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地理信息系統(tǒng)論文范文第1篇

GIS，以空間數(shù)據(jù)庫以及相關硬件設施作為基礎，為了地理研究，采集、管理并分析相關數(shù)據(jù)，通過模型提供具體動態(tài)信息，它是一種先進的計算機技術系統(tǒng)，在上世紀中期開始發(fā)展。在數(shù)字時代的影響下，這一技術已經(jīng)成為一種核心技術，是當前我國開發(fā)的一個重點項目。從當前情況看，這個系統(tǒng)逐漸逐漸實現(xiàn)綜合化，利用網(wǎng)絡和多媒體技術進行結合，對體系建設加以完善，將虛擬技術以及現(xiàn)實技術結合起來，使系統(tǒng)具有真實性以及可操作性。這個系統(tǒng)的功能是非常強大的，它能夠在地圖上將地理事物以及現(xiàn)象空間分布進行直觀展現(xiàn)。GIS和多媒體技術進行結合，能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部建設進行完善，使數(shù)據(jù)具有更好的表現(xiàn)力。在地理教學過程中，運用GIS技術，能夠提升教學水平，促進學生健康發(fā)展。另外，這一技術主要應用在概念以及管理等方面，對相關數(shù)據(jù)進行整理和分析。在教學的過程中，要對圖層進行點擊，從而得到信息資源，另外，還能夠利用查找相關屬性特征等形式提高學生對于空間分布的了解。與此同時，這一技術在空間分析這一問題上計算功能比較強大，在教學中直接進行演示操作，能夠使學生直觀理解空間概念。這一技術的應用是很廣泛的，給我國科學技術發(fā)展打下良好基礎。

二、地理信息系統(tǒng)在中學地理教學中的具體應用

（1）代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學用圖。對于中學地理教學來說，地圖的作用是至關重要的，它是最為經(jīng)常用到的教學工具，信息量比較大，且形象直觀。為了培養(yǎng)學生的地理能力，首要的就是要培養(yǎng)其學習地圖的能力，也就是說，要學會對地圖進行閱讀以及填繪和分析。傳統(tǒng)教學中，一般都是利用教學掛圖以及課本附圖還有復合投影片等形式對地理分布知識進行講授，雖然利用教學掛圖和投影儀能夠深化教學，可是在使用過程中會占用空間，容易損壞，而利用GIS技術自主制圖，能夠?qū)⒔處煹膯栴}清晰反應出來，也不容易損壞。這樣制作出來的地圖，信息容量比較大，且精度比較高，表現(xiàn)形式具有豐富性，能夠進行動態(tài)顯示，容易對內(nèi)容進行修改以及擴充，也能夠結合具體需求提供信息，另外，它還可以將分布圖以及信息數(shù)字進行結合，使學生具有量的概念。（2）可以進行空間查詢。利用這一技術能夠達到雙向查詢的效果。比如，在對我國省級行政區(qū)進行教學的過程中，教師可以利用動態(tài)閃爍的形式顯示行政區(qū)名稱以及簡稱還有位置和輪廓等，同時還要賦予其屬性，能夠隨時對其面積以及人口還有社會情況和經(jīng)濟狀況等進行查詢。另外，這種可視化能夠提升學生自身的感性認識，將其學習興趣充分調(diào)動起來。（3）使知識教學更加豐富。GIS能夠?qū)鹘y(tǒng)觀念和認識加以改變，使教學與學生都能夠有全新心態(tài)對地理知識加以探索與學習，對學生思維理念加以培養(yǎng)，增加其個性化學生。教師在對研究課題進行確定以后，學生能夠利用GIS數(shù)據(jù)庫開展研究性學習，從多個方面對研究內(nèi)容加以了解，對知識教學加以豐富，使學生學習能力和教師的教學水平得到提升。

三、在中學地理教學中對GIS使用的幾點建議

（1）對相關教育資源進行建設。從當前情況看，GIS技術成果一般都被用在商業(yè)中，在教學中的應用比較少，因此，要對中學地理教學過程中GIS技術的應用加以重視。對中學地理教育的相關軟件以及地理數(shù)據(jù)資料進行開發(fā)，對教師進行GIS知識培訓，是中學教師地理專業(yè)水平以及計算機操作水平得以提升。在對人才進行培養(yǎng)與培訓的時候，一定要和中學教學進行銜接，多開設GIS課程，對相關教材以及案例數(shù)據(jù)進行編寫與制作，使教師對學生的學習進行指導，教師要改變傳統(tǒng)單純教授知識的模式，而是要將教學過程變?yōu)樘峁┮约凹庸さ乩硇畔⒉⒔鉀Q地理問題的一個過程。當前，由于計算機技術不斷發(fā)展，教師要對免費資源進行科學利用，利用自身知識進行修改并利用。各級中學也可以和相關院校進行交流，使GIS技術和資源實現(xiàn)共享。（2）對GIS教育加以普及。在中學地理教學過程中，應用GIS技術，就是要求學生在對計算機相關知識進行掌握之后，可以利用GIS技術針對相關數(shù)據(jù)加以操作和處理，之后能夠?qū)嶋H問題進行解決。在當前社會中，GIS技術的作用越來越重要，因此，要確保這一技術在中學地理教學過程中得以普及。從當前情況看，我國很多地區(qū)的中學都設置了微機室，雖然在數(shù)量以及質(zhì)量方面無法滿足學生的需求，可是學校只要進行認真規(guī)劃，合理進行利用，就能確保學生上機機會，使學生對GIS的基礎知識進行操作應用，保證GIS技術的普及。（3）對相關教育體系進行構建。不能在大學才開始進行GIS教育，要融入在中小學教育過程中。結合教學環(huán)境要分地區(qū)以及分層次和分級別對GIS教育在中學階段進行設置并逐步做好落實工作。要在教學過程中分成基本要求教學以及拓展教學和研究性教學，也可以根據(jù)課程設置的相關結構，將其分成必修課程和選修課程，構建一套完整的GIS系統(tǒng)。在中學地理教學過程中利用GIS技術，能夠使學生對地理學科有一種正確的學習態(tài)度，和地理的前沿科技動態(tài)進行接觸，堅持與時俱進的原則，為GIS人才以及地理學科人才和復合型人才的培養(yǎng)打下良好基礎。

四、結語

地理信息系統(tǒng)論文范文第2篇

關鍵詞基礎地理信息系統(tǒng)

一、引言

隨著電子技術、計算機技術及現(xiàn)代測繪技術的發(fā)展，GPS技術給傳統(tǒng)的大地測量技術帶來了革命性的變化。數(shù)字攝影測量技術使傳統(tǒng)的航測技術產(chǎn)生了根本的變革。以GIS、GPS、RS為代表的3S的技術給測繪業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。國家測繪局以發(fā)展數(shù)字化測繪技術為起點，以推廣3S技術應用為龍頭，先后在四川、北京、黑龍江、陜西、湖北、廣東、海南等地建立七個數(shù)字化測繪技術生產(chǎn)示范基地，并將發(fā)展地理信息產(chǎn)業(yè)確定為測繪行業(yè)的發(fā)展方向和歸宿，1995年底，國家基礎地理信息中心正式成立，同時在原來技術工作的基礎上，開始籌建國家基礎地理信息系統(tǒng)。

