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篇1

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 區(qū)域商業(yè)環(huán)境 區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展 區(qū)域營銷戰(zhàn)略

信息和信息技術(shù)加劇了全球化進(jìn)程、塑造了新的生產(chǎn)方式、改變了商業(yè)規(guī)則，自然也影響到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的策略、規(guī)劃和實(shí)施。隨著地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和地理數(shù)據(jù)的長期積累，地理信息和地理信息系統(tǒng)在區(qū)域性商業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，將越來越重要。據(jù)估算，超過80%的商業(yè)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)具有空間特性或與位置有關(guān)；有效地開發(fā)和利用這些空間性的數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化配置資源，降低商業(yè)運(yùn)行成本，并規(guī)劃、監(jiān)測、改善區(qū)域商業(yè)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境。地理信息系統(tǒng)可以應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的管理、分析、描繪，為解決復(fù)雜的區(qū)域經(jīng)濟(jì)問題提供地圖表現(xiàn)、區(qū)域營銷、空間決策支持、空間規(guī)劃等服務(wù)。本文從理論上探討地理信息、商業(yè)環(huán)境和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的關(guān)系，并結(jié)合中國廣東的區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r，系統(tǒng)地分析地理信息和地理信息技術(shù)在商業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用，旨在改善區(qū)域商業(yè)環(huán)境，提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)競爭力和塑造區(qū)域形象，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長創(chuàng)造條件。

1 從區(qū)域商業(yè)和經(jīng)濟(jì)的角度看地理信息系統(tǒng)

學(xué)術(shù)界對(duì)于地理信息系統(tǒng)概念的理解是比較多樣化的。地理信息系統(tǒng)(GIS)是一門新技術(shù)，在其產(chǎn)生后短短的三、四十年的歷史中得到了迅速的發(fā)展，一個(gè)十分重要的原因在于GIS集數(shù)據(jù)庫、制圖、空間分析功能為一體，并以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的功能為其特色。GIS的出現(xiàn)為各行各業(yè)繁雜的數(shù)據(jù)管理、多源的成果表達(dá)形式和空間數(shù)據(jù)分析提供了最為快速、方便、準(zhǔn)確的方法和手段。地理信息系統(tǒng)是一門多學(xué)科的邊緣綜合性學(xué)科，其核心技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析。在應(yīng)用領(lǐng)域中，它和遙感系統(tǒng)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)密切結(jié)合，更加發(fā)揮出它的巨大作用，使其在調(diào)查、分析、決策、管理和控制等方面顯示了它的不可替代的支持功能。

地理信息系統(tǒng)在研究、開發(fā)和市場化方面取得了很大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:①地理信息系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，從單用戶的桌面系統(tǒng)和專業(yè)化的部門系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向融入業(yè)務(wù)流程的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)，以及基于Internet的公眾參與系統(tǒng)；從單一的結(jié)構(gòu)層次和客戶機(jī)-服務(wù)器模式二層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向基于Web技術(shù)的三層結(jié)構(gòu)。②地理信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論、方法論和實(shí)際應(yīng)用方面的研究越來越多樣化，傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)、技術(shù)和應(yīng)用為主體的信息系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)模型、空間分析、空間可視化、智能信息技術(shù)等；以信息學(xué)、地理學(xué)和社會(huì)學(xué)理論為基礎(chǔ)的地理信息科學(xué)，著重研究使用地理信息和地理信息技術(shù)背后的一系列技術(shù)和理論問題。③強(qiáng)調(diào)開放型的地理信息系統(tǒng)，即基于Internet的、可互操作的、可公眾參與的地理信息系統(tǒng)，目的是為開發(fā)商提供一系列地理信息標(biāo)準(zhǔn)和地理信息技術(shù)方案，最終為社會(huì)提供廉價(jià)的地理信息和相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)。④地理信息市場正日益擴(kuò)大，正逐漸從以政府部門為主的專業(yè)用戶市場，轉(zhuǎn)向以私人機(jī)構(gòu)為主的商業(yè)用戶市場，地理數(shù)據(jù)正直接或間接地滲透到包括商業(yè)和經(jīng)濟(jì)在內(nèi)的各種社會(huì)活動(dòng)中。

地理信息系統(tǒng)使用多種空間模型，如點(diǎn)—場模型、網(wǎng)格模型、拓?fù)淠Ｐ汀?duì)象模型等，并配合關(guān)系型或?qū)ο笮蛿?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，來表現(xiàn)不同尺度的自然和社會(huì)現(xiàn)象，廣泛地應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)管理、空間規(guī)劃、空間決策、資源分配、區(qū)域營銷等方面。很多商業(yè)組織，包括政府醫(yī)療部門、零售商、直銷商等，越來越對(duì)帶有位置信息的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)感興趣。由于希望減少?zèng)Q策方面的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)，人們總是傾向于掌握更多的信息，傾向于規(guī)劃和控制未來的行為；地理信息和地理信息技術(shù)，將會(huì)隨著相關(guān)工具研究和開發(fā)的成熟，逐漸滲透到經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的很多方面。從空間經(jīng)濟(jì)角度看，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)能夠改變空間經(jīng)濟(jì)體系的重要元素之一。在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，地理信息技術(shù)是(現(xiàn)有的或潛在的)廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略決策、方案評(píng)估和決策實(shí)現(xiàn)的重要技術(shù)手段之一。在日常商業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，大規(guī)模地使用地理信息和地理信息系統(tǒng)，似乎并不遙遠(yuǎn)；工業(yè)界的微軟公司正在研究將數(shù)字地圖技術(shù)嵌入到日常辦公軟件中，Open GIS聯(lián)盟正致力于定義和開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的可互操作的開放式地理信息系統(tǒng) 。

2 從地理學(xué)看區(qū)域商業(yè)環(huán)境

改善投資和商業(yè)環(huán)境，吸引區(qū)外和國外的直接投資，不僅被發(fā)展中國家，也被發(fā)達(dá)國家用來作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一。二戰(zhàn)后，在美國、英國和荷蘭等西方國家中，一個(gè)重要的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)就是營造良好的企業(yè)運(yùn)行環(huán)境，從而吸引外國投資。當(dāng)今中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于資源驅(qū)動(dòng)的成熟期和投資驅(qū)動(dòng)起步期，吸引資本是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一。為制定“適當(dāng)”的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策，政府需要及時(shí)地理解、評(píng)估、監(jiān)測本地的商業(yè)運(yùn)行環(huán)境和變化趨勢，為投資人提供宏觀的指導(dǎo)和服務(wù)。商業(yè)環(huán)境的概念對(duì)于處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期的需要引入市場機(jī)制的中國，具有特別重要的意義。

定義什么是商業(yè)(投資)環(huán)境并不是一件容易的事情，因?yàn)榫_地定義商業(yè)的概念也是困難的。不同的學(xué)科背景，不同的學(xué)者對(duì)商業(yè)環(huán)境的認(rèn)識(shí)也有差別。簡單地理解，商業(yè)環(huán)境是商業(yè)組織所處的外部環(huán)境，包括背景性的環(huán)境和運(yùn)行性的環(huán)境。從國際商業(yè)的角度，商業(yè)環(huán)境指一個(gè)公司之外的，影響到公司的全部要素之和。為了便于“管理”商業(yè)環(huán)境，學(xué)者們提出了一些模型，如國內(nèi)模型、國際模型和工業(yè)模型。

空間性是商業(yè)環(huán)境的重要特征之一。考慮到有多種多樣的因素影響到整個(gè)商業(yè)活動(dòng)，不同的區(qū)域具有不同的商業(yè)環(huán)境。即使對(duì)于同一地理區(qū)域，不同的商業(yè)組織，由于其業(yè)務(wù)范圍的差異，將形成多個(gè)主觀性商業(yè)環(huán)境認(rèn)知。隨著商業(yè)目標(biāo)的變化和商業(yè)決策的調(diào)整，企業(yè)也需要重新調(diào)整對(duì)于外圍環(huán)境的認(rèn)識(shí)。另一方面，在不同尺度的地理區(qū)域中，商業(yè)環(huán)境的概念具有明顯的差異；對(duì)于不同空間尺度的商業(yè)環(huán)境的研究，例如全球和國際性的宏觀區(qū)域、國家和區(qū)域性的中觀區(qū)域、城市和本地性的微觀區(qū)域，強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)往往是不一樣的，研究目的也不相同。

研究區(qū)域商業(yè)環(huán)境對(duì)于中國的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。理解商業(yè)空間特征，把握空間變化趨勢，監(jiān)測商業(yè)環(huán)境的變化，宏觀上和中觀上可以為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供戰(zhàn)略決策信息，制定總體規(guī)劃，微觀上也可為投資者提供指導(dǎo)和服務(wù)。從本地政府的角度，研究本地區(qū)域性的商業(yè)環(huán)境，可以幫助本地企業(yè)家和潛在的投資者，為他們提供決策信息，分析市場范圍和價(jià)值，有利于制定公司遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。

3 地理信息系統(tǒng)與區(qū)域營銷戰(zhàn)略

簡單地理解，區(qū)域營銷(Place-marketing)“理論”主要是從城市規(guī)劃理論和市場營銷理論相結(jié)合而發(fā)展來的。一個(gè)地方或區(qū)域，具有一定數(shù)量的“資源”，如基礎(chǔ)設(shè)施、房地產(chǎn)、公園、大學(xué)、博物館、海灘、居民等。區(qū)域營銷理論將地方或區(qū)域資源當(dāng)作是產(chǎn)品，將這些區(qū)域內(nèi)的投資者、游客等買家當(dāng)作是消費(fèi)者。區(qū)域營銷的發(fā)展策略包含兩大要素：區(qū)域規(guī)劃、開發(fā)和產(chǎn)品營銷。區(qū)域規(guī)劃、開發(fā)主要是為了改善本地的硬件和軟件環(huán)境；區(qū)域產(chǎn)品營銷，一方面著重分析本地的市場狀況，以市場構(gòu)成指導(dǎo)地方的規(guī)劃和建設(shè)，另一方面，通過多種手段，塑造本地形象，吸引消費(fèi)者。區(qū)域營銷在不同的社會(huì)背景、不同的發(fā)展目標(biāo)和不同的發(fā)展階段，有不同的方式和策略。

區(qū)域營銷作為區(qū)域發(fā)展策略在北美和西歐的一些城市的實(shí)施相對(duì)比較成功，但也存在一些不足的地方。傳統(tǒng)的區(qū)域營銷理論著重從本地角度研究區(qū)域的“產(chǎn)品”、“消費(fèi)者”和“市場”，以此作為振興區(qū)域城市經(jīng)濟(jì)、塑造區(qū)域形象、選擇樣板項(xiàng)目、銷售本地產(chǎn)品和服務(wù)的基本依據(jù)。以區(qū)域營銷作為區(qū)域規(guī)劃工具有一定的局限性，也往往有不少誤區(qū)。第一，將營銷學(xué)的概念引入?yún)^(qū)域發(fā)展策略時(shí)，并不容易有效地鑒別區(qū)域的消費(fèi)者，依此制定的目標(biāo)和戰(zhàn)略規(guī)劃存在一定的不確定性。第二，區(qū)域營銷注重本地的發(fā)展，往往可能和相鄰的區(qū)域在競爭方面產(chǎn)生沖突，若多個(gè)地區(qū)同時(shí)競爭相同的資源和客戶，可能會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面效應(yīng)。第三，地理的空間要素，雖然在一些區(qū)域營銷理論的論述中提到，但很少深入地討論。第四，信息技術(shù)，特別是地理信息技術(shù)，與區(qū)域營銷間的關(guān)系，也幾乎沒有理論方面的討論和實(shí)踐方面的驗(yàn)證。

地理信息系統(tǒng)正逐漸被營銷學(xué)接受，成為營銷管理的重要工具之一；它可以應(yīng)用到以營銷學(xué)為基礎(chǔ)的區(qū)域營銷戰(zhàn)略中，改進(jìn)傳統(tǒng)的區(qū)域營銷手段。一方面，地理空間是經(jīng)濟(jì)的重要因素之一，Krugman認(rèn)為“跨越空間的交易存在費(fèi)用，生產(chǎn)中存在規(guī)模經(jīng)濟(jì)”；專長于空間信息管理和分析的地理信息系統(tǒng)，是區(qū)域經(jīng)濟(jì)管理的重要工具。另一方面，基于地理位置的人口統(tǒng)計(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，很大程度上改變了以往的市場分析方法，也為商業(yè)帶來了新的營銷手段。從地理信息科學(xué)的角度，重新審視區(qū)域營銷策略，提供新的區(qū)域營銷工具，可以在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)區(qū)域營銷理論的不足。

基于地理信息和地理信息系統(tǒng)，區(qū)域營銷的內(nèi)容、目標(biāo)、手段、數(shù)據(jù)和技術(shù)有了進(jìn)一步的擴(kuò)充和提高。如果存在小尺度空間上的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、基本的地理區(qū)域數(shù)據(jù)、適當(dāng)?shù)南M(fèi)行為調(diào)查數(shù)據(jù)和研究模型，地理信息系統(tǒng)可用來方便地分析市場的組成結(jié)構(gòu)和空間形態(tài)，從而為本地的設(shè)施管理和公共服務(wù)(如健康服務(wù)、交通和通訊設(shè)施服務(wù)、緊急情況服務(wù)、土地利用管理、城市空間規(guī)劃等)提供有效的決策支持信息?；贗nternet網(wǎng)絡(luò)的多媒體信息技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，可以打破區(qū)域空間限制，在全球范圍內(nèi)塑造區(qū)域形象和組織“促銷”。區(qū)域營銷需要的技術(shù)和數(shù)據(jù)在美國已經(jīng)基本成熟，低價(jià)位的軟件工具和空間數(shù)據(jù)，已形成一定的市場規(guī)模，很多官方和私人機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站上也已經(jīng)有相當(dāng)多的數(shù)據(jù)供應(yīng)。在中國，計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)積累比較少，地理信息系統(tǒng)也相對(duì)昂貴，區(qū)域營銷的手段還比較單一；但隨著中國內(nèi)部和國際間區(qū)域競爭的加劇，環(huán)境與資源問題的突出，地理信息系統(tǒng)有很廣闊的應(yīng)用潛力，將成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工具。

