地理信息专业知识服务范文
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篇1
近年来,城市建设的各个领域都有对GIS技术的需求,在城市管理、城市规划、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等城市建设方面都广泛地应用了GIS技术,效果显著,GIS在城市建设中为政府提供了强有力的管理规划和决策工具。主要以面向建设行业和城镇化建设为鲜明特色的城建类高校应以培养应用型、高素质人才为根本,对学生要求实践能力强,实践是衡量是否培养出适应社会发展的人才的重要标准,提高实践教学水平是城建类院校的当务之急。天津城建大学立足天津、面向全国,服务我国城镇化和城市现代化建设,构建了城市规划与建筑、城市建设、城市生态与环境、城市经济与管理、数字城市、城市文化等6个学科群。天津城建大学从2008年开始招收地理信息科学专业本科生,每年招收两个班,到2013年7月,已培养了两届毕业生,共108名,其中有18名同学考取了研究生。目前天津城建大学已经初步形成较完善的教学体系,培养满足社会需求的地理信息科学人才,但是在很多方面还有待深层次的改革与完善,另外还要积极拓展就业渠道。目前,天津城建大学地理信息科学专业建设中存在一些问题:人才培养目标定位不准,人才培养目标与企业需求脱节;课程体系过于庞杂,主次关系不明确,难以使学生掌握系统性的专业知识;地理信息科学专业实验室的建设远远滞后,实践教学环节的开展往往跟不上理论教学,造成理论与实践相对脱节。同时专业实验课程内容简单孤立、系统性差、连贯性缺乏,多以验证性实验为主,学生的综合能力没有得到全面培养。为了紧跟时代步伐和适应形势发展的需求,地理信息科学专业的人才培养目标定位应适应社会对地理信息科学人才新的需求。根据天津城建大学性质和专业特点,确定符合本校实际的地理信息科学人才培养目标。通过本课题的研究,促进天津城建大学地理信息科学专业的教学改革和发展;进一步更新教育观念,修订培养目标,改革教学内容、课程体系和教学方法,尤其重视应用能力的培养,以适应科学发展观的指导要求,培养能与社会多元化人才需要结构相适应的毕业生,真正实现为地方经济社会发展服务的目的。
二、研究方法
1)文献研究法:文献研究法作为一种单独的研究方法,通过对文献的分析,获得对事物及现象的正确认识。目前,对人才的培养目标定位已有了研究成果,课题组检索相关的国内外文献资料,合理利用已有的著作、论文,通过对资料的系统分析、梳理和归纳,并进行文献综述,分析和研究应用型人才的培养目标定位,总结并借鉴国内外先进的人才培养经验。
2)调查研究法:对天津城建大学地理信息科学专业毕业生的情况进行调查问卷,掌握第一手资料;到相关院校实地走访,结合他人的经验,进行深入的分析。通过调研,收集有关地理信息科学人才培养现状的信息和数据,进行相应的数据统计和处理,对人才培养质量以及实践过程中存在的问题和困难进行分析。
三、城建类高校地理信息科学专业人才培养目标定位
3.1确定地理信息科学人才培养方向与要求
通过到其它高校和就业单位调研,全面了解目前社会对高校地理信息科学专业教学中学生培养目标以及对学生实践能力的需求,同时全面掌握全国高校地理信息科学专业教学中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大学地理信息科学人才的培养方向:培养具备地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、数字测图、计算机应用技术的基础理论、基本知识、基本技能及其在专业领域内的具体应用本领能够在城建、地理国情监测、测绘、资源环境、交通、土地管理等领域从事与地理信息科学相关的应用研究、技术开发、生产管理等工作的应用型人才。本专业学生主要学习并掌握地理信息系统、遥感技术、卫星定位技术、地理学、计算机应用技术方面的基本理论和基本知识,受到应用基础研究思维和科学实验训练,具有较好的科学素养,具有地理信息系统研究、设计的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力:掌握地理信息科学、地理学基本理论基本技能;掌握地理信息系统空间分析方法与应用软件、遥感图像处理和地学信息提取技术、GPS定位原理与应用,具有空间分析的基本能力;了解地理信息系统与遥感领域研究发展前沿,能熟练地运用地理信息系统、遥感与GPS定位系统技术解决地理学中的信息采集、分析处理和决策支持等相关问题;④掌握一门外语和计算机应用技能;⑤具有创新意识和协同攻关能力,具备一定的地理信息系统设计、开发或具体应用能力。
3.2专业培养方式
1)课堂教学:通过课堂教学使学生充分掌握GIS基础理论和基本知识。在课堂教学方面注重优化教学内容,增大课堂知识量,提高课堂教学效率,完善教学评价体系,充分调动教师和学生的积极性和主动性,注重采用启发式、提问式、研讨式等教学方法,实现教与学的良性循环。
2)课内实验教学:通过课内GIS基本实验技能训练,培养学生的动手操作能力和科学研究能力。天津城建大学四门课开设了课内实验,如地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验。任课教师确定实验内容,在指导教师的帮助下,由学生独立完成,培养学生发现问题、思考问题和解决问题的能力。
3)实习教学:目的是巩固学生地理信息科学的基本理论,使学生系统掌握地理信息的理论技术和应用的基本技能。使学生能从事地理信息系统软件开发和地理信息工程的设计、建立与应用工作。适应经济建设人才要求,为国民经济建设培养具有创新能力、厚基础、宽口径、高素质、一专多能的应用性专门人才。既培养学生上机操作的实践能力,更好地掌握应用主要商用地理信息系统软件,同时又培养利用常用地理信息系统软件解决实际问题的能力和创新精神,从而达到通过上机实验巩固和拓展理论知识的目的。遥感实习进一步加深对相关专业理论知识的学习和理解;掌握遥感影像处理的一般流程;熟悉专业软件的使用方法;培养一丝不苟的工作态度和团队合作精神。培养学生进行遥感技术应用的实际操作能力,要求理解遥感图像目视解译,了解遥感影像的几何校正、增强处理和计算机分类。熟悉遥感影像获取原理,理解从遥感影像中获取各种信息的处理流程和方法,并熟练掌握一种或几种专业应用软件。GIS程序设计主要包括GIS软件设计和空间数据库设计两部分的内容,分为需求分析、项目管理方案设计、系统总体设计以及系统详细设计、系统部署、运行和维护等阶段。空间数据库系统是GIS软件设计的核心内容之一,进行空间数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据模型以及数据结构,并提出空间数据库相关功能的实现方案。空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现,并将采集的空间数据入库,建立空间数据库管理系统。
4)毕业实习:是地理信息科学专业本科生教学的必要环节,是毕业生走向工作岗位之前的一次综合性实习,是对所学理论知识的一次初步的综合考核。通过毕业实习,使学生进一步理解和领会所学的基本理论,了解地理信息系统技术的发展及应用,较为系统地掌握地理信息系统的基本技能,把所学知识与解决实际问题相联系,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,从而提高学生从事实际工作的能力。同时,通过毕业实习,为毕业设计收集必要的资料,做好技术、知识、资料的准备工作。5)其他方式:通过天津城建大学学生科技活动资助项目和天津城建大学国家级大学生创新创业训练计划项目管理办法提高学生解决实际问题的能力,增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。让学生积极参加教师的科研项目,鼓励学生参加各种GIS竞赛活动,如MapGIS二次开发大赛、ESRI杯中国大学生GIS软件开发大赛、SuperMap杯全国高校GIS大赛等,通过竞赛能够培养学生的专业兴趣,激发学生的创新热情。
3.3理论课程体系研究
1)公共基础课主要包括大学英语、大学计算机基础、高级程序设计语言C、高等数学、大学物理等课程。这些课程是为提高人才基本素质需要而设置的专业通修课平台,为培养学生的二次开发能力做好铺垫。
2)学科基础课包括工程图学、线性代数、概率与数理统计、数据库技术与应用、计算机图形学、数据结构、数字测图原理与方法、C#程序设计等。主要为学生奠定好专业基础,
