引論：我們?yōu)槟砹?3篇地理信息科學(xué)進(jìn)展范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

主辦單位：河北省地理科學(xué)研究所;北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所

出版周期：雙月刊

出版地址：河北省石家莊市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1672-0504

國內(nèi)刊號：13-1330/P

郵發(fā)代號：18-27

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1985

期刊收錄：

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

中國人文社會科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CHSSCD―2004)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

篇2

2.1環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)盡管環(huán)境信息科學(xué)的概念提出已有近20年的時間，但從目前國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀來看，對于環(huán)境信息科學(xué)的概念、學(xué)科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環(huán)境信息科學(xué)研究計劃中界定的范疇也不盡相同。因此，從促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的視角出發(fā)，首先需要對環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行界定。HuangGH等川提出的環(huán)境信息科學(xué)的構(gòu)成要素及相互之間的關(guān)系，這是當(dāng)前引用較多的環(huán)境信息科學(xué)體系結(jié)構(gòu)。，環(huán)境信息科學(xué)是多學(xué)科集成的領(lǐng)域。傳感器綜合技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使得大尺度地面采樣技術(shù)成為可能，處理不同特征、尺度和復(fù)雜性問題的模型綜合成為新的挑戰(zhàn)，包括不同模擬、優(yōu)化、評價模型以及相關(guān)信息技術(shù)與平臺的合并，不同技術(shù)輸人與輸出之間的聯(lián)接，社會經(jīng)濟(jì)因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎(chǔ)上，HuangGH等提出基于環(huán)境信息科學(xué)研究的環(huán)境決策支持系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)，USGS的研究報告’)中，將環(huán)境信息科學(xué)定義為:環(huán)境信息科學(xué)是為加強(qiáng)對不同復(fù)雜程度的環(huán)境現(xiàn)象的理解，并提出新的認(rèn)識的，集成物理、生物學(xué)、計算機(jī)和信息科學(xué)的多學(xué)科方法的研發(fā)、試驗和應(yīng)用的學(xué)科。不同定義都強(qiáng)調(diào)環(huán)境信息科學(xué)的多學(xué)科交叉、以信息技術(shù)為支持、解決復(fù)雜環(huán)境問題的特點。Huang等川的觀點顯然更強(qiáng)調(diào)以遙感、地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的空間信息技術(shù)與環(huán)境科學(xué)和工程的交叉，而USGS的定義則重點強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代計算技術(shù)、人工智能等在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是USGS在其未來環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中重點強(qiáng)調(diào)了計算智能等技術(shù)的應(yīng)用?；谝陨嫌^點以及國內(nèi)外研究的進(jìn)展，結(jié)合我們的研究實踐與認(rèn)識，以環(huán)境信息流和環(huán)境信息處理分析為主線，可以構(gòu)建環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)環(huán)境信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)來源于面向環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域需求的多學(xué)科理論交叉，技術(shù)支持在于面向環(huán)境信息流的多技術(shù)手段集成，最終通過不同學(xué)科領(lǐng)域方法模型的綜合，實現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與工程各個階段、各個過程的目標(biāo)和任務(wù)。因此，需要從多學(xué)科理論交叉與多技術(shù)手段集成的角度推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究。

篇3

T098 表面技術(shù)

E135 冰川凍土

N008 兵工學(xué)報

R730 兵工自動化

N085 兵器材料科學(xué)與工程

G018 病毒學(xué)報

C060 波譜學(xué)雜志

V040 玻璃鋼/復(fù)合材料

A808 渤海大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版

M005 材料保護(hù)

M103 材料導(dǎo)報

Y007 材料工程

M010 材料開發(fā)與應(yīng)用

M008 材料科學(xué)與工程學(xué)報

M006 材料科學(xué)與工藝

N026 材料熱處理學(xué)報

M009 材料研究學(xué)報

* M704 材料與冶金學(xué)報

K512 采礦與安全工程學(xué)報

H009 蠶業(yè)科學(xué)

H525 草地學(xué)報

H234 草業(yè)科學(xué)

H527 草業(yè)學(xué)報

H538 草原與草坪

E543 測繪工程

E600 測繪科學(xué)

E615 測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報

E510 測繪通報

E152 測繪學(xué)報

E164 測繪與空間地理信息

L017 測井技術(shù)

Y022 測控技術(shù)

R711 測試技術(shù)學(xué)報

H001 茶葉科學(xué)

G264 腸外與腸內(nèi)營養(yǎng)

N024 車用發(fā)動機(jī)

E113 沉積學(xué)報

E547 沉積與特提斯地質(zhì)

E102 成都理工大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版

G670 成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報

G019 成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報

V050 城市規(guī)劃

V028 城市規(guī)劃學(xué)刊

X043 城市軌道交通研究

X046 城市交通

H023 畜牧獸醫(yī)學(xué)報

H218 畜牧與獸醫(yī)

N060 傳感技術(shù)學(xué)報

R532 傳感器與微系統(tǒng)

G458 傳染病信息

X010 船舶工程

X633 船舶力學(xué)

* X635 船海工程

G322 創(chuàng)傷外科雜志

* G552 磁共振成像

D013 催化學(xué)報

E144 大地測量與地球動力學(xué)

E146 大地構(gòu)造與成礦學(xué)

R051 大電機(jī)技術(shù)

中國科技核心期刊（中國科技論文統(tǒng)計源期刊） 2013

2013年新入選 CODE 期刊名稱

H038 大豆科學(xué)

U512 大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報

X024 大連海事大學(xué)學(xué)報

H005 大連海洋大學(xué)學(xué)報

X001 大連交通大學(xué)學(xué)報

J024 大連理工大學(xué)學(xué)報

G020 大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報

E109 大氣科學(xué)

* E091 大氣科學(xué)學(xué)報

L512 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)

L004 大慶石油學(xué)院學(xué)報

S086 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用

H040 淡水漁業(yè)

N004 彈道學(xué)報

T500 彈性體

T941 當(dāng)代化工

Y503 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)

* Y585 導(dǎo)航與控制

N019 低溫工程

V020 低溫建筑技術(shù)

C055 低溫物理學(xué)報

E133 地層學(xué)雜志

E130 地理科學(xué)

E584 地理科學(xué)進(jìn)展

E639 地理空間信息

E315 地理信息世界

E305 地理學(xué)報

E310 地理研究

E527 地理與地理信息科學(xué)

E024 地球化學(xué)

E142 地球科學(xué)

E115 地球科學(xué)進(jìn)展

E004 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報

E153 地球物理學(xué)報

E308 地球物理學(xué)進(jìn)展

E656 地球信息科學(xué)學(xué)報

E300 地球?qū)W報

E549 地球與環(huán)境

V031 地下空間與工程學(xué)報

E357 地學(xué)前緣

E306 地震

E150 地震地質(zhì)

E118 地震工程與工程振動

E143 地震學(xué)報

E112 地震研究

E362 地質(zhì)科技情報

E139 地質(zhì)科學(xué)

E026 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報

E009 地質(zhì)論評

E127 地質(zhì)通報

E010 地質(zhì)學(xué)報

E151 地質(zhì)與勘探

E525 地質(zhì)與資源

E132 地質(zhì)找礦論叢

G005 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報

G021 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報

E301 第四紀(jì)研究

R007 電波科學(xué)學(xué)報

篇4

關(guān)鍵詞 ：地理科學(xué)；可持續(xù)發(fā)展；地理系統(tǒng)工程

中圖分類號：P90-4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-8772（2015）08-0236-01

收稿日期：2015-02-06

作者簡介：張軒凡（1992-），男，海南澄邁人，本科在讀。研究方向：地理科學(xué)。

綜合性和實踐性是近代地理科學(xué)發(fā)展所體現(xiàn)出來的主要特點。地理科學(xué)的發(fā)展逐漸走向了數(shù)量化，地理科學(xué)的理論體系與社會生態(tài)以及其他學(xué)科都有聯(lián)系。當(dāng)前，地理科學(xué)的發(fā)展要按照錢學(xué)森教授所建立的科學(xué)思想，加大對地理科學(xué)的研究力度，加大在地理科學(xué)上的科研投資，這對解決我國甚至是世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染、人口增長、以及區(qū)域發(fā)展等問題上具有重要的意義。

一、地理科學(xué)的地位及基本體系

（一）地理科學(xué)的地位

在錢學(xué)森教授總結(jié)的全人類研究的科學(xué)體系中，地理科學(xué)是十一個研究學(xué)科之一。地理科學(xué)在人類認(rèn)識世界中發(fā)揮了重要的作用，同時，地理系統(tǒng)又是五大開放系統(tǒng)的重要組成部分。在人類知識體系中的十一門類中，自然科學(xué)和社會科學(xué)是其重要的組成部分，地理科學(xué)將兩者巧妙地結(jié)合到一起，地理科學(xué)的地位之所以得到提高，是為了制定可操作性的可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

（二）地理科學(xué)的科學(xué)體系

現(xiàn)代地理科學(xué)的科學(xué)體系有很多分類，馬藹乃曾將地理科學(xué)體系分為三個基本層次：以基礎(chǔ)理論為主的理論地理科學(xué)；以技術(shù)科學(xué)為主的地理信息科學(xué)；以工程技術(shù)為主的地理系統(tǒng)工程，下面進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1. 以技術(shù)科學(xué)為主的地理信息科學(xué)：原來的地理生態(tài)系統(tǒng)分為大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈四部分，之后有關(guān)學(xué)者對其進(jìn)行擴(kuò)充，將人類圈、外層空間圈、地形圈和土圈納入了其中；在社會系統(tǒng)上分為經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)圈，上層建筑圈和意識形態(tài)圈。為了將各個圈層中的共同和不同區(qū)別開來，將基礎(chǔ)的突破圈層結(jié)構(gòu)深入到了獨(dú)立因子層。為了建立地理信息模型，對獨(dú)立因子層進(jìn)行分析研究，之后在分析的基礎(chǔ)上建立了地理相似準(zhǔn)則，通過地理信息模型的建立能夠很好地對未來地理現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測。

2. 以技術(shù)科學(xué)為主的地理信息科學(xué)：對基本的地理信息進(jìn)行整理和模型計算，在此基礎(chǔ)上得到的模擬地理工程，為我國的可持續(xù)發(fā)展總結(jié)經(jīng)驗。在進(jìn)行地理觀測、地理地位、地理實驗的數(shù)據(jù)處理上，一般用地理信息科學(xué)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析。

3. 以工程技術(shù)為主的地理系統(tǒng)工程：地理系統(tǒng)工程是一個較為復(fù)雜的工程，其主要的任務(wù)就是處理好人地系統(tǒng)中的人地關(guān)系。地理系統(tǒng)工程和地理科學(xué)理論有著密切的聯(lián)系，地理系統(tǒng)過程的健康發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)地理科學(xué)的快速發(fā)展。

二、地理科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展之間的相互關(guān)系

地理科學(xué)發(fā)展之初是“地理環(huán)境決定論”，之后過度到“人類中心主義”，接著又發(fā)展到當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展階段。地理學(xué)科因為自身存在的特點，與可持續(xù)發(fā)展存在著一定的聯(lián)系，可持續(xù)發(fā)展的基本理論研究是地理科學(xué)研究的重要組成部分。

（一）研究主題

處理好人與自然的關(guān)系，是可持續(xù)發(fā)展研究的最終目的，這也正是地理科學(xué)研究的主題。

（二）研究內(nèi)容

可持續(xù)發(fā)展主要的研究內(nèi)容就是處理好人口、環(huán)境、資源等在人類社會發(fā)展中存在的問題，可持續(xù)發(fā)展研究的內(nèi)容，絕大部分都是在地理科學(xué)的基本場所——地球表層上進(jìn)行的。可持續(xù)發(fā)展研究的各個領(lǐng)域涉及到地理科學(xué)研究領(lǐng)域的很多方面。

（三）研究優(yōu)勢

可持續(xù)發(fā)展基本理論的研究最終是要在不同的區(qū)域落實，而區(qū)域開發(fā)恰好是地理科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。在進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展研究時，要明確具體的研究范圍，在明確研究范圍的前提下進(jìn)行操作才具有可行性。目前，我國很多區(qū)域的發(fā)展中都貫徹了這一思想，并且已經(jīng)取得了較好的成果。

三、在可持續(xù)發(fā)展視角下，對地理科學(xué)的展望

人類歷史是不斷發(fā)展的。近幾年，人類傳統(tǒng)的發(fā)展觀念已經(jīng)逐漸被可持續(xù)發(fā)展觀所取代，而處理好人口、資源、環(huán)境和社會發(fā)展之間的關(guān)系，解決好他們在發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題和矛盾成為當(dāng)今中國發(fā)展的主題。地理環(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)，可持續(xù)發(fā)展基本思想的落實必須以地理環(huán)境為基礎(chǔ)，可持續(xù)發(fā)展是未來地理科學(xué)發(fā)展的主要方向，將會對地理科學(xué)的基本理論體系產(chǎn)生沖擊，地理科學(xué)將會迎來新的發(fā)展趨勢。

