映了該教師在本學科領域從事教學、科研、開發等職業活動時所表現出來的發現、綜合和應用的能力。教學團隊力量相對于發達地區而言較弱,我們采取如下策略提升教師的學術水平、教學能力,從而提升整個教學團隊的力量。
(1)注重教師學術水平的提升。首先是引進人才。一方面,引進高深學歷、高職稱人才;另一方面,聘請國內高校相關專業學術專家來校講學;其次是選派骨干教師去國內知名高校訪學、參加國際或國內相關學術會議;第三,注重師資隊伍人才儲備,選送優秀青年教師進行在職學歷進修。
(2)教師教學研究能力的提升。首先是引進教師時,不僅要對其學科學術水平有所要求,還要對其教學能力進行考核評價,吸納學科學術水平和教學水平比較高的人才加盟;對青年教師進行崗前培訓,選派有經驗的老教師,輔導青年教師進行教學。其次,創造各種學習條件,如:通過教研活動、教學講座、研討班、教育理論學習班、教育技術培訓班等,促使教師提高教學研究能力。
(3)完善管理制度,加強教學質量監控,促進教師自覺提高自身的教學水平。例:實行課程教學主講教師制;從科研、教學和服務三個方面,對教師進行定期考評,重點關注教學效果。
2.2 教學條件建設
發達地區,同城有若干所高校,易于實現學校間的各種資源共享,而我校地處邊遠地區,同城基本就我們一所高校,為了盡可能縮小與其它高校空間距離因素引起學術交流、實現資源共享的不便,我們采用如下措施:
(1)拓展基礎訓練平臺,豐富學科訓練平臺。
利用現代信息技術如電子圖書館、計算機網絡為我們提供的共享教育資源,縮小了我們與發達地區信息資源的差異,從而搭建了教學、科研信息化平臺,切實保障研究生教學的順利進行。
通過精品課程建設、計算集群等構建了基于校園網的“信息化教學平臺、網絡化學習平臺、現代化的數字計算平臺”,以信息化促進研究生創新能力教學的效益,實現了教學資源共享。
(2)加強學科綜合訓練平臺建設,提升學生的科技創新訓練平臺。
增加教學經費投入,改善教學及其輔助設施,為教學打好物質基礎。幾年來,我們先后申請到“中央與地方共建高校學科實驗室”項目經費,投資數五百萬元,添置先進設備,建立了現代物理技術實驗室和材料物理技術實踐教學與創新實驗基地,改善教學條件。
2.3 教學中采取的對策
(1)平時注意幫助學生克服阻礙創新思維的心理因素。幫助學生樹立創新時自信心和勇氣,使學生增強對自己工作結果的價值觀的認識。
(2)注重課程教學內容更新。
在研究生專業課程教學中,課程的設置盡可能多樣、靈活、新穎,提高交叉學科和實踐性強的課程的比例;教師根據前沿科學研究的進展更新自己的教學內容,激發起學生的學習興趣;通過對結論和公式到底有何作用的詮釋,提高學生學習積極性,教學效果事半功倍。
轉貼于
針對我校凝聚態物理專業碩士研究生招生人數少的特點,將研究生團隊合作訓練納入人才培養內容;教師在教學過程中,結合教學內容對研究生進行團隊合作訓練,培養研究生的合作創新能力。
(3)組織教師學習先進的教育理論,不斷改進教學方式。
學習先進的教育理論,在教學中不僅注重導師在專業學科領域內對學生的知識傳授、專業教育和研究指導作用,同時還注重強化學生自主創新性學習能力培養。每門研究生專業方向課程都要求學生自主完成一定的工作,訓練學生的思考和研究能力。例如對于講授式課程,研究生導師僅僅講授課程的基礎知識和課程知識框架,指導學生結合該課程的學習,選擇相關自己感興趣的領域進行研究。對于探究型課程則采取的主要教學方法要求學生在學術指導下進行原創性研究。我們改變教學方式,教學中注重交叉學科知識的溶合,采取教師講授理論、指導學生自主學習和閱讀文獻、小組問題討論、專家專題式的學術講座、研究生學術沙龍等一系列方法引導學生自主性學習、研究和工作。
