地理信息技术的应用笔记范文

前言：我们精心挑选了数篇优质地理信息技术的应用笔记文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

【关键词】GIS；电力系统；配网巡检；设计；应用

当前，电力系统的巡检工作多数由人工来完成，巡视人员对设备缺陷及运行状态做好记录，然后将其录入生产管理系统，进入到处理流程。这种方式的不足在于经过两次录入使工作量加大，失误增多，还有就是巡检的覆盖范围较小。因此必须采用一种有效的巡检方法解决传统方式的不足。

1.电力配网巡检工作的现状

供电企业为保证辖区内输电线路的安全运行，要定期排除巡检人员对线路及设备进行检查，以便发现隐患，及时进行处理，巡视工作保证了供电的安全。然而在实际工作中，也遇到一些问题，主要有：首先，巡检人员责任心不强。往往会出现设备漏项或漏检问题，巡检人员是否对每个设备、每根电杆进行检查，无法查证，所以很难保证巡检的质量；其次，巡检人员素质差异对巡检质量的影响。受自身认识及经验的影响，每一个人对检查的项目及设备的理解也不同，所以检查的效果也是不同的，有的复杂，有的简单，很难了解到设计及线路的真实运行状态；第三，巡检速度慢。采用笔记记录的方式进行巡检，需要花费大量的时间才能完成；第四，巡检资料保存及查询困难。大量的巡检记录在进行收集、整理、分析时，工作量大，花费时间长，且资料容易丢失；第五，管理人员单靠巡检记录进行判断，难以对巡检人员的工作数量及质量进行定性的、准确的评估。

2.GIS配网巡检系统设计及功能

GIS电力配网巡检系统是对传统巡检方式改革，解决了巡检管理中存在的一些问题，使巡检的工作效率大幅提高。该系统是在GIS技术基础上的电力设备信息平台，基于移动终端技术将采集到的信息建立标准设备缺陷库，以此作为监测的依据。

2.1 系统设计原则

（1）先进性。该系统具有先进的软件平台和硬件架构，集成网络通信、计算机技术及嵌入式技术研究成果，保证了系统的先进性。

（2）开放性。该系统基于标准化的设计模式和开放式的系统结构，系统数据库、网络协议、开发工具及产品都按照标准进行，保证了管理系统与其它自动化系统的无缝连接与平滑过渡，充分的体现出系统的开放性特征。

（3）可靠性。该系统在硬件选择上，全部选用稳定、成熟的产品，且经过严格测试，适应各种恶劣环境下的运行，在设计中，对用户接口管理、信息安全管理进行了充分的考虑，采用相关的安全技术，保证了系统的长期稳定性和容错性。

（4）扩展性。该系统功能配置灵活，硬件组合方式多样，层次化和模块化的软件设计使系统在扩展和升级方面极大的方便，满足各类用户的多种需求。

（5）易用性。基于人性化操作界面，该系统具有友好、直观、简洁的特点，用户使用较为容易。

2.2 GIS技术应用

GIS技术，即地理信息系统，是多学科交叉所得的产物，在地理空间的基础上，利用地理模型分析方法，提供多种动态的、空间的地理信息，是一种服务于地理研究和决策的计算机技术系统。GIS地理信息系统主要是为了获取、存储、分析、显示、存储空间定位数据建立起来的数据库管理系统。在现代数据库技术及计算机图形技术基础上实现对数据及图形的输入、编剧、分析、查询、显示、存储及输出等功能，是集合了几何学、地理学、计算机技术及各类学科的综合性高科技技术。因其优势独特，在环境评估、国土资源调查中得到广泛应用，随着科技的进步，该技术在电力、能源、电信、设施管理等方面的应用也不断的完善。就电力系统而言，该技术在变电站、配电所、线路、电度表及各类电气设备等配网系统中的应用空间更为广阔。随着经济的发展，城市迅速发展，尤其是电网中的诸多空间位置数据，怎样迅速准确的提供这些信息，成为研究的热门。利用地图、图形、数据等信息进行统一管理实现信息的共享，GIS技术在此方面优势明显。在电力系统中，电力设施管理、巡检管理定位、配电线路系统运行、计划检修、运行及维护、故障管理、电网规划、停电管理、电力营销及用电变更等方面，都离不开GIS技术。所以GIS是电力配网系统的重要基础，是实现现代化管理的必然手段与途径。

