導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇地理信息系統(tǒng)基本概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞 Web GIS 構(gòu)建方案 技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

GIS是地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）的簡(jiǎn)稱，是一種在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下的空間數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、檢索、運(yùn)算、顯示、更新和綜合分析的應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)三代軟件的改進(jìn)，形成了圖像處理功能強(qiáng)大、支持大型數(shù)據(jù)庫(kù)的信息系統(tǒng)平臺(tái)。目前，最具代表性的新技術(shù)有：互聯(lián)網(wǎng)GIS（Web GIS）、虛擬現(xiàn)實(shí)GIS（VR GIS）、組件GIS（COM GIS）等。Web GIS作為GIS的一大分支，本文將在理解該技術(shù)基本概念和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討基于各類構(gòu)建方案的新應(yīng)用。

1 Web GIS概述

21世紀(jì)是信息的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展正在改變著整個(gè)世界，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與諸多領(lǐng)域相互交融，成為了當(dāng)今世界最大的信息網(wǎng)絡(luò)。在此背景下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為GIS提供了一種嶄新的地理信息載體，開創(chuàng)了GIS與互聯(lián)網(wǎng)相融合的重大革新。

互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（Web GIS）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、客戶端運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)上的地理信息系統(tǒng)，是地理信息系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新擴(kuò)展。Web GIS通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)連接多個(gè)主機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及終端來(lái)組成系統(tǒng)，具備服務(wù)端為客戶端提供服務(wù)、客戶端獲取有效信息的功能結(jié)構(gòu)。

Web GIS在結(jié)構(gòu)上屬于分布式地理信息系統(tǒng)模型，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可有效地實(shí)現(xiàn)分布式地理信息處理。主要由瀏覽器、服務(wù)器、編輯器、信息四部分組成。其中，瀏覽器可用于服務(wù)器連接點(diǎn)上各種地理信息數(shù)據(jù)讀?。环?wù)器可用于瀏覽器與服務(wù)器之間的交互；編輯器可用于各類空間數(shù)據(jù)的編輯與顯示；信息直接提供數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能，空間網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵部分。

2 Web GIS主要特點(diǎn)

與傳統(tǒng)桌面或局域網(wǎng)GIS技術(shù)相比，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Web GIS是一種基于Web的GIS技術(shù)，具有以下主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

（1）支持互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。Web GIS支持互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)與各種數(shù)據(jù)連接的功能，具有結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，是實(shí)現(xiàn)所有需求的保證。

（2）分布式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可在客戶端和服務(wù)器端活躍執(zhí)行進(jìn)程，顯著降低了寬帶要求提高系統(tǒng)性能，有效平衡處理負(fù)荷。

（3）高效利用空間數(shù)據(jù)資源。該技術(shù)可充分調(diào)用GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，將其轉(zhuǎn)換為自身所能使用的數(shù)據(jù)。同時(shí)將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)，對(duì)于降低負(fù)荷、加快訪問(wèn)速度、減少成本有很大幫助。

3 Web GIS構(gòu)建方案

Web GIS具有開放的服務(wù)器和客戶端結(jié)構(gòu)，這使得客戶端可以同時(shí)獲取服務(wù)器端硬件資源和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源等。依據(jù)屬性數(shù)據(jù)的邏輯位置，可將Web GIS劃分為服務(wù)器端和客戶端兩種解決方案。對(duì)于服務(wù)器端解決方案，主要是由服務(wù)器完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給客戶端并顯示出來(lái)；對(duì)于客戶端解決方案，服務(wù)器通過(guò)發(fā)送客戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)與用戶的簡(jiǎn)單交互，操作方便靈活，但處理大型數(shù)據(jù)庫(kù)能力有限。

目前，常見(jiàn)的Web GIS系統(tǒng)開發(fā)方法有：利用通用網(wǎng)關(guān)接口（CGI）技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)；利用服務(wù)器端應(yīng)用程序接口構(gòu)建系統(tǒng)；利用plug-in插件技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)；利用ActiveX控件和DCOM組件對(duì)象模型構(gòu)建系統(tǒng)；利用Java編程語(yǔ)言構(gòu)建系統(tǒng)。前兩類構(gòu)建方案主要運(yùn)行于服務(wù)器平臺(tái)，后面三類構(gòu)建方案運(yùn)行于客戶端?；谏鲜鑫宸N技術(shù)方法構(gòu)建的Web GIS系統(tǒng)平臺(tái)在許多領(lǐng)域獲得了很好的應(yīng)用。

4 Web GIS的應(yīng)用

由于Web GIS的重要性以及提供的巨大商機(jī)，地理信息系統(tǒng)軟件商紛紛推出了各自的系統(tǒng)版本，且更新周期非?？?。雖然各個(gè)軟件生產(chǎn)商推出的Web GIS平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)不同，但是它們的體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組織基本是一致的，都是由GIS瀏覽器、Web服務(wù)器、GIS服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)四部分組成。

其中國(guó)外具有代表性的Web GIS平臺(tái)有ESRI公司的Internet Map Server（ArcIMS）平臺(tái)、MapInfo公司的MapXtreme平臺(tái)、Autodesk公司的Autodesk公司的Autodesk MapGuide平臺(tái)、Intergraph公司的GeoMedia Web Map平臺(tái)。國(guó)內(nèi)以武漢吉奧公司的GeoSurf平臺(tái)和國(guó)家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心的地網(wǎng)GeoBeans平臺(tái)最具代表性。

總之，Web GIS成功開拓了地理信息資源研究的新領(lǐng)域，有效提高了地理信息的共享化程度，為地理信息工作者們開辟了有效途徑，是地理信息系統(tǒng)軟件發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁紅蓮，劉登忠.GIS應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探討[J].物探化探計(jì)算技術(shù)，2001（1）.

篇2

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；虛擬現(xiàn)實(shí)；國(guó)土資源管理；三維地理信息系統(tǒng)

1 引言

在國(guó)土資源管理領(lǐng)域中，二維地理信息系統(tǒng)的大量應(yīng)用取得了可喜的成果，有了充實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，但也存在著二維地學(xué)特征無(wú)法表述的信息，這是傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)無(wú)法逾越的瓶頸，例如：在進(jìn)行土地、礦產(chǎn)規(guī)劃以及在研究和計(jì)算地下礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的過(guò)程中，傳統(tǒng)的二維地理信息系統(tǒng)顯得力不從心。

通過(guò)地理信息技術(shù)以及三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，這些問(wèn)題就迎刃而解了。使用地理信息系統(tǒng)建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行采樣，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立三維模型成為了一種很好的解決問(wèn)題手段。這里就對(duì)這兩種技術(shù)在國(guó)土資源管理中的具體應(yīng)用談一下看法，希望與大家共同交流和探討，并得到指正。

2 地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在我國(guó)，地理信息系統(tǒng)（GIS）于60年代中期開始形成并逐漸發(fā)展起來(lái)。地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖，它們都是地理信息的載體，具有存貯、分析和顯示地理信息的功能。

地理信息系統(tǒng)主要由地理信息數(shù)據(jù)、軟件環(huán)境、硬件環(huán)境組成。

現(xiàn)在，很難將地理信息系統(tǒng)作為單一獨(dú)立的系統(tǒng)提出，現(xiàn)在的地理信息技術(shù)具有如下的特征：地理信息系統(tǒng)、遙感、以及全球定位系統(tǒng)三者結(jié)合應(yīng)用日益緊密；空間數(shù)據(jù)的表達(dá)更加趨向復(fù)雜，更加趨向于三維化；要求更為智能化的專家輔助決策系統(tǒng)；系統(tǒng)功能的開發(fā)應(yīng)用以及組件式開發(fā)應(yīng)用；地理信息系統(tǒng)應(yīng)用更加趨向于網(wǎng)絡(luò)化，更加強(qiáng)調(diào)與用戶進(jìn)行交互的功能。

現(xiàn)在地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)朝著多元化的方向發(fā)展，可以說(shuō)這種技術(shù)已經(jīng)成為了時(shí)下最為熱門的邊緣交叉學(xué)科，應(yīng)用前景很廣闊。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來(lái)興起的一種新型信息技術(shù)，它集多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)為一體，是當(dāng)今前景最好的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的、具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶通過(guò)使用各種交互設(shè)備，同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用，使之產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)。與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比，其主要特征是：操作者能夠真正進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動(dòng)，進(jìn)行交流。通過(guò)參與者與仿真環(huán)境的相互作用，并借助人本身對(duì)所接觸事物的感知和認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，全方位地獲取虛擬環(huán)境所蘊(yùn)涵的各種空間信息和邏輯信息。

“人工現(xiàn)實(shí)”、“遙在”、“虛擬環(huán)境”、“賽伯空間”等都是虛擬現(xiàn)實(shí)的不同表述形式。

利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)工作站進(jìn)行仿真，將計(jì)算機(jī)的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個(gè)窗口。通過(guò)各種輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)世界的充分交互，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，組成靈活，易于普及推廣，是一套經(jīng)濟(jì)實(shí)用的系統(tǒng)。

4 地理信息系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合應(yīng)用技術(shù)

(1) 虛擬地理環(huán)境（VGE）

虛擬環(huán)境是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心。“沉浸感（Immersion）”是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)區(qū)別于其他計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的典型特征。

(2) 三維地理信息系統(tǒng)（3D-GIS）

3D-GIS即基于地理信息系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字虛擬城市等方面得到應(yīng)用。GIS技術(shù)的發(fā)展成熟，及其可視化的發(fā)展趨勢(shì)，使得基于GIS技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)在越來(lái)越多的方面得到重視，并在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到初步的應(yīng)用。

目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)土相關(guān)領(lǐng)域開展應(yīng)用，發(fā)展前景相當(dāng)樂(lè)觀。

(3) 3D-GIS系統(tǒng)開發(fā)簡(jiǎn)介

目前基于GIS的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要開發(fā)工具包括三大方面：

傳統(tǒng)的GIS系統(tǒng)開發(fā)工具：包括ArcGIS、MapInfo、SuperMap等；

專門的3DGIS軟件,如國(guó)內(nèi)靈圖公司的VRMap,美國(guó)Alberta大學(xué)開發(fā)的 MR等；

專業(yè)的3D游戲開發(fā)工具，如OpenGL、Direct等。

5 應(yīng)用簡(jiǎn)介

(1) 在國(guó)土規(guī)劃工作中的應(yīng)用

國(guó)土規(guī)劃是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，政府規(guī)劃部門、工程技術(shù)人員和各界人士可以通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從不同的角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)地看到規(guī)劃效果，獲得前所未有的直觀感受，這是傳統(tǒng)的表現(xiàn)手段沙盤、效果圖、平面圖等所不能達(dá)到的。而且打破了專業(yè)人士和非專業(yè)人士之間溝通的障礙，使得各部門能通過(guò)統(tǒng)一的仿真環(huán)境進(jìn)行交流，能更快地找到問(wèn)題、達(dá)成共識(shí)和解決一些設(shè)計(jì)中存在的缺陷。

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將三維地面模型（DTM）、正射影像（DOM）和地理信息矢量數(shù)據(jù)及建立成功的三維立體模型融合在一起，再現(xiàn)城市建筑及城市模型，用戶在計(jì)算機(jī)屏幕前可以很直觀地看到生動(dòng)逼真的城市街道景觀，可以進(jìn)行查詢、量測(cè)、漫游、飛行瀏覽等一系列圖形及地理信息系統(tǒng)相關(guān)的操作，滿足國(guó)土資源管理由二維GIS向三維虛擬現(xiàn)實(shí)的可視化發(fā)展需要，為規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提供可視化空間地理信息服務(wù)。在國(guó)土規(guī)劃中系統(tǒng)應(yīng)用效果圖如圖所示。

