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GIS技术在国内的研究现状及其发展趋势

0 引言

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随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善，GIS（Geographic Information System）技术也日趋成熟，并且逐渐被人们所认识和接受。近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是“数字地球”概念的提出，使其核心技术GIS更为各国政府所关注。目前，以管理空间数据见长的GIS已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用。当前GIS正处于急剧发展和变化之中，研究和总结GIS技术发展，对进一步开展GIS研究工作具有重要的指导意义。因此，本文就目前GIS技术的研究现状及未来发展趋势进行总结和分析。

1 GIS研究现状及其分析

1.1 GIS研究现状

世纪90年代以来，由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善，GIS在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的成效，其概括起来有以下几个方面[1]：①硬件系统采用服务器/客户机结构，初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS；②在GIS的设计中，提出了采用“开放的CIS环境”的概念，最终以实现资源共享、数据共享为目标；③高度重视数据标准化与数据质量的问题，并已形成一些较为可行的数据标准；④面向对象的数据库管理系统已经问世，正在发展称之为“对象——关系DBMS（数据库管理系统）”；⑤以CIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟，为资源与环境工作提供了空间数据新的工具和方法；⑥新的数学理论和工具采用CIS，使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。

在GIS技术不断发展下，目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报，与卫星遥感技术相结合用于全球监测，成为重要的辅助决策工具。据有关部门估计，目前世界上常用的GIS软件己达400多种[2].国外较著名的GIS软件产品有[3]：Auotodesk系列产品、Arc/Info、MapInfo及其构件产品、Intergraph、Microstation等，还有Web环境下矢量地图发布的标准和规范，如XML、GML、SVG等等。我国GIS软件研制起步较晚，比较成熟的测绘软件主要有南方CASS，MapGIS，GeoStar，SuperMap等。尽管现存的GIS软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况：一是利用GIS系统处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发用户专用的GIS软件。目前已成功应用包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，GIS的应用遍及环境保护、灾害预测、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了GIS应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业等领域发挥r重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

1.2 当前GIS发展存在的主要问题

基于以上GIS技术现状研究，本文分析认为GIS技术在模型、数据结构等方面存在着不足，一定程度上制约了GIS技术的发展。

（1）数据结构方面存在的问题

目前通用的GIS主要有矢量、栅格或两者相加的混合系统，即使是混合系统实际上也是将两类数据分开存储，当需要执行不同的任务时采用不同的数据形式。在矢量结构方面，其缺点是处理位置关系（包括相交、通过、包含等）相当费时，且缺乏与DEM和RS直接结合的能力。在栅格结构方面，存在着栅格数据分辨率低，精度差；难以建立地物间的拓扑关系；难以操作单个目标及栅格数据存贮量大等问题[4].

（2）GIS模型存在的问题

传统GIS模型是按照计算机的方法对客观世界地理空间不自然的分割和抽象，使得人们认知地理空间的认知模型与计算机中的数据模型不能形成良好的对应关系，难以表达复杂的地理实体，更难满足客观世界的整体特征要求。在GIS软件开发中，如果语义分割不合理，将难以有效表达地理空间实体间的关系，这就导致较深层次的分析、处理操作难以实现。随着GIS应用需求领域的不断开拓及计算机技术的迅速发展，对空间数据模型和空间数据结构提出了更高的要求，使得传统的地理空间数据模型力不从心，逐渐暴露其弊端。

目前，面向对象的数据模型一定程度上解决了传统GIS数据模型的某些不足，但是OODB（面向对象数据库）目前仍未在市场以及关键任务应用方面被广泛接受，因为OODB作为一个DBS还不太成熟，如缺少完全非过程性的查询语言以及视图、授权、动态模式更新和参数化性能协调等；且OODB与RDB之间缺少应有的兼容性，因而使得大量的已建立起来的庞大的RDB客户不敢轻易地去选择OODB.

（3）其他方面亟待解决的问题

当前，GIS正处在一个大变革时期，GIS的进一步发展还面临不少问题，主要表现在以下几个方面[5]：①GIS设计与实现的方法学问题。在GIS设计与实现过程中缺乏面向对象的认知方法学和面向对象的程序设计方法学的指导，导致GIS软件系统的可靠性和可维护性差；②GIS的功能问题。当前以数据采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS，不能满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求，直接影响到GIS的应用效益和生命力；③三维GIS模型及可视化问题。目前大多数GIS软件的图形显示是基于二维平面的，即使是三维效果显示也是采用DEM的方法来处理表达地形的起伏，涉及到地底下真三维的自然和人工现象显得无能为力。

2 GIS未来发展趋势

2.1数据管理方面

（1）多比例尺、多尺度和多维空间数据的表达[6]

对于多比例尺数据的显示，将运用影像金字塔技术、细节分层技术和地图综合等技术；而为了实现GIS的动态、实时和三维可视化，出现存储真三维坐标数据的3D GIS和真四维时空GIS，这其中涉及了空间数据的海量存储、时空数据处理与分析以及快速广域三维计算与显示等多项理论与技术[7].

（2）三库一体化的数据结构方向

空间数据库向着真正面向对象的数据模型和图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库三库一体化数据结构的方向发展[8].这种三库一体化的数据结构改变了以图层为处理基础的组织方式，实现了直接面向空间实体的数据组织，使多源空间数据的录入与融合成为了可能，从而为GIS与遥感技术的集成创造了条件。

（3）基于空间数据仓库（Spatial Data warehouse）的海量空间数据管理的研究

空间数据量非常大，而且数据大都分散在政府、私人机构、公司的各个部门，数据的管理与使用就变得非常复杂，但这些空间数据又具有极大的科学价值和经济价值，因此大多数发达国家都比较重视空间数据仓库的建立工作，许多研究机构和政府部门都参与到空间数据仓库建立的研究工作。

（4）利用数据挖掘技术进行知识发现

空间数据挖掘是从空间数据库中抽取隐含的知识、空间关系以及其他非显式的包含在空间数据库中但以别的模式存在的信息供用户使用，这是GIS应用的较高层次。由于目前空间数据的组织与管理仍局限于二维、静态、单时相，且仍以图层为处理基础，因此，当前的GIS软件和空间数据库还不能有效地支持数据挖掘。

