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      地理信息科學(xué)進展

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      地理信息科學(xué)進展

      地理信息科學(xué)進展范文第1篇

      近年來,環(huán)境信息科學(xué)(EnvironmentalInformationS。iences,或EnvironmentalInformaties,或Enviromatics)作為一門新興的交叉學(xué)科得到了快速的發(fā)展,早期單一的工程方向“環(huán)境信息化”正在發(fā)展成為一門多學(xué)科理論交叉、多技術(shù)手段集成的新興學(xué)科領(lǐng)域〔。國際環(huán)境信息科學(xué)學(xué)會(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees,ISEIS)作為這一領(lǐng)域的學(xué)術(shù)組織,致力于發(fā)展信息技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,提供環(huán)境信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的多學(xué)科交叉,以促進環(huán)境信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域的國際交流。國內(nèi)在環(huán)境信息科學(xué)的一些主要論題包括環(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境遙感、環(huán)境模型、環(huán)境可視化、環(huán)境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀(jì)90年代以來,環(huán)境信息化發(fā)展迅速,特別是從上至下的各級政府主管部門環(huán)境信息系統(tǒng)的建設(shè)極大地推動了這一工作的進展,環(huán)境地理信息系統(tǒng)則已成為實現(xiàn)環(huán)境信息化的主要途徑。地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,正在從初期的信息管理、環(huán)境專題制圖發(fā)展到Gls與環(huán)境模型集成陳、3S技術(shù)集成的多媒體環(huán)境系統(tǒng)、基于Gls的環(huán)境污染擴散模擬基于GIS的環(huán)境治理決策支持系統(tǒng)等。遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,一些主要領(lǐng)域包括大氣污染遙感、水環(huán)境遙感、固體廢棄物遙感監(jiān)測、城市熱島效應(yīng)與熱環(huán)境監(jiān)測、植被遙感、景觀格局遙感監(jiān)測、海洋環(huán)境監(jiān)測等。環(huán)境建模與模擬一直是環(huán)境工程研究的重要內(nèi)容,一方面,各種數(shù)學(xué)模型、物理模型、統(tǒng)計模型在環(huán)境信息科學(xué)中得到大量應(yīng)用,另一方面,基于環(huán)境過程機理的計算機模擬模型、元胞自動機(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環(huán)境領(lǐng)域受到重視。數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)是從海量數(shù)據(jù)庫中挖掘和提取對決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規(guī)則的過程,筆者在1999年即面向環(huán)境信息化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展,試圖將二者結(jié)合,提出“環(huán)境數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)”并進行了初步研究??梢暬潜磉_(dá)和傳輸環(huán)境信息有效的形式,通過三維可視化、三維模擬實現(xiàn)環(huán)境現(xiàn)象、過程的真實感表達(dá),能夠更加逼真地傳輸環(huán)境信息。近年來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用中受到了研究人員的重視卿?!疤摂M地理環(huán)境”是虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下地球科學(xué)研究的創(chuàng)新平臺,依托這一平臺,能夠進行環(huán)境科學(xué)與工程相關(guān)的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程實踐、模擬決策等活動。針對環(huán)境信息技術(shù)集成應(yīng)用的趨勢,聶慶華提出了“數(shù)字環(huán)境”的概念,數(shù)字環(huán)境是環(huán)境信息化的過程和結(jié)果,是三維顯示的數(shù)字虛擬環(huán)境,包括環(huán)境信息數(shù)字化、環(huán)境信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)境分析模型化和環(huán)境空間決策的智能化、環(huán)境過程和管理可視化。盡管國內(nèi)目前在環(huán)境信息科學(xué)各個分支方向的研究非?;钴S,但缺乏整體性、系統(tǒng)性的認(rèn)識和探討。本文在分析環(huán)境信息科學(xué)研究進展的基礎(chǔ)上,基于環(huán)境信息流和信息分析處理構(gòu)建了環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu),并以煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測治理與管理為例,全面分析了環(huán)境信息科學(xué)理論、方法與技術(shù)的應(yīng)用,以期促進環(huán)境信息科學(xué)研究及其在構(gòu)建和諧社會、推進可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用。

      2環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及其在煤礦區(qū)的應(yīng)用

      2.1環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)盡管環(huán)境信息科學(xué)的概念提出已有近20年的時間,但從目前國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀來看,對于環(huán)境信息科學(xué)的概念、學(xué)科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環(huán)境信息科學(xué)研究計劃中界定的范疇也不盡相同。因此,從促進環(huán)境信息科學(xué)研究的視角出發(fā),首先需要對環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)進行界定。HuangGH等川提出的環(huán)境信息科學(xué)的構(gòu)成要素及相互之間的關(guān)系,這是當(dāng)前引用較多的環(huán)境信息科學(xué)體系結(jié)構(gòu)。,環(huán)境信息科學(xué)是多學(xué)科集成的領(lǐng)域。傳感器綜合技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使得大尺度地面采樣技術(shù)成為可能,處理不同特征、尺度和復(fù)雜性問題的模型綜合成為新的挑戰(zhàn),包括不同模擬、優(yōu)化、評價模型以及相關(guān)信息技術(shù)與平臺的合并,不同技術(shù)輸人與輸出之間的聯(lián)接,社會經(jīng)濟因子的量化,以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎(chǔ)上,HuangGH等提出基于環(huán)境信息科學(xué)研究的環(huán)境決策支持系統(tǒng)計算機系統(tǒng),USGS的研究報告’)中,將環(huán)境信息科學(xué)定義為:環(huán)境信息科學(xué)是為加強對不同復(fù)雜程度的環(huán)境現(xiàn)象的理解,并提出新的認(rèn)識的,集成物理、生物學(xué)、計算機和信息科學(xué)的多學(xué)科方法的研發(fā)、試驗和應(yīng)用的學(xué)科。不同定義都強調(diào)環(huán)境信息科學(xué)的多學(xué)科交叉、以信息技術(shù)為支持、解決復(fù)雜環(huán)境問題的特點。Huang等川的觀點顯然更強調(diào)以遙感、地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的空間信息技術(shù)與環(huán)境科學(xué)和工程的交叉,而USGS的定義則重點強調(diào)了現(xiàn)代計算技術(shù)、人工智能等在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是USGS在其未來環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中重點強調(diào)了計算智能等技術(shù)的應(yīng)用?;谝陨嫌^點以及國內(nèi)外研究的進展,結(jié)合我們的研究實踐與認(rèn)識,以環(huán)境信息流和環(huán)境信息處理分析為主線,可以構(gòu)建環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)環(huán)境信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)來源于面向環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域需求的多學(xué)科理論交叉,技術(shù)支持在于面向環(huán)境信息流的多技術(shù)手段集成,最終通過不同學(xué)科領(lǐng)域方法模型的綜合,實現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與工程各個階段、各個過程的目標(biāo)和任務(wù)。因此,需要從多學(xué)科理論交叉與多技術(shù)手段集成的角度推進環(huán)境信息科學(xué)研究。