4 適應(yīng)區(qū)域營銷戰(zhàn)略的區(qū)域地理信息系統(tǒng)（以廣東為例）

廣東區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨不少問題，如環(huán)境和資源的矛盾比較突出，地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平很不平衡，特別是持續(xù)經(jīng)濟(jì)增長動(dòng)力不足等。從區(qū)域營銷戰(zhàn)略的思路出發(fā)，本節(jié)著重從三個(gè)層次探討適應(yīng)區(qū)域營銷戰(zhàn)略的區(qū)域地理信息系統(tǒng)：①將已有數(shù)據(jù)資源空間化，建立基于地理空間的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；②建立基于Internet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換中心，供應(yīng)廉價(jià)或免費(fèi)的空間數(shù)據(jù)；③地理信息系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用推廣。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是區(qū)域經(jīng)濟(jì)決策的重要依據(jù)之一。傳統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要以關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫為主，按專題和時(shí)間序列設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)表格，在某種意義上，是將傳統(tǒng)的印刷年鑒資料數(shù)字化，便于學(xué)者統(tǒng)計(jì)分析和建立區(qū)域經(jīng)濟(jì)分析模型。比較新的趨勢是（很多國家的統(tǒng)計(jì)部門）直接出版數(shù)字化的統(tǒng)計(jì)和抽樣資料，并引入地理空間概念。在地理信息系統(tǒng)的支持下，用戶可以根據(jù)自己的專業(yè)概念和應(yīng)用目的，將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)按照一定的框架、方法、模型進(jìn)行顯示、模擬、聚集、抽象、轉(zhuǎn)換。但是，建立詳盡的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不僅需要比較多的資源，而且尚有一定的技術(shù)難度。一個(gè)比較實(shí)際的做法是充分利用現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料，建立標(biāo)準(zhǔn)化的地理編碼，將現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)合成。

建立基于Internet網(wǎng)絡(luò)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)中心的最終目的，是為各種各樣的用戶供應(yīng)廉價(jià)或免費(fèi)的空間數(shù)據(jù)。建設(shè)空間數(shù)據(jù)服務(wù)中心，首先要建立或引用一套空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、交換標(biāo)準(zhǔn)和描述標(biāo)準(zhǔn)；然后在區(qū)域性的信息基礎(chǔ)設(shè)施上建立基于Web站點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)，使用戶能夠檢索到數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，并了解數(shù)據(jù)的主題、空間范圍、質(zhì)量、版權(quán)等；如果有需要，用戶還可以方便、快速地獲得所需的數(shù)據(jù)。初級(jí)的數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)，主要是將區(qū)域性的地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，采用幾種常見的數(shù)據(jù)格式，存儲(chǔ)于Web服務(wù)器，用戶可以通過專門網(wǎng)頁進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和下載。再進(jìn)一步，建立專門的空間數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交割中心，加上比較完備的元數(shù)據(jù)和目錄索引技術(shù)(如ANSI NISO的Z39.50標(biāo)準(zhǔn))，構(gòu)成空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。用戶可以使用普通的數(shù)據(jù)引擎，使用關(guān)鍵字檢索所需的空間數(shù)據(jù)。美國的大多數(shù)州已經(jīng)建成了這樣的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。更先進(jìn)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)中心，是建立在“互操作”概念上的空間數(shù)據(jù)的共享、地理信息工具的共享；它的核心內(nèi)容是分布式數(shù)據(jù)管理、協(xié)同計(jì)算，但這種理想的系統(tǒng)仍處于研究和開發(fā)的初級(jí)階段。

區(qū)域地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)非常多樣化，如:①規(guī)劃用于基礎(chǔ)設(shè)施、教育、研究開發(fā)和醫(yī)療服務(wù)方面的公共投資；②理性地分配自然資源和控制土地使用；③服務(wù)于商業(yè)機(jī)會(huì)的尋找、篩選和戰(zhàn)略決策；④分析人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間分布，模擬市場的空間分割；⑤為商業(yè)公司和政府部門提供決策信息等。這樣的應(yīng)用系統(tǒng)在中國目前還很少見或僅是原形系統(tǒng)，如服務(wù)于“招商引資”的京九鐵路沿線投資環(huán)境信息系統(tǒng)。在美國已經(jīng)有了一些應(yīng)用的例子，如Economic Development Administration，Department of Commerce的Economic development geographic information systems，用于支持商業(yè)擴(kuò)張和制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策。開發(fā)多種多樣的地理信息應(yīng)用是區(qū)域營銷戰(zhàn)略成功的關(guān)鍵之一。

5 初步結(jié)論

面向商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地理信息系統(tǒng)仍然是一個(gè)比較新的概念，因而在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)有很多不能確定的問題。其中兩個(gè)最重要的問題是空間數(shù)據(jù)的缺乏和技術(shù)推廣的困難。在中國，空間數(shù)據(jù)庫的積累比較少，即使有一些數(shù)據(jù)存在，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式也往往難于交換和共享；數(shù)據(jù)的積累需要消耗比較多的投資，這與中國的資金短缺相矛盾。同時(shí)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可運(yùn)行的、廉價(jià)的面向商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地理信息系統(tǒng)，對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)，也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的GIS，僅只是“界面友好”，不是“應(yīng)用友好”，只對(duì)GIS專業(yè)人員而言具有強(qiáng)大的功能，普通的用戶卻難于了解和掌握它。面向商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地理信息和地理信息技術(shù)，對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響是長期性的，對(duì)于塑造靈活的、具有競爭能力的商業(yè)，在組織生產(chǎn)、營銷、決策等方面具有一定的幫助作用；但另一方面，它需要高額資金投入，也要培養(yǎng)相應(yīng)的專業(yè)人材，這些對(duì)于發(fā)展中國家并不是一件容易的事情。發(fā)展中國家的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，幾乎還沒有啟動(dòng)，最多處于建設(shè)初期，空間信息倉儲(chǔ)仍有待建立，更談不上廉價(jià)的地理信息供應(yīng)和地理技術(shù)服務(wù)。這些都會(huì)阻礙地理信息和地理技術(shù)的傳播和推廣。

地理信息系統(tǒng)與商業(yè)和經(jīng)濟(jì)(作為一般性的題目)和地理信息系統(tǒng)與基于區(qū)域營銷的經(jīng)濟(jì)發(fā)展(作為一個(gè)子題目)，都是復(fù)雜的研究課題，本文只是一個(gè)初步總結(jié)，還有很多課題需要深入地研究。在技術(shù)層次上，需要結(jié)合中國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)現(xiàn)狀，積累數(shù)字化的地理信息，利用已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)，逐步建立空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和空間信息倉儲(chǔ)，并向社會(huì)提供廉價(jià)的地理信息和地理信息技術(shù)。在區(qū)域商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次上，仔細(xì)考慮空間在商業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要性，將地理信息系統(tǒng)作為區(qū)域發(fā)展的戰(zhàn)略工具和可以降低商業(yè)運(yùn)行(生產(chǎn)、運(yùn)輸、營銷和零售)成本的日常工具。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，空間經(jīng)濟(jì)只是經(jīng)濟(jì)的一個(gè)側(cè)面，地理信息和地理信息技術(shù)應(yīng)當(dāng)和其它經(jīng)濟(jì)工具協(xié)調(diào)使用、相互補(bǔ)充。在中國的現(xiàn)實(shí)狀況下，如何有效地積累地理空間數(shù)據(jù)，推廣地理信息技術(shù)，建設(shè)有效的空間信息服務(wù)體系，如何將之溶入企業(yè)和政府的管理、評(píng)估、規(guī)劃和決策業(yè)務(wù)中，如何合理使用稀有資源、降低交易成本等，都需要更深入的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒倫，劉瑜等.地理信息系統(tǒng)原理、方法與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，2001.

[2]陳才.區(qū)域經(jīng)濟(jì)地理學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，2001.

[3]唐根年，徐維祥盧麗華.基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)差異特征分區(qū)研究，經(jīng)濟(jì)師，2003年第9期

[4] 張鋼，朱文雋.地理信息系統(tǒng)在區(qū)域經(jīng)濟(jì)問題研究中的應(yīng)用，上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005年第2期

篇2

1.課程標(biāo)準(zhǔn)要求

結(jié)合實(shí)例，了解遙感（RS）在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用；舉例說出全球定位系統(tǒng)（GPS）在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用；運(yùn)用有關(guān)資料，了解地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市管理中的功能；了解數(shù)字地球的含義。

2.教材地位及作用

“地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用”是人教版高中地理必修3第一章第二節(jié)內(nèi)容。高中地理必修3主要以某一典型區(qū)域地理環(huán)境為研究對(duì)象，其自然與人文信息的提取、分析、研究、規(guī)劃、整治等，都離不開地理信息技術(shù)的支持。本節(jié)課的學(xué)習(xí)，既有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)地理信息技術(shù)的探究興趣，又能使學(xué)生掌握運(yùn)用基本的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)地理環(huán)境進(jìn)行研究的方法，為以后區(qū)域地理的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本節(jié)教材共劃分四個(gè)主要部分：前三部分分別是RS、GPS、GIS，教材介紹其概念、原理、特點(diǎn)以及在區(qū)域地理環(huán)境中的應(yīng)用等有關(guān)內(nèi)容；最后一部分介紹地理信息技術(shù)與數(shù)字地球的聯(lián)系。

3.學(xué)情分析

知識(shí)儲(chǔ)備：高二學(xué)生已具備基本的讀圖分析、歸納能力，但本節(jié)課的地理圖表具有專業(yè)性的特點(diǎn)，學(xué)生有一定的認(rèn)知難度。“3S”技術(shù)的概念、原理等部分，教材語言多為抽象性較強(qiáng)的理論，需教師結(jié)合材料、多媒體進(jìn)行展示、模擬、舉例，將其具體化、形象化。

學(xué)習(xí)動(dòng)力：本節(jié)內(nèi)容結(jié)合了許多地理信息技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲和好奇心，期待在日常生活中得到運(yùn)用。

二、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)確定

1.教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：結(jié)合實(shí)例說出RS在資源普查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測中的應(yīng)用；GPS在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用；了解GIS在城市管理中的功能。

過程與方法：學(xué)會(huì)通過多種途徑與多種手段收集、整理地理信息，并應(yīng)用到新課學(xué)習(xí)中，在生活中發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)GPS、RS、GIS技術(shù)的應(yīng)用及給生活帶來的變化。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親歷體驗(yàn)地理信息技術(shù)給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活帶來的便捷，從而更加熱愛科學(xué)，不斷學(xué)習(xí)和探索科學(xué)知識(shí)。

2.教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：RS、GPS、GIS在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用。

依據(jù)：課程標(biāo)準(zhǔn)、教材分析及教學(xué)實(shí)際的需要。

難點(diǎn)：RS、GPS、GIS的原理及區(qū)別；數(shù)字地球的含義。

依據(jù)：本節(jié)知識(shí)屬于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，內(nèi)容新、技術(shù)性強(qiáng)，專業(yè)抽象術(shù)語較多。學(xué)生對(duì)于“3S”技術(shù)的原理區(qū)分難度較大，故確定為難點(diǎn)。

三、教法和學(xué)法選擇

比較歸納法：在教學(xué)過程中運(yùn)用比較分析法，揭示知識(shí)點(diǎn)之間的異同，尋找知識(shí)間的相互關(guān)系，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解。如對(duì)比分析“3S”技術(shù)之間的區(qū)別。

讀圖分析法：學(xué)會(huì)讀圖是學(xué)習(xí)地理的基本技能之一。因此，教會(huì)學(xué)生如何讀圖，如何從圖中獲取地理信息，必須貫穿整個(gè)地理教育過程。如遙感地圖、地理信息系統(tǒng)地圖等。

創(chuàng)設(shè)情境法：通過多媒體模擬演示，化抽象為具體，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握。收集“3S”技術(shù)的最新應(yīng)用的視頻短片、圖片或文字材料，更好地理解生活中的地理、“有用”的地理。

演示法：本節(jié)內(nèi)容較抽象，采用演示法可將抽象的內(nèi)容形象化，如用Google Earth 演示GIS 的圖層，用Google Earth查找武漢二中等。

問題探究法：在教學(xué)中聯(lián)系生活實(shí)際，利用所學(xué)地理知識(shí)探究生活中的地理問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和地理實(shí)踐能力。

四、教學(xué)過程安排

創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課（2分鐘）

注重創(chuàng)設(shè)聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際的真實(shí)情景，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，可設(shè)計(jì)如下導(dǎo)入：播放視頻“我省啟用GPS押運(yùn)高考試卷”，武漢市使用GPS對(duì)所有的高考試卷運(yùn)卷車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控，從而提高高考試卷的安全保密系數(shù)。

全球定位系統(tǒng)

1.聯(lián)系生活，形成概念（3分鐘）

首先提問學(xué)生GPS在生活中有哪些應(yīng)用，然后用美國飛行員打伊拉克時(shí)只要知道坐標(biāo)就可以扔炸彈及珠穆朗瑪峰的高程測量事例，引出GPS的定位（定經(jīng)度、緯度、高程）功能；用GPS監(jiān)控運(yùn)鈔車是否按預(yù)定路線行走引出GPS的導(dǎo)航功能；進(jìn)而引出GPS的定義。

2.模擬實(shí)驗(yàn)，了解過程（4分鐘）

引導(dǎo)學(xué)生做空間定位小實(shí)驗(yàn)，取兩支削好的鉛筆，分別用左右手握住，使得筆尖相對(duì)，相距約5厘米。請(qǐng)閉上一只眼睛，試著把兩支筆的筆尖對(duì)在一起。其它條件不變，請(qǐng)睜開雙眼，重新試著把兩支筆的筆尖對(duì)在一起。體驗(yàn)一下，分別用一只眼睛或兩只眼睛，在哪種情況下兩個(gè)筆尖更容易對(duì)準(zhǔn)？為什么？激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，然后講解GPS的組成及工作過程。在講用戶設(shè)備部分時(shí)展示專業(yè)的GPS接收機(jī)，并展示帶有導(dǎo)航功能的手機(jī)圖片，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

