導語：如何才能寫好一篇地理信息科學培養(yǎng)方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞:大類招生;地理信息科學專業(yè);地方師范院校

21世紀初，北京大學啟動“元培計劃”，低年級實行大學通識基礎教育，高年級實行寬口徑專業(yè)教育［1］。此后，“寬口徑、厚基礎”成為我國高等教育改革和發(fā)展的新要求，2010年基本形成“大類招生，專業(yè)分流”的招生培養(yǎng)新模式。2020年，有115所“雙一流”建設高校不同程度地實施了大類招生與專業(yè)分流，占同類型高校數(shù)量(134所)的85．82%，其中含北京師范大學、華東師范大學、南京師范大學、陜西師范大學等8所師范院校［2］。大類招生改變傳統(tǒng)按特定專業(yè)的招生方式，一定程度避免了學生選擇專業(yè)的盲目性，使其獲得更多有機會深入認知各個專業(yè)，并根據(jù)自身興趣實現(xiàn)專業(yè)雙向選擇，有助于培養(yǎng)滿足社會需求的復合型、創(chuàng)新型人才［3］。師范院校地理專業(yè)主要承擔中小學地理教師培養(yǎng)和教學理論創(chuàng)新的任務，地理信息科學專業(yè)作為師范院校的非師范專業(yè)，既沿襲了地理學專業(yè)的自然地理、人文地理、經(jīng)濟地理等教學內(nèi)容，又涵蓋了軟件應用、程序設計、軟件開發(fā)等計算機專業(yè)的實踐教學體系［4］。與地理師范生的培養(yǎng)目標不同，地理信息科學專業(yè)以培養(yǎng)學生地學數(shù)據(jù)獲取、管理、應用、分析能力為主，能在生態(tài)、環(huán)保、規(guī)劃、教育等各個領(lǐng)域從事地理信息科學應用、研究、開發(fā)等的復合型科技人才［5］。大類招生背景下，地理科學師范生及地理信息科學非師范生以地理學一級學科統(tǒng)一招生，招生、專業(yè)分流、教學、就業(yè)等方面也隨之發(fā)生了一些變化，為專業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。文章以重慶師范大學為研究對象，對比分析地方師范院校地理信息科學專業(yè)在大類招生前后的招生規(guī)模、生源、培養(yǎng)方案等方面的變化與發(fā)展，初探大類招生背景下地理信息科學專業(yè)發(fā)展所面臨的機遇和挑戰(zhàn)，為地方師范院校非師范專業(yè)發(fā)展模式的相關(guān)研究提供一定參考。

一、專業(yè)招生情況

據(jù)統(tǒng)計，截至2020年，全國有190個院校開設地理信息科學專業(yè)(表1)，其中師范類院校50所，數(shù)量最多的三個省市有江蘇省(18所，師范5所)、河南省(13所，師范5所)和湖北省(12所，師范2所)，主要集中在中東部地區(qū)?？偟恼猩?guī)模達8000～9000人，男女比例接近1∶1，文理科招生比例為1∶9。重慶師范大學自2003年至2019年招收地理信息專業(yè)學生，每年招生規(guī)模40人左右，2020年招生規(guī)模升至50人。2021年，重慶師范大學實施地理科學專業(yè)大類招生200人，地理信息科學專業(yè)招生規(guī)模進一步擴大到55人。生源主要來自14個省市，本著為地方培養(yǎng)人才的宗旨，生源配置以重慶市為主，招生人數(shù)141人，占比達71%，其余以四川省居多，占比15%。文理科招生比例為4∶6，明顯高于全國。

二、專業(yè)分流方案

專業(yè)分流是大類招生模式中重要的環(huán)節(jié)，學生經(jīng)過一段時間的大類培養(yǎng)，按照一定的標準和規(guī)章制定選擇專業(yè)。分流方案是進行專業(yè)分流的前提和依據(jù)，主要有分流對象、分流依據(jù)、分流程序、分流時間等多個方面的內(nèi)容［6］。地理學大類招生的學生分流專業(yè)以地理科學、地理信息科學、環(huán)境科學、城鄉(xiāng)規(guī)劃等為主，在校學習1～2年通識課程后，按照成績排名、志愿填報+成績排名等進行專業(yè)分流，部分師范類院校為了平衡各專業(yè)，從成績排名、志愿填報、教學實踐能力三方面綜合實施專業(yè)分流。重慶師范大學地理學專業(yè)按照地理學大類招生后，分流為地理科學、地理信息科學兩個專業(yè)，專業(yè)分流的基本原則包括:(1)學生志向與社會需求相結(jié)合的原則。鼓勵學生自主選擇專業(yè)，積極瞄準社會的人才需求，綜合考慮近期、遠期社會需求和學院的發(fā)展，合理進行專業(yè)分流。(2)公平、公開原則。專業(yè)分流工作執(zhí)行成員負責領(lǐng)導和執(zhí)行專業(yè)分流，監(jiān)督成員負責分流工作的公平性和透明度。根據(jù)專業(yè)分流方案，確保每個學生的專業(yè)分流工作透明與公平。(3)各專業(yè)(方向)接收學生的人數(shù)要兼顧學科建設和未來發(fā)展需求。按照志愿填報結(jié)合績點排名的方式，在第一學年結(jié)束后，每名學生只有一次專業(yè)分流機會，分流以后不再進行轉(zhuǎn)專業(yè)設置，與國內(nèi)其他高校分流方式基本相同。

三、教學改革

地理學大類招生的培養(yǎng)期望是地理科學教育方向?qū)W生從事教育工作，具備師德情懷高、教學能力強、育人效果好、發(fā)展后勁足等能力［7］。地理信息科學方向?qū)W生從應用、研究工作，具備動手能力強、領(lǐng)導中小型團隊、設計開發(fā)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)等能力。教學中，需要優(yōu)化師資團隊，調(diào)整課程設置，加強專業(yè)引導，合理科學安排分流前的通識、學科基礎教育和分流后的專業(yè)教育。

(一)優(yōu)化師資團隊

優(yōu)化教師資源配置，既要有扎實地理學功底的教師，又要有從事地理信息技術(shù)相關(guān)教學研究的教師。大類招生后，重慶師范大學地理學專業(yè)教師團隊進行了優(yōu)化和調(diào)整，團隊成員共50人，學緣結(jié)構(gòu)多樣，專業(yè)教師來自中國科學院、香港大學、北京師范大學、南京大學、中山大學、武漢大學等近20所國內(nèi)外大學。學科背景涵蓋了地理學、生態(tài)學、林學、災害學、環(huán)境科學、信息科學等方面，地理學大類招生后，充分發(fā)揮多學科交叉特色和學科優(yōu)勢，有助于教師團隊交流和共同學習，更有助于落實因材施教，培養(yǎng)高層次教育科研人才。

(二)教學模式

教學模式變革的目的是促進學生自主學習，關(guān)注學習效果和學生個人發(fā)展，從全程教師講授到學生參與的教學模式過渡，將導入法、舉例法和討論法等教學法相結(jié)合，加強實習實踐環(huán)節(jié)，加強地理學知識的感官認識。如開展地貌、地質(zhì)、植物、水文、土壤等自然地理野外實習，并結(jié)合區(qū)域遙感圖像，深入了解遙感圖像如何記錄地物信息，開展植被、水系、農(nóng)田等各類地物信息的光譜特征認識和遙感圖像地物識別等實踐。通過地理事件、現(xiàn)象導入課程內(nèi)容，如滑坡、泥石流等地質(zhì)災害發(fā)生的事件，討論區(qū)域特征及地質(zhì)災害的誘發(fā)因素(地形、氣象、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等)，激勵學生逐步參與課堂討論，提升學生興趣，從而牢固掌握所學知識點。

(三)調(diào)整課程設置

不同類型院校的地理信息科學專業(yè)，培養(yǎng)目標不同，專業(yè)特色不同，所開設的課程也具有明顯差異。師范院校地理信息科學專業(yè)核心課程可分為地理學、遙感、地理信息系統(tǒng)、計算機、測繪等幾大類。其中，依托傳統(tǒng)地理學為基礎開設的地理信息科學專業(yè)，課程設置以地理類課程占比最高，如北京師范大學占比34%，華東師范大學占比54%，東北師范大學占比38%，其次是遙感或地理信息系統(tǒng)，北京師范大學遙感和地理信息系統(tǒng)占比均為22%，華東師范大學分別為17%和8%，東北師范大學分別為19%和24%。重慶師范大學地理信息科學專業(yè)依托地理與旅游學院，課程設置以地理類課程為主導，占比30%，其次是計算機類課程占比22%，遙感和地理信息系統(tǒng)類占比均為18%(見下圖)。大類招生后，將思政類通識必修課均放入第一學年。同時，加入學科基礎教育課程，如含自然地理、人文地理和經(jīng)濟地理，地理信息系統(tǒng)概論、遙感概論、地圖學等。強化專業(yè)導論課程，讓學生深入認識專業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)興趣，了解專業(yè)內(nèi)涵特征，明晰專業(yè)如何服務社會經(jīng)濟發(fā)展，便于后期學生結(jié)合自己的興趣選擇專業(yè)。

四、大類招生背景下面臨的機遇和挑戰(zhàn)

在大類招生與專業(yè)分流的教育改革背景下，突破專業(yè)單一培養(yǎng)的局限性，強化學科基礎，因材施教，分流培養(yǎng)。據(jù)各高校地理學專業(yè)分流調(diào)查情況看，部分高校經(jīng)過1～2年的專業(yè)引導和專業(yè)導論課程的學習，學生都能較清晰地了解各分流專業(yè)，如陜西師范大學80%的學生非常了解分流專業(yè)，有25%的同學改變了最初專業(yè)選擇意向，多數(shù)學生選擇分流專業(yè)的依據(jù)為個人興趣、專業(yè)發(fā)展、就業(yè)方向及教師團隊等。經(jīng)過學生志愿填報后，80%以上的學生對目前所學專業(yè)表示滿意［8］。而部分高校也存在一些問題，如學生對專業(yè)分流政策了解不夠，分流專業(yè)選擇意向不清晰，出現(xiàn)“一邊倒”的專業(yè)意向不均衡現(xiàn)象，學生未進入理想專業(yè)產(chǎn)生心理落差等［3］。同樣，在大類招生背景下的地方師范院校地理信息科學專業(yè)發(fā)展也面臨眾多機遇和挑戰(zhàn)。面臨的機遇表現(xiàn)在以下三個方面:(1)招生規(guī)模擴大，學生分數(shù)提高。大類招生之前，地理科學師范類是按照一類本科分數(shù)線招生，地理信息科學非師范類按照二類本科分數(shù)線招生。在重慶師范大學地理信息科學專業(yè)納入地理學大類招生后，全部學生按照一類本科招生，招生規(guī)模和生源成績較往年有明顯提升。(2)大學科、大專業(yè)的理念下，有利于各學科專業(yè)教師的交流學習，提升教師教學能力;有利于整合學科資源，促進地理學基礎和地理信息技術(shù)應用的交叉融合;也有利于培養(yǎng)學生對地理學的全面認識，構(gòu)建綜合地理學知識體系。(3)遵從人才培養(yǎng)邏輯，全面服務學生發(fā)展，學生專業(yè)認知增強，學習興趣濃厚。專業(yè)分流過程中，學生全程參與，通過前期專業(yè)導論和各類專業(yè)宣講，學生對專業(yè)的知識構(gòu)建，專業(yè)的未來發(fā)展及就業(yè)前景等方面有了深入了解，結(jié)合自身興趣的選擇專業(yè)，學生學習積極主動性高，學習動力足、投入時間多，參與教學、實踐等熱情高，教學效果好。面臨的挑戰(zhàn)包括:(1)學生對專業(yè)分流知曉度低，影響學生對錄取專業(yè)的滿意度。在分流前，大部分學校仍有近30%的學生對專業(yè)設置、分流程度、專業(yè)培養(yǎng)目標、課程設置及專業(yè)就業(yè)等方面了解不足，存在不理性填報專業(yè)的情況，錄取后，學生對專業(yè)認同度低。(2)地方師范類高校以培養(yǎng)地方教師為主要目標，而地理信息科學等非師范專業(yè)就業(yè)方向不明晰，易導致專業(yè)分流“一邊倒”。學生在報考地方師范院校的初衷是從事中小學教師工作，地理信息科學專業(yè)就業(yè)方向主要是面向區(qū)域、資源、環(huán)境、基礎設施和城市規(guī)劃等領(lǐng)域，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應用研究、技術(shù)開發(fā)等工作。范圍寬泛，不能聚焦在某個行業(yè)或者領(lǐng)域，學生無法將所學專業(yè)與社會發(fā)展的行業(yè)需求相結(jié)合，導致就業(yè)信心不足，大批學生選擇地理科學專業(yè)。(3)學生個體差異大，自我認知存在偏差，多種因素影響專業(yè)選擇，如學生的興趣、學習和科研能力、專業(yè)就業(yè)形勢、專業(yè)教學實力、專業(yè)分流限制等因素對學生的專業(yè)選擇有不同程度的影響，導致專業(yè)分流之后部分學生對分流專業(yè)的承諾水平低，缺乏專業(yè)認同度，學習投入程度低，學習效果差。因此，在專業(yè)分流前，對學生進行分流政策的詳細解讀，階段性地進行地理信息科學的專業(yè)宣講;強化地理信息科學專業(yè)教師對學生專業(yè)引導，結(jié)合學生自身特征，明確就業(yè)方向;加強GIS和RS的實習實踐，通過觀察地理現(xiàn)象，分析地理環(huán)境，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題等實踐過程，提高專業(yè)自信心和認可度。

結(jié)語

文章以重慶師范大學為例，通過分析大類招生背景下，地方師范院校地理信息科學專業(yè)在招生、教學、課程設置等方面的變化，結(jié)合部分師范類院校大類招生的學生情況調(diào)查，淺談地方師范院校地理信息科學專業(yè)參與大類招生后面臨的機遇和挑戰(zhàn)。隨著大類招生與培養(yǎng)教育改革的進一步深化，立足本土，地方師范類院校調(diào)整招生模式，在適應變化的同時，積極探索適宜本校、本科專業(yè)教育發(fā)展的新模式。

參考文獻:

［1］尤西林．當代通識教育的理論與改革探索［M］．北京:科學出版社，2020:217．

［2］譚穎芳，張悅．大類招生與培養(yǎng):歷程、方案與走向［J］．教育發(fā)展研究，2021，41(Z1):81-91．

［3］王永桂，王禹熹，謝渝．大類招生模式下地理學專業(yè)分流的挑戰(zhàn)與策略———以中國地質(zhì)大學(武漢)為例［J］．中國地質(zhì)教育，2021，30(01):42-46．

［4］高思超．“一流本科教育”背景下高校專業(yè)建設的實踐與思考———以西華師范大學為例［J］．大學教育，2021(04):1-3．

［5］張曉露，王妮，孫鉑．地方高校地理科學專業(yè)就業(yè)影響因素分析［J］．教育現(xiàn)代化，2019，6(76):232-233．

［6］李莉．大類招生制度下旅游管理類專業(yè)分流制度的實踐與探索———以重慶第二師范學院為例［J］．重慶第二師范學院學報，2021，34(01):112-115．

［7］胡最，劉沛林，鄭文武，鄧運員，鄧美容．地方高師院校GIS專業(yè)實踐教學方法研究［J］．衡陽師范學院學報，2017，38(03):140-142．

篇2

關(guān)鍵詞：地理信息科學；地圖學；教學優(yōu)化；實踐

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）22-0122-02

我國高校的地理信息科學教育發(fā)展迅速，自20世紀80年代中期以來，一些高校陸續(xù)開設了以地理學、測繪學或計算機科學為背景的地理信息科學專業(yè)[1]。作為地理信息科學專業(yè)學生的一門必修課程，地圖學的教學目標是使學生掌握地圖學的基本理論、技能和方法，培養(yǎng)閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業(yè)融合能力和創(chuàng)新能力[2]。該門課程教學質(zhì)量的好壞將直接影響學生畢業(yè)后從事地圖制圖的能力和水平，從而在很大程度上決定了畢業(yè)生的就業(yè)率以及用人單位對學校地理信息科學專業(yè)畢業(yè)生的綜合能力的評價，從而間接地影響了學校該專業(yè)未來的畢業(yè)生就業(yè)率。隨著計算機技術(shù)與信息科學的發(fā)展，現(xiàn)代地圖學的理論、技術(shù)和應用較之傳統(tǒng)地圖學有了很大的不同與發(fā)展[3-4]。當前很多高校地理信息科學專業(yè)地圖學課程的教學大綱更新速度慢，導致教學內(nèi)容不能實時更新，在一定程度上影響了該門課程的教學效果。更為重要的是，由于課堂所學內(nèi)容與當前行業(yè)研究熱點不一致，很多學生對課堂教學內(nèi)容缺乏興趣，導致課堂出勤率不高。因此，如何根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，結(jié)合用人單位的實際需求，探索適用于高校地理信息科學專業(yè)的地圖學課程教學方法已經(jīng)成為我國高校地理信息科學專業(yè)迫切需要解決的問題之一。

1 地圖學課程的特點

地圖學是建立在正確的地理認知的基礎上的圖形表達、制作與應用分析的技術(shù)科學，是地理信息科學專業(yè)課的基礎[5]。與其他課程相比，地圖學課程具有如下特點：

1.1 多學科交叉 地圖學與眾多學科之間存在交集，如數(shù)學、測繪學、地理學、計算機科學、色彩學、心理學等。因此，在探索地圖學課程的教學方法改革時應充分考慮地圖學與這些學科之間的聯(lián)系與區(qū)別。

1.2 實踐性強 地圖學課程要求學生在掌握基礎理論的基礎上，熟練掌握基本的讀圖、制圖和用圖能力。因此，地圖學課程教學應加強學生的動手實踐能力，讓他們能夠熟練地使用地圖制圖常用工具，如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。

1.3 技術(shù)更新快 不同于其他學科，地圖學相關(guān)的技術(shù)更新速度快，從而對地圖學的發(fā)展產(chǎn)生影響。如計算機技術(shù)的發(fā)展，催生了電子地圖、數(shù)字地圖以及三維地圖等。因此，在地圖學課程教學中，必須緊跟科技發(fā)展的步伐，不斷地引入前沿技術(shù)到教學案例中。

