時間:2023-12-05 18:09:00
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇地理信息科學進展范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
2.1教師專業素養迫切需要提高
目前狀況是一些院校現有的地理信息科學專業教師是從相關學科轉入地理信息科學專業的,大多數是從學校畢業又走入學校,并沒有機會從事實際地理信息系統研究、開發和應用的經驗[3]。而地理信息科學技術本身發展又很迅速,這使得一些教師很難勝任所承擔的核心課程與專業課程教學任務。
2.2教材建設與培養目標脫節
由于軟件的更新速度飛快,相應的實驗教材很難跟上。據此有些人提出了要大膽嘗試采用電子教材,某些部門或是軟件出品單位不要只是將精力放在軟件使用幫助上,也應當隨之出品入門級或更高檔次的電子實驗教材,彌補實驗教材陳舊落后更新慢的問題。理論教材內容更新滯后非常明顯,與各人才培養層次與方向脫節,沒有針對各個培養層次和方向的統一化、系統化的教材的建設[4]。
2.3課程體系及教學內容與社會需要脫節
各高校開辦地理信息科學專業時,主要是依托已有相關專業構建課程體系,無論是學科基礎課程,還是專業核心課程的設置,皆與地理信息系統專業培養目標及社會需求脫節[5]。大多是根據本校的師資和學生的素質來設置相應的課程。還有因師資不足,涉及地理信息新理論、新技術、新方法的課程不能開設,學生空間分析、地理信息系統技術二次開發與應用的能力上得不到鍛煉,在工作中暴露出地理信息系統應用能力差的缺陷,直接影響到該學校地理信息科學專業人才培養的聲譽[6]。
2.4專業目錄名稱與本學科內涵不相適應
隨著形勢的發展,逐漸暴露出一些問題。從地理信息科學專業分層次的培養來看,名稱上存在不相稱,一些專家建議,對于理科院校或從地理科學為基礎發展起來的,完全可以稱為地理信息科學專業,但對于工科院校或從測繪等方向發展起來的,可以改稱為地理信息工程專業。筆者認為經過多年的磨合共融發展,也可能在將來二者會統一于新的名稱。
2.5資金投放不足
目前,高校地理信息科學專業建設與人才培養,同樣受到發展速度與投入增量不同步的影響,專業建設經費不足,儀器設備陳舊且不配套。特別是在一般本科類院校,在追求規模發展過程中,因資金不足與基礎設施建設需要,對教學儀器設備與運行保障經費采取緊縮政策[7]。
2.6全國地理信息科學專業的發展沒有一個統一的教育培養評價體系
對于這個專業培養的人才沒有相應評價體系。尤其針對一般本院校來說,不論是以測繪為基礎發展起來的,還是以地理科學為依托發展起來的地理信息科學專業,都沒有真正融入到全國地理信息科學專業的大圈子里。要真正服務社會,不應靠少數頂級院校的科學進展,更多是發揮好全國各地的地理信息科學專業的教育資源,讓地理信息科學的大眾化教育與培養復合型人才可以落到實處,從而彰顯地理視角。
3建議與發展策略
3.1地理信息科學教育應遵循應用科學的教育理念
這個專業無論是從測繪工科院校發展起來的還是從以地理學空間分析應用為主的理科發展起來的,大家都會認為本專業是理論實踐相結合的學科。從現在本科生、研究生的招生就業情況來分析,本科階段是扎實掌握基本理論的重要時期,研究生階段可注重與實踐相結合。大學本科階段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追尋市場,更不能成為步入社會的培訓場所。大學本科教育是思想和認知善惡發育成型的階段,讓學生有能力去追求知識與真理,這是大學本科的教學核心。只有這樣才能在以后的工作中具有更強的創新能力。
3.2培養空間思維的教學模式不能變
空間思維能力不只是讓人知道東西南北,更多是分析和解決問題的空間維度。從另一個角度來看,地理信息科學的普及也是對全民空間思維能力的培養,比如ESRI在美國會對小孩子進行免費的地理知識講解,使他們從小就能接觸到地理空間的概念,啟發了他們的空間想象力。
3.3人才培養上要在權威機構中劃分出層次
從地理信息產業發展來看,地理信息科學學位教育應強化技能培訓,這部分人才培養就落在一些以測繪為基礎的工科院校發展起來的地理信息科學專業的培養上,突出地理信息科學技術的開發與應用。而另一類別是以地理學為基礎發展起來的院校專業上應突出地學方面的應用。總之地理信息科學人才的培養既需要有能夠創新思路的人才,也要培養具有扎實知識的技能型人才,這樣才能共同推動地理信息科學和地理信息產業可持續發展。
3.4通過任教資格考試、技術水平認證來規范地理信息從業人員的水平
國家應有相應的政策法規來管理地理信息產業。規定必須要有相當水平的從業人員才能承接各種項目。原因就是地理信息產業的相關行業關系人類社會正常發展,如果政策法規跟不上,那么將會一片混亂。3.5為一線地理信息科學教育工作者申請教學或科研項目建立一種運行模式與保障機制筆者認為可以從政府層面上建立一種運行模式,保障地理信息科學教育工作者真正地申請到地理信息科學項目,如教育部科技司、國家測繪地理信息局、國家發改委高技術產業司等等或是中國測繪地理信息學會、中國地理信息產業協會等各級協會都可以組織建立保障機制并實施這種運行模式。
[中圖分類號]F59
[文獻標識碼]A
[文章編號]1002—5006(2013)01—0114—15
1 引言
旅游領域正在經歷著一個以商業實踐和研究活動為平臺的迅猛發展期,對于旅游研究者而言,把握領域最新研究進展、了解已被研究的內容以及思考未來的研究方向是非常重要的。在我國的旅游研究中,針對各種研究主題的綜述性研究非常豐富,然而信息科學與旅游的交叉研究并沒有得到足夠的重視。
交叉研究或跨學科研究一詞源于1926年美國哥倫比亞大學心理學家伍德沃斯(Woodworth)創建的英文形容詞:interdisciplinary(跨學科的),指超過一個學科范圍的研究活動。信息科學是一種橫斷科學與方法科學,在信息科學所涉及的4個方面研究中:(1)電子科學與技術、信息與通信系統、信息獲取與處理;(2)計算機科學與技術、網絡與信息安全;(3)控制理論與工程、系統科學與工程、人工智能與智能系統;(4)半導體科學與信息器件、信息光學與光電子器件、激光技術與技術光學,其中3個方面都與旅游研究在研究對象上發生交叉(如旅游博客數據挖掘、旅游推薦系統),且旅游研究也不斷采用信息科學的理論與方法去解決問題(如人工智能在旅游預測中的應用、計算機仿真在游憩行為研究中的應用),體現了交叉研究和跨學科特征。信息科學與旅游的交叉研究客觀存在,且已經經歷了20多年的發展。
旅游研究一直是一個開放的體系,吸納著其他學科的營養;信息科學與旅游研究的交叉與融合為解決旅游領域的新矛盾、新問題和探索新規律、新原理提供了新的思維方式和科學的研究方法,是信息時代旅游發展的產物與趨勢。信息科學與旅游的交叉研究無論對旅游學術研究還是對旅游業發展都具有非常重要的意義,其研究進展應得到關注與重視。
已有關于信息科學與旅游交叉研究進展的綜述研究川沒有體現出兩種研究的“交叉”性,即信息科學研究中有哪些以旅游為研究對象或者解決旅游領域的問題?旅游研究中涉及哪些信息科學方法與技術應用?這些問題的回答對于研究者廣泛與深入開展信息科學與旅游的交叉研究具有重要意義。
為了較為全面地闡述信息科學與旅游研究之間的“交叉性”,本文采用系統綜述方法對該交叉領域最近12年發表的文獻進行了搜集、篩選、整理、歸納與分析.以期幫助相關研究者了解這一交叉領域的主要研究問題及所取得的研究進展,并對今后的深入研究有所借鑒與啟發。
2 系統綜述方法
系統綜述(systematic review)又稱系統評價,起源于醫學領域,是指在復習、分析、整理和綜合原始文獻的基礎上進行的二次研究方法,目前已經被廣泛應用于循證醫學(evidence—based medicine),逐步應用于社會學、教育學、圖書情報等領域。系統綜述可被精確區分為兩種類型:(1)定性系統綜述,原始文獻的研究結果被分析與總結,但未經統計學合并;(2)定量系統綜述,又稱元(meta)分析或薈萃分析,應用統計學方法對若干個研究結果進行定量統計合并的過程。在某些不強調或較難實施統計學合并的研究領域,直接將定性系統綜述稱為系統綜述,將其作為一種對某研究問題、主題或現象的可獲得的所有研究進行評價和解釋的方法,目標在于通過一種可信的、嚴格的以及可審計的方法來提供公正的研究評價。信息科學與旅游科學的交叉研究屬于較難實現統計學合并的研究領域,因此本文采用定性系統綜述方法,簡稱系統綜述。
本文關于信息科學與旅游的交叉研究的系統綜述研究包含如下步驟:
(1)確定研究問題
為了全面了解與分析信息科學與旅游的交叉研究現狀,本文確定了如下系統綜述的研究問題:①信息科學研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?②旅游研究中與信息科學相關的研究主要有哪些方面?③信息科學與旅游的交叉研究有哪些趨勢?
(2)確定文獻搜索策略
基于所確定的研究問題,設計如下文獻搜索策略:
①搜索工具與數據庫:采用Google Scholar、IEEE Xplore、ScienceDirect;
②搜索關鍵字:采用關鍵字組合“tourism”AND(“computer”OR“communication technology”),即“旅游”與“計算機”或“通信技術”同時出現;計算機科學與技術是信息科學研究領域中最為活躍的方向之一,計算機科學與技術、通信科學與技術在信息科學研究中具有一定的代表性;經過反復搜索測試,“計算機”與“通信技術”作為關鍵字與“旅游”進行組合搜索,搜索結果能夠較為全面地覆蓋信息科學與旅游的交叉研究,實現本文系統綜述的研究目標;③搜索的時間范圍:2000年之后。
(3)文獻搜索
按照上述搜索策略分別在3個工具與數據庫進行搜索。Google Scholar顯示共有54500條結果(2011年12月22日),其只提供最相關的前1000條;IEEE Xplore(搜索字段為“摘要”)共搜索到46條結果(2011年12月24日);ScienceDirect(搜索字段為“題目”或“關鍵字”或“摘要”)共搜索到36條結果(2011年12月24日)。
(4)文獻篩選
在上述搜索到的條目中,按照表1所示的文獻入選和剔除標準,篩選用于本文系統綜述的文獻。
表1所示第一步完成后共有512篇文獻入選。第二步經過多次逐步細化篩選,最終確定用于本文系統綜述的入選文獻共245篇,其中期刊論文158篇,會議論文87篇。245篇文獻來自106種期刊和58種會議,文獻來源分散且涉及領域廣泛,有關文獻來源、作者等的定量分析結果已另文撰寫,本文則側重對系統綜述研究步驟(1)所確定的研究問題的回答。
(5)分析與完成報告
根據系統綜述研究步驟(1)所確定的研究問題,對入選文獻進行分類、分析與總結。分析結果見下一章節。
為了分別回答問題1與問題2,本文需要將入選文獻劃分為旅游研究和信息科學研究兩種視角,分別簡稱為旅游類研究和信息類研究。而事實上,當兩種研究產生交叉與融合,進行上述嚴格區分是較為困難的。為此,本如下處理:
(1)按照文獻來源所屬學科范疇進行劃分,如來源于Tourism Management及《旅游學刊》的文獻則劃入旅游類,來源于Expert Systems with Applications及《計算機工程》的文獻則劃入信息類;
(2)按照期刊載文的學科范疇劃分,如《華東經濟管理》刊載旅游類文章,則歸為旅游類,《北京工商大學學報(自然科學版)》刊載信息技術類文章,則歸為信息類;
(3)按照入選文獻的具體內容劃分,一些綜合性期刊無法直接確認屬于哪一類,則閱讀入選文章原文,如果偏重人文社會學視角,則歸入旅游類;如果偏重信息科學及技術視角,則歸入信息類。
由此,經管類、電子商務、地理類等期刊歸入旅游類中,測繪類期刊歸入信息類中;兩類分別含有入選文獻147篇和98篇。
3 綜述結果與分析
3.1問題1:信息科學研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?
