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地理信息科學(xué)專業(yè)評估范文1

【關(guān)鍵詞】 地理測繪信息 城市建設(shè)和管理 作用

【Abstract】 In the process of city construction and management， the function of geographic information is more and more important. With the rapid development of urban construction， surveying and mapping work has penetrated into all aspects of urban planning and management. The use of geographic information system， not only can better urban planning， promote the pace of urbanization， but also can promote the city's economic development， improve the level of urban planning and management. Geographic information， has become the city planning and management of the reliable protection. It plays an important role in improving the level of urban management， speeding up the construction of urban informatization， and promoting the scientific and rational planning and management.

【Keywords】 geographic information； urban construction and management； function

隨著社會(huì)的進(jìn)步以及科技的發(fā)展，地理測繪信息在城市發(fā)展中的作用越來越突出。利用地理信息系統(tǒng)，不僅可以更好的對城市進(jìn)行規(guī)劃，推進(jìn)城市化建設(shè)步伐，同時(shí)，還可以促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高城市的規(guī)劃管理水平。豐富、形象的基礎(chǔ)地理信息，不僅提升了規(guī)劃管理的科學(xué)性、合理性，還極大的提升了人們的生活質(zhì)量，可以說，基礎(chǔ)測繪地理信息數(shù)據(jù)資料，對高效、全方位城市規(guī)劃建設(shè)及管理發(fā)揮著重要作用。

1 地理測繪信息在城市建設(shè)中作用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的迅猛發(fā)展。測繪專業(yè)技術(shù)在城市建設(shè)與管理中作用越來越明顯。測繪科技已經(jīng)不再只局限于簡單的、單一的“測量”和“制圖”，還包括獲取、匯總、分析、處理地理和空間信息，形成數(shù)據(jù)庫，完成資料錄用等。測繪科技作為一門綜合性學(xué)科，對于城市發(fā)展的作用越來越突出。人類研究和利用自然環(huán)境，需要測繪技術(shù)來支撐，人類解決城市發(fā)展和社會(huì)發(fā)展重大問題，也需要測繪技術(shù)來支撐。無論是城市規(guī)劃與管理，還是自然災(zāi)害的監(jiān)測與評估，或者是土地監(jiān)測與管理等，地理測繪信息都發(fā)揮著重要作用。目前， 城市測繪技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展為信息化測繪技術(shù)體系，傳統(tǒng)模擬測繪技術(shù)已經(jīng)很難適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求。在建立和改建城市控制網(wǎng)中，GPS技術(shù)已經(jīng)獲得了全面推廣應(yīng)用。基本形成 DLG、 DRG、DEM、DOM等新型信息化4D系列測繪程序規(guī)模化生產(chǎn)能力。地理測繪信息在城市地理空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)上也發(fā)揮著很大的作用。利用地理測繪信息，基本上建立了大比例尺的城市規(guī)劃紅線數(shù)據(jù)庫、城市道路數(shù)據(jù)庫、城市土地?cái)?shù)據(jù)庫、城市地形圖數(shù)據(jù)庫、城市地名數(shù)據(jù)庫等， 信息化測繪生產(chǎn)技術(shù)體系獲得了很大的完善。其專題地理信息系統(tǒng)，為城市相關(guān)部門管理決策，提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，為其科學(xué)決策奠定了基礎(chǔ)。隨著數(shù)字化測繪技術(shù)的不斷成熟，信息化測繪技術(shù)服務(wù)范圍將會(huì)愈來愈廣泛。

2 地理測繪信息在城市管理中的應(yīng)用

編制高質(zhì)量地圖，測繪資料是關(guān)鍵。隨著城市建設(shè)不斷加快，編制新版城市地圖顯得越來越重要。新版城市地圖不僅對于人們的日常生活出行非常重要，對于城市公共服務(wù)管理也非常重要。地形圖是測繪生產(chǎn)的直接產(chǎn)品之一，其中，應(yīng)該包含豐富的地理信息。不僅城市規(guī)劃建設(shè)、土地管理需要大比例尺的精度高地形圖。供水、供電有線電視等部門也需要比較詳細(xì)的地形圖。如今，人們對定位信息的使用也非常廣泛，手機(jī)、車、船等都需要定位，定位技術(shù)必須有電子地圖的配合才能夠?qū)崿F(xiàn)其價(jià)值。另外，地理測繪信息在工商、稅務(wù)、衛(wèi)生、教育、旅游等領(lǐng)域，也發(fā)揮著很大的作用。采用數(shù)字城市地理空間信息，工商局可以核查管轄范圍內(nèi)企業(yè)、個(gè)體工商戶信息，通過實(shí)時(shí)調(diào)用地理空間信息，提高辦事效率。采用數(shù)字城市地理空間信息，稅務(wù)局也可以核查管轄范圍內(nèi)企業(yè)、個(gè)體工商戶信息，為其工作提供了極大的便利條件，在地理空間信息基礎(chǔ)底圖上，衛(wèi)生部門可以快速的查詢到各級醫(yī)院、急救站、診所等信息，清楚知道其藥店、衛(wèi)生室所在的位置，實(shí)現(xiàn)疫情通報(bào)、醫(yī)療信息查詢等功能。

3 結(jié)語

目前，在人類社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中，測繪科技得到了前所未有的發(fā)展，在城市化建設(shè)和管理中，地理測繪信息已成為不可缺少的技術(shù)工具，它不僅可以為城市建設(shè)、城市規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)信息，還可以為城市建設(shè)中的通信、環(huán)境保護(hù)、城市交通、工商、稅務(wù)、衛(wèi)生、教育、旅游等方面提供可靠的數(shù)據(jù)信息。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)的不斷進(jìn)步，測繪科學(xué)已進(jìn)入了嶄新時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

[1]李燕輝，劉韶華.分析地理信息在城市建設(shè)中的意義[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（02）.

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[3]肖建華，譚仁春.建設(shè)數(shù)字城市地理空間框架促進(jìn)地理信息資源共建共享[J].城市勘測，2011（06）.