3.觀看視頻，深化應(yīng)用（4分鐘）

從Google Earth 中截取武漢二中的圖片，講解圖片下方我校的經(jīng)度、緯度、高程。聯(lián)系生活中GPS的應(yīng)用，講解GPS的工作特點(diǎn)。播放“世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”、“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用”兩段視頻，激發(fā)學(xué)生對(duì)我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的求知欲，增強(qiáng)學(xué)生的愛國意識(shí)。

遙感

1.創(chuàng)設(shè)情境，獲得概念（2分鐘）

學(xué)習(xí)遙感之前，先給學(xué)生展示兩張圖片，一張是用照相機(jī)拍攝的武漢二中的照片，另一張是用衛(wèi)星獲取的武漢二中的圖片，讓學(xué)生比較其拍攝距離的遠(yuǎn)近。展示學(xué)生比較熟悉的圖片，利于激發(fā)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣。

2.問題探究，了解程序（4分鐘）

聯(lián)系必修1的太陽輻射過程的知識(shí)，講解RS的工作過程，并請(qǐng)學(xué)生比較照相的程序與遙感的程序有哪些異同？找出遙感的特點(diǎn)？以天氣預(yù)報(bào)衛(wèi)星云圖的形成過程講解遙感的工作程序，并舉例講解遙感的工作原理，然后簡要分析遙感的特點(diǎn)。

3.結(jié)合實(shí)例，分析應(yīng)用（6分鐘）

遙感的應(yīng)用是遙感知識(shí)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，本節(jié)主要采用案例法來講解遙感的應(yīng)用。首先以1980年和2002年武漢市的城區(qū)面積的遙感影像圖分析遙感在資源調(diào)查中的應(yīng)用；然后以兩幅乞力馬扎羅山的積雪圖片分析遙感在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用；最后以兩幅汶川地震的遙感影像和四幅1998年洪災(zāi)的遙感影像分析遙感在自然災(zāi)害防御監(jiān)測中的應(yīng)用。

地理信息系統(tǒng)

1.創(chuàng)設(shè)情境，引出概念（1分鐘）

展示兩張圖片，武漢市的遙感影像圖與武漢市的電子地圖，講解武漢市的電子地圖是通過對(duì)遙感影像圖分析和處理以后得到的圖片，引出GIS的概念。

2.動(dòng)畫演示，理解程序（3分鐘）

GIS的工作程序比較抽象，為突破此難點(diǎn)，采用Google Earth 動(dòng)態(tài)演示武漢市電子地圖的制作過程，主要是引入Google Earth，先在Google Earth 上找到武漢市，然后引入Google Earth左邊圖層的概念，將武漢市各地物進(jìn)行分類，然后以不同的圖層進(jìn)行存儲(chǔ)，給學(xué)生演示左邊圖層中的道路、水域、地點(diǎn)、交通、維基百科等圖層，讓學(xué)生理解地理信息系統(tǒng)的工作程序。

3.問題探究，分析應(yīng)用（6分鐘）

地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用非常廣泛，以一個(gè)探究問題，讓學(xué)生思考從漢口火車站到我校最便捷的公交線路，應(yīng)查找哪些資料？引出學(xué)生比較熟悉的百度地圖，并聯(lián)系生活實(shí)際，展示武漢市的站臺(tái)智能公交和手機(jī)智能公交，這些都體現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的查詢功能，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后利用GIS，管理者可以傳送交通擁擠情況等案例來得出GIS的管理和空間分析功能等。

地理信息技術(shù)與數(shù)字地球

1.歸納異同，區(qū)分功能（1分鐘）

比較3S技術(shù)的異同，GPS主要功能是定位、導(dǎo)航；RS的主要功能是獲取信息；GPS的主要功能是對(duì)地理信息進(jìn)行處理和分析。然后引入數(shù)字地球的概念。

2.自主活動(dòng)，理解概念（3分鐘）

數(shù)字地球的軟件之一就是Google Earth，請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)用Google Earth查找武漢二中，學(xué)生非常感興趣，能夠在Google Earth上找到地球上的任意一個(gè)地方，課堂氛圍很活躍。學(xué)生找到后，教師總結(jié)并舉例說明數(shù)字地球的應(yīng)用。

課堂小結(jié)，布置作業(yè)

1.板書設(shè)計(jì)及課堂小結(jié)

教學(xué)過程中可輔以板書設(shè)計(jì)，在進(jìn)行課堂小結(jié)時(shí)直接用黑板板書進(jìn)行小結(jié)即可。板書設(shè)計(jì)除簡明扼要、美觀規(guī)范外，還要啟發(fā)學(xué)生思維，揭示本節(jié)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，便于學(xué)生總結(jié)回顧的同時(shí)加深理解和掌握，板書設(shè)計(jì)如圖1。

2.課后作業(yè)

作業(yè)一：下載手機(jī)智能公交軟件安裝到自己的手機(jī)上（下載地址：http：//）。請(qǐng)學(xué)生在乘坐公交車時(shí)，使用武漢“智能公交”軟件查詢公交車的實(shí)時(shí)位置及換乘信息。使用智能公交為從天河機(jī)場、武漢各火車站、汽車站到我校的朋友做一個(gè)交通指南。

作業(yè)二：下載Google Earth 安裝到電腦上，找到武漢二中、你家所在的小區(qū)、你理想的大學(xué)及任意你想去的地方，體驗(yàn)“世界在你手中”的愉悅和地理信息技術(shù)帶給生活的便捷。

五、教學(xué)反思

教學(xué)觀念：突顯學(xué)生的主體地位，充分圍繞學(xué)習(xí)對(duì)生活有用的地理選取教學(xué)素材，體現(xiàn)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生終生發(fā)展有用的地理的教學(xué)理念。

教學(xué)方法：采用創(chuàng)設(shè)情境法、演示法、讀圖分析法等多種教學(xué)方法，聯(lián)系學(xué)生身邊的3S技術(shù)應(yīng)用案例，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)地理的興趣。

教學(xué)技術(shù)：應(yīng)用電子白板讓學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)，師生互動(dòng)性好。使用Google Earth演示GIS的圖層，突破難點(diǎn)，效果較好。

篇3

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)；地理信息系統(tǒng)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）45-0236-03

一、引言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS，下同）是以計(jì)算機(jī)軟件、硬件為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)地理信息采集、管理、分析和表現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，已經(jīng)成為地理信息科學(xué)的核心[1]，廣泛應(yīng)用于土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域。特別是與遙感技術(shù)相結(jié)合，GIS正深入解決全球性問題：厄爾尼諾現(xiàn)象與酸雨、核擴(kuò)散與核廢料以及全球氣候與環(huán)境的變化監(jiān)測?？梢哉f，GIS已經(jīng)深入社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為很多領(lǐng)域中新的工作手段和方法[2]。

作為注重學(xué)科交叉與滲透的環(huán)境科學(xué)專業(yè)而言，開設(shè)GIS課程教學(xué)具有一定的前瞻性。將環(huán)境科學(xué)專業(yè)與地理學(xué)有機(jī)融合，更加凸顯環(huán)境科學(xué)的“大環(huán)境”特征，也更能符合全球環(huán)境的研究趨勢[3]。GIS與環(huán)境科學(xué)在研究對(duì)象和研究方法上具有一定的相似性和互補(bǔ)性，在環(huán)境問題愈來愈突出的今天，設(shè)計(jì)和開發(fā)服務(wù)于環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)的輔助決策支持工具GIS，將具有極大的發(fā)展?jié)摿?。目前，我國開設(shè)GIS專業(yè)的高校和開設(shè)GIS課程的專業(yè)非常多，開設(shè)GIS課程的非專業(yè)的數(shù)量也在逐漸增加[4]。鑒于GIS課程的學(xué)科與技術(shù)并重的特點(diǎn)，非GIS專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)不完整，如計(jì)算機(jī)、地圖學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫等知識(shí)，導(dǎo)致非GIS專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)抓不住重點(diǎn)，反感理論性知識(shí)，缺乏主觀能動(dòng)性[5]。重慶三峽學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院經(jīng)過20多年的發(fā)展，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)為重慶市重點(diǎn)學(xué)科，并于2013年順利獲批碩士學(xué)位授予權(quán)。目前學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了GIS課程，但是從我院目前的課程建設(shè)情況來看，該課程的建設(shè)仍處于起步階段，從教學(xué)體系、實(shí)踐模式方面仍面臨著前述問題。因此開展課程建設(shè)，進(jìn)行教學(xué)研究，順應(yīng)學(xué)校提出“向應(yīng)用型科技大學(xué)轉(zhuǎn)型”的辦學(xué)理念以及“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)人才”的辦學(xué)宗旨，已成緊迫的任務(wù)。

二、環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS課程教學(xué)要求

一般而言，GIS技能主要分為三個(gè)層次：基本應(yīng)用型；綜合分析型；開發(fā)管理型[6]。其中基本應(yīng)用型側(cè)重于將GIS作為工具，掌握GIS基本概念，并能夠使用l～2種GIS軟件進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)輸入、分析和制圖工作。環(huán)境科學(xué)專業(yè)作為非地理信息系統(tǒng)專業(yè)開設(shè)GIS課程，其技能要求定位為基本應(yīng)用型，即立足環(huán)境科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，強(qiáng)調(diào)GIS的技術(shù)性，側(cè)重于實(shí)踐教學(xué)，針對(duì)本專業(yè)相關(guān)的環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等與空間信息相關(guān)的問題，掌握GIS工具空間分析操作技能，解決專業(yè)相關(guān)的問題。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更顯重要，通過加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，進(jìn)而提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求[7]。

根據(jù)設(shè)定的基本應(yīng)用型目標(biāo)，筆者對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的GIS課程體系進(jìn)行了部分的教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)，以探索適合于本專業(yè)GIS課程教學(xué)的模式。

三、教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)

針對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，緊扣能力目標(biāo)的基本應(yīng)用型要求，將教學(xué)分為三個(gè)梯次，梯次一：要求了解GIS是什么，掌握GIS的基本原理，主要在課堂教學(xué)中精細(xì)化課程內(nèi)容；梯次二：掌握GIS主流軟件的操作方法和應(yīng)用，主要結(jié)合課程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完成該梯次的教學(xué)設(shè)計(jì)；梯次三：應(yīng)用階段，在環(huán)境科學(xué)專業(yè)范圍內(nèi)，基于GIS基本功能解決實(shí)際問題。主要在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)提升學(xué)生的應(yīng)用能力?；谏鲜鋈齻€(gè)梯次的教學(xué)總體設(shè)計(jì)，教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)改革與優(yōu)化介紹如下。

1.梯次一：理論課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)精細(xì)化設(shè)計(jì)。梯次一為課程引入與理論了解階段，考慮GIS具有綜合性強(qiáng)、多學(xué)科集成，知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)科與技術(shù)統(tǒng)一性，且發(fā)展與內(nèi)容更新速度快，滲透性和空間抽象性強(qiáng)等特點(diǎn)[8]，針對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，梳理GIS課程體系，選擇兼具概念與實(shí)踐并重的教材《地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用》（鄔倫主編，科學(xué)出版社），該書詳細(xì)劃分了理論基礎(chǔ)講解、GIS功能介紹與應(yīng)用技術(shù)，有助于教學(xué)內(nèi)容的自由選擇?？紤]環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的背景，將GIS的基本概念、組成、功能及其應(yīng)用領(lǐng)域、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）、空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)處理與分析、GIS空間分析原理與方法及GIS產(chǎn)品制作與輸出作為重點(diǎn)內(nèi)容講解。讓學(xué)生由淺入深，了解GIS具體功能，數(shù)據(jù)的來源與特點(diǎn)，如何將現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)化、信息化，如何利用GIS解決身邊的問題（如公園選址、交通管理、城市拆遷與洪水分析等），增強(qiáng)利用GIS作為輔助決策工具的興趣和學(xué)習(xí)自主性。

針對(duì)梯次一的基本要求和課程內(nèi)容選擇，筆者理論教學(xué)課時(shí)精簡為32個(gè)學(xué)時(shí)。具體安排：（1）導(dǎo)論，4個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述GIS的基本概念、組成、演變歷史和發(fā)展趨勢、基本功能、與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系以及GIS主流軟件的認(rèn)識(shí)。（2）GIS空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，8個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述空間參照系統(tǒng)、地圖投影、空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)模型、柵格和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼方法等。（3）空間數(shù)據(jù)處理，6個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述空間數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)融合、空間插值與拓?fù)潢P(guān)系編輯。（4）空間分析，8個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述空間查詢與量算、空間疊加分析、緩沖區(qū)分析與網(wǎng)絡(luò)分析等。（5）GIS產(chǎn)品可視化與輸出，4個(gè)學(xué)時(shí)，主要講述地圖制作與輸出、專題地圖設(shè)計(jì)。

2.梯次二：理論教學(xué)與專業(yè)實(shí)例設(shè)計(jì)。為了加強(qiáng)教學(xué)過程理論與專業(yè)實(shí)際的聯(lián)系，筆者提出將“農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染可視化分析”課題作為專業(yè)實(shí)例設(shè)計(jì)，貫穿整個(gè)GIS課程教學(xué)過程中，以提高學(xué)生主觀能動(dòng)性。

