地理模型（精选十篇）
地理模型 篇1
(1)空间特征:用以描述地理实体或现象的地理位置,又称几何特征、定位特征,一般以坐标数据表示,如界桩的经纬度等。(2)属性特征:用以描述地理实体或现象的特性,即用来说明“是什么”,如地理实体或现象的类别、等级、数量、名称等。(3)时间特征:用以描述地理实体或现象随时间的变化,其变化的周期有短期的、中期的、长期的等等。
2 基础地理信息数据的类型
(1)几何数据。描述空间数据空间特征的数据,也称位置数据、定位数据。即说明“在哪里”,如用X、Y坐标来表示。(2)属性数据。描述空间数据属性特征的数据,也称非几何数据。即说明“是什么”,如类型、等级、名称、状态等。(3)关系数据。描述空间数据之间空间关系的数据,如空间数据的相邻、包含等,主要是指拓扑关系。
3 传统地理信息数据模型
3.1 层次数据模型
层次模型是一种树结构模型,它把数据按自然的层次关系组织起来,以反映数据之间的隶属关系。它的特点是数据组织成有向有序的树形结构,结构中的结点代表数据记录,连线描述位于不同结点数据间的从属关系(一对多的关系)。
层次模型反映了地理世界中实体之间的层次关系,在描述地理世界中自然的层次结构关系时简单、直观,易于理解,并在一定程度上支持数据的重构。但它很难描述复杂地理实体之间的联系,描述多对多的关系时导致物理存储上的冗余;对任何对象的查询效率都很低,很难进行反向查询;数据独立性较差,数据更新涉及许多指针,插入和删除操作比较复杂,父结点的删除意味着其下层所有子结点均被删除。
3.2 关系数据模型
在关系模型中,数据的逻辑结构为满足一定条件的二维表,表具有固定的列数和任意的行数,在数学上称为“关系”。二维表是同类实体的各种属性的集合,每个实体对应于表中的一行,在关系中称为元组,相当于一个记录;表中的列表示属性,称为域,相当于记录中的一个数据项。满足一定条件的规范化关系的集合,就构成了关系模型。关系模型表示各种地理实体及其之间的关系,方式简单、灵活,支持数据重构;具有严格的数学基础,其数据描述具有较强的一致性和独立性。尽管如此,关系模型还是存在一些不足:无法用递归和嵌套的方式来描述复杂关系的层次和网状结构,模拟和操作复杂地理对象的能力较弱;用关系模型描述本身具有复杂结构和涵义的地理对象时,需对地理实体进行不自然的分解,导致存储模式、查询途径及操作等方面均显得语义不甚合理;由于概念模式和存储模式的相互独立性,实现关系之间的联系需要执行系统开销较大的联接操作,运行效率不够高。
4 面向对象的数据模型
4.1 基本含义
面向对象的基本思想是通过对问题领域进行自然的分割,用更接近人类通常思维的方式建立问题领域的模型,并进行结构模拟和行为模拟,从而使设计出的软件能尽可能地直接表现出问题的求解过程。因此,面向对象的方法就是以接近人类通常思维方式的思想,将客观世界的一切实体模型化为对象。每一种对象都有各自的内部状态和运动规律,不同对象之间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统。任何一种模型都无法反映现实世界的所有方面,对于复杂的事物和现象更是如此。因而不可能设计出一种通用的数据结构和数据模型来适应所有的情况,往往是在描述一类问题时,体现了优越性,而在描述另一类问题时,却是低效的。为了有效地描述复杂的事物或现象,需要在更高层次上综合利用和管理多种数据结构和数据模型,并用面向对象的方法进行统一的抽象。这就是面向对象数据模型的含义,信息工程大学硕士学位论文其具体实现就是面向对象的数据结构。
4.2 面向对象数据模型的特点
面向对象的数据模型是一种基于抽象的模型,允许设计者在基本功能上选择最为适用的技术。具有可扩充性。由于对象是相对独立的,因此可以很自然和容易地增加新的对象,并且对不同类型的对象具有统一的管理机制。可以模拟和操纵复杂对象。传统的数据模型是面向简单对象的,无法直接模拟和操纵复杂实体,而面向对象的数据模型具备对复杂对象进行模拟和操纵的能力。
4.3 面向对象数据模型的四种核心技术
分类:分类是把具有相同属性结构和操作方法的对象归纳或映射为一个公共类的过程。对象和类的关系是“实例”(instance-of)的关系。
概括:概括是把几个类中某些具有部分公共特征的属性和操作方法抽象出来,形成一个更高层次、更具一般性的超类的过程。子类和超类用来表示概括特征,表明它们之间的关系是“即是”(is-a)关系,子类是超类的一个特例。聚集:聚集是将儿个不同类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。“部分”或“成分”是复合对象的组成部分,“成分”与“复合对象”的关系是“部分”(parts-of)的关系,反之“复合对象”与“成分”的关系是“组成”的关系。联合:联合是将同一类对象中的几个具有部分相同属性值的对象组合起来,形成一个更高水平的集合对象的过程。有联合关系的对象称为成员,“成员”与“集合对象”的关系是“成员”(mernber-of)的关系。
4.4 GIS中面向对象的数据模型
对于传统的数据模型,其数据结构是与之分离的。而对于面向对象的数据模型,其数据模型和数据结构是一致的,数据模型的具体实现就是数据结构。
在GIS的面向对象的数据结构中,通常可以把空间数据抽象为点、线、面三种简单的地物类型,作为三种简单对象。一个地理实体可以由这三种简单对象之一构成,复杂的地理实体可以由多种简单对象构成,甚至可以由其他复杂对象构成。每个地理实体都可以通过其标识号和属性数据联系起来。若干个地理实体可以作为一个图层,若干个图层可以组成一个工作区。在GIS中可以开设多个工作区。
在GIS中建立面向对象的数据模型时,对象的确定还没有统一的标准,但是,对象的建立应符合人们对客观世界的理解,并且要完整地表达各种地理对象,及它们之间的相互关系。
摘要：地理信息数据模型是描述数据组织和进行数据库设计的理论基础,它反映了现实世界中空间实体之间的相互关系,是地理信息数据处理的核心问题。
矿山地理信息系统中巷道模型的研究 篇2
矿山地理信息系统中巷道模型的研究
在深入分析矿山测量信息的基础上，提出了组成矿井巷道的4种基本元素，然后用C++语言描述了面向对象的矿井巷道数据模型，并分析了所包含的拓扑关系。矿井测量信息管理子系统的开发成功说明了本文所提出的`数据模型和数据结构的合理性与可行性。
作 者：马荣华 黄杏元 贾建华 蒲英霞 MA Rong-hua HUANG Xing-yuan JIA Jian-hua PU Ying-xia 作者单位：马荣华,黄杏元,蒲英霞,MA Rong-hua,HUANG Xing-yuan,PU Ying-xia(南京大学 GIS与遥感研究所，江苏南京210093)贾建华,JIA Jian-hua(西安矿业学院测量系，陕西西安710054)
刊 名：测绘学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA GEODAETICA ET CARTOGRAPHICA SINICA 年，卷(期)： 29(4) 分类号：P208 关键词：地理信息系统 面向对象 数据模型 拓扑关系 GIS object-oriented data model topologic relation浅析地理模型对学生读图能力的影响 篇3
关键词：地理模型；学生；读图能力；影响
读图，具有能帮助学生分析问题、解决问题的重要作用。所以，在地理教学中，培养学生的地理读图能力是地理教师教学的首要任务。然而，目前在我国的地理教学过程中，地理教师往往只注重学生的理论知识讲解，忽略了学生读图能力的培养，导致学生在学习地理时一遇到带图的题目往往就存在看不懂图、不会看图的现象，最终造成学生地理考试成绩不理想。因此，笔者认为教师应该正确认识到学生的读图能力培养的重要性，利用地理教学模型，改变传统的教学观念，从而提升学生的地理水平。
一、培养读图能力的意义
（一）营造氛围激发学生学习兴趣
由于地理是一门研究地球及其太空的综合性课程，课程内容具有广泛性、复杂性和多样性等特点。因此，在进行教学时往往需要借助地理模型来进行讲解。地理模型具有立体性和直观性，能形象生动的将地理知识生动的表现在学生面前，从而提高学生学习兴趣。学生也能摒弃原来学习地理的枯燥方式，激发其学习地理的兴趣，最终提高学生的地理学识。随着多媒体辅助教学方式的普及与推广，通过多媒体技术展示出来的声像及影像资料，将地理中抽象复杂的知识简单化，能更好地帮助学生理解所学知识。
（二）创设地理学习环境，增强学生的读图意识
由于地理模型在我国地理教学中的适用不广泛，除了地球仪被普遍熟知外，其他的地理模型都鲜为人知。因此，目前我国学生对地理知识的读图能力还非常欠缺。比如，地理教学要求学生需要熟知各国地名和地貌，以往的方式是运用地理地图。然而，地理地图具有平面性和枯燥性，学生往往不能有效快速地知道地名及地理知识。运用地理模型就有效弥补这一缺点，学生通过立体具体的模型能直接快速地知道地名及地理知识。同时，运用多媒体技术辅助教学可以通过播放相关视频能激发学生的学习兴趣，为学生创设教学情境，帮助学生增强读图意识。
（三）直观反应地理事物，强化学生记忆