地理信息科學(xué)專業(yè)評估范文2

關(guān)鍵詞：濕地；地理信息系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)的日益頻繁，導(dǎo)致濕地系統(tǒng)受到相應(yīng)的污染，并且已經(jīng)超出了其自凈能力，受到了人們的高度重視。伴隨著濕地功能的衰退，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人類的生存都受到了一定程度的影響。所以，合理、有效、科學(xué)的管理與維護(hù)濕地資源已經(jīng)成為目前急需解決的問題。

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(huì)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(diǎn)，根據(jù)濕地的實(shí)際情況設(shè)計(jì)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(jià)工作，同時(shí)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(jì)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(huì)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(gè)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(diǎn)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(jì)

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(gè)技術(shù)，為整個(gè)流域的實(shí)際情況提供場景再現(xiàn)，同時(shí)為濕地流域的洪水預(yù)報(bào)、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(shí)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(yàn)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(huì)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)。空間數(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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(jì)，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(huì)出現(xiàn)任何差錯(cuò)。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(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著核心的作用。實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)也為相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與管理奠定了堅(jiān)實(shí)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(shí)，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(dòng)、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(dòng)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(xiàng)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與模型之間的集成，完善系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)功能。在此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，模型集成技術(shù)是一個(gè)比較困難的方面，也是項(xiàng)目運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，一定要充分考慮以下幾點(diǎn)：一是，模型組件化的設(shè)計(jì)，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(bào)模型庫，進(jìn)而設(shè)計(jì)相應(yīng)的預(yù)報(bào)方案；三是，利用XML格式的文件將模型計(jì)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(huì)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(shí)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(gè)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(gè)值得探討的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建群，王振興，朱建軍等.濕地地理信息系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（02）.

[2]陳建群，王振興，朱建軍等.鄱陽湖濕地地理信息系統(tǒng)建設(shè)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2012（08）.

地理信息科學(xué)專業(yè)評估范文3

論文關(guān)鍵詞：高等教育；地理信息系統(tǒng)；課程教學(xué)

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，它不僅是生物圈中重要的生產(chǎn)者，在維持全球生態(tài)平衡方面起著不可替代的作用：而且是重要的物種、基因庫。但是，人類無序的利用和破壞，不合理的經(jīng)營等，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)大面積的森林被破壞，森林生產(chǎn)力衰退，景觀多樣性、物種多樣性減少，生態(tài)環(huán)境不斷惡化等一系列問題，嚴(yán)重威脅著人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，森林問題已成為社會(huì)普遍關(guān)注的問題。為了迅速恢復(fù)我國森林植被，改善生態(tài)環(huán)境，國家出臺了一系列林業(yè)方針政策和工程措施。森林資源是林業(yè)生態(tài)建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，新的目標(biāo)、新的觀念，要求林業(yè)部門必須改變傳統(tǒng)的服務(wù)于木材生產(chǎn)的單一的森林資源管理手段和方法，開展新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，提高森林經(jīng)營管理水平。地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)被認(rèn)為是資源管理和環(huán)境監(jiān)測的有效手段，正在廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、環(huán)保、交通等領(lǐng)域，如森林資源管理、造林規(guī)劃、森林病蟲害預(yù)測及災(zāi)害損失估計(jì)等“。安徽省正在建立全省生態(tài)公益林地理信息系統(tǒng)，可以預(yù)計(jì)林業(yè)對地理信息系統(tǒng)人才的需要會(huì)越來越多。林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及人才需求的變化，要求林業(yè)高等教育必須順應(yīng)這一實(shí)際需要，及時(shí)調(diào)整本科教育的課程體系。在這一大的社會(huì)背景下，我們在林學(xué)及其相關(guān)專業(yè)、研究生課程中開設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”選修課。在地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)過程中，我們通過幾年的摸索和實(shí)踐，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，以期與各位同行共探討。

一、GIS教學(xué)中遇到的問題

地理信息系統(tǒng)是一門發(fā)展中的新型學(xué)科，技術(shù)更新與前沿拓展很快，在以該技術(shù)為核心的地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)中我們遇到的突出問題包括：一缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安排、教學(xué)要求等諸多方面無規(guī)范可循，這影響了教學(xué)質(zhì)量的提高：二缺乏與專業(yè)結(jié)合比較緊密的合適教材。如果有一本既有完整的理論體系又附有與專業(yè)相關(guān)的事例的好教材，對比較抽象的地理信息系統(tǒng)教學(xué)來說，教學(xué)效果無疑會(huì)更明顯；三缺乏好的師資條件。目前承擔(dān)地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師多是非地理信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)的，他們對地理信息系統(tǒng)在各自專業(yè)上的應(yīng)用比較熟悉，但缺乏對地理信息系統(tǒng)深層次的了解，因此，迫切需要既有其他學(xué)科專業(yè)知識又有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景的復(fù)合型人才來承擔(dān)地理信息系統(tǒng)的教學(xué)。

二、GIS教學(xué)改革措施

(一)選擇合適的教材，編寫教學(xué)大綱

我院于1999年開始在林學(xué)本科專業(yè)開設(shè)地理信息系統(tǒng)選修課，總課時(shí)36學(xué)時(shí)，其中理論部分24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)部分12學(xué)時(shí)；在課程體系設(shè)置上，要求在先期開設(shè)計(jì)算機(jī)、測量、遙感等相關(guān)課程的基礎(chǔ)上開設(shè)此課。2003年結(jié)合我校教學(xué)評估，系統(tǒng)編制了地理信息系統(tǒng)課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。為了使大綱能充分反映當(dāng)前地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，使教學(xué)內(nèi)容全面、系統(tǒng)，重點(diǎn)突出，同時(shí)又針對性強(qiáng)，能充分反映時(shí)代特征，在編制大綱的過程中，首先，從面向21世紀(jì)系列課程教材中選定優(yōu)秀教材；其次，根據(jù)課程性質(zhì)、學(xué)時(shí)及專業(yè)的具體要求，安排教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)行學(xué)時(shí)分配。在地理信息系統(tǒng)理論教學(xué)中，重點(diǎn)介紹基本概念和基本理論、空間數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)處理及空間分析功能等，而對其他內(nèi)容只作一般講解。

(二)重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

地理信息系統(tǒng)是一門集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、測繪學(xué)等學(xué)科為一體的新型邊緣學(xué)科，具有一定的抽象性，對于沒有多少專業(yè)背景知識的非地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生而言，學(xué)好它具有一定的難度。長期的教學(xué)實(shí)踐表明，地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，不僅有助于學(xué)生對書本知識的理解，提高課堂理論教學(xué)效果：而且有助于學(xué)生了解一些具體的地理信息系統(tǒng)軟件，并能操作這些軟件，提高動(dòng)手能力。為此，我們在地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以giewgis和Mapinfo為地理信息系統(tǒng)軟件平臺，安排6次實(shí)驗(yàn)課，包括地理信息系統(tǒng)主要功能模塊，點(diǎn)、線、面圖層建立，屬性庫建立，空間與屬性數(shù)據(jù)編輯、查詢、修改等，空間與屬性數(shù)據(jù)分析，專題圖制作和輸出等。同時(shí)，改革考試和成績評定方法，不再以筆試定成績，而是實(shí)行實(shí)驗(yàn)課考核直接上機(jī)操作，授課教師根據(jù)學(xué)生掌握的熟練情況現(xiàn)場打分，并將實(shí)驗(yàn)課成績納入課程總成績(占綜合成績的30％)。這樣調(diào)動(dòng)了學(xué)生上好實(shí)驗(yàn)課的積極性。