國家環(huán)保部2012年公布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012），首次將PM2.5（年均和日均濃度限值分別為定為0.035mg/m3和0.075 mg/m3）、O3納入常規(guī)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，并收緊了PM10、氮氧化物等標(biāo)準(zhǔn)限值，以期“十二五”期間使我國大氣PM2.5污染得到緩解，區(qū)域大氣復(fù)合污染得到有效遏制，大氣環(huán)境質(zhì)量得到持續(xù)改善。選擇農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染可視化分析，整個(gè)課題既貼近現(xiàn)實(shí)，又屬于環(huán)境專業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。這個(gè)課題設(shè)計(jì)內(nèi)容主要涉及農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染源調(diào)查、農(nóng)業(yè)區(qū)空間分布、人口分布、污染源季節(jié)特征、大氣污染擴(kuò)散模式等，結(jié)合緩沖區(qū)分析得到農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染時(shí)空分布與影響區(qū)域劃分。根據(jù)這一課題的設(shè)計(jì)，在課堂教學(xué)上提出問題，引導(dǎo)學(xué)生總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，以原有專業(yè)知識(shí)在解決問題上遇到的瓶頸，自然引導(dǎo)利用GIS技術(shù)解決此類問題。將各部分內(nèi)容分版塊劃分，貫穿到各章節(jié)授課內(nèi)容中。如導(dǎo)論中以谷歌地球、尋找本拉登實(shí)例作為開始，讓學(xué)生了解實(shí)例以及GIS的基本功能，并指出谷歌地球是數(shù)據(jù)來源之一；空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與處理講解中引導(dǎo)學(xué)生如何采集與處理農(nóng)業(yè)點(diǎn)源大氣污染的相關(guān)各類型數(shù)據(jù)，指出相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可在GIS中實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)就可以親自操作；空間分析講解中指出緩沖區(qū)分析和空間插值可解決污染影響區(qū)域劃分和時(shí)空分布，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以設(shè)計(jì)操作。

通過上述的專業(yè)實(shí)例貫穿，可以有效引起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和興趣，感覺GIS就在身邊，又產(chǎn)生“技癢”，促進(jìn)梯次三的實(shí)踐教學(xué)。

3.梯次三：實(shí)踐教學(xué)課題化設(shè)計(jì)。上機(jī)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，依據(jù)所設(shè)計(jì)的課題，在實(shí)驗(yàn)過程中得以實(shí)現(xiàn)和解決，將大大加強(qiáng)對(duì)GIS課程的理論理解與掌握，激發(fā)進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的動(dòng)力。具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排如表1所示。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)與教學(xué)學(xué)時(shí)1∶2配套。

三個(gè)專業(yè)實(shí)例化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，基本包含了GIS基本操作技能，在讓學(xué)生親自了解GIS的強(qiáng)大功能的同時(shí)，更真正體會(huì)到了在GIS中的具體操作過程。

四、結(jié)語

環(huán)境科學(xué)專業(yè)與地理學(xué)有機(jī)融合，更加凸顯環(huán)境科學(xué)的“大環(huán)境”特征，也更能符合全球環(huán)境的研究趨勢。加強(qiáng)環(huán)境專業(yè)GIS教學(xué)與改革是順應(yīng)我國新時(shí)期高等教育“造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的優(yōu)秀工程師”的要求。筆者提出GIS教學(xué)過程中貫穿專業(yè)實(shí)例課程化的改革方式，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在實(shí)踐中增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手與解決問題的能力，達(dá)到基礎(chǔ)應(yīng)用型的技能要求，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。

參考文獻(xiàn)：

[1]程結(jié)海，李偉，賈澤露.面向市場需求的GIS專業(yè)本科教學(xué)探討[J].地理空間信息，2010，8（1）：154-156.

[2]李旭祥，沈振興，劉萍萍，張凡.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008：94-95.

[3]游珍，方淑榮.地理科學(xué)與環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)科滲透與融合[J].高教論壇，2010，（5）：55-57，60.

[4]黃木易.非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)改革及優(yōu)化實(shí)踐[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011，（10）：11-12，16.

[5]常勝.資環(huán)專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（17）：76-78.

[6]周日升，吳縛龍.英國GIS高等教育與城市規(guī)劃實(shí)踐[J].國外城市規(guī)劃，2001，（3）：13-15.

[7]周宏倉，鄭有飛，湯莉莉.環(huán)境科學(xué)專業(yè)復(fù)合型人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式的探索和實(shí)踐[J].中國電力教育，2008，（20）：112-113.

[8]湯國安，周衛(wèi).“地理信息系統(tǒng)課程”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].地球信息科學(xué)，2005，7（2）：65-69.

篇4

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；嵌入式；研究；實(shí)現(xiàn)

1.嵌入式地理信息系統(tǒng)的研究

隨著GIS的快速發(fā)展，人們對(duì)空間數(shù)據(jù)的需求也日益增大，把GIS與嵌入式技術(shù)融合在一起，形成一個(gè)嵌入式的地理空間集成平臺(tái)，是當(dāng)前GIS研究領(lǐng)域的一個(gè)重要趨勢。與傳統(tǒng)GIS技術(shù)相比較，嵌入式GIS具有跨平臺(tái)、開發(fā)好、易集成、易滲透和融合好等特點(diǎn)而且價(jià)格低，為地理信息技術(shù)融入其它信息技術(shù)提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。但是現(xiàn)實(shí)中，GIS空間數(shù)據(jù)量非常大，所需存儲(chǔ)空間也很大，這與嵌入式設(shè)備有限的系統(tǒng)資源形成矛盾，因此針對(duì)嵌入式設(shè)備的特點(diǎn)并結(jié)合GIS應(yīng)用程序的需求設(shè)計(jì)嵌入式GIS平臺(tái)是非常必要的。典型的嵌入式GIS應(yīng)用由嵌入式硬件系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式GIS軟件組成。

（1）嵌入式GIS存在的問題；隨著GIS的快速發(fā)展，人們對(duì)空間數(shù)據(jù)的需求也日益增大把GIS與嵌入式技術(shù)融合在一起形成一個(gè)嵌入式的地理空間集成平臺(tái)是當(dāng)前GIS研究領(lǐng)域的一個(gè)重要趨勢。與傳統(tǒng)GIS技術(shù)相比較，嵌入式GIS具有跨平臺(tái)、開發(fā)好、易集成、易滲透和融合好等特點(diǎn)，而且價(jià)格低，為地理信息技術(shù)融入其它信息技術(shù)提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。但是現(xiàn)實(shí)中GIS空間數(shù)據(jù)量非常大，所需存儲(chǔ)空間也很大這與嵌入式設(shè)備有限的系統(tǒng)資源形成矛盾，因此針對(duì)嵌入式設(shè)備的特點(diǎn)并結(jié)合GIS應(yīng)用程序的需求設(shè)計(jì)嵌入式GIS平臺(tái)是非常必要的。典型的嵌入式GIS應(yīng)用由嵌入式硬件系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式GIS軟件組成。

（2）主流的嵌入式系統(tǒng)類型，如今主流的嵌入式系統(tǒng)有Linux、Windows CE、Windows Mobile、uClinux、uCOS-II、VxWorks等十幾種。其中Linux的開發(fā)和研究是目前嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。其源代碼開放內(nèi)核小巧靈活、穩(wěn)定高效、易于裁剪，這使 Linux很適合嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。Google的開發(fā)人員根據(jù)實(shí)際需要自行定制 Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核為使之更為精簡實(shí)用。由Google公司研發(fā)推出的開源平臺(tái)Android 完美的支持Google Map與Google Earth的API開發(fā)，是當(dāng)前市場上最適合結(jié)合地理信息系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行移動(dòng)開發(fā)的平臺(tái)。地理信息系統(tǒng)工具的基于Android平臺(tái)研發(fā)雖然目前十分火熱，但功能卻十分單調(diào)，沒有一款可以集電子地圖、數(shù)字地球、電子羅盤和GPS定位等功能的集成式軟件。GIS軟件很多國外的有AutoCAD Map3D、ArcGIS、Maplnfo等，國內(nèi)的有MapGIS、SuperMap等。

（3）實(shí)現(xiàn)高效的嵌入式GIS數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)是GIS的核心，如何設(shè)計(jì)一個(gè)合理高效的數(shù)據(jù)模型是嵌入式GIS開發(fā)的關(guān)鍵。我們開發(fā)的嵌入式GIS系統(tǒng)采用改進(jìn)的GDF數(shù)據(jù)模型。主要的改進(jìn)包括：減少模型的復(fù)雜度（比如去掉坐標(biāo)表，在幾何對(duì)象表中直接存儲(chǔ)坐標(biāo)等）增加注記要素層等。嵌入式GIS數(shù)據(jù)模型中，地理信息按圖幅和圖層進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。首先，地理信息在縱向上分為若干圖層，每個(gè)圖層存儲(chǔ)相同類型的空間數(shù)據(jù)。同時(shí)，地理信息在橫向上按照?qǐng)D幅進(jìn)行分幅存儲(chǔ)。圖層和圖幅的關(guān)系是平等的，一個(gè)圖層可以包含多個(gè)圖幅，同時(shí)一個(gè)圖幅又可以分為多個(gè)圖層。圖幅和圖層的定義信息分別由圖幅描述表和圖層描述表進(jìn)行記錄。圖幅和圖層之間的每一個(gè)交叉（即某個(gè)圖幅的某個(gè)圖層，或某個(gè)圖層中的某個(gè)圖幅） 對(duì)應(yīng)相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)該圖幅在該圖層的空間數(shù)據(jù)（包括屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)） 。空間數(shù)據(jù)表包括若干地理要素空間數(shù)據(jù)表，分為點(diǎn)要素空間數(shù)據(jù)表、線要素空間數(shù)據(jù)表、面要素空間數(shù)據(jù)表和復(fù)合要素空間數(shù)據(jù)表4種類型。同時(shí)每個(gè)空間數(shù)據(jù)表還對(duì)應(yīng)一個(gè)空間索引表，存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的空間索引值。在嵌入式GIS開發(fā)中，我們采用矢量形式存儲(chǔ)GIS空間數(shù)據(jù)以節(jié)省存儲(chǔ)空間?？紤]到目前PDA的存儲(chǔ)能力，對(duì)矢量數(shù)據(jù)采用分塊處理的方式。把一幅地圖切割成m×n （m行×n列） 的矩形塊，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都以圖幅塊為單位存儲(chǔ)。為了調(diào)用GIS數(shù)據(jù)時(shí)能迅速找到對(duì)應(yīng)的圖幅塊，還應(yīng)對(duì)圖幅塊建立索引機(jī)制。某一圖幅塊的索引應(yīng)包含圖幅塊的范圍，點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)的數(shù)量，并給出圖幅塊在數(shù)據(jù)文件中的詳細(xì)地址。根據(jù)地址可以找到并讀出該圖幅塊的所有數(shù)據(jù)。

（4）嵌入式GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究開發(fā)原則；嵌入式GIS工作在實(shí)時(shí)、多任務(wù)的環(huán)境下，圖形顯示與瀏覽、信息查詢、拓?fù)潢P(guān)系、空間分析等是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要考慮的因素，因此嵌入式GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則主要有：1）圖形結(jié)構(gòu)簡單，冗余度小，電子地圖主要包含點(diǎn)、線、面等空間對(duì)象，簡單的圖形結(jié)構(gòu)具有數(shù)據(jù)量小、運(yùn)行速度快、圖形裁減方便等特點(diǎn)冗余度小將使信息查詢、路徑搜索的速度提高，也將減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間；2）拓?fù)潢P(guān)系簡單，在移動(dòng)GIS中，電子地圖的拓?fù)潢P(guān)系用于路徑搜索、最優(yōu)路徑規(guī)之，簡單明了而又實(shí)用的拓?fù)潢P(guān)系將縮短路徑搜索的時(shí)間。3）空間信息查詢與分析速度快，空間信息查詢主要包括單個(gè)空間對(duì)象的查詢和多個(gè)空間對(duì)象的查詢，良好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將使空間查詢和空間分析的速度快捷，結(jié)果準(zhǔn)確。4）開放的數(shù)據(jù)接口，嵌入式GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的數(shù)據(jù)接口，使之能夠兼容更多己定型的數(shù)據(jù)。

2.嵌入式地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1軍事國防領(lǐng)域

武器控制，從火炮控制高炮指揮儀到導(dǎo)彈控制（彈上計(jì)算機(jī)），從坦克、轟炸機(jī)、艦艇、雷達(dá)、電子對(duì)抗等軍事電子裝備到軍事通信及軍事指揮系統(tǒng)。

2.2野外數(shù)據(jù)采集

野外地質(zhì)調(diào)查與地理調(diào)查，可運(yùn)行于嵌入式計(jì)算機(jī)、進(jìn)行移動(dòng)制圖。作為一種低成本的數(shù)據(jù)采集方案，嵌入式GIS軟件平臺(tái)將賦予嵌入式計(jì)算機(jī)矢量和柵格數(shù)據(jù)一體化顯示和數(shù)據(jù)庫管理的能力，通過可選的GPS 接收機(jī)，還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。

2.3智能汽車領(lǐng)域

隨著無線通信與全球定位技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，集通信、信息、導(dǎo)航、娛樂和各類汽車安全電子系統(tǒng)于一體的車載盒會(huì)成為下一代和未來汽車的發(fā)展方向。

篇5

作者簡介：鄢建國（1980-），男，湖北仙桃人，副教授，研究方向?yàn)樾l(wèi)星大地測量。

《衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)》是面向地理信息系統(tǒng)、遙感專業(yè)研究生的一門專業(yè)選修課。該課程內(nèi)容覆蓋面廣，授課內(nèi)容包括衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、衛(wèi)星導(dǎo)航定位基本原理與算法、時(shí)間與坐標(biāo)系統(tǒng)基本理論、導(dǎo)航定位誤差源、周跳與整周模糊度解算，以及測量數(shù)據(jù)模型及其組合。衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用廣泛且發(fā)展迅速，考慮到學(xué)生的專業(yè)背景以及知識(shí)需求，對(duì)課程的教學(xué)模式進(jìn)行了深入思考，以區(qū)別于常規(guī)的逐課講授，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

1 課程的教學(xué)目的

該課程的主要授課對(duì)象為地理信息系統(tǒng)和遙感專業(yè)的研究生，學(xué)習(xí)該課程的目的是加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的了解與認(rèn)識(shí)，為研究工作中涉及到的導(dǎo)航定位技術(shù)問題提供基礎(chǔ)。基于這一考慮，授課中以基本概念、基本原理為重點(diǎn)，介紹衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與趨勢，以及與相關(guān)學(xué)科的結(jié)合。在這一課程的講述中，以最成熟的全球定位系統(tǒng)（GPS， Global Positioning System）為例進(jìn)行了講解。

