時間：2023-12-01 10:13:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地理信息系統(tǒng)專業(yè)知識，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
論文關(guān)鍵詞：高等教育；地理信息系統(tǒng)；課程教學(xué)
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，它不僅是生物圈中重要的生產(chǎn)者，在維持全球生態(tài)平衡方面起著不可替代的作用：而且是重要的物種、基因庫。但是，人類無序的利用和破壞，不合理的經(jīng)營等，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)大面積的森林被破壞，森林生產(chǎn)力衰退，景觀多樣性、物種多樣性減少，生態(tài)環(huán)境不斷惡化等一系列問題，嚴(yán)重威脅著人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，森林問題已成為社會普遍關(guān)注的問題。為了迅速恢復(fù)我國森林植被，改善生態(tài)環(huán)境，國家出臺了一系列林業(yè)方針政策和工程措施。森林資源是林業(yè)生態(tài)建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，新的目標(biāo)、新的觀念，要求林業(yè)部門必須改變傳統(tǒng)的服務(wù)于木材生產(chǎn)的單一的森林資源管理手段和方法，開展新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，提高森林經(jīng)營管理水平。地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)被認(rèn)為是資源管理和環(huán)境監(jiān)測的有效手段，正在廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、環(huán)保、交通等領(lǐng)域，如森林資源管理、造林規(guī)劃、森林病蟲害預(yù)測及災(zāi)害損失估計等“。安徽省正在建立全省生態(tài)公益林地理信息系統(tǒng)，可以預(yù)計林業(yè)對地理信息系統(tǒng)人才的需要會越來越多。林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及人才需求的變化，要求林業(yè)高等教育必須順應(yīng)這一實際需要，及時調(diào)整本科教育的課程體系。在這一大的社會背景下，我們在林學(xué)及其相關(guān)專業(yè)、研究生課程中開設(shè)了“地理信息系統(tǒng)”選修課。在地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)過程中，我們通過幾年的摸索和實踐，積累了一定的經(jīng)驗，以期與各位同行共探討。
一、GIS教學(xué)中遇到的問題
地理信息系統(tǒng)是一門發(fā)展中的新型學(xué)科，技術(shù)更新與前沿拓展很快，在以該技術(shù)為核心的地理信息系統(tǒng)課程教學(xué)中我們遇到的突出問題包括：一缺乏教學(xué)經(jīng)驗。在教學(xué)內(nèi)容、實驗安排、教學(xué)要求等諸多方面無規(guī)范可循，這影響了教學(xué)質(zhì)量的提高：二缺乏與專業(yè)結(jié)合比較緊密的合適教材。如果有一本既有完整的理論體系又附有與專業(yè)相關(guān)的事例的好教材，對比較抽象的地理信息系統(tǒng)教學(xué)來說，教學(xué)效果無疑會更明顯；三缺乏好的師資條件。目前承擔(dān)地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師多是非地理信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)的，他們對地理信息系統(tǒng)在各自專業(yè)上的應(yīng)用比較熟悉，但缺乏對地理信息系統(tǒng)深層次的了解，因此，迫切需要既有其他學(xué)科專業(yè)知識又有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景的復(fù)合型人才來承擔(dān)地理信息系統(tǒng)的教學(xué)。
二、GIS教學(xué)改革措施
(一)選擇合適的教材，編寫教學(xué)大綱
我院于1999年開始在林學(xué)本科專業(yè)開設(shè)地理信息系統(tǒng)選修課，總課時36學(xué)時，其中理論部分24學(xué)時，實驗部分12學(xué)時；在課程體系設(shè)置上，要求在先期開設(shè)計算機(jī)、測量、遙感等相關(guān)課程的基礎(chǔ)上開設(shè)此課。2003年結(jié)合我校教學(xué)評估，系統(tǒng)編制了地理信息系統(tǒng)課程理論和實驗教學(xué)大綱。為了使大綱能充分反映當(dāng)前地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，使教學(xué)內(nèi)容全面、系統(tǒng)，重點突出，同時又針對性強(qiáng)，能充分反映時代特征，在編制大綱的過程中，首先，從面向21世紀(jì)系列課程教材中選定優(yōu)秀教材；其次，根據(jù)課程性質(zhì)、學(xué)時及專業(yè)的具體要求，安排教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)行學(xué)時分配。在地理信息系統(tǒng)理論教學(xué)中，重點介紹基本概念和基本理論、空間數(shù)據(jù)特征和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)處理及空間分析功能等，而對其他內(nèi)容只作一般講解。
(二)重視實驗課教學(xué)
地理信息系統(tǒng)是一門集地理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、測繪學(xué)等學(xué)科為一體的新型邊緣學(xué)科，具有一定的抽象性，對于沒有多少專業(yè)背景知識的非地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生而言，學(xué)好它具有一定的難度。長期的教學(xué)實踐表明，地理信息系統(tǒng)實驗課的開設(shè)，不僅有助于學(xué)生對書本知識的理解，提高課堂理論教學(xué)效果：而且有助于學(xué)生了解一些具體的地理信息系統(tǒng)軟件，并能操作這些軟件，提高動手能力。為此，我們在地理信息系統(tǒng)實驗教學(xué)中，以giewgis和Mapinfo為地理信息系統(tǒng)軟件平臺，安排6次實驗課，包括地理信息系統(tǒng)主要功能模塊，點、線、面圖層建立，屬性庫建立，空間與屬性數(shù)據(jù)編輯、查詢、修改等，空間與屬性數(shù)據(jù)分析，專題圖制作和輸出等。同時，改革考試和成績評定方法，不再以筆試定成績，而是實行實驗課考核直接上機(jī)操作，授課教師根據(jù)學(xué)生掌握的熟練情況現(xiàn)場打分，并將實驗課成績納入課程總成績(占綜合成績的30％)。這樣調(diào)動了學(xué)生上好實驗課的積極性。
(三)改進(jìn)教學(xué)方法和手段
地理信息系統(tǒng)具有綜合性和抽象性的特點，其教學(xué)僅憑一本書、一支粉筆是不夠的，必須運用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段。因此，在教學(xué)方法上，我們強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式、互動式教學(xué)，對一些抽象的問題，盡量列舉一些與本專業(yè)相關(guān)的事例進(jìn)行說明。如以某一區(qū)域森林資源為例來解釋什么是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；在講授遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三者之間的關(guān)系時，讓學(xué)生自己動手進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、定位、分析。在教學(xué)手段上，開展多媒體課件建設(shè)，使用多媒體進(jìn)行教學(xué)。地理信息系統(tǒng)教學(xué)中有些內(nèi)容的講解，通過多媒體用表格或圖件進(jìn)行講解顯得直觀明了，易于讓學(xué)生理解接受：同時，通過多媒體課件的運用，減少了不必要的黑板板書時間，解決了課時量壓縮與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾，加大了每節(jié)課的信息量。
(四)堅持教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結(jié)合
高等林業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)，重要的是掌握應(yīng)用技能，要能利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)解決科研和生產(chǎn)中的現(xiàn)實問題。因此，在教學(xué)中，要結(jié)合科研項目和林業(yè)生產(chǎn)實際，讓學(xué)生利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價等方面的研究；教師在明確學(xué)生研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，編寫研究方案和具體實施計劃，了解開展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究的全過程，如建立森林資源地理信息系統(tǒng)，包括小班圖形(空間)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯和處理分析、專題圖的制作等。
三、對高等林業(yè)院校GIS教學(xué)的幾點建議
(一)編寫適合專業(yè)特點的教材
高等林業(yè)院校開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是將其應(yīng)用于林業(yè)，因此學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容及其深度等要有別于地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。而要做到這一點，就要編寫適合林業(yè)院校專業(yè)實際的地理信息系統(tǒng)教材，使教材內(nèi)容盡可能系統(tǒng)化，事例盡可能專業(yè)化，這樣便于教和學(xué)。 (二)重視GIS教師的培養(yǎng)
