地学空间分析
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地学空间分析范文第1篇
1.1安全技术资金不足
煤炭的持续开采会受到地质条件的直接影响，过去国家投入众多的设施，使用至今均已出现老化，并且维修量非常大。随着矿井的不断延深，矿压极度强化，巷道的维修任务更是不断的增加，矿井的供电以及通风、提升与排水等都不能适应生产的需要。
1.2安全管理模式传统
与西方发达产煤国家相比较，我国的煤矿使用技术研究起步很晚。并且人力、财力非常缺乏，某些重大的安全技术问题，比如冲击地压以及煤和瓦斯的突出、地热以及突水等灾害不能进行有效的预测和控制。且受到以往传统运营思想的直接作用与影响以及各个企业的经济实力的约束，我国的煤矿生产装备和安全监控设施相对落后。井巷的断面设计以及支护强度的确定、支护材料的型号选择较小。生产设施功率以及矿井的供风量等富余参数非常低，极易出现事故。绝大多数的煤炭企业还是利用以往传统的安全管理模式，各种报表计算仍是靠人工劳动并且精确度很低。信息传送的时间较长，且速度较慢，管理者的工作重复性很大，资料查询十分困难，并且工作效率很低。安全检查以及等级鉴定等总是凭借主观意念以及相关的经验。
1.3安全信息管理体制不健全
安全信息可以说是安全管理工作的重要依据，它主要包括事故和职业伤害的有效记录与分析统计，职业的安全卫生设施的相关研究与设计、生产以及检验技术，法律法规以及相应技术标准和其变化的动态，教育培训以及宣传和社会活动，国内的新型技术动态以及隐患评估与技术经济类分析和咨询、决策的体系。信息体制的健全是安全体制工程以及计算机技术的有效结合，可促使安全工作转型为定性和定量的超前预测，不过大多数矿井还是处于起步与摸索阶段，并未呈现出健全的体制，真正的使用还有待进一步的发展。
2空间数据挖掘技术
数据挖掘研究行业的持续进展，开始由起初的关系数据以及事务数据挖掘，发展至对空间数据库的不断挖掘。空间的信息还在逐渐地呈现各类信息体制的主体与基础。空间数据挖掘技术是一项非常关键的数据，具有比普通关系数据库和事务数据库更丰富、复杂的相关语义信息，且蕴含了更丰富的知识。所以，虽说数据的挖掘最初是出现在关系数据挖掘以及事务的数据库，不过因为空间数据库中的发掘知识，这就很快引起了各个研究者的关注与重视。很多的数据挖掘类研究工作都是从关系型以及事务型数据库拓展至空间数据库的。在地学领域中，随着卫星以及遥感技术的不断使用，逐渐丰富的空间以及非空间的数据采集与储存在较大空间数据库中，大量的地理数据已经算是超过了人们的处理能力，并且传统的地学分析很难在这些数据中萃取并发现地学知识，这也就给现阶段的GIS带来了很大的挑战，急切的需要强化GIS相应的分析功能，提升GIS处理地学实际状况的能力。数据挖掘以及知识发现的产生能满足地球空间的数据处理要求，并推进了传统地学空间分析的不断发展。依据地学空间数据挖掘技术的特性，把数据挖掘的方式融进GIS技术中，呈现地学空间数据挖掘技术和知识发展的新地学数据分析理念与依据。
3煤矿安全管理水平的提升
3.1建设评价指标体制库
评价指标体制库是矿井的自然灾害危害存在的具体参数式的知识库。模型的组建务必要根据矿井的瓦斯以及水害等自然灾害危害呈现的不同指标体制和其临界值构建一定的指标体制库，危害的警报识别参数关键是采掘工程的平面图动态开采面以及相应的巷道。各种瓦斯的危害以及水害隐患和通风隐患均呈现一定的评价指标库。
3.2构建专业的分析模型库
依据瓦斯以及水害等诸多不同的矿井自然灾害类别构建相关的专业性模型库，比如瓦斯的灾害预测，应根据矿井的地质条件以及煤层所赋存的状况构建瓦斯的地质区分图，再根据采掘工程的平面图动态呈现的采掘信息以及相应的瓦斯分区构建关联并实行相应的比较分析，确定可以采集区域未来的可采区域是不是高瓦斯区域。
3．3构建以GIS空间分析为基础的方法库
GIS空间分析可以说是矿井自然灾害的隐患高度识别的关键性方式，并且还是安全故障警报的主要路径。比如断层的防水层的有效划分，关键是根据断层的保安煤柱来实行可靠的确定。断层的保安煤柱确定可以利用GIS缓冲区域的分析得到。空间的统计分析以及多源信息有效拟合和数据挖掘亦是瓦斯和水害等安全隐患监测经常使用GIS空间分析方式，如物探水文的异常区域确定以及瓦斯突出相应的危险区域确定。
3．4决策支持体制与煤矿管理水平评价指标
体制库以及模型库、方式库与图形库均是矿井的自然灾害隐患识别和决策的最基础。利用矿井的自然灾害隐患识别决策来支持体系具体的功能呈现矿井的自然灾害隐患识别以及决策分析，在根源处提高煤矿的安全管理水平。分类构建矿井的自然灾害实时监控体系，进行动态跟踪相应的灾害实时数据，并事实呈现矿井的自然灾害数据或是信息和自然灾害的指标体系库以及模型库与知识库、空间数据库的合理化比较，并运用图形库的数据再通过GIS空间分析方式来确定安全隐患的，矿井自然灾害的隐患实时警报并进行决策分析，以提交空间数据的自然灾害隐患识别以及分析处理的决策性报告。
4结语
地学空间分析范文第2篇
关键词：GIS技术、地质调查、应用
中图分类号：F407.1 文献标识码：A
一、GIS在地质勘查找矿中的应用现状
1、矿产资源储量管理
自从上个世纪80年代以来，矿产资源储量管理理念已经在我国形成，并着手研制的矿产储量数据库，并在矿产资源管理中发挥了重要作用。然而受制于当时的技术条件，这类矿产储量数据库并未完善，只是实现了对矿产储量的非空间数据的管理，使得我国矿产资源储量估算模式一直处于纯手工方法计算的局面，直到现在，基于GIS技术的矿产资源储量管理系统的问世，极大地提高矿产资源储量数据管理能力、主要体现在已经建立了较完善的三维资源储量管理空间数据库，从而以便于分析总结储量规律等功能，已经实现了储量属性数据与图形数据及资源规划数据的叠加显示、网络共享，动态监督管理资源储量，方便有关管理部门的使用，为矿产资源规划提供基础数据平台。
2、矿产资源勘查评价