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了目前流行的GIS軟件，采用Direct技術(shù)構(gòu)建三維虛擬環(huán)境，采用專門的軟件對(duì)真實(shí)物體進(jìn)行切片等仿真處理，達(dá)到了身臨其境的真實(shí)演示應(yīng)用效果。

(2) 在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理工作中的應(yīng)用

礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理工作是國(guó)土資源領(lǐng)域中另外一個(gè)迫切需要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用要求。

以往在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算的過(guò)程中，進(jìn)行了大量的物探及化探工作，收集了大量的地質(zhì)相關(guān)圖紙，專家們根據(jù)這些資料和一些科學(xué)公式及多年經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一礦區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)量的核算。這種測(cè)算的方式顯然已經(jīng)不能滿足管理部門的要求了，采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)并表示礦體特征，根據(jù)國(guó)際公認(rèn)的儲(chǔ)量計(jì)算模型計(jì)算礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量是一個(gè)很不錯(cuò)的解決方案，我們?cè)趯?shí)際工作過(guò)程中使用這些技術(shù)進(jìn)行了礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的計(jì)算，達(dá)到了滿意的效果。在實(shí)際工作過(guò)程中，我們采用了一款三維分析性能良好的軟件，下圖是軟件應(yīng)用的具體顯現(xiàn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)是一門已經(jīng)廣泛應(yīng)用的交叉學(xué)科，其發(fā)展成熟，可對(duì)應(yīng)用及管理工作提供有效的支持。

虛擬現(xiàn)實(shí)是一門新興的技術(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)尚屬于研究階段，但現(xiàn)在已經(jīng)有可喜的進(jìn)展了，一些公司已經(jīng)開發(fā)出了采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，甚至已經(jīng)開展了廣泛的應(yīng)用。它的研究?jī)?nèi)容涉及到人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、傳感器、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能控制、心理學(xué)等。有朝一日，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成為一種對(duì)多維信息處理的強(qiáng)大系統(tǒng)，成為人們進(jìn)行思維和創(chuàng)造的助手和對(duì)人們已有的概念進(jìn)行深化和獲取新概念的有力工具。

在國(guó)土資源管理領(lǐng)域中，應(yīng)用功能強(qiáng)大的地理信息系統(tǒng)技術(shù)和更加真實(shí)表現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，一定會(huì)帶來(lái)更大的應(yīng)用收益。

參考文獻(xiàn)

[1]王煒,包衛(wèi)東,張茂軍,等.《虛擬仿真系統(tǒng)導(dǎo)論》.國(guó)防科技大學(xué)出版社.

篇3

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，各個(gè)行業(yè)的發(fā)展也是日新月異。其中，交通的規(guī)劃和管理也在不斷的進(jìn)步中，這是由于在具體的設(shè)施建設(shè)中運(yùn)用了地理信息系統(tǒng)這一先進(jìn)的科技，地理信息技術(shù)的使用使得傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的操作有了更加科學(xué)的保證，交通規(guī)劃與管理跟隨時(shí)代的變化，與時(shí)俱進(jìn)的同時(shí)也為交通事業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)等支撐。本文對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的說(shuō)明，介紹了它的基本概念、建構(gòu)模式以及工作原理，重點(diǎn)論述了地理信息系統(tǒng)在交通規(guī)劃中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)交通規(guī)劃與管理具體應(yīng)用

城市建設(shè)是一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的代表，而交通建設(shè)就是這其中的關(guān)鍵。目前的交通建設(shè)規(guī)劃中，交通問(wèn)題越來(lái)越突出，基礎(chǔ)設(shè)施的不斷增加已經(jīng)不能適應(yīng)不斷升級(jí)的矛盾，對(duì)這些問(wèn)題的解決需要更加先進(jìn)的技術(shù)和管理方法的革新，相關(guān)部門進(jìn)行了多次的研討和實(shí)驗(yàn)，在這期間，地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)適時(shí)的為這一些了問(wèn)題的解決找到了突破口，下面我們就針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行論述說(shuō)明。

1地理信息系統(tǒng)的概念和特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)又被稱為地學(xué)信息系統(tǒng)，它的英文簡(jiǎn)稱是“GIS”。地理信息系統(tǒng)是一種特殊的的空間架構(gòu)系統(tǒng)，也是一門學(xué)科。它通過(guò)計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)來(lái)支撐工作，主要對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析以及顯示和描述，是一項(xiàng)綜合性的的技術(shù)系統(tǒng)。地理和地理信息是系統(tǒng)的主動(dòng)脈，在具體的地理環(huán)境中，利用特定的坐標(biāo)進(jìn)行位置等的分析，進(jìn)而得出有用的信息。地理信息系統(tǒng)能夠把地理的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)相互融合到一起，在同等的情況下進(jìn)行分析提取，早期的GIS功能較為簡(jiǎn)單，主要是將人力操作轉(zhuǎn)向機(jī)器和圖形的制作，在科技進(jìn)步的同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得相關(guān)的功能也在逐漸成熟。GIS的數(shù)據(jù)處理能力和空間分析能力不斷提高，在數(shù)據(jù)的獲取上有了質(zhì)的飛躍。地理信息系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：基本的環(huán)境地理定位，對(duì)各類信息進(jìn)行收集分析處理，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估以及預(yù)測(cè)未來(lái)的可能性，主要研究地理問(wèn)題，人與機(jī)器的完美結(jié)合。

2地理信息系統(tǒng)在交通規(guī)劃和管理中的重要意義

GIS技術(shù)的應(yīng)用可以使得人們根據(jù)己有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和現(xiàn)有的管理層次來(lái)建立具有可視化特點(diǎn)的空間模型，運(yùn)用在城市交通設(shè)施的管理、交通布局規(guī)劃、以及交通安全等的問(wèn)題上，相對(duì)而言，使用效果更好，工作的效率明顯得到了提高。在交通規(guī)劃中，對(duì)地理環(huán)境進(jìn)行分析、建立數(shù)據(jù)是最基本的。利用地理信息系統(tǒng)，來(lái)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的管理和網(wǎng)絡(luò)信息的分析處理，建立三維的空間結(jié)構(gòu)，搭建與交通規(guī)劃的相互關(guān)系。GIS技術(shù)還通過(guò)對(duì)交通信息的平臺(tái)的融合運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了信息管理的簡(jiǎn)單化，為決策的提供和科學(xué)數(shù)據(jù)的考察提供了幫助。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，地理信息系統(tǒng)的作用就是節(jié)省了交通規(guī)劃的時(shí)間，提高了規(guī)劃的效率，同時(shí)也在多方面數(shù)據(jù)的參與下，保證了規(guī)劃的質(zhì)量，以及規(guī)范了應(yīng)用數(shù)據(jù)的科學(xué)性，在原來(lái)的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合分析，確保了數(shù)據(jù)的可行性。在管理方面，也提高了交通管理的效率，具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)信息的掌握更加全面和準(zhǔn)確，可以在眾多的文件材料中及時(shí)獲取想要的信息。GIS技術(shù)還可以對(duì)交通分析需求的滿足有所裨益，對(duì)分析的過(guò)程和結(jié)果有了明顯的提髙，并且在形式上也有有了一定的創(chuàng)新?？傊?，GIS技術(shù)的使用在多方面被證明是具有先進(jìn)性的，是一個(gè)獲取和處理信息及時(shí)準(zhǔn)確的好的應(yīng)用工具。

3地理信息系統(tǒng)在交通規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

城市的道路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)面臨的問(wèn)題多且復(fù)雜，傳統(tǒng)的的設(shè)計(jì)手段為了滿足工作量的超額難免工作效率無(wú)法保證?，F(xiàn)代地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)為道路的設(shè)計(jì)規(guī)劃節(jié)省了時(shí)間，保障了質(zhì)量和效率。首先，GIS應(yīng)用在最初的道路具體情況的測(cè)量和分析上具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可以快速的確定道路線址和設(shè)計(jì)的初步模式。再者，進(jìn)行具體的先例布局時(shí)利用3D的動(dòng)態(tài)形式模擬場(chǎng)景，畫面具有現(xiàn)實(shí)感，能夠真切的對(duì)縱橫線面有直觀的感受，例如公交停靠站點(diǎn)的布局位置以及具體的線路問(wèn)題的改善等。最后，可以進(jìn)行信息的互通有無(wú)，相關(guān)的信息可隨時(shí)進(jìn)行整合和利用，例如，系統(tǒng)可以抽看一些原有的道路設(shè)計(jì)規(guī)劃圖形、本地的地形圖以及拍攝的圖片等，還可以結(jié)合有關(guān)部門的表格統(tǒng)計(jì)，例如人口信息表、地面建筑物等的狀況以及政府下發(fā)的文件和材料等，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有信息的綜合分析，參考實(shí)地的測(cè)量結(jié)果、最終進(jìn)行最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)。

3.2在道路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

道路設(shè)計(jì)完成以后，后續(xù)的維護(hù)和保養(yǎng)也是很重要的。隨著道路需求不斷地增加，建設(shè)的數(shù)量也在逐年的增多，這就導(dǎo)致土地資源不斷地被消耗，同時(shí)也使得人地矛盾升級(jí)。GIS的出現(xiàn)對(duì)于緩解這些矛盾有很大的幫助。它可以與有關(guān)的系統(tǒng)相結(jié)合，例如，路面管理系統(tǒng)、公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)等，對(duì)指定的路面情況進(jìn)行檢測(cè)和記錄，最后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析得出最有利于公路維護(hù)的方案措施，不僅可以提出有針對(duì)性的公路維護(hù)的具體意見(jiàn)，進(jìn)行整改后提高公路管理維護(hù)的水平，還可以使目前的建設(shè)設(shè)施的利用率上升一個(gè)臺(tái)階，創(chuàng)造更多的利益價(jià)值。

3.3相關(guān)規(guī)劃數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的的管理

（1）交通規(guī)劃在進(jìn)行的過(guò)程中會(huì)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料庫(kù)，里面需要運(yùn)行和處理的數(shù)據(jù)必然不是少數(shù)，這些數(shù)據(jù)的合理利用才能滿通規(guī)劃的進(jìn)行。里面包含了車流、人流、建筑、預(yù)測(cè)以及分析得出的數(shù)據(jù)，其中有些數(shù)據(jù)可以不要實(shí)地的考察，因?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)可以自動(dòng)生成，同時(shí)有些數(shù)據(jù)還可以直接參考其他的數(shù)據(jù)源，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)提高工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）規(guī)劃中會(huì)用到大量的圖形，這些圖形可以很好的交代當(dāng)前的交通狀況，基礎(chǔ)設(shè)施的分布等，對(duì)交通規(guī)劃起到輔助的作用，但是這些圖形普遍具有意化特征，圖形的科學(xué)性有所欠缺，GIS正好彌補(bǔ)這一缺陷，信息技術(shù)系統(tǒng)自身的空間數(shù)據(jù)處理工具可以對(duì)圖像進(jìn)行分析，簡(jiǎn)化利用時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題。

3.4對(duì)于交通安全的預(yù)測(cè)和控制

近年來(lái)，交通安全問(wèn)題的頻頻發(fā)生越來(lái)越受到更多人的關(guān)注，對(duì)于怎樣更好的預(yù)防和監(jiān)控交通安全需要我們不斷的努力和探索。GIS應(yīng)用技術(shù)的出現(xiàn)，能夠?qū)ο嚓P(guān)的信息進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，為有效的預(yù)防提供可靠的參考。首先，它可以對(duì)交通安全問(wèn)題進(jìn)行時(shí)間和數(shù)量的監(jiān)測(cè)，對(duì)事故的出現(xiàn)以及發(fā)展的趨勢(shì)做出可信的預(yù)測(cè)，以便在最短的時(shí)間內(nèi)做出該有的防護(hù)措施，解決面對(duì)傳統(tǒng)的交通安全問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)的信息的誤差以及遺漏和不及時(shí)。