**地區(qū)的GIS技術應用屬全國較早的省份之一，北海市規(guī)劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規(guī)劃局等均已建立或正在建設自己的地理信息系統(tǒng)。在測繪系統(tǒng)，3S技術應用起步雖然較晚，但經(jīng)過各方面的共同努力，進步很快。以**測繪局為代表的數(shù)字化測繪生產(chǎn)技術已基本形成生產(chǎn)規(guī)模，GPS應用技術已比較成熟，**綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)建設工作進展順利，其它專題GIS技術開發(fā)與應用正在起步，數(shù)字攝影測量技術將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應用。

測繪技術的發(fā)展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業(yè)管理、技術管理、生產(chǎn)管理、測繪產(chǎn)品（成果、資料）管理及對外提供服務等，無論從哪方面來說，傳統(tǒng)的管理方法均不能滿足現(xiàn)代技術發(fā)展的需要。形勢的發(fā)展對基礎地理信息提出了迫切要求。利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、辦公自動化技術及GIS技術，建設**基礎地理信息系統(tǒng)，必須提到議事日程。本文就有關問題提出作者的初步見解，以期拋磚引玉，引起討論，推動此項工作的健康而又快速地發(fā)展。

二、**基礎地理信息系統(tǒng)的構成

一個省級的基礎地理信息系統(tǒng)不是簡單的計算機軟硬件系統(tǒng)，而是基礎測繪管理工作的重要內(nèi)容，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，**基礎地理信息系統(tǒng)主要由計算機硬件及網(wǎng)絡環(huán)境、軟件環(huán)境、技術標準體系、管理體系、數(shù)據(jù)庫等構成。

2.1計算機硬件及網(wǎng)絡環(huán)境

**基礎地理信息系統(tǒng)將以**基礎地理信息中心作為網(wǎng)絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質(zhì)量檢查站等為網(wǎng)絡節(jié)點，構成一個C/S網(wǎng)絡結構。硬件以微機為主，網(wǎng)絡中心使用部分服務器及工作站，設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數(shù)字化儀等。

2.2軟件環(huán)境

系統(tǒng)軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及數(shù)據(jù)庫管理軟件?；A軟件平臺應選擇國產(chǎn)軟件，這對于將來的應用開發(fā)、數(shù)據(jù)安全及促進我國地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均具有重要意義；在目前國產(chǎn)軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業(yè)軟件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保證數(shù)據(jù)將來能移植到國產(chǎn)軟件平臺。應用軟件（數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產(chǎn)化軟件，如武漢測繪科技大學的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)、國產(chǎn)矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分應用軟件自己開發(fā)，但要避免低水平的重復開發(fā)現(xiàn)象。

2.3技術標準體系

系統(tǒng)應具有統(tǒng)一完整的技術體系，如數(shù)據(jù)采集標準、數(shù)據(jù)交換標準、數(shù)據(jù)建庫標準、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與控制標準、數(shù)據(jù)更新標準、數(shù)據(jù)使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業(yè)標準，當沒有國標和行標時，可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外，還應有一批訓練有素的技術干部作為系統(tǒng)的支撐。

2.4管理體系

嚴格地說，**基礎地理信息系統(tǒng)是為滿足現(xiàn)代基礎測繪管理需要而建立的一套現(xiàn)代化的測繪管理系統(tǒng)，因此必須根據(jù)現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業(yè)管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、技術管理、成果管理、數(shù)據(jù)安全管理、數(shù)據(jù)版權管理等。

2.5數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心。**基礎地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫部分包括：

管理數(shù)據(jù)庫：行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業(yè)管理、質(zhì)量監(jiān)督管理、測繪生產(chǎn)管理、技術管理等數(shù)據(jù)。

技術數(shù)據(jù)庫：所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。

1/25萬數(shù)據(jù)庫：是全國1/25萬數(shù)據(jù)庫的分庫，包括地形、地名、數(shù)字高程模型、景觀影象四個部分。

1/5萬數(shù)據(jù)庫。

1/1萬數(shù)據(jù)庫及基礎數(shù)字地面高程模型。

1/5千數(shù)據(jù)庫（重點地區(qū)）。

數(shù)字正射影像庫。

大地測量成果數(shù)據(jù)庫。

地名數(shù)據(jù)庫。

境界數(shù)據(jù)庫：包括國界、省界、地區(qū)界、市界、縣界、鄉(xiāng)界、村界、屯界等。

其它專題數(shù)據(jù)庫：如綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)(9202)專題等。

三、**基礎地理信息系統(tǒng)的建設方針

**基礎地理信息系統(tǒng)的建設擬本著“總體設計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術、辦公信息系統(tǒng)（OIS）技術、計算機網(wǎng)絡技術以及多媒體技術等技術手段，進行系統(tǒng)建設。同時，系統(tǒng)的建設要高起點并切合實際，以保證系統(tǒng)有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統(tǒng)建設強調(diào)以下三個原則：

3.1實用性

確立以滿足現(xiàn)代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發(fā)，以解決實際應用問題為主，這樣容易見效益，也使得系統(tǒng)自身能獲得滾動發(fā)展和不斷完善、擴充、更新的能力。

3.2先進性

當前，國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)技術應用已取得了一定的經(jīng)驗，因此，本系統(tǒng)的建設在技術方案、系統(tǒng)設計、運行管理等方面應具有一定的先進性，系統(tǒng)的開發(fā)建設應采用軟件工程學所倡導的開發(fā)模式及最新的理論、技術和方法，系統(tǒng)的設計應采用可視化技術、數(shù)據(jù)流與控制流集成化、軟件功能部件化等最新分析設計方法，同時，考慮到系統(tǒng)的發(fā)展完善，系統(tǒng)的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統(tǒng)的運行管理要有較高的要求，以保證系統(tǒng)具有一定的先進性和較長的生命周期。

3.3可擴展性

根據(jù)客觀情況，**基礎地理信息系統(tǒng)的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發(fā)展過程，這樣就要求系統(tǒng)具有較強的可擴展性。

事實上，**基礎地理信息系統(tǒng)的建設已經(jīng)有了一定的基礎：**測繪局全局的數(shù)字化測繪生產(chǎn)已基本形成規(guī)模，計算機的使用已比較普遍，局屬各單位基本上都建立了自己的局域網(wǎng)，各級領導對此已有一定的認識，1996年成立的**基礎地理信息中心已經(jīng)從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視，各方面共同努力，此項工作會取得較快的進展。

四、須重點考慮的幾個問題

**基礎地理信息系統(tǒng)的建設，在技術方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的建設方針，系統(tǒng)建設工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：

4.1經(jīng)費投入問題

系統(tǒng)建設需要大量的經(jīng)費投入。一方面，**基礎地理信息系統(tǒng)屬于基礎測繪項目，部分經(jīng)費可從基礎測繪經(jīng)費中投入。另一方面，系統(tǒng)建設工作屬科研項目，應投入部分科研經(jīng)費。部分專題數(shù)據(jù)庫建庫經(jīng)費可從專題經(jīng)費中解決（如9202工程）。類似如地名數(shù)據(jù)庫、境界數(shù)據(jù)庫這樣的專題建設費用可聯(lián)合其它有關部門共同解決。