3)专业基础课主要包括经济地理学、摄影测量学、遥感技术与应用、卫星定位原理与应用、地图学与地图设计。这些课程为专业课学习奠定必要基础,是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。
4)专业课主要包括地理信息系统原理、GIS设计与开发、GIS空间分析原理与方法、GIS软件应用和空间数据库等。这些专业知识和专门技能的课程使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能,了解地理信息科学专业的前沿科学技术和发展趋势,培养分析解决地理信息科学专业范围内一般实际问题的能力。
5)选修课包括专业选修课和公共选修课,开设了城市GIS技术与方法、数字城市、城市遥感、城市规划原理。通过这些课程的学习,使学生了解遥感和GIS技术在城市扩张、城市空间基础设施管理、城市规划制定与实施、城市管理功能、土地利用/覆盖、城市环境遥感监测等方面的应用。专业选修课在学生掌握了必备的专业知识的基础上,为了提高学生的专业水平、拓展专业素质、了解专业前沿和交叉学科新知识、新技术、新方法等而设置的。公共选修课是学生根据个人兴趣和实际需要而选择修读课程,该课程有利于提高学生的素质修养、开发学生的创新意识、拓宽学生的知识领域。
3.4实践教学研究
实践教学是深化理论课程知识,培养学生应用能力的有效途径[12]。地理信息科学是一门偏重于技术与实践的学科,应在注重学生理论素质培养的同时,加强应用能力和实践创新意识的培养。实习主要包括三个方面的内容:GIS基础与开发方面、遥感方面和测量方面。实践开设形式包括课内实验教学、实习两个模块。对于课内实验,目前开设了地理信息系统原理实验、GIS设计与开发实验、GIS空间分析原理与方法实验、GIS软件应用实验、数据库技术与应用等。对于实习,目前开设了地理信息系统基础实习、地理信息系统应用实习、遥感实习、GIS程序设计实习、数字地形图测绘实习、卫星定位原理与应用实习、毕业实习和毕业设计。加强实验室环境的建设,加强校企合作。培养学生从数据采集、数据编辑到数据库管理、空间分析再到系统开发的动手能力,熟练操作常用地理信息科学软件,并面向工程应用前沿与前沿领域开展科学研究和工程实践,拓宽应用领域。鼓励学生参与大学生科研立项,参加GIS大赛,并积极参与老师所研究的项目。完善实践教学体系,强化实习基地建设。
四、结束语
篇2
【关键词】 地理信息技术;GIS;上机实验;高校教学
引言
1998年1月31日,美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为《数字地球:二十一世纪认识地球的方式 (The Digital Earth:Understanding Our Planet in the 21st Century)》的讲演,提出了“数字地球”(Digital Earth)的概念。戈尔在讲演中指出:我们需要一个“数字地球”,一个可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示[1]。戈尔关于“数字地球”的这些观点引起了科技界的高度重视与响应。21世纪已进入数字化时代,谷歌地球(Google Earth)、数字城市、电子政府等词汇与理念开始深入人心。2004年8月,地理信息技术与生物技术、纳米技术被美国劳工部并列为三大最具前景的新兴产业[2]。我国在这个世纪初以来,也注重地理信息技术专业人才的培养,各种地理信息技术相关的优秀教材也不断出现[2-4]。
笔者从2008年开始给本科生和研究生讲授地理信息技术课程。其中本科生课《地理信息技术与数字地球》为跨专业全校性选修课,研究生则为全英文教学的海洋事务硕士生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》。从选修学生的专业背景知识来看,文理工兼具,层次也参差不齐。如何让不同专业的学生能理解地理信息技术相关专业知识,课堂上机实验的设计对于这两门实用性很强的课程尤其重要。本文主要以这两门与地理信息技术相关的课程为例,围绕课程上机实验的设计与探索,谈些体会,以飨读者。
1 知识背景与课程定位
据统计,地球上有超过80%的数据与空间相关,而地理信息技术是空间数据数字化的核心技术之一,是将地球上各种资源信息可视化表达、存贮、分析以方便人类生活、生产的重要技术支撑。地理信息技术是一种强有力的空间信息获取、管理和分析的工具[5]。这里谈及的地理信息技术主要为3“S”,即:地理信息系统( GIS,Geographical Information System)、遥感(RS,Remote Sensing)、全球定位系统( GPS,Global Positioning System)。其中,GIS 是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析和显示,并采用模型分析方法,适时提供多种空间和动态信息,为地理研究和决策服务而建立起来的计算机技术系统[6]。RS 与GPS 是两种重要的空间信息采集工具,是GIS重要的数据源。
由以上可知,地理信息技术是与计算机、地理学等学科相关性很强的一门实用型技术,并与我们的日常生活息息相关,如:利用GPS导航定位、利用谷歌或百度上的电子地图进行相关空间查询等。事实上,地理信息技术的应用领域已不再仅仅是地理学,已被应用于卫生、交通、林业、房地产、旅游、农业等各行各业中 [7-8]。世界最大的GIS软件公司环境系统研究所Environmental Systems Research Institute(ESRI)的创建者、总裁Jack Dangermond说过,GIS的应用仅受限于使用者的想象力。也因为这样,从2008年开课以来,学生选修这门课的积极性较高,不论他们的专业背景是历史、音乐、哲学、英语、或是化学、生物、建筑、机械自动化与计算机等。表1列出了2010-2011年开设的本科生全校性选修课和海洋事务硕士生选修课两门课的选课学生的专业及人数构成情况。
表1 选课学生专业及人数构成
由表1可见,两门选修课,无论是本科生还是研究生的课程,选课学生的专业背景五花八门,这给教学与上机实验带来了一定的挑战。但无论是全校性本科生选修课,或是全英文授课研究生选修课,本课程的定位都是一致的,即结合自身的课题研究成果,如GIS在流域与海岸带管理中的应用等,介绍地理信息技术的基本功能及其应用,让学生了解地理信息技术、数字 地球与人类生产生活紧密相关,并初步掌握地理信息技术常用软件的基本操作。
2 课程设计与上机实验教学方案
围绕上述课程开设的定位,进行了课程的整体安排与上机实验教学的设计。表2为全校性本科生选修课《地理信息技术与数字地球》课程的整体设计。由表2可见,涉及到GIS、RS软件实际操作与课程作业的第4、7和8讲,占整个课程课时(36课时)的近60%(22课时),这是出于该课程实用性较强,需有足够时间保证上机的考虑。
表2 全校性本科生选修课《地理信息技术与数字地球》之课程设计
基于同样的思路,开展了海洋事务研究生选修课的课程设计,详见表3。由表3可见,有关ArcGIS软件学习的时间占用了20个学时,并进一步设计了两个有关GIS软件的课程实践(作业),目的是保证学生有充分的时间上机练习及完成课程作业。
表3 海洋事务研究生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》之课程设计
在保证让学生在课堂上有时间能自己动手操作软件的前提下,基于课程的定位,为了让学生掌握一些基本的软件功能,进一步设计一些能使不同专业背景的学生都能感兴趣的上机内容。表4进一步给出了本科生选修课《地理信息技术与数字地球》第4讲(表3)的上机实验设计。需要强调的是,本科生教学所涉及到的GIS软件为MapInfo和ArcView两个较易上手,界面友好同时对机房的硬件要求不高的桌面式GIS软件,主要的参考教材是《地理信息系统导论》(第一版)[3]。
表4 《地理信息技术与数字地球》之第4讲上机实验设计
通过上机操作,学生基本上掌握了空间数据采集(数字化)与编辑、属性数据输入与管理以及专题地图制作等基本的GIS软件操作,从课程难度上也较适合于这些跨专业(文理工兼具)的本科生。