矿产资源勘查评价是地质勘查找矿的重要组成部分，随着GIS的应用，为有关部门提供了各种空间分析方法，为研究勘查矿产资源综合信息提供可靠保障、经过这段时间的发展，GIS技术在矿产资源勘查评价方法的研究与应用得到不断的提升，在基于多源地学信息集成的矿产资源评价和基于GIS的矿产资源评价软件的开发等方面已取得了长足的进步、例如，近年来加拿大地质统计专家提出采用贝叶斯规则与条件概率相结合的数学模型GIS的空间分析与定量模拟有机结合起来，已经在矿产资源评价领域得到广泛的应用。
3、矿山动态监测与预警
动态监测与预警是矿产资源勘探中的重要环节，对于整个矿产资源的预警体系具有重要意义，目前，GIS已在耕地、森林及海洋等资源管理中得到应用，并呈现出诱人的应用前景，但在矿产资源的管理中应用较少，需要人们对其进行更深层次的探讨，因为，随着社会的不断发展，对矿产资源的需要与日俱增，导致人们在利益驱动下不合理地开采矿山，进而造成地质灾害增多、资源枯竭和环境恶化，反过来危及人类社会的发展，目前，越来越多的矿山管理人员已经意识到该问题的严重性，并意识到开发矿产资源管理信息动态监测与预警系统的重要性，目前，我国已有GIS系统在矿山动态监测与预警中应用的先例，如侯运炳等人所建立的将报警功能独立于其他业务子系统的通用报警系统，通过对报警信息表的轮流查询，从而达到在应用系统中显示报警提示目的，实现对矿山动态监测与预警的报警功能。
二、GIS在地质勘查找矿应用中的关键问题探讨
1、统一、完善的信息标准是GIS在地质勘查找矿中应用的根本保证
随着GIS体系的出现，极大地促进了地质勘查找矿领域的发展其中，实现信息资源共享是GIS最大的优点所以，在地质勘查过程中，必须遵循国土资源部制定的行业信息标准，根据统一的信息标准来进行地质勘查作业，只有严格按要求遵循地质勘查行业标准，才可以更好地实现信息资源共享，进而减少大量繁琐、基础性的重复劳动，然后在此基础上进一步发展与完善，例如，在勘查过程中若出现特殊的有色地质行业信息时，可以将其编入GIS系统中，为今后的地质勘查提供可靠保障。
2、GIS系统在地质勘查中的基础以及保障是高质量的数据信息
在地质勘查过程中，GIS应用程度与所建立的信息库的质量有着直接的关系，建立地理信息系统的最为基础的信息，为地学信息而不同的地学信息之间的比例尺、来源、精度以及投影方式均不同，由此在将相应的信息录入系统之前应对相应的信息进行处理，从而保证系统中地学信息的质量地学信息有地质、地球物理、化学、遥感以及地质等多种信息，这些信息各有不同的表现形式、例如，地质矿产类信息已地质图为主，由此在实际的应用之时应将相应的信息进行类别和形式的划分，将其分为空间信息、属性信息等开展管理，而不同的属性信息科，按照不同的比例尺进行划分处理，而若是遥感信息则可将其作为栅格数据进行分析和处理，元数据信息是与数据相关的内容、数据来源、精度、质量以及使用限制条件，以及其他不同特征的数据，元数据的范围包括基本的描述信息到数字型的精确信息，元数据是保证空间数据长期有效的保障和基础，由此每一个数据集都应与一个元数据文件对应起来。
3、完善的空间数据库是GIS在地质勘查应用中的核心
随着矿产资源勘查工作日益复杂，该领域将面临着新的挑战与机遇，因此，为了更好地顺应地质勘查找矿的发展要求，不断地发展空间数据库是GIS应用系统开发的核心内容，只有不断地发展与完善GIS空间数据库，才能进行多源地学信息，并有利于综合分析查询检索各类信息由此可见，一个完善、良好的空间数据库是一个成功的GIS应用系统的根本，因此，在进行数据采集时，我们首先要对数据进行分类，结合现有矿产资源的数据信息，按照不同种类的数据信息进行空间数据库的设计，力求建立合理可行的空间数据库。
4、地质勘查找矿应用中的关键和重点在于经验丰富的地质学家
GIS地质找矿应用当中，成功的关键以及重点在于具有丰富经验的地质专家，GIS技术在地质找矿中的应用，为相应的专家提供了新型的地质评价的工具以及手段，然而，GIS技术在地质找矿以及矿产资源的评价中始终是一种有效的方式以及工具，其能提供集成管理的多源地学数据，便于建立模型，具有综合的空间分析能力，从而使相应的数据分析更为有效以及定量化然，而无论从数据的取舍以及空间数据库的设计，还是建立空间数据模型，或是建立系统的空间模型，实现数据的模型分析都无法将其与地质专家的分析和判断区分开来，由此，GIS技术在地质勘查找矿的应用过程中都必须有经验丰富的地质专家的参与。
三、GIS在矿产资源评价的应用前景及发展方向
GIS在矿产资源评价中的应用，将大大地提高地学资料的综合利用程度和地质工作者的效率，是地质勘查找矿应用领域发展的重要方向，尽管目前一些基于GIS开发的预测系统还处于试运行阶段，也存在诸如建基础数据库花费大，计算机硬件的要求较高、软件使用人员需要同时掌握计算机和地质两门知识等一些问题，但是，随着计算机科学技术的不断发展从它们用于已知矿床所取得的成果看，其预测结果有很高的可信度， GIS在矿产资源评价中可通过两个途径来解决信息的提取和综合：①与矿产预测数学模型相结合进行预测，目前主要结合方式可概括为：利用GIS空间数据库提取信息，利用统计预测方法分析信息，利用GIS图形功能显示结果直接利用GIS的一些基本空间分析功能；②通过研究空间实体(地质现象、地质体、矿产实体)及相互关系(如空间实体的关系运算、叠置分析、BUFFER分析等)而达到类比预测的目的，因此，GIS在矿产资源的定量和定性评价中都有很广阔的前景。
总之，随着我国经济的不断发展，对矿产资源的需要日益增大，GIS的出现极大地解决矿产资源找矿的难题、然而，由于GIS系统正处于发展与完善阶段，还存在较多的问题，需要对其进行更深层次的探讨，在GIS系统应用到地质勘查和矿产资源勘查当中，在实际的数据库的信息采集以及建立以及地质矿产GIS系统的建立过程中，应注重对各个环节信息质量的综合分析，从而边缘数据的存储以及多方面的综合分析以及应用，由此能在决策以及找矿的预测当中发挥有效的作用、随着计算机技术以及互联网的普及和发展，GIS技术在地质勘查找矿过程中的应用范围还将扩大，使用GIS系统进行数据的存储、查询、分析等功能的应用还将为地质学家的勘查以及找矿提供便利的信息，同时还可建立系统数据共享模式和体系，将GIS技术与GPS技术结合应用，建立一体化的地质勘查体系。