在可持續(xù)發(fā)展的視角下，地理科學(xué)朝著綜合化、整體化、系統(tǒng)化的趨勢發(fā)展，且向技術(shù)化和社會化方向傾斜，最終為實現(xiàn)可持續(xù)化創(chuàng)造條件。

四、結(jié)語

隨著人類社會的不斷發(fā)展，人口、資源、環(huán)境等方面的問題日益突出，這些問題的解決往往不是單一的學(xué)科研究所能完成的。可持續(xù)發(fā)展觀念的提出，將給地理科學(xué)的發(fā)展帶來春天。地理科學(xué)要結(jié)合自身的特點，總結(jié)自身的優(yōu)勢，同可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，投入到社會生產(chǎn)實踐中，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展研究的地理科學(xué)方向。

參考文獻(xiàn)：

篇5

地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，是一種結(jié)合了地球科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)3種混合交叉的綜合學(xué)科，主要應(yīng)用信息科學(xué)和管理的計算機(jī)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)能夠搜集、存檔、分析和提檔各種信息。GIS既能整合屬性數(shù)據(jù)，還可以整合空間數(shù)據(jù)，建立起地理的空間模型，再把模型存儲入計算機(jī)，日后能夠及時、方便的查詢到有用的地理信息，方便描述、模擬和預(yù)測。

1 地理信息系統(tǒng)的簡介和發(fā)展歷程

地理信息系統(tǒng)，英文簡稱GIS，從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)，歷經(jīng)了數(shù)十載，已經(jīng)發(fā)展成一門新興地理科學(xué)。GIS能夠綜合考慮地域因素、地理分析、前景動態(tài)，做出主觀判斷，因此，常稱GIS為地理學(xué)科的第3種語言。地理信息系統(tǒng)擁有信息收集、存儲、分析、對比、解釋和輸出等功能。由于這種系統(tǒng)的特點鮮明，所以在世界范圍內(nèi)應(yīng)用的很廣泛，發(fā)展十分迅速。現(xiàn)在，就我國來說，地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用在城市建設(shè)、國土規(guī)劃、森林監(jiān)察、農(nóng)作物管理和水土資源管理等方面。

地理信息系統(tǒng)以計算機(jī)技術(shù)和傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，以建立空間信息模型為表現(xiàn)形式，對整個地域的地理信息進(jìn)行全方位的掌控。地理信息系統(tǒng)會分析數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，及時更新數(shù)據(jù)庫里的信息，同時應(yīng)用傳感技術(shù)對特殊的影像進(jìn)行高精度的測量，又構(gòu)建模擬的數(shù)學(xué)模型。地理信息系統(tǒng)會編碼每個點的坐標(biāo)，形成先定位，后定性的搜索模式。地理信息系統(tǒng)還能進(jìn)行多層次的數(shù)據(jù)分析，結(jié)合傳感器的反饋數(shù)據(jù)，自動制圖。能夠處理空間數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)區(qū)別的標(biāo)志，也是地理信息系統(tǒng)的技術(shù)要點。

2 GIS在水文學(xué)及水資源管理中的應(yīng)用

2.1 GIS在水文模擬中的應(yīng)用

許多水文學(xué)的案例都具有三維空間特點，所以水文模擬一般采用三維空間分配模型。GIS在水文模擬中的應(yīng)用，主要指的是獲得、顯示和操作與分配模型有關(guān)的空間數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果，進(jìn)而細(xì)化水文模型，得到水文學(xué)的實質(zhì)，深入了解水文學(xué)。GIS其實由2個單獨(dú)的實體構(gòu)成，只有把2者結(jié)合才能得到科學(xué)的地理數(shù)據(jù)，所以通過加強(qiáng)2個實體間的結(jié)合來改造水文模擬。最新的方法是把統(tǒng)計分析技術(shù)和數(shù)學(xué)方法結(jié)合，在水文模擬中取得了不錯成就，例如洪水預(yù)測、水污染預(yù)估和水文分析等。

2.2 GIS在水文數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用

水文數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，GIS的使用，使水文數(shù)據(jù)的管理變得輕松。一般水文數(shù)據(jù)的管理包含地理數(shù)據(jù)的管理、矢量和標(biāo)量數(shù)據(jù)的管理、傳感數(shù)據(jù)的管理和水文模擬數(shù)據(jù)的管理等。

在我國，GIS主要用于管理水質(zhì)數(shù)據(jù)、供水?dāng)?shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)等。因為水質(zhì)部門對水質(zhì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求高，所以GIS在水質(zhì)部門的應(yīng)用力度在逐年攀升。由于目前GIS技術(shù)的發(fā)展，水文工作者可以進(jìn)行深層次的研究，結(jié)合現(xiàn)代的制圖軟件和自動制圖工具，GIS的利用率已經(jīng)很高。GIS不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理和分析的能見性，還把傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理層次提高了。

2.3 GIS在水資源和環(huán)境管理中的應(yīng)用

全球變暖等氣候問題和環(huán)境保護(hù)問題一直是世界范圍內(nèi)的熱點問題，其中水資源和環(huán)境管理是其一部分內(nèi)容。GIS在水資源和環(huán)境管理中的主要作用引導(dǎo)決策者做出最科學(xué)的判斷、對水資源管理制定目標(biāo)、進(jìn)行規(guī)劃和透明化技術(shù)等。

由于GIS在水資源管理中是靈活性較大的技術(shù)，所以它可以打破傳統(tǒng)管理中的束縛。外國在這方面提前做出表率，已經(jīng)在GIS的基礎(chǔ)上建立了各種不同尺度的計劃，有的國家已經(jīng)應(yīng)用GIS對水資源管理系統(tǒng)做出模擬預(yù)判，有很好的發(fā)展前景，為以后國家水資源的管理政策的制定提供了合理的方向。GIS同樣廣泛地應(yīng)用于區(qū)域水資源和環(huán)境管理中。例如，英國利用沿岸植物品種數(shù)據(jù)的多變量生態(tài)分析來識別英國河流的環(huán)境優(yōu)化程度，將GIS綜合到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，把可視化、擴(kuò)散模擬和地域分析結(jié)合起來產(chǎn)生實際的或模擬的環(huán)境優(yōu)化程度，求得由植物品種信息得出的與環(huán)境優(yōu)化程度密切相關(guān)的成果。

我國從20世紀(jì)90年代就建成了國家級的地理信息系統(tǒng)，在全國水資源規(guī)劃管理中同樣有著舉足輕重的作用。例如，南水北調(diào)工程在計劃之初就做好了各種模擬和預(yù)判。在國內(nèi)，上海市環(huán)境管理部門于20世紀(jì)80年代末開始GIS的應(yīng)用研究，并建立了黃浦江流域水環(huán)境地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)具有動態(tài)監(jiān)測顯示、水污染過程模擬及取水口水環(huán)境管理功能，并可對水質(zhì)進(jìn)行快速的預(yù)測分析。

3 結(jié)語

由于21世紀(jì)是信息化的時代，計算機(jī)的應(yīng)用可以對信息做出快速和準(zhǔn)確的預(yù)判。GIS擁有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理和分析能力，可以為水文學(xué)和水資源管理做出很大貢獻(xiàn)。水資源管理會涉及到許多方面，在對水資源進(jìn)行管理時，需要應(yīng)用合理的系統(tǒng)，再結(jié)合科學(xué)的方法和計算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行管理。GIS正在朝著人工智能的方向發(fā)展，水資源管理者的任務(wù)正在減輕，所以，只有建立起完善的水資源管理系統(tǒng)，才能對水資源進(jìn)行現(xiàn)代化的管理。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏文秋，于建營.地理信息系統(tǒng)在水文學(xué)和水資源管理中的應(yīng)用[J].水科學(xué)進(jìn)展.1997，8（3）.

篇6

國內(nèi)地理信息系統(tǒng)（GIS）專業(yè)自1998開設(shè)至今已經(jīng)有近15年的歷史了，目前國內(nèi)設(shè)置GIS專業(yè)的高等院校已近200所。在此期間，GIS科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、GIS應(yīng)用水平的不斷提升使得整個空間信息產(chǎn)業(yè)對GIS人才的需求也逐漸增強(qiáng)。GIS教育也正在蓬勃發(fā)展之中，面對社會對人才要求的不斷提高，出現(xiàn)了系列值得關(guān)注的問題：譬如學(xué)校傳統(tǒng)的教育培養(yǎng)模式是否需要進(jìn)行調(diào)整？傳統(tǒng)的教育內(nèi)容是否能夠滿足需求？怎樣的培養(yǎng)模式才能夠加強(qiáng)人才的競爭力？如何根據(jù)社會需要和學(xué)生需求以及學(xué)校特點合理地構(gòu)建一套GIS創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系是專業(yè)建設(shè)急需解決地問題。

培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型的GIS人才一直是我們作為GIS教師的目標(biāo)與責(zé)任。對此，本文分析了目前我國GIS專業(yè)本科生培養(yǎng)的現(xiàn)狀及存在的一些問題，針對GIS專業(yè)人才培養(yǎng)改革的迫切需要，系統(tǒng)探討了如何充分發(fā)揮GIS專業(yè)特色，培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的措施和方法；結(jié)合首都師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)國家特色專業(yè)人才培養(yǎng)的具體實踐，詳細(xì)論述了特色專業(yè)人才培養(yǎng)體系在建設(shè)理念、師資隊伍、條件平臺、課程教材、實驗教學(xué)等方面的建設(shè)舉措和進(jìn)展，為其它相關(guān)高校專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)提供可供借鑒的思路和方案。

1 建設(shè)目標(biāo)與舉措

首都師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)成立于2001年，以“教學(xué)、科研、團(tuán)隊協(xié)調(diào)發(fā)展，學(xué)科、專業(yè)、課程相互促進(jìn)”為發(fā)展理念，依托“211工程”重點建設(shè)學(xué)科、4個國家、省部級優(yōu)秀教學(xué)平臺和4個國家和省部級科研創(chuàng)新平臺等，高水平科研與教學(xué)相互結(jié)合和促進(jìn)，加強(qiáng)開放、交流與合作；深入開展以促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的創(chuàng)新性教學(xué)改革，完善人才培養(yǎng)體系。經(jīng)過近10年的建設(shè)，在師資隊伍、平臺建設(shè)、教學(xué)改革等方面取得了一系列成績。但是鑒于地理信息系統(tǒng)學(xué)科年輕、發(fā)展又快，地理信息系統(tǒng)專業(yè)本、碩、博課程都存在一定的問題，實習(xí)實踐有待加強(qiáng)，學(xué)生培養(yǎng)與國際接軌等老問題和層出不窮的新問題。

因此，本專業(yè)以人才培養(yǎng)為中心，以行業(yè)對人才的需求能力為出發(fā)點，研究人才知識結(jié)構(gòu)與需求趨勢，以高水平師資隊伍建設(shè)、課程體系與教材建設(shè)、教學(xué)模式與方法改革、實踐體系改革等建設(shè)為過程和手段，構(gòu)建應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系和方案；建設(shè)一支掌握先進(jìn)教育技術(shù)、教學(xué)水平高、實踐與科研能力強(qiáng)、熟悉行業(yè)人才需求的隊伍；建設(shè)校內(nèi)校外相結(jié)合、國內(nèi)國外項聯(lián)系、實驗與實習(xí)相貫通、應(yīng)用與創(chuàng)新同步的立體化人才培養(yǎng)平臺。