(三)改進(jìn)教學(xué)方法和手段

地理信息系統(tǒng)具有綜合性和抽象性的特點(diǎn)，其教學(xué)僅憑一本書、一支粉筆是不夠的，必須運(yùn)用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段。因此，在教學(xué)方法上，我們強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)，對一些抽象的問題，盡量列舉一些與本專業(yè)相關(guān)的事例進(jìn)行說明。如以某一區(qū)域森林資源為例來解釋什么是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；在講授遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三者之間的關(guān)系時(shí)，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、定位、分析。在教學(xué)手段上，開展多媒體課件建設(shè)，使用多媒體進(jìn)行教學(xué)。地理信息系統(tǒng)教學(xué)中有些內(nèi)容的講解，通過多媒體用表格或圖件進(jìn)行講解顯得直觀明了，易于讓學(xué)生理解接受：同時(shí)，通過多媒體課件的運(yùn)用，減少了不必要的黑板板書時(shí)間，解決了課時(shí)量壓縮與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾，加大了每節(jié)課的信息量。

(四)堅(jiān)持教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結(jié)合

高等林業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)，重要的是掌握應(yīng)用技能，要能利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)解決科研和生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)問題。因此，在教學(xué)中，要結(jié)合科研項(xiàng)目和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，讓學(xué)生利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價(jià)等方面的研究；教師在明確學(xué)生研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，編寫研究方案和具體實(shí)施計(jì)劃，了解開展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究的全過程，如建立森林資源地理信息系統(tǒng)，包括小班圖形(空間)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯和處理分析、專題圖的制作等。

三、對高等林業(yè)院校GIS教學(xué)的幾點(diǎn)建議

(一)編寫適合專業(yè)特點(diǎn)的教材

高等林業(yè)院校開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是將其應(yīng)用于林業(yè)，因此學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容及其深度等要有別于地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。而要做到這一點(diǎn)，就要編寫適合林業(yè)院校專業(yè)實(shí)際的地理信息系統(tǒng)教材，使教材內(nèi)容盡可能系統(tǒng)化，事例盡可能專業(yè)化，這樣便于教和學(xué)。 　(二)重視GIS教師的培養(yǎng)

教學(xué)質(zhì)量的保障有賴于高質(zhì)量的教師隊(duì)伍。地理信息系統(tǒng)要求與專業(yè)(生產(chǎn))結(jié)合，只有這樣才能發(fā)揮其在生產(chǎn)決策、管理中的作用。這就要求從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師應(yīng)具有雙重的專業(yè)背景知識。但現(xiàn)實(shí)中，這方面的教師通常只具有單一的專業(yè)背景，這在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，高等林業(yè)院校要重視地理信息系統(tǒng)教師人才的培養(yǎng)，對沒有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景知識的教師，可以采取委托培養(yǎng)的方式，派其到地理信息系統(tǒng)專業(yè)進(jìn)修、學(xué)習(xí)：相反，對有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景而沒有林業(yè)專業(yè)背景的教師，要鼓勵(lì)其在職進(jìn)修，掌握林業(yè)專業(yè)的基本知識，了解林業(yè)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)技術(shù)的需要。

(三)改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本條件

院校擴(kuò)招以后，受影響最大的還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的增加趕不上學(xué)生人數(shù)的增加，限制了實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的次數(shù)和內(nèi)容，影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，學(xué)校要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上“做文章”，通過開放中心實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)。

另外，要改進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和手段，以學(xué)為中心，開展啟發(fā)式教學(xué)，組織興趣小組開展學(xué)生知識創(chuàng)新活動(dòng)；利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源促進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提高。

(三)改進(jìn)教學(xué)方法和手段

地理信息系統(tǒng)具有綜合性和抽象性的特點(diǎn)，其教學(xué)僅憑一本書、一支粉筆是不夠的，必須運(yùn)用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段。因此，在教學(xué)方法上，我們強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)，對一些抽象的問題，盡量列舉一些與本專業(yè)相關(guān)的事例進(jìn)行說明。如以某一區(qū)域森林資源為例來解釋什么是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；在講授遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三者之間的關(guān)系時(shí)，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、定位、分析。在教學(xué)手段上，開展多媒體課件建設(shè)，使用多媒體進(jìn)行教學(xué)。地理信息系統(tǒng)教學(xué)中有些內(nèi)容的講解，通過多媒體用表格或圖件進(jìn)行講解顯得直觀明了，易于讓學(xué)生理解接受：同時(shí)，通過多媒體課件的運(yùn)用，減少了不必要的黑板板書時(shí)間，解決了課時(shí)量壓縮與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾，加大了每節(jié)課的信息量。

(四)堅(jiān)持教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結(jié)合

高等林業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)，重要的是掌握應(yīng)用技能，要能利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)解決科研和生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)問題。因此，在教學(xué)中，要結(jié)合科研項(xiàng)目和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，讓學(xué)生利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價(jià)等方面的研究；教師在明確學(xué)生研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，編寫研究方案和具體實(shí)施計(jì)劃，了解開展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究的全過程，如建立森林資源地理信息系統(tǒng)，包括小班圖形(空間)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯和處理分析、專題圖的制作等。

三、對高等林業(yè)院校GIS教學(xué)的幾點(diǎn)建議

(一)編寫適合專業(yè)特點(diǎn)的教材

高等林業(yè)院校開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是將其應(yīng)用于林業(yè)，因此學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容及其深度等要有別于地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。而要做到這一點(diǎn)，就要編寫適合林業(yè)院校專業(yè)實(shí)際的地理信息系統(tǒng)教材，使教材內(nèi)容盡可能系統(tǒng)化，事例盡可能專業(yè)化，這樣便于教和學(xué)。

(二)重視GIS教師的培養(yǎng)