近年来，国内外GIS平台软件主要包括MGE、ARC/INFO、GENAMP、MAPINFO、GE Smallworld等，并且还在不断的推陈出新，主要涉及领域有GPS、地理信息系统及遥感等。就软件的功能而言，我国的GIS软件还需要进一步的技术完善，目前存在的主要问题有一个企业内单一GIS相对较少，原因在于与其它系统的无缝集成技术相对不足。即便是同在GIS领域，软件的兼容性也成为问题，因此，需要开发一种通用GIS平台实现GIS技术的推广与应用，本文所阐述的GIS平台主要借助GE Smallworld平台开发，从而实现了基于GIS平台的配网巡检系统的研发。

2.3 系统设计方案

GIS配网巡检系统设计是一项复杂的工程，需要建立在对用户需求及系统目标明确的基础上进行系统的设计，以保证系统的结构及其实用性。系统主要依靠GIS技术平台、GPS定位技术及移动终端技术，使其结合运用到电力配网巡检管理中。基于GIS平台，通过设备数据模型的建立，对电力配网展开电网巡检的业务逻辑，设备数据通过GESmallorld的界面，显示出来，在此基础上添加巡检工作的各项功能。从而形成了集掌上电脑、计算机网络通信技术及全球定位系统的技术。利用具备GPS技术的移动重担，对电力设备及线路进行定位及巡检，保证巡检人员的工作准确到位。该巡检系统主要由线路巡检管理主机及移动终端组成，巡检人员只需要对巡检情况输入到移动终端中，通过GPS技术对当前时间及地理信息进行记录。巡检结束，将收集到的信息数据同步，提高了数据的精确度。定位技术也使得巡检人员不会出现漏检和检查不到位的现象得以避免，移动终端可以对各个巡视点的情况进行记录。GIS配网巡检系统的软件组成如图1、2所示。

2.4 系统功能分析

GIS配网巡检系统的主要功能根据巡检工作的实际需求所决定，主要体现在以下几个方面：

（1）设备管理功能。GIS配网巡检系统可以对配电线路变压器、电杆、开闭站、变电站及配电室等设备进行数据录入和维护，对任意设备可以进行查询，并可以进行修改和删除操作。用户根据设备的实际情况绘制平面设备图及接线图，对杆塔代号进行查询并调出杆塔图。管理人员可以配电线路的数据随时进行查询、统计及分类。可绘制报表，使电力系统中的各种设备都能在平面图中清晰的呈现出来，极大的方面了查询和管理的需求。

（2）巡视管理功能。通过该系统，生产人员能够通过菜单操作对导线、绝缘子、地线及杆塔的数据进行录入，可以查看线路图及线路概况。生产人员可通过数据库查询功能对线路的位置、信息及线杆间的档距进行查询。管理部门可以预先进行方案计划，可以自动生成巡检单，巡检单包括巡检的线路、时间、地点、间隔及重要事项等。然后根据线路的地理走向、分布及地理情况，确定最合适的巡检人员即可。巡检人员通过巡检计划对线路进行巡视和检修。

（3）人员管理功能。通过GPS数据采集，可以检查巡检人员的到位率，生成巡检轨迹图。从而加强了对巡检人员的工作状况及位置的监督，对现场的故障信息随时可以进行了解，并支持远程技术支持。管理人员可通过巡检人员的手持设备对其进行现场跟踪，并可实时进行交互，可以根据巡检人员发送的调度指令对巡视工作进行协调。这样方便了管理人员对巡视检查的监督和管理，提高了巡检的质量。

（4）缺陷管理功能。通过现场的巡视，对采集到的数据集市上传到系统中。现场采集的数据类型主要有：缺陷记录、设备台账、设备档案、检修记录、缺陷通知单、线路条图及技术问答等。管理人员可以通过缺陷的实际情况进行查询和分析，然后制定检修计划。巡检人员也可以对线路中的缺陷进行统计，制定缺陷统计报表。

3.GIS配网巡检系统的应用

3.1 应用特点分析

基于GPS技术，巡检人员对巡检地点和时间不能进行修改，有效的起到了监督作用，防止了巡检不到位的现象，提高了巡检的质量；对巡检人员的工作业绩可以科学合理的进行考核。对各条线路巡检人员的姓名、巡检地点、时间及检查出的缺陷等进行详细的汇总和记录，统计出巡检人员巡检的各项参数，如巡检次数、漏检次数、正点率、误点率等，为考核巡检人员提供依据；根据辖区线路实际情况，对缺陷库自行进行制定及修改，规范巡检术语及记录格式，使得巡检管理工作的灵活性提高，工作效率也提高；形成一整套的管理流程，避免了漏检及缺陷处理延期现象的发生。