参考文献：
地学空间分析范文第3篇
论文关键词：地理信息系统(GIS)，矿产资源，评价
0引言
矿产资源开发利用在我国的社会经济发展中有重要作用。在经济高速发展的今天，社会对于矿产资源的需求日益增加，做好矿产资源评价、开发及环境保护尤为重要。将新技术新方法引入矿产资源评价中也成为现在矿产资源评价的一种前沿趋势。地理信息系统（GIS）是在计算机硬、软件支持下，以采集、存储、管理、分析、描述和应用与空间地理分布有关的数据的计算机系统[1]。其处理、管理对象是地理空间实体数据及其关系，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的分析问题。
1 GIS应用于矿产资源预测的作用及优势
对于传统矿产资源评价工作，在矿产数据的时空性、多样性、庞杂性的把握以及数据转化方面问题一直使传统的矿产资源评价工作量大且效率低下。GIS作为在矿产资源评价中的强有力的工具地质论文，主要在以下几方面有着不可比拟的优势[2]：
（1）强大的数据管理功能。GIS数据库可完成多远的地学信息综合管理，在矿产资源评价中涉及的有关地质、地物、地化、遥感信息通过数字化后进入系统，可长期保存，保障了矿产资源评价的开展。同时，也可快捷完成信息查询、检索、分析。在对数据进行综合分析后，可以输出高质量的成果图件。
（2）高效的数据统计分析功能。在图件上可精确地统计各种地质体空间几何属性,如面积、周长等,有助于定量研究地质问题,完成手工操作不能完成的工作。同时，可在不用进行地质信息数据转化的情况下,就可对数据进行数理统计,减少矿产预测中的人为因素。
（3）灵活的空间分析功能。利用GIS专题图层管理功能可方便完成多学科、多层次、多来源图形叠加,不但大大减少图纸人工绘制繁重劳动,而且研究者可反复进行多次叠加自由组合。
（4）便捷的模型可视化功能。利用DEM、TIN模型完成各种空间测量科学数据的可视化,可方便地将成矿信息数据处理与GIS可视化结合起来。同时，GIS能够保证成矿预测的过程可视化，将成矿预测工作透明化[3]。
2 应用GIS进行矿产资源预测的方法及思路
根据研究工作的程度不同，将进行矿产资源评价的方法分为经验型与理论型[3]。经验型是建立在已知矿床基础上的，在数据丰富的矿区可采用数据驱动的经验方法对矿产资源进行评价。理论型是在没有已知矿床或已知矿床很少的情况下，信息通过遥感和地球物理数据推断而来只能在对遥感等基础数据的分析下，采用简单的分级和以知识为基础的方法[4]。对于经验模型法，我们主要采取以下步骤完成矿产资源评价[4,5]：
（1）搜集数据。搜集研究区内与成矿有关的地质、矿产、构造、地球化学、航磁、重力及遥感资料等。对数据进行预处理地质论文，建立多元信息数据库，为下面的工作做好数据准备。
（2）确定矿床的类型。对搜集的资料进行详细的分析，将区内的实际环境与已知的矿床类型的有关资料进行对比，确定区域可能的矿床类型。
（3）建立找矿模型中国知网论文数据库。根据区域地质背景,结合数据处理结果,研究区域成矿规律,确定矿床类型的概念模型和描述性模型,建立多元信息找矿模型，列出各信息中的找矿标志。
（4）成矿信息提取。对模型进行定量化与转换后，根据量化后的模型，对专题数据的处理，根据所选的空间分析方法,应用GIS进行综合分析得出最终结果确定找矿有利地区或靶区。
（5）预测资源量或储量。根据确定的特征信息与成矿模型、预测模型计算资源量。同时，将结果编制成果图件。
3需要解决的关键问题
3.1丰富的、高质量的空间与非空间数据是矿产资源评价的基础。
对于矿产资源评价的分析，应当充分利用一切可能利用的信息提高矿产资源评价的准确性。如果进行区域性成矿系统评价,数据库中就要包括区域中可能与成矿有关的全部信息 [6]。由于原始数据是由不同单位、不同时间采集获得，因此，造成同一研究区的相关数据有不同的比例尺、精度、投影方式及存储方式。因此，在进行综合分析之前，要对原始数据进行预处理地质论文，如投影变换、格式转换，以保证建立高质量的数据[5]。
3.2多源地学信息的管理是有效评价的保证
在GIS中对资源评价的效率很大程度上与数据库质量成正比[7]。一般有两种管理空间信息的方法：一是目前大多数GIS软件支持的GIS管理空间信息，用关系数据库管理属性信息的方法；另一种新方法是采用面向对象技术，用关系数据库管理系统同时管理空间与属性信息。由于矿产资源评价的地学信息种类多,内容复杂，设计一种新的有效的数据管理结构十分必要。在建立数据库时，对于数据库中的元数据的整理即保管也十分重要。
3.3 找矿信息的量化与转换
GIS可操作的处理主要是对具有空间拓扑关系的点、线、面及相应的属性描述。将找矿信息量化及转化也是矿产资源评价中的重要环节。将地球物理、地球化学、遥感信息经一定的数学处理,可以得出与成矿有关的图形信息[7]。对于地质信息，通过GIS提供的属性检索、空间信息量算及叠加、缓冲等空间分析功能,可完成从地质信息提取成矿信息的过程。
3.5 对矿产资源评价的空间分析方法的选择是关键
空间信息的分析方法是评价水平的关键。矿产资源预测成功与否在很大程度上取决于专家对测区的认识即预测模型。空间分析方法通常分为经验型和理论型两类。两种方法的主要目的都是采用定量化表示专题属性最后综合生成预测。布尔逻辑、代数方法、模糊逻辑和神经网络法是几种常用的方法[6,7]。
4结语
在矿产资源日益紧张的今天，把握好能源开采的先决优势就是把握了经济发展的关键。GIS对采矿空间信息的高效处理、采矿工程设计及采矿过程优化等方面都是一种理想的工具。其独特的空间分析能力,将使其在采矿决策和设计中成为强大的辅助工具。同时，还应将其推广到各个不同的行业领域中，使其具有更大地发挥空间。
参考文献：
[1]王亚民,赵捧未.地理信息系统及其应用[M].西安:先电子科技大学出版社,2006.