2課程的主要內(nèi)容

衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)內(nèi)容龐大，涉及到了大量的幾何大地測量和天文學(xué)的基本概念，非大地測量專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有一定困難。為了使學(xué)生能較好地掌握授課內(nèi)容，在教學(xué)上依照“以點(diǎn)帶面、前后呼應(yīng)”的原則。依照這一原則，將授課內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分：

1. 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。該授課內(nèi)容為一綜述性質(zhì)，目的是擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)激發(fā)學(xué)生對(duì)這一領(lǐng)域的興趣與愛好。在講解是，重點(diǎn)講述了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在導(dǎo)航和定位兩個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。導(dǎo)航針對(duì)的用戶為低精度用戶，在不同的載荷平臺(tái)，比如手機(jī)、車輛、無人機(jī)等有廣泛的應(yīng)用。以手機(jī)用戶為例，通過實(shí)時(shí)定位，可以和電子地圖結(jié)合起來進(jìn)行導(dǎo)航，這與地理信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生研究方向較為吻合。對(duì)于定位則主要給出了國家陸太網(wǎng)絡(luò)、三峽大壩形變監(jiān)測、地震監(jiān)測等例子，突出了導(dǎo)航定位系統(tǒng)在當(dāng)今地球科學(xué)中的廣泛應(yīng)用和重要地位。最后對(duì)GPS之外的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，歐洲的GALILEO系統(tǒng)和我國的北斗系統(tǒng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，讓學(xué)生對(duì)當(dāng)前的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有更為深刻的認(rèn)識(shí)；

2. 時(shí)間與坐標(biāo)系統(tǒng)。這一部分是大地測量學(xué)科和天文學(xué)的基本理論知識(shí)，具有重要的地位。對(duì)這一部分的講解主要是彌補(bǔ)非大地測量專業(yè)學(xué)生在該知識(shí)點(diǎn)上的不足。對(duì)于大部分地理信息系統(tǒng)和遙感專業(yè)的學(xué)生來說，接觸到的時(shí)間系統(tǒng)局限于北京時(shí)，坐標(biāo)則為我國北京54或西安80坐標(biāo)系統(tǒng)。在授課中，對(duì)時(shí)間系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的描述，以恒星時(shí)和太陽時(shí)進(jìn)行了分類，給出了平時(shí)間系統(tǒng)和瞬時(shí)時(shí)間系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及基于天文觀測的時(shí)間系統(tǒng)和原子時(shí)標(biāo)的融合。通過這一部分的介紹，學(xué)生能對(duì)時(shí)間系統(tǒng)建立較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的講解類似，在講解中，同時(shí)貫穿描述坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換中需要的轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解，以及衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在其中起到的作用，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)導(dǎo)航定位系統(tǒng)科學(xué)應(yīng)用的感性認(rèn)識(shí)；

3. 測量模型與觀測值組合。以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的載波和偽距信號(hào)為例，講解了衛(wèi)星導(dǎo)航定位的基本工作原理，讓學(xué)生建立基于衛(wèi)星開展導(dǎo)航定位的基本算法模型。通過偽距給出的簡單定位模型，引入載波相位的測量模型。結(jié)合無線電信號(hào)的傳播特征，給出了周跳和整周模糊度的概念，讓學(xué)生明確了衛(wèi)星導(dǎo)航定位的優(yōu)勢，以及需要客服的難點(diǎn)?；趩蝹€(gè)衛(wèi)星和測站測量模式的介紹，推廣給出了衛(wèi)星和測站之間的差分組合測量模式，建立了不同組合模式具有的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，給出了不同頻率和不同測量類型（偽距測量和相位測量）之間的組合。通過這一部分的講解，可以讓學(xué)生建立清晰的定位的概念，同時(shí)引出問題，為后續(xù)授課做好鋪墊；

4. 誤差模型修正以及周跳和整周模糊度解算。在前面授課的基礎(chǔ)上，針對(duì)高精度導(dǎo)航定位，給出了不同類型的誤差，以及相應(yīng)的模型修正。衛(wèi)星導(dǎo)航定位中最主要的誤差源包括接收機(jī)、衛(wèi)星鐘差和傳播路徑時(shí)延。結(jié)合信號(hào)傳播特征，給出了電離層和對(duì)流層的誤差影響特征以及模型修正公式，同時(shí)呼應(yīng)測量值組合中消除電離層的內(nèi)容，通過這種前后呼應(yīng)的授課模式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解和掌握。針對(duì)高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)處理中的核心問題，周跳探測與整周模糊度修復(fù)，進(jìn)行了較為細(xì)致的講解?？紤]到學(xué)生的背景，側(cè)重講解了解算方法的原理和實(shí)現(xiàn)方式，弱化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論部分。

除了以上四個(gè)核心部分之外，還穿插安排了講座報(bào)告，進(jìn)一步拓展學(xué)生的視野。教學(xué)實(shí)踐表明，基于“一點(diǎn)帶面、前后呼應(yīng)”的原則，在授課中通過給出一個(gè)關(guān)鍵的知識(shí)要點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，同時(shí)在不同授課內(nèi)容中前后呼應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)該課程的基本概念、基本原理的順利掌握，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有一清晰的認(rèn)識(shí)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

3 授課模式改進(jìn)

對(duì)非大地測量專業(yè)的學(xué)生而言，單純的基礎(chǔ)理論授課顯得較為枯燥，對(duì)于知

識(shí)的接受和掌握會(huì)帶來困擾。基于這一考慮，我們?cè)谑谡n中采用了以下兩個(gè)方式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

1. 結(jié)合授課內(nèi)容和學(xué)生專業(yè)背景，邀請(qǐng)領(lǐng)域?qū)＜易鰣?bào)告

通過邀請(qǐng)領(lǐng)域?qū)＜易鰧ｎ}報(bào)告，是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，了解該領(lǐng)域最前沿的研究問題和研究熱點(diǎn)的重要途徑。考慮到衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在不同領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，我們邀請(qǐng)了研究南極動(dòng)力學(xué)的專家，做衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在南極科學(xué)中的應(yīng)用的報(bào)告。該報(bào)告給出了GPS在南極Dome A地形測量和冰流速測量中的應(yīng)用，以及取得的重要成果，同時(shí)給出了GPS在南極氣象、電離層、遙感影像等中的應(yīng)用，有效地激發(fā)了學(xué)生的興趣。

篇6

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)；研究型教學(xué)；算法

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究如何利用計(jì)算機(jī)來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門學(xué)科，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造、科學(xué)計(jì)算可視化、地理信息系統(tǒng)、虛擬農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，是計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)、電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)等本科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是許多后續(xù)課程(圖像處理、模式識(shí)別、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)視覺等)的基礎(chǔ)課程，在教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位和作用。

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力是研究型大學(xué)教育改革目標(biāo)的核心。通過該課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生能系統(tǒng)地獲得計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本知識(shí)、必要的基礎(chǔ)理論和常用的圖形生成算法，同時(shí)能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生具備一定的研究和創(chuàng)新能力。另外，隨著近幾年信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)遙感、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)作物模擬和仿真中涉及大量的計(jì)算機(jī)圖形算法和技術(shù)。因此在這門課的講授內(nèi)容上增加了一些和遙感、地理信息系統(tǒng)、虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù)相關(guān)的圖形基礎(chǔ)和算法，并結(jié)合教師的研究成果和科研工作的進(jìn)展，及時(shí)將其增加到教學(xué)內(nèi)容中，使這門課程逐漸形成有農(nóng)業(yè)特色的專業(yè)基礎(chǔ)課。

課程改革決不僅僅是教學(xué)內(nèi)容的更新，更為重要的是學(xué)習(xí)方式、思維方式轉(zhuǎn)換以及新教育技術(shù)的應(yīng)用。這需要我們從“知識(shí)型教學(xué)”轉(zhuǎn)換成為“研究型教學(xué)”，即以知識(shí)為載體，傳授本學(xué)科的方法論，注重學(xué)科發(fā)展，提升教學(xué)中學(xué)生思維能力、交流溝通能力等持久性綜合能力的培養(yǎng)。

1研究型教學(xué)的實(shí)施方案

研究型教學(xué)是以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新研究能力為目標(biāo)的。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，我們從跟蹤學(xué)科前沿能力、發(fā)現(xiàn)問題能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、文獻(xiàn)閱讀能力等以下7個(gè)方面來綜合培養(yǎng)學(xué)生的能力[1]，如圖1所示。

圍繞這幾方面的能力，具體做法是強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出實(shí)踐、重在素質(zhì)、面向創(chuàng)新。我們主要在以下幾個(gè)方面展開了創(chuàng)新性的教學(xué)改革研究。

1.1像計(jì)算機(jī)工程師那樣去思考和解決問題

本課程教學(xué)理念為：“以應(yīng)用為背景、以理論為主線、以算法為核心、以合理先進(jìn)的教學(xué)方法為手段、以提高學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo)”。

學(xué)完這門課程，學(xué)生應(yīng)掌握兩個(gè)技能并達(dá)到一個(gè)目標(biāo)，兩個(gè)技能是：1)學(xué)生能編寫小規(guī)模的圖形程序(這里的小并不是貶義，只是代表你有能力做事的規(guī)模而已)；2)掌握的第二個(gè)技能是有能力來理解別人編寫的程序。因此要能寫、能讀程序。

最終的目的是開啟學(xué)生從其他領(lǐng)域中提煉概述，并研究出如何將其轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域的能力。通過圖形學(xué)算法的提出背景以及發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和完善過程的講解，對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行訓(xùn)練，提高學(xué)生面向問題的求解能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。

在教材的選取上，不局限于一本教材[2-4]，而是選用國內(nèi)較有影響的幾本教材作為參考書。注重基本原理和概念的講解。因?yàn)閳D形技術(shù)的發(fā)展日新月異，新的技術(shù)和算法層出不窮，學(xué)生學(xué)習(xí)的技術(shù)幾年后可能會(huì)過時(shí)，但基本的原理和概念是長期不變的。

1.2突出講授圖形算法中蘊(yùn)含的思想

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的主要內(nèi)容就是講授圖形生成、顯示、處理的算法。那么，一個(gè)普通、常規(guī)的圖形算法是如何通過改進(jìn)和完善變成一個(gè)優(yōu)秀算法的？

算法分析是一種理論研究，是關(guān)于計(jì)算機(jī)程序性能和資源利用的研究，重點(diǎn)是性能。我們是在學(xué)習(xí)如何計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的更快。算法還涉及到其它資源，但我們的關(guān)注點(diǎn)主要還是在性能上。

例如，直線生成算法是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)較底層的一個(gè)算法。該算法的性能嚴(yán)重決定著圖形生成的效率。因?yàn)楫?dāng)完成一個(gè)動(dòng)畫算法或真實(shí)感圖形算法時(shí)，直線算法可能被幾十萬、上百萬次地反復(fù)調(diào)用，因此這種算法要求效率要高。在加、減、乘除、開方、三角函數(shù)等運(yùn)算中，加法是最快的運(yùn)算，其中整數(shù)加法又快于浮點(diǎn)加法。因此像畫直線這種底層算法，能夠減少一個(gè)乘法都是一個(gè)了不起的事情。

從講授通過直線方程的畫線算法到數(shù)值微分(DDA)算法、再到中點(diǎn)畫線算法，最后到Bresenham算法。一步步給學(xué)生展示了一個(gè)開始需要一個(gè)乘法和一個(gè)加法的普通直線算法，是如何通過改進(jìn)和完善其性能，把乘法演變一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算加法，又把浮點(diǎn)加法變成整數(shù)加法的一個(gè)精彩過程。計(jì)算機(jī)科學(xué)問題的核心就是算法。

學(xué)術(shù)大師們?cè)谔岢?、改進(jìn)和完善算法的過程中所體現(xiàn)出來的一些閃光的思想正是我們所要深刻認(rèn)識(shí)和領(lǐng)會(huì)的。什么是創(chuàng)新？這些閃光的思想就是真正的創(chuàng)新！

在講授其他一些圖形算法如多邊形的掃描轉(zhuǎn)換和區(qū)域填充、裁剪算法、消隱算法等時(shí)，并不強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握和實(shí)現(xiàn)算法的具體細(xì)節(jié)，更重要的是闡述這些算法所蘊(yùn)涵的一些創(chuàng)新思想，像增量思想、編碼思想、圖形連貫性思想、分而治之思想等。這些思想不僅用在圖形學(xué)算法中，而且還用在了數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等領(lǐng)域。

1.3算法講解與程序演示相結(jié)合

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，上機(jī)編程實(shí)驗(yàn)是其重要環(huán)節(jié)，基本目標(biāo)是將學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作能力、分析能力、設(shè)計(jì)能力與編程實(shí)踐結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基本理論和算法。

為了讓枯燥的算法講解變得生動(dòng)起來，作者在教學(xué)手段上充分發(fā)揮圖形學(xué)自身特點(diǎn)，將許多算法的原理用Flash做成動(dòng)畫片嵌入到教學(xué)幻燈片中，采用生動(dòng)形象的動(dòng)畫算法講解，使學(xué)生對(duì)抽象的圖形學(xué)算法不僅有一個(gè)直觀的了解，而且還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。許多同學(xué)在看過演示之后，不僅對(duì)算法有了更為深入的了解，還紛紛躍躍欲試，想要做出更好的程序來，這極大地激發(fā)了學(xué)生自己動(dòng)手編程實(shí)踐的欲望。這些課件對(duì)于提高學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)算法的理解性具有很大的作用。

我們安排了8～10個(gè)上機(jī)編程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括畫直線圓弧算法、區(qū)域填充算法、編碼裁剪和梁友棟裁剪算法、二維、三維變換算法、透視變換算法、Bezier曲線算法、B樣條算法和簡單光照模型的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過這些算法的編程實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)一些重要算法， 既可以增強(qiáng)對(duì)算法本身的理解，也可感受編程的樂趣。