(4)以課程教學為主線,結合導師的科研,依據每個學生的情況,給學生研究任務,通過讓學生自行建立物理模型、設計實驗方案、編程等,鍛煉學生實踐動手能力,培養學生的創新意識,使學生的科研能力得到訓練。
(5)老師指導研究生參加創新項目、教師科研課題工作,形成了一個開放、寬松、民主、平等的教學環境,培養學生的創新能力。
研究生通過參加創新項目、教師科研課題工作,使學生通過“親臨”解決復雜的、有意義的項目或課題中的問題情境,探究問題背后隱含的概念和原理。上述教學活動中,學生不必拘泥于師尊和權威,可以暢所欲言的與教師進行溝通和學術討論,甚至對教師提出質疑,學生在不斷質疑教師的觀點中逐步形成自己的觀點和知識體系。通過質疑可以培養學生的批判性思維,而批判性思維是創新能力的核心,實現培養學生的創新能力。
地理信息研究分析范文3
摘 要 地理信息的微觀經濟學分析主要利用經濟學的基本原理,按照地理信息的實際情況,研究如何利用和配置社會資源進行地理信息的生產、將產品分配到社會各需要的階層并實現社會福利的最大化,研究地理信息市場的組織、結構等,促進地理信息市場的良性運作。
關鍵詞 地理信息 微觀經濟學 經濟地理
客觀世界是一個龐大的信息源,隨著現代科學技術的發展,特別是借助近代數學,空間科學和計算機科學,人們已能夠迅速地采集到地理空間的幾何信息,物理信息和人文信息,并適時適地的識別、轉換、存儲、傳輸、顯示及應用這些信息,使地理信息逐漸成為對信息社會進行服務的一項主要內容。隨著衛星導航技術的應用、基于位置的服務、數字城市等地理信息服務范圍和服務領域的變化,社會化的應用客戶日益增加,以地理空間位置為基礎平臺的社會經濟數據加工和產品服務已成為現代信息服務產業中不可或缺的部分,地理內容便作為一種經濟要素進入社會經濟活動中。
一、地理信息與微觀經濟
1.什么是地理信息
地理信息是指與空間地理分布有關的信息,它表示地表物體和環境固有的數量、質量、分布特征、聯系和規律的數字、文字、圖形、圖像等的總稱;是有關地理實體的性質、特征和運動狀態的表征和一切有用的知識,是對表達地理特征與地理現象之間關系的地理數據的解釋。
2.微觀經濟學的基本概念
微觀經濟是指個量經濟活動,即單個經濟單位的經濟活動,是指個別企業、經營單位及其經濟活動,如個別企業的生產、供銷、個別交換的價格等。主要研究單個經濟單位的各種經濟行為以及相應的經濟變量。在微觀經濟分析中,一個社會的經濟資源通常是給定的,因此實際上要解決的主要是既定的經濟資源應該如何配置的問題。
3.地理信息與微觀經濟分析
地理信息微觀經濟分析是在微觀經濟學理論的支持下,研究家庭、企業采用地理學基本原理和信息方法描述現實世界以及通過消費地理信息來支持經濟博弈的微觀經濟模式的一種理論探討。
當前大量的地理世界的描述和經濟分析的工作基本以宏觀為主,對個人、單個企業的描述方法則較為簡單,現代信息技術的進步有可能使一個社會個體的信息得到滿足,也使在地理平臺上的信息描述和規律分析開始遇到極微小尺度上信息內容分析的挑戰,同時以信息、數據方式表現的地理內容也開始需要分析供給和需求問題,微觀經濟領域內容開始以從未有過的挑戰方式進入地理信息領域。
地理信息微觀經濟分析不僅僅是描述信息技術支持下微觀尺度世界的特征,更重要的是研究信息技術反應地理世界的方法,從事地理信息工作的企業如何能夠在經濟活動中生存、成長等問題。地理信息微觀經濟分析領域研究地理信息生產和加工銷售的廠商行為和經濟學特點,以及應用地理信息在經濟活動中的企業行為、地理信息消費者效用等。
