地理信息科学研究内容范文

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第1篇

1（略）

国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈9]、35技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟t‘’，‘“1、基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿]。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系见图l，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。由图1可见，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等「‘〕提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，其结构（图略）USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构及主要技术方法（图略）。环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。煤矿区环境信息科学综合研究与应用体系框架（图略）。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

第2篇

近年来，环境信息科学(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作为一门新兴的交叉学科得到了快速的发展，早期单一的工程方向“环境信息化”正在发展成为一门多学科理论交叉、多技术手段集成的新兴学科领域〔。国际环境信息科学学会(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作为这一领域的学术组织，致力于发展信息技术在环境领域的应用，提供环境信息系统研究领域的多学科交叉，以促进环境信息系统研究领域的国际交流。国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈、3S技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技术的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

第3篇

近年来，城市建设的各个领域都有对GIS技术的需求，在城市管理、城市规划、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等城市建设方面都广泛地应用了GIS技术，效果显著，GIS在城市建设中为政府提供了强有力的管理规划和决策工具。主要以面向建设行业和城镇化建设为鲜明特色的城建类高校应以培养应用型、高素质人才为根本，对学生要求实践能力强，实践是衡量是否培养出适应社会发展的人才的重要标准，提高实践教学水平是城建类院校的当务之急。天津城建大学立足天津、面向全国，服务我国城镇化和城市现代化建设，构建了城市规划与建筑、城市建设、城市生态与环境、城市经济与管理、数字城市、城市文化等6个学科群。天津城建大学从2008年开始招收地理信息科学专业本科生，每年招收两个班，到2013年7月，已培养了两届毕业生，共108名，其中有18名同学考取了研究生。目前天津城建大学已经初步形成较完善的教学体系，培养满足社会需求的地理信息科学人才，但是在很多方面还有待深层次的改革与完善，另外还要积极拓展就业渠道。目前，天津城建大学地理信息科学专业建设中存在一些问题：人才培养目标定位不准，人才培养目标与企业需求脱节；课程体系过于庞杂，主次关系不明确，难以使学生掌握系统性的专业知识；地理信息科学专业实验室的建设远远滞后，实践教学环节的开展往往跟不上理论教学，造成理论与实践相对脱节。同时专业实验课程内容简单孤立、系统性差、连贯性缺乏，多以验证性实验为主，学生的综合能力没有得到全面培养。为了紧跟时代步伐和适应形势发展的需求，地理信息科学专业的人才培养目标定位应适应社会对地理信息科学人才新的需求。根据天津城建大学性质和专业特点，确定符合本校实际的地理信息科学人才培养目标。通过本课题的研究，促进天津城建大学地理信息科学专业的教学改革和发展；进一步更新教育观念，修订培养目标，改革教学内容、课程体系和教学方法，尤其重视应用能力的培养，以适应科学发展观的指导要求，培养能与社会多元化人才需要结构相适应的毕业生，真正实现为地方经济社会发展服务的目的。

二、研究方法

1)文献研究法：文献研究法作为一种单独的研究方法，通过对文献的分析，获得对事物及现象的正确认识。目前，对人才的培养目标定位已有了研究成果，课题组检索相关的国内外文献资料，合理利用已有的著作、论文，通过对资料的系统分析、梳理和归纳，并进行文献综述，分析和研究应用型人才的培养目标定位，总结并借鉴国内外先进的人才培养经验。

2)调查研究法：对天津城建大学地理信息科学专业毕业生的情况进行调查问卷，掌握第一手资料；到相关院校实地走访，结合他人的经验，进行深入的分析。通过调研，收集有关地理信息科学人才培养现状的信息和数据，进行相应的数据统计和处理，对人才培养质量以及实践过程中存在的问题和困难进行分析。

三、城建类高校地理信息科学专业人才培养目标定位

3.1确定地理信息科学人才培养方向与要求

通过到其它高校和就业单位调研，全面了解目前社会对高校地理信息科学专业教学中学生培养目标以及对学生实践能力的需求，同时全面掌握全国高校地理信息科学专业教学中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大学地理信息科学人才的培养方向：培养具备地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、数字测图、计算机应用技术的基础理论、基本知识、基本技能及其在专业领域内的具体应用本领能够在城建、地理国情监测、测绘、资源环境、交通、土地管理等领域从事与地理信息科学相关的应用研究、技术开发、生产管理等工作的应用型人才。本专业学生主要学习并掌握地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、地理学、计算机应用技术方面的基本理论和基本知识，受到应用基础研究思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具有地理信息系统研究、设计的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：掌握地理信息科学、地理学基本理论基本技能；掌握地理信息系统空间分析方法与应用软件、遥感图像处理和地学信息提取技术、GPS定位原理与应用，具有空间分析的基本能力；了解地理信息系统与遥感领域研究发展前沿，能熟练地运用地理信息系统、遥感与GPS定位系统技术解决地理学中的信息采集、分析处理和决策支持等相关问题；④掌握一门外语和计算机应用技能；⑤具有创新意识和协同攻关能力，具备一定的地理信息系统设计、开发或具体应用能力。

3.2专业培养方式

1)课堂教学：通过课堂教学使学生充分掌握GIS基础理论和基本知识。在课堂教学方面注重优化教学内容,增大课堂知识量，提高课堂教学效率，完善教学评价体系，充分调动教师和学生的积极性和主动性，注重采用启发式、提问式、研讨式等教学方法，实现教与学的良性循环。

2)课内实验教学：通过课内GIS基本实验技能训练，培养学生的动手操作能力和科学研究能力。天津城建大学四门课开设了课内实验，如地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验。任课教师确定实验内容，在指导教师的帮助下，由学生独立完成，培养学生发现问题、思考问题和解决问题的能力。

3)实习教学：目的是巩固学生地理信息科学的基本理论，使学生系统掌握地理信息的理论技术和应用的基本技能。使学生能从事地理信息系统软件开发和地理信息工程的设计、建立与应用工作。适应经济建设人才要求，为国民经济建设培养具有创新能力、厚基础、宽口径、高素质、一专多能的应用性专门人才。既培养学生上机操作的实践能力，更好地掌握应用主要商用地理信息系统软件，同时又培养利用常用地理信息系统软件解决实际问题的能力和创新精神，从而达到通过上机实验巩固和拓展理论知识的目的。遥感实习进一步加深对相关专业理论知识的学习和理解；掌握遥感影像处理的一般流程；熟悉专业软件的使用方法；培养一丝不苟的工作态度和团队合作精神。培养学生进行遥感技术应用的实际操作能力，要求理解遥感图像目视解译，了解遥感影像的几何校正、增强处理和计算机分类。熟悉遥感影像获取原理，理解从遥感影像中获取各种信息的处理流程和方法，并熟练掌握一种或几种专业应用软件。GIS程序设计主要包括GIS软件设计和空间数据库设计两部分的内容，分为需求分析、项目管理方案设计、系统总体设计以及系统详细设计、系统部署、运行和维护等阶段。空间数据库系统是GIS软件设计的核心内容之一，进行空间数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据模型以及数据结构，并提出空间数据库相关功能的实现方案。空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现，并将采集的空间数据入库，建立空间数据库管理系统。

4)毕业实习：是地理信息科学专业本科生教学的必要环节，是毕业生走向工作岗位之前的一次综合性实习，是对所学理论知识的一次初步的综合考核。通过毕业实习，使学生进一步理解和领会所学的基本理论，了解地理信息系统技术的发展及应用，较为系统地掌握地理信息系统的基本技能，把所学知识与解决实际问题相联系，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而提高学生从事实际工作的能力。同时，通过毕业实习，为毕业设计收集必要的资料，做好技术、知识、资料的准备工作。5)其他方式：通过天津城建大学学生科技活动资助项目和天津城建大学国家级大学生创新创业训练计划项目管理办法提高学生解决实际问题的能力，增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。让学生积极参加教师的科研项目，鼓励学生参加各种GIS竞赛活动，如MapGIS二次开发大赛、ESRI杯中国大学生GIS软件开发大赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛等，通过竞赛能够培养学生的专业兴趣，激发学生的创新热情。

3.3理论课程体系研究

1)公共基础课主要包括大学英语、大学计算机基础、高级程序设计语言C、高等数学、大学物理等课程。这些课程是为提高人才基本素质需要而设置的专业通修课平台，为培养学生的二次开发能力做好铺垫。

2)学科基础课包括工程图学、线性代数、概率与数理统计、数据库技术与应用、计算机图形学、数据结构、数字测图原理与方法、C#程序设计等。主要为学生奠定好专业基础，

3)专业基础课主要包括经济地理学、摄影测量学、遥感技术与应用、卫星定位原理与应用、地图学与地图设计。这些课程为专业课学习奠定必要基础，是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。

4)专业课主要包括地理信息系统原理、GIS设计与开发、GIS空间分析原理与方法、GIS软件应用和空间数据库等。这些专业知识和专门技能的课程使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能，了解地理信息科学专业的前沿科学技术和发展趋势，培养分析解决地理信息科学专业范围内一般实际问题的能力。

5)选修课包括专业选修课和公共选修课，开设了城市GIS技术与方法、数字城市、城市遥感、城市规划原理。通过这些课程的学习，使学生了解遥感和GIS技术在城市扩张、城市空间基础设施管理、城市规划制定与实施、城市管理功能、土地利用/覆盖、城市环境遥感监测等方面的应用。专业选修课在学生掌握了必备的专业知识的基础上，为了提高学生的专业水平、拓展专业素质、了解专业前沿和交叉学科新知识、新技术、新方法等而设置的。公共选修课是学生根据个人兴趣和实际需要而选择修读课程，该课程有利于提高学生的素质修养、开发学生的创新意识、拓宽学生的知识领域。

3.4实践教学研究

实践教学是深化理论课程知识，培养学生应用能力的有效途径[12]。地理信息科学是一门偏重于技术与实践的学科，应在注重学生理论素质培养的同时，加强应用能力和实践创新意识的培养。实习主要包括三个方面的内容：GIS基础与开发方面、遥感方面和测量方面。实践开设形式包括课内实验教学、实习两个模块。对于课内实验，目前开设了地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验、数据库技术与应用等。对于实习，目前开设了地理信息系统基础实习、地理信息系统应用实习、遥感实习、GIS程序设计实习、数字地形图测绘实习、卫星定位原理与应用实习、毕业实习和毕业设计。加强实验室环境的建设，加强校企合作。培养学生从数据采集、数据编辑到数据库管理、空间分析再到系统开发的动手能力，熟练操作常用地理信息科学软件，并面向工程应用前沿与前沿领域开展科学研究和工程实践，拓宽应用领域。鼓励学生参与大学生科研立项，参加GIS大赛，并积极参与老师所研究的项目。完善实践教学体系，强化实习基地建设。

四、结束语

第4篇

关键词：GIS；发展；演化

一、前言

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种专门用于采集、存储、管理、分析、和表达空间数据的信息系统。其既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”，同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。

二、GIS的提出和迅速发展

50年代，由于电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量与地图制图学中的应用，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这样就导致了地理信息系统的问世。

1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个GIS—加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。稍后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。但是，由于当时计算机技术水平不高，存储量小、磁带存取速度慢，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图，进行地图数据的拓扑编辑，分幅数据的拼接，并发展了基于栅格的操作方法。

进入70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备—磁盘的使用，为空间数据的录入、存贮、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使GIS朝着实用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。GIS这一技术成为一个引人注目的领域。

三、80年代的GIS—地理信息系统（Geographic Information System，GIS）

80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。由于大规模和超大规模集成电路的问世，推出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现，为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输效率得到极大的提高。另外，软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广，推动了GIS的数据处理能力、空间分析功能、人机交互对话、地图的输入、编辑和输出技术的进一步发展，并逐步走向成熟。GIS的应用从解决基础设施的规划（如道路、输电线等）转向更加复杂的区域开发问题。当时，GIS已跨越国界，在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题（如全球变化、全球沙漠化监测等）。因此，国际著名的GIS专家，即前面提到的R.T.Tomlinson认为：“如果70年代是GIS发展的巩固时期，那么80年代则是国际上GIS发展具有突破性的年代”。这个时期，GIS还保留有地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的含义和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）