2教學(xué)與科研相結(jié)合

2.1教師科研與教學(xué)相結(jié)合

科研是提高課程教學(xué)質(zhì)量的源動(dòng)力。將科研成果引入教學(xué)，一方面豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

我們主持和參與的國家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中國數(shù)字科技館項(xiàng)目“虛擬農(nóng)場體驗(yàn)區(qū)”、科技支撐項(xiàng)目 “面向農(nóng)民科技培訓(xùn)的人機(jī)交互式三維可視化平臺(tái)研究”、虛擬農(nóng)場等課題中都使用到了圖形算法和技術(shù)，通過課題引導(dǎo)學(xué)生將圖形學(xué)中的各類知識(shí)集成到引擎中，面向二次開發(fā)和快速開發(fā)，大大提高了學(xué)生對(duì)圖形學(xué)技術(shù)的理解和實(shí)踐動(dòng)手能力。

2.2教學(xué)與專業(yè)文獻(xiàn)閱讀相結(jié)合

一門學(xué)科的內(nèi)容終歸是不可能全部在課堂上講授完的，以“授人以漁”為己任的教師也沒有必要這樣做。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代沒有絕對(duì)的老師，所有老師必須成為學(xué)生。同樣，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代也沒有絕對(duì)的學(xué)生，所有的學(xué)生必須學(xué)會(huì)做自己的老師。

為了培養(yǎng)學(xué)生研究創(chuàng)新的能力，除了把教師自己的科研成果介紹給學(xué)生，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生跟蹤學(xué)科前沿的文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述能力。

基于期刊的影響力和SCI影響因子等標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇國內(nèi)外一流期刊20余種，國內(nèi)期刊如《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》、《地理學(xué)報(bào)》、《計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)報(bào)》等；國外期刊如《Computer Graphics》、《IEEE Computer Graphics and Application》、《International Journal of Geographical Information Science》等。相對(duì)來說，這些權(quán)威的期刊發(fā)表的文章基本上都是高質(zhì)量的文章。除了從這些期刊里選出一些和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)算法有關(guān)的高質(zhì)量文獻(xiàn)以外，還搜集一些有關(guān)計(jì)算機(jī)圖形經(jīng)典算法的經(jīng)典文獻(xiàn)，主要是一些具有里程碑式的文獻(xiàn)！這些經(jīng)典的文獻(xiàn)猶如文學(xué)界的世界名著，長久不衰，他們的貢獻(xiàn)直到今天都無可忽略！最新文獻(xiàn)猶如現(xiàn)代流行小說，要與時(shí)俱進(jìn)，了解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的一些最新進(jìn)展。

要求每個(gè)學(xué)生在這門課程的學(xué)習(xí)期間，能夠閱讀至少2～3篇中文文獻(xiàn)和1～2篇英文文獻(xiàn)(既閱讀世界名著，也要瀏覽現(xiàn)代流行小說)。這樣既提高了學(xué)生的英語閱讀能力，了解該領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿進(jìn)展，又使得學(xué)生能領(lǐng)會(huì)大師們的研究思路、邏輯推論和技術(shù)方法。

通過兩屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，教學(xué)取得了良好的效果。盡管他們只是大二的學(xué)生，但已經(jīng)有幾位學(xué)生對(duì)教科書上的一些經(jīng)典算法在性能上做了進(jìn)一步的改進(jìn)，提高了算法的效率，撰寫的幾篇學(xué)術(shù)論文被國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議錄用。

3結(jié)語

在研究型課程教學(xué)中，教師的作用發(fā)生了變化：教師不再是“講臺(tái)上的圣人”，而更多地起“場外教練”的作用[5]；他們不僅僅傳授知識(shí)，而是遵循認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)教學(xué)過程、提供教學(xué)資源、提供學(xué)習(xí)建議，對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行控制，包括在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)、激勵(lì)、引導(dǎo)和指導(dǎo)。教師的戰(zhàn)略目標(biāo)都是為了幫助學(xué)生們能像一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣去思考。換句話說，希望賦予學(xué)生一種能力，讓學(xué)生可以用計(jì)算機(jī)做他想做的任何事。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇小紅,李東,唐好選. 面向能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)方法[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2010(3):47-51.

[2] 孫家廣,胡事民. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2009.

[3] 陳傳波,陸楓. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[4] 孫正興. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教程[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

[5] 高虹. 從美國理工科本科教學(xué)改革看研究型教學(xué)[J]. 物理與工程,2004,14(2):12-14.

Research Teaching of Computer Graphics for Undergraduate Students in Agricultural Universities

ZHAO Ming

(College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

篇7

關(guān)鍵詞：地籍管理；教學(xué)；改革

1.引言

地籍管理是土地管理的基礎(chǔ)工作，為土地的權(quán)屬管理、利用管理和市場管理提供有關(guān)土地的數(shù)量、質(zhì)量、權(quán)屬和利用狀況的基本信息以及通過土地登記工作，提供土地權(quán)屬的法律憑證[1]。“地籍管理”課程是介于社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)之間的、理論和實(shí)務(wù)相結(jié)合的一門課程，兼具理論性、實(shí)踐性和操作性[2]。

2.“地籍管理”課程特點(diǎn)

“地籍管理”具有鮮明的課程特色，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

第一 課程內(nèi)容豐富

“地籍管理”作為土地管理專業(yè)的學(xué)科專業(yè)課程之一，要求學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)對(duì)目前我國地籍管理的基本理論、管理機(jī)構(gòu)、采用方法和具體包含的內(nèi)容等有比較全面的了解與認(rèn)知，并通過實(shí)踐教學(xué)掌握土地調(diào)查、土地登記、統(tǒng)計(jì)、土地?cái)?shù)據(jù)庫管理等具體工作的實(shí)際操作技能。

“地籍管理”課程內(nèi)容包括地籍理論及歷史沿革、土地調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、土地登記、土地統(tǒng)計(jì)、地籍檔案管理、地籍管理信息系統(tǒng)等內(nèi)容。在上述內(nèi)容中，地籍理論及發(fā)展、土地登記、土地統(tǒng)計(jì)、地籍檔案管理四部分內(nèi)容偏重于“管理”的性質(zhì)，土地調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、地籍管理信息系統(tǒng)三部分內(nèi)容偏重于“工科”?！暗丶芾怼钡膬?nèi)容多而且跨越大，理論性與應(yīng)用性都很強(qiáng)。

第二 涉及相關(guān)學(xué)科廣

“地籍管理”課程不僅教學(xué)內(nèi)容豐富，涉及面也很廣，具有明顯的交叉學(xué)科特點(diǎn)。課程與土地資源學(xué)、測量學(xué)、地理信息系統(tǒng)與遙感、土壤學(xué)、土地法學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)有交叉。它既以這些相關(guān)學(xué)科內(nèi)容為基礎(chǔ)，又是這些學(xué)科在地籍領(lǐng)域的應(yīng)用，教學(xué)中既要求學(xué)生初步掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，也要求教師對(duì)涉及學(xué)科的知識(shí)熟練掌握并對(duì)前沿動(dòng)態(tài)有所了解，從而在教學(xué)中以“地籍管理”課程為主線，完成各個(gè)學(xué)科之間的知識(shí)銜接，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)后對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)的相關(guān)學(xué)科知識(shí)有進(jìn)一步理解，而且對(duì)未學(xué)習(xí)的相關(guān)學(xué)科知識(shí)有初步認(rèn)識(shí)。因此，在“地籍管理”課程教學(xué)中要對(duì)一些與課程聯(lián)系比較緊密的經(jīng)典概念進(jìn)行講解和比較，同時(shí)避免與交叉學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)。

第三 實(shí)踐性強(qiáng)

“地籍管理”是國土部門的具體管理內(nèi)容，實(shí)際應(yīng)用性很強(qiáng)。課程內(nèi)容中的的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、地籍調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、土地登記、地籍管理信息系統(tǒng)等的實(shí)踐性尤為突出，在掌握相關(guān)知識(shí)理論的同時(shí)必須具有豐富的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，這樣才能達(dá)到課程教學(xué)的目標(biāo)。此外，目前我國開展不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記制度，地籍信息化的方面的工作也在穩(wěn)步推進(jìn)，國土管理部門和相關(guān)的社會(huì)企事業(yè)單位更加傾向于具有“地籍管理”工科背景的應(yīng)用性、實(shí)踐性的畢業(yè)生。因此，“地籍管理”對(duì)于土地資源管理專業(yè)來講，是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)主干課程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。

3.教學(xué)內(nèi)容的改革

（1）地籍管理課程內(nèi)容與多門專業(yè)課交叉重復(fù)，需要從整個(gè)專業(yè)角度對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整

針對(duì)課程內(nèi)容的交叉性，需從整個(gè)教研室的角度進(jìn)行集體備課，針對(duì)相同內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一的梳理。例如：在《土地管理學(xué)概論》課程中主要介紹地籍及地籍管理體系的基本概念和框架，在《地籍管理》中則重點(diǎn)講述和培訓(xùn)開展各項(xiàng)地籍管理工作內(nèi)容和方法；土地調(diào)查內(nèi)容在《土地資源學(xué)》中略講而在《地籍管理》重點(diǎn)講；土地產(chǎn)權(quán)制度在《土地經(jīng)濟(jì)學(xué)》和《土地法學(xué)》中已經(jīng)提及，在《地籍管理》中不再詳細(xì)解釋各種權(quán)利的概念和特征，而是側(cè)重于如何確權(quán)；土地分等定級(jí)估價(jià)一章在《地籍管理》中不講，放在《不動(dòng)產(chǎn)估價(jià)》中講，但要說明土地分等定級(jí)估價(jià)也是地籍管理工作內(nèi)容之一，土地登記內(nèi)容中包含有土地分等定級(jí)估價(jià)的成果。地籍調(diào)查內(nèi)容在《地籍管理》中重點(diǎn)放在權(quán)屬調(diào)查和地籍測量的內(nèi)容和流程上，而地籍測量的細(xì)節(jié)內(nèi)容則放在“測量學(xué)”課程中。遙感基礎(chǔ)已在《地理信息系統(tǒng)與遙感》中講授，《地籍管理》重點(diǎn)講“土地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測”在縣級(jí)土地部門進(jìn)行的實(shí)地核查工作。

（2）教材內(nèi)容更新滯后，教輔資料少，需要不斷完善

課程選用的教材是由中國人民大學(xué)出版社2011年出版的《地籍管理（第五版）》，該教材為‘十一五’國家級(jí)規(guī)劃教材”，代表了國內(nèi)《地籍管理》課程教材的最新、最高水平。但由于國家對(duì)地籍管理工作的任務(wù)和要求在不斷地變化，教材的內(nèi)容難免會(huì)落后或過時(shí)，需要對(duì)內(nèi)容進(jìn)行不斷調(diào)整的補(bǔ)充。比如國家最新的政策、《土地調(diào)查條例》、年度土地變更調(diào)查與遙感監(jiān)測實(shí)施方案以及新執(zhí)行的不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記以及農(nóng)村統(tǒng)一的確權(quán)登記工作等。要求地籍管理學(xué)課程內(nèi)容及時(shí)更新，能夠反映出本學(xué)科發(fā)展的進(jìn)展和前沿，讓學(xué)生對(duì)地籍管理的最新趨勢有深入的了解。

（3）課程內(nèi)容涉及多領(lǐng)域的理論與技術(shù)，對(duì)教師要求較高

《地籍管理》課程涉及產(chǎn)權(quán)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論、土地法學(xué)理論、行政管理學(xué)理論、土地測量學(xué)理論、管理信息系統(tǒng)理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)理論等，內(nèi)容與土地資源學(xué)、測量學(xué)、遙感、地理信息系統(tǒng)、土壤學(xué)、土地法學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)有交集，涵蓋管理、經(jīng)濟(jì)、法律和“3S”技術(shù)等領(lǐng)域。因此要求教師掌握相關(guān)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)，了解學(xué)科及行業(yè)的前沿動(dòng)態(tài)，不斷及時(shí)更新補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解地籍管理的發(fā)展趨勢和實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力。

4結(jié)語

地籍管理”是土地管理學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，教學(xué)存在一定的難度，這就要求在教學(xué)中對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行不斷的完善與補(bǔ)充，達(dá)到課程教學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：GIS 地理信息系統(tǒng) 中學(xué)地理 地理教學(xué) 地圖 空間分析 輔助教學(xué)

1、 引言

作為一名中學(xué)地理教師，要想教好地理課，首先自己要有豐富的地理知識(shí)，在具有了豐富的地理知識(shí)之后還要會(huì)靈活運(yùn)用各種地理教學(xué)方法。這兩方面能力具備之后，如果還具有GIS知識(shí)背景，并且能靈活運(yùn)用GIS來輔助地理教學(xué)，這樣于老師于學(xué)生才能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。GIS具有的強(qiáng)大的輔助地理教學(xué)功能是以往任何教學(xué)手段所不能比擬的，將GIS應(yīng)用于地理教學(xué)，尤其是用于中學(xué)地理課堂教學(xué)是地理教學(xué)發(fā)展的必然。

2、 中學(xué)地理學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)

過去我國的地理學(xué)科一直仿照蘇聯(lián)的體系，較側(cè)重地理學(xué)的自然屬性。目前地理課程標(biāo)準(zhǔn)將地理課程納入“社會(huì)科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域”，但是地理仍然被作為一門獨(dú)立的課程設(shè)置，在初中階段，總共開設(shè)86課時(shí)地理課，主要內(nèi)容有地圖、景觀、世界、中國、省區(qū)、鄉(xiāng)土地理等；在高中階段，開設(shè)102課時(shí)必修的基礎(chǔ)型課程，主要內(nèi)容有自然地理、人文地理、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和選修的拓展型課程。由此可以看出，我國的中學(xué)地理同時(shí)具有社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)兩種屬性，體現(xiàn)了文理交叉的特點(diǎn)。