“面向旅游”并不特指專用于或專門針對旅游的研究,而是指其研究問題由旅游領域而產生,或者旅游是其最為典型的應用。面向旅游的信息科學研究幾乎涉及了信息科學研究范疇的各個方面,而許多研究領域更是體現了信息科學領域較新及較前沿的研究方向與熱點,如表2所示。面向旅游的信息科學研究中最受關注的研究主題是應用系統、人工智能、地理信息系統、移動應用、推薦系統以及語義網與本體等;而Web服務、虛擬現實、普適計算、計算機仿真也受到了一定程度的關注。下面對表2排序前10的研究主題的進展情況進行詳細闡述。
3.1.1
應用系統
應用系統指面向各種終端設備,如電腦、手機、PDA(掌上電腦)、電話等使用者的可用人機交互系統,也包含網站(Web)應用系統。本文為了強調移動應用和推薦系統兩類特殊的應用系統,在本類研究主題統計中將其排除,另列類別。應用系統研究占據了面向旅游的信息科學研究的較大比重。一方面是因為信息科學向旅游研究中進行滲透的最初方式正是其在旅游行業中的實際應用;另一方面是人選文獻中我國研究占據較大比重且較集中于該類研究。
應用系統的相關研究可分為:①戰略設計或實施建議,如航空業信息技術應用戰略與戰術研究,以及非洲撒哈拉以南地區的旅游組織實施電子商務的建議;②技術架構設計,如基于面向服務的體系架構(service oriented architecture,SOA)的旅游資源信息服務模型研究;③系統設計與開發,如一種智能旅游行程導航系統,以及四川、山西和贛東北等目的地或區域管理信息系統的設計與開發。
3.1.2人工智能
人工智能是面向旅游的信息科學研究較多采用的方法與技術,可將相關研究分成以下幾個方面:①推理,即采用人工智能推理技術支撐各種應用系統,如基于貝葉斯網的旅游行程推理;②數據挖掘,如旅游突發事件預測預警、消費者特征分析、基于機器學習的旅游博客觀點挖掘以及數據倉庫技術在旅游業中的應用;③主體(agent),如主體旅游者進行數據采集、分析并向旅游者進行旅游推薦弛;④評價,如基于神經網絡的上海旅游可持續發展能力評價;⑤決策支持,如旅游目的地選擇決策支持系統。
3.1.3地理信息系統
旅行活動是一種人地關系,地理信息是設計與開發各種旅游應用系統的重要信息資源,地理信息系統就是為這些應用系統提供地理信息使用接口的重要支撐系統。個性化目的地推薦系統、基于短信服務的餐館推薦系統、導航系統、位置服務系統、旅游資源監控預警系統以及古建筑信息系統等應用系統都離不開地理信息系統的支撐。上述“應用系統”主題研究中,幾乎所有面向目的地與區域的管理信息系統的設計與開發都離不開地理信息系統。有關旅游地理信息系統本身的研究也較為活躍,如雅安市WebGIS(萬維網地理信息系統)的實現研究、基于WebGIS的旅游地理信息系統研發以及泰山三維(3D)地理信息系統的研發。
3.1.4移動應用
移動通信技術,特別是移動終端技術的快速發展,使得面向旅游者手持終端(如手機、PDA)的各種移動應用得到了迅猛發展。相比較于傳統的計算機應用,移動應用較好體現了旅游以“人為中心”而不是計算機為中心的理念。相關研究主要集中于面向旅游者服務的信息推送與搜索、導航、實時路線及目的地推薦;并向普適計算的方向進行擴展,如手機電子門票、基于全球定位系統的車輛監控與導航以及手機與環境之間的交互游戲等。除了面向旅游者服務外,移動應用研究還包含面向旅游研究者、旅游公共管理與服務部門以及旅游企業的旅游行為數據采集與分析,如可通過基于手機數據的散客流分析,對目的地住宿的可容納量進行估算。移動應用中與位置信息相關的應用也被稱為位置服務,如位置信息服務、導航以及實時路線推薦等。
3.1.5推薦系統
推薦系統是為解決互聯網“信息過載”問題而提出的一種個性化服務,幫助用戶從大量信息中發現其可能感興趣的或者滿足其需求的資源,如信息、服務以及商品等,并自動生成個性化推薦。目前,推薦系統在旅游中的典型應用為旅游行程規劃,可面向旅游電子商務用戶,也可面向互聯網用戶;可規劃旅行的時間、地點以及活動等全套行程規劃引,也可推薦旅游目的地、餐廳以及住宿等。推薦系統主要采用人工智能、語義網、移動應用、定位與地理信息系統等技術。相關研究還涉及用戶個性語義模型、系統架構設計等方面。
3.1.6語義網和本體
語義網(semantic Web)是傳統網站的一種擴展。在語義網中,信息具有明確的含義——語義,人類語言與機器語言之間能夠相互理解,機器能夠自動地處理和集成網上對于人而言可用的信息,使得人與機器之間的交流變得像人與人之間交流一樣順暢。本體(ontology)是用來描述網絡文檔中術語的明確含義及其之間關系的技術,能夠實現語義網信息處理的自動化,提高網站搜索的準確性以及網站服務質量。旅游領域是語義Web與本體研究的問題來源與典型應用對象,如基于語義Web與本體技術的旅游中小企業間信息交換、動態生成客戶供給的客戶關系管理、旅游網站信息系統、旅游目的地管理系統以及旅行推薦系統。這些系統能夠對旅游領域知識進行本體表達,從而集成對于用戶有用的或者滿足用戶需求的語義信息;其中,旅游知識域的本體表達、行程規劃的語義信息推理是實現這些系統的關鍵技術。
3.1.7Web服務
Web服務(Web services)是Web上數據和信息集成的有效機制,是解決Web上各種應用系統高維護與更新代價的最為合理的解決方案。因此,Web服務在旅游中主要用于信息集成、交換以及系統之間的互操作。Web服務技術對于旅游目的地管理而言非常重要,能夠實現旅游目的地營銷系統與旅游企業之間以及目的地旅游企業之間的異構數據交換、共享以及集成。Web技術還是Web推薦系統的重要技術之一,能夠獲取推薦系統所需的動態與實時的萬維網數據。
3.1.8虛擬現實
虛擬現實技術主要用于旅游目的地、景區、景點的市場營銷。國內的相關研究集中于旅游目的地、景區及景點等的虛擬展示,如西安市360度全景虛擬旅游系統、北京妙峰山古建筑群的網絡虛擬漫游系統、村鎮民俗旅游資源的立體展示。鄭鵬等認為這是一種旅游產品的虛擬試用體驗。而國外的相關研究則側重于游客的現場體驗,特別針對歷史文化遺產與遺跡,如意大利的PEACH(personal experience with active cultural heritage,個性化體驗活動的文化遺產)項目針對提升游客在博物館對于文化遺產的體驗以及馬來西亞凱利城堡(Kellie’s Castle)的虛擬旅游原型研發。虛擬現實技術在旅游中的應用還包含了旅游開發與遺產保護,如十三陵景區的虛擬復原。
3.1.9普適計算
普適計算模式下人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行信息的獲取與處理。由于移動終端設備及其應用的發展,普適計算在旅游研究中非常活躍,如一種面向移動終端的基于旅游本體的信息廣播與推送方法研究,用以解決傳統移動終端對于旅游者需要花費昂貴的“漫游”網絡連接費用以及需要主動獲取信息等問題;一個面向德國雷根斯堡(Regensburg)游客的移動終端游戲的設計與應用,游客可以通過在空中晃動手機來與游戲中的歷史人物溝通,該游戲以一種有趣的方式向游客介紹雷根斯堡的歷史。普適計算是我國目前形成研究熱點的物聯網應用的基礎理論與技術之一。
3.1.10計算機仿真
計算機仿真技術研究中面向旅游的研究包含基于概率統計方法對上海旅游服務系統顧客滿意度進行仿真以及基于系統動力學方法對新度假制度對城郊旅游的影響進行仿真等。
3.2問題2:旅游研究中與信息科學相關的研究主要有哪些方面?
旅游研究中與信息科學方法與技術相關的研究范圍較為廣泛,表3顯示本文入選文獻中歸入旅游類的研究主題共有43種。其中最受關注的研究主題是電子商務、網站評估以及在線消費者行為。人工智能、移動通信、地理信息系統等信息科學方法與技術在旅游中受到了相應重視。旅游網站空間、系統評價、網絡營銷、應用系統以及正在大范圍普及的Web 2.0互聯網應用模式也受到了旅游研究的重視。信息科學領域中的某些前沿研究也在旅游研究中得到了關注,如計算機仿真、推薦系統、Web服務、語義網與本體。
進一步對表3各類主題的文獻內容進行剖析與歸納,可以得到以下旅游研究中與信息科學方法與技術相關的6個研究范疇:
3.2.1信息技術對旅游的影響
信息技術對旅游的影響研究主要包含信息技術對旅游產業的影響與信息技術在旅游中的應用影響兩個方面。其中,信息技術在旅游中的應用影響又分為現狀研究、作用研究、影響因素研究等方面。
信息技術對旅游產業的影響主要體現在其對傳統旅游產業價值鏈的重構上,集中表現于電子商務對旅游產業的影響、新型電子中介(供應商、互聯網門戶網站、拍賣網站、數字電視、移動商務等)對傳統電子中介(計算機訂座系統、全球分銷系統等)的影響、信息技術對分銷渠道的影響。
信息技術在旅游中的應用現狀研究主要側重于旅游企業,如電子商務在北京旅游企業中的應用現狀、土耳其旅行社對互聯網的使用情況、愛爾蘭旅游中小企業和鄉村微型住宿業對信息技術使用情況的分析、南非中小旅游企業對于信息技術使用的狀況研究。
信息技術對旅游的作用研究既包含旅游企業整體層面,如信息技術對埃及中小接待企業發展的積極作用、知識管理對于澳大利亞旅游業的作用等;又包含旅游企業的某項具體功能,如信息技術應用對于泰國酒店運營效率的作用;還包含旅游資源開發與保護方面,如計算機技術對于泰國古建筑重建的重要作用。
信息技術應用的影響因素研究對于旅游業如何有效應用信息技術而言是非常重要的。相關研究包含:①電子商務的應用影響,如泰國旅游企業應用電子商務的影響因素、酒店業應用電子商務的影響因素②網絡營銷對旅游企業的影響,如互聯網廣告對旅行社運營的影響;③旅游企業對技術應用的態度,如希臘旅行社對互聯網技術的使用情況與態度;④旅游者對信息技術使用的態度,如游客在度假時是否愿意使用基于技術的信息、影響旅游者使用互聯網進行旅游規劃的因素。
3.2.2信息技術在旅游中的應用模式
目前,信息技術在旅游中的應用模式研究主要集中于電子商務模式、網絡營銷以及Web 2.0。電子商務模式的相關研究有區域旅游電子商務開發計劃研究、旅游電子商務模式現狀與趨勢研究、旅游電子商務模式以及運營模式研究等。
網絡營銷是除了電子商務之外信息技術在旅游中最主要的應用模式。網絡營銷研究多圍繞網站展開,如英國農村接待企業網站營銷現狀研究、塞爾維亞旅游網站網絡促銷現狀和形式研究、美國旅游官方網站網絡營銷使用分析、旅游目的地營銷組織網站的客戶需求研究。此外,在線葡萄酒旅游以及在線客戶關系管理都是一種網絡營銷方式。
隨著互聯網技術的發展,Web 2.0作為一種新型的互聯網應用模式受到了旅游領域的高度關注。相關研究可以分為如下幾個方面:①營銷,即基于Web 2.0的網絡營銷方式,這是目前旅游研究領域最為關注的方面,如Web 2.0對克羅地亞旅游產品的營銷作用研究、博客對于旅游市場營銷的中介作用;②旅游者行為與服務,如Web 2.0下網絡旅游消費行為模式及旅游網站應用研究、基于Web 2.0的用戶個性化定制研究以及基于人工智能技術的微博“旅游情感”數據挖掘;③網站分類,如Web 2.0旅游網站的分類機制研究。
此外,面向產業價值網絡的四川旅游信息資源整合推進模式和機制是一種信息技術在旅游中應用模式的有效探索。
3.2.3信息技術在旅游中的應用評價
網站評價是信息技術應用評價研究中最主要的內容。從評價對象上看,相關研究涉及官方旅游網站、目的地營銷組織網站、各國及地區旅游網站;從評價內容上,包含有效性評價、可用性評價、使用分析、功能分析、網站設計、網站旅游本體分析、游客價值以及網站訪問者分析等;從評價方法上有調查法、啟發式方法、數據包絡分析法、內容分析法、網站日志分析法、領域本體分析法等。
隨著移動通信技術的發展,移動應用在旅游領域得到了廣泛應用,針對移動應用系統的評價研究也受到研究者的關注,如從用戶角度對移動應用進行評價、各種移動旅游者指南功能與可用性評價。
3.2.4信息社會視角的旅游研究對象
較傳統旅游研究對象,如旅游資源、旅游企業以及旅游者等,信息社會視角的旅游研究對象發生了擴展,如從旅游者的地理時空變化擴展到了在線旅游者行為變化,從旅游資源的空間格局擴展到了旅游網站的網絡結構等。
在線旅游者行為研究中最受關注的是消費行為研究,如消費影響因素與滿意度、忠誠度與推薦行為、在線分享行為。隨著社會網絡的形成,在線旅游者的情緒研究得到關注,如通過旅游者在論壇、博客(微博)上的評論分析旅游者情緒,相關方法包含內容分析、統計與語言學分析、人工神經網絡方法以及數據挖掘技術等。一項研究還將旅游者的博客進行了計算機可視化,用來輔助其他旅游者的旅行計劃。此外,旅游目的地營銷組織網站的旅游者在線行為也受到研究者的關注。
目的地地理尺度的旅游網站空間結構也受到研究者的關注,主要包含方法研究與案例研究。方法研究有統計方法以及網絡拓撲圖方法等;案例包含歐洲、意大利厄爾巴島]以及河北省等。
旅游虛擬社區是社會信息化背景下形成的新型社區,部分旅游研究者對其給予了關注,如針對具有中國文化背景的芒果社區網(Mango)的綜合性研究。
3.2.5社會信息化下的旅游研究方法
社會信息化下的旅游研究方法包含兩個方面的含義。
一是指傳統旅游研究方法可借助社會信息化背景進行擴展,如網絡調查方法擴展了傳統現場發放問卷的調查方法;基于射頻識別(RFID)與全球定位系統(GPS)技術的追蹤系統擴展了傳統旅游者游憩行為問卷調查方法,并提高了數據的精度;遙感與地理信息系統(RS&GIS)技術可提高旅游資源監測的準確性等。
二是指旅游研究方法對于信息科學方法與技術的借鑒。人工智能是旅游研究中采用最多的信息科學方法與技術,其在旅游研究中的應用可以分為以下幾個方面:①需求預測,如基于人工神經網絡的西班牙巴利亞利群島旅游時間序列預測、遺傳算法在旅游需求預測中的應用、模糊時間序列及灰色理論在短時間序列旅游需求預測中的應用以及人工智能方法與其他預測方法的比較;②在線行為分析,如基于機器學習(machine learning)的在線消費者行為數據挖掘;③基于主體(agent)的旅游系統仿真研究,采用人工智能研究領域的重要分支——多主體系統(multi-agent system,MAS)對多層面、多地理尺度旅游系統進行計算機仿真,探索旅游主體之間的相互作用與規律,如基于多主體的旅游空間結構演化研究、旅游者在目的地以及景區范圍的動態性研究。
計算機仿真方法與技術在旅游研究中的應用也受到了旅游研究者的關注,具體研究包含以下幾個方面:①預測,如旅游收入預測;②旅游經濟研究,如區域旅游經濟系統動力學分析;③旅游主體行為研究,如上述人工智能研究中基于主體的旅游系統仿真研究。
地理信息系統(GIS)是信息科學與地理科學的交叉研究領域,作為旅游研究的一種研究方法或工具,主要被用于旅游資源評價。
3.2.6旅游領域中的信息科學研究
隨著移動終端設備在旅游者中的普及,旅游研究者對移動應用的相關研究給予了較大關注,如上下文適應的移動應用體系框架設計、上下文相關的信息推動服務系統設計以及用于博物館導游的多媒體技術研究。語義網與本體是信息科學的前沿領域,但由于其對于提升面向旅游者的網絡服務質量具有非常重要的作用,也受到了旅游研究者的關注,如用于搜索引擎的旅游域語義表示研究。智能系統作為信息科學的前沿領域,在旅游研究中也受到了關注,除了綜述性研究外,還出現了有關智能系統設計方面的研究。
應用系統的規劃建議與系統結構設計是旅游研究者較為關注的信息技術研究,如基于知識管理視角的目的地管理系統設計。而其中以我國的相關研究為最多,如贛東北網絡旅游信息系統研究、上饒市旅游資源信息系統。
數字旅游是一種典型的旅游與信息技術的綜合叉研究主題,在我國旅游研究領域受到了關注,既包含了偏重技術的研究,如數字旅游的體系框架,也包含了圍繞數字旅游系統建設的保障體系研究,如相關政策法規方面的研究。
3.3問題3:信息科學與旅游的交叉研究有哪些趨勢?