[2]韩密,陈国旭,董高梅.基于GIS矿产资源评价方法[J].资源开发与市场,2007,23(12):1096-1099.
[3]石德强,姚燕,张永忠.GIS在矿产资源评价中的应用[J].资源开发与市场,2008,24(1):50-52.
[4]陈小云,胡光道.GIS在矿产资源预测中的现状和研究思路[J].资源环境与工程,2006.2:56-59
[5]朱思才,吴家齐,刘和发.GIS技术在区域矿产资源勘查评价中的应用[J].中国地质,2000,3 ,26-28.
[6]徐翠玲,钱壮志,梁婷.GIS在矿产资源评价中的应用 [J].
地学空间分析范文第4篇
关键词：GIS；发展；演化
一、前言
地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种专门用于采集、存储、管理、分析、和表达空间数据的信息系统。其既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”，同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。
二、GIS的提出和迅速发展
50年代，由于电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量与地图制图学中的应用，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这样就导致了地理信息系统的问世。
1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个GIS—加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。稍后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。但是，由于当时计算机技术水平不高，存储量小、磁带存取速度慢，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图，进行地图数据的拓扑编辑，分幅数据的拼接，并发展了基于栅格的操作方法。
进入70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备—磁盘的使用，为空间数据的录入、存贮、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使GIS朝着实用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。GIS这一技术成为一个引人注目的领域。
三、80年代的GIS—地理信息系统（Geographic Information System，GIS）
80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。由于大规模和超大规模集成电路的问世，推出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现，为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输效率得到极大的提高。另外，软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广，推动了GIS的数据处理能力、空间分析功能、人机交互对话、地图的输入、编辑和输出技术的进一步发展，并逐步走向成熟。GIS的应用从解决基础设施的规划（如道路、输电线等）转向更加复杂的区域开发问题。当时，GIS已跨越国界，在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题（如全球变化、全球沙漠化监测等）。因此，国际著名的GIS专家，即前面提到的R.T.Tomlinson认为：“如果70年代是GIS发展的巩固时期，那么80年代则是国际上GIS发展具有突破性的年代”。这个时期，GIS还保留有地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的含义和意思。
四、90年代的GIS—地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）
地理信息系统技术的应用大大提高了人类处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力，而地理信息系统技术及其应用的进一步发展则必须以地球信息机理理论为基础。陈述彭院士在论述地理信息系统发展时强调了对于地球信息基础理论的研究，并指出地球信息基础理论的实质内容：地理信息系统已不仅仅限于物质流与能量流的信息载体，而且包括研究地学信息流程的动力学机理与时空特征、地学信息传输机理及其不确定性(多解)与可预见性等；并认为：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于这个Info还包括很多地学规律，其分析模型必须以地学为基础。
Goodchild于1992年提出地理信息科学(Geographic information Science)的概念。地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列基本问题，如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响、地理信息系统的社会实践等。地理信息科学的提出是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求，它是在人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询，而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的；它在注重地理信息技术发展的同时，还注意到了与地理数据、地理信息有关的其他一些理论问题，如地理数据的不确定性、地理信息的认知以及社会对于地理信息技术运用于实践的认可等。由此可见，地理信息科学在地理信息技术研究的同时，还指出了对于支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。 世纪之交，由于地理信息系统的应用日益广泛，加上航空和航天遥感、全球定位系统、数字网络(Internet)和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透和整合，逐渐形成了以地理信息系统为核心的地球空间信息集成化技术系统，为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证；同时，这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广，掀起了全球变化研究与对地观测计划的新高朝，于是时势造英雄，促使一门新兴的交叉学科“地理信息科学”的脱颖而出。这个时期，GIS己经渐变地含有地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）的含义和意思。
五、现在的GIS—地理信息服务(Geographic Information Service，GIS)
近年来，随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用，GIS的发展进入到各行各业乃至各家各户的用户时代，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。这个时期，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系统已成为许多机构（特别是政府决策部门）必备的工作和决策咨询系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题，地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划，也是美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略的重要组成部分。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。