3.5用于車輛導(dǎo)航與監(jiān)控

GIS能夠?yàn)檐囕v提供信息導(dǎo)航和服務(wù)工作：

（1）可以進(jìn)行出行路線的選擇，有多條路線時(shí)，選擇最快速方便的路線，得到效果最佳。

（2）在出行選擇地方時(shí)，可以利用該技術(shù)進(jìn)行分類搜索，查詢一些目標(biāo)地點(diǎn)，例如景點(diǎn)、酒店等等。

（3）可以對(duì)車位進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)傳感器和地圖數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握車輛位置。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)的介紹以及基本工作原理的說(shuō)明，體現(xiàn)了在現(xiàn)代化的交通規(guī)劃和管理中對(duì)該技術(shù)的利用。GIS的使用和推廣，可以使得人們?cè)诨镜臄?shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上建立空間概念，利用模型結(jié)構(gòu)來(lái)更好的為交通規(guī)劃和管路提供幫助，具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)交通環(huán)境的大致評(píng)估，對(duì)交通安全的監(jiān)測(cè)和防護(hù)以及道路設(shè)施的布局等。在進(jìn)行相關(guān)活動(dòng)時(shí)，利用GIS來(lái)管理和支配數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)，快速且便捷，提高規(guī)劃的質(zhì)量和效率，并且保證數(shù)據(jù)的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn) 

[1]楊兆升，劉紅紅.地理信息系統(tǒng)在交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理中的應(yīng)用研究[J].公路交通科技，2000，17（02）：30-32. 

[2]羅海欽.淺談地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用一一以柳州市城市規(guī)劃管理為例[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2010（05）：76-78. 

[3]張勇.淺談地理信息系統(tǒng)在城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2005（04）：41-43. 

篇4

【關(guān)鍵詞】3S原理與應(yīng)用高等教育課程物聯(lián)網(wǎng)

1引言：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的意義

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things， IOT）的概念是在1999年提出的。2005年國(guó)際電信聯(lián)盟將物聯(lián)網(wǎng)定義為：通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、空間定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，其核心是RFID技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、無(wú)線通信技術(shù)和寬帶網(wǎng)絡(luò)。

空間定位技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理?，F(xiàn)有的高精度GPS定位技術(shù)可以為物聯(lián)網(wǎng)提供厘米級(jí)精度的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位服務(wù)，這將極大地提高物聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)質(zhì)量，并由此可帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，對(duì)地理空間位置等信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析、可視化與應(yīng)用的軟件工具[2]。物物相連的網(wǎng)絡(luò)必須要有相關(guān)空間信息處理平臺(tái)的支撐，尤其是對(duì)于大規(guī)模的、復(fù)雜的、現(xiàn)實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)而言，地理信息系統(tǒng)技術(shù)將是一種不可或缺的支撐技術(shù)，它能讓物聯(lián)網(wǎng)更加好用、更加有序、更加智慧。

遙感（RS）技術(shù)本身屬于傳感技術(shù)，雖然不是物聯(lián)網(wǎng)中的主要傳感方式和手段，但對(duì)于一些特定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如精細(xì)農(nóng)業(yè)、環(huán)保監(jiān)測(cè)、重要設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)等，遙感所具有的的速度快、覆蓋面廣、成本低等優(yōu)勢(shì)，將發(fā)揮十分重要的作用。而隨著高分辨率遙感技術(shù)的發(fā)展以及解譯水平的提高，航空航天遙感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用[3]。

綜上所述，3S（GPS、GIS和RS）技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)密不可分。但縱觀國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系，少有高校設(shè)置了以上相關(guān)課程。此外，隨著高校教育制度的改革和學(xué)分制的實(shí)行，很多課程的學(xué)時(shí)都較以前少了很多。因此，單獨(dú)開設(shè)《GPS原理與應(yīng)用》、《地理信息系統(tǒng)》和《遙感原理與應(yīng)用》幾門課程存在較大的實(shí)際困難。鑒于此，可在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程，該課程將以上幾門課程綜合成一門課程來(lái)教學(xué)，適應(yīng)了當(dāng)前高校課程學(xué)時(shí)減少的背景。此舉順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)發(fā)展的需要，能夠完善學(xué)生的知識(shí)體系，提升畢業(yè)生的個(gè)人實(shí)力，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2 開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的基本條件

《3S原理與應(yīng)用》是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。要學(xué)習(xí)好3S（地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遙感）的基礎(chǔ)理論并不困難，學(xué)生有較好的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)就可以理解，而我國(guó)高校的理工科專業(yè)也基本都開設(shè)了這些課程。應(yīng)用方面，要求學(xué)生具有較好的計(jì)算機(jī)操作能力和較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，再具備3S相關(guān)軟件和計(jì)算機(jī)硬件，就可以學(xué)習(xí)3S技術(shù)的實(shí)際操作和應(yīng)用技術(shù)，這一教學(xué)條件物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)也能滿足。換言之，國(guó)內(nèi)高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具備了開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的基本條件。

3 開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的方式

開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程，效果最好的無(wú)疑是獨(dú)立開課。課程教學(xué)以課堂講授和上機(jī)操作相結(jié)合的方式進(jìn)行。具體實(shí)施過(guò)程中，教材可以選用劉祖文編寫的《3S原理與應(yīng)用》。這部著作屬于高等學(xué)校規(guī)劃教材，內(nèi)容主要涉及地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)中的基本數(shù)學(xué)模型、原理以及應(yīng)用。

講授過(guò)程中，第一章可以安排兩個(gè)課時(shí)，首先概要講解本課程的內(nèi)容，然后介紹3S技術(shù)的基本概念、發(fā)展、基本組成和應(yīng)用。而第二章《空間信息技術(shù)基礎(chǔ)》的內(nèi)容在教材中屬于理論基礎(chǔ)知識(shí)，介紹了時(shí)間與空間參考系統(tǒng)、地圖投影和大氣構(gòu)造，這部分內(nèi)容課時(shí)安排較為靈活，一般四個(gè)課時(shí)就可以讓學(xué)生基本理解參考系統(tǒng)和地圖投影，若要深入理解則可適當(dāng)增加課時(shí)。第三～六章為GPS部分，介紹了GPS的構(gòu)成、定位原理、定位方法和GPS定位測(cè)量，其中GPS定位測(cè)量需要結(jié)合實(shí)際操作來(lái)教學(xué)，有條件的學(xué)?？砂才艃烧n時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這部分內(nèi)容總計(jì)安排十二個(gè)課時(shí)，具體的課時(shí)分布教師可結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置。第七～十章為RS部分，圍繞遙感基礎(chǔ)、遙感數(shù)據(jù)獲取、數(shù)字圖像處理和圖像解譯與應(yīng)用來(lái)教學(xué)，教學(xué)過(guò)程中可從具體的應(yīng)用案例（如：精細(xì)農(nóng)業(yè)）出發(fā)，對(duì)遙感和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行深入講解，提高學(xué)生對(duì)課程的興趣。該部分也需要安排上機(jī)實(shí)習(xí)，通過(guò)對(duì)常用遙感軟件和遙感數(shù)據(jù)的使用，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，總計(jì)可投入十個(gè)課時(shí)。第十一～十四章為GIS部分，主要介紹GIS的體系、空間數(shù)據(jù)表達(dá)與獲取、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間查詢與空間分析，該部分也應(yīng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，并安排上機(jī)實(shí)習(xí)，建議投入十二個(gè)課時(shí)。以上三個(gè)部分的上機(jī)實(shí)習(xí)都是分別進(jìn)行的，實(shí)際工作中，很多項(xiàng)目和工作都涉及到3S技術(shù)的綜合應(yīng)用。因此，在教學(xué)時(shí)，還應(yīng)將GPS的操作應(yīng)用部分、GIS的應(yīng)用與設(shè)計(jì)、遙感影像的分析與處理部分有機(jī)地結(jié)合在一起來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有重要作用。這部分可作為課程綜合實(shí)習(xí)，投入八個(gè)左右課時(shí)。

綜上，獨(dú)立開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程，需要48個(gè)課時(shí)，如果條件允許，還應(yīng)該設(shè)置更多的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，或者根據(jù)專業(yè)方向的需要增加特定環(huán)節(jié)的課時(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在高等院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，能完善學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，提升畢業(yè)生的實(shí)踐能力和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和3S技術(shù)的共同發(fā)展。對(duì)高等院校本身而言，開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程，還可以造就一批熟悉3S技術(shù)的教師，促進(jìn)已有研究方向與3S技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生新的科研成果。

參考文獻(xiàn)

[1]桂小林. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索[J]. 計(jì)算機(jī)教育， 2010， （16）： 1- 3， 9.

篇5

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}教學(xué)法；地理信息系統(tǒng)原理；空間認(rèn)知

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）44-0187-02

高校教學(xué)改革的重點(diǎn)是教學(xué)方法的改革。但長(zhǎng)期以來(lái)，高校中普遍流行的教學(xué)方法就是課堂講授法，該方法雖然能使學(xué)生系統(tǒng)全面地獲取知識(shí)，但因其過(guò)分強(qiáng)調(diào)預(yù)設(shè)，形成了以教案為中心的封閉性教學(xué)，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位難以落實(shí)，因而使課堂教學(xué)變得機(jī)械，課堂氣氛沉悶。因此，如何探索有效的教學(xué)方法，以增強(qiáng)大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，是擺在大學(xué)教師面前不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

一、地理信息系統(tǒng)原理課程的特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)是地理信息科學(xué)專業(yè)的入門課程，該課程覆蓋面廣，涵蓋基本概念、基礎(chǔ)理論、技術(shù)原理和應(yīng)用方法等。其中基本概念是構(gòu)成該學(xué)科的基礎(chǔ)，包含專有部分和通用部分，各概念間難區(qū)分，總體說(shuō)來(lái)晦澀難懂。技術(shù)原理是課程的主體，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序算法和實(shí)現(xiàn)均不直觀，難于揣摩。應(yīng)用方法涉及一系列的思維轉(zhuǎn)換，無(wú)法身臨其境，有空洞感。課程存在知識(shí)臺(tái)階，不能和已有知識(shí)無(wú)縫銜接，同時(shí)基礎(chǔ)學(xué)科眾多，其先修基礎(chǔ)課程開設(shè)不全，教師需即時(shí)補(bǔ)充基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。因此課程教學(xué)內(nèi)容存在由易到難、由虛到實(shí)、逐層遞進(jìn)的內(nèi)在關(guān)系。

教師常采用鋪墊、啟發(fā)、引導(dǎo)、提問(wèn)和講授相結(jié)合的教學(xué)方法，但教學(xué)效果仍不盡如人意。

我們?cè)鴮?duì)本校地理信息科學(xué)三個(gè)年級(jí)236位學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查和訪談，91%認(rèn)為學(xué)習(xí)有難度（一般，較難），95%的認(rèn)為內(nèi)容抽象。多數(shù)認(rèn)為現(xiàn)有的講授方法難以保證持久的注意力和興趣，有厭學(xué)情緒。

凡此種種，給課堂教學(xué)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。因此，如何在現(xiàn)有的教學(xué)條件下，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，顯得尤為重要。

二、問(wèn)題教學(xué)法的含義與特點(diǎn)