地理信息系统技术的应用大大提高了人类处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力，而地理信息系统技术及其应用的进一步发展则必须以地球信息机理理论为基础。陈述彭院士在论述地理信息系统发展时强调了对于地球信息基础理论的研究，并指出地球信息基础理论的实质内容：地理信息系统已不仅仅限于物质流与能量流的信息载体，而且包括研究地学信息流程的动力学机理与时空特征、地学信息传输机理及其不确定性(多解)与可预见性等；并认为：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于这个Info还包括很多地学规律，其分析模型必须以地学为基础。

Goodchild于1992年提出地理信息科学(Geographic information Science)的概念。地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列基本问题，如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响、地理信息系统的社会实践等。地理信息科学的提出是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求，它是在人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询，而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的；它在注重地理信息技术发展的同时，还注意到了与地理数据、地理信息有关的其他一些理论问题，如地理数据的不确定性、地理信息的认知以及社会对于地理信息技术运用于实践的认可等。由此可见，地理信息科学在地理信息技术研究的同时，还指出了对于支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。 世纪之交，由于地理信息系统的应用日益广泛，加上航空和航天遥感、全球定位系统、数字网络(Internet)和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透和整合，逐渐形成了以地理信息系统为核心的地球空间信息集成化技术系统，为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证；同时，这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广，掀起了全球变化研究与对地观测计划的新高朝，于是时势造英雄，促使一门新兴的交叉学科“地理信息科学”的脱颖而出。这个时期，GIS己经渐变地含有地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）的含义和意思。

五、现在的GIS—地理信息服务(Geographic Information Service，GIS)

近年来，随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用，GIS的发展进入到各行各业乃至各家各户的用户时代，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。这个时期，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系统已成为许多机构（特别是政府决策部门）必备的工作和决策咨询系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题，地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划，也是美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略的重要组成部分。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

近来，个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移动电话的普及给新的应用创造了许多机会。这样的应用有流动工作人员和基于位置服务。流动工作人员，顾名思义，他们工作在远程位置，如客户处、分公司或者野外现场。这些工作人员经常要为完成某项任务下载一段所需的数据，在远端使用这段数据，然后在每天工作结束的时候将改动更新（同步地）到主数据库上。这种场景的一个重要方面是：客户端保留有数据，并以离线方式在本地对数据进行操作。基于位置服务的使用是近年来出现的一个重要趋势，这类服务彻底改变了对用户地理位置的依赖。随着全球定位系统（GPS）的应用，可以很容易确定任何一个客户/使用者的精确位置，并根据用户的地理位置提出最佳解决方案。基于位置服务的影响和重要性促使开放GIS协会（Open GIS Consortium，OGC）提出了开放位置服务（Open Location Service，OpenLS），希望能够将地理空间数据和地理操作的资源集成到位置服务和电信基础设施中去。美国联邦政府已于2001年10月颁布了规定：所有蜂窝电话的位置在67%的使用时间里必须是可追踪的，追踪精度为 125米。这样，一方面人们总在评述着Internet革命“消灭”了地理的概念，与此同时，对于空间技术的需求却在不断增长。位置服务（Location Based Service，LBS）的巨大魅力在于通过固定或移动网络发送GIS功能和基于位置信息，从而在任何时间应用到任何人、任何位置和任何设备上。当前，LBS已成为科学研究、技术发展和市场开拓领域共同的热点话题。此时，GIS已朝着地理信息服务(Geographic Information Service，GIS)的方向发展。

六、结　论

第5篇

关键词：GIS专业；核心课程体系；创新型人才培养方案

作者简介：郭恒亮（1971-），男，河南商丘人，郑州大学水利与环境学院，副教授；骆亚波（1977-），男，湖南郴州人，郑州大学水利与环境学院，讲师。（河南 郑州 450001）

基金项目：本文系河南省教育科学“十二五”规划课题（课题编号：[2011]-JKGHAD-0230）、郑州大学教研项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0114-02

一、研究意义

自从地理信息系统（Geographic Information Systems，简称GIS）专业诞生以来，社会对地理信息技术的要求不断增长，地理信息技术应用多种多样，GIS技术和应用得到了极大的发展。地理信息系统已经发展成为一个内容丰富的地理信息科学和技术的知识领域，包括地理信息科学、地理信息技术和地理信息科学技术应用三个相互关联的子领域。其中，地理信息科学是研究地理信息的本质以及如何将地理信息技术应用的问题，主要基于地理学科，运用哲学、心理学、数学、统计学、计算机科学和其他领域的知识和方法进行研究。地理信息技术是专门用于处理地理数据的信息技术，使用范围广泛，涉及数据获取、数据存储和操作、数据分析，以及数据的显示和输出。

目前有500多所高等院校开设了GIS专业和相关的课程，已培养了一大批各个层次的GIS人才，为我国的高科技事业做出了重大贡献，清华、北大、武大、浙大、南大、北师大等国内著名高校，都开设了地理信息系统相关专业。在河南，郑州大学、河南大学等10所高校有GIS专业。就GIS专业的教学水平以及毕业生的质量来讲，河南省处于全国中下游水平。因而，大力提升地理信息科学的教学与科研水平，加强学科建设，优化课程体系，对于高校资源配置、丰富GIS专业人才结构层次、提高GIS人才水平、推动中原崛起以及完善地理信息学科体系、促进我省向全国一流高校发展都具有重大意义。

我国各高校开设的GIS专业中，所依托的专业各种各样，有测绘类、地理类、管理类、计算机类、环境类、水利类、建筑类等，一方面说明GIS的应用广泛，另一方面也给课程体系的制订提出了问题。在查阅大量培养方案后发现，所有高校GIS专业中的课程体系，没有任何两个院校完全一样，这就给GIS专业的学生带来很多疑问，也给学生进一步深造（考研、考博）带来了麻烦。基于此问题的出现，本课题考虑用“平台+模块+课程群”的模式进行解决，主要解决了GIS专业核心课程的问题，同时体现各高校的特点，为各高校的GIS专业核心课程体系的制订和创新型人才培养方案的制订提供模板和借鉴，因此本课题具有很高的研究价值。

针对我国GIS高等教育的大背景和郑州大学（以下简称“我校”）GIS专业学科背景的实际情况，结合前一段水环学院新的教学改革方案研讨与实施的情况以及笔者多年来的教学经验，就跨学科GIS专业课程体系改革的指导思想、培养方案制订、课程体系配置、跨学科内容的优化与整合、专业教学环境的优化提升和教学方法等方面进行较为深入的研究。立足我校，面向全省，覆盖全国，为高校GIS学科核心课程体系的改革和创新型人才培养方案的制订提供借鉴和指导意义。

二、现状分析

就其学科而言，它是地理学、计算机科学、测绘科学、空间科学、信息科学、管理科学为一体的新兴的边缘和交叉学科，它的学科发展与高校GIS教育息息相关，培养学生质量如何与高校课程体系的优化有直接的关系。

随着GIS理论、技术方法的进步和社会需求的不断拓广，GIS的应用早已渗透到人类生活的方方面面。到目前为止，GIS从最初的资源管理和土地规划到几乎所有与空间信息相关的领域，如商业、国防、电信、教育、工程、环境、政府、卫生、资源交通等，取得了明显的经济效益和社会效益。GIS综合性很强，需要很多其他学科知识作为基础。因此，高校GIS专业的人才培养 不应再是单一型，应以培养创新型人才为目标，要求学生不仅要有坚实的理论基础、良好的专业素质、宽阔的知识及对整个GIS有全面的了解，而且要尽可能多地了解相关学科和交叉学科。

目前我国GIS产业不断发展壮大，从业人员已经超过40万人，产业规模已经超过1000亿元，这是对行业内包括遥感、GIS、全球定位技术等在内的地理信息工业的一种广义的理解。社会对GIS技术和应用的需求日益增加，GIS科学和技术日益发展，学科日益成熟，原有的知识体系已经远远不能适应社会以及GIS科学和技术的发展要求，急需建立新的GIS专业核心课程体系和新的人才培养方案。

在国外早就开始了GIS核心课程体系的建立，1994年成立的UCGIS，一直致力于支持地理信息科学研究团体的工作，通过GIS的开发促进GIS教育界更广泛的共识和更加高效的工作。1998年成立了GIS模板课程工作组，2003年工作组了稻草人版报告，提出了核心体系的初步方案和人才培养模式，随后经过不断的探讨、修改，最终于2006年正式。地理信息科学与技术核心知识体系的工作和高校人才培养方案才开始逐步展开，逐步深入。

在国内相关人士和高校有关专家也在关注GIS核心课程体系和创新型人才方案的培养。北京大学遥感和地理信息研究所邬伦教授、美国东密西根大学地理系主任、地理研究所所长谢一春教授的积极促动下，翻译完成了《地理信息科学与技术知识体系2006》。此后，GIS学术会议上展开了GIS核心课程体系和人才培养方案的探讨。2006年、2008年两届高校GIS论坛上也提出了GIS核心课程体系和人才培养方案建立的探讨，直到2010年第三届高校论坛上“关于组建GIS核心课程体系与人才培养方案”的倡议书，着手建立全新的GIS核心课程体系和新的人才培养方案。到现在为止，在GIS核心课程体系和人才培养方案方面还没有真正实现统一。本研究基于我国目前的现状，根据郑州大学GIS专业10多年来的教学研究情况提出了本课题研究，力争为我校GIS教育，乃至全国GIS教育的发展提供范例。

三、建设内容

以人才培养模式改革为基本出发点，对核心课程体系优化配置、基于人才培养模式的创新型教学环境构建、课程体系教学团队和教学方法四大主题进行深入研究与实施。借鉴国内外创新人才培养的理念，从我校的实际出发，进一步明确GIS专业人才培养模式的改革思路；研究制订多种人才模式的培养方案，明确各种人才对知识、能力和素质的要求；另外结合国家与河南省政策，重点培养创业型GIS人才。建设内容如图1所示。

1.以培养多种人才模式为目标，构建核心课程体系

坚持教学内容和课程体系整体优化的原则，根据GIS专业的特点制订培养具有理论分析、GIS工程应用、GIS软件开发等类型的人才培养方案。按照平台加模块的方式设计课程教学计划，灵活设置专业方向，增加选修课比例。同时应培养学生的创业意识和创业知识重点培养创业型GIS人才；按照基础实践、专业实践、综合实践和创业实践的方式设计实践教学体系，重点在于建立校内实验教学平台、科技示范园区实践创新平台和社会生产创业平台。具体目标由原来的“公共课、专业基础课和专业课”体系，优化为“平台+模块+课程群”体系，并对诸多课程进行了整合和优化，包括GIS跨学科内容的整合与优化。GIS专业不是与相关学科若干课程的叠加，应该是在信息科技背景下的有机整合，培养学生利用地理空间思维和GIS方法解决问题的能力，构建统一的核心课程体系。

2.构建创新型人才培养的教学环境

从理论分析、GIS工程应用、GIS软件开发的三种人才培养模式出发，加强“校内教学基地――校外教学基地――企业实践基地”的创新型教学环境，进行“三阶段培养”的人才培养，将校内GIS、数学、计算机等本科专业的理论基础进行整合，发展课程体系的基础平台。另外将多工程专业实验室进行整合，组成专业实验平台，负责校内实验教学、科学研究及对外开放等服务功能；加大校外基地建设，包括野外测量实验等校外教学实验基地，强化实践教学，不断提高教学水平和教学质量的实际理解，建立企业实践基地，开展科学研究活动，培养学生的创业精神。或通过校企合作，解决资金投入与发展的瓶颈问题，提供教学资源、派遣与培养师资、基地实训、企业实习与就业等完整的人才培养链。