对于海洋事务研究生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》,表3所列的第2-10讲“ArcGIS软件学习”的上机内容进一步展开如表5所示。需要说明的是,由于是研究生课程及上机条件的改善,学习的GIS软件为ArcGIS,主要的教材是《地理信息系统导论》(第三版)[2]。该教材有中文导读,其它内容包括上机说明都是英文,是现有较适合作为GIS英文教学的教材。在实际授课中,针对每一讲,采用“概念与原理介绍”与“上机实践”两部分相结合的形式,有效地保证了学生的上机时间。
表5 《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》第2-10讲之上机实验模式设计
由表5可见,尽量课时有限,但基于研究生具有一定的自学能力的考虑,通过这样的上机实验设计,学生较为系统地掌握了GIS软件的基本功能如空间数据采集、编辑、制图、简单的缓冲区分析、空间叠置等空间分析,并学到了一些高级的空
间分析,如地形分析、水文分析等以及GIS模拟。
3 期末课程作业设计与课程教学效果评估
对于这两门实践性较强的选修课,如果在期末用闭卷考的形式,仅是要求学生掌握地理信息技术相关的原理、概念,则有悖于课程的定位。取而代之的是,通过结合实际情况的开放式课程作业的设计,来考核学生对课程掌握的情况,从学生提交的作品来评估教学效果。
对于全校性本科生选修课《地理信息技术与数字地球》,通过2个期末作业来评估学生课程的表现。课程作业1是“数字化厦门大学本部地图”。通过采集身边的空间数据并进行制图表达,让学生进一步掌握MapInfo的空间数据采集,属性数据录入,数据编辑以及制图等基本操作。学生较好地完成了作业,并建立了不同的空间图层,如道路、林地、建筑用地、湖泊、草地等图层(见图1A)。课程作业2是专题地图制作“中国人口分布图”,通过该作业,评估学生应用ArcView进行专题地图制作的能力。图1是这两个课程作业的学生作品。
图1 本科生课程作业(A-作业1;B-作业2)
由图1可见,学生基本掌握了对周边地理事物进行数字化与制图表达的能力。通过这样的开放式的课程作业设计,联系身边的地理现象,让学生学以致用(如厦大校园地图制作),极大地激发了他们学习这门课程的自主性和积极性。
对于海洋事务研究生选修课《地理信息技术及其在海岸带管理中的应用》,同样采用课程作业来评估学生对课程的掌握情况。作业1是有关创建GIS数据库及地理制图。其中的制图包括普通地图与专题地制作。通过开放式分组(按学生所在国家)作业的完成,让学生掌握从网上获取各种相关空间数据的数据采集方式,并进一步编辑与地理制图。作业2是利用GIS的空间分析功能并与模型结合估算流域尺度的水土流失量并表达其空间分异性(基于课题研究成果)。该作业涉及到表5中的第6、7、8、10讲的内容,可让学生进一步巩固相关知识并通过GIS项目练习对GIS的空间分析与地理表达有进一步的认识。图2和图3分别是来自美国与喀麦隆的两位学生完成的两个作品。
图2 研究生课程作业1之学生作品
图3 研究生课程作业2之学生作品
从图2-3可以看出,学生较好地掌握了地理信息技术的相关知识与软件技能。值得强调的是,图2作业是本科专业是生物学的美国学生自己从网上下载相关空间数据图层,包括行政边界、河流、道路、人口等并完成制图的,来自韩国、喀麦隆等地的学生也完成了他们各自国家专题地图制作,篇幅所限,这里无法一一列出他们的作品。显然,通过这样的课程作业设计会使他们产生能用所学的东西制作自己国家地图的自豪感和成就感,学以致用。课后来自不同国家、学习层次不同的学生的普遍反映是该课程的实用性强,能学到一些“超出预期”的东西。
4 教学心得与体会
通过三年多的跨专业本科生、研究生地理信息技术相关课程的教学实践与探索,总结如下教学心得与体会:
4.1 联系实际并明确“学以致用”的课程定位。通过课题研究的成果展示并联系身边有关空间数据的事例,让学生了解地理信息技术是解决研究问题并与日常生活紧密相关的常用工具,有效地减少了跨专业学生对这个从未曾接触的软件工具的陌生感。进一步地从实用性的角度进行课程、上机实验设和课程作业设计,让学生掌握地理信息技术常用软件的基本操作。
4.2 “概念与原理介绍”与“上机实践”两部分相结合的授课形式对于地理信息技术这种实用型技术的教学是有效的。有关地理信息技术的原理与概念介绍很晦涩难懂,在简要地对重点概念与原理介绍之后,通过给学生有具体操作步骤的上机练习,完成特定任务,在课堂上有成就感,这很重要。课程设计上要保证学生有较多的上机时间。
4.3 课程评估宜采用开放式的课程作业的形式,让学生提交作品,而非闭卷考试。通过进一步的上机操作、复习相关内容并完成作品,可以进一步巩固学生对这一实用型技术的基本功能的掌握。
参考文献
[1] Core A. The Digital Earth:Understanding our planet in the 21th Century. Given at the California Science Center,Los Angeles,California,on January 31,1998
[2] Chang K S著,陈健飞译. 地理信息系统导论(第三版). 科学出版社,2006
[3] Chang K S著,陈健飞译. 地理信息系统导论(第一版). 科学出版社,2003
[4] 汤国安,杨昕. ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程. 科学出版社,2006.
[5] 黄金良,洪华生,张珞平,张玉珍. 地理信息技术在海岸带资源环境管理中的应用,台湾海峡,2003,22(1):79-84
[6] 黄杏元,马劲松,汤勤. 地理信息系统概论. 北京:高等教育出版社,2001
篇3
关键词:实景三维;移动道路测量技术;可量测实景影像
中图分类号:P2文献标识码: A
一、引言
随着数字化城市进程的发展,各行业信息化建设也加紧步伐,地理信息系统(GIS)作为信息化的有力工具占据越来越重要的地位。然而,二维GIS本身也面临一些问题,数据太单一、抽象,只能实现宏观的、浓缩的、概略的统计和分析,对于细节则不能面面俱到;GIS系统太专业,需要具备专业知识的用户才可使用;二维地图并不能完全显示出地物和地形的纹理、形状和环境信息等;虚拟三维耗时长耗资大,实际作用并没有达到预期的效果。针对二维GIS的特点,以影像地图为基础的实景三维GIS,作为二维GIS技术的升级产品,成为GIS发展的新方向。
二、实景三维技术
实景三维GIS是在二维GIS的基础之上,增加了连续的地面可量测影像库作为新的数据源,并通过开放的软件与GIS无缝集成,从而给用户提供了具有丰富环境信息和立面信息的实景可视化环境,有效的支持了管理和决策等高级应用。
2.1移动测量系统(MMS:Mobile Mapping System)
移动道路测量技术作为一种陆基遥感系统,它是在机动车上装配GPS(全球定位系统)、CCD(成像系统)、INS/DR(惯性导航系统或航位推算系统)等传感器和设备,在车辆高速行进之中,快速采集道路及两旁地物的可量测实景影像序列(DMI),这些DMI具有地理参考,并根据各种应用需要进行各种要素特别是城市道路两旁要素的任意任时的按需测量。
2.2 DMI实景三维空间
可量测实景影像(Digital Measurable Image,简称DMI)是一种以地面近景摄影测量立体影像文件及其外方位元素构成的基础地理信息产品,通过可量测实景影像提供的开发包可直接对立体影像进行测量、信息提取并与其他基础地理信息产品集成,是我国基础地理信息数据库为适应按需测绘采集更新空间信息的一种基础地理信息产品。可量测实景影像可通过移动测量系统采集得到,并可以通过开发包与4D产品无缝集成,是对我国4D基础地理信息产品进行有效补充的一种重要产品。
可量测实景影像是一种地面近景可量测影像,主要按照人的视角提供详细的城市立面信息,包括:城市部件信息、建筑物外立面信息、道路及附属设施信息、POI信息、城市详细的环境信息、地形信息、自然景观信息以及反映城市现状的社会、经济乃至人文信息等。对于行业用户而言,既可从DMI中提取所需要的业务要素,又可进行数据的挖掘,更好满足管理与决策上的高级应用。对于公众而言,影像是客观世界的最直观和最真实的写照,也是无需专业知识判读,可直接回答公众有关城市空间信息方面的问题。
三、应用现状
应用实景三维技术,不仅可提供地物的抽象二维图,还有与二维图紧密相关的连续可量测影像,这种影像也可应用在城市管理的方方面面。由此,实景三维在城管、公路、公安、铁路等行业进行了深入而广泛的应用。
