《文献检索与利用》

——课程报告

学    院  资源与环境学院

专    业     地理信息系统

年    级         2011级       

姓    名                   

学    号     20110xxxx  

完成日期      2014年xx月xx日 

一、选题简介

1课题名称

中文名称：地理信息系统在我国城市环境上的应用

英文名称：Geographic information system in our country the application of the urban environment

2选题来源：学习选题

3选题原因：环境地理信息系统建设是一项复杂的系统工程，时间长，投入大。实施环境地理信息系统建设应分阶段、分部门进行，应坚持近期、中期和远期目标，有计划、有步骤进行。从近期目标来看，城市地理信息系统、环境地理信息开发和RS、GPS、GIS应用的建设尤为重要，是近期环境信息系统建设的一个重要部分，城市在国民经济和社会发展中起着举足轻重的作用，城市化及城市环境已成为人们关注的热点。到20##年，全世界将有一半的人生活和工作在城镇地区；同时，另一半人的生存也将更加依赖于城镇。信息技术正在从根本上改变着人们的生产、生活和相互交往的方式，影响着城市的结构、交通结构和生态环境，给城市带来了巨大的冲击，城市的环境问题变得日渐关注和重视。城市环境地理信息系统主要包括城市环境质量（大气、水、噪声、固废）、污染源（工业污染源、生活污染源、交通污染源等）、建设项目管理、城市定量考核几部分内容。系统所用的信息技术包括数据仓库、OLAP、数据挖掘、Web技术、GIS技术等。

4选题目的：

希望通过课题研究能够了解地理信息系统（gis）、遥感（rs）、和全球卫星定位系统（gps）三者在我国城市环境中的应用以及对我国城市环境的影响。城市环境污染已经成为当下最严厉的环境问题。因此我们有必要将自己所学的专业知识运用于城市环境污染治理上。

5选题过程中遇到的问题。

在检索过程没有遇到大的问题，就是由于粗心大意打错字，导致检索错误。幸好及时发现，及时纠正错误，避免有大的错误和麻烦。

文献检索过程

1、所用的数据库名称

检索过程中用到了中国学术期刊网络出版总库（CNKI）、万方数据库和中国专利数据库。

等数据库。

CNKI拥有比较全面的中文期刊数据库，适合查找中文期刊，而且还能帮助对一些关键词进行翻译；中国专利数据库（知网版）主要看现在国内近些年都有哪些有关建筑材料的专利申请，可以了解国内近些年来在这方面的发展并且CNKI的跨库检索可以检索得到；最后两个就是比较熟悉的了，可以说比较权威的数据库。

2、所用的检索词

检索过程中用到了“地理信息系统”、“GIS”“RS”和“GPS”等一系列本专业专用名词。

此次课题研究主要针对如何运用“3S系统”解决城市环境污染。以及运用地理信息系统解决城市规划最优等问题。因此必须用到与本专业有关的名词。打开课本，在课本中找到有关本专业的重要名词字眼，罗列出来进行一一甄别最后留下最具代表性的词。

二、资料阅读

1、阅读资料

1）、篇名：城市轨道交通基础地理信息系统的设计与实现

作者：陈能，江男，王梅珍

出处：《城市道路交通研究》

2）、篇名：基于Web的城市环境地理信息系统

作者：刘均

出处：《计算机技术专业论文》

3）篇名：长春市绿地系统生态建设与可持续发展研究

作者：张崇宝

出处：《园林植物与观赏园艺论文》

2、阅读笔记

1）、城市轨道交通基础地理信息系统是运用地理学、地质工程学、计算机图形学、计算数学等多学科理论和方法,以地理信息系统技术为基础,结合数据库处理、ArcGIS中的编程技术、三维图像处理技术建立的,是对城市轨道交通基础数据进行综合管理和分析的大型信息管理系统。结合城市轨道交通基础地理信息系统用户需要,阐述了城市轨道交通基础地理信息系统的功能特征;探讨了基于地理信息系统平台的轨道交通基础数据三维空间可视化方法等。 