3.注重教学团队建设

以学校实习本科生导师制为契机，组建适合本专业发展的教学团队，以培养高素质的GIS综合人才作为目标。教学团队以教学专家、科研专家、企业专家为核心，由专业带头人、骨干教师、合格教师呈梯队，由课程负责人、主讲教师、助理讲师呈梯队组建课程教学团队，使老、中、青年教师，企业教师和学校教师，高学历教师和其他学历教师互相学习，互为补充，完善GIS教学团队的组成结构。具体目标应是形成一支以教授负责为主，并按一定比例配备辅导教师和实验教师的教师专家，满足结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的特点；为培养学生研究创新能力，应形成一支以科研能力较强的专家进行科研等方面的教导；最后，寻求相关GIS企业的高端人才形成企业专家。

4.强化教学方法研究

采用“学生导向”的办法加强GIS教学方法和手段的建设，即课程教学方面主要以启发为主的教学模式，着重培养学生的自我思考和团队合作精神，鼓励建立长期的本科生导师制，并吸取国外相关的先进教学理念。同时发扬教学团队的优势发展精品课程和优秀课程能够体现现代教育教学思想，能够促进学生全面素质的发展，改革学校育人环境，有利于带动高等教育教学改革。使用先进的教学方法和手段，相关的教学大纲、教案、习题、实验指导、参考文献目录等要上网并免费开放，实现优质教学资源共享。

四、拟解决的关键问题

1.核心课程不统一的问题

地理信息专业属于多学科交叉性，交叉的学科差距大，知识点分散，涉及课程多且繁杂，开设课程五花八门，核心课程也不统一，给学生和教师带来很大的疑惑，特别是学生考研、考博中带来了很大麻烦，本研究力图从地理信息专业的学科与技术特性，建立即符合教育基本规律，又能体现专业特色的核心课程体系。

2.核心课程应具有的教学内容

本专业知识更新快，新理论、新方法层出不穷，所以核心课程的教学内容存在着“夯实基础”与“紧跟前沿”的矛盾，核心课程的教学内容对知识单元的取舍、知识点的覆盖等要有前瞻性和基础性。由于应用领域的广泛性，核心课程的知识体系应具有普适性、可操作性。

3.人才培养方案中如何体现创新性

地理信息系统专业从诞生到现在，就不断在创新，其应用领域由原来单一的资源和土地利用，到现在应用到国民经济的各个行业，其技术和方法不断在创新，创新是GIS专业的灵魂。GIS专业人才培养方案如何体现学生的创新性，是一个难题。本研究从人才培养方案的制订中打破原来方案的禁锢，提出以“校内教学基地――校外教学基地――企业实践基地”构建创新型教学环境，改革GIS理论教学模式，加强学生创新意识，强化实验教学，提高学生动手能力与创新精神，以项目为驱动，提高学生的实践能力和创新性，把创新学分（10个）作为学生的必修学分。

五、实施方法

研究方法主要是利用调查分析法、基于SWOT（优缺点及机会与威胁）与层次分析方法。

第一，调研分析方法。本课题首先对国内外GIS专业现有的课程体系、人才培养方案、教学方法、团队建设等情况进行充分调研基础上，了解其他高校和研究机构的情况，比较分析其是否具有合理性，取其精华，去其糟粕。

第二，问卷调查法。制作调查问卷，在课程设置、培养方式、创新方法等方面进行问卷调查，问卷发放人员主要包括高校GIS专业教师、研究人员、开发企业、使用单位、毕业学生、在读学生、社会人员等，通过问卷方式了解学生最需要哪些课程，教师最注重哪些方法、社会最需要哪方面人才、企业最喜欢有什么样才能的学生。

第三，应用SWOT分析与层次分析方法进行课程体系配置的优化。SWOT分析法即态势分析法，SWOT四个英文字母分别代表：优势（S，Strength）、劣势（W，Weakness）、机会（O，Opportunity）、威胁（T，Threat），SWOT分析法被用于企业战略制订、竞争对手分析等场合。将该方法用于GIS课程体系优化配置，有助于学院将内部优势与外部机遇有机结合，趋利避害，或变内部劣势为优势，变外部威胁为机遇。另外，进行定量化研究，分析不同课程体系优化配置后的效果，应用层次分析方法确定多种因子权重，从而更有效地进行GIS课程体系优化。

六、结束语

构建GIS专业的核心课程体系和制订创新型人才培养方案。从核心课程体系的构建、课程体系优化配置、基于人才培养模式的创新型教学环境构建、课程体系教学团队和教学方法研究五大方面进行深入研究与实施。保证多样化的课程群能反映各学科背景下的特色，课程体系注重培养学生基础、技术与能力，分层次，重个性，面向产业、市场和社会，增强学生的就业能力和进一步深造的创新能力，使各高校GIS专业有一个统一的核心课程体系和符合本学校的创新型人才培养方案。

参考文献：

[1]王金鑫，郭恒亮.3S高新技术学科的特点与教学方法探讨――以郑州大学GIS专业为例[J].地理信息世界，2010，（6）：10-19.

[2]郭恒亮，贺添.地理信息系统专业精品课程建设的思考[J].中外教育研究，2011，（3）：14-15.

[3]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界，2003，（4）：1-7.

第6篇

关键词：GIS；发展；演化

一、前言

地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）是一种专门用于采集、存储、管理、分析、和表达空间数据的信息系统。其既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”，同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。

二、GIS的提出和迅速发展

50年代，由于电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量与地图制图学中的应用，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这样就导致了地理信息系统的问世。

1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个GIS—加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。稍后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。但是，由于当时计算机技术水平不高，存储量小、磁带存取速度慢，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图，进行地图数据的拓扑编辑，分幅数据的拼接，并发展了基于栅格的操作方法。

进入70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备—磁盘的使用，为空间数据的录入、存贮、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使GIS朝着实用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。GIS这一技术成为一个引人注目的领域。

三、80年代的GIS—地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）

80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。由于大规模和超大规模集成电路的问世，推出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现，为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输效率得到极大的提高。另外，软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广，推动了GIS的数据处理能力、空间分析功能、人机交互对话、地图的输入、编辑和输出技术的进一步发展，并逐步走向成熟。GIS的应用从解决基础设施的规划（如道路、输电线等）转向更加复杂的区域开发问题。当时，GIS已跨越国界，在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题（如全球变化、全球沙漠化监测等）。因此，国际著名的GIS专家，即前面提到的R.T.Tomlinson认为：“如果70年代是GIS发展的巩固时期，那么80年代则是国际上GIS发展具有突破性的年代”。这个时期，GIS还保留有地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）的含义和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科学（GeographicInformationScience,GIS）

地理信息系统技术的应用大大提高了人类处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力，而地理信息系统技术及其应用的进一步发展则必须以地球信息机理理论为基础。陈述彭院士在论述地理信息系统发展时强调了对于地球信息基础理论的研究，并指出地球信息基础理论的实质内容：地理信息系统已不仅仅限于物质流与能量流的信息载体，而且包括研究地学信息流程的动力学机理与时空特征、地学信息传输机理及其不确定性(多解)与可预见性等；并认为：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于这个Info还包括很多地学规律，其分析模型必须以地学为基础。

Goodchild于1992年提出地理信息科学(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列基本问题，如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响、地理信息系统的社会实践等。地理信息科学的提出是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求，它是在人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询，而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的；它在注重地理信息技术发展的同时，还注意到了与地理数据、地理信息有关的其他一些理论问题，如地理数据的不确定性、地理信息的认知以及社会对于地理信息技术运用于实践的认可等。由此可见，地理信息科学在地理信息技术研究的同时，还指出了对于支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。世纪之交，由于地理信息系统的应用日益广泛，加上航空和航天遥感、全球定位系统、数字网络(Internet)和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透和整合，逐渐形成了以地理信息系统为核心的地球空间信息集成化技术系统，为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证；同时，这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广，掀起了全球变化研究与对地观测计划的新高朝，于是时势造英雄，促使一门新兴的交叉学科“地理信息科学”的脱颖而出。这个时期，GIS己经渐变地含有地理信息科学（GeographicInformationScience,GIS）的含义和意思。

五、现在的GIS—地理信息服务(GeographicInformationService,GIS)

近年来，随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用，GIS的发展进入到各行各业乃至各家各户的用户时代，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。这个时期，社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系统已成为许多机构（特别是政府决策部门）必备的工作和决策咨询系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题，地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划，也是美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略的重要组成部分。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

近来，个人数字助理（PersonalDigitalAssistant,PDA）、移动电话的普及给新的应用创造了许多机会。这样的应用有流动工作人员和基于位置服务。流动工作人员，顾名思义，他们工作在远程位置，如客户处、分公司或者野外现场。这些工作人员经常要为完成某项任务下载一段所需的数据，在远端使用这段数据，然后在每天工作结束的时候将改动更新（同步地）到主数据库上。这种场景的一个重要方面是：客户端保留有数据，并以离线方式在本地对数据进行操作。基于位置服务的使用是近年来出现的一个重要趋势，这类服务彻底改变了对用户地理位置的依赖。随着全球定位系统（GPS）的应用，可以很容易确定任何一个客户/使用者的精确位置，并根据用户的地理位置提出最佳解决方案。基于位置服务的影响和重要性促使开放GIS协会（OpenGISConsortium,OGC）提出了开放位置服务（OpenLocationService，OpenLS）,希望能够将地理空间数据和地理操作的资源集成到位置服务和电信基础设施中去。美国联邦政府已于2001年10月颁布了规定：所有蜂窝电话的位置在67%的使用时间里必须是可追踪的，追踪精度为125米。这样，一方面人们总在评述着Internet革命“消灭”了地理的概念，与此同时，对于空间技术的需求却在不断增长。位置服务（LocationBasedService,LBS）的巨大魅力在于通过固定或移动网络发送GIS功能和基于位置信息，从而在任何时间应用到任何人、任何位置和任何设备上。当前，LBS已成为科学研究、技术发展和市场开拓领域共同的热点话题。此时，GIS已朝着地理信息服务(GeographicInformationService,GIS)的方向发展。

六、结论

第7篇

给自己一个爱上它的理由。老话说上知天文下知地理，地理是一门内涵十分丰富并且贴切生活的一门学科，它不仅包括自然地理中的日月山河斗转星移，也包括人文地理中的风土人情文化经济。那么接下来给大家分享一些关于高一地理怎么学能学好，希望对大家有所帮助。

高一地理怎么学能学好一、培养自己对地理学科的兴趣，兴趣是最好的老师。

如果对地理学科缺乏必要的学习兴趣，一定要在学习生活中去培养。比如诗句中“春风不度玉门关”，那么自己就要研究一下了，古人为何会写出如此诗句呢?明白后，原来“春风”是指影响我国的夏季风，玉门在非季风区，夏季风影响不到这里，因而这里降水稀少，一片荒凉。如此这般，便可激发自己的学习兴趣。

二、端正学习态度，积极主动。

作为一名学生，一定要有一个学生该有的样子，不要相信天才怎么怎么样，自己做好自己，踏踏实实做学问，不懂就问同学或者老师。“三人行，必有我师焉”。老师会非常喜欢粘着自己的学生，内心会倍感欣慰，就怕不懂还愣愣的自己研究，闭门造车，那样很可能问题越积越多。

三、课前认真预习要讲的内容，心中有数;课上要认真听讲，聚精会神”课下要认真独立完成作业，查漏补缺。

课上的一时打小差儿、分心，很可能会落队而难以弥补。有时候，当堂理解的知识，课下花几倍的时间也可能难以突破，这时就是事倍功半了。

四、中学地理尤其是高中地理，特别强调理解记忆，硬背的方法终究没有理解层面印象更深刻。

比如，地球的自转和公转涉及到时区时差，多画图，多理解，多动脑才能把题目做对的。另外也可以记忆一些顺口溜等，比如记忆亚欧分界线时可以这样来记—“两乌里大黑土地”(乌拉尔山、乌拉尔河、里海、大高加索山脉、黑海、土耳其海峡、地中海)