2 課程教學方法優(yōu)化探索

2.1 引入實際案例教學 地圖學課程涉及較多的理論教學內(nèi)容，若單純地講解理論知識，學生容易混淆概念，即使在課堂上勉強吸收也難以在其腦海中留下深刻印象，且容易使學生對該門課程產(chǎn)生厭倦的情緒。為避免出現(xiàn)這種情況，在實際的教學課程中，教師可通過引入案例教學的方式，將書本內(nèi)容以實際項目的形式展現(xiàn)給學生。這不僅可以變枯燥內(nèi)容為生動，使學生更容易理解與接受，也可以提高學生對本門課程的學習興趣，從而最終收獲良好的教學效果。教師在選取教學案例時，應選擇自己熟悉的類型，最好是結(jié)合自己的項目經(jīng)驗選取教學內(nèi)容。這種案例選取方法的優(yōu)點在于教師在課堂講解的過程中可以收放自如，避免出現(xiàn)教學生疏現(xiàn)象；另外，選取教師熟悉的教學案例還能使所選取的教學案例貫穿課程教學的各個章節(jié)，保證教學內(nèi)容的連續(xù)性與一致性。筆者在實際教學過程中，以親身參與的某地電子地圖編制項目為例，在地圖投影、地圖數(shù)學基礎、地圖符號化、地圖概括、地圖等章節(jié)均已該項目為例進行講解，降低了學生理解的難度，激發(fā)了學生學習的興趣。在課程結(jié)束后，學生不僅掌握了教學大綱要求掌握的知識，還熟悉了類型項目的實施過程，對其之后的就業(yè)具有很大幫助。在案例選擇時，還應考慮所選內(nèi)容的時效性，即所選擇的教學案例應該是當前行業(yè)生產(chǎn)中廣泛涉及的內(nèi)容，保證學生掌握該案例對其就業(yè)是有幫助的，避免選取時效性差的教學案例，讓學生難以學以致用，從而達不到應有的教學效果。

2.2 實踐內(nèi)容與時俱進 地圖學實踐教學是鞏固和掌握課堂理論教學，提高學生用圖、制圖技能的有效途徑和重要環(huán)節(jié)，在地圖學教學中占有重要位置[6]。當前大學畢業(yè)生中存在一個普遍現(xiàn)象是其感覺學校課堂上學到的知識和工作單位中碰到的實際應用問題差別很大，所學知識難以派上用場。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中最主要是課堂教學內(nèi)容沒有做到與時俱進導致的。筆者通過與部分地圖制圖行業(yè)從業(yè)人員交流得知，該現(xiàn)象在地圖制圖人員中也普遍存在，大部分地圖制圖人員都是在畢業(yè)后通過各種方式參加了相關(guān)的培訓后，才可以勝任目前的工作。因此，地圖學課程實踐教學內(nèi)容必須與時俱進。例如，目前高校的地圖學課程教學普遍基于傳統(tǒng)的二維平面地圖展開，給學生講授地圖制圖的基本理論與方法，而當前行業(yè)的研究重點是三維地圖、虛擬現(xiàn)實地圖以及基于位置的服務等，與課堂教學內(nèi)容存在很大差異。筆者在地圖學實踐教學過程中，除了少量課時給學生講授傳統(tǒng)的地圖制圖方法外，更多的課時被用于講解新形勢下的地圖制圖方法，不僅使學生掌握ArcGIS、SuperMap這類傳統(tǒng)的地圖制圖工具的使用，還要求他們能夠熟練使用3d Max、SketchUp等三維地圖制作軟件。從學生課后的教學反饋意見以及畢業(yè)生的就業(yè)反饋材料得知，該教學方法得到了學生與用人單位的一致好評。

2.3 組織學生參加相關(guān)競賽 目前，隨著GIS行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類面向在校學生的專業(yè)技能競賽也如雨后春筍般涌現(xiàn)，其中不乏地圖制圖競賽。這類型的專業(yè)技能競賽側(cè)重考察學生的綜合運用所學知識的能力，可以有效地提高學生的專業(yè)技能。筆者所在的安徽省每年舉行一屆“GIS技能大賽”，其中必備一項現(xiàn)場操作組競賽，該組考察的就是學生操作地圖制圖軟件的熟練程度。從近幾年的指導學生參賽情況來看，這類比賽對提高學生的綜合能力具有很大作用。此外，在畢業(yè)生就業(yè)時，用人單位也傾向于錄用那些具有參賽經(jīng)驗的人員。

3 結(jié)語

本文基于高校地圖學課程教學中存在的不足之處，結(jié)合案例教學、實踐教學、素質(zhì)提升等教學改革方法，對地圖學課程的教學進行了優(yōu)化探索。在課堂理論教學中，通過引入案例教學使學生更容易理解所講解的知識，激發(fā)學生的學習興趣；在實踐教學環(huán)節(jié)，與時俱進地給學生講授行業(yè)最新出現(xiàn)的技術(shù)及工具，使所講知識與行業(yè)發(fā)展保持一致。此外，通過定期組織學生參加專業(yè)技能競賽提高他們的綜合能力，為其以后的就業(yè)、擇業(yè)打下堅實基礎。最后，通過實際的教學實踐，驗證了優(yōu)化的教學方法的實用性與有效性。

參考文獻

[1]江暢，蘇高華.GIS專業(yè)中地圖學教學方法的研究[J].地理空間信息，2008，6（2）：120-122.

[2]彭秀英，萬劍華.地理信息科學專業(yè)“地圖學”課程教學內(nèi)容研究與實踐[J].測繪通報，2014，3：128-130，134.

[3]廖克.現(xiàn)代地圖學[M].北京：科學出版社，2003.

[4]袁堪省.現(xiàn)代地圖學教程[M].北京：科學出版社，2007.

[5]吳小芳，徐智勇，王建芳.地圖學課程教學改革探討[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2009，31：52-53.

篇3

關(guān)鍵詞：GIS；培養(yǎng)方案；優(yōu)化

GIS既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應用工程技術(shù)，又是跨越地球科學、信息科學和空間科學的應用基礎學科。人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)目標、基本規(guī)格以及培養(yǎng)過程和方式的總體設計，是保證教學質(zhì)量的基本教學文件，是組織教學過程、安排教學任務、確定教學編制的基本依據(jù)。GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案優(yōu)化是對既有培養(yǎng)方案的修訂和提升。

1GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案優(yōu)化背景

自1999年全國開始招收地理信息系統(tǒng)（GIS）本科專業(yè)以來，至今已有超過160所高校開設了該專業(yè)。GIS專業(yè)設置基于三種背景：地理背景、測繪背景和計算機背景，不同背景GIS專業(yè)都汲取其各自學科的營養(yǎng)精華，取得了顯著的成效。通過對山東交通學院2004、2005級GIS專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，畢業(yè)生主要有以下去向：（1）按測繪專業(yè)就業(yè)，約占30%。（2）考研繼續(xù)深造，約占25%。（3）從事GIS軟硬件銷售及技術(shù)支持，約占20%。（4）從事GIS開發(fā)工作，約占15%。（5）其他行業(yè)，約占10%。

就業(yè)去向表明，雖然畢業(yè)生大都從事與GIS專業(yè)相關(guān)的工作，但存在就業(yè)率不高，就業(yè)層次偏低等問題。因此，需要對培養(yǎng)方案進行優(yōu)化。

2培養(yǎng)方案優(yōu)化指導思想

2.1提高就業(yè)率，提升就業(yè)層次。解決此問題還應該依靠GIS的就業(yè)渠道，例如GIS軟件開發(fā)、GIS應用系統(tǒng)設計與建立、GIS應用與維護等。

2.2平衡GIS與各學科之間的關(guān)系?；^程中注重平衡GIS與地理專業(yè)、測繪工程專業(yè)和計算機技術(shù)專業(yè)之間的關(guān)系。

2.3體現(xiàn)交通院校特色。具有交通院校特色的GIS專業(yè)人才培養(yǎng)需和鐵路建設、公路建設、城市建設等行業(yè)相結(jié)合，應考慮設置交通工程、道路工程等課程。

2.4緊密結(jié)合學科前沿領(lǐng)域。GIS技術(shù)發(fā)展較快且勢頭猛勁，教學課程應該融入超前的理念，緊跟技術(shù)最前沿，以提升學生綜合競爭力。

3人才培養(yǎng)方案優(yōu)化方法

3.1課程設置優(yōu)化。GIS學科的多學科性與交叉性決定了專業(yè)課程體系的多樣性，應該結(jié)合本校的特點和學生的服務行業(yè)，在專業(yè)課程設置上有所側(cè)重。優(yōu)化后基礎課中刪除了“環(huán)境科學原理和國土規(guī)劃”；“網(wǎng)頁設計”更改成“計算機網(wǎng)絡”，為開設WEBGIS打下基礎；增加了“地理建模原理”，強調(diào)地理模型在GIS中的重要性；“地圖數(shù)據(jù)庫”更改成“空間數(shù)據(jù)庫”，強調(diào)數(shù)據(jù)庫在GIS中的重要性；嵌入式GIS是一個新的行業(yè)增長點，故“把嵌入式GIS”由選修課調(diào)整為基礎課；“數(shù)字城市”也是當前的熱點研究領(lǐng)域，故將“城市地理信息系統(tǒng)”調(diào)整為“數(shù)字城市”；專業(yè)選修課中增加了3D GIS和UML，強調(diào)了新技術(shù)與GIS的結(jié)合與應用。

3.2實踐教學環(huán)節(jié)優(yōu)化。優(yōu)化后在實踐教學環(huán)節(jié)上重視GIS綜合性實踐活動的改革與建設，強調(diào)在人才培養(yǎng)上的教學與科研相結(jié)合。優(yōu)化后減少了實踐環(huán)節(jié)的數(shù)量，由10個調(diào)整為7個，但總的時間還是16周；增加了2周嵌入式GIS實習，以配合新增加的專業(yè)基礎課嵌入式GIS；增加了2周組件式GIS實習，以配合專業(yè)基礎課組件式GIS；刪除了測量實習，只保留數(shù)字測圖實習；刪除了1周綜合地理學實習，只保留課堂講授；將計算機應用基礎（VC++）課程設計、地理信息系統(tǒng)課程設計、GPS實習和Web-GIS課程設計合并成了6周的GIS工程綜合實習，突出其系統(tǒng)性、完整性。

4人才培養(yǎng)方案優(yōu)化成果

4.1學生學習熱情高漲。通過人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化調(diào)整，更新優(yōu)化了知識體系和結(jié)構(gòu)，學生學習熱情提高，學習興趣大增。

4.2學生專業(yè)認同感增強。通過人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化調(diào)整，學生對GIS專業(yè)的定位更準確，理解更深刻，學生專業(yè)忠誠度大大提高，專業(yè)信心大增。

4.3學生素質(zhì)、能力明顯改觀。2011屆畢業(yè)生中只有10%按測繪專業(yè)到施工單位就業(yè)，20%的學生考研，70%的學生到GIS相關(guān)行業(yè)就業(yè)，其中30%的學生從事GIS開發(fā)工作；2012屆畢業(yè)生中20%的學生考研，其余80%的學生全部到GIS行業(yè)就業(yè)，就業(yè)層次大幅提高。

人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化是一個系統(tǒng)工程，也是一個循序漸進的過程，需要結(jié)合市場需求，不斷摸索前進。在明確GIS專業(yè)培養(yǎng)目標的基礎上，加強適應性，突出應用性，堅持走產(chǎn)學研合作的道路，不斷地改革教學內(nèi)容和課程體系，強化實習實踐環(huán)節(jié)，努力提高學生的開發(fā)水平和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高素質(zhì)的GIS專業(yè)人才。

參考文獻：

[1]黃杏元，黃平.GIS內(nèi)涵的發(fā)展[J].測繪與空間地理信息， 2008， 31（01）：58-59.

篇4

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；精品課程；氣象院校；教學團隊；課程體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1004-8154(2011)06-0095-02

一、高素質(zhì)教學團隊建設

地理信息系統(tǒng)(GIS)專業(yè)人士應該具備完善的人格、積極向上的人生觀、強烈的自豪感，高超的應變能力以及團隊協(xié)作精神［1］。對教師更是提出了這樣的要求。“單兵作戰(zhàn)”的育人模式難以適應學科專業(yè)和教學內(nèi)容的發(fā)展變化。剛剛組建的小組還不能稱之為真正意義上的團隊，因為此時只有個別實力強的隊員在為集體出力，其他成員因擔心出錯往往很少發(fā)揮作用。當經(jīng)過一定時間的合作與磨合、各成員之間達到一種相互信任的默契后，謀求集體成功成為共同愿景，于是群策群力，開展富有創(chuàng)造性的活動。此時小組便演進為團隊［2］。為了達到教學目的，真正把GIS和氣象結(jié)合起來，我們經(jīng)過了幾年磨合和探索，建立了一支高素質(zhì)的教學團隊。GIS的交叉性，也體現(xiàn)在師資方面。本專業(yè)老師有的來自農(nóng)氣專業(yè)，有的來自天動，還有來自地質(zhì)、地理知識背景的。這些差異，帶來了教師GIS知識結(jié)構(gòu)的豐富多樣。經(jīng)過不斷解決教學、科研相關(guān)的實際問題之后，團隊獲取了更多更有效的GIS知識，能集思廣益，對出現(xiàn)的變化有更強的適應力和決勝力。

二、教材選用

教材選擇的好壞直接影響到教師教學效果和學生學習效果的好壞。根據(jù)GIS教學目標的不同，對其教材的選擇也應該有所區(qū)別。目前我國還沒有針對GIS專業(yè)和非GIS專業(yè)制定各自統(tǒng)一的教材。我們選用黃杏元等編著的《地理信息系統(tǒng)概論》作為主教材，同時參考其他老師的教材。為了突出GIS的應用，又重點參考美國愛達荷大學地理系張康聰(Kang-tsungChang)教授原著、廣州大學地理科學學院陳健飛教授等譯編的《地理信息系統(tǒng)導論》。我們主要參考其英文版，鍛煉了教師和學生英語應用能力。同時也在多年教學過程中，把GIS與氣象相結(jié)合，摸索自己的路，開始編寫自己的精品教材《GIS在氣象中的運用》。該教材得到國家氣象局和學校資助扶持。

三、課程體系建設的創(chuàng)新

經(jīng)過兩年基礎知識學習，學生已具備了計算機(軟件設計基礎、程序設計語言、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等)、地學（氣象與氣候?qū)W、自然地理學）等方面的基礎知識和基本技能。因而需要在GIS課程結(jié)構(gòu)中穿插體現(xiàn)這些知識，使之融會貫通。GIS課程的內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)主要由概論、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)庫、GIS空間分析原理與方法、地理信息系統(tǒng)的應用模型、地理信息系統(tǒng)設計與評價、地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品輸出設計等內(nèi)容構(gòu)成。其中，空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫、GIS空間分析原理與方法等為課程的中心內(nèi)容。

在講授這些內(nèi)容時，我們舉出在氣象中的實例進行穿插。比如建立的系列起伏地形下太陽輻射分布式模型、溫度模型，經(jīng)過建模后算到柵格點、得到系列產(chǎn)品：直接輻射、散射輻射、反射輻射、總輻射的和溫度的年、季、月的空間分布，等等。

GIS是技術(shù)性和實踐性很強的學科，創(chuàng)新思維能力、實際操作能力及應用能力是GIS人才的重要素質(zhì)特征［3］，也是應對目前嚴峻就業(yè)形勢的最好武器。課程講授都是由在科研工作最前沿的教師擔當，緊跟著GIS的發(fā)展，同時和氣象緊密結(jié)合，做到科研反哺教學。

實驗教學是本課程的重要環(huán)節(jié)。我們通過更新實驗教學內(nèi)容，力圖體現(xiàn)基本技能訓練與能力拓展相結(jié)合、理論知識學習與實際應用相結(jié)合的設計思想。增加綜合性、設計性實驗，充分調(diào)動學生從實驗和實踐中學習的積極性，培養(yǎng)學生自主做實驗和自主設計實驗的創(chuàng)新素質(zhì)，引導學生探索新知識、新技術(shù)和新方法。實習中加大和氣象要素結(jié)合的實習，將基礎數(shù)據(jù)處理、氣象數(shù)據(jù)處理有效地結(jié)合到一起。這樣既體現(xiàn)了特色，又完成了大綱要求，為學生做好了必要的知識和技能儲備。

四、突出氣象專業(yè)特色

學校提倡辦學要主動融入、服務于全國氣象事業(yè)，相當數(shù)量學生要到氣象部門就業(yè)，培養(yǎng)的學生必須具備扎實的專業(yè)基本功和相應的和氣象知識結(jié)合的能力。因此，在GIS課程講授過程中，必須體現(xiàn)這個特點。在GIS原理、 GIS設計與應用、DEM、地學建模、GIS算法、地統(tǒng)計學等課程中都要有最新科的研產(chǎn)品可做講授和實習內(nèi)容。

有些產(chǎn)品比如輻射和溫度目前全國各省幾乎都用到了，大大增強了學生的專業(yè)自豪感和信心。讓學生參與這些工作，親自體會海量的氣象數(shù)據(jù)處理，親自體會如何二次開發(fā)做氣候業(yè)務系統(tǒng)、防雷預警系統(tǒng)，等等，體會科研工作的艱辛與快樂，培養(yǎng)刻苦踏實的工作作風，克服畏難情緒，培養(yǎng)協(xié)作與創(chuàng)新精神。當然，這些專業(yè)課，并非全針對氣象行業(yè)，課程的安排和講授具有合理的體系結(jié)構(gòu)，目的就是培養(yǎng)具有合理知識結(jié)構(gòu)、良好的基本技能，高尚的道德品質(zhì)、具備創(chuàng)新思維的GIS人才。

五、推進課程的網(wǎng)絡化與數(shù)字化

在課堂教學方面，將教學大綱、電子教案、網(wǎng)絡課件、教學成果與參考資料等教學資源全程上網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)字化課程平臺的基本建設。這樣不僅為學生提供了學習教材、多媒體課件和相關(guān)教學錄像，而且開放了專業(yè)軟件平臺、系統(tǒng)模擬和演示作品等信息資源。通過開放式網(wǎng)絡課堂，將圖像資料、工程實例、多媒體課件、系統(tǒng)開發(fā)指南和使用說明等資料有機融合為一體，為課堂教學提供豐富的數(shù)字化課程資源?；诮虒W研究成果和實際教學需要，建立網(wǎng)上答疑系統(tǒng)和軟件演示系統(tǒng)，搭建和完善網(wǎng)絡化課堂平臺，方便學生隨時進行試卷自測和模擬考試，也有利于老師對課堂學習效果和學生對知識掌握程度進行檢驗［4］。同時機房對學生開放，包括上實習課和之外的開放，機房里有著充足的專業(yè)軟件和數(shù)據(jù)，給學生學習、實踐提供了優(yōu)越條件。

參考文獻：

［1］ 李滿春,戴崴巍,趙勇.GIS專業(yè)人才的素質(zhì)特征、知識結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)方案［J］.地理與地理信息科學,2004,20（2）：26-29.

［2］ 鄭貴洲,吳信才,晁怡.面向異構(gòu)環(huán)境的GIS課程教學團隊構(gòu)建［J］.測繪通報,2008,9：72-74.

［3］ 黃杏元,馬勁松.高校GIS專業(yè)人才培養(yǎng)若干問題的探討［J］.國土資源遙感,2002,（3）:5-8.

［4］ 黃解軍,袁艷斌,詹云軍.面向創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的GIS專業(yè)課程體系優(yōu)化與實踐［J］.礦山測量,2008,5：77-79.