隨著教學(xué)理論的研究和教法的探索，問(wèn)題教學(xué)法越來(lái)越受到重視。它有著悠久的淵源，歷史上用提出問(wèn)題的方式教導(dǎo)學(xué)生的孔子和蘇格拉底，他們就采用問(wèn)題教學(xué)法。它以提出問(wèn)題為主線，即教師提出問(wèn)題，學(xué)生自學(xué)教材，探求問(wèn)題，討論問(wèn)題，教師引導(dǎo)講解，最終達(dá)到解決問(wèn)題的教學(xué)目標(biāo)?？梢?jiàn)，問(wèn)題教學(xué)法具有“針對(duì)性、參與性、主動(dòng)性”的特點(diǎn)[1]，它既能改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師教給學(xué)生的都是定論知識(shí)的現(xiàn)象，又改變了傳統(tǒng)的大學(xué)課堂中教師滿堂灌的弊病。該方法通過(guò)討論爭(zhēng)辯、質(zhì)疑探索，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得主動(dòng)，也能培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。它把學(xué)生的學(xué)習(xí)變?yōu)楦惺苤R(shí)―理解知識(shí)―深入探究的活動(dòng)，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)了再發(fā)現(xiàn)和再創(chuàng)造，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，問(wèn)題教學(xué)法對(duì)于教師來(lái)說(shuō)能有助于教師化解理論講授的枯燥性，降低教學(xué)的難度，提升教學(xué)效果。因此我們不難發(fā)現(xiàn)，采用問(wèn)題教學(xué)法可以讓地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)中的問(wèn)題迎刃而解。

三、地理信息系統(tǒng)原理課的興趣養(yǎng)成

1.教學(xué)模式。問(wèn)題教學(xué)法實(shí)施過(guò)程可概括為三環(huán)六步模式。三環(huán)為：①自學(xué)，即提出問(wèn)題。提出問(wèn)題是此法的首要環(huán)節(jié)。首先，學(xué)生可以根據(jù)對(duì)教材的預(yù)習(xí)，提出自己需要解決的問(wèn)題，然后教師將篩選、總結(jié)歸納出的典型性問(wèn)題作為教學(xué)的依據(jù)，如教學(xué)中相關(guān)概念的區(qū)別與聯(lián)系、關(guān)系與法則的理解等，即生成問(wèn)題。②研學(xué)，即討論問(wèn)題。它是此法的核心，它主要展示學(xué)生研究問(wèn)題的過(guò)程，從而使學(xué)生掌握解決問(wèn)題的具體方法。當(dāng)學(xué)生的思維模糊不清時(shí)，教師必須提出需進(jìn)一步澄清的問(wèn)題。③固學(xué)，即解決問(wèn)題。以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力為目的，通過(guò)學(xué)生討論引發(fā)的問(wèn)題，教師總結(jié)解決問(wèn)題的方法，使學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)達(dá)到再增長(zhǎng)。六步為具體化：①明確目標(biāo)。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)，提出問(wèn)題，明確要解決的主要問(wèn)題。②學(xué)生自主探究。分析問(wèn)題，提出假設(shè)，設(shè)計(jì)解決問(wèn)題方案。③小組研討。學(xué)生分小組討論未解決的問(wèn)題，教師通過(guò)巡視、質(zhì)疑、提問(wèn)、上堂板演等形式，發(fā)現(xiàn)學(xué)生共同性的疑難問(wèn)題，對(duì)互助研討加以引導(dǎo)。④質(zhì)疑點(diǎn)撥。通過(guò)學(xué)生間和師生間的討論、質(zhì)疑、爭(zhēng)論、辯解、分析、更正、補(bǔ)充等互動(dòng)形式，形成班內(nèi)全員參與、積極探究、氛圍熱烈的場(chǎng)面，把課堂教學(xué)推向，使學(xué)生再次享受獲得知識(shí)的快樂(lè)。⑤總結(jié)歸納。師生梳理、總結(jié)。⑥檢測(cè)達(dá)標(biāo)。用檢測(cè)題等方法進(jìn)行測(cè)試，學(xué)生答，教師評(píng)，并展示交流，并為接續(xù)導(dǎo)出下堂課的新知做準(zhǔn)備[2]。時(shí)間分配一般為35∶10，前35分鐘解決學(xué)生已預(yù)習(xí)的問(wèn)題，完成本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容，后10分鐘，導(dǎo)出新問(wèn)題，分發(fā)材料，指導(dǎo)預(yù)習(xí)，確保前后銜接。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)。參照以上模式，在地理信息系統(tǒng)原理課程教學(xué)中，遵從三環(huán)六步，將理論教學(xué)從整體設(shè)計(jì)為課前、課中、課后三大過(guò)程。課前，教師編寫教案，實(shí)現(xiàn)知識(shí)問(wèn)題化，問(wèn)題層次化；學(xué)生預(yù)習(xí)上次課導(dǎo)出問(wèn)題的基礎(chǔ)知識(shí)，并回顧舊課的內(nèi)容。課堂上，首先進(jìn)行目標(biāo)再現(xiàn)，由教師簡(jiǎn)述教學(xué)目標(biāo)；接下來(lái)用提問(wèn)、競(jìng)答等方式對(duì)預(yù)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)查，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與質(zhì)疑；教師歸納匯總問(wèn)題，即時(shí)設(shè)計(jì)解決方案；后續(xù)問(wèn)題討論，教師適當(dāng)點(diǎn)撥，并適時(shí)精講；最終在教師指導(dǎo)下，對(duì)本課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)梳理、明確重點(diǎn)難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)。在每次課的最后10分鐘，依照提供給學(xué)生的“導(dǎo)學(xué)案”及講授提綱與知識(shí)要點(diǎn)，從常規(guī)概念，用普通思路導(dǎo)出問(wèn)題，指定自學(xué)的教材內(nèi)容，提出學(xué)習(xí)目標(biāo)，留待下次課討論學(xué)習(xí)。課后，教師對(duì)課堂進(jìn)行回顧，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)；學(xué)生溫習(xí)已學(xué)內(nèi)容，預(yù)習(xí)教材，查詢相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。

3.教學(xué)實(shí)例。在空間認(rèn)知一課的教學(xué)中，于前一節(jié)課的末段，指定了自學(xué)的內(nèi)容，設(shè)計(jì)出“現(xiàn)實(shí)世界到底有什么？基本空間對(duì)象有哪些？你找到的對(duì)象是連續(xù)，還是離散的？怎樣表達(dá)它？”等帶遞進(jìn)和層次的問(wèn)題作為導(dǎo)學(xué)案，由學(xué)生課后自習(xí)。這樣就將教學(xué)延伸到課外，緩解了課時(shí)緊張。

課中第一段，教師簡(jiǎn)述目標(biāo)――現(xiàn)實(shí)世界的基本空間單元和表達(dá)方法，完成目標(biāo)再現(xiàn)，提示地理語(yǔ)義是從空中看世界；后接層次問(wèn)題的提問(wèn)，學(xué)生分小組自由回答，教師適當(dāng)啟發(fā)，以掌握問(wèn)題和質(zhì)疑；接下來(lái)的討論，因?yàn)閷W(xué)生對(duì)問(wèn)題和基礎(chǔ)知識(shí)比較陌生，依教材常能得出的僅是“世界由空間實(shí)體組成”這一結(jié)論，難以逃脫常規(guī)思維的束縛，難以建立起正確的認(rèn)識(shí)觀，需要加以及時(shí)引導(dǎo)、精講，教師依“地物―離散的―呈點(diǎn)線面狀；地理現(xiàn)象―連續(xù)分布―分割為形狀大小相同的面元”進(jìn)行了點(diǎn)撥，這時(shí)學(xué)生積極參與，課堂氣氛活躍；接下來(lái)是分小組總結(jié)環(huán)節(jié)，指定較好的小組進(jìn)行總結(jié)發(fā)言，可輔以幻燈片演示，最終讓學(xué)生明確關(guān)鍵點(diǎn)（難點(diǎn)）――離散化，點(diǎn)狀、線狀和面狀抽象是自然離散化，是僅關(guān)注自己感興趣的東西，可稱實(shí)體空間觀；真實(shí)而連續(xù)的現(xiàn)實(shí)世界，需要另行離散化，劃分空間面元就是要離散連續(xù)的空間對(duì)象，可稱為連續(xù)空間觀，最終總結(jié)出基本空間單元為點(diǎn)狀、線狀、面狀和柵格4類，基本空間圖元為點(diǎn)、線、面與像元。從而讓學(xué)生建立正確的空間認(rèn)知觀和空間表達(dá)方式，完成主體教學(xué)。

課中的第二段，教師導(dǎo)入下次課的問(wèn)題。

下課后，師生進(jìn)入課后階段。

整個(gè)過(guò)程，根據(jù)教師的節(jié)奏，環(huán)環(huán)緊扣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣和主動(dòng)性，達(dá)到了對(duì)知識(shí)前所未有的深度學(xué)習(xí)，教學(xué)效果良好。同時(shí)，結(jié)合教改，將討論、答問(wèn)和總結(jié)，計(jì)入課堂考試成績(jī)，完成課堂考試。

對(duì)于比較復(fù)雜的內(nèi)容采用了打通兩節(jié)課連上的形式，將一二段時(shí)間分配為80∶10。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，運(yùn)用問(wèn)題教學(xué)法進(jìn)行地理信息系統(tǒng)教學(xué)，保證了教師的主導(dǎo)地位，體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，降低了理論的抽象性，增強(qiáng)了學(xué)生的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高了目標(biāo)的達(dá)成度。實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)鼓勵(lì)同學(xué)大膽質(zhì)疑與討論，才是成敗的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

篇6

一、《地理信息系統(tǒng)》課程開設(shè)的必要性

1. 地學(xué)研究的重要手段

《地理信息系統(tǒng)》課程是許多地理學(xué)科的主干課程，GIS對(duì)整個(gè)地學(xué)界的研究手段與方法帶來(lái)革命性的變化。GIS是綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)，它將地理空間數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，采用模型分析、綜合分析等方法，對(duì)資源環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、管理與決策、災(zāi)害防治等方面的規(guī)劃、管理、決策及研究提供決策支持。它發(fā)展之快、應(yīng)用之廣、影響之深刻是其它地理學(xué)科無(wú)可比擬的。目前，高等學(xué)校的地學(xué)類學(xué)科大都開設(shè)了GIS方面的課程，環(huán)境、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國(guó)土、規(guī)劃等部門，對(duì)GIS也給予越來(lái)越多的重視。因此進(jìn)行地理教學(xué)與研究有必要了解或掌握GIS技術(shù)。

2.21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要

21世紀(jì)最寶貴的是人才，培養(yǎng)掌握和應(yīng)用GIS方面的人才是當(dāng)前地理教學(xué)改革的一個(gè)重要方面，作為高等師范院校地理教育專業(yè)，我們培養(yǎng)的人才主要是面向21世紀(jì)的中學(xué)地理教師，而他們的使命又是培養(yǎng)21世紀(jì)的建設(shè)者，所以開設(shè)的課程必須具有代表性和說(shuō)服力。

二、《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)存在的問(wèn)題

1.課程設(shè)置不盡合理

GIS是一門綜合性學(xué)科，要求學(xué)生具有計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)以及地學(xué)的相關(guān)知識(shí)，尤其是要開設(shè)《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》、《程序設(shè)計(jì)》、《高等數(shù)學(xué)》、《概率統(tǒng)計(jì)》等課程，但很多高校地理教育專業(yè)無(wú)法滿足相應(yīng)教師需求或無(wú)法安排足夠課時(shí)，致使學(xué)生對(duì)《地理信息系統(tǒng)》課程部分教學(xué)內(nèi)容很難接受。

