研究内容及技术路线

中国铜矿数字矿床模型评价系统以经验模型法的多元信息综合评价为基础，同时参考澳大利亚地调局及美国地调局有关研究成果的基本研究思路，综合经验模型法及成因模型法特点，以矿床模型及勘查数据共同驱动，完成矿产资源评价。本系统最大特点是通过建立数字矿床模型计算机智能推理网络系统，进行实测多源地学数据的客观综合分析，推理判别预测区可能产出的矿床类型，然后利用地学综合信息空间数据库中可用于定位的GIS地学图层数据，在GIS软件平台上进行多元信息综合处理，圈定可能赋存该类矿床的地质找矿可行地段。最后，选取适当定量分析方法，完成预测区的定位及远景区级别优选等区域成矿潜力的综合定量评价。以上几步工作是在统一的计算机软件平台上，通过一体化系统处理完成。此外，系统在运用数据分析方法综合、发掘、提取各种成矿潜力定量预测信息时，整个评价过程始终围绕“矿床模型”这个核心，强调矿床成因的重要作用，真正达到模型驱动和数据驱动的统一。

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一、原始描述性矿床模型研究

中国铜矿数字矿床模型评价系统以我国现有典型铜矿床描述性模型研究成果为基础，对我国铜矿典型矿床描述性模型进行概括和总结，分析研究矿床描述性模型中所涉及的有关地质、构造、地球化学、地球物理和矿物学等诸学科的有关概念的内涵和外延及其自然语言描述方式，抽取其中最能概括并区分各种矿床类型的内容，把这些用自然语言描述的项目转化成数据和符号，建立我国铜矿主要典型矿床成因模型的数字矿床模型原始数据库。在此基础上，通过解决描述矿床模型的自然语言与计算机可以识别和处理的符号集合之间的对应关系，建成矿床类型计算机专家推理系统知识规则库，实现矿床模型智能推理。按照《中国铜矿床》(黄崇轲主编，2001)的划分方法，我国铜矿床按矿床成因类型归类划分为10种典型类型，它们是岩浆熔离铜镍硫化物型、斑岩型、接触交代(矽卡岩)型、海相火山气液型、陆相火山气液型、热液型、海相沉积型、陆相沉积型、受变质型和表生(风化壳)型。本论文采用这10种铜矿类型为原始描述性矿床模型分类依据，通过分析、研究、对比大量典型矿床实例，概括总结出每一类矿床的综合地质特征及标志组合，建立了10个中国铜矿床地质找矿概念模型。然后，从中抽取可用于推理判类、并能把10个铜矿模型区分开的地质特征，用来建立相应的计算机推理网络模型，作为系统进行推理判类的依据。

建立矿床地质描述模型，首先必须确定模型研究依据哪些成矿地质内容，称为基本建模要素。通过参考查阅国内外大量矿床模型建模理论著作和文献，进行分析、研究、对比，经过专家咨询、审核，最终确定基本建模要素。在具体建模过程中，各种铜矿床类型的典型矿床实例是获取矿床地质描述模型的直接依据。通过分析对比，我们选择73个典型铜矿床作为本研究建立10个类型矿床地质描述模型的参考实例，依此建立我国10类典型铜矿原始矿床描述模型。

二、数字矿床模型专家系统建立

矿床地质描述模型数字化(计算机化)的过程包括建立矿床地质知识模型、建立矿床模型计算机推理网络模型、形成矿床找矿模型专家系统知识推理规则、建立地质专家系统四个阶段。

1)根据基本建模要素建立的各种类型铜矿床地质描述模型中，存在着可用于判别不同矿床类型的特别建模要素，称为特征地质标志。通过进一步分析上述矿床地质描述模型，从中归纳、抽取可用于推理判类、能够把10类铜矿模型区分开的特征地质标志(包括从宏观大地构造背景到微观岩矿镜下特征)，由此建立起不同类型铜矿床的矿床地质知识模型。