3.2 系统的优势分析

GIS配网巡检系统最大的优势在于其先进性、开放性和创新性。对于二次开发工具具有高效率的执行特点，所占系统的资源的比重较小。该系统进行方案设计的时候，具有较强的通用性，对各类电杆进行规范，使其具有固定的数据采集方法。然后由桌面管理系统生成电杆数据采集询价表，巡检表的格式是固定的，包含对巡检项目的描述。随着计算机信息技术及通信技术的不断发展，该系统的智能化水平不断提高，可以根据模板的特点，对用户的输入界面进行调整，使用户在操作本系统时更加的方便。

3.3 系统应用效果分析

因为该系统的设计与应用是针对巡检工作中存在的一些问题实现的，因此其功能主要针对的是巡检管理工作，在实际应用中，虽然还存在一些问题，但也已经取得了较好的使用效果。

第一，系统在使用中存在的一些问题。基于GIS技术的电力配网巡检系统，其设计意图就是将巡检的整个过程，涵盖巡查现场管理、线路设备管理、检修消缺管理及巡查管理等功能全部纳入计算力的监控和管理之下，结合GIS系统，实现设备管理、数据的采集、处理、加工及分析和人员管理间的配合，使之达到工作效率及质量提高的目的，保证电网的安全运行。运行中，还存在以下几方面的不足：（1）安全及作业连续性方面。该系统在使用过程中，存在一定程度的与原有系统不能很好的集成的问题，因此可以在该系统技术上进行二次开发，从而更好的服务于供电业务运作。（2）电力系统设备较多，管理难度大。由于电力系统具有复杂性的特点，该系统在运行时，存在管理难度大的问题，采用GPS定位技术与移动终端结合的方法，对线路进行巡检工作，提供工作质量及效率。（3）在数据传输过程中存在一定程度的不流畅现象，因此要对数据传输的各个环节进行优化，使信息最大限度的实现共享，降低成本，提高效率。（4）管理问题。由于该系统的应用时间不长，因此还缺乏有效的管理的手段，需要各个职能部门不断的进行总结，提高管理的质量。（5）巡检人员责任心不强，在该系统运行中，还存在巡检人员责任心不强的问题。但是由于系统的监测管理功能，已经逐步使巡检人员的责任心在提高。因此这一问题也会逐渐解决。

第二，系统在使用中获得的良好效果。GIS技术平台基础上的电力配网巡检系统在使用的过程中适应了现阶段高新技术发展的要求，对电力配网巡检作业及时采用自动化、智能化的管理方法，提高了巡检工作的效率，保证了电网的运行安全。其主要的优势体现在以下几点：（1）改变了巡检人员责任心不强，出现不检或漏检的现象，GPS技术的使用，增加了对电杆位置的定位。巡检人员只有到达巡查点，才能使用手持设备进行数据的录入，对未检电杆，手持设备可以进行查询，方便了对电杆的检查，防止漏检的情况出现。通过GPS对电杆位置确定以后，会显示出巡检的项目，巡检人员只需要根据提示进行检查即可，这就对巡检内容进行了规范，有利于提高巡检人员的职业素养。（2）便于巡检结果的保存。新系统的使用使巡检人员的工作量大大降低，各种汇总表格工具的应用使的数据便于保存和查询。（3）提高了管理人员的管理水平。通过用户端电脑，管理人员可以通过管理程序对输电线路进行有效的管理，提高了巡检工作的质量，保证了输电电路的正常运行。用户电脑管理程序可以提供强大的查询功能，对巡检数据可以从线路、巡检人员、巡检日期等项目进行查询，也提供一些统计方法，这样就使得巡检情况一目了然。（4）降低了巡检人员的工作强度。手持设备的使用改变了传统纸质介质的录入方式，手持设备极大的方便了数据的采集，提高了巡检的效率。

3.4 系统应用发展

随着科学技术的不断发展与进步，GIS配网巡检系统必定会越来越完善，系统的自动化与智能化的程度也会越来越高，在数据、图形及设备管理中与配网调度自动化系统相结合，实现管理的一体化，使得管理系统更加的方便操作查询。配网巡检系统与配网调度自动化系统的一体化是在GIS技术平台上实现的管理功能，有效的解决了调度人员及巡检人员的日常工作范围，提高了工作的效率，保证电网运行的可靠性和安全性。

4.结束语

GIS电力配网巡检系统的应用融合了现代配网巡检理念，将GIS技术、GPS技术、信息采集技术、移动数据存储技术、无线传输技术等信息技术进行集成，提供给配网新的巡检技术手段。随着新技术的不断发展和应用，配网巡检系统会不断的健全和完善。

参考文献

[1]乔宝进.全方位智能化电力巡检系统设计[J].电工技术，2008（8）.