近来，个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移动电话的普及给新的应用创造了许多机会。这样的应用有流动工作人员和基于位置服务。流动工作人员，顾名思义，他们工作在远程位置，如客户处、分公司或者野外现场。这些工作人员经常要为完成某项任务下载一段所需的数据，在远端使用这段数据，然后在每天工作结束的时候将改动更新（同步地）到主数据库上。这种场景的一个重要方面是：客户端保留有数据，并以离线方式在本地对数据进行操作。基于位置服务的使用是近年来出现的一个重要趋势，这类服务彻底改变了对用户地理位置的依赖。随着全球定位系统（GPS）的应用，可以很容易确定任何一个客户/使用者的精确位置，并根据用户的地理位置提出最佳解决方案。基于位置服务的影响和重要性促使开放GIS协会（Open GIS Consortium，OGC）提出了开放位置服务（Open Location Service，OpenLS），希望能够将地理空间数据和地理操作的资源集成到位置服务和电信基础设施中去。美国联邦政府已于2001年10月颁布了规定：所有蜂窝电话的位置在67%的使用时间里必须是可追踪的，追踪精度为 125米。这样，一方面人们总在评述着Internet革命“消灭”了地理的概念，与此同时，对于空间技术的需求却在不断增长。位置服务（Location Based Service，LBS）的巨大魅力在于通过固定或移动网络发送GIS功能和基于位置信息，从而在任何时间应用到任何人、任何位置和任何设备上。当前，LBS已成为科学研究、技术发展和市场开拓领域共同的热点话题。此时，GIS已朝着地理信息服务(Geographic Information Service，GIS)的方向发展。
六、结 论
地学空间分析范文第5篇
关键词：遥感技术 地理信息系统 地质勘查
中图分类号：TE19 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （2013）11-0009-01
一、遥感地质技术
这种新方法具有以下特点。
1.遥感技术信息增强提取方面。
将常规的图像处理技术结合多元数据分析、模式识别（分类）、图像掩膜等技术， 研制了一套“ 遥感信息多层次分离提取技术”， 形成了一套有效的技术方法流程， 根据试验区的不同蚀变（矿化）类型所具有的波段特性， 分别建立热异常、铁染、含水蚀变矿物、碳酸盐化和植物异常等遥感信息模型， 提取与金属矿化蚀变有关的遥感信息。
2.新型影像图制作方面。图像清晰美观、标准精确， 成为一种可与相同比例尺地质图、地形图相映衬的基础图像。图像直观实用，将遥感影像或增强提取的与金属矿化蚀变有关的遥感信息制成图件， 可准确地与地质、物化探、地形图等图件相互进行空间扣合， 形成新的系列综合图像（件）。
3.与G IS 相结合，系统集成的， 以遥感信息为主， 包括地理、地质矿产、物化探找矿信息， 进行综合成矿预测及矿产资源评价， 既快速、又有效。这种遥感地质找矿预测新方法主要是利用多波段遥感数据， 量化圈定可能与成矿围岩蚀变矿物分布有关的遥感异常及其找矿意义。遥感找矿异常， 主要指矿化和与成矿有关的围岩蚀变矿物分布异常， 及其与含矿岩层、成矿岩体（脉）、控矿构造等在空间组合关系方面的信息等。该新方法是一套行之有效的区域遥感地质找矿预测和矿产资源评价的新方法， 并有规范、标准， 又简便可行的遥感异常信息提取工作流程， 具有独特的实用性， 新颖性和先进性。
二、遥感技术与GI S 相结合的综合系统
以计算机为基础的地质勘查图像分析系统正是将遥感技术与G IS 相结合的综合系统， 是G IS、数字图像处理和计算机辅助地质制图相结合的地质勘查决策支持工具。空间信息系统又称为地理信息系统（Gl s） ， 他是在6 0 年代中期开始发展起来的一补新的技术工具。所谓空间信息系统是用以采集、存储、管理和分析具有空间内涵地学信息的计算机软硬件系统， 为规划、管理、决策和研究提供必要的信息和决策支持。简单地说， 空间信息系统就是综合处理和分析空间数据的一种技术工具。空间信息系统一般由四大部分组成。
1.空间数据和专题数据的输人。将图件、表格、图片和遥感图像等各种形式的资料输人到系统， 并转换成系统所要求的格式。在输人中， 系统应有压缩原始数据的冗余度， 凡把各种数据在地理位置和存储格式上统一起来的能力。
2.数据管理和检索。由空间数据库和数据库管理系统完成， 可快速有效地对存储在数据库中的空间信息和属性信息进行检索、查询、更新和共享。系统不仅有能力查询直接存储在数据库中的信息， 还应有能力查询未以直接的方式存储的信息。不仅能支持关系查询， 抽取某一类别的特征信息， 还能够完成复杂的空间查询， 提取满足一定地理条件的信息。数据管理和检索的效率取决于所采用的数据结构。目前信息系统使用的数据结构可分为矢量型和棚格型两大类。矢量型结构特别适用于以图件为信息源的资料， 如地质图及各种专题图， 但不利于进行代数运算和空间分析。栅格型数据具有运算方便的特点，但数据最大， 几何精度较差。因此， 应采用矢量数据与栅格数据相兼容的综合信息系统， 将信息系统、图像分析与计算机制图三者有机结合起来。
3.数据处理与分析。数据处理与分析是空间信息系统功能的主要体现， 是空间信息系统区别于计算机辅助设计（C A D ） 和计算机辅助制图（C A P ） 的主要标志。通过对原始数据的空间分析、相关分析、统计分析、区域分析和系统分析， 提取与系统应用相关忆更强的信息， 为系统应用提供决策支持。
4.输出。将分析结果以用户所需要的形式显示和成图。地质勘查数据都是地理坐标的函数， 是典型的空间型数据。区域地质工作、地质制图、矿床和油气勘查、水文地质、地质环境和灾害的调查与监测， 都需要综合分析和比较多种来源、多种形式的数据。G IS正是存储、管理、分析和综合大量各种形式空间数据的有力工具。
三、遥感技术及地理信息系统在地质勘查中的应用
空间遥感技术和空间信息系统是平行发展起来的两门技术科学， 两者之间有着密切的内在联系。遥感技术为资源调查和环境监测提供了丰富的宏观信息， 是G IS 重要和可推的数据源。G IS是充分发挥遥感优势， 提高遥感应用效果的技术工具和可靠保证。在地质应用中， 遥感技术多谱段，多时相和宏观性等特点为地质研究和矿产勘查提供了大量有关构造、岩性和矿化蚀变的直接和间接信息， 在地质调查， 环境监测以及地质基础理论的研究中都可发挥重要的作用。由于遥感记录的主要是地表地物的波谱信息， 加上地表植被和土壤的覆盖， 遥感地质方法有别。G IS 和图像分析技术为提高遥感地质的应用效果， 为地质勘查数据的综合提供了强有力的决策支持工具。
遥感、地球物理、地球化学和地质等不同的地学调查结果及其分析方法， 从不同的侧面给出多样的信息。但任何单一手段所获得的信息都仅仅反映目标地质某一侧面的特征。应用多元统计方法和数字图像处理技术， 则可以获得它们之间内在的以及空间层次上的相关性和差异性， 并以一定图像的方式直观地显示出来。在这方面研制了三套可进行综合地学数据图像分析的软件：
1.综合地学数据微机数字图像分析软件（G D 工工A ） 系统。G D H A 系统是在微机上实现数字图像处理的软件系统，它适用于遥感、地球物理、地球化学和地质勘查等资料的综合处理和分析。它除具有一般的数字图像处理功能外， 还具有一些特殊功能。可供用户完成一定数量的数字图像处理。
2.影像构造微机综合处理软件Ll 工A 系统。它是在通用微机上，对影像线性体的总体特征， 密度和中心对称度的统计而且又能实现影像构造图像化及其与其他地质资料的综合处理， 并以图像方式表达各类统计分析结果。
它对于研究分析， 控矿构造及成矿地质背景是一种十分有效的工具。