2)建立矿床地质知识模型的目的是为了建立矿床模型专家系统的计算机推理网络模型。为此，对矿床地质知识模型进一步抽取、归纳，通过研究专家系统中建立推理机的技术和方法，采用树状结构图表示矿床地质知识模型，得出不同矿床类型的推理网络结构图，建立矿床找矿模型的计算机推理网络模型。

3)从计算机推理网络模型中抽取、产生矿床模型的计算机推理规则，并由此形成矿床模型专家系统推理知识规则库。

矿床找矿模型计算机推理网络模型对网络中的每个结点给出先验概率，以反映每个结点对该矿床模型的相对重要性，同时对模型的每条规则分别给出充分性量度值LS和必要性量度值LN，用以反映该条规则的可信度，这三个参数反映了领域专家的知识和经验。为了获取三个参数值，确保计算机推理网络模型的权威性、代表性及保证专家系统最终推断结果真实、可靠，我们聘请了10位国内知名矿产资源评价及矿床地质学领域专家，分别对各种不同类型矿床计算机推理网络模型的三个参数独立打分，然后对打分结果进行统计处理，最终得出每类矿床计算机推理网络模型的三个参数值。

4)以美国地质调查局开发的PROSPECTORⅡ地质专家系统为主要参考模式，采用面向对象的C++语言实现矿床模型计算机推理网络模型及成矿知识规则的推理过程，并首次将神经网络BP模型方法引入专家系统，作为矿床类型判别证据之一，建立数字矿床模型专家系统。

三、数字矿床模型评价系统研究

中国铜矿数字矿床模型矿产资源评价系统软件将以数字矿床原始数据库和数字矿床模型推理网络为基础，以现代GIS高新技术工具为支撑平台，将数字矿床模型专家系统与MRAS矿产资源GIS评价系统有机地结合，通过矿床模型专家系统判别预测区可能存在的矿床类型，借助MRAS系统中定量资源评价工具及人工神经网络模型，利用该类矿床模型中可用于定位的地质要素专题图层，在GIS一体化软件平台上，完成远景区定位及远景区成矿级别优选。软件研究的关键是以数字矿床模型推理网络为理论框架开发数字矿床模型智能软件系统，并建立起数字矿床模型原始数据库与数字矿床模型智能软件系统之间的信息交换机制。

1)以1∶20万地质、地球物理、地球化学、遥感空间数据库为支撑，并建立起与数字矿床模型专家系统的有机联系，分析铜矿床知识模型建模要素特征，确定各类模型中可作为GIS定位图层的地质特征标志，在此基础上开发基于GIS的数字矿床模型定位评价系统，完成远景区定位。

2)开发专家系统与MRAS矿产资源GIS评价软件平台接口程序，实现专家系统与GIS技术融合；分析、研究不同神经网络模型的算法、功能和用途，研制算法软件，用于成矿远景区级别优选，同时也用于专家系统中矿床类型判别。开发的神经网络模型包BP模型、Hopfield模型、Kohonen模型和ART1模型。

四、研究思路及技术路线

建立数字矿床模型的总体研究思路为：以“矿床模型”为核心，建立数字矿床模型专家系统，用以推断评价区的矿床类型；把数字矿床模型专家系统与MRAS矿产资源GIS评价系统有机融合，利用被判定矿床类型中可用于定位的成矿地质要素专题图层，借助MRAS系统中定量资源评价工具及人工神经网络模型，在GIS软件平台上完成成矿远景区定位及远景区级别优选。

本系统三步评价步骤构成三级推理网络(图2-1)：第一级推理网络确定区域内可能存在的矿床类型；第二级推理网络确定可能的成矿远景区位置及成矿概率；第三级推理网络进行成矿远景区级别优选。综合起来有如下具体特点：

图2-1 中国铜矿数字矿床模型三级推理网络

1)系统总体框架按矿种、类型、位置及远景区优选顺序进行设计。矿床类型的确定通过数字矿床模型专家推理系统实现。推理过程采用传统的专家系统对话提问方式进行，用户通过屏幕直接选择并辅以输入相关数据完成提问。