盡管信息科學與旅游的交叉研究在近12年間經歷了快速發展,但其仍然屬于新興交叉學科,其發展需要相關學者更為廣泛與深入的探索研究。在本節,筆者在對最近12年信息科學與旅游的交叉研究進行系統整理的基礎上,通過捕捉旅游類與信息類研究共同關注的研究主題(表4),以及基于筆者對信息科學以及旅游研究趨勢的把握,找到信息科學與旅游交叉研究中的研究重點,其反映了兩類科學的交叉發展趨勢,或者研究者們重新認識某些對該交叉領域的發展來講非常重要的問題。以下分別對它們進行闡述:
3.3.1人工智能在旅游領域的深入應用
人工智能方法與技術是信息技術發展的高級階段,研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術,涉及知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面的研究內容。盡管目前人工智能在旅游中的應用以旅游需求預測最為成熟,然而其相關理論、方法與技術并沒有在旅游領域中得到充分應用。如何充分利用人工智能方法與技術來有效處理與使用旅游數據、信息與知識,深入挖掘旅游者、旅游公共管理與服務部門以及旅游企業的特征、存在的問題并進行決策支持,是信息科學與旅游科學交叉研究中較為迫切與前沿的問題。
3.3.2基于語義網與本體的旅游推薦系統
語義網與本體研究是信息科學領域的前沿領域,是海量網絡信息之間相互理解的基礎。互聯網的發展使得傳統面向旅游者的“線下”服務擴展至“線上”,包含以傳統計算機為中心的和以新興各種移動終端為中心的“線上”服務,“線上”服務質量對于信息時代的旅游者體驗是非常重要的。基于語義網與本體技術的旅游推薦系統正是提升網絡服務質量的有效方法與工具,如何將語義網、本體技術以及旅游推薦系統進行理論、方法以及應用上的有效集成,使其對旅游者具有實際應用價值,是信息科學與旅游科學交叉研究中的另一個前沿問題。
3.3.3
普適計算與旅游(物聯網、移動互聯與旅游)
G410 標記免疫分析與臨床
T098 表面技術
E135 冰川凍土
N008 兵工學報
R730 兵工自動化
N085 兵器材料科學與工程
G018 病毒學報
C060 波譜學雜志
V040 玻璃鋼/復合材料
A808 渤海大學學報自然科學版
M005 材料保護
M103 材料導報
Y007 材料工程
M010 材料開發與應用
M008 材料科學與工程學報
M006 材料科學與工藝
N026 材料熱處理學報
M009 材料研究學報
* M704 材料與冶金學報
K512 采礦與安全工程學報
H009 蠶業科學
H525 草地學報
H234 草業科學
H527 草業學報
H538 草原與草坪
E543 測繪工程
E600 測繪科學
E615 測繪科學技術學報
E510 測繪通報
E152 測繪學報
E164 測繪與空間地理信息
L017 測井技術
Y022 測控技術
R711 測試技術學報
H001 茶葉科學
G264 腸外與腸內營養
N024 車用發動機
E113 沉積學報
E547 沉積與特提斯地質
E102 成都理工大學學報自然科學版
G670 成都醫學院學報
G019 成都中醫藥大學學報
V050 城市規劃
V028 城市規劃學刊
X043 城市軌道交通研究
X046 城市交通
H023 畜牧獸醫學報
H218 畜牧與獸醫
N060 傳感技術學報
R532 傳感器與微系統
G458 傳染病信息
X010 船舶工程
X633 船舶力學
* X635 船海工程
G322 創傷外科雜志
* G552 磁共振成像
D013 催化學報
E144 大地測量與地球動力學
E146 大地構造與成礦學
R051 大電機技術
中國科技核心期刊(中國科技論文統計源期刊) 2013
2013年新入選 CODE 期刊名稱
H038 大豆科學
U512 大連工業大學學報
X024 大連海事大學學報
H005 大連海洋大學學報
X001 大連交通大學學報
J024 大連理工大學學報
G020 大連醫科大學學報
E109 大氣科學
* E091 大氣科學學報
L512 大慶石油地質與開發
L004 大慶石油學院學報
S086 單片機與嵌入式系統應用
H040 淡水漁業
N004 彈道學報
T500 彈性體
T941 當代化工
Y503 導彈與航天運載技術
* Y585 導航與控制
N019 低溫工程
V020 低溫建筑技術
C055 低溫物理學報
E133 地層學雜志
E130 地理科學
E584 地理科學進展
E639 地理空間信息
E315 地理信息世界
E305 地理學報
E310 地理研究
E527 地理與地理信息科學
E024 地球化學
E142 地球科學
E115 地球科學進展
E004 地球科學與環境學報
E153 地球物理學報
E308 地球物理學進展
E656 地球信息科學學報
E300 地球學報
E549 地球與環境
V031 地下空間與工程學報
E357 地學前緣
E306 地震
E150 地震地質
E118 地震工程與工程振動
E143 地震學報
E112 地震研究
E362 地質科技情報
E139 地質科學
E026 地質力學學報
E009 地質論評
E127 地質通報
E010 地質學報
E151 地質與勘探
E525 地質與資源
E132 地質找礦論叢
G005 第二軍醫大學學報
G021 第三軍醫大學學報
E301 第四紀研究
R007 電波科學學報
1 引言
地理信息系統是地理學、資源與環境科學、地球系統科學中最富有生命力的部分,是它們重要的發展方向之一,“在持續發展的研究和決策中,沒有任何其他領域比利用GIS技術更為重要”。地理信息系統發展十分迅猛,地理信息系統學科也非常年輕,從第一個GIS建立到現在只有33年的時間,從“數字地球”的提出到現在耳熟能詳的“數字化浪潮”只有短短8年的時間。
隨著地理信息系統學科的快速發展和社會需求空間的不斷增大,地理信息系統人才的需求量也在不斷擴大。如何加強GIS學科和人才培養體系建設顯得尤為必要。
2 地理信息系統學科體系
GIS(Geographical Information System)是在計算機軟件和硬件支持下,綜合運用地理學、系統工程和信息科學的理論,獲取、存貯、管理、傳輸、分析和輸出地理空間數據的信息系統,是計算機和信息系統技術在地理科學中運用發展的產物。從學科角度看,地理信息系統是管理和分析空間數據的科學技術,是一門集地理學、測繪科學、計算機科學、空間科學、信息科學和管理科學等多門科學為一體的新興的綜合集成學科,具有多學科交叉的顯著特點。
從廣義來看,GIS應屬地球信息科學與技術的范疇。地球信息科學包括理論、技術和應用三部分。應用信息論、控制論和系統論形成了地球信息科學的方法論;區域的可持續發展和全球變化構成了地球信息科學的應用部分;信息的獲取、監測,信息的模擬,信息的傳播與建設構成了地球信息技術部分(見圖1)。當前我國的GIS學科建設方面,存在理論不適應技術的發展需求,同時技術與應用脫節的現象。
從狹義來看,GIS屬多學科綜合集成的學科,包含了理、工、管理學科的科學與技術內容。GIS作為理科,以地理學、地圖學、系統科學為基礎;GIS作為工科則以計算機科學與技術、測繪科學與技術、系統工程為核心;GIS作為管理學,則以管理信息系統(MIS)為支撐體系。目前對GIS學科建設,一是分散在相應學科的邊緣,沒有得到充分的重視;二是學科體系不清,結構不完善。因此,只有把GIS學科建設作為一類交叉學科門類,進而從科學、技術、工程三個層次加強,才能夠形成完善的學科體系,任何強調其中一個方面的傾向,均會對GIS學科發展產生不利的影響。設置交叉學科類在美國的學科分類體系中得到了充分且高度的重視。從GIS科學角度,要加強地球信息科學、地球系統科學等在GIS中的應用;從GIS學科建設的技術角度,要加強遙感技術的應用,以及網絡計算機軟件技術的開發與應用;從GIS學科建設的工程角度,要加強系統工程在GIS中的應用,從而保證任何GIS軟件系統具有很強的穩定性與安全性,能夠具有強大的服務功能。
3 地理信息系統人才培養體系
3.1 GIS人才培養方向
把握了GIS人才培養方向就勒住了人才培養體系的龍頭。根據前面的論述,GIS人才培養方向可以歸納為:①GIS理論人才;②GIS技術人才(含軟件開發人才);③GIS應用人才(GIS工程建設)。
從科學(理論)角度看,地球系統的信息流是GIS研究的主要內容。資源與環境信息則是其主要關注的對象。GIS在不斷發展中已逐步形成了以“地球信息科學”為基礎的獨特的理論體系,具有多學科集成的顯著特點。但目前,正如陳述彭先生所指出的“地理信息系統基礎研究狀況是理論的發展滿足不了技術進步的需求”。因此,在GIS人才培養中,首先需要的是能夠滿足學科發展所急需的理論型人才。
GIS技術人才包括信息的獲取、監測,信息的模擬,信息的傳播與建設等方面的人才,這些人才的培養,廣義上包括遙感技術、GPS技術、地理信息系統與空間輔助決策系統以及信息基礎設施建設方面的人才培養。對于GIS軟件開發,為避免大量人力集中在低層、重復的程序編制上,應盡量利用已完成的軟件資源,同時從長遠看,中國應該發展自己的GIS軟件,應該加大對軟件開發的投入。
國外有統計數字:用于GIS軟件、硬件和建庫的投資比例為1∶2∶10。這反映中國的GIS軟件市場大,而GIS的應用市場更大。現在國內急需GIS工程建設的高級技術人才。這樣的高級技術人才必須具備很好的測繪、遙感、地理學、計算機和應用科學的知識基礎;有處理各類GIS應用技術問題的經驗;果斷的判斷和決策能力;較高的組織指揮才能。他們要憑自己的知識、經驗和能力對GIS系統的建設和開發過程進行總體控制,解決技術難點,并能進行系統開發,對運行系統進行診斷。
GIS軟件開發和GIS應用兩類人才都需要培養。尤其是GIS應用人才培養目前國內還沒認識到其重要性,國內不少人避開社會科學問題,傾向于純技術課題,片面認為唯有編制低層次的算法程序才是高級的、有意義的工作。實際上“在發達國家的GIS人員結構中,絕大多數的人員和研究生都在GIS的應用領域工作,這才促成了GIS的蓬勃發展”。
3.2 國內外GIS學科、專業設置現狀
GIS學科與專業設置影響到GIS人才培養的素質與人才結構。國外的GIS專業教育比中國早10年左右,20世紀80年代中后期,國內一些大學才開始著手建立了GIS專業。1997年國家學位委員會在對原有學科進行合并、調整的同時,在原地理學一級學科目錄中增加了“地圖學與地理信息系統”(理學)、在原測繪科學與技術一級學科目錄中增加了“地圖制圖學與地理信息工程”(工學)兩個二級學科,并開始進行這兩個二級學科的博士、碩士研究生培養單位審批和招生工作。這也是我國最早開始的碩士、博士GIS研究生學位教育。1998年7月教育部頒布的新的本科專業目錄中,在原地理類專業中增設了“地理信息系統”理學本科專業。
在我國現行的學士學位(本科)專業目錄中,能夠進行GIS專業人才培養相關的有理學、工學、管理學3個門類,4個學科,4個專業。但僅有地理科學類門下的“地理信息系統”一個專業可以授予GIS理學學士學位。美國在現行的學士學位(本科)專業目錄中,能夠從事GIS專業人才培養的有理學、文學、工學、管理學和環境學5個門類,5個學科,14個專業,并且都可授予GIS學士學位。
比較而言,我國現行的GIS專業設置,不符合GIS作為一門交叉學科和綜合性學科的特點,阻礙了GIS學科建設,現行培養方案已不能滿足GIS人才培養的需要,并在一定程度上限制了人才培養體系的建設與發展。
3.3 國內GIS專業課程設置對比分析
合理的課程設置,尤其是專業核心課程的設置,是GIS人才培養體系所面臨的一個重要問題。目前,GIS專業課程體系主要由公共必修課、專業基礎課、專業課等幾部分組成。本文選取了典型的7所國內高校本科GIS專業的主要專業課程設置,包括:3個理學專業,4個工學專業(見表2,不包含數理基礎部分的課程)。
分析表2可以看出:
1)不論其學校系科歸屬于理學或工學,課程體系的設置本質差異不大,除去公共必修課和數理基礎課程外,根據GIS學科包含的核心內容看均包含有:地理(地球)科學、攝影測量與遙感、計算機科學,以及地理信息系統專業課程四個部分。
2)各校課程組結構比重的差異反映了理學、工學辦學的特點及各校的辦學特色與師資條件。雖然開設的課程類別基本相同,但課程結構存在明顯差異:a) 工學對數理科學有相當高的要求,對計算機類和攝影測量與遙感課程組的要求也明顯高于理學GIS;b) 理學GIS專業課明顯多于工學GIS專業課,體現地理信息系統專業起源于地理學科的固有特性,反映了工科系科內地理科學有關學科師資力量的薄弱與不足;c) 不論工科或理科,各校優勢學科課程都明顯高于其他學校。如同濟大學的測繪科學與技術課程,占總課程的30%。
3)比較而言:必修課除了物理、數學、計算機文化基礎、英語、政治之外,如果將其他必修課作為專業核心課程,則重慶郵電大學 GIS專業測量學方面與遙感方面相對薄弱,電信專業方面課程得到加強。重慶郵電大學GIS專業是設在計算機學院下,重慶郵電大學GIS專業中各類課程的比重是:地理學或地學課程11.5%;計算機課程31.5%;攝影測量與遙感課程占2.27%;GIS專業課程15.9%;電信類課程占16.26%;其他基礎課部分20.3%(圖2)。這從某種程度上說明了重郵的特色,即計算機加電信的地理信息系統,同時也能引起我們對于到底培養怎樣的GIS人才、辦成怎樣的專業特色進行思考。
4 地理信息系統學科與人才培養體系建設對策
4.1 學科建設對策
目前GIS學科的發展不能適應GIS未來發展的需要,甚至在一定程度上限制了學科的發展。有必要從本學科的長遠發展來考慮如何將專業優勢轉化為優勢專業的問題。
(1)完善和加強各級實驗室建設。依托現有的計算機實驗室,建立初步滿足教學實驗的軟件和硬件環境,這對提高GIS人才的實驗技能、對發展GIS專業至關重要。在地理信息系統實驗室中,可分為理論基礎實驗、軟件工程實驗和綜合實驗三方面。
(2)全面建設野外綜合實驗基地。增添野外定位、觀測、數據采集、記錄、處理、通訊設備(GPS、水、土、氣、生自動觀測等)常規設備。野外綜合實驗基地的建設是提高對地學信息野外測量能力的基礎,可包括地理學綜合實驗基地、測量和遙感實驗基地、軟件工程與管理實驗基地等。
4.2 人才培養對策
4.2.1根據GIS人才的素質要求,加強實踐性人才培養
GIS是一門集地理學、測繪科學、遙感學、計算機科學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科。雖然有個別提法不一定完全一致,但GIS是一門新興的邊緣、交叉學科,卻是大家的共識。我們不能否認GIS的理論性,但我們更不能否認GIS的強技術性與實踐性。可以說,GIS是一門偏重于技術與實踐的學科。理論性與技術性并不矛盾,陳述彭院士說過,沒有高新技術支持的科學是落后的科學,沒有科學理論指導的技術則是盲目的技術,這是一句富含哲理的睿語。美國的GIS理論與技術都十分先進就是一個例證。因此,GIS人才不但要有深厚的理論基礎,而且還要有過硬的技術能力,這就是GIS人才的素質標準。具有合理的知識結構,靈敏的空間數字思維方式,卓越的技術、實踐、管理與組織才能,才是GIS創新型的高級人才。
人才培養除了要了解市場的前瞻性,從長遠來看,將來GIS人才面向的越來越多的是企業,而真正推動“數字地球”“數字城市”的是政府行為,政府本身無法完成龐大的“數字城市”“數字國土”的任務,這些任務最終落在企業身上,從行政行為到市場的選擇,它本身有一個滯后的過程,它受國家地理信息基礎設施完善程度和某些技術瓶頸的制約,一旦這些瓶頸打破,將帶來大量的對GIS人才的需求。
當前是市場經濟,人才培養除了要了解市場的前瞻性外,還要有市場需求的現實性。從近期來看,企業需要的是馬上能給單位創造價值的可塑性人才,它需求的是現實價值和潛在價值的統一,兩者中,又更加注重現實生產力。技術嫻熟的生產者能夠馬上受到企業的青睞。
因此GIS專業人才培養除加強理論教學外,更應該注重實踐性人才培養。
4.2.2 進一步加強GIS人才培養的核心課程建設
目前,在本科教育中,精英教育與大眾教育并存,GIS學科人才培養核心課程體系的建設已顯得十分重要。為此,針對上述GIS學科體系劃分、人才培養的專業設置,建議進一步加強大學GIS專業的核心課程建設,優化核心課程體系(表3、表4)。內容涉及與GIS學科密切相關的地理類、測繪與遙感類、計算機科學與技術類、GIS專業類四個課程組,作為GIS本科專業素質教育的核心課程。
4.2.3 注重GIS課程前驅課程和后續課程的設置
GIS課程應該根據專業特點和學生的認知特點設置,體現知識的前后銜接。學生通過前驅課程的學習,再進入GIS課程的學習,以GIS知識為主導,將GIS技術融入到其他方面的分析中(圖3)。
4.2.4 在狠抓教學質量的基礎上,擴大專業規模
從1998年7月教育部頒布的新的本科專業目錄中,增設了“地理信息系統”理學本科專業。例如,重慶郵電大學地理信息系統專業于1999年經教育部批準設立,2000年開始招生,學制四年,授理學學士學位,是西南地區創建該專業的本科教學最早的學校之一,經過6年辦學,從無到有,逐步走向完善。全體老師共同努力,教學計劃得到調整,辦學經驗不斷豐富,但規模一直成為進一步增加投入加強學科建設的一個瓶頸。
建議在狠抓教學質量的基礎上,擴大專業規模,同時應該不失時機地加大投入。高新技術本身意味著需要高投入、高風險,才有高回報。
4.3加強GIS專業建設的規劃與規劃的執行
借用根據克來因綜合國力方程,專業綜合勢力的評價可以表示為:
PP=(C+E+M)×(S+W)
PP――表示專業綜合勢力
C――表示基本實力,包括學生素質,師資力量和教學設備
E――表示經濟投入能力
M――表示領導能力,等于領導的感召力和協調能力,調動各項資源從事專業建設的能力
S――表示戰略意圖,即專業定位和專業建設長期規劃、短期規劃和年度計劃
W――表示貫徹戰略意圖的能力,即專業建設長期規劃、短期規劃和年度計劃執行力
由此可見,有戰略目標,有強有力執行戰略意圖的能力是專業綜合實力的一個重要指標。許多學校的專業建設都十分重視專業的整體規劃。作為一個學科建設,需要有明確的站在時代的角度、全國的角度審視的戰略意圖,需要加強執行戰略意圖的能力。
參考文獻
[1]Wiken Ed B, Paul C. Rump and Brian Rizzo. GIS Supports Sustainable Development [J]. GIS World, 199, 5(5).