[2]罗少威，王兆恺.配网设备智能巡检系统的建立及成效[J].机电信息，2010（30）.

[3]杨本志.基于配网GIS的电力智能巡检系统设计与应用[J].北京测绘，2010（3）.

[4]王颖，宋杨，顾成龙.基于配电网GIS的管理技术研究[J].电力信息化，2007（10）.

[5]李征明，朴在林.基于GPS/GPRS的电力智能巡检系统的设计与研究[J].农业网络信息，2006（8）.

[6]范寅秋，弭娟.无线专网技术在智能配网中的应用[J].电脑知识与技术，2011（5）.

第2篇

【关键词】 泛在学习；户外地理教学；探究学习；教育云；基于问题的学习

【中图分类号】 G434 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009—458x（2013）02—0080—06

一、引言

近年来，计算机技术、网络技术和通讯技术的飞速发展给教育领域带来了深远的影响。网络学习的广泛应用，移动学习、Web2.0 等新技术的兴起，使得学习方式从数字化学习（E-Learning）、移动学习（M-Learning）发展到泛在学习（U-Learning）[1]。泛在学习是指任何人在日常生活中根据需要利用网络服务在任何时间、任何地点、任何环境中进行的学习[2][3]。由于泛在学习把学习的灵活性和开放性融入人们的日常生活中，它正改变着传统的远程教育模式，使学习者摆脱学习场所、环境与模式的限制，其理论基础、方法与资源建设[4]等引起了国内外学者的广泛关注。

户外教学是实现地理教育的一种有效教学方法，让学生运用地理知识来理解地理现象、培养学生的地理素养和地理技能[5]。由于户外教学活动中师生比例低、学生的学习动机难以持续、学生之间协作性较弱等问题，当前在中小学较难组织和开展有效的户外地理教学。以智能手机、平板电脑和掌上电脑（PDA）为终端的移动地理信息系统，因整合了遥感技术、全球定位技术、网络通信技术等数据采集能力，可形象、直观地获取与展现地理信息。将其应用于户外地理探究教学，可实时显示与反映学生所处的环境特征，有利于提高学生的空间认知与推理能力。应用基于问题的学习（Problem-Based Learning，PBL）来组织户外教学活动，可以协助学生在真实的户外环境下，培养解决问题的技能和自主学习的能力。

本文在研究泛在学习系统架构的基础上，针对户外地理教学与学习的应用需求，结合校园教育云平台、基于Android以及iOS平台等智能终端，架设泛在学习的软、硬件架构，并使用GPS定位服务、地理信息系统等技术，开发了基于问题学习的地理户外探究学习资源。

二、泛在学习的相关研究及技术方案

1. 泛在学习的研究现状

美国哈佛大学的“支持泛在学习的手持设备”项目、麻省理工学院的“手持式增强现实模拟项目”和“泛在学习游戏项目”，旨在探索无线手持设备如何增强大学里的学习和教学，来实现泛在学习的学习环 境[6]。韩国从2004年开始确立U-Korea总体政策规划，旨在构建校园范围和大范围的泛在学习环境[7]。日本德岛大学开发的JAMIOLAS系统，是可以在个人计算机上使用的情境感知语言学习支持系统[8]。这些项目探索了泛在学习的具体内容和学习形式。

在我国，关于泛在学习理论的研究也逐步展开，陆续召开了各种关于泛在学习的专题会议。在理论研究的同时，也开始了泛在学习平台的设计与环境的建设。杨孝堂依据学习方式和学习的资源基础将泛在学习的模式分为三类：非正式资源学习、准正式主题学习和正式的课程学习[9]。刘婷等提出基于位置感知的泛在学习模式，通过定位用户进入区域，主动对用户提出服务邀请，并根据学习者的位置变化，提供新环境中的服务内容[10]。杨现民等在综合分析当前e-Learning领域的资源进化现状的基础上，提出了泛在学习资源的进化模型[11]。