二、地理信息微觀經濟與經濟地理的區別
1.經濟地理的研究內容
經濟地理學是研究經濟活動區位、空間組織及其與地理環境相互關系的學科,研究的經濟活動的地理環境包括自然環境、社會文化環境、經濟環境等。這些環境與經濟發展關系密切,包括微觀上的企業區位與環境關系,中觀尺度上的區域經濟可持續發展,宏觀尺度上的經濟全球化與環境條件利用等都是其研究的對象。
2.區別分析
為了更好的研究地理信息的發展與微觀經濟學的關系,必須將其與經濟地理學這一地理科學系統中最為發達的分支學科的研究內容加以區分。經濟地理學所研究的經濟活動的地域系統,包括各經濟部門在地域上的布局,也包括各地區經濟部門的結構、規模和發展,以及地域布局和部門結構的相互聯系,其經濟活動必然發生在一定的地域內,與一定的地理環境相關,所以經濟地理學具有明顯的地域性。因此,地理信息微觀經濟分析與經濟地理學是有差別的,地理信息微觀經濟分析是直接將地理信息作為一種經濟要素進行研究,探討的是它在要素和商品市場的表現與行為。
三、結語
地理信息產業是一個有著巨大潛力的新興信息產業,其產業成果已經在我國廣泛應用并在國民經濟的重大領域發揮著日益重要的作用。面對著激烈的國外市場競爭,解決我國地理信息產業發展中的現實問題,是必要且迫切的。
在地理信息微觀經濟分析中研究的重要內容之一便是企業的行為,這是長期以來地理信息行業研究十分薄弱的部分,企業加工微觀地理信息的成本和收益將直接描述地理信息的市場和價格。
在經濟全球化和技術迅猛發展的背景下,今后的地理信息產業領域的國際競爭將日益激烈,美國和歐洲相繼降低地理信息產品的價格,這為我國的地理信息建設提供了更多可選擇的、質量更好、價格更低的數據資源和產品,同時又給我國的地理信息產業帶來了更大的市場競爭壓力。為此,我國應加強對地理信息微觀經濟的研究分析,加速有自主產權的空間地理信息資源建設,促進地理信息產品在國民經濟建設中的應用,從而增強我國地理信息產業的國際競爭實力。
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地理信息研究分析范文4
【關鍵詞】地理信息系統;環境科學;應用
近些年來,隨著環境污染程度的加強,人們開始逐漸關注環境保護問題。很多人都投入了環保的大軍當中。在環境科學中,有很多新技術都得到了應用。地理信息系統就在這個過程中得到了有效的應用。地理信息技術能夠實現人工與電腦之間的互相配合,性價比比較高,也能夠收到良好的應用效果。
1地理信息系統的基本概述
地理信息系統的應用,實際上是將計算機系統與數據系統進行結合的產物。同時,還在這個過程中展開了相應的管理。目前,這項技術在各個領域也得到了廣泛的應用,也體現出其特有的優勢。在地理信息系統中,能夠提供相應的分析與操作功能,能夠進行投影變換、測距和統計等功能,在這個過程中,地理信息系統支持進行用戶拓展,同時也能夠實現外部應用程序的開放使用。在地理信息系統中,有一種特殊形式的地理數據庫,這期間包括空間數據和屬性數據等。將地理信息系統應用在不同領域中進行應用,需要不同的精度和比例。
2地理信息系統技術在環境科學中的應用
2.1地理信息系統在環境管理當中的應用
目前,我們國家的各級環保部門都需要進行環境監測。在監測過程中,應用地理信息系統,實現對各級環境資源的監測。監測的環境資源包括有大氣質量資源、生物資源、聲音資源和社會資源等等,將這些資源作為數據,并對這些數據信息進行統計和規劃。同時,將這些數據進行有效的整理,為之后的數據統計和分析做好準備,將其應用在日后的土地規劃與利用工作當中。