圍繞該建設(shè)目標(biāo)，在具體建設(shè)過程中，采取下列措施。

（1）實踐教學(xué)體系改革：結(jié)合目標(biāo)定位，深入調(diào)研國內(nèi)外知名高校的專業(yè)課程體系，結(jié)合學(xué)校實際，改革現(xiàn)行課程體系，加強(qiáng)實踐教學(xué)體系建設(shè)；使課程體系能力模塊化，理論、實踐與應(yīng)用創(chuàng)新三位一體化，模塊之間鏈接化，實踐技能訓(xùn)練綜合化，選修課組方向化，專題設(shè)計創(chuàng)新化。主動適應(yīng)社會需求和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需求。（2）課程內(nèi)容與教材改革：針對現(xiàn)有課程內(nèi)容重復(fù)性較大、部分授課內(nèi)容老化的不足，依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)改革教學(xué)內(nèi)容和教材體系，決定課程內(nèi)容的新舊取舍。保證教學(xué)內(nèi)容的經(jīng)典與前沿相結(jié)合，理論與實踐相結(jié)合；保證課程群模塊內(nèi)部以及模塊之間的有機(jī)銜接；結(jié)合教學(xué)實踐和經(jīng)驗，開展教材建設(shè)，重點建設(shè)面向新培養(yǎng)目標(biāo)的特色教材和實踐教材。（3）專業(yè)師資隊伍改革：優(yōu)化教師與科研隊伍，建立完善的GIS教學(xué)科研體系，包括高素質(zhì)的教學(xué)隊伍和齊全的教學(xué)實驗設(shè)備。在本科生課程授課師資體系中，聘請高水平校外專家進(jìn)本科生課堂；專業(yè)核心平臺課推行教學(xué)水平較高的主講教師負(fù)責(zé)制；推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合。（4）教學(xué)手段與方法改革：緊緊圍繞應(yīng)用創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)，積極推動和引導(dǎo)教學(xué)方法改革，采用問題式、討論式、任務(wù)驅(qū)動式、現(xiàn)場實踐式等多樣化教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師主動、學(xué)生被動的教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，培養(yǎng)學(xué)生從解決實際問題的角度理解知識、應(yīng)用技術(shù)、創(chuàng)新發(fā)展。（5）人才培養(yǎng)模式改革：加強(qiáng)學(xué)生實踐能力特別是綜合應(yīng)用實踐的鍛煉，為應(yīng)用創(chuàng)新大好基礎(chǔ)；注重個性化培養(yǎng)，優(yōu)選若干具有潛質(zhì)的學(xué)生開展研究型學(xué)習(xí)，實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新；通過制度建設(shè)和管理體制改革，建立一套能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的運(yùn)行機(jī)制；鼓勵學(xué)生參加科研活動，設(shè)立科研創(chuàng)新學(xué)分與創(chuàng)新獎學(xué)金，利用學(xué)術(shù)報告、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、各種科技大賽獲獎、參加教師科研、申報科研立項等多種渠道，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新。

2 課程與教材建設(shè)

在課程設(shè)置方面，本專業(yè)的專業(yè)課程分為三大系列：計算機(jī)科學(xué)類（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)圖象處理、C語言、C++、VB、JAVA等面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)）、地理科學(xué)類（自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、環(huán)境學(xué)、國土資源學(xué)、城市規(guī)劃等）和地理信息系統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)類（地圖學(xué)、地理信息系統(tǒng)、計算機(jī)制圖、遙感、全球定位系統(tǒng)、組件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等）。學(xué)生必須修滿教學(xué)計劃培養(yǎng)方案規(guī)定的180學(xué)分方能畢業(yè)。課程147學(xué)分（含實習(xí)18分），其中通識教育51分，專業(yè)基礎(chǔ)28分，專業(yè)核心25分，專業(yè)方向課43分；實驗教學(xué)33學(xué)分。

團(tuán)隊教師積極進(jìn)行教學(xué)改革。所有專業(yè)課必修課均配備優(yōu)秀教材（其中自編教材20%），引進(jìn)和選用外文教材3門，必修課配備率達(dá)17%。6門課程中采用學(xué)生參與課堂討論的方式進(jìn)行教學(xué)，收到良好效果，獲得三項學(xué)校探究式課程建設(shè)立項。90%課程參加學(xué)校課程建設(shè)，其中優(yōu)秀課程20%。90%專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課由副教授以上的教師主講，所有的教授、副教授都為本科生授課或做學(xué)術(shù)報告。實驗指導(dǎo)教師多為博士和副教授。所有教學(xué)實習(xí)都指派有副教授以上教師指導(dǎo)學(xué)生。獲得“北京市教育科學(xué)研究優(yōu)秀成果一等獎”等教學(xué)獎勵22項，其中包括地理信息系統(tǒng)國家精品課程1門、北京市精品課程1門。

根據(jù)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，本專業(yè)積極推進(jìn)優(yōu)秀教材建設(shè)，力求理論教材和實驗教材在內(nèi)容設(shè)計上注重理論基礎(chǔ)、實驗內(nèi)容技術(shù)與方法的綜合性、區(qū)域性、應(yīng)用性和先進(jìn)性，并體現(xiàn)理論與基礎(chǔ)、室內(nèi)與野外、經(jīng)典與先進(jìn)的有機(jī)結(jié)合。自編的系列實驗教材和講義，基本體現(xiàn)了教材建設(shè)的理念。截至目前，本專業(yè)已經(jīng)主編專著和教材25部，其中包括《地理信息實驗系列教程》、《遙感圖像處理系列教程》等實驗教材4部，參編教材4部。目前中心自編實驗教材與講義，對于充實地理學(xué)發(fā)展前沿起到了重要的作用。教學(xué)過程中針對本校不同專業(yè)、不同課程的特點，進(jìn)行優(yōu)化組合。有3本教材入選國家“十五”、“十一五”教育部規(guī)劃教材，1項教材獲北京市精品教材。

3 實踐教學(xué)體系建設(shè)

本專業(yè)的實踐教學(xué)以地理科學(xué)與技術(shù)國家級實驗教學(xué)示范中心為建設(shè)單位，以地理信息系統(tǒng)系列課程為建設(shè)平臺，分別建立了基礎(chǔ)、專業(yè)、野外綜合、探究性的實驗教學(xué)平臺。其中，由3個基礎(chǔ)實驗室（測量與地圖實驗室、遙感實驗室、GIS實驗室）和5個專業(yè)實驗室（GPS實驗室、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收實驗室、車載三維信息獲取實驗室、三維激光實驗室、虛擬地理環(huán)境實驗室）組成課內(nèi)實驗平臺，由5個野外綜合實習(xí)基地（秦皇島地質(zhì)地貌、野鴨湖濕地自然保護(hù)區(qū)、北京金山測量與地圖、北京地面沉降監(jiān)測、北大方正3S技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用實習(xí)基地）組成校外綜合實習(xí)、實踐平臺，由五個省部級重點實驗室組成實驗教學(xué)與科研創(chuàng)新平臺。

在實踐教學(xué)體系建設(shè)上，地理信息系統(tǒng)專業(yè)構(gòu)建了符合學(xué)科特點、兼顧學(xué)習(xí)規(guī)律的“基礎(chǔ)實驗-綜合實驗-設(shè)計實驗-研究創(chuàng)新”四級逐步提高的“一體化、多層次、開放式”的創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系。

實驗課程、實驗項目設(shè)計的總體思想是“以學(xué)生為本，傳授知識、培養(yǎng)能力和素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展”。在實驗課程設(shè)計中，加強(qiáng)理論與技術(shù)應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)地理新技術(shù)的應(yīng)用；在實驗項目設(shè)計中，鼓勵教師依托科研項目開設(shè)綜合性、創(chuàng)新性實驗項目；扶持特色實驗課程和項目的發(fā)展；加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的能力訓(xùn)練。

實踐教學(xué)內(nèi)容上，強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)區(qū)域性、綜合性、實踐性的學(xué)科特點，根據(jù)專業(yè)和課程特色，分層次設(shè)立基本型、綜合型、設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗，構(gòu)建“基本理論驗證-基本技術(shù)操作-開發(fā)應(yīng)用創(chuàng)新”的多級實驗內(nèi)容。堅持“室內(nèi)基礎(chǔ)實驗與野外綜合實踐相結(jié)合”、“地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論與高新技術(shù)相結(jié)合”、“高水平科學(xué)研究與創(chuàng)新型實驗設(shè)計相結(jié)合”，以培養(yǎng)具有扎實地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識與基本技能，掌握現(xiàn)代地理技術(shù)并具有應(yīng)用創(chuàng)新精神的地理信息科學(xué)與技術(shù)復(fù)合型人才。

由專職、兼職教師組成的實驗教學(xué)隊伍，保證了科學(xué)研究與實驗教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。目前任職教師中，有70%的教師承擔(dān)了各級各類科研項目，較好地提升了理論課、實驗實習(xí)課的教學(xué)內(nèi)容。如在ARCINFO地理信息系統(tǒng)實驗課程中，任課教師依托所承擔(dān)的“國土資源大調(diào)查項目—— 數(shù)字國土”，設(shè)計了基于ARCINFO的土地利用空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)實習(xí)；在GIS空間分析實驗課中，依托863項目“GIS在農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計分析中的應(yīng)用”設(shè)計了基于GIS的人口空間自相關(guān)分析實習(xí)項目等等，保證在實驗教學(xué)中前沿性科研的實驗內(nèi)容占一定的比例。

實驗教學(xué)與科研、工程和社會應(yīng)用實踐結(jié)合主要表現(xiàn)在三個方面：一是地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論與地理新技術(shù)相結(jié)合；二是高水平科研與創(chuàng)新型實驗相結(jié)合；三是野外實習(xí)基地在遴選中遵循了區(qū)域性、綜合性、先進(jìn)性的原則。

4 人才培養(yǎng)體系建構(gòu)

地理信息系統(tǒng)專業(yè)以學(xué)生為本，積極開展人才培養(yǎng)體系建設(shè)。初步搭建了本科—碩士—博士—博士后較為完善的人才培養(yǎng)體系，并初步建立了“五個結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，即“地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論與地理信息高新技術(shù)相結(jié)合”、“室內(nèi)基礎(chǔ)實驗與野外綜合能力培養(yǎng)相結(jié)合”、“高水平科學(xué)研究與創(chuàng)新型教學(xué)相結(jié)合”、“本科生、研究生探究式教學(xué)相結(jié)合”、“教學(xué)示范輻射與合作交流相結(jié)合”，形成了“基礎(chǔ)實驗—綜合實驗—設(shè)計實驗—研究創(chuàng)新”四級逐步提高的實驗教學(xué)模式。在狠抓學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，本專業(yè)根據(jù)用人單位需求，研究就業(yè)市場信息，力求為學(xué)生就業(yè)加強(qiáng)服務(wù)。通過組織地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、開發(fā)競賽的各類活動，提高學(xué)生實踐活動能力。聯(lián)系高水平的業(yè)內(nèi)人士來做報告，為學(xué)生將來就業(yè)搭建起人脈網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生科研立項和畢業(yè)論文依托科研、工程和社會應(yīng)用實踐等項目的比重逐年提高，選題的準(zhǔn)確性、方法的先進(jìn)性和成果的應(yīng)用性都有顯著的提高。主要舉措體現(xiàn)在以下幾點。

（1）高水平科研與教學(xué)相互促進(jìn)，力爭為每一位師生提供適宜發(fā)展的學(xué)術(shù)空間。集成5個省部級重點實驗室優(yōu)勢資源，建立創(chuàng)新教育平臺，并與教學(xué)平臺有機(jī)結(jié)合；師生借鑒科研思路，開展創(chuàng)新教育和研究性學(xué)習(xí)；學(xué)生探究式學(xué)習(xí)有效地反哺了教師創(chuàng)新教育能力。（2）以高新技術(shù)應(yīng)用激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生掌握高新技術(shù)應(yīng)用“一技之長”。獲國家科技進(jìn)步獎、國家專利的成果，轉(zhuǎn)化為自主知識產(chǎn)權(quán)的實驗教學(xué)儀器和軟件，激發(fā)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)解決地理學(xué)實際問題能力；通過增設(shè)5門探究式實驗課、出版10部實驗教材、建設(shè)國家精品課程、精品教材等與國內(nèi)外50多所大學(xué)共享互動、不斷提高。（3）讓學(xué)生在科研和學(xué)科競賽中掌握高新技術(shù)深入應(yīng)用。依托團(tuán)隊主持的國家級項目，組織70%的本科生參加科研，先后獲國家、省部、校級立項191項，38篇。2008年，3項本科生科研項目入選“國家大學(xué)生科學(xué)研究與創(chuàng)業(yè)行動計劃”。在全國、省部、校級大學(xué)生挑戰(zhàn)杯賽、數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)應(yīng)用、GIS軟件開發(fā)等競賽中獲獎120多人次。（4）營造實驗教學(xué)國際化環(huán)境，培養(yǎng)實際工作能力。與歐美7所大學(xué)聯(lián)合開展中國地理實習(xí)，已成為固定環(huán)節(jié)，有效激發(fā)了師生教與學(xué)的興趣、培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)能力；與6個國際品牌的遙感、GIS軟件公司合作，建立ARCGIS、ENVI、PCI、JX-4、EZMAP、IMAGEINFO實訓(xùn)基地，有效促進(jìn)了師生專業(yè)軟件應(yīng)用能力與國際接軌。

近年來，本科生畢業(yè)論文80%是依托教師的科研項目開展的，部分本科生的科研成果在教師承擔(dān)的科研項目中得到了沉淀。本科生的實踐和創(chuàng)新能力也有了顯著的提高，參與創(chuàng)新、訓(xùn)練、競賽活動的學(xué)生達(dá)60%，獲校級大學(xué)生科研立項38項，獲實驗室開放基金43項；獲全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”大賽北京市一等獎、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)應(yīng)用競賽北京市一等獎、北京市數(shù)學(xué)建模競賽一等獎等國家、省部級和校級各種獎勵47項。