五、地理的学习离不开地图的辅助。

地理的学习脱离图来说话那是很难走远的，多看大、小地图，注意不同类别的图，河流、山脉、城市等位置是需要在脑中有图存在的。特别是初中地理离开了图，那知识点基本也就没有依附了，初中地理可以多描图，比如描下长江干流及主要支流图，然后根据图填写发源地和入海口、沿江主要城市、流域内主要地形区等。

六、我做题实战，是骡子是马，到题目上见。

题目浩如烟海，一定要多注意自己薄弱环节所设计的题目，做题当中一定要独立完成，切忌翻书抄袭等，自欺欺人害得还是自己啊!老师讲解完题目后要学会反思，多问几个为什么，自己为什么会做错这道题呢?是粗心大意还是真有知识漏洞存在呢?粗心大意失荆州，一定要告诫自己不要再犯此低级的错误!真有漏洞的话也不可怕，可怕的是不去总结整理，比如某地的农业发展条件，那就包括自然条件和社会经济条件两大类，自然条件又包括气候、地形、土壤、水源等;社会经济条件包括市场、交通、农业技术、国家政策、劳动力等，如果答题丢了某一点，要在笔记本上有所体现，后不再犯。

七、自己要经常我做阶段性总结，要有自己的学习计划。

在周考或者月考等考试结束后，要针对自己在考试中暴露出来的问题有所总结，分析一下自己最近的学习情况，多和老师同学沟通交流，从而进行调节和完善。

高考地理选择题答题技巧一、直选法

直选法主要是针对一些考查识记性知识的试题而言的，这类高考地理试题往往考查考生对教材中基础知识的记忆和基本原理的理解，解题时根据自身对知识的记忆情况，高考地理选择出正确选项即可。虽然高考越来越重视对考生能力的考查，但知识是能力的基础，不少试卷中还是会出现一些需用直选法来解答的选择题。

二、图文转换法

图是地理学科的一大特色，教材中的不少知识点都是以图的形式呈现的，这就要求同学们在学习过程中，要关注教材中的图表，认真分析图表中隐含的信息，学会分析各种类型图的一般方法。对于教材中一些以文字描述的结论、原理，可试着将它们转绘成图形，以便记忆和理解，如转绘出某日全球正午太阳高度的分布图、某日全球各地昼长的分布图等。在答题时，要注意适时地进行图文转换，使题中所给的图(或文)信息朝我们比较熟悉的文(或图)去转换，这将极大地提高高考地理答题效率。

三、排除法

大多数同学在解答高考地理选择题时多采用排除法。所谓排除法，就是在认真阅读、分析题干所给条件的基础上，对题目所给的四个选项逐一分析排除。高考地理解题时可先从自己最熟悉、最有把握的选项开始，然后把比较有把握的选项排除，直至最后剩下唯一的选项。找准解题的关键点，根据这个关键点进行排除，不仅可以正确解题，也可大大节约宝贵的考试时间。

高中地理学的好适合报什么专业1.人文地理与城乡规划专业

在我国，如何解决人口、资源、环境的问题，已经被作为基本国策提出，三者成为各级政府施政纲领中必不可少的部分。人文地理与城乡规划研究的内容就是通过城乡规划和管理，合理利用资源和环境，促进城乡人口和经济的可持续发展，该专业的社会需求将在很长一段时间内保持旺盛势头。

2.地理信息科学专业

地理信息科学专业原名地理信息系统专业。是一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科，主要培养具备地理信息科学与地图学、遥感技术方面的基本理论、基本知识、基本技能、通俗点可以理解为就是把地图信息存储到计算机里，制成电子地图，使人们通过计算机迅速查询到目标。比如，应用这种技术可以制成城市电子地图，我们在查询公共汽车路线时，只需输入起点和终点的名称，就可以查询出相关车次，并获取沿途经过的道路和换乘车站等地理信息。

3.地理科学专业

地理科学专业是一门从各种角度对地质、地表形态等地理特征进行深入研究，同时也研究地域与人们生活关联的一门学问。研究大致分为两大领域，即以地形、地质、气候、海洋等自然环境为对象的自然地理学和以人口、城市、交通、文化等为对象的人文地理学。除此之外，还要进行大量地理应用方面的研究，学习者会接触到有关地质、勘探、地图绘制、地理信息系统、城乡规划等等多方面的知识。

4.自然地理与资源环境专业

第8篇

关键词：农业资源环境信息系统；教学模式；研究型教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0116-02

教学模式改革是课程教学改革中提高教学质量的关键环节。随着信息技术的快速发展和普及，信息技术在农业资源与环境领域的应用越来越广泛和深入。西北农林科技大学资源环境学院自2005年开设《农业资源环境信息系统》课程以来，作为地理信息科学专业的方向选修课，课程内容主要是应用现代信息技术，研究农业资源的优化配置和合理利用，拓展学生在土地、土壤、水资源、气候、施肥和农业环境污染等领域的专业知识，重点是学习GIS对资源环境等领域的信息化管理和研究手段，是一门以信息技术为基础、多学科综合的专业技能课。

目前社会对地理信息科学专业毕业生实践能力的要求不断提高，如何进行有效的教学模式改革，完善实践教学体系已经成为当前急需解决的问题。我们采用座谈和调查问卷结合的方式，广泛吸收师生的各种合理建议。同时收集和分析各种相关信息文献，借鉴国内外不同高校的教学实践和研究成果，并结合我校本专业的学科设置、学生知识结构等特点，基于先进性、综合性、创新性等原则，建立了新的具有我校农、林、水综合特色的《农业资源环境信息系统》课程教学模式。

一、研究型教学模式

研究、创新能力培养是研究型大学教育的重要职能之一。在教学中过程中恰当地引入科学研究的新进展和新成果不仅可以丰富教学内容，而且可以让学生接触科研前沿，对培养学生科研思维、提高学生研究能力有重要作用。《农业资源环境信息系统》课程内容的难点主要是各个农业资源与环境项目模型的建立过程、相关模型的原理及其与地理信息系统的结合方式等，本身就属于课题研究性质。教学中主要通过以下形式加以实施。一是将科研项目及其成果引入课堂，让学生体验理论知识和实践相结合的重要性。将地理信息和遥感科学系各位老师承担完成的“县域耕地地力评价”、“测土配方施肥信息系统”、“农田生态环境信息获取与作物长势监测技术研究”等研究成果作为案例，在课堂上讲述和分析，对开拓学生的视野，启发学生的创新意识，科研意识及提高学习兴趣，均有很好的效果。二是充分利用学校、学院、系不同层次的科研平台，通过组织学生参观重点实验室、大型仪器、参加学术研讨活动、鼓励学生积极参加GIS设计大赛、申报学校各类科创项目，让学生有充分机会近距离感受学术研究的氛围，学习研究、创新的技能和方法。三是建立全程学习的模式，课程学习不仅仅限于课程开课期间，还要求学生利用大三下学期刚好是毕业论文（设计）选题时间这一有利时机，根据自己的兴趣，结合课程内容，让学生参与到各位导师的科研项目中去，多查阅文献，了解最新的研究进展，极大地提高了课程学习的针对性和有效性，培养了学生的实际动手能力和创新能力。

二、一体式教学模式

《农业资源环境信息系统》这门课程的专业跨度大、综合性和实践性强，作为一门重要的专业方向课，其知识结构、内容体系以及教学方法直接影响着课程的教学效果。在教学过程中采用精讲多练，融“教、学、用”为一体、着重强化学生能力、素质培养的一体式教学模式。一是教学内容与相关专业课程的有效衔接，根据本专业的课程体系对教材内容进行合理取舍，对水资源信息系统、气候资源信息系统等内容薄弱的环节进行适度的扩展和延伸，并每年将一些最新的研究进展补充进教学内容，使其和本领域科技发展同步；二是在教学中注重基础理论与实际应用的紧密联系，注重案例式、问题式教学，基础理论的讲授结合实际问题表述概念、阐述原理，既强调内容的系统性，又注重可操作性，课程的实验内容和教材各章节内容紧密相关，并保持同步，加深了学生对理论知识的理解与掌握。例如，本课程中涉及的六大农业资源要素相关模型的基本原理和建立过程均属于各章教学内容的难点，但我们通过系统性梳理和归纳，从数学方法的角度把它们归并为关联分析类、预测类、最优化类三大类，然后逐步深入地讲述，层层展开，对比分析各种模型的特点、适用条件和模型参数的原理，从而使学生深刻领会了每一个资源要素中常见典型模型的内涵；三是突出学生在教学活动中的主体地位，从以教为主转变为以学为主，激发学生的能动性和学习兴趣。通过布置课后作业、课堂提问等环节，并采用现实中已经开发成功的信息系统作为演示，让学生自己操作，增强教学的互动性，充分体现学生在学习过程中的主体地位。实验课程只给学生提供实验数据和基本要求，实验过程和步骤则由学生独立思考和操作完成，利用GIS技术在三维显示等领域的优势，让实验结果深入、生动、有趣。把学习的主动权还给学生，将传统单一的“学完了再做”的方式，变为“边学边做”、“边做边学”等多种教学方式，为复合型、创新性人才培养模式的建立打下良好的基础。

三、网络化教学模式

《农业资源环境信息系统》课程充分利用了网络信息技术发展的成果进行网络教学。一是充实了学校引进的由清华大学教育技术研究所开发的网络教学综合平台中关于本门课程的网络内容，开设了教师介绍、课程介绍、教学材料、课程答疑讨论区、课程作业、试题试卷库、精品课程内容、教学邮箱、研究型教学、在线测试、课程通知等栏目。建立起多视角、多功能、全方位、立体化教学模式系统，提供了一个支持师生在网上进行课下教学活动的环境；二是充分利用了互联网提供的海量网上基础地理数据库和相关教学资源，通过向学生推荐国内外著名的地理相关数据库网站，让学生下载和浏览，查询和挖掘网络中各种珍贵的基础数据和学习资料，培养学生从数字（空间）的角度观察世界，研究未知领域的能力，给了他们一个全新的解决问题的思维方式；三是通过这一网络教学平台，让学生利用教学视频、多媒体教学课件进行自主学习和复习，加强了对课堂教学内容的理解和体会。利用网上的试题库对学习内容进行自主训练和自我检测，利用网上交互式学习平台与学生进行专题讨论、在线答疑、在线寻求帮助等。通过几年的不断完善与应用，学生反映效果良好，达到了网络教学预期的目的。

四、换位式辅助教学模式

在教学过程中，适当地采用换位式教学方法，引导学生作为课堂的主体，在沟通中培养兴趣，在辩论中阐明道理，能够营造良好的教学氛围，增强学生的参与意识，变被动为主动，培养他们的主动学习意识和能力，实现以学生为中心，提高学生综合素质的目的。具体做法：一是让学生自由组合建立5人左右的讨论小组，根据课程内容中土地、土壤、水资源、气候、施肥和农业环境污染六个专题信息系统选择自己感兴趣的一个主题，小组成员按照自行分工、人人参与的原则，查阅最新文献（近三年），收集资料，并制作PPT，讲授、质疑、讨论、完善，形成小组的汇报材料；二是课程授课结束后，安排专门的专题讨论会，让各小组分别汇报自己的成果，老师和其他同学进行提问，专题讨论的成绩计入课程总成绩中。学生在主动参与、合作探究、过程体验、交流展示、质疑讨论的过程中学习了知识，锻炼了能力，也打下了积极探索与科学研究的良好基础。

五、注重实践能力的教学模式

实践是创新的基础，是从理论到实践再到理论的升华过程，是实现从感性到理性的自然飞跃，也是将知识转化为能力的基本途径，在学生能力培养和综合素质提高方面具有独特的作用。《农业资源环境信息系统》这门课程从开设之初就十分重视实践课程内容的安排。一是购入所有相关硬件设施和软件平台，建立了ArcGIS软件上机实践实验基地，得到了美国环境系统研究所（ESRI）的大力支持，与ESRI西安公司协议共建ArcGIS教学实验中心，保证了实践教学环节的顺利进行；二是加大实验训练的课时量。农业资源环境信息系统理论课程时间为32课时，实验课时16课时，占总课时的三分之一，保证了本门课程实践训练环节的质量；三是实践教学的课程内容主要设置了综合性的地理分析问题和专题信息系统的设计，教师通过要点提示，向学生指出实验目标与操作之间的主要关系，然后由学生独立思考后完成；四是增加了实践内容成绩考核的分值。虽然选择闭卷考试作为该门课程的成绩评定之一，但闭卷考试成绩仅占总成绩的40%，专题讨论占20%，实验成绩则占40%，着重考查学生灵活运用地理信息技术解决实际问题的综合分析和实践能力。

总之，课程教学模式改革是实现教学效能最大化的重要环节。不同的教学模式适合于不同的课程和人才培养需求。《农业资源环境信息系统》课程采用的研究型、一体式、网络化、换位式辅助教学和注重实践能力的教学模式在教学实践中体现了我校以“农”为特色，特别注重科学研究和实践能力培养，网络信息技术综合运用的多学科交叉融合的课程特色，实现了预期的教学目标，有利于高等农业院校培养综合性、复合型人才的战略目标的实现。

参考文献：

[1]王文静.中国教学模式改革的实践探索――“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报（社会科学版），2012，（1）：18-21.