2.2技术集成方面

（1）“3S”集成

“3S”是GPS（全球定位系统）、RS（遥感）和GIS的简称，“3S”集成是指将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测技术有机地集成在一起。地理信息是一种信息流，RS、GPS和GIS中任何一个系统都只侧重于信息流特征中的一个方面，而不能满足准确、全面地描述地理信息流的要求。因此，无论从物质运动形式、地学信息的本质特征还是“3S”各自的技术特征来说，“3S”集成都是科技发展的必然结果。

目前，“3S”集成还仅限于两两结合方式，这是“3S”集成的初级和基础起步阶段，其核心是GIS与RS的结合。这种两两结合虽然优于单一系统，但是仍然存在以下缺陷。将“3S”进行集成从而形成一体化的信息技术体系是非常迫切的。这种集成包括空基“3S”集成和地基“3S”集成，即在硬件方面建立具有同步获取涉谱数据和空间数据的高重复观测能力的平台，而在软件方面使GIS支持数据封装，同时解决图形和图像数据的统一处理问题。

（2）GIS与虚拟现实技术的结合

虚拟现实（Virtual Reality）是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术，是当代信息技术高速发展和集成的产物。从本质上说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，通过计算机建立一种仿真数字环境，将数据转换成图形、声音和接触感受，利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中，用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产生的虚拟物体。将虚拟和重建逼真的、可操作的地理三维实体，GIS用户在客观世界的虚拟环境中能更有效的管理、分析空间实体数据。因此，开发虚拟GIS已成为GIS发展的一大趋势。

（3）分布式技术、万维网与GIS的结合[9]

目前，随着Internet技术的迅猛发展，其应用已经深人到各行各业，作为与我们日常生活息息相关的GIS也不例外，它们的结合产生了web GIS.当前Web GIS系统已经得到迅速的发展，到1999年1月，仅在美国出现的这类系统就有23种之多。又由于客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是Internet GIS.

计算机网络技术的飞速发展，分布式计算的优势日益凸显，GIS与分布式技术结合也就成为必然，它们的结合即构成了分布式CIS.它就是指利用最先进的分布式计算技术来处理分布在网络上的异构多源的地理信息，集成网络上不同平台上的空间服务，构建一个物理上分布，逻辑上统一的GIS.它与传统GIS最大的区别在于它不是按照系统的应用类别、运行环境划分的，而是按照系统中的数据分布特征和针对其中数据处理的计算特征而分类的。

（4）移动通信技术与CIS的结合发展[10]

WAP/WML技术作为无线互联网领域的一个热点，已经显示了其巨大的应用前景和市场价值。WAP柳ML技术与GIS技术的结合产生了移动GIS（Mobile GIS）应用和无线定位服务LBS（Location一basedServices）。通过WAR/WML技术，移动用户几乎可以在任何地方、时间获得网络提供的各种服务。无线定位服务将提供一个机会使GIS突破其传统行业的角色而进人到主流的IT技术领域里。大多数的分析家都认为，到2010年，无线网络将成为全球数据传送的主要途径。GIS的未来将会由其机动性所决定。

当前用于地理信息交互的语言还不足以完成真正的“设备无关接口”的互操作。各种移动设备对于从地理信息服务器所获得的信息，其表现方式是各不相同的，用户输人方式也不相同。因此，对于不同的移动设备需要一种统一的标记语言。无线定位服务将提供一个机会使GIS突破其传统行业的角色而进人到主流的IT技术领域里：大多数的分析家都认为，到2010年，无线网络将成为全球数据传送的主要途径。GIS的未来将会由其机动性所决定。

（5）GIS与决策支持系统（DSS）的集成[11]

决策支持系统（Decision Support System，简称DSS）是以管理学、运筹学、控制论、行为科学和人下智能为基础，运用信息仿真和计算手段为基础，综合利用现有的各种数据库、信息和模型来辅助决策者或决策分析人员解决结构化和半结构化问题，甚至非结构化问题的人机交互系统。

目前，绝大多数的GIS还仅限于图形的分析处理，缺乏对复杂空间问题的决策支持，而目前绝大多数的DSS则无法向决策者提供一个友好的可视化的决策环境。因此，将GIS与DSS相集成，最终形成空间决策支持系统（SDSS），借助GIS强大的空间数据处理分析功能，并在DSS中嵌入空间分析模块，从而辅助决策者求解复杂的空间问题，这是GIS应用向较高层次的发展。其中SDSS中知识的表达、获取和知识推理以及模型库、知识库、数据库三库接口的设计是哑待解决的关键问题。

2.3 发展历程方面

自20世纪60年代世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS）问世以来，经过40年的发展，GIS经历了三个阶段的发展。目前，随着第三代互联网的提出与实施，以及计算机技术、数据库技术的飞速发展，GIS即将步入第四代GIS发展阶段。

第四代GIS软件将在数据组织、存储、检索和运算等方面发生革命性的变革。数据组织应该是面向空间实体的，空间位置只是实体众多属性中的一类，它应和其它属性有机地组织在一起并统一存放：“关系”概念和“关系运算”应该加以扩充，应该包括空间关系及其运算；传统的结构化查询语言应该扩充，把空间关系及其查询包括在里面；以倒排表为基础的数据库索引机制应该扩展，建立至少包括拓扑关系在内的新的索引机制；数据存储机制应该适应空间数据提取和计算的要求等。只有实现数据真正的一体化存储和处理，才能自由地、方便地、快速地实现人们所期望的处理功能。在功能上，第四代GIS软件应该具备支持数字地球（区域、城市）的能力，成为OS、DBMS之上的主要应用集成平台，它具有统一的海量存储、查询和分析处理能力、一定的三维和时序处理能力、强大的应用集成能力和灵活的操纵能力，且具有一定的虚拟现实表达。

3 结束语

通过以上对GIS现状及发展趋势的分析，可以看出，GIS作为信息产业的重要组成部分，正以前所未有的速度向前发展。把握当前GIS的技术发展现状及不足，有利于人们预见GIS的发展趋势，站在更高更远的角度去扬长避短，较好地促进GIS技术的快速发展。随着地理信息系统产业的建立和数字化住处产品在全世界的普及，GIS将深人到各行各业以至千家万户，成为人们生产、工作、学习和生活中不可缺少的工具和助手。