學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量逐步提高，帶來的社會聲譽(yù)逐步上升?？佳新释黄?5%，陸續(xù)有10余名學(xué)生成功申請出國交流學(xué)習(xí)計劃并出國繼續(xù)攻讀碩士學(xué)位。近三年中本科生英語四級累計通過率93.5%以上，一次就業(yè)率均達(dá)到98%以上。

5 結(jié)語

地理信息系統(tǒng)專業(yè)成立以來，在師資隊伍、平臺建設(shè)、教學(xué)改革等方面取得了一系列成績。但是鑒于地理信息系統(tǒng)學(xué)科即年輕、發(fā)展又快，地理信息系統(tǒng)專業(yè)本、碩、博課程都存在一定的問題。為此，我們開展并將繼續(xù)延續(xù)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系建設(shè)，繼續(xù)完善以地學(xué)高新技術(shù)應(yīng)用為特色的實驗教學(xué)體系和培養(yǎng)模式，努力將高水平科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)的先進(jìn)儀器和軟件，顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和應(yīng)用高新技術(shù)解決實際問題的能力，明顯提升教師團(tuán)隊創(chuàng)新教育能力。

參考文獻(xiàn)

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篇7

一、濕地地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國對于濕地的研究相對比較晚，隨著社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐漸出現(xiàn)許多的濕地信息保護(hù)系統(tǒng)，近幾十年來，建立了濕地地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以充分結(jié)合濕地的特點，根據(jù)濕地的實際情況設(shè)計相關(guān)的管理與維護(hù)的技術(shù)。濕地地理信息系統(tǒng)的功能主要包括查詢、瀏覽、管理、分析等。根據(jù)相應(yīng)的系統(tǒng)功能可以將系統(tǒng)分成兩類：查詢服務(wù)型與決策支持型，前者的功能主要就是利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為相關(guān)人員提供濕地的信息；后者可以進(jìn)行集成處理形成相應(yīng)的信息對濕地的情況開展總體評價工作，同時可以輔助相關(guān)的管理人員制定合理、科學(xué)的濕地管理與維護(hù)措施以及相應(yīng)的發(fā)展計劃。隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，相應(yīng)的系統(tǒng)功能也在不斷的增多，預(yù)測、可視化、空間分析以及數(shù)據(jù)綜合管理等將會成為該系統(tǒng)主要的發(fā)展方向。

二、濕地地理信息系統(tǒng)的建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)

（一）研究區(qū)域的概況

鄱陽湖濕地的位置在長江中下游的南岸，水系流域的面積為16.21萬平方千米，占據(jù)了整個長江流域面積的百分之九。鄱陽湖濕地發(fā)揮著降解污染、調(diào)節(jié)氣候以及調(diào)洪蓄水等作用，是我國重點生態(tài)自然保護(hù)區(qū)與商品糧的生產(chǎn)基地，在這兩方面有著非常重要的意義。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計

濕地地理信息系統(tǒng)就是利用地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)以及全球定位技術(shù)這三個技術(shù)，為整個流域的實際情況提供場景再現(xiàn)，同時為濕地流域的洪水預(yù)報、災(zāi)情評估、水利工程建設(shè)、生態(tài)保護(hù)以及信息管理等方面提供相應(yīng)的技術(shù)保障。該系統(tǒng)的軟件研發(fā)主要是以3D網(wǎng)絡(luò)地理信息技術(shù)為平臺，數(shù)據(jù)庫管理主要是以O(shè)rcal為平臺，在邏輯結(jié)構(gòu)方面而言，將劃分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層以及表示層；在硬件結(jié)構(gòu)角度而言，將其劃分為數(shù)據(jù)服務(wù)器層、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器層以及客戶層。

（三）數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

針對鄱陽湖濕地的實際情況，其系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)主要包括物理數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)索引、質(zhì)量檢測以及數(shù)據(jù)驗收等環(huán)節(jié)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺根據(jù)相應(yīng)類別可以將其劃分為各種業(yè)務(wù)與空間地理信息這兩種數(shù)據(jù)庫。其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要包括環(huán)境監(jiān)測、野外生態(tài)觀測、濕地樣品信息；社會信息、人文信息、經(jīng)濟(jì)信息；濕地植被、水文以及土壤等生態(tài)信息；災(zāi)情、工情、水情等信息；專業(yè)模型、行政劃分、專家知識庫；輔助數(shù)據(jù)庫以及與濕地管理有關(guān)的各種法律法規(guī)、文件等數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)主要包括比例尺為1：250000鄱陽湖的數(shù)字地圖；比例尺為1：5000、1：1000等重點區(qū)域、城市以及提防的數(shù)字地圖；比例尺為1：100000、1：10000等重點干、支流的數(shù)字地圖；以及用來構(gòu)建圖形信息的數(shù)字高程、數(shù)字模型、數(shù)字影像等多尺度數(shù)據(jù)。

在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的過程中，一定要時刻注意系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)性與一致性。將輔助信息數(shù)據(jù)庫當(dāng)成是整體系統(tǒng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，無論是構(gòu)建什么樣的數(shù)據(jù)庫都要根據(jù)此數(shù)據(jù)庫的有關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)部分的設(shè)計，而所有的數(shù)據(jù)也要根據(jù)此數(shù)據(jù)庫中相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及編碼信息執(zhí)行相應(yīng)的具體操作，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)可以進(jìn)行高效、精確的運(yùn)行，在開展交互的過程中不會出現(xiàn)任何差錯。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，地物是其中最為基本的單元，在整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著核心的作用。實時信息數(shù)據(jù)庫與歷史信息數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)主要就是利用地物的唯一編碼實現(xiàn)與地理信息數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)的，同時也為相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與管理奠定了堅實的基礎(chǔ)。除此之外，還可以利用空間圖形不同要素的不同存放、空間索引的構(gòu)建以及屬性與空間之間的聯(lián)系等手段，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的相關(guān)功能。

（四）空間數(shù)據(jù)庫的更新與維護(hù)

利用重新構(gòu)建、重新組織以及加強(qiáng)對系統(tǒng)運(yùn)行完整性與安全性的控制等方式對空間數(shù)據(jù)庫開展相應(yīng)的更新與維護(hù)，以此來增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫利用的效率與運(yùn)行的周期。同時，在衛(wèi)星影像或者航空中利用全數(shù)字?jǐn)z影測控技術(shù)提取出比例各不相同的4D數(shù)據(jù)產(chǎn)品，主要有數(shù)字線化、數(shù)字影像、數(shù)字高程等，全自動、全數(shù)字、高效快速以及大范圍的提取地形、水利以及地貌等要素信息。此種方式的使用有效的沖破了傳統(tǒng)方式自動化技術(shù)水平比較低、人工投入比較多以及批量處理能力比較低的劣勢，有效的完成了對空間數(shù)據(jù)庫信息的更新。除此之外，衛(wèi)星遙感影像技術(shù)也得到了一定的應(yīng)用，尤其是在商業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用了1米分辨率的伊科諾斯衛(wèi)星影像傳感器與0.62米分辨率的快鳥衛(wèi)星影像傳感器等，在一定程度上推進(jìn)了數(shù)字化水利建設(shè)的發(fā)展。

（五）系統(tǒng)集成技術(shù)的研發(fā)

系統(tǒng)集成的研發(fā)是一項非常重要的創(chuàng)新性研究。對于濕地地理信息系統(tǒng)的建設(shè)而言，其是一項非常復(fù)雜的工程，需要對不同的模型、模塊、子系統(tǒng)等進(jìn)行研發(fā)，并且執(zhí)行系統(tǒng)集成，比如地理信息模塊、洪水模擬模型、專用數(shù)據(jù)庫等展開集成，利用總控制程序構(gòu)建防洪調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)與模型之間的集成，完善系統(tǒng)運(yùn)行的各項功能。在此系統(tǒng)設(shè)計中，模型集成技術(shù)是一個比較困難的方面，也是項目運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，一定要充分考慮以下幾點：一是，模型組件化的設(shè)計，分離了用戶界面與系統(tǒng)程序，在運(yùn)行的過程中不展開人機(jī)對話操作；二是，規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化模型的輸入與輸出，建立相應(yīng)的預(yù)報模型庫，進(jìn)而設(shè)計相應(yīng)的預(yù)報方案；三是，利用XML格式的文件將模型計算結(jié)果以及參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息儲存在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，方便分離其與模型程序。

（六）3D網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)

3D網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的發(fā)送方式，為空間信息的發(fā)送提供了新的技術(shù)途徑。該技術(shù)的使用能夠使服務(wù)器與客戶端之間的空間數(shù)據(jù)不用直接傳輸，而是傳輸一些KML文檔或者影像圖片等。影像數(shù)據(jù)會事先被分成不同的比例，之后按照相應(yīng)的要求形成圖片，當(dāng)相關(guān)用戶發(fā)出請求的時候，服務(wù)器就不用對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)雜處理，只要按照用戶的要求改變一下圖片的尺寸，選擇形成的相應(yīng)圖片進(jìn)行拼接，最后返回給用戶。這樣的技術(shù)可以有效的減少服務(wù)器與帶寬的運(yùn)行負(fù)荷，為空間數(shù)據(jù)的發(fā)送提供了新的解決途徑。

結(jié)束語：

總而言之，在地理信息系統(tǒng)中濕地地理信息系統(tǒng)占據(jù)著非常重要的位置，需要進(jìn)行不斷的分析與研究，進(jìn)而創(chuàng)新出更好的技術(shù)手段與方法。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，濕地地理信息系統(tǒng)也取得了一定的成效，并且在各個方面也得到了一定的突破。所以，加強(qiáng)對濕地地理信息系統(tǒng)的研究是一個值得探討的問題。

參考文獻(xiàn)：

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隨著旅游行業(yè)的高速發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”的興起，虛擬旅游的研究已經(jīng)逐漸成為熱點。GIS （地理信息系統(tǒng)）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，Web-GIS（網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)）是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。

北海老街（珠海路）是北海市歷史文化名城的核心開發(fā)街區(qū)，對北海的旅游產(chǎn)業(yè)起著支撐作用。珠海路歷史悠久，商業(yè)傳統(tǒng)優(yōu)良，是北海歷史和風(fēng)俗及市民生活的濃縮地帶。旅游產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益日益突出，然而一些問題也日益凸顯，對外宣傳力度不夠，不能及時的旅游信息和進(jìn)行旅游咨詢活動，市場潛力未得到充分開發(fā)。應(yīng)用Web-GIS等技術(shù)實時旅游信息、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使游客能夠直接通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢，對促進(jìn)北海老街的旅游發(fā)展具有非常重要的意義。

2 Web-GIS概述

網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（Web Geographic Information System，Web-GIS），是指基于Internet平臺，運(yùn)用在Internet上的地理信息系統(tǒng)，包括Web-GIS瀏覽器、Web-GIS服務(wù)器、Web-GIS編輯器、Web-GIS信息四個部分，是地理信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。Web-GIS與傳統(tǒng)GIS相比具有如下優(yōu)勢：全球化服務(wù)應(yīng)用、分布式動態(tài)系統(tǒng)，良好的可擴(kuò)展性、良好的兼容性等。

Web-GIS主要具有如下幾個功能：

（1）在全球范圍內(nèi)通過多種手段獲取地理信息，把已存在的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 Web-GIS 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)共享和傳輸效率；

（2）不同地區(qū)的客戶端利用瀏覽器的交互能力，實現(xiàn)圖形及屬性數(shù)據(jù)的查詢檢索；

（3）實時完成在服務(wù)器端為瀏覽器端提供模型參數(shù)的分析與計算，并即時將計算結(jié)果以圖形或文字等方式返回至瀏覽器端；

（4）將Internet上空間分布的信息進(jìn)行組織管理，為客戶端提供基于空間分布的多種信息服務(wù)，提高資源利用。

計算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，地理空間信息科學(xué)的飛速發(fā)展以及人們對信息需求的不斷增加，這些都給Web-GIS的開發(fā)和應(yīng)用提供了非常廣泛的空間：如與多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合，基于移動端Web-GIS的研發(fā)，基于網(wǎng)格計算的Web-GIS系統(tǒng)模式等。Web-GIS將為電子商務(wù)、電子政務(wù)等多種信息化建設(shè)提供巨大的技術(shù)支持平臺。

3 虛擬旅游系統(tǒng)的功能設(shè)計

依據(jù)北海老街旅游的基本情況，將系統(tǒng)功能分為三大模塊：空間數(shù)據(jù)管理模塊，系統(tǒng)查詢模塊，系統(tǒng)維護(hù)模塊。