2.2地理信息系統對環境進行影響評價
地理信息系統能夠對環境中的相關數據進行集成化管理,也能夠對地下水質性能和對土地資源進行有效的應用,在應用信息系統的過程中,能夠更好的對環境影響進行評價和分析,并未環境保護提供相應的策略。在這個過程中,工作人員能夠建立起環境數據模型,加強對環境的保護和監控。近年來,已經加強了地理信息系統在環境分析中的應用,也就更好的進行了環境監測與保護,提高了環境保護工作的重要性。
2.3地理信息系統在面源污染中的應用
在所有環境污染現象中,面源污染的特點是比較鮮明的,這種污染對周圍地域的影響也比較大。在面源污染發展的過程中,導致這種污染類型產生的原因是非常復雜的。所以,對于面源污染的研究已經成為環境科學檢測中的重要一環。在對面源污染進行分析時,應用地理信息系統,能夠對面源污染的模型以及像一個的地理資源進行有效的分析,對面源污染對周圍環境與河流造成的影響進行了詳細的分析。
2.4地理信息系統在水資源管理分析中的應用
環境污染中,水資源污染是一種比較常見的污染類型。將地理信息系統應用于水資源管理中,能夠利用對數據的分析,來對周圍的場地變化和地形變化等進行檢測,并能夠對其他的環境數據進行有效的管理。在這個過程中,能夠將地理信息系統與其他應用程序之間進行有效的聯系,這樣就使得水資源污染的復雜性顯著減弱。在具體實施的過程中,研究人員會利用地理信息系統建立一個系統,這個系統能夠對當地的水質量和水文質量進行分析和維護,這樣就能夠達到對水資源的全面管理,并解決水資源污染問題,與此同時,還能夠對以后的水資源污染現象進行有效的預防。
2.5地理信息系統對水管網進行管理
在地理信息系統的應用過程中,能夠利用相應的數據對二位矢量拓撲關系進行有效的構建,這樣就能夠將地理信息系統的網絡分析功能更好的體現出來。這樣就能夠利用地理信息系統來進行城市排水管網的規劃與構建。現階段,利用地理信息系統對城市的水管網進行有效的構建,已經成為城市水管網構建中一項非常重要的手段,地理信息系統的這些功能,也在城市水管網的構建中,得到了廣泛的應用,也發揮了其重要的作用。
2.6地理信息系統對近海水域的管理
在環境污染當中,水資源污染有時候是由于污水排放導致的近海水域的污染,這樣的污染現象也占據了很大的比重。因此,對近海水域污染的管理工作近年來也是非常重要。建立一個合理的模型來對近海水域進行必要的分析和模擬是非常重要的。應用地理信息系統技術,能夠對遙感數據進行有效的分析和處理,并在此基礎上進行建模和分析,這樣就能夠將統計起來的數據進行充分的結合,也能夠利用這種系統對近水海域中的海洋漂浮物進行了具體分析與應用。
2.7地理信息系統應用在環境監測中
利用地理信息系統對環境進行實時監測,能夠利用其系統內部的數據分析功能對環境中的各項數據進行實時的分析和存儲,這樣就能夠有效的幫助研究人員進行數據的分析與整理,并針對相應的數據完成對環境監控工作方案的設計。在這個過程中,研究人員需要對所選區域的環境場地進行監測,并針對具體情況進行具體分析,這樣就能夠在一些地表和相關設施中發現潛在的污染源,也就能夠加強對此部分環境的保護力度,為環境治理提切實有效的策略。
3結語
總而言之,地理信息系統發展的已經越來越成熟,其在社會生活中的各個領域的應用也顯得更加廣泛。新的形勢下,應該加強地理信息系統在環境科學中的應用,使得我們國家的環境保護工作能夠取得進一步進展。相關人員也應該不斷加強研究,使得地理信息系統技術變得更加完善和成熟。
參考文獻
[1]馬宇航.地理信息系統技術及其在環境科學中的應用[J].黑龍江科技信息,2015(35):101.