3.二维位场数据处理微机软件PI P s 系统。PI P s 是一种功能比较齐全的二维定场数据微机软件系统， 具有数据预处理， 二维定场变换、数字图像的边缘增强和假彩色增强， 以及显示、编辑和输出图形的功能。
结束语
在充分总结国内外遥感地质找矿方法、效果以及有色地质遥感找矿经验， 尤其是在总结提取矿化信息的遥感新方法技术的基础上， 在遥感找矿信息增强提取新型影像图制作方面， 不断创新， 解决一系列技术关键问题， 逐渐形成了自身专业特色和优势的新方法。
地学空间分析范文第6篇
关键词:地理信息系统;GIS;空间数据库;计算机应用;地理
中图分类号:TP391 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)08(c)-0103-01
地理信息系统是60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术,是一门介于信息科学、计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学和管理科学为一体的新兴学科。由于涉及面广,不同行业给出的GIS定义也不同,在地学领域一般认为,GIS的核心是计算机科学,基本技术是数据库地图的可视化及空间的分析。可以这样定义:它是在计算机软、硬件支持下,以一定的格式采集、存储、管理、分析、模拟、显示和应用部分地球表面与空间和地理分布有关数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。从外部来看表现为计算机软、硬件系统,其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型,是一个逻辑缩小的高度信息化的地理系统。GIS作为一种专门用于管理地理分布数据的计算机系统,具有强大的模拟现实功能。强大之处在于将空间信息的处理与属性信息完美结合起来,可以快速地获取所需要的信息,能以图形或文字报告等形式表示处理的结果。地理空间数据是地理信息系统的血液。整个GIS都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。从目前来说,数据采集特别是空间数据的采集是建立GIS的主要瓶颈。经验表明,数据库的建库费用,在系统总投资中占较大的比重,通常是GIS硬件的5倍至10倍。可见空间数据在地理信息系统中的地位。
一、空间数据库的特点:GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间数据有以下特征。空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。除了通用数据库管理系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。非结构化特征:空间数据不满足结构化的要求。将一条记录表达一个空间对象时,它的数据项有可能是变长的。例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个对象也可能包含另外的一个或多个对象。空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑信息表达了多种的空间关系。该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。海量数据特征:空间数据库是海量数据。由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块或者图幅,垂直方向上分层来组织。由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关系数据库系统难以满足要求。而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。但是存在的问题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。所以GIS开发商一直在寻找商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。
二、空间数据库分类:空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。矢量数据用点、线、面等来描述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。栅格数据用一定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。以前矢量数据以其数据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。现在栅格数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。
三、空间数据库的建立与应用:本文已经从概念上对空间数据库进行了分析。为了进一步对它的应用有深入的了解,本文以一个空间数据库的实例展开研究。GSI技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等各方面都是得到了广泛的应用的,本文以某区土地资源GIS的空间的应用为例。1.数据采集与处理。对某区96年l:1万分幅土地利用现状变更图(清绘薄膜)进行扫描并进行几何纠正;利用MPagiS平台对分幅扫描图进行点线数据分层采集。输出分幅线划图,供外业进行线状地物变更调查,将线状地物及其属性变更到2007年度。将变更的线状地物补充到采集的点线数据文件中。进行图幅误差校正、投影变换、建立地图库、图幅接边处理、拓扑处理生成图斑。然后输出彩色分幅图,供外业变更地类图斑,将地类图斑及其属性变更到2007年度。将变更的地类图斑及相关的点线地物补充到相应的点线区数据文件中,更新点线区数据文件。2.建立图幅的索引。这是指这个地区的标准分幅土地利用现状图的表,记录了每个图幅的图名、图号、经度、纬度等信息,也是标准图幅输出的依据。3.建立系统的数据字典。数据字典设计是数据库设计的重要内容,它描述了数据库中的属性字段的属性与组成,规范数据库的数据描述,减少数据冗余。其中包含有土地利用现状分类(地类)字典、行政代码字典、权属性质字典等,它们都是按现行的各种技术规程和国家标准进行设计的。4.数据的入库:数据入库即建立土地利用数据库工程的过程。引入数据字典、接图表和管理文件。把辖区各层数据文件加入项目,再把图面配置文件加入到项目。进行各项逻辑检查、数据综合处理以及输出数据预处理等数据处理工作。对系统编辑、实时变更处理、数据汇总统计、图件输出、报表输出、数据库格式与国家格式的转换等功能的运行。通过运行情况,可看出良好稳定,无差错、死机现象。
四、总结与展望:由于GIS应用于地学领域目前尚处于探索和发展阶段,加之在建立基于GIS的空间数据库并不是很多,在数据库的建立方面,还需进一步补充和完善,在确定多层区域的方法方面,有待更深入地探讨和研究。
作者单位:中国地质大学信息工程学院
参考文献:
[1]宋关福,钟耳顺,刘纪远等.多源空间数据库无缝集成研究[J].地理科学进展,2007,19(2)
地学空间分析范文第7篇
关键词：地理信息系统技术； 城市规划；应用
Abstract: With the rapid development of the modern society, the geographic information system technology has been enhanced in all aspects application, this paper focuses on the geographic information system main functions and discusses the application of the geographic information system in the city planning.