4.2管理問題

現(xiàn)代技術發(fā)展給測繪管理工作提出的挑戰(zhàn)是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。**基礎地理信息系統(tǒng)的建設，必定給測繪局乃至測繪系統(tǒng)的行政管理、生產(chǎn)、質(zhì)量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現(xiàn)在的模擬產(chǎn)品方式向數(shù)字化產(chǎn)品方式過渡，再如數(shù)字攝影測量技術將使現(xiàn)在航測生產(chǎn)方法徹底改變，在相當長的一段時期內(nèi)，模擬測繪產(chǎn)品與數(shù)字化測繪產(chǎn)品并存等等，其中有一系列問題需要研究和探討。

4.3人才問題

技術的發(fā)展和應用離不開高素質(zhì)的技術人才。測繪行業(yè)過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發(fā)展與應用一方面可鍛煉和培養(yǎng)人才，另一方面可吸引人才，給技術人才以用武之地。

4.4數(shù)據(jù)版權問題

模擬的測繪產(chǎn)品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響，數(shù)字化測繪產(chǎn)品的版權問題亟待解決，因為數(shù)字化產(chǎn)品一經(jīng)提供，可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題，除了法律外，還需要制定一系列的管理規(guī)章制度，如“權威數(shù)據(jù)審查制度”，當項目設計者提交設計成果時，同時應提交所使用的基礎數(shù)據(jù)的來源證明，以限制數(shù)據(jù)的非法使用。

4.5數(shù)據(jù)更新與數(shù)據(jù)版本管理問題

為滿足國民經(jīng)濟建設的需要，必須定期更新數(shù)據(jù)，保持基礎數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。數(shù)據(jù)更新后，歷史數(shù)據(jù)仍須保存。因此必須建立一套有效的數(shù)據(jù)版本管理機制，確保有效數(shù)據(jù)能長期保存，又避免不必要的數(shù)據(jù)冗余。

地理信息系統(tǒng)論文范文第3篇

摘要：隨著信息技術的發(fā)展與推廣，高等學校的管理模式正在朝信息化方向改革，以校園網(wǎng)絡技術和IC卡技術為平臺的高科技產(chǎn)品———校園一卡通在高校的建設逐步得到重視。校園一卡通的電子錢包功能使其與高校財務管理直接相關聯(lián)。本文著重分析了校園一卡通對高校財務管理的影響，使高校財務管理一體化、信息化系統(tǒng)逐步得到完善。

在當今科學技術快速發(fā)展的時代，財務技術決定財務服務。管理與創(chuàng)新就是基于技術和技術創(chuàng)新而言的，高校財務管理水平的提高實際上是利用技術和人的智慧來創(chuàng)造方便、快捷的財會服務，在提供所需信息的同時，計劃和監(jiān)控資金的有效使用，以促進高校各項事業(yè)的發(fā)展。關于實施校園一卡通工程，采用先進的管理手段，國內(nèi)外已有先例值得借鑒。

一、美、英、中三國有關高校實施校園一卡通的概況

美國Florida大學于1996年夏天首先推出校園智能卡，同時也是首所通過校園卡為學生發(fā)放獎貸學金、助學金的學校，該卡可用于查閱資料、購買圖書、在娛樂廳、洗衣房、游泳池、快餐廳等收費場所消費，信息反饋顯示，不僅教職工和學生對新卡的功能非常滿意，而且明顯提高了管理效率。英國各院校也對“一卡通”表現(xiàn)出濃厚的興趣，并積極籌備實施。ThamesValley大學于1997年9月最先實施，Exeter大學和York大學在Modex公司的技術支持下，開始試運行“一卡通系統(tǒng)”。這時的校園卡被賦予新的內(nèi)涵，卡上包含學生的姓名、照片、學號，可用作圖書證、門禁檢驗、選舉卡、消費卡。持Modex卡的學生家長還可通過電話為其子女的卡上加款。隨著校園卡功能全球化、社會化，未來的校園卡不再隨著學生生涯的結束被注銷，而將伴隨使用者一生，其內(nèi)涵與外延的拓展更是意義深遠。

在我國，隨著科學技術的發(fā)展與推廣，“一卡通”也開始在許多領域得到應用，尤其在高校，校園一卡通的建設逐步得到重視。目前，北京大學、中國科技大學、首都師范大學、北京第二外國語大學、北京廣播大學、上海交通大學、湖南湘潭大學等高校近年來均已推出特色各異的“一卡通”。中山大學于2002年9月在中山大學本部推出“牡丹———中山大學聯(lián)名卡”為學生省卻了許多麻煩，其功能從銀行、郵局到自助轉賬圈存和財務結算；從餐廳、超市、小賣部到上機上網(wǎng)、圖書借閱和醫(yī)院就診；從通道、門禁出入到宿舍考勤和保安巡邏，共涉及12個分系統(tǒng)，是目前國內(nèi)“一卡通”應用項目最多的系統(tǒng)。

二、校園一卡通系統(tǒng)的技術特點與功能

目前IC卡應用系統(tǒng)的日漸成熟為校園一卡通系統(tǒng)的建立提供了技術保障，校園內(nèi)實現(xiàn)一卡通管理已成為校園管理發(fā)展的必然趨勢。然而，由于技術更新速度加快，市場上存在著多種規(guī)格與技術的管理卡。學校內(nèi)各部門根據(jù)自己的需求，分別建立本系統(tǒng)的管理卡應用系統(tǒng)，由于其采取的技術與規(guī)格不統(tǒng)一，造成了各種校園卡應用系統(tǒng)無法兼容的問題，為學校的統(tǒng)一管理帶來了很大困難。為此需要從系統(tǒng)的角度對校園一卡通進行整體設計。

校園一卡通信息管理系統(tǒng)是針對各類學校的綜合管理而設計開發(fā)的。該系統(tǒng)綜合先進的IC卡技術及網(wǎng)絡通訊技術，使一卡通管理得以實現(xiàn)，從而滿足學校不同管理層次的需求，解決各種規(guī)格管理卡的兼容問題。

校園IC卡一卡通信息管理系統(tǒng)的特點是利用高科技產(chǎn)品———非接觸式IC卡作為載體，結合電子技術、非接觸IC卡技術、單片機技術、計算機網(wǎng)絡技術及數(shù)據(jù)庫技術等諸多高新科技，在校園網(wǎng)中起著通行橋梁的作用，通過與其它各個管理系統(tǒng)模塊的信息連接，將整個校園網(wǎng)有機、高效地帶動起來，使得校園各個方面的工作因IC卡的高效、簡便而更加順利。

校園IC卡管理系統(tǒng)的基本職能包括身份驗證、代幣和信息管道等，各個職能的實現(xiàn)建立在辦公自動化和校園管理系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)、學籍注冊管理系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)等的基礎之上。IC卡的身份驗證職能建立在教師、學生檔案的基礎上；代幣職能建立在財務管理及其相關系統(tǒng)的基礎上；信息管理的職能建立在校園管理系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)的基礎上。由上述各個系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)和內(nèi)容，然后形成對某個人的全方位綜合信息的了解。根據(jù)一般高校的特點，校園卡設計為人像證卡、條碼卡、IC卡“三合一”的組合卡，卡基材料選用PVC材料，美觀、大方、耐用。該校園卡可代替學校目前使用的學生證、工作證、身份證、借書證、醫(yī)療證、會員證、餐卡、存折、體育設施使用卡、計算機房上機卡、信道出入證件等，教師、學生只要帶一張卡即可在校內(nèi)食堂、娛樂廳、洗浴中心、洗衣房、游泳池、商店等收費場所消費，可去圖書館查閱資料、借閱書籍，可去機房上機，去校醫(yī)院看病，去復印室復印資料，去總務處領用財物等，從根本上實現(xiàn)“一卡在手，走遍校園”的設想。同時，校園IC卡還可帶動校內(nèi)各單位、各部門的電腦化管理，通過校園信息網(wǎng)，逐步將各處的電腦聯(lián)成一個比較大的數(shù)據(jù)網(wǎng)，實現(xiàn)全校各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和規(guī)范性，從而提高學校的現(xiàn)代化管理水平和學生學習的積極性、主動性。