纵观国内外研究现状，大多围绕泛在学习模式等普遍性特征，并未考虑与现有的学科知识与学习资源特别是云资源的结合。相对于系统与模型构建、学习资源构建来说，教学资源建设的研究没有引起研究人员的重视。

2. 泛在学习的技术实现方案

针对泛在学习的服务架构，刘婷等提出由客户端、网络环境、服务器端和数据库组成的基于位置感知的泛在学习环境架构，给出了一般性的泛在学习系统组织方法，基于PDA终端使用GPS进行位置获得[12]。王世庆基于Struts、Spring和Hibernate框架，采用Microsoft SQL Server数据库，Web客户端和Android智能手机终端，设计与实现了基于移动终端的泛在学习研究，主要功能包括用户管理、学习资源管理、生成性数据管理等，建立了一般性课程知识的学习环境，偏重于系统的知识管理与针对个人的记录管理[13]。叶海智等基于GPS定位和RFID标签探测技术构建了个性化知识感知地图系统，使用PDA构建访问客户端，服务器端的数据库主要采用SQL Server 2000来存储和管理所有学习者的特征、行为、信息和学习者周围环境对象，客户端通过登录网页形式进行访问[14]。然而这些系统一方面客户端的交互性受到产品设备的限制，滞后于当前触屏性的交互与反馈，另一方面所提供的地图服务功能有限，只提供基础的定位功能。

3. 基于位置服务的技术方案与架构

基于位置的服务（Location Based Service，LBS），是通过电信移动运营商的无线通讯网络（如GSM网、CDMA网）或外部定位方式（如GPS）获取移动终端用户的位置信息，在地理信息系统（Geographic Information System，GIS）平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务[15]。它是定位技术、移动通讯技术、GIS 技术和互联网技术相结合的产物。LBS技术的核心包括空间位置信息获取模块、空间数据网络传输模块以及地理信息应用服务模块三个方面。

胡加艳等采用Zigbee无线网络与GPS实现室内外定位模块；地理信息模块则采用ArcEngine对嵌入式GIS 平台进行二次开发；使用校园网信息亭、手机或PDA为终端，构建了一个校园LBS服务[16]。任维政等侧重于GIS服务功能的研究与应用，在对网格GIS的整体结构与功能进行研究的基础上，针对数字校园LBS的特点，提出了基于网格GIS的数字校园LBS体系结构模型。移动终端采用装有Windows Pocket PC系统的PDA，配有GPS定位模块和Zigbee通讯模块[17]。

以上校园LBS系统，受Zigbee的接口要求、移动终端类型单一、GIS的架构复杂以及授权的限制，开发强度与难度高、周期长、成本大，在满足提供基础地理信息服务的条件下，并不适合于教学应用，特别是户外教学的应用。

姜文周等利用Android客户端，根据校园区域里的用户兴趣，为研究对象建立了用户兴趣模型库，并据此提出了一种个性化Google Map封装方案，实现了校园环境的LBS的个性化服务[18]，提出使用成熟的谷歌地图服务以及应用智能手机进行地图访问，然而并未结合具体的教学应用，只是针对普通大众的地图查询与导航。

笔者立足于地理认知教育与户外探索学习的实际情况，针对地理教学中地理位置与地图识图的需求，借助GPS定位服务和Google Maps API地图服务功能，利用智能手机或平板电脑等终端设备，通过GPRS、3G、Wifi或宽带网络，访问位于校园教育云的学习资源，建立泛在学习模式下地理学习的新方案。

三、泛在学习环境的系统架构设计

（一）系统架构设计

泛在学习环境的系统架构包括：学习终端、校园教育云服务与学习资源三个部分，如图1所示。

1. 学习终端

学习终端是利用现有基于Android或iOS系统的手机与平板电脑，借助其普遍集成的GPS定位模块记录用户的位置变化信息，基于Google Maps API开发Android或iOS的客户应用程序，通过无线网络、GPRS、3G等访问校园的教育云服务平台，将适当的学习资源及时地传送给用户。

2. 校园教育云服务

借助于校园云硬件资源与网络资源，将地理学习资源以服务的方式进行。利用校园云平台的存储阵列存储应用资源和用户数据；通过校园云平台的服务器以及网络解析服务，实现对校园网络以及公共网络的应用。将应用搭建在校园教育云平台下，可有效降低开发费用与周期。