Keywords: geographic information system; city planning; application
中图分类号：C931.6 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
城市规划是指导城市建设，是城市建设和管理的依据，在城市发展建设过程中起到十分重要的作用。地理信息系统结合了地理空间分析技术和计算机信息技术并引起各行业广泛关注。
1. 地理信息系统概念
GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
2．地理信息系统的主要功能
数据采集与编辑功能是指各实体要素对应代码坐标输入计算机当中。
属性数据比较规范，所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统管理。除文件管理功能外，属性数据库管理模块的主要功能之一是用户定义各类地物的属性数据结构。
2.3制图功能
GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。
2.4空间数据库的管理
有效数据采集和编辑后，形成了地理数据集。对此可以利用数据库管理系统来进行管理。
2.5空间分析功能
通过空间查询与空间分析得出决策结论，是GIS的出发点和归宿。典型的空间分析有：
2.5.1拓扑和叠加
通过特征叠加实现检索、图形剪裁、模型分析等功能。将存在共同特点的多边形要素的数据文件进行叠置，根据多边形边界的交点来建立具有多重属性特征的统计分析。
2.5.2缓冲区分析
缓冲区分析是根据点、线、面的实体，自动创建其周围一定宽度范围的缓冲区多边形，它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。
2.5.3 空间集合分析
是按照两个逻辑子集给定的条件来进行逻辑运算。
2.5.4地学分析
地理信息系统还提供一些专业性较强的应用分析模块可以应用于不同领域，根据每一模块的特点来进行分析。
2.6数字高程模型的建立
数字高程模型有三种主要的形式，包括格网DEM、不规则三角网（TIN），以及由两者混合组成的DEM。
3地理信息系统在城市规划中的主要应用
3.1资源管理及配置 (Resource Management Configuration)
主要应用的领域包括农业、林业、矿藏等领域，解决各种资源分布、分级、统计、制图等问题。 解决更重能源及资源上的配置，保证资源合理和发挥最大效益。
3.2城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是地理信息系统重要应用领域之一，利用地理信息系统来对城市规划和管理具有深远意义。主要是解决城市资源配置等诸多问题。
3.3应急响应 (Emergency Response)
在发生重大灾害时，可以解决例如如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施等问题。
3.4地学研究与应用 (Application in GeoScience)
对地形地貌分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间数据统计分析、制图显示等都可以借助地理信息系统工具完成。
3.4商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力及诸多商业问题，地理信息系统的空间分析和数据库功能可以有效解决这些问题。
3.5分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
机遇网络时代的地理信息系统可以通过网络来实现地理信息的分布式存储和真正意义上的信息资源共享。
3.6城市规划管理(Urban Planning and Management)
利用地理信息系统技术进行城市规划建设的辅助设计、进行城市管理的辅助决策、规划控制等工作。
3.7国土及地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
GIS利用现有的遥感数据，可以有效的对土地利用动态变化进行分析评估研究，包括土地和地籍管理涉及土地使用性质的改变、地籍权属关系变化、地块轮廓的变化、等许多内容，都可以通过GIS来高效、高质量地完成这些工作。
3.8生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
实现对区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环境保护等设施的管理、环境规划等。
3.9基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施（电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等）广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征，无论是进行管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以很大程度的提高工作效率。
3.10选址分析 (Site Selecting Analysis)
不同的区域地理环境有所不同，可以根据不同的特点，综合考虑资源配置、市场的发展潜力、交通是否便利的条件、地貌地形特征、环境影响等因素，在一定的区域范围内选择最佳位置，这也是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的对空间的分析功能。
3.11网络分析 (Network System Analysis)
通过建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，使用GIS来研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件的应急处理。
3.12可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础，可以建立一定区域区域等三维可视化模型，实现多角度浏览。
结束语
GIS系统以处理和分析空间数据功能，为城市的规划提供了准确的依据，并演绎出丰富多彩的系统应用冠能，满足用户的广泛需求。
参考文献：
[1]宋小冬.叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用.北京：科学出版社.1995
[2]龚健雅.地理信息系统基础.北京：科学出版社.2001
[3]黄杏元.马劲松.地理信息系统概论(修订版) .北京：高等教育出版社.2001
地学空间分析范文第8篇
关键词：时态地理信息系统；时间；时间数据库；系统
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0120016-02
自从二十世纪六十年代末世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS）诞生以来，人类对地理信息系统的研发就没有停止过，而且经过1973—1982年的大量实验开发阶段，到八十年代末全面进入了商业开发和运作阶段。现在，GIS已经被普遍用于测绘、资源开发与管理、农林水利、城市建设与规划、国防建设和全球变化与地学研究领域。
在GIS不断发展和完善的过程中，新的观念和思想使计算机技术具有了灵魂和指导。可以说GIS是将计算机信息技术与地学等相关专业知识完美结合的杰作之一。随着计算机技术的发展，GIS关于对具体事物的描述方法从单一实体，相互联系的平面投影，到更加广阔的空间，在不断完善。
1 时态地理信息系统（TGIS）的产生和发展
时态地理信息系统（Temporal Geographic Information System，TGIS）是能够处理时间因素，可跟踪和分析空间信息随时间变化的地理信息系统。TGIS的观念最早由Thrift在1977年首次提出，Basoglu和Morrison于1978年设计了最早的HGIS（Historical Geographic InformationSystem）。但由于计算机技术的限制，此后相当一段时间内TGIS无人问浸。直到Lorentzos和Langran分别于1988年和1989年完成了关于TGIS方面的博士论文，才将TGIS的研究重新推向了一个。