2)数字矿床模型知识库中每条规则包含表示该条规则充分性度量和必要性度量的贡献权重概率估值，对于叶子结点(端点证据)，则直接由用户对这些地质证据在野外观测时的存在程度(如很可能存在、不大可能存在、不确定等)结果给出可信度值，这些概率估值在系统推理过程中全程参加计算，并最终确定推理得出的可能矿床类型的归类概率。另外，数字矿床模型知识库的知识做到可以随时更新和添加。

3)模型推理机由规则推理网络构成，推理采用正反向混合不确定模糊推理方法，其推理控制策略划分为两个阶段：在第一阶段中，用户首先向系统提供一批原始观测证据，系统将观测证据与系统中存储的各种矿床模型的规则集依次相匹配，找出匹配最好的矿床模型，作为第二阶段考查目标。本阶段的推理方法为从证据到结果的正向推理方法。第二阶段控制策略的目的是为上述己确定的模型寻找用户尚未提供但却最有效的证据。其基本方法是，考查目标模型下那些尚未确定的前提断言，寻找对结论影响最大的前提断言，反向考查对应次级前提断言，直至端点(叶子)前提断言，通过人机交互方式向用户询问，以便从用户处获得新证据；之后，系统再在该结论下面找下一个次大的前提断言，然后再重复调用这一过程。显然，新证据的获得将改变结论目标模型的可信度概率值。第二阶段采用的推理方法为从目标到证据的反向推理方法。

4)成矿位置的定位：在GIS平台上，通过对用户提供的可用于成矿有利地段定位的地学GIS专题图层数据进行数据综合处理，圈定成矿远景地段。具体做法是先将与矿床成矿模型有关的找矿标志地学图层专题提取、圈定出来，并对该研究区生成统一大小的网格单元，然后通过GIS信息查询，获取每个单元中含有的找矿标志信息，找出那些包含全部标志的单元，作为最后的成矿预测有利单元。

5)成矿远景区优选：以自主开发的矿产资源GIS评价系统软件MRAS为辅助工具，在获取空间定位单元的基础上，利用人工神经网络模型，进行进一步的靶区优选，确定成矿远景区级别。

GIS发论文

以GIS为核心的数字化成图系统的设计与实现

[摘要]

本文阐述了基于组件式GIS来开发以GIS为核心的数字化成图系统的优越性，以及以GIS为核心的数字化成图系统的设计目标和基础地形要素的编码方案。文中还结合SuperMap Survey的开发过程，介绍了如何设计与实现基于GIS内核的专业数字化成图系统。

It’s necessary to develop a Digital Mapping System(DMS) specially for GIS to solve problems resulting from data conversion between DMS and GIS.In this paper,The advantages of development DMS for GIS based on Components GIS(ComGIS) technology are discussed.In addition,the goals for DMS for GIS are listed and how to encode GIS entities is also explained.Specially,SuperMap Survey is used to discuss the details for develop DMS for GIS.

[关键词]

数字化成图系统 以GIS为核心 组件式GIS 设计目标 SuperMap Survey

Digital Mapping System,for GIS,Component GIS,Goals,SuperMap Survey

1． 引言

数字化成图技术是目前最为常用的成图技术之一,数字化成图系统所提供的电子数据也是GIS一个非常重要的数据来源。数字化成图系统所提供的电子数据与GIS数据之间的无缝联接问题也是当前GIS发展亟需解决的难点问题之一。虽然当前国内外市场上数字化成图系统很多，但到目前为止，都未能很好地解决现有的问题。数字化成图系统所提交的电子数据进入GIS后存在的问题主要表现在：

（1） 在数据转换过程中普遍存在着信息损失。由于传统的数字化成图系统大多是基于CAD内核来开发的，它偏重于对空间几何信息的描述；而GIS则要求空间信息与属性信息联合存储与管理，这就导致了在数据转换的过程中，不仅空间信息会有损失，属性信息损失的情况会更严重。