3. 学习资源

学习资源主要采用SOA软件架构，将地理信息技术和数据库技术进行服务封装，用于构建中学地理教学的应用平台。建立内容服务解析服务器，完成对来自校园教育云端请求的解析，根据服务的类型转换成具体的功能请求。针对户外教学的内容要求，建立课件和知识点库；根据知识内容，建立问题库与测试习题库；应用GIS地图服务器，建立地物影像图的管理；建立用户个人档案库，详细记录学习进度以及系统参数，用于用户登录后自动加载环境设置。

（二）系统功能模块设计

充分考虑移动终端的特性及探究学习的需要，遵循“高内聚，低耦合”的原则，将系统进一步细分成多个模块，并用接口详细定义各模块之间的关系，通过虚接口为新模块扩充预留了接口，图2表示该系统的功能结构。

1. 定位与基于位置搜索模块

借助于Google Maps API，在Android以及iOS平台上定制地图应用，实现地图缩放、路径规划等功能。通过定位服务，可以获取终端设备所在的经纬度坐标，并根据学习主题为学生提供该处所需的地理图层和学习内容。例如，通过路径导航功能可确认探究活动起始地到目的地之间的最短路径，图3表示了为某次户外探究学习规划的路径，起始点为该校学生在校园门口搭乘大巴时的位置，以气泡表示的目标地点为终点。单击地图上的标志可查看该点所对应的名称、经纬度坐标等信息。

2. 知识点学习模块

多媒体信息更直观、生动，并能吸引学生的注意力与兴趣。Android以及iOS系统中已有集成图片、音频和视频等多媒体应用的成熟机制。设计学习活动模块时，以游戏或题目方式，使用图、形、音相结合的资源，达到引导学生学习的目的。同时，学生在学习过程中或学习结束时，按照学习要求将成果上传到服务器端的个人空间。

3. GIS图层显示与管理模块

学习过程中用户根据学习要求通过无线网络向服务器提交业务请求，并从数据库中提取属性数据，用隐藏标签的方法将该数据传到用户界面。最后，通过Google Maps API向Google Maps服务器发送请求，将相关信息（如地图数据、学习专题数据）叠加显示在Google地图上。拥有教师权限的用户，可通过图层管理功能，实现对图层的新增、修改、查询等操作。此外，该模块还能记录用户在地图上书写的笔记等信息。

4. 数据库模块

数据库中存储着地图数据、教学资料、用户的个人信息以及试题库。学生在学习过程中拍摄的照片、手绘的草图、个人学习记录和测试题的完成情况，均将上传到其个人空间中。教师通过检查学生的学习记录进行教学评估。在设计试题库中的题目时，应考虑户外教学的特点，针对实际的学习情境进行设计。学生答题后，系统会立即给予反馈，以加强学习的效果。测试题的类型应以选择题和识图填空题为主。如：

题目1：请说出下面哪一项不属于听涛区中的寓言雕塑：（ ）

A.鹬蚌相争；B.刻舟求剑； C. 盲人摸象；D. 掩耳盗铃

四、基于移动GIS的户外地理

教学系统的教学活动设计

户外地理探究教学可令学生利用各种感官直接感知地理事物从而获得地理知识和技能的能力[19]。建构主义认为，兴趣是建构新知识的原动力。通过户外探究学习，学生得到实际验证、切身操作的机会，为创设探究环境提供了条件，也调动起学习兴趣和探究欲望[20]。户外探究学习更强调学生的参与性，改变以往被动接受的学习方式，尽可能让学生亲自操作仪器设备或程序，记录观察得到的数据，分析研究获取的信息，主动探讨并得出结论。在户外探究教学过程中，老师需要及时地响应学生的反馈，学生们提出的每一个“疑问”或许就是一个“新发现”，这些问题将有助于建构正确的地理概念和原理。系统以“武汉东湖风景区自然人文景观的学习”为例，结合九年一贯能力指标设计课程内容，具体设计方案如表1。

1. 创设问题情境阶段

智能设备终端，通过GPS定位功能，确定学习者当前所在位置，通过位置相关推送技术，系统为学生提供学习材料，引导学习者进入问题情境，如图4（a）所示。

2. 明确问题所在阶段

在此阶段，通过设计相关任务，引导学生学习，以提出问题的形式要求学生答题。答题方式可分为：书写答题、拍照答题、画图答题以及利用GPS定位答题等。答题过程中所生成的答题内容均记录在系统数据库中，一方面作为学生整个学习活动的过程资料，用于学习反思和分享；另一方面供教师作为评价依据。图4（b）为利用GPS寻找宝藏所在地。