本科毕业论文的格式是怎样的？最好有例文可以参考一下

各个学校的格式都不一定统一的。要到学校网站下载模板。现给你一份交大的模板： 附件二 北京交通大学远程与继续教育学院 关于毕业设计（论文）若干问题的规定 一、毕业设计（论文）的目的和任务 毕业设计（论文）是在学员完成专业教学计划的学习后，全面检验学生综合运用所学知识、分析和解决实际问题能力的重要教学环节。 其目的是通过这一实践教学过程，帮助学生巩固所学知识，培养独立分析、解决实际问题的能力，全面提高学生的综合素质。其任务是：通过毕业设计（论文）教学过程（包括题目的选择、资料的查阅、外文资料的翻译、研究方案的制定、具体研究的过程、研究成果的总结、论文的撰写和答辩中的语言表述等）全面提高学生的专业理论水平和工程素质，培养学生的独立解决现场实际问题的工作能力，为进一步搞好本职工作和今后继续学习打下良好的基础。 二、毕业设计（论文）的选题 1.选题应符合专业培养目标和教学要求，使学生能够综合运用所学知识，受到比较全面的训练。 2.紧密结合学生的本职工作，选择与生产、科研任务相结合的题目，切实解决生产实际中存在的问题。 3.题目类型可根据专业特点及指导教师与学生的不同条件选择。可以是科研课题、工程设计、理论分析、实验研究、设备调试、专题论述等形式。 4.题目的难度和工作量要适合学生的知识、能力、相应的实际条件和毕业设计所规定的时间。既要具有一定的水平，又要使学生在规定的期限内经过努力能按时完成，并获得结果。 5.选题应考虑到学生综合能力的培养和训练，给学生以充分发挥和施展才华的空间。原则上一个学生一个题目，大课题也可分成若干个子课题，由若干学生分担完成，但每个学生要对整个课题有全面的了解，且要明确每个学生应独立完成的任务，各有侧重，并有一定的工作量。几个学生不得合搞完全相同且无法分工完成的题目。 6.学生选题按下列程序进行：学校公布选题目录，学生可根据自己的实际情况，选择适当题目，或自荐论文题目，按要求填写在《毕业设计（论文）选题申报表》上。《毕业设计（论文）选题申报表》汇总后，由有关专业学院教务科根据学生志愿和教师意见，确定学生的毕业设计题目，报主管院长审定批准后向学生公布并报我院备案。 三、毕业设计（论文）的指导 1.各专业学院应选派教学水平较高、有一定实践经验的讲师或工程师及以上技术职称的教师或工程技术人员担任毕业设计（论文）的指导工作。 2.教师应认真、及时地下达毕业设计（论文）任务书。任务书的内容包括课题内容、基本要求、重点研究的问题，主要技术指标及其他要说明的问题（如进度要求，应达到的技术经济指标、推荐方案、参考资料等）。 ３.指导教师要指导学生独立工作，既不包办代替，也不放任自流。要经常检查进度，发现问题及时解决。 四、毕业设计（论文）的检查 学生接到毕业设计（论文）任务书后即可进入毕业设计阶段。其间，指导教师要进行三次关键性的检查。 １.开题检查 学生根据毕业设计（论文）任务书的要求，经过调研，在充分理解工作目的的基础上，应在2周内写出开题报告，交指导教师检查。检查学生是否已充分理解课题的内容和要求；工作计划是否切实可行；是否具有课题所要求的试验条件等。开题检查不合格者，必须在2周内重新完成。 开题报告的要点如下： （１）文献综述：学生根据任务书的要求进行资料的搜集，查阅有关文献，参考书及资料，进行文献综述，说明本课题的重点、难点和特色。 （２）选题的目的和意义：要求学生阐明选择该课题做毕业设计的目的、结果、思路、必要的理论基础，包括该领域国内外研究现状与发展趋势的综述，可行性论证。同时，要明确该课题的边界，拟达到的目标及该课题的现实意义。 （３）研究方案：学生根据任务书的要求及文献综述中所说明的重点、难点，确定为实现设计的目的拟将采用的研究方法、技术手段和实施方案。 （４）进度计划：学生应将设计任务进行科学分解，将分阶段完成的任务进行合理的时间分配，制订出较为现实的进度计划，确定出每个阶段的阶段成果，以便于指导教师的指导与检查。 ２.中期检查 中期检查在毕业设计进行到一定阶段时进行。检查学生毕业设计的进度和质量，题目是否恰当，并针对学生的问题做相应的指导。检查结果应记录在案，作为论文最终评判考核的依据之一。 3.结题验收 结题验收在试验或设计工作完成后，论文正式书写完前进行，检查要点为： （１）学生的在工作态度是否认真，行为是否规范； （２）学生的设计图纸是否合格，实验数据是否完备可靠； （３）学生的试验演示操作、试验结果或计算机程序运行结果； （４）学生是否按毕业设计（论文）任务书的要求完成全部工作。 结题验收不合格的学生不允许书写论文，限期整改。 五、毕业设计（论文）的规范要求 1.毕业论文的组成 毕业论文由封面、毕业设计(论文)成绩评议、毕业设计(论文)任务书、毕业设计(论文)开题报告、中期检查、结题验收、中文摘要、英文摘要、目录、正文、参考文献、附录等十二部分组成。 封 面 由学校统一印制，按要求填写。论文题目一般不超过25个字，要简练准确，可分二行书写； 任务书 由导师填写，装订于指定位置，教师签字后生效； 开题报告 由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效； 摘 要 中文摘要字数应在400字左右，包括论文题目、论文搞要、关键词(3至5个)，英文摘要与中文摘要内容要相对应； 目 录 按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致，主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等； 正 文 论文正文包括绪论(或前言、慨述等)、论文主体、结论。工科论文要求符合科技论文格式，正文文字应在15000字以上(专科生的论文应在12000字以上)； 参考文献 必须是学生本人真正阅读过的，以近期发表的杂志类文献为主，图书类文献不能过多，且要与论文工作直接相关。 附 录 含外文复印件及外文译文、有关图纸、计算机源程序，如果安排有毕业实习，需提供毕业实习报告等。 2.毕业论文的书写 （１）论文要用统一的毕业论文用纸用中文打印或手写。手写每页20行，每行20－22字，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印正文用宋或楷体小四号字，版面上空2.5cm，下空2cm，左右空2cm(靠装订线一侧增加0.5cm空白用于装订)。 对字体和字号的要求如下：题目用一号(分两行书写时用小一号)黑体字；第一层次(章)题序和标题用小二号黑体字，题序和标题之间空两字，不加标点，下同；第二层次(节)题序和标题用小三号黑体字；第三层次(条)题序和标题用四号黑体字；第四层次(款)题序和标题用小四号黑体字；第五层次(项)以下标题和题序与第四层次同。 （２）论文中所涉及到的全部附图，不论计算机绘制还是手工绘制，都应规范化，符号符合国颁标准，手工绘制要用绘图笔，图号标注无误。 六、毕业设计(论文)的答辩 1.相关专业学院要组织成立毕业设计(论文)答辩委员会。答辩委员会由5名以上具有高级职称的教师组成，由教学院长担任学院答辩委员会主任。各系设分委会，下设若干答辩小组。答辩小组由不小于5名具有讲师及以上职称的教师组成，但其中至少须有两名具有高级职称。需聘请校外人员担任答辩委员会成员时应由主管院长批准。 2.学生在规定时间内完成毕业设计(论文)后，首先交指导教师详细评阅，写出评阅意见，向院答辩委员会提出能否参加答辩的意见。学生必须在答辩前3天将毕业论文全部材料和指导教师评阅意见交系答辩分委会。由答辩分委会把材料转给合适的教师审阅，该教师阅后要写出评阅教师意见给出成绩。 对未按时完成毕业设计(论文)任务或毕业设计(论文)质量太差的学生，答辩委员会(或分委会)可做出不准其答辩的决定。不能参加答辩学生的毕业设计(论文)成绩按不及格处理。 3.每个学生的答辩时间为30分钟，其中答辩学生自述时间为15分钟，回答提问时间15分钟。 答辩学生要自述该设计的主要特点、分析和计算的主要依据与结论、设计中的体会和改进意见。在自述中要出示有关报告、图表、数据或实物。重在考核学生的组织与表述能力。 自述后，答辩小组成员应围绕毕业设计课题内容进行提问。要求答辩学生回答。