教學(xué)質(zhì)量的保障有賴于高質(zhì)量的教師隊伍。地理信息系統(tǒng)要求與專業(yè)(生產(chǎn))結(jié)合，只有這樣才能發(fā)揮其在生產(chǎn)決策、管理中的作用。這就要求從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師應(yīng)具有雙重的專業(yè)背景知識。但現(xiàn)實中，這方面的教師通常只具有單一的專業(yè)背景，這在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，高等林業(yè)院校要重視地理信息系統(tǒng)教師人才的培養(yǎng)，對沒有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景知識的教師，可以采取委托培養(yǎng)的方式，派其到地理信息系統(tǒng)專業(yè)進(jìn)修、學(xué)習(xí)：相反，對有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景而沒有林業(yè)專業(yè)背景的教師，要鼓勵其在職進(jìn)修，掌握林業(yè)專業(yè)的基本知識，了解林業(yè)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)技術(shù)的需要。
(三)改善實驗教學(xué)的基本條件
院校擴(kuò)招以后，受影響最大的還是實驗教學(xué)。實驗教學(xué)資源的增加趕不上學(xué)生人數(shù)的增加，限制了實驗課開設(shè)的次數(shù)和內(nèi)容，影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，學(xué)校要在實驗教學(xué)上“做文章”，通過開放中心實驗室、網(wǎng)絡(luò)實驗室等，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造更多的機(jī)會。
另外，要改進(jìn)理論和實驗教學(xué)的方法和手段，以學(xué)為中心，開展啟發(fā)式教學(xué)，組織興趣小組開展學(xué)生知識創(chuàng)新活動；利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源促進(jìn)理論和實驗教學(xué)效果的提高。
(三)改進(jìn)教學(xué)方法和手段
地理信息系統(tǒng)具有綜合性和抽象性的特點，其教學(xué)僅憑一本書、一支粉筆是不夠的，必須運用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段。因此，在教學(xué)方法上，我們強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式、互動式教學(xué)，對一些抽象的問題，盡量列舉一些與本專業(yè)相關(guān)的事例進(jìn)行說明。如以某一區(qū)域森林資源為例來解釋什么是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；在講授遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三者之間的關(guān)系時，讓學(xué)生自己動手進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、定位、分析。在教學(xué)手段上，開展多媒體課件建設(shè)，使用多媒體進(jìn)行教學(xué)。地理信息系統(tǒng)教學(xué)中有些內(nèi)容的講解，通過多媒體用表格或圖件進(jìn)行講解顯得直觀明了，易于讓學(xué)生理解接受：同時，通過多媒體課件的運用，減少了不必要的黑板板書時間，解決了課時量壓縮與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾，加大了每節(jié)課的信息量。
(四)堅持教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結(jié)合
高等林業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)，重要的是掌握應(yīng)用技能，要能利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)解決科研和生產(chǎn)中的現(xiàn)實問題。因此，在教學(xué)中，要結(jié)合科研項目和林業(yè)生產(chǎn)實際，讓學(xué)生利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)開展諸如森林資源、土地資源以及森林景觀評價等方面的研究；教師在明確學(xué)生研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，編寫研究方案和具體實施計劃，了解開展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究的全過程，如建立森林資源地理信息系統(tǒng)，包括小班圖形(空間)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(樹種、年齡、直徑、樹高等)的采集，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯和處理分析、專題圖的制作等。
三、對高等林業(yè)院校GIS教學(xué)的幾點建議
(一)編寫適合專業(yè)特點的教材
高等林業(yè)院校開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是將其應(yīng)用于林業(yè)，因此學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容及其深度等要有別于地理信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。而要做到這一點，就要編寫適合林業(yè)院校專業(yè)實際的地理信息系統(tǒng)教材，使教材內(nèi)容盡可能系統(tǒng)化，事例盡可能專業(yè)化，這樣便于教和學(xué)。
(二)重視GIS教師的培養(yǎng)
教學(xué)質(zhì)量的保障有賴于高質(zhì)量的教師隊伍。地理信息系統(tǒng)要求與專業(yè)(生產(chǎn))結(jié)合，只有這樣才能發(fā)揮其在生產(chǎn)決策、管理中的作用。這就要求從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)的教師應(yīng)具有雙重的專業(yè)背景知識。但現(xiàn)實中，這方面的教師通常只具有單一的專業(yè)背景，這在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，高等林業(yè)院校要重視地理信息系統(tǒng)教師人才的培養(yǎng)，對沒有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景知識的教師，可以采取委托培養(yǎng)的方式，派其到地理信息系統(tǒng)專業(yè)進(jìn)修、學(xué)習(xí)：相反，對有地理信息系統(tǒng)專業(yè)背景而沒有林業(yè)專業(yè)背景的教師，要鼓勵其在職進(jìn)修，掌握林業(yè)專業(yè)的基本知識，了解林業(yè)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)技術(shù)的需要。
(三)改善實驗教學(xué)的基本條件
關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；專業(yè)英語；自主學(xué)習(xí)
中圖分類號：G623.45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
引言
隨著全球信息共享的逐步實現(xiàn)，國際化交流越來越多，英語早已成為大學(xué)生必須掌握的基本技能之一。除了基礎(chǔ)英語教育，專業(yè)英語在高等教育中的重要性日益凸顯。作為一門語言教學(xué)和專業(yè)課教學(xué)相結(jié)合的課程，專業(yè)英語是英語聽、說、讀、寫等綜合能力在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，即具有專業(yè)課的特征，同時也是大學(xué)英語教學(xué)的延伸和擴(kuò)展，是學(xué)生擴(kuò)展專業(yè)知識、了解國外先進(jìn)技術(shù)、提高英語應(yīng)用水平重要途徑。教育部在《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》指出要“積極推動使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)”，并明確提出要優(yōu)先在高新技術(shù)領(lǐng)域的生物技術(shù)、信息技術(shù)等專業(yè)開展外語教學(xué)。
地理信息系統(tǒng)是由計算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決各種復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題, 其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，是信息技術(shù)的一個重要分支[1]。作為一門交叉學(xué)科，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)，尤其受到計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的促進(jìn)，學(xué)科體現(xiàn)出發(fā)展速度快、內(nèi)容更新快的特點[2]。美國、加拿大等國家因為信息技術(shù)的先進(jìn)以及地理信息系統(tǒng)發(fā)展時間較長，該專業(yè)的發(fā)展水平超過我國，其前沿理論、先進(jìn)技術(shù)等最先以英文體現(xiàn)，學(xué)生只有重視專業(yè)英語的學(xué)習(xí)，不斷提高專業(yè)英語水平，才能追蹤本學(xué)科的國際發(fā)展動態(tài)和專業(yè)前沿技術(shù)，提升專業(yè)能力。
《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》教學(xué)中實施“自主學(xué)習(xí)模式”的必要性
《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》在本科教學(xué)工作中越來越受到重視，就目前而言，其教學(xué)存在以下特點：
學(xué)科交叉性強(qiáng)，知識點諸多
地理信息系統(tǒng)具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉性，融合了地理學(xué)、空間科學(xué)與技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、遙感科學(xué)與技術(shù)、測繪科學(xué)與技術(shù)以及管理科學(xué)等眾多學(xué)科的最新科學(xué)理論與技術(shù)成就，交叉的學(xué)科間差距大，知識點分散，涉及課程多且繁雜。在《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》教學(xué)中，也需要講授相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識，學(xué)生需要掌握的基礎(chǔ)知識諸多，加大了授課難度。
課時有限
由于地理信息系統(tǒng)是一門交叉學(xué)科，需要掌握的基礎(chǔ)知識較多，在總課時有限的情況下，專業(yè)英語不能占用過多的課時，大部分高校設(shè)置的是30-54課時[3]。如此有限的課時導(dǎo)致專業(yè)英語的教學(xué)難以深入開展，大部分內(nèi)容只能淺嘗輒止，完全只依靠教師在有限課時內(nèi)的課堂教學(xué)來提高學(xué)生專業(yè)英語水平是很困難的。
學(xué)生個體差異性明顯