不同的地理模型能够展示地理事物的不同形态，在地理教学中，利用地理模型能充分发挥其功效，直观反应地理事物。比如：我国地理模型，能直接观察出我国各个省市的大小、形状以及我国的边境线。其次，从地理模型上还可以直接看出我国的地形和地势走向。后期，在遇到地理知识运用时，通过多媒体展示出来的立体画面，便会在学生的脑海中形成二维画面，便于学生增强记忆。
二、地理模型对学生读图能力的培养
（一）培养学生读图技能
在地理教学中，一定要培养学生的读图技能。因为，地理知识不能仅靠言语来诉说，会产生枯燥感，降低学生学习的兴趣，所以，在考试试题中往往都会在旁附图以明示。在地理教学中培养学生的地理空间思维，将具体的地理事物和现象落实到学生脑海的二维平面上，从而促进学生学习地理能力。所谓“兴趣是最好的老师”，通过多媒体技术能将地理模型形象生动的展现在学生面前，激发学生的兴趣，加强对学生的地理印象，增强学习效果。
（二）培养学生析图技能
为了获取试题画图中更有价值的信息，特别是隐形信息，应该加强学生对地理模型的解析能力。这种解析能力主要指的是，教会学生通过地理模型区分析、取舍和重组模型中透露的信息，最终归纳出地理特征、地理规律、地理成因和地理要素之间内在联系的过程。比如教师在讲述海洋地理构成时，向学生展示海洋构成的动态视频，并结合实际地理模型讲述相关知识，那么，学生就能充分理解河流、海沟、大陆架等内容，并在头脑中形成影像，达到加深学生地理知识记忆和提高学生地理知识理解能力以及学生分析问题能力的目的。
（三）培养学生的绘图技能
通过地理模型培养学生的绘图技能，能强化学生的动手创新能力。地理教师可结合相关教学任务，训练学生自己建立地理模型，让学生在制作模型中解读相关地理知识和熟记相关的地理知识点，从而达到巩固学生地理知识的目的。将书本上的知识通过地理模型转化为学生自我知识。在制作地理模型时，地理教师可以在一旁进行检查和监督，促使学生正确理解地理知识，加深学生的印象，提高学生的思维敏捷度。
（四）提升学生图表解题技能
学生读图能力主要指是对图标解图的能力。从目前我国新课改的趋势来看，地理高考对读图能力要求越来越高。因此，要想在高考地理中取得高成绩就必须具有扎实的地理知识基础，和有较强的读图能力和解题方法。地理模型能灵活的将文字知识、数据信息通过立体的模型进行三维表现，从而使学生更加直观的理解地理知识点，在考试时遇到相关知识也可以灵活的予以运用，并促使学生在地理学科中取得较高成绩。
结束语
读图能力在提高学生素质方面具有特殊作用，对学生而言，可受益终身。地图模型是提高学生读图能力最有效的手段，也是地理教学最重要的方法之一。地理模型能充分体现地理知识点，能有效培养学生的地理理解能力。值得注意的是，地理教师在基于多媒体教学对地理模型运用时，要正确创设情境，多媒体的使用要有必要及合理性，不能为了单纯使用多媒体而使用多媒体，这样就会适得其反。总而言之，地理教师应充分注重地理模型在地理课堂上的运用，着重提高学生的读图能力，最终达到提高学生的读图解题能力，完善学生地理综合素质的目的。
参考文献：
[1] 何善波.运用地理模型提升高三备考的有效性——以农业专题为例[J].广西教育B（中教版），2013，（8）
[2] 於爱平.地理教学应充分借助地图培养学生能力[J].中学教学参考，2013，（36）
地理模型 篇4
一、了解学情,创设机会,授人以渔
高中地理教学活动要求教师从学生的自身情况出发,从学生的个性需求出发,培养创新意识和实践能力,使学生掌握地理学习和研究方法,这是时代赋予高中地理教育者的重要使命及开展各项教学活动的重要意义。
(一)高中生地理学习现状及传统教学模式的局限性
刚步入高中的学生空间想象能力有限,在学习自然地理过程中,很多知识过于理性,只凭借课本中的图片,学生难以理解其中的精髓。现代多媒体教学方法虽已深入教学过程,其中的动画演示更是有助于推动学生对于知识本身的理解,但是其只能看得见而摸不着,凭借着想象,学生难以形成空间思维的概念,最终也是百思不得其解。对于缺少野外实践与考察的孩子们来说,大自然的鬼斧神工形成的千姿百态的地貌景观,如:火山、褶皱、河流三角洲、喀斯特地貌等距离他们太过遥远,这些地貌景观的形成过程、原理等知识与生活实践局限性的现状,使学生产生了自然景观与学科内容的分离。学生的思想要进入广阔的天地,徜徉于大自然奇特的地貌景观中,熟悉各种地貌形成原因,单凭教师的讲述是不够的。无论一个老师多么有经验,他的教学语言多么形象生动,如果没有了手中的地貌模型,一切知识将变得索然无味,抽象而空洞。学生对于知识掌握和理解的程度,绝大多数取决于教师选择教具的直观性。将地理模型应用于教学过程中,在我国的地理课堂上并不普遍,除地球仪以外,其他模型鲜有应用。同时,受到教育资源分配的局限性,并不是所有学校都配备了足够的教学模型,这就要求教师想办法,自己动手来制作。
(二)模型制作对地理教学的促进作用及活动创设的意义
地理学科是一门综合性课程,教学内容具有广泛性、复杂性和多样性。不同的地理模型能够直观地反映地理现象,在学生的脑海中形成三维图像,便于理解地理知识和原理。因此,在教学过程中,我萌生了让学生也参与制作地貌模型的想法。意大利著名教育学家蒙台梭利曾经说过:“我听过了,我就忘了;我看见了,我就记得了;我做过了,我就理解了。”地貌模型具有直观性和立体性的特点,能形象生动地反映地表形态,从而提高学生的学习兴趣。通过地貌模型的制作,也能使学生摒弃原来枯燥乏味的学习方式,激发学生的主动精神,提高他们的创造能力。
二、集思广益,优化方案,分工合作
地理模型制作需要学生利用所学知识制成可触摸的实物,在理性知识和动手能力二者结合及思维转化过程中会存在一些问题,这就需要教师对其加以引导,帮助学生制定活动方案,解决实践中遇到的困难。
(一)活动方案的确定及活动过程的实施
在学校中组织开展地貌模型制作活动,可以结合本校实际情况,将班级中对于选择制作同一地貌景观、具有相似设想的同学组织到一起,建成活动小组,并由组长带领同学们确定制作内容、选择制作材料,制定实施方案。大家集思广益,群策群力,分工合作,共同完成学习任务。学生们自主探究,合作学习,开展地貌模型制作专题研究,不仅实现了高中地理课程教学内容与实际生活相结合,更满足了学生探索自然奥妙,认识社会环境,掌握现代地理科学技术方法等不同学习需要。
中学阶段的学生对于活动的、鲜活的事物容易产生兴趣,教师要培养学生主动学习的习惯。在尝试运用日常生活中擅长的技能对地理信息进行整理、分析,并把其用于学习过程之中,能够充分激发学生的探究欲望。笔者经调查发现,很多同学平时就很喜欢动手制作一些DIY作品,现在让他们把自己擅长的手工制作与学科内容结合起来,更是激起大家的热烈追捧。一部分平时在班级中默默无闻的学生,也热心做起了实际工作,并积极参与到活动中,对地理课程逐步产生浓厚的学习兴趣。由此可见,兴趣是最好的老师,教师的信任和鼓励是推动学生进步的最大原动力。相信孩子,给他们机会,他们定会带来意外的惊喜。
(二)模型制作过程中存在的问题及解决方案
要将地貌模型制作得形象逼真,并质优而价廉,不是一件容易做到的事。现将笔者带领学生制作过程中遇到的困难及解决方案总结如下:
模型的制作需要花费一段时间,所以有的同学在制作时,并不是想要自己亲手去做而是希望能够购买到现成的作品,这样不但增加了家长的经济负担,更失去了模型制作活动的真正意义。所以,需要教师在布置任务时对学生加以指导,可以和学生探讨如何选择制作材料,并对选定的材料进行对比和甄别,了解其特性及适用范围。
泡沫板是日常生活中最为常见的制作材料,其表面具有弹性,且抗震性较强,因此可以作为模型制作的底板。但此种材料塑形加工较为困难,切割过程中容易破碎,所以只能作为模型中的基本骨架,它的外部需要附着柔软且具有延展性的其他辅材。
经过对大量材料的实验筛选,笔者在此推荐两款韧性较好的材料———轻质黏土和面团。轻质黏土区别于传统橡皮泥,其优势在于容易塑形,长期放置风干后不易破碎,具有一定的弹性,极易保存,且颜色和橡皮泥一样种类繁多,色泽艳丽(图1)。相对于轻质黏土来说,制作成本更为低廉的是厨房中常见的面团,为了改变其发酵膨胀的特性,我们可先利用泡沫板制作出模型的核心骨架,再将白胶加水稀释成溶液与面粉混合制成稀面团包裹在泡沫体外部,塑造出模型的雏形。最后用面粉和少许水混合制成的干面片粘贴在稀面团外部为其固定成型,待风干后地貌模型表面就会形成一层硬壳,而后在其外部彩绘颜色(图2)。
在材料的选择过程中,我们可以充分发挥材料本身特性,结合地貌景观特征,对比融合寻找二者的共性。如喀斯特地貌模型的制作,可将发泡剂作为优质素材。发泡剂具有较高的表面活性,能有效降低液体的表面张力,并在液膜表面包围空气,形成气泡。而喀斯特地貌中地表以下的流水侵蚀地貌,则可利用发泡剂气泡众多的特性,将气泡加深挖大,制作成溶洞、石柱、石笋、钟乳石等景观。模型上部也可充分利用发泡剂的柔韧性,将其揉捏成峰林,即地表的塔状喀斯特(图3)。
有关模型颜色的绘制及模型中景观的装饰我们可以做以下尝试,除了用水彩,水粉等常见的颜料妆点作品表面外,丙烯颜料也是不错的选择。此材料经风干后会塑化,具有很强的防水性,可用于涂抹在容易干裂的橡皮泥表面,能够很好地解决模型易碎的难题(图4)。为了让制作成品更加生动,贴近于生活,我们在模型中加入自然景观,可增添作品的灵动性。如学生在制作三角洲地貌模型时,作者独具匠心地选用石灰最为主要材料,先将石灰和水混合制成石灰乳,后用石灰乳塑造成山川,河岸,以及河流入海口处的三角洲。为了使自己的作品更加生动形象,学生将植物根茎制成干花插入石灰乳中,表现出河岸附近的树林,栩栩如生,惟妙惟肖(图5)。