教學(xué)質(zhì)量的保障有賴于高質(zhì)量的教師隊(duì)伍。地理信息系統(tǒng)要求與專業(yè)(生產(chǎn))結(jié)合，只有這樣才能發(fā)揮其在生產(chǎn)決策、管理中的作用。這就要求從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師應(yīng)具有雙重的專業(yè)背景知識。但現(xiàn)實(shí)中，這方面的教師通常只具有單一的專業(yè)背景，這在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，高等林業(yè)院校要重視地理信息系統(tǒng)教師人才的培養(yǎng)，對沒有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景知識的教師，可以采取委托培養(yǎng)的方式，派其到地理信息系統(tǒng)專業(yè)進(jìn)修、學(xué)習(xí)：相反，對有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景而沒有林業(yè)專業(yè)背景的教師，要鼓勵(lì)其在職進(jìn)修，掌握林業(yè)專業(yè)的基本知識，了解林業(yè)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)技術(shù)的需要。

(三)改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本條件

地理信息科學(xué)專業(yè)評估范文4

【關(guān)鍵詞】GIS；新建鐵路勘測設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1、引言

鐵路是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，在繁榮社會(huì)經(jīng)濟(jì)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮著巨大的作用。隨著社會(huì)發(fā)展和人民生活水平的提高，國家對“十二五”鐵路發(fā)展提出了更高的要求，中國鐵路建設(shè)項(xiàng)目越來越多，投資規(guī)模越來越大。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是以數(shù)字信息為基礎(chǔ)，運(yùn)用地理學(xué)、遙感學(xué)、測繪學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，快速、準(zhǔn)確和逼真地獲取設(shè)計(jì)走廊各類土地?cái)?shù)據(jù)，采集、整合各類地質(zhì)地形等地理信息，并應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。目前，GIS憑借其強(qiáng)大的集成功能和一體化優(yōu)越性、能夠在鐵路方案設(shè)計(jì)時(shí)提出地面沉降等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)等特性，已在鐵路勘測設(shè)計(jì)中得到了廣泛的運(yùn)用。如何運(yùn)用先進(jìn)的信息化勘測系統(tǒng)、將地理學(xué)、空間技術(shù)、信息科學(xué)等相互滲透和融合、構(gòu)建鐵路勘測標(biāo)準(zhǔn)體系、優(yōu)化新建鐵路勘測設(shè)計(jì)，更好地實(shí)現(xiàn)鐵路勘測與設(shè)計(jì)過程的數(shù)字化、自動(dòng)化，已日益成為專家學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點(diǎn)和研究的課題。

2、我國鐵路勘測設(shè)計(jì)發(fā)展溯源

我國傳統(tǒng)的新建鐵路勘測設(shè)計(jì)采用分散作業(yè)的方式，專業(yè)之間缺乏滲透性，文件資料共享性差，效率低下且出錯(cuò)率高。勘測部門與新建鐵路工程設(shè)計(jì)部門之間不能準(zhǔn)確順利和及時(shí)地進(jìn)行信息的有效溝通。通常，勘測獲得的信息多以圖表形式，定性或定量地提供給設(shè)計(jì)人員，而信息的采集是多方位的，既有地理環(huán)境空間定性特征，又有氣象、水利交通等定量指標(biāo)，眾多確定和不確定的因素，造成設(shè)計(jì)人員對信息理解不完整，對勘測數(shù)據(jù)識別、處理和利用困難。由于勘測與設(shè)計(jì)脫節(jié)，設(shè)計(jì)方案缺乏科學(xué)的情報(bào)支撐，新建鐵路整體設(shè)計(jì)水平難以提升。

為提高鐵路勘測設(shè)計(jì)水平，我國在引進(jìn)的基礎(chǔ)開發(fā)了勘測系統(tǒng)軟件，創(chuàng)建了地理信息系統(tǒng)理論體系，培養(yǎng)了大批專業(yè)人才，并積極開展多項(xiàng)國際合作。鐵道部于1999年實(shí)施了TB 10101《新建鐵路工程測量規(guī)范》，為保證新建鐵路線路、沿路隧道和橋涵等工程的勘測質(zhì)量，對新建鐵路工程測量技術(shù)提出了要求。2009年，針對規(guī)范中條款落后，已不能完全滿足信息測繪新技術(shù)要求的現(xiàn)狀，修訂并了TB 10101-2009《新建鐵路工程測量規(guī)范》。新修訂測量標(biāo)準(zhǔn)融入了新建鐵路勘測先進(jìn)的"三網(wǎng)合一"的測量理念，納入了近年來新建鐵路勘測新技術(shù)、新方法，促進(jìn)了我國鐵路勘測設(shè)計(jì)智能化發(fā)展進(jìn)程。

3、CIS功能及其在新建鐵路勘測設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1CIS的功能

我國GIS的發(fā)展，經(jīng)歷了起步、準(zhǔn)備、發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化四個(gè)階段。其系統(tǒng)功能貫穿數(shù)據(jù)采集、分析、判斷及輸出應(yīng)用等全過程。具體功能有：

a)數(shù)據(jù)采集與編輯。即對遙感數(shù)據(jù)、航測數(shù)據(jù)等外部數(shù)據(jù)采集和將其完整準(zhǔn)確、邏輯一致地向內(nèi)部系統(tǒng)傳輸，保證了圖形數(shù)據(jù)的采集、屬性數(shù)據(jù)的采集在內(nèi)容與空間上的一致性；

b)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理。即對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行格式、矢量、柵格化圖層等數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化；數(shù)據(jù)投影方式、比例、數(shù)據(jù)重構(gòu)以及壓縮拼接等幾何形態(tài)的變換；

c)數(shù)據(jù)的存儲、計(jì)算、檢索功能。即對地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間拓?fù)浏B加分析、空間模擬分析和管理、備份等功能；

d)輸出功能。將數(shù)據(jù)以報(bào)表、圖樣等形式顯示、傳輸和打印。

3.2GIS在新建鐵路勘測設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)采集、整理和入庫。GIS具有強(qiáng)大的對衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、航測數(shù)據(jù)、實(shí)測地形數(shù)據(jù)、地圖、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)以及多媒體數(shù)據(jù)采集的能力，可將所有不同來源、不同采集方法的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、誤差分析、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、建立矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系、柵格化等處理，并存入空間數(shù)據(jù)庫。新建鐵路勘測設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅數(shù)據(jù)繁多，而且需要各專業(yè)的相互協(xié)調(diào)。GIS能夠描述和表達(dá)新建鐵路勘測復(fù)雜的空間實(shí)體和對圖像數(shù)據(jù)高度集成，為勘測設(shè)計(jì)信息流暢地傳遞提供便利，為專業(yè)設(shè)計(jì)模型、分析模型、評價(jià)和輔助決策模型的建立提供全面科學(xué)的信息支持。