Analysis of Elaborate Course Construction

on Geographic Information System in Meteorological CollegeYIN Jing-qiu, QIU Xin-fa, HE Yong-jian

(Nanjing University of Information Science & Technology,

remote sensing, School of Remote Sencing, Nanjing 210044, China)

篇5

關(guān)鍵詞:高校;測繪實驗室;平臺體系建設;實驗項目

對于高校各類理工科專業(yè)而言，實驗實踐教學環(huán)節(jié)必不可少。高校測繪實驗室在教學及科研工作中承擔著重要角色，在地理信息科學、測繪工程、攝影測量與遙感等專業(yè)學科中占據(jù)重要地位，并發(fā)揮著極為重要的作用。測繪儀器用于測量地表地物形態(tài)、大小及分布，隨著人們對地球表面研究不斷深入以及科學技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的精密測繪設備誕生并迅速投入使用，極大地方便了人們對地表形態(tài)的測繪與研究分析。測繪實驗平臺是由各類測繪儀器設備及相關(guān)配套的軟硬件設施組成的實驗系統(tǒng)，是構(gòu)建測繪實驗室平臺體系的核心內(nèi)容，是高校相關(guān)專業(yè)教師和實驗室管理人員需要重視的地方，研究分析如何科學合理地建設測繪實驗平臺體系具有重要意義。地理信息科學是集地理學、計算機、遙感、測繪、制圖等于一體的綜合性學科，測繪實驗教學是該專業(yè)教學中重要的內(nèi)容［1］。目前，市場上測繪儀器設備種類繁多，選取何種測繪設備系統(tǒng)構(gòu)建和完善測繪實驗室平臺體系需進行深入研究。本文對常見測繪儀器設備及其功能用途進行梳理，從專業(yè)特點、課程設置、培養(yǎng)目標等角度出發(fā)，對構(gòu)建或完善測繪實驗平臺體系與實驗項目設置進行了綜合分析，提出了相關(guān)建設原則、方法和建議，為相關(guān)單位或部門提供借鑒。

1基礎型測繪設備

在各類測繪工程應用中，常見的測繪儀器有鋼尺、測距儀、水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS/北斗實驗平臺及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)等基礎設備。鋼尺、測距儀均為簡單的距離測量設備。水準儀通過建立水平視線測定地面兩點間的高差，廣泛應用于國家水準測量及地震水準測量、建筑工程測量、變形及沉降監(jiān)測、地形測量、隧道和礦山測量以及工具加工測量和精密工程測量等方面［2］。經(jīng)緯儀是用于測量角度的精密儀器，可測量水平角和豎直角，通常用于測量角度、工程放樣以及粗略的距離測?。?］。常見的有光學經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩種，后者測量精度和測量效率更高，操作上更為簡便，實際應用更為普遍。全站儀，即全站型電子速測儀，是集光、機、電于一體的高技術(shù)測量儀器，具有角度測量、距離(平距、斜距、高差)測量、三維坐標測量、導線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途［4］，廣泛應用于工程測量、變形監(jiān)測、地籍測量和房產(chǎn)測量等工程領(lǐng)域。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，利用一組衛(wèi)星的偽距、星歷、衛(wèi)星發(fā)射時間等觀測量，為地球表面或近地空間的用戶提供定位導航和時間服務［5］。目前，世界上有四大全球性導航衛(wèi)星系統(tǒng)，分別是美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)、歐洲“伽利略”系統(tǒng)、中國“北斗”系統(tǒng)［6］，還包括區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)和增強型衛(wèi)星服務系統(tǒng)。GNSS主要由地面控制部分、衛(wèi)星系統(tǒng)、用戶裝置等三部分組成，具有定位、導航、測量等三大空間位置服務功能以及系統(tǒng)同步和授時等時間服務功能。常用的GNSS應用型設備包括手持GPS接收機和RTK等，在地形圖測量、竣工測量、施工放樣測量及其他工程領(lǐng)域應用廣泛［7］。GNSS原理型設備有北斗/GPS綜合實驗平臺，該平臺有助于學生對GPS/BDS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作過程和工作原理熟練掌握及應用。學生可以自己動手進行實驗和編程，切實地了解衛(wèi)星導航原理，為今后工作奠定理論基礎、積累實踐經(jīng)驗［8］。

2拓展型測繪平臺

隨著科學技術(shù)快速發(fā)展，各種先進快捷的教學測量設備和工程測量設備應運而生，其軟硬件技術(shù)集成化程度越來越高，測量效率大大提升，給測繪工作人員帶來更大的便利。這些新型測量設備在技術(shù)上有很多交叉與重疊，如遙感與攝影測量系統(tǒng)，基于雷達、GNSS等技術(shù)的移動測量系統(tǒng)以及虛擬仿真平臺等。

2．1遙感與攝影測量系統(tǒng)

遙感與攝影測量是獲取地面數(shù)據(jù)的重要手段，能夠真實反映地表情況，并通過GPS定位、融合與建模等技術(shù)生成真實的現(xiàn)實場景。遙感和攝影測量通常是通過傳感器搭載在天、空、地等不同平臺上進行數(shù)據(jù)的獲取，如常見的有衛(wèi)星遙感以及低空無人機遙感、無人機攝影測量等。遙感獲取真實地表光譜信息，側(cè)重于地表信息類型、分布特征，通常用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、國土資源監(jiān)測等方面。攝影測量包括傳統(tǒng)正射攝影測量和傾斜攝影測量，通常是獲取幾何信息，側(cè)重于地形測量、地形圖制作與地形數(shù)據(jù)庫建設等，為各類地理信息系統(tǒng)以及工程應用提供基礎地理空間數(shù)據(jù)，同時可服務于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事、建筑、考古等非地形領(lǐng)域［9－10］。

2．2移動測量系統(tǒng)

移動測量系統(tǒng)是集激光雷達、GNSS、慣性導航系統(tǒng)(INS)、成像系統(tǒng)等多種技術(shù)于一身的測量系統(tǒng)，能夠快速獲取地表高精度多元數(shù)據(jù)，并生成精確數(shù)字化三維模型。根據(jù)搭載平臺的不同通?？煞譃檐囕d、機載和船載等一體化移動測量系統(tǒng)，如車載雷達、無人機、無人船等測量系統(tǒng)。該技術(shù)被廣泛應用于土地利用、環(huán)境監(jiān)測、資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、交通通信、防震減災及國家重點建設項目等方面，為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和科學研究提供基礎的數(shù)據(jù)資料，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，具備良好的應用前景。無人船測量系統(tǒng)是船體和水下地形測量儀器設備的結(jié)合體，主要采用雷達探測技術(shù)進行水下地形地貌測量與成圖。相比傳統(tǒng)作業(yè)方式，無人船測量效率大大提高，同時也降低了傳統(tǒng)人工作業(yè)的危險性，受地形環(huán)境等因素限制情況大大減少。與傳統(tǒng)的測量方法相比，移動測量技術(shù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本和后處理成本明顯降低，因而迅速成為測量應用中深受歡迎的一個高新技術(shù)。

2．3虛擬仿真平臺

虛擬仿真平臺采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是通過計算機技術(shù)模仿真實的實驗儀器和實驗環(huán)境等現(xiàn)實場景并進行場景交互式體驗的新型實驗技術(shù)，不再受時間、空間和自然環(huán)境的限制，學生可以隨時通過虛擬仿真平臺進行實驗操作［11］。虛擬仿真平臺已成為眾多高校實驗室采用的新型實驗平臺，給高校實踐教學模式帶來了重大變化。虛擬仿真技術(shù)可方便地完成多種在實驗室中實際操作困難或者因設備數(shù)量不足等難以完成的教學實踐活動，如攝影測量、無人機測量、水下地形測量等實際操作環(huán)節(jié)。目前，全息虛擬現(xiàn)實可視化展示平臺已實現(xiàn)了大規(guī)模點云秒級加載技術(shù)、實時渲染技術(shù)、細節(jié)還原技術(shù)，將接近現(xiàn)實的各種場景用沉浸式的互動模式進行展示和體驗?？商峁┧疁蕛x、經(jīng)緯儀、全站儀、GNSS、三位激光掃描、無人機測量、慣性及組合導航等全面的虛擬教學平臺。

3實驗室平臺體系建設

3．1總體原則

測繪實驗室平臺體系建設需進行綜合分析，應遵循以下原則:1)培養(yǎng)目標導向原則。測繪實驗平臺建設應該以滿足專業(yè)培養(yǎng)目標為基本原則。以地理信息科學專業(yè)為例，其目標是培養(yǎng)具有良好的地理信息科學專業(yè)素養(yǎng)和學習能力，能在資源、環(huán)境、生態(tài)、測繪、國土、規(guī)劃、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域從事與地理信息科學有關(guān)的應用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。測繪是獲取地理空間數(shù)據(jù)的重要手段，學生對測繪理論與實踐知識掌握與應用在專業(yè)中占據(jù)重要地位。因此，測繪實驗平臺體系建設需要滿足測繪實踐教學的基本目標，能夠支撐完成各項教學任務，達到預期培養(yǎng)目標。2)經(jīng)濟性原則。經(jīng)濟條件是測繪實驗平臺建設的基礎條件。儀器設備的選擇與購置需要充分考慮自身的經(jīng)費預算計劃，在設備經(jīng)費計劃額度范圍內(nèi)選擇購置最優(yōu)設備。設備購置前期充分做好實驗室自身需求分析，同時做好市場調(diào)研，對所購儀器設備的性能和價格等信息做充分的了解，從而科學合理地做好設備申報計劃，避免重復性購置或者購置不能滿足自身需求的設備。3)安全性和可操作性原則。有些實驗項目存在一定的安全風險或其他條件限制，如無人機系統(tǒng)，由于在校內(nèi)人數(shù)和建筑物眾多，在飛行中可能會發(fā)生一些安全事故或者學校區(qū)域可能屬于禁飛區(qū)無法飛行。無人船水下測量系統(tǒng)需要在一定水域條件進行，存在一定安全風險，而且部分高校不一定有此類環(huán)境。因此，根據(jù)實際情況可考慮采用體型小、安全系數(shù)高的無人機或無人船測量系統(tǒng)，或者采用虛擬仿真技術(shù)開展該類測繪實驗項目。

3．2設備資源選取及實驗項目設計

1)儀器設備平臺需與開設的相關(guān)課程內(nèi)容具有較高相關(guān)性。如以我校地理信息科學專業(yè)為例，其核心課程通常包括“地圖與測量學”“GPS原理與應用”“大比例尺測圖”“攝影測量原理”等測量學課程，其內(nèi)容均與測繪設備具有很大的關(guān)聯(lián)度，相關(guān)測量數(shù)據(jù)的獲取需采用測繪設備進行采集。這些課程涉及常用的測繪設備就包括水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、手持GPS、RTK設備，這類設備可作為測繪實驗室基礎型實驗平臺設備。根據(jù)自身特點和條件，可將無人機、無人船、攝影測量等設備系統(tǒng)作為測繪實驗室拓展型平臺，在特定條件下使用，拓展學生測繪實踐能力。2)根據(jù)設備功能用途及精度確定設備類型及型號。教學和科研測量設備選取標準通常不一樣，科研設備往往精度要求高，能適應戶外各種復雜測量環(huán)境，具備防水、防震、防曬等性能。教學設備主要目的是讓學生更好地掌握測量學基本原理以及測繪儀器設備的使用方法，對精度和操作環(huán)境要求可適當降低。若測繪設備教學和科研并用，則以要求更高的一方為準進行選擇，同時滿足兩者需求。此外，同種功能的設備類型既要考慮多樣性，同時也要考慮統(tǒng)一性，如水準儀、經(jīng)緯儀等有光學和電子等不同類型。光學儀器能夠讓學生更好地了解設備工作原理，但測量效率相對較低;電子設備測量效率高，然而測量過程往往通過內(nèi)置程序直接處理，學生難以具體了解其工作原理，兩者在教學中各有優(yōu)缺點，均可配備用于教學。每種設備的品牌和型號又不能過多，不同品牌和型號設備功能、操作界面有所不同，需逐個進行演示教學，數(shù)量過多反而可能會影響教師演示和學生學習效果。3)根據(jù)學生規(guī)模確定各類儀器設備數(shù)量。測繪實驗室儀器設備的數(shù)量選擇首先需要考慮其用途，作為教學設備，需充分考慮設備功能和數(shù)量是否能滿足教學人數(shù)的需求，相比科研用途設備可以適當降低精度要求。高校班級人數(shù)通常在30—60人之間，基于水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GNSS實驗平臺等設備的測繪實踐項目通常以小組形式開展，除了使用儀器設備本身外，還需要配備三腳架、水準尺、三角桿、棱鏡等配套設備，每個小組4—5人，以每個班級50人為例，儀器設備以10—12套為宜。若是受經(jīng)費條件限制，數(shù)量達不到要求，則需增加小組人數(shù)或者上課次數(shù)。根據(jù)以上原則和方法構(gòu)建合理可行的測繪實驗室平臺體系，并對測繪實驗主要內(nèi)容及實驗項目進行設計，見表1、表2。

3．3測繪數(shù)據(jù)處理平臺建設

測量獲得的數(shù)據(jù)用來制圖，制圖過程包括對測量數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)化、圖形編輯與繪制等過程，需要采用相關(guān)的專業(yè)軟件系統(tǒng)。因此，需采用計算機硬件設備和軟件系統(tǒng)組建測繪數(shù)據(jù)處理平臺。根據(jù)自身條件，以本學院實驗室為例，利用GIS機房計算機軟硬件設備建設測量數(shù)據(jù)處理平臺。目前，具備兩個60個機位的機房，可建設為測量數(shù)據(jù)處理平臺，安裝各類測繪平臺設備配套的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，如南方CASS、CAD等制圖軟件以及Super-Map、MapGIS、ArcGIS、攝影測量等GIS與遙感軟件系統(tǒng)，用于各類測量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理和制圖分析與應用。平臺采用云桌面技術(shù)進行管理和應用，可靈活設置為開放個性化數(shù)據(jù)處理平臺。

3．4實驗實訓基地建設

測繪實驗實訓基地建設以校內(nèi)場地為主，校外為輔。校內(nèi)選取建筑相對稀疏和開闊地區(qū)作為課間實習區(qū)域，使用高精度雙頻GPS，采用靜態(tài)測量方法建立測量控制網(wǎng)，使用高精度水準儀建立水準網(wǎng)，均做好標記并進行維護管理;有條件的情況下和當?shù)貒铱刂凭W(wǎng)相結(jié)合，以此作為校內(nèi)基礎測繪基地。根據(jù)校內(nèi)場地環(huán)境以及經(jīng)濟條件，合理布設車載雷達、低空無人機、無人船等拓展型測繪實訓場地。校外實訓基地選擇具有一定代表性的地貌區(qū)域，或者以校企合作模式建立測量實訓基地，用以提高學生學習興趣，拓展實踐能力。

3．5儀器檢校中心建設

測繪儀器在使用中會出現(xiàn)零部件損壞和精度偏差問題，需定期對儀器設備進行檢修和校驗。測繪實驗室應建立儀器檢校平臺，如平行光管組成的室內(nèi)檢校裝置及其他檢校裝置。實驗室管理人員應掌握基本的設備校驗技能，包括水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS以及大型貴重儀器設備的常規(guī)校正方法。如水準儀、經(jīng)緯儀和全站儀的視準軸、水準器、望遠鏡十字絲橫絲豎絲的檢驗與校正;經(jīng)緯儀照準部水準管、豎盤標準差、光學對電器的檢驗與校正;全站儀的管水準器、望遠鏡分劃板的檢驗與校正、豎盤指標零點自動補償?shù)臋z驗、豎盤指標差與豎盤指標零點設置的檢驗與校正，GPS設備屏幕校正、不同地理坐標系統(tǒng)校正以及GNSS多路徑效應、接收機鐘差等。

4結(jié)束語

高校測繪實驗室以水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS－RTK等設備作為基礎型的實驗平臺并開設對應測繪實驗項目。根據(jù)自身教學特色、場地環(huán)境、課時要求與經(jīng)濟條件等多方面因素選擇性地建設遙感與攝影測量、移動測量以及虛擬仿真等綜合拓展型實驗平臺和實驗項目，形成“基礎型+拓展型”測繪實驗室綜合實驗教學平臺體系，加強培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)。同時測繪實驗室管理機構(gòu)和管理人員應積極關(guān)注測繪新技術(shù)、新方法的發(fā)展動態(tài)，不斷更新和完善測繪實驗教學平臺體系建設，快速適應社會需求，提高測繪實驗室教學效果。

參考文獻:

［1］周斌．地理信息系統(tǒng)在測繪內(nèi)業(yè)中的運用與優(yōu)勢探析［J］．中國科技縱橫，2019(10):178－179．

［2］曾振華，凌小勤．三、四等水準測量記錄、計算程序的開發(fā)應用［J］．實驗室研究與探索，2013(12):96－100．

［3］姬玉華，夏冬君．測量學［M］．哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004．

［4］方雪昭，王兵，魏吉奧，等．一種全站儀在夜間測量的棱鏡搜索方法［J］．科技創(chuàng)新導報，2019(8):119－120．

［5］寧津生，姚宜斌，張小紅．全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展綜述［J］．導航定位學報，2013，1(1):3－8．

［6］林金海．北斗導航通訊技術(shù)在海事安全管理中的應用研究［D］．廈門:集美大學，2016．

［7］陳學宇，馮丹鳳．數(shù)字化地形測量中GPS－RTK技術(shù)的應用［J］．測繪與空間地理信息，2021，44(2):94－97．

［8］史建青，董春來．全球定位與導航實驗室建設模式探索［J］．實驗技術(shù)與管理，2011(5):182－184．

［9］龔濤編．攝影測量學［M］．成都:西南交通大學出版社，2014．

［10］楊國東，王民水．傾斜攝影測量技術(shù)應用及展望［J］．測繪與空間地理信息，2016，39(1):13－15，18．

篇6

關(guān)鍵詞:GIS 教育教學 課程體系

一、前言

GIS教育自從20世紀90年代迅速發(fā)展以來，目前已經(jīng)形成了從職業(yè)教育、中專教學、專科、本科、研究生的完整教育體系，培養(yǎng)的GIS專業(yè)人才也踏入社會、走上工作崗位。但隨著GIS應用逐漸社會化的同時，GIS的專業(yè)化趨勢也愈加明顯，缺乏專業(yè)特色的GIS教學也使得部分學校的學生難以適應市場的需要，甚至出現(xiàn)專業(yè)停辦的現(xiàn)象。所以，在新時期和新形式下繼續(xù)探索GIS專業(yè)教育方法，密切聯(lián)系具體領(lǐng)域，和具體的行業(yè)應用結(jié)合起來，形成具有專業(yè)特色的GIS教育勢在必行。