[2] 鄔倫,劉瑜,張晶.地理信息系統:原理、方法和應用.北京:科學出版社,2001,21.
[3] 史培軍,李京,潘耀忠,陳軍.中國地理信息系統學科建設與人才培養探討.首屆全國“地理信息系統”專業教育研討會.2003.
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[5] 邵全琴.中國的GIS教育與人才培養.首都師范大學學報(自然科學版),1995,4(16):88-89.
中圖分類號:G6420文獻標志碼:A文章編號:
10052909(2015)02002805
資源環境與城鄉規劃管理專業是1998年教育部根據社會經濟發展的需要和學科發展的形勢而設立的專業,發展至今,出現專業定位模糊,廣度大深度小,就業競爭力受限等諸多尷尬問題[1]。2012年,教育部第四次修訂《普通高等學校本科專業目錄》(下簡稱《目錄》),原資源環境與城鄉規劃管理專業被拆分為人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境兩個專業。2013年,人文地理與城鄉規劃專業招收第一屆本科生。該專業教育在國內剛剛起步,探索人才培養方法還是一個嶄新的課題。
南京郵電大學的人文地理與城鄉規劃專業,除同樣面臨新專業設置之初的機遇與挑戰外,還有其獨特的發展背景。2013年10月,經江蘇省政府研究并報教育部批準,南京郵電大學、南京人口管理干部學院實行合并辦學,組建新的南京郵電大學。在此之前,資源環境與城鄉規劃管理專業是南京人口管理干部學院特色專業之一,2002年開始招生,已有11年的辦學歷史,并已形成學歷結構、職稱結構合理,涵蓋地理學、規劃學、人口學等專業方向的教學科研團隊。2013年,根據《目錄》(2012版)要求,該專業開始
轉型,招收人文地理與城鄉規劃
專業第一屆本科生。合校前后,專業所依托的院校學科基礎全然不同,依據新南郵的學科特色構建專業培養體系成為專業發展必須認真研究的課題。
文章從教育部的專業導向、人才市場需求兩方面梳理人文地理與城鄉規劃專業基礎定位。結合南京郵電大學自身特色,以大數據時代智慧城市的建設與應用要求為導向,尋求信息科學與地理學、規劃學的結合點,并據此提出以信息科學應用為特色的人文地理與城鄉規劃專業課程體系構建原則與核心框架。
一、人文地理與城鄉規劃專業定位基本要求
人文地理與城鄉規劃專業基礎定位應重點考慮兩方面要素:一是教育部設置該專業的目標與要求,二是社會對專業人才的需求。
(一)專業設置導向
地理學和城鄉規劃專業是我國城鄉規劃人才培養的兩大主要來源[2]。前者以南京大學、中山大學、北京大學、華東師范大學等傳統地理強校為代表,主攻宏觀層面規劃,擅長理論探索、機理剖析與經濟社會綜合分析;后者以清華大學、東南大學、天津大學等建筑學老八校建筑老八校指之初最早開設建筑學、城市規劃相關專業的八所高校,包括清華大學、東南大學、同濟大學、天津大學、華南理工大學、重慶建筑大學(已并入重慶大學)、哈爾濱建筑大學(已并入哈爾濱工業大學)和西安建筑科技大學。
為代表,主攻微觀層面規劃,擅長空間設計與形體表達。兩者各具特色,各有專攻。
1998版《目錄》中涉及城鄉規劃的專業有地理科學類下屬的“資源環境與城鄉規劃管理”和土建類下屬的“城市規劃”。這一專業設置與上述兩大源頭相對應。2012年《目錄》調整,城鄉規劃相關專業仍為兩個,一是地理科學類下屬的“人文地理與城鄉規劃”,二是建筑類下屬的“城鄉規劃”。與1998版《目錄》相比,保留了地理、建筑兩個學科門類下的城鄉規劃相關專業設置,但將原資源環境與城鄉規劃管理專業拆分為人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境兩專業。結合2012版《普通高等學校本科專業介紹》(見表1)不難發現,教育部認可并引導地理學、建筑學下兩規劃專業各自特色發展。地理學下屬的人文地理與城鄉規劃專業,應區別于工學下屬的城鄉規劃專業,做到強化主線,收縮口徑,夯實基礎,對口應用——立足宏觀、中觀區域層面,以地理學理論為基礎,強化綜合分析能力培養。(二)人才應用需求
教育部為人文地理與城鄉規劃專業設置的發展導向是否適應市場對規劃類人才的需求,是專業定位必須要論證的第二重標準。
如將城鄉規劃系統細分,可分為規劃編制與規劃管理兩個方面。僅就規劃管理來說,地理學專業背景的規劃工作者往往具有相對綜合的專業知識儲備和縝密嚴謹的邏輯思維能力,具備作為管理者的全局意識與綜合協調能力。
規劃編制工作又可分為宏觀、中觀、微觀等不同的區域尺度層面。具有地理學專業背景的規劃工作者擅長區域分析與經濟、社會綜合分析,在區域規劃、城市總體規劃等宏觀層面規劃中發揮核心作用并承擔大部分工作,在控制性詳細規劃這一中觀尺度規劃工作中也能發揮重要作用。
針對具體某項規劃工作,其工作流程又可劃分為規劃分析、規劃方案與成果表達三個步驟。在成果表達的制圖工作中,地理學背景規劃工作者確有一定劣勢。但在規劃分析和方案設計階段,地理學背景規劃工作者發揮的作用與建筑學背景規劃工作者旗鼓相當。
綜上,地理學背景規劃工作者往往具有系統全面的知識儲備和突出的綜合分析能力,在各類規劃工作中發揮重要作用(見圖1),不可或缺。強化地理學基礎、重視機理分析能力培養的人文地理與城鄉規劃專業人才培養要求也完全符合市場對專業人才的實際需求。
二、信息科學與地理學、規劃學學科融合的理論與實踐基礎
(一)地理信息系統的規劃應用
地理信息系統科學是地理學中的重要分支,作為空間科學與信息科學的重要結合點,技術發展與應用已較為成熟。與CAD等繪圖軟件相比,GIS(地理信息系統)工具的特點與優勢在于空間數據的組織、管理與分析,能夠有效管理和處理海量數據,關聯空間數據和屬性數據。某種程度上可認為是繪圖軟件與統計分析軟件的集成。
在美國,GIS已成為專業規劃師的標準工具,脫離GIS的規劃編制、規劃管理幾乎不存在,GIS用于地圖處理、規劃管理、分析與決策支持、公眾參與等方面[3]。在我國,GIS在規劃領域的應用相對有限& mdash;—在規劃管理系統的設計構建中應用廣泛,在規劃編制中應用較為粗淺,主要用于自然地理環境要素分析與公共服務設施、基礎設施的規劃選址分析。規劃工作者如能全面掌握地理信息系統原理及其軟件的規劃領域系統應用,則能順應這一趨勢,在規劃工作中更好地發揮作用。
(二)大數據時代海量空間數據的獲取與處理
與發展成熟但應用不足的地理信息系統分析方法相比,大數據時代空間數據獲取與應用則呈現出海量數據、先進技術與跨學科創新思維三大特征《大數據時代——生活、工作與思維的大變革》中指出,數據本身、技能與思維是大數據價值鏈的三個構成。 。
隨著信息網絡的迅速發展,百度、谷歌等搜索引擎,阿里、京東、亞馬遜等電子商務公司與騰訊等網絡服務運營商掌握海量用戶數據。隨著智慧城市理論的興起與“物聯網”的建設,行政管理機構也將成為大數據的掌控者。海量數據如何提升城鄉規劃的科學性與適用性,大數據如何為規劃所用,相關研究也陸續展開。
國內外有學者通過挖掘網絡數據、居民行為數據,對居民時空行為、城市空間與城市等級體系進行研究[4]。如以百度指數為依據對比分析城市間聯系強度[5],通過微博數據挖掘分析網絡社會空間特征[6]等。空間數據的采集與分析已從利用單一GIS 軟件向多種信息設備相結合的階段轉變[4]。
針對智慧城市的建設熱潮,國內有學者積極開展現行規劃體系的“智慧”響應探索,提出在區域城鎮體系規劃、城鎮總體規劃及詳細規劃三大層次的規劃建設中應用智慧城市數據信息、融入智慧城市建設理念的思路與要點[7]。如城鎮體系規劃層次借由新信息技術強大的數據分析能力充分挖掘區域內各城市優勢發展的方向與重點,城市總體規劃層次應考慮采取合適的路網形式,合理規劃智慧交通基礎設施等。
這一背景要求規劃工作者不斷學習新的數據獲取與挖掘方法,探索并掌握大數據規劃應用的方式途徑。
三、以信息科學應用為特色的人文地理與城鄉規劃專業課程體系構建
(一)基本原則
南京郵電大學的人文地理與城鄉規劃專業發展,應在滿足專業基礎定位要求的同時,結合院校優勢學科——信息科學、地理學、規劃學三者的交叉領域,以地理學、規劃學為基礎,以信息科學應用為特色。其課程體系構建應遵循夯實地理學基礎、圍繞規劃應用主線、突出空間信息挖掘與分析能力培養的原則。
1.夯實地理學基礎
地理學基礎理論、方法與分析能力的培養是人文地理與城鄉規劃專業區別于工學下屬城鄉規劃專業的核心內容,體現專業定位的基本要求。通過基礎必修課程學習,了解地理學基礎理論框架與范疇、邊界與特色,掌握學科基本概念、理論與方法,是專業人才培養的根基。課程設置中,自然地理學、經濟地理學、人文地理學等地理學基礎課程必不可少。
2.突出空間信息挖掘與分析特色
大數據時代,應強化網絡數據挖掘與信息設備數據采集、大數據分析等理論方法的學習與能力培養。為此,應以數學、計算機、網絡等知識系統強化為基礎,通過設置地理信息系統、數據庫技術與應用、數理統計應用等與地理、空間規劃相關的信息技術類課程,培養學生的空間數據獲取與分析能力。
3.圍繞規劃應用主線
無論是地理學基礎分析能力的培養還是空間數據獲取與分析能力的訓練,最終應落實到進行空間分析、指導空間規劃上來。城鄉規劃應用是專業教育知識體系構建的主線,相關課程設置與能力培養都應圍繞這一主線展開。因此,城鄉規劃基礎知識的全面系統掌握對于夯實專業的基礎定位至關重要。為使學生對城鄉規劃領域基本概念、理論、研究方法等有相對全面系統的認識,城市規劃原理、城鄉規劃學導論等應作為專業基礎課程設置。
(二)課程體系框架設計
以上述原則為依據,結合南京郵電大學學科設置特色與要求,初步設定人文地理與城鄉規劃專業核心課程體系。該體系包含專業基本知識、專業特色知識兩大模塊,從通識教育、專業教育兩個層面設置課程(見圖2)。其中,專業基本知識模塊強化地理學、規劃學基礎理論與方法的學習,專業特色知識模塊突出空間信息獲取與分析特色技術應用能力的培養。
通識教育層面,設置高等數學、高級語言程序設計、數據庫技術與應用、概率論與數理統計等課程。除高等數學外,其他課程均為學校特色公共基礎課程。此類課程為培養空間數據獲取與分析能力奠定了扎實的數理基礎。
專業教育層面,將自然地理學、經濟地理學、人文地理學、城市規劃原理、城鄉規劃學導論、地理信息系統原理等全面系統介紹學科基礎理論、概念、方法的課程設置為專業基礎課程,將城市地理學、計量地理學、人口地理學、城市總體規劃、村鎮規劃、網絡地理信息系統、計算機輔助設計等深入介紹分支學科發展及強化實踐應用的課程設定為專業課程。
這一課程體系僅就專業核心課程進行設定。在核心課程之外,可根據需求選擇性設置地圖學、城市經濟學、城市社會學、社會調研方法等輔助課程,有助于學生全面系統掌握專業分析研究方法。具體課程體系建設中,還需針對課程設置順序、各學期學時與學分安排、實踐教學環節設計、教學大綱編寫等深入研究。
四、結語
目前在人文地理、城鄉規劃的研究與實踐領域,空間信息采集、挖掘與分析技術應用相對粗淺,存在領域狹小,工具單一,深度不足等問題。但隨著大數據時代生活、工作方式的變革與智慧城市建設的深化,基于大數據應用的空間分析思維與技術必將在規劃領域發揮重要作用。面向應用的人才培養,應考慮增加信息類課程的設置以迎接大數據時代海量數據分析應用的挑戰,而信息技術類專業,應針對不同領域的需求,增補相應領域的基礎知識課程。如面向智慧城市建設應用的信息技術類專業人才,應對規劃原理、規劃基本分析方法等城鄉規劃領域基礎知識有所了解。
上述背景下,文章結合人文地理與城鄉規劃專業的發展定位和信息技術的學科優勢,提出專業課程體系構建原則,為后續學校本專業培養方案設置擬定思路,并為其他院校該專業發展提供借鑒。
參考文獻:
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中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(b)-0205-02
國內地理信息系統(GIS)專業自1998開設至今已經有近15年的歷史了,目前國內設置GIS專業的高等院校已近200所。在此期間,GIS科學技術的不斷發展、GIS應用水平的不斷提升使得整個空間信息產業對GIS人才的需求也逐漸增強。GIS教育也正在蓬勃發展之中,面對社會對人才要求的不斷提高,出現了系列值得關注的問題:譬如學校傳統的教育培養模式是否需要進行調整?傳統的教育內容是否能夠滿足需求?怎樣的培養模式才能夠加強人才的競爭力?如何根據社會需要和學生需求以及學校特點合理地構建一套GIS創新型人才培養體系是專業建設急需解決地問題。
培養應用型、創新型的GIS人才一直是我們作為GIS教師的目標與責任。對此,本文分析了目前我國GIS專業本科生培養的現狀及存在的一些問題,針對GIS專業人才培養改革的迫切需要,系統探討了如何充分發揮GIS專業特色,培養應用創新型人才的措施和方法;結合首都師范大學地理信息系統國家特色專業人才培養的具體實踐,詳細論述了特色專業人才培養體系在建設理念、師資隊伍、條件平臺、課程教材、實驗教學等方面的建設舉措和進展,為其它相關高校專業建設和人才培養提供可供借鑒的思路和方案。
1 建設目標與舉措
首都師范大學地理信息系統專業成立于2001年,以“教學、科研、團隊協調發展,學科、專業、課程相互促進”為發展理念,依托“211工程”重點建設學科、4個國家、省部級優秀教學平臺和4個國家和省部級科研創新平臺等,高水平科研與教學相互結合和促進,加強開放、交流與合作;深入開展以促進學生知識、能力、素質協調發展為目標的創新性教學改革,完善人才培養體系。經過近10年的建設,在師資隊伍、平臺建設、教學改革等方面取得了一系列成績。但是鑒于地理信息系統學科年輕、發展又快,地理信息系統專業本、碩、博課程都存在一定的問題,實習實踐有待加強,學生培養與國際接軌等老問題和層出不窮的新問題。
因此,本專業以人才培養為中心,以行業對人才的需求能力為出發點,研究人才知識結構與需求趨勢,以高水平師資隊伍建設、課程體系與教材建設、教學模式與方法改革、實踐體系改革等建設為過程和手段,構建應用創新型人才培養體系和方案;建設一支掌握先進教育技術、教學水平高、實踐與科研能力強、熟悉行業人才需求的隊伍;建設校內校外相結合、國內國外項聯系、實驗與實習相貫通、應用與創新同步的立體化人才培養平臺。