新建鐵路的設(shè)計(jì)。三維GIS可為長大新建鐵路工程設(shè)計(jì)海量的空間數(shù)據(jù)提供動(dòng)態(tài)調(diào)度和三維可視化圖形。通常，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員，可根據(jù)需要隨時(shí)從勘測部門經(jīng)信息歸類、整理后導(dǎo)入的勘測空間信息庫調(diào)取相關(guān)信息，作為設(shè)計(jì)依據(jù)，并將設(shè)計(jì)成果上傳至勘測空間數(shù)據(jù)庫，將通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的“三化”設(shè)計(jì)思想融入新建鐵路工程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)間的協(xié)同作業(yè)。新建鐵路勘測設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)主要由新建鐵路勘測設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、線路設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)和專題屬性數(shù)據(jù)3部分組成，如圖1所示。

三維建模與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。將高新技術(shù)相結(jié)合的GIS，可將線路模型與專題屬性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)勘測設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)三維可視化，對效果進(jìn)行分析和評估，可優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，科學(xué)決策，提高新建鐵路可靠性與設(shè)計(jì)質(zhì)量。基于三維GIS的工程設(shè)計(jì)，可進(jìn)行空間分析，如對新建鐵路勘測結(jié)果進(jìn)行填土石方的數(shù)量計(jì)算、任意橫斷面的自動(dòng)提取等。GIS信息系統(tǒng)平臺促進(jìn)了新建鐵路測繪設(shè)計(jì)工作靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)野外獲得的地形地貌、水文地質(zhì)資料，在室內(nèi)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)、鐵路動(dòng)態(tài)交互式設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在同一平臺，既保持勘測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)三者之間的完整性和獨(dú)立性，又能在此基礎(chǔ)上自動(dòng)建模，同步修改，保證技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)上的合理性和最佳設(shè)計(jì)效果。

4、結(jié)論

綜上所述，新建鐵路勘測設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的、多專業(yè)、多學(xué)科的系統(tǒng)工程。只有從實(shí)際出發(fā)，利用基于GIS的新建鐵路勘測設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用GIS強(qiáng)大的空間分析能力，建立新建鐵路勘測設(shè)計(jì)分析模型，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，不斷提高新建鐵路勘測設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]TB10101-2009,《新建鐵路工程測量規(guī)范》[S].北京:中國鐵道出版社,2009.

地理信息科學(xué)專業(yè)評估范文5

眾源地理數(shù)據(jù)具有以下10個(gè)特點(diǎn)：1）現(xiàn)勢性高。眾源地理數(shù)據(jù)具有明顯的實(shí)時(shí)更新特點(diǎn)，現(xiàn)勢性高。例如，堵在路上的行車者往往會(huì)將道路擁堵信息于Twitter、微博、Wikiloc、GPSies等網(wǎng)站。2）傳播快。眾源地理數(shù)據(jù)大多來自于互聯(lián)網(wǎng)，借助社交網(wǎng)站和當(dāng)?shù)匦侣劦葌髅较到y(tǒng)的傳播能力，進(jìn)行快速傳播和擴(kuò)散。例如，美國加州2009年5月的Jesusita火災(zāi)期間，通過建立地圖式火災(zāi)監(jiān)視網(wǎng)站，迅速整合、了來自各種VGI和當(dāng)?shù)毓俜降膶?shí)時(shí)火災(zāi)信息［7］。3）信息豐富。眾源地理數(shù)據(jù)與人類活動(dòng)及社會(huì)發(fā)展緊密相關(guān)，具有豐富的社會(huì)化屬性、語義信息和時(shí)序信息。其參與創(chuàng)建的廣泛性又使得眾源地理數(shù)據(jù)能從更多角度，更多方面對地理要素進(jìn)行描述。4）成本低。眾源地理數(shù)據(jù)大多來自網(wǎng)民自發(fā)或無意采集的地理數(shù)據(jù)，其采集和處理的成本很低，極大地降低了地理信息獲取和使用的成本，將更有效地促進(jìn)地理信息技術(shù)的推廣應(yīng)用。5）數(shù)據(jù)量大。眾源地理數(shù)據(jù)大多來自互聯(lián)網(wǎng)用戶有意或無意提交的地理數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)用戶群的迅速發(fā)展帶來了眾源地理數(shù)據(jù)的激增。無論是像OSM這樣的共享網(wǎng)站，還是具體的眾源地理數(shù)據(jù)使用者，均需面對海量眾源地理數(shù)據(jù)的高效存儲以及網(wǎng)絡(luò)共享中的快速傳輸?shù)葐栴}。6）質(zhì)量各異。眾源地理數(shù)據(jù)主要由民眾提供，其提供過程非常自由，參與人群非常廣泛，所采用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備精度不一，創(chuàng)建編輯過程中所用比例尺、采樣精度不一，使得眾源地理數(shù)據(jù)質(zhì)量存在較大差異，甚至混雜著錯(cuò)誤或惡意扭曲的成分。7）冗余而又不完整。眾源地理數(shù)據(jù)主要由非專業(yè)人員創(chuàng)建，缺乏數(shù)據(jù)完整性，難以滿足一些專業(yè)的地理數(shù)據(jù)要求，同時(shí)經(jīng)過多人多次提交或多次編輯的眾源地理數(shù)據(jù)存在著大量冗余。8）覆蓋不均勻。眾源地理數(shù)據(jù)雖然來源廣泛，但是區(qū)域覆蓋極其不均勻。例如OSM數(shù)據(jù)在英國倫敦的數(shù)據(jù)覆蓋率明顯高于中國湖北省的覆蓋率。9）缺少統(tǒng)一規(guī)范。眾源地理數(shù)據(jù)來源廣泛，數(shù)據(jù)格式各異，不同數(shù)據(jù)的內(nèi)容不同，數(shù)據(jù)組織和存儲方式也千差萬別。10）隱私與安全難以控制。自由創(chuàng)建和分享的眾源地理數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)對他人及一些組織的隱私和安全問題產(chǎn)生影響。