二、GIS專業(yè)教育教學現(xiàn)狀

2.1 課程設置缺乏側(cè)重點

目前，在本科GIS教育中， GIS專業(yè)的課程設置主要包括4類:地理類、測繪與遙感類、計算機科學與技術(shù)類和GIS專業(yè)類，它們組成了GIS本科專業(yè)素質(zhì)教育的核心課程。這類教學體系大多針對性不強，側(cè)重點不強。很多同學學完之后感覺到又多又雜，很難把握，常常感到困惑。實際上目前國內(nèi)從事GIS教育的各高等院校，各有各的背景，各個學校的側(cè)重點應該不同。雖然GIS專業(yè)具有應用上的廣泛性，但是在制定大綱的同時更應體現(xiàn)術(shù)業(yè)有專攻，各個學校在開設課程時最好結(jié)合自身的特長有側(cè)重點地讓學生專門學習一些跟專業(yè)相關(guān)的課程，充分發(fā)揮自己的特長。如南京大學、南京師范大學主要培養(yǎng)資源開發(fā)、應用方面的專業(yè)人才，河海大學的數(shù)字水利、東南大學的數(shù)字交通等都是結(jié)合自己的特長而形成了明顯的特色。中國礦業(yè)大學的GIS專業(yè)是依托測繪工程專業(yè)發(fā)展起來，應該突出測繪和礦業(yè)特色，培養(yǎng)為能源戰(zhàn)線服務的GIS人才。

2.2 軟硬件設施與教學計劃配合不佳，教學中實踐和動手能力強調(diào)不夠

在實際中相當多的學生缺乏實踐，原因主要有:(1)客觀因素。專業(yè)硬件設備的不完善，很多學校都缺乏相關(guān)的軟硬件環(huán)境。軟硬件設施與教學計劃配合不佳，相關(guān)的知識教師雖然在課堂上講了，但學生很難和實際的應用結(jié)合起來。(2)主觀因素。主要體現(xiàn)在部分教師經(jīng)驗不足。有些教師由于各種因素本身缺乏實踐，也沒有相關(guān)的科研項目來支持，從而很難讓學生通過項目來了解GIS開發(fā)的實際過程，對教材所講解的內(nèi)容，理解得就不夠透徹。

2.3 師資力量、辦學管理經(jīng)驗不足

隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展，社會對GIS人才的需求量快速增長，使得全國很多學校，一窩蜂的上GIS專業(yè)。一部分GIS專業(yè)的教師也是“半路出家”，原來可能只是從事相關(guān)的工作，可能對整個GIS的基礎理論體系也不是非常的了解。在教學中常常有重此輕彼的現(xiàn)象出現(xiàn)，對GIS人才的培養(yǎng)造成不良影響，同時也使后續(xù)課程的學習受到一定的影響。作為教育者，我們更應該關(guān)注學生綜合素質(zhì)的提高，這也是所有行業(yè)對人才共同的需求和要求，企業(yè)更為注重的是學生的綜合能力和發(fā)展的潛力。

2.4 缺乏準確地定位

GIS專業(yè)對計算機編程強調(diào)較多，好像編程已經(jīng)成為GIS的代名詞。從而學生把編程作為專業(yè)第一要務，而忽略相關(guān)理論知識的學習。當然勿庸質(zhì)疑，編程是一種重要的能力，但在實際中要結(jié)合學生自身特點和社會的需求有選擇有側(cè)重地學習，不能胡子眉毛一把抓。

2.5 學科定位與培養(yǎng)目標不大一致

由于各學校的專業(yè)背景不同，師資構(gòu)成不夠合理，從而造成學科定位和培養(yǎng)目標不能一致。如工科人才在數(shù)理能力方面的培養(yǎng)力度不夠，理論學習不深入;而理科學生在培養(yǎng)過程中，計算機能力不強，缺乏社會實踐，實習不夠，動手能力不強。

三、21世紀GIS專業(yè)教育方法

結(jié)合以上分析，可以認為在新的時期、新的挑戰(zhàn)下培養(yǎng)GIS專業(yè)人才過程中應著重考慮以下幾個方面:

3.1 專業(yè)定位。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展對GIS專業(yè)人才的需求，目前開設GIS專業(yè)的單位越來越多。這一形勢對GIS專業(yè)在未來人才市場上的競爭力提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。為了確保各校GIS專業(yè)學生未來能在人才市場上占有一席之地，專業(yè)的定位必須準確，應該結(jié)合自己的特色，面向?qū)I(yè)應用領(lǐng)域構(gòu)建合適的GIS教學體系[1]。

3.2 培養(yǎng)具備高素質(zhì)及合理知識結(jié)構(gòu)的師資。由于與GIS相聯(lián)系的相關(guān)學科多達十幾門，與一般的傳統(tǒng)專業(yè)教育相比，對從事GIS教學的師資人員在知識結(jié)構(gòu)上有更高的要求。要求教學人員必須具備良好的專業(yè)素質(zhì)、知識和廣闊的知識面。

3.3 GIS專業(yè)教育培養(yǎng)目標及課程設置。為適應高新技術(shù)的發(fā)展及社會對人才的要求，針對GIS專業(yè)特點，應從多方面、多渠道收集相關(guān)資料，同時，也要結(jié)合國家教委公布的本科專業(yè)新目錄中指出的加強基礎教育，淡化專業(yè)界限，拓寬專業(yè)口徑的思想。 要達到預期的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)要求，同時也要有科學合理的課程設置作保證。在加強基礎教育、淡化專業(yè)(大專業(yè)，小方向)和拓寬口徑的原則下，將專業(yè)課程設置的重點定位在應用型人才培養(yǎng)上。

3.4 教學與實驗方法。針對GIS課程的特點，在教學與實驗方法上，應緊緊圍繞其“三基”及教學大綱和教學目的[2]。在教學上，首先讓學生了解GIS課程學習的重要意義，并通過GIS在各領(lǐng)域的應用實例，使學生產(chǎn)生濃厚的學習興趣。其次，根據(jù)學生的專業(yè)及知識結(jié)構(gòu)特點，有選擇地突出GIS的重點和難點問題，深入淺出地對GIS的關(guān)鍵技術(shù)作以講解;在教學方式上，采取講解、演示、課堂討論等多種形式相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學生綜合全面、突出重點、注重邏輯聯(lián)系的思維和學習方法，以達到最佳的教學效果[3]。

四、結(jié)語

GIS作為空間信息管理的有效工具，在社會經(jīng)濟與建設中發(fā)揮著極其重要的作用。GIS專業(yè)教育的開展，在一定程度上為社會提供了良好的技術(shù)后備力量，只有在GIS專業(yè)教育中更好地使用社會發(fā)展的需要，才能切實作到理論聯(lián)系實際，促進教學相長，并使GIS的專業(yè)教育達到一個新的高度。

參考文獻

[1] 李滿春、戴崴巍、趙 勇，GIS專業(yè)人才的素質(zhì)特征!知識結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)方案研究，地理與地理信息科學[J]，2004，20(2)26-29.

篇7

摘 要：本文在分析我國GIS人才需求現(xiàn)狀的基礎上，探討了目前GIS教育的主要問題，并提出了GIS實踐平臺的重要性和GIS。

關(guān)鍵詞 ：創(chuàng)新 人才培養(yǎng) GIS 實踐

一、我國對GIS人才需求現(xiàn)狀

我國的地理信息系統(tǒng)GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)過幾十年的時間已經(jīng)滲透到我國經(jīng)濟建設的各個領(lǐng)域，如資源調(diào)查、國土管理、災害預測、環(huán)境評估、城市管理和建設、郵電通訊、智能交通運輸、軍事、公安、公共設施管理、農(nóng)業(yè)、森林、統(tǒng)計、商業(yè)、金融等。

但是，我國的GIS產(chǎn)業(yè)仍然存在很多問題，如標準規(guī)范不齊全，GIS產(chǎn)業(yè)服務體系不健全，數(shù)據(jù)標準化工作有待完善，導致數(shù)據(jù)不能很好地共享，數(shù)據(jù)更新慢； GIS應用的服務性企事業(yè)缺少，有效的GIS產(chǎn)業(yè)社會支撐體系缺乏；具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)GIS軟件品牌較少，國際競爭力不足，GIS行業(yè)技術(shù)人員的研發(fā)能力薄弱等。

其中，對GIS人才的培養(yǎng)已成為亟待解決的問題。目前我國GIS企業(yè)對GIS畢業(yè)生的意見主要集中在以下幾方面：第一，多數(shù)GIS企業(yè)缺少高水平的工程設計與管理人才，導致GIS項目不能成功實施。第二，學生在校期間實踐環(huán)節(jié)較少或內(nèi)容設置不當，實踐能力普遍有待提高，很多畢業(yè)生編程能力較差，不能夠規(guī)范使用對編程語言，工作初期獨立完成公司交給的任務有難度，公司往往需要花費較大精力進行培訓。第三，學生缺乏創(chuàng)新思維、邏輯思維和自我解決問題的能力，大多數(shù)畢業(yè)生只能按照給定的任務一步步完成計劃書的內(nèi)容，無法自己去獨立思考完成任務。另外，我國高校培養(yǎng)的GlS人才缺乏國際競爭力，缺乏將GIS企業(yè)做大做強的創(chuàng)新能力。

社會和企業(yè)的需求形勢對我國GIS專業(yè)的教育提出了更高的要求，即GIS教育不能僅停留在理論教學和簡單的GIS應用，而要為我國GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才，特別是創(chuàng)新精神的實踐人才。

二、GIS教育存在的問題分析

從GIS企業(yè)對人才的需求調(diào)查可以看出我國GIS專業(yè)的教育和企業(yè)的需求并沒有實現(xiàn)很好的接軌，由此反映出我國高校的GIS教育存在一些問題。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，GIS人才培養(yǎng)方式不能適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。GIS技術(shù)廣泛應用于各個領(lǐng)域，而國內(nèi)GIS專業(yè)設置一般較為單一，其人才培養(yǎng)模式不能滿足不同的工作目標和社會需求，如GIS開發(fā)、針對不同領(lǐng)域的GIS桌面平臺應用、GIS制圖、數(shù)據(jù)處理等，尤其缺乏既具有工程實踐又懂得經(jīng)營管理的復合型人才。

第二，擴大GIS專業(yè)招生規(guī)模，注重GIS 人才的總量，但GIS人才的質(zhì)量和人才結(jié)構(gòu)往往被忽略。據(jù)統(tǒng)計，目前我國有上百所高校開設了GIS?？?、本科或研究生專業(yè)，但是不同院校的GIS專業(yè)的師資力量、教學水平、軟硬件設施和培養(yǎng)目標差別很大，很多院校培養(yǎng)的GIS人才能力欠缺。

第三，對專業(yè)實踐動手能力培養(yǎng)重視不夠。大多數(shù)高校實踐教學時長相比理論課程較少，實踐教學內(nèi)容陳舊，與企業(yè)和市場上的需求有一定差距。

第四，本科教育中對學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)不夠。在我國各高校的GIS教育的培養(yǎng)方案中，通常都沒有對學生進行創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面的規(guī)定。

三、建設創(chuàng)新實踐平臺對GIS人才培養(yǎng)的重要性

學生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)是當今素質(zhì)教育的重點。深化GIS專業(yè)的教學改革，必須強調(diào)對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過各門課程的教學方案中的實驗、實習或課程設計環(huán)節(jié)、專業(yè)競賽和各年級大學生創(chuàng)新項目，高校不僅要加深學生對理論知識的掌握，鍛煉學生的實踐能力，更要培養(yǎng)學生的獨立思考問題、解決問題的能力。

第一，剖析GIS專業(yè)現(xiàn)有教學計劃中實踐教學存在的問題，構(gòu)建以創(chuàng)新能力訓練為核心的一體化的實踐平臺，對GIS專業(yè)教學的深化改革具有重要意義。

第二，創(chuàng)新實踐平臺建設可以增強學生學習基礎理論知識的積極性，使學生對課堂教學的被動學習就可以變?yōu)橛心康牡奶剿魇街鲃訉W習；有利于促進理論教育與技術(shù)教育的結(jié)合，鍛煉學生的系統(tǒng)思維能力和實踐動手能力。

第三，學生參與創(chuàng)新實踐活動，可以接觸專業(yè)最前沿的內(nèi)容，同時又能了解一個GlS項目從設計、研發(fā)到應用的全過程，特別是在設計和研發(fā)時不僅僅單純解決技術(shù)問題，還要考慮項目成本、軟件銷售、售后服務等多種因素，增強學生的創(chuàng)業(yè)意識。

第四，GIS項目的實施過程中要求學生合理分工，團結(jié)協(xié)作，有利于培養(yǎng)學生的組織能力和團隊協(xié)作精神，為今后融入社會打下良好基礎。

四、GIS專業(yè)人才培養(yǎng)目標和實踐教學的發(fā)展方向

第一，GIS產(chǎn)業(yè)是一項高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，技術(shù)的創(chuàng)新是GIS產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。GIS軟件技術(shù)創(chuàng)新重要的是GIS專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。要重視吸收信息科學和計算機專業(yè)人才，吸引越來越多的計算機編程人才加入到GIS產(chǎn)業(yè)技術(shù)隊伍中，加速培養(yǎng)兼具地理科學、遙感、測繪科學、土地、林業(yè)等與GIS專業(yè)交叉的復合型人才。企業(yè)和相關(guān)單位應當根據(jù)需要建立技能結(jié)構(gòu)合理的技術(shù)隊伍。

第二，為滿足不同的GIS企業(yè)和科研事業(yè)單位的需要，要建立不同層次、不同方向的GIS專業(yè)教育計劃。一方面要培養(yǎng)擅長GIS開發(fā)和制圖技術(shù)的專業(yè)型人才，也要注重培養(yǎng)GIS專業(yè)畢業(yè)生具有測繪、地理信息等方面的政策、法律、管理等方面的知識。既要注重碩士、博士等研究型高端GIS人才的培養(yǎng)，也要注重本科、?？频葢眯椭械投巳瞬诺呐囵B(yǎng)。

第三，各高校GIS專業(yè)應根據(jù)自身的師資力量、學科體系進行合理評估，在此基礎上設置該校GIS專業(yè)人才培養(yǎng)目標。例如，研究性大學側(cè)重在GIS理論知識的突破和新技術(shù)的研發(fā)，非研究性大學側(cè)重在基于系統(tǒng)的GIS理論知識教學上，培養(yǎng)學生GIS開發(fā)和應用能力，而?？茖W校則可以側(cè)重GIS應用技能的鍛煉，適當減少理論課程并降低其深度?？梢栽O置導師，引導GIS專業(yè)的學生在不同的學期重點學習內(nèi)容和要達到的技能，減小學生的盲目性，可以在入學初由專業(yè)負責人進行專業(yè)介紹，告訴學生該專業(yè)的師資情況、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、應用情況、就業(yè)方向等，激發(fā)他們的學習興趣。

第四，GIS專業(yè)應特別重視實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。應改進原來“課堂理論+上機手把手引導操作”的傳授式教學模式，將GIS創(chuàng)新實踐活動在橫向上分為應用類和開發(fā)類兩個方向，在縱向上分為基礎上級試驗（課程中包含的上級學時）、綜合實踐（集中的實習或課程設計）和創(chuàng)新實踐（校企聯(lián)合培養(yǎng)、各類GIS大賽、大學生創(chuàng)新訓練項目、教師科研等）三層，所有的創(chuàng)新項目或競賽在這兩個大方向下進一步分類分層，進而構(gòu)成一個有機的創(chuàng)新實踐平臺體系。

參考文獻：

[1]鄒艷紅,陳東鋒,劉興權(quán).GIS創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實踐教學模式與方法探討[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育,2013(4).

[2]黃解軍,袁艷斌,詹云軍.高校GIS專業(yè)實驗教學模式改革與創(chuàng)新[J].理工高教研究,2007(8).

篇8

關(guān)鍵詞：研究生培養(yǎng)；導師團隊；合作模式；學術(shù)指導

作者簡介：李方（1980-），女，江蘇南京人，南京師范大學國際交流處科長，助理研究員；張雪英（1970-），女，四川仁壽人，南京師范大學地理科學學院，教授，博士生導師。（江蘇 南京 210097）

基金項目：本文系2009-2012年江蘇省教育廳江蘇省研究生教育教學改革研究與實踐課題“研究生培養(yǎng)中導師團隊合作模式研究”的研究成果。

中圖分類號：G645 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）19-0166-03

以導師為核心的研究生培養(yǎng)模式與本科生教學有著本質(zhì)的區(qū)別，導師在研究生培養(yǎng)中起著十分關(guān)鍵的作用。導師的學術(shù)修養(yǎng)、敬業(yè)精神、學術(shù)水平都會在其研究生身上打下極其深刻的印跡，以致影響到學生今后的發(fā)展。在現(xiàn)行的研究生培養(yǎng)中，我國一直較為側(cè)重導師負責制，但是隨著研究生教育的飛速發(fā)展，給這一傳統(tǒng)的導師負責制帶來了挑戰(zhàn)，如何對研究生進行團隊培養(yǎng)成為創(chuàng)新培養(yǎng)模式的一個十分重要的內(nèi)容。[1]

當前我國高校的研究生導師隊伍總體上是優(yōu)秀的，但是也存在一些不可忽視的問題。特別表現(xiàn)在研究生導師團隊培養(yǎng)意識較差，學校的研究生培養(yǎng)管理制度以及研究生的培養(yǎng)方案過多地依賴于導師的個人力量，沒有充分凝聚學科中導師群體在知識結(jié)構(gòu)、學源結(jié)構(gòu)、研究方向結(jié)構(gòu)上的綜合優(yōu)勢，造成了研究生培養(yǎng)上的“單血緣遺傳”模式與培養(yǎng)孤島，極大地影響了研究生的學術(shù)研究習慣與交流能力的培養(yǎng)。而且在研究生培養(yǎng)過程中，導師之間往往缺乏有效的溝通渠道，先進經(jīng)驗難以有效推廣、交流，沒有形成有經(jīng)驗導師對青年導師“傳、幫、帶”的良好制度，阻礙了青年導師的快速成長。目前這種現(xiàn)象在高校已經(jīng)較為普遍，亟待對其根源進行深入分析，制定切實可行的制度，有效推進研究生培養(yǎng)中導師團隊合作模式的形成，促進研究生培養(yǎng)質(zhì)量的實質(zhì)性提升。

一、研究現(xiàn)狀

進入20世紀90年代后，各國的研究生培養(yǎng)模式呈現(xiàn)出一定程度的融合趨勢。研究生教育培養(yǎng)理念和培養(yǎng)目標更加趨向多元化、多樣化。隨著高等教育國際化趨勢的推進，各國更加注重跨學科、跨文化的復合型人才的培養(yǎng)。[2]專業(yè)合作開始成為一種新的教育范式，而團隊合作教學則是這一運動的先導。美國的課程設置強調(diào)文理滲透和跨學科，紐約大學、加州大學等還將一些研究生派到國外大學或大公司進行交流和實習，學習國外的先進管理方法和理論知識，并與國外大學聯(lián)合培養(yǎng)MBA。[3]美國肯塔基大學的著名教育家蓋斯基大力提倡教師團隊合作模式。[4]美國高校采取個人指導與集體指導相結(jié)合的研究生培養(yǎng)方式，有益于研究生在接受導師和導師小組的其他教授的指導中，博采眾長，并逐步養(yǎng)成開放、全面、辯證的理性思維習慣，克服或減少科學研究中的狹隘性，進而提高科研能力。[5]教學領(lǐng)域的改革創(chuàng)新：開放式教學更多的采取討論式的教學方法；產(chǎn)學研結(jié)合，參與實際項目，課題的研究、開發(fā)是培養(yǎng)學生科研能力和開發(fā)創(chuàng)造潛力的最有效途徑之一。[6]