第9篇

关键词：GIS技术；地震学；应用

中图分类号：TH762.2 文献标识码：A

地理信息系统是应用在地球科学、信息科学、系统科学等各个科学领域上的科学，具有处理空间信息的强大能力。当前，GIS技术已经广泛应用在石油、环境、地籍、市政管理、地震减灾等各项科学预测上，并取得了较好的效果。

我国在应用GIS技术上取得了一定的效果，而且我国还将GIS技术应用到地震减灾预测上并取得了重大的成就。但是，在应用GIS技术中，由于地震减灾的困难性与信息的隐蔽性，很难发现数据的直观性与决策可视性，所以，GIS技术在地震学研究中还存在着一定的问题。我国根据地震的灾难预测与地震区划，借助GIS技术独有的空间分析与网络分析进行数据处理与计算，从而在地震学研究上取得更加明显的效果。

1 GIS的产生与发展

GIS发源于20世纪70年代，在1963年，美国的Tomlinson对GIS技术提出了计算机处理与分析地图数据的作用，并对此实行实践应用。到了1973年，CGIS技术就全面进行了使用，成为在世界上唯一一个运行型的GIS[1]。

然而，GIS技术真正的推广与应用还起源于20世纪80年代，由于计算机处理与数据分析的功能得到了更加进一步的提高，渐渐GIS技术开始在解决全球沙漠化、全球可居住区的评价、酸雨、核泄漏等领域上进行了研究，并取得了一定的效果。到了20世纪90年代时，GIS技术随着计算机时代的快速发展，GIS技术也随着发展进步，从而GIS技术慢慢应用到了互联网领域上。

我国GIS技术发展主要起源于1978年，当时，我国发展GIS技术还处于准备阶段，主要开始GIS的启蒙研究。在1985年，我国GIS技术发展到了起步阶段，主要进行GIS理论探索与区域性实验研究，还制定了相关的GIS规范；自从1986年后，我国在GIS技术发展过程中，取得了重要的进步与使用效果。例如，我国应用GIS在国土资源与环境上进行了实践应用，并取得了较好的效果[2]。

2 GIS技术在地震科学研究中的应用

目前，GIS技术已经在全世界范围内取得了广泛的应用，主要在美国、日本等发达国家的地震学研究中得到了实践操作，并且取得了较好的效果。我国GIS技术应用，主要应用在地震减灾预测、地震易损性分析、地震危险性分析等地震学中研究。我国GIS技术起步较慢，但是发展较快。在1996年，我国GIS技术在新疆维吾尔自治区人民政府的领导下，应用到了城市防震减灾中，并取得了一定的效果。随后，我国就GIS技术在减震救灾中应用进行了推广与应用，同时还取得了丰硕的成果。GIS在应用中主要可以处理数据和利用函数数据库建立解决问题的分析模型，目前，我国GIS技术应用也就是基于这两种方式[3]。

2.1 GIS应用于地震基础信息的管理和查询

我国GIS应用在地震学中，首先要求其对地震基础信息的管理与查询起到重要的作用。空间数据库管理是GIS技术的核心，也是在地震学研究中最为重要的一部分。地震基础信息处理较为困难，因为地震基础信息来源较广，数据量较大，地震基础信息数据中的范围较复杂，对地震基础信息的管理与查询是不可忽视的工作。空间查询是GIS最重要的功能之一，GIS具有信息查询功能，既有属性查询还有地图查询功能，还有图形与属性之间的交叉查询。

2.2 GIS应用于地震灾害预测及辅助决策

自从1978年，我国GIS技术处于准备阶段发展，到1985年，我国GIS技术逐渐进入起步阶段，我国GIS技术起步较慢，但是发展较快。我国在应用GIS中，根据地震的灾难预测与地震区划借助GIS技术独有的空间分析与网络分析进行数据处理与计算，为我国地震减灾科学研究开拓了新途径，从而有效地促进了地震学研究发展[4]。

2.3 GIS应用于地震区划

地震区划工作主要研究地震构造的背景、地震活动性、潜在地震划分等内容，目的是为建立抗震防灾规划提供科学依据。在地震区划上，根据GIS技术应用以及地震危险分析法进行预测，从而对地震区划。利用网络单元集成进行区划，我国在太原第一次应用了网络神经元集成区划，GIS在地震区划上具有自动化程度高、编图速度快等优点。

2.4 GIS应用于地震分析预报

地震预报是目前地震学研究最困难的科学问题。地震预报对地震学研究要求相对范围较广，对地震的位置、影响因素、时间、空间、环境等方面都有要求。GIS在地震预报方面具有了解地震信息、快速查询、地震活动性分析、地震前兆分析、地震地质构造等功能。具有这些功能能有效的提高数据使用的效益，拓宽了地震分析预报方法，从而为地震预报起到了重要的作用。GIS的开发与应用在地震预报具有一定的意义及相当大的贡献[5]。

2.5 GIS与RS、GPS技术的集成在地震科学研究中的应用

在GIS发展的时代中，以GIS为核心的3S集成，可以有效地采集数据、分析数据、处理数据等科学性地处理地震资料。GIS与RS具有相同之处，就是都具有实时获取、动态处理空间信息的能力，为地震提供了准确的现实性信息资源与实时新数据作出了重要保证。GIS与RS、GPS都具有互补的作用，它们三者还能产生较大的边缘反应，从而增强GIS为核心的综合体系功能[6]。

目前，GIS与RS、GPS在地震学中都起着重要的作用，并且研究取得了一定的进展，还为以后地震研究学中开辟了新道路。

结语

地理信息系统是应用在地球科学、信息科学、系统科学等各个科学领域上的科学，具有处理空间信息的强大能力。我国GIS技术起步较慢，但是发展较快，我国GIS在应用中主要用来处理数据和建立利用函数数据库解决问题的分析模型。同时应用在地震减灾预测、地震易损性分析、地震危险性分析等地震学研究中。我国根据地震的灾难预测与地震区划，借助GIS技术独有的空间分析与网络分析进行数据处理与计算，从而在地震学研究上取得更加明显的效果。

参考文献

[1]邬伦，刘喻，张晶等.地理信息系统-原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2009.

第10篇

关键词： 测绘地理信息系统 建设

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

前言

地理信息系统简称G IS )是随着计算机技术、和地理科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上, 计算机辅助设计技术(C A D ) 的出现使人们可以用计算机处理图形数据。图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标, 不同图形之间有各种各样的拓扑关系。用计算机把这些数据管理起来, 就成为一个简单的地理信息系统的雏形。地理信息系统是利用计算机建立地理数据库, 将地理环境中的各种要素, 包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据, 进行数字存贮、处理和分析, 建立有效的数据管理系统。通过对多种要素的综合分析, 方便快速地获取信息, 满足各种不同的应用或科学研究的需要, 并以图形和数字的方式表示结果。

一、地理信息系统(GIS)的概述与特点

1 地理信息系统(GIS)的概述

地理信息系统( GIS) 是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科，主要是利用计算机建立地理数据库，将地理环境中的各种要素，包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数字存贮、处理和分析，建立有效的数据管理系统。 地理信息系统( GIS) 技术是先对多种要素进行综合分析，然后快速地获取信息，并能满足各种不同领域的应用或科学研究的需要，最后以相应的图形和数字方式表示结果，突现其准确化、标准化、数字化的特点。

2 地理信息系统(GIS)的基本特点

地理信息系统( GIS) 的技术优势不仅表现在具有地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程的特点，还体现在它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。GIS 具有以下的基本特点:

( 1) GIS 是公共的地理定位基础

地理空间框架是一个存放与地理空间位置有关的各种信息的架构，是整合这些信息的地理定位基础。 地理空间框架的核心就是基础地理信息数据库，因为这些数据库为各个领域的信息化建设和人们处理自然、人文社会、经济环境等各种各样的信息资源，提供科学化、标准化、统一化的基础地理信息公共平台。

( 2) GIS 是多维结构

在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，而各个专题型实体型之间的联系是通过属性码进行的，这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能。

( 3) GIS 的数据具有数字化

GIS 在外业实测、电子手簿的自动记录和数据转换过程中，采用数字化仪器对已有成图进行数字化，并完成数据采集; 最后对数据进行编辑处理后，形成数字地图。 数字地图可进行缩放编辑形成任意比例尺的可视图; 还可以进行分层编辑，针对不同层次的地图储存不同的地图要素。 然后，按照不同层次的内容输出、组合，可以编制出不同用途的专业用图，修测十分方便。 在AUTOCAD环境下，还可以对基础图内容实行特殊的配置注记，进行设计、量算和修改。

( 4) GIS 具有丰富的信息

随着计算机技术和通讯技术的迅速发展，GIS 向多样化和分布式处理迈进。 在侧重数据库建立、信息存储、查询检索、统计分析和自动制图等基本功能的基础上，GIS 逐步进入开发分析、评价、预测、决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段，进一步获得丰富的信息。

二、系统建设的目标和内容

1 系统建设的目标

系统的功能应当是科学有效的管理传统测绘数据，首先实现传统的测绘数据的管理功能，如制图等。在此基础上增加GIS专题信息，为土地管理、城市建设、海洋渔业等部门提供辅助决策支持的基础信息，拓宽测绘的服务范围。

2 系统建设的内容

整个管理系统可针对不同情况分成三个基础类别：大地测量数据系统、城市测绘数据系统、海洋测绘数据系统。各分系统之间又可相互支持、互相调用。

（1）大地测量数据系统主要存放国家大地测量的基础数据，首先应包括国家大地水准网和控制网的数据，满足大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。

（2）城市测绘数据系统功能是为城市规划、市政建设及其他相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据应包括该城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图，以进行叠加、统计等操作，以为空间决策提供支持。

（3）海洋测绘数据系统应包含海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等，同时要包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。这些信息经过分析处理可以为导航、变化监测等应用提供数据支持。

其实，三种系统在GIS操作方面应具有相同的基本功能，所不同的是它们各自的数据内容和可应用范围。

3 系统功能

系统应具备的基本功能包括以下几个方面：

GIS中的数据包括图形数据和属性数据，其数据源主要是专题地图。图形数据的输入方式主要是数字化。人工跟踪图上的线段，形成由一串坐标连接的矢量，就成为一种直观的图形特征的数字描述。属性数据可在数字化过程中同时输入或单独建立。对输入的数据，一般系统独具有较完善的交互编辑、检查错误、修饰图幅和检验结果的功能，并在图形输入后自动建立拓扑关系。