3. 生成问题解决途径阶段

学生在自主学习及基于问题解决的答题过程中，遇到不清楚的问题，可点击帮助，进入任务提示页面，系统将给出任务的内容、操作步骤等提示，协助其完成学习任务。图4（c）即为学习任务详情和如何完成任务的提示页面。

4. 展示成果阶段

在进行了一定的学习后，学生们可以利用教学系统展示其学习成果。图4（d）为某同学在回答某个问题时，使用手绘功能绘制的所在地周边地理环境的图片。系统将图片存储在后台中，可通过共享功能实时与其他同学共享学习成果。

5. 结果验证阶段

基于问题解决的学习任务完成后，采用测验题的方式，检查自我学习成效。系统以填空题或选择题方式预先设置与教学活动内容相关的题目，如图4（e）（f）所示。学生答题后，系统将评判学生的答题情况，并将最终记录作为学生的学习活动成绩。

五、教学应用评价

户外地理探究教学让学生成为学习的主动者，培养学生的观察能力、分析和解决实际问题的能力。根据上述教学目标，为了检验该教学软件的有效性，笔者进行了评价，步骤如下：

1. 选择被试对象

选定武汉市某中学八年级两个班级的学生为研究对象，为了尽可能地排除学生能力水平差异对评价结果的影响，特意选择了认知水平相当的两个平行班作为调研群体，使教学实验的误差降到最低。A班55人，作为控制组，实施传统户外地理教学活动；B班54人，作为实验组，使用笔者设计的GeoOutsideExplorer户外地理教学系统开展教学活动。

2. 实验过程

为了考察教学前后两个班级学生对于武汉东湖风景区自然人文景观知识的认知程度，笔者共进行了前测和后测两次测验。前测用于考察学习者对学习内容掌握能力的初始状态，后测在前测的基础上，考察两个班级经过不同教学方式之后的状态。测试题目由3位地理教师共同拟定，前测和后测均包含30道题，涉及的知识点如下：运用地图辨别方向，量算距离；绘制局部简易地形图；识别地形图上等高线的山峰、山脊、山谷；在地图上标出某景点的名称并加以介绍；辨识景区不同的植被类型；设计景区出游方案。每个知识点平均考察5道题，确保能真实地反映学生的实际水平。

3. 实验结果

为了探讨不同教学方式对于地理学习成效的影响，分析A班与B班的学习成效。以教学方式为自变量，后测成绩为因变量，前测成绩为共变量，进行独立样本单因子共变量分析。其中，统计的前测成绩与后测成绩的平均值与标准差如表2所示。经同质性测验后，以α=0.05为显著水准进行共变量分析，结果如表3所示，其中包括后测成绩的组间平方和SSB、组内平方和SSW、组间自由度df、组内自由度df、组间调整均方MSB、组内调整均方MSW，以及标准F值。

由表3得知，排除共变量（前测成绩）对因变量（后测成绩）的影响后，自变量（教学方式）对因变量的实验处理效果显著，标准F值为13.40（其中p

4. 讨论与结果分析

根据实验对比结果可以发现，传统方法与本文的学习方法在地理学习成效上有着较大的差异。采用户外地理学习资源的学习者，其学习成绩优于采用传统户外地理教学的学习者。探究其原因发现，使用泛在学习资源的学生，在真实环境中，通过系统与场景进行互动，将书本上抽象、平面的知识与实际地理现象和立体地理环境相结合，理论联系实际，能更准确地掌握学习内容。而传统户外教学方式，教师在开放式空间中进行教学引导时，难以控制学生的学习状况，而且学生易受外在因素的影响而失去专注力。因此，使用基于泛在学习的户外地理教学系统，增强学生兴趣，提升学生专注性，提高学习成绩，能有效降低或消除传统户外教学的缺点。

六、展望与结语

第3篇

1公路路政管理信息化现状

1.1路产管理未建立数据库，严重制约了路政工作的有效进行

目前尚未建立路产管理的相关数据库，加之各级路政管理部门对路产的管理完全采用手工资料管理，且仅保存部分公路路段的照片资料，未能保存公路设计技术参数等，致使相关数据资料缺失，从而制约了路政管理工作的顺利开展。尤其是农村公路路产路权的管理还没有建立相应的电子档案，未能开发农村公路电子查询系统。这就加大了管理难度，降低了工作效率。