重在考核学生分析、解决实际问题的能力，以及对基础理论、基本知识和基本技能的掌握程度。 七、毕业设计（论文）的成绩评定 1.答辩委员会（或分委会）根据学生完成毕业设计（论文）的质量、答辩情况以及指导教师评阅意见，在答辩后二天内评出成绩，经主管教学院长审核后交我院，向学生公布。 2.毕业设计（论文）的成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级评定。评分比例一般为优秀10—15%、良好30—35%、中等30%、及格和不及格的20%为上限。 为全面训练学生的工程实践能力和业务素质，在工程型、实验研究型优秀论文的评定中，要求在结论之前列出一章或一节，专门进行经济性论证、成本估算、环保分析或资源分析等，否则不能评为优秀论文。 3.毕业设计（论文）的评定依据： （１）完成毕业设计（论文）任务书要求的情况，以及反映出学生掌握本专业的基本理论、基本知识和基本技能的程度。 （２）毕业设计（论文）中资料的收集和处理情况，所用的实验手段和步骤或调查研究的方法。 （３）毕业设计（论文）中，阐明或论证问题时表明学生所具有的独立思考、钻研分析问题的能力，以及综合运用所学知识解决实际问题的能力和程度。实验或上机操作的动手能力及程度。 （４）论文的意义及学术水平，论述的正确性、条理性和论文的规范性，以及语言、书写、图表的水平。 （５）实验数据是否完整、确切、图纸是否规范。 （６）答辩中回答问题的正确性、思维敏捷程度、知识面宽度及整个设计的创新程度。 （７）设计及答辩中反映出学生的学习态度、学风严谨程度及遵守纪律的情况等。 4.毕业设计（论文）成绩不及格的学生不能毕业，必须重做。重做毕业设计（论文）的学生须重新交纳毕业工作费，重做的毕业设计（论文）题目由指导教师确定。 附：参考范例 开题报告 题目：GIS在移动通信网本地网管中的应用 报告人：通信与控制工程系 柳敬 一、文献综述 近年来，随着移动通信业的高速成发展，电信部门管理手段的现代化也逐步受到各级领导的高度重视。为了使通信网络的管理更加合理化、科学化，就需要用现代化的技术手段来代替低效、繁琐的手工方式。因此使用计算机技术对移动通信设备进行管理已经势在必行，这时移动通信网本地网管系统就应运而生。 同时，随着计算机技术的迅速发展，许多传统学科与计算机技术相结合从而诞生了一批新兴学科，地理信息系统就是其中之一。其英文名称为Geographic Information System，简称GIS。它能够处理大量含有地理成分的数据信息，使你可以简单而迅速地在大量的信息中查看其模式和关系，而不必不断地访问数据库。 在通信网络中，大量的设备都有其地理位置，同时，有大量的处理如果通过地图来进行，则会又方便又直观。因此在网管系统中，引入GIS系统，在电子地图上显示基站、小区等各类通信网元的分布情况，并对网元进行实时监控管理、浏览配置信息和性能查看分析。 二、选题的目的及意义 选题背景出自项目“移动通信网本地网管系统”。该系统立足于TMN，以操作维护、环境监控工作为重点，实时监测全网的运行情况，快速响应网上的各种事件，提供性能分析报告，不仅为设备的集中操作提供了方便、可靠的技术手段，而且为网络优化和经营管理决策提供了参考依据。 地理视图作为本系统的一个子系统，是使用GIS技术，在电子地图上，将各类通信网元按地理位置显示成一个分布图。用户可以对图进行操作，也可以对网元的告警、配置和性能信息进行查看和分析处理。地理视图是直接与用户交互的前台界面，其制作质量的高低将直接影响用户对整个系统的认识，可见地理视图在此项目中的重要作用和地位。此外，GIS还广泛应用于诸如交通管理、商业销售等领域的软件开发中，因此，研究和开发GIS系统是很有意义的。 三、研究的重点内容 本毕业设计涉及到的主要内容有：数据库存、Internet网络应用、MapInfo和ASP技术。 系统的GIS软件平台采用了MapInfo公司的MaxXtreme。MapXtreme是一个基于Internet的地图应用服务器，可以通过Internet或企业内部的Internet向用户发布地理信息。 该地理视图系统是浏览器／地图服务器／数据库服务器三层结构，需要Windows NT Server。其中 地图服务器：Windows NT，Internet Information Server，MapXtreme 客户机：windows 95／98。 由于采用了MaxXtreme，使系统在结构上成为浏览器／服务器的形式，顺应了企业内部网向Intranetx演变的潮流。在服务器端是用微软的ASP技术，需要用到其中的ActiveX和VBScript技术。 地理视图子系统要通过Socket通信方法从网管系统的其他子系统获得有关各种网元的数据流，对通信网中各种信息进行实时动态的监控、分析与显示，并将处理所得数据传入数据库，以便进行信息查询，同时数据库要动态更新。可见，本次毕业设计既需要了解硬件知识，又需要有较熟练的软件编程能力，既需要计算知识，又需要通信知识，是我所学专业知识在具体工作中的应用。 本次设计具有较高难度，但我相信，通过学习和不断的努力，我一定能高质量的完成本次毕业设计任务。 四、进度安排 3月20日－4月15日 分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。 4月16日－5月10日 划分软件工能块，进行方案论证，编制软件。 5月11日－6月10日 调试软件，撰写毕业论文并征求导师意见，修改毕业论文，进行毕业论文的评议。 中 期 报 告 题目：GIS在移动通信网管中的应用 报告人：通讯与控制工程系 柳敬 毕业设计的两个月来，在导师的帮助下以及自己努力下，我感觉到自己真正学到了不少东西。毕设进展顺利，除了对通信系统网管有了一定了解外，已能较熟练的掌握VB、ASP、MapBasic、Access等几个种编程语言。以下是毕设进展的一些概要介绍： 一、总体设计 ● 功能划分 本软件系统功能 可分为三大部分： (1)用户选择指标并以列表的方式显示其值 (2)将数值在地图上显示出来 (3)由地图查询列表 ● 功能描述 列表显示功能：先由用户选择被测对象及其被测指标值，将由交换机传来的数据在终端以列表的形式显示出来，要求能对某一范围的资料进行选择并显示。 地图显示功能：要求将列表中的数据在地图上相应小区的位置以柱状、圆饼状的形式显示，或以用户选择的颜色进行着色显示。 地图与列表之间的查询功能：指用户能通过在地图中点中小区从而跳列表中相应位置。 ● 软件分层模块结构 各类性能图层 基站及小区图层 地图服务器 用户界面 数据库服务器 用户通过用户界面看到显示基站及小区图层的地图，性能图层位于小区图层上，用于显示小区的各种指标值。性能图层及小区图层由地图服务器生成。 二、详细设计 ● 详细流程 (1)用户选择一批指标值处理 (2)等待(是行数据处理、传输) (3)处理完成，用户可以对 a.一个指标值，看全部小区，以柱状、圆饼状的形式，可以选择颜色。 b.一个指标值，可以选指标值落在一定范围内的，即如0.3(x(0.9等，也可以选排名前／后几个，只看这些小区，以着色的形式标记这些小区。 c.一个指标值，可以多选几个范围，同时看这些小区，以不同的颜色区分。 d.多个指标值，看它们子集的交集或并集，比如SDCCH掉话率的前10个与TCH超过一定值的交集。可以有更多指针值。以区域的形式(着色)只显示交并集。 (4)将以上选择显示在地图中。 (5)出现一个资料表格，显示了所有开始选择的指标值。 (6)点击小区，列表中指针自动跳至相应的记录。 ● 流程简图 开始 显示小区图层 用户选择指标值 从数据库服务器下载文件 转化文件 显示列表 显示图层 是否退出 用户选择指标值范围 在图层中点小区 退出 跳至列表中相应位置 三、编程进展情况 程序编制已基本完成，现在正在进行修改和调试，预计下周可完成。 毕业设计（论文）装订规范 1、 毕业设计（论文）封皮； 2、 毕业设计（论文）成绩评议； 3、 毕业设计（论文）任务书； 4、 开题报告； 5、 中期报告； 6、 结题验收； 7、 中文摘要； 8、 英文摘要； 9、 毕业设计（论文）目录； 10、 毕业设计（论文）正文。 希望对你有帮助