学生在对制作材料进行选择以及改良过程中,逐渐发现自己身边存在着一个巨大的资源库,一些平时生活中不大留心的废弃物,可以重复利用变废为宝,体现了现代循环经济及可持续发展观,能够培养学生逐步形成文明的生活与生产方式。本次活动也培养了大家的分析判断能力,什么样的材料用起来更好,怎样搭配更合理,在对材料选择和组合的过程中,孩子们的创造意识和能力不断得到发展。陶行知先生说过:“做的最高境界就是创造。”我们要把创造渗透到学科教学之中,渗透到各项活动之中。“做”是创造的基础,创造是“做”的升华。在模型的制作过程中,转变学生机械模仿、被动接受的学习方式,促进学生主动和富有个性地学习,从而构建符合个人认知行为的知识体系。
建构主义认为,知识是由个体的心理建构形成的,它不能被看作对外在世界特征的某种真实的复制,而是个体建构。本次活动中学生根据外在信息,通过自己的背景知识,“生长”出新的知识经验,正是此次活动的最终目的和最大收获。
三、精彩呈现,交流分享,反思提升
我们可以在学科活动期间利用地理探究室将学生精心设计制作的地貌模型展示出来,并让同学们相互交流模型的制作过程,及参与此次活动的所思所得。在此前的教学过程中,笔者曾尝试用多种方法帮助学生建立空间形象思维,但收效甚微,学生对于知识的理解较为模糊,有些概念极容易遗忘及混淆。但是通过此次活动,这一问题得到了有效解决,学生对于所学知识的理解变得更加深刻,学科的学习热情也更为高涨。
知识可以被传授,也可以重复验证,但创造性就像一粒种子,它需要一定的环境才能生根发芽。作为一名教师,我们的任务就是为学生提供培养创造能力的环境,让这粒小小的种子在地理课堂中健康、茁壮成长。
模型制作活动能够激发学生强烈的求知欲,培养学生搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力,使教学中的重难点在制作过程中迎刃而解。学生参与制作地理模型,是从培养学生地理空间形象思维能力着手,让学生在制作过程中感受地理现象的产生和演变过程,探究地理结论,建立对地理事物的空间感知,激发学生的创造力和创新思维。地貌模型是直观形象的,是可操作的,只有让学生动起来,“小制作”方能有大收获。
摘要：在高一地理教学活动中,我们采用“地理模型制作教学法”开展教学实践,通过合作学习和探究学习的方式,利用多个模型制作活动,探索培养高中生地理空间形象思维能力的有效方法。
地理模型 篇5
大规模三维模型的快速构建一直是影响城市三维地理信息系统(3DUGIS)发展的一个重要因素.基于3DUGIS中景观模型的表达原则与分类,分别针对抽象的点、线、面状对象提出符号匹配和三角剖分的批量三维模型构建方法.这种建模方法方便、快捷、自动化程度高,可广泛应用于城市景观中地面、河流、道路、绿地、规则建筑物、地下管线等地物的.三维建模.通过对上述三维模型快速构建方法的实现,验证了三维模型生成的效果和效率.
作 者：朱国敏 马照亭 孙隆祥 李成名 ZHU Guo-min MA Zhao-ting SUN Long-xiang LI Cheng-ming 作者单位：朱国敏,ZHU Guo-min(义乌市勘测设计研究院,浙江,义乌,32)
马照亭,孙隆祥,李成名,MA Zhao-ting,SUN Long-xiang,LI Cheng-ming(中国测绘科学研究院,北京,100039)
地理信息系统的数据模型与数据分析 篇6
1 地理信息数据的获取
通过GPS RTK技术, 掌上电脑或者全站仪等在野外可以直接采集到空间数据, 同时摄影测量, 合成孔径雷达干涉测量和机载激光雷达测量技术也可以通过不同方式获得地形信息。其中在数字摄影测量中, 主要的产品包括数字高程模型 (DEM) , 数字正摄影像 (DOM) 和数字栅格图 (DRG) 等。
虽然通过野外数据, 卫星图像和街道地址等可以获得数据源, 但必须运用数据转换方法得到符合要求的数据来分析和建模。对于特定的数据格式, 必须用专业的译码软件进行转换, 而中性或公共数据格式, 在GIS软件包中就有相应的软件。
2 矢量数据模型
矢量数据模型的数据, 计算机在处理数据时, 在空间中用x, y坐标和点将离散的空间表示为点, 线, 面, 然后再将空间关系和几何对象处理成为数字化的数据文件, 使计算机可以编译处理和访问。
矢量数据模型用点, 线, 面等几何对象来表达空间要素, 它可以非拓扑或者拓扑的。在拓扑统一地理编码格式数据库中, 点是0像元, 面是1像元, 线是2像元。该数据库不仅包括点线面, 也包括它们之间的空间关系。基于这种空间关系, 在数据库中可以将街区道路联系起来。
地理关系数据模型是矢量数据模型中的重要概念, 是指以独立的两个系统来分别存储属性数据和空间数据, 用要素标识码ID号来对二者衔接。以ESRI公司的coverage产品为例, coverage是拓扑的, 它支持连接性, 面定义和邻接性三种拓扑关系。多边形或者弧形作为图形文件存储, 而INFO文件夹与coverage共享同一个工作空间来存储属性数据。
基于对象的数据模型是矢量数据模型的最新成员, 它把地理空间数据作为其对象, 而对象可以表示成林区公路等这样的空间要素。另外它把空间数据和属性数据存储于同一个系统中, 并允许一个空间对象和其他一系列的方法和属性相关联。
3 栅格数据模型
对于连续变化的一些空间现象, 比如土壤变化, 降水量等, 矢量数据模型的表现不是很好, 对于这种连续的数据最好选择栅格数据模型。栅格数据模型是地理信息系统中不可缺少的数据模型, 它用规则的网格来覆盖空间, 网格中的各个像元的值表达了空间现象的变化。栅格由像元, 行, 列组成, 每个像元都有一个值, 用来代表该位置上的空间现象特征, 且可以分为浮点型和整型栅格数据。同时, 像元的大小也决定了栅格数据的分辨率, 像元越小, 分辨率越高, 但系统分析处理就越消耗时间。
栅格数据结构指的是栅格数据存储的方法和格式。主要包括逐个像元编码, 四叉树和游程编码。逐个像元编码把像元的值赋在行列式中, 游程编码用拥有相同像元值的组和行来记录像元的值, 而四叉树是用递归的方法将栅格分解成象限。
栅格数据和矢量数据可以相互转化, 当把矢量数据转换成栅格数据时, 首先建立能够覆盖矢量数据范围的栅格, 且所有像元的初始值为0, 然后改变点, 线的像元的值, 最后用多边形的值来填充轮廓线的内部;而想把栅格数据转换成矢量数据的时候, 则要经过线细化, 线提取, 以及拓扑关系重建这三个步骤。
4 矢量数据分析
根据GIS的应用领域不同, GIS的分析范围也不相同。在矢量数据的分析中, 包含建立缓冲区和地图叠置的重要概念。建立缓冲区把地图分成了两块区域, 其中地图要素包含点线面, 建立缓冲带从而产生缓冲区, 比如以地图中河滨缓冲区为例, 为了保护渔业, 在河两岸, 也就是线要素的两侧要形成一定宽度的缓冲区。另外, 地图叠置是指把图层的属性和几何要素组合, 从而形成新的图层。输出图层包含所有输入图层的属性, 但几何形状则是输入图层的交集。在GIS软件包中, 叠置方法都是基于布尔连接符, 也就是AND, XOR, OR。
5 栅格数据分析
栅格数据分析主要有栅格数据分析环境, 局域运算, 自然距离量测运算, 分区运算, 邻域运算, 地图代数等工具。数据分析环境中分析掩膜可以决定分析的范围, 但必须注意其中no-data的涵义为数据缺失。局域运算通过数学函数来得出输出栅格中的像元值;分区运算会测量每个分区的周长, 重心, 厚度和面积等。通过两个栅格来进行分区运算, 输出栅格对每个分区都进行概括后得到量测值和概括统计值。
6 属性数据的管理
GIS不仅包括空间数据, 也包括属性数据, 而属性数据用来描述空间要素的各种特征, 它的管理非常重要。通常属性数据以行列结构存放于属性表中, 分为要素属性表和非空间数据表, 分别用来存放几何要素和由数据库软件包管理的文件。一般采用数据库管理系统来管理这些属性数据。属性数据的输入包括输入字段, 选择数字化的方式以及属性数据的校核。数据库的管理包含表格中字段与数值管理和表格管理, 其中字段管理包含字段删除和添加, 通过分类和计算后可以生成新的数据。
在属性数据分类时, 首先用新字段存储分类的结果, 然后选择数据子集, 最后将选择的数据子集赋值。通过对属性数据的计算也能生成新数据, 过程是定义新字段, 然后通过公式计算将现有字段赋予新的属性值。
总之, 地理信息系统的数据是所有应用的基础, 由于地理信息系统在国家资源管理和灾害防控中有特殊的重要性, 其发展也日新月异, 因此, 对其数据的管理也会与时俱进。
摘要：本文主要研究了地理信息系统中的数据的获取, 矢量数据模型和栅格数据的模型的建立和数据分析的各种算法, 并讨论了属性数据的管理, 以此来对地理信息系统的数据有透彻的了解。
关键词：数据转换,矢量数据模型,栅格数据模型,数据分析,属性数据
参考文献
[1]朱光, 赵西安, 靖常峰.地理信息系统原理与应用[M].北京:科学出版社, 2010.