2眾源地理數(shù)據(jù)的來源與獲取方法

2．1眾源地理數(shù)據(jù)的來源

眾源地理數(shù)據(jù)的來源主要包括：1）公共版權(quán)數(shù)據(jù)。這一類數(shù)據(jù)多由政府部門、企業(yè)、公益組織以網(wǎng)站或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的形式，例如GoogleMap網(wǎng)站提供的正射影像，OpenStreetMap網(wǎng)站提供的交通路網(wǎng)等。也有一些部門和企業(yè)免費(fèi)贈(zèng)送的地理數(shù)據(jù)，例如Open－StreetMap上部分國家的主干交通數(shù)據(jù)由汽車導(dǎo)航數(shù)據(jù)公司AND（AutomotiveNavigationData）贈(zèng)送［13］。2）GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)。主要包括三類：①應(yīng)某些組織和項(xiàng)目請求而特意收集GPS數(shù)據(jù)的志愿者；②共享自己擁有的有價(jià)值的GPS數(shù)據(jù)的普通人或組織；③相對被動(dòng)、無意識上傳GPS數(shù)據(jù)的網(wǎng)民，如“街旁網(wǎng)”用戶的手機(jī)“簽到”會(huì)上傳GPS定位數(shù)據(jù)。3）網(wǎng)民自發(fā)創(chuàng)建的地理數(shù)據(jù)。OpenStreet－Map、Wikimapia等網(wǎng)站向用戶提供了創(chuàng)建地理對象的功能。部分網(wǎng)民出于自我滿足、利他主義、興趣或是描述周圍環(huán)境等目的［14］，主動(dòng)地在這些網(wǎng)站上創(chuàng)建、編輯、描述各種地理對象。GoogleEarth甚至允許用戶對感興趣的地物進(jìn)行三維建模。4）Web2．0催生的其他地理數(shù)據(jù)。Web2．0簡化了客戶交互過程，出于信息共享和社交目的，部分民眾積極地將自己的信息到網(wǎng)上，這些信息可能包含了地理數(shù)據(jù)。例如Flickr提供了上傳照片并在地圖上關(guān)聯(lián)實(shí)際地理位置的功能。類似的數(shù)據(jù)源使得眾源地理數(shù)據(jù)的種類更多樣化、更完整。

2．2眾源地理數(shù)據(jù)的獲取方法

眾源地理數(shù)據(jù)的獲取一般包括以下環(huán)節(jié)：1）下載初始化設(shè)置。包括設(shè)定下載API和登錄信息，選定數(shù)據(jù)范圍（包括空間范圍和時(shí)間范圍等）。根據(jù)研究目標(biāo)，指定行政區(qū)劃或區(qū)域邊界坐標(biāo)，或指定用戶某時(shí)間段所的數(shù)據(jù)等，作為待獲取數(shù)據(jù)的區(qū)域或范圍。2）數(shù)據(jù)獲取。利用開放的眾源地理數(shù)據(jù)網(wǎng)站所提供的API接口，如GoogleMapAPI，GoogleEarthAPI，街旁O(shè)penAPI，F(xiàn)acebookAPI等，在網(wǎng)站所提供權(quán)限范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)所選區(qū)域數(shù)據(jù)的直接讀取。也可以利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)設(shè)計(jì)專用的網(wǎng)頁分析算法，從互聯(lián)網(wǎng)上搜索并下載GPS路線數(shù)據(jù)、矢量地圖數(shù)據(jù)等。3）數(shù)據(jù)規(guī)范化分析與轉(zhuǎn)換。眾源地理數(shù)據(jù)具有多源異構(gòu)性，其存儲格式多樣、時(shí)間版本不一、坐標(biāo)體系相異。合理有效地利用眾源地理數(shù)據(jù)需要對其數(shù)據(jù)格式進(jìn)行分析，利用文本解析、空間數(shù)據(jù)引擎等技術(shù)將眾源地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為在統(tǒng)一存儲格式、坐標(biāo)體系及概念體系下表達(dá)的空間數(shù)據(jù)，并建立相應(yīng)的眾源地理數(shù)據(jù)表達(dá)規(guī)范。4）數(shù)據(jù)入庫。將眾源地理數(shù)據(jù)按統(tǒng)一規(guī)范轉(zhuǎn)換后，將其導(dǎo)入到空間數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存儲和管理。

3眾源地理數(shù)據(jù)處理與分析的關(guān)鍵技術(shù)

3．1眾源地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價(jià)方法

眾源地理數(shù)據(jù)一般由缺乏足夠地理信息知識和專業(yè)訓(xùn)練的非專業(yè)人員提供，因此存在數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，使用時(shí)需考慮其冗余性，有效性，完整性和精確性等。如何對眾源地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行分析和評價(jià)是需要研究的首要問題［4，15］。眾源地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量是影響眾源地理數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用的重要因素。Oort（2006）總結(jié)了空間數(shù)據(jù)質(zhì)量需要考慮的11個(gè)指標(biāo)：數(shù)據(jù)來源、空間精度、時(shí)間精度、屬性精度、邏輯連貫性、數(shù)據(jù)完整性、語義準(zhǔn)確率、元數(shù)據(jù)質(zhì)量、分辨率、數(shù)據(jù)使用目的和質(zhì)量變化等。眾源地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析在用以上全部或部分指標(biāo)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還應(yīng)加入對數(shù)據(jù)提供者的質(zhì)量評價(jià)，充分考慮人為因素對數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，建立更加有效的質(zhì)量分析和評價(jià)模型，從而保證眾源地理數(shù)據(jù)的有效性和可用性。影響眾源地理數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素主要包括三個(gè)方面：①數(shù)據(jù)的采集或地圖的繪制由非專業(yè)人員提供，可能存在一定的人為誤差；②數(shù)據(jù)可能來自不同的數(shù)據(jù)源，具有不同等級的精度；③不同采集者使用不同精度的GPS，采集的數(shù)據(jù)精度存在差異。眾源地理數(shù)據(jù)的精度不能依靠常規(guī)的地圖精度評定方法評估，需要選擇合適的質(zhì)量要素建立質(zhì)量分析模型，依據(jù)質(zhì)量分析模型與精度更高的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比來評估其數(shù)據(jù)質(zhì)量。目前，國外專家已經(jīng)對歐洲地區(qū)的OSM數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進(jìn)行了研究。如對英國地區(qū)的OSM數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分析，從定位精度和數(shù)據(jù)完整度兩個(gè)方面建立OSM數(shù)據(jù)的質(zhì)量評估模型；在評估希臘首都雅典的OSM數(shù)據(jù)質(zhì)量時(shí)，將數(shù)據(jù)質(zhì)量評估模型擴(kuò)展到長度完整度、名稱完整度、類型精度、名稱精度和定位精度等方面。從OSM數(shù)據(jù)的完整度、專題精度、定位精度三個(gè)方面對OSM數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行了分析研究［16－18］。數(shù)據(jù)提供者的非專業(yè)性是眾源地理數(shù)據(jù)質(zhì)量不確定性的重要原因，Grira等人指出眾源地理數(shù)據(jù)的使用者和提供者在眾源數(shù)據(jù)上下文中具有認(rèn)知區(qū)別［19］，有必要建立針對數(shù)據(jù)提供者的評價(jià)模型。Exel等人提出在眾源地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制指標(biāo)中增加用戶指標(biāo)［20］，如用戶的數(shù)據(jù)上傳次數(shù)、修改次數(shù)、反饋意見等，從而建立用戶質(zhì)量測度模型，實(shí)現(xiàn)眾源地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制。