中學(xué)地理教學(xué)牽涉到方方面面的內(nèi)容，都是以一定地理空間位置為基礎(chǔ)的。地域空間性是地理學(xué)科的核心內(nèi)涵之一，也是地理學(xué)科區(qū)別于其他學(xué)科的最本質(zhì)特性。地理學(xué)本身具有明顯的綜合性、地域性、開放性、實(shí)踐性等特點(diǎn)，但是一直以來，很多人不了解地理學(xué)科的特點(diǎn)，以為地理就是地名加物產(chǎn)，在地理學(xué)習(xí)過程中往往重記憶，輕理解，強(qiáng)化死記硬背，不注重理性思考和推理，從而導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常會(huì)遇到很多困難，甚至有時(shí)無從下手，久而久之產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。

3、 GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的作用

3.1對(duì)教師課堂教學(xué)的作用

本文主要從以下教學(xué)事例來說明GIS對(duì)課堂教學(xué)的作用

（一）GIS 的地圖功能

地理教學(xué)中，利用ArcMap對(duì)地圖的操作、簡單查詢和分析，可以實(shí)現(xiàn)輔助講授特定教學(xué)內(nèi)容。如通過地圖圖層的操作、顯示能直觀地顯示地理信息，表達(dá)地理要素的空間分布狀態(tài)、要素間因果關(guān)系等，達(dá)到輔助教學(xué)的目標(biāo)。

（二） GIS 空間分析功能

1、GIS 空間分析在經(jīng)濟(jì)地理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。在進(jìn)行工業(yè)區(qū)位選擇和工業(yè)布局教學(xué)時(shí)可充分利用地理信息系統(tǒng)的空間信息處理能力，引導(dǎo)學(xué)生將影響工業(yè)布局的各因素進(jìn)行綜合處理，利用地理信息系統(tǒng)支持下的空間分析工具，通過緩沖區(qū)分析、疊置分析和權(quán)重分析等操作，建立具體的最優(yōu)場址選擇模型，讓學(xué)生通過動(dòng)態(tài)地尋求工業(yè)布局的最優(yōu)化方案，不但掌握了工業(yè)布局選擇的主要理論因素，同時(shí)掌握了實(shí)際選擇的方法。

2、GIS 空間可視化功能在城市地理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。在課堂教學(xué)中，應(yīng)用教學(xué)掛圖時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，由于教學(xué)掛圖的比例尺是固定的，所以，照顧全局就照顧不到局部，并且信息表達(dá)能力有限。

3、GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析功能在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用。包括主要鐵路干線的認(rèn)識(shí)、空間分布，利用其網(wǎng)絡(luò)分析功能，實(shí)現(xiàn)最短路徑分析等最短路徑不僅指一般意義上的最短，還可以是時(shí)間最短、費(fèi)用最少、線路利用率最高等標(biāo)準(zhǔn)。

（三） GIS 三維動(dòng)態(tài)模擬功能

具有多層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、多時(shí)相、多數(shù)據(jù)源、時(shí)空相、結(jié)合定性與定量相結(jié)合的GIS 可實(shí)現(xiàn)從感官、計(jì)量和邏輯上對(duì)顯示空間進(jìn)行模擬，對(duì)中學(xué)地理教材中地球的運(yùn)動(dòng)、天體的變化和運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，如地殼的變動(dòng)，褶皺、斷裂的形成，地球的運(yùn)動(dòng)，大氣環(huán)流的形成，氣壓帶和風(fēng)帶的季節(jié)移動(dòng)，洋流的移動(dòng)等各類信息變化、自然過程的演變進(jìn)行仿真、三維動(dòng)態(tài)模擬，把動(dòng)態(tài)的變化過程設(shè)計(jì)成三維動(dòng)畫的形式，復(fù)雜的變化過程就清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前了，學(xué)生經(jīng)過分析、觀察很容易理解和掌握，從而達(dá)到其他教學(xué)手段難以達(dá)到的教學(xué)效果。

（四） GIS 地形分析功能

平面地圖缺乏對(duì)山峰、山谷、山脊、鞍部與陡崖等概念的直觀形象的可視化表達(dá)，不易明察。利用GIS 的數(shù)字高程模型創(chuàng)建模塊，通過先繪制二維等高線并賦予高程值，再創(chuàng)建三角網(wǎng)，進(jìn)而建立數(shù)字高程模型，并進(jìn)行可視化表達(dá)處理，便可展示出一座山體，直觀地觀察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多種地形。這種教學(xué)明顯調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深了學(xué)生對(duì)地形特征的理解，讓學(xué)生有身臨其境之感。

3.2對(duì)學(xué)生課外練習(xí)的作用

課后練習(xí)模塊面向的對(duì)象是學(xué)生，旨在鍛煉他們操作G巧的基本技能，主要包括以下幾個(gè)方面：

1.專題圖制作

專題圖制作是將地理數(shù)據(jù)的數(shù)量、結(jié)構(gòu)等特征，以直方圖、餅狀圖的方式形象地表現(xiàn)在地圖上，因此該模塊中應(yīng)該包含分級(jí)符號(hào)法、散點(diǎn)圖法、分層設(shè)色法、統(tǒng)計(jì)圖表法等專題圖制作工具。

2.空間分析

空間分析主要通過空間數(shù)據(jù)和空間模型的聯(lián)合分析來挖掘空間目標(biāo)的潛在信自，通過將地理空間目標(biāo)劃分為點(diǎn)、線、面不同的類型，可以獲得這些不同類型目標(biāo)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。將空間目標(biāo)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可以進(jìn)行許多特定任務(wù)的空間計(jì)算與分析?？臻g分析包括疊加分析，緩沖區(qū)分析，地統(tǒng)計(jì)分析，網(wǎng)絡(luò)分析等主要功能。

3.地理小游戲

這一功能，旨在通過游戲的方式幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固地理知識(shí)，使得地理學(xué)習(xí)充滿趣味性，讓學(xué)習(xí)地理知識(shí)的1司時(shí)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

當(dāng)然以上功能的實(shí)現(xiàn)要建立在教師熟悉GIS軟件操作的基礎(chǔ)之上，教師會(huì)了才能教給學(xué)生，可能因?yàn)榻處熤R(shí)背景的原因，并不是每個(gè)教師都能熟練掌握GIS軟件的操作。但是如果將教師們組織起來培訓(xùn)之后再教給學(xué)生，對(duì)于教師和學(xué)生來說都能起到事半功倍的教學(xué)作用。

4、結(jié)語

目前，雖然GIS在輔助教學(xué)方面的應(yīng)用還不是很廣泛，但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，GIS技術(shù)不斷普及，全民的GIS素養(yǎng)都將不斷提高，這些都會(huì)使得GIS輔助中學(xué)地理教學(xué)具有很大的可行性。本文從實(shí)際出發(fā)探討如何將GIS技術(shù)對(duì)中學(xué)地理教學(xué)的作用提出了自己的觀點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 俞立中.對(duì)中學(xué)地理教育改革的幾點(diǎn)思考.地理教學(xué).2012.5

[2] 楊恒喜，史正濤，李玉鳳等.GIS 在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用[J] .經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2010，18.

[3] 周志國.如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的悟性[J].試題與研究：教學(xué)論壇，201012：22

[4] 陳夏詩.借助 GIS 提高學(xué)生的地理學(xué)習(xí)能力[J].信息技術(shù)教育，2005，11。

篇9

【關(guān)鍵詞】高中地理教學(xué)；學(xué)生；讀圖能力；培養(yǎng)

《周禮·地官·土訓(xùn)》：“掌道地圖，以詔地事。”地圖，是根據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將地表圖形在二維或者三維介質(zhì)上的精練描繪，是地理信息濃縮而直觀的表達(dá)形式。地圖，可以將零散的地理信息系統(tǒng)、直觀地歸納在一個(gè)整體之中，可以清晰地呈現(xiàn)出相關(guān)信息的規(guī)律性、聯(lián)系性和總體特征，并容易被學(xué)生接受。學(xué)生讀圖能力的強(qiáng)弱，直接關(guān)系地理學(xué)習(xí)的成敗。所以在高中地理教學(xué)中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行讀圖能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。

一、地圖的特征

根據(jù)不同的分類，地圖可以分為：世界地圖、國家地圖；自然區(qū)域圖、經(jīng)濟(jì)區(qū)域圖；平面地圖、立體地圖、數(shù)字地圖等等。不論是怎樣的地圖，都有一定的數(shù)學(xué)法則，經(jīng)過高度概括，利用一系列的符號(hào)系統(tǒng)表現(xiàn)大量的地理信息。因?yàn)榈貓D的直觀性，可以培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，比如注意力和觀察力；因?yàn)榈貓D的概括性，可以培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，比如判斷力、思考力、記憶力。在培養(yǎng)學(xué)生讀圖能力的過程中，也要注意形象思維培養(yǎng)與抽象思維培養(yǎng)相結(jié)合、圖文相結(jié)合，也可以讓學(xué)生了解一些地理地圖的制圖過程，從而讓學(xué)生對(duì)地圖的學(xué)習(xí)從簡單的識(shí)記，上升到領(lǐng)會(huì)、運(yùn)用。

二、高中生讀圖能力現(xiàn)狀分析

一是畏難心理嚴(yán)重。高中地理學(xué)習(xí)更加深入，涉及到的內(nèi)容更加豐富，學(xué)生看到圖例繁多、內(nèi)容較陌生的地圖，或者新圖、變圖時(shí)，感覺到需識(shí)記的概念、符號(hào)太多，就覺得太難，耐不住性子仔細(xì)觀察、尋找規(guī)律、理清頭緒，陷入惡性循環(huán)之中。

二是個(gè)人性格的影響。男生一般比女生更容易找到信心，建立興趣，愛好旅游、向往異域風(fēng)情，日常生活中有過讀圖經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生更加容易對(duì)讀圖產(chǎn)生興趣。

三是學(xué)習(xí)能力的影響。人的思維方式有區(qū)別，不同的學(xué)生有不同的特長，觀察力、思維能力的差別也直接對(duì)讀圖能力產(chǎn)生影響。有的學(xué)生能夠迅速在復(fù)雜的地圖中找到讀圖方法，有的則只能看懂老師教過的地圖，稍加變化就無從下手了。

四是教師教學(xué)方式的影響。每個(gè)地理老師都有不同的教學(xué)方法、人格魅力，在教學(xué)中對(duì)于相關(guān)知識(shí)的不同強(qiáng)調(diào)，對(duì)于地圖的利用和對(duì)于學(xué)生讀圖能力的訓(xùn)練、習(xí)慣的培養(yǎng)，都會(huì)直接影響到學(xué)生的讀圖能力。平時(shí)注重學(xué)生讀圖能力培養(yǎng)的班級(jí)，學(xué)生會(huì)對(duì)讀圖產(chǎn)生更濃厚的興趣，遇到較復(fù)雜的圖表時(shí)，也表現(xiàn)出更強(qiáng)的自信心。

三、高中學(xué)生讀圖能力的培養(yǎng)

首先是掌握地圖的基本特征，增進(jìn)學(xué)生對(duì)地圖的感性認(rèn)識(shí)。地理書上的圖像種類很多，主要有地理地圖、統(tǒng)計(jì)圖、示意圖、景觀圖。其中的地圖不同于統(tǒng)一圖、景觀圖等，要讓學(xué)生理解它嚴(yán)格法則、高度概括、符號(hào)表現(xiàn)、承載信息的特征，從而建立起基本的地圖概念，通過對(duì)不同形式、不同難易程度的地圖的閱讀，樹立起感性認(rèn)識(shí)，從而為基本讀圖能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。

其次是加強(qiáng)基本名詞、典型概念、符號(hào)系統(tǒng)的識(shí)記和理解。地理學(xué)習(xí)中有很多的基本名詞和典型概念，雖然離現(xiàn)實(shí)生活很近，但是比較抽象，容易遺忘、混淆，需要學(xué)生對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)識(shí)記和理解。比如氣候和天氣、高氣壓和低氣壓、地方時(shí)、北京時(shí)間、區(qū)時(shí)、時(shí)區(qū)、國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、震級(jí)和烈度等等名詞，內(nèi)陸氣候、海洋氣候、水系特征、水文特征等基本概念，是讀圖的基礎(chǔ)，需要學(xué)生識(shí)記、領(lǐng)會(huì)。地圖中的符號(hào)系統(tǒng)往往承載著地理信息，對(duì)于這些符號(hào)的掌握，是讀圖的基本要求。比如等高線圖形、設(shè)色地形圖中海拔高度、地形特征、植被分布、人口密度等表現(xiàn)方式。

再次是從易到難，從典型到變化，注意學(xué)生自信心的培養(yǎng)。根據(jù)學(xué)習(xí)的規(guī)律，人對(duì)于知識(shí)、能力的掌握總是從易到難、循序漸進(jìn)的，讀圖能力的培養(yǎng)也不例外。先從簡單、直觀、典型、涵括內(nèi)容較少的地圖開始，讓學(xué)生掌握后，再過渡到復(fù)雜、非典型、涵括內(nèi)容較多的地圖。老師教學(xué)的方法，也從詳細(xì)講解、具體指導(dǎo)漸漸過渡到讓學(xué)生自己總結(jié)、歸納。

最后是運(yùn)用歸納，建立知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。從識(shí)記、領(lǐng)會(huì)到歸納，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握程度也在逐步提高?？梢酝ㄟ^讀新圖、填圖、畫圖的方式，進(jìn)行讀圖能力的鞏固；可以通過概念地圖的學(xué)習(xí)、地理知識(shí)的總結(jié)，建立起完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，將所有的地理信息囊括在結(jié)構(gòu)體系里，并以此為索引，進(jìn)行全面復(fù)習(xí)、加強(qiáng)。

四、結(jié)語

總之，高中地理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力具有十分重要的意義。作為地理教師，我們應(yīng)充分掌握并了解學(xué)生的讀圖能力與水平，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行系統(tǒng)、專業(yè)的培訓(xùn)，為培養(yǎng)更多人才而不懈努力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊春玲.淺談地理教學(xué)中讀圖能力的培養(yǎng)[J].新課程(教師)，2010，（09）

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關(guān)鍵詞：多源空間數(shù)據(jù)；GML；集成

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)13-2959-03

Research of Integration Mode for Multi-source Spatial Data Based on GML

LU Lei-yue ,GUAN Ji-hong

(School of Electronics and Information, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract: To solve the problem of integration of the multi-source spatial data, this paper introduced the research of integration mode of the different formats. Based on that, the author putted forward to a data integration framework for multi-source spatial data based on GML(Geography Markup Language). Then the author described a GML mode matching algorithm, and above all had a conclusion.