      2.2環(huán)境信息科學(xué)在煤礦區(qū)綜合應(yīng)用的研究從一定意義上來講,環(huán)境信息科學(xué)并不是一門獨立存在的新興學(xué)科,而是諸多學(xué)科的交叉和集成。不同學(xué)科在研究過程中,特別是遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、資源環(huán)境規(guī)劃與城鄉(xiāng)管理、環(huán)境影響評價、信息科學(xué)、計算機技術(shù)等領(lǐng)域都從不同的角度開展著與環(huán)境信息科學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容,這些學(xué)科的研究成果是促進環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。換言之,以前進行的研究工作往往是從環(huán)境信息科學(xué)的開展的相關(guān)論題研究,其重點還在于不同學(xué)科方向,但已經(jīng)構(gòu)成了環(huán)境信息科學(xué)研究的基礎(chǔ)層。為了促進環(huán)境信息科學(xué)的研究,需要改變從外部到內(nèi)部的“包圍型”研究模式,努力推進從核心到的“拓展型”發(fā)展模式,即從環(huán)境信息流出發(fā),組織和集成相關(guān)學(xué)科的研究,特別是在不同學(xué)科交叉鏈接的關(guān)鍵論題上開展深入研究,以便形成適應(yīng)環(huán)境信息科學(xué)體系與研究需求的理論方法體系和應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。煤礦區(qū)作為1種以資源開采為驅(qū)動力發(fā)展起來的特殊地理區(qū)域,由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區(qū))破壞上覆巖層原始應(yīng)力狀態(tài),導(dǎo)致地下水流失、地面塌陷,進而引發(fā)土壤污染、水土流失,礦山排研形成的研石山壓占大量土地,堆積物導(dǎo)致嚴(yán)重大氣污染和土壤損害,甚至引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。因此,煤炭區(qū)是1種典型的由于礦山開采導(dǎo)致的景觀破壞、環(huán)境污染、生態(tài)退化的復(fù)雜區(qū)域,煤礦區(qū)的環(huán)境問題具有明顯的復(fù)雜性。目前,對于煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發(fā)研究開采沉陷與地表變形預(yù)計、監(jiān)測與治理;(2)從煤礦區(qū)土地資源管理角度出發(fā)研究煤礦區(qū)土地利用/覆蓋變化與生態(tài)響應(yīng);(3)從煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境角度出發(fā)研究礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防,(4)從煤礦區(qū)水資源環(huán)境角度出發(fā)研究礦井水害、水污染與水資源調(diào)控;(5)從景觀格局生態(tài)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)景觀格局;(6)從地理環(huán)境演變角度出發(fā)研究煤礦區(qū)地理環(huán)境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應(yīng)用角度出發(fā)研究礦區(qū)資源環(huán)境遙感與信息系統(tǒng);(8)從大氣污染角度出發(fā)研究煤礦區(qū)大氣污染評價與控制;(9)從經(jīng)濟學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境經(jīng)濟評價;(10)從管理學(xué)與可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理與可持續(xù)發(fā)展決策;等等。對以上不同視角的研究進行綜合分析,可以看出多主題、多要素的時空環(huán)境信息是其中的關(guān)鍵,任何視角的研究都需要充分的信息和數(shù)據(jù)的支持、需要環(huán)境信息和背景信息的集成、需要計算機信息系統(tǒng)和分析工具的支持、需要環(huán)境知識和其它領(lǐng)域知識的交叉和集成。因此,從環(huán)境信息科學(xué)的角度出發(fā),可以集成現(xiàn)有的研究工作,充分應(yīng)用相關(guān)學(xué)科已有研究成果,通過成果整合與集成,在推進環(huán)境信息科學(xué)研究的同時,也進一步推動相關(guān)領(lǐng)域的研究。實現(xiàn)整合的關(guān)鍵在于不同研究視角之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統(tǒng)相互作用。按照該研究框架,煤礦區(qū)環(huán)境信息科學(xué)的重點在于多學(xué)科研究的交叉點,主要包括:(l)基于采礦環(huán)境影響機理的模型建立、參數(shù)獲取;(2)各種環(huán)境模型的建立、參數(shù)提取與模型驗證(面向環(huán)境系統(tǒng)分析的環(huán)境評價、污染擴散、環(huán)境演變模型和面向環(huán)境管理決策的規(guī)劃模型、優(yōu)化配置、動態(tài)演變模型以及環(huán)境保護治理與生態(tài)重建方案設(shè)計);(3)面向環(huán)境監(jiān)測的遙感信息源選擇與圖像處理、環(huán)境信息提取與分析,以及組織、集成與管理多種環(huán)境相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建立;(4)環(huán)境信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)平臺下的模型解算與解釋、分析結(jié)果可視化與應(yīng)用;(5)集成信息、模型、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)、知識的環(huán)境決策支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng))構(gòu)建。(6)資源一環(huán)境一人類一計算機系統(tǒng)中的信息流與信息應(yīng)用。

      地理信息科學(xué)進展范文第2篇

      關(guān)鍵詞:GIS;水文學(xué);水資源管理

      中圖分類號:P407 文獻標(biāo)識碼:A

      地理信息系統(tǒng),簡稱GIS,是一種結(jié)合了地球科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)3種混合交叉的綜合學(xué)科,主要應(yīng)用信息科學(xué)和管理的計算機技術(shù)。地理信息系統(tǒng)能夠搜集、存檔、分析和提檔各種信息。GIS既能整合屬性數(shù)據(jù),還可以整合空間數(shù)據(jù),建立起地理的空間模型,再把模型存儲入計算機,日后能夠及時、方便的查詢到有用的地理信息,方便描述、模擬和預(yù)測。

      1 地理信息系統(tǒng)的簡介和發(fā)展歷程

      地理信息系統(tǒng),英文簡稱GIS,從20世紀(jì)60年代出現(xiàn),歷經(jīng)了數(shù)十載,已經(jīng)發(fā)展成一門新興地理科學(xué)。GIS能夠綜合考慮地域因素、地理分析、前景動態(tài),做出主觀判斷,因此,常稱GIS為地理學(xué)科的第3種語言。地理信息系統(tǒng)擁有信息收集、存儲、分析、對比、解釋和輸出等功能。由于這種系統(tǒng)的特點鮮明,所以在世界范圍內(nèi)應(yīng)用的很廣泛,發(fā)展十分迅速。現(xiàn)在,就我國來說,地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用在城市建設(shè)、國土規(guī)劃、森林監(jiān)察、農(nóng)作物管理和水土資源管理等方面。