《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》的學(xué)習(xí)者之間存在明顯的個體差異 [4]。一方面，授課班級學(xué)生的英語基礎(chǔ)存在差異。有些學(xué)生英語基礎(chǔ)扎實，可以較為輕松地跟上教師授課節(jié)奏，與教師在課堂上自由交流；有些學(xué)生英語基礎(chǔ)較薄弱，欠缺英語聽說能力和閱讀理解能力，難以在課堂上當(dāng)堂理解消化教師授課內(nèi)容。因此，課堂教學(xué)中，授課內(nèi)容難度較難平衡。如果難度稍大，會打擊基礎(chǔ)薄弱同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣；如果難度稍小，會影響基礎(chǔ)扎實同學(xué)英語水平的提高。另一方面，地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語涉及到了多學(xué)科領(lǐng)域知識，如遙感、GPS、測量、地理學(xué)等，每個學(xué)生都有自己的領(lǐng)域興趣點，需要讓學(xué)生找到自己的興趣點有針對性地進(jìn)行學(xué)習(xí)。
基于《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》的以上幾個特點，單純依靠課堂教學(xué)要解決內(nèi)容多、課時少、學(xué)生差異性大等問題是不可能的，需要在教學(xué)過程中實施“自主學(xué)習(xí)模式”，引導(dǎo)學(xué)生重視專業(yè)英語，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性和自主學(xué)習(xí)能力，創(chuàng)造一種自主學(xué)習(xí)的教育環(huán)境，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)專業(yè)英語。
自主學(xué)習(xí)模式是學(xué)習(xí)者在總體教學(xué)目標(biāo)的宏觀調(diào)控下，在教師指導(dǎo)下，根據(jù)自身條件和需要制訂并完成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)模式[5]。該學(xué)習(xí)模式需要學(xué)習(xí)者具備自主學(xué)習(xí)的能力和教育機(jī)制提供自主學(xué)習(xí)的空間，即自主學(xué)習(xí)的能力和自主學(xué)習(xí)的條件。自主學(xué)習(xí)的能力是指由學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)策略等因素綜合形成的一種主導(dǎo)學(xué)習(xí)的內(nèi)在機(jī)制；自主學(xué)習(xí)的條件是指學(xué)習(xí)者對自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法以及使用的學(xué)習(xí)材料的控制權(quán)。在該教學(xué)模式過程中，最為關(guān)鍵的是要充分突出學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自主性。
《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》實施“自主學(xué)習(xí)模式”的策略
在《地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語》教學(xué)中，要以學(xué)生為主體，構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)的良好課堂氛圍，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和探究的學(xué)習(xí)情境，使專業(yè)英語的學(xué)習(xí)成為一個積極主動的過程，從而充分調(diào)動學(xué)生自我探究、分析、發(fā)現(xiàn)的積極性[6]。
課堂上培養(yǎng)學(xué)生學(xué)好專業(yè)英語的信心
盡管我國一直十分重視英語教育，然而據(jù)英孚教育的全球《英語熟練度指標(biāo)報告》，在亞洲12個國家和地區(qū)中，中國大陸在亞洲區(qū)域排名倒數(shù)第二。很多學(xué)生對英語有抵觸情緒和排斥心理，認(rèn)為自己連基礎(chǔ)英語都沒學(xué)好，更不用提學(xué)好專業(yè)英語了。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣索然會致使課堂氣氛死氣沉沉，嚴(yán)重抑制了教師的活躍思維和授課激情，大大影響了教學(xué)效果，造成一種惡性循環(huán)。因此，在專業(yè)英語的授課過程中教師要注意互動，提供不同難易程度、且與專業(yè)相關(guān)的話題（比如：My Hometown, GIS in My Daily Life, How I Arrived at the Campus in the First Day），讓學(xué)生自主選取自己感興趣的話題進(jìn)行口頭演講，讓其從開口說簡單的英文開始，培養(yǎng)一種自己能學(xué)好專業(yè)英語的信心，激發(fā)學(xué)生課后自主吸取相關(guān)信息的主動性。
課堂教學(xué)中開設(shè)自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)自主學(xué)習(xí)活動的情境
在教學(xué)中，嘗試鼓勵學(xué)生來組織教學(xué)內(nèi)容上課，讓學(xué)生分成小組集體參與備課，學(xué)會自我設(shè)計學(xué)習(xí)方法，再讓同學(xué)來進(jìn)行講評。課程開始前，讓學(xué)生以小組為單位搜集與專業(yè)相關(guān)的話題的資料，比如學(xué)習(xí)GIS的應(yīng)用（The Application of a GIS）相關(guān)章節(jié)內(nèi)容時，可以讓學(xué)生組成項目組自主搜集不同領(lǐng)域的GIS系統(tǒng)（包括文字、圖片、程序等），制作英文PPT，讓本組學(xué)生作為一個項目團(tuán)隊用英文來介紹與推銷本組的GIS系統(tǒng)，講述本系統(tǒng)的設(shè)計思路、應(yīng)用功能等。同時，教師和其他組的學(xué)生作為相關(guān)行業(yè)的潛在客戶，用英文咨詢項目組，了解所推銷的系統(tǒng)是否值得購買，對得到最多買家的項目團(tuán)隊進(jìn)行表揚。這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)能形成師生互動、生生互動，從而建立起以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主體的課堂環(huán)境，增加了課堂的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)一種在課堂導(dǎo)向下的自主學(xué)習(xí)環(huán)境。
在軟件學(xué)習(xí)中自主學(xué)習(xí)英語
GIS主流軟件中，如ArcGIS、ENVI等都是國外開發(fā)的，這些國外軟件還有計算機(jī)編程語言都依賴于英語，其技術(shù)文檔和資料都是英文的，其本身就是一種簡化的英語形式。在課堂上利用案例式教學(xué)方法，給出多個實際案例，通過解決實際問題來引入每一個概念，要求學(xué)生自主通過軟件幫助文檔、軟件技術(shù)支持網(wǎng)站等工具來學(xué)習(xí)軟件使用與計算機(jī)編程，時刻跟蹤GIS 專業(yè)的最新研究成果，從而擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)知識面。專業(yè)英語的實際應(yīng)用一方面有利于學(xué)生掌握GIS軟件的最新技術(shù)發(fā)展，提升專業(yè)能力；另一方面更能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和理解能力，讓學(xué)生在課后主動學(xué)習(xí)專業(yè)英語。
根據(jù)學(xué)生的個體差異組織課后學(xué)習(xí)任務(wù)
不同學(xué)習(xí)者的英語基礎(chǔ)與感興趣領(lǐng)域是不同的，自主學(xué)習(xí)模式要滿足不同學(xué)習(xí)者的需求。因此，授課教師要充分認(rèn)識學(xué)生個體間存在的差異性，并基于該差異性有針對性地給出不同的課后學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)自己的具體情況自主選擇課后學(xué)習(xí)任務(wù)，以滿足不同學(xué)習(xí)者的需求，提高學(xué)習(xí)效果。對于英語基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生可以布置一些與書本知識聯(lián)系緊密的學(xué)習(xí)任務(wù)，重點是對課堂知識的消化與鞏固，比如書本中材料的閱讀；對于英語基礎(chǔ)較為扎實的學(xué)生可以布置一些延伸性的學(xué)習(xí)任務(wù)，重點是對課堂知識的拓展，比如《科學(xué)》、《自然》等權(quán)威雜志上地理信息系統(tǒng)相關(guān)科技論文的解讀。
借助網(wǎng)絡(luò)平臺豐富自主學(xué)習(xí)途徑
網(wǎng)絡(luò)平臺上有著豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以利用這些資源開展專業(yè)英語的自主學(xué)習(xí)。教師可以給學(xué)生推薦一些國外的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，如GIS數(shù)據(jù)下載網(wǎng)站、GIS論壇、GIS教學(xué)網(wǎng)站等，學(xué)生可以課后自主查閱相關(guān)學(xué)習(xí)資源，與國外的GIS學(xué)習(xí)者開展交流。當(dāng)學(xué)習(xí)GIS的數(shù)據(jù)（The data of a GIS）時，要求學(xué)生去國外的網(wǎng)站上下載GIS數(shù)據(jù)，能讓學(xué)生課后主動去接觸國外的GIS資源，豐富學(xué)習(xí)途徑，學(xué)以致用。
結(jié)語
在地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語的教學(xué)中，要克服其課時短、授課難度大的現(xiàn)狀，提高教學(xué)效果，必須要改變以往教師課堂上“滿堂灌”的教學(xué)方式，實施以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式，結(jié)合課堂和課后時間，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。這種教學(xué)模式一方面營造了課堂上的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，能發(fā)揮學(xué)生在課堂上的主體性，改變了單純教師講解范文的單詞術(shù)語及范文翻譯的枯燥授課環(huán)境，豐富了課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，能提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，在課后將專業(yè)軟件學(xué)習(xí)與專業(yè)英語學(xué)習(xí)貫穿起來，并根據(jù)學(xué)生的個體性差異組織課后學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生以自己的方式自主地完成感興趣的語言學(xué)習(xí)任務(wù)。通過在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和課后學(xué)習(xí)環(huán)境中確立學(xué)生主體地位，調(diào)動“教”、“學(xué)”雙方的積極性，能使教學(xué)模式朝個性化學(xué)習(xí)、自主式學(xué)習(xí)的方向發(fā)展，有效提高地理信息系統(tǒng)專業(yè)英語的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：專業(yè)課程 課程改革 實踐能力