1999年以來，我國研究生招生規(guī)模增長速度明顯高于研究生教育大國的平均水平。[7]在規(guī)模急劇擴大的同時，研究生培養(yǎng)中的招生、收費、學制和培養(yǎng)方式等問題日益突出。目前我國80%以上的研究生培養(yǎng)單位實行“單一導師制”，只有10%不到的實行“指導小組制”，而且大多數(shù)流于形式?！皢我粚熤啤比菀讓е卵芯可膶W術(shù)視野比較狹窄、學術(shù)前沿意識不夠、學術(shù)訓練不足等問題。學術(shù)門戶現(xiàn)象阻礙了學術(shù)的交流和發(fā)展，不利于師生交往和學術(shù)創(chuàng)新，不利于學生知識面的擴充和全面發(fā)展。[8]另外，在我國研究生招生規(guī)模持續(xù)增長的同時，研究生導師規(guī)模也在迅速增長，特別是中青年博士生導師所占比例的上升幅度較為顯著。然而，由于研究生規(guī)模擴張過于迅猛，進而顯得導師指導力量有所不足，多年的擴招使得現(xiàn)在許多學校導師與研究生之比已達到1：15，甚至更高。[9]另外，由于不同類型的學科具有不同的性質(zhì)，用同一把尺子來規(guī)定所有學?；蛘咚袑W科的研究生培養(yǎng)模式是不合適的。

導師團隊合作培養(yǎng)模式被認為是當前我國提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段之一。通過導師團隊合作模式，有經(jīng)驗的指導教師可以在實踐中有效“傳、幫、帶”青年導師，推動導師隊伍的結(jié)構(gòu)完善和可持續(xù)發(fā)展。在課程學習計劃的設計與安排以及在學位論文與課程實踐的指導等方面都可以充分發(fā)揮導師團隊指導的優(yōu)勢，以提升研究生培養(yǎng)水平。以學科團隊建設為基礎的導師合作模式，可以進一步改進研究生的教育模式，突破以前研究生與導師間單線聯(lián)系，學術(shù)思路狹窄、學術(shù)研究難有開闊性和創(chuàng)新性的困境，[10]建設有利于造就一個縱橫交錯、互相滲透、有機聯(lián)系、優(yōu)勢突出的研究生教育網(wǎng)絡，淡化學科意識，使學生能博采眾家之長改善導師隊伍結(jié)構(gòu)。[11]同時，積極進取、團結(jié)協(xié)作的學科文化，是保持學科可持續(xù)發(fā)展的基本保證。[12]

二、導師團隊合作模式

研究生教育是學歷教育的最高層次，承擔著為國家培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才的重任。導師是研究生培養(yǎng)工作的主要組織者和實施者，導師的思想政治素質(zhì)、學術(shù)水平和工作作風直接影響著研究生的成長，對于研究生培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的作用。提高導師的道德素養(yǎng)、學術(shù)水平、創(chuàng)新意識和能力，建設一批高質(zhì)量的導師隊伍，是當前研究生教育工作的重要任務。導師團隊合作模式以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為目標，主要包括影響機制和優(yōu)化機制兩個方面（見圖1）。

圖1 導師團隊合作模式示意圖

如圖1所示，研究生培養(yǎng)模式、導師團隊合作模式、結(jié)構(gòu)模型和雙面效應構(gòu)成了影響機制。

前文已經(jīng)提到，目前我國的研究生培養(yǎng)模式大體為“單一導師制”，逐步推行導師團隊合作模式對導師和學生來說是“雙贏”的。

導師團隊合作模式中涉及大量的構(gòu)成要素，如導師、學生、科研、學術(shù)討論、課程教學、培養(yǎng)單位、社會需求、學科特性、學科文化等，這些要素之間的協(xié)同機制非常復雜。導師團隊合作模式的結(jié)構(gòu)特征，可以通過多級層次的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型對結(jié)構(gòu)和協(xié)同機制進行比較系統(tǒng)與完整的表達（見圖2）。

圖2 結(jié)構(gòu)模型示意圖

在研究生培養(yǎng)過程中，導師團隊中導師的來源可以多樣化。研究生導師團隊是為了實現(xiàn)提高研究生質(zhì)量這一特定目的而組成的一個學術(shù)群體，它不同于教研室、研究所等組織機構(gòu)，團隊成員之間的地位是平等的。[13]支持導師不斷開拓新的研究領(lǐng)域，鼓勵學科交叉融合。引導研究生從事交叉學科研究，提倡導師與其他學科人員有機組合，實行正、副導師制。

雙面效應是指通過導師團隊，達到既提高學生培養(yǎng)質(zhì)量，又鍛煉和提高導師指導能力的效果，解決導師指導力量的可持續(xù)性發(fā)展問題，做好“傳幫帶”工作。導師團隊合作模式必須具有較強的可操作性，否則將缺乏實踐意義。因此，探索其操作方式具有十分重要的作用?？傮w來講，必須根據(jù)協(xié)同原則，以質(zhì)量提高為目標，制定適應不同情形的多種操作方式，主要有科研合作、課程教學、學術(shù)討論、論文指導和社會實踐等等。事實上，制度規(guī)范是控制培養(yǎng)模式質(zhì)量的關(guān)鍵。導師團隊合作模式在實施過程中需要遵循一定的制度規(guī)范。制度規(guī)范必須在遵循高等教育相關(guān)規(guī)范的基礎上，充分考慮其本身的特點和實施單位的具體情況。

研究生培養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)化機制包括效果評測、實踐平臺、制度規(guī)范、操作模式四個方面，這四個方面在實際操作中互相融合，互相促進。

效果評測在日常生活中通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)，以南京師范大學虛擬地理環(huán)境教育部重點實驗室為例，從2007年到2012年，共培養(yǎng)了74位博士研究生，408位碩士研究生。在培養(yǎng)的博士和碩士研究生中，獲江蘇省優(yōu)秀研究生論文研究計劃資助15項；獲江蘇省優(yōu)秀博士學位論文3篇；優(yōu)秀碩士學位論文5篇，這與研究生培養(yǎng)方式密切相關(guān)。

教學培養(yǎng)模式的實踐研究周期較長，因而需要借助比較穩(wěn)定且具備較好基礎的實踐平臺和靈活多樣的操作模式。近幾年來，南京師范大學地理信息系統(tǒng)專業(yè)依托虛擬地理環(huán)境教育部重點實驗室和江蘇省地理信息科學重點實驗室，以“江蘇省優(yōu)秀教學團隊”、教育部“長江學者創(chuàng)新團隊”和江蘇省科技創(chuàng)新團隊”為平臺，積極推行導師團隊合作模式，在研究生規(guī)模和導師隊伍快速壯大的同時，研究生培養(yǎng)質(zhì)量逐年提高，并逐步進行了制度規(guī)范。首先，需要確保導師團隊構(gòu)成的多元化，即同一學科不同研究方向?qū)煹慕M合，或是根據(jù)不同研究方向的需求，校內(nèi)外不同學科的導師建立合作關(guān)系。其次，采取多樣化的合作手段，主要包括：

1.人才交流

目前實驗室共有固定人員62名，其中具有高級職稱的人員51名，中級職稱的人員11名。為了加強交流，實驗室聘請中科院北京地理與資源研究所、環(huán)境保護部衛(wèi)星環(huán)境應用中心、日本武藏工業(yè)大學、ERSI公司等單位的流動科研人員8人（客座教授、兼職教授、項目合作人員），均為海內(nèi)外在相關(guān)學科的資深學者，在學術(shù)界具有較高的學術(shù)地位，以定期開展研究生聯(lián)合指導、課題合作研究和學術(shù)交流工作。同時，利用地理學博士后流動站，吸收國內(nèi)外青年學者進站進行博士后課題研究，博士后研究人員平均穩(wěn)定在8人左右。因此，實驗室擁有流動研究人員的平均規(guī)模為16人。

2.學術(shù)討論

定期或不定期組織研究生集中進行學術(shù)討論，且每年年終對研究生進行考核，即學生匯報當年的學習和科研情況，團隊中的導師和相關(guān)學生都參與評論與指導。實踐發(fā)現(xiàn)，這種方式非常有效，可以促進學生通過比較而找到自己的不足，同時增強多個導師面對面指導的機會。

3.社會實踐

目前研究生普遍缺乏理論聯(lián)系實際的能力。通過與相關(guān)研究單位和應用單位的聯(lián)合，組織學生集中進行學術(shù)考察。例如，數(shù)字高程模型組的導師利用暑期帶領(lǐng)研究生到江蘇省宜興市和無錫市對平原區(qū)初步樣區(qū)進行實地考察，結(jié)合專家講解，取得了一系列的重要的研究成果，同時激發(fā)了學生的研究興趣。

4.學位論文指導

為每個研究生的學位論文指定幾位導師組成學術(shù)指導小組，加強學位論文的過程管理，包括選題、中期檢查、論文寫作與審閱，以及平時指導。

5.合作交流

通過和國際著名大學、研究機構(gòu)建立密切的合作關(guān)系，開展一系列高水平、高層次和實質(zhì)性的合作研究與學術(shù)交流工作。每年選派學術(shù)骨干進行學術(shù)訪問或合作研究，建立研究生互派機制。爭取多種機會并積極支持中青年學術(shù)骨干到國外著名高校或研究機構(gòu)進行博士后研究或做訪問學者。近五年來，實驗室已派遣10余名優(yōu)秀中青年科研骨干到美國、德國、香港等國家和地區(qū)的高校與科研機構(gòu)進行學習。留學回國人員大多已成為實驗室的中堅力量，促進了實驗室的發(fā)展。

6.學術(shù)活動

積極邀請國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域知名專家來實驗室舉辦學術(shù)講座，認真組織學術(shù)骨干和研究生主持與參加國內(nèi)外學術(shù)會議，特別是全國地理信息科學博士生論壇和GIS國際夏令營，為國內(nèi)外地理信息科學研究領(lǐng)域青年學者進行學術(shù)交流提供了重要平臺。

7.獎勵政策

通過承擔或參與高水平項目，鍛煉和培養(yǎng)高水平人才。優(yōu)先推薦、安排優(yōu)秀青年人才申報各類國家和地方人才基金，對于申請到基金項目的科研人員，實驗室在科研經(jīng)費上給予一定額度的配套，并在科研設備和軟件上給予優(yōu)先支持。

三、結(jié)論

在當前研究生教育呈現(xiàn)上升趨勢的背景下，實施導師合作團隊模式是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的創(chuàng)新手段，對于學科文化多元化、開拓學生視野、提高學術(shù)交流能力和研究生培養(yǎng)力量的可持續(xù)性發(fā)展具有很強的理論研究和實踐意義。本文探討了研究生導師團隊合作模式的影響機理及結(jié)構(gòu)模式，對于推動我國研究生培養(yǎng)模式的創(chuàng)新發(fā)展，提升研究教育的整體水平，具有一定的參考價值。研究生培養(yǎng)既是一項系統(tǒng)工程，也是一項社會工程。因此，研究生導師團隊合作模式的理論研究與應用推廣都是一項長期的且極富挑戰(zhàn)性的課題。

參考文獻：

[1]王軍會，等.從中外研究生培養(yǎng)談基于團隊學習的研究生培養(yǎng)模式[J].中國石油大學學報（社會科學版），2011，27（2）：98-102.

[2]王歡.國外研究生培養(yǎng)模式分析與借鑒[N].光明日報，2008-05-21.

[3]王永盛.中美碩士研究生教育發(fā)展狀況比較研究[J].比較教育研究，2000，（3）：30-33.

[4]程曉紅.研究性學習中的教師團隊合作模式初探[J].綏化師專學報，2003，23（3）：86-88.

[5]段麗.研究生科研能力的培養(yǎng)研究[D].長沙：湖南大學，2003.

[6]米銀俊，黃慧民.21世紀研究生教育發(fā)展思考[J].教育與人才學，2001，（3）：476-479.

[7]陳學飛，金紅梅.中國教育發(fā)展報告[M].北京：社會科學文獻出版社，2005.

[8]吳蘇芳.我國碩士研究生培養(yǎng)模式研究[D].南昌：江西師范大學，2007.

[9]繆燕平，等.研究生導師團隊的建設與探討[J].教育與職業(yè)，

2010，（7）：32-34.

[10]陸居怡，等.研究生合作型學科團隊管理模式初探[J].思想理論教育，2005，（Z1）.

[11]汪浩.影響我國碩士研究生教育質(zhì)量的因素分析[D].長春：吉林大學，2007.

篇9

關(guān)鍵詞：GIS軟件；農(nóng)林特色；實驗教學；教學改革

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）48-0049-03

GIS技術(shù)的發(fā)展推動了GIS教育的進展，我國的高等GIS教育已形成了多元化、層次化、規(guī)?；陌l(fā)展格局[1]。而GIS教育在農(nóng)林高校的發(fā)展基本上仍處于起步階段，仍然存在諸多問題[2，3]。西北農(nóng)林科技大學GIS專業(yè)自2002年招生以來，在強調(diào)“寬口徑，厚基礎”的同時，突出了GIS專業(yè)的農(nóng)林院校特色，將GIS專業(yè)課程教學和農(nóng)、林等相關(guān)學科理論教學相結(jié)合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的農(nóng)業(yè)GIS應用型人才。眾所周知，GIS具有很強的技術(shù)性與實踐性，在各大高校課程學時數(shù)普遍壓縮的狀況下，我?！癎IS軟件及應用”課程不但沒有壓縮學時，反而由54學時提高到64學時，課程形式由課堂教學和實驗教學相結(jié)合的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿珜W時實驗教學。軟件更新，學時增多，課堂方式的改變都迫切要求對該門課程進行改革。本文將結(jié)合西北農(nóng)林科技大學以特色求發(fā)展的GIS專業(yè)培養(yǎng)方案，對“GIS軟件及應用”實驗課程進行改革，構(gòu)建適應時展和需要的實驗教學模式，提高實驗教學質(zhì)量。

一、“GIS軟件及應用”課程定位

GIS是一個理論與實踐并重的學科，對綜合知識和軟件操作能力有很高的要求。GIS專業(yè)的學生要求至少能熟練掌握一到兩種流行GIS專業(yè)軟件的使用方法[4，5]。“GIS軟件及應用”課程就是一門專業(yè)軟件學習課程，培養(yǎng)學生穩(wěn)固的專業(yè)軟件基礎，提高GIS專業(yè)學生的動手能力。該課程一般設置在學生已經(jīng)接觸了部分本專業(yè)相關(guān)理論課程之后，具有承上啟下的作用，目的就是希望通過對專業(yè)軟件細致深入的學習，將理論知識與實踐應用相聯(lián)系。我校該課程以當前GIS行業(yè)中最具代表性的ArcGIS軟件為平臺，全面介紹行業(yè)相關(guān)軟件的發(fā)展以及對ArcGIS軟件的深入學習的內(nèi)容。該門課程主要內(nèi)容包括ArcGIS體系介紹及軟件安裝、ArcGIS應用基礎介紹、空間數(shù)據(jù)的組織、空間數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù)的地學基礎、空間數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、空間數(shù)據(jù)的可視化表達，矢量數(shù)據(jù)的空間疊置分析、柵格數(shù)據(jù)的空間分析、矢量柵格互操作、三維分析、地統(tǒng)計分析、網(wǎng)絡分析、水文分析、太陽輻射能量計算、空間分析建模等。

二、我?！癎IS軟件及應用”課程的主要問題

1.實驗內(nèi)容組織和設計有待完善?！癎IS軟件及應用”課程的目標是通過實驗讓本專業(yè)學生熟練掌握一門專業(yè)軟件基本操作技能，為后續(xù)其他專業(yè)課程的綜合訓練打好基礎。課程性質(zhì)和目標決定了實驗內(nèi)容以基礎型實驗為主，重點強調(diào)全面和系統(tǒng)。在課時受限的情況下，實驗組織上通常將內(nèi)容相近、關(guān)系密切的知識點串聯(lián)為一個實驗，整個實驗體系由若干個較小的綜合實驗構(gòu)成。這樣的內(nèi)容安排對于接觸過專業(yè)軟件的學生來說，能提升其綜合分析能力，但對于軟件初學者來說，內(nèi)容較為跳躍，跨度太大，略顯“走馬觀花”，致使軟件基本功能的學習不夠深入和全面，許多實用和常用的功能無法在實驗中體現(xiàn)和運用。因此隨著課時的增加，在實驗內(nèi)容的設置上需要將傳統(tǒng)軟件功能學習和專業(yè)知識點學習相結(jié)合，從內(nèi)容上加強基礎實驗，以農(nóng)林特色為目標進行內(nèi)容重組。重點解決好主次內(nèi)容的組織分配，基礎實驗和應用實驗的課時分配，難易實驗的相互搭配等眾多問題。

2.課堂形式單調(diào)，難以調(diào)動學生積極思維。傳統(tǒng)軟件教學類課程都是以教師臺前幻燈演示，學生臺下同步操作的形式來完成。教學過程類似流水線作業(yè)方式，學生按照老師的要求，指定點擊選項按鈕，選擇下一步，設置路徑保存文件，直至實驗完成。教學過程中以教師為主導，師生互動較少，這種命令式的、滿堂灌的方式，學生只能是機械式地操作，被動地接受結(jié)果，導致到課率和教學效果都差強人意。

3.理論指導不夠，軟件學習知其然不知其所以然。GIS軟件應用之所以區(qū)別于其他的軟件應用，正是因為軟件在使用過程中有著很強的GIS理論背景。對于初學者來說，剛開始接觸軟件時最好能清晰地理解每一個操作的理論依據(jù)和意義。而傳統(tǒng)的軟件教學，更多的是注重操作流程，在實驗過程中穿插原理知識的輔助教學較少，導致學生對GIS軟件基本操作缺乏深度認識。

4.課堂順利，課下解決實際問題能力較低。實驗課程一般都有詳細的實驗指南，其中就包括詳盡的實驗步驟，當實驗教學平淡乏味時，學生就會自己對照實驗指南，按步操作，很容易就能得到實驗結(jié)果。這使得學生們往往感覺實驗內(nèi)容簡單，沒有什么挑戰(zhàn)性，當堂就可以完成實驗報告。課下很少主動去學習和摸索軟件，周而復始，眼高手低。另外軟件的教學需要大量的實驗素材，當前很多實驗用的是軟件自帶練習數(shù)據(jù)或者某些專業(yè)參考書上的光盤數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)較少突出農(nóng)林問題，理論聯(lián)系實際不夠，使得學生在解決實際問題時茫然不知所措。即便能夠舉一反三，不真正接觸農(nóng)林類實際問題，也很難達到農(nóng)林院校特色GIS教學的要求。