2）、互联网技术与地理信息系统(GIS)的结合形成了一门新的地理信息系统技术，称为基于Web的地理信息系统(WebGIS)。其核心是将地理信息系统的功能嵌入到满足HTTP和TCP/IP标准的Internet应用体系中，实现Internet环境下的地理信息的有效管理与使用。采用分布式体系结构的WebGIS是当前GIS技术发展和研究的方向，分布式WebGIS可以均衡系统负载，有效地提高系统运行效率和性能。在研究与分析ArcIMS软件的体系结构与工作原理的基础上，探讨如何基于ArcIMS软件，通过将系统划分为表示层、业务逻辑层、数据层三个层次实现分布式WebGIS。地理空间数据的存储与管理是GIS应用系统正常、高效运行的基础，通过对ArcSDE软件的工作模式的研究，探讨如何利用ArcSDE软件结合关系数据库系统存储与管理空间数据，从而充分享用关系数据库系统提供的各项功能，如查询优化、并发控制、数据库安全等。针对城市环境质量信息发布的需求与特点，基于ArcIMS软件构建WebGIS服务平台，采用ArcSDE软件结合数据库系统Oracle统一管理数据，应用J2EE组件开发技术，设计实现基于Web的城市环境地理信息系统。用户可以在Internet上通过该系统对水、大气、噪声、工业污染源等环境质量信息进行空间上的高效、快速查询。同时，结合GIS所具有的空间数据与属性数据一体化的综合分析手段，方便、快捷地分析不同形式、不同时态的环境质量数据。系统的试运行结果表明，系统基本达到设计目标的要求，运行稳定可靠。由此可见，基于ArcIMS软件、ArcSDE软件开发实现分布式WebGIS应用是可行的。

3）、随着我国经济的高速发展，城市人口急剧增长，城市建筑物越来越密集拥挤，人们深刻认识到城市化的急剧发展对整个城市生态环境带来的严重破坏，已成为城市进一步发展和人民生活质量进一步提高的潜在的制约因素。“人类渴望自然，城市呼唤绿色”，深刻地揭示了现代城市环境建设所应遵循的基本准则，更反映了现代社会人们的普遍愿望。以绿地为核心，建立一种对城市用地及空间布局具有先导作用的生态系统，是在当前城市化背景条件下实施城市可持续发展战略的迫切需要。长春市作为吉林省的省会，正在向建设现代化大都市的方向发展。随着城市结构的调整和城市规模的日益扩大，必然要对作为改善城市环境重要手段的园林绿化提出更高的要求。谋求城市绿色植被生态效益及其改善环境作用的有效发挥，同时美化城市，是城市园林绿化建设的主要目标。在城市有限的土地和空间中，提高园林绿化生态效益的途径既要重视增加绿地面积的数量，又要重视提高绿地的质量和水平。在城市特定的条件下，建立生态与景观相协调的人工植物群落，使城市土地资源的利用达到生态、社会、经济三大效益的最佳结合，是提高城市绿地质量的关键所在。本文系统阐述了城市绿地系统生态建设与可持续发展的理论与方法，并应用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合的技术，系统分析了长春市中心城区各类绿地的分布特征、植物组成、绿地结构，从城市绿地系统建设理念、绿地系统布局规划、绿地设计、园林树种、植物配置、养护管理六个方面剖析了长春市绿地系统存在的问题，并提出城市绿地脆弱度计算方法，对长春城市各类绿地进行了详细的绿地脆弱度分析，分别论述了景观效果、绿地结构、绿地养护及人工干扰与生态脆弱度的关系，指出建立科学合理的复合群落绿地是从根本上降低城市绿地生态脆弱度的唯一出路。为彻底解决长春市绿地系统存在的问题，提高城市绿地的生态效益，进而实现城市绿地系统的可持续发展。首先，笔者详细阐述了城市绿地系统科学布局的理论，分析了城市的合理绿量问题，对长春市域范围和市区内绿地系统的科学布局提出了自己的观点和方法；缺乏城市树种的选择与规划是制约包括长春市在内的许多城市绿地系统可持续发展的重要因素，笔者在认真调查长春市现有树种的基础上，采用城市绿化植物综合评价分级选择方法，对长春市常见的173种园林植物进行了分级评价，并以此为依据对长春市的园林植物进行选择与规划；在城市绿地相对有限的条件下，探求建立合理的绿化复层种植结构的方法，是提高城市园林绿化生态效益的重要措施，也是本文研究的出发点和落脚点，笔者首先详细阐述了城市绿地系统植物科学配置的原理，认真调查了长春市域范围内典型原生地带性植物群落和城市典型植物群落的结构与植物组成，用景观生态学的原理和方法建立了长春城市植物配置的若干复层结构参考模式。在城市绿地系统科学养护研究中，笔者主要研究了街路绿地的养护管理问题。提出街路土壤物理、化学、生物学性质的恶化是现代化城市建设给城市街路造成的普遍恶果。提出了改善城市土壤诸如提高土壤有机质含量、改善路下土壤通气状况、改良土壤物理性状的有效措施。应用景观生态学、自然地理学、园林学相结合的方法来研究不同类型绿地的植物配置及模拟自然，设计复合植物群落，是实现城市绿化可持续发展的必由之路，具有一定的创新性。到目前为止，寒地城市尚无比较成功的城市树种规划，在城市园林植物选择上，基本上是凭经验，由此导致城市绿化投资上的巨大浪费。各大城市近年来在树种选择上也做出了一些工作，多是个人或小范围自发、分散、封闭式的研究，缺乏实际工作所需要的主攻方向，缺乏大量的调查资料基础，基本上处于启蒙阶段。笔者综合运用树木学、地植物学、植物分类学、植物生态学、气象学等学科的知识，作出详细的、科学的、可操作性强的长春市城市园林树种选择规划，在一定程度上填补了寒地城市在树种选择研究方面的空白；首次提出城市绿地脆弱度的概念及其量化指标，提出了改良城市街路土壤的各种措施，进而实现对街路绿地的科学养护，具有一定的创新性。运用景观生态学、地理学等交叉学科理论和方法，从绿地系统现状分析入手，在城市绿地系统科学布局、园林植物选择与规划、城市绿地系统的科学植物配置等方面，综合研究城市绿地系统建设与可持续发展，具有重要的理论和实际意义。