一、項目的意義與現(xiàn)狀分析
（1）項目意義：原地理信息系統(tǒng)應(yīng)用是在原中專相應(yīng)教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上編寫的，已不適應(yīng)高職測繪專業(yè)培養(yǎng)計劃的要求，必須重新制定地理信息系統(tǒng)應(yīng)用教學(xué)大綱，并按新的計劃要求對課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和改革，滿足工程測量專業(yè)培養(yǎng)方向的教學(xué)要求。本項目以教學(xué)與實踐相互結(jié)合；傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合；對教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革中不僅要加強(qiáng)理論教學(xué)，更要注重實踐教學(xué)，從而提高學(xué)生的基礎(chǔ)知識和實踐技能訓(xùn)練水平。開發(fā)多媒體課件，通過教學(xué)演示，可使學(xué)生更生動、更形象、更直觀接受課堂教學(xué)內(nèi)容，全面掌握該課程的基本技能。另外，需要讓學(xué)生親自上機(jī)實踐，以鞏固對知識的理解與應(yīng)用。
（2）現(xiàn)狀分析：作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，目前教學(xué)的重點在基礎(chǔ)知識的傳授上，教學(xué)滯后于社會實際需要，用人單位對于學(xué)生的要求不斷提高，要求學(xué)生有扎實的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，更要求有較高創(chuàng)新思想和實踐動手能力，為了使我們的學(xué)生在企業(yè)中有良好的聲譽，我們希望通過各方面的改革，使學(xué)生的實踐動手能力有所提高，以滿足企業(yè)的需要。
二、項目研究與改革的目標(biāo)
教育必須適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對人才的需求，社會對高職高專人才的要求是應(yīng)該具有一定理論基礎(chǔ)、較高的綜合素質(zhì)和很強(qiáng)的實踐應(yīng)用能力，就是說高職教育是培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線的應(yīng)用型人才。
鑒于地理信息系統(tǒng)應(yīng)用在所有專業(yè)課程中的重要地位，我校非常重視地理信息系統(tǒng)應(yīng)用課程改革與資金投入。學(xué)院把課程改革與專業(yè)建設(shè)作為頭等大事，經(jīng)過廣泛的社會調(diào)查，專家論證，并結(jié)合用人單位和我校的具體情況，我們提出了 “精測量、懂施工、會操作” 的人才培養(yǎng)目標(biāo)。對于課程建設(shè)與課程改革，也應(yīng)緊密圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)來進(jìn)行。
三、項目研究與改革的內(nèi)容
（一）調(diào)整測量系列課程的教學(xué)內(nèi)容，合理修訂地理信息系統(tǒng)應(yīng)用課程教學(xué)大綱
認(rèn)真修訂地理信息系統(tǒng)應(yīng)用教學(xué)大綱，優(yōu)化與整合教學(xué)內(nèi)容，提交正式文檔。 突出學(xué)生基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能的培養(yǎng)，擴(kuò)大上機(jī)實踐教學(xué)時數(shù)。以“ 理論、實踐、應(yīng)用 ”三段式的教學(xué)模式體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容體系的創(chuàng)新，符合應(yīng)用性人才的培養(yǎng)規(guī)律；以“ 夠用為度、注重應(yīng)用 ”的課程內(nèi)容安排體現(xiàn)應(yīng)用性人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
（二）培養(yǎng)學(xué)生的上機(jī)動手能力和創(chuàng)新思維
通過增加上機(jī)實踐課程時數(shù)，提高學(xué)生動手實踐能力，在此基礎(chǔ)上提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在上機(jī)實訓(xùn)中嚴(yán)格按測繪生產(chǎn)的要求進(jìn)行，屬于仿真實習(xí)。
（三）研究探討多媒體課件制作的理論與方法
在多媒體課件制作過程中，充分考慮了地理信息系統(tǒng)應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容的改革與調(diào)整，把最新GIS軟件編入教學(xué)內(nèi)容。通過多媒體課件的制作，使學(xué)生更生動、更形象、更直觀接受課堂教學(xué)內(nèi)容，全面掌握該課程的基本技能。
利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，完善多媒體課件的制作，使用網(wǎng)上教學(xué)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)大平臺，使課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相互促進(jìn)，提高教學(xué)水平。
（四）根據(jù)教學(xué)實際情況，改革學(xué)生成績考核方法
傳統(tǒng)的考核方法是只通過筆試的形式考核學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，形式比較單一死板，主要由期末考試和平時成績兩部分構(gòu)成。期末考試以任課教師的閉卷考試為主，其成績一般占總分的70%～80%；平時成績主要包括出勤、平時作業(yè)、小測驗和課程論文等方面的考核，一般占總分的20%～30%?？傮w來說，這種考核方式?jīng)]有反映學(xué)生知識的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
針對傳統(tǒng)考核方式的弊端，我們采用理論部分采用筆試、實踐部分采用上機(jī)技能操作的綜合考核辦法。這樣既能考核學(xué)生對理論知識的理解程度，又能考核學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)出高素質(zhì)實用型測繪技術(shù)人才。
（五）用先進(jìn)的教育理念，創(chuàng)新的思維把地理信息系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)置成高水平、高質(zhì)量、自治區(qū)領(lǐng)先示范性課程
四、項目的預(yù)期成果
高職高專測繪工程專業(yè)是一個特別強(qiáng)調(diào)畢業(yè)生實際動手能力和技術(shù)應(yīng)用能力的應(yīng)用型專業(yè)，改革和完善實踐教學(xué)環(huán)節(jié)顯得尤為重要。實踐教學(xué)的重要目標(biāo)是高質(zhì)量完成理論知識驗證、基本技能、作業(yè)方法的訓(xùn)練，重點培養(yǎng)學(xué)生面對工程實際，分析解決工程問題的能力，從而實現(xiàn)以實踐能力達(dá)標(biāo)訓(xùn)練為目的的基本技能、專業(yè)技能、工程綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的標(biāo)準(zhǔn)化能力考核實踐教學(xué)體系。
經(jīng)過工程測量2010級學(xué)生示范性教學(xué)實踐，表明該課程教學(xué)改革不僅使學(xué)生掌握了理論知識，而且培養(yǎng)了學(xué)生動手實踐能力以及創(chuàng)新思維能力，高質(zhì)量完成工程測量專業(yè)人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。參與的教師和學(xué)生反映極其良好。綜上所述，課題組研究制定的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用課程的教學(xué)改革對提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力等方面均是有益的，可以推廣使用。
參考文獻(xiàn)：
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論文關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)(GIS)，旅游業(yè)，應(yīng)用
0引言
旅游行業(yè)向來存在旅游信息數(shù)據(jù)量大，涉及方面廣，信息篩選繁雜，管理決策困難等特點[1]，而對處理與空間地理類有關(guān)信息有著強(qiáng)大能力的地理信息系統(tǒng)來說，它在旅游業(yè)的應(yīng)用無疑是一個十分方便且實用的工具。GIS在旅游業(yè)的應(yīng)用主要包括地理信息管理查詢、專題地圖制作、旅游線路設(shè)計等。同時，GIS與其他高新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用也為旅游業(yè)的發(fā)展提供了更多的思路。
1 GIS的功能及特點
地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機(jī)硬件和軟件支持下，以采集、存儲、管理、分析、描述和應(yīng)用與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)[1]。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的分析、決策和管理問題。
2 旅游地理信息系統(tǒng)（TGIS）的應(yīng)用
TGIS是在地理信息系統(tǒng)（GIS）的基礎(chǔ)上專門為旅游者服務(wù)而作的二次開發(fā)的系統(tǒng)，專門為旅游者及旅游管理服務(wù)的管理系統(tǒng)[2]，其主要功能如下：
2.1地理信息的管理、查詢、檢索
旅游資源信息具有較強(qiáng)的地理空間特性環(huán)境保護(hù)論文，旅游區(qū)的景點分布、公共服務(wù)設(shè)施的分布、交通信息等都存在地理特性，而發(fā)展旅游地理信息系統(tǒng)（TGIS）則可以完全擺脫傳統(tǒng)管理手段對旅游業(yè)發(fā)展的制約，對旅游信息進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的管理[3]。