2.軟硬件設(shè)施不足

GIS是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)習(xí)時(shí)數(shù)在總課時(shí)中所占比例很大，因此在開設(shè)課程的同時(shí)，需要相應(yīng)的GIS實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室所需設(shè)備不多，40～50臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的局域網(wǎng)、一臺(tái)數(shù)字化儀、繪圖儀及掃描儀完全可以滿足教學(xué)和部分科研的硬件要求，軟件方面目前用的較多的有中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的MAPGIS和美國(guó)的ARC/INFO系列軟件。但在很多高校地理教育專業(yè)開設(shè)的《地理信息系統(tǒng)》課程都無(wú)法保證實(shí)踐教學(xué)的軟硬件設(shè)施，主要以理論知識(shí)傳授為主，使得學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)枯燥乏味，缺乏激情和動(dòng)力。

3.教學(xué)模式有待改進(jìn)

在我國(guó)應(yīng)試教育影響下，學(xué)生養(yǎng)成了被動(dòng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，缺乏自主學(xué)習(xí)的能力和意志，從而造成專業(yè)學(xué)習(xí)的高分低能現(xiàn)象，高校地理教育專業(yè)教學(xué)也存在“灌輸式”教育現(xiàn)象。為了21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展、自主學(xué)習(xí)，相應(yīng)地，依據(jù)學(xué)科背景和專業(yè)特色，研究和實(shí)踐新的考核模式勢(shì)在必行。

4.學(xué)生層次不一

學(xué)生素質(zhì)參差不齊，對(duì)計(jì)算機(jī)掌握程度不同，加上文理科學(xué)生思維方式以及學(xué)習(xí)興趣等差異，致使統(tǒng)一的《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)無(wú)法充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，教學(xué)效果不佳。

三、《地理信息系統(tǒng)》課程教學(xué)改革探索

1.善用多媒體技術(shù)

利用多媒體技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是現(xiàn)代高校教育普遍采用的形式。GIS的理論性和技術(shù)性要求學(xué)生不僅要掌握其理論知識(shí)，還要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此在教學(xué)中滲透實(shí)踐課程非常必要。合理設(shè)置實(shí)踐課程，與課堂教學(xué)穿行，使學(xué)生深入理解課堂教學(xué)中學(xué)到的有關(guān)GIS的基本理論、基本知識(shí)和基本技術(shù)方法，并熟悉流行GIS工具軟件的使用、掌握軟件開發(fā)與數(shù)據(jù)處理等技能。

2.實(shí)行多層次教學(xué)

根據(jù)學(xué)生素質(zhì)差異和愛(ài)好，可以把學(xué)生分為基本理論、軟件開發(fā)和軟件應(yīng)用三個(gè)層次，這種層次教學(xué)模式可以使不同能力的學(xué)生各盡所能，各有所獲。學(xué)生自由分組，在共同完成基本理論課程學(xué)習(xí)后，以課題小組的形式各自完成任務(wù)?；纠碚摻M以掌握GIS的基本理論、基本知識(shí)和基本技術(shù)方法等為主，主要是為了滿足中學(xué)地理教學(xué)需求，考核方式為閉卷考核或提交學(xué)習(xí)筆記和GIS相關(guān)論文；軟件開發(fā)組對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)能力要求較高，包括GIS工具軟件和GIS應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，需增加上機(jī)實(shí)踐的課時(shí)，考核方式為提交軟件成果；軟件應(yīng)用組要充分掌握一至兩種GIS專業(yè)軟件的使用，并能用GIS專業(yè)軟件解決和分析地理學(xué)中的一些問(wèn)題，可以制作基本的圖件，需增加上機(jī)實(shí)踐的課時(shí)，考核方式為制作指定地理專題圖。

3.提倡文理分科

地理學(xué)在高等教育中屬于理科，授予理學(xué)或管理學(xué)學(xué)位。因此在地理學(xué)專業(yè)招生中，一般只招收理科生，但由于在高中階段地理屬于文科，為適應(yīng)地理學(xué)科綜合性和實(shí)用性發(fā)展的需要，2000年后，我國(guó)許多高校地理專業(yè)招生紛紛實(shí)行文理兼收，這有利于所培養(yǎng)的人才滿足就業(yè)市場(chǎng)需要。但文理科學(xué)生在學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)效果上的差異，使得傳統(tǒng)模式的GIS教學(xué)無(wú)法滿足全體學(xué)生需求。文科生在接受GIS相關(guān)知識(shí)上存在難度，但他們的地理基礎(chǔ)好于理科生，為平衡這種差異，文理分科教學(xué)是最好的選擇。

4.強(qiáng)化案例教學(xué)

哈佛大學(xué)在20 世紀(jì)初創(chuàng)造了案例教學(xué)法，即圍繞一定的培訓(xùn)目的，把現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)的情景加以典型化處理，形成供思考分析和決斷的案例，通過(guò)獨(dú)立分析研究和相互討論的方式，來(lái)提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。采用案例教學(xué)法，可以提高學(xué)生對(duì)GIS的興趣以及應(yīng)用 GIS 進(jìn)行綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)施地理信息系統(tǒng)案例教學(xué)，要通過(guò)若干個(gè)案例設(shè)計(jì)，把GIS基本概念和基本操作融合，形成一個(gè)有序的、多樣的案例群，構(gòu)建一個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程，并突出案例的針對(duì)性、趣味性、完整性和實(shí)用性。

5.促進(jìn)教學(xué)研結(jié)合

GIS是地學(xué)研究的重要手段和方法，讓學(xué)生參與科研是培養(yǎng)學(xué)生能力、進(jìn)行地學(xué)研究和思維的有效手段。學(xué)生對(duì)GIS的基本理論、基本知識(shí)和基本技術(shù)方法學(xué)習(xí)后，通過(guò)相關(guān)GIS項(xiàng)目的研究，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到GIS的重要性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。在教與學(xué)中進(jìn)行研究，在研究中進(jìn)行教學(xué)。

篇7

關(guān)鍵詞：人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃；專業(yè)定位；課程體系；信息科學(xué)

中圖分類號(hào)：G6420文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：

10052909（2015）02002805

資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是1998年教育部根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和學(xué)科發(fā)展的形勢(shì)而設(shè)立的專業(yè)，發(fā)展至今，出現(xiàn)專業(yè)定位模糊，廣度大深度小，就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力受限等諸多尷尬問(wèn)題[1]。2012年，教育部第四次修訂《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》（下簡(jiǎn)稱《目錄》），原資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)被拆分為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理與資源環(huán)境兩個(gè)專業(yè)。2013年，人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)招收第一屆本科生。該專業(yè)教育在國(guó)內(nèi)剛剛起步，探索人才培養(yǎng)方法還是一個(gè)嶄新的課題。

南京郵電大學(xué)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，除同樣面臨新專業(yè)設(shè)置之初的機(jī)遇與挑戰(zhàn)外，還有其獨(dú)特的發(fā)展背景。2013年10月，經(jīng)江蘇省政府研究并報(bào)教育部批準(zhǔn)，南京郵電大學(xué)、南京人口管理干部學(xué)院實(shí)行合并辦學(xué)，組建新的南京郵電大學(xué)。在此之前，資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是南京人口管理干部學(xué)院特色專業(yè)之一，2002年開始招生，已有11年的辦學(xué)歷史，并已形成學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)合理，涵蓋地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)、人口學(xué)等專業(yè)方向的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)。2013年，根據(jù)《目錄》（2012版）要求，該專業(yè)開始

轉(zhuǎn)型，招收人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃

專業(yè)第一屆本科生。合校前后，專業(yè)所依托的院校學(xué)科基礎(chǔ)全然不同，依據(jù)新南郵的學(xué)科特色構(gòu)建專業(yè)培養(yǎng)體系成為專業(yè)發(fā)展必須認(rèn)真研究的課題。

文章從教育部的專業(yè)導(dǎo)向、人才市場(chǎng)需求兩方面梳理人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)基礎(chǔ)定位。結(jié)合南京郵電大學(xué)自身特色，以大數(shù)據(jù)時(shí)代智慧城市的建設(shè)與應(yīng)用要求為導(dǎo)向，尋求信息科學(xué)與地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)的結(jié)合點(diǎn)，并據(jù)此提出以信息科學(xué)應(yīng)用為特色的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構(gòu)建原則與核心框架。

一、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)定位基本要求

人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)基礎(chǔ)定位應(yīng)重點(diǎn)考慮兩方面要素：一是教育部設(shè)置該專業(yè)的目標(biāo)與要求，二是社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的需求。

（一）專業(yè)設(shè)置導(dǎo)向

地理學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)是我國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃人才培養(yǎng)的兩大主要來(lái)源[2]。前者以南京大學(xué)、中山大學(xué)、北京大學(xué)、華東師范大學(xué)等傳統(tǒng)地理強(qiáng)校為代表，主攻宏觀層面規(guī)劃，擅長(zhǎng)理論探索、機(jī)理剖析與經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合分析；后者以清華大學(xué)、東南大學(xué)、天津大學(xué)等建筑學(xué)老八校建筑老八校指之初最早開設(shè)建筑學(xué)、城市規(guī)劃相關(guān)專業(yè)的八所高校，包括清華大學(xué)、東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、華南理工大學(xué)、重慶建筑大學(xué)（已并入重慶大學(xué)）、哈爾濱建筑大學(xué)（已并入哈爾濱工業(yè)大學(xué)）和西安建筑科技大學(xué)。

為代表，主攻微觀層面規(guī)劃，擅長(zhǎng)空間設(shè)計(jì)與形體表達(dá)。兩者各具特色，各有專攻。

1998版《目錄》中涉及城鄉(xiāng)規(guī)劃的專業(yè)有地理科學(xué)類下屬的“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理”和土建類下屬的“城市規(guī)劃”。這一專業(yè)設(shè)置與上述兩大源頭相對(duì)應(yīng)。2012年《目錄》調(diào)整，城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)專業(yè)仍為兩個(gè)，一是地理科學(xué)類下屬的“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”，二是建筑類下屬的“城鄉(xiāng)規(guī)劃”。與1998版《目錄》相比，保留了地理、建筑兩個(gè)學(xué)科門類下的城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)專業(yè)設(shè)置，但將原資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)拆分為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理與資源環(huán)境兩專業(yè)。結(jié)合2012版《普通高等學(xué)校本科專業(yè)介紹》（見(jiàn)表1）不難發(fā)現(xiàn)，教育部認(rèn)可并引導(dǎo)地理學(xué)、建筑學(xué)下兩規(guī)劃專業(yè)各自特色發(fā)展。地理學(xué)下屬的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，應(yīng)區(qū)別于工學(xué)下屬的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，做到強(qiáng)化主線，收縮口徑，夯實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)口應(yīng)用——立足宏觀、中觀區(qū)域?qū)用?，以地理學(xué)理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)化綜合分析能力培養(yǎng)。（二）人才應(yīng)用需求

教育部為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)設(shè)置的發(fā)展導(dǎo)向是否適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)規(guī)劃類人才的需求，是專業(yè)定位必須要論證的第二重標(biāo)準(zhǔn)。

如將城鄉(xiāng)規(guī)劃系統(tǒng)細(xì)分，可分為規(guī)劃編制與規(guī)劃管理兩個(gè)方面。僅就規(guī)劃管理來(lái)說(shuō)，地理學(xué)專業(yè)背景的規(guī)劃工作者往往具有相對(duì)綜合的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和縝密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力，具備作為管理者的全局意識(shí)與綜合協(xié)調(diào)能力。