三、“GIS軟件及應用”課程改革與創(chuàng)新

1.教學內(nèi)容改革。我校“GIS軟件及應用”課程以ArcGIS 10軟件為對象，開展系統(tǒng)全面的實驗教學。根據(jù)教學目標制定了基礎型、綜合型與創(chuàng)新設計型實驗相結(jié)合的多層次實驗教學體系和內(nèi)容（細節(jié)內(nèi)容較多，不再贅述）。基礎型實驗（包括普適基本要求層次和學科基礎層次實驗）占到65%，綜合型實驗占25%，設計型實驗占10%?；A實驗按軟件功能學習、原理驗證層次、理論應用層次和思考題的形式安排內(nèi)容。實驗數(shù)據(jù)上積極搜集和整理農(nóng)林類相關(guān)科研成果，比如結(jié)合陜西省縣域耕地地力評價項目[6]，“GIS軟件及應用”實驗課程構(gòu)建了以耕地地力評價為主線而相互串聯(lián)的基礎型實驗。通過基礎型實驗練習，學生不僅掌握了專業(yè)軟件的基本操作功能，也加深了GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用研究。

2.教學模式改革。①活躍課堂氛圍，營造輕松實驗環(huán)境。改變傳統(tǒng)“老師臺上操作，學生臺下觀看”的教學方式，臺上和臺下均為學生自己操作，教師穿插于課堂中同步指導。教師融入學生，有更多的機會和學生交流，同學自己操作也更容易發(fā)現(xiàn)問題，創(chuàng)造新的學習機會。教學中學生隨時發(fā)問，教師適時提問給學生充分發(fā)表自己見解的機會，調(diào)動起學生主動參與課堂教學的積極性。②理論教學與實驗操作相結(jié)合。離開教學理論的指導，會導致學生在學習中缺乏學習興趣，即使掌握了GIS軟件操作技術(shù)，也不能有效地開發(fā)制作應用系統(tǒng)[7]。我?！禛IS原理》課程為雙語教學，軟件界面為英文模式，因此在整個實驗教學中，將GIS基本原理、地理信息系統(tǒng)專業(yè)詞匯和軟件操作命令有機結(jié)合。比如利用采樣點數(shù)據(jù)進行IDW插值的教學實驗中需要設置Power參數(shù)，默認為2。我們就可以從IDW插值理論上分析這個參數(shù)的意義，針對實際情況選擇合適的參數(shù)數(shù)值。重要理論提前制作成PPT，隨堂講授，加深學生對操作的理解能力，無需過多理論指導的實驗可以安排學生在課下完成，這樣也有效利用了課堂的寶貴時間。③加強綜合分析和團隊協(xié)作能力的鍛煉。實驗內(nèi)容的構(gòu)建是相互聯(lián)系和遞進的，要求綜合分析的思想貫穿于所有實驗過程。對于實驗課中的思考題目，讓學生自由分組，通過組員間的交流、討論找到一種解決問題的辦法，加強了學生間的交流能力和動手能力。設計性實驗由教師結(jié)合專業(yè)特點和相關(guān)科研項目給出題目，學生自行設計操作方案，分組討論，分工協(xié)作完成實驗內(nèi)容，并組織大家匯報實驗成果。④積極引導學生利用課外資源。軟件的學習需要長期的摸索才能達到熟練的地步，除了在課堂上盡可能地給學生更多的自由時間去摸索學習，課下我們的實驗室全天候開放，學生可以根據(jù)個人情況自主實踐。另外，各種網(wǎng)絡教育平臺和答疑系統(tǒng)也為學生提供了大量的學習素材。教師通過與學生網(wǎng)上互動和實驗報告的評閱，亦能對有關(guān)課堂遺留問題及時總結(jié)，積極調(diào)整教學方案。

3.課程考核改革?？己嗽u價是整個教學過程的重要組成部分?？己说哪康牟粌H是對學生學習效果的一個檢測和肯定，也是教師掌握教學情況，改進教學方法的一個總結(jié)。與理論課程不同，專業(yè)實驗課的考核方式與內(nèi)容應體現(xiàn)發(fā)散性思維的培養(yǎng)、綜合應用能力和解決問題能力的訓練[8]。我們采取課堂表現(xiàn)（20%）、實驗報告（20%）和機試考核（60%）的方式綜合評定教學效果，課堂表現(xiàn)包括到課率、課堂討論和回答問題情況等，機試考核由教師制定上機操作綜合考核題目，允許學生自帶參考書，但不能相互交流，重點測驗學生綜合分析和獨立解決問題的能力。課程考核不僅是教師對學生的考核，教學過程中學校和學院也會安排督導組老師聽課，課程結(jié)束后學校會組織學生評教，有的學生還可以通過各種網(wǎng)絡資源對老師授課情況進行評價，這些評價就是對教師授課的考核，所有的評價都將是教師改進教學的寶貴資源。

“GIS軟件及應用”作為農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)完全實驗形式的課程，我們制定了合理的課程培養(yǎng)目標，在掌握理論知識和實驗技能的基礎上，著重培養(yǎng)學生獨立思考和團結(jié)協(xié)作的能力。通過對現(xiàn)有教材、網(wǎng)絡平臺相關(guān)教學資源和我校專業(yè)特色的整合編寫了適合我校GIS專業(yè)特色發(fā)展的實驗指導教材。構(gòu)建了基礎實驗、綜合實驗和設計實驗的實驗體系。將學生從簡單和固定的實驗步驟中解放出來，充分挖掘?qū)W生想象力和創(chuàng)新能力，拓展學生思維空間。通過幾年的探索，我們的教學效果得到了學生和學院教學工作組的肯定，學生每年的評價結(jié)果均為優(yōu)秀。我們的教學過程制作成了教學觀摩視頻，這也極大地鼓舞了我們深化改革的信心。當然我們在雙語教學以及課程教學互動網(wǎng)絡平臺的建設上還有待深入和完善。

參考文獻：

[1]邊馥苓.我國高等GIS教育：進展、特點與探討[J].地理信息世界，2004，2（5）：16-22.

[2]李兆富.農(nóng)業(yè)高校地理信息系統(tǒng)課程教學探討[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2008-10，10：63-65.

[3]肖化順.林業(yè)院校地理信息系統(tǒng)專業(yè)GIS課程教學研究[J].北京林業(yè)管理干部學院學報，2006，（3）：21-23.

[4]邊馥苓.我國高等GIS教育：問題、創(chuàng)新與發(fā)展[J].地理信息世界，2007，4（2）：4-8.

[5]陳濤，常慶瑞，齊雁冰，等.具有農(nóng)林特色的GIS專業(yè)建設實踐研究-以西北農(nóng)林科技大學為例[J].中國農(nóng)業(yè)教育，2011，（6）：61-64.

[6]付金霞，常慶瑞，李粉玲等.基于GIS的黃土高原地貌復雜區(qū)縣域耕地地力評價-以陜西省澄城縣為例[J].地理與地理信息科學，2011，27（4）：57-61.

[7]田雨，文華，盧秀山，等.“地理信息系統(tǒng)GIS”課程實驗教學體系改革[J].實驗室研究與探索，2006，25（11）：1426-1428

[8]張青峰，付金霞，劉京，等.農(nóng)林院校GIS類專業(yè)課程形成性考核體系的構(gòu)建與實踐—以西北農(nóng)林科技大學為例[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2012，4（4）：60-62.

篇10

陳柳欽,湖南邵東縣人,天津社會科學院城市經(jīng)濟研究所研究員,天津市知名青年學者,青年經(jīng)濟學家,產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、城市經(jīng)濟和城市金融問題專家。兼任教育部人文社會科學重點研究基地對外經(jīng)濟貿(mào)易大學中國WTO研究院特邀研究員,哈爾濱商業(yè)大學國際經(jīng)濟與貿(mào)易研究所研究員、經(jīng)濟學院教授,碩士研究生導師,哈爾濱理工大學客座教授,湖南科技大學商學院教授,天津理工大學經(jīng)濟管理學院碩士研究生導師,天津工業(yè)大學公共危機管理研究所特邀研究員,廣西民族大學兼職教授。

摘要: “數(shù)字城市”作為知識經(jīng)濟、信息社會發(fā)展的必然趨勢,代表的是一種世界潮流和城市發(fā)展的方向?！皵?shù)字城市”是21世紀城市發(fā)展的新主題,也是提高城市綜合競爭力,促進城市經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和人民生活水平提高的新動力,它不再是一個技術(shù)性概念,而是現(xiàn)代科技、社會、政治、經(jīng)濟影響下的新城市形態(tài)。本文闡述了“數(shù)字城市”的內(nèi)涵,并對“數(shù)字城市”建設的內(nèi)容與框架進行了細致的探討。

關(guān)鍵詞: 城市 信息化 城市信息化 “數(shù)字城市”

中圖分類號: F49

一、“數(shù)字城市”興起的背景

1998年1月31日,時任美國副總統(tǒng)戈爾在美國加利福尼亞科學中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球:二十一世紀認識地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的講演中首次提出了“數(shù)字地球”的概念。戈爾指出:我相信我們需要一個“數(shù)字地球”,即一個以地球坐標為依據(jù)的、嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、具有多分辨率的、能三維可視化表示的虛擬地球。詳細地說,“數(shù)字地球”是指以地球為對象,以地理坐標為依據(jù),具有多源、多尺度海量數(shù)據(jù)的融合,能用多媒體和虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行多維的表達,具有數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和可視化特征的虛擬地球。簡單地說,“數(shù)字地球”是指數(shù)字化、信息化的地球。形象地說,“數(shù)字地球”是指整個地球經(jīng)數(shù)字化后由計算機、數(shù)據(jù)庫及通訊網(wǎng)絡來管理的巨型信息系統(tǒng)。同時,“數(shù)字地球”也是全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)絡及虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代高科技的高度綜合和升華,是當代科學技術(shù)發(fā)展的制高點。

1999年12月,來自20個國家的500余名科學家、工程師、教育學家、管理者及企業(yè)家匯聚北京,于“首屆國際數(shù)字地球會議”召開之際發(fā)表了著名的《數(shù)字地球北京宣言》。宣言指出:21世紀是一個以信息和空間技術(shù)為支撐的全球知識經(jīng)濟的時代,強調(diào)綜合全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng)、全球空間數(shù)據(jù)基礎設施、全球?qū)Ш脚c定位系統(tǒng)、地球空間信息基礎設施及動態(tài)過程監(jiān)控的重要性;認識到數(shù)字地球有助于回應人類面臨的諸方面的挑戰(zhàn);倡議政府、科技界、企業(yè)等共同推動數(shù)字地球的發(fā)展;建議實施數(shù)字地球過程中,應優(yōu)先考慮環(huán)境、災害、資源、可持續(xù)發(fā)展與人類生活質(zhì)量等方面。數(shù)字地球北京宣言的發(fā)表,標志著1998年戈爾提出數(shù)字地球概念后該領(lǐng)域在全球范圍的正式推進。

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)的普及、信息高速公路的建設、“數(shù)字地球”概念的提出和推廣,全球掀起了一股強大的信息化浪潮。這股浪潮對世界各國的經(jīng)濟、政治、文化均產(chǎn)生了巨大的沖擊,它使得一些傳統(tǒng)的東西正在消逝,許多新事物、新現(xiàn)象層出不窮;它正在逐步改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活方式及價值觀念,促進人們進行新的社會變革。由于計算機技術(shù)的產(chǎn)生以及在各個科學領(lǐng)域的廣泛應用,大大促進了網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)和空間分析技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展,學科的相互交叉和技術(shù)的集成又不斷地拓寬新的應用領(lǐng)域。信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已邁入了一個嶄新的時代。這些先進的、改變城市功能的技術(shù)主要表現(xiàn)為:(1)高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)突飛猛進,極大地提高了地理信息獲取和更新的能力;(2)寬帶光纖和衛(wèi)星通信為基礎的互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及,極大地擴大了信息的通信交換能力;(3)分布式數(shù)據(jù)庫和共享技術(shù)的發(fā)展,極大地提高了信息存儲和管理能力;(4)仿真和虛擬技術(shù)的成熟,醞釀著信息應用技術(shù)領(lǐng)域的劃時代變革。信息技術(shù)變革的大趨勢必然深刻地影響到城市規(guī)劃、建設和管理行業(yè)的信息技術(shù)應用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、建設和管理不得不向“數(shù)字城市”靠近,并努力追尋“數(shù)字城市”的發(fā)展模式。

城市是社會經(jīng)濟要素高度集中的區(qū)域,是人類經(jīng)濟、政治和文化活動的中心,是人流、物流、資金流和信息流聚集和擴散的基地。進入21世紀,信息化進一步得到了廣泛應用和高度滲透,信息技術(shù)正孕育著新的重大突破。信息資源日益成為城市發(fā)展的重要生產(chǎn)要素、無形資產(chǎn)和社會財富。同時,經(jīng)濟全球化是經(jīng)濟增長要素特別是技術(shù)、資本、人力資源、知識等諸要素,在資本追求經(jīng)濟效益最大化的利益驅(qū)動下所出現(xiàn)的全球性流動和組合,以至于國別經(jīng)濟和區(qū)域經(jīng)濟越來越多地被納入了一體化的全球經(jīng)濟體系之中,人類社會經(jīng)濟發(fā)展的依賴性、互補性、關(guān)聯(lián)性更為增強,各種商品在全球流通,為世界人類所共享。2000年6月5日～7日,聯(lián)合國經(jīng)濟與社會事務部(UNDESA)和聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)及亞太地區(qū)的城市市長參加的主題為“推動城市信息化,共創(chuàng)未來家園”的“亞太地區(qū)城市信息化高級論壇”,最后發(fā)表了《上海宣言》。該宣言指出,當今世界經(jīng)濟全球化已經(jīng)成為人類社會發(fā)展的總趨勢。信息化的程度和水平已經(jīng)成為衡量一個城市經(jīng)濟社會發(fā)展綜合實力和文明程度的主要指標。信息化正成為全球貿(mào)易、投資、資本流動和技術(shù)轉(zhuǎn)移以及社會、經(jīng)濟、文化等一切領(lǐng)域發(fā)展的主要推動力。信息化建設將有利于促進人類的共同富裕和共同進步。加強對城市信息化的理解,推進城市信息化建設與合作,將成為城市發(fā)展的新主題和新動力。城市信息化的主要表現(xiàn)形式是“數(shù)字城市”的建設。從技術(shù)角度看,“數(shù)字城市”是城市信息化實現(xiàn)的技術(shù)基礎,而且是城市信息化水平提高的一個重要特征?！皵?shù)字城市”是社會信息化發(fā)展必然,是當今發(fā)達國家信息化發(fā)展的主要特征。全球信息化正在引發(fā)當今世界的深刻變革,重塑著世界政治、經(jīng)濟、社會、文化和軍事發(fā)展的新格局。全球信息化的出現(xiàn)使得互聯(lián)網(wǎng)成為新世紀國人關(guān)注的熱點,而“數(shù)字城市”則是熱點中的焦點。

在戈爾于1998年9月首先提出了“數(shù)字化舒適社區(qū)建設”的倡議后,許多國家已經(jīng)對“數(shù)字城市”開展了相應的工作。比如歐洲“數(shù)字城市”(EDC)中的虛擬赫爾辛基很有特色,3D界面是其一個非常重要的組成部分。日本的“數(shù)字京都”(DCK)項目始于1998年10月,目的是使其成為京都的社會信息主干,其設計思想是真實和活動?！罢鎸崱笔侵冈摗皵?shù)字城市”是為實際的用戶服務的,而不是虛擬城市;“活動”是“數(shù)字城市”中的數(shù)據(jù)采集于現(xiàn)實的動態(tài)數(shù)據(jù)。“數(shù)字京都”中的新技術(shù)開發(fā),處于國際領(lǐng)先地位。新加坡提出了“智能城市”的設想,為國民提供一個綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)和異步數(shù)字用戶專線,將新加坡90%的家庭連接在一起,實現(xiàn)“網(wǎng)上生存”的夢想。隨后,一些發(fā)展中國家也紛紛制定城市信息化發(fā)展政策,這些信息化城市或地區(qū)統(tǒng)一命名為“數(shù)字城市”。在國內(nèi),近十多年來,深圳、北京、海口、濟南、廣州等城市和國內(nèi)著名科研院校相繼建立了一批專業(yè)數(shù)據(jù)庫和應用開發(fā)系統(tǒng),為“數(shù)字城市”的研究積累了經(jīng)驗和數(shù)據(jù)?！皵?shù)字城市”已成為我國各主要地、市進入21世紀后,在新的時代背景、經(jīng)濟背景、技術(shù)背景下,運用并發(fā)展空間技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù),最終將其集成并滲透到現(xiàn)代城市生活方面的一項重要的標志性建設。

目前,“數(shù)字城市”作為知識經(jīng)濟、信息社會發(fā)展的必然趨勢,代表的是一種世界潮流和城市發(fā)展的方向。深入開展“數(shù)字城市”的研究,積極推進“數(shù)字城市”的建設,無論是對當前,還是對未來城市發(fā)展,都具有十分重要的意義。

二、“數(shù)字城市”的內(nèi)涵

由于“數(shù)字城市”是一個正在發(fā)展演變的概念,人們對它至今沒有統(tǒng)一和權(quán)威的解釋,存在很多的爭論和思考。

臺灣學者林峰田(1999)認為,“數(shù)字城市”是一項從人員組織、經(jīng)費、法令、土地使用等各種配合條件,到包括硬件、軟件和科技在內(nèi)的基礎設施,再到數(shù)據(jù)資料及其應用服務,直至社會文化五個層面的多層結(jié)構(gòu)的城市大系統(tǒng),他提出理想的“數(shù)字城市”應能達到三個目標:第一,有效支援城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提高城市競爭力;第二,滿足市民日常的交通、購物、娛樂、休閑、安全、教育、醫(yī)療等需求,保障市民知與言的權(quán)利;第三,創(chuàng)造地方特色自主意識的網(wǎng)絡文化。

承繼成(2000)認為,信息化是指數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化的全部過程。因此,信息化城市,也可以叫“數(shù)字城市”(或數(shù)碼港)、網(wǎng)絡城市和智能城市。俞正聲(2000)認為,所謂“數(shù)字城市”與“園林城市”、“生態(tài)城市”、“山水城市”一樣,是對城市發(fā)展方向的一種描述,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)要滲透到城市生活的各個方面。這將是世紀之交最重要的技術(shù)革命,將深刻改變?nèi)藗兞晳T的工作方式、生活方式甚至風俗習慣和思維方法。宋建元等(2001)認為,“數(shù)字城市”即城市數(shù)字化,是指充分利用遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計算機技術(shù)和多媒體及虛擬仿真等現(xiàn)代科學技術(shù),對城市基礎設施和與生產(chǎn)生活發(fā)展相關(guān)的各方面進行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用,具有對城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經(jīng)濟、社會等諸方面進行數(shù)字化網(wǎng)絡化管理、服務和決策功能的信息體系。郝力(2001)認為,從信息化廣義角度看,“數(shù)字城市”即是空間化、網(wǎng)絡化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”是物質(zhì)城市在信息世界的反映和升華。從城市規(guī)劃、建設和管理的狹義角度看,“數(shù)字城市”可概括為“43VR”,即地理數(shù)據(jù)4D化;地圖數(shù)據(jù)三維化;規(guī)劃設計VR(Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實)化。地理數(shù)據(jù)4D化指城市空間基礎地理信息數(shù)據(jù)庫包括數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像地圖(DOM);地圖數(shù)據(jù)三維化指地圖數(shù)據(jù)由現(xiàn)在的二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為三維結(jié)構(gòu);規(guī)劃設計VR化指規(guī)劃設計和規(guī)劃管理在4D數(shù)據(jù)、三維地圖數(shù)據(jù)支撐下,將現(xiàn)有的二維作業(yè)對象和手段升級為三維和VR結(jié)合的作業(yè)對象和手段。