TGIS可將各方面的信息整合在電子地圖上，完成各種信息的定點查詢，以及實現(xiàn)人機(jī)交互為游客選擇旅游線路，提供途中所涉及的各項服務(wù)。
2.2 客源市場分析以及競爭分析
旅游景區(qū)設(shè)計是以游客的類型、愛好、興趣為依據(jù)的，缺少了對目標(biāo)游客的研究會使景區(qū)規(guī)劃陷入誤區(qū)，脫離實際。應(yīng)用GIS來對客源市場以及景區(qū)周圍其環(huán)境研究分析，可為景區(qū)旅游營銷策略提供服務(wù)，促進(jìn)景區(qū)發(fā)展[4]。
對景區(qū)內(nèi)的游客的信息進(jìn)行統(tǒng)計，例如根據(jù)旅游者的分布范圍，年齡段，出游時間，出游方式等做出景區(qū)的吸引力等分析結(jié)果，針對不同分析結(jié)果推出不同的旅游計劃來滿足其需求[5]。
2.3 旅游線路設(shè)計
旅游線路設(shè)計是游客必須考慮的一個問題，路線的好壞影響到游客游覽經(jīng)歷的質(zhì)量，也影響著景區(qū)的經(jīng)營。TGIS中有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分析功能（Network Analysis），能夠通過游客對其設(shè)定的條件為游客找到適合其出游的“最佳路徑”[6]。
系統(tǒng)可根據(jù)用戶選擇的交通方式結(jié)合景區(qū)間的交通情況得到景點間的通達(dá)時間，再結(jié)合用戶事先設(shè)定的每個景點的停留時間得到符合用戶需求的線路安排[7]。
3 GIS 在生態(tài)旅游方面的應(yīng)用
生態(tài)旅游是指是指人們?yōu)榱肆私夂陀^賞自然風(fēng)景、野生動植物及其棲息環(huán)境、地區(qū)的文化風(fēng)貌以及娛樂休養(yǎng)、探險、科研等目的，而到具有較完整生態(tài)系統(tǒng)或未擾污染的自然區(qū)域的旅行[8]。GIS 在生態(tài)旅游方面有以下幾點應(yīng)用：
3.1 旅游資源的開發(fā)管理及保護(hù)
生態(tài)旅游一個最重要的前提是保持自然環(huán)境的原生狀態(tài)不受人為影響，對環(huán)境的監(jiān)控保護(hù)則需要多種技術(shù)和GIS技術(shù)的結(jié)合使用。例如，對遙感數(shù)據(jù)經(jīng)對圖像的分析、分類處理，得到生態(tài)旅游資源數(shù)據(jù)，再將分類好的圖像導(dǎo)入GIS系統(tǒng)結(jié)合實地考察獲取的其他相關(guān)數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析。從得到的圖中可以明顯的觀察到景區(qū)內(nèi)植被種類、分布范圍等詳細(xì)情況的變化，以便及時反映到相關(guān)部門進(jìn)行處理 [9]。
3.2 環(huán)境容量監(jiān)控及可持續(xù)發(fā)展
景區(qū)環(huán)境容量指的是景區(qū)內(nèi)可容納的最大的游客容量[10]。對于生態(tài)保護(hù)區(qū)開發(fā)為景區(qū)必須要考慮環(huán)境容量問題，如果只注重旅游效益而忽視環(huán)境承受力則會對風(fēng)景區(qū)內(nèi)環(huán)境帶來破壞性的影響。因此，分析園區(qū)內(nèi)的環(huán)境容量環(huán)境保護(hù)論文，采取相應(yīng)措施對于園區(qū)的生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展十分重要。
在GIS應(yīng)用中，可以將景區(qū)內(nèi)部的各種要素分圖層進(jìn)行緩沖分析，由原先建立的點、線、面圖形得到緩沖后拓展而成的多邊形，根據(jù)各圖層疊加運算生成景區(qū)的生態(tài)敏感區(qū)，生態(tài)敏感區(qū)是生態(tài)園區(qū)內(nèi)需要重點保護(hù)的地區(qū)。再將由面積法計算得到的環(huán)境容量值與GIS得到的結(jié)果結(jié)合，對園區(qū)的各地塊的劃分及布置做統(tǒng)籌安排。
4 GIS在旅游規(guī)劃中的應(yīng)用
4.1 專題地圖的制作
專題地圖指的是將專題現(xiàn)象或普通地圖的某些要素在地理底圖上完備的表示出來的地圖[10]。將GIS應(yīng)用于地圖的制作可以大大提高制圖的精度和效率，能有效避免傳統(tǒng)地圖制作的缺點。
在地圖制作過程中，GIS可以使用矢量處理和柵格處理交替使用，使制圖快速精確[5]。不同的專題信息建立不同的圖層，分層存儲，用戶需要哪方面的信息便可以快速的將該圖層在同一張地圖中疊加觀察，方便有效。
4.2 旅游規(guī)劃模型庫的建立
GIS雖然具有強(qiáng)大的空間分析功能，但在規(guī)劃中常有眾多的規(guī)劃問題需要將系統(tǒng)結(jié)合數(shù)學(xué)模型解決，對系統(tǒng)的二次開發(fā)則顯得十分迫切。若將這些以模型的形式開發(fā)出來則可以給規(guī)劃帶來很大的方便。例如，旅游資源評價模型、旅游需求預(yù)測模型等，不同的情況只要向其輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)便可得到適合該地區(qū)的結(jié)果[9]。
在建立模型庫的基礎(chǔ)上，建立專家知識庫，將本專業(yè)專家的知識和經(jīng)驗進(jìn)行整理，與規(guī)劃模型結(jié)合使用，使規(guī)劃智能化，用以解決復(fù)雜的規(guī)劃問題。
5 問題及展望
現(xiàn)階段對GIS在旅游業(yè)上應(yīng)用的研究趨向于泛化，在各個方面均有學(xué)者提出自己的研究方案，但真正實現(xiàn)的較少，有些方向已經(jīng)完全偏離了旅游服務(wù)業(yè)的主題，只是單純的地理研究。我國GIS與旅游業(yè)結(jié)合研究已有十多年的歷史，多數(shù)研究還停留在介紹專業(yè)知識層面，深入鉆研環(huán)境保護(hù)論文，挖掘潛在價值的非常少，多數(shù)只起到只是普及的作用[9]。
GIS相關(guān)軟件種類繁多，通過不同軟件建立起來的數(shù)字資料門類多樣，數(shù)據(jù)之間實現(xiàn)共享和相關(guān)十分困難。例如在旅游規(guī)劃中，需要從全局著眼，不可避免需要從其他途徑獲取其他地區(qū)的資料，但獲取的資料和本地區(qū)建立的數(shù)據(jù)庫不相容，對規(guī)劃工作的實施帶來很大的困難[11]。建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對于業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)共享十分重要而迫切。統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)后，可以大大減少因數(shù)據(jù)不統(tǒng)一引起的問題，提高工作效率。也為GIS用于旅游業(yè)的宏觀規(guī)劃和調(diào)控的實現(xiàn)提供可能[9]。
7 結(jié)語
GIS以其在數(shù)據(jù)采集、處理、分析方面體現(xiàn)的優(yōu)勢在旅游業(yè)中獨領(lǐng)，無論是在旅游地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用、生態(tài)旅游還是旅游規(guī)劃中均能起到不小的作用，在未來的研究中，還將深入探討其與其他高新技術(shù)結(jié)合，更好的為旅游業(yè)，乃至其他行業(yè)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：巖土工程 地質(zhì)勘察 數(shù)字化技術(shù)
Abstract: the geotechnical engineering design is the foundation of the geological survey, the traditional expressed in survey limitations, the poor quality of existing intuitive, neither will the changes of geotechnical geological space reflect overall out, it will be difficult to the nature of the geotechnical accurate and complete to express, survey results can't fully satisfy the requirements of geotechnical engineering design. This paper will be a analysis the geological survey for the traditional method based on the existing problems, this paper discusses the geological survey for the promotion of the necessity of digital technology, in order to break through the traditional survey technology defects, better regional distribution, geotechnical that predict geotechnical engineering properties and so on, for geotechnical engineering construction to provide the scientific basis for the geological data.
Keywords: geotechnical engineering geological investigation digital technology
中圖分類號：P624 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1.巖土工程地質(zhì)勘察存在的問題
出于多方面的原因，地質(zhì)勘察技術(shù)仍然存在一定的問題，使得巖土工程的地質(zhì)勘察難以取得長足發(fā)展：①設(shè)計部門和勘察部門屬于兩個獨立的部門，作業(yè)分散，勘察技術(shù)方法分支多，涉及多方面的專業(yè)知識，再加上勘察人員鮮有參加設(shè)計工作者，致使巖土勘察的相關(guān)數(shù)據(jù)資料表現(xiàn)形式超出了設(shè)計部門人員的理解范圍之外。筆者認(rèn)為主要是因為設(shè)計人員的專業(yè)水平局限性使然，設(shè)計過程中沒有勘察人員進(jìn)行現(xiàn)場對勘察成果的解釋，才導(dǎo)致勘察成果在設(shè)計中利用效率低的情況出現(xiàn)。各種專業(yè)之間多以書面形式進(jìn)行資料信息交流，網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)共享模式基本為零，這樣既耗時又費力，而且容易出現(xiàn)資料數(shù)據(jù)的丟失。②設(shè)計軟件功能不夠齊全，只能夠勝任編制文件和繪制圖紙等簡單工作，對于經(jīng)驗工作等評價工作，存在網(wǎng)絡(luò)化與共享等方面的瓶頸。其次是軟件系統(tǒng)缺乏共通信息交流的渠道，譬如在勘察所得的數(shù)據(jù)資料直接反饋給技術(shù)部門，而沒有通過信息交流的方式對這些資料進(jìn)行處理加工，專業(yè)分離式的信息共享模式使得系統(tǒng)呈現(xiàn)封閉性特征。③勘察輻射的信息面廣，包括氣象、水文、地理、交通、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及風(fēng)俗習(xí)慣等，這些信息資料的掌握，需要掌握各自的屬性特征，也需要對其進(jìn)行定量和定性分析。但勘察系統(tǒng)缺乏必要的采集、表達(dá)、識別和分析等方法，致使勘察所得情報不全，無法形成設(shè)計與決策的優(yōu)勢。再加上系統(tǒng)不具備空間分析功能，致使設(shè)計與決策需要依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗與水平進(jìn)行理解。