为促进TGIS的发展，1996年UCGIS（University Consortium forGeographic Information Science）将TGIS作为“地理描述扩展”的一部分列入GISci十大优先研究领域之列。使TGIS的研究广泛展开。
1.1 时态地理信息系统（TGIS）的涵义
空间（Location）、时间（Time）和属性（Attribution）是描述客观对象的三个基本要素。但相对成熟的GIS对空间和属性的描述比较全面，对时间性的处理大多是静态的。GIS对客观对象是“快照”式的描述，系统对“过去”和“将来”的描述非常困难。而且，由于来自不同时间的信息可能会导致错误匹配，实际中往往造成分析中的逻辑错误。这就在一定程度上限制了GIS的应用，尤其是对时间性要素要求比较严格的管理活动。
TGIS是能够跟踪和分析随时间变化的空间、非空间信息的地理信息系统。在TGIS中，地理实体对象可以描述为如下的关系：
E=f（S，T，A）
其中：E为被描述的地理实体或事件；f为映射关系；S为空间参数，通过空间坐标体系和空间关系来描述；T为时间参数，通过时间坐标体系和对象的发展过程的关系来描述；A为属性参数，是对被描述的、具有特定的空间和时间参数的地理实体的特性的描述。
由于地理实体的空间、时间和属性要素具有不可分割性，因而只有对这三个属性的完整表达才能揭示地理实体和现象的特征、规律。完善的TGIS应该具有基本的储存、分析、更新、质量控制、调度、模拟以及静态制图的功能。
1.2 关于TGIS中的时间
传统的GIS基本上是针对空间和属性两方面的数据，而TGIS还要在此基础上考虑时间要素。因此，需要对时间要素进行认真分析。
从信息系统来看，时间是一条没有端点、向过去和将来无限延伸的线轴。由于客观地理实体与光速之比可以忽略不计，因此，可以认为时空之间不产生相互作用，时间仅是一种特殊的测度标准，它反映了事件序列的表现形式。在TGIS中，根据时间对事件的影响可以将时间类型归纳如表1。
在系统信息中包含了上述的时间信息，就可以使GIS的分析、评价、预测等功能更进一步。而目前对TGIS研究的重点之一正是如何处理因引入时间要素而成几何积数增加的数据信息。
2 时态地理信息系统（TGIS）发展的相关技术
2.1 计算机等相关技术是TGIS的基础
从GIS的发展过程可以清楚地看出，GIS的发展与计算机技术的发展息息相关，计算机技术的每一次突破都会带来GIS的大发展。但是，TGIS从一开始就受到海量数据和计算速度的影响。实际上，数据和计算速度同是时间这一个问题的两个方面。在计算速度一定的情况下，随着数据的增加。处理的时间就会延长；在数据信息量不断增加的情况下，计算速度得不到同步提高，处理的时间也会延长。可见，时间是数据信息处理中的主要因素之一。同时，合理的时间组织一方面可以系统中减少数据的冗余，另一方面又可以提高系统的运算速度。因此时间又是影响计算机处理的主要因素之一。正确处理时间因素是当前计算机发展中必须面对的一个主要问题，也是TGIS的发展契机。
目前，随着计算机储存技术和运算速度的不断提高，TGIS的研究具备了必要的基础。而由于网络技术的发展，数据信息的标准化的加快，数据信息共享的逐步实现，大大节约了系统内有效的储存空间，对TGIS的发展起到了积极的推动作用。
2.2 时间数据的合理组织是IGIS的保障
时间仅是描述客观对象的三大要素之一，而且它必须依附于客观对象才具有实际意义。为了全面、系统、真实地反映客观对象，需要将其属性赋以对应的时间。因此，TGIS中的时间比较复杂（见表1）。
对这些时间属性的管理，目前主要有三种模式：第一是在传统GIS中空间数据库和属性数据库的基础上，重新构建时间数据库来管理事件的时间要素，即时间作为新的一维；第二是在传统的GIS中的属性数据库中，增加相关的时间记录来管理对象的时间要素，即时间作为附加的属性数据；第三是面向对象的方法，打破关系模型范式的限制，直接支持对象的嵌套及变长记录。其中第二种模式比较容易实现，但准确度受数据容量的限制，而且运行速度比较慢。第一种和第三种模式的研究是当前的热点。
从信息系统的角度来看，构建独立的时间数据库是TGIS的发展方向。而面向对象的时间数据库设计可以更直观地反映时间的动态变化。但由于具有时空特性的数据信息的复杂性，以及计算机技术的限制，虽然对时空数据管理的研究不少，但效果并不理想。郭达志等于1993年提出了用十六叉树表示矿山GIS中的空间和时间的四维数据模型，但对离散变化、多边形、网络结构等空间对象，这种形式的效率比较低。陈晋等于1995年提出了时空一体化的TGIS数据模型，应用效果则受到计算机技术的影响。目前关于TGIS数据模型的讨论主要有：序列快照模型（SequentSnapshots）、基图修正模型（Base state with amendments）和时空组合体模型（Time—space composite）等。相对来讲，时空组合体模型可以将时间和空间属性有机地结合起来，便于系统分析、管理功能的实现。
以合理的数据模型为框架，对时间信息应进行数据库式管理。针对大量的时间数据储存方式，Snodgrass和Ahn（1987）将时间数据库具体分为四类（如表2）。实际设计中采用最多的是历史数据库。一般可以将描述对象的时间在具体分类的基础上，不断把静态数据库的信息存入构建的历史数据库，并通过时态数据库建立数据库的关联。
2.3 与相关系统的有效关联是IGIS发展的前提
TGIS可以自成系统，但这一系统并不是完全孤立的系统，它是在传统GIS的基础上，充分考虑时间要素对客观对象的动态影响建立起来的。因此，TGIS的关系相对更加复杂。
首先，TGIS必须处理好系统内部的关联关系。TGIS要充分利用传统GIS已经建立起来的信息关系，利用其中的空间、属性数据信息，在此基础上增加时间要素以满足相关分析、管理的要求。因此，建立TGIS决不时抛开传统的GIS，而是以GIS为基础。这就要求TGIS中新增的时间数据模型必须与GIS系统中已经建立起来的模型相互兼容，保证系统内信息的完全共享。
其次，TGIS的运行需要大量的信息资料，这些信息的来源必然是多元化的，因而要求TGIS能够顺利接受提供信息的基础系统所提供的信息。这一方面是数据标准问题，要求数据资料必须标准化；另一方面要求TGIS必须是一个开放的系统，数据信息既可以传入，也可以读出，只要符合规定的权限。
另外，GIS整体也在不断发展完善，TGIS的发展实质上是进一步架通管理与相关专业的桥梁。以GIS为基础平台来发展管理系统，将会使现代管理手段发生根本性的改变，更好地满足管理的要求。因此，客观上要求TGIS系统的设计应该具有管理的理念，为系统的不断丰富留有余地。
3 TGIS的发展展望
当前，计算机技术仍在以加速度的方式发展，将为TGIS的发展提供更加有力的支撑。因此，TGIS不断发展完善是必然的。TGIS作为GIS的一个重要发展方向，随着相关技术的突破，其研究水平会迅速提高，应用领域将不断扩大。
3.1 计算机处理速度的进一步提高将为TGIS的发展提供更有力的支撑
随着计算机软、硬件技术的发展，计算机速度仍在不断提高，这为TGIS技术的突破提供了有力的技术保障。众所周知，GIS面对的是海量数据，增加时间属性，客观对象的数据信息就会成倍增加，处理工作量就会以几何积数的方式增加。计算机处理速度的提高，将使这一问题得到相应的解决。
同时计算机速度的提高，会相应地提高工作效率，进一步扩大计算机的应用领域，这为TGIS的普及应用做好了操作上的准备，为TGIS软件系统的推广提前培育了市场。TGIS系统会逐步形成一个不断推出、检验、进一步改进的良性循环。从而促进TGIS的不断发展。
3.2 网络技术和数据管理技术的发展将为IGIS的发展减轻数据处理的负担
网络技术的发展使信息工业突飞猛进，也为TGIS的发展创造了条件。随着数据标准化进程的加快，长期以来困扰TGIS的数据问题可以得到一定的解决。数据标准化实施以后，通过建立数据信息共享基本数据库，将其与相关专业数据库建立联结，实现数据共享和及时传输，充分利用网络技术来减轻TGIS的数据管理负担（如图1）。
3.3 IGIS应用领域的不断拓展
TGIS是GIS的发展方向之一，但GIS也仅是技术、经济发展中的一个小系统。因此，TGIS的发展本身就应当坚持系统论的观点。目前虽然研究TGIS的学者不少，但大多是从技术上来寻求突破，从管理学的角度来进行研究的并不是很多。