数字城管,以信息化手段和移动通信技术手段来处理、分析和管理整个城市的所有部件和事件信息,促进城市人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅与协调。基于MMS技术的城管系统提供有街景影像地图的“实景数字城管”,真实再现城市各种部件,满足城市管理在垂直方向上的需求,如 如路灯高度论证,广告牌的位置论证,投诉事件定位难等问题。同时,辅助城市管理者进行决策分析,如公共设施选址分析,应急预案模拟,从而提高城市管理的效率和质量:
实景化警用地理信息系统由于基于“可视、可量、可挖掘”的DMI近景影像数据技术,因而具有信息实景化、符号可视化、管理信息丰富等特征,能够帮助公安部门真正实现以房管人、以人查房、案件/事件查询、建筑物高度、通道高度/宽度、射击/通视距离等测量、实时监控(动、静结合)、接(处)警精确定位、警用车辆(人员)定位/跟踪、警戒路线等。
四、发展前景
1、民用街景导航
实景三维技术,不但可提供详细的二维地图,还可将街道全景真实的显示在导航地图上,道路情况、高架桥、信号灯等,都可以一览无余,真正实现环境式导航。而MMS系统采集数据全面、快速、信息量丰富,更能快速的更新导航地图,满足人们各种导航要求。
2、数字旅游
应用实景三维技术,结合虚拟三维手段,可弥补二维数字景区的不足,充分利用景区地理、环境、人文等各方面的资源,建立以实景影像为特色数据的数字景区公共服务平台,资源开放共享,将会进一步推进旅游的大力发展。
3、实景三维世界
物联网以互联网为信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现了互联互通,它的发展,使得电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各行业的物体紧密相连。在物联网的基础上,结合实景三维技术、3S技术和互联网,能实现实景化城市,实景化世界。足不出户,就可了解城市甚至地球的每一个地方,每一个特点,将是未来可见的光景。
4、其他行业
针对企事业单位和社会公众,可提供旅游品牌形象推广及个性化线路导航,房地产投资环境及选址,娱乐场所和商场等特色信息,交通线路、商店、医院和饭店等专题信息查询、定位和搜索等功能。采用MMS技术,可快速编制与更新导航电子地图, 为基于位置服务(LBS)、智能交通系统(ITS)等建设项目提供数据增值服务。
参考文献
[1] 郭长青,曹芳. 三维全景技术在旅游景区介绍中的应用[J]. 地理空间信息. 2009(01)
篇4
高校基建档案不仅具有存档价值,而且对高校后期基本建设和维修改造都有着决定性的指导意义。基建档案具有通用性强、可重复利用的特点,因此,在高校的后期基本建设中可以借鉴已有基建档案,参考同类工程设计资料,不仅可以提高设计质量,还可以加快工程进度、减少设计成本[2]。高校基建档案为学校的日常维修工作和建筑物改造工作提供了详细的图文材料。例如,高校年初基建专项资金投资估算、暑期教学楼、学生公寓、学生食堂等校内建筑物的维修改造施工图纸设计、维修工程招标所用到的工程量清单以及竣工结算、工程款支付所用到的施工合同、地下管网改造所用到的管网图等均来自于高校基建工程档案。工程竣工图纸加入维修内容和要求的详细说明,可以成为一套完整的维修施工图纸;工程结算书中相关工程造价加以调整,可以成为一份极具参考价值的项目投资估算;工程竣工结算资料中的工程量计算书和审计工作底稿,对维修工程款的结算具有准确的指导意义。
2高校基建档案传统管理模式和数字化管理模式
2.1高校基建档案的传统管理模式基建档案管理工作是一项专业性、严谨性、系统性、持久性的工作。这项工作要求档案管理人员既要具备档案管理方面的专业知识,又要精通基本建设方面的专业知识,还要秉着细心、耐心、专心的工作态度。只有同时具备以上要求,才能保证基建档案的完整性和准确性。传统的高校基建档案管理主要采用的是整理、记录、归类、建档等环节构成的纸质管理模式。在这种管理模式下,基建档案既不能保证其完整性,又需要繁琐的人为劳动,而且增加了后期调档查阅的工作量。因此,针对以上问题,我们需要引入科学的、先进的档案管理模式来改善现状。2.2高校基建档案的数字化管理模式所谓基建档案的数字化管理是指借助计算机、扫描仪、多媒体技术以及数据库技术等各种高科技手段,将基建档案转变为数字化形式的档案信息,并采用数字化方式进行存储,最后通过计算机实现基建档案的科学化管理,建立起全面、准确的档案信息系统。基建档案的数字化管理模式不仅有利用建设资料的查阅,而且还能实现档案信息的共享。以电子材料为数据支撑、数据库为存储空间、管理软件为管理手段的数字化、一体化基建档案管理模式必将成为基建档案管理的一大趋势。实现高校基建档案的数字化管理能够保证基建档案的完整性、易查性以及档案之间联系性,对高校基建档案的保管、管理以及使用起到决定性作用[3]。
3GIS概念、构成及功能
3.1GIS的概念地理信息系统(GeographicalInformationsystem,GIS)是指在计算机硬件和软件系统支持下,对整个或部分地球表层(含大气层)空间中关于地理分布的数据进行收集、存储、处理、管理、输出和应用的一种特定的空间信息系统。3.2GIS的基本构成一个完整的地理信息系统包括以下几个部分:3.3GIS的基本功能功能较齐全的地理信息系统一般具备以下几种基本功能:3.3.1空间数据采集GIS的核心是一个地理数据库,因此建立GIS的首要任务就是将空间中的实体图形数据和描述该实体的属性数据存储到数据库中,即空间数据采集。3.3.2空间数据处理空间数据处理是将采集的空间数据,按照不同的方法进行编辑运算,清除数据冗余,弥补数据缺失,形成符合要求的数据文件格式。3.3.3空间数据管理[4]空间地理对象通过数据采集和数据处理以后,构成一个庞大的地理数据集。数据库管理系统(DBMS)就是用来对这一地理数据集进行管理的核心软件系统。它将地理对象的空间数据和属性数据进行统一管理。空间数据库管理系统的基本功能包括:1.数据定义;2.数据存取;3.数据库运行管理;4.数据库的建立和维护;5.数据传输。3.3.4空间数据分析空间数据分析是一种基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术,它利用特定的原理和算法,对空间数据进行操作、处理、分析、模拟,从而获得和传送空间信息,特别是隐含信息,用以辅助决策。空间数据分析的主要功能有:空间查询、空间量算、叠加分析、缓冲区分析和网络分析。
4GIS技术融入高校基建档案管理工作的可行性及优势
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测土配方施肥是协调好作物产量、农产品品质、土壤肥力和作物环境的相互关系的一项科学施肥技术。从2005年开始,我国的测土配方施肥工作得到了空前重视,随着我国测土配方施肥项目的深入开展,各地相继开发了测土配方施肥触摸屏查询系统和网上查询系统。通过这些查询系统,农民朋友只要轻轻一点,就能查询到自己田地的相关数据和合理的施肥建议。建立这些“查询系统”,实质就是信息技术在测土配方施中的应用。
目前在测土配方施肥中信息技术的运用方面需要不断发展的是数据库的共享、数据库管理、施肥决策和成果的数字化处理。
2 测土配方施肥信息化处理的内容
2.1建立数据库与管理系统 应用数据库技术和地理信息系统,按照标准整理和处理土壤肥料等数据和相关图件,建立属性数据库和空间数据库并连接,通过数据库管理系统,实现数据库的操作、可视化的查询分析以及更新与维护等,这是测土配方施肥信息化处理的基础内容。
①属性数据库。内容包括田间试验示范数据、土壤与植物测试数据、田间基本情况及农户调查数据,经整理、加工、编码、规范化处理,建立测土配方施肥数据库。可再结合历史数据进行全面的收集和整理,建立县域耕地资源数据库,并在此基础上建立省级、国家级耕地资源数据库。
②空间数据库。利用地理信息技术,将土壤图、土地利用图、行政区划图、采样点位图等纸质图等进行数字化处理,建立不同类型和区域范围的空间数据库。
2.2 建立测土配方施肥应用系统
①建立耕地地力评价系统。通过所在地耕地自然属性,以及层次分析法或专家直接评估求得的该属性对耕地地力的贡献率,建立关于耕地地力评价的耕地地力指数模型。利用地理信息系统平台和耕地资源基础数据库,应用耕地地力指数模型,建立县域耕地地力评价系统,为不同尺度的耕地资源管理、农业结构调整、养分资源综合管理和测土配方施肥指导服务。