[2]崔铁军.地理信息服务导论[M].北京:科学出版社, 2009.
[3]朱定局.GIS数据结构与算法基础[M].北京:科学出版社, 2012.
地理模型 篇7
关键词：地理参考模型,标准化,地理标识语言,标准描述
0 引言
随着地理信息系统的迅速发展,信息标准化越来越受到重视,许多国家和国际组织都致力于结构化标准的研制。美国、加拿大等国家收集和研究本国的测绘和地理信息标准,建立了自己的空间数据标准和地理空间数据基础设施。国际海洋组织、国家水文组织等机构也都分别制定了各自领域的地理数据交换标准。尤其值得重视的是,国际标准化组织于1994年3月正式成立了地理信息/地球信息业技术委员会,负责制定ISO 19101地理信息系列标准。我国地理信息标准化从80年代初开始,在“七五”、“八五”期间以制定数据标准为核心,“九五”、“十五”期间则以地理信息共享标准化为主要内容[1],全面开展地理信息标准的研究与制订工作,研究、制定和发布实施了若干急需的标准,取得了很大的进展。
虽然国际和国内已经制定了许多地理信息技术标准,但针对我国国情而言,中小城市地理信息标准化还存在许多问题,如地理信息地方标准不够完善,地方地理信息标准滞后、协调性差,标准化体系不够完善,系统化不够等,这一系列问题阻碍了地理信息资源的共享,造成空间数据资源的极大浪费,严重制约了中小城市地理信息产业的发展。因此,尽快制定出适合中小城市的地理信息空间数据标准化体系,解决中小城市空间数据共享问题成为当务之急。本文在标准化原理和ISO191O1地理标准参考模型的指导下,依托苏州工业园区标准化项目,分析和整理了国内测绘标准,参照国际先进标准,制定出中小城市城市地理空间信息标准体系,研究其相应的技术支持,并对其实际应用描述数据标准提出方法,为以后空间数据标准的制定提供方便。
1 ISO 19101地理信息参考模型
1.1 标准简介
目前国外已经发布或正在研制的有三种地理参考模型[2],分别是FGDC地理参考模型,欧洲标准化委员会地理信息技术委员会(CEN/TC287)的“地理信息参考模型”和ISO 19101地理信息参考模型,其中ISO 19101地理信息参考模型是在各国专家共同参与下制定成的,该参考模型比较严密、系统和完善。
ISO 19101系列标准是为适应日益增长的对地理信息和地理信息服务的标准化需求制定的一套用于直接或间接与地球上位置相关的目标或现象结构的结构化的信息标准。该系列标准阐明地理信息定义、描述与管理的方法、工具和服务,包括在不同的用户、系统和地点之间,对数字或电子形式的地理数据定义、获取、分析、访问、表达和传输。
ISO 19101参考模型明确了地理信息标准化的目标是推动地理信息系统的互操作,包括在分布式计算环境下的互操作。此外,地理信息标准的制定原则包括:
(1)以信息技术的概念与标准为基础。在地理信息标准化的过程中,要将地理信息的概念与信息技术的相关概念相结合;在标准的制定过程中,要根据实际考虑采用信息技术标准或在其基础上制定适应地理信息的标准。
(2)独立于任何特定的实现环境或分布式计算平台。
1.2 域参考模型
ISO 19101用7个域参考模型表述地理信息的定义、描述和管理标准。第一个域参考模型是域参考模型的高层次视图(如图1所示)。其余六个扩展的域参考模型分别是应用模式模型、空间对象模型、定位(空间参照)模型、数据质量模型、元数据模型、通用要素模型。其中域参考模型的高层次视图有三个作用:
(1)提供ISO 19100地理信息标准系列的标准化范围的高层次的描述,阐述标准系列所使用的主要概念。
(2)阐明地理信息域存在的关系,以帮助理解系列标准之间的关系。
(3)提供地理信息域的完整表达,为扩展已有的ISO 19100系列或为新的标准制定提供基础。
2 城市地理空间信息标准化框架
2.1 标准体系的建立
本标准体系基于ISO19101标准化框架,紧密联系先进的计算机技术、网络技术和通讯技术,采纳、整合ISO19101地理参考模型定义的地理信息基本语义和结构,将地理信息概念的详细描述与信息技术的概念相结合,建立苏州工业园区空间数据标准化的基本框架。
城市地理空间数据的生产过程,是将获得的原始数据,通过采用不同的技术方法和手段,采集、变化和处理成规定形式的数据集,再经过生产过程检查及质量控制,制作成元数据文件,形成正式的地理空间数据产品,交有关部门或用户进行验收,或放入缓存数据库进行验证[3]。分析城市地理空间数据特点,本标准体系采用类似数据生产过程建立标准化体系结构。建立标准化体系流程示意图如图2所示。
仿照地理空间数据的生产过程,依照标准化原理,在采纳ISO19101地理参考模型基础上,将标准化体系分为城市地理空间信息基础标准,城市空间数据采集与处理规范,城市空间信息存储与管理规范,城市空间信息应用与服务标准和城市空间信息更新规范。在一级规范类下,按照城市功能分区不同、所含内容和对象不同等指标将一级规范细化,分为若干二级规范类,如城市空间信息存储与管理规范,分为术语规范、城市空间信息数据标准、城市空间信息分类与编码、数据库和地理信息系统标准、城市空间信息安全保密管理规范等。
按照数据采集、处理、存储手段的不同,将二级规范类细化为三级规范,如城市空间信息安全保密管理规范,分为空间信息分级用户规范、申请和分发审批规范、信息物理安全规范、信息处理设备的安全等。通过逐层次细分,形成最终的三级式标准化框架体系,并建立一系列的标准化体系详表。
收集、整理、归纳现有国家标准、行业标准和已有地方标准,按照不同的类别填充到标准化体系表中,形成苏州工业园区空间信息标准化体系(如图3所示)。同时参照国际国外先进标准,提出国内一些基础标准的制定参考,为国内相应标准的制定提供方向。标准化体系反映出现有国家、行业和地方标准的制定情况,提出下一步地方标准制定的方向和侧重点,加速地方相关标准的制定,满足中小城市现代化建设的需要。
2.2 标准化体系技术支撑
城市空间信息标准化能够提供一个通用的系统软件和硬件的应用环境,实现开发应用模块在各种平台上的移植[4],促进数据的共享,最终实现信息系统和数据间的互操作。城市地理空间信息标准化用途广泛,但是实现地理信息标准化,最终实现数据共享,存在关键的技术问题主要有:数据结构,数据模型和数据格式的统一;空间数据质量;空间数据挖掘;数据的互操作。
综合考虑网络技术、数据表达方式、数据模型等技术因素,实现数据的标准化,最终实现数据之间的互操作需要以下技术支持:
(1)通过统一的网络协议来实现不同系统间的基本通讯;
(2)通过实现在另一系统中以文件原有的格式打开和显示来实现文件系统间的互操作;
(3)通过实现程序在不同操作系统下运行,实现形式的互操作;
(4)通过实现查询和处理分布在不同平台上的公共数据库数据的能力来实现查询和访问数据库的互操作;
(5)通过应用统一的地理数据模型、服务模型和地理领域模型来实现地理信息系统间的互操作;
(6)通过实现利用翻译程序将数据库中的数据转换成所需数据实现语义的互操作。
3 数据描述标准化应用
3.1 数据标准的描述
传统的数据标准是以文本形式描述的,虽然制定方便且便于修改,但存在一系列明显的问题,如文本的数据标准不能表达标准内部逻辑关系;在标准的实施过程中过多牵涉人为解译,实施起来往往有悖初衷;标准修订需要太多周期,实效性不高等。因此,需要一种更为有效的方式来更好的描述空间数据标准,实现标准制定、修改和更新的时效性。
利用UML建模可以弥补传统文本标准内部逻辑表达不清的缺陷。UML作为一种统一的面向对象的可视化建模语言,是一种标准化的表示。通过建立UML图,能够清晰描述标准内部之间的逻辑关系,极大的推动标准的应用。此外,UML模型建立和修改都极为方便,便于标准的更新。数据标准的描述方式见图4。
XML语言可用于对数据标准的文本描述。XML作为一种自描述的可扩展性标识语言,通过定义自己的标记,建立文档类型定义(DTD)或者模式(Schema),以文本形式定义数据标准。基于严格语法定义的XML文本数据标准,可以避免在实施过程中人为理解因素的干扰。其次,基于文本形式的XML数据标准,具有可扩展性,便于修改、更新,而且不需要太多解译过程,可直接进行网络传输,增强数据文件的共享性。