三、校園一卡通對高校財務管理的影響

學校財務管理涉及全校日?；顒拥母鱾€環(huán)節(jié)，與廣大教職員工和學生的切身利益息息相關，校園卡的廣泛使用，必然也會給高校的財務管理工作帶來新的變化。校園卡對財務工作的影響主要體現(xiàn)在財務信息的輸入、財務信息內(nèi)部處理、財務信息的輸出以及閑散資金管理這幾個方面。

1.規(guī)范信息來源的格式，提高信息錄入的質(zhì)量，使財務核算與其他部門聯(lián)系更緊密，所需要的各種數(shù)據(jù)取得更及時。比如說，學費管理系統(tǒng)、學生獎貸助系統(tǒng)需要由教務處、研究生院、成教學院等部門提供學生基本信息；工資管理系統(tǒng)需要由人事、水電、房產(chǎn)等部門提供職工的各種信息。使用校園卡后，各個部門的管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)編碼都會遵循統(tǒng)一的格式，使信息能夠共享，部門之間的數(shù)據(jù)交換也會變得更加容易。

2.改進財務管理方式，提高財務管理效率。一卡通包括金融卡部分，每個校園卡的用戶都將擁有自己的個人銀行賬戶，學費的收繳就可以方便地由傳統(tǒng)的學生交現(xiàn)金方式轉變?yōu)殂y行代扣的方式。銀行代扣即由銀行按照每個學生的應交金額從其個人賬戶扣交學費，劃入學校指定的賬戶，然后將已扣交學費的學生信息通知學校財務處，這種方式提高了學費收取的效率。職工工資的發(fā)放、學生獎學金、貸款、助學金等的發(fā)放也可以直接劃入個人賬戶，免除了發(fā)放現(xiàn)金的煩瑣。校園卡中的電子錢包方便了學生交納重修費，補交學費等小額的零星交費，減少了現(xiàn)金的流動。以上事例表明，就財務信息的內(nèi)部處理而言，校園卡的使用將改變財務處某些事務的處理方式，提高財務管理的效率。

3.促進財務信息化建設，改善財務服務的質(zhì)量。校園卡的使用對財務信息化建設影響較大，為滿足校園卡應用的需求，需要對已有的財務信息的輸入、輸出以及內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式做必要的修改，以方便與其他單位的管理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，如學費管理系統(tǒng)和學籍管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換等。財務信息具有高度的機密性，僅靠輸入用戶代碼和口令來確認用戶的合法性是不夠的。校園卡的身份認證和在校園卡中保存的相關財務信息，可以為用戶提供一種可靠的身份、權限范圍的認證，從而大大提高財務信息查詢系統(tǒng)的安全性，為全面建設和實施“基于校園網(wǎng)的財務信息綜合查詢系統(tǒng)”提供了新的安全保障，促進了查詢系統(tǒng)的建設，而該系統(tǒng)的使用，可以大大改善財務服務的質(zhì)量。

4.規(guī)范全校收費管理工作，杜絕小金庫。校園卡的電子支付功能，使校園內(nèi)的現(xiàn)金流量大大減少，校內(nèi)的一些有償服務機構不再收取現(xiàn)金，而是將所得收

入都直接劃轉到相應的財務賬戶之中。這樣一來，在規(guī)范了校內(nèi)收費管理的同時，還減少了經(jīng)辦人員挪用公款的行為，也使各個服務機構的收入全部透明，杜絕了收入不入賬、賬外循環(huán)的部門“小金庫”現(xiàn)象。校園卡帶來的校園消費的變化，可以將所有提供有償服務機構的賬戶資金集中起來，有利于學校調(diào)度這些閑散資金，改善學校資金運作能力，提高資金使用收益。

5.緩解惡意拖欠學宿費問題，及時收回資金。學宿費難以收回是部分高校目前面臨的問題之一。隨著高校近年來的擴招，在校人數(shù)高達數(shù)萬，難免有部分學生鉆空子，惡意不交學宿費，或者無人催交就干脆不交。通過嚴格的學生基本情況調(diào)查（對貧困生和臨時特殊原因不能按時交費的學生可以減免或緩交，不屬于“惡意”范圍）以及校園卡的網(wǎng)絡信息功能，針對惡意不交學宿費的學生，控制好該卡每學年投入使用的第一關，不交學費就無法進行學籍注冊、成績登錄以及其他活動。通過“被動方式”提高學生的主動性，確保學校能夠及時收回資金，減輕高校經(jīng)費不足的壓力。

當然，我們應該學會用辯證的觀點看問題，任何新事物的產(chǎn)生都可能帶來正反兩個方面的影響，校園一卡通也不例外。使用一卡通對財務管理來說，主要產(chǎn)生兩方面的問題：一是一卡通在操作上高度電子化，不論是資金的流入還是流出，只需在相關的電子設備上刷卡輸入數(shù)據(jù)即可完成，因而不能留下字面財務證據(jù)。二是輸入信息一旦有誤，則更改手續(xù)很復雜，可能會牽涉到校內(nèi)很多部門甚至是外部銀行。最小化這兩個方面的問題，對我們高校的財會人員提出了高要求：工作一絲不茍、認真負責的態(tài)度，有一定的計算機操作能力以及專業(yè)素質(zhì)強是財會人員必須具備的。

總的來說，校園一卡通的不利影響可以克服，而其對財務管理帶來的正面影響更是我們所關注的?！耙豢ㄍā睂眄樃咝Ｘ攧贞P系，強化財務管理，實現(xiàn)高校財務管理現(xiàn)代化，財務信息實時化，實現(xiàn)服務的高效率和優(yōu)質(zhì)化，有效解決辦事手續(xù)繁雜和效率低下的局面所提供的支持是不言而喻的，規(guī)范化的管理、優(yōu)質(zhì)的服務，推進高校財務管理一體化系統(tǒng)逐步完善，從而使高校財務管理水平跨上新臺階。

四、建設校園一卡通可能產(chǎn)生的問題及對策

任何新生事物的出現(xiàn)都不是一帆風順的，在國內(nèi)電子信息系統(tǒng)尚不健全的情況下，校園一卡通的推行之路并不平坦。校園一卡通的推行有賴于學校與銀行、電信部門之間的合作，而且利益如何分配，尚無定論。同時，它必然會導致學校內(nèi)部舊有的儲蓄所等部門面臨“下課”，人員的安置成為不容忽視的問題。為此需普及相關知識，防范可能出現(xiàn)的新問題。

1.高?；I備實施校園一卡通，應與銀行合作。一卡通是電子貨幣的一種，與國家金融有著密切聯(lián)系，他們在實踐中已積累了一定的經(jīng)驗，對校園一卡通的籌建，可起指導作用。

2.應注意安全和保密。校園一卡通由于是采用電子信息管理，不可能排除一些高技術人員可能進入你的賬號，竊取你的密碼。因此，安全問題不容忽略。當然，校園一卡通的推行還有賴于電子信息系統(tǒng)的健全和安全網(wǎng)的建立。