②建立施肥决策系统。根据肥料效应田间试验分析所得到的基本参数,构建作物施肥模型,建立施肥模型库。借助地理信息系统平台,利用建立的数据库与施肥模型库,建立配方施肥决策系统。
2.3 建立网上耕地地力评价与配方施肥决策系统 将逐步完善的网络技术与已建立的耕地地力评价系统和配方决策系统结合起来,发展形成网上耕地地力评价与配方施肥决策系统,实现测土配方施肥的网络化和数据库共享化。用户可以在不同时间、地点,通过远程网络,方便快捷地得到农田土壤的养分供需情况及其专题图形、针对性施用肥料种类和施肥量等决策信息。
3 目前测土配方施肥运用信息技术存在的问题
3.1 硬件软件配置不足
在测土配方施肥中采用信息技术需要一定的硬件软件配置,目前大部分县硬件软件配置现状与测土配方施肥中信息技术要求条件存在差距。
3.2 网络建设不到位
目前大部分地市县互联网的信息平台没有建立起来,使得测土配方施肥的基础数据的传输与共享受到了限制,利用现有的农业网站提供的服务进行数据的进一步开发与利用还有待提高。
3.3 现有人员的知识结构老化
目前在岗的农技人员还缺乏计算机方面的专业知识,在使用GPS、利用计算机与相关软件建立数据库等方面都存在困难。
3.4 计算机科技人员的缺乏
目前,由于一些编制方面的原因,掌握计算机知识与信息化处理的专业人员很难进入县市农业技术推广部门。因此,测土配方施肥信息化中对计算机的安全维护、专业的数据管理,尤其是对一些复杂的工具软件的使用与二次开发的要求,仍然得不到有效解决。
4 加强测土配方施肥信息化建设的建议
针对上述问题,县市农业技术推广部门一方面需要投入资金,加强网络建设,另一方面需要对现有农技推广人员进行培训,聘用一批专业人员,加强与科研单位的合作。
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论文摘要:在分析社会需求的基础上,定位市场,探讨了地理信息系统专业人才培养方案中的课程体系设置、实践能力训练以及如何全面提高学生素质等一系列问题,以满足社会发展的需求为目的,以增强地理信息系统专业的生存与发展能力。
学科专业建设是大学发展的永恒主题,要想建设成为高水平的大学,高水平的专业建设是基础。按照教育生态学的观点,人才质量是专业发展的核心,满足社会需求是专业发展的目标,社会适应性是专业发展的基础,战略规划是专业发展的基石。地理信息系统专业是长江大学地球科学学院的重点建设专业,目前已进人规划、建设阶段。笔者在分析社会需求的基础上,探讨了地理信息系统专业人才培养方案中的课程体系设置、实践能力训练、以及如何全面提高学生素质以满足社会发展需求的一系列问题。
1社会对GIS从业人员的需求
1)GIS专业程序员或系统员大致有4方面的要求:①编程语言要求。比如要求熟练掌握cc+十语言,更高要求是精通C#,C十+Java,JSP,中的某种语言,熟悉VC++,JBuilder等编程环境,熟悉某种建模工具构建系统模型;②GIS平台要求。如要求熟练掌握某种主流GIS平台及二次开发技术,更高要求的是对WebGIS、三维GIS的开发有一定了解;③数据库技术要求。熟悉某种数据库,更高要求是能基于Oracle等大型数据库进行开发;④要求有一定的项目经验。
2)GIS市场梢售或管理人员这部分人员不开发系统,做市场或管理,要求有行业知识与背景,更重要的熟悉市场,懂得一定的管理知识,专业知识要求不高,只要熟悉相关GIS软件就足够了。
3)相关行业的应用或分析人员由于80%的信息都和空间位置有关,GIS作为一种应用工具能服务于众多行业,而且GIS也只有在应用中才能体现其生命力,特别是行业的GIS深度应用。其要求就是除了有GIS专业知识外,需要有应用领域的专业知识。
4)与GIS相关的数据人员空间数据是GIS的核心,对一个GIS项目来说,相当大一部分资金用于数据的采集、生产与维护,这个方向对GIS人员需求量较大,要求是能熟练使用相关GIS软件,比如利用GIS软件进行矢量化,利用软件对遥感和航测数据进行处理等。
5)GIS教育或研究人员越来越多毕业生加入了考研大军,部分学生毕业后仍然从事前面所述的工作,也有部分学生毕业后进人高等院校或者科研院所从事GIS教育与研究。GIS教育与研究大致可分为GIS基础理论研究、GIS实现技术研究、GIS应用及其探索。相应的,在数学基础、计算机技术以及应用行业背景知识上会有更高的要求。
根据上面的社会需求分析,长江大学GIS本科毕业生的市场定位主要分为3类:GIS研发、GIS市场与管理、GIS应用。不同的市场定位对教育的需求是不同的,对于GIS研发人员来说,计算机技术是最重要的,对于GIS市场与管理人员来说,需要有一定的市场分析能力或管理知识,而对相关行业的GIS应用或分析人员来说,需要有应用领域的专业知识。
2基于市场定位,设置灵活的课程体系
为了让学生能满足社会的需求,必须基于市场定位来调整培养目标,制定人才培养方案。具体思路可以概括为以下3点:①厚基础、宽口径、突出特色;②在课程设置上突出不同的市场定位,学生选修时加强择业引导;③加强学生实践能力的培养。
按照这个思路来制定人才培养方案,其中学科知识模块的构建与课程体系的设计是人才培养方案中重要的方面,应适应多样化人才培养规格的需要,使培养的人才不仅能适应企业对技术和经济的需要,熟练地解决本专业的技术问题,同时还要依据市场的变化和需要,较快地适应不同技术领域之间的转换。
在课程体系设置中,按照厚基础、宽口径的要求,加强计算机、英语等能力的培养,保证其课程和应用的不断线;专业课程以大专业为基础设置,同时体现不同市场定位的需要,设置模块化的专业方向,根据市场需求情况,进行动态实施,具体措施如下:
1)计算机技术是GIS专业的基础,特别是对于开发人员来说,计算机技术要求更高。因此,在课程设置中强调“三个一”(一个GIS平台、一个数据库平台、一门编程语言),要求每个学生能够精通一门编程语言,熟悉一个数据库平台,能基于一个GIS平台进行操作和二次开发。
2)设置模块化的专业方向,体现不同就业方向的需要。如设置一些高级计算机技术课程模块,如计算机图形学、网络编程、数字图像处理等课程,这主要是针对部分学生将来可能从事软件开发的需要而设置的;设置一些管理类课程,这主要是为了培养学生既懂地理信息数据处理又懂管理,将来成为GIS市场销售或管理人员而设置的;设置一些应用专业模块,如数学地质、沉积岩石学等课程,将我校的一些优势学科核心课程开设为GIS专业的应用专业选修课,注重整合资源、交叉融合,充分发挥优势学科的辐射作用,引导部分同学选修,将GIS作为工具,以后从事这个领域的行业分析与应用工作。
3)对学生进行择业、课程选择引导。学时是有限的,学生的精力和时间有限,学生的兴趣各异,在课程设置中将需要的、可能需要的分开,能够让学生有所为有所不为,分阶段量力而行。为了减少学生选课、就业的盲目性,学校、企业、学生三方协商,让学生能够利用寒暑假时间到企业参观、实习,了解企业,明确自己的职业倾向,有利于课程选择。另一方面学校积极鼓励学生到与本校建立友好关系的其他高校学习或实习,以便毕业后能在更大范围内寻找工作。超级秘书网
3将专业的发展与社会的发展相结合,全面提高学生素质
一个专业的人才培养方案制定好后,培养方案的具体实施具有一个较长的周期,而现代社会的发展在急剧加速,新的科学技术层出不穷。往往存在这样一种情况,即毕业的学生踏上社会时会沮丧的发现,在学校所学的一些技术已趋于过时,要胜任现在的工作必须重新学习新的技术。这个矛盾永远存在。要解决这个矛盾可以从以下2个方面人手:
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(一)现代信息技术可以拓展旅游市场,国际化功能由于信息技术在全球的运用,现代旅游业也成为一种自愿和自发的消费活动。根据市场经济的自然个性建立旅游信息系统,从而改善旅游市场并以此创造一个良好的信息环境,提高旅游业在个性市场经济的比重。旅游活动趋向于国际化发展,使国际资本流动,而这点也表示旅游业逐渐与世界相互依存,并呈现出一体化的无国界旅游状态。
(二)信息的关键是确保旅游业的可持续发展支撑力科学技术的发展,使得现代信息技术也得到大力发展并在多个领域得到使用,而这一发展为旅游业带来了新的机遇,在深度,广度和高度上旅游业取得了很大的进展。为了实现可持续发展的旅游业需要建立规范,高效,有序的旅游信息架构,而此架构能拥有发挥指导作用的信息。
二、加强旅游管理信息系统