圍繞該建設目標,在具體建設過程中,采取下列措施。
(1)實踐教學體系改革:結合目標定位,深入調研國內外知名高校的專業課程體系,結合學校實際,改革現行課程體系,加強實踐教學體系建設;使課程體系能力模塊化,理論、實踐與應用創新三位一體化,模塊之間鏈接化,實踐技能訓練綜合化,選修課組方向化,專題設計創新化。主動適應社會需求和創新性人才培養的需求。(2)課程內容與教材改革:針對現有課程內容重復性較大、部分授課內容老化的不足,依據人才培養目標改革教學內容和教材體系,決定課程內容的新舊取舍。保證教學內容的經典與前沿相結合,理論與實踐相結合;保證課程群模塊內部以及模塊之間的有機銜接;結合教學實踐和經驗,開展教材建設,重點建設面向新培養目標的特色教材和實踐教材。(3)專業師資隊伍改革:優化教師與科研隊伍,建立完善的GIS教學科研體系,包括高素質的教學隊伍和齊全的教學實驗設備。在本科生課程授課師資體系中,聘請高水平校外專家進本科生課堂;專業核心平臺課推行教學水平較高的主講教師負責制;推進產學研的緊密結合。(4)教學手段與方法改革:緊緊圍繞應用創新人才培養的目標,積極推動和引導教學方法改革,采用問題式、討論式、任務驅動式、現場實踐式等多樣化教學方法,改變傳統教學中教師主動、學生被動的教學方式,提高學生學習興趣,使學生主動發現問題、思考問題,培養學生從解決實際問題的角度理解知識、應用技術、創新發展。(5)人才培養模式改革:加強學生實踐能力特別是綜合應用實踐的鍛煉,為應用創新大好基礎;注重個性化培養,優選若干具有潛質的學生開展研究型學習,實現人才培養模式的創新;通過制度建設和管理體制改革,建立一套能培養學生創新意識、創新思維、創新能力的運行機制;鼓勵學生參加科研活動,設立科研創新學分與創新獎學金,利用學術報告、發表學術論文、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,引導學生進行創新。
2 課程與教材建設
在課程設置方面,本專業的專業課程分為三大系列:計算機科學類(數據結構、數據庫、計算機圖形學、計算機圖象處理、C語言、C++、VB、JAVA等面向對象的編程技術)、地理科學類(自然地理學、人文地理學、環境學、國土資源學、城市規劃等)和地理信息系統科學與技術類(地圖學、地理信息系統、計算機制圖、遙感、全球定位系統、組件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等)。學生必須修滿教學計劃培養方案規定的180學分方能畢業。課程147學分(含實習18分),其中通識教育51分,專業基礎28分,專業核心25分,專業方向課43分;實驗教學33學分。
團隊教師積極進行教學改革。所有專業課必修課均配備優秀教材(其中自編教材20%),引進和選用外文教材3門,必修課配備率達17%。6門課程中采用學生參與課堂討論的方式進行教學,收到良好效果,獲得三項學校探究式課程建設立項。90%課程參加學校課程建設,其中優秀課程20%。90%專業基礎課和專業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術報告。實驗指導教師多為博士和副教授。所有教學實習都指派有副教授以上教師指導學生。獲得“北京市教育科學研究優秀成果一等獎”等教學獎勵22項,其中包括地理信息系統國家精品課程1門、北京市精品課程1門。
根據教學改革的指導思想,本專業積極推進優秀教材建設,力求理論教材和實驗教材在內容設計上注重理論基礎、實驗內容技術與方法的綜合性、區域性、應用性和先進性,并體現理論與基礎、室內與野外、經典與先進的有機結合。自編的系列實驗教材和講義,基本體現了教材建設的理念。截至目前,本專業已經主編專著和教材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,對于充實地理學發展前沿起到了重要的作用。教學過程中針對本校不同專業、不同課程的特點,進行優化組合。有3本教材入選國家“十五”、“十一五”教育部規劃教材,1項教材獲北京市精品教材。
3 實踐教學體系建設
本專業的實踐教學以地理科學與技術國家級實驗教學示范中心為建設單位,以地理信息系統系列課程為建設平臺,分別建立了基礎、專業、野外綜合、探究性的實驗教學平臺。其中,由3個基礎實驗室(測量與地圖實驗室、遙感實驗室、GIS實驗室)和5個專業實驗室(GPS實驗室、衛星遙感數據接收實驗室、車載三維信息獲取實驗室、三維激光實驗室、虛擬地理環境實驗室)組成課內實驗平臺,由5個野外綜合實習基地(秦皇島地質地貌、野鴨湖濕地自然保護區、北京金山測量與地圖、北京地面沉降監測、北大方正3S技術開發與應用實習基地)組成校外綜合實習、實踐平臺,由五個省部級重點實驗室組成實驗教學與科研創新平臺。
在實踐教學體系建設上,地理信息系統專業構建了符合學科特點、兼顧學習規律的“基礎實驗-綜合實驗-設計實驗-研究創新”四級逐步提高的“一體化、多層次、開放式”的創新性實驗教學體系。
實驗課程、實驗項目設計的總體思想是“以學生為本,傳授知識、培養能力和素質提高協調發展”。在實驗課程設計中,加強理論與技術應用的有機結合,加強地理新技術的應用;在實驗項目設計中,鼓勵教師依托科研項目開設綜合性、創新性實驗項目;扶持特色實驗課程和項目的發展;加強學生自主學習、合作學習、探究學習的能力訓練。
實踐教學內容上,強調體現區域性、綜合性、實踐性的學科特點,根據專業和課程特色,分層次設立基本型、綜合型、設計型、創新型實驗,構建“基本理論驗證-基本技術操作-開發應用創新”的多級實驗內容。堅持“室內基礎實驗與野外綜合實踐相結合”、“地理信息科學基礎理論與高新技術相結合”、“高水平科學研究與創新型實驗設計相結合”,以培養具有扎實地理信息科學基礎理論、基本知識與基本技能,掌握現代地理技術并具有應用創新精神的地理信息科學與技術復合型人才。
由專職、兼職教師組成的實驗教學隊伍,保證了科學研究與實驗教學的有機結合。目前任職教師中,有70%的教師承擔了各級各類科研項目,較好地提升了理論課、實驗實習課的教學內容。如在ARCINFO地理信息系統實驗課程中,任課教師依托所承擔的“國土資源大調查項目—— 數字國土”,設計了基于ARCINFO的土地利用空間數據庫建設實習;在GIS空間分析實驗課中,依托863項目“GIS在農村社會經濟統計分析中的應用”設計了基于GIS的人口空間自相關分析實習項目等等,保證在實驗教學中前沿性科研的實驗內容占一定的比例。
實驗教學與科研、工程和社會應用實踐結合主要表現在三個方面:一是地理信息科學基礎理論與地理新技術相結合;二是高水平科研與創新型實驗相結合;三是野外實習基地在遴選中遵循了區域性、綜合性、先進性的原則。
4 人才培養體系建構
地理信息系統專業以學生為本,積極開展人才培養體系建設。初步搭建了本科—碩士—博士—博士后較為完善的人才培養體系,并初步建立了“五個結合”的人才培養模式,即“地理信息科學基礎理論與地理信息高新技術相結合”、“室內基礎實驗與野外綜合能力培養相結合”、“高水平科學研究與創新型教學相結合”、“本科生、研究生探究式教學相結合”、“教學示范輻射與合作交流相結合”,形成了“基礎實驗—綜合實驗—設計實驗—研究創新”四級逐步提高的實驗教學模式。在狠抓學生專業學習基礎上,本專業根據用人單位需求,研究就業市場信息,力求為學生就業加強服務。通過組織地理信息系統應用、開發競賽的各類活動,提高學生實踐活動能力。聯系高水平的業內人士來做報告,為學生將來就業搭建起人脈網絡。學生科研立項和畢業論文依托科研、工程和社會應用實踐等項目的比重逐年提高,選題的準確性、方法的先進性和成果的應用性都有顯著的提高。主要舉措體現在以下幾點。
(1)高水平科研與教學相互促進,力爭為每一位師生提供適宜發展的學術空間。集成5個省部級重點實驗室優勢資源,建立創新教育平臺,并與教學平臺有機結合;師生借鑒科研思路,開展創新教育和研究性學習;學生探究式學習有效地反哺了教師創新教育能力。(2)以高新技術應用激發學習熱情,培養學生掌握高新技術應用“一技之長”。獲國家科技進步獎、國家專利的成果,轉化為自主知識產權的實驗教學儀器和軟件,激發學生探究式學習興趣、培養解決地理學實際問題能力;通過增設5門探究式實驗課、出版10部實驗教材、建設國家精品課程、精品教材等與國內外50多所大學共享互動、不斷提高。(3)讓學生在科研和學科競賽中掌握高新技術深入應用。依托團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“國家大學生科學研究與創業行動計劃”。在全國、省部、校級大學生挑戰杯賽、數學建模與計算機應用、GIS軟件開發等競賽中獲獎120多人次。(4)營造實驗教學國際化環境,培養實際工作能力。與歐美7所大學聯合開展中國地理實習,已成為固定環節,有效激發了師生教與學的興趣、培養合作學習能力;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實訓基地,有效促進了師生專業軟件應用能力與國際接軌。
近年來,本科生畢業論文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的科研項目中得到了沉淀。本科生的實踐和創新能力也有了顯著的提高,參與創新、訓練、競賽活動的學生達60%,獲校級大學生科研立項38項,獲實驗室開放基金43項;獲全國大學生“挑戰杯”大賽北京市一等獎、全國大學生數學建模與計算機應用競賽北京市一等獎、北京市數學建模競賽一等獎等國家、省部級和校級各種獎勵47項。
學生的學習質量逐步提高,帶來的社會聲譽逐步上升。考研率突破45%,陸續有10余名學生成功申請出國交流學習計劃并出國繼續攻讀碩士學位。近三年中本科生英語四級累計通過率93.5%以上,一次就業率均達到98%以上。
5 結語
地理信息系統專業成立以來,在師資隊伍、平臺建設、教學改革等方面取得了一系列成績。但是鑒于地理信息系統學科即年輕、發展又快,地理信息系統專業本、碩、博課程都存在一定的問題。為此,我們開展并將繼續延續地理信息系統應用創新型人才培養體系建設,繼續完善以地學高新技術應用為特色的實驗教學體系和培養模式,努力將高水平科研成果轉化為實驗教學的先進儀器和軟件,顯著提高學生學習熱情和應用高新技術解決實際問題的能力,明顯提升教師團隊創新教育能力。
參考文獻
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20世紀,我國的地理學在科研方向取得了一些驕人的成績,為我國的科學和教育以及經濟建設做出了不小的貢獻。然而在社會一日千里的發展下,給地理科學帶來了危險與機遇,一方面地理學面臨被解體或被覆蓋的境地的嚴峻的挑戰;另一方面,空間技術以及計算機技術等一些高新技術的出現和發展,對地理科學提供了新的機遇。本文,就地理科學的信息化與現代化方面展開進一步的探究。
一、關于地理科學的相關簡介
(一)地理科學的概念。
“地理科學”這一概念,是由我國著名科學家錢學森在1986年提出的,與社會科學、自然科學等學科并列,一共分基礎理論層次、技術理論層次和技術層次三個層次,多在一些師范類學校開設。那么什么是地理科學研究的主要對象呢?實際上就是我們所說的人地系統。地理信息科學的戰略領域一共包括三方面:地理空間和認知模型、地理概念的計算機實現以及信息社會的地理學。為了構建21世紀信息時代新世紀的新興地理學科,地理科學要向著信息化和現代化發展,主要是借助信息化的力量,大力推動地理科學的現代化和結構性調整進程。
(二)新時期地理科學面臨的挑戰。
首先,地球表層系統的復雜性極大,無法以精確的定量進行相關的描述。其次,人地關系變化速度十分快,人類認識與預警能力完全不能跟上其變化。另外,地理學與其它學科之間的競爭相當劇烈,有可能解體或者被其他學科給覆蓋。不僅如此,在地理學科中地球表層系統的模糊性和科學價值精確性兩者相沖突。
(三)地理科學的研究趨勢走向。
關于21世紀地理學研究主要趨勢有著以下的變動:第一,地理學研究生態化,并且地理學開始著手研究人文化;第二,自然地理研究熱點又增加了一個,那就是界面研究;第三,地理學重大題材也在更新,全球研究已經被納入其中;第四,地研究愈來愈受重視,并且在不久的將來很快成為地理學重大領域。
二、關于網絡化對地理科學的重大影響探究
隨著信息技術日新月異的更新,網絡世界正在對人們的生活和工作進行著全新的改變,我國的教育對此也深表重視。而現代地理科學的時空限域,是人類社會已經面臨后工業期以及信息期。據資料顯示,早在1992年美國已經提出了兩門新的地理學科,那就是通訊地理學和信息地理學。美國地理信息與分析國家中心曾經與大學地理信息科學研究會提出了一個新的概念――“數字世界”,在這一中心地理科學戰略領域有三方面內容:信息社會的地理學、地理概念的計算機實現以及地理空間認知模型。
由于受到了信息技術的驚人進步的影響,社會和經濟生活方式也正因此發生著改變,地理學的研究核心――時空觀和人地關系也同樣面臨著更新的挑戰。關于一些傳統的空間觀受到了嚴重的挑戰,信息地理研究出現開始從現實空間向虛擬空間轉變。
三、關于地理科學整體和傳統的優勢的探究
關于地理科學整體的、傳統的優勢主要體現在以下三方面上:
(一)地理科學這門學科,對時間與空間分布規律十分重視,并且強調研究時間與空間相互轉換的問題。通常,我們依據地球自轉和公轉的規律對地理坐標系進行相關的確定。在古代,人們用天文與時間定位來對地球的經緯度進行測定。然而,當年的那些計量地理學太早熟了,但是在如今的網絡時代計量地理學很有可能通過融合區位理論、空間分析,提出一些有助于資源再分配與區域重組問題的新方法。
(二)地球信息資源極大豐富。21世紀的今天,我們可以借助先進的衛星遙感技術對地球進行全天候的觀測。生態網絡臺站、地殼深鉆、冰巖態、海洋浮標、地殼深鉆、地震臺站等等,我們都從其身上看到了自動化的影子,對地球進行多維動態監測以及為相關的虛擬實現提供了足夠的數據。網絡信息時代的帶來,給我們帶來了巨大的機遇,我們要借此對地球信息科學進行大力發展和壯大,并且借助先進的網絡技術大力推動地理科學本身的現代化和結構性的調整。