3．2眾源地理數(shù)據(jù)的信息提取與更新方法

眾源地理數(shù)據(jù)的信息提取與更新是以眾源地理數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，以其低成本和高時(shí)效的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)地理信息的快速提取和及時(shí)更新。它是傳統(tǒng)地理信息更新方法的重要補(bǔ)充，在特定情況下可以發(fā)揮不可替代的作用。如Goodchild指出，在面對印度洋海嘯等嚴(yán)重自然災(zāi)害時(shí)，從傳統(tǒng)的遙感影像上獲取道路因影像有云或濃煙遮蔽受限制時(shí)，利用當(dāng)?shù)乇娫从脩粼贕oogleEarth上及時(shí)標(biāo)識的地物信息來補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫就更加高效［4］。近年來國內(nèi)外開展了一些利用眾源數(shù)據(jù)進(jìn)行地理信息提取和更新的方法和應(yīng)用研究。在災(zāi)害快速響應(yīng)方面，眾源地理數(shù)據(jù)發(fā)揮了重大作用。美國圣巴巴拉市的4次大型火災(zāi)案例研究表明，盡快建立新的道路數(shù)據(jù)庫可以提供有效的逃生路線［7］。海地大地震后，大眾在OpenStreetMap上協(xié)作完成道路、房屋和其他地物的重新編輯以建立震后地理數(shù)據(jù)庫，利用常規(guī)測繪方式需花費(fèi)上萬英鎊，同時(shí)耗時(shí)幾年，而利用眾源地理數(shù)據(jù)僅用了三個(gè)星期［8］。眾源地理數(shù)據(jù)用于城市道路設(shè)計(jì)能較大提高人們的滿意度，Seeger指出眾源地理數(shù)據(jù)在良好引導(dǎo)和補(bǔ)充城市規(guī)劃道路數(shù)據(jù)庫更新和重構(gòu)中將發(fā)揮積極作用［15］。Steffen在Geo－Wiki項(xiàng)目中利用眾源用戶對數(shù)據(jù)庫中地物屬性信息進(jìn)行補(bǔ)充和修改［6］，能明顯提高效率及可靠性。眾源地理數(shù)據(jù)提供的紋理和三維信息，被O－ver等結(jié)合DEM經(jīng)綜合生成了三維可視化數(shù)據(jù)庫模型［21］。Zhang等利用眾源GPS軌跡數(shù)據(jù)，在行進(jìn)方向的法線上進(jìn)行模糊C－均值聚類，將相鄰車道分開，建立了幾何精度較好的道路數(shù)據(jù)庫，可用于數(shù)據(jù)庫更新［22］。Mondzech與Sester指出眾源地理數(shù)據(jù)應(yīng)用于行人導(dǎo)航比現(xiàn)存地形圖數(shù)據(jù)庫更有優(yōu)勢，因?yàn)樗驴烨姨峁┝舜罅空鎸?shí)的快捷路徑，眾源地理數(shù)據(jù)可對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行很好的補(bǔ)充［23］。眾源地理數(shù)據(jù)為建立和更新地理數(shù)據(jù)庫提供了一種不同于傳統(tǒng)測繪方式的新途徑。它不僅能有效地提取道路等地物和標(biāo)注屬性信息，而且能用于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的更新。但是由于眾源地理數(shù)據(jù)來源眾多且缺少統(tǒng)一規(guī)范，存在不足，目前尚未能廣泛應(yīng)用于大區(qū)域范圍內(nèi)高精度的數(shù)據(jù)庫更新中。綜合以上分析，眾源地理數(shù)據(jù)信息提取與更新的研究思路為：以建立眾源數(shù)據(jù)的質(zhì)量模型和多源數(shù)據(jù)配準(zhǔn)和變化檢測為核心，研究眾源地理數(shù)據(jù)的信息提取與更新的協(xié)作機(jī)制和方法。主要研究方向包括：①研究實(shí)現(xiàn)眾源地理數(shù)據(jù)的高覆蓋率和高完整性。眾源地理數(shù)據(jù)雖然來源廣泛，但是在單一的某個(gè)平臺上部分區(qū)域的覆蓋率存在較大的局限性。需要從現(xiàn)有的眾源地理數(shù)據(jù)平臺（Wikimapia、BingMap、GoogleMap等）中獲取盡可能多的數(shù)據(jù)以提高區(qū)域覆蓋率和屬性信息完整性。同時(shí)應(yīng)研究將不同區(qū)域的更多用戶參與到眾源地理數(shù)據(jù)的協(xié)作機(jī)制。②建立規(guī)范合理的質(zhì)量模型。為來源廣泛、質(zhì)量各異的眾源地理數(shù)據(jù)建立有效的綜合取舍和聚類機(jī)制，以及快速處理算法。需要研究數(shù)據(jù)量和來源控制的范圍，從而最有效地得到能滿足數(shù)據(jù)庫更新這一應(yīng)用的數(shù)據(jù)覆蓋率、完整性和幾何精度。③提高眾源地理數(shù)據(jù)庫的幾何精度。可結(jié)合高分辨率遙感影像、全景影像、Lidar數(shù)據(jù)等對初始建立的數(shù)據(jù)庫的幾何位置進(jìn)行精糾正，對不同數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)和修正位置精度的算法進(jìn)行研究。④基于眾源地理數(shù)據(jù)建立地理數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行更新。研究兩種不同規(guī)范的數(shù)據(jù)庫的配準(zhǔn)，對不同時(shí)間數(shù)據(jù)庫的幾何與屬性信息進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)減少或新增部分，并用判別規(guī)則合并兩套數(shù)據(jù)庫的信息以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫更新。