3.1 空間數(shù)據(jù)管理模塊

該模塊對空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要具備動態(tài)管理功能，能夠及時根據(jù)北海老街基礎(chǔ)設(shè)施更新、景點內(nèi)部擴(kuò)建和改建動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫信息。（1）圖形顯示模塊：完成圖形的大小縮放、顯示全圖等基本圖形處理功能。（2）空間分析模塊：使用Web-GIS便捷的空間分析能力可以在地圖上簡單的實現(xiàn)半徑查找，如通過Web-GIS分類查找老街景點情況，以及商店、飯店等功能性設(shè)施。（3）多媒體顯示模塊：借助多媒體，實現(xiàn)路線漫游跟蹤和快速顯示，并可以對各主要景點進(jìn)行多媒體演示，通過圖像、視頻、音頻等多媒體信息全面介紹老街的最新旅游風(fēng)貌。（4）虛擬三維顯示模塊：虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）利用計算機(jī)生成模擬環(huán)境，給用戶提供現(xiàn)場多感覺通道，根據(jù)不同的使用需求，探尋一種最佳的人機(jī)交互方式，使游客通過特殊交互設(shè)備身臨其境，實現(xiàn)虛擬旅游，獲得身臨其境的感受。

3.2 系統(tǒng)查詢模塊

該模塊為用戶提供多種查詢功能，按照查詢對象類型的不同，分為以下幾個部分：（1）景區(qū)地理信息查詢：查詢從北海主要地標(biāo)（如：北海站、福成機(jī)場、南珠汽車站、銀灘、北部灣廣場等）到達(dá)景區(qū)的路線。（2）景區(qū)景點分布查詢：用戶可以根據(jù)需要查詢各類景點的位置，如基督教堂，博物館等。（3）功能性查詢：查詢餐飲娛樂信息，并完成餐飲住宿的在線預(yù)訂。

3.3 系統(tǒng)維護(hù)模塊

實現(xiàn)快捷方便的系統(tǒng)維護(hù)和數(shù)據(jù)升級，提供可靠的旅游信息供用戶準(zhǔn)確的下載，為游客和旅游管理人員提供有力的信息支持。

4 Web-GIS的構(gòu)造模型

本系統(tǒng)采用當(dāng)前主流的瀏覽器服務(wù)器（B/S）模式，該模型為三層結(jié)構(gòu)體系：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器和客戶端。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器被區(qū)分開來，客戶端采用通用的Web瀏覽器。相對于傳統(tǒng)的兩層結(jié)構(gòu)，客戶端在該模式下可以使用通用的瀏覽器，支持多種操作系統(tǒng)，具有操作簡單、使用和開發(fā)成本低等特點。另一方面，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器的分離，大大降低了服務(wù)器的負(fù)載。

用戶通過Web瀏覽器向Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器發(fā)出請求， Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器接收到請求后從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)， Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)用戶請求，或直接在服務(wù)器端處理數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)送到客戶端，或者將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端由客戶端自行處理。瀏覽器服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)如圖1所示：

5 結(jié)束語

北海作為國內(nèi)著名的沿海旅游城市，擁有獨(dú)特的自然和人文景觀，由于北海市旅游信息的封閉性，阻礙了北海旅游業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過多次的實地調(diào)查和數(shù)據(jù)采集，我們開發(fā)設(shè)計了北海老街虛擬旅游信息系統(tǒng)，旨在探索一種全新的旅游模式。

本系統(tǒng)的特點主要體現(xiàn)在，使用Web-GIS技術(shù)，采用瀏覽器服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)瀏覽、查詢、縮放、測量等功能，客戶端采用通用web瀏覽器訪問系統(tǒng)資源，操作性大大提高，同時降低了服務(wù)器的負(fù)載。

參考文獻(xiàn)

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一、什么是地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)是指GIS、RS、GPS（即地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)）和數(shù)字地球技術(shù)。GIS是在運(yùn)用計算機(jī)系統(tǒng)，針對地球表層空間中的相關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的采集、存儲、運(yùn)算、管理、分析等技術(shù)的一個運(yùn)作系統(tǒng)。RS是指通過對遙感器的利用，從高空中探測地球上物體的屬性，通過不同的感知信息的傳輸，來識別地面上的物體。GPS是指利用衛(wèi)星導(dǎo)航，來地地面距離進(jìn)行精細(xì)的測量和時間的預(yù)測，是一種將衛(wèi)星和通訊信息結(jié)合起來的新型科學(xué)技術(shù)。數(shù)字地球技術(shù)是指把地球上所有的信息通過數(shù)字化的處理后，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來管理信息。

二、地理信息技術(shù)在地籍管理系統(tǒng)中運(yùn)用的重要性

（一）轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的地籍管理方法

傳統(tǒng)的地籍管理是通過人手的方式對地籍?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行檢查、管理和更新，這種費(fèi)時費(fèi)力的管理模式已經(jīng)無法再滿足現(xiàn)代社會高速發(fā)展的要求，地理信息技術(shù)的應(yīng)用就是一種新型的地籍管理方法的運(yùn)用，是一場技術(shù)的改革，使新型的科技管理代替了傳統(tǒng)的管理方法，使地籍管理進(jìn)入信息化的高速時代。

（二）地籍管理工作更加科學(xué)、高效，地籍管理系統(tǒng)更加的全面和完善

地理信息技術(shù)是科技含量相當(dāng)高的現(xiàn)代技術(shù)，它們在地籍管理系統(tǒng)中的運(yùn)用，將會利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)對地籍信息進(jìn)行更詳細(xì)的、科學(xué)的搜集和分析，將會使使各種地籍管理所需要的信息搜集更加的快速，搜集的信息科學(xué)含量更高、更精準(zhǔn)。這些科學(xué)的信息的搜集將會使地籍管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和信息更加的準(zhǔn)確，能夠為后期土地的規(guī)劃提供更科學(xué)的信息數(shù)據(jù)庫。同時也滿足了社會各界對土地信息全面查詢和快速更新的要求，建立了一個全面完善的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫供社會各界和不同人群進(jìn)行查詢。

三、地理信息技術(shù)在地籍管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）地籍信息化管理

GIS和數(shù)字地球技術(shù)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對地籍信息進(jìn)行搜索和分析，使地籍信息可以通過計算機(jī)系統(tǒng)建立一個可供查詢的資源參考，使地籍信息不再是人手的搜集和紙質(zhì)的存檔。通過地理信息技術(shù)的應(yīng)用，地籍信息的搜集和存儲逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱擞嬎銠C(jī)科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，地籍信息化通過計算機(jī)和通訊系統(tǒng)初步形成。地籍信息可以通過計算機(jī)平臺建立一個信息化的地籍管理系統(tǒng)，使地籍信息可以通過計算機(jī)技術(shù)自動的進(jìn)行分類和存檔，在查詢時也能夠在第一時間快速的檢索出來。

（二）地籍信息數(shù)據(jù)庫的建立

通過RS，地籍信息管理工作中可以搜集到海量的地籍信息，搜集到那些人手不能輕易搜集到的數(shù)據(jù)，同時通過高空遙感，又可以快速的搜集各類所需信息并且及時的傳達(dá)到地面，使搜集工作更加的快速和準(zhǔn)確。各類精準(zhǔn)和全面的地籍信息的搜索和存儲，通過新型的地理信息技術(shù)的運(yùn)用和計算機(jī)技術(shù)平臺，我們可以建立一個系統(tǒng)而全面的地籍信息數(shù)據(jù)庫，供今后的地籍信息管理工作提供了信息參考和制定執(zhí)行計劃的依據(jù)。地理信息技術(shù)使用后必然會得到大量的數(shù)據(jù)信息，傳統(tǒng)的存檔和人手保存的方式已經(jīng)不能接受海量的數(shù)據(jù)信息更新工作，因此，計算機(jī)信息數(shù)據(jù)庫的建立可以使地籍管理工作更加的方便，節(jié)省人力和財力。而目前我國已經(jīng)將地籍信息數(shù)據(jù)庫的建立作為了地籍管理工作中最重要的工作之一。

（三）地籍信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的初步形成

GPS是實現(xiàn)計算機(jī)和通訊技術(shù)相結(jié)合的地理信息技術(shù)，它通過定位，將所需的信息通過通訊信號傳輸和接收，使現(xiàn)代地籍管理工作能夠得到更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和資源。并且通過全球網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)傳輸出去，人類可以通過計算機(jī)平臺實現(xiàn)信息的交換，在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行地籍管理工作的實施和探討，使地籍管理工作不再是某個機(jī)構(gòu)和國家的特定工作，信息的交流構(gòu)建了地籍信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使地籍信息能夠在全球進(jìn)行分享，地籍管理工作可供參考和借鑒的信息資源更加豐富。

四、結(jié)語

雖然，地理信息技術(shù)作為一種新型的科學(xué)技術(shù)，在地籍管理系統(tǒng)中的應(yīng)用還沒有全面普及，并且運(yùn)用其中的時間很短。但是就目前地籍管理工作的成果來看，地理信息技術(shù)為我國的地籍管理工作帶來了相當(dāng)多的便利，使我國的地籍管理工作在短期內(nèi)取得了突破性的進(jìn)展，我國地籍管理工作逐漸開始采用現(xiàn)代計算機(jī)和通訊技術(shù)代替了傳統(tǒng)的人手，使地籍信息搜集、查詢、更新有了更好的平臺，并且地籍信息管理工作也更加簡單和快速。無疑，地理信息技術(shù)為地籍管理系統(tǒng)的建立提供了更加科學(xué)全面的技術(shù)支持，我國的地籍管理系統(tǒng)將在地理信息技術(shù)的應(yīng)用中逐漸全面完善，我國的地籍管理工作也將走上高速科學(xué)的發(fā)展道路。

參考文獻(xiàn)

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篇10

1、非GIS專業(yè)開設(shè)GIS課程的必要性

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。從上世紀(jì)60年代初開始興起，經(jīng)過50多年的發(fā)展，GIS已經(jīng)滲透到與空間信息相關(guān)的各個行業(yè)，成為各個行業(yè)解決問題的基本工具，從而使得GIS專業(yè)人才的需求大量增加。由于GIS是一門集計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科[2]。相對于GIS專業(yè)的學(xué)生，非GIS專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握不夠，對GIS先行課程如計算機(jī)、地圖學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等知識不甚了解。導(dǎo)致非GIS專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時抓不住重點，覺得理論性太強(qiáng)，學(xué)習(xí)很吃力，和本專業(yè)聯(lián)系不大，不敢興趣。所以非GIS專業(yè)的GIS課程設(shè)計與教學(xué)方法必須結(jié)合本專業(yè)的特點進(jìn)行設(shè)置。

2、課程教學(xué)安排的探討

非GIS課程的設(shè)計應(yīng)緊密結(jié)合本專業(yè)，使學(xué)生掌握GIS的基本概念，熟悉數(shù)據(jù)的組織和管理常采用的方法，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、輸入和編輯等基本內(nèi)容和方法，熟悉GIS空間分析的基本方法，能夠以GIS軟件為基本工具，解決自己所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，必須根據(jù)專業(yè)需求制定教學(xué)大綱、教學(xué)計劃和實綱，確定合理的課時、學(xué)分、授課方式、實驗內(nèi)容等，根據(jù)專業(yè)需求進(jìn)行內(nèi)容的篩選，在理論課和實驗課之間進(jìn)行合理課時分配，確定考核形式和要求。

2.1教學(xué)內(nèi)容組織

地理信息系統(tǒng)是一門典型的交叉型邊緣學(xué)科，其顯著特點是多學(xué)科集成，涉及的知識面廣，發(fā)展與內(nèi)容更新的速度快，滲透性和空間抽象性強(qiáng)，研究對象的空間尺度變化大。對于非GIS專業(yè)而言，由于專業(yè)課程的限制，在基本知識缺乏的情況下，對地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容組織和篩選就顯得尤為重要。

因此，在編制非GIS專業(yè)的教學(xué)大綱時，應(yīng)考慮非GIS專業(yè)學(xué)生的專業(yè)背景，讓學(xué)生了解GIS的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，對GIS有基本的認(rèn)識與了解。同時，讓學(xué)生熟練掌握GIS的數(shù)據(jù)來源，利用GIS專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和編輯、空間分析以及GIS產(chǎn)品的制作與輸出的方法。了解地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)模型與建模等部分內(nèi)容。培養(yǎng)非GIS專業(yè)學(xué)生利用GIS知識解決問題的基本意識，增強(qiáng)學(xué)生利用GIS處理本專業(yè)基本問題的能力。