1.2超载超限运输治理尚未形成网络化体系

对于超载超限运输管理现场，甘肃省目前已全部采用计算机进行数据采集和计算，但存储方式全部采用单机存储方式，数据无法实现共享，致使无法进行省级数据的统计分析，无法与其它路政部门和上级部门提供决策数据；同时由于没有现场支付监控措施，无法保留执法时的视频资料，遇到投诉或违规情况，无法还原执法现场。加之，治超监测的科技含量不高，检测工作效率低，致使治超与交通拥堵的矛盾激增，未能改善治超工作环境。

1.3路政巡查工作中缺乏先进的设施、设备

在路政巡查的过程中，发现损坏路面、路产或严重危害公路安全的违法案件，如不及时取证，事后很难再取得的，但目前，各级路政管理部门没有较先进的取证设备及技术，导致证据不足，出现扯皮现象。同时，路政巡查过程中全部采用手工作业，巡查记录采用书面记录方式，这已无法满足当前路政管理发展的需要。

1.4缺乏高效、快速反应的应急保障体系

为了保障公路的安全畅通，各级路政管理部门应健全公路突发事件的应急预案，完善路政管理应急保障体系，但目前甘肃省各级路政管理部门，未形成反应灵敏、运转高效的应急机制，没有应用高科技来提高应对突发公共事件的能力，没有建立反应快速的预报、预警系统，致使各级路政部门在处理突发事件时反应滞后，未能及时保障道路畅通。所以，完善路政管理的应急保障体系迫在眉睫。

2甘肃省公路路政信息化管理的思考

2.1建立路产数据库，实现路产信息资源共享

建立全省路产数据库，形成完整、规范的全省公路路产信息资源。借助地理信息系统（GIS）技术和全程视频图像采集技术,对公路主体及相关附属设施进行全面有效的管理。并将所有有关公路路产信息、公路技术参数、使用期限、建设单位等信息，使用文字、图片、视频等方式存入数据库，实现路产电子化档案管理，重要公路及路产视频采集进行定期更新，保障公路实况与路产数据同步，实现路产动态数据采集，为提高公路路产管理，保障公路的完好、安全、畅通奠定基础。同时，根据农村公路管理现状，建立健全覆盖全省的农村公路路产路权电子档案，开发农村公路电子查询系统，从而全面提高农村公路路政管理工作水平。

2.2依靠科技信息手段，完善超载超限运输长效治理体系

坚持依靠科技手段，有效治理超载超限。应大力实施国家Ⅰ类超限检测站部、省、站三级联网和省级Ⅱ类超限检测站省、站联网工作。实现高速公路、国省干线和农村公路治超信息共享。健全完善全路况、全时段治超监控网络，实现对治超行为的全过程监督和工作数据与信息的互联互通，实现对超限超载车辆长期、有效的监控检测，严格控制超限超载率。

2.3路政巡查工作中广泛应用和普及现代化信息技术

在路政巡查现场处理路政违法违章案件时，采用笔记本电脑、手持电脑研发路政执法一体机，利用无线网络（CDMA/GSM），通过一体机登录路政巡查管理平台进行现场执法，对路产路权进行巡查记录，实时录入执法数据、采集现场图片、现场打印执法文书，并及时发送到数据中心进行处理，提高执法效率。在调查取证方面可采用照相、录像等方式，并可用摄像机对取证过程进行监控确保执法的公正、公平性和证据的合法性，同时确保执法的权威性及规范性。

2.4健全公共安全管理机制，完善预报、预警和快速反应系统

高度重视运用科技手段来提高路政部门应对突发事件的能力，建设以路政网站、服务热线、短信平台等为基础，以交通广播、车载显示屏、重点区域固定显示屏为补充的预报、预警信息系统，及时路况、气象、交通管制和疏导分流信息，实现全路段、全时段监控，从而形成公共安全和应急管理的科技支撑体系。

3加强公路路政管理信息化建设

随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展和广泛应用，实现路政管理的信息化已成为各级路政管理部门提高工作效率、加强管理的重要手段。所以，依靠科技，大力推进信息化建设已刻不容缓。应全面推进和应用路政信息化平台，依托已经建立的全国公路数据库、公安部门车辆档案数据库、公路路政管理信息化管理系统、运输管理部门信息化管理系统，充分整合利用已有信息采集和通信网络设施设备资源，提高信息资源开发利用水平，加大对公路地图、路产数据、网络建设、应急处置、公路监控等基础性工作的研究和开发工作，实现对公路网日常管理业务的网络化管理，推动以信息化为主的路政执法工作的信息化建设。

4结语