[2]章永志.顧及我國地理特點的全球空間信息多級網格理論與關鍵技術研究[D].武漢:華中科技大學,2014.
地理信息研究分析范文5
關鍵詞:地理信息系統;應用;發展;趨勢
Abstract:Along with the information technique especially the proposal and implementation of the rapid development of computer technology, the digital earth, as well as the deepening of the geographic information system application and the gradual expansion of scope of application, the geographical information system is in a rapidly changing and developing, and put forward many new requirements for the geographic information system.
Key words: geographic information system; application; development; trend
中圖分類號:K825.89文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
1 引言
地理信息系統(GIS,Geographic Information System)是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面(包括大氣層在內)與空間地理分布有關的數據信息的計算機系統。它由硬件、軟件、數據和用戶有機結合而成。它的主要功能是實現地理空間數據的采集、編輯、管理、分析、統計與制圖等。GIS始于60年代的加拿大與美國,爾后各國相繼投入了大量的研究工作;自80年代末以來,特別是隨著計算機技術的迅速發展,地理信息的處理、分析手段日趨先進,GIS技術日臻成熟,已廣泛地應用于城市規劃、市政管理、政府管理、環境、資源、交通、公安、災害預測、經濟咨詢、投資評價和軍事等與地理信息相關的幾乎所有領域。
2 地理信息系統的發展過程
地理信息系統最早應用在資源環境管理中。目前它已經廣泛用于資源環境,如森林、礦產、水利及農牧業等的管理;自然資源,如林業、地質礦藏、水資源等的調查;自然災害,如水旱在害、蟲害、震災等的監測、預報、評估;環境保護,如水土流失、荒漠化治理等方面。
2.1 國外地理信息系統的發展歷史
國際上地理信息系統的發展始于20世紀60年代,地理信息系統起源于北美。世界第一個運行性地理信息系統是在1963年加拿大土地調查局為了處理大量的土地調查資料,由測量學家R.F.Tominson提出并建立的。同一時期美國哈佛大學的計算機圖形與空間分析實驗室,建立了SYMAP系統軟件,竭力發展空間分析模型和制圖軟件。但由于當時計算機技術水平不高,存貯量小,磁帶存取速度較慢,使得GIS帶有更多的機助制圖色彩,地學分析功能極簡單。20世紀70年代以后,由于計算機軟硬件迅速發展,特別是大容量存貯功能磁盤的使用,為地理空間數據的錄入、存貯、檢索、輸出提供了強有力的手段,使GIS朝實用方向迅速發展。美國、加拿大、英國、西德、瑞典、日本等發達國家先后建立了許多不同專題、不同規模、不同類型的各具特色的地理信息系統。如美國地質調查局建立了50多個地理信息系系統。如美國地質調查局建立了50多個地理信息系統用于地理、地質、地形和水資源等領域空間信息的工具,典型的有GIRAS,用于處理、分析全國范圍土地利用和土地覆蓋制圖的空間數據。這期間許多大學和研究機構也開始重視GIS軟件設計及應用的研究。