      地理信息系統(tǒng)以計算機技術(shù)和傳感技術(shù)為基礎(chǔ),以建立空間信息模型為表現(xiàn)形式,對整個地域的地理信息進行全方位的掌控。地理信息系統(tǒng)會分析數(shù)據(jù)、分析結(jié)果,及時更新數(shù)據(jù)庫里的信息,同時應(yīng)用傳感技術(shù)對特殊的影像進行高精度的測量,又構(gòu)建模擬的數(shù)學(xué)模型。地理信息系統(tǒng)會編碼每個點的坐標(biāo),形成先定位,后定性的搜索模式。地理信息系統(tǒng)還能進行多層次的數(shù)據(jù)分析,結(jié)合傳感器的反饋數(shù)據(jù),自動制圖。能夠處理空間數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)區(qū)別的標(biāo)志,也是地理信息系統(tǒng)的技術(shù)要點。

      2 GIS在水文學(xué)及水資源管理中的應(yīng)用

      2.1 GIS在水文模擬中的應(yīng)用

      許多水文學(xué)的案例都具有三維空間特點,所以水文模擬一般采用三維空間分配模型。GIS在水文模擬中的應(yīng)用,主要指的是獲得、顯示和操作與分配模型有關(guān)的空間數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果,進而細(xì)化水文模型,得到水文學(xué)的實質(zhì),深入了解水文學(xué)。GIS其實由2個單獨的實體構(gòu)成,只有把2者結(jié)合才能得到科學(xué)的地理數(shù)據(jù),所以通過加強2個實體間的結(jié)合來改造水文模擬。最新的方法是把統(tǒng)計分析技術(shù)和數(shù)學(xué)方法結(jié)合,在水文模擬中取得了不錯成就,例如洪水預(yù)測、水污染預(yù)估和水文分析等。

      2.2 GIS在水文數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用

      水文數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,GIS的使用,使水文數(shù)據(jù)的管理變得輕松。一般水文數(shù)據(jù)的管理包含地理數(shù)據(jù)的管理、矢量和標(biāo)量數(shù)據(jù)的管理、傳感數(shù)據(jù)的管理和水文模擬數(shù)據(jù)的管理等。

      在我國,GIS主要用于管理水質(zhì)數(shù)據(jù)、供水?dāng)?shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)等。因為水質(zhì)部門對水質(zhì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求高,所以GIS在水質(zhì)部門的應(yīng)用力度在逐年攀升。由于目前GIS技術(shù)的發(fā)展,水文工作者可以進行深層次的研究,結(jié)合現(xiàn)代的制圖軟件和自動制圖工具,GIS的利用率已經(jīng)很高。GIS不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理和分析的能見性,還把傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理層次提高了。

      2.3 GIS在水資源和環(huán)境管理中的應(yīng)用

      全球變暖等氣候問題和環(huán)境保護問題一直是世界范圍內(nèi)的熱點問題,其中水資源和環(huán)境管理是其一部分內(nèi)容。GIS在水資源和環(huán)境管理中的主要作用引導(dǎo)決策者做出最科學(xué)的判斷、對水資源管理制定目標(biāo)、進行規(guī)劃和透明化技術(shù)等。

      由于GIS在水資源管理中是靈活性較大的技術(shù),所以它可以打破傳統(tǒng)管理中的束縛。外國在這方面提前做出表率,已經(jīng)在GIS的基礎(chǔ)上建立了各種不同尺度的計劃,有的國家已經(jīng)應(yīng)用GIS對水資源管理系統(tǒng)做出模擬預(yù)判,有很好的發(fā)展前景,為以后國家水資源的管理政策的制定提供了合理的方向。GIS同樣廣泛地應(yīng)用于區(qū)域水資源和環(huán)境管理中。例如,英國利用沿岸植物品種數(shù)據(jù)的多變量生態(tài)分析來識別英國河流的環(huán)境優(yōu)化程度,將GIS綜合到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中,把可視化、擴散模擬和地域分析結(jié)合起來產(chǎn)生實際的或模擬的環(huán)境優(yōu)化程度,求得由植物品種信息得出的與環(huán)境優(yōu)化程度密切相關(guān)的成果。

      我國從20世紀(jì)90年代就建成了國家級的地理信息系統(tǒng),在全國水資源規(guī)劃管理中同樣有著舉足輕重的作用。例如,南水北調(diào)工程在計劃之初就做好了各種模擬和預(yù)判。在國內(nèi),上海市環(huán)境管理部門于20世紀(jì)80年代末開始GIS的應(yīng)用研究,并建立了黃浦江流域水環(huán)境地理信息系統(tǒng),系統(tǒng)具有動態(tài)監(jiān)測顯示、水污染過程模擬及取水口水環(huán)境管理功能,并可對水質(zhì)進行快速的預(yù)測分析。

      3 結(jié)語

      由于21世紀(jì)是信息化的時代,計算機的應(yīng)用可以對信息做出快速和準(zhǔn)確的預(yù)判。GIS擁有很強的數(shù)據(jù)管理和分析能力,可以為水文學(xué)和水資源管理做出很大貢獻。水資源管理會涉及到許多方面,在對水資源進行管理時,需要應(yīng)用合理的系統(tǒng),再結(jié)合科學(xué)的方法和計算機技術(shù)來進行管理。GIS正在朝著人工智能的方向發(fā)展,水資源管理者的任務(wù)正在減輕,所以,只有建立起完善的水資源管理系統(tǒng),才能對水資源進行現(xiàn)代化的管理。

      參考文獻

      [1] 魏文秋,于建營.地理信息系統(tǒng)在水文學(xué)和水資源管理中的應(yīng)用[J].水科學(xué)進展.1997,8(3).

      [2] 李相明.遙感和地理信息系統(tǒng)在水資源管理中的作用[J].棗莊師專學(xué)報.2001,18(2).

      地理信息科學(xué)進展范文第3篇

      關(guān)鍵詞:Web-GIS;北海老街;虛擬旅游

      1 概述

      隨著旅游行業(yè)的高速發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”的興起,虛擬旅游的研究已經(jīng)逐漸成為熱點。GIS (地理信息系統(tǒng))是一門綜合性學(xué)科,結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機科學(xué),已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域,Web-GIS(網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng))是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。

      北海老街(珠海路)是北海市歷史文化名城的核心開發(fā)街區(qū),對北海的旅游產(chǎn)業(yè)起著支撐作用。珠海路歷史悠久,商業(yè)傳統(tǒng)優(yōu)良,是北海歷史和風(fēng)俗及市民生活的濃縮地帶。旅游產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大,經(jīng)濟效益日益突出,然而一些問題也日益凸顯,對外宣傳力度不夠,不能及時的旅游信息和進行旅游咨詢活動,市場潛力未得到充分開發(fā)。應(yīng)用Web-GIS等技術(shù)實時旅游信息、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,使游客能夠直接通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問,實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢,對促進北海老街的旅游發(fā)展具有非常重要的意義。