（2） 数据转入后往往不能直接满足GIS的要求，仍需要大量的后期编辑工作，造成了资源的浪费，延长了系统的建设周期。

（3） GIS基础数据库的维护与更新的难度较大。由于在维护与更新的过程中需要在GIS与数字化成图系统之间进行频繁的数据转换，往往不能直接对基础数据库进行操作，造成了基础数据维护与更新的不便。

（4） 在数据转换的过程中，除了信息损失外，还往往伴随着数据膨胀。数据膨胀的结果有时会导致GIS无法对这些“海量”数据进行管理。

导致上述问题的原因有很多，归纳起来，主要有以下几方面的原因：

（1） 数据的复杂性与多样性。主要表现为现实世界的复杂性与多样性以及对同一空间对象在不同成图系统中描述与表达的不一致性。

（2） 对GIS理解的不同。不同的数字化成图系统的开发人员对GIS理解的不同，再加上缺乏相应的统一标准作为参照，这就导致了数据在表达上的差异性。

（3） 由于受到基础开发平台及开发力量的限制，数字化成图系统往往不能很好地兼顾到GIS对数据的要求。目前，绝大多数的数字化成图系统的开发商都不是GIS基础平台的开发商，这也或多或少地影响了数字化成图系统与GIS之间的沟通。

目前，市场上数字化成图系统较多，按其开发方式来分，主要可以分为两大类：（1）以CAD系统为二次开发平台。这些系统很好地利用了CAD系统灵活的编辑和强大的制图功能，但由于CAD系统与GIS在数据结构上存在着较大的差异，这使得其数据往往不能很好地满足GIS的要求。（2）独立平台的数字化成图系统。这样的系统在开发上虽然不必拘泥于二次开发开台的限制，在开发上具有较大的灵活性。但开发这样的系统，需要完全从底层做起，开发难度高，周期长，投资大。 组件式GIS（Components GIS，ComGIS）技术的出现，为开发以GIS为核心的数字化成图系统提供了一种新的开发手段和开发思路。

2. ComGIS技术及其作为数字化成图系统开发平台的优越性

2.1 什么是组件式GIS技术

组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一。基于组件开发(Component-Based Development，简称CBD)是软件开发的一次革命。与诸如面向对象和客户/服务器(Client/Server)等新趋势不同，基于组件开发不只是一种分布计算的新花样，而是一种广泛的体系结构，支持包括设计、开发和部署在内的整个生命周期计算的理念。

由于基于组件开发具有高度的重用性和互用性，所以它将影响应用程序构成的各个方面，包括所有类型的客户机，应用程序服务器和数据库服务器，将对应用程序开发的各个方面产生深刻影响。

基于组件开发的两个重要规范分别是MicroSoft的COM/DCOM和OMG的CORBA。目前Microsoft的COM/DCOM占市场领导地位，已经得到广泛应用，并逐渐成为业界事实上的标准。基于COM/DCOM，MicroSoft推出了ActiveX技术，ActiveX控件是当今可视化程序设计中应用最为广泛的标准组件。

所谓组件式GIS，是指基于组件对象平台，以一组具有某种标准通信接口的、允许跨语言应用的组件提供的GIS。这种组件称为GIS组件，GIS组件之间以及GIS组件与其他组件之间可以通过标准的通信接口实现交互，这种交互甚至可以跨计算机实现。

目前，国内外GIS厂商对组件式GIS平台的发展前景十分看好，纷纷推出了各自的GIS产品。如北京超图地理信息技术有限公司推出的全组件式GIS平台SuperMap2000、北京图原公司开发的MapEngineer、ESRI的MapObjects、MapInfo的MapX等。值得欣慰的是，国产的组件式GIS平台在功能上已经完全可以与国外同类产品相抗衡，在许多方面甚至优于国外同类产品，这使得开发以GIS为核心的数字化成图系统有了更大的选择空间。