2.2理論教學(xué)模式

非GIS專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程宜采用靈活多變的教學(xué)模式。理論課程采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)行式上，采取講解、演示、課堂討論和案例分析等多種形式相結(jié)合，針對不同專業(yè)需求，選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)形式，突出重點、培養(yǎng)學(xué)生靈活的思維模式和學(xué)習(xí)方法，通過具體實例讓學(xué)生了解GIS在實際生活中的應(yīng)用。如對比學(xué)生熟悉的選課以及查詢成績的教學(xué)管理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)，讓其了解其他管理信息系統(tǒng)與“地理”信息系統(tǒng)兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。非GIS專業(yè)開展GIS課程的目的是為其專業(yè)提供一個GIS分析手段，最終目的還是要用來解決其專業(yè)領(lǐng)域的問題。因此，在講解GIS在本專業(yè)的具體應(yīng)用時，采用案例分析的方式，使學(xué)生熟悉利用GIS解決實際問題的流程和空間分析的基本方法與特點。但是，在案例的選擇非常重要，應(yīng)選擇學(xué)生所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的應(yīng)用案例。

2.3實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇

上機(jī)實驗是從理論到實際應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，許多內(nèi)容如數(shù)據(jù)采集、編輯、空間查詢與分析、地圖的編制與輸出等都必須通過實驗，才能夠真正理解和掌握。同時激發(fā)同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。實驗內(nèi)容設(shè)計除與教學(xué)內(nèi)容同步外，還應(yīng)與相關(guān)專業(yè)緊密結(jié)合，最好是以學(xué)生所學(xué)專業(yè)問題為實驗?zāi)繕?biāo)，選取適量的實驗數(shù)據(jù)，通過GIS的不同專業(yè)軟件操作，達(dá)到解決問題的目的。軟件一般選擇比較成熟的ESRI公司的ArcView軟件和ArcGIS軟件。從簡到難，要求學(xué)生對這2款軟件的界面、基本功能以及一般的空間分析功能能夠熟練的操作。針對不同專業(yè)需求，實驗的具體內(nèi)容應(yīng)盡可能地與其專業(yè)知識相結(jié)合。通過實驗操作，使學(xué)生能夠利用所學(xué)的GIS知識，與專業(yè)相結(jié)合來解決專業(yè)領(lǐng)域的問題。有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，加深學(xué)生對GIS理論知識和本專業(yè)之間的聯(lián)系。通過這樣的實驗課程，不但加深了對GIS的基本功能的了解，而且能夠利用GIS工具解決專業(yè)實際問題的方法，從而達(dá)到真正的學(xué)以致用。

2.4考核方式上選擇

要想培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維模式、拓寬在GIS領(lǐng)域的知識，就必須改變考試方法和考試內(nèi)容，使考試方式靈活多樣。要拋開傳統(tǒng)的對課本內(nèi)容死記硬背，出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象的考試形式，針對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)和課程本身的特點，可以采用如課后作業(yè)、實驗成果、讀書報告、設(shè)計、考試等多種方式相結(jié)合，成績按一定比例分配的考核行式。這樣使學(xué)生能拋開課本，養(yǎng)成隨時查閱相關(guān)資料的習(xí)慣，并能分析研究問題，提出自己的見解。為了真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最后針對考試的內(nèi)容要合理的選?。撼丝疾閷W(xué)生對基本知識掌握的程度，還需要考核學(xué)生與實驗相關(guān)的軟件操作能力和實際應(yīng)用分析能力。通過這樣的形式，改變學(xué)生臨時抱佛腳的不良學(xué)習(xí)風(fēng)氣，能較好的體現(xiàn)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.結(jié)束語

由于GIS本身的特點以及在各個行業(yè)的應(yīng)用、以及GIS空間分析能力的不斷提高，使得GIS被越來越多的專業(yè)所應(yīng)用。然而針對不同專業(yè)和技術(shù)背景的人員，對GIS的理論及應(yīng)用的掌握是有所不同的。非GIS專業(yè)教學(xué)過程中應(yīng)采取與專業(yè)緊密結(jié)合的多樣化教學(xué)方式，從多環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的設(shè)置和優(yōu)化。另外，加強(qiáng)GIS授課者自身綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提高其相關(guān)專業(yè)水平，也是促進(jìn)GIS教學(xué)質(zhì)量提高的重要指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 陳建飛等.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

篇11

1 引言

全球環(huán)境變化是當(dāng)今環(huán)境研究的熱點，也是地球信息科學(xué)的應(yīng)用問題之一。土地利用變化通過與氣候、生態(tài)系統(tǒng)過程、生物地球化學(xué)循環(huán)、生物多樣性和人類活動的相互作用來影響全球變化，它是全球環(huán)境變化的主要驅(qū)動力之一，也是全球變化研究的中心內(nèi)容。在全球尺度，土地覆蓋變化是土地利用變化長期積累的結(jié)果。因為這些變化影響氣候、土壤、植被、水資源和生物多樣性等人類賴以生存的主要自然資源，所以它們在陸地生態(tài)系統(tǒng)中與可持續(xù)發(fā)展問題密切相關(guān)。

為了分析土地利用變化過程、景觀空間異質(zhì)性動態(tài)、人類對土地覆蓋變化的反應(yīng)，我們至少需要以下兩個方面的數(shù)據(jù)：①過去各個歷史時期的景觀綜合圖和其它土地覆蓋的間接證據(jù)；②反映近期土地變化的遙感數(shù)據(jù)。

為了整理來源于遙感和景觀綜合圖等的有關(guān)信息，并在一個公用的空間框架中為地理、文化、政治、環(huán)境和統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供輸入、儲存、處理、分析和顯示能力，我們需要地理信息系統(tǒng)。

為了預(yù)測地球系統(tǒng)的變化趨勢，數(shù)學(xué)模型是必不可少的。土地利用變化的數(shù)學(xué)模型包括基于變化格局外推的診斷模型和基于土地利用變化過程的動態(tài)集成模型。現(xiàn)有的數(shù)學(xué)模型綜合了景觀變量和變化的近因，可以進(jìn)行短中期預(yù)測。

全球變化的長期預(yù)測需要分析土地覆蓋變化在不同地理和歷史背景下的主要人文驅(qū)動因素，分析氣候變化和全球生物地球化學(xué)因素對土地利用和土地覆蓋的影響。這些分析需要綜合土地利用動態(tài)的案例研究，通過運(yùn)用地學(xué)信息圖譜對這些大量典型案例研究的對比分析，在區(qū)域尺度得出土地利用變化的一般結(jié)論。為了使這些研究從區(qū)域尺度上升到全球尺度，我們必須進(jìn)一步分析空間異質(zhì)性、技術(shù)創(chuàng)新、政策變化和城鄉(xiāng)動態(tài)等問題[1]。

在全球環(huán)境變化方面我國已有很多研究成果[2～4]，同時也已產(chǎn)生了許多研究方法。例如，葉篤正等提出了全球變化的預(yù)研究方法[5]；張新時等改進(jìn)了 holdridge 模型，并據(jù)此研究了氣候變化對中國森林植被的可能影響[6]；李克讓等開發(fā)了氣候—森林響應(yīng)動力學(xué)模型[7]。本文主要從地球信息科學(xué)的角度，討論我們對全球環(huán)境變化系統(tǒng)研究方法的一些認(rèn)識。

2 數(shù)據(jù)獲取

第一手?jǐn)?shù)據(jù)對全球環(huán)境變化研究是非常重要的，如果第一手?jǐn)?shù)據(jù)有問題，那么下面的所有分析和預(yù)測都將是建立在沙灘上的空中樓閣[8]。早在 1960 年代初，作者之一（陳述彭）利用海南島航空像片對包括坡度、土地利用、植被、土壤、坡向、地貌和地質(zhì)多要素解譯及地面實況進(jìn)行了三級比例尺驗證。在航空像片綜合利用與農(nóng)業(yè)綜合制圖的實驗中，主張以地理的綜合方法作為解決熱帶航空像片分析與農(nóng)業(yè)制圖的基本途徑，即：按照地面控制考察與航空像片分析相結(jié)合的原則，從研究區(qū)域自然綜合體的自然歷史過程著手，摸清各種自然要素之間相互依存、相互制約的關(guān)系，綜合利用航空像片，相互闡明，彼此印證。根據(jù)像片判讀和量測的可能性，試制了大北部試點地區(qū)的 6 種基本自然條件與土地資源圖：微地貌結(jié)構(gòu)圖、坡度組合圖、植被圖、土地利用圖、土壤土質(zhì)圖和農(nóng)用地形圖[9]。

1978～1980 年間，中國科學(xué)院組織全國 80 多個單位，在云南騰沖地區(qū)首次進(jìn)行了大規(guī)模的綜合航空遙感試驗。這次遙感試驗分為 33 個專題進(jìn)行，包括地質(zhì)、農(nóng)林、水資源、測繪制圖等各個專業(yè)的解釋制圖工作，以及各種遙感儀器檢驗和波譜測試工作。在土地管理方面，根據(jù)地物波譜特性和遙感圖像的亮度系數(shù)，對土壤進(jìn)行聚類。通過彩色紅外片的色散分析，鑒別主要森林樹種，利用遙感圖像解譯立地因子，回歸估算森林材積量和評價宜林地。利用彩色紅外像片，從圖像上直接解譯 20 多種土地利用類型和土壤特性，確定植被覆蓋率、森林和各類植被的覆蓋面積，劃分植被類型，確定森林植被的郁閉度、分層和高度等數(shù)量指標(biāo)，分析生態(tài)環(huán)境條件并分出優(yōu)勢樹種。在這次試驗過程中，通過地面實況觀察和航空像片解譯，編制了試驗區(qū)的自然景觀圖；結(jié)合應(yīng)用土壤、植被、水分等參數(shù)，通過航測地形圖的數(shù)據(jù)量測，建立了騰沖地區(qū)數(shù)字地形模型[10]。

1981 年，在渡口—二灘開展的第二步試驗中，以航空遙感資料為基礎(chǔ)，從土地覆蓋和環(huán)境污染著手，試驗多源的數(shù)據(jù)采集與空間配準(zhǔn)的方法，探索了信息專題化和數(shù)字化的技術(shù)途徑[11]。其試驗內(nèi)容包括：①彩色紅外正射影像地圖的編制；②土地覆蓋圖的編碼；③社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的

自

1970 年代末以來，遙感技術(shù)在我國得到了較廣泛的應(yīng)用，例如：大地構(gòu)造學(xué)理論與板塊學(xué)說的驗證，水、氣動力學(xué)現(xiàn)象與自然歷史軌跡的分析和生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測與環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用[12]，陜北黃土高原地區(qū)遙感應(yīng)用研究[13]，資源環(huán)境動態(tài)遙感與模型分析試驗研究[14]，三北防護(hù)林遙感綜合調(diào)查研究[15]，城市遙感[16]和中國資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動態(tài)研究[17]。

遙感圖像和數(shù)據(jù)是現(xiàn)代地理信息的重要來源之一[18]。遙感圖像是一種綜合性的地理信息源（包括各種地理要素），同時，又是一種空間信息，為地理現(xiàn)象的空間分布提供了定位、定量的數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)比地圖更進(jìn)一步強(qiáng)化了地理綜合體的形象和概念，它提供了具有全息性質(zhì)的交織在一起的可見景觀實體影像。人地關(guān)系錯綜復(fù)雜，難解難分，通過其中相互依存、相互制約的關(guān)系，人們可能由此及彼、由表及里，超越直接的形象，借助于間接的標(biāo)志，從中獲取極其豐富的二次信息。因此，遙感是一種運(yùn)用物理手段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)規(guī)律相結(jié)合的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。在 20 世紀(jì)和 21 世紀(jì)之交的今天，遙感技術(shù)不再是孤立的系統(tǒng)，已達(dá)到了與全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的水平，可以為全球環(huán)境變化研究提供多維和動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

3 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)的發(fā)展可劃分為 4 個相互重疊的階段[19]：1950 年代到 1970 年代中期是地理信息系統(tǒng)的開拓階段，1970 年代中期到 1980 年代初期是政府資助研究和正式試驗階段，1980 年代初期到 1980 年代后期是地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化階段，自 1980 年代后期以來地理信息系統(tǒng)進(jìn)入工作臺站網(wǎng)絡(luò)化和多媒體階段。我國自 1960 年代初期躋身于地理信息系統(tǒng)的探索、試驗和發(fā)展以來，在研究方面基本上保持著與國際同步發(fā)展的水平[20]。