GML作为XML在地理信息系统(GIS)方面的扩展,是严格按照XML标准制订的,它继承了XML全部特点,可用来描述地理空间数据[5]。GML提供适用于Internet环境的空间信息编码方式,用于地理空间数据传输和存储;GML允许对地理空间数据进行高效率的编码,而且提供一种容易理解的空间信息和空间关联的编码方式,将空间信息和非空间信息进行整合,将空间几何要素与其它空间或非空间要素连结起来;GML提供一系列公共地理模型对象,使各自独立开发的应用之间互操作成为可能。
3.2 基于GML的空间数据发布
UML作为统一建模语言,可以描述数据标准的逻辑结构,而GML作为地理标识语言,可用于对地理空间对象的描述。因此,可以通过UML对空间对象建模,利用GML语言建立模式(Schema)描述空间对象,形成GML Application Schema文件。在Arc GIS 9.2及以上版本中,软件支持GML文件中简单的要素数据,可以实现GML到Geodatabase的转换,添加地理空间数据,得到所需的空间数据集。
3.3 基于Visio 2003的UML建模
在Arc GIS下的casetools文件夹中,利用Geodata Base提供的Arc Info UML Model(Visio 2003)模板,建立自己的Geodata Base的UML模型。
XMI是基于XML的元数据描述语言,它使用扩展标记语言(XML),为程序员和其它用户提供元数据信息交换的标准方法。利用ERSI提供的XMIE Xport控件,在Visio2003环境下,通过加载项中的ERSI XMI Export将建立的UML Model转化为XMI文件,并保存在Arc GIS安装目录下面的XML Schema文件中,并利用Visio2003提供的semantics Checker检验模型的正确性。在Arc GIS 9.2版本下,利用Arc Catalog中的case Schema creation将XMI文件转换为Geodatabase文件,添加地理空间数据信息,形成所需的地理空间数据集。
在园区管线空间数据转换中,按照上述方法将管线数据分为注记、点、多义线,多边形,建立Pop Line地理空间数据库。通过将园区管线CAD数据转换为shp文件,导入空间数据库,形成最终所需的Pop Line空间数据集。园区管线Pop Line的Geodatabase空间数据集视图如图5所示。
4 结论
基于地理参考模型和标准化原理建立的城市地理空间数据标准化体系,明确反映我国现有国家、行业测绘标准现状,为中小城市地理空间数据地方标准的制定提供方向,并在苏州工业园区实际生产中得到了验证。
利用UML描述数据标准的逻辑结构,XML描述文本数据标准,GML描述地理空间对象,可以弥补文本标准的缺陷,并实现数据标准制定、修改和更新的时势性。通过UML建模,GML和UML描述数据标准,建立符合数据标准的空间数据库。添加地理空间数据,可以直接得到所需的符合统一数据标准的空间数据集。
因此,通过UML、XML和GML可以实现对数据标准的严格描述和转换,解决文本标准在制定、执行等过程中出现的系列问题,加速中小城市地理
空间数据标准的制定进程。但是在实践中要考虑与现有标准的继承和衔接,制定标准要依据科学的参考模型,建立完整的体系结构,还要兼顾标准制定与应用实施的统一。
参考文献
[1]何建邦,蒋景瞳.我国地理信息标准化工作的回顾和思考[J].测绘科学,2006.
[2]姜作勤.刘若梅等.地理信息标准参考模型综述[J].国土资源信息化,2003,(3).
[3]阎正.城市地理信息系统标准化指南[M].北京:科学出版社,1998.
[4]王凤霞,张超.上海市地理信息系统标准化问题研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),2004.
地理模型 篇8
一、合作探究流程介绍
我们高一每班首先采取了小组合作研究的方式, 每组7至8人, 推选一位组长。通过课活时间分5至6次完成探究任务。组长组织安排每次活动中各成员的分工与合作, 并记录详细的活动过程。活动过程中亦需要教师正确的指导, 而且要制定一个评价标准, 帮助学生有效调控自己的学习过程, 培养学生理论联系实际的能力。具体探究过程如下:
三圈环流的假设条件与前提。活动开始后, 由主持人交代活动内容, 各个组员展示自己所搜集的资料, 假设条件是“地球不自转, 地球表面均匀, 不考虑地球自转偏向力, 不考虑海陆差异”, 形成“一圈环流”。在活动过程中, 再让学生联系地球自转, 地表均匀会对大气环流造成什么影响, 明确了三圈环流是地球表面冷热不均再加上地转偏向力所致, 对于气流的运动有了初步的了解, 然后小组讨论近地面的摩擦力对近地面风向的影响, 并且在大家积极思考和查询资料后得到了结论。这样从简到难地研究, 有利于学生脑海里形成一个空间立体的三圈环流模式。通过把复杂的地理事物分解, 在学习中, 既巩固了课本理论知识, 同时也可降低模型制作的难度。
学生记忆了近地面7个气压带、6个风带的名字及在地球上的具体位置。同时也对高空的大气运动进行了简单的分析和思考, 之后, 小组成员绘制了一份三圈环流简图, 将自己对于知识的理解用文字、符号、图形先在平面上表达了出来。这次三圈环流简图的绘制为学生之后立体模型的制作打下了良好的基础。
绘制完平面图, 学生开始为制作模型准备材料, 大家各抒己见, 同心协力地出谋划策, 初步形成两种观点:第一种有人提议用“篮球”当作地球, 用丝带缠在铁丝上来代替上升下沉气流和近地面、高空的水平气流, 优点是立体、直观, 方便理解。设想固然不错, 但缺点是实际实施的难度太大和丝带铁丝等成本太高, 并且丝带不能很好的指示气流运动方向。第二种提议是球体模型难度较大, 可以将地球“切割”, 平展开, 只制作“一部分”的地球, 这样既可看到效果, 又明显降低了难度, 材料用硬纸板、彩纸、彩笔就可完成。
最后, 就进入到了最重要的模型制作, 这既是对同学们知识的检验, 又是对同学们动手能力的考验。模型制作开始, 首先对于材料有一个整体的认识, 同时也意识了到实际所选材料的局限性, 对于不合理或实施难度大的地方进行修改。然后由组长分配工作, 先大致做出气流环绕的模型, 对于纸板的连接处进行固定粘贴、修饰, 然后再添加一些细小的零件, 如表示气流的小纸板与箭头的固定;待整体模型成型后, 再对模型整体进行修改和完善。
二、“三圈环流”模型的制作步骤及优秀成果展示
(一) “三圈环流”模型一:
1. 模型制作材料:橡胶球, 油漆, 铁丝, 彩色胶带, 卡纸、剪刀
2. 模型制作的具体步骤:
⑴.组织购买橡胶球, 并在其上喷涂白漆
⑵.在风干后的白球上用彩色胶带标识气压带和风带
⑶.用铁丝在模型上架起支架, 再用卡纸剪成箭头固定在铁丝架上表示气流方向
⑷.模型完成
(二) “三圈环流”模型二:
1. 模型制作材料:硬纸板、彩色卡纸、双面胶、刻刀、剪刀、订书器
2. 模型制作的具体步骤:
首先, 将硬纸板裁成宽约13.2cm, 长约34cm的长方形, 再用蓝色卡纸将其装饰一下;之后再裁出七个小纸板, 表示气流, 其中用红色纸板表示上升气流, 蓝色纸板表示下沉气流, 再在大硬纸板上用刻刀刻出5个与小纸板宽度相同 (可略大) 的凹槽, 余下两个小纸板固定在大纸板两端;剪出10个小箭头, 表示气流运动方向, 之后在粘在5个小纸板上, 将组装完毕后的纸板装入凹槽;剪出12个长的, 有箭头的纸条连接小纸板, 即成圈状, 因为用双面胶固定有些不牢固, 所以制作过程中也用到了订书器。最后用记号笔勾勒出与纸板颜色相近的箭头形状, 在旁边标上气压带风带的名称, 以便观看。模型制作完成。
三、“三圈环流”模型制作的意义
(一) 积极动手, 注重实践
学生在模型制作过程中, 组内的每位成员都积极地参与进去, 提出自己的看法, 共同动手帮助总负责人。学生不仅提高自己的动手能力、理论联系实际的能力, 还利于提出自己独特的观点, 加深对地理知识的理解与应用, 让地理实践性教学落到实处。
(二) 重视过程
地理实践性学习注重学生的活动过程而并非活动结果, 诸如思维方式的展开、知识的整理与综合等, 都是在过程中体现出来、重视过程就是重视知识的应用, 重视体验, 在活动中使学生的使命感、责任感和自信心、进取心得到自我提高与升华。
(三) 评价及时, 教学相长
模型制作成功后, 学生从模型外观美观与否、科学性、创新性等方面进行了点评, 并通过实物展示和幻灯片演示在高一学年组进行评比, 在“三圈环流”模型和知识讲解的过程中, 学生更透彻理解了这部分知识, 很好的突破了教学重点和难点。