如美國紐約州立大學創建了GIS實驗室,后來發展成為包括加州大學和緬因州大學在內的由美國國家科學基金會支持的國家地理信息分析中心。70年代的GIS分析功能和60年代相比,并未得到很大的擴充,許多數據庫的容量也較小。因此,70年代可以說是地理信息系統的鞏固階段。20世紀80年代是GIS普及和推廣應用的大發展階段,由于新一代高性能的計算機的普及和迅速發展,GIS也逐步走向成熟。GIS的軟硬件投資大大降低而能力明顯提高,已進入多學科領域,由功能單一、比較簡單的分散系統發展成為多功能的用戶共享的綜合性信息系統,并向智能化發展。隨著GIS與衛星遙感技術的結合,GIS已用于全球變化的研究與監測。如全球沙漠化、厄爾尼諾現象等研究。所以,80年代是地理信息系統發展具有突破性的年代,出現了一些具代表性的性能較好的GIS軟件。如ARC/INFO、MICROSTA TION、SICAD、GENAMAP等。
20世紀90年代,GIS已成為確定性產業,投入使用的GIS系統,每2~3年就翻一番。GIS已滲透到各行各業,愈來愈多的國際性會議、學術刊物以GIS為主題,它已成為人們規劃管理中不可缺少的應用工具。
2.2 中國地理信息系統的發展歷程
中國的地理信息系統研究與應用始于20世紀70年代末80年代初,雖然歷史較短,但發展很快。大體分3個階段。
第一階段,從1978~1980年為準備階段,主要是輿論準備,隊伍組建,開始GIS的啟蒙研究。
第二階段,從1981~1985年為起步階段,主要對GIS進行理論探索和區域性實驗研究,并制定國家GIS的規范,并進行信息采集、數據庫模型設計。1985年國家資源與環境信息系統實驗室成立。
第三階段,是從1986年到現在,為GIS的全面發展階段,作為一個全國性的研究領域,GIS已逐步和國民經濟建設相結合,取得了重要進展和實際應用效益。一方面,以研究資源與環境信息的國家規范和標準、省市縣級的規范和區域性的規范為主體,解決信息共享與系統兼容的問題。另一方面,開展全國性的自然資源與環境、國土和水土保持信息系統的建立和應用模式。研究、開展結合水保、洪水預警和救災對策、防護林生態和城市環境等方面區域信息研究。第三方面是研制和發展軟件系統和專家系統,從技術上支撐上述研究領域的開拓與發展。如北京大學的地理專家系統、華東師大的地理應用程序軟件包等。并完成了一批綜合性、區域性和專題性的信息系統,如黃土高原水土流失信息系統、黃河下游洪水險情預警信息系統、中國國土基礎信息系統等。現已在全國范圍內形成了地理信息系統的科研隊伍,大中小城市的城市信息系統和土地利用信息系統,資源管理信息系統等專題的地理信息系統紛紛建立和運轉起來。
3 地理信息系統的發展現狀與應用領域
地理信息研究分析范文6
關鍵詞:地理信息系統;土地資源管理;應用研究;開發
我國是世界上土地面積第三大的國家,擁有豐富的農業資源、林業資源、漁業資源和土地資源,使我國農業、林業和漁業等產業得到了快速發展,進而促進我國經濟水平及綜合國力的全面性和快速性提高。不可否認的是隨著各大行業的全面性發展及城市化建設速度的不斷加快,土地資源利用率的提高成為了城市發展及經濟發展的重要工作及任務,而土地資源管理則是土地資源利用率提高的關鍵,引來很多人的重視,地理信系統作為土地資源管理的重要工具,已經被廣泛應用于土地資源管理過程中,并得到了不斷研究與開發。
1概述
1.1基本概念
GIS是地理信息系統的簡稱,是指對大量的數據進行全面性分析和處理的綜系統,應用到的技術不但包括了計算機和測繪遙感技術,還應用到了地理學、信息處理等技術,不同技術之間是相互配合應用的關系,其目的是為了采集相關地理信息,并對采集而來的地理相關信息進行輸入、存儲、分析、查詢和輸出(顯示)等,以實現地理信息系統優勢的全面發揮,并快速檢索和找到地理信息數據,實現對土地地理位置的確定,進而實現對土地地理空間里相鄰關系及圖層劃分等的管理,最終充分發揮出地理信息系統的應用價值,提高土地資源管理水平及效率[1]。