2.2 使用组件式GIS开发数字化成图系统的优越性

组件式GIS的出现为开发以GIS为核心的数字化成图系统提供了一种新的开发手段，与传统的开发手段相比较，其优越性主要表现在：

（1） 组件式GIS本身就是一个完整的GIS，其数据模型与GIS的数据模型完全一致。基于此进行开发，可以保证数字化成图系统与GIS之间具有良好的兼容性。

（2） 组件式GIS具有灵活的开发手段。我们可以自由选择自己所熟悉的计算机语言进行开发（如VB，VC，Delphi,C Builder等），而不必专门学习二次开发语言。组件式GIS提供两种不同层次上的开发，一是基于ActiveX控件进行开发；二是直接基于组件式GIS的底层类库（SDK）进行开发。我们可以根据自己的需要灵活选择。

（3） 由于组件式GIS完全封装了GIS的功能，这使是开发人员可以完全专注于专业功能的实现，这就使得开发难度和开发周期大大降低。

（4） 基于组件式GIS开发的数字化成图系统具有良好的可扩充性。组件式GIS可以与包括数字化成图系统在内的其他系统无缝集成，开发人员可以直接使用已经写好的程序代码；组件式GIS平台往往由多个组件组成，开发人员可以根据系统的需要，随时选用新的组件对系统进行升级；在组件平台功能增强的情况下，开发人员甚至不用重新编译整个程序就可直接使用增强的底层功能，这就大大降低了系统维护和升级的难度。

表1 使用ComGIS的开发手段与传统的开发手段的比较

比较内容\开发手段 基于ComGIS平台 基于CAD平台 完全由底层开发

与GIS的兼容性 完全兼容 差 一般

是否以GIS为核心 是 否 很难做到

对空间数据库的支持 好 很差 差

开发难度 低 低 高

开发周期 短 短 长

开发投资 小 小 大

可扩展性 好 一般 较好

开发语言的选择 很多 少 很多

是否支持可视化开发 是 否 是

是否自主版权 是 否 是

3 以GIS为核心的数字化成图系统的设计

3.1 系统的设计目标

传统的数字化成图系统经过多年的发展，已经形成了一套比较完整的理论和技术体系。但是，GIS技术的飞速发展和广泛应用，对数字化成图系统提出了更高的要求，ComGIS技术的出现为传统的数字化成图系统向以GIS为核心的数字化成图系统的转变提供了一个较为理想的开发手段。与传统的数字化成图系统相相比较，以GIS为核心的数字化成图系统在设计上需要达到以下目标：

（1） 以GIS为核心，面向GIS。这就要求在系统的开发过程中充分考虑GIS对数据的要求，解决当前成图系统数据进入GIS所存在的问题。以GIS为核心是整个系统设计的灵魂和精华所在。

（2） 兼顾制图与GIS的双重需求。在满足GIS需要的同时，还必须考虑到制图对于数据表达的要求，其核心是实体的符号化表达。

（3） 开放性设计。不同地区、不同的GIS对数据的要求千差万别，这就要求数字化成图系统具有较大的灵活性和可定制性，以不变应万变。可定制性的内容应包括实体代码、实体属性、实体分层等。

（4） 对空间数据库的支持。近几年来，基于大型关系型数据库（如Oracle,SQL Sever等）的空间数据库技术在GIS工程建设中得到了广泛的应用，如何直接基于空间数据库进行数据的存储、管理、维护与更新是急需解决的问题之一。

（5） 多源数据集成。当前，数字化成图系统的电子数据格式和GIS的数据格式很多，数字化成图系统如果以对这些数据格式有着良好的支持，这会大大降低数据入库的难度，解决GIS工程建设中的数据瓶颈问题。

（6） 操作简便，符合作业人员的作业习惯。面向GIS进行数字化成图系统，工作量的增加是不可避免的。以GIS为核心的数字化成图系统必须提供高效简便的操作方式，以提高作业效率。