      2 Web-GIS概述

      網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(Web Geographic Information System,Web-GIS),是指基于Internet平臺,運用在Internet上的地理信息系統(tǒng),包括Web-GIS瀏覽器、Web-GIS服務(wù)器、Web-GIS編輯器、Web-GIS信息四個部分,是地理信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。Web-GIS與傳統(tǒng)GIS相比具有如下優(yōu)勢:全球化服務(wù)應(yīng)用、分布式動態(tài)系統(tǒng),良好的可擴展性、良好的兼容性等。

      Web-GIS主要具有如下幾個功能:

      (1)在全球范圍內(nèi)通過多種手段獲取地理信息,把已存在的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 Web-GIS 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)共享和傳輸效率;

      (2)不同地區(qū)的客戶端利用瀏覽器的交互能力,實現(xiàn)圖形及屬性數(shù)據(jù)的查詢檢索;

      (3)實時完成在服務(wù)器端為瀏覽器端提供模型參數(shù)的分析與計算,并即時將計算結(jié)果以圖形或文字等方式返回至瀏覽器端;

      (4)將Internet上空間分布的信息進行組織管理,為客戶端提供基于空間分布的多種信息服務(wù),提高資源利用。

      計算機軟硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,地理空間信息科學(xué)的飛速發(fā)展以及人們對信息需求的不斷增加,這些都給Web-GIS的開發(fā)和應(yīng)用提供了非常廣泛的空間:如與多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合,基于移動端Web-GIS的研發(fā),基于網(wǎng)格計算的Web-GIS系統(tǒng)模式等。Web-GIS將為電子商務(wù)、電子政務(wù)等多種信息化建設(shè)提供巨大的技術(shù)支持平臺。

      3 虛擬旅游系統(tǒng)的功能設(shè)計

      依據(jù)北海老街旅游的基本情況,將系統(tǒng)功能分為三大模塊:空間數(shù)據(jù)管理模塊,系統(tǒng)查詢模塊,系統(tǒng)維護模塊。

      3.1 空間數(shù)據(jù)管理模塊

      該模塊對空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行分析,需要具備動態(tài)管理功能,能夠及時根據(jù)北海老街基礎(chǔ)設(shè)施更新、景點內(nèi)部擴建和改建動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫信息。(1)圖形顯示模塊:完成圖形的大小縮放、顯示全圖等基本圖形處理功能。(2)空間分析模塊:使用Web-GIS便捷的空間分析能力可以在地圖上簡單的實現(xiàn)半徑查找,如通過Web-GIS分類查找老街景點情況,以及商店、飯店等功能性設(shè)施。(3)多媒體顯示模塊:借助多媒體,實現(xiàn)路線漫游跟蹤和快速顯示,并可以對各主要景點進行多媒體演示,通過圖像、視頻、音頻等多媒體信息全面介紹老街的最新旅游風(fēng)貌。(4)虛擬三維顯示模塊:虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)利用計算機生成模擬環(huán)境,給用戶提供現(xiàn)場多感覺通道,根據(jù)不同的使用需求,探尋一種最佳的人機交互方式,使游客通過特殊交互設(shè)備身臨其境,實現(xiàn)虛擬旅游,獲得身臨其境的感受。

      3.2 系統(tǒng)查詢模塊

      該模塊為用戶提供多種查詢功能,按照查詢對象類型的不同,分為以下幾個部分:(1)景區(qū)地理信息查詢:查詢從北海主要地標(biāo)(如:北海站、福成機場、南珠汽車站、銀灘、北部灣廣場等)到達(dá)景區(qū)的路線。(2)景區(qū)景點分布查詢:用戶可以根據(jù)需要查詢各類景點的位置,如基督教堂,博物館等。(3)功能性查詢:查詢餐飲娛樂信息,并完成餐飲住宿的在線預(yù)訂。

      3.3 系統(tǒng)維護模塊

      實現(xiàn)快捷方便的系統(tǒng)維護和數(shù)據(jù)升級,提供可靠的旅游信息供用戶準(zhǔn)確的下載,為游客和旅游管理人員提供有力的信息支持。

      4 Web-GIS的構(gòu)造模型

      本系統(tǒng)采用當(dāng)前主流的瀏覽器服務(wù)器(B/S)模式,該模型為三層結(jié)構(gòu)體系:數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器和客戶端。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器被區(qū)分開來,客戶端采用通用的Web瀏覽器。相對于傳統(tǒng)的兩層結(jié)構(gòu),客戶端在該模式下可以使用通用的瀏覽器,支持多種操作系統(tǒng),具有操作簡單、使用和開發(fā)成本低等特點。另一方面,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器的分離,大大降低了服務(wù)器的負(fù)載。

      用戶通過Web瀏覽器向Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器發(fā)出請求, Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器接收到請求后從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù), Web-GIS應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)用戶請求,或直接在服務(wù)器端處理數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)送到客戶端,或者將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端由客戶端自行處理。瀏覽器服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)如圖1所示:

      5 結(jié)束語

      北海作為國內(nèi)著名的沿海旅游城市,擁有獨特的自然和人文景觀,由于北海市旅游信息的封閉性,阻礙了北海旅游業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過多次的實地調(diào)查和數(shù)據(jù)采集,我們開發(fā)設(shè)計了北海老街虛擬旅游信息系統(tǒng),旨在探索一種全新的旅游模式。

      本系統(tǒng)的特點主要體現(xiàn)在,使用Web-GIS技術(shù),采用瀏覽器服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)瀏覽、查詢、縮放、測量等功能,客戶端采用通用web瀏覽器訪問系統(tǒng)資源,操作性大大提高,同時降低了服務(wù)器的負(fù)載。

      參考文獻

      [1]賀媛媛,張穎.Web GIS 的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2008.

      [2]閆麗潔,秦奮,余明泉. 基于WebGIS的旅游信息系統(tǒng)的設(shè)[J]. 聊城大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2006.

      [3]黃國倩.北海老街(珠海路) 調(diào)查研究[J].老區(qū)建設(shè),2012.

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      [5]舒永剛. WebGIS旅游信息搜索功能研究及應(yīng)用[D].浙江工商大學(xué),2012.