四、资料汇总

1）、可视化分析：传统意义上的“可视”是强调视觉上的通达性，即从一个或多个位置所能看到的范围或可见程度。其实，更为一般的情况是不仅是视线可达，还包括非视线的可达性。因此，将“可视性”内涵界定为两点之间沿特定轨迹的可通达性，则“可视性分析”即为两点之间沿特定轨迹的可通达性分析。

2）、拓扑关系（topological relation）：指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。如：点与点的邻接关系、点与面的包含关系、线与面的相离关系、面与面的重合关系等。

拓扑关系是指图形元素之间相互空间上的连接、邻接关系并不考虑具体位置.这种拓扑关系是由数字化的点、线、面数据形成的以用户的查询或应用分析要求进行图形选取、叠合、合并等操作。建立空间要素之间的拓扑关系属于地图整饰。

2研究课题中的热点与难点问题。

热点问题就是最近几年“3S技术”在城市规划中的运用发展较快，如何熟练掌握3S核心技术就是目前面临的问题。其次就是如何将gis、rs和gps有效的结合在一起，寻找最优选项解答。

3.文献中出现的解答办法。

  3S是未来发展的趋势。GPS主要用于实时、快速地提供目标的空间位置；RS用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息和各种变化；GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。3S技术将在大范围内对改善和控制农业生态环境、土地沙漠化、森林资源、草原生态环境发挥巨大的作用。

4今后的发展趋势

目前，地理信息系统的应用领域越来越广泛，据统计已接近60 个。计算机技术的迅速发展，使得GIS发生了新的变化。GIS正朝着一个可运行的、分布式的、开放的、网络化的全球GIS发展。在未来几十年内，GIS将向着数据标准化、数据多维化、系统集成化、系统智能化、平台网络化和应用社会化（数字地球）的方向发展。其中三维GIS、时态GIS和网络GIS已经成为GIS发展的趋势和研究热点。随着GIS技术的发展，二维GIS已经无法满足用户的需求，用户需要更为直观、真实的三维GIS来作为交互式查询和分析的媒介。三维GIS是GIS的一个重要发展方向，也是GIS研究的热点之一，其研究范围涉及数据库、计算机图形学、虚拟现实等多门科学领域。目前，国内外许多学者对三维GIS的三维结构、三维建模以及单一领域的应用提出了许多方法和技术手段。现有的三维GIS中，系统功能在三维场景可视化、实时漫游等方面取得了较好的成果，但查询分析功能比较弱。然而恰恰是这一功能在三维GIS的实现和应用中具有十分重要的地位，它使三维GIS具有辅助决策支持能力。然而三维查询分析的实现却非常困难，三维GIS在数据的采集、管理、分析、显示和系统设计等方面要比二维GIS复杂得多，并不是简单地增加Z坐标的问题。尽管有些GIS软件采用建立数字高程模型的方法来处理和表达地形的起伏，但涉及地下和地上的三维的自然和人工景观就无能为力，只能将其投影到地表，再进行处理，这种方式实际上仍是以二维的形式来处理数据。试图用二维系统来描述三维空间的方法，必然存在不能精确地反映、分析和显示三维信息的问题。
    三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。随着计算机技术的发展，以前只能应用于大型的主机和图形工作站上的三维显示，也能在普通的PC机上实现，以前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距。现在，三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。特别是三维GIS与虚拟现实、人工智能等技术的结合应用，将使三维GIS更加真实地表现现实世界，也更符合用户的需求。
    目前，三维G1S的研究重点集中在三维数据结构（如数字表面模型、断面、柱状实体等）的设计、优化与实现，以及可视化技术的运用、三维系统的功能和模块设计等方面。