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Distribution Analysis of Primary and Secondary Schools in Harbin Based on GIS

DOI: 10.12677/AG.2019.910095, PDF, HTML, XML, 下载: 697 浏览: 1,416

作者: 郭艺迪：浙江师范大学，浙江 金华

关键词: 中小学；选址；GIS应用；Primary and Secondary Schools； Site Selection； GIS Application

摘要: 论文以哈尔滨市和平区中小学布局规划为例，通过对城市中小学选址规划相关因素的分析，经过空间分析给出综合评价，确定选址最优区位和评价指标。最后从空间分布和学校容量两方面对学校的现状和原规划做出评估，从而提出了小学规划的改进方案。此外，本文的研究结论对规划方案的最优化选择或对新的服务设施选址等方面也有一定实践意义，为中小学布局规划提供了有力的支持，为科学决策提供了一个参考平台。 Abstract: Taking the layout planning of primary and middle schools in Heping District of Harbin as an ex-ample, the paper analyzes the relevant factors of urban primary and secondary school location planning, and gives a comprehensive evaluation through spatial analysis to determine the optimal location and evaluation index. Finally, the current situation and the original plan of the school are evaluated from the aspects of spatial distribution and school capacity, so that the improvement plan of the primary school plan is proposed. In addition, the research conclusions of this paper also have certain practical significance for the optimal selection of planning schemes or the location of new service facilities, which provides a strong support for the layout planning of primary and middle schools. It provides a reference platform for scientific decision-making.

文章引用：郭艺迪. 基于GIS的哈尔滨市中小学分布分析[J]. 地球科学前沿, 2019, 9(10): 898-907.

1. 引言

1.1. 研究背景

我国改革开放三十多年以来，城市化进程日益加快，取得了举世瞩目的成绩，一座座现代化城市拔地而起。然而，由于种种原因，城市的一些公共配套SSS却没能与城市同步发展起来，例如学校的配套建设便是其中的一项。比如有许多科技园、经济技术开发区、工业区和新建居民住宅小区，开发商为了获取最大利润很少将学校的建设纳入到总体规划中来 [1]，从而导致了城区尤其是市中心学校分布极不合理。然而学校的分布状况在一定程度上决定了学生能否就近入学，在城市范围内考虑学校的分布位置是基于居民的需要，所以分析学校的分布特征对城市的整体发展具有重要的意义。

在城市发展过程中，旧城区大量改造，新城区不断开发，城市辖区向四周不断延伸，城区人口也在大幅度增长，城市中小学布局问题凸显，小城市由于受到经济发展条件、发展时机和执政者能力等因素的影响，由此带来了如教育资源不均衡、学生上学不便、出行安全得不到保障等一系列问题，在教育领域表现在教育资源非均衡发展上。集聚效应相对较弱的小城市，人口规模和经济规模远不及大中城市，有限的优势教育资源过于集中分布，基础教育的不均衡发展影响着今后城市的长远发展。因此，在均衡发展已成为时代发展主流的今天，过去那种发展不均衡的状况和以牺牲公平而追求效率的资源配置方式已经不再适应实际发展，所以改变不公平的资源配置方式并使其均衡发展应成为当今中小学的发展趋势 [2]。