從歷史發(fā)展來說，地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖[21]。地圖和地理信息系統(tǒng)都是地理學(xué)的信息載體。其所以稱為地理信息系統(tǒng)，是因為它的特定性質(zhì)屬于空間型，以區(qū)別于其它統(tǒng)計型的信息系統(tǒng)。它的主要特點是，每個數(shù)據(jù)項都按地理坐標(biāo)來編碼，即首先是定位，然后是各種定性、定量屬性。以這些定位數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)而發(fā)展起來，具備愈來愈完善的分析功能的信息系統(tǒng)，則統(tǒng)稱為地理信息系統(tǒng)[22]。它的基本構(gòu)成包括三部分，①地理基礎(chǔ)：按經(jīng)緯度、地形圖格網(wǎng)或行政區(qū)劃、流域等來建立格網(wǎng)的或多邊形的地理坐標(biāo)；②標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化：將統(tǒng)計數(shù)據(jù)、地圖或影像加以規(guī)格化和數(shù)字化，以適應(yīng)計算機(jī)輸入和輸出，以便于人文與自然要素之間的對比與相關(guān)分析；③多維結(jié)構(gòu)：實現(xiàn)三維的空間信息結(jié)構(gòu)并按時間序列延續(xù)，從而具備信息存儲、更新和轉(zhuǎn)換的能力[23]。地理信息系統(tǒng)是具有多層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、多功能綜合分析能力的空間型信息系統(tǒng)，可把全球或地球的大量自然因子和人文要素的屬性，按照地理位置建成關(guān)系數(shù)據(jù)庫，再加上遙感衛(wèi)星的周期性大范圍掃描數(shù)據(jù)以及結(jié)合經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計的實時傳輸，使數(shù)據(jù)保持在經(jīng)常的更新狀態(tài)之中。因此，我們可以根據(jù)地理系統(tǒng)建立空間分析模型，對全球環(huán)境變化進(jìn)行動態(tài)模擬和預(yù)測[24]。

4 數(shù)學(xué)模型

建立新一代空間動態(tài)模型是全球變化研究面臨的主要挑戰(zhàn)[1]，而總結(jié)和評價現(xiàn)存的有關(guān)模型是新一代模型必不可少的基礎(chǔ)。為此，我們自 1998 年 7 月開始進(jìn)行數(shù)學(xué)模型文檔庫建設(shè)。由于資源環(huán)境數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性，有關(guān)模擬系統(tǒng)質(zhì)量的隱含和明確假設(shè)對模型用戶常常并不是不言自明的，所以，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)學(xué)模型文檔庫中的每一個模型包含有 6 個層次的信息，它們所包含信息的詳細(xì)程度逐漸提高。即：①注冊信息層：包括有關(guān)模型的整體信息，例如摘要、作者聯(lián)系地址和參考文獻(xiàn)等；②科技信息層：包含層次 1 中的所有信息以及模型的詳細(xì)科技信息，例如，模型的數(shù)學(xué)方程、參數(shù)變量、隱含假設(shè)和資源環(huán)境背景等；③數(shù)學(xué)信息層：包含層次 2 中的所有信息及模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；④過程信息層：包含層次 3 中的所有信息及模型的構(gòu)建過程或論證過程；⑤程序信息層：包含層次 4 中的所有信息及模型的原程序；⑥案例信息層：包含層次 5 中的所有信息及模型的應(yīng)用案例。

通過比較分析文檔庫中的模型，對現(xiàn)存建模方法的局限性和尚待創(chuàng)建的數(shù)學(xué)模型有了一個全面的認(rèn)識，并因此派生了具有創(chuàng)新意義的模型。例如，以綜合生物多樣性模型[25]為核心的景觀空間異質(zhì)性動態(tài)模型體系，以生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性模型[26]、連通性模型和基于植被指數(shù)的土地生產(chǎn)力模型為核心的土地利用變化過程模型體系，以數(shù)據(jù)挖掘模型[27]為核心的氣候變化模型體系和以土地管理虛擬系統(tǒng)[28]為核心的人類對土地覆蓋變化的反應(yīng)模型等。

5 地學(xué)信息圖譜

發(fā)展和完善一種方法來反演 (backcasting) 土地利用

和土地覆蓋變化的過去和預(yù)測 (forec asting)其未來，是全球變化研究的具體目標(biāo)之一[1]。地學(xué)信息圖譜正是迎合這一研究目標(biāo)的有效可選方法之一。

地學(xué)信息圖譜是在繼承中國傳統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)理論發(fā)展起來的，它是一種圖譜生成過程智能化的系統(tǒng)理論。地學(xué)信息圖譜吸收了景觀綜合圖簡潔和數(shù)學(xué)模型抽象的特點，它的發(fā)展經(jīng)歷了景觀制圖實驗[29]、圖譜概念的提出[30]、圖譜方法的

應(yīng)用[31、32]和地學(xué)信息圖譜理論[33]的形成 4 個階段。地學(xué)信息圖譜由征兆圖、診斷圖和實施圖組成。征兆圖是信息提取模型對有關(guān)數(shù)據(jù)的運(yùn)行結(jié)果，可為我們進(jìn)一步研究提供線索和依據(jù)[28]；診斷圖可表達(dá)為各種基礎(chǔ)圖的不同組合，可反映資源環(huán)境動態(tài)的變化與發(fā)展趨勢[34]；實施圖以診斷圖為依據(jù)，通過改變各種邊界條件，分析推理不同控制條件下的決策方案，可為進(jìn)行規(guī)劃實驗提供依據(jù)和預(yù)案[35]。

圖譜是一種源遠(yuǎn)流長的中國傳統(tǒng)方式，主要運(yùn)用圖型語言進(jìn)行時間與空間的綜合表達(dá)與分析；地學(xué)信息圖譜則是應(yīng)用地學(xué)分析的系列多維圖解來描述現(xiàn)狀，并通過建立時空模型來重建過去和虛擬未來[33]。也就是說，地學(xué)信息圖譜不僅應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)開發(fā)利用，而且服務(wù)于科學(xué)預(yù)測與決策方案的虛擬。地學(xué)信息圖譜具有以下 4 個重要功能：①借助圖譜可以反演和模擬時空變化，即可反演過去、預(yù)測未來；②可利用圖的形象表達(dá)能力，對復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行簡潔的表達(dá)；③多維的空間信息可展示在二維地圖上，從而大大減小了模型模擬的復(fù)雜性；④在數(shù)學(xué)模型的建立過程中，圖譜有助于模型構(gòu)建者對空間信息及其過程的理解[35]。

6 討論

事實上，許多科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識到了全球環(huán)境變化系統(tǒng)研究方法的重要性。例如，一些專家認(rèn)為[36]，為了解決全球環(huán)境變化亟待解決的問題，必須重視以下幾個最重要的方面：①優(yōu)化衛(wèi)星觀測系統(tǒng)和地面監(jiān)測網(wǎng)；②建立有效的地理信息系統(tǒng)，集成源于野外工作、航空照片、衛(wèi)星影像和地圖的有關(guān)數(shù)據(jù)；③構(gòu)建和發(fā)展地球物理與生物過程模型、優(yōu)化氣候模型中的生物圈參數(shù)，以分析衛(wèi)星觀測的時間序列數(shù)據(jù)；④發(fā)展基于衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)和分析模型的全球變化預(yù)測理論。有的專家

提出[37]，重建過去的生態(tài)景觀過程、模擬當(dāng)前的景觀動態(tài)、分析其驅(qū)動因素、發(fā)展典型案例研究支撐的地理信息系統(tǒng)是最有前途的全球環(huán)境變化研究方法，數(shù)字影像處理、地理信息系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型的集成為我們更準(zhǔn)確全面地監(jiān)測和預(yù)測環(huán)境變化提供了新的可能性。

因為我們目前還沒有精確、詳細(xì)的全球尺度空間數(shù)據(jù)，所以空間抽樣研究是全球變化研究的一個重要手段[1]。例如，根據(jù)土地覆蓋變化的生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)敏感性以及我們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，我們可以首先對全球變化有重要意義的以下 4 個熱點地區(qū)進(jìn)行深入研究。

（1）黃河三角洲：它位于渤海灣和萊州灣的灣口，地處 37°20′～38°10′n、118°7′～119°10′e，屬溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。地下蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源和其它沉積礦床，已建成我國第二個最大的石油工業(yè)基地。地面農(nóng)業(yè)資源多種多樣，擁有豐富的水沙資源、土地資源、草場資源和廣闊的灘涂，生產(chǎn)潛力很大。但由于對黃河三角洲地區(qū)特殊的自然環(huán)境缺乏全面的認(rèn)識，以及旱、澇、鹽堿等不利因素的影響，生態(tài)平衡一度遭到破壞。為了為黃河三角洲的可持續(xù)發(fā)展建立遙感監(jiān)測系統(tǒng)和資源與環(huán)境信息系統(tǒng)，1985 年 10 月國土資源衛(wèi)星協(xié)調(diào)小組將黃河三角洲列為試驗區(qū)之一[38]，到目前為止，已形成了較完整的時空動態(tài)遙感數(shù)據(jù)系列。

（2）珠江三角洲：珠江三角洲位于廣東省中南部，瀕臨南海，是我國南亞熱帶最大的沖積平原。自 1978 年以來，成為我國層次最高、發(fā)展最快的改革開放先行地區(qū)[39]。未來的珠江三角洲將是一個經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城鄉(xiāng)融為一體的經(jīng)濟(jì)區(qū)和城市密集區(qū)[40]。為了保證珠江三角洲的可持續(xù)發(fā)展，我國即將啟動珠江三角洲地區(qū)的 1∶1 萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)，并運(yùn)用 1m 分辨率以上的各種衛(wèi)星數(shù)據(jù)，建立包括 1m 分辨率的資源、環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)方面的多分辨率數(shù)據(jù)庫。

（3）黃土高原：黃土高原水土流失非常嚴(yán)重，它不僅破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，而且給黃河下游的海防帶來了很大的威脅。為了全面了解土壤侵蝕狀況和水土保持工作的進(jìn)展情況，為綜合治理和合理開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，1985 年我國起動了“黃土高原遙感系列制圖”課題。根據(jù)調(diào)查結(jié)果將黃土高原分為劇烈侵蝕區(qū)、強(qiáng)烈侵蝕區(qū)、高強(qiáng)度侵蝕區(qū)、強(qiáng)度侵蝕區(qū)、中度侵蝕區(qū)和輕度侵蝕區(qū)、建立了黃土高原 1∶100000 資源與環(huán)境遙感調(diào)查數(shù)據(jù)庫[41]。

篇12

地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)性的決策支持系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用適當(dāng)?shù)牡乩砟Ｐ秃头治龇椒?，適時的提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究、評價、管理、定量分析和決策服務(wù)而建立的一類計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

1　GIS的發(fā)展

1.1　G18發(fā)展簡史

20世紀(jì)60年代，為GIS的開拓期。加拿大測量學(xué)家R.F.Tom]inson首先提出地理信息系統(tǒng)的概念，把地圖變成數(shù)字形式的地圖，并領(lǐng)導(dǎo)建立了世界第一個地理信息系統(tǒng)――CGIS，它具有覆蓋，測量，資料數(shù)字化掃描的功能，支持一個跨越大陸的國家坐標(biāo)系統(tǒng)，將線編碼為具有真實的嵌入拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的“弧”，并且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨(dú)的文件中，以實現(xiàn)專題地圖的疊加、面積量算等。

20世紀(jì)70年代，為GIS的發(fā)展期。隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展，GIS技術(shù)朝實用化方向發(fā)展。世界上先后出現(xiàn)了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型各具特色的GIS。如美國地質(zhì)調(diào)查局研發(fā)了50多種地理信息系統(tǒng)用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息；法國建立了地理數(shù)據(jù)庫GITAN系統(tǒng)和深部地球物理信息系統(tǒng)：瑞典的區(qū)域統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、土地測量信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。

20世紀(jì)80年代，為G18的突破期，注重于空間決策支持分析。隨著計算機(jī)技術(shù)的普及及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，地理信息的處理效率和傳輸時效，尤其在柵格掃描輸入的數(shù)據(jù)處理方面得到極大的提高。地理信息系統(tǒng)逐漸走向成熟，并進(jìn)入多學(xué)科領(lǐng)域，從比較簡單的、功能單一的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng)，并向智能化發(fā)展，新型的GIS將運(yùn)用專家系統(tǒng)知識進(jìn)行分析、預(yù)報和決策。

20世紀(jì)90年代以來，為GIS的普及期。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS由單機(jī)、靜態(tài)、二維向網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)、多維的方向發(fā)展，為滿足了不同人群的需求建立了事務(wù)處理系統(tǒng)(TPS)、管理信息系統(tǒng)(MIC)、決策支持系統(tǒng)(DSS)、人工智能和專家系統(tǒng)(EC)。GIS進(jìn)入各行各業(yè)，成為許多機(jī)構(gòu)的必備系統(tǒng)，成為現(xiàn)代化最基本的服務(wù)系統(tǒng)。