五、拟定论文提纲

题目：地理信息系统在生活中的应用

提纲：查阅文献得知“3S技术”的具体技术和联系。了解当下地理信息系统的发展方向。了解gis在实际生活中的实现和应用。之，随着计算机软硬件，特别是网络技术的飞速发展，GIS正在经历一场变革。三维GIS使GIS技术更加现实化，更能真实地再现客观世界；时态GIS使GIS技术更加实用化，更能辅助决策支持；网络GIS使GIS技术更加广泛化，更能快捷迅速地提供更多的服务。为了满足用户对GIS功能日益增长的需求，三维GIS、时态GIS和网络GIS在未来数年内，都将是GIS技术的研究热点和发展趋势。

六、选择拟投稿的期刊

刊名： 地理科学（ ScientiaGeographicaSinica）

ISSN号：1000-0690

主办：中国科学院东北地理与农业生态研究所

选刊理由：地理科学应该是三地之中最好，最公平的一个期刊。编辑比较好，更新较为及时。审稿一个月就搞定。给消息比较准时准点。而且地理科学是国内地理学知名度比较高的期刊，最具权威性的。

该期刊最新一期的内容：中国城市住宅价格的空间分异格局及影响因素。

摘要：分别研究2009 年中国286 个地级以上城市住宅均价和房价收入比的空间分异格局、总体趋势、空间异质性和相关性;根据供需理论和城市特征价格理论建立了影响中国城市住宅价格空间分异的初选因素,并根据半对数模型分析主要影响因素。结果表明:① 中国城市住宅价格空间分异显著,呈现出空间集聚性分异(东南沿海三大城市群与内陆城市之间)和行政等级性分异(省会与地级市之间)的双重格局;② 房价收入比较高的城市数量更多,分布范围更广,购房难度较大的城市已超过一半;③ 住宅均价的总体分异趋势和空间异质性都强于房价收入比;④ 城市居民收入与财富水平和城市区位与行政等级特征是住宅价格空间分异的两大核心影响因素。

七、建立与选题相关的资料库

参考文献：

[1]   王海扣，周保华，程遐年. 地理信息系统及其在害虫治理中的应用[J]. 昆虫知识，1997, (6) : 366～ 370.

[2]   单艳红，王建国. 地理信息系统的发展动态与应用前景[J]. 山东农业大学学报，1998,(1):125～129.

[3]   秦其明.地理信息基本教程.北京大学影印本，1995. 

[4]     邹伦等.地理信息系统教程.北京大学出版社，1994.  

[5]     Gary L Wagner. Precision agriculture on the farm[J].A W G Farm s Inc. Crookston, MN , Aug.5, 1999,17.

[6]     彭望禄，Pierre Robert，程惠贤.农业信息技术与精确农业的发展[J]. 农业工程学报，2001,(2):9～11.

[7]     王瑞燕，赵庚星，李涛，岳玉德. GIS 支持下的耕地地力等级评价[J]. 农业工程学报，2004,(1):307～310.

[8]     Shepherd, R.F, Grant, G.G, Manville. J.F. Lymantriadispar sex pheromone is a behavioral antagonist to pheromonal attraction of male lymantriamathura[J]. The Canadian Entomologist, 2009,141(1):53-55.

[9]     Johnson D.L.Can.Ent.1989.121:579～588.

[10]   程遐年，陈若旎，习学，等. 昆虫学报，1979,22(1):1～20.

[11]   袁新，李恩羊. 参照作物需水量的空间变异性[J]. 水利学报，1990, (2) : 33～37.

[12]   李恩羊. 地质统计学在作物需水量研究中的应用[J]. 武汉水利电力学院学报，1991, (1) : 1- 9.

[13]   史舟，王人潮，吴宏海. 基于GIS 的山区年均温分布模拟与制图[J]. 山地研究，1997, (15) : 264- 268.

[14]   韦红波，任红玉，杨勤科. 中国多年平均输沙模数的研究[J]. 泥沙研究，2003, (1) : 39- 45.

[15]   李正泉，于贵瑞，刘新安. 东北地区降水与湿度气候资料的栅格化技术[J]. 资源科学，2003, (1) : 73- 77.

[16]   牛振国，李保国，张凤荣，等. 参考作物蒸散量的分布式模型[J ]. 水科学进展, 2002, (3) : 303- 307.

[17]   王景雷，孙景生，张寄阳，肖俊夫. 基于GIS和地统计学的作物需水量等值线图[J]. 农业工程学报，2004 (5):51～54.

[18]   梅熹. GIS技术在农业生产中的应用研究[J]. 软件导刊，2009, 2(8):185~186.