旅游业的大力发展,需要我们加强管理旅游信息系统,逐步完善我们的旅游网络。通过信息技术的广泛使用将是营运部门,旅游公司,旅行社和游客之间建立密切的联系,通过此种联系实现自由选择出行计划。旅游信息系统,包括旅游预订系统,旅游动态线路信息网络,旅游管理系统,旅游系统。纵向可以建立咨询,预约,服务,管理,救援和其他火车旅行信息系统,横向可以突破地域的限制,在不同区域建立协作关系,形成全国一体化旅游信息网络系统。
(一)建立地理信息系统地理信息系统(GIS)这个软件是旅游管理系统更加完美,它是一个集多项功能于一体的综合计算机集成系统,具有强大的数据管理,检查,分析,判断,图形信息,属性信息的描述信息和各种咨询能力,地理空间信息进行存储,还可以进行分析和互动式的对话。输入操作模式后还可以为用户提供地图,文字,声音,图像于一体的综合性信息,并能够为用户提供决策支持。通建立地理信息系统给旅游管理信息系统的进一步开发建立了发展基础,并能够提供及时准确的统计图表和数据分析的结果,还可以制作一系列精美的专题地图,方便进行数据分析和决策支持。
(二)重视数据库建设全面,丰富,及时更新的数据库是实现信息共享是实现旅游管理信息化的关键。旅游管理信息的主要内容包括地图数据库和图形数据库,旅游交通图,地图,旅游企业,旅游景点(区)地图,旅游服务设施的地图,旅游景点(区)的数据库,旅游企业数据库,接收设施数据库,旅游资源的数据库,旅游产品数据库,数据库旅游市场的数据库,旅游研究和咨询公司数据库,旅游人才数据库,数据库等旅游教育。地图数据库可以用来制作各种专题地图,地理信息系统,通过分析,综合和叠加功能,可用于空间查询和规划。
(三)加强信息资源管理旅游管理信息系统的成功依赖于信息的准确性和及时性。旅游管理信息的及时性与具体变化很快,你需要国家或地方旅游主管部门及时沟通,定期收集,并通过通信和网络手段及时更新。信息质量控制是特别重要的,商务或旅游信息管理部门应检查信息控制的准确性,使信息达到准确、规范和共享。
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关键词:数字高程模型;能力培养;教学改革
中图分类号:TP3-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 16-0000-02
地理信息产业的发展日新月异,而地理信息技术的飞速发展与教学内容相对落后的矛盾也日益突出,只有不断根据地理信息学科发展的需要,及时的调整教学内容和方法,才能真正培养出地理信息领域需要的人才。
1 数字高程模型课程介绍
数字高程模型作为空间信息系统的一个重要的组成部分,被列为国家空间数据基础设施(NSDI)的框架数据。从20 世纪50 年代末期开始,就被应用于土木工程计算和监测地表的下沉、侵蚀、冰川作用等方面。到目前为止,已经广泛应用于地形表面三维显示、道路及园林景观设计、城乡规划管理、可视化分析、地形地貌分析、遥感影像解析和分类、地理信息系统集成分析、虚拟现实系统等领域[1]。此课程的主要目标是使学生掌握数字高程模型的基本概念,重点讲授基于DEM数据的几何模型建立方法和3S技术的集成应用,内容包括DEM 的数据格式转换及空间数据采集方法;数字高程模型的地形表面几何模型的建立方法;Delaunay三角网的构网算法;数字高程模型内插方法;DEM 的多尺度表达;DEM 内插等高线方法;数字地形分析等内容[2]。若要真正让学生理解核心内容并能学以致用,必须在教学过程中采用理论教学和工程实践能力培养相结合的方式,着重培养学生的专业软件应用和面向对象的编程开发能力。
2 数字高程模型课程现状与存在问题分析
2.1 教材更新效率较低
教材是教师授课和学生学习学科知识的重要工具之一,在教学工作中发挥着举足轻重的作用。高质量教材的编撰,需要领域内具有较高水平的专家学者协同完成,且需要一定的时间周期,因此教材的更新速度较慢,导致数字高程模型课程可用的教材较少,目前普遍应用的著作与教材基本上以武汉大学出版社出版,李志林、朱庆教授著作的《数字高程模型》和汤国安等著作的《数字高程模型及地学分析的原理与方法》为经典教材。前者以理论教学为主,缺乏实验内容;后者虽有一些实验内容,但是大多与研究性的课题项目有关,本科生不易掌握,因此在教学工作中要多渠道查找并学习与课程相关的资料,才能满足课程的知识容量,不仅增加了授课教师的教学准备任务,还不利于学生课下开展自主学习。
2.2 实践教学环节不足,能力培养与社会需求脱节
专业的设置不仅满足学术发展的需要,还要求能够服务于社会。在未来的就业方向上,地理信息系统专业毕业生大多数会从事软件应用、工程开发和软件销售,单位对人才需求最多的是资深开发人员,其次是程序员和项目经理,较强的编程开发能力是从事GIS行业的必要工具。而目前在校学生学习编程的目标绝大多数停留在通过计算机等级考试上,与工作实践中对编程的要求相差甚远,不能满足行业生产要求。这反映出目前高校对学生实践能力的培养还未能够提升到一定的层面上,理论教学依然占据主流。有如下原因导致不能实现对学生能力的充分培养:⑴有些学校计算机硬件落后,也不能很好地安装专业相关的应用软件,极大地制约了学生参与实验的机会;⑵有的学校课程设置不合理,某些应该先开或者并行开设的课程未能作出安排,使学生很难理解教材的内容;⑶学校与生产单位联系太少,学生不能接触到工程生产实践,对专业知识的应用方向和技术流程没有清晰的认识;⑷学生参与科研项目的机会很少,不能及时了解学科的发展现状。
2.3 考试方式单一,缺乏学习动力激发机制
考试不仅能够考查学生对课程内容和学习方法的掌握程度,而且还能反映教师的教学方法和效果是否良好。数字高程模型这门课程作为地理信息系统专业的重点课程一直采用传统的考试方法,主要考查学生对专业词汇的掌握、经典算法的理解,题型多以名词解释、简答题、论述题型为主[3]。学生通过刻苦的记忆就可以拿到很好的份数,无法反映学生对算法思想的理解和掌握程度,从而导致学生养成背诵课本内容通过考试的习惯,为了考试而学习,无法激发学生对技术探索的欲望。结果是学生得到了一个好的分数,但却不能胜任工作岗位的工程实践。
3 数字高程模型教学方法的改进
3.1 调整教材编写方法
数字高程模型教材内容由两大部分组成[4]。一类是实现DEM几何模型建立的关键技术体系,这部分内容具有理论成熟、较稳定、通用性强的特点。另一类是时效性强的内容或称为知识内容,具有明显的技术性、实践性、区域性和学科前沿性。基于上述教材内容的特点,本门课程教材建设可采用两种方式:一是核心内容部分由全国统一编撰,时效性强的部分由授课院校自编,前者相对稳定,更新速度可以稍慢些,后者时效性强,既能根据学生的学习状况进行调整,还可实现较快更新。这样既加快了教材的更新速度,又可以紧跟学术前沿,让学生及时了解最新的学科发展现状[5]。
3.2 加强教学实践环节,建立学习团队
要想加强实践教学力度,提高学生的实践技能,从根本上提高学生编程开发和软件应用的能力,可以从以下几个方面着手:⑴实验室要切实加强与教学内容配套的软硬件设施建设,涉及到数字高程模型应用的国内外常用软件要安装到位,使学生有足够的动手实践平台;⑵积极与行业内用人单位签订人才培养合作协议,使学生能够在课余时间参与社会工程实践,既能够为生产单位创造效益,又能够切实让学生掌握生产实践流程和技能;⑶积极发挥学校科研项目的作用,鼓励学生积极参老师们正在进行的科研项目,既能够培养科研能力,真正地掌握工程实践技能,又能够对学习数字高程模型起到极大地促进作用。数字高程模型的学习涉及到编程语言、测量学、地图学、计算机图形学等多个学科领域,仅仅依靠个人的努力很难实现工程实践,可以在学生中间建立学习团队,通过团队协作的方式分工探索,分享学习成果,能很好的提到学习效率和工程实践能力,还能够树立较好的学习风气,激发更多同学的学习热情。
3.3 建立合理的考试制度
考试虽然能够反映出学生的学习程度,学习成绩学也可以反映出学生的学习效果。但如果仅仅用单一的一次考试来衡量学生的学习水平,既不利于真实地反映出学生的学习效果,同时也助长了学生通过死记硬背、考前突击等方式为了应付考试而学习的风气 。可以灵活的设置成绩的划分,使学生的成绩由多个部分组成,只要能够真正理解需要掌握的知识,又能够具备一定的研究和应用能力,就应该取得比较好的分数,所以考题要尽量覆盖较广的知识范围,使学生重视学科的发展动态,积极探索思考 [3]。
4 结束语
在地理信息学科快速发展的同时,高质量行业人才的培养更是刻不容缓。作为培养人才的高校,要更多的对自身的教学方法进行改进和创新,通过对教学内容进行研究和改进,才能使人才的培养跟上学科发展的步伐。
参考文献:
[1]李志林,朱庆.数字高程模型(第二版)[M].武汉:武汉大学出版社,2000.