3.推廣校園一卡通是一項復雜的系統(tǒng)工程，需進行全面的論證和周密的設計。高頻次使用的卡與低頻次使用的卡混為一談，在技術路線上很難做到最優(yōu)化。通常，學生使用最頻繁的卡是就餐卡，平均每餐要用一到三次，一天要用五次以上，一年超過千次。而借書證平均一年用五次左右，醫(yī)療證平均一年使用兩次以上，學籍注冊和選課則是每學期一次。所以，它們之間的使用頻次和使用的環(huán)境都相差懸殊，在技術上合為一張卡雖可做到，但不合理，非最優(yōu)化設計。而且校園卡在校園內(nèi)的使用往往針對不同的管理部門，尤其是后勤社會化之后，還會面對不同的法人單位。

4.現(xiàn)有的財務信息系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)，財務信息化建設需加強。校園卡的使用對財務信息化建設影響較大，為滿足校園卡應用的要求，需要對已有的財務信息的輸入、輸出以及內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式做必要的修改，以方便與其他單位的管理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，如學費管理系統(tǒng)和學籍管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換等。

概言之，校園一卡通是信息時代高校的必然產(chǎn)物，尤其是在網(wǎng)絡技術迅猛發(fā)展之時，這種有著良好的經(jīng)濟效益和社會效益的電子信息產(chǎn)品必將迎來更為廣闊的發(fā)展前景。應當相信，隨著我國信用機制的逐步建立，電子信息系統(tǒng)日趨健全和電子科技的迅猛發(fā)展，校園一卡通所面臨的問題將迎刃而解，其安全性能也必然會大大增強。對于擴招導致的學生人數(shù)大幅增長，以及對學校原有管理模式提出的挑戰(zhàn)，高校率先使用校園一卡通則是提高工作效率，降低管理成本，提高管理水平的明智選擇。

[參考文獻]

地理信息系統(tǒng)論文范文第4篇

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)字地球概念后該領域在全球范圍的正式推進。

隨著信息技術的高速發(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。由于計算機技術的產(chǎn)生以及在各個科學領域的廣泛應用,大大促進了網(wǎng)絡技術、通信技術和空間分析技術等技術的發(fā)展,學科的相互交叉和技術的集成又不斷地拓寬新的應用領域。信息技術與信息產(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主要表現(xiàn)為:(1)高分辨率衛(wèi)星遙感技術突飛猛進,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)仿真和虛擬技術的成熟,醞釀著信息應用技術領域的劃時代變革。信息技術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)的信息技術應用領域。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、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、資本流動和技術轉移以及社會、經(jīng)濟、文化等一切領域發(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。從技術角度看,“數(shù)字城市”是城市信息化實現(xiàn)的技術基礎,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)?！皵?shù)字京都”中的新技術開發(fā),處于國際領先地位。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、?？?、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、技術背景下,運用并發(fā)展空間技術、信息技術、網(wǎng)絡技術,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構的城市大系統(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、信息技術、網(wǎng)絡技術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(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計算機技術和多媒體及虛擬仿真等現(xiàn)代科學技術,對城市基礎設施和與生產(chǎn)生活發(fā)展相關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系統(tǒng)。“數(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)在的二維結構轉換為三維結構;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技術和互聯(lián)網(wǎng)技術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的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還應該包括相關的人口、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,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)字地球的關鍵技術,如數(shù)據(jù)挖掘、知識提取和虛擬現(xiàn)實技術,“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的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還包括相關的人口、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)等關鍵技術,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、信息處理技術和網(wǎng)絡通信技術,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、信息技術、網(wǎng)絡技術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)結構調(diào)整,優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)結構、生態(tài)結構與城市空間規(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。從技術上講,“數(shù)字城市”是以計算機技術、多媒體技術、大規(guī)模存儲技術、數(shù)據(jù)倉庫技術為基礎,以寬帶網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代通信技術為橋梁,結合3S技術、遙測、虛擬現(xiàn)實技術,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)字化信息處理技術和網(wǎng)絡通信技術,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、結構和龐大、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,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、信息技術和網(wǎng)絡技術,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)?！皵?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,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)字技術支撐的信息化的城市,是指數(shù)字技術、信息技術、網(wǎng)絡技術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)絡等關鍵技術,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)等空間信息技術為主要手段,對地理信息資源進行整合,構建“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)等關鍵技術,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?！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。在這種認識下,“數(shù)字城市”不再是一個技術性概念,“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,結合多種學科技術,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)。“數(shù)字城市”的功能結構為:(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。寇有觀(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?！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,元數(shù)據(jù)管理技術、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。(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。基礎設施包括通訊層、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“一個關鍵、三個基礎、三條主線、七大支柱”構成:(1)一個關鍵。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)容包括技術組成、組織結構及應用等方面?！皵?shù)字城市”的技術組成包括:(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;(4)三維地理信息系統(tǒng)技術;(4)OPEN GIS標準、遠程互操作、互運算等信息共享技術;(5)虛擬仿真技術;(6)“數(shù)字城市”信息模型與體系結構,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構;(7)“數(shù)字城市”的運行管理技術,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”組織結構,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。“數(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)關鍵技術,它是“數(shù)字城市”的技術支撐,主要為計算機技術、海量數(shù)據(jù)存儲技術、寬帶網(wǎng)絡技術、3S技術、對地觀測技術、虛擬現(xiàn)實技術、互操作技術等。

張立平(2009)認為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術組成、組織結構及應用等方面。“數(shù)字城市”組織結構,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”是城市信息技術的綜合應用,也是當前信息技術應用最廣泛的領域。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?！皵?shù)字城市”的體系結構包括:(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、元數(shù)據(jù)管理技術、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。(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、信息技術標準、政策法規(guī)規(guī)章制度和技術保障體系等;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

“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。“數(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)

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地理信息系統(tǒng)論文范文第5篇

景觀地理學是誕生于德國與俄羅斯的一個地理學學派［1，2］，可說是源遠流長。經(jīng)一個多世紀的發(fā)展，充分吸收了生態(tài)學、系統(tǒng)學與人類科學的重要思想，逐步推陳出新，至本世紀80年代，更是形成了以景觀生態(tài)學為代表的新一代的景觀科學。景觀生態(tài)學將生態(tài)學中結構與功能關系的研究與地理學中人地相互作用過程的研究有機融合，形成了以不同時空尺度下格局與過程、人類作用為主導的景觀演化等概念為中心的理論框架，形成強調(diào)自然與人文因子相結合的景觀規(guī)劃與管理等實際應用領域。景觀規(guī)劃建筑學則體現(xiàn)了景觀學與工程科學的交叉，它將生物措施與工程措施相結合，營建能充分展示景觀多重價值的人居環(huán)境［3～5］。本文系統(tǒng)論述了現(xiàn)代景觀科學的形成與發(fā)展，從科研認識論的角度對景觀生態(tài)學的核心概念做了重點介紹。