1.2基本功能
1.2.1采集、存儲、編輯和處理地理數據既可以根據存儲需要,進行針對性的地理數據資料采集、編輯和整理,也可以根據實際情況,檢測、糾錯和修改采集而來的地理數據資料。1.2.2管理地理數據不但對海量的地理數據實現了規范化管理,還可以根據土地資源管理要求調整GIS中的數據庫,以實現數據庫中各項數據指標的更新,并對相應的圖片和文本進行合理分類,然后與與其他管理系統實現資源共享地理信息數據交換。1.2.3制圖和處理圖形地理信息系統因具有先進的制圖軟件,所以不但能夠可以對地理信息進行收集,還可以根據信息制作成相應的圖形或圖表,如果圖形或圖表制作不規范時,還可以進行相應的編輯和修飾,以實現各項數據的直觀展示,另外還方便不同用戶對不同地圖的繪制,其適用性和科學性較強。1.2.4輸出與轉化地理數據地理信息系統可以綜合分析地理信息數據,并將綜合分析的數據結果轉化成圖形或圖表輸出,以便于土地資源的管理和研究,同時還能提高工作人員的地理樹立分析、編輯、修改及評價能力,并轉化客戶所需要的形式,實現了土地資源管理工作效率的提高。
2應用分析
2.1地理信息系統應用于地籍管理
土地位置、土地權屬、土地類型、土地數量等內容就是組成地籍的重要元素,隨著科學技術的發展與進步,地籍內容的記錄已經不再是傳統的手工記錄法,而是更具有現代化氣息的信息化記錄法,該記錄法主要是通過在地籍管理中應用地理信息系統來實現。具有應用如下:(1)先通過先進的科學技術提來提高地籍管理效率,然后利用地理信息系統實現地籍管理信息化;(2)在地籍管理中應用地理信息系統時一定要將其作為管理的核心實體,然后逐漸開發出地籍信息輸入功能、存儲功能、檢索功能和綜合分析功能等,為后面地籍管理決策的提出提供依據;(3)要以實現對土地資源合理配置為地理信息系統在地籍管理中的應用原則,以最大限度的實現對土地資源的合理開發及利用;(4)利用地理信息系統將土地按照土壤肥沃程度、所處地段便利程度等標準分為不同的權屬和等級,然后根據土地實際使用情況、居民分布情況、土地覆蓋率情況等信息,實現對地籍的管理;(5)相關部門將地理信息系統融合到辦公自動化系統中,以完善地籍信息管理系統,進而實現地籍信息統計、信息檢索、信息分析等工作效率的提高[2]。
2.2地理信息系統應用于土地定級估價
地理信息系統應用于土地定級估價主要體現在以下幾方面:(1)用來建立健全圖件數據庫,以完善土地定級估價信息系統,實現估價信息的定級處理;(2)可以利用地理信息系統中的掃描及時對比例地圖進行了解,以及時發現比例數據等參數的問題,并地理信息系統中較為先進的圖片處理技術實現對不正確參數的修正,以保證和提高地形圖的準確性;(3)還可以將地理信息系統中的數據及圖片操作功能,建立起相應的土地定級估價坐標,以實現對土地的準確性定級估價,并確定出精準的地理位置,然后對影響地質質量的因素進行分析,以實現對土地的準確定價。
2.3地理信息系統應用于土地利用動態監測
土地利用動態監測實質上指的是通過遙感監測技術來分析和研究土地利用情況,一般含有繪制土地利用變更版圖、歷史與變更后數據的對比分析等內容,其目的是為了給土地利用決策提供重要依據。地理信息系統應用于土地利用動態監測主要體現在以下幾方面:(1)可以利用數據分析功能對土地數據進行錄入,并對已經變更的土地數據進行分析輸出等,其中土地數據變更分析是最重要的監測內容;(2)土地資源管理人員可以利用地理信息系統中數據分析及輸出功能,了解到數據的變化規律,然后根據數據變化規律實現對動態監控圖表的制作,為編輯相關土地版圖提供依據;(3)將地理信息系統應用于土地變更圖層,不但能夠方便人們對地理數據信息的查詢,還能夠在土地變更現狀圖層操作錯誤時找到原有的資源,然后實現錯誤數據還原;(4)用來監督土地現場勘測,可以有效減少工作人員的工作量,進而減少他們的工作壓力,以便于他們有更充足的時間去研究和開發新的地理信息系統技術[2-3]。