2.巖土工程地質(zhì)勘察數(shù)字化系統(tǒng)的建立
2.1地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)旨在運用計算機(jī)、信息科學(xué)和地理學(xué)等綜合學(xué)科手段，實現(xiàn)地質(zhì)勘察場地的數(shù)字化。地理信息系統(tǒng)針對巖土工程地質(zhì)勘察，直指巖土工程的空間和屬性數(shù)據(jù)，根據(jù)勘察地點的方位坐標(biāo)，通過管理、檢索、評價分析和結(jié)果分析的處理流程，以提供設(shè)計的決策依據(jù)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的實現(xiàn)，需要兼顧以下功能的實現(xiàn)：①根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)字化技術(shù)的要求，系統(tǒng)必須具備采集和編輯數(shù)據(jù)的功能，保證在獲取完整、邏輯和準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的同時，通過跟蹤、掃描和遙感等數(shù)字化手段完成編輯加工。②在數(shù)據(jù)操作的過程中，數(shù)據(jù)存儲、組織、格式化、轉(zhuǎn)換等繼承過程，是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫體現(xiàn)數(shù)字化要求的關(guān)鍵點。另外、數(shù)據(jù)的查詢、搜索、統(tǒng)計等數(shù)字化功能也必須在系統(tǒng)中體現(xiàn)出來。③數(shù)字化系統(tǒng)具有空間分析需求，通常分為空間檢索、拓?fù)浏B加、模擬三個層次。在檢索方面，地理信息系統(tǒng)以空間實體的屬性以及屬性特征檢索依據(jù)。拓?fù)浏B加既在輸入某空間實體的屬性以及屬性特征時，會同步顯示類似的空間實體。而空間模擬分析旨在發(fā)揮系統(tǒng)使用者的主觀能動性。④在通過收集、編輯、繼承和分析等數(shù)字化流程之后，最終將數(shù)據(jù)以圖表等形式輸出，既系統(tǒng)的輸出功能。總之，基于地理信息系統(tǒng)的巖土工程勘察設(shè)計數(shù)字化技術(shù)，為推動勘察設(shè)計的現(xiàn)代化，不失為一種較為科學(xué)的數(shù)字化開發(fā)手段。
2.2地質(zhì)勘察建模技術(shù)
建模技術(shù)由來已久，巖土工程的建模技術(shù)，是根據(jù)工程的情況、條件和實際狀態(tài)，根據(jù)一定的比例將實體用圖形表現(xiàn)出來。地質(zhì)勘察建模技術(shù)是實現(xiàn)場地地層數(shù)字化的重要手段。根據(jù)地理信息系統(tǒng)提供的數(shù)字依據(jù)，進(jìn)行資料篩選分析，建模的一般過程如下：首先對工程地質(zhì)變量進(jìn)行預(yù)測，譬如地下水水流速度的變量預(yù)測，又如地層構(gòu)造、斷層等的空間分布，由于地質(zhì)的變量因素過多，建模不可能進(jìn)行全方位量測，因此只能選取較有代表性的部分，然后利用各種手段預(yù)測地質(zhì)的綜合變量情況。其次是對地質(zhì)的特征進(jìn)行條件化和離散化解釋，通過現(xiàn)場勘察獲取資料之后，進(jìn)行地質(zhì)描述，而變量描述需要地質(zhì)的變量預(yù)測和工程地質(zhì)控制共同實現(xiàn)，最終確定地質(zhì)的邊界以及特點。巖土工程勘察地質(zhì)的建模數(shù)字化技術(shù)，以圖形和數(shù)學(xué)表示的方法，將工程和地質(zhì)條件的關(guān)系表現(xiàn)出來，解決工程與地質(zhì)脫節(jié)的問題，讓設(shè)計人員擺脫勘察專業(yè)數(shù)據(jù)資料的束縛，形象地認(rèn)識巖土變形、破壞等情況，以便掌握巖土的運動規(guī)律等，將勘察內(nèi)容充分地在設(shè)計文件里體現(xiàn)出來，并全面提出設(shè)計方案。
2.3場地虛擬實現(xiàn)技術(shù)
場地虛擬數(shù)字化技術(shù)的實現(xiàn)，即建立數(shù)字化巖土勘察工程的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。該系統(tǒng)囊括兩方面的內(nèi)容，一是勘察區(qū)域內(nèi)的地理規(guī)劃、道路、市政設(shè)施、住宅區(qū)等地理信息，二是勘察區(qū)域內(nèi)的山川、河流等自然地貌地形的情況。關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立，需具備以下幾方面的基本條件：①收集勘察區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)勘察資料，包括勘察點的地理、環(huán)境、土質(zhì)、地層等信息。②根據(jù)系統(tǒng)信息需求，為弄清楚所需數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，把用戶的數(shù)據(jù)需求用較為形象方法表現(xiàn)出來，需要設(shè)計能夠反映信息世界的概念性模型。③數(shù)據(jù)庫需要囊括三種數(shù)據(jù)，一是用戶輸入的原始數(shù)據(jù)，二是系統(tǒng)自動生成的中間數(shù)據(jù)，三是最終的數(shù)據(jù)。④數(shù)據(jù)庫的主要功能，首先是輸入數(shù)據(jù)注意有效性和規(guī)范化，以保證輸入庫內(nèi)的數(shù)據(jù)資料精準(zhǔn)性，減少誤差。第二是讓用戶能夠在最短時間內(nèi)利用檢索功能獲取數(shù)據(jù)中的地質(zhì)信息，搜索的條件是圖示點、圖示矩形、區(qū)域、交叉條件等。第三是疊加、緩沖區(qū)和多層立體疊加三種空間分析功能。第四是數(shù)據(jù)庫單向、多向和多組合的輸出方式。
3.結(jié)束語
綜上所述，巖土工程地質(zhì)勘查要擺脫傳統(tǒng)勘查模式的弊端，必須盡快建立以地理信息系統(tǒng)、建模技術(shù)、場地虛擬等數(shù)字化技術(shù)為核心的勘察系統(tǒng)，并加快該系統(tǒng)的應(yīng)用研究，以盡快實現(xiàn)在巖土工程中廣泛應(yīng)用數(shù)字化的勘察技術(shù)方法。
參考文獻(xiàn)
[1]羅酮.簡述巖土工程勘察數(shù)字化[J].工程技術(shù)，2011年10期：99.
[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) ； 環(huán)衛(wèi)規(guī)劃 ；空間信息查詢與分析
中圖分類號：F299.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0081-01
一、引言
目前，對于幾十年沿用下來的各種環(huán)衛(wèi)設(shè)施、新建改建環(huán)衛(wèi)設(shè)施統(tǒng)計基本依靠人力，致使管理者工作量很大，職能部門基本上無法作出正確的統(tǒng)計，給規(guī)劃決策帶來了困難。自20世紀(jì)80年代末以來，GIS作為現(xiàn)代測繪學(xué)的新興學(xué)科，在城市規(guī)劃、設(shè)計、施工管理工作中顯示了極大的優(yōu)越性，極大地提高了工作效率和信息處理的科學(xué)性，為政府決策提供了形象、直觀、方便和適時的輔助工具。
二、環(huán)衛(wèi)規(guī)劃及GIS
1、環(huán)衛(wèi)規(guī)劃。環(huán)境衛(wèi)生專業(yè)規(guī)劃（以下簡稱環(huán)衛(wèi)規(guī)劃）是以城市總體規(guī)劃為依據(jù)的城市發(fā)展專業(yè)規(guī)劃。通過規(guī)劃的編制，科學(xué)合理地制定城市環(huán)境衛(wèi)生工作的中、長期發(fā)展戰(zhàn)略與近遠(yuǎn)期具體目標(biāo)，制定適宜的措施以促進(jìn)城市生活廢棄物的減量化、資源化和無害化，使環(huán)衛(wèi)事業(yè)發(fā)展適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
2、地理信息系統(tǒng)（GIS）。地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間相動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。
三、GIS在環(huán)衛(wèi)規(guī)劃中的實踐應(yīng)用
利用GIS技術(shù)建立的城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和各種專題數(shù)據(jù)庫（如轉(zhuǎn)運站、公共廁所等），使環(huán)衛(wèi)規(guī)劃中所需的信息數(shù)字化，使城市建設(shè)部門能更直觀地獲取這方面的信息。
總的來說，GIS主要應(yīng)用在環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃中有以下幾個方面：
1、規(guī)劃數(shù)據(jù)的管理
現(xiàn)代化的環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃是將環(huán)衛(wèi)設(shè)施數(shù)據(jù)即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)預(yù)處理導(dǎo)入到GIS系統(tǒng)，通過地理要素間的空間拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合等手段，對其中的各子項目（如公廁、轉(zhuǎn)運站等）進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理，為城市建設(shè)者們提供管理、決策、實施的依據(jù)。有效的規(guī)劃系統(tǒng)甚至可以細(xì)化到設(shè)施布點街道，設(shè)施范圍規(guī)模等量化信息。具體見圖1。
2、規(guī)劃設(shè)計
GIS在實際應(yīng)用過程中，可以準(zhǔn)確實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的輸入，空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與維護(hù)，空間信息的查詢與量算等過程。
（1）地圖數(shù)據(jù)的輸入
地圖數(shù)據(jù)的輸入主要有數(shù)字化輸入、掃描儀輸入，坐標(biāo)幾何輸入，柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸入等，但在環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃中用得較多的為掃描儀輸入及柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸入。GIS系統(tǒng)中可以將柵格文件轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫，便于環(huán)衛(wèi)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計。具體過程見圖2。