[2] 严勇.GIS专业《数字高程模型》课程教学研究[J].咸宁学院学报, 2012,(32),1.
[3]王仕民.浅谈中专《森林培育》课程教学改革[J].思茅师范高等专科学校学报,2008,(6).
[4]张茂松等.森林培育学课程教学改革探索与实践[J].四川农业大学学报,2004,(12).
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针对数字地学、智慧国土的前沿理论探讨,结合矿产资源精细化、智能化与可视化预测和地质灾害早期预警预告等应用实践,本刊记者专访了路来君教授。
2002年底倡议吉林大学设立数字地学专业
2002年底,在吉林大学庆祝地学专业设立五十周年活动期间,路教授就向时任吉林大学地球科学学院金巍院长提出倡议,设立数字地学专业;并接受院长的委托,起草提出数字地学专业可行性报告。2003年3月,在路教授的倡议和推进下,吉林大学地球科学学院在国内率先设立数字地学专业。
通俗地说,数字地学就是在数字地球科学研究背景下,将地球信息科学融为一体而形成的一门新兴的二级学科。其诞生是地学、数字地球科学、地球信息科学、计算机技术等多学科发展交叉融合的大势所趋,也是自然科学与技术发展的必然结果。属于地球系统科学的范畴。数字地学是传统地学发展到信息网络和大数据时代的历史见证,与传统地学存在相互依赖、相互促进、相互引领的关系,用数字化手段、数学模型研究地学,无疑为地学发展增加了亮点和活力,将引导和推动地学沿着信息化、智能化与可视化方向发展。
在数字地学领域,路教授有独到的学术见解和明智的选择。近些年主要从事数字地学理论与核心技术研究,主要研究目标有两项:一项是矿产资源精细化、智能化与可视化预测;另一项是地质灾害早期预警预告。目前,还在结合云计算、大数据时代的信息产业发展规律,从事新一代地理信息系统开发研究,研制开发云计算环境下的人机交互式地学G4I系统。这些选题与矿产资源智能勘探与认知、地质灾害预警预告关联紧密。
矿产资源是在漫长的地质历史时期由地质作用形成于地壳中的有用元素物质堆积,是人类赖以生存发展的天然资源,也是国民经济重要的物质基础。由于资源的不可再生性,地壳上的矿产资源随着开采量的不断提高而不断减少,矿产资源的供需形势日趋紧张。矿产资源勘察与预测越来越向地下深部发展。无论是煤、石油、天然气等能源矿产,还是金银铜铁锡等金属矿产,一般都深埋在地下。如何准确预测?构成世界性的地学难题。
频繁发生的地质灾害,诸如地震、海啸、森林火灾、山体滑坡、泥石流、塌方、洪涝等自然灾害,如何进行早期预警?更是世界性难题。
路教授目前开展的科研项目,主要是在上述两个领域开展地学空间变异性理论、方法与技术研究,特别是在高性能计算、云计算环境下,寻求地学空间分析中的理论突破与技术创新,为矿产资源预测和地质灾害早期预警研究提供新理论、新方法与新技术。
据介绍,现行地学空间信息技术中,实用性的地学软件工具多以二维、三维制图功能者居多,而以地下矿产资源评价和地表地质灾害早期预警为目标的地学软件工具并不多见,应用跨学科空间数据库集成为基础的空间分析软件是国际上普遍争相研发的热点。路教授根据他所提出的空间分析理论与技术集成,融合人工解释与机器学习互为一体的操作模式,通过云计算解决矿产资源预测与地质灾害预警难题。
数字地学理论的创新
2011年11月25日―27日,全国数学地质与地学信息学术会议在武汉中国地质大学召开。中国数学地质学界泰斗级人物、中国科学院院士赵鹏大教授与会做了题为 “数字地质新概念”学术报告。赵鹏大院士提及“刚才与路来君教授交流得知,数学地质专业已经开始招博士生了。”也就是说,数字地质科学这个新领域将有宽广的前途与发展。
路教授在数字地学的教学科研领域已辛勤耕耘近30个春秋。1977年全国恢复高考,他考取大学后没打算攻读地质专业,却阴差阳错地进了地球化学专业。但他偏爱数学与物理学,在大学本科期间学完了大学数学课程,以至后来攻读硕士、博士,所选专业均为数学地质学专业。
凭借扎实深厚的数学功底及数学地质学专业知识背景,路教授从“七五”到“十五”前后20年,与河北省地勘局合作,开展河北省各种比例尺的多金属矿产资源预测研究,并先后开发完成“河北省金矿资源总量预测项目”;“河北省二轮区划铜铅锌金银多金属矿产资源评价项目”;“河北省多元信息系统研制项目”等任务。“河北省矿产资源信息系统”、“河北省多元信息系统研制”等项目,通过中科院院士赵鹏大主持的评审,被评价为“达到国际先进水平,部分方法研究达到国际领先水平”。还陆续完成了“科技部多元信息系统研制项目”;辽宁省矿产资源信息系统MRIS研制项目;吉林大学地学G4I系统研制项目;基于地学化学数据处理图像分析技术等课题任务。
宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。正是4长达20年的合作项目与潜心研究,路教授将其所学的深厚理论与丰富的实践相结合,对地学空间分布与变异性形成新的认识,构建出系列数学模型和理论框架体系。地质空间分布具有复杂性、异构性、周期性及广延性,在同一空间范围内,地质的形成年代可能相差甚远。他认为,地理信息系统中的地理空间,应包括狭义地理空间与地质空间两个层次。学界对地质空间范畴内的地理信息系统(GIS)技术研究,尚处在探索阶段。路来君教授开发的地学G4I系统,是以地理学、地质学、地球化学、地球物理学(4G)等地学空间数据集成为基础,以地学空间信息先进理论为内核,面向矿产资源精细化预测目标而开发的地理信息系统(GIS)。为解决精细化预测问题,他在理论上创新性提出,将复杂地质空间划分为“同化空间、异化空间、杂化空间”三种类型,并形成“三化模型理论”。在此基础上,按地质空间类型,建立同化函数、异化函数、杂化函数三种变异函数,在函数具体形式研究中,建立了地学频谱分析理论。
理论与方法的创新,终于另辟蹊径为GIS的空间分析提供了一种数学解析方法,也为模块的研制提供了一种新的思路。路教授的理论体系和数学模型,已经被国际科技界、学术界广泛认可。他也因此多次应邀到美国纽约州立大学、阿拉斯加州立大学等高等学府进行学术交流与科研合作。
科技创新触类旁通
路教授兴趣广泛,触类旁通。作为数学地质专业博士,在交通视频监控与LED照明工程领域也居然也干出了大名堂。
1992年,路教授在沈阳东北大学做博士后,继而留校任教。辽宁省人事厅请他做博士后联合会会长,主要工作目标是带领一批博士,实施科技成果转化与应用开发,其中之一是大功率超高亮度LED亮化照明工程。在这项工程中,通过科技创新,研发出了超高亮度、可发出256种颜色的LED柔变组合灯。在一块集成电路板上嵌入56颗LED芯片,通过红绿蓝三基色频谱合成,产生出256种颜色,可以渐变或者突变,理论上可以产生无限种颜色。
科技创新,往往产生于奇思妙想。正是这种LED灯频谱合成技术,启发路教授产生出“思想火花”。路教授作为引进人才回到吉林大学,受LED柔变灯频谱合成的启发,他想到了地质空间中的地质实体各具有频谱特性,这些频谱特性应该充分反映地质体的数字特征,于是提出了地学频谱分析理论模型;同时由于地质体的三维属性,应在计算机上实现可视化,于是路教授根据地学频谱分析模型进而构建了三维空间色码理论及其实现技术。上述三个理论与技术构成其学术创新的三个亮点。
云计算助力数字地学科研与应用
矿产资源预测与地质灾害预警涉及到海量的地学空间数据处理,跨学科数据融合和多元成矿模式识别,处理分析过程十分浩繁,用人工计算不大可能实现。路教授说:“以前缺少高性能计算机,地学计算往往精度低,有些过程无法实现,现在有了高性能计算和云计算,做起项目来事半功倍,得心应手。”