数据库的建立和管理

GIS中数据库除属性数据外，还有地理要素空间分布的位置数据，即空间数据库。空间数据用拓扑数学模型来管理，而属性数据则用数据库管理系统DBMS。GIS在两种数据之间建立的某种联系以实现图形与属性之间的相互之间的操作。空间数据的结构基本上分为栅格结构与矢量结构两类。矢量结构表示图形与常规一致，数据量小，位置的精确性好，数据综合分析能力较容易，地图输入也精确美观，但数据结构复杂，存储和操作也复杂，费用较高。栅格结构是许多点子设备获取数据和显示数据的原始形式，数据结构简单，功能直观，开发费用低，但用较长像元以减少数据量时，精度较差。随着GIS的发展，许多GIS提供两种数据结构的混合处理能力，两种数据结构并存，相互补充。

数据检索

包括对指定任意地区、任意属性的数据进行查询，以及数据库有关数据项的逻辑运算检索等。

数据分析与处理

GIS的主要注意力集中在空间实体的关系上。对地图的点、线、面特征间的拓扑关系分析，是GIS的重要内容。此外，GIS的分析和操作还包括建立特征缓冲区；图形叠加的各种逻辑操作，并对结果作类型归并，冗余消除，使其保持逻辑上的一致；地图投影变换；计算面积、距离，最近邻选择；建立数学地形模型；以及属性数据的操作和统计，标号和注记操作，根据属性提取图形特征等。

(5) 数据输出：分析或查询结果的输出是GIS的一个重要功能。GIS的输出可是屏幕显示，绘图、制表纸，拷贝等。大多GIS提供的图形图像编辑，符号生成，矢量汉字标记，等功能，可输出二维或三维彩色图形，以满足不同图件的制图要求。

结束语

在80 年代初期，测绘业进行了对传统测绘手段和生产工艺的技术改造，开展了数字化测图、机助地图制图、地理信息系统( GIS) 、人卫激光测距( SLR) 、全球卫星定位系统( GPS) 、遥感( RS) 等方面的基础研究和应用研究。 其中最为突出的是GPS、GIS 和RS 技术的结合，发挥各自的优势，相互渗透，形成一个自然的发展趋势。 GPS与RS 能为GIS 提供区域信息及空间定位信息，而GIS 可以从GPS 和RS 提供的批量数据中提取有用的信息进行相应的空间分析，并将其有用数据进行综合集成，最终成为科学的决策依据.。

参考文献

[1] 宋朝.地理信息系统在房产测绘行业的应用[J]. 科技资讯. 2010(04)

[2] 吴江南,王根英.浅谈3S技术在水利工程地质勘测中的应用与发展[J]. 科技资讯. 2010(17)

第11篇

关键词：测绘技术；全球定位系统；地理信息系统；数字化测绘和地面测量技术；

测绘作为国家一项极为重要的包含基础性、前期性的工作，在国民经济与社会发展中发挥重要的作用。据报道，我国目前国民经济的发展速度保持快速为8%~9%左右，测绘技术在国民经济中的技术进步贡献率在60%~70%左右，作用明显。随着现代化技术、仪器的发明和使用，测绘技术的方法和手段也逐渐丰富多样并且准确性更高。现在测绘技术的核心是卫星导航式定位技术、遥感技术以及地理信息系统技术。随着社会的进步，测绘技术必将向着测绘数据采集和处理自动化、实时化、数字化以及测绘数据管理的科学化、规格化发展。本文就测绘技术的应用状况和发展前景进行详细的探讨。

一、测绘技术的种类和作用

测绘技术在国民经济发展过程中的促进作用积极，地位明显，并且随着技术的发展，其作用更加重要。本文以1995-1998年数据为样本，说明测绘技术产值国民生产总值的比重以及探头其发展趋势。下表1为测绘产值在国民生产总值的比重表：

表1 测绘产值在国民生产总值的比重

根据上表数据可以看出，测绘产值在国民生产总值中的比例呈逐年上升趋势，尽管是属于服务型辅助产业，但是其发展对国民经济的刺激还是有一定贡献，从而可以推断，随着新技术的使用，该比例势必在将来会逐步扩大。因此，测绘技术应用是重要的。

目前来讲，测绘技术大概可以分为：全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、以及数字化测绘和地面测量技术。

二、测绘技术的应用与展望

1、全球定位系统（GPS）：

全球定位系统（GPS）作为一种新的测绘测量手段，其广泛的应用为工程测绘提供了一个崭新的定位测量手段。所谓全球定位系统(GPS)，其全称是“卫星授时测距导航/全球定位系统”。 GPS的基本原理是使用卫星发射的无线电信号进行导航定位，为人们提供军事导航和定位服务，已经渗透到国计民生的多个领域。

GPS可为用户提供连续的动态目标的三维位置、三维速度以及时间信息，具有定位精度高、功能用途广、测量时间短、操作运行简便并且能够实施全天候全球覆盖定位的特点。

GPS系统是一个具备极高精度和使用方便的定位系统，其在测绘中已经发展成为一个多领域、多模式、多用途的技术。其主要应用包括：（1）在工程细部测绘和房屋地形测图中的应用。工程细部测绘是工程调查的重要组成部分，利用GPS技术可以在街坊界址点以及街坊内界址点间距误差缩小，确保测绘的准确，并且仅需要一个人背着仪器把一个区域内的地形地物点测定然后利用绘图软件绘制，极大的提高了工作效率，降低了人工成本；（2）用于确定和测量施工临时水准点。在工程测绘的水准测量中，采用传统测量技术由于未进行严密预算和考察而导致得出水准点距离较远，通过采用GPS进行水准点的测量和确定，更好的协调好外业观测的进程，提高工作效率，保证测绘结果的精确度。

GPS应用于工程测绘是一次伟大的技术突破，未来在工程测绘方面，将会建立区域性GPS网即城市或矿区GPS网，各种GPS工程网等，这类网是专为工程项目不测采用GPS静态相对定位技术、精密度高的网，用于地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑物监测，能够达到高精度、使用频繁的要求，为国民经济建设服务。

2、地理信息系统（GIS）技术

目前，数据采集以及数据处理逐渐的向自动化、数字化发展，测量工作者开始着手利用数据库技术和地理信息系统技术更好的管理长期积累的或搜集大量的测绘信息数据，更好的服务于国民经济建设以及国防建设。

地理信息系统（GIS）作为信息科学以及其延伸的信息产业的一部分，在现代信息社会里作用将是积极且不可取代的。GIS技术是集计算机科学与技术、空间科学信息科学与技术、测绘遥感科学与技术、环境科学与技术和管理科学与技术等融为一体的新型学科。目前，随着其发展，已经科学集成并应用于很多领域的基础平台和地学空间信息显示的必要的基本手段与工具。

由于采用了诸多领域的科学与技术的集成，该技术优势不仅在于它的集地理数据采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，它还能进行空间提示、预测预报和辅助决策等功能，可谓功能强大丰富。

在未来几十年内以至更久时间，地理信息系统（GIS）将向着数据标准化（Interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）、系统集成化（Component GIS、系统智能化（Cyber GIS）、平台网络化（Web GIS）以及应用社会化（数字地球）的方向发展。

3、数字化测绘和地面测量技术

数字化测绘和地面测量技术主要是指地图数字化技术和数字化成像技术。地图数字化技术主要是指对原有地图进行数字化处理，对已有纸质地图假如其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入电脑，经编辑、修补后生成相应的数字地图。目前可用于进行数字化转化的仪器主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器。数字化成像技术针对以前作业艰苦、作业程序复杂、内业数据处理和绘图工作繁琐等特点而出现的具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理应用、易于等特点的新型技术。主要设备有全站仪、电子手薄等。

数字化测绘技术，它可以通过计算机的模拟，在屏幕上直接生动直观地反映地形、地貌特征以及地籍要素，更具通俗易懂性；同时在使用、维护和更新上具有方便快捷的特点，能够随时保持产品信息的现势性并且可以随时补充修改；还可以根据不同用户的需要对产品进行各种要素数据再加工，用途更为广泛。

数字化测绘技术在工程中具有广泛的应用。主要内容有：（1）原图的数字化。该方法适用于一个地区需要用到数字地形图而一时因其他因素控制没有完成的情况，能够充分利用现有地形图，配备计算机、数字化仪或者是扫描仪，再配以数字化软件就可以开展工作；（2）地面数字测图。如果没有合乎要求的大比例尺地图的地区，可直接采用地面数字测图的方法，得到的地图精度高，可以控制在5cm范围内；（3）应用于数字地球。该方法就是将经济和社会发展的各方面加载于一个统一的地理坐标框架中按数字形式存储与计算机中，做到不出门便知天下事。

三、结束语

总之，测绘技术已经成为了获取工程数据的重要手段，随着科技的不断发展，测绘技术日新月异，为我国经济建设和社会发展提供了有力的支持，提供了科学精密的手段。现代测绘技术势必在将来有更大的突破和更重要的作用！

参考文献：

[1] 洪立波. 我国工程测量技术发展现状与成就[Z].

第12篇

[关键词]基础测绘，发展，测绘技术，对策

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0157-01

一、基础测绘的定义、城市基础测绘的主要目标、特征

基础测绘通过提供基础地理信息数据，广泛服务于经济建设，国防建设，科学研究，文化教育，行政管理，人民生活等诸多领域，是国民经济与社会发展必不可少的基础性，前期性，公益性事业。

1、基础测绘的定义

测绘是以计算机技术，光电技术，网络通讯技术，空间科学，信息科学为基础，以全球定位系统（GPS），遥感（RS），地理信息系统（GIS）为技术核心。将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息，供工程建设的规划设计和行政管理之用。基础测绘是指建立全国统一的测绘基准和测绘系统，进行基础航空摄影，获取基础地理信息的遥感资料，测制和更新国家基本比例尺地图，影像图和数字化产品，建立，更新基础地理信息系统。

2、城市基础测绘的主要目标

（1）按照国民经济和社会发展计划的要求，基础测绘设施建设要形成以3S（GIS，GPS，RS）技术。4D（DLG数字线划地图，DOM数字正射影像图，DEM数字高程模型，DRC数字栅格地图）技术产品和数字通信等技术构成的较为完善的数字化测绘技术体系。（2）加快城市基础地理信息更新和数据库建设，重点是全面开展城市1：500――1：100000系列数字地形图更新和数据库建设以及地下管线信息系统，为建设“数字城市”奠定基础，开创城市基础地理信息应用服务的新领域。（3）建立健全基础测绘管理的运行机制，建立和完善基础地理信息更新机制，推进基础地理信息共建共享机制的建立。建立适应市场经济要求的勘测产品价格机制。

3、城市基础测绘成果的主要特征

（1）基础性：城市的建设发展，交通，农林，水利，土地，矿产，城建等部门的规划设计，都是以基础测绘成果作为平台。（2）公益性：基础测绘其服务对象是政府及各个部门和社会的各个方面，并为之提供及时，适用，可靠的测绘保障。（3）商品性。按照《中华人民共和国测绘法》第六章第三十一条规定，除国家机关决策和社会公益性事业的，基础测绘成果实行有偿使用，但是，政府及其有关部门和军队因防灾，减灾，国防建设等公共利益的需要，可以无偿使用。

二、城市基础测绘主要内容

基础测绘是指为国民经济和社会发展以及为国家各个部门和各项专业测绘提供基础地理信息而实施的测绘工作的总称。城市基础测绘工作主要包括：平面高程控制网的建立与维护，城市基本比例尺地形图的测绘与更新，城市地下综合管线的普查整测与动态管理，城镇地籍测量，城市基础地理信息系统的对立与维护等内容其中前三项是城市基础测绘工作中最基础的工作内容。