規(guī)劃編制工作又可分為宏觀、中觀、微觀等不同的區(qū)域尺度層面。具有地理學(xué)專業(yè)背景的規(guī)劃工作者擅長(zhǎng)區(qū)域分析與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綜合分析，在區(qū)域規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等宏觀層面規(guī)劃中發(fā)揮核心作用并承擔(dān)大部分工作，在控制性詳細(xì)規(guī)劃這一中觀尺度規(guī)劃工作中也能發(fā)揮重要作用。

針對(duì)具體某項(xiàng)規(guī)劃工作，其工作流程又可劃分為規(guī)劃分析、規(guī)劃方案與成果表達(dá)三個(gè)步驟。在成果表達(dá)的制圖工作中，地理學(xué)背景規(guī)劃工作者確有一定劣勢(shì)。但在規(guī)劃分析和方案設(shè)計(jì)階段，地理學(xué)背景規(guī)劃工作者發(fā)揮的作用與建筑學(xué)背景規(guī)劃工作者旗鼓相當(dāng)。

綜上，地理學(xué)背景規(guī)劃工作者往往具有系統(tǒng)全面的知識(shí)儲(chǔ)備和突出的綜合分析能力，在各類規(guī)劃工作中發(fā)揮重要作用（見(jiàn)圖1），不可或缺。強(qiáng)化地理學(xué)基礎(chǔ)、重視機(jī)理分析能力培養(yǎng)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)要求也完全符合市場(chǎng)對(duì)專業(yè)人才的實(shí)際需求。

二、信息科學(xué)與地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)學(xué)科融合的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)

（一）地理信息系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)科學(xué)是地理學(xué)中的重要分支，作為空間科學(xué)與信息科學(xué)的重要結(jié)合點(diǎn)，技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用已較為成熟。與CAD等繪圖軟件相比，GIS（地理信息系統(tǒng)）工具的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)在于空間數(shù)據(jù)的組織、管理與分析，能夠有效管理和處理海量數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。某種程度上可認(rèn)為是繪圖軟件與統(tǒng)計(jì)分析軟件的集成。

在美國(guó)，GIS已成為專業(yè)規(guī)劃師的標(biāo)準(zhǔn)工具，脫離GIS的規(guī)劃編制、規(guī)劃管理幾乎不存在，GIS用于地圖處理、規(guī)劃管理、分析與決策支持、公眾參與等方面[3]。在我國(guó)，GIS在規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)有限& mdash;—在規(guī)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建中應(yīng)用廣泛，在規(guī)劃編制中應(yīng)用較為粗淺，主要用于自然地理環(huán)境要素分析與公共服務(wù)設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃選址分析。規(guī)劃工作者如能全面掌握地理信息系統(tǒng)原理及其軟件的規(guī)劃領(lǐng)域系統(tǒng)應(yīng)用，則能順應(yīng)這一趨勢(shì)，在規(guī)劃工作中更好地發(fā)揮作用。

（二）大數(shù)據(jù)時(shí)代海量空間數(shù)據(jù)的獲取與處理

與發(fā)展成熟但應(yīng)用不足的地理信息系統(tǒng)分析方法相比，大數(shù)據(jù)時(shí)代空間數(shù)據(jù)獲取與應(yīng)用則呈現(xiàn)出海量數(shù)據(jù)、先進(jìn)技術(shù)與跨學(xué)科創(chuàng)新思維三大特征《大數(shù)據(jù)時(shí)代——生活、工作與思維的大變革》中指出，數(shù)據(jù)本身、技能與思維是大數(shù)據(jù)價(jià)值鏈的三個(gè)構(gòu)成。 。

隨著信息網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，百度、谷歌等搜索引擎，阿里、京東、亞馬遜等電子商務(wù)公司與騰訊等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商掌握海量用戶數(shù)據(jù)。隨著智慧城市理論的興起與“物聯(lián)網(wǎng)”的建設(shè)，行政管理機(jī)構(gòu)也將成為大數(shù)據(jù)的掌控者。海量數(shù)據(jù)如何提升城鄉(xiāng)規(guī)劃的科學(xué)性與適用性，大數(shù)據(jù)如何為規(guī)劃所用，相關(guān)研究也陸續(xù)展開。

國(guó)內(nèi)外有學(xué)者通過(guò)挖掘網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、居民行為數(shù)據(jù)，對(duì)居民時(shí)空行為、城市空間與城市等級(jí)體系進(jìn)行研究[4]。如以百度指數(shù)為依據(jù)對(duì)比分析城市間聯(lián)系強(qiáng)度[5]，通過(guò)微博數(shù)據(jù)挖掘分析網(wǎng)絡(luò)社會(huì)空間特征[6]等?？臻g數(shù)據(jù)的采集與分析已從利用單一GIS 軟件向多種信息設(shè)備相結(jié)合的階段轉(zhuǎn)變[4]。

針對(duì)智慧城市的建設(shè)熱潮，國(guó)內(nèi)有學(xué)者積極開展現(xiàn)行規(guī)劃體系的“智慧”響應(yīng)探索，提出在區(qū)域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃及詳細(xì)規(guī)劃三大層次的規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)用智慧城市數(shù)據(jù)信息、融入智慧城市建設(shè)理念的思路與要點(diǎn)[7]。如城鎮(zhèn)體系規(guī)劃層次借由新信息技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力充分挖掘區(qū)域內(nèi)各城市優(yōu)勢(shì)發(fā)展的方向與重點(diǎn)，城市總體規(guī)劃層次應(yīng)考慮采取合適的路網(wǎng)形式，合理規(guī)劃智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施等。

這一背景要求規(guī)劃工作者不斷學(xué)習(xí)新的數(shù)據(jù)獲取與挖掘方法，探索并掌握大數(shù)據(jù)規(guī)劃應(yīng)用的方式途徑。

三、以信息科學(xué)應(yīng)用為特色的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構(gòu)建

（一）基本原則

南京郵電大學(xué)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)發(fā)展，應(yīng)在滿足專業(yè)基礎(chǔ)定位要求的同時(shí)，結(jié)合院校優(yōu)勢(shì)學(xué)科——信息科學(xué)、地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)三者的交叉領(lǐng)域，以地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)為基礎(chǔ)，以信息科學(xué)應(yīng)用為特色。其課程體系構(gòu)建應(yīng)遵循夯實(shí)地理學(xué)基礎(chǔ)、圍繞規(guī)劃應(yīng)用主線、突出空間信息挖掘與分析能力培養(yǎng)的原則。

1.夯實(shí)地理學(xué)基礎(chǔ)

地理學(xué)基礎(chǔ)理論、方法與分析能力的培養(yǎng)是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)區(qū)別于工學(xué)下屬城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的核心內(nèi)容，體現(xiàn)專業(yè)定位的基本要求。通過(guò)基礎(chǔ)必修課程學(xué)習(xí)，了解地理學(xué)基礎(chǔ)理論框架與范疇、邊界與特色，掌握學(xué)科基本概念、理論與方法，是專業(yè)人才培養(yǎng)的根基。課程設(shè)置中，自然地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、人文地理學(xué)等地理學(xué)基礎(chǔ)課程必不可少。

2.突出空間信息挖掘與分析特色

大數(shù)據(jù)時(shí)代，應(yīng)強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘與信息設(shè)備數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析等理論方法的學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)。為此，應(yīng)以數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)系統(tǒng)強(qiáng)化為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)置地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用、數(shù)理統(tǒng)計(jì)應(yīng)用等與地理、空間規(guī)劃相關(guān)的信息技術(shù)類課程，培養(yǎng)學(xué)生的空間數(shù)據(jù)獲取與分析能力。

3.圍繞規(guī)劃應(yīng)用主線

無(wú)論是地理學(xué)基礎(chǔ)分析能力的培養(yǎng)還是空間數(shù)據(jù)獲取與分析能力的訓(xùn)練，最終應(yīng)落實(shí)到進(jìn)行空間分析、指導(dǎo)空間規(guī)劃上來(lái)。城鄉(xiāng)規(guī)劃應(yīng)用是專業(yè)教育知識(shí)體系構(gòu)建的主線，相關(guān)課程設(shè)置與能力培養(yǎng)都應(yīng)圍繞這一主線展開。因此，城鄉(xiāng)規(guī)劃基礎(chǔ)知識(shí)的全面系統(tǒng)掌握對(duì)于夯實(shí)專業(yè)的基礎(chǔ)定位至關(guān)重要。為使學(xué)生對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域基本概念、理論、研究方法等有相對(duì)全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，城市規(guī)劃原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)導(dǎo)論等應(yīng)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置。

（二）課程體系框架設(shè)計(jì)

以上述原則為依據(jù)，結(jié)合南京郵電大學(xué)學(xué)科設(shè)置特色與要求，初步設(shè)定人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)核心課程體系。該體系包含專業(yè)基本知識(shí)、專業(yè)特色知識(shí)兩大模塊，從通識(shí)教育、專業(yè)教育兩個(gè)層面設(shè)置課程（見(jiàn)圖2）。其中，專業(yè)基本知識(shí)模塊強(qiáng)化地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)基礎(chǔ)理論與方法的學(xué)習(xí)，專業(yè)特色知識(shí)模塊突出空間信息獲取與分析特色技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

通識(shí)教育層面，設(shè)置高等數(shù)學(xué)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程。除高等數(shù)學(xué)外，其他課程均為學(xué)校特色公共基礎(chǔ)課程。此類課程為培養(yǎng)空間數(shù)據(jù)獲取與分析能力奠定了扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)。

專業(yè)教育層面，將自然地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、人文地理學(xué)、城市規(guī)劃原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)導(dǎo)論、地理信息系統(tǒng)原理等全面系統(tǒng)介紹學(xué)科基礎(chǔ)理論、概念、方法的課程設(shè)置為專業(yè)基礎(chǔ)課程，將城市地理學(xué)、計(jì)量地理學(xué)、人口地理學(xué)、城市總體規(guī)劃、村鎮(zhèn)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等深入介紹分支學(xué)科發(fā)展及強(qiáng)化實(shí)踐應(yīng)用的課程設(shè)定為專業(yè)課程。

這一課程體系僅就專業(yè)核心課程進(jìn)行設(shè)定。在核心課程之外，可根據(jù)需求選擇性設(shè)置地圖學(xué)、城市經(jīng)濟(jì)學(xué)、城市社會(huì)學(xué)、社會(huì)調(diào)研方法等輔助課程，有助于學(xué)生全面系統(tǒng)掌握專業(yè)分析研究方法。具體課程體系建設(shè)中，還需針對(duì)課程設(shè)置順序、各學(xué)期學(xué)時(shí)與學(xué)分安排、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、教學(xué)大綱編寫等深入研究。

四、結(jié)語(yǔ)

目前在人文地理、城鄉(xiāng)規(guī)劃的研究與實(shí)踐領(lǐng)域，空間信息采集、挖掘與分析技術(shù)應(yīng)用相對(duì)粗淺，存在領(lǐng)域狹小，工具單一，深度不足等問(wèn)題。但隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代生活、工作方式的變革與智慧城市建設(shè)的深化，基于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的空間分析思維與技術(shù)必將在規(guī)劃領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。面向應(yīng)用的人才培養(yǎng)，應(yīng)考慮增加信息類課程的設(shè)置以迎接大數(shù)據(jù)時(shí)代海量數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的挑戰(zhàn)，而信息技術(shù)類專業(yè)，應(yīng)針對(duì)不同領(lǐng)域的需求，增補(bǔ)相應(yīng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)課程。如面向智慧城市建設(shè)應(yīng)用的信息技術(shù)類專業(yè)人才，應(yīng)對(duì)規(guī)劃原理、規(guī)劃基本分析方法等城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)有所了解。

上述背景下，文章結(jié)合人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的發(fā)展定位和信息技術(shù)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，提出專業(yè)課程體系構(gòu)建原則，為后續(xù)學(xué)校本專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置擬定思路，并為其他院校該專業(yè)發(fā)展提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳郁青.人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育體系構(gòu)建新路徑[J].閩江學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（1）：103-107.

