詳情
能在大專院校、城市與區域規劃、資源調查、土地利用、交通等管理部門或企事業單位從事套用研究、技術開發、生產管理、教學或研究等工作的高級工程技術人才。主要課程有地理學、地圖學、遙感技術、全球定位系統、資料庫技術、地理信息系統原理與套用及、地理信息系統的開發、農學與林學相關基礎知識等。
發展
測量 ,遙感製圖分析,地理信息系統軟體開發,是該專業三大發展方向。河南農業大學地理信息系統專業在這三個方面都具有較強的師資力量,尤其是10級參加第十一屆高校GIS大賽榮獲移動開發組冠軍,比賽團隊在GIS開發積累了豐富的經驗,以本專業組建的GIS社團更是以項目為驅動,引導專業學生的編程發展。本專業學生對初步掌握了webGIS的開發,移動GIS的開發。了解esri 和supermap二大平台的二次開發,對開源軟體例如geoserver ,openlayer postgis等較熟悉。畢業生在地理信息系統開發方面可以取得很大的發展空間。
名詞定義
中文名稱:地理信息系統 英文名稱:geographic information system;GIS;geographical information system 2012年,根據國家高校專業名稱調整要求,統一更名為:地理信息科學。
定義1:在計算機軟硬體支持下,把各種地理信息按照空間分布及屬性,以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、製圖、綜合分析和套用的技術系統。 套用學科:測繪學(一級學科);測繪學總類(二級學科) 定義2:在計算機軟硬體支持下,把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、製圖、綜合分析和套用的技術系統。 套用學科:大氣科學(一級學科);套用氣象學(二級學科) 定義3:在計算機軟體、硬體及網路支持下,對有關空間數據進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提供套用以及在不同用戶、不同系統、不同地點之間傳輸地理數據的計算機信息系統。 套用學科:地理學(一級學科);地理信息系統(二級學科) 定義4:能集成、存儲、檢索、操作和分析地理數據,生成並輸出各種地理信息的系統。 套用學科:資源科技(一級學科);資源信息學(二級學科)
基本概念
地理信息系統既是管理和分析空間數據的套用工程技術,又是跨越地球科學、信息科學和空間科學的套用基礎學科。其技術系統由計算機硬體、軟體和相關的方法過程所組成,用以支持空間數據的採集、管理、處理、分析、建模和顯示,以便解決複雜的規劃和管理問題。 地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關係,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程,解決複雜的規劃、決策和管理問題。 通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念: 地理信息系統示意圖1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統,它又由若干個相互關聯的子系統構成,如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等,這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。 2、GIS的操作對象是空間數據和屬性數據,即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼,實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息系統的根本標誌,也是其技術難點之所在。 3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力,可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息,實現地理空間過程演化的模擬和預測。 三維地理信息系統4、 GIS與測繪學和地理學有著密切的關係。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數;電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用,可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。 有的學者斷言,“地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙,那么,信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門,必將為地理科學的發展和提高開闢一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。 