楊開忠、沈體雁(2001)認為,一般所指的“數(shù)字城市”是以3S技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的城市空間信息運行系統(tǒng),是一個包括城市空間信息運行機理、空間信息運行技術(shù)系統(tǒng)、空間信息服務與產(chǎn)業(yè)體系和社會文化在內(nèi)的多層框架。也就是說,“數(shù)字城市”工程建設要在城市空間信息認知機制和資源配置機制的作用下,采用數(shù)字化的空間信息技術(shù)手段對作為物質(zhì)實體的城市系統(tǒng),特別是對與地理空間相關(guān)的經(jīng)濟社會現(xiàn)象進行數(shù)字化重現(xiàn)和虛擬,從而促進人們對城市的認識,規(guī)劃建設和管理,進而促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協(xié)調(diào),提高城市競爭力和市民生活質(zhì)量。趙燕霞、姚敏(2001)認為,“數(shù)字城市”就是以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息,不僅應該包括城市各類與空間位置有關(guān)的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還應該包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟、教育、軍事等社會數(shù)據(jù),在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎上,形成一個具有智能性質(zhì)的城市巨系統(tǒng)。周曉穎、章申魯(2001)認為,“數(shù)字城市”是綜合運用現(xiàn)代高新技術(shù),對城市的基礎設施、功能機制進行信息自動采集、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務的技術(shù)系統(tǒng),具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟、社會等復雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強大功能。它與城市地理信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于,對城市有關(guān)數(shù)據(jù)能夠自動采集、處理分析、傳輸分化、自動或半自動智能決策,直接為社會公眾提供便利的信息服務。王滸等(2001)認為,“數(shù)字城市”就是基于城市空間信息基礎設施之上的城市居民社會信息生存空間。通過運用數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù),如數(shù)據(jù)挖掘、知識提取和虛擬現(xiàn)實技術(shù),“數(shù)字城市”中廣泛的、多源的空間信息將被有效的集成和管理。最終,“數(shù)字城市”將提供給公眾和企業(yè)的不僅是虛擬的用戶界面以實現(xiàn)所謂的“數(shù)字生存”,更重要的是將輔助政府制定城市管理的綜合決策。

“數(shù)字城市”也稱信息城市、智能城市,以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息,不僅包括城市各類與空間位置有關(guān)的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟、教育、軍事等社會數(shù)據(jù),在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎上,形成一個具有智能性質(zhì)的城市信息系統(tǒng)。顧朝林等(2002)認為,“數(shù)字城市”是指綜合運用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)等關(guān)鍵技術(shù),深入開發(fā)和應用空間信息資源,建設服務于城市規(guī)劃、建設和管理,服務于政府、企業(yè)、大眾的信息基礎設施和信息系統(tǒng)。其本質(zhì)是建設空間信息基礎設施并在此基礎上深度開發(fā)和整合應用各種信息資源。牛文元(2002)認為,“數(shù)字城市”是從工業(yè)時代向信息化時代轉(zhuǎn)換的基本標志之一。它一般是指城市“自然、社會、經(jīng)濟”系統(tǒng)的范疇中,能夠有效獲取、分類存儲、自動處理和智能識別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實又可直接參與城市管理和服務的一項綜合工程。

張靜(2002)認為,“數(shù)字城市”應是四維(三維坐標加時間維)的、可視化的城市,不但包括城市三維空間的所有信息,而且還包括城市各種現(xiàn)象的歷史、現(xiàn)狀與未來信息,更為重要的是應包括人的信息如位置,甚至思維信息,是一個四維的空間信息系統(tǒng)。通俗一點講,“數(shù)字城市”是指在城市規(guī)劃、建設、管理以及生產(chǎn)生活中,利用數(shù)字化技術(shù)、信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù),將城市的各種數(shù)字、信息及各種信息資源加以整合并利用。城市規(guī)劃者、管理者和生活者,可以在有準確坐標、時間和對象屬性的五維虛擬城市環(huán)境中,進行規(guī)劃、決策、管理和生活,其感覺就像漫步于現(xiàn)實的街道上或是承坐直升飛機俯瞰城市一樣。李京文、甘德安(2002)認為,信息化的實質(zhì)就是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化,因此,“數(shù)字城市”廣義上指城市信息化,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)滲透到城市生活的各個方面,其本質(zhì)是對物質(zhì)城市及其相關(guān)現(xiàn)象(經(jīng)濟社會特征)統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認識,是用數(shù)字化的手段來處理、分析和管理整個城市,促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調(diào)高速。這些學者把“數(shù)字城市”等同于單一的城市信息化建設,認為“數(shù)字城市”建設就是當前信息化發(fā)展過程中城市對信息化的一種回應。

李琦等(2003)認為,“數(shù)字城市”是從信息化角度,對信息時代及準信息時代城市狀態(tài)的形象化刻化,表征在園林城市、生態(tài)城市等工業(yè)城市文明基礎之上,信息化基礎設施完備、信息數(shù)據(jù)資源豐富、信息化應用與信息產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達、工業(yè)化與信息化持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展、人居環(huán)境舒適的良性城市狀態(tài)?！皵?shù)字城市”工程就是要在集成化高速寬帶城市通訊網(wǎng)絡基礎設施、城市空間數(shù)據(jù)基礎設施、城市信息安全基礎設施建設的基礎上,整合城市信息數(shù)據(jù)資源,連接城市信息化孤島,開展面向政府、企業(yè)、公眾的個性化、多樣性綜合信息應用服務,同時,促進城市領(lǐng)域(行業(yè))信息化建設,以信息化帶動工業(yè)化,促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)與城市空間規(guī)劃,促進工業(yè)化與信息化的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。劉忻(2003)認為,“數(shù)字城市”從功能上講是城市信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、可視化,即將城市的各種信息,如城市管理、城市設施、自然資源、社會資源、人文環(huán)境、經(jīng)濟、歷史等各方面信息,以數(shù)據(jù)形式整理、加工、存儲、分類、管理,通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)全社會的信息共享、共建、交流、再現(xiàn),通過對城市信息的綜合分析和模型化處理,提高決策水平和應用效率,最大限度地發(fā)揮資源潛力,為城市發(fā)展和提高居民生活質(zhì)量服務。從技術(shù)上講,“數(shù)字城市”是以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、大規(guī)模存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)為基礎,以寬帶網(wǎng)絡技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)為橋梁,結(jié)合3S技術(shù)、遙測、虛擬現(xiàn)實技術(shù),對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類描述,并通過城市管理與決策模型及其他應用模型,優(yōu)化資源配置,提供科學決策的現(xiàn)代化工具。從理論上講,“數(shù)字城市”在地理信息科學基礎上,結(jié)合計算機及網(wǎng)絡理論、現(xiàn)代城市理論、決策理論、控制論、系統(tǒng)論,復雜理論等,在計算機及網(wǎng)絡中虛擬城市,并結(jié)合不同部門、不同層次的信息交流、融合和挖掘,實現(xiàn)城市的綜合信息管理系統(tǒng)。

姜愛林(2004)認為,從城市建設的角度看,“數(shù)字城市”就是指在城市規(guī)劃建設與運營管理以及城市生產(chǎn)與生活中,充分利用數(shù)字化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù),將城市的各種數(shù)字信息及各種信息資源加以整合并充分利用的一種系統(tǒng)工程或管理模式。從信息化角度看,“數(shù)字城市”是以信息技術(shù)為支撐、以信息產(chǎn)業(yè)為主導、以信息服務為中心的一系列數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)的一種城市發(fā)展模式。

戴汝為(2005)認為,“數(shù)字城市”是一類開放的復雜巨系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”在功能、結(jié)構(gòu)和龐大、復雜的多層次系統(tǒng),及與周邊、全國以至世界的聯(lián)系等方面,無不具備著開放的雜巨系統(tǒng)的特性。

謝明(2005)認為,“數(shù)字城市”是對城市發(fā)展方向的一種描述,是對組成城市的各種要素和現(xiàn)象的一種數(shù)字化重現(xiàn)和認知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生產(chǎn)生活,促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流更加順暢和協(xié)調(diào)?！皵?shù)字城市”的建設基于地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感、網(wǎng)絡、多媒體、虛擬仿真等技術(shù),綜合城市空間和人文信息,服務于城市規(guī)劃、城市建設和管理、經(jīng)濟社會發(fā)展等各個方面。

江綿康(2006)認為,“數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”的主要空間節(jié)點,是“數(shù)字地球”的重要組成部分,是“數(shù)字地球”在城市的具體體現(xiàn)。所謂“數(shù)字城市”,通俗地講是指在城市的生產(chǎn)、生活等活動中,利用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù),將城市的人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和可視化的方式加以展現(xiàn)。“數(shù)字城市”的本質(zhì)是把城市的各種信息資源整合起來加以充分利用。

杜靈通、韓秀麗(2007)認為,可以將“數(shù)字城市”定義為利用各種信息獲取、存儲、傳輸、表達、處理等支撐技術(shù),將表征真實城市的信息數(shù)字化,形成一個虛擬的城市實體,并利用這個數(shù)字化城市實體來解決各種各樣的現(xiàn)實問題。它的目的跟數(shù)字地球一樣,都是為了解決現(xiàn)實的自然和社會活動中諸方面的問題。

彭學君、李志祥(2007)認為,“數(shù)字城市”是指一個由數(shù)字技術(shù)支撐的信息化的城市,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)滲透到城市生活的各個方面,它應該能夠自動和非自動地獲取與城市有關(guān)的海量數(shù)據(jù),并從中挖掘出有價值的信息為城市規(guī)劃、建設、管理和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持和具有數(shù)字實驗室特性的技術(shù)系統(tǒng),是一種虛擬城市模型。

李宗華(2008)認為,“數(shù)字城市”概念可以分為廣義的和狹義的兩種。廣義上指城市信息化。它既是城市信息化總的概述,又是城市信息化的目標,是用數(shù)字化的手段來處理、分析和管理整個城市,促進城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調(diào)?！皵?shù)字城市”是為調(diào)控城市、預測城市、監(jiān)管城市提供了革命性的手段,是對城市發(fā)展方向本質(zhì)特征的一種描述。狹義上是指綜合運用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)、網(wǎng)絡等關(guān)鍵技術(shù),建設服務于城市規(guī)劃、建設、管理,服務于政府、企業(yè)、公眾,服務于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎設施和信息系統(tǒng)。

陳建軍(2010)認為,“數(shù)字城市”具有雙重含義:一方面,是指以遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等空間信息技術(shù)為主要手段,對地理信息資源進行整合,構(gòu)建“數(shù)字城市”地理空間框架,建設城市地理信息公共服務平臺,是城市實體在計算機中的虛擬表達;另一方面,是指以城市地理信息公共服務平臺,通過城市信息基礎設施建設,開發(fā)、整合、利用各類信息資源,實現(xiàn)城市的經(jīng)濟、社會、生態(tài)各個運作層面的智能化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化。

盡管對于“數(shù)字城市”的定義還無法形成統(tǒng)一的標準化定義,但從專家們的意見和城市信息化實施的過程看,其狹義上的理解取得了比較一致的看法,“數(shù)字城市”就是基于3S(地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感系統(tǒng)RS)等關(guān)鍵技術(shù),深入開發(fā)和應用空間信息資源,建設服務于城市規(guī)劃、城市建設和管理,服務于政府、企業(yè)、公眾,服務于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎設施和信息系統(tǒng)。從信息化廣義角度看,城市系統(tǒng)處于一個開放的環(huán)境中,需要不斷的和環(huán)境交換物質(zhì)、信息和能量,是一個復雜的信息系統(tǒng)。

總之,“數(shù)字城市”是信息時代背景下城市及其理論發(fā)展的一種必然,是現(xiàn)代城市發(fā)展的必經(jīng)之路。它是以信息技術(shù)為支撐、以信息服務為中心的一種城市發(fā)展模式;它以可視化、網(wǎng)絡化、智能化的表達方式對物質(zhì)城市進行數(shù)字化的再現(xiàn)與升華,形成統(tǒng)一的、可共享的信息管理與服務數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如綜合市情系統(tǒng)、城市規(guī)劃系統(tǒng),智能交通系統(tǒng)、遠程教育或醫(yī)療系統(tǒng)等),為市政府提供決策支持、為民眾提供服務。它具有使現(xiàn)代城市管理更快捷高效、使城市居民更輕松方便的眾多優(yōu)點,是未來城市可持續(xù)發(fā)展的一個主要方向。“數(shù)字城市”是21世紀城市發(fā)展的新主題,也是提高城市綜合競爭力,促進城市經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和人民生活水平提高的新動力。在這種認識下,“數(shù)字城市”不再是一個技術(shù)性概念,“數(shù)字城市”是現(xiàn)代科技、社會、政治、經(jīng)濟影響下的新城市形態(tài),建立在已有的物質(zhì)城市基礎上,結(jié)合多種學科技術(shù),實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

三、“數(shù)字城市”的內(nèi)容與框架

楊開忠、沈體雁(2001)認為,作為城市空間信息運行系統(tǒng),“數(shù)字城市”是一個包括運行機制與保障系統(tǒng)、空間信息技術(shù)系統(tǒng)、空間信息增值服務活動與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、社會文化系統(tǒng)等層面在內(nèi)的多層次框架體系。段學軍、顧朝林等(2001)認為,“數(shù)字城市”由下列體系構(gòu)成:數(shù)據(jù)獲取與更新體系、數(shù)據(jù)處理與儲存體系、信息提取與分析體系、網(wǎng)絡體系、應用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務體系、專業(yè)人員體系、用戶體系、教育體系、標準與互操作體系、法規(guī)和財經(jīng)體系等(見圖1)?！皵?shù)字城市”的功能結(jié)構(gòu)為:(1)數(shù)字商務,包括網(wǎng)上貿(mào)易、虛擬商場、網(wǎng)上市場管理等;(2)數(shù)字金融,包括數(shù)字銀行、數(shù)字股市、數(shù)字期貨、數(shù)字保險等;(3)數(shù)字社會,包括數(shù)字影院、戲院、數(shù)字旅游、網(wǎng)上辦各種手續(xù)等;(4)數(shù)字教育,包括虛擬教室、虛擬實驗、虛擬圖書館等;(5)數(shù)字醫(yī)院,包括網(wǎng)上健康咨詢、網(wǎng)上會診、網(wǎng)上護理等;(6)數(shù)字政務,包括數(shù)字會議、數(shù)字議會等?？苡杏^(2001)認為,“數(shù)字城市”不僅包括城市的數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字社會、數(shù)字生活、數(shù)字政府、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字社區(qū)和數(shù)字家庭等,而且包括城市的數(shù)字地籍、數(shù)字規(guī)劃、數(shù)字水系、數(shù)字交通、數(shù)字電力、數(shù)字通信、數(shù)字旅游、數(shù)字生態(tài)、數(shù)字抗災、數(shù)字商務和數(shù)字金融等。同時,寇有觀還建立了一個“數(shù)字城市”系統(tǒng)框架。這個“數(shù)字城市”系統(tǒng)是城市公用信息平臺上的空間信息獲取更新處理和應用系統(tǒng),包括城市公用信息平臺(網(wǎng)絡體系)、城市空間數(shù)據(jù)基礎設施、城市地理空間數(shù)據(jù)交換中心、行業(yè)空間數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)獲得和更新體系、數(shù)據(jù)庫體系、應用體系、動態(tài)監(jiān)測體系等(見圖2)。

姜愛林(2002)認為,“數(shù)字城市”構(gòu)建的基本框架應包括5個方面:(1)通過推動信息化建設,使政府的宏觀調(diào)控機制與培養(yǎng)競爭機制達到有機的統(tǒng)一,形成公平、有序的市場秩序。(2)加強政策法規(guī)建設,體現(xiàn)管理意識,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。(3)建好地理信息系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)平臺,促進基礎信息資源有效共享。(4)建立應急聯(lián)動指揮和智能交通管理兩個綜合性應用系統(tǒng),帶動一批行業(yè)信息系統(tǒng)建設。(5)推進基礎教育信息化,培養(yǎng)信息化人才,為構(gòu)筑學習型城市服務。

張靜(2002)認為,“數(shù)字城市”的主要內(nèi)容有3項:(1)信息基礎設施,要有高速寬帶網(wǎng)絡和支撐的計算機服務系統(tǒng)和網(wǎng)絡交換系統(tǒng),也就是說“數(shù)字城市”的第一項任務是解決“修路”的問題,即為“數(shù)字城市”建立一條信息高速公路。(2)數(shù)據(jù)和信息,特別是“空間數(shù)據(jù)”。據(jù)統(tǒng)計,人類生活和生產(chǎn)的信息有80%與空間位置有關(guān)?！皵?shù)字城市”的基礎平臺是城市空間數(shù)據(jù)框架,這個框架提供一個可以精確地、始終如一地獲取、配準和集成城市空間信息的基礎。它包括空間控制數(shù)據(jù),航測與遙感影像數(shù)據(jù),各種比例尺地形圖數(shù)據(jù)庫,以及相關(guān)的專題數(shù)據(jù)庫等等。(3)人,管理“數(shù)字城市”和使用“數(shù)字城市”的人。與管理我們的“現(xiàn)實城市”相對應,管理“數(shù)字城市”要逐漸建立起相應的機構(gòu)和規(guī)范,要不斷地對網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進行建設、更新、維護和升級,并協(xié)調(diào)用戶的訪問。除管理“數(shù)字城市”的人之外,培養(yǎng)使用“數(shù)字城市”的人也是一項重要的基礎工作。只是建設了“數(shù)字城市”而沒有人用,也是一種浪費,也產(chǎn)生不了社會經(jīng)濟效益。只有成千上萬的企業(yè),成百萬、上千萬的市民應用“數(shù)字城市”才可以產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟效益,促進國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。