(三)地理科學是一門取法自然并且以人為本的綜合性學科。古地理科學的體系,主要是以自然地理學為主。在19世紀和20世紀,地理科學進行了一些專業專門化的改變。地理科學這門學科,接觸都是冰川、泥石流、沙漠、湖泊、高原、滑坡、山地等等這些自然現象,關于我國的自然資源與環境特點,在進行地圖測繪以及衛星遙感等一些科研工作時,都要充分考慮到自然因素和社會因素。
四、信息化和現代化下的地理科學的探究
隨著互聯網的發展以及移動通訊技術的出現,關于傳統的時空概念早已經陳舊不堪,如今人們對信息化和現代化下的地理科學進行了一個重新的認識,主要體現在空間結構、商業地理、行為地理、人地關系以及空間形態這五個方面。我們只有通過加大現在的教育改革力度,才能更好地發展地理學科,造就出一批具有符合時代的地理學思想家和戰略家,并且在地理科學研究的過程中對定量化方法進行探究使其符合時代要求,總結、集成以及創新相關的地理學方法論。未來的地理學科的相關重大課題,要緊跟時代的要求和現狀,提高地理科學科研水平,使其研究理論和成果要具有一定的震撼性和權威性。
【參考文獻】
地圖制圖學與地理信息工程是研究利用圖形科學、抽象概括地反映自然地理和社會經濟各種要素和現象的空間分布、相互聯系、空間關系及其動態變化,并對空間地理環境信息進行獲取、智能抽象、存儲、管理、分析、處理和可視化,建立相應的空間信息系統,以圖形和影像方式傳輸空間地理環境信息的科學。
隨著計算機、遙感技術的發展以及多學科理論的相互滲透,以地理空間信息數據庫、計算機地圖制圖、地理信息系統和計算機網絡技術為主體的數字化地圖制圖,已經取代了傳統手工地圖制圖,并正向以地理空間信息綜合服務為核心的信息化地圖制圖與地理信息系統轉變,地理空間信息獲取的天、空、地一體化、信息處理的智能化、信息服務的網絡化正在成為信息時代地圖制圖學與地理信息工程學科的新特征。當前,我省地圖制圖與地理信息系統工程的技術與應用發展與全國先進省份相比,還存在一定的差距。因此,進一步總結我省地圖制圖學與地理信息工程學科的發展狀況,分析所面臨的挑戰和機遇,明確今后一段時期的發展方向,是十分必要的。
1 地圖制圖學與地理信息工程學科取得的進展
地圖制圖學與地理信息工程學科有其特殊的社會任務和科學任務。它的社會任務是:從社會需求出發,設計和制作不同種類的地圖,建立各類空間數據庫和專題地理信息系統,為資源調查與開發、工程建設與規劃、環境監測與災害治理、宏觀管理與社會應用等服務。它的科學任務是:為完成其它任務提供一系列理論、方法和技術支持,如地圖空間認知理論、地圖自動綜合理論和方法、空間數據不確定性理論和數據質量控制技術、空間數據分析、數據挖掘與知識發現方法、空間信息可視化與虛擬現實技術、基于網格的地理空間信息管理與服務技術等。近年來,我省地圖制圖學與地理信息工程學科取得了一些重要進展。
1.1 地圖制圖生產進一步實現了由手工模擬地圖制圖向現代計算機數字制圖的轉變
“十五”期間,我省地圖制圖生產基本實現了由傳統的手工地圖制圖技術向現代計算機數字制圖技術的跨越式發展,地圖制圖與出版的數字化與一體化已成為我省地圖制圖生產的基本技術手段,基本改變了地圖制圖技術的落后狀況,提高了成圖速度,縮短了成圖周期,適應了經濟建設和社會發展的需求。目前,常見的地圖制圖數據模型有兩種:面向計算機地圖制圖的數據模型和面向GIS的建庫數據模型。前者以滿足地圖制圖規范與圖式要求為核心,強調要素的符號化,以制圖效率與質量作為評價標準,適合于地圖制圖;后者以地理空間對象(包含圖形信息、高程信息和空間關系信息)的表達為核心,不強調物理特征的符號化表達,以檢索查詢和空間分析效率作為評價標準,適合于計算機識別、空間分析和計算(簡燦良,2008)。有的專家提出一種同時面向地圖制圖和GIS的數據模型,將矢量地理信息與符號化地圖圖形數據進行有機融合,在統一平臺上一次性地完成地理信息的生產和更新、地圖制作及圖形信息再現。
1.2 初步構建了我省基礎空間數據庫,空間數據索引技術研究進一步深入
繼建立我省l:25萬、1:5萬數字線劃圖(DLG)數據庫、數字高程模型數據庫、數字正射影像數據庫等之后,又建成了我省1:1萬數字線劃圖(DLG)數據庫、數字高程模型數據庫、數字正射影像數據庫( 葉榮青,2007 )。各設區市l:2000、1:1000、1:500基礎地理信息數據庫也在建設之中,基本建立了福建省地理空間基礎框架,為我省區域經濟規劃、防災減災、科學管理和重大工程建設提供了及時可靠的基礎地理空間信息保障。但海量空間數據的組織與快速檢索仍是空間數據庫領域的一個重要問題。一種大數據量森林場景組織及其實時繪制方法(李建微、陳崇成等,2007),針對森林場景建模的復雜性和大數據量等特點,并在對比分析各種場景組織算法的基礎上,闡述了采用八叉數結構(Octree)來組織森林場景的流程,提出了層次包圍盒+線性邊緣檢測的預裁剪算法,并將該算法應用于大數據量森林場景的實時繪制;通過實驗結果進行分析,得出了八叉樹結構對場景不同劃分深度對繪制效率影響的規律,對大數據量的組織管理,進行有益探索。
1.3 省、市地圖集的編纂出版水平有了新的提高
20世紀70年代以前,由于受制圖技術手段、印刷工藝的制約,地圖產品多數為手工繪制或單色機器印刷的單張圖,地圖表現形式單調,內容簡單。地圖集(冊)的編制出版工作也受技術制約,發展緩慢。1962年,我省編制出版了第一本《福建省地圖集》,直到1989年才編制出版第二本《福建省海岸帶與海涂資源綜合調查地圖集》。1995年之前,編制出版全國范圍的地圖冊一本,全省范圍的地圖冊兩本。上述圖集(冊)均為手工繪制,地圖符號、線劃較為粗糙,色彩表現力不強,內容詳盡程度也受到一定影響。90年代后期,計算機技術的快速發展和四色印刷技術的應用,地圖集(冊)的編制和出版也有了新的提高。相繼編制出版了《福建省農業地圖集》(1995)、《福建省海島資源綜合調查地圖集》(1997)、《福建省自然地圖集》(1998)、《福建省普通地圖集》(1999)、《福建省歷史地圖集》(2004)、《福建省文物地圖集》(2007)、《福建省行政區劃地圖集》(2007)、《中國精品地圖冊》(2007)、《中國高速公路營運里程及城鄉公路網地圖集》(2007)、《中國城市間快速行車指南地圖集》(2007)、《福建省情地圖集》(2008),編制出版了全國性、區域性和省(市、縣)地圖冊幾十種。此外,還與臺灣大輿出版社聯合編制出版了《臺灣省地圖冊》。同時,還編制出版了福州、廈門、泉州市多媒體電子地圖。地圖集(冊)的編制呈現多方位、多品種、形式多樣、內容豐富、信息量大的發展態勢,其應用已涉及到各行各業,在國民經濟建設、社會發展、政府輔助決策中發揮了重要作用。
1.4 電子地圖和地理信息系統技術緊跟國內先進水平,地理信息服務形式更加多樣化
隨著地理信息系統技術、計算機地圖制圖技術和空間數據庫技術的發展,各種專業應用GIS中的電子地圖、多媒體電子地圖(地圖集)、網絡電子地圖、導航電子地圖等多種地圖可視化系統應運而生。例如,福建省地圖出版社編制出版的《福州市電子地圖》(2001)、《泉州市多媒體電子地圖》(2003)、《福建省城市三維電子地圖》(2007);福建省基礎地理信息中心研制的《福建省三維電子地圖》(2007);福州市勘測院編制《福州之窗電子地圖》(2004)等。與此同時,用戶范圍也更加大眾化。
近年來,我省地理信息系統技術快速發展,緊跟國內先進水平。福州大學參與研究的國家863 計劃“面向網絡海量空間數據處理的大型GIS 開發”項目立足技術創新,在解決面向空間實體及其關系的數據組織、高效海量空間數據的存儲與索引、分布式計算等關鍵技術問題的基礎上,開發了具有我國自主知識產權的、可支持國家級空間基礎設施建設的大型地理信息系統(GIS)基礎軟件平臺。空間數據庫服務器和空間應用服務器可以在Unix/Linux 大型服務器上運行,具有TB 級空間數據處理能力、安全級別達到B2 級,可以支持局域、廣域網絡環境下空間數據的分布式計算,可供國家級空間數據處理與交換中心以及大型GIS 應用工程使用。此外,福州大學還在國內率先成功研究開發了基于XML Web Services技術、SOA體系架構和SaaS運行模式的城市空間信息網絡服務平臺,通過對地理信息內容和GIS 功能的集中管理,并為應用開發人員提供基于Web Services 的二次開發接口,實現與各種Web 應用的快速集成,從而為地理空間信息的應用提供了基于GIS信息與應用的公共服務平臺,為我國“數字城市”、政府和企業信息化建設提供了一種經濟適用的地理空間信息應用解決方案。地理信息系統研究結合福建省情,立足解決區域發展的實際問題,在不同行業得到廣泛應用。
3S 綜合應用與服務體系。福州大學通過開展二期國家863課題研究,以多時相、多類型的衛星遙感數據(包括微波雷達遙感數據和光學遙感數據)為信息源,以國產地理信息系統軟件為分析和管理工具,以全球定位系統為空間定位手段,以寬帶網絡技術為信息傳輸,開展面向福建省國土資源、農業、海洋環境和林業動態監測、數據更新、信息管理和共享服務應用示范系統的研究和開發;開發了省級、行業級和縣市級等不同空間尺度和主題層次的業務運行示范系統,實現業務運行的面向用戶的數據交換、互操作和應用服務。建立了“省―地(市)―縣”三級國土資源環境和林業專題應用示范系統;開發區域海洋區劃和省級海洋監測集成與服務系統;開展網絡和通信技術在“3S”應用系統中的集成,面向林業監測應用的多源遙感數據融合算法、面向林業或海洋應用的數據挖掘、空間信息的表達、網絡共享與服務等關鍵技術的研究。如福建省林業信息共享服務平臺中的信息共享方案設計(梁娟珠、涂平,2006),以“數字林業”建設為背景,針對信息共享服務平臺建設中的信息共享體系結構、數據庫共享方案、數據交換體系三個主要方面提出福建省林業信息共享方案,并對信息安全問題進行了論述。基于省-地市-縣信息共享平臺的大型3S 綜合應用與服務體系,其成果先后獲得福建省科技進步一等獎和國家科技進步二等獎。
省級政務信息共享平臺。福州大學通過國家863課題開展省級政務信息共享平臺開發與應用研究。建立 “省-地(市)-縣”政務信息寬帶網絡之上的信息共享服務樞紐。實現了分布式政務信息的訪問、查詢、轉換、下載、交換和集成,并提供用戶管理、安全管理、數據目錄管理、異構數據共享和交換、協同辦公服務、分布式異構數據庫的集成與應用等綜合服務功能。面向電子政務的地理信息服務研究,根據電子政務建設對地理信息服務的實際需求,提出了地理信息服務體系和面向電子政務的地理信息服務層次結構模型,提出了“體、層、條、塊”的地理信息服務體系分類方法,并用“塔、層、面、塊”的塔型結構予以表達。探索和基本解決了面向電子政務的地理信息服務體系建設中的地理信息交互式可視化表達等五項關鍵技術。如數字區域應用基礎設施研究(吳升、王欽敏等,2006),針對當前數字區域工程建設普遍存在的一些問題,提出“數字區域”應用基礎設施的概念,對其研究背景、參考模型和面向信息共享的公共應用服務平臺進行了論述。數字區域應用基礎設施是在區域網絡基礎設施和數據基礎設施上層的基礎設施,它為電子政務、電子商務、數字城市等各種數字區域信息化應用工程提供基礎性的應用服務支撐。由專業信息服務機構、管理辦法、標準規范、關鍵技術和公共應用服務平臺構成。信息服務機構是數字區域應用基礎設施的主體,是有效聯系信息需求方和信息擁有方的橋梁;公共應用服務平臺是數字區域應用基礎設施的核心,為區域信息共享和交換提供了統一的構架和解決方案。其中,元數據管理和目錄服務平臺為信息的和查詢提供了“一站式”入口;信息共享與協作服務平臺實現分布式數據庫的信息共享和交換;地理空間信息網絡服務平臺實現對地理空間信息的集中式共享。最后,總結了“數字福建”應用基礎設施建設的成果,對“十一五”“數字福建”工程的需求和發展作了展望。面向電子政務的地理信息系統研究(盧毅敏、汪小欽等,2006),主要針對電子政務GIS中基于Web的地圖技術、空間元數據技術、空間信息協同組織技術、空間信息可視化表達技術、地理編碼技術等關鍵技術進行了具體的討論與應用。
1.5 地圖自動制圖綜合研究取得了實質性進展
人在制圖綜合過程中的思維方式主要表現為抽象思維、視覺思維。計算機能在多大程度上模擬人在制圖綜合過程中的思維方式,認知科學采用功能模擬的方法來研究人腦思維規律,通過計算機按照模擬模型來模擬人腦的思維過程。其模擬結果的正確程度完全取決于模擬模型和輸入數據是否客觀、正確反映了人腦思維系統。當前計算機模擬包括制圖綜合過程中基于聯系的歸納推理、基于過程的形式推理和基于規則的演繹推理;而對于制圖綜合過程中的視覺思維,計算機模擬起來就困難了。同時,用計算機模擬制圖綜合過程中人腦的思維方式,求解制圖綜合的問題,無論是數據處理還是知識處理,都必須具備問題形式化、可計算性、合理的復雜度等三個前提條件,這都是難度很大的問題。國內很多學者在解決自動綜合的許多難題方面做了大量的工作,包括基于知識的自動綜合處理模型、基于遺傳算法的自動綜合處理模型、基于ABTM的自動綜合處理模型、基于彈性力學原理的自動綜合關系處理模型、基于數學形態學和神經網絡的自動綜合處理模型等等。特別是提出了自動綜合鏈及其自動生成的理論和方法,以及據此建立的自動綜合過程控制模型,為電子計算機按照模擬模型來模擬人在制圖綜合過程中的思維方式創造了十分有利的條件。福州市勘測院研制1:500到1:2000城市大比例尺地圖縮編系統,系統基于Visual Studio .Net開發平臺、FME2004數據轉換平臺,綜合應用C#、、FMEObjects、MDL、數據庫、XML等計算機技術,采用MVC設計模式設計的、面向對象的組件式技術進行開發。實現要素合并、要素化簡、要素抽稀、要素移位以及縮編知識庫維護等。
1.6 空間數據不確定性研究進一步深化
空間數據的不確定性主要探討和研究空間數據誤差和不確定性,及其誤差傳播和控制的方法。不同空間分辨率DEM提取坡度不確定性研究(陳楠、湯國安等,2006)運用信息論與統計學一些指標及比較分析的方法,以1:1萬DEM為研究對象。定性地分析了在黃土丘陵溝壑區DEM空間分辨率對所提取的坡度信息的不確定性影響,并建立了定量的計算公式。黃土高原丘坡信息DEM提取算法的應用(陳楠、王欽敏等,2006),選擇代表黃土高原地貌類型(丘陵溝壑區、梁峁區、高原丘陵過渡區)的75個樣區(每個樣區約4 km2),以1:1萬水平分辨率為5m的DEM為研究對象,研究不同算法對提取地面坡度精度的影響,提出了對坡度和坡向精度進行評價的指標,并獲得了以上指標與分辨率的函數關系,所得函數關系可為實際工作部門選取適宜的DEM分辨率提供依據。