（7） 标准化与规范化。

3.2基础地形数据编码的设计

地形数据编码是在GIS中唯一标识某一地物的关键字。基础地形数据编码的设计也是在GIS中进行制图的需要,也是实现基础空间信息共享的基础。基础地形数据的编码是开发以GIS为核心的数字化成图系统的基础，是系统成败的关键之一。在进行基础地形数据编码设计时，必须遵循几个原则：（1）遵从国家和行业标准。（2）方便应用。用户可根据不同的需求，分层和按专题要素提取基础地形要素信息，随意定制专题显示及输出。（3）系统实现便利。在实际进行设计时，可在《国家基础地形要素编码》的基础上加以扩充，以满足系统的实际需要。

在实际系统的开发中，我们采用了基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案。该方案的特点是在地理要素分类的基础上，加入构成地理要素的实体的分类与特征属性，能够较好地满足GIS制图与分析的应用需求。有关该编码的详细内容可参考《基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案》（梁军，金文华）一文，本文不再赘述。

下面是一个地形要素的编码示例

编码 = 地形要素分类码（4位） 地形要素特征码

如： 1 1 1 0 2 0 （三角点点状符号的编码）

3.3 系统的功能设计

在功能设计上，以GIS为核心的数字化成图系统必须兼顾制图与GIS的双重需求。按其工作流程，可将其划分为以下几个模块：

（1） 数据输入模块。在此模块中，应支持目前常见的几种数据采集手段。包括:野外数字化测图（测绘）、扫描图矢量化、其他格式的电子数据（GIS数据和CAD数据）转入。在数据输入模块中，还需支持空间数据库作为其数据源。

（2） 编辑模块。这是以GIS为核心的数字化成图系统的核心模块。在编辑模块中，所有GIS实体的创建过程都必须是由系统完全封装而且是自动完成的。

（3） 查询、统计与分析。基于现有系统，可以直接完成一些常见的、简单的查询、统计与分析功能。

（4） 输出模块。包括几个方面的内容：制图输出、报表输出、其他格式的GIS数据输出、数据直接存入空间数据库。

4.以GIS为核心的数字化成图系统SuperMap Survey的实现

4.1 组件式GIS平台的选择

SuperMap Survey是北京超图地理信息技术有限公司开发的一套完全以GIS为核心的数字化成图系统。在组件式GIS平台的选择上，我们选择了全组件式GIS平台---SuperMap2000作为SuperMap Survey的开发平台。SuperMap2000是北京超图地理信息技术有限公司推出的全组件式GIS平台，与其他的ComGIS平台相比较，SuperMap2000更加适合作为以GIS为核心的数字化成图系统开发的基础平台，这主要是因为：

u SuperMap提供了两种层次的开发手段：ActiveX控件和SDK。特别是提供SDK的开发手段，特别适合开发这样的系统。

u 多组件组成。SuperMap2000由SuperMap核心控件、SuperWorkspace、SuperLegend、SuperTopo、Super3D、SuperLayout等多个组件，在组件的选择上具有很大的灵活性，使得整个系统的扩充性大大增强。

u 开放的线型和符号制作功能。SuperMap 2000 内置功能强大的线型编辑器和符号编辑器，允许用户根据专业需要设计新的线型和符号。

u 强大的制图、编辑和捕捉功能。SuperMap2000提供了可与CAD相媲美的编辑和捕捉功能，缩小了GIS和CAD系统在这方面的差距。

u 独特的多源空间数据无缝集成技术（SIMS）。SuperMap 2000 的数据转换功能可以方便地共享其他GIS软件平台的地理数据，提供了转换多种数据格式的能力。

u 空间数据库支持。通过SuperMap的空间数据库引擎，可以直接支持基于大型关系型数据库（如Oracle,SQL Server等）存储和管理空间数据。

4.2 SuperMap Survey的实现

在开发SuperMap Survey的时候，我们采用了SuperMap的底层SDK，编程语言采用了Visual C 6.0。在SuperMap SDK的支持下，我们针对数字化成图系统的需要进行了功能的扩充。在数据的存储结构上，我们采用了SuperMap2000所提供的SDB格式的数据存储结构，它是最大优点是采用双文件结构，而不是常见的一层一组文件的存储方式，这样就有利于保持数据的完整性。在编辑制图方面，我们对SuperMap底层所提供的编辑功能作了进一步的扩充，增加了适合数字化成图所需要的编辑功能。系统对于空间数据库的支持和其他格式GIS数据的支持，是基于SuperMap2000的空间数据库技术和SIMS技术来实现的。