段學軍(2003)認為,“數(shù)字城市”的基本框架由6個方面構(gòu)成:(1)數(shù)據(jù)獲取與更新體系。包括各類遙感設施,即高分辨率高光譜衛(wèi)星、星―機―地數(shù)據(jù)接收設施、地面臺站及人文、經(jīng)濟等數(shù)據(jù)獲取設施等。(2)數(shù)據(jù)處理儲存體系。包括高密度高速率的海量數(shù)據(jù)儲存設施,多分辨率海量數(shù)據(jù)實時存貯、壓縮、處理技術(shù),元數(shù)據(jù)管理技術(shù)、空間數(shù)據(jù)倉庫等。(3)數(shù)據(jù)信息提取與分析體系。包括數(shù)據(jù)互操作、多源數(shù)據(jù)集成、海量空間數(shù)據(jù)的智能提取與分析、決策支持等設施與技術(shù)。(4)網(wǎng)絡體系。包括高速寬帶網(wǎng)絡、智能網(wǎng)絡、支持基于網(wǎng)絡分布式計算的操作系統(tǒng)、基于對象的分布式網(wǎng)絡服務、分布處理和互操作協(xié)議等。(5)應用模型體系。為用戶提供實際應用的解決方案,利用其我們將能夠更好地認識和分析所觀測到的海量數(shù)據(jù),從中找出規(guī)律和知識。(6)專用軟件體系。完成城市信息處理、實現(xiàn)“數(shù)字城市”功能的基本工具,包括數(shù)字圖象處理軟件、GIS軟件、統(tǒng)計分析軟件、數(shù)據(jù)可視化軟件等。承繼成等(2003)提出,“數(shù)字城市”內(nèi)容框架包括基礎設施、資源管理和應用服務三部分?；A設施包括通訊層、數(shù)據(jù)層、保障層三部分。管理層主要是指對“數(shù)字城市”信息基礎設施的管理及信息數(shù)據(jù)資源的集成與融合、應用的集成與融合的管理。應用服務層包括基礎公共服務層、管理應用層、業(yè)務應用層、服務應用層(見表1)。

岳為民(2003)從“數(shù)字昆明”的角度指出,“數(shù)字城市”的基本框架是由“一個關(guān)鍵、三個基礎、三條主線、七大支柱”構(gòu)成:(1)一個關(guān)鍵。就是城市數(shù)據(jù)的全面規(guī)范和高度共享。(2)三個基礎。即信息基礎設施、空間基礎數(shù)據(jù)及管理“數(shù)字城市”和使用“數(shù)字城市”的人。(3)三條主線。第一,政府管理與決策行為的數(shù)字化(數(shù)字政府);第二,企業(yè)經(jīng)營管理行為的數(shù)字化(數(shù)字企業(yè));第三,市民生活的數(shù)字化(數(shù)字生活);(4)七大支柱:即政府上網(wǎng)、電子商務、信息產(chǎn)業(yè)、信息港、智能建筑、智能交通與城市規(guī)劃、建設和管理信息化。

姜愛林(2004)認為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術(shù)組成、組織結(jié)構(gòu)及應用等方面?！皵?shù)字城市”的技術(shù)組成包括:(1)寬帶多媒體網(wǎng)絡;(2)電子地圖及網(wǎng)站服務系統(tǒng);(3)高分辨率衛(wèi)星、航空遙感技術(shù);(4)三維地理信息系統(tǒng)技術(shù);(4)OPEN GIS標準、遠程互操作、互運算等信息共享技術(shù);(5)虛擬仿真技術(shù);(6)“數(shù)字城市”信息模型與體系結(jié)構(gòu),包括城市建筑、交通、能源、通信、服務、文化設施和行政管理的信息模型及體系結(jié)構(gòu);(7)“數(shù)字城市”的運行管理技術(shù),包括通信網(wǎng)絡系統(tǒng)及其管理,數(shù)據(jù)組織及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,決策模型管理,城市信息安全保障機制;(8)“數(shù)字城市”的功能系統(tǒng),包括公用信息平臺,專業(yè)信息平臺等?！皵?shù)字城市”組織結(jié)構(gòu),即“數(shù)字城市”工程將通過建設寬帶多媒體網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統(tǒng)。王鳳霞、張超(2004)在“數(shù)字地球”和“數(shù)字城市”的基礎上,提出了“數(shù)字上海”總體框架模型(如圖3所示)。

謝明(2005)綜合當時我國“數(shù)字城市”建設和發(fā)展的情況提出,“數(shù)字城市”框架主要由以下四個方面構(gòu)成:(1)數(shù)據(jù)獲取和更新體系。通過各種手段獲取的“數(shù)字城市”相關(guān)信息,包括城市空間數(shù)據(jù)框架(基礎電子地圖、衛(wèi)星影像、航空影像)、城市規(guī)劃建設信息、城市社會經(jīng)濟信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理過程中對各種信息進行更新的機制。(2)數(shù)據(jù)存儲、加工和管理體系。該部分內(nèi)容包括建立起海量數(shù)據(jù)存儲體系,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速存取,并在空間定位的基礎上實現(xiàn)對信息的加工和管理,包括元數(shù)據(jù)管理、空間數(shù)據(jù)倉庫、多源數(shù)據(jù)集成與互操作、海量空間數(shù)據(jù)的職能提取與分析、輔助決策支持等。(3)網(wǎng)絡支持體系。包括高速寬帶網(wǎng)絡、智能網(wǎng)絡、支持基于網(wǎng)絡分布式計算的操作系統(tǒng)、基于對象的分布式網(wǎng)絡服務等,共同構(gòu)成支撐“數(shù)字城市”的基礎網(wǎng)絡體系。(4)專用軟件和輔助決策支持系統(tǒng)。用于完成城市信息處理、實現(xiàn)“數(shù)字城市”各基礎功能的工具軟件,包括數(shù)字圖像處理軟件、地理信息系統(tǒng)軟件、統(tǒng)計分析軟件、數(shù)據(jù)可視化軟件等等,并由此衍生出基于各種決策模型的輔助決策系統(tǒng)和應用解決方案。

寇有觀(2006)認為,“數(shù)字城市”總體框架可以概括為五大平臺、五個中心、五類應用、五大工程,政策、法規(guī)、標準、規(guī)范體系和安全、組織、資金、人才保障體系等。五大平臺是信息網(wǎng)絡平臺、公用信息平臺、專題信息平臺(多個)、空間信息平臺和決策支持平臺。五個中心包括信息網(wǎng)絡互聯(lián)中心、信息資源管理中心、身份認證中心、信息服務中心和決策支持中心。五類應用包括電子政務、電子商務、社會服務、經(jīng)濟運行服務和城市規(guī)劃、建設、管理與運營。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社會勞動保障信息工程、社區(qū)服務信息工程和金旅工程?！皵?shù)字城市”大力推進地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)在城市的應用。

孫旭陽、馮一民(2006)認為,“數(shù)字城市”的建設內(nèi)容主要包括7個方面:(1)城市信息基礎設施建設。(2)城市基礎數(shù)據(jù)庫建設。(3)電子政務建設。(4)電子社區(qū)建設。(5)公共信息服務體系建設。(7)數(shù)字行業(yè)應用建設。吳慶雙(2007)認為,“數(shù)字城市”的構(gòu)成體系包括:數(shù)據(jù)獲取與更新體系、數(shù)據(jù)處理與儲存體系、信息提取與分析體系、數(shù)據(jù)與信息傳播體系、數(shù)據(jù)庫體系、網(wǎng)絡體系、應用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務體系、專業(yè)人員體系、用戶體系、教育體系、標準與互操作系統(tǒng)、法規(guī)與財經(jīng)體系等。

馬娟、秦凱(2007)認為,“數(shù)字城市”建設的主要任務包括:城市地理信息數(shù)據(jù)庫建設、基礎地理信息采集體系的建設、政策法規(guī)與標準體系的建設、技術(shù)支持體系的建設、地理空間信息交換網(wǎng)絡體系建設、組織機構(gòu)的建設等,以及實現(xiàn)覆蓋整個城市的多尺度、多分辨率、現(xiàn)勢性好的基礎地理信息數(shù)據(jù)。

彭學君、李志祥(2007)認為,數(shù)字化城市涵蓋了整個城市各方面的信息及應用,總體上可分為三個層次十個組成部分。三個層次為信息基礎層、應用層、綜合決策層。十個組成部分包括:城市公用信息網(wǎng)絡平臺和骨干網(wǎng)、空間數(shù)據(jù)等基礎設施、政府類應用、企業(yè)類應用、公眾類應用、區(qū)域類應用、數(shù)字門戶網(wǎng)站、信息資源管理中心、城市綜合決策指揮系統(tǒng)、政策法規(guī)規(guī)章及管理制度和技術(shù)標準及各種應用規(guī)范。

李宗華(2008)認為,“數(shù)字城市”涉及城市信息化的方方面面,總體上可以分為3個層次、9個組成部分,它們構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體(如圖4所示)。3個層次為:基礎層、管理層和應用層。9個組成部分為:城市信息基礎設施、城市空間數(shù)據(jù)基礎設施、空間信息資源管理與交換中心、法律法規(guī)與政策、技術(shù)與標準、政府類應用、行業(yè)類應用、企業(yè)類應用和公眾應用。

曹蕾(2009)認為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容可以概括為4個方面:城市基礎設施數(shù)字化,城市信息和交換網(wǎng)絡化,城市生活和管理智能化和城市空間數(shù)據(jù)可視化?！皵?shù)字城市”框架體系大體由3部分組成:(1)基本平臺部分,主要為城市綜合信息平臺、城市空間基礎信息平臺和城市電信基礎設施平臺;(2)“數(shù)字城市”服務對象(用戶),該部分主要為政府、企業(yè)、社區(qū)、公眾構(gòu)成的各類應用系統(tǒng),作為核心應用系統(tǒng)是“數(shù)字城市”發(fā)揮作用的根本;(3)關(guān)鍵技術(shù),它是“數(shù)字城市”的技術(shù)支撐,主要為計算機技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡技術(shù)、3S技術(shù)、對地觀測技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、互操作技術(shù)等。

張立平(2009)認為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術(shù)組成、組織結(jié)構(gòu)及應用等方面。“數(shù)字城市”組織結(jié)構(gòu),即“數(shù)字城市”工程將通過建設寬帶多媒體網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”是城市信息技術(shù)的綜合應用,也是當前信息技術(shù)應用最廣泛的領(lǐng)域。就這個意義而,“數(shù)字城市”應用十分廣泛,歸納起來主要有12個方面:電子政務、電子商務、城市智能交通、市政基礎設施管理、公共信息服務、遠程教育、社會醫(yī)療保障、社區(qū)管理、突發(fā)事件處理、城市環(huán)境檢測、智能化小區(qū)、水網(wǎng)調(diào)配。“數(shù)字城市”的體系結(jié)構(gòu)包括:(1)數(shù)據(jù)獲取與更新體系。包括城市地表、上空及地下等自然地理數(shù)據(jù)的自動獲取系統(tǒng),城市基礎設施數(shù)據(jù)的實時獲取和更新體系,城市人文、經(jīng)濟、政論等社會數(shù)據(jù)的變更與監(jiān)控系統(tǒng)等。(2)數(shù)據(jù)處理儲存體系。包括高密度高速率的海量數(shù)據(jù)儲存設施、多分辨率海量數(shù)據(jù)實時地存儲、壓縮、處理技術(shù)、元數(shù)據(jù)管理技術(shù)、空間數(shù)據(jù)倉庫等。(3)信息提取與分機體系。包括數(shù)據(jù)互操作、多元數(shù)據(jù)集成、信息智能提取分機、海量空間數(shù)據(jù)的智能提取與分析、決策支持等設施與技術(shù)。(4)網(wǎng)絡體系。包括高寬帶網(wǎng)絡、智能網(wǎng)絡,支持基于網(wǎng)絡的分析式計算操作系統(tǒng),基于對象的分布式網(wǎng)絡服務,分布處理和互操作協(xié)議等。(5)應用體系。包括城市規(guī)劃、地籍管理、城市防災、城市交通等。同時還包括城市網(wǎng)絡生活方式等。(6)管理體系。包括專業(yè)人員小組、教育培訓、安全管理、系統(tǒng)維護、標準與互操作規(guī)范、相關(guān)法規(guī)等。

馬佩勛、謝海波(2009)認為,“數(shù)字城市”的框架體系涵蓋了城市建設的各個方面,是由戰(zhàn)略政策層、信息基礎層、應用服務層和分析決策層組成的有機整體。戰(zhàn)略政策層包括“數(shù)字城市”的發(fā)展戰(zhàn)略及總體框架、信息技術(shù)標準、政策法規(guī)規(guī)章制度和技術(shù)保障體系等;信息基礎層由城市公用信息網(wǎng)絡平臺、中心骨干網(wǎng)、區(qū)域骨干網(wǎng)、通信管線、空間數(shù)據(jù)、業(yè)務標準體系和協(xié)調(diào)維護機制等組成;應用服務層根據(jù)“數(shù)字城市”功能特征分為電子政務、電子商務、城市規(guī)劃建設及運行、經(jīng)濟運行服務和社會綜合服務等五類應用;決策分析層是跨行業(yè)、跨區(qū)域的綜合性應用系統(tǒng),主要包括城市智能交通管理系統(tǒng)、城市環(huán)境監(jiān)測分析系統(tǒng)、城市發(fā)展預測決策系統(tǒng)和城市防災、救災及應急處理系統(tǒng)等?；究蚣苋鐖D5所示,戰(zhàn)略決策決定和指導信息基礎建設,并在此基礎上實施應用服務,通過決策分析又反過來指導戰(zhàn)略決策的制定。

四、小結(jié)

“數(shù)字城市”是空間時代與信息社會發(fā)展歷史的必然產(chǎn)物,同時,又是城市可持續(xù)發(fā)展與整體功能提升的必然依托,是新的經(jīng)濟建設增長點,這一特點決定了其發(fā)展將是跨越式的。“數(shù)字城市”為認識物質(zhì)城市打開了新的視野,對城市規(guī)劃、城市建設和城市管理展示出了一系列全新的理念,為調(diào)控城市、預測城市、經(jīng)營城市提供了革命性的手段?！皵?shù)字城市”的戰(zhàn)略研究、數(shù)據(jù)和技術(shù)集成框架等基礎研究和原型系統(tǒng)建設,必然與其應用研究相輔相成,齊頭并進?！皵?shù)字城市”建設是一個非常龐大的系統(tǒng)工程,涉及城市社會、經(jīng)濟、文化、政治、環(huán)境等各個方面,是多學科的融合體,因此,不僅要有先進的技術(shù)為基礎,更需要管理體制、機制和政策作保障,還需要市民和整個社會信息素質(zhì)的提高。(編輯:何樂)

主要參考文獻:

[1]劉仲蓓:《我國發(fā)展數(shù)字城市的政策和策略研究》[D],浙江大學博士后學位論文,2003年。

[2]李佩武:《論數(shù)字城市建設及其重要意義》[J],《天津師范大學學報(自然科學版)》2002年第9期。

[3]顧朝林等:《論“數(shù)字城市”及其三維再現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)》[J],《地理研究》2002年第1期。

[4]承繼成:《信息化城市與智能化城鎮(zhèn)-數(shù)字城市》[J],《地球信息科學》2000年第3期。

[5]宋建元等:《數(shù)字城市初探》[J],《自然辯證法研究》2001年第12期。

[6]郝力:《中外數(shù)字城市的發(fā)展》[J],《國外城市規(guī)劃》2001年第3期。

[7]李京文、甘德安:《建設“數(shù)字城市”的經(jīng)濟學思考》[J],《城市規(guī)劃》2002年第1期。

[8]趙燕霞、姚敏:《數(shù)字城市的基本問題》[J],《城市發(fā)展研究》2001年第1期。

[9]楊開忠、沈體雁:《淺析數(shù)字城市》[J],《北京規(guī)劃建設》2001第1期。

[10]林峰田:《資訊都市的興起》[J],《臺北書刊》1999年第1期。

[11]俞正聲:《21世紀數(shù)字城市論壇開幕式講話》

[EB/OL],,2000年5月13日。

[12]王滸等:《數(shù)字城市與城市可持續(xù)發(fā)展》[J],《中國人口資源與環(huán)境》2001年第2期。

[13]王志龍、白慶華:《數(shù)字城市:現(xiàn)狀與未來》[J],《現(xiàn)代城市研究》2001年第3期。

[14]周曉穎、章申魯:《“863”為數(shù)字城市夯實基礎》[J],《經(jīng)濟參考報》2001年1月10日。

[15]段學軍、顧朝林等:《數(shù)字城市的概念、框架與應用》[J],《現(xiàn)代城市研究》2001年第3期。

[16]寇有觀:《數(shù)字城市系統(tǒng)與應用》[J],《計算機系統(tǒng)應用》2001年第4期。

[17]姜愛林:《數(shù)字城市:一種可供選擇的城市信息化模式》[J],《廣東財貿(mào)管理千部學院學報》2002年第1期。

[18]牛文元:《先進生產(chǎn)力和先進文化的載體――中國數(shù)字化城市建設的五大戰(zhàn)略要點》[J], 《南京林業(yè)大學學報(人文社會科學版)》 2002年1期。

[19]張靜:《構(gòu)筑數(shù)字城市的空間數(shù)據(jù)框架》[J],《三晉測繪》2002年第1期。

[20]李果仁:《關(guān)于數(shù)字城市討論綜述》[J],《經(jīng)濟研究參考》2002年第83期。

[21]王鳳霞、張超:《“數(shù)字城市”研究初探》[J],《世界地理研究》2002年第2期。

[22]李琦等:《數(shù)字城市若干理論問題探討》[J],《地理與地理信息科學》2003年第1期。

[23]段學軍:《數(shù)字城市建設研究》[J],《地域研究與開發(fā)》2003年第5期。

[24]承繼成等:《數(shù)字城市的理論、方法與應用》[M],北京:科學出版社,2003年。

[25]劉忻:《數(shù)字城市體系結(jié)構(gòu)及其相關(guān)問題研究》[J],《哈爾濱學院學報》2003年第3期。

[26]岳為民:《昆明建設“數(shù)字城市”的基本思路和對策建議》[J],《經(jīng)濟問題探索》2003年第10期。

[27]姜愛林:《數(shù)字城市發(fā)展研究論綱》[J],《科技與經(jīng)濟》2004年第3期。

[28]王鳳霞、張超:《“數(shù)字上?！钡难芯颗c構(gòu)建》[J],《地域研究與開發(fā)》2004年第1期。

[29]戴汝為:《數(shù)字城市――類開放的復雜巨系統(tǒng)》[J],《中國工程科學》2005年第8期。

[30]謝明:《數(shù)字城市建設與發(fā)展探討》[J],《中國科技信息》2005年第14期。

[21]寇有觀:《“數(shù)字城市”的規(guī)劃研究》[J],《電腦知識與技術(shù)》2006年第18期。

[32]杜靈通、韓秀麗:《基于數(shù)字地球思想的數(shù)字城市研究》[J],《地理空間信息》2007年第1期。

[33]彭學君、李志祥:《數(shù)字城市及其系統(tǒng)架構(gòu)探討》[J],《商業(yè)時代》2007年第8期。

[34]吳慶雙:《建設數(shù)字城市的若干問題探討》[J],《中國科技信息》2007年第6期。

[35]馬娟、秦凱:《數(shù)字城市建設的初步探討》[J],《科技咨詢導報》2007年第1期。

[36]李麗琴:《中國數(shù)字城市研究》[D],中國知網(wǎng):中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007年4月。

[37]李宗華:《數(shù)字城市空間數(shù)據(jù)基礎設施建設與應用》[M],北京:科學出版社,2008年。

[38]曹蕾:《數(shù)字城市基本框架及關(guān)鍵技術(shù)》[J],《交通科技與經(jīng)濟》2009年第2期。

[39]馬佩勛、謝海波:《數(shù)字城市的基本框架與關(guān)鍵技術(shù)研究》[J],《長沙民政職業(yè)技術(shù)學院學報》2009年第3期。