Key word: multi-source spatial data; GML; integration

近年來，隨著GIS特別是WebGIS的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，人們對(duì)地理信息資源的需求增加越來越快，但是大部分的GIS產(chǎn)品都有自己專用的數(shù)據(jù)格式，很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)GIS系統(tǒng)集成以便于空間信息的共享和互操作。為了改變當(dāng)前GIS應(yīng)用與內(nèi)部數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)格式緊密捆綁的現(xiàn)狀，開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（ODC）推出了基于XML的地理標(biāo)記語言，即GML(Geography Markup Lan? guage)，用于地理信息的編碼、傳輸、存儲(chǔ)和。目前GML已成為Internet上地理信息表示事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于Web和分布式地理信息系統(tǒng)中交換和集成空間數(shù)據(jù)。

1多源空間數(shù)據(jù)集成模式

目前對(duì)于不同格式的空間數(shù)據(jù)集成主要采取以下三種模式：

1.1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式是指通過某種特定的轉(zhuǎn)換程序?qū)⒏鞣N異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一種數(shù)據(jù)格式，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)復(fù)制到當(dāng)前系統(tǒng)中。但這種模式也存在缺點(diǎn)，因?yàn)樗紫刃枰獙悩?gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來，這就使得數(shù)據(jù)間缺少了獨(dú)立性，而且因?yàn)闆]有統(tǒng)一的描述方法，容易導(dǎo)致異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后空間數(shù)據(jù)的信息丟失[1]，這樣就會(huì)給以后使用這些數(shù)據(jù)構(gòu)成隱患；另外由于一般空間數(shù)據(jù)量比較巨大，所以要集中這樣的海量數(shù)據(jù)就顯得非常困難。

1.2數(shù)據(jù)互操作模式

數(shù)據(jù)互操作是指空間數(shù)據(jù)能夠在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和分布計(jì)算的情況下交換、理解，不同GIS之間可以直接交互，透明地訪問需要的信息[2]。該模式是由OGC (OpenGIS Consortium)制定的規(guī)范。數(shù)據(jù)互操作為多源數(shù)據(jù)共享與集成提供了嶄新的思路，但是它更多地采用了OpenGIS協(xié)議的空間數(shù)據(jù)服務(wù)軟件和客戶軟件，對(duì)于其它的大量非OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)格式的處理缺少統(tǒng)一的規(guī)范[3]。

1.3直接數(shù)據(jù)訪問模式

直接數(shù)據(jù)訪問模式是指在一個(gè)空間信息軟件中直接訪問其他軟件的數(shù)據(jù)格式，并且用戶可以在該軟件中讀寫多種數(shù)據(jù)格式。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是不但沒有了復(fù)雜的格式轉(zhuǎn)換，而且因?yàn)樵L問是發(fā)生在一個(gè)空間信息軟件中，所以就不需要用戶擁有主機(jī)軟件，更不需要運(yùn)行該軟件。這種模式無疑更省人力和財(cái)力，但是實(shí)現(xiàn)起來對(duì)于技術(shù)要求相對(duì)高一些。

2 GML數(shù)據(jù)集成研究現(xiàn)狀

GML(Geography Markup Language)，是開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)(OGC)于1999年提出的，在日趨發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，它的提出正是為了成為其中地理數(shù)據(jù)的一種通用接口，它符合空間數(shù)據(jù)集成模式中的第二種即數(shù)據(jù)互操作模式［4］。使用GML對(duì)多元異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)集成，可以很好的避免以往網(wǎng)絡(luò)語言描述復(fù)雜的空間信息的巨大缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼘?duì)地理空間數(shù)據(jù)的描述擁有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，從而能夠更輕松的便于數(shù)據(jù)集成。

在國內(nèi)，對(duì)于GML日新月異的發(fā)展，也早就已經(jīng)引起了包括復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、武漢大學(xué)等眾多知名高校學(xué)者的重視。武漢大學(xué)和國家基礎(chǔ)地理信息中心已經(jīng)開始制定GML國家標(biāo)準(zhǔn)。周水庚課題組早在2003年就提出了一種新穎的方法，用于將GML文檔自動(dòng)轉(zhuǎn)換到SVG文檔，在ACM-GIS 2003[5]。從跨入21世紀(jì)以來，關(guān)佶紅課題組就研究了基于GML和SVG的空間信息集成和、GML模式匹配、GML存儲(chǔ)機(jī)制和查詢處理以及壓縮算法等[6-9]。

同時(shí)國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)基于GML的空間數(shù)據(jù)集成也進(jìn)行了大量的研究。Rancourt et al. (2001)將GML與先前所定義的空間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，得出GML能有效的滿足空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的要求的結(jié)論，并預(yù)測GML將在行業(yè)應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位[10]。曠建中等(2005)采用設(shè)計(jì)模式方法和GML技術(shù)設(shè)計(jì)多源空間數(shù)據(jù)集成模型，將數(shù)據(jù)源通過轉(zhuǎn)換函數(shù)生成的GML文檔，利用合成器合成GML文檔，同時(shí)保存到GML數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，為實(shí)現(xiàn)多源空間數(shù)據(jù)集成提供了一個(gè)切實(shí)可行的方案[11]。鄔群勇等（2005）在分析GML數(shù)據(jù)格式和幾何特征基礎(chǔ)上，提出一個(gè)基于GML的空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)集成框架，探討了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)集成過程，并以福建省漳浦縣綏安鎮(zhèn)的林業(yè)數(shù)據(jù)為樣本，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)集成應(yīng)用示范[12]。江衛(wèi)東等（2007）描述了一個(gè)基于GML數(shù)據(jù)互操作模式的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成模型，并分析了該模型的運(yùn)行機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù)[13]，劉占偉等（2007）提出了一個(gè)基于GML的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成模型，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)向GML文檔的轉(zhuǎn)換，使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)，在.NET平臺(tái)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了基于GML的空間數(shù)據(jù)集成，而且通過SVG技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化[14]。

但是，目前的研究工作還遠(yuǎn)不夠系統(tǒng)和深入，實(shí)際集成應(yīng)用方案較少,所提出的一些技術(shù)和算法還不能滿足海量GML空間數(shù)據(jù)處理和管理的實(shí)際應(yīng)用需要。因此，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，探索新的技術(shù)方案，開發(fā)更有效的算法。

3基于GML的空間數(shù)據(jù)集成框架

本文借鑒已有的研究成果提出一種基于GML的多源空間數(shù)據(jù)集成邏輯框架圖（如圖1），并且通過使用GML技術(shù)來實(shí)現(xiàn)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的集成與互操作。然而多源空間數(shù)據(jù)因?yàn)閬碜圆煌姆?wù)器，每份數(shù)據(jù)可能擁有各自的數(shù)據(jù)類型。

圖1空間數(shù)據(jù)集成邏輯框架

1）空間數(shù)據(jù)建立的輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由于各自的物理結(jié)構(gòu)不同，而且它們的儲(chǔ)存方式也不一樣，根據(jù)這樣的多樣性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立其應(yīng)用模式。

2）基于GML的輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的語法、結(jié)構(gòu)和編碼模式建立模式轉(zhuǎn)換規(guī)則，該規(guī)則規(guī)定了輸入異構(gòu)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用模式如何轉(zhuǎn)換成GML Schema。轉(zhuǎn)換模塊必須根據(jù)模式轉(zhuǎn)換規(guī)則對(duì)實(shí)例模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，建立基于輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Schema的GML數(shù)據(jù)文檔，并具有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼的能力。

3）雖然來自不同數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)都已經(jīng)轉(zhuǎn)換成了GML數(shù)據(jù)文檔，但不同用戶的應(yīng)用模式間可能存在各種語義或結(jié)構(gòu)上的異構(gòu)，在空間信息集成中造成歧義和困難。很多情況下，有相同概念的模式在結(jié)構(gòu)和命名上都存在著差異；有些模式有相似的數(shù)據(jù)模型但包含不同的內(nèi)容，或是用相同的詞表達(dá)不同的意義。這就需要進(jìn)行模式匹配了，它的功能是通過兩個(gè)模式的相關(guān)元素間的匹配關(guān)系，來找出這兩個(gè)模式的元素間的映射關(guān)系和集成后的模式。

4 GML模式匹配

模式匹配的目的是為了達(dá)到數(shù)據(jù)集成，而數(shù)據(jù)集成又是以模式匹配為前提。模式匹配就是指通過一定的算法，把兩個(gè)模式的所有相關(guān)元素進(jìn)行一一映射，經(jīng)過一定的分析和對(duì)彼此元素的相似度來最終確定模式的元素間的映射關(guān)系。

GML模式匹配的基本過程是首先對(duì)文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，因?yàn)镚ML文件是遵守XML語法的，可以使用基于樹的XML解析器；然后就是通過解析器提取模式文件節(jié)點(diǎn)生成GML模式樹，生成模式樹后，就可以設(shè)定算法，對(duì)兩個(gè)模式進(jìn)行匹配了。在匹配的過程中，最關(guān)鍵的就是確定兩個(gè)元素的相似度，而元素間的相似度主要表現(xiàn)為語義相似度和結(jié)構(gòu)相似度。用戶可以根據(jù)具體情況設(shè)置一個(gè)最小相似度值，即閾值，只有兩個(gè)元素的相似度值高于這一閾值weight，才進(jìn)行匹配。

下面是該算法的描述：

MATCH（模式樹t1，模式樹t2）

{設(shè)置閾值weight；//0

設(shè)置葉節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)相似度s；

For each e1為t1的葉子

{后序遍歷t1；后序遍歷t2；

for each e2為t2的葉子

{計(jì)算兩個(gè)葉節(jié)點(diǎn)的相似度值s；

If（s>weight）這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行匹配，生成映射關(guān)系；

Else退出；

}

}

返回映射關(guān)系；

}

如上可知算法中輸入為兩個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)的GML模式，輸出為一個(gè)關(guān)于兩模式間相關(guān)元素的映射關(guān)系。其中，tree1和tree2分別表示輸入的GML模式樹1和GML模式樹2，t1和t2為模式1和模式2中的元素，tree1’和tree2’是分別對(duì)tree1和tree2進(jìn)行后序遍歷得到的結(jié)果。

在算法中，核心參數(shù)是確定兩個(gè)樹節(jié)點(diǎn)的相似度。在進(jìn)行匹配時(shí)，對(duì)樹采用后序遍歷，并且相似度只確定一次以避免在匹配的過程中產(chǎn)生多對(duì)多的關(guān)系。當(dāng)被比較的不是葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過比較這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)相似度來確定它們的的相似度，即用其所有的子節(jié)點(diǎn)的相似度除以所有的子節(jié)點(diǎn)數(shù)。葉節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)相似度為零。

為了正確的確定兩個(gè)schema樹中的各個(gè)非葉節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)相似度，在對(duì)非葉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配前，首先要對(duì)葉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配，令son(e1)和son (e2)分別代表以e1和e2為根節(jié)點(diǎn)的子樹上的節(jié)點(diǎn)的集合，s (a,b)為其中一個(gè)模式中的節(jié)點(diǎn)a與另一模式中節(jié)點(diǎn)b相似度，則有如下公式（1）：

當(dāng)然最后確定了語義和結(jié)構(gòu)相似度后，需要對(duì)兩者進(jìn)行加權(quán)求和來獲得一個(gè)最終相似度，而這個(gè)權(quán)值由用戶自己根據(jù)具體情況來確定。

兩個(gè)模式匹配結(jié)束后，可以通過匹配算法生成的映射關(guān)系，即模式間元素一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系來生成集成的模式。

5結(jié)束語

GML作為一種OGC開發(fā)的基于XML的地理信息編碼標(biāo)準(zhǔn)，使用GML來作為多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的描述格式，并通過使多源空間數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)層次集成，有利于空間信息充分共享和系統(tǒng)互操作?？墒怯捎贕ML數(shù)據(jù)可能來自不同的數(shù)據(jù)源，導(dǎo)致它們的模式也可能不同，因此模式匹配是GML空間信息集成面臨的最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，如何能夠更進(jìn)一步的改進(jìn)模式匹配算法從而簡化集成過程，還需進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]常煜芬,張育平.中間件技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2001,18(10):2l-23.

[2]黃裕霞,Cliff Kottman.可互操作的GIS研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2001,6(9):925-931.

[3]黃裕霞,陳常松.GIS互操作及其體系結(jié)構(gòu)[J].地理研究,2000,9(1):86-92.

[4]袁梅,莫登沅,邊少峰.基于GML的空間數(shù)據(jù)交換格式及其應(yīng)用[J].測繪科學(xué),2004（1）.

[5] Zhimao Guo,Shuigeng Zhou. G2ST: a novel method to transform GML to SVG[J]. Proceedings of ACM-GIS 2003:161-168, ACM Press, 2003.

[6]朱付保,關(guān)佶紅,周水庚.基于模型映射的GML文檔存儲(chǔ)和查詢方法[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2006,43.

[7]李俊,關(guān)佶紅,李玉珍GML空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)映射模型研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,2004, 29(12):1071-1074,2004.

[8]李玉珍,關(guān)佶紅,李俊.GML空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2004,41:496－451.

[9]關(guān)佶紅,虞為,安楊.GML模式匹配算法[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,2004,29(2): 169-174,2004.

[10]Rancourt M. GML : Spatial Data Exchange for the Internet Age [ D ] . New Brunswick : Department of Geodesy and Geomatics Engineer? ing, University of New Brunswick,2001.

[11]曠建中,馬勁松,蔣民鋒.基于GML的多源空間數(shù)據(jù)集成模型研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2005(6).

[12]鄔群勇,王欽敏,周成虎,等.基于GML的空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)集成及應(yīng)用研究[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào), 2005(6).