经过紧张的开发，我们基于SuperMap2000的SDK，现已初步完成了以GIS为核心的数字化成图系统的开发工作，基本上实现了系统的设计目标。在SuperMap Survey中，我们实现了以下功能：

（1） 支持常用的测绘手段进行野外数字化测图。包括测记法（包括电子手簿），内外业一体化数据采集（电子平板）。利用SuperMap Survey可进行常规的大比例尺数字化测图。

（2） 扫描图矢量化。SuperMap Survey支持常见图像格式的图像调入、配准、切边、配准和屏幕矢量化。

（3） 支持基于SQL Server和Oracle等的空间数据库操作。可直接编辑数据库中的数据。

（4） 支持多种格式的GIS数据和CAD数据的导入和导出。

（5） 适合数字化成图系统的编辑和捕捉功能。完全自动化的GIS实体创建。专为地籍测量定制的地籍测量模块。

（6） 提供最为常用的GIS查询、统计和分析功能。

（7） 基于模板的标准图件输出。

（8） 开放性设计。使用SuperMap Survey所提供的参数管理程序可方便地定制各种参数。

图1 基于SuperMap2000开发的以GIS为核心的数字化成图系统

五 结论

以GIS为核心的数字化成图系统的开发，较好地解决了传统的数字化成图系统所提供的电子数据进入GIS所存在的问题，在实际应用中取得了良好的效果。

在系统开发的过程中，我们深深地体会到，以ComGIS作为数字化成图系统的开发平台，与传统的开发技术相比较，开发难度适中，开发周期短，开发投资小，与GIS的兼容性好，是开发以GIS为核心的数字化成图系统的理想选择。

[参考文献]

[1]陈述彭等，《地理信息系统导论》，科学出版社，北京，2000.1

[2]杨德麟等，《大比例尺数字测图的原理、方法和应用》，清华大学出版社，北京，1998.2

[3]宋关福、钟耳顺，”组件式地理信息系统研究与开发”， 《图像图形学报》，Vol.3 No.4 ,1998.4

[4]中科院地理信息产业发展中心，《杭州市土地信息系统基础地形信息编码与分层方案》，2000.2

[5]北京超图地理信息技术有限公司，《理解SuperMap GIS》，2000.9

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地理信息系统gis毕业论文，开题报告论文技术路线怎么画

制作技术路线图之前首先要明确论文的写作内容，拟定研究逻辑，使得最终制作的技术路线图清晰明了，给阅读者一目了然的感觉！

然后在word中使用流程图的方式将论文的技术路线逐一进行明确，涉及到的主要内容都用进行细分。

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农田地理信息系统是实现精准农业概念的核心系统，管理精准农业所有信息，进行农作物空间分析，给出准确可靠的农事操作方案。目前用于精准农业的地理信息系统在国内尚未见报道，除一般地理信息系统的功能外，要建立适合我国国情的、今后可以推广的精准农业地理信息系统，重点需要解决：（1）适合精准农业的数据库应用；（2）适合精准农业的空间分析系统；（3）与信息采集、遥感信息、农机控制等的接口。

农田GIS 数据库系统

数据库是精准农业农田地理信息系统的基础，数据来源于地理背景、本底调查、实时农田采集、以及经济的数据，主要的数据库有：

（1）地理背景数据库：试验示范地在北京的位置（行政区），试验示范地在小汤山镇的位置（行政区），1：1000地形图和全要素底图，农业设施，科学（气象站）、境界，地形，和土地利用（耕地、园地、林地、草地等）等；