1.7 虛擬現實技術向通用化和實用化發展
空間信息可視化與虛擬現實技術過去主要集中在虛擬地理環境的基礎理論及相關學科應用技術的引進和研究。福州大學2002年以來選擇大場景、高復雜度、強交互的虛擬森林環境為研究對象,提出了基于虛擬現實、空間信息技術、圖形學等原理的分布式虛擬森林景觀的構建原理,并在國際上首次按單樹建模―林分場景―森林景觀等三級尺度實現的技術體系。該研究小組已成為國內進行系統地、持續開展虛擬森林環境的3個研究小組之一。主要完成的成果包括:(1)基于OpenGL開發了一個參數化單樹建模工具,并在其它應用項目得到推廣應用;(2)開發成功面向森林經營管理需要的虛擬森林環境。該平臺實現2維GIS與3維仿真功能的緊密結合;(3)基于HLA的開發分布式協同森林滅火仿真原型系統。(4)基于本體技術開展了面向滅火決策的領域本體知識庫系統的研究與原型系統開發;(5)開展了基于L-system的南方果樹-芒果、龍眼的建模,實現了果樹在年周期和生命周期內的生理生態生長發育過程3D表達;(6)初步探索了顧及光合作用的果樹生長的數學建模、三維建模,展示了在不同環境因子和經營參數控制下龍眼的生長變化過程。林開輝,陳崇成等(2006)針對虛擬森林滅火仿真需要多種不同要素同時參與滅火仿真的功能需求,提出了一種基于HLA 的可擴展的分布式森林滅火仿真體系結構。可用于地理多維信息的綜合管理、協同規劃、設計與決策等,可為數字省、數字城市、數字行業建設提供方法和技術支撐。虛擬現實技術中場景的建模和控制一直是人們關注的焦點,江輝仙、林廣發等(2006)應用虛擬現實地理信息系統(VRGIS)技術建立庫區三維仿真系統,結合影響水土流失的各種因素,利用GIS對空間數據處理和分析的特殊功能,實現水土流失監測預報系統數據與圖形的有機結合,提高水土流失監測預報的準確性。系統具有三維性、交互性、多媒體集成性和境界逼真性。省基礎地理信息中心基于三維地理信息系統軟件開發福建省三維基礎地理信息平臺(政務網),實現三維地理信息的查詢、瀏覽,政務信息的查詢、瀏覽,專題地理信息的加載及地名地址信息的上傳、標注等功能;開發了基于三維基礎地理信息的地震救災、地質災害、森林防火、核電規劃、交通規劃、城市三維、旅游三維、治安管理等專題三維地理信息系統。
1.8 空間數據挖掘和知識發現研究越來越受重視
面向地學和資源環境等領域應用的空間數據挖掘,除了能提取地理實體幾何特征知識外,還能發現空間分布、空間關聯、空間層次、空間演變等知識。福州大學面向資源與環境問題,以多源、異構的海洋、林業、國土等行業環境監測數據(如各類監測臺站、衛星遙感等平臺的監測數據)為對象,開展多尺度空間數據的可視化挖掘提供理論框架、技術方法和原型系統研究,在空間離群點的識別與分析、空間關聯規則提取、高維空間數據聚類、高分辨率光學遙感數據聚類等空間數據挖掘算法以及在空間數據挖掘的原始數據、挖掘結果的可視化表達以及挖掘過程的可視化交互探索方法等方向取得進展,推動了地區空間數據深度挖掘的研究與應用水平,空間數據挖掘和知識發現取得了顯著進展。(1)基于時空統計的方法,如鐘春棋、曾從盛(2007),基于RS與GIS的福州市景觀格局動態演化研究,在RS與GIS技術支持下,利用1986年、1993年和2000年3期TM遙感影像,選取反應景觀空間結構和景觀異質性的指數,分析了福州市區景觀格局及動態變化的特征。(2)基于空間關聯規則的方法,主要指空間對象之間的空間和非空間關系,如廈門市濕地時空演化的遙感動態分析(李春華、沙晉明,2007):以廈門市近20年來多時相遙感數據為數據源,采用RS和GIS技術提取濕地動態變化信息;綜合運用多項式回歸、馬爾可夫模型、虛擬地理環境技術對廈門市濕地時空演化趨勢進行模擬分析和定量預測研究,建立廈門市濕地動態變化系列圖譜。邱炳文, 王欽敏等(2007)采用Moran's I系數的自相關圖來表示土地利用及其影響因子的空間自相關性特征,并且在此基礎上建立了土地利用與影響因子的空間自回歸方程。(3)基于求解問題不確定性的方法,包括粗集理論(Rough Set Theory)和云理論(Cloudy Theory);(4)基于可視化的方法,如土地利用與土地覆蓋變化信息的圖譜研究(余明、李慧珍,2007),應用RS和GIS復合技術提取土地利用信息圖譜,從現狀結構、發展變化(凈變化與相互轉化)等方面進行土地利用信息定性和定量的分析,并建立了實驗區土地利用演變過程和空間擴展圖譜,其研究和建立的土地利用斑塊形態與擴展圖譜,在一定程度上反映了地學信息圖譜的“形-數-理結合”和“系列化”、“譜系化”、“模型數值化”的特征。(5)基于人工智能的方法,如陳楠、王欽敏等(2006)基于BP神經網絡自動提取溝谷研究,提出了將提取溝谷的過程轉化為根據地形因子綜合判定地貌類型的過程的思想。應用BP神經網絡分析了6種地形因子與溝谷地形的相互關聯關系。
1.9 地理信息網格與知識網格創新研究出現良好開端
知識網格是網格發展最新階段或表現形式,它是在人工智能和知識管理的基礎上形成的網格,是集計算網格和信息(數據)網格、知識發現平臺、決策支持系統為一體的智能網格。福州大學將時空數據挖掘、空間決策支持系統、信息可視化和人-機交互等技術引入網格計算環境,基于主流網格中間件Globus成功開發地理知識網格平臺(GeoKS-Grid),形成數據資源管理中心、資源監控中心、任務管理中心、數據挖掘與決策服務中心、網格平臺管理中心等主要模塊,并在系統上部署了一系列網格服務,如基于MST的空間離群挖掘服務(以福建沿海土壤地球化學異常分析為例)、基于本體知識推理的土壤適宜性評價服務(以福建沿海地區熱帶水果種植應用為例)、空間關聯規則挖掘服務(以漳浦縣林種與影響因子關聯分析為例)、城市空氣高架點源污染模擬服務(以廈門市SO2為例)、城市短期電力負荷預測服務(以廈門市為例)、海上化學品泄露污染擴散模擬服務(以福建湄洲灣易溶液化品為例)。該平臺擁有地理知識發現和輔助時空決策分析的功能,促進網絡地理信息共享與服務從單純的信息交換和互操作、集成處理上升到時空數據挖掘服務、決策服務的深層次轉變,為地理知識服務網格平臺成為一個可視化、交互式、智能型的地學問題協同式求解環境奠定基礎。
1.10 地圖制圖學與地理信息工程理論研究
地圖制圖學與地理信息工程學科中除了地圖投影、地圖綜合和地圖符號等傳統理論外,又增加了地圖空間認知理論、地理信息傳輸理論、地圖視覺感受理論、地圖模型理論、地理空間信息語言學理論、地學信息圖譜理論、空間數據的不確定性理論等,地圖制圖學與地理信息工程科學的理論體系正在逐步形成。許多現代數學方法都在地圖制圖學與地理信息工程科學技術中找到了自己的切入點,特別是現代數學方法在地圖自動綜合和空間數據不確定性研究中的應用。我省在這一方面取得一定的進展。
福建師大地理科學學院和福州大學空間信息工程研究中心致力于空間數據挖掘與信息共享的理論、方法與技術的研究與應用示范研究。師大地理科學院作為主要成員參編的《地圖學基礎》由高等教育出版社出版,該書被全國高校選作教材,并獲全國普通高等院校優秀教材二等獎;《地圖學原理》由科學出版社出版(2004年);《地圖學》課程被評為福建省優秀課程;《地圖學的改革與建設》經國內專家鑒定為國內先進水平,獲福建師大優秀教學成果一等獎。《地球信息科學導論》由科學出版社出版(2007年),作為地圖學與地理信息系統專業博士與碩士研究生教材。福大空間信息工程研究中心近幾年從事數字區域的理論、技術與應用,地理信息的建模理論與分析技術,空間數據挖掘的理論與方法,數據傳輸與信息安全技術等應用研究。《人口經濟學中的GIS與定量分析方法》(王欽敏等)運用GIS 理論、方法分析人口空間分布與相關自然和經濟因子間的定量關系。建立了人口空間分布與經濟發展之間關系的微分方程組模型,運用穩定性理論揭示兩者之間的非線性動力學機制。對人口空間遷移變化與經濟發展之間的關系建立數學模型,為人口空間遷移預測及政府決策提供參考。
以上所述地圖制圖學與地理信息工程學科取得的進展基本反映了近年來本學科發展的面貌。
2 地圖制圖學與地理信息工程學科的發展趨勢和任務
通過總結地圖制圖學與地理信息工程學科技術取得的進步、存在的問題和差距,進一步分析空間信息科學技術的發展及面臨的機遇和挑戰。
2.1 以空間認知為核心的地圖制圖學與地理信息工程學科理論體系將進一步深化
空間認知理論是地圖制圖學與地理信息工程學科的認識論和方法論基礎。在空間認知理論的指導下,地圖投影、制圖綜合、地圖符號等傳統地圖制圖學的基本理論將在新的條件下進一步深化;地理信息傳輸、地圖視覺感受、地圖模型、地理空間信息語言、地學信息圖譜、空間數據與空間分析的不確定性等地圖制圖學與地理信息工程學科的新理論在整個理論體系中的地位和作用、相互聯系、內容的深層次研究將取得進展。目前,在地圖空間認知研究方面,理論體系尚不完善,空間認知過程研究不夠深入。現有的GIS 數據模型缺乏跟蹤現實世界實體變化的能力,因為它只保存實體的現勢數據,隨著地理信息系統在行業應用的普及和深入,人們開始認識到地理信息系統應該具有描述現實世界中各種時空變化的能力,既可以分析其過去,又可以預測其未來(發展趨勢)。這種想法導致了時空地理信息系統和時空數據模型概念的提出。今后要重點研究:(1)空間認知理論體系框架;(2)空間認知過程、實驗方法與技術;(3)地圖可視化系統中的“人―地圖”關系及表示方法。
地學信息圖譜研究不僅局限于表現,更是一種分析方法。地學信息圖譜是圖形、方法和認知三者的綜合與統一。地學信息圖譜的研究起步工作主要有三方面:區域地理單元及其等級體系;地理單元的遙感影像特征分析;地學信息的表達方法。
2.2 地圖自動制圖綜合及其過程控制的智能化將取得進展并得到應用
在基于大比例尺地圖數據庫生產小比例尺地圖、多比例尺地圖數據庫的自動派生及一體化更新和 GIS中多尺度空間數據顯示等環境下,基于保質設計的空間數據的自動綜合及其過程控制的智能化研究都是必要的。目前的研究離實際應用還有很大的差距:一是自動綜合模型、算法還不具普適性;二是自動綜合結果還有不盡人意。今后研究的重點問題主要包括:(1)幾何信息的尺度依賴與空間認知理論的聯系;(2)多尺度空間數據庫的數據模型與數據結構;(3)網絡環境下的空間數據多尺度表達與在線式自動綜合理論與方法;(4)智能技術支持下的地圖自動綜合決策分析與自適應操作;(5)自動綜合的智能化、過程控制與質量評價;(6)三維城市模型的自動綜合;(7)地圖自動綜合的人機協同機制。
2.3 地理空間信息數據庫多源、多尺度數據一體化及面向對象發展
我省基本實現多源、多尺度矢量數據、影像數據和高程模型數據一體化管理。需進一步研究:(1)矢量數據、影像數據與數字高程模型數據融合的理論和方法;(2)海量數據高效快速索引技術;(3)基于圖形、影像與數字高程模型數據一體化的完全面向對象的方法;(4)基于矢量、影像與高程模型數據融合的地學空間分析理論與方法;(5)基于矢量、影像與數字高程模型數據融合的三維可視化理論與技術。
2.4 空間信息可視化與虛擬現實技術向與GlS集成的一體化和實用化方向發展
空間信息可視化及在此基礎上發展起來的地形仿真和地理環境虛擬現實技術,為人類的地理環境感知提供一種新的、更強大的工具。近些年來,出現不少利用現有的圖形圖像軟件與動畫軟件制作的地學信息可視化產品,如應用3DS制作動畫,完成預定路線的地景觀察;運用OpenGL在微機或工作站上實現實時交互的、可立體觀察的虛擬地形仿真;運用Performer及MultiGen(三維建模軟件)在SGI工作站上完成地景建模與實時顯示;運用VRML(虛擬現實建模語言)在網絡上傳播虛擬地景信息等。空間信息可視化與地理環境虛擬現實技術作為地圖學新的生長點,對于拓寬地圖學的研究領域和促進地理信息系統理論與技術的進步將產生重要作用。但是,從地理信息系統和空間信息可視化與虛擬現實的關系來看,地理信息系統具有強大的海量空間數據存儲、管理、處理和分析功能,空間信息可視化與虛擬現實具有多維動態可視化和實時交互式操作的效果,兩者優勢互補,集成與一體化是一個必然的趨勢。需重點研究:(1)地理信息系統(GIS)與虛擬現實(VR)集成;(2)空間數據多尺度可視化表達的自適應地圖符號系統;(3)面向時空模擬與仿真的演化模型;(4)空間信息可視化人機自適應界面;(5)多維動態空間數據模型及其表達體系;(6)基于空間信息可視化的協同工作與決策支持。
2.5 空間數據挖掘和知識發現的研究正在興起,并向智能化發展
空間數據挖掘和知識發現是空間分析的拓展、延伸和深化,需重點研究:(1)空間數據挖掘與知識發現的理論體系;(2)空間數據挖掘與知識發現方法(基于時空間統計分析、基于空間關聯規則、基于求解問題不確定性、基于可視化、基于人工智能等);(3)面向決策支持主題的分布式空間數據提取、預處理、變換、挖掘、模式解釋/知識評估;(4)數據挖掘數據、算法、可視化的有機結合(形、數、理的統一)。
2.6 GIS運行實現跨平臺、互操作、資源共享和協同
地理信息系統(GIS)就其運行方式而言,經歷了由單機向網絡發展的過程,網絡地理信息系統(Web GIS)正逐步成為主流產品。目前的Web GIS還存在著數據和功能相對綁定、處理功能相對簡單、系統之間缺乏良好的互操作性等許多問題,還不能實現真正意義上的跨平臺、互操作、資源共享和協同工作。重點研究:(1)基于信息網格的新一代地理信息系統,即網格地理信息系統體系結構和總體方案;(2)基于信息網格的地理空間信息管理與服務標準和規范;(3)Grid與Agent集成模型;(4)地理空間信息服務與Grid集成模型;(5)基于網格的空間數據訪問與集成。
基于網絡服務的GIS 應用軟件平臺研究與開發是要研究、開發基于網絡服務的GIS 應用軟件平臺,實現分布式多源異構地理信息的互操作和綜合利用。通過對地理信息內容和GIS 功能的集中管理,并為應用開發人員提供基于Web Services 的二次開發接口,實現與各種Web 應用的快速集成。主要技術特點表現在:為用戶尋找地理信息服務提供統一的入口和中介;提供基于GML 和Web Services 的地理內容和功能服務;自主開發、開放、跨平臺、可擴展。