三、我国城镇基础测绘发展现状

国家基础测绘设施工程的实施，推进了由传统的纸质测绘时代迈向现在的数字时代的步伐。“数字中国”，“数字省（市）”，地理信息空间基础框架建立工程已经启动。目前，全国第二次土地利用现状调查已接近尾声，同时建立了覆盖全国的土地利用现状数据。形成了1：10000的农村土地利用现状的数据库和1：500的城镇地籍数据库系统，基本实现了测绘技术的数字化改造。随着计算机技术，信息技术与数字化技术越来越多地应用于测绘领域，使得许多传统测绘技术手段与测绘信息处理技术都有了质的飞跃。

四、目前我国城市基础测绘存在的问题

（1）一些地方政府过度的追求经济建设，忽视了基础测绘及信息化建设工作，对基础测绘的意义认识不够深远，有些地方甚至没有编制基础测绘规划，更没有将基础测绘的发展与信息化建设结合起来，以至于信息化建设成果不能快速转化为经济和社会效益。同时由于一些地方测绘法制建设滞后，未制定完善的配套法律法规，加上政府缺乏对基础测绘的有效宣传，致使大众没有认识到基础测绘的作用，基础测绘没有完全发挥应有的作用。

（2）缺乏测绘数据共建共享机制。由于测绘数据的共享机制未完全建立，随着经济社会的快速发展，各企业事业单位为满足自身建设和管理的需要，自筹资金组织施测，造成同一地区不同单位重复测绘的现象，导致基础测绘资源的严重浪费，而且还造成测绘基准不同，技术标准不一，成果质量不均等现象。

（3）测绘人才队伍，结构不合理。由于各地区经济发展状况的不同，导致各地区测绘人才分布不均衡，部分经济条件较差的地区，由于财力问题，对基础测绘投入少，造成基础测绘队伍经费来源不足，人才身沿海城市流失的现象严重。

（4）缺乏开发，创新能力。现阶段，我国的基础测绘仍然是劳动密集式生产，只是停留在对一些软件的表面应用上，测绘技术单位通过实地调查，数据采集，矢量建库而获得经济效益。而缺乏对数据的归纳整合，为政府及企业提供咨询分析，辅助决策等服务。基础测绘新技术的开发，创新的能力不足，数据的采集，管理与应用等方面的软开发能力薄弱，与国外先进水平还存在较大的差距，制约着测绘事业整体水平的提高。

（5）基础测绘应用的深度和广度不够。测绘产品不够丰富，社会化程度不高，现阶段，我国的测绘主要应用在国土，城建等一些建设部门，并没有走入广大人民的生活中，应用的范围太小，同时，现有产品生产周期长，更新速度缓慢，种类少，致使一些用户使用比较困难，侵权盗版，假冒伪劣产品层出不究，应急保障能力不强，基础地理信息现实性差，造成面对重大突发事件后，不能适应应急需求。

五、对我国基础测绘发展的建议

（1）明确职责，加大宣传。（2）建立地理信息的共享工作机制。（3）加强人才的培养和引进。（4）加大基础测绘的应用服务范围。大力推动基础测绘成果的应用，拓空测绘应用服务范围，推进大，中比例尺等测绘成果的广泛应用，努力开发网络地图，导航电子地图，影像地图等公共产品，加强电子政务地理信息平台，国民经济与社会信息统计地理信息平台，公共应急地理信息平台等公共服务平台，推进深层次测绘成果的社会化应用。

第13篇

关键词 空间信息 数字技术 学科

中图分类号：G642 文献标识码：A

1起源

在国内空间信息与数字技术这门学科的起步时间并不早，2004年武汉大学边馥苓教授首创此专业，挂靠于国际软件学院。当然这与武汉大学拥有着亚洲最强、世界第三的测绘遥感专业，一流的国内软件工程专业是密不可分的。武汉大学的空间信息与数字技术实际上是遥感专业与软件工程的一个交叉学科。这里空间信息与数字技术应该称为（地理）空间信息与数字技术，看起来空间信息与数字技术是并列关系，实际上（地理）空间信息是处理对象，数字技术是处理方法，主要研究方向为将空间信息进行数字化处理，更加偏向于软件应用的方向。因而在课程开设上这个学科不仅要学习软件工程的专业课程，还要学习GIS、RS、GPS等专业课。也就是说空间信息与数字技术学科是一门较为宽泛的学科。在2007年厦门理工学院、2008年成都理工大学、2009年山东农业大学相继开设此专业，都是按照武汉大学的模式教学，学习的内容基本相同。

同样为空间信息与数字技术专业，西安电子科技大学在2005年开设此本科专业，挂靠于西安电子科技大学实力最强的通信工程学院。西电的此专业与太空有关系，是我国仅此一家研究太空的空间信息与数字技术专业。从上世纪90年代便开始依托综合业务网理论与关键技术国家重点实验室的多个课题组长期从事相关领域的科学研究。特别在近几年承担了卫星通信新体制、卫星网络与交换等项目的研究，为我国的国防建设和国家信息化建设做出了较大的贡献。

2发展

首先在本世纪网络的发展达到了一个空前的快速时期，而越来越多和我们生活息息相关的方面需要我们所处的地理详细信息以及导航的应用。于是作为软件与遥感的交叉学科空间信息与数字技术以一种社会亟需的应用学科在武汉大学首创。美国副总统戈尔于1998年1月21日提出了数字地球的概念之后，中国学者特别是地学界的专家认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济、资源环境可持续发展的重要武器，并于1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届国际“数字地球”大会。从这之后，与“数字地球”相关相似的概念层出不穷。“数字中国”、“数字省”、“数字城市”、“数字化行业”、“数字化社区”等名词充斥报端和杂志，成了当前最热门的话题之一。甚至许多省、市把它作为“十五”经济技术发展的一个重要战略来抓。国家测绘局在2000年全国局长干部会议上明确提出，测绘局系统今后一个时期的主要任务是构建“数字中国”的基础框架；海南、湖南、山西、福建等省都已正式立项启动“数字海南”、“数字湖南”、“数字山西”、“数字福建”工程，其他省区的立项也在紧锣密鼓地筹划之中，而数字城市的立项更是如火如荼。而在2000年5月13日，中国近百位市长与百名IT精英企业聚首“二十一世纪数字城市论坛”，共商推动中国城市数字化进程大计。中国建设部部长俞正声在论坛开幕致辞时指出，所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”一样，是对城市发展方向的一种描述，是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。建设数字城市能够制止猖獗的违法建筑，并避免制约工程招标和房地产建设中的大量弊端。从某种意义来讲空间信息与数字技术专业的产生是一种现实的需求。

因此作为时代实用性的专业，它具有很宽广的实用领域。 综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学。它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持当今社会的各行各业数字工程的实现，具体的应用领域有：数字国防、数字政府、数字国土数字规划、数字电力、数字水利、数字公安、数字交通、数字农业等等。换言之当今社会的越来越多的领域与“数字”这两个字息息相关。

那究竟这个专业方向的学生应该在大学学习哪些课程呢？以武汉大学为例，武汉大学空间信息与数字技术专业旨在培养具有深厚软件工程理论和空间信息技术、通信技术以及计算机网络技术，有一定的管理和经济知识基础，能运用数字工程技术对环境、人文、社会、经济等各类信息进行数字化处理，实现网络化传输、可视化表达、智能化决策的复合型空间信息产业、技术与应用的高级专门人才。

3前景

要了解这个专业的前景，我们不得不首先了解一下这个专业的研究内容，空间信息与数字技术专业是“3S”的技术集成即GIS、GPS、RS三位一体。全球定位系统、地理信息系统和遥感三项技术是自然地集成到一起的，它们的集成是功能互补、技术融合的有机集成：遥感技术以影像形式提供数据源；全球定位系统以离散点位的形式提供辅助信息源；而地理信息系统则容纳前两项技术的数据成果外加其他数据，包括大量地物属性数据，加以统一管理，并进行空间的综合分析。

因此对于空间信息与数字技术的本科学生毕业后可以从事信息和通信系统、数字化国土、数字化城市的研究设计和制造工作，也可以政府管理部门、军事、经济、科学研究部门从事系统管理工作，就业去向是国内IT企业、电信运营商及科研院所，同时可以选择空间信息科学与技术和通信与信息系统为深造学科。

参考文献

第14篇

[关键词]工程勘察 地理信息系统 结构查询

中图分类号：P91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0182-01

地理信息系统具有的主要功能与特征就是处理各种各样的空间实体与空间关系。近些年来我国网络技术与计算机技术以及数据库技术和图形处理技术发展非常迅猛，使地理信息系统普遍应用在工程勘察中。而岩土工程的勘察设计关系到很多数据处理与图件绘制以及自动计算和辅助决策等相关工作，是一项综合性非常强的工作，和地理信息系统具有的功能相吻合，可以在很大程度上提升工程勘察的工作效率与准确性，同时还节省了人力与物力资源，具备非常大的运用价值。

一、工程勘察过程中对于地理信息系统的需求

我国工程勘察过程中运用地理信息系统相关技术比较晚。在上世纪九十年代的后期，国家科学研究院与高等院校把地理信息系统相关技术全方面引入到滑坡区域，并且进行分析过后，使地理信息系统相关技术可以在工程勘察过程中广泛应用，同时取得进一步发展。与此同时还可以运用教学法与层次分析法以及统计分析法和因子叠加法等多种方法。主要以地理信息系统相关软件作为技术平台进行工程勘察过程中易损性与危险性以及分线评价系统进行研究。因为工程勘察具有非常明显的特点，其大量数据和地理位置的关系非常密切。经过很多的工程勘察实践，可以比较深刻的体会出，要想在一定程度上提升工程勘察的质量与效率，尤其是需要进行宏观决策时，很多和地理位置相关的数据是不可或缺的。比如说在对工程场地的复杂程度进行勘察判断时，就需要当地的地下水相关数据，可以运用相关水位动态的研究成果，但是其研究成果的相关数据仅仅能在地图上进行很好的反映与查询。而在工程抗震分析与场地液化的判别过程中，也运用了地震场地划分与区别的研究成果，其中数据和地理位置之间的关系也是非常密切的，要想比较方便的进行地理查询与模拟简历场地周边的工程勘察资料以及数据，也只能在地图上得到有效地显示[6]。因此，这样就需要制定一个地理信息系统。

二、地理信息系统具有的特征

地理信息系统具有输入与存储以及检索和分析，同时还具备显示和地理位置相关的各种各样特征的现代化信息计算机的辅助决策先进技术系统，相关专家可以将更多的信息实行综合分析与研究[1]。因为地理信息系统可以完善地把地理信息或者是其它相关数据在计算机上比较直观的展示出来，并且还可以对数据实行综合分析与多种处理，非常符合专家对于信息全方面的需求，所以地理信息系统广泛应用于各个领域之中。相关学者曾经通过地理信息系统相关技术，在三峡水利工程的勘察过程中应用贡献率方法，着重对三峡水库中地层影响滑坡发育与斜坡斜度以及斜向进行了研究，并且给出了三者之间具有的关系，也就是地层与坡度以及坡向都对坡度发育有着贡献。

三、工程勘察过程中地理信息系统的运用

近些年来，我国社会经济的迅猛发展，大量的建设项目关系到地理信息系统的运用，进而使工程勘察相关活动在广度与深度方面发展到非常大的规模，并且工程勘察相关资料还拥有比较高的持续应用价值[2]。可是存在的不足是，每一个工程勘察企业所具备的勘察资料非常零散，在此种情况之下，把这一类原有资料进行整合，会在一定程度上为整体研究与对所有区域中工程地质具备的条件进行评价提供非常有利的条件，同时还可以为岩土工程建设与工程项目规划以及城市建筑等提供非常有利的指导。另外运用地理信息系统还能够对很多地理数据实行有效地管理，同时在一定程度上方便了地理空间信息的分析。因此，在工程勘察的过程中运用地理信息系统成为未来的主要发展趋势。