3．3眾源地理數(shù)據(jù)的分析與挖掘方法

眾源地理數(shù)據(jù)作為一種由大眾采集并向大眾提供的開放地理數(shù)據(jù)，蘊(yùn)含著豐富的空間信息和規(guī)律性知識。利用空間數(shù)據(jù)分析與挖掘方法可以從中提取信息、挖掘知識，從而為具體應(yīng)用提供服務(wù)。1）眾源地理數(shù)據(jù)拓?fù)浞治觥４蟛糠直娫吹乩頂?shù)據(jù)的描述采用的是一種包含拓?fù)湫再|(zhì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如OSM數(shù)據(jù)中的點(diǎn)、線、面等幾何要素及其關(guān)系是通過頂點(diǎn)、路線和關(guān)系等來描述的。通過對某區(qū)域內(nèi)的要素進(jìn)行拓?fù)浞治觯馨l(fā)現(xiàn)點(diǎn)、線、面的分布規(guī)律，挖掘該區(qū)域的空間結(jié)構(gòu)和模式。例如，利用瑞典的OSM數(shù)據(jù)進(jìn)行自然道路網(wǎng)絡(luò)的提取與拓?fù)浞治觯l(fā)現(xiàn)自然道路網(wǎng)絡(luò)存在無標(biāo)度特性［24］；利用香港的街道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和年度平均的每天交通流量數(shù)據(jù)，通過街道網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浔硎竞头治觯瑥亩M(jìn)行交通流量預(yù)測［25］。進(jìn)行拓?fù)浞治鰰r(shí)經(jīng)常用到平均度、平均路徑長度和聚類系數(shù)等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，結(jié)合空間統(tǒng)計(jì)方法可以探索地理要素的分布結(jié)構(gòu)和模式。在利用眾源地理數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰰r(shí)，可考慮與其他地理數(shù)據(jù)源集成和綜合分析。2）利用眾源數(shù)據(jù)探索地理空間的無標(biāo)度特性。無標(biāo)度從數(shù)學(xué)意義上講就是某種現(xiàn)象的大小分布服從冪律分布。傳統(tǒng)的地理學(xué)研究認(rèn)為地理空間存在高斯分布的特性，而最近基于大量的地理數(shù)據(jù)的實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)地理空間存在無標(biāo)度的特性。例如，利用美國的OSM數(shù)據(jù)進(jìn)行自然城市的提取與統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)美國的城市大小（無論是人口還是道路節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)）滿足齊普夫定律［26］；利用歐洲三個(gè)國家（英國，德國和法國）的OSM數(shù)據(jù)進(jìn)行街區(qū)多邊形提取與統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)所有這些街區(qū)大小服從Lognormal分布［27］；利用TeleAtlasMultiNet地理數(shù)據(jù)庫對德國20個(gè)城市的道路網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)所有道路上的行車時(shí)間服從冪律分布，也就是具有無標(biāo)度特性［28］。3）利用眾源地理數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航分析，為人們出行提供幫助。例如，綜合應(yīng)用OSM地圖與航空影像研制協(xié)作導(dǎo)航系統(tǒng)，結(jié)合A＊算法和用戶評價(jià)在交通網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行路線計(jì)算和搜索，為行動(dòng)不便以及有個(gè)人偏好的行人提供路線設(shè)計(jì)［29］；對OSM的一些城市道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算轉(zhuǎn)彎最少、路徑最短的導(dǎo)航路線［30］。4）眾源交通數(shù)據(jù)挖掘。眾源交通數(shù)據(jù)中隱含著規(guī)律性的交通知識。利用空間數(shù)據(jù)挖掘方法可以挖掘出對交通管理和大眾出行具有指導(dǎo)意義的規(guī)律性知識。例如，利用倫敦個(gè)人摩托車的GPS移動(dòng)路線研究人們選擇路線的偏好，發(fā)現(xiàn)路線選擇時(shí)更多考慮的是角距離而非街區(qū)距離，即人們在出行時(shí)往往會(huì)選擇轉(zhuǎn)彎較少的方案［11］；利用OSM的大范圍道路數(shù)據(jù)對人們的出行進(jìn)行模擬研究，認(rèn)為人們的出行模式主要受路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響，由此為出行行為和路徑優(yōu)化研究提供了新的視角［31］；對基于用戶軌跡挖掘的智能位置服務(wù)進(jìn)行研究，探討了基于個(gè)人歷史軌跡、多人軌跡數(shù)據(jù)的大眾旅游推薦、個(gè)性化朋友和地點(diǎn)推薦等［32］。利用志愿者采集的GPS數(shù)據(jù)，基于歷史位置對用戶出行的相似性進(jìn)行分析和挖掘，有助于探測用戶之間的關(guān)系以及地理位置的相關(guān)性［33］；利用志愿者采集的GPS數(shù)據(jù)研究志愿者的空間移動(dòng)規(guī)律特性，指出該出行距離具有較強(qiáng)的Levy移動(dòng)特點(diǎn)，并通過基于的模型進(jìn)行了驗(yàn)證，有助于人類動(dòng)力學(xué)的實(shí)證與機(jī)制研究［34］。綜合以上分析，眾源地理數(shù)據(jù)分析與挖掘的研究思路為：利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觥⒖臻g數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模、地理模擬、時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等方法對眾源地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，從中提取空間信息，挖掘空間知識。主要研究方向包括：①眾源地理數(shù)據(jù)的拓?fù)浞治觥＠猛負(fù)浞治龇椒ㄑ芯坎?gòu)建眾源地理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系。②地理空間的無標(biāo)度分析。利用空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法研究地理現(xiàn)象的冪律分布。③導(dǎo)航分析：通過眾源地理數(shù)據(jù)的交通流量分析和最優(yōu)路徑分析，為人們的出行提供導(dǎo)航服務(wù)。④眾源地理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模：對眾源地理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行探索性分析，構(gòu)建統(tǒng)計(jì)模型并分析其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。⑤出行行為規(guī)律分析：利用空間聚類、頻繁模式挖掘等空間數(shù)據(jù)挖掘方法從眾源地理數(shù)據(jù)中挖掘出規(guī)律性知識，分析人們的出行規(guī)律，從而為大眾旅游推薦、個(gè)性化朋友和地點(diǎn)推薦等提供基礎(chǔ)。⑥人類動(dòng)力學(xué)研究：利用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)方法和地理模擬方法，研究出行距離分布，構(gòu)建動(dòng)力學(xué)模型，為交通規(guī)劃設(shè)計(jì)、傳染病控制和無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)等提供支持。

4總結(jié)與展望

地理信息科學(xué)專業(yè)評估范文6

關(guān)鍵詞：問題教學(xué)法；地理信息系統(tǒng)原理；空間認(rèn)知

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

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

一、地理信息系統(tǒng)原理課程的特點(diǎn)

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

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

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

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

二、問題教學(xué)法的含義與特點(diǎn)

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

三、地理信息系統(tǒng)原理課的興趣養(yǎng)成

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

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

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

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

課中的第二段，教師導(dǎo)入下次課的問題。

下課后，師生進(jìn)入課后階段。

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

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

四、結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)：