（2）GPS数据库：GPS控制点，土壤、环境、水分等采样点的GPS点数据；

（3）土壤数据库：土壤类型、土壤剖面、土壤质地、耕作层与A层厚度、土壤养分淋洗等、土壤容重、土壤养分（土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾）、土壤微量元素（硼、锰、铜、锌等）、土壤含水量、土壤渗透性、田间持水量数据等，与地理背景数据叠加可以形成土壤要素空间分布图，不同深度土壤图等；

（4）环境数据库：水（井水）、土壤、植物、空气等，分析铅、汞、镉、 砷、总氮、速效氮、总磷、速效磷、有机质、有机磷等项目；

（5）气象资料数据：经纬度、海拔、日照时数、日平均温度、日温度极值、空气相对湿度、风速、日降水量、水汽压等；

（6）作物数据库：作物种类、作物品种、生态适应性，生长发育，农艺形状，抗性，品质，作物营养需求（水分、养分等），病虫害等；

（7）农业生产条件数据库：化肥投入、灌溉条件、播种面积、种植制度、产量水平、农药使用量、价格等；

（8）化肥农药数据库：品名、价格、形状、作用等；

（9）影像数据库：航片、卫星数据等；

精准农业的空间分析系统

精准农业需要特别的程序进行空间分析，以决策施肥、灌溉、播种、除草、灭虫等农事操作，要开发适合我国国情的空间分析软件。这种空间分析有：

（1）作物产量空间分布；

（2）土壤养分的空间分布；

（3）土壤水分空间分布；

（4）土壤微量元素空间分析；

（5）作物需求空间分析；

（6）环境空间分析等。

以及综合分析。它是专家系统的信息源之一，也是专家系统决策结果的空间分布载体，系统必须达到准确可靠，便于农业机械执行。

"精准农业"最先应用于发达国家的大型农场，它最基础的技术路线和原则是在充分了解土地资源和作物群体的基础上，因地制宜地根据田间每一操作单元的具体情况，精细准确地调整各项管理措施和各项物资投入的量，获取最大的经济效益。因此，它也适用于以县、乡(镇)、村为单元的我国农业生产。由传统模式逐步向发达国家精准农业发展模式转变过程中，GIS有着巨大作用。 GIS可以被用于农田土地数据管理,查询土壤、自然条件、作物苗情、作物产量等数据，并能够方便地绘制各种农业专题地图，也能采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据，在精准农业中GIS可以应用于绘制作物产量分布图和进行农业专题地图分析。通过GIS提供的覆合叠加功能将不同农业专题数据组合在一起，形成新的数据集。例如,将土壤类型、地形、作物覆盖数据采用覆合叠加,建立三者在空间上的联系，可以很容易分析出土壤类型、地形、作物覆盖之间的关系。

目前地理信息系统已经进入了新的发展阶段,成为一种包括硬件生产、软件研制、数据采集、空间分析及咨询服务的新兴信息产业。GIS技术的发展一方面是基于Client/Server结构,即客户机可在其终端上调用在服务器上的数据和程序。另一方面是通过互联网络发展InternetGIS或Web-GIS，可以实现远程寻找所需要的各种地理空间数据，包括图形和图像，而且可以进行各种地理空间分析。这种发展是通过现代通讯技术使GIS进一步与信息高速公路相接轨，而且借助于通讯技术，可以将遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）有机地集成起来，成为各行各业，包括农业发展和进步的有力技术手段。

地理信息系统与传统地图相比最大优点是能够很快地将各种专题要素地图组合在一起，产生出新的地图。将不同专题要素地图叠加在一起，可以分析出土地上各种限制因子对作物的相互作用与相互影响，从中可以发现它们之间的关系，如土壤pH值与产量的关系。利用已存贮的土壤背景数据库和农田灌溉、施肥、种子等数据库进行分析，作出判断,形成 "诊断图"，将这些结果与MIS等相结合进行综合分析，结合社会经济信息作出投入产出的估算，提出精准农业实施计划。在土壤普查原始数据及历年农业统计报表基础上，用数据库形式,以县、乡(镇)、村为单位,建立起以土壤、作物信息等数据为基础进行技术分析并提出最佳施肥方案的GIS施肥指导系统，实现精准施肥。

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