哈尔滨地处东北亚中心地带，是黑龙江省省会，具体坐标为东经125˚42'~130˚10'、北纬44˚04'~46˚40'，被誉为欧亚大陆桥的明珠，是第一条欧亚大陆桥和空中走廊的重要枢纽，也是中国著名的历史文化名城、热点旅游城市和国际冰雪文化名城。哈尔滨作为中国东北北部的政治、经济、文化中心，全市总面积约为5.384万平方公里，辖9个市辖区、7个县，代管2个县级市，其中市辖区面积10,198平方公里。2014年户籍总人口994万人。城市化起步较晚，城市化水平相对较低，这样有着各个美誉的城市同样也面临了学校分布不合理、学校规模不达标、教育资源存在校际差异等问题。近年来哈尔滨市基础教育持续发展，并具有较快的良好的发展态势，整体育人环境、办学条件都有了历史性的改观。但是由于区域经济尚不发达、中小学教育状况还存在一些问题。为此，根据现阶段社会经济发展状况和的实际需求，了解中小学教育的现状，从而探索中小学教育发展的途径与策略，具有重要的学术价值和现实的指导意义。在当前的中小学空间布局调整的背景之下，本文通过对哈尔滨市中小学分布的分析研究，探索适宜小城市中小学空间布局的相关指标和优化对策。

1.2. 国内外研究进展

1.2.1. 国内研究现状

自上世纪90年代后期以来，我国中小学布局调整已经大规模展开，虽然有关的政策宣传、经验报道、实施调查相当多，但中小学空间布局规划研究尚不多见。在已进行的布局调整工作中，常有地方政府未能深入领会中央的调整精神、全面地分析和理解调整工作，对布局调整政策的认识模糊甚至片面，加上对当地农村实际情况缺乏调研与了解，将“调整”简单化地理解为“撤并”和“缩减”农村中小学，将中小学布局调整的目标错误地理解为甚至等同于在一定年限内(甚至在短期内)撤减掉一大批农村中小学，从而出现大量撤减、盲目集中、加速调整等问题，导致布局调整工作的简单化、形式化与“一刀切”。

南京大学的张京祥先生在研究基本教育设施均等化布局原则和规范制定的过程中，提出教育设施服务半径分析，要通过现行标准、问卷调查(居民期望距离，居民可承受的距离范围)、最小规模等综合对比，确定学校的服务半径。研究还提出了基本教育设施均等化布局的指引措施，对我国过去习惯以“国家标准”、“技术规范”为依据的城乡规划编制方式提出了新的挑战。文章以常州市为实证，从空间布局的角度对“均等化布局”进行了一些探索性的尝试，但是，“均等化布局”是一个需要进行深入实践探讨的过程。总之，该研究是对中小学空间布局问题研究的一次创新 [3]。

地理信息系统技术在中小学空间布局中的应用研究也日益广泛 [4] [5] [6] [7]。张雪峰使用GIS建立学校分析、自然村人口分布、地形等地理空间数据库，进行教育资源空间可达性分析，进一步使用Huff模型分析学校位置、规模与学生空间分布之间的关系；分析、解释中小学空间分布特征和存在问题，为布局调整提出合理化建议 [8]。

夏坤对于小城市中小学空间布局进行研究，文章中介绍了中小学空间布局研究中应用到的诸多的GIS空间分析技术；然后对中小学空间布局的相关指标和模型进行分析；最后结合具体的研究对象，对麻城市区中小学的空间可达性、服务半径进行分析，得出适宜麻城市区中小学空间布局的服务半径指标，探索了GIS技术在中小学空间布局研究中的运用和适宜性中小学服务半径指标的确定方法。基于GIS的中小学优化选址研究，根据优化方案得到的中小学空间布局更加合理，学校服务范围的重叠度下降，学生的入学距离减少，中小学服务了更多的城市人口 [9]。

1.2.2. 国外研究现状

学校布局及调整具体到各国，情况并不一样。巴基斯坦在第四个教育计划时期(1979~1987年)，没有学校布局标准，结果导致小学布局不合理。印度北方邦1993年采取了一项学校布局标准：小学低年级平原地区学校覆盖半径为1.5公里、山区1公里，小学高年级3公里。结果发现，当时有130万小孩不在小学覆盖范围内。大多数的非洲国家采取了学校覆盖区域的最小人口数标准：毛里塔尼亚为600居民，一个标准街区2个教室；冈比亚是一个街区2个教室；几内亚是一个标准街区3个教室。近代以来，国外中小学空间布局研究逐渐开始注重学校的空间可达性问题。1929年美国人佩里提出了著名的邻里单位理论，该理论提出将小学设置在邻里单位的中心，明确的界定了组成城市居住单元的规模，即邻里单位的规模应当是服务一所小学的规模，这样的邻里社区规模能够避免学生穿越城市交通道路，降低机动车对小学生造成危害的概率。其中，邻里中心的辐射范围不大于0.8~1.2 km。以邻里单位理论基础为出发点的居住区建设模式，推进了学校的步行可达性。

1.3. 研究内容

本文将GIS的数据管理、地图制图和空间分析功能以及可达性原理引入中小学空间布局分析。本课题研究的主要内容有如下几点：

1) 介绍本课题的研究背景及目的意义，现阶段对于中小学空间布局所存在的问题进行分析，再结合国内外的研究现状提出对中小学空间分布研究的必要性。

2) 阐述当前GIS发展的状况，以及关于中小学空间分布分析所用到的空间分析功能，既是对中小学空间布局出现的问题进行概述，也是对中小学空间布局研究的技术手段的认识。

3) 对哈尔滨市中小学利用GIS空间数据库系统实现基础数据的可视化，从直观的角度观察现有中小学阶段教育基础设施的布局特征。

4) 利用GIS技术的空间分析功能对哈尔滨市中小学的服务范围及可达性进行分析，并对哈尔滨市中小学选址适宜性进行评价分析。

5) 总结关于进行小学选址规划的几点思考。为规划人员提供更好的决策依据，具有理论价值和实践指导意义，尽量使学生享受到相对公平的教育。

2. 中小学空间布局分析的GIS技术方法

2.1. 地理信息系统的应用和特点

地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示和应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。从定义中不难看出，GIS的功能是分析和处理地理数据。可见GIS的一半功能是分析数据，甚至可以说，GIS处理地理数据的目的也是为了分析数据。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。主要应用在测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保护、国防、宏观决策支持等。