典型的GIS功能框圖 GIS按研究的範圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的;按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業套用系統集中起來,可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立套用系統時應統一規劃這兩種系統的發展,以減小重複浪費,提高數據共享程度和實用性。 延伸資料在配電自動化系統中地理信息系統(GIS)是一個重要內容:由於配電網節點多,設備分散,其運行管理工作常於地理位置有關,引入配電地理信息系統,可以更加直觀的進行運行管理;其內容主要包括:設備管理(FM),是將變電站、饋線、變壓器、開關、電桿等設備的技術數據反映在地理背景圖上;用戶信息系統(CIS),指藉助GIS對大量用戶信息,如用戶名稱、地址、帳號、電話、用電量和負荷、供電優先權、停電記錄等進行處理,便於迅速判斷故障的影響範圍,而用電量和負荷的統計信息還可作為網路分析的依據;停電管理系統(OMS),是指接到停電投訴後,GIS通過調用CIS和SCADA功能,迅速查明故障地點和影響範圍,選擇合理的操作順序和路徑,顯示處理過程中的進展,並自動將有關信息轉給用戶投訴電話應答系統;另外GIS還可具有輔助配電網發展規劃設計功能等。 中國發展情況中國地理信息系統的起步稍晚,但發展勢頭相當迅猛,大致可分為以下三個階段。 第一是起步階段。20世紀70年代初期,中國開始推廣電子計算機在測量、製圖和遙感領域中的套用。隨著國際遙感技術的發展,中國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像,開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議,形成了遙感技術試驗和套用蓬勃發展的新局面,先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來,國家測繪局系統開展了一系列航空攝影測量和地形測圖,為建立地理信息系統資料庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助製圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年,國家計委在黃山召開了全國第一屆資料庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和套用作了技術上的準備。 新疆準噶爾盆地三維地理信息系統第二是試驗階段。進入80年代之後,中國執行“六五”、“七五”計畫,國民經濟全面發展,很快對“信息革命”作出熱烈回響。在大力開展遙感套用的同時,GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規範和標準、空間資料庫建設、數據處理和分析算法及套用軟體的開發等。以農業為對象,研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟體,並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和套用方面,在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上,建成了全國1:100萬地留資料庫系統和全國土地信息系統、1:4見萬全國資源和環境信息系統及1:250萬水土保持信息系統,並開展了黃土高原信息系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息系統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。 在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年,中國科學院建立了“資源與環境信息系統國家級重點開放實驗室”,1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了“信息工程專業”和“測繪遙感信息工程國家級重點開放實驗室”。中國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班,已培養出了一大批從事GIS研究與套用的博士和碩土。 某三維地理信息系統界面第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來,中國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國家測繪局正在全國範圍內建立數位化測繪信息產業。