摘要：如今的新课标重视学生能力的培养和学生对地理问题的探究, “三圈环流”模型制作过程是学生合作探究的过程。“三圈环流”两类模型的详尽制作步骤及优秀成果图反映了同类地理实践性教学的优势: (一) 、积极动手, 注重实践; (二) 、重视过程; (三) 、评价及时, 教学相长。
地理模型 篇9
随着品牌无形资产生命力的展现和资本化的发展, 品牌价值决定要素分析和评估研究成为研究品牌建设和价值提升的理论热点,Aaker[3]提出的品牌资产十要素( brand equity ten) 模型,英特品牌集团公司( Interbrand Group) 的Interbrand模型[4],美国整体调研( total research) 的品牌资产趋势( equitrend)模型[5]等分析工具应运而生,分别从不同维度评估品牌的价值。卢泰宏等[6,7]研究提出“品牌价值”三种概念模型:财务会计概念模型、基于市场的品牌力概念模型和基于消费者的概念模型。随着市场经济发展,品牌价值评估运用到各行各业。Kim和Kim[8]以高级酒店为例,分析了品牌价值与企业绩效之间关系。宁陵[9]以碳酸饮料行业为例,探讨了提升品牌实力的途径。
农产品地理标志是一种特殊品牌, 是品牌和农产品的结合,使农产品更具集团性、地域性、独特性等特点。我国农业生态环境多种多样,再加之丰富的人文历史资源, 形成了一批具有丰富人文地理内涵的地理标志农产品,如西湖龙井,平谷大桃,烟台苹果等,它们代表的不仅是产地区域特征,更代表品质和风味。品牌能兴农,商标能富农,但是目前我国也存在对农产品地理标志只注重申请登记, 不重经营管理和价值挖掘的情况, 尚未发挥地理标志带动区域农业经济发展的品牌效用。因此,本文以山西省某地理标志农产品为例, 运用Interbrand模型评估其品牌价值,分析影响地理标志价值的因素,为进一步保护、发展、经营农产品地理标志提供有效对策。
1 农产品地理标志概况
1.1 我国农产品地理标志发展
我国地理标志保护工作开展近30年以来,形成了农业部、工商总局、质检总局三个部门共同管理,商标体系和专门保护体系并行的“三驾马车,两套体系”的管理体制。在原有的工商总局和质检总局的地理标志登记管理制度基础上, 为了进一步推动我国农业品牌化发展,保障农产品质量安全,加强农业知识产权保护,2007年12月25日农业部发布《农产品地理标志管理办法》 ,专门对农产品地理标志产品进行登记保护。截止2013年底,经过现场核查和专家评审,4 451件农产品地理标志予以登记颁证,其中农业部登记1 376件,质检总局批准1 534件,工商总局注册1 541件[10]。农产品地理标志数量快速增加,逐渐形成以山东省( 12.49%) 、四川省( 9.6%)为代表的优势区域和以种植业( 77.61%) 为主要类型的优势品种[8]。申请人类型多样,社会组织积极踊跃,其中以农民专业合作经济组织和协会为主。
随着农产品地理标志品牌的培育, 有力地带动了地理标志农产品( 以下简称地标产品) 增效、农民增收。据统计,地标产品价格普遍上涨20%-30%,有的价格甚至成倍上升, 以延庆国光苹果为例,自2009年11月取得农产品地理标志证书以来 , 销售价格从2009年的10元/kg, 涨到2010年的16-18元/kg,市场上出现了“一果难求”的现象。农产品地理标志辐射带动效应明显, 极大的促进了当地农产品加工业的壮大,同时带动了冷藏、物流等相关服务业的发展。农产品地理标志品牌建设成地方农业部门优化产业结构,提升农业竞争力的重要抓手。
1.2 评估对象概况
本次评估地标产品是中国十大名枣之一, 素有“八个一尺,十个一斤”之称,个大皮薄,核小肉细,既能鲜食,又能加工,曾获多项国内国际奖项,可谓是誉满三晋,名扬九州,蜚声海外。2008年该地标产品成为农业部首批公布的28例地标产品之一,其地理坐标位于东经111°17′-111°24′, 北纬37°28′-37°54′,产区为山西省交城县天宁镇、夏家营镇、西营镇、洪相乡、岭底乡、西社镇。
地标产品隶属于交城县,最大年产量3000 t,是该县重点发展的三大产业之一,已纳入《交城县农业产业发展规划》、《红枣、核桃优势农产品2011-2015年发展规划》。作为地标产品管理部门的交城县农业委员会具有从事农产品地理标志的专职工作人员2人,其中从事质量监管的专业技术人员1人,用于地标产品管理的年度经费为4万元。山西天骄食业有限公司为该地理标志的唯一使用企业, 也是省级农业产业化龙头企业和省乡镇企业系统重点扶持的30家企业之一,具有长期固定销售渠道。该企业在管理地标产品工作中, 具有从事农产品地理标志品牌管理人员5人, 其中从事质量监管专业技术人员2人,用于地标产品生产销售的年度经费20万元。
2 研究方法
2.1 理论框架
采用Interbrand模型评价农产品地理标志的价值,该模型以市场表现为主要的评估依据,以货币现值作为价值评估结果[11]。评估过程( 图1) 涉及产品销售的客观数据和品牌强度权重的专家评分[12,13]。
2.2 计量模型
Interbrand品牌价值评估是基于未来收益的测算方法, 通过贴现率将未来收益折现为农产品地理标志价值[14,15]。品牌纯收益是企业收益除去非品牌收益的 剩余收益 , 一般采用 沉淀收益( residual earnings) 乘以品牌在利润中的贡献率的方式计算 ;品牌贡献率借鉴了品牌忠诚因子的计算方法, 以价格为主要变量[16]。其计量模型为:
图 1 Interbrand 品牌价值评估框架流程Fig. 1 Interbrand value evaluation process framework
其中:
式中:V为地理标志品牌价值,R为地理标志品牌纯收益,S为地理标志品牌强度,Q地理标志品牌在利润中的贡献率,L代表地理标志企业的沉淀收益;Pn为过去n年平均售价,D销售价格标准差;Rm为主营业务收入,Cm为主营业务成本,Cs为销售费用,Ca为主营业务税金及附加,At为使用的有形资产,Rb为行业平均资产利润率,R' 为贴标签的地理标志产品的销售收入;J为专家打分,R为因素模糊数,A为评语集的隶属度,A1为A的归一向量,M为评价标度,B为综合评价结果 ( 即S) ,I为品牌乘数,r是贴现率。
2.3 变量选择
品牌强度变量选择主要是根据Interbrand模型的“7因素”,包括市场性质、稳定性、市场地位、行销范围、品牌趋向、品牌支持和品牌保护,结合品牌发展的实际情况进一步细化, 确定了18个二级指标( 表1) 。
2.4 数据来源与参数计算
为了保障数据的完备性和对应关系, 选取有生产销售记录以来的品牌发展数据,包括产业规划、销售渠道、生产能力、品牌荣誉等;为了避免企业因投资失败,新业务拓展等其他因素导致企业利润下降,取2008-2012年企业的生产、财务、销售数据,以上数据主要源于地标产品基层管理部门山西省交城县农业委员会提供的宏观数据, 交城县农业技术推广中心提供的行业资料, 地标使用单位山西天骄食业有限公司提供的有关财务,IPA361数据库中的行业数据和品牌数据,公开媒体上发布的相关信息,如统计年鉴、地方志、政府工作报告以及新闻媒体等。
根据企业2008-2012年的财务和生产数据,为了避免其他因素对沉淀收益的影响, 取地理标志企业5年沉淀收益。根据地理标志产品的实际情况,通过专家打分对权重进行了确定得到的是7因素的权重分配:
J=( 0.06,0.11,0.27,0.12,0.10,0.22,0.12)
结合相关数据,得到具体数据( 表2) 。运用模糊综合分析法,经归一化处理得:
A=( 0,0.031,0.384,0.585,0)
B= 7.11
I=3.77
r=0.27
注:对地理标志的品牌强度评价分为{非常好,比较好,一般,比较差,很差},对应的隶属范围为{8- 10, 6- 8, 4- 6, 2- 4, 0- 2},对应的模糊数为{9, 7,5, 3, 1}。
3 结果与分析
3.1 品牌价值分析
2008-2012年产品沉淀收益由9.69万元上升到540.56万元,呈增加趋势( 图2) ,品牌盈利能力逐年上升,品牌发展态势良好。沉淀收益主要受主营业务收入、贴标销售收入、主营业务成本、销售费用和使用的有形资产等因素影响。
主营业务收入和贴标销售收入呈增加趋势,其中2009年和2010年均较上一年成倍增加,2011年和2012年增长趋向平稳。主要是由于2008年地标产品成为农业部首批认证的地理标志农产品, 品牌效应明显, 导致前两年销售价格和销售量大幅度增长, 因此主营业收入和贴标收入成倍增长;20102012年销售价格稳定在30-40元 , 销售量保持在1 520万吨以上并稳定增长 , 市场销售情况稳中有进,因此增长趋势趋向平稳,此阶段主营业务收入平均增长率为13.44%。