1.2　我國的GIS發(fā)展概況

1980年，中科院遙感應(yīng)用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室標(biāo)志著我國的G18研究工作的起航，雖然起步較晚但發(fā)展迅速。世界的G18技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，為我國快速發(fā)展G18技術(shù)創(chuàng)造了條件。我國以改革開放為契機(jī)，加強(qiáng)了與國外的學(xué)術(shù)和技術(shù)的交流，并進(jìn)行了一系列的理論探索和區(qū)域性研究，為我國GIS的研制和應(yīng)用做了技術(shù)和理論上的準(zhǔn)備。

1985年以來，GIS作為政府行為，正式被列入了國家科技攻關(guān)計劃，籌建了一個新型的開放性研究實驗室――國家資源與環(huán)境系統(tǒng)實驗室，并完成了技術(shù)引進(jìn)，數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究、空間數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開發(fā)等，在全國大地測量和數(shù)字地面模型建立的基礎(chǔ)上，建成了1：100×104國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)和全國土地系統(tǒng)；1：400×104全國資源和環(huán)境信息系統(tǒng)；1：250×104水土保持信息系統(tǒng)。

21世紀(jì)人類社會全面進(jìn)入信息時代，GIS作為一門多技術(shù)交叉的信息空間科學(xué)，不斷地用新的技術(shù)和方法來裝備自己。在我國，全國開發(fā)了一系列空間信息軟件和制圖軟件，建立大量數(shù)據(jù)庫和一些具有分析和應(yīng)用深度的地理模型和基礎(chǔ)性的專家系統(tǒng)，完成了一批綜合性、區(qū)域性和專題性的系統(tǒng)，如中國科學(xué)院的中國國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)、資源開發(fā)模型工具庫系統(tǒng)、黃河下游洪水險情預(yù)警信息系統(tǒng)等。GIS的研究逐步與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會需求相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實際應(yīng)用效益。

2.GIS的發(fā)展前景

2.1　地理信息系統(tǒng)與數(shù)字地球

數(shù)字地球是地理信息系統(tǒng)的延伸，是“3S”(全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)G18和遙感Rs，簡稱“3S”)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。數(shù)字地球是一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)、多分辨率和三維的地球表示，即在全球范圍內(nèi)建立一個以空間位置為主線，按地理坐標(biāo)整理構(gòu)建一個全球信息模型，描述地球上每一點的全部信息，使地理信息可隨時隨地的為任何人任何事服務(wù)。數(shù)字地球在當(dāng)前的工農(nóng)業(yè)建設(shè)中的重大作用已初見端倪，它必將在林業(yè)、水產(chǎn)、交通、地礦、通信、教育、資源、環(huán)境、人口、軍事、新聞媒體、城市建設(shè)等眾多領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2　GIS在抗災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

近年來，全球的自然災(zāi)害頻發(fā)，給人類社會帶來了巨大的生命和財產(chǎn)損失，我國是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，因而我國的自然災(zāi)害防范應(yīng)對形勢更加嚴(yán)峻，亟需建立更加有效的自然災(zāi)害管理系統(tǒng)。G18技術(shù)可為其提供空間數(shù)據(jù)和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的快速存取和管理及分層可視化功能；提供空間、屬性數(shù)據(jù)一體化分析和多種空間決策功能，并可與災(zāi)害分析預(yù)測模型相結(jié)合，快速生成有效的決策支持信息。在1991年江淮等地發(fā)生的重大洪澇災(zāi)害中，我國綜合應(yīng)用遙感、通信和G18技術(shù)建立的國家防洪遙感信息系統(tǒng)發(fā)揮了重大作用。隨著綜合減災(zāi)研究的進(jìn)行，GIS技術(shù)將會更加廣泛的應(yīng)用于災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)報，自然災(zāi)害評估，災(zāi)害應(yīng)急救助救援，災(zāi)害保險與恢復(fù)等領(lǐng)域。

3.結(jié)語

在高度信息化的時代，地球數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的信息科學(xué)技術(shù)的時代，G18技術(shù)將更加受到重視，在全球享受GIS技術(shù)帶來巨大便利的同時，GIS技術(shù)的研究與應(yīng)用必將進(jìn)一步深化，GIS必將在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、資源管理、環(huán)境工程等各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。

參考文獻(xiàn)：

篇13

1.前言：

由于地理空間非常復(fù)雜，人們不可能觀察到現(xiàn)實地理世界的所有細(xì)節(jié)，因此地理信息對地表的描述總是近似的，而這個近似的程度如何則反映了對地理現(xiàn)象及過程的抽象的程度或者抽象尺度。因此尺度是所有地理信息的基本、重要特征，不同的尺度所表達(dá)的信息是有很大差異的。尺度問題已經(jīng)被UCGIS列在地理信息科學(xué)未來研究的十大優(yōu)先領(lǐng)域。Haggett也指出地理學(xué)研究中必須解決與尺度相關(guān)的三個問題，即：尺度覆蓋，尺度關(guān)聯(lián)以及尺度標(biāo)準(zhǔn)。很多學(xué)者在多個研究領(lǐng)域?qū)Τ叨葐栴}進(jìn)行了研究[1-12]，如遙感科學(xué)，地圖學(xué)，空間統(tǒng)計學(xué)，生態(tài)學(xué)，地理信息科學(xué)等。

基于此，對尺度和尺度轉(zhuǎn)換概念的正確理解是至關(guān)重要和迫切的。

2.尺度與尺度轉(zhuǎn)換

2.1 尺度的概念

尺度是指在研究某一物體或現(xiàn)象時所采用的空間或時間單位，又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時間上所涉及到的范圍和發(fā)生的頻率。即尺度通常有時間和空間兩方面的含義，同時尺度往往以粒度和幅度來表達(dá)?？臻g粒度指最小可辨識單元所代表的特征長度、面積或體積(如像元)；時間粒度指某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的(或取樣的)頻率和時間間隔。幅度是指研究對象在空間或時間上的持續(xù)范圍或長度。具體來說，所研究對象的范圍決定該研究的空間幅度；而研究項目持續(xù)多久，則確定其時間幅度[24]。Thompson早在1917年就指出，“尺度的影響，不僅僅是尺度本身，而是與其周圍的環(huán)境緊密聯(lián)系”。尺度一詞的含義比較復(fù)雜，在不同學(xué)科領(lǐng)域，同一術(shù)語如Scale 表達(dá)了不同的含義如表1所示：

表1 尺度在不同學(xué)科下的概念[15]

術(shù)語 含義 使用領(lǐng)域

尺度 指的是一個事物或過程經(jīng)歷時間的長短或在空間上涵蓋范圍的大小

廣泛應(yīng)用

絕對尺度 實際的距離、方向、形狀和幾何特征等

相對尺度 利用相對的距離、方向、形狀和幾何特性以及特定的函數(shù)關(guān)系表達(dá)絕對尺度

制圖比例尺 地圖距離和地球表面實際距離的比率 地圖學(xué)

分辨率 測量的精確程度、空間采樣單元的大小 遙感

粒徑 給定數(shù)據(jù)的最大分辨率 景觀生態(tài)學(xué)

范圍 研究區(qū)域 的大小或考慮的時間范圍

支集 度量或定義（屬性）值的空間 地統(tǒng)計學(xué)

步長 相鄰現(xiàn)象、采樣或分析單元間隔的度量 空間分析生態(tài)學(xué)

2.2尺度轉(zhuǎn)換的概念

尺度轉(zhuǎn)換是利用某一尺度上所獲得的信息和知識來推測其他尺度上的現(xiàn)象，既可以是向上尺度轉(zhuǎn)換，也可以是向下尺度轉(zhuǎn)換。根據(jù)王勁峰等對尺度轉(zhuǎn)換的定義,統(tǒng)一將較小尺度觀測結(jié)果獲得較大尺度信息的向上尺度轉(zhuǎn)換過程稱為尺度擴(kuò)展；而把大尺度上的信息分解到更小的尺度的過程稱為尺度收縮。常用關(guān)于空間尺度轉(zhuǎn)換的表述如表2[16]。

表 2 尺度轉(zhuǎn)換的分類

轉(zhuǎn)換分類 英文表述 其他中文表述 具體含義

尺度擴(kuò)展

Upscaling

Scaling-up

Top-down

向上尺度轉(zhuǎn)換

尺度上推 從較小尺度（空間）觀測中獲得較大尺度空間信息的過程：是將尺度從精確的尺度（高分辨率）向模糊的尺度轉(zhuǎn)換的過程。

尺度收縮

Downscaling

Scaling-down

Bottom-down

向下尺度轉(zhuǎn)換

尺度下推 從較大尺度（空間）的信息分解到較小的尺度（空間）上的過程：是將信息從模糊的尺度向精確的尺度轉(zhuǎn)換的過程。

3.尺度與尺度轉(zhuǎn)換的重要性

尺度是空間數(shù)據(jù)的重要特征,是數(shù)據(jù)建模和表達(dá)時的空間范圍、粒度、細(xì)節(jié)的相對大小。不同尺度內(nèi)的空間信息密度有很大的差異。在地理科學(xué)及許多相關(guān)研究領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)來源的一個重要特點是其來自于觀測數(shù)據(jù)而不是實驗數(shù)據(jù)。這些觀測數(shù)據(jù)一般由計數(shù)單元采樣而得，而計數(shù)單元的大小又是尺度的指標(biāo)。因此從數(shù)據(jù)來源的角度，其尺度特征往往是被預(yù)先決定的?？墒窃趯嶋H研究中，觀測問題、研究問題以及最終的應(yīng)用層次之間往往存在尺度的不一致性，從而導(dǎo)致尺度轉(zhuǎn)換在地學(xué)和相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域中不可避免。

另外，由于空間數(shù)據(jù)庫對尺度的依賴性，也決定了對尺度轉(zhuǎn)換的必要?？臻g數(shù)據(jù)庫的尺度依賴表現(xiàn)在：

1)在不同尺度上觀察，空間形態(tài)的表示可能不同；

2)在特定的尺度上，某些空間形態(tài)和過程可能會觀察不到，而且其研究得出的結(jié)論不一定適用于其它尺度；

3)研究變量之間因果關(guān)系的方法會受觀察尺度的影響，從而使獲取的規(guī)律或知識出現(xiàn)偏差甚至錯誤。

由于空間尺度的依賴性，某一空間目標(biāo)，隨數(shù)據(jù)模型的尺度不同，其目標(biāo)的特征(空間形態(tài)、關(guān)系、屬性)也會發(fā)生改變，從而引起目標(biāo)結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。正是由于觀測的尺度、研究的尺度、應(yīng)用的尺度以及地理現(xiàn)象本身的運(yùn)行尺度之間的不一致，尺度問題在地理學(xué)及相關(guān)學(xué)科中不可避免。

4.尺度與尺度選擇

由于尺度依賴性的存在，在尺度研究領(lǐng)域，尺度效應(yīng)和尺度選擇是緊密聯(lián)系在一起的，是“尺度科學(xué)”的重要內(nèi)容之一。理論上講, 應(yīng)該選取能夠?qū)⑸铩⒎巧锖腿祟愡^程關(guān)聯(lián)起來的最佳尺度, 但是尺度選擇卻經(jīng)常按照感知能力或技術(shù)的、邏輯的限制來完成。一般尺度的選擇受到研究項目的狀況、研究對象的性質(zhì)和復(fù)雜程度等一系列因素的影響和制約，在充分考慮這些因素的情況下, 尺度選擇應(yīng)該具有層次性, 即至少要包括核心尺度, 小尺度組分和大尺度背景三個層次。確定最適合尺度的方法可能完全是經(jīng)驗主義的，另外，根據(jù)多元回歸分析在不同尺度上的解釋能力，也可以幫助確定合適的研究尺度。也有學(xué)者認(rèn)為，在地理學(xué)研究中，往往不只存在一個單一的最佳尺度，因此，需要采用多尺度分析來進(jìn)行研究。

5. 地理科學(xué)尺度研究需要解決的問題

根據(jù)近幾年一些學(xué)者對尺度問題的的研究成果，及研究過程的具體需求，將地理科學(xué)的尺度問題面臨的挑戰(zhàn)[15]總結(jié)如下：1）空間異質(zhì)性如何隨尺度改變；2）過程研究中速率變量如何隨尺度改變；3）優(yōu)勢或主導(dǎo)過程如何隨尺度變化；4）過程特性如何隨尺度改變；5）敏感性和可預(yù)測性如何隨尺度改變；6）干擾因素的尺度效應(yīng)如何表達(dá)；7）尺度轉(zhuǎn)換能否跨越多個尺度或尺度域；8）噪聲成分是否隨改變等。

現(xiàn)在多數(shù)學(xué)者都已認(rèn)識到科學(xué)研究中尺度問題的重要性，面對這些挑戰(zhàn)性問題，相信他們在進(jìn)一步的研究中會個個擊破的。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫慶先，方濤。郭達(dá)志．空間數(shù)據(jù)挖掘中的尺度轉(zhuǎn)換研究[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用,2005．16：17