基于GML 的網絡地理信息系統研究。基于GML 的網絡GIS,是指GIS 中的所有數據都是表現為GML 文檔,這與傳統的GIS 不同。由于管理的數據對象發生了變化,傳統的GIS 技術不能直接用于GML 數據的管理,因此必須研究基于GML 數據的管理技術,同時作為一個完整的網絡GIS,地圖信息可視化是必不可少的一部分,因此必須對基于GML的空間數據可視化進行研究。研究的具體內容包括:基于GML 的空間數據管理技術;基于GML 的多源異構空間數據集成和轉換;GML 數據的Web 可視化研究;基于GML 的網絡GIS 原型系統。
2.7 空間數據不確定性由理論研究向空間數據質量評價與控制的實用化發展
由于現實世界的復雜性和模糊性以及人類表達能力的局限性,空間數據不可避免地表現出某種不確定性,研究空間數據采集、處理、分析和應用過程中的不確定性理論,直接關系到空間數據生產和應用過程中的質量控制、GIS空間分析的可靠性和數字地圖產品應用的可靠性。其重點研究:(1)空間數據不確定性與數據質量的內容及評價指標體系;(2)空間數據不確定性理論及其可視化方法;(3)屬性數據不確定性理論與方法;(4)數字高程模型(DEM)數據的不確定性理論與方法;(5)空間數據不確定性關系模型和空間分析的不確定性;(6)多尺度空間數據融合的不確定性;(7)空間數據基于不確定性的數據質量評估與控制模型。
2.8 嵌入式地理信息系統將向更廣泛的應用領域滲透
地理信息系統(GIS)的應用領域和應用模式與計算機技術的發展密切相關,早期開發的GIS是基于工作站和桌面PC機的,這類計算機計算能力強、存儲容量大,能滿足GIS對計算機的性能要求。隨著嵌入式硬件技術(如嵌入式處理器、存儲器)和軟件技術(如編譯器、圖像壓縮算法、集成開發環境)的快速發展,GIS技術逐漸應用于嵌入式系統中,構成嵌入式地理信息系統。嵌入GIS由于其具有功耗低、資源消耗少、可靠性高、響應速度快、體積小和重量輕等優點,廣泛應用于基于位置的服務LBS、車載導航儀、移動信息終端等嵌入式系統中,實現地圖瀏覽、地圖縮放、路線分析、數據檢索及地形分析等基本功能。重點研究:(1)嵌入式GIS通用硬件平臺;(2)嵌入式GIS中間件技術;(3)強實時響應關鍵算法;(4)多種數據融合和高效空間數據壓縮算法;(5)支持二次開發的EGISM應用軟件開發包。
未來地圖制圖學與地理信息工程學科的發展和理論和技術:
第一,空間認知理論將促進地圖制圖學與地理信息工程學科的進一步理論化和科學化;
第二,基于保質設計的空間數據自動綜合與細節分層(LOD)技術將促進空間數據的多尺度、多分辨化;
第三,空間信息可視化與虛擬現實技術將促進地理環境的沉浸化;
第四,空間數據挖掘與知識發現技術將促進由源于符號獲取信息到源于信息獲取知識,實現知識獲取的自動化;
第五,網格(Grid)技術推動新一代地理信息系統的誕生,將促進資源共享與解決問題協同化;
第六,基于面向對象方法發展面向Agent技術將促進智能化;
第七,地理空間信息獲取、處理與應用的一體化技術將促進GIS真正意義上的時態化;
第八,空間信息技術的全面嵌入和廣泛應用將促進普適化。
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課題組成員:
1.簡燦良,福建省基礎地理信息中心,教授高工。
2.吳 升,福州大學,教授。
3.陳崇成,福州大學,教授。
隨著現代社會和經濟的快速發展,全球的土地屬權問題日益突出和復雜,地籍管理工作為國家土地資源管理工作的基礎,是國家土地管理工作的根本。在現代科技的日新月異的今天,計算機信息技術的發展,計算機的運用已經普及到人類生活和工作的各個領域,并且對每個領域都產生了重大的影響和帶來了巨大的改變。地籍信息技術是在計算機技術高速發展的情況下產生的新型科學技術,它的出現和運用為國家的地籍管理工作帶來了巨大的影響,使我國的地籍管理工作進入高速、高效的時代,地籍管理工作進入信息化的管理,為我國的地籍管理工作帶來了一場技術革命。
一、什么是地理信息技術
地理信息技術是指GIS、RS、GPS(即地理信息系統、遙感、全球定位系統)和數字地球技術。GIS是在運用計算機系統,針對地球表層空間中的相關地理分布數據進行系統的采集、存儲、運算、管理、分析等技術的一個運作系統。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是指利用衛星導航,來地地面距離進行精細的測量和時間的預測,是一種將衛星和通訊信息結合起來的新型科學技術。數字地球技術是指把地球上所有的信息通過數字化的處理后,利用計算機網絡系統來管理信息。
二、地理信息技術在地籍管理系統中運用的重要性
(一)轉變了傳統的地籍管理方法
傳統的地籍管理是通過人手的方式對地籍數據進行檢查、管理和更新,這種費時費力的管理模式已經無法再滿足現代社會高速發展的要求,地理信息技術的應用就是一種新型的地籍管理方法的運用,是一場技術的改革,使新型的科技管理代替了傳統的管理方法,使地籍管理進入信息化的高速時代。
(二)地籍管理工作更加科學、高效,地籍管理系統更加的全面和完善
地理信息技術是科技含量相當高的現代技術,它們在地籍管理系統中的運用,將會利用現代化的科學技術對地籍信息進行更詳細的、科學的搜集和分析,將會使使各種地籍管理所需要的信息搜集更加的快速,搜集的信息科學含量更高、更精準。這些科學的信息的搜集將會使地籍管理系統中的數據和信息更加的準確,能夠為后期土地的規劃提供更科學的信息數據庫。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數據庫供社會各界和不同人群進行查詢。
三、地理信息技術在地籍管理系統中的應用
(一)地籍信息化管理
GIS和數字地球技術利用現代科學技術對地籍信息進行搜索和分析,使地籍信息可以通過計算機系統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的存檔。通過地理信息技術的應用,地籍信息的搜集和存儲逐漸轉變為了計算機科學技術的運用,地籍信息化通過計算機和通訊系統初步形成。地籍信息可以通過計算機平臺建立一個信息化的地籍管理系統,使地籍信息可以通過計算機技術自動的進行分類和存檔,在查詢時也能夠在第一時間快速的檢索出來。
(二)地籍信息數據庫的建立
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據,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到地面,使搜集工作更加的快速和準確。各類精準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的運用和計算機技術平臺,我們可以建立一個系統而全面的地籍信息數據庫,供今后的地籍信息管理工作提供了信息參考和制定執行計劃的依據。地理信息技術使用后必然會得到大量的數據信息,傳統的存檔和人手保存的方式已經不能接受海量的數據信息更新工作,因此,計算機信息數據庫的建立可以使地籍管理工作更加的方便,節省人力和財力。而目前我國已經將地籍信息數據庫的建立作為了地籍管理工作中最重要的工作之一。
(三)地籍信息網絡系統的初步形成
GPS是實現計算機和通訊技術相結合的地理信息技術,它通過定位,將所需的信息通過通訊信號傳輸和接收,使現代地籍管理工作能夠得到更加精準的數據和資源。并且通過全球網絡系統將這些數據傳輸出去,人類可以通過計算機平臺實現信息的交換,在網絡上進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構和國家的特定工作,信息的交流構建了地籍信息網絡系統,使地籍信息能夠在全球進行分享,地籍管理工作可供參考和借鑒的信息資源更加豐富。
四、結語
雖然,地理信息技術作為一種新型的科學技術,在地籍管理系統中的應用還沒有全面普及,并且運用其中的時間很短。但是就目前地籍管理工作的成果來看,地理信息技術為我國的地籍管理工作帶來了相當多的便利,使我國的地籍管理工作在短期內取得了突破性的進展,我國地籍管理工作逐漸開始采用現代計算機和通訊技術代替了傳統的人手,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,地理信息技術為地籍管理系統的建立提供了更加科學全面的技術支持,我國的地籍管理系統將在地理信息技術的應用中逐漸全面完善,我國的地籍管理工作也將走上高速科學的發展道路。
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一、前言
GIS即地理信息系統是一門新興的與高科技相結合的學科,它介于信息科學、計算機科學、地理學、遙感測繪學和管理科學之間。隨著社會信息化的進行,它也逐漸的將各種地理信息與其相應地理位置相結合,可直接將用戶所需的信息進行分析,并最終輸出表格、數字、視圖等數據,以更直觀的方式讓用戶得到所需的信息。
二、GIS在水環境管理中的應用
在水環境管理這一塊,必然離不開將其空間位置與其環境信息相結合,而太小范圍的數據對水環境管理來說沒有太實質性的意義,只有將較大范圍的環境信息與地理信息結合才能真正的為水環境管理提供幫助。它在水環境管理中應用主要在以下幾個方面:
(1)水資源管理模塊
主要是對環境信息進行管理,包括大量的數據。而環境信息具有明顯的空間與層次屬性,運用GIS可清晰的顯示不同區域的水環境狀況,能夠反映不同空間的水體環境信息變化。并且能夠直觀的反映重要環境信息點如污染源、排污口、監測點等在空間位置上的分布。
鄱陽湖水環境地理信息系統,首先具有數據庫的所有常規功能,包括一些環境及地理信息數據的輸入、刪除、添加、輸出、查詢及檢索等功能。能夠很方便的將實際檢測的信息輸入輸入系統中,對系統信息庫進行更新。并且用戶可以通過界面操作及搜索條件的輸入,快速的查到某一地理空間位置的水環境信息。
(2)水環境評價
通過對鄱陽湖水環境地理信息系統研究發現,可以對水環境進行評價。根據鄱陽湖的相關環保參數、各項監測數據分析以及其水質特點,選取相應的評價因子。在確定評價因子時以國家制定的水環境評價標準作為依據,結合水環境評價的專業模型方法,以分布圖或專題圖等形式對鄱陽湖水環境進行評價,將環境素質的優劣轉化為定量的可比數據,最后將這些定量的結果劃分等級,以表明環境受污染的程度經過水環境評價子系統對鄱陽湖水質進行評價,得出的結果為水環境質量級別,將結果返回水資源管理子系統中,并以圖形的方式顯示出來從而實現鄱陽湖水環境質量評價目標,使抽象的鄱陽湖水環境評價工作變得準確、生動和直觀。
(3)非點源污染控制
非點源污染主要是相對于點源污染,與點源污染相比,非點源污染具有起源分散、成分復雜、發生機理復雜、對環境影響具有一定得延遲性、時間和空間上都有較大的不確定性、位置難以確定等特點。正是由于這些特點,使得非點污染源的控制難度大為增加。應用GIS對非點源污染進行控制,可以充分發揮地理信息系統強大的空間數據管理、分析等功能,更能很好的與非點源污染的空間本質特性相結合,可以很方便的進行操作、檢索、形象的得出分析結果。并且是為非點源污染定量研究的必然要求。
(4)突發環境事故
突發環境事故就是社會生產生活活動中用到的各種危險品由于各種人為或自然災害的疏忽,造成其不受控制性的排放到周圍環境中造成嚴重的環境污染與破壞,并對群眾的生命財產造成重大損失的事故。這種污染具有突發性、事故的嚴重性、范圍廣、危害大等特點。GIS在對突發事故的應急管理中,第一:可以將各種應急儲存物資的位置在GIS的空間位置上顯示,以便于及時的調動物資輔助事故的處理。第二:在應急管理監測系統中通過GIS地圖可以準確的顯示給應急工作人員事故的發生地點,及附近交通情況。了解附近的基本信息后,可以初步判斷事故的發展方向,在預定位置提前監測。可以讓應急人員提前做好準備減少事故影響范圍。第三:在整個指揮管理系統中,可以對整個污染狀況進行宏觀控制,并進行統籌安排。比如在火災應急中,可以為選定人員的最佳撤退路徑提供參考,并為消防救援選擇最近最快的線路,減少道路上耽擱時間。總之對整個事故的應急管理提供參考依據。
(5)水環境模擬
運用地理信息系統可很好的進行各種水環境模擬,因為水環境與GIS的共同點在于均需要地理空間坐標與非空間特性相結合,將兩者相結合是GIS的基本功能,而對于水環境來說,所有 的地理空間坐標或者非空間特點都是沒有意義的,只有兩者相結合,才能正確的表達一個地區某一時間的水環境條件。其中包括地表水地下水的模擬地表水的模擬主要是湖泊、河流及降水-徑流關系的描述。利用GIS的數據庫功能可以快捷的處理并顯示一個地區的特征各種特征參數,結合其圖形處理能力,可以講流域內所有的特征用圖形充分的顯示出來。用于地下水的模擬,主要是包括模型輸入數據、有限元分析、模擬結果的可視化及最終結果輸出。利用GIS的網絡分析功能,用來分析一個區域的降水與徑流特性,描述流域匯流時的時間。因此可以結合水文模擬程序與之相結合,用來模擬城市地區或農業流域的排水情況,并對其排水能力的評估提供參考依據。
(6)GIS在水文勘測領域的應用
利用遙感技術與GPS定位技術,收集目標區域的圖形信息,根據實測地物的光譜特性和樣本區特征所建立的解釋標志,將遙感測得的遙感圖進行解析,在遙感圖上識別地形地貌及地物。為了保證對遙感圖解析與實際的一致性,需要在野外實地建立定點校核。且建立數字高程模型,就可進行高程方面的計算,得到體積、面積等信息。并了解沿程地貌、植物分布等參數。
三、結語
近年來,地理信息系統發展迅速,在很多領域如勘探、航空、環保、水利、農、城市規劃等領域都有很大的作用。而在水環境管理方面運用地信信息系統技術,將我國的水環境管理,帶入了一種全新的方式。隨著這一技術的深層次研發,它必然在水環境管理中發揮更大的作用。
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