地理信息系统(GIS)的特点：

1) 公共的地理定位基础。

2) 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。

3) 系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息。

4) 以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

2.2. 数据源和数据处理

地理信息系统的基础和作用对象均为空间数据。在中小学空间布局的研究中是中小学的空间数据，是与中小学空间布局有关的自然、社会和人口数据。

地理空间数据是以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。

本文所用到的数据有dem30m数据，来源与地理空间数据云，在google上下载了自定义范围的哈尔滨市区电子地图和卫星图，由于dem影像范围相对较大，利用ERDAS软件将影像进行了相应的裁剪(如图1)，即img格式dem影像文件“剪裁1”。

2.3. GIS空间分析技术

数据之中存在着大量的信息，信息蕴藏在数据的关系之中。因此在数据表现的表象信息之下还有大量的隐性信息。这些信息一般不为直觉所知，并且也不具体或不清晰，需要通过一定的数据加工方式揭示出来，具体方法就是信息查询分析。空间信息分析就是针对空间数据库的数据进行的分析。

2.3.1. 缓冲区分析

缓冲区分析是针对点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形。生成缓冲区可以生成只有一个缓冲距离的缓冲区也可以设定多个相同或者不同的缓冲距离来生成多级缓冲区。另外还可以生成一些特殊形态的缓冲区。缓冲区的产生有三种情况：一是基于点要素的缓冲区，通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆；二是基于线要素的缓冲区，通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形(图2)；三是基于面要素多边形边界的缓冲区，向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形(图3)。这些根据不同应用要求所生成的缓冲区，虽然形态不同，但基本原理相同。



Figure 1. Point feature buffer

图1. 点状要素缓冲区



Figure 2. Linear feature buffer

图2. 线状要素缓冲区



Figure 3. The planar feature buffer

图3. 面状要素缓冲区

2.3.2. 再分类

根据不同的需要对数据再进行分类和提取，由于这种分类是对原始数据进行的再次分类组织，因此称为再分类(Reclassification)。

点、线、状地物的再分类，对于矢量数据结构可以通过简单的修改属性表中的数值来实现，对于栅格数据结构也可以通过修改属性值来获得新的点、线状地物。面状地物的再分类，对于栅格数据结构则和点、线分类一样，简单的改变属性数值并改变图例表现这一变化。对于矢量数据结构的面状地物再分类，则需要同时改变尸体的几何形状和属性。首要的任务是去掉将要合并的多边形之间的分界线，再把这两个多边形的属性值变为同一属性。

2.3.3. 叠加分析

在GIS中是把各类不同要素分层的方式来组织数据表达整个研究区域的地物景观。而要知道各要素图层之间的地理位置关系就需要把要素层进行叠加分析。通过叠加分析可以得出各要素的分布情况以及要素之间的空间关系。

叠加分析是指在统一空间参考系统下，通过对两个数据进行的一系列集合运算，产生新数据的过程。这里提到的数据可以是图层对应的数据集，也可以是地物对象。叠加分析的叠置分析的目标是分析在空间位置上有一定关联的空间对象的空间特征和专属属性之间的相互关系。使用叠加分析可将多个数据集的特征合并为一个特征。多层数据的叠置分析，不仅仅产生了新的空间关系，还可以产生新的属性特征关系，还能获取参与叠加的要素的所有属性，能够发现多层数据间的相互差异、联系和变化等特征。经常使用此方法查找适于特定用途的位置或容易遭受某种风险的位置。

3. 哈尔滨市市区中小学空间布局现状分析

3.1. 研究区概况

3.1.1. 地理位置和行政区划

哈尔滨位于东经125˚42'~130˚10'，北纬44˚04'~46˚40'，是黑龙江省省会，是中国东北北部政治、经济、文化中心，也是中国省辖市中面积最大、人口居第二位的特大城市。全市土地面积5.31万平方公里，其中，市区面积7086平方公里，辖9区9县(市)。截至2014年末，户籍总人口987.3万人，市辖区人口473.8万人，48个民族，其中少数民族66万人。

3.1.2. 自然地理要素

哈尔滨市区地域平坦、低洼，东部10县(市)多山及丘陵地。东南临张广才岭支脉丘陵，北部为小兴安岭山区，中部有松花江通过，山势不高，河流纵横，平原辽阔。哈尔滨市区主要分布在松花江形成的三级阶地上：第一级阶地海拔在132~140米之间，主要包括道里区和道外区，地面平坦；第二级阶地海拔145~175米，由第一级阶地逐步过渡，无明显界限，主要包括南岗区和香坊区的部分地区，面积较大，长期流水浸蚀，略有起伏，土层深厚，土质肥沃，是哈尔滨市重要农业区；第三级阶地海拔180~200米，主要分布在荒山嘴子和平房区南部等地，再往东南则逐渐过渡到张广才岭余脉，为丘陵地区。

3.1.3. 人口和经济

2015年年末户籍总人口987.3万人，比上年末减少7.9万人。其中，非农业人口481.3万人，市辖区人口473.8万人。60岁以上老年人口172.86万人，占总人口的比例为17.5%。全市出生人口8.5万人，出生率8.6‰，死亡人口8.1万人，死亡率8.1‰。全市人口自然增长率为0.5‰。

全年公共财政预算总收入650.7亿元，增长2.9%。其中，地方公共财政预算收入423.5亿元，增长5.3%。主体税种中，营业税122亿元，下降2.8%；企业所得税42.7亿元，增长6.1%；增值税43.6亿元，增长28.5%；个人所得税16.1亿元，增长17.9%。全市公共财政预算支出740.1亿元，增长4.3%。其中，教育、社会保障和就业、城乡社区事务、医疗卫生与计划生育、一般公共服务支出为111.5亿元、117.6亿元、174.9亿元、52.5亿元、55亿元，分别增长2%、12.3%、11.8%、9.5%和7.6%。