[2]陳昆 侖，李 丹，王 旭. 學(xué)科調(diào)整背景下人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的機(jī)遇與發(fā)展[J].高等建筑教育，2013，22（6）：22-25.

[3]宋小冬，鈕心毅.城市規(guī)劃中GIS應(yīng)用歷程與趨勢(shì)——中美差異及展望[J].城市規(guī)劃，2010（10）：23-29.

[4]秦 蕭，等. 大數(shù)據(jù)時(shí)代城市時(shí)空間行為研究方法[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2013（9）：1352-1361.

[5]熊麗芳，等. 基于百度指數(shù)的長(zhǎng)三角核心區(qū)城市網(wǎng)絡(luò)特征研究[J].經(jīng)濟(jì)地理，2013（7）：67-73.

[6]甄 峰，王 波，陳映雪. 基于網(wǎng)絡(luò)社會(huì)空間的中國(guó)城市網(wǎng)絡(luò)特征——以新浪微博為例[J].地理學(xué)報(bào)，2012（8）：1031-1043.

篇8

一、教學(xué)目標(biāo)

與GIS專業(yè)相比，非GIS專業(yè)受其專業(yè)特點(diǎn)限制，其教學(xué)的基本定位是緊密結(jié)合專業(yè)需求u，教學(xué)的目的是面向GIS系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是讓同學(xué)們掌握GIS基本概念、基本功能以及基本原理，熟悉常用GIS軟件，學(xué)會(huì)用GIS的手段分析解決專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題。對(duì)于地質(zhì)工程專業(yè)GIS的教學(xué)目的在于使得學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)該課程，掌握GIS的基本概念、功能和組成，掌握GIS的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，掌握地圖投影的基本原理，了解空間數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理，掌握空間數(shù)據(jù)的分析方法，熟悉常用GIS軟件，并能將GIS的原理與技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)工程領(lǐng)域當(dāng)中。在具體的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)充分考慮學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和背景，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新組織，補(bǔ)充GIS在本專業(yè)中的作用和應(yīng)用并對(duì)實(shí)踐上機(jī)內(nèi)容進(jìn)行精選。

二、教學(xué)內(nèi)容組織

GIS是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程要求具備一定的地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)(測(cè)量學(xué)、全球定位系統(tǒng)、遙感、地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)制圖等)、計(jì)算機(jī)(軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、CAD等)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。但對(duì)于非GIS專業(yè)而言往往缺乏相應(yīng)的專業(yè)背景知識(shí)，并且學(xué)時(shí)相對(duì)也較少，為了解決這一矛盾上好GIS課程，首先應(yīng)針對(duì)學(xué)生的知識(shí)背景和專業(yè)的應(yīng)用需求對(duì)課程內(nèi)容做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充。分析現(xiàn)有的GIS教材，主要有三大類：一類是面向GIS專業(yè)的，這類教材有的側(cè)重于地理學(xué)，強(qiáng)調(diào)地理事物的圖形和屬性表達(dá)，有的側(cè)重于數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)，強(qiáng)調(diào)算法和程序，這些教材全面、系統(tǒng)，內(nèi)容深入，并被GIS專業(yè)廣泛使用，但不完全適合非GIS專業(yè)；一類是針對(duì)軟件操作和應(yīng)用的，在理論中穿插軟件操作介紹，這類教材以軟件應(yīng)用為目的，內(nèi)容相對(duì)淺顯易懂，但缺乏地質(zhì)工程專業(yè)應(yīng)用實(shí)例；還有一類是針對(duì)GIS應(yīng)用較廣泛的領(lǐng)域，如人口、環(huán)境、城市等，這類教材中都介紹有大量的專業(yè)應(yīng)用實(shí)例，內(nèi)容結(jié)構(gòu)各有千秋，深淺不一，而在這些面向?qū)I(yè)應(yīng)用的教材中較少涉及石油、地質(zhì)等領(lǐng)域，另外有少量的數(shù)字油田方面的論著，但數(shù)字油田方面的論著主要是介紹各種油田相關(guān)的信息系統(tǒng)框架，往往并不系統(tǒng)介紹GIS原理與技術(shù)。綜合考慮這些教材的優(yōu)缺點(diǎn)和針對(duì)性，筆者認(rèn)為對(duì)于地質(zhì)工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)遵循基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和面向應(yīng)用的基本原則，采用以GIS基本概念、功能和原理為主線，將地質(zhì)工程應(yīng)用實(shí)例貫穿其中的方式來(lái)組織課程內(nèi)容，對(duì)與學(xué)生專業(yè)背景無(wú)關(guān)以及學(xué)生理解有困難的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)壓縮甚至刪減，而對(duì)與專業(yè)應(yīng)用直接相關(guān)部分內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)充，從而滿足學(xué)時(shí)的要求。筆者參考了大量的GIS教材及數(shù)字油田隨1叫方面的教材，并結(jié)合相關(guān)的科研項(xiàng)目，在充分考慮地質(zhì)工程學(xué)生專業(yè)背景的基礎(chǔ)上，面向?qū)I(yè)應(yīng)用對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了重新組織和補(bǔ)充，如表1所示。對(duì)于理論部分的深入程度可根據(jù)具體的學(xué)時(shí)在授課中靈活掌握。

三、上機(jī)實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置

上機(jī)實(shí)踐對(duì)于幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)GIS的基本功能及提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力具有重要的作用，它是GIS課程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前GIS的實(shí)驗(yàn)教材雖然數(shù)量在不斷增長(zhǎng)，但大多針對(duì)GIS專業(yè)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)于非專業(yè)的GIS課程則無(wú)通用教材，往往需要自己編寫。原因是這些針對(duì)GIS專業(yè)編寫的教材無(wú)論從軟件的選取，還是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的側(cè)重性，難易程度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與專業(yè)的貼切性等，都無(wú)法與本專業(yè)對(duì)于GIS課程的培養(yǎng)目標(biāo)吻合，也不適合社會(huì)對(duì)本專業(yè)學(xué)生的需求。對(duì)于非GIS專業(yè)首先應(yīng)根據(jù)專業(yè)應(yīng)用選擇適合的軟件，目前市面上流行的GIS軟件，國(guó)外的有ArcGIS、Maplnfo等，國(guó)內(nèi)的有MapGIS、SuperMap等，對(duì)于地質(zhì)工程專業(yè)可選擇ArcGIS和MapGIS作為上機(jī)實(shí)踐軟件，因?yàn)槟壳霸谟吞锷线@兩個(gè)軟件應(yīng)用得最廣泛。上機(jī)實(shí)踐的學(xué)時(shí)設(shè)在l0個(gè)學(xué)時(shí)比較合理，上機(jī)內(nèi)容設(shè)置的基本原則是既要與課堂理論知識(shí)緊密結(jié)合，又要考慮與專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合。上機(jī)內(nèi)容的選取以GIS的基本功能為主線，與專業(yè)應(yīng)用的結(jié)合則體現(xiàn)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的選取及試驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)上。另外，筆者在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)很多實(shí)習(xí)指導(dǎo)書中所用的術(shù)語(yǔ)與教材中所用的術(shù)語(yǔ)往往不一致，這樣會(huì)給學(xué)生造成概念上的混亂以及理論和實(shí)踐的脫節(jié)，所以在編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的時(shí)候還應(yīng)注意實(shí)習(xí)中出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)要盡量與課堂教學(xué)中所用的術(shù)語(yǔ)保持一致，或者要對(duì)學(xué)生明確。例如在數(shù)字高程模型中由離散點(diǎn)生成用規(guī)則格網(wǎng)表達(dá)的數(shù)字高程模型，在課堂理論的教學(xué)中把這個(gè)過(guò)程稱為規(guī)則格網(wǎng)的生成，而在很多實(shí)習(xí)指導(dǎo)書中則把其叫做柵格表面的生成；再例如課堂教學(xué)中所說(shuō)的柵格數(shù)據(jù)的疊加在軟件中往往是通過(guò)柵格的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算來(lái)完成的，而并不是直接有一個(gè)柵格疊加的工具，對(duì)于這一點(diǎn)在教學(xué)和上機(jī)實(shí)踐中應(yīng)向?qū)W生明確。針對(duì)地質(zhì)工程的專業(yè)特點(diǎn)，以ArcGIS9．2為例，上機(jī)實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)習(xí)目的、實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)和要求設(shè)置如表2所示，實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)的選用盡量面向?qū)I(yè)應(yīng)用。

篇9

關(guān)鍵詞：土地資源管理；“3S”技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

長(zhǎng)期以來(lái)，落后的土地管理技術(shù)一直制約著我國(guó)土地管理工作的深入開展，尤其是現(xiàn)勢(shì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的缺乏，阻礙了土地利用信息的及時(shí)變更和規(guī)劃方案的適時(shí)調(diào)整川。隨著土地資源管理信息化水平的不斷提升，土地資源管理對(duì)土地資料獲取、空間信息分析、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、圖形圖像處理和數(shù)字制圖的要求也相應(yīng)提高?！?S”技術(shù)以其在空間信息獲取與管理方而的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，使土地資源管理數(shù)字化、信息化、可視化、智能化的實(shí)現(xiàn)成為可能。本文對(duì)“3S”技術(shù)在土地資源管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)其應(yīng)用前景與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

一、“3S”技術(shù)

“3S”技術(shù)即指遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）和全球定位系統(tǒng)技術(shù)（GPS），是目前對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中空間信息獲取、存貯、管理、更新、分析和應(yīng)用的三大支撐技術(shù)。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，三者以其不同的技術(shù)特點(diǎn)和功能互補(bǔ)，在實(shí)際應(yīng)用中的結(jié)合日趨緊密。GPS主要用于實(shí)時(shí)、快速提供目標(biāo)的定向定位信息；RS用于實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地提供目標(biāo)及其環(huán)境信息，以發(fā)現(xiàn)地球表面的各種變化，及時(shí)更新GIS數(shù)據(jù)庫(kù)；GIS集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，可對(duì)多源時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行C合處理、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、集成管理和分析決策，形成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（一）遙感探測(cè)技術(shù)

遙感即在不直接接觸的情況下，對(duì)目標(biāo)或自然現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知的一種探測(cè)技術(shù)，是指在高空和外層空間的各種平臺(tái)土，運(yùn)用攝影儀、掃描儀和雷達(dá)等傳感器獲取地表信息，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸、處理，研究地面物體形狀、大小、位置、性質(zhì)及其與環(huán)境相互關(guān)系的一門現(xiàn)代化技術(shù)科學(xué)。自20世紀(jì)60年入使用以來(lái)，遙感技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于土地資源調(diào)查與規(guī)劃、自然災(zāi)害防治、氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)、農(nóng)作物估產(chǎn)、環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。近年來(lái)，傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和航空航天技術(shù)的發(fā)展，為遙感由定性向定量、靜態(tài)向動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了新的契機(jī)。