1　景觀地理學的源流

本世紀初景觀地理學在德國的興起，標志著用發(fā)生學的觀點和綜合分析的方法劃分地表類型并研究其發(fā)展演變的近代地理學的誕生。景觀一詞源于德語Landschaft，具有地表可見景象的綜合和某個限定性區(qū)域的雙重含義［6］。施呂特爾(O.Schluter1872-1952)是德國景觀學派的創(chuàng)始人，他是從自然與人文現(xiàn)象的綜合外貌角度來理解景觀，倡導景觀研究作為地理學的中心問題，探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。帕薩格(S.Passarge)創(chuàng)造了景觀地理學一詞，于1913年建立了一套地理學性質(zhì)的景觀學體系，強調(diào)對分類要素的描述和解釋。他在小區(qū)域的詳細考察方面及在全球范圍內(nèi)對景觀學的發(fā)展作出了貢獻。其代表作有：《景觀學基礎》和《比較景觀學》，他還提出了城市景觀、空間景觀等概念，力求完善景觀形態(tài)與分類的解釋。由于中歐地區(qū)有限的生態(tài)地理空間和較長的開發(fā)歷史，使得景觀外貌呈現(xiàn)出高度的人文化，同時由于德國地理學研究有著很深的地質(zhì)地貌學淵源，因而德國的景觀地理學以重視人文景觀及具有強烈的地理、地貌學色彩為其特色，制圖分析是其主要研究方法［7～9］。1939年特羅爾(G.Troll)在利用航空像片判讀進行東非土地利用研究時，提出了“將地理學的區(qū)域空間分析與生態(tài)學的結構功能研究相結合“的景觀生態(tài)學新方向，這一思想對歐美各國的景觀學研究產(chǎn)生了重大影響。

美國的景觀地理學深受德國的影響，索爾(C.O.Sauer)也是從地貌入手轉入文化地理研究，他于20年代中期發(fā)表的著作“景觀形態(tài)學“，把景觀看作地表的基本單元，認為景觀是由自然與文化要素兩部分疊加而成。以他為代表的伯克利(Berkeley)學派研究了大量景觀變遷的實例，揭示了人在改變地球面貌中的作用，促進了景觀學派的發(fā)展。

按照A.F.伊薩欽科的觀點(1959)，景觀學說與自然地理分異理論和綜合自然區(qū)劃一起構成了俄國與蘇聯(lián)景觀地理學的三大理論成就［2］。與德國和美國的地理學家不一樣，原蘇聯(lián)的地理學家多偏重于自然景觀的研究，認為自然景觀即自然綜合體是自然地理學的主要研究對象，景觀的類型方向和區(qū)域方向并存。這當然是與原蘇聯(lián)的國土遼闊、開發(fā)程度較低有關。貝爾格(L.S.Berg)發(fā)表了“蘇聯(lián)景觀地帶“提出了關于自然區(qū)以下尺度土地單元的等級與類型劃分的景觀學說，主要依據(jù)植物群落和地形單元的組合。1942年蘇卡切夫(V.N.Sukachev)提出了與生態(tài)系統(tǒng)相近似的生物地理群落概念，并將其作為景觀的最小單元，重點研究群落各組成成分之間的物質(zhì)循環(huán)與能量交換。60年代，蘇聯(lián)開始了景觀結構與功能的定位實驗研究，著重于水熱平衡、生物地球化學過程的監(jiān)測和實驗，波雷諾夫(B.B.Poleinov)建立了景觀地球化學的研究方向，卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景觀學定義和景觀分類、類型和結構等概念。A.A.克勞克利斯的“實驗景觀學“和B.Б.索恰瓦的“地理學系統(tǒng)學說導論“作為其理論總結，反映了蘇聯(lián)地理景觀研究的實驗思想、系統(tǒng)思想和生態(tài)學方向的新趨勢［2］。

德國和蘇聯(lián)在景觀地理學方面的理論成就，特別是關于自然區(qū)劃和土地單元的等級、類型劃分的理論與方法，在第二次世界大戰(zhàn)以后激發(fā)了歐美各國廣泛的應用研究，包括景觀及其以下尺度的土地資源分類、評價和區(qū)劃規(guī)劃、景觀制圖、景觀設計和綜合管理。其中荷蘭、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亞和英國等國的工作形成了很有特色的理論和方法體系，特別是引進生態(tài)學的思想和方法，廣泛應用遙感和地理信息系統(tǒng)手段為景觀學的新發(fā)展注入了強大的活力。概言之，1950年以前的景觀學主要是地理學性質(zhì)，植被、土地利用與環(huán)境的關系只是作為自然綜合體中不同要素的相互關系。其后的景觀學經(jīng)過三十多年的應用與發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)概念的影響日漸深入，生物(包括人類)與環(huán)境的關系問題成為景觀結構的中心，研究從分析走向預測。80年代以來，景觀學再次成為地理科學中的矚目問題，在景觀的形態(tài)與發(fā)生、景觀的穩(wěn)定與演化、景觀的分析與綜合、景觀與環(huán)境、景觀的價值與應用等方面都有長足的發(fā)展，并產(chǎn)生了若干新的分支，如景觀生態(tài)學、景觀地球化學、人文景觀學等。

2　景觀地理學的推陳出新

景觀學本來是從綜合自然地理學中脫胎而來，在蘇聯(lián)經(jīng)多方面發(fā)展，景觀地理學形成了第一個高峰，但是后來一些學者的經(jīng)院式研究使其逐步進入了死胡同。80年代以后北美景觀生態(tài)學的興起，為景觀學帶來了新的理論突破，加之在廣泛應用中的技術發(fā)展，形成了景觀學的第二個高峰。目前新一代的景觀科學可以景觀生態(tài)學為代表，在理論層面上包括原有的景觀地理學和景觀地球化學等，在應用層面上包括景觀建筑規(guī)劃學，景觀生態(tài)建設(建設地理學與建設生態(tài)學)等和眾多的交叉分支學科。除了研究范圍的擴大與原有研究內(nèi)容的深化，景觀科學的推陳出新還突出表現(xiàn)在以下幾個方面：

1)新一代景觀科學突破了原先只是從類型和區(qū)域角度對自然綜合體進行研究，發(fā)展到從過程與類型(或區(qū)域)兩方面對自然-人文綜合體進行有強烈應用色彩的研究。除空間結構與地域分異以外，地理過程與生態(tài)過程也成為研究的重心［10］。

2)從單純的地理過程研究發(fā)展到人地相互作用過程的研究。人地關系中地域關系的優(yōu)化是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的基礎，而以可持續(xù)空間格局的研究為熱點。在景觀和區(qū)域尺度上對人地關系的調(diào)整和構建可稱之為景觀生態(tài)建設，這應成為建設地理學的研究重點［11］。

3)學科的交叉融合極大地豐富和發(fā)展了景觀科學，并形成了若干新的學科框架體系。如理論地理學與宏觀生態(tài)學的交叉形成了景觀生態(tài)學；而在應用層面上，可以說建設地理學與生態(tài)工程學的交叉形成了景觀生態(tài)建設這一新的研究范疇。國際景觀生態(tài)學會的新會章中對于景觀生態(tài)學作出了如下的新定義(IALE mission statement， 1998)：“景觀生態(tài)學是對于不同尺度上景觀空間變化的研究，它包括景觀異質(zhì)性的生物、地理和社會的原因與系列，無疑它是一門連接自然科學和相關人類科學的交叉學科?！翱梢娋坝^研究還涉及自然與人文科學的交叉，如景觀生態(tài)美學、生態(tài)經(jīng)濟學與環(huán)境倫理學等。