以森林火灾早期预警为例。森林起火的原因是多方面的。但专业森林防火护林员都知道,森林火灾起因于地被可燃物及枯枝落叶形成的厚厚的腐植层,老百姓称之为“草炭”,正是这种“草炭”干燥和温度达到燃烧临界点后,稍有林火行为即可引发森林火灾。
传统的森林防火措施是依靠护林员登塔望报警,这种做法一直沿袭至今,古老而简单,难以做到科学早期预警,贻误救火时间。与信息时展脉搏极不协调。路教授1999年即提出,按森林的林形林相带分布点埋设自电传感器芯片,进行现场实时监测采集数据,再用扩频微波和有线传输网络,将现场采集的温度、湿度、风向三度数据信息传至指挥中心,模拟仿真林火行为,从而实现森林火灾早期预警。由于对地遥感观测、高性能计算与云计算技术的重大突破,上述林火行为仿真过程已成为可能。这不再是纸上谈兵,而是路教授已经完成了前期的研发工作并在局部地区进行了现场实验。路教授认为:“如果没有高性能计算机和云计算,靠人工处理数据是做不成的。”这项科技成果已经进入推广应用阶段。在东北、西北、华南、西南等人烟罕至的林区有重要的使用价值。
目前,路教授正在根据他所提出的地学空间三化模型理论、地学频谱分析理论与色码技术,构建海量地学数据解析方法并编制计算机程序语言,就云计算的接口服务等难题进行联合攻关。同时,将地质找矿专家的知识作为系统的有机部分,因为,机器代替不了地学专家的智慧,所以采用人机交互式实施系统的执行过程,即在功能模块设计中,将机器学习理论及知识处理作为系统的智能模块,与地质专家的人工操作形成一体式的操作模式,优化地质成矿模型与地质找矿模型的分析过程。同时将云计算技术与地理信息系统相融合,实现地学数据资源共享和快速运算。
路教授说:“地理信息系统下的全球动态异构空间信息协同标绘与空间知识服务项目研究中,地质空间下的矿产资源预测理论模型、空间数据库集成、机器学习及云计算技术等方面,有一道道难题,有待我们去攻关,去突破!”
数字地学产业正在形成 智慧国土与智能产业值得期待
结合智慧城市、智能产业的健康与可持续发展,路教授也有许多选题准备。在理论创新研究的同时,路教授率领课题组已先后研制成功了3种地理信息系统(GIS)软件,并研发成功基于4G地学空间数据库的地学G4I系统软件多用户版,并获得同行评审专家认可,被吉林省科技厅评定为国际先进水平科技成果。
关于“基于云计算技术与色码技术的地学G4I系统内核研究”项目,路教授做了概要的介绍。地学G4I系统是以4G(地质学、地理学、地球化学、地球物理学)空间数据库集成为基础,以矿产资源精细化预测为目标的地学信息系统,该系统具有我国自主知识产权,目前已经开发出多用户版。
4G地学技术是目前地学信息化的前沿技术。目前系统开发的难点在于其内核技术的突破,即地学空间分布与变异性问题,内容包括地学信息噪声滤波、弱信号异常放大、空间组合求异、空间图形图像数据转换与互操作、地学过程仿真等一系列关键技术。
系统的内核研究主要包括:1.嵌入式地学G4I系统的结构设计与优化设计;2.系统的数据处理技术突破,包括基于色码技术的理论计算,解决地质体的数字特征表达问题;基于小波技术的地学信息噪声滤波问题;非线性函数的空间定量组合求异计算与三维表达技术;空间变异性的组合异常信号放大技术;地球化学组合异常溯源技术;地质过程虚拟仿真技术;全部运行过程的云计算技术与接口。这些问题的解决将使地学G4I系统极大提高运行质量与效率。最终解决多尺度、多学科矿产资源精细化评价中的各种技术瓶颈问题,提高资源靶区预测命中率。
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2016年临海市中小学公开招聘新教师招聘岗位一览表
招聘岗位
招聘岗位数
学历要求
专业要求
备注
中学语文
10
全日制本科及以上
语文教育、汉语言文学、汉语言、对外汉语、汉语国际教育、汉语言文字学、中国古代文学、中国现当代文学、汉语言教育
师范类教育学、小学教育、初等教育等专业报考岗位以教师资格证学科为准;硕士研究生的教育学原理、课程教学论、学科教学、比较教育学等专业报考岗位以研究学科方向与本科所学专业结合为准。
中学数学
10
全日制本科及以上
数学教育、数学、数学与应用数学、数理基础科学、基础数学、信息与计算科学、计算数学、应用数学、概率论与数理统计
中学英语
6
全日制本科及以上
英语教育、英语、英语翻译、英语语言文学、应用英语
中学政治
1
全日制本科及以上
思想政治教育、政治学与行政学、国际政治、国际政治经济学、政治学经济学与哲学、哲学、政治学理论、政治经济学、理论
中学历史
2
全日制本科及以上
历史教育、历史学、世界历史、中国古代史、中国近现代史、史学理论与史学史
中学地理
2
全日制本科及以上
地理教育、地理科学、地理信息系统、地理信息科学、自然地理与资源环境
中学社会
3
全日制本科及以上
人文教育及中学政治、历史、地理招聘岗位所需专业
中学化学
1
全日制本科及以上
化学教育、化学、应用化学、化学生物学、有机化学、无机化学、分析化学、高级分子化学与物理、物理化学
中学生物
2
全日制本科及以上
生物、生物教育、生物技术、生物科学、生物工程、植物学、动物学、微生物学、生物化学与分子生物学、化学生物学、生物科学与生物技术
中学心理健康
2
全日制本科及以上
心理学、应用心理学、基础心理学、发展与教育心理学
中学科学
7
全日制本科及以上
科学教育、物理教育、物理学、应用物理、核物理、理论物理及中学化学、生物招聘岗位所需专业
小学科学
17
全日制大专及以上
职教旅游
1
全日制本科及以上
旅游管理与服务教育、旅游管理、酒店管理
职教电子商务
1
全日制本科及以上
电子商务、电子商务及法律
中小学体育
20
中学全日制本科及以上
体育教育、体育学、运动训练、社会体育、民族传统体育、武术与民族传统体育
小学全日制大专及以上
中小学音乐
20
中学全日制本科及以上
音乐教育、音乐学、音乐表演、作曲与作曲技术理论、艺术教育(音乐)、舞蹈表演、音乐与舞蹈学、舞蹈学、舞蹈编导、舞蹈教育
小学全日制大专及以上
中小学舞蹈
2
中学全日制本科及以上
舞蹈表演、音乐与舞蹈学、舞蹈学、舞蹈编导、舞蹈教育
小学全日制大专及以上
中小学美术
18
中学全日制本科及以上
美术教育、美术学、绘画、雕塑、中国画、书法学、摄影、艺术设计学、艺术设计、环境设计、环境艺术设计、视角传达设计、工艺美术、动画
小学全日制大专及以上
小学计算机
2
全日制大专及以上
教育技术学、现代教育技术、计算机科学与技术、软件工程、网络工程、数字媒体技术、计算机及应用、计算机应用技术、计算机软件与理论
小学语文
50
全日制大专及以上
语文教育、汉语言文学、汉语言、对外汉语、汉语国际教育、汉语言文字学、中国古代文学、中国现当代文学、汉语言教育
小学数学
45
全日制大专及以上
数学教育、数学、数学与应用数学、数理基础科学、基础数学、信息与计算科学、计算数学、应用数学、概率论与数理统计
小学英语
12
全日制大专及以上
英语教育、英语、英语翻译、英语语言文学、应用英语
特殊教育
1
全日制大专及以上
特殊教育、特殊教育学
学前教育
21
大专及以上
学前教育、学前教育学、幼儿教育、艺术教育(学前)、音乐与舞蹈学类
说明:1、中小学体育、音乐、舞蹈、美术岗位教育基础知识笔试统一考小学;2、小学科学与中学科学专业知识笔试试题相同。