（2）空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與維護(hù)
不管用何種輸入法輸入的數(shù)據(jù)往往先存入臨時數(shù)據(jù)文件，經(jīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)換才進(jìn)入正式的數(shù)據(jù)庫中，從外部數(shù)據(jù)文件獲得的數(shù)據(jù)往往轉(zhuǎn)換量很大，在轉(zhuǎn)換以后出現(xiàn)的某些誤差或不符合規(guī)定的數(shù)據(jù)還要糾正，這就是GIS重要的基本功能。在GIS系統(tǒng)中，可以成功地將柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)坐標(biāo)體系轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)校核（圖幅變形校正、接邊和核對）。
（3）空間信息的查詢與分析
空間信息的查詢與分析主要體現(xiàn)在圖文互訪，點、線、面相互關(guān)系的查詢，地址匹配查詢等方面。GIS系統(tǒng)將地理要素間的空間拓?fù)潢P(guān)系加進(jìn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之中，從而對地理位置的相關(guān)分析、地圖數(shù)據(jù)采集和編輯等帶來極大的方便，這在環(huán)衛(wèi)規(guī)劃設(shè)施布點、管理及建設(shè)中有著很大的用途。城市管理者不僅可以通過由環(huán)衛(wèi)部門提供的環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃采用圖文互訪等方式直觀地從地圖上提取轉(zhuǎn)運站、公廁、垃圾處理場的準(zhǔn)確位置、范圍及相關(guān)信息，還可以在GIS中確定垃圾轉(zhuǎn)運站的服務(wù)半徑，明確垃圾量的分布范圍，還可以通過各地理點在GIS系統(tǒng)中的矢量關(guān)系，選擇出垃圾運輸?shù)淖罴崖肪€，等等。在道路清掃方面，GIS系統(tǒng)可以直觀地展示道路長度，面域范圍，決策者可以通過一系列的統(tǒng)計，有效分配道路保潔范圍。這些對于規(guī)劃的具體實施具有直接的引導(dǎo)作用。
四、結(jié)論
GIS 技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，為社會諸多行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了機(jī)遇。但目前GIS 技術(shù)在城市環(huán)衛(wèi)規(guī)劃的應(yīng)用中還存在一些瓶頸（例如如何將GIS工具與環(huán)衛(wèi)規(guī)劃專業(yè)知識相結(jié)合、靈活運用），因此如何抓住GIS 技術(shù)發(fā)展帶來的機(jī)遇并從中受益，是GIS 技術(shù)應(yīng)用及環(huán)衛(wèi)規(guī)劃行業(yè)首要解決的問題。對環(huán)衛(wèi)規(guī)劃行業(yè)來說，開拓GIS的應(yīng)用，首先是要使規(guī)劃師們熟悉GIS 的基本原理和技術(shù)，其次還包括規(guī)劃、管理工作自身的更新、擴(kuò)展，因為很多應(yīng)用上的局限來自規(guī)劃本身還不適應(yīng)實際的需要。因此，人才問題將成為GIS 推廣應(yīng)用的一個關(guān)鍵性制約因素。
參考文獻(xiàn)：
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1 大數(shù)據(jù)時代背景下開放式GIS的機(jī)遇
1.1 開放式GIS在決策過程中的應(yīng)用
當(dāng)前，我們已經(jīng)進(jìn)入了空間信息的開放時代，地理空間信息已經(jīng)成為個人與集體決策中不可或缺的影響因素?？茖W(xué)家們已經(jīng)研制出許多基于GIS的軟件和實用技術(shù)，用來幫助世界各地的人們進(jìn)行災(zāi)害應(yīng)對、氣候變化、糧食危機(jī)等方面問題的解決。特別值得一提的是，在應(yīng)急處理和災(zāi)害應(yīng)對方面，人們已經(jīng)開發(fā)出Ushahidi，Sahana等軟件，這些軟件利用人們自愿公開的地理信息、先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)平臺等幫助人們及時應(yīng)對災(zāi)難，將生命和財產(chǎn)損失降低到最低程度。個人方面也可以通過網(wǎng)絡(luò)上公開的衛(wèi)星圖片以及街景等能夠反映實物的地理信息進(jìn)行個人出行、商務(wù)等方面的決策，做到了足不出戶便可觀盡天下。
1.2 開放式GIS在地球科學(xué)推廣方面的應(yīng)用
在進(jìn)入地理空間信息的開放時代后，通過互聯(lián)網(wǎng)的傳播與普及，GIS已經(jīng)從實驗室與研究所走向了普通百姓的生活之中。如今，即使是沒有專業(yè)知識的普通民眾也可以加入到地理信息采集和空間系統(tǒng)構(gòu)件的工作中來。美國谷歌公司發(fā)動民眾走上街頭采集街景，然后通過收集來自世界各地民眾的街景信息構(gòu)建出了一個全球范圍的實景地圖；維基地圖也有著通過發(fā)動全世界民眾貢獻(xiàn)信息，建立起一個包含全球各地地理、文化、政治、經(jīng)濟(jì)特點的“世界目錄”。在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代背景下這樣的例子不勝枚舉，普通群眾既是地理信息的貢獻(xiàn)者，又是地理信息的受益者。通過科技的進(jìn)步，人們觀察世界的方法已經(jīng)完全改變，即便是普通民眾也可以更加廣泛、及時的掌握地理信息。
1.3 開放式GIS在教育領(lǐng)域的應(yīng)用
在地理空間信息的開放時代，為了使人們能夠更好的了解與運用地理信息，GIS的研究人員有著提升人們空間思維能力的責(zé)任。美國ESRI公司認(rèn)為，為了培養(yǎng)具有專業(yè)素質(zhì)的地理工作者，空間維教育需要滿足如下四點要求：
（1）將空間思維能力的培養(yǎng)貫穿整個教學(xué)過程，與大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)結(jié)。
（2）高校需要著重培養(yǎng)地理學(xué)人才，將教學(xué)的目標(biāo)提升至新的高度，并且注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。
（3）將地理科學(xué)作為研究的工具，同時結(jié)合其他各學(xué)科相關(guān)專業(yè)知識，建立基于地理空間技術(shù)的復(fù)合型學(xué)科和分支學(xué)科。
（4）通過GIS實現(xiàn)大學(xué)校園整體規(guī)劃與管理，建立起智能化校園。
同時，開放式GIS為培養(yǎng)全體民眾的空間思維能力做出了卓越的貢獻(xiàn)，潛移默化的培養(yǎng)了人們的空間思維能力和GIS的實際應(yīng)用能力，使人們能夠更好的利用空間信息。
2 大數(shù)據(jù)時代背景下開放式GIS的阻礙
2.1 學(xué)術(shù)獎勵機(jī)制方面的阻礙
開放式GIS的發(fā)展受到了科學(xué)學(xué)術(shù)傳統(tǒng)思想和學(xué)者獎勵制度的阻礙。有人總結(jié)出學(xué)者們不愿無條件公開研究結(jié)果的幾種原因：
（1）貢獻(xiàn)出自己的研究成果不能得到經(jīng)濟(jì)上的回報。
（2）基于知識產(chǎn)權(quán)的原因，公開研究結(jié)果可能對以后的論文出版產(chǎn)生不利影響。
（3）公開研究結(jié)果后，其競爭對手便能無償獲得自己的研究成果，并從中獲利。
（4）對于研究數(shù)據(jù)和資料的管理、儲存與清理需要耗費時間和精力。
（5）在用戶遇到問題時，需要為其進(jìn)行解決。
由此可見，當(dāng)前的學(xué)術(shù)習(xí)慣與氛圍并不能夠接受GIS的數(shù)據(jù)和研究成果公開。所以，面對開放和大數(shù)據(jù)的趨勢，為提升學(xué)者的積極性，學(xué)術(shù)獎勵機(jī)制需要進(jìn)行一定程度的改革，這樣對于GIS的研究者和使用者都有積極的意義。
2.2 現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)法律的缺陷
現(xiàn)存的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)相關(guān)法律與開放性知識系統(tǒng)存在相當(dāng)程度的矛盾。主要是因為現(xiàn)存法律基于對于發(fā)明者和創(chuàng)作者的保護(hù)，傾向于知識產(chǎn)權(quán)的封閉，而開放性GIS本身具有完全開放的特性。現(xiàn)有法律賦予創(chuàng)作者和發(fā)明者以作品的專利權(quán)，同時禁止完全學(xué)術(shù)抄襲和基于原作品的衍生創(chuàng)作，這就科學(xué)知識和原創(chuàng)信息的公開和推廣以阻力。
現(xiàn)有法律不僅對知識產(chǎn)權(quán)有著保護(hù)作用，同時還進(jìn)行商業(yè)和工業(yè)機(jī)密的保護(hù)。相對對于知識產(chǎn)權(quán)的限期保護(hù)，法律對于商業(yè)和工業(yè)機(jī)密的保護(hù)是沒有期限的。這種法律保護(hù)行為在某種程度上阻礙了信息的公開與共享，不符合共享經(jīng)濟(jì)與開放科學(xué)的價值需求。因此，法律界的學(xué)者需要對共享經(jīng)濟(jì)與開放科學(xué)的本質(zhì)與目的進(jìn)行更加深入的研究，完善現(xiàn)有的法律法規(guī)，為共享經(jīng)濟(jì)與開放科學(xué)時代的到來奠定堅實的法律基礎(chǔ)。
3 開放式科學(xué)與經(jīng)濟(jì)對于環(huán)境可能產(chǎn)生未知的影響
對于開放運動是否能夠人們帶來一個更加綠色的未來，目前為止沒有人能給出令人信服的答案。受到前幾年世界金融危機(jī)的影響，共享經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為一些經(jīng)濟(jì)衰退的發(fā)達(dá)國家的主流經(jīng)濟(jì)形勢之一，其存在三個特點：
（1）物品的只用價值高于其占有價值，也就是說產(chǎn)品的價值主要體現(xiàn)在其使用過程中；
（2）通過網(wǎng)絡(luò)交易平臺能夠?qū)崿F(xiàn)物品的合理配置與應(yīng)用，不再受到到地域的限制；
（3）人們的生活和工作方式也得到了一定程度的共享。這些特點已經(jīng)從根本上改變了人們的生活方式，但是對于人們的生活環(huán)境會帶來怎樣的影響目前尚未可知。
作為開放科學(xué)的主要組成部分，開放式GIS對于環(huán)境的潛在威脅雖然還未展示出來，但是我們不能放松對它的警惕。在我們對開放式GIS可能產(chǎn)生的威脅與影響進(jìn)行足夠的了解之前，不能貿(mào)然將開放式GIS的環(huán)境影響功能進(jìn)行大范圍推廣。
參考文獻(xiàn)
[1]閻君，天峻，偉宏.地理信息共享與開放式地理信息系統(tǒng)技術(shù)研究[J].中國圖象圖形學(xué)報，1998.