      地理信息科學(xué)進展范文第4篇

      關(guān)鍵詞 地球信息科學(xué);全球環(huán)境變化;系統(tǒng)研究方法

       

      1 引言

      全球環(huán)境變化是當(dāng)今環(huán)境研究的熱點,也是地球信息科學(xué)的應(yīng)用問題之一。土地利用變化通過與氣候、生態(tài)系統(tǒng)過程、生物地球化學(xué)循環(huán)、生物多樣性和人類活動的相互作用來影響全球變化,它是全球環(huán)境變化的主要驅(qū)動力之一,也是全球變化研究的中心內(nèi)容。在全球尺度,土地覆蓋變化是土地利用變化長期積累的結(jié)果。因為這些變化影響氣候、土壤、植被、水資源和生物多樣性等人類賴以生存的主要自然資源,所以它們在陸地生態(tài)系統(tǒng)中與可持續(xù)發(fā)展問題密切相關(guān)。

      為了分析土地利用變化過程、景觀空間異質(zhì)性動態(tài)、人類對土地覆蓋變化的反應(yīng),我們至少需要以下兩個方面的數(shù)據(jù):①過去各個歷史時期的景觀綜合圖和其它土地覆蓋的間接證據(jù);②反映近期土地變化的遙感數(shù)據(jù)。

      為了整理來源于遙感和景觀綜合圖等的有關(guān)信息,并在一個公用的空間框架中為地理、文化、政治、環(huán)境和統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供輸入、儲存、處理、分析和顯示能力,我們需要地理信息系統(tǒng)。

      為了預(yù)測地球系統(tǒng)的變化趨勢,數(shù)學(xué)模型是必不可少的。土地利用變化的數(shù)學(xué)模型包括基于變化格局外推的診斷模型和基于土地利用變化過程的動態(tài)集成模型?,F(xiàn)有的數(shù)學(xué)模型綜合了景觀變量和變化的近因,可以進行短中期預(yù)測。

      全球變化的長期預(yù)測需要分析土地覆蓋變化在不同地理和歷史背景下的主要人文驅(qū)動因素,分析氣候變化和全球生物地球化學(xué)因素對土地利用和土地覆蓋的影響。這些分析需要綜合土地利用動態(tài)的案例研究,通過運用地學(xué)信息圖譜對這些大量典型案例研究的對比分析,在區(qū)域尺度得出土地利用變化的一般結(jié)論。為了使這些研究從區(qū)域尺度上升到全球尺度,我們必須進一步分析空間異質(zhì)性、技術(shù)創(chuàng)新、政策變化和城鄉(xiāng)動態(tài)等問題[1]。

      在全球環(huán)境變化方面我國已有很多研究成果[2~4],同時也已產(chǎn)生了許多研究方法。例如,葉篤正等提出了全球變化的預(yù)研究方法[5];張新時等改進了 holdridge 模型,并據(jù)此研究了氣候變化對中國森林植被的可能影響[6];李克讓等開發(fā)了氣候—森林響應(yīng)動力學(xué)模型[7]。本文主要從地球信息科學(xué)的角度,討論我們對全球環(huán)境變化系統(tǒng)研究方法的一些認(rèn)識。

      2 數(shù)據(jù)獲取

      第一手?jǐn)?shù)據(jù)對全球環(huán)境變化研究是非常重要的,如果第一手?jǐn)?shù)據(jù)有問題,那么下面的所有分析和預(yù)測都將是建立在沙灘上的空中樓閣[8]。早在 1960 年代初,作者之一(陳述彭)利用海南島航空像片對包括坡度、土地利用、植被、土壤、坡向、地貌和地質(zhì)多要素解譯及地面實況進行了三級比例尺驗證。在航空像片綜合利用與農(nóng)業(yè)綜合制圖的實驗中,主張以地理的綜合方法作為解決熱帶航空像片分析與農(nóng)業(yè)制圖的基本途徑,即:按照地面控制考察與航空像片分析相結(jié)合的原則,從研究區(qū)域自然綜合體的自然歷史過程著手,摸清各種自然要素之間相互依存、相互制約的關(guān)系,綜合利用航空像片,相互闡明,彼此印證。根據(jù)像片判讀和量測的可能性,試制了大北部試點地區(qū)的 6 種基本自然條件與土地資源圖:微地貌結(jié)構(gòu)圖、坡度組合圖、植被圖、土地利用圖、土壤土質(zhì)圖和農(nóng)用地形圖[9]。

      1978~1980 年間,中國科學(xué)院組織全國 80 多個單位,在云南騰沖地區(qū)首次進行了大規(guī)模的綜合航空遙感試驗。這次遙感試驗分為 33 個專題進行,包括地質(zhì)、農(nóng)林、水資源、測繪制圖等各個專業(yè)的解釋制圖工作,以及各種遙感儀器檢驗和波譜測試工作。在土地管理方面,根據(jù)地物波譜特性和遙感圖像的亮度系數(shù),對土壤進行聚類。通過彩色紅外片的色散分析,鑒別主要森林樹種,利用遙感圖像解譯立地因子,回歸估算森林材積量和評價宜林地。利用彩色紅外像片,從圖像上直接解譯 20 多種土地利用類型和土壤特性,確定植被覆蓋率、森林和各類植被的覆蓋面積,劃分植被類型,確定森林植被的郁閉度、分層和高度等數(shù)量指標(biāo),分析生態(tài)環(huán)境條件并分出優(yōu)勢樹種。在這次試驗過程中,通過地面實況觀察和航空像片解譯,編制了試驗區(qū)的自然景觀圖;結(jié)合應(yīng)用土壤、植被、水分等參數(shù),通過航測地形圖的數(shù)據(jù)量測,建立了騰沖地區(qū)數(shù)字地形模型[10]。

      1981 年,在渡口—二灘開展的第二步試驗中,以航空遙感資料為基礎(chǔ),從土地覆蓋和環(huán)境污染著手,試驗多源的數(shù)據(jù)采集與空間配準(zhǔn)的方法,探索了信息專題化和數(shù)字化的技術(shù)途徑[11]。其試驗內(nèi)容包括:①彩色紅外正射影像地圖的編制;②土地覆蓋圖的編碼;③社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)的

      1970 年代末以來,遙感技術(shù)在我國得到了較廣泛的應(yīng)用,例如:大地構(gòu)造學(xué)理論與板塊學(xué)說的驗證,水、氣動力學(xué)現(xiàn)象與自然歷史軌跡的分析和生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測與環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用[12],陜北黃土高原地區(qū)遙感應(yīng)用研究[13],資源環(huán)境動態(tài)遙感與模型分析試驗研究[14],三北防護林遙感綜合調(diào)查研究[15],城市遙感[16]和中國資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動態(tài)研究[17]。

      遙感圖像和數(shù)據(jù)是現(xiàn)代地理信息的重要來源之一[18]。遙感圖像是一種綜合性的地理信息源(包括各種地理要素),同時,又是一種空間信息,為地理現(xiàn)象的空間分布提供了定位、定量的數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)比地圖更進一步強化了地理綜合體的形象和概念,它提供了具有全息性質(zhì)的交織在一起的可見景觀實體影像。人地關(guān)系錯綜復(fù)雜,難解難分,通過其中相互依存、相互制約的關(guān)系,人們可能由此及彼、由表及里,超越直接的形象,借助于間接的標(biāo)志,從中獲取極其豐富的二次信息。因此,遙感是一種運用物理手段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)規(guī)律相結(jié)合的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。在 20 世紀(jì)和 21 世紀(jì)之交的今天,遙感技術(shù)不再是孤立的系統(tǒng),已達(dá)到了與全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的水平,可以為全球環(huán)境變化研究提供多維和動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