1:100萬地圖資料庫已公開發售,衛:25萬地圖資料庫也已完成建庫,並開始了全國1:10萬地圖資料庫生產與建庫工作,各省測繪局正在抓緊建立省級1:1萬基礎地理信息系統。數字攝影測量和遙感套用從典型試驗逐步走向運行系統,這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來,沿海、沿江經濟開發區的發展,土地的有償使用和外資的引進,急需GIS為之服務,有力地促進了城市地理信息系統的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在中國許多城市相繼建立。 在基礎研究和軟體開發方面,科技部在“九五”科技攻關計畫中,將“遙感、地理信息系統和全球定位系統的綜合套用”列入國家“九五”重中之重科技攻關項目,在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發中國自主著作權的地理信息系統基礎軟體。經過幾年的努力,中國GIS基礎軟體與國外的差距迅速縮小,湧現出若干能參與市場競爭的地理信息系統軟體,如GeoStar, MapGIS, OityStar, ViewGIS等。在遙感方面,在該項目的支持下,已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息系統。國家這一重大項目的實施,有力地促進了中國遙感和地理信息系統的發展.
GIS發展
綜合性發展
GIS、遙感(RS)和全球定位系統(GPS)3S集成技術的發展在世界各國引起了普遍重視。RS主要側重於信息獲取和動態監測;GIS主要是空間信息的管理、分析;GPS是空間定位、導航。GIS的綜合性發展趨勢還體現在與OA、Internet、多媒體、虛擬現實等技術的集成。
開放式GIS
GIS數據共享和互動式操作促進GIS社會化發展。開放式GIS協會(OGC)打破當前GIS業各地區、各單位、各企業各自為營的局面,促進GIS社會化發展。
產業化發展
GIS產業對象主要包括:硬體、軟體、數據採集與數據轉換、電子數據、遙感信息獲取與處理、系統開發與集成、諮詢與技術服務。
向組件式發展
採用面向對象技術開發組件式GIS是GIS軟體發展的必然趨勢,GIS軟體的可配置性、可擴展性和開放性將更強,進行二次開發將更方便。 (5)WEB GIS
空間分析法
GIS空間分析的內涵極為豐富,包括空間查詢、空間量測、疊置分析、緩衝區分析、網路分析、空間統計分類等多個方面。GIS 空間分析技術方法包括以下兩大類:
空間基本分析
基於空間圖形數據的分析計算,即基於圖的分析。該分析功能與GIS 其他功能模組有緊密聯繫,技術發展也比較成熟。主要有空間信息量算、緩衝區分析、空間拓撲疊置分析、網路分析、複合分析、鄰近分析及空間聯結、空間統計分析等。
空間模擬分析
也稱為專業型空間分析。該技術解決套用領域對空間數據處理與輸出的特殊要求,空間實體和關係通過專業模型得到簡化和抽象,而系統則通過模型進行分析操作。目前GIS 在該領域的研究相對落後,尚未形成一個統一的結構體系。
發展趨勢
GIS 技術的套用極大地促進了空間分析的需求和套用。GIS 套用的最高目標是空間決策支持,而空間決策支持的核心必然是空間分析。因此,基於GIS 的空間分析的發展方向為:
時空分析領域拓展
萬事萬物均處在一定的時空坐標系中,時間、空間和屬性是地理實體的3 個基本特徵,時空(Spatio-temporal)分析是指用於描繪隨時間動態變化的空間物體和空間現象特徵的一系列技術,其分析結果依賴於事件的時空分布。時空資料庫模型的研究起步於20 世紀90 年代,由於時空資料庫的複雜性,對它的研究目前仍處於理論階段,尚無成熟的商品化軟體平台問世,故建立在其上的時空分析進展緩慢。隨著近期計算機技術和GIS 的飛速發展,作為客觀現實世界抽象和表示的時空數據模型日漸成為人們關注的熱點課題。
時空分析的有效模型
基於GIS 的空間分析和CI 的融合,將該領域拓展到計算科學、統計學、數學、物理學、神經系統科學、認知學、電子工程、計算地理學等領域,使得GIS 可以將這些學科的最新成果套用於空間決策支持。另外,CI 技術之間的相互結合更加拓展了空間分析的套用領域,如模糊邏輯與模糊神經網路相結合的模糊神經網路,神經網路與遺傳算法和免疫算法相結合探詢網路結構和權重最佳化等。將CI 技術與SDA 相結合,在GIS 環境下建立時空一體化的時空過程模擬分析引擎已成為SDA 的一項重要內容。
時空分析模型融合