（二）地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成，通過(guò)對(duì)地理數(shù)據(jù)的集成、存儲(chǔ)、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源管理、交通運(yùn)輸、城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)以及政府各部門行政管理提供決策服務(wù)。GIS由計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用人員和組織機(jī)構(gòu)等4個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。GIS不但能夠管理海量空間信息，供瀏覽、查詢，還可對(duì)其進(jìn)行空間分析，以探析空間實(shí)體間的相互關(guān)系，分析和處理一定區(qū)域內(nèi)分布的現(xiàn)象和過(guò)程，該技術(shù)正沿著衛(wèi)星系統(tǒng)性能改進(jìn)、接收機(jī)性能改進(jìn)和導(dǎo)航定位方法完善3個(gè)方向發(fā)展。

（三）全球定位系統(tǒng)

GPS是由地面控制系統(tǒng)、空間和用戶裝置等部分組成的空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS具有全天候全球覆蓋、高精度、多用途、定位速度快、自動(dòng)化程度高、抗干擾性能好、保密性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。目前，GPS己經(jīng)成功地應(yīng)用于航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)和資源勘察等多個(gè)方面。

二、“3S”技術(shù)在土地資源管理中的應(yīng)用

（一）土地利用現(xiàn)狀調(diào)查

國(guó)外有關(guān)利用“3S”技術(shù)進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的研究主要集中在遙感影像分類、處理及信息提取等方面。我國(guó)依次經(jīng)歷了一次詳查、變更調(diào)查、更新調(diào)查（拋開己有調(diào)查成果，重新開展的土地資源調(diào)查）和第二次全國(guó)土地調(diào)查等多次全國(guó)范圍內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。我國(guó)學(xué)者對(duì)于“3S”技術(shù)在土地利用現(xiàn)狀調(diào)查中的應(yīng)用研究，應(yīng)用GIS進(jìn)行農(nóng)業(yè)土地利用適宜性評(píng)價(jià)，通過(guò)對(duì)比適宜農(nóng)業(yè)土地利用區(qū)域和現(xiàn)實(shí)土地利用區(qū)域的空間分布差異，獲得農(nóng)業(yè)土地利用潛力區(qū)空間分布情況。

（二）土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，即將不同時(shí)相（至少兩個(gè)時(shí)相）的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從空間和數(shù)量分析其動(dòng)態(tài)變化特征和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。早期的土地利用研究以定性研究為主，20世紀(jì)70年代地球資源衛(wèi)星的發(fā)射成功獲取了遙感圖像多光譜與多時(shí)相數(shù)據(jù)，為土地利用變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和定量分析提供了基礎(chǔ)資料，極大地促進(jìn)了土地利用研究。土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，RS發(fā)現(xiàn)變化，GPS測(cè)量變化區(qū)域，UIS統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)外業(yè)調(diào)查方式相比，在時(shí)效性和準(zhǔn)確性方而具有明顯優(yōu)勢(shì)。

（三）土地利用總體規(guī)劃

20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著全球特別是發(fā)達(dá)國(guó)家人口-資源-環(huán)境-發(fā)展（PRED）問(wèn)題日益突出，西方國(guó)家對(duì)土地利用規(guī)劃研究的重視程度逐漸提高，并且在土地利用規(guī)劃中運(yùn)用“3S”技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)、決策理論等理論方法，取得了顯著的成果。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)方法的支持下，土地規(guī)劃研究實(shí)踐中復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的建立和求解成為現(xiàn)實(shí)，土地規(guī)劃的定量化研究逐漸增強(qiáng)，土地規(guī)劃的科學(xué)性、工作效率和精確度得到提高。

（四）土地整理

土地整理是以保護(hù)耕地為主要特征的國(guó)土整治措施，是按照土地利用規(guī)劃或城市規(guī)劃所確定的目標(biāo)和用途，對(duì)土地利用狀況進(jìn)行調(diào)整改造、綜合整治，提高土地利用率和產(chǎn)出率，改善生產(chǎn)、生活條件和生態(tài)環(huán)境的過(guò)程。土地整理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，“3S”技術(shù)以其強(qiáng)大的功能和良好的適應(yīng)性為土地整理工作提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

三、展望

“3S”技術(shù)在土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地利用總體規(guī)劃和土地整理等土地資源管理領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用徹底改變了我國(guó)傳統(tǒng)的土地管理方法和模式，優(yōu)化和完善了我國(guó)當(dāng)前土地管理的方式和內(nèi)容。

篇10

關(guān)鍵詞：地學(xué)三維可視化；教學(xué)改革；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2012）09-0155-02

科學(xué)計(jì)算可視化[1]（visualization in scientific computation）是20世紀(jì)80年達(dá)國(guó)家提出的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，是通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理，將科學(xué)計(jì)算的過(guò)程和結(jié)果以圖形或圖像的形式顯示，并進(jìn)行交互處理的方法和技術(shù)。它涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和人機(jī)交互等多個(gè)領(lǐng)域?？茖W(xué)可視化在地學(xué)領(lǐng)域，如地理信息系統(tǒng)（GIS）和地學(xué)建模（GMS）的應(yīng)用，形成了地學(xué)可視化。通過(guò)地學(xué)三維可視化可以提高人們對(duì)復(fù)雜、抽象的三維地學(xué)現(xiàn)象的空間感知、理解和分析能力。隨著地學(xué)可視化技術(shù)的發(fā)展和廣闊的應(yīng)用前景，一些高校在與地學(xué)相關(guān)的專業(yè)中相繼開設(shè)了地學(xué)可視化相關(guān)課程。

一、課程開設(shè)的必要性

從學(xué)科發(fā)展需要而言，孫九林院士認(rèn)為“地球信息科學(xué)這個(gè)學(xué)科是地球科學(xué)與現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)交叉融合綜合集成在一起的新興學(xué)科，是以信息流為手段，來(lái)研究地球系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流、能量流、人流和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、方式?！钡貙W(xué)領(lǐng)域關(guān)于三維空間信息的采集、組織、表達(dá)、建模、可視化、交互分析的研究日益重要，發(fā)展為兩個(gè)并行的研究方向[1]，一個(gè)是3D GIS（三維地理信息系統(tǒng)），是以地球表面及其以上的自然地理實(shí)體和人工建筑實(shí)體為研究對(duì)象，另一個(gè)是3D GMS（三維地學(xué)模擬系統(tǒng)），是以地表及其以下自然地質(zhì)實(shí)體和人工開掘?qū)嶓w為研究對(duì)象。目前，真三維地學(xué)建模、三維拓?fù)涿枋觥⒌乇淼叵驴臻g無(wú)縫集成、三維動(dòng)態(tài)地學(xué)過(guò)程模擬、三維地學(xué)可視化等問(wèn)題已成為地球空間信息的技術(shù)前沿和攻關(guān)熱點(diǎn)[1-3]，吸引了計(jì)算機(jī)科學(xué)、測(cè)繪、地理、地質(zhì)、采礦、巖土、環(huán)境、資源等諸多領(lǐng)域的學(xué)者的研究興趣。因此為了適應(yīng)地球信息科學(xué)的學(xué)科發(fā)展，有必要開設(shè)“地學(xué)三維可視化”課程，使學(xué)生了解研究前沿和熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本科生與研究生教育的良好銜接；并且，地學(xué)可視化在測(cè)繪、地質(zhì)、環(huán)境、資源等諸多領(lǐng)域的重要性，使其成為學(xué)生應(yīng)該掌握的重要技能。

從社會(huì)需求而言，隨著三維可視化技術(shù)的發(fā)展，地學(xué)可視化具有十分廣闊的應(yīng)用前景和社會(huì)需求，主要應(yīng)用于數(shù)字城市、礦山、海洋、地質(zhì)、水利、氣象、環(huán)境等領(lǐng)域[1]，例如城市景觀分析、城市規(guī)劃、地下水源污染監(jiān)測(cè)、地下管線規(guī)劃、地表沉陷監(jiān)測(cè)、多煤層礦層儲(chǔ)量分析、地層結(jié)構(gòu)解析等。因此，通過(guò)開設(shè)“地學(xué)三維可視化”課程，使學(xué)生掌握三維地學(xué)建模、可視化和交互分析的方法和技能，可促進(jìn)就業(yè)，適應(yīng)社會(huì)需要。

因此，考慮到學(xué)科發(fā)展、就業(yè)和社會(huì)需求，有必要在地學(xué)相關(guān)專業(yè)開設(shè)“地學(xué)三維可視化”課程，使學(xué)生掌握地球信息科學(xué)領(lǐng)域的重要技能，促進(jìn)學(xué)生在測(cè)繪、地質(zhì)、環(huán)境、資源、氣象等諸多領(lǐng)域較好就業(yè)。

二、課程的主要內(nèi)容

本課程的目的是通過(guò)系統(tǒng)講授地學(xué)可視化的基本概念、原理、方法和技術(shù)，使學(xué)生掌握面向地學(xué)的常用的三維空間模型、基本的三維空間建模算法、能夠運(yùn)用常用的三維空間信息系統(tǒng)與圖形工具，如IDL（Interactive Data Language）或ArcGIS，進(jìn)行三維地學(xué)建模和交互分析。

本課程主要包括以下5個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）“地學(xué)三維可視化”的內(nèi)涵和相關(guān)概念，如“地學(xué)認(rèn)知模型”、“空間數(shù)據(jù)模型”、“空間維數(shù)分析”、“真三維”“3D GIS”、“3D GMS”、“地學(xué)多維圖解”等。

（2）針對(duì)“地學(xué)可視化”應(yīng)用最多的兩個(gè)領(lǐng)域：數(shù)字城市和地質(zhì)領(lǐng)域，介紹常用的三維空間信息系統(tǒng)和三維圖形工具。

（3）面向地學(xué)常用的三維空間模型，包括面元模型、體元模型（規(guī)則體元和不規(guī)則體元模型）、混合三維模型（斷面-三角網(wǎng)混合模型、線框-塊體混合模型、八叉樹-四面體混合模型）、集成三維模型（三角網(wǎng)-八叉樹集成模型、矢柵集成模型）；三維地質(zhì)空間模型的原理、特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍。

（4）典型的三維空間建模算法，包括三維圖形幾何變換、地物模型與地形模型無(wú)縫集成、TEN模型生成、Octree模型生成、面向?qū)ο蟮娜S模型重建、GTP模型剖切、LOD模型生成、多分辨率紋理生成與映射、三維空間索引與顯示判斷等代表性算法。

（5）從常用的三維空間信息系統(tǒng)與圖形工具中選擇一種典型系統(tǒng)或圖形工具，如IDL或ArcGIS進(jìn)行三維地學(xué)模型的建立、可視化和交互分析。

三、教學(xué)方法和考核機(jī)制

本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、主動(dòng)性和創(chuàng)造性；本課程并不指定某一具體的三維地學(xué)模型，不是要求所有學(xué)生都建立三維地形模型，而是鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)設(shè)自己感興趣的三維地學(xué)模型，如洪水演進(jìn)模型、地面沉降模型、三維地層模型、數(shù)字城市模型等，并鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)模型的需要來(lái)選擇合適的三維系統(tǒng)或圖形工具，建立自己的三維地學(xué)模型。有的學(xué)生擅長(zhǎng)編程，則可以用VC或IDL編程實(shí)現(xiàn)三維空間建模算法或建立三維地學(xué)模型；有的學(xué)生對(duì)菜單操作更感興趣，則可以根據(jù)模型特點(diǎn)，選擇ArcGIS或3D Max來(lái)建立三維模型。因此本課程給予學(xué)生充分的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象和創(chuàng)設(shè)自己的三維地學(xué)模型，并根據(jù)自身特長(zhǎng)和興趣，選擇合適的三維系統(tǒng)或圖形工具實(shí)現(xiàn)自己的三維地學(xué)模型。

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，本人對(duì)教學(xué)方法作了一些探索和改進(jìn)：