3地理信息系統的開發
地理信息系統也可以稱為GIS,這里的開發是指組件式GIS的開發。
3.1組件式
GIS這里的組件式GIS是近年來新開發的一種新型地理信息系統,與傳統的單件式功能獨立式地理信息系統存在很多不同,該系統主要是由多個不同的功能模塊組成,并且不同功能模塊上還含有兩個或兩個以上控件,每個不同的功能模塊都由不同的控件進行控制和實現,進而實現信息的搜集、計算、分析、統計、管理和處理等。利用可視化軟件開發工具對GIS控件間、GIS控件與非GIS控件間進行集成,就可以實現組件式GIS應用系統的組建。
3.2組件式GIS的特點
3.2.1小巧、靈活且價格便宜在組件模型下,用戶可以根據實際需要選擇所需控件,最大限度地降低了用戶的經濟負擔;組件化GIS平臺具有空間數據管理和靈活連接數據庫系統的能力。3.2.2可以直接嵌入MIS開發工具組件式GIS建立在嚴格的標準之上,不需要額外的GIS二次開發語言,只需實現GIS的基本功能函數,按照Microsoft的ActiveX控件標準開發接口。3.2.3GIS功能強大新的GIS組件都是基于32位系統平臺的,采用InProc直接調用形式,使小小的GIS組件完全能提供拼接、裁剪、疊合、緩沖區等空間處理能力和豐富的空間查詢與分析能力[3]。3.2.4開發簡捷GIS組件因可以直接嵌入MIS開發工具,在很大程度上方便了多數開發人員進行自己所熟悉領域的開發,因為可以選擇自己熟悉的開發工具,從而提高了GIS開發速度及質量,同時GIS組件還可以提供API形式使之工具更接近于MIS工具功能,使土地資源管理人員能夠對地圖、地質參數等進行熟練管理,無需進行特殊培訓。3.2.5更加大眾化當下組件式技術已經被廣泛應用于GIS研究和開發中,并成為土地資源管理業界的技術開發標準,很多先進的土地資源管理技術工具都是基于組件式技術開發者而來,其功能比傳統的地理信息系統更為強大和多樣化,同時還能夠最大限度地方便非專業用戶使用,使非專業用戶可以直接對GIS控件進行使用。
3.3組件式
GIS開發平臺(1)基礎組件開發平臺:一般都先對空間數據進行管理,然后進行基本信息的交互性共享,最后通過靈活性方式將空間數據信息連接到數據庫系統,形成基礎組件開發平臺;(2)高級通用組件開發平臺:其結構主要由多個基礎性組件開發平臺組件而成,也可以理解為由多個基礎組件構造而成,其功能都比較通用,使用方法也比較簡單,還可以簡化用戶的開發過程,實現更多功能模塊的開發,如顯示、選擇、編輯、屬性瀏覽器等基礎工具組件,并且不同基礎組件之間的協同控制消息都需要進行封裝;(3)行業性組件結構:抽象出行業應用的特定算法,固化到組件中,進一步加速開發過程。
3.4GIS組件的構成及產品
構成:GIS軟件模型包含空間數據獲取、坐標轉換、圖形編輯、數據存儲、數據查詢、數據分析等功能,所以設計時要遵循應用領域地需求原則。如ESRI地MapOb-jects就是以空間數據訪問、查詢、制圖為主要目標的GIS構件。主要的GIS組件產品包括MapObjects和MapX。
4結語
地理信息系統已經在土地資源管理中得到廣泛性和有效性的應用,有效提高了土地資源的管理水平,進而促進農業、林業及漁業等行業的發展,可想而知地理信息系統對土地資源乃至我國經濟及城市化發展的重要性。所以要對地理信息系統進行全面了解和掌握,并進行不斷的研究和開發。通過地理信息系統基本原理不斷開發和應用各種新的功能模塊,其應用領域包括地籍管理方面、土地利用規劃方面、土地定級估價方面和動態監測方面等,最終實現土地資源管理水平的整體性提高、實現土地資源的節約集約。
參考文獻
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