主营业务 成本呈增 长趋势 , 其中2009年和2010年均较上一年成倍增加 ,2011年和2012年增长趋向平稳。2008-2012年单位成本保持在16元/kg左右, 可见销售量是导致主营业务成本变化的主要原因; 2010-2012年销售量稳定增长时主营业务成本平均增长率为12.76%。另外,使用的有形资产呈增长趋势,是由于品牌市场销售情况良好,企业扩大生产线,投资厂房和设备所致。
销售费用2009年较上一年激增,2010年回落,2011-2012年增长趋向平稳。由于2009年企业大力拓展省内外市场,品牌销售费用主要的差旅费、运输费、销售服务费,到2010年时企业已摸清区域市场需求量和消费规律, 据此完善了产品物流与销售策略,2010-2012年销售费用主要用于仓库租赁和销售服务费。
通过对品牌沉淀收益影响因素的分析发现,2008年和2009年由于品牌效应 , 品牌进入快速发展期,各项指标均快速增长,但规律性较低,因此选择2010-2012年品牌稳定期为主要分析时间段。由于该阶段销售费用、主营业务税金及附加费用、有形使用资产与行业资产利润率的乘积的三项之和只占主营业务成本的8%,因此主营业务成本、主营业务收入和贴标销售收入是影响沉淀收益的主要因素。贴标销售收入与主营业务收入比保持在70%左右,相对稳定,说明主营业务收入是沉淀收益主要来源。销售价格和单位成本相对稳定, 销售量增加为主营业务收入和主营业务成本增长的主要因素, 因此销售量增加成为促进沉淀收益增长的关键因素。
在农产品地理标志持续使用的前提下, 得出其品牌价值为2849.8万元。2010-2012年品牌加入稳定增长期,主营业务收入增长率大于10%,说明品牌处于成长期,尚未面临产品更新的风险,沉淀收益增长率在45%左右,品牌收益效益良好,因此品牌发展能力强劲,品牌价值仍有提升潜力。
3.2 品牌实力分析
品牌强度 为7.11, 品牌乘数 为3.77, 由Interbrand公司就品牌乘数与品牌实力换算的生长曲线(“S”型)[17,18]可知,品牌实力为32.89,处于中等偏弱地位( 图3) 。主要原因体现为:1) 市场性质制约,相对同类产品地标产品历史年限短,品牌影响力有限。2) 品牌支持和品牌保护不完善,政府只把品牌纳入农业规划,没有明确的宣传推广计划、投资鼓励和产业优惠政策; 企业品牌保护没有具体人员权责分工,工作人员主要从事质量监管,无人从事品牌经营保护和品牌形象维护。3) 市场地位、行销范围、品牌趋向的竞争力发挥有限。
图 2 2008-2012 年沉淀收益及其主要要素变化趋势Fig. 2 Trends of residual earnings and their main element changes in 2008-2012
地标产品肉质细而松脆,味甜汁多,含有人体所需的多种矿物元素和维生素及环磷酸腺苷等物质,品质优异,营养丰富;获国内外多项大奖,蜚声海外,具有一定市场影响力。品牌最大年产量为3 000 t,2012年收购销售量仅为1 800 t, 品牌生产潜力大;品牌30%-40%本省销售,60%-70%销往省外,且于2013年开始出口业务 ,销售格局结构合理 ,市场推广战略有效。地标产品虽具有以上竞争优势,但营销过程中却没有完全发挥自身优势, 品牌推广没有突出品质亮点,单纯依赖市场推广,缺乏多元化产品,不能满足消费者多层次需求, 因此市场竞争力发挥有限。品牌强度虽然存在劣势,但未来可以通过加强企业品牌建设和政府扶持完善,提升品牌实力。
4 结论与建议
4.1 结论
基于Interbrand模型对地标产品的品牌价值进行评估,得出品牌价值为2 849.8万元,通过对品牌价值构成因素的分析发现,2008-2012年沉淀收益增长趋势良好,品牌贡献不高,品牌实力中等偏弱,但随着品牌市场销售进入稳定阶段, 沉淀收益较好增长势头继续保持,品牌贡献率将提升,品牌强度中不足因素逐步完善,品牌价值仍具有较大提升空间。
4.2 建议
1) 优选品牌化战略,提升品牌竞争力。基于品牌贸易格局发展战略,顶层设计产品品牌形象,提升地标产品竞争力,使地标产品成为一匹黑马。从地标产品“省内外结合,逐步开发海外”的贸易格局出发,企业可以推出“乡土战略”、“走出去战略”和“精品战略”,针对不同品牌战略,挖掘品牌特色,提升品牌辨识度。其中,乡土战略主要针对本省市场,基于已有消费基础,品牌上突出“区域优势”,包装可以辅以当地名胜或人物形象,营造地域亲切感。走出去战略主要针对省外和国外业务, 省外品牌战略侧重山西独特的气候和自然资源宣传, 国外业务的重点在于历史韵味彰显,以“华夏文明的摇篮”卖点。精品战略主要是拓展产品的宽度,延长产品线的长度,推出组合类产品,如枣汁、枣片、枣干等。实现品牌高端化发展,采取“一等原料,二等加工,三等价格”模式,必须针对不同的消费群体推出不同包装形式, 自用消费的经济适用, 礼品慰问的高档大气, 才能巩固老顾客,发展新客源。三大战略结合,满足消费群体多层次的需求,设计具有立体感的品牌形象,相互借力,相得益彰,提升品牌实力。
地理模型 篇10
关键词：煤矿,地理空间数据,一体化管理,数据模型,数据结构
0 引言
随着地理空间概念的拓宽、地理信息科学理论研究内容和地理信息系统应用领域的不断拓展, 深入研究煤矿地理空间数据管理成为煤矿GIS应用研究的基础。煤矿地理空间数据是一个动态积累的过程, 是一种时间序列数据, 从资源勘探阶段、矿井开拓阶段到生产阶段直到资源开采完毕, 空间信息量越来越大, 反映空间实体的准确程度越来越高;空间信息要求长期保存, 随时调用, 进行多专业的综合分析和应用。因此, 有必要对煤矿地理空间数据进行科学、系统的管理。
本文首先深入研究了煤矿地理空间数据的特点, 进而提出了基于煤矿地理空间数据的一体化管理模型, 针对不同的数据源分别采用了不同的数据模型, 并建立了相应的数据表结构, 旨在更好地实现煤矿瓦斯、水害的预警分析, 防范瓦斯、水害事故的发生。
1 煤矿地理空间数据特点
煤矿地理空间数据从组成形式上说, 与通常的地理空间数据没有太大区别, 同样是由空间特征数据、属性特征数据以及时间尺度3个部分构成。但是, 这些数据只是反映一个空间点或一系列空间点对象, 若重构一个复杂空间实体则需要依据一定的规则来实现, 否则出现新的控制点数据时, 若按照相同规则重构该空间实体, 就会发现它可能完全不同于原来的面貌。如断层的出现会导致原来连续的地层被错开或出现逆冲现象, 如图1所示, 地层1由于断层1控制点数据的出现而客观反映为地层逆冲, 地层2由于断层2控制点数据的存在而客观反映为地层错开。实际生产中断层落差大小将影响正常生产, 如果断层落差大将可能出现采煤机搬家的现象。
显然, 煤矿地理空间数据除具有通常空间数据的特点外还有自身的特点。
1.1 多源异构性
煤矿地理空间数据来源于地质、测量、通风、安全、调度等很多专业部门数据。不同专业部门在处理数据的环境与数据格式上存在一定的异构性。同时, 同一部门也可能存在一定的多源性与异构性, 表现最为明显的是安全管理数据, 它来自于实时监测、通风解算以及通防设施数据等。
1.2 动态控制性
动态控制性主要体现在资源调查、建井与煤矿开采整个过程中地质实体的逐步确定与精确表达, 如图2所示。随着开采工作的不断深入, 控制煤矿地质实体的数据也在不断增加, 即对地质体的控制越来越精确。煤矿地理空间数据的动态控制性充分表明控制地理实体数据的不完备性。
1.3 实时性
煤矿采、掘系统是一个动态的、控制的过程, 不断地获取空间数据, 并且不断地影响煤矿开采生产。因此, 必须实时更新变化的空间数据, 其中自然灾害隐患数据 (如瓦斯、风速、矿压等) 必须依据传感器的实时获取, 并在相关图形上动态显示、评价预警分析, 以指导安全生产。
1.4 强耦合性或强协作性
煤矿地理空间数据是多源的、异构的, 但它们不是孤立的, 而是具有极强的耦合性与相关性。煤矿开采必须以地质测量的空间数据为先导, 即通风系统、生产系统、设计系统与瓦斯监控系统的布置都应建立在采掘工程平面图的基础上。以煤矿地理空间数据为基础的各部门协作关系如图3所示。
2 煤矿地理空间实体及其表达