由於需求和描述對象的多樣化,建模時需要考慮各種不同情況,集成多個動態模型,建立基於GIS 的統一時空分析構架(圖1)。例如,對空間地理事件的對比和評價可以用傳統的AHP 方法結合神經網路模型來綜合評價;對空間地理事件的發展趨勢如城市面積的發展演變可以通過事件驅動的仿真形式結合細胞自動機模型來描述;一些基於輸入一輸出的事件,例如時空經濟分析等可以採用“黑箱”方法(如Neural Networks 模型)或基於CI 的混合方法等。同時,將對不同領域適用的空間分析模型組織整合到一個統一框架中,結合專家經驗和先驗知識,進行有效的組織、調度和通訊,使其從環境接受感知信息,進行協同工作,執行各種智慧型決策行為,這也正是目前智慧型體(agent)所要研究和解決的問題,最終目標是使G1S與時空分析模型成為高度融合的時空決策集成平台。
套用
全球環境變化動態監測
1.1987年聯合國開始實施一項環境計畫(UNEP),其中包括建立一個龐大的全球環境變化監測系統(GEMS); 2.全球森林監測和森林生態變化有關項目(1990年對亞馬遜地區原始森林的砍伐狀況進行了調繪、1991年編制了全球熱帶雨林分布圖); 3.海岸線及海岸帶資源與環境動態變化的監測; 4.全球性大氣環流形勢和海況預報等。
自然資源調查與管理
1.在資源調查中,提供區域多條件下的資源統計和數據快速再現,為資源的合理利用、開發和科學管理提供依據; 2.可套用於不同層次和不同領域的資源調查與管理(例農業資源、林業資源、漁業資源) 用於監測、預測 1.藉助於遙感(RS)和航測等數據,利用GIS對森林火災、洪水災情、環境污染等進行監視,例如,1998年長江流域發生特大洪水災害期間,製作洪水淹沒動態變化趨勢影像圖,為管理部門提供了有效的決策依據。 2.利用數字統計方法,通過定量分析進行預測。如加拿大金礦帶的調查,分析不宜再行開採的存在儲量危機的礦山,優選出新的開採礦區,並作出了綜合預測圖。 用於城市、區域規劃和地籍管理 1.GIS技術能進行多要素的分析和管理,可以實施城市和區域的多目標開發和規劃,包括總體規劃、建設用地適宜性評價、環境質量評價、道路交通規劃、公共設施配置等; 2.城市和區域規劃研究(研究城市地理信息系統的標準化、城市與區域動態擴展過程中的數據實時獲取、城市空間結構的真三維顯示、數字城市等); 3.地籍管理(土地調查、登記、統計、評價和使用)。 軍事套用 1.反映戰場地理環境的空間結構;完成態勢圖示繪、選擇進攻路線、合理配置兵力、選擇最佳瞄準點和打擊核心、分析爆炸等級、範圍、破壞程度、射擊諸元等。 2.如海灣戰爭中,美國利用GIS模擬部隊和車輛機動性、估算了化學武器擴散範圍、模擬煙霧遮蔽戰場的效果、提供水源探測所需點位、評定地形對武器性能的影響,為軍事行動提供決策依據。 3.美國陸軍測繪工程中心還在工作站上建立了GIS和RS的集成系統,及時地(不超過4小時)將反映戰場現狀的正射影像圖疊加到數字地圖上,數據直接送到前線指揮部和五角大樓,為軍事決策提供24小時服務。 4.科索沃戰爭中,利用3S高度集成技術,使打擊目標更精準有效。 用於輔助決策 其他 GIS還在金融業、保險業、公共事業、社會治安、運輸導航、考古、醫療救護等領域得到了廣泛的套用。
開設本專業的大學
中國開設GIS的大學
(註:本資料來源為2011年)
[河南] 河南農業大學、中國人民解放軍信息工程大學
[北京]北京大學、中國地質大學、石油大學、北京建築工程學院、北京師範大學、中國農業大學、北京林業大學、首都師範大學
[天津]天津師範大學、天津城市建設學院
[浙江]浙江大學 [貴州]貴州師範大學
[山西]太原理工大學、太原師範學院、山西師範大學
[遼寧]大連海事大學、遼寧工程技術大學、遼寧師範大學、瀋陽建築大學
[吉林]吉林大學、東北師範大學、吉林師範大學
[黑龍江]東北林業大學 黑龍江工程學院、哈爾濱師範大學、哈爾濱學院、哈爾濱傲立信息職業培訓學校
[上海]華東師範大學、上海師範大學、同濟大學 [江蘇]南京大學、東南大學、南京師範大學、河海大學、南京郵電大學、中國礦業大學、徐州師範大學、南京工業大學、南京信息工程大學、蘇州城市建設環境保護學院、蘇州鐵道師範學院
[安徽]合肥工業大學、安徽理工大學、滁州學院、安徽師範大學
[江西]江西師範大學、東華理工大學(原華東地質學院)、江西理工大學
[山東]山東建築大學、山東農業大學、 山東科技大學、聊城大學(原聊城師範學院)、魯東大學、山東師範大學 山東交通學院
[河北]河北師範大學、燕山大學
[湖北]華中農業大學、中國地質大學(武漢)武漢大學、武漢理工大學、長江大學(由原江漢石油學院、湖北農學院、荊州師範學院、湖北省衛生職工醫學院合併組建)、湖北大學
[廣東]中山大學、華南農業大學、廣州大學、華南師範大學、嘉應學院
[廣西]桂林工學院
[雲南]雲南大學、昆明理工大學、雲南師範大學
[陝西]陝西師範大學,西北大學、長安大學、西安科技大學
[甘肅]蘭州大學蘭州交通大學
[新疆]新疆師範大學
[湖南]中南大學、湖南師範大學、湖南科技大學、中南林業科技大學
[四川] 西南石油大學、四川農業大學 西南交通大學、西南科技大學、成都理工大學、成都信息工程大學
[重慶]西南大學、重慶師範大學重慶交通大學
[福建]福建師範大學、集美大學、福州大學
美國的大學
暫不詳。