      3 地理信息系統(tǒng)

      地理信息系統(tǒng)的發(fā)展可劃分為 4 個相互重疊的階段[19]:1950 年代到 1970 年代中期是地理信息系統(tǒng)的開拓階段,1970 年代中期到 1980 年代初期是政府資助研究和正式試驗階段,1980 年代初期到 1980 年代后期是地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化階段,自 1980 年代后期以來地理信息系統(tǒng)進入工作臺站網(wǎng)絡(luò)化和多媒體階段。我國自 1960 年代初期躋身于地理信息系統(tǒng)的探索、試驗和發(fā)展以來,在研究方面基本上保持著與國際同步發(fā)展的水平[20]。

      從歷史發(fā)展來說,地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖[21]。地圖和地理信息系統(tǒng)都是地理學(xué)的信息載體。其所以稱為地理信息系統(tǒng),是因為它的特定性質(zhì)屬于空間型,以區(qū)別于其它統(tǒng)計型的信息系統(tǒng)。它的主要特點是,每個數(shù)據(jù)項都按地理坐標(biāo)來編碼,即首先是定位,然后是各種定性、定量屬性。以這些定位數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)而發(fā)展起來,具備愈來愈完善的分析功能的信息系統(tǒng),則統(tǒng)稱為地理信息系統(tǒng)[22]。它的基本構(gòu)成包括三部分,①地理基礎(chǔ):按經(jīng)緯度、地形圖格網(wǎng)或行政區(qū)劃、流域等來建立格網(wǎng)的或多邊形的地理坐標(biāo);②標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化:將統(tǒng)計數(shù)據(jù)、地圖或影像加以規(guī)格化和數(shù)字化,以適應(yīng)計算機輸入和輸出,以便于人文與自然要素之間的對比與相關(guān)分析;③多維結(jié)構(gòu):實現(xiàn)三維的空間信息結(jié)構(gòu)并按時間序列延續(xù),從而具備信息存儲、更新和轉(zhuǎn)換的能力[23]。地理信息系統(tǒng)是具有多層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、多功能綜合分析能力的空間型信息系統(tǒng),可把全球或地球的大量自然因子和人文要素的屬性,按照地理位置建成關(guān)系數(shù)據(jù)庫,再加上遙感衛(wèi)星的周期性大范圍掃描數(shù)據(jù)以及結(jié)合經(jīng)濟統(tǒng)計的實時傳輸,使數(shù)據(jù)保持在經(jīng)常的更新狀態(tài)之中。因此,我們可以根據(jù)地理系統(tǒng)建立空間分析模型,對全球環(huán)境變化進行動態(tài)模擬和預(yù)測[24]。

      4 數(shù)學(xué)模型

      建立新一代空間動態(tài)模型是全球變化研究面臨的主要挑戰(zhàn)[1],而總結(jié)和評價現(xiàn)存的有關(guān)模型是新一代模型必不可少的基礎(chǔ)。為此,我們自 1998 年 7 月開始進行數(shù)學(xué)模型文檔庫建設(shè)。由于資源環(huán)境數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性,有關(guān)模擬系統(tǒng)質(zhì)量的隱含和明確假設(shè)對模型用戶常常并不是不言自明的,所以,標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)學(xué)模型文檔庫中的每一個模型包含有 6 個層次的信息,它們所包含信息的詳細(xì)程度逐漸提高。即:①注冊信息層:包括有關(guān)模型的整體信息,例如摘要、作者聯(lián)系地址和參考文獻等;②科技信息層:包含層次 1 中的所有信息以及模型的詳細(xì)科技信息,例如,模型的數(shù)學(xué)方程、參數(shù)變量、隱含假設(shè)和資源環(huán)境背景等;③數(shù)學(xué)信息層:包含層次 2 中的所有信息及模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ);④過程信息層:包含層次 3 中的所有信息及模型的構(gòu)建過程或論證過程;⑤程序信息層:包含層次 4 中的所有信息及模型的原程序;⑥案例信息層:包含層次 5 中的所有信息及模型的應(yīng)用案例。

      通過比較分析文檔庫中的模型,對現(xiàn)存建模方法的局限性和尚待創(chuàng)建的數(shù)學(xué)模型有了一個全面的認(rèn)識,并因此派生了具有創(chuàng)新意義的模型。例如,以綜合生物多樣性模型[25]為核心的景觀空間異質(zhì)性動態(tài)模型體系,以生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性模型[26]、連通性模型和基于植被指數(shù)的土地生產(chǎn)力模型為核心的土地利用變化過程模型體系,以數(shù)據(jù)挖掘模型[27]為核心的氣候變化模型體系和以土地管理虛擬系統(tǒng)[28]為核心的人類對土地覆蓋變化的反應(yīng)模型等。

      5 地學(xué)信息圖譜

      發(fā)展和完善一種方法來反演 (backcasting) 土地利用

      和土地覆蓋變化的過去和預(yù)測 (forec asting)其未來,是全球變化研究的具體目標(biāo)之一[1]。地學(xué)信息圖譜正是迎合這一研究目標(biāo)的有效可選方法之一。

      地學(xué)信息圖譜是在繼承中國傳統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上,運用衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)代先進技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)理論發(fā)展起來的,它是一種圖譜生成過程智能化的系統(tǒng)理論。地學(xué)信息圖譜吸收了景觀綜合圖簡潔和數(shù)學(xué)模型抽象的特點,它的發(fā)展經(jīng)歷了景觀制圖實驗[29]、圖譜概念的提出[30]、圖譜方法的

      應(yīng)用[31、32]和地學(xué)信息圖譜理論[33]的形成 4 個階段。地學(xué)信息圖譜由征兆圖、診斷圖和實施圖組成。征兆圖是信息提取模型對有關(guān)數(shù)據(jù)的運行結(jié)果,可為我們進一步研究提供線索和依據(jù)[28];診斷圖可表達(dá)為各種基礎(chǔ)圖的不同組合,可反映資源環(huán)境動態(tài)的變化與發(fā)展趨勢[34];實施圖以診斷圖為依據(jù),通過改變各種邊界條件,分析推理不同控制條件下的決策方案,可為進行規(guī)劃實驗提供依據(jù)和預(yù)案[35]。