關于景觀生態(tài)建設可定義為一定區(qū)域、跨生態(tài)系統(tǒng)、適于特定景觀類型的生態(tài)建設措施，以景觀單元的空間結構調(diào)整或重新構建為基本手段，改善受脅迫或受損失的生態(tài)系統(tǒng)的功能，提高景觀系統(tǒng)的總體(生物)生產(chǎn)力。其主要內(nèi)容包括：景觀空間結構的調(diào)整，優(yōu)化組合原有景觀組分或引入新的成分；控制人類活動的方式與程度，補償與恢復景觀的生態(tài)功能；按生態(tài)學規(guī)律進行可更新自然資源的開發(fā)與生產(chǎn)活動；建設與自然系統(tǒng)和諧協(xié)調(diào)、適于人類生存的可持續(xù)景觀模式等［11］。 　 3　景觀生態(tài)學的理論貢獻

景觀生態(tài)學在當代景觀科學中的“一枝獨秀“，是因為其認識論和方法論上的進步，為一種正在形成中的“尺度-等級系統(tǒng)“新模式作出了重要的理論貢獻［12］。從科研認識論的角度對于景觀生態(tài)學的核心概念和一般原理可作如下歸納［13］：

3.1　景觀系統(tǒng)的整體性和景觀要素的異質(zhì)性

景觀是由景觀要素(elements)有機聯(lián)系組成的復雜系統(tǒng)，含有等級結構，具有獨立的功能特性和明顯的視覺特征，是具有明確邊界、可辨識的地理實體。一個健康的景觀系統(tǒng)具有功能上的整體性和連續(xù)性，只有從系統(tǒng)的整體性出發(fā)來研究景觀的結構、功能和變化才能得出正確的科學結論。景觀系統(tǒng)同其它非線性系統(tǒng)一樣，是一個開放的、遠離平衡態(tài)系統(tǒng)，具有自組織性、自相似性、隨機性和有序性等特征。異質(zhì)性本是系統(tǒng)或系統(tǒng)屬性的變異程度，而對空間異質(zhì)性的研究成為景觀生態(tài)學別具特色的顯著特征，它包括空間組成、空間構型和空間相關等內(nèi)容。異質(zhì)性同抗干擾能力、恢復能力、系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性有密切關系，景觀異質(zhì)性程度高有利于物種共生而不利于稀有內(nèi)部種的生存。景觀格局是景觀異質(zhì)性的具體表現(xiàn)，可運用負熵和信息論方法進行測度。景觀異質(zhì)性也可理解為景觀要素分布的不確定性，其出現(xiàn)頻率通?？捎谜龖B(tài)分布曲線描述［10］。

3.2　景觀研究的尺度性

尺度是研究客體或過程的空間維和時間維，可用分辨率與范圍來描述，它標志著對所研究對象細節(jié)了解的水平。在景觀學研究中，空間尺度是指所研究景觀單元的面積大小或最小信息單元的空間分辨率水平，而時間尺度是其動態(tài)變化的時間間隔。景觀生態(tài)學的研究基本上對應于中尺度范圍，即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年［14］。

格局與過程的時空尺度化是景觀生態(tài)學的研究熱點，尺度分析和尺度效應受到格外重視和發(fā)展［15］。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經(jīng)過重新組合而在較大尺度上形成空間格局的過程，與之相伴的是斑塊形狀趨向規(guī)則化以及景觀類型的減少。尺度效應表現(xiàn)為：最小斑塊面積和隨尺度增大而增大，其類型則有所轉換，景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應用GIS技術，可以根據(jù)研究目的選擇最佳尺度，并對不同尺度的研究成果進行轉換。由于景觀尺度上進行控制性實驗代價高昂，因此尺度的轉換技術愈顯重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度約束體系的限制，至今仍是一難點。

時空尺度的對應性、協(xié)調(diào)性和規(guī)律性是一重要特征，通常研究地區(qū)越大、相關的時間尺度越長，生態(tài)平衡即自然界在動蕩中表現(xiàn)出的與尺度有關的協(xié)調(diào)性。生態(tài)系統(tǒng)在小尺度上常表現(xiàn)出非平衡特征，而大尺度上仍可體現(xiàn)出與平衡模型相似的結果，景觀系統(tǒng)常?？梢钥朔渲芯植可锓答伒牟环€(wěn)定性。

尺度性與持續(xù)性有著重要聯(lián)系，細尺度生態(tài)過程可能會導致個別生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)激烈波動，而粗尺度的自然調(diào)節(jié)過程可提供較大的穩(wěn)定性。在較高尺度上，作為非線性耗散系統(tǒng)演化中一種普遍現(xiàn)象的混沌可提高景觀生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)性而避免碎裂種群(Metapopulation)滅絕。大尺度空間過程包括土地利用和土地覆蓋變化、生境破碎化、引入種的散布、區(qū)域性氣候波動和流域水文變化等。在更大尺度的區(qū)域中，景觀是互不重復、對比性強、粗粒格局的基本結構單元。景觀和區(qū)域都在“人類尺度“上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結構，把生態(tài)功能置于人類可感受的范圍內(nèi)進行表述，這尤其有利于了解景觀建設和管理對生態(tài)過程的影響。在時間尺度上，人類世代即幾十年的尺度是景觀生態(tài)學關注的焦點。

3.3　景觀結構的鑲嵌性(Mosaic)

景觀空間異質(zhì)性通常表現(xiàn)為梯度與鑲嵌，后者的特征是對象被聚集形成清楚的邊界，連續(xù)空間發(fā)生中斷和突變。土地鑲嵌性是景觀的基本特征之一，forman提出的斑塊-廊道-基質(zhì)模型即是對此的一種理論表述［16］。

景觀斑塊是地理、氣候和生物、人文因子影響所成的空間集合體，具有特定的結構形態(tài)，表現(xiàn)為物質(zhì)、能量或信息的輸入與輸出單位。斑塊的大小、形狀不同，有規(guī)則、不規(guī)則之分；廊道曲直、寬度不同，連接度也有高有低；而基質(zhì)更顯多樣，從連續(xù)到孔隙狀，從聚集態(tài)到分散態(tài)，構成了鑲嵌變化、豐富多采的景觀格局。空間格局是景觀功能流的主要決定因素，而這些景觀形態(tài)結構又是昨天的流所產(chǎn)生。結構和功能，格局與過程之間的聯(lián)系和反饋是景觀生態(tài)學的基本命題。

景觀鑲嵌的測定包括多樣性、邊緣、中心斑塊和斑塊總體格局測定等方面，包括多樣度、優(yōu)勢度、相對均勻度、邊緣數(shù)、分維數(shù)、斑塊隔離度、易達性、斑塊分散度、蔓延度等指標。此外，網(wǎng)絡理論、中心位置理論、滲流理論(隨機空間模型)等也被用于景觀空間結構的研究。

3.4　生態(tài)流的空間聚集與擴散

生物物種與營養(yǎng)物質(zhì)和其它物質(zhì)、能量在景觀組分間的流動被稱為生態(tài)流(eco-flow)，它們是景觀中生態(tài)過程的具體體現(xiàn)。受景觀格局的影響，這些流分別表現(xiàn)為聚集與擴散，以水平流為主，它需要通過克服空間阻力來實現(xiàn)對景觀的覆蓋與控制。物質(zhì)運動過程同時總是伴隨著一系列能量轉化過程，斑塊間的物質(zhì)流可視為在不同能級上的有序運動，斑塊的能級特征由其空間位置、物質(zhì)的組成、生物因素以及其它環(huán)境因素所決定。