3.2. 哈尔滨市市区中小学现状

3.2.1. 分布现状

哈尔滨市市区普通高中141所，在校学生14万人，初中478所，在校学生34.3万人，全市共有小学2244所，在校学生48.9万人。

3.2.2. 现状存在问题及思考

目前城市中小学存在的主要问题：

① 教育资源总量不足；

② 教育资源分布不均衡；

③ 新区教育设施建设与新区开发建设不同步；

④ 学生出行安全存在隐患；

⑤ 学校用地不足，设施不完善。

随着城区生源数量的急剧增加，在现有办学条件下，学校长期处于严重超负荷运转状态。位于城市中心区的学校，由于人口高度密集，用地极其紧张，学校发展在一定程度上受到用地的限制，没有拓展空间。因此，根据城市居住空间的迁移和独生子女家庭的增加，可适当合并、迁移或拆除较密集的学校，同时对于现状的教育资源也应加以整合，提升学校的教学质量。

4. 哈尔滨市市区中小学空间布局GIS分析

4.1. 数据处理

本文所用到的数据有dem30m数据，来源与地理空间数据云，在google上下载了自定义范围的哈尔滨市区电子地图和卫星图，由于dem影像范围相对较大，利用ERDAS软件将影像进行了相应的裁剪，即img格式dem影像文件“剪裁1”。

根据电子地图在ARCGIS中绘制出了哈尔滨市道路交通图(如图4)，即shap格式线文件“line”。在网络上搜索到关于哈尔滨市中小学位置，根据电子地图在ARCGIS下绘制出哈尔滨市局部地图小学分布图(如图5)与中学分布图，即shap格式点文件“primary_school”，同样的方法又制作了娱乐场所，即shap格式点文件“rec_sites”。又在卫星图的参考下绘制出了大致的土地利用线图，即shap格式线文件“线”，经过转换得到土地利用图(如图6)。



Figure 4. Partial road map of Harbin

图4. 哈尔滨市局部道路图



Figure 5. Distribution of local primary schools in Harbin

图5. 哈尔滨市局部小学分布图



Figure 6. Land use map

图6. 土地利用图

4.2. 中小学优化选址评价中的GIS技术

1) 坡度分析技术

在ARCGIS环境下利用special analyst→surface→slope工具将dem影像文件“裁剪1”进行坡度分析。

2) 制作土地利用图

将线状图“线”转换成面状图，Date Management Tools→Feature→Feature to Polygon，得到面状图“线_Feature To Polygon”。

随后再将面状图信息赋予属性值“shuxing”，接着进行面转栅格操作，Conversion Tools→To Raster→Polygon to Raster，得到栅格数据“线_PGtoR”。

3) 缓冲区分析

利用Spatial Analyst Tools→Distance→Euclidean Distance操作，分别将小学分布点文件“primary_school”、道路线文件“line”进行缓冲区分析。

4) 重分类

将道路缓冲图、小学分布缓冲图、土地利用图和坡度图进行重分类，即Spatial Analyst→Reclass→ Reclassify。

5) 利用Spatial Analyst→Map Algebra→Raster Calculator栅格计算器按照一定比例合并土地利用图、道路缓冲区重分类图、学校直线距离缓冲区重分类图。

得到最终所需的学校选址适宜性分布图，如图7。



Figure 7. School address suitability map

图7. 学校地址适宜性分布图

5. 结论与展望

本研究得出的结论主要包括以下几个方面：

1) 教育资源均衡发展是基础教育健康发展的保证。

2) GIS技术在中小学空间布局中的运用，能带来研究技术手段上的多样化和强有力的科学依据，尤其是GIS的空间分析技术做到了真正意义上的量化分析。

3) 在中小学选址问题中，GIS技术对各类影响因子进行加权叠加分析，使得学校的选址结果更具科学性。利用地理信息系统软件强大的空间表达方法，对评价分析的结果进行可视化的表达，使得分析的结果更加鲜明直观的进行了展现。

4) 对于小城市而言，由于经济发展条件的影响，城市新区的发展条件还不成熟，人口密度和中小学的分布密度稀疏，与城市老城区差距明显，基础教育设施的配套建设还不完善。因此，老城区的中小学应该进行适当的整合，提高中小学分布的均匀度；新区应该科学地进行学校布点规划，服务更多的城市人口。

中小学空间布局的不合理是基础教育发展过程中面临的常见问题，较难从一个点或一个面去治理和改善，必须从整体来看待中小学空间布局所面临的各种问题。地理信息系统(GIS)技术给了我们以新的思路去看待中小学空间布局的问题，可以通过GIS技术对中小学合理服务半径、优化选址进行研究。

在本文的研究过程中，由于受到时间、条件的限制，所取得的数据并不是很完整。在计算的过程中，没有获得人口组成结构的数据。学校选址的相关因素还有很多，如何将一些定性的因素定量化还有很多工作要做，如环境影响因素、铁路、快速路阻隔等，希望技术能够与相关模型结合有所作为。还有一点不足是只探讨了GIS技术在中小学空间布局分析方面的使用，并没有对当代中小学的教育机制发展等问题进行深入研究，在今后的研究过程中，要加强这方面的研究内容。

参考文献

[1] 赵燕莉, 楚新正. 乌鲁木齐市中小学空间分布特征分析[J]. 榆林学院学报, 2012, 22(6): 114-117.

[2] 李明, 吕翠华, 张东明. GIS支持下的昆明市中小学分布及其影响因素研究[J]. 价值工程, 2011, 30(28): 141-142.

[3] 张京祥, 葛志兵, 罗震东. 城乡基本公共服务设施布局均等化研究——以常州市教育设施为例[J]. 城市规划, 2012, 36(2): 9-15.

[4] 周子懿. 学区划分背景下的小学布点规划评价与优化研究[D]: [硕士学位论文]. 杭州: 浙江大学, 2015.

[5] 佟耕, 李鹏飞, 刘治国, 等. GIS技术支持下的沈阳市中小学布局规划研究[J]. 规划师, 2014(S1): 68.

[6] 邓旭东, 王晶. 基于GIS选址的文献综述[J]. 物流技术(装备版), 2015(8): 45-47.

[7] 董振, 金石柱. 基于GIS的龙井市中小学布局调整研究[J]. 延边大学学报(自然科学版), 2015(1): 68-73.

[8] 张雪峰. 基于GIS的巩义市农村中小学空间布局分析[D]: [硕士学位论文]. 开封: 河南大学, 2008.

[9] 夏坤. 小城市中小学空间布局研究[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安建筑科技大学, 2014.

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