      圖譜是一種源遠(yuǎn)流長的中國傳統(tǒng)方式,主要運用圖型語言進行時間與空間的綜合表達(dá)與分析;地學(xué)信息圖譜則是應(yīng)用地學(xué)分析的系列多維圖解來描述現(xiàn)狀,并通過建立時空模型來重建過去和虛擬未來[33]。也就是說,地學(xué)信息圖譜不僅應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)開發(fā)利用,而且服務(wù)于科學(xué)預(yù)測與決策方案的虛擬。地學(xué)信息圖譜具有以下 4 個重要功能:①借助圖譜可以反演和模擬時空變化,即可反演過去、預(yù)測未來;②可利用圖的形象表達(dá)能力,對復(fù)雜現(xiàn)象進行簡潔的表達(dá);③多維的空間信息可展示在二維地圖上,從而大大減小了模型模擬的復(fù)雜性;④在數(shù)學(xué)模型的建立過程中,圖譜有助于模型構(gòu)建者對空間信息及其過程的理解[35]。

      6 討論

      事實上,許多科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識到了全球環(huán)境變化系統(tǒng)研究方法的重要性。例如,一些專家認(rèn)為[36],為了解決全球環(huán)境變化亟待解決的問題,必須重視以下幾個最重要的方面:①優(yōu)化衛(wèi)星觀測系統(tǒng)和地面監(jiān)測網(wǎng);②建立有效的地理信息系統(tǒng),集成源于野外工作、航空照片、衛(wèi)星影像和地圖的有關(guān)數(shù)據(jù);③構(gòu)建和發(fā)展地球物理與生物過程模型、優(yōu)化氣候模型中的生物圈參數(shù),以分析衛(wèi)星觀測的時間序列數(shù)據(jù);④發(fā)展基于衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)和分析模型的全球變化預(yù)測理論。有的專家

      提出[37],重建過去的生態(tài)景觀過程、模擬當(dāng)前的景觀動態(tài)、分析其驅(qū)動因素、發(fā)展典型案例研究支撐的地理信息系統(tǒng)是最有前途的全球環(huán)境變化研究方法,數(shù)字影像處理、地理信息系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型的集成為我們更準(zhǔn)確全面地監(jiān)測和預(yù)測環(huán)境變化提供了新的可能性。

      因為我們目前還沒有精確、詳細(xì)的全球尺度空間數(shù)據(jù),所以空間抽樣研究是全球變化研究的一個重要手段[1]。例如,根據(jù)土地覆蓋變化的生態(tài)和社會經(jīng)濟敏感性以及我們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),我們可以首先對全球變化有重要意義的以下 4 個熱點地區(qū)進行深入研究。

      (1)黃河三角洲:它位于渤海灣和萊州灣的灣口,地處 37°20′~38°10′n、118°7′~119°10′e,屬溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。地下蘊藏著豐富的油氣資源和其它沉積礦床,已建成我國第二個最大的石油工業(yè)基地。地面農(nóng)業(yè)資源多種多樣,擁有豐富的水沙資源、土地資源、草場資源和廣闊的灘涂,生產(chǎn)潛力很大。但由于對黃河三角洲地區(qū)特殊的自然環(huán)境缺乏全面的認(rèn)識,以及旱、澇、鹽堿等不利因素的影響,生態(tài)平衡一度遭到破壞。為了為黃河三角洲的可持續(xù)發(fā)展建立遙感監(jiān)測系統(tǒng)和資源與環(huán)境信息系統(tǒng),1985 年 10 月國土資源衛(wèi)星協(xié)調(diào)小組將黃河三角洲列為試驗區(qū)之一[38],到目前為止,已形成了較完整的時空動態(tài)遙感數(shù)據(jù)系列。

      (2)珠江三角洲:珠江三角洲位于廣東省中南部,瀕臨南海,是我國南亞熱帶最大的沖積平原。自 1978 年以來,成為我國層次最高、發(fā)展最快的改革開放先行地區(qū)[39]。未來的珠江三角洲將是一個經(jīng)濟快速發(fā)展、城鄉(xiāng)融為一體的經(jīng)濟區(qū)和城市密集區(qū)[40]。為了保證珠江三角洲的可持續(xù)發(fā)展,我國即將啟動珠江三角洲地區(qū)的 1∶1 萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建設(shè),并運用 1m 分辨率以上的各種衛(wèi)星數(shù)據(jù),建立包括 1m 分辨率的資源、環(huán)境、社會和經(jīng)濟方面的多分辨率數(shù)據(jù)庫。

      (3)黃土高原:黃土高原水土流失非常嚴(yán)重,它不僅破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,而且給黃河下游的海防帶來了很大的威脅。為了全面了解土壤侵蝕狀況和水土保持工作的進展情況,為綜合治理和合理開發(fā)提供科學(xué)依據(jù),1985 年我國起動了“黃土高原遙感系列制圖”課題。根據(jù)調(diào)查結(jié)果將黃土高原分為劇烈侵蝕區(qū)、強烈侵蝕區(qū)、高強度侵蝕區(qū)、強度侵蝕區(qū)、中度侵蝕區(qū)和輕度侵蝕區(qū)、建立了黃土高原 1∶100000 資源與環(huán)境遙感調(diào)查數(shù)據(jù)庫[41]。

      地理信息科學(xué)進展范文第5篇

      【關(guān)鍵詞】雙語教學(xué)高等教育遙感地理信息系統(tǒng)

      【中圖分類號】G642【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)3-0059-01

      隨著世界經(jīng)濟的一體化趨勢,高等教育的國際化成為重要趨勢。在這種情況下,國家強調(diào)要在高校開設(shè)雙語教學(xué),特別是一些國家急需的專業(yè)領(lǐng)域,如信息技術(shù)專業(yè)。隨著空間技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展,地理信息學(xué)科已逐步融入信息科學(xué)范疇,新技術(shù)的使用使得地理信息學(xué)科在國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越大的重要作用。而在地理信息系統(tǒng)專業(yè)(GIS)開展雙語教學(xué),可使學(xué)生更快地了解地理學(xué)科方面國外的先進技術(shù)、發(fā)展?fàn)顩r;在選用原版教材的過程中,教師可了解國際上新的教學(xué)體系、內(nèi)容。這對培養(yǎng)具有國際交流能力的高素質(zhì)地理信息人才、加快地理信息新技術(shù)的引入和創(chuàng)新也具有十分重要的意義。

      在地理信息學(xué)科中,遙感是獲取地理空間信息的主要方法,在建立國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施中有重要應(yīng)用。這門課程也是地理信息系統(tǒng)專業(yè)的主干專業(yè)技術(shù)課,因此進行該課程的雙語教學(xué)實踐,對提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量,有著現(xiàn)實而深遠(yuǎn)的意義。但是雙語教學(xué)是我國高校教學(xué)的一個嶄新的發(fā)展趨勢,遙感也是一門發(fā)展中的新學(xué)科,因此在教學(xué)中存在很多新鮮點和困難點,對雙語教學(xué)的理解、教學(xué)模式的設(shè)計、雙語教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的加強以及雙語教材的編著等關(guān)鍵問題進行研究十分必要。