地理空间实体是组成地理空间的基本对象, 有3个最基本的特征:空间要素、属性要素和时间要素。由于地理空间实体具有复杂性和多样性的特点, 兼顾这3个基本特征将其分为点状地理空间实体、面状地理空间实体、线状地理空间实体以及体状地理空间实体。在煤矿地理信息系统的应用中, 地理空间实体的表达是实现地理数据的组织、存储、运算与分析的基础, 其表达基本上是基于矢量方式的。
2.1 点状地理空间实体
点状地理空间实体即空间中的一个点, 可以表示为 (x, y, z, a, t) , 其中, (x, y, z) 表示地理空间实体t时刻的坐标位置, a表示地理空间实体t时刻的属性集, 即属性值的集合。当点状地理空间实体投影到二维地理空间时, 则将z归入到a中成为该实体的属性信息。巷道测点就是一类典型的点状地理空间实体, 如图4所示。
2.2 线状地理空间实体
线状地理空间实体是表示t时刻空间中的一个线划要素或者地理空间对象的边界 (如井田边界、建筑物边界等) , 可以表示为一组空间离散点的集合 ( (x1, y1, z1, a1, t) , (x2, y2, z2, a2, t) , …, (xi, yi, zi, ai, t) , …, (xn, yn, zn, an, t) , A, t) , 其中, n为大于1的正整数, (x1, y1, z1, a1, t) 表示为起始点, (xn, yn, zn, an, t) 表示为终止点, A表示t时刻线状地理空间实体的属性。
2.3 面状地理空间实体
面状地理空间实体就是空间中的面状要素, 即由线状地理空间实体包围形成的空间区域对象。在二维欧氏平面上, 可以是单个空间区域或多个空间区域, 表达式为 ( ( (x1, y1, z1, a1, t) , (x2, y2, z2, a2, t) , …, (xi, yi, zi, ai, t) , …, (xn, yn, zn, an, t) ) , A, t) , 其中, x1=xn, y1=yn, z1=zn。zi 归入了各自的属性ai中, A表示t时刻面状地理空间实体的属性。煤矿地理空间中的地层面 (如煤层、标志层等) 是典型的面状地理空间实体, 它是一个时间的函数, 即随着开采的不断推进, 控制地层的数据 (xi, yi, zi, ai, t) 不断增多, 则构建出的地层状态也在不断发生变化。图6所示的某层煤底板等高线就是在图5所示的原有控制点数据的基础上补勘增加了2个钻孔360和361, 可以看出煤层底板的形态发生了一定的变化, 但这还不是其最终的状态或客观存在的状态。
2.4 体状地理空间实体
体状地理空间实体就是三维空间中的地理实体, 它是1组或多组闭合的面状地理空间实体包围形成的复杂地理空间对象。体状地理空间实体也是一个时间的函数, 但由于煤层的勘探、开采过程中控制地理实体的数据不断增多, 因此, 其表达上不能建立固定的模型, 即必须依据动态修正模型才能满足实际的需要并达到生产的精度要求。
从上述分析可看出, 煤矿地理空间中存在多种地理空间实体, 它们是时间的函数, 即O=G (∑ (xi, yi, zi, ai, ti) ) 。开采的过程中, 虽然控制点数据和客观地理实体是确定的, 但是由其控制的地理实体在认知上却发生了变化。由随时间变化的煤矿地理空间实体组成的煤矿地理空间形态在逐步变化, 这些变化可能导致矿井自然灾害隐患的发生并形成灾害。因此, 矿井自然灾害隐患识别、决策分析都离不开煤矿地理空间数据的动态变化。
3 煤矿地理空间数据一体化管理数据模型
如何存储与管理煤矿地理空间数据、矿井瓦斯与水害隐患数据以及相关评价指标体系数据, 是解决矿井瓦斯、水害防治系统的核心问题。针对不同数据源分别采用E-R数据模型、面向对象数据模型以及对象-关系数据模型进行混合一体化管理相关数据是实现系统应用的最佳解决方案。
3.1 实体-联系 (E-R) 数据模型
实体 (Entity) 就是指问题域中人、事、物、地点等客观存在的具体事物以及抽象的概念, 即现实世界中可区别于其它对象的一个“事件”或一个“物体”, 例如每个钻孔是一个实体。数据库中的实体通过属性集合来描述, 例如, 巷道断面、巷宽、巷高、中线和方位角属性描述了某条巷道。联系 (Relation) 是实体间的相互关联, 是指2个或多个实体之间的一种自然的对应关系, 例如地层与钻孔的关联。E-R模型图是实体-联系模型的符号化表示, 直观地表示实体的概念模式, 是地理实体数据总体逻辑结构的直接反映。图7为井下钻孔作为实体对象的E-R模型图。
符合E-R模型的数据库可以表示为一些表的集合, 数据库的每个实体集和联系集都有唯一的表与之对应。E-R模型是关系表设计的基础, 即确立了E-R模型就可以确定关系表的数据结构;也就是说一旦对象实体的E-R模型确定, 就可以确定该对象实体的关系数据模型。
3.2 面向对象数据模型
在地理信息系统中, 面向对象数据建模就是运用面向对象技术, 将GIS处理的地理目标或实体抽象为不同的对象, 建立各类对象的E-R模型图, 然后将各类对象的属性与代码封装在一起。一般是将地理空间目标抽象为节点、中间点、弧段、点状地物、线状地物、面状地物、复杂地物、无拓扑关系的面条地物 (如等高线) 等一系列对象。
分类、概括、联合和聚集4种数据处理技术和继承及传播工具为面向对象数据模型的建立奠定了坚实的基础, 图8为煤矿地理几何实体的面向对象数据模型 (Object Oriented Data Model, OODM) 图。
3.3 对象-关系数据模型
对象-关系数据模型是关系数据模型的扩展, 提供了一个面向对象的、类型更加丰富的系统, 同时将一些成分加入到关系查询语言 (如SQL) 中以处理一些新增的数据类型, 即以关系模型和SQL为基础, 全面支持面向对象特性, 同时允许用户创建新的数据类型及相关的函数和操作符并注册到系统中。
矿井GIS中, 基于对象-关系数据模型的数据库系统可以扩充所需要的基本数据类型、函数和操作符。例如: (1) 扩充的数据类型可以有:point, 以 (X, Y) 表示;line, 用代表线段两端的1对点表示。 (2) 扩充的函数可以有:diatance (point, point) , 点点间距离, 返回数值;distance (point, line) , 点线间距离, 返回数值;distance (point, polygon) , 点到多边形的距离, 返回数值;distance (line, line) , 线线间距离, 返回数值;distance (line, rectangle) , 线到矩形的距离, 返回数值;contained (point, polygon) , 点是否被多边形包含, 返回布尔值。
由于对象-关系数据模型完全支持面向对象的特性, 因此, 可以依据面向对象数据模型的方法将复杂地理对象细分为点状对象、面状对象、线状对象和其它复杂地理对象的任意组合, 同时采用基于关系表的数据结构进行存储。
4 煤矿地理空间数据一体化管理数据结构
煤矿地理空间对象主要是点状对象、线状对象、面状对象以及它们组合的复杂对象, 同时其地理信息不仅仅是空间位置, 还有空间的拓扑关系以及地理对象的时态性。基于这样的特点, 本文设计的地理空间对象的数据表结构如表1、表2、表3和表4所示 (4个表的第一行为属性注释、第二行为属性、第三行为属性数据类型) , 表中属性值赋予相应的时态值以表示煤矿地理空间对象的动态变化。
5 结语
煤矿地理空间数据管理是煤矿GIS应用研究的基础, 而煤矿地理空间数据的动态性决定了不能采用常规方法对其进行建模。本文提出的煤矿地理空间数据一体化管理的数据模型及其数据结构是根据我国煤矿地理信息系统的具体情况而设计的, 对实际开发工作具有一定的指导意义。
参考文献
[1]毛善君.煤矿地理信息系统数据模型研究[J].测绘学报, 1998, 27, (4) :67~72.
[2]吴立新, 殷作如, 邓智毅.论21世纪的矿山——数字矿山[J].煤炭学报, 2000, 25 (4) :337~342.
[3]张海荣, 毛善君, 许友志.煤矿地测综合管理系统研究[J].中国矿业大学学报, 1999, 28 (5) :429~432.
[4]毛善君, 刘桥喜, 马蔼乃, 等.“数字煤矿”框架体系及其应用研究[J].地理与地理信息科学, 2003, 19 (4) :56~59.
[5]毛善君.灰色地理信息系统——动态修正地质空间数据的理论和技术[J].北京大学学报:自然科学版, 2002, 38 (4) :556~562.