（一）地理信息系统在工程勘察中具有的作用

工程勘察设计中的数据具备内容复杂化与形式多样化比较突出的特点，而以往的工程勘察设计相关系统已经不能满足这类数据的需求[3]。但是地理信息系统恰恰可以很好地满足这一类要求，将工程勘察数据的所有信息经过高度集中形成空间实体与图形图像数据以及属性数据，从而进行管理。与此同时，地理信息系统还可以提供各个方面的信息支持，比较方便于建立决策系统和辅助评价系统，制定合理与科学的先进分析模型以及设计模型。由于地理信息系统能够支持可视化操作，就使工程勘察具备了可视化操作功能。另外地理信息系统还拥有拓扑叠加与缓冲区分析以及数字地形分析等多种空间分析能力，具备的功能非常全面，进而为制定合理的辅助决策模型以及评价分析模型在一定程度上提供了比较好的借鉴经验。同时地理信息系统还拥有非常好的数据采集能力和数据处理能力，可以为工程勘察提供更为优质与更为广泛的具体信息数据。

（二）地理信息系统具备的结构与查询功能

在工程勘察的地理信息系统之中，模拟建设工程周围的地质情况与每年最高水位以及地震场地类别等相关数据是和地理位置密切相关[4]。在地理信息系统正常运行时，如果想要调用知识库中相关数据时，可以在地理信息系统中直接开启CITYSTAR图形查询模块CITYSTAR-VIEW。经过对地图进行放缩与平移，能够比较快找到想要查询的位置，选取想要查询的涂层，并且在对应的地理位置上单击鼠标，就可以显示出和该图层息息相关的信息。

图形编辑模块指对地理信息系统里面的背景地图与专题地图进行图形编辑和属性库编辑以及制定拓扑关系等相关任务[5]。其中包含对图形实行图层编辑与属性库编辑以及拓扑编辑和图幅编辑等诸多功能，能有运用数字化投影仪与鼠标实行点、线与多边形等线管图形元件的输入。而专题制图模块能够对图形中线性与颜色以及图例等相关属性实行编辑，如图1所示。

结束语：

工程勘察的设计工作未来发展趋势就是处理流程实现一体化，而对于地理信息系统相关技术在工程勘察设计中的一体化，主要是把各个CAD工种之间与工程勘察设计以及地理信息系统之间，进行紧密的联系。从而制定一个一体化先进勘探系统，在一定程度上促进了工程勘察设计进一步现代化，提升单位的竞争力，从而使企业获得良好的经济效益，提升生产效率。

参考文献：

[1] 包世泰，夏斌，蒋鹏等. 基于 GIS 的地质勘查信息系统设计与实现[J].地理与地理信息科学 2010，，20（4）：16―20.

[2] 戴福初，李军，张晓晖.城市建设用地与地质环境协调性评价的 GIS 方法及其应用[J].地球科学―中国地质大学学报，2013，25（2）：209―214.

[3] 朱煌武，黄晓岗，沈业龙.合肥防震减灾计算机信息管理系统――我国城市防震减灾示范研究与应用介绍[J].自然灾害学报，2012，9（3）：59―63.

[4] 朱莹，刘学军，陈锁忠. 地质剖面自动绘制的数据模型研究[J].湖南科技大学学报（自然科学版）2011，22（3）：96―100.

第15篇

据不完全统计，目前全国已有161所高校设置地理信息系统(简称“gis”)专业，158所高校开设了资源环境与城乡规划管理(简称“规划”)专业。开设的院校既有综合性大学、师范类院校、地质矿产类院校，也有农林类院校和建筑、工程类院校，还有理工院校、财经院校等。大部分高校的gis专业由地理学、测绘科学、地质学等学科转化而来，而规划专业主要由地理学相关专业转化而来的，它们都是地理科学类下的二级学科。由于受传统的办学背景的影响，多数本专业课程体系与目前我国经济发展、人才市场需求以及国家创新体系之间存在矛盾，各个学校在构建课程体系中存在课程体系不合理，理论和实践环节脱节、教学与培养目标相背离、宽而不专等问题。

要培养高素质的人才，就必须构建合理的课程体系和课程设置方案。什么样的课程体系是合理的，什么样的课程是学生所需要的，这是高校地理科学类专业人才培养所面临的一个重要问题。不同类型的高校在师资力量、硬件设施等方面各有特色，这就决定各高校地理科学类专业人才培养目标、内容等方面必须要有自己的特色，否则无法向社会输送更多的、合格的专业人才。目前，大部分高校均按专业招生、培养，也有部分院校按大类招生，分类培养，而地理科学类专业还没有成熟的课程体系和课程设置计划。本文试图根据高校的特色和地理科学类专业本身的特点，结合本校近5年来的实践，对地理科学类专业课程体系建设和课程设置进行一些研究，以期促进地理科学类专业人培养。

一、课程体系建设的依据

进入21世纪以来，高校大力推行素质教育，重基础、重能力、重创新、‘淡化专业方向已是大势所趋。正是在这种背景下，地理科学类专业按大类培养人才成为必然。

地理科学类专业采用重基础、宽口径、注重实践技能的培养模式，培养德智体美全面发展，具备扎实的地理学专业基础、城乡规划及地理信息系统基本理论、基本方法和基本技能，符合21世纪社会、经济、科技发展要求，适应资源环境与城乡规划管理以及遥感与地理信息技术等专业机构需要的专门人才。具体而言，gis专业合格本科毕业生能够胜任城市、区域、资源、环境、交通、人口、房地产、基础设施等领域与地理信息产业有关的技术应用与开发、生产管理等工作；具备较好的科研潜质能力的优秀本科毕业生，可通过推荐免试或考试录取为高校或科研机构的硕士研究生，继续深造。资源环境与城乡规划管理专业本科毕业生具备地理学和城乡规划、资源管理等相关应用领域宽广的基本理论、基本知识和基本技能，适合到规划、国土、环保、城建、旅游、房地产等部门工作，或到科研部门、高等和中等学校从事相关科学研究或教学工作。

二、课程体系构建原则

地理科学类专业本科教育既不同于职业教育，也不同于研究生教育。它既要求学生具有扎实的专业背景知识，又要求学生有较强的实践动手能力，其职业定向性比较强，大多数学生毕业后都要在社会相应领域从事与自己专业知识相关的职业活动，为社会服务。本科阶段的实习，既要求学生实习专业的基本知识、基本理论，更要比较熟练地掌握从事专业活动的基本技能，还要为将来研究生阶段和继续学习打下较好的研究基础。因此，在目前就业竞争越来越激烈的形势下，课程体系的建设、课程的设置要和职业需要尽量缩小差距，以有利于学生将来的发展。

课程体系构建的根本目的是向学生提供一套比较完整的符合专业需求的知识能力结构。地理科学类专业应突出地理学的大背景，也更需要加强相关主干学科的专业知识、专业应用技术与技能，注重综合培养学生思维能力、动手能力和一定的科学研究能力。地理科学类专业课程体系构建应该以市场需求为导向，按照加强基础、拓宽专业口径、强化能力培养、注重素质教育、增强适应性的基本思路，培养具有创新潜能和协作精神的高素质复合应用型专门人才。因此，地理科学类专业课程体系构建具体应考虑以下几个原则：(1)应是培养目标和促进培养目标的充分体现：(2)既要考虑地理科学这个大背景，又要充分考虑资源环境与城乡规划管理、地理信息系统这两个专业特点以及发展需求；(3)应满足学生的就业需求并为继续深造打下坚实的基础；(4)有利于学生形成合理的知识、能力和素质结构；(5)应考虑加强专业基础课程和专业课程的教学，提高学生的专业水平；(6)必须加强实践课程的分量，注重学生应用能力的培养。

三、地理n-学类专业课程体系构建及课程设置

1.课程体系的系统结构及特点

课程体系是一个具有特定功能、开放性的知识与技能的概念组合体系。其系统结构的形成不仅要使所包含的专业基础课、专业理论课、专业技能课、专业应用课等形成相互联系的统一整体；而且还必须正确地反映培养目标和专业要求，反映科学技术发展的现状和趋势，符合学制及学时限制。前者是课程体系内各门具体课程的相互联系，称为课程体系的内部结构；后者是课程体系形成的环境条件和制订依据，即为课程体系的外部环境。环境制约着系统，系统要适应环境：功能决定于结构，结构要适应功能。这二者的相互作用称为课程体系的系统结构模式(见图1)。

建立课程体系的系统结构模式，要求在以下两方面进行分析：(1)课程体系形成的环境条件和制订依据；(2)课程体系的内部结构。在此基础上建设与相应科技发展、社会需求相适应，功能最优、体系先进、内容完整的课程体系。

2.地理科学类专业课程体系构建方案

构建结构化的课程体系，突出分段式和个性化培养。按照综合化与个性化相统筹的原则，改革课程体系，构建文化素质教育课程、学科基础课程、专业发展课程和个性化课程“四位一体”的结构化课程体系。

构建系列化的文化素质教育课程体系，注重学生的综合素质培养。学科类型相同或相近的专业，强调大类培养，构建基础性的课程体系，注重学生的宽口径发展。根据专业培养目标定位，设置专业发展课程，注重理论学习与实践训练的统一。根据学生多样化发展需要和社会现实需求，设置个性化课程，注重学生兴趣和特长发展。同时还鼓励学生根据自身学习和实际，辅修双学位，拓展知识面。

可以实施“1.5+1.5+1”分段式培养。前1.5年前主要开设文化素质教育课程和学科基础核心课程，突出学生的综合素质、大类核心的基础知识和学习习惯的培养；中间1.5年主要开设学科基础课程和专业发展必修课程，突出学生的专业知识、学生能力、探究能力的培养；最后1年主要开设专业发展选修课程和个性化课程，突出学生的多样化培养和特长发展。

转贴于

要注意强化实践教学，根据专业培养目标定位，完善实验实践教学体系。实践性课程教学是地理科学类专业课程体系的重要组成部分，它包括专业课程实习实践、课程野外综合实习、专业综合实习、毕业论文(设计)和社会实践等。专业综合实习、毕业论文(设计)可以利用学校教学实验基地，社会实践则需要建立社会实习基地，利用社会资源进行实践能力的培养，不断提高学生的综合技能和创新能力。

基于对地理科学类专业课程体系建设的主要原则，笔者提出该类专业课程体系的构建方案(见图2)。该构建方案包括文化素质教育课程群、学科基础课程群、专业发展课程群、选修课程群和专业实践课程群5个课程群，每个课程群又包括若干课程类。

3.课程设置

根据前述课程体系建设依据和原则，结合本校实践，笔者提出高等地理科学类非师范专业的课程设置具体方案(见下表)。

4.课程体系及课程设置的特点

(1)突出地理科学类专业综合性的特点。上述课程设置突出了地理科学类专业按大类培养的特点。地理科学类专业牵涉面广，主要涉及地理学、数学、计算机科学等学科，同时与空间科学、信息科学、环境科学等学科紧密联系。为此，本课程体系除涉及公共课和数学基础外，涉及自然地理学、区域分析与区域地理、地图学、测量学、地理信息系统、遥感科学等有关课程。通过这些课程的学习，使学生对现代地理学的主要学科构成、基础知识等有一个比较综合的学习，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。

(2)充分考虑各自的专业特性以及发展需求。虽然gis专业和规划专业均属于地理科学类专业，但它们又各有特点。gis专业具有比较明显的技术性特点，对计算机技术等有较高的要求；而规划专业又与资源科学、环境科学、经济学、管理学、城市规划等学科紧密联系。因此，该课程体系充分考虑了专业发展需要。

(3)注重应用能力的培养。课程设置方案非常重视地理科学类专业应用性强的特点，十分重视对学生能力的培养。针对地理科学类专业学生，在修完相应的学科基础课程的基础上，根据个人兴趣和将来发展需要，选择相应的应用课程。

(4)注重实践能力的培养。地理学是一门实践性很强的学科，因此，该课程体系除了与相应理论课程相衔接的实践课程，还设置了包括自然地理、人文地理、测量、地图、遥感、gis以及综合实践课程。