景觀空間要素間物種的擴散與聚集，礦質(zhì)養(yǎng)分的再分配速率通常與干擾強度成正比，穿越邊緣的能量與生物流隨異質(zhì)性的增大而增強。無任何干擾時，景觀水平結構趨勢于均質(zhì)化，而垂直結構的分異更加明顯。

生態(tài)流的傳輸機制有風、水、飛行動物、地面動物和人，其驅(qū)動力可分為擴散、傳輸和運動，后二者是景觀尺度上的主要作用力。擴散形成最少的聚集格局，傳輸居中，而運動可在景觀中形成最明顯的聚集格局。

景觀的邊緣效應對生態(tài)流有重要影響，它可起到半透膜的作用，對通過的生態(tài)流進行過濾。此外，在相鄰景觀要素處于不同發(fā)育期時，可隨時間轉換而分別起到源和匯的作用。

3.5　景觀演化的不可逆性與人類主導性

景觀變化的動力機制有自然干擾與人類活動影響兩個方面。由于當今世界上人類活動影響的普遍性與深刻性，對于作為人類生存環(huán)境的各類景觀而言，人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用，通過對變化方向和速率的調(diào)控可實現(xiàn)景觀的定向演變和可持續(xù)發(fā)展［17］。

景觀穩(wěn)定性取決于景觀空間結構對于外部干擾的阻抗及恢復能力，其中景觀系統(tǒng)所能承受人類活動作用的閾值可稱為景觀生態(tài)系統(tǒng)承載力。其限制變化為環(huán)境對人類活動的反作用，如景觀空間結構的擁擠程度、景觀中主要生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可更新自然資源的利用強度、環(huán)境質(zhì)量以及人類身心健康的適應與感受性等。

景觀系統(tǒng)的演化方式有正、負反饋兩種。負反饋有利于系統(tǒng)的自適應和自組織，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，是自然景觀演化的主要方式；而不穩(wěn)定則與正反饋相聯(lián)系。從自然景觀向人工景觀的轉化多為正反饋，如圍湖造田、毀林開荒和城市擴張等。耗散結構理論揭示，非平衡不可逆性是組織之源、有序之源，通過漲落達到有序。景觀系統(tǒng)的演化亦符合這一規(guī)律，人類活動打破了自然景觀中原有的生態(tài)平衡，放大了干擾，改變了景觀演化的方向并創(chuàng)造出新的生態(tài)平衡，重新實現(xiàn)景觀的有序化。

3.6　景觀價值的多重性

景觀作為一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實體，兼具經(jīng)濟、生態(tài)和美學價值，這種多重性價值判斷是景觀規(guī)劃和管理的基礎。景觀的經(jīng)濟價值主要體現(xiàn)在生物生產(chǎn)力和土地資源開發(fā)等方面，其生態(tài)價值主要體現(xiàn)為生物多樣性與環(huán)境功能等方面，這些均已研究清楚。而景觀美學價值卻是一個范圍廣泛、內(nèi)涵豐富，比較難以確定的命題。隨著時代的發(fā)展，人們的審美觀也在變化，人工景觀的創(chuàng)造是工業(yè)社會強大生產(chǎn)力的體現(xiàn)，城市化與工業(yè)化相伴生；然而久居高樓如林、車聲嘈雜、空氣污染的城市之后，人們又企盼著親近自然和返回自然，返樸歸真成為時尚。

關于景觀美學值量的量度可從人類行為過程模式和信息處理理論等方面進行分析，不同民族和文化傳統(tǒng)對此有深刻影響。如中國的園林景觀和歐洲相比特色較鮮明，它注重野趣生機、自然韻味，情景交融、意境含蓄，以小見大、時空變換，增加景觀容量與環(huán)境氛圍。

價值優(yōu)化是管理和發(fā)展的基礎，景觀規(guī)劃和設計應以創(chuàng)建宜人景觀為中心。景觀的宜人性可理解為比較適于人類生存、體現(xiàn)生態(tài)文明的人居環(huán)境，包括景觀通達性、建筑經(jīng)濟性、生態(tài)穩(wěn)定性、環(huán)境清潔度、空間擁擠度、景觀優(yōu)美度等內(nèi)容，當前許多地方對于居民小區(qū)綠、靜、美、安的要求即是這方面的通俗表達。景觀特別重視景觀要素的空間關系，如形狀和大小、密度和容量、連接和隔斷、區(qū)位和層序……，如同它們所含有的物質(zhì)和自然資源質(zhì)量一樣重要。如城市景觀規(guī)劃應注意合理安排城市空間格局，相對集中開敞空間(open space)，建筑空間要疏密相間；在人工環(huán)境中努力顯現(xiàn)自然；增加景觀的視覺多樣性；保護環(huán)境敏感區(qū)和推進綠色空間體系建設。 　 4　景觀規(guī)劃建筑學的實際應用與發(fā)展

景觀規(guī)劃建筑學(Landscape Architecture)是適應現(xiàn)代社會發(fā)展需要而產(chǎn)生的一門工程應用性學科，它是景觀科學與建筑學的交叉，城市規(guī)劃、風景園林設計與景觀生態(tài)學的交叉。這門學科在美國已有百余年的歷史，F(xiàn).L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念，并首先在紐約中央公園的設計和建造中提出了一系列建設城市公園綠地系統(tǒng)的思想，?quot;創(chuàng)造性地利用景觀，使城市環(huán)境變得自然而適于居住“，使自然與城市生活相融合，將生態(tài)思想與景觀設計相結合，美國許多大學開設“景觀規(guī)劃建筑“課程遠早于景觀生態(tài)學，但是80年代以后北美景觀生態(tài)學的興盛無疑為景觀建筑與景觀規(guī)劃注入了新的活力。這一階段有3本有影響的書，即I.Mcharg 1969年出版的“設計結合自然“(Design With Nature)， C.A.Smyser1982年出版的《自然的設計》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市形態(tài)與自然過程》(City from and Nature Process)，他們在應用中豐富和發(fā)展了景觀生態(tài)學的思想，并將景觀規(guī)劃建筑學納入到現(xiàn)代景觀科學的范疇。

關于“景觀建筑“(Landscape Architecture)通常定義為集中活動區(qū)建筑物與周圍環(huán)境的整體配置與構建，可分為小區(qū)(Site)、城市(Urban)和區(qū)域(Region)等不同尺度的景觀設計和規(guī)劃，包括土地發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)規(guī)劃、景觀設計和人文因素等不同側重點。近來關于人居環(huán)境的研究漸成熱點，其內(nèi)容包括自然環(huán)境、人口(居民)、社會結構、建筑與城市以及交通、通訊網(wǎng)絡等。景觀規(guī)劃建筑學在人居環(huán)境研究中起到了十分重要的作用。城市屬于一種人工創(chuàng)造的、以建筑物為基質(zhì)的特殊人類文明景觀，具有高密度(空間擁擠)、高流量(能流、物流、信息流大)的特點，景觀建筑規(guī)劃追求的目標是把自然引入城市和使建筑體現(xiàn)文化。這門應用學科的發(fā)展具有鮮明的時代特征，符合人類走向綠色文明的浪潮，同時也推動了景觀科學的革新和發(fā)展。

5　我國景觀生態(tài)學研究的重要成果