      一、關(guān)于雙語教學(xué)中重點問題的幾點體會

      1.雙語教學(xué)的理解

      目前對雙語教學(xué)的理解還不夠深入,有的老師將雙語教學(xué)當(dāng)成是專業(yè)外語的替代品,還有的老師將外語學(xué)習(xí)擺在了專業(yè)學(xué)習(xí)之前。而學(xué)生對雙語教學(xué)的理解更多樣化,有的同學(xué)認(rèn)為專業(yè)學(xué)好就可以了,不必學(xué)習(xí)雙語,也有同學(xué)將雙語等同于專業(yè)詞匯學(xué)習(xí),甚至有的同學(xué)認(rèn)為雙語教學(xué)太難,種種負(fù)面情緒導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣降低或目標(biāo)不端正。

      針對這種情況,首先需要提高任課老師的專業(yè)素養(yǎng),明確本專業(yè)雙語教學(xué)的目的和實際需要,并將這種思想及時傳輸給學(xué)生。針對《遙感技術(shù)》一課來說,由于該課程形成較晚,其基礎(chǔ)內(nèi)容在國內(nèi)外都還在不斷更新;而且相關(guān)軟件、最新進展大多為英文方式,雙語可以極大的提高遙感學(xué)習(xí)的高度,增加學(xué)生的專業(yè)競爭力。在實際教學(xué)中,仍應(yīng)以專業(yè)知識學(xué)習(xí)為主,對于特別枯燥、深奧的部分基礎(chǔ)理論,可以適當(dāng)?shù)慕档碗y度,減少英文教學(xué)量。

      2.教學(xué)模式的設(shè)計

      高校現(xiàn)在的教學(xué)現(xiàn)狀是外語學(xué)習(xí)與專業(yè)理論學(xué)習(xí)脫節(jié),很多學(xué)生學(xué)習(xí)外語是為了考級,不少學(xué)生對于一般的外文文獻、操作手冊仍不能很好理解,也無法利用外語進行專業(yè)領(lǐng)域的探討,必須針對學(xué)生的情況采取適當(dāng)?shù)碾p語教學(xué)方法。當(dāng)前的雙語課程模式還在探索中,普遍的問題是在教學(xué)內(nèi)容的組織和安排上模式較單一,方法較呆板,偏重知識的傳授、輕視了學(xué)生的參與。想要達(dá)到英語學(xué)習(xí)和學(xué)科學(xué)習(xí)相輔相成、互相促進的雙贏效果,就必須加強教學(xué)模式的設(shè)計和改進。

      遙感技術(shù)課程采用的教學(xué)模式設(shè)計包括兩部分。首先,課堂教學(xué)模式的設(shè)計:主要目的是要將英文學(xué)習(xí)和專業(yè)知識達(dá)到完美的結(jié)合,而不是側(cè)重于英語學(xué)習(xí),因此,教學(xué)模式的設(shè)計應(yīng)注意既不能讓英語學(xué)習(xí)干擾到專業(yè)知識體系的建立,又要達(dá)到課程結(jié)束后學(xué)生能夠達(dá)到一定的專業(yè)英語水平。模式分為三大塊進行,即課堂內(nèi)容提要(中文)、英文關(guān)鍵詞講解(英文)和課堂內(nèi)容正文(中英結(jié)合)。其次,構(gòu)建互動式教學(xué):課堂上,每個單元講授完畢后,要征求學(xué)生意見,調(diào)查教學(xué)效果,如果難度太高要及時調(diào)整,鼓勵學(xué)生根據(jù)自身需要提出合理建議。課外通過網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與教師構(gòu)成互動教學(xué)。

      二、關(guān)于如何深入雙語教學(xué)的幾點思考

      1.加強雙語教學(xué)實踐環(huán)節(jié)

      目前采用的遙感雙語教學(xué),內(nèi)容選取上偏重理論知識、實踐環(huán)節(jié)重視不夠,應(yīng)該從一個合理的體系構(gòu)建的角度綜合考慮專業(yè)學(xué)習(xí)、實踐環(huán)節(jié)的結(jié)合并達(dá)到鼓勵創(chuàng)新的效果。遙感課程設(shè)計是該課的重要組成部分,大部分學(xué)生都反映通過畢業(yè)設(shè)計才真正理解了遙感并喜歡上遙感,因此,如何將課程設(shè)計融合到雙語教學(xué)中是一個重要內(nèi)容?!哆b感技術(shù)》嘗試以遙感課程設(shè)計所使用的英文軟件ERDAS IMAGINE為突破口,結(jié)合實際科研項目,實現(xiàn)實踐教學(xué)的雙語化并激發(fā)學(xué)生對遙感創(chuàng)新的興趣。

      2.注重雙語教材的編著

      教案的準(zhǔn)備與組織是保證課程正常開展的基礎(chǔ)。目前已有多所高校開設(shè)了遙感雙語教學(xué)課程,但是還未見公開出版的自編雙語教材,而國外權(quán)威的本科英文原版教材,普遍厚度在16開700頁以上,而且內(nèi)容難度較深,不符合地理信息專業(yè)本科生的實際需求。目前還找不到既符合學(xué)生英文水平,又能表達(dá)英文原版精髓,并且能很好表現(xiàn)專業(yè)核心內(nèi)容、體系完整的優(yōu)秀遙感雙語教材。因此,如能夠與實際教學(xué)經(jīng)驗、國內(nèi)主要教材和國外權(quán)威教材相結(jié)合,在整理現(xiàn)有教案的基礎(chǔ)上,進行遙感雙語教材的編寫是比較可行的。教材的編寫,是盡量利用國外教材的表達(dá)方式構(gòu)建出國內(nèi)權(quán)威教材的體系,使學(xué)生可以中英文對照學(xué)習(xí)而依然能得到英文原著精髓。

      3.注意雙語教學(xué)方法

      首先,教學(xué)準(zhǔn)備工作:要針對學(xué)生的英文水平,展開網(wǎng)上訓(xùn)練平臺的搭建,要求學(xué)生課前進行網(wǎng)上自學(xué),以達(dá)到良好上課效果。其次,對教學(xué)語言的組織:需要展開循序漸進的教學(xué)方法,從開始的以中文為主的講解,隨著學(xué)生對課程的熟悉和接受,最終達(dá)到英文講解占80%左右。在長期的探索中,找到最適合的教學(xué)方法和模式。最后,課堂教學(xué)的進行方法:采用幻燈、錄像等方式達(dá)到遙感影像的良好展示效果,并結(jié)合國外最新研究實例進行講解,將專業(yè)最新進展和英語教學(xué)合理結(jié)合起來,激發(fā)學(xué)生興趣。

      參考文獻

      1 王樹根.當(dāng)代攝影測量雙語教學(xué)的研究與實踐.測繪信息與工程,2008.33(4):46~48

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