針對數(shù)字地學(xué)、智慧國土的前沿理論探討，結(jié)合礦產(chǎn)資源精細(xì)化、智能化與可視化預(yù)測和地質(zhì)災(zāi)害早期預(yù)警預(yù)告等應(yīng)用實踐，本刊記者專訪了路來君教授。
2002年底倡議吉林大學(xué)設(shè)立數(shù)字地學(xué)專業(yè)
2002年底，在吉林大學(xué)慶祝地學(xué)專業(yè)設(shè)立五十周年活動期間，路教授就向時任吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院金巍院長提出倡議，設(shè)立數(shù)字地學(xué)專業(yè)；并接受院長的委托，起草提出數(shù)字地學(xué)專業(yè)可行性報告。2003年3月，在路教授的倡議和推進(jìn)下，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院在國內(nèi)率先設(shè)立數(shù)字地學(xué)專業(yè)。
通俗地說，數(shù)字地學(xué)就是在數(shù)字地球科學(xué)研究背景下，將地球信息科學(xué)融為一體而形成的一門新興的二級學(xué)科。其誕生是地學(xué)、數(shù)字地球科學(xué)、地球信息科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科發(fā)展交叉融合的大勢所趨，也是自然科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。屬于地球系統(tǒng)科學(xué)的范疇。數(shù)字地學(xué)是傳統(tǒng)地學(xué)發(fā)展到信息網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)時代的歷史見證，與傳統(tǒng)地學(xué)存在相互依賴、相互促進(jìn)、相互引領(lǐng)的關(guān)系，用數(shù)字化手段、數(shù)學(xué)模型研究地學(xué)，無疑為地學(xué)發(fā)展增加了亮點和活力，將引導(dǎo)和推動地學(xué)沿著信息化、智能化與可視化方向發(fā)展。
在數(shù)字地學(xué)領(lǐng)域，路教授有獨到的學(xué)術(shù)見解和明智的選擇。近些年主要從事數(shù)字地學(xué)理論與核心技術(shù)研究，主要研究目標(biāo)有兩項：一項是礦產(chǎn)資源精細(xì)化、智能化與可視化預(yù)測；另一項是地質(zhì)災(zāi)害早期預(yù)警預(yù)告。目前，還在結(jié)合云計算、大數(shù)據(jù)時代的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，從事新一代地理信息系統(tǒng)開發(fā)研究，研制開發(fā)云計算環(huán)境下的人機(jī)交互式地學(xué)G4I系統(tǒng)。這些選題與礦產(chǎn)資源智能勘探與認(rèn)知、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)告關(guān)聯(lián)緊密。
礦產(chǎn)資源是在漫長的地質(zhì)歷史時期由地質(zhì)作用形成于地殼中的有用元素物質(zhì)堆積，是人類賴以生存發(fā)展的天然資源，也是國民經(jīng)濟(jì)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于資源的不可再生性，地殼上的礦產(chǎn)資源隨著開采量的不斷提高而不斷減少，礦產(chǎn)資源的供需形勢日趨緊張。礦產(chǎn)資源勘察與預(yù)測越來越向地下深部發(fā)展。無論是煤、石油、天然氣等能源礦產(chǎn)，還是金銀銅鐵錫等金屬礦產(chǎn)，一般都深埋在地下。如何準(zhǔn)確預(yù)測？構(gòu)成世界性的地學(xué)難題。
頻繁發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，諸如地震、海嘯、森林火災(zāi)、山體滑坡、泥石流、塌方、洪澇等自然災(zāi)害，如何進(jìn)行早期預(yù)警？更是世界性難題。
路教授目前開展的科研項目，主要是在上述兩個領(lǐng)域開展地學(xué)空間變異性理論、方法與技術(shù)研究，特別是在高性能計算、云計算環(huán)境下，尋求地學(xué)空間分析中的理論突破與技術(shù)創(chuàng)新，為礦產(chǎn)資源預(yù)測和地質(zhì)災(zāi)害早期預(yù)警研究提供新理論、新方法與新技術(shù)。
據(jù)介紹，現(xiàn)行地學(xué)空間信息技術(shù)中，實用性的地學(xué)軟件工具多以二維、三維制圖功能者居多，而以地下礦產(chǎn)資源評價和地表地質(zhì)災(zāi)害早期預(yù)警為目標(biāo)的地學(xué)軟件工具并不多見，應(yīng)用跨學(xué)科空間數(shù)據(jù)庫集成為基礎(chǔ)的空間分析軟件是國際上普遍爭相研發(fā)的熱點。路教授根據(jù)他所提出的空間分析理論與技術(shù)集成，融合人工解釋與機(jī)器學(xué)習(xí)互為一體的操作模式，通過云計算解決礦產(chǎn)資源預(yù)測與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警難題。
數(shù)字地學(xué)理論的創(chuàng)新
2011年11月25日―27日，全國數(shù)學(xué)地質(zhì)與地學(xué)信息學(xué)術(shù)會議在武漢中國地質(zhì)大學(xué)召開。中國數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)界泰斗級人物、中國科學(xué)院院士趙鵬大教授與會做了題為 “數(shù)字地質(zhì)新概念”學(xué)術(shù)報告。趙鵬大院士提及“剛才與路來君教授交流得知，數(shù)學(xué)地質(zhì)專業(yè)已經(jīng)開始招博士生了。”也就是說，數(shù)字地質(zhì)科學(xué)這個新領(lǐng)域?qū)⒂袑拸V的前途與發(fā)展。
路教授在數(shù)字地學(xué)的教學(xué)科研領(lǐng)域已辛勤耕耘近30個春秋。1977年全國恢復(fù)高考，他考取大學(xué)后沒打算攻讀地質(zhì)專業(yè)，卻陰差陽錯地進(jìn)了地球化學(xué)專業(yè)。但他偏愛數(shù)學(xué)與物理學(xué)，在大學(xué)本科期間學(xué)完了大學(xué)數(shù)學(xué)課程，以至后來攻讀碩士、博士，所選專業(yè)均為數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)。
憑借扎實深厚的數(shù)學(xué)功底及數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)知識背景，路教授從“七五”到“十五”前后20年，與河北省地勘局合作，開展河北省各種比例尺的多金屬礦產(chǎn)資源預(yù)測研究，并先后開發(fā)完成“河北省金礦資源總量預(yù)測項目”；“河北省二輪區(qū)劃銅鉛鋅金銀多金屬礦產(chǎn)資源評價項目”；“河北省多元信息系統(tǒng)研制項目”等任務(wù)?！昂颖笔〉V產(chǎn)資源信息系統(tǒng)”、“河北省多元信息系統(tǒng)研制”等項目，通過中科院院士趙鵬大主持的評審，被評價為“達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分方法研究達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。還陸續(xù)完成了“科技部多元信息系統(tǒng)研制項目”；遼寧省礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)MRIS研制項目；吉林大學(xué)地學(xué)G4I系統(tǒng)研制項目；基于地學(xué)化學(xué)數(shù)據(jù)處理圖像分析技術(shù)等課題任務(wù)。
寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。正是4長達(dá)20年的合作項目與潛心研究，路教授將其所學(xué)的深厚理論與豐富的實踐相結(jié)合，對地學(xué)空間分布與變異性形成新的認(rèn)識，構(gòu)建出系列數(shù)學(xué)模型和理論框架體系。地質(zhì)空間分布具有復(fù)雜性、異構(gòu)性、周期性及廣延性，在同一空間范圍內(nèi)，地質(zhì)的形成年代可能相差甚遠(yuǎn)。他認(rèn)為，地理信息系統(tǒng)中的地理空間，應(yīng)包括狹義地理空間與地質(zhì)空間兩個層次。學(xué)界對地質(zhì)空間范疇內(nèi)的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)研究，尚處在探索階段。路來君教授開發(fā)的地學(xué)G4I系統(tǒng)，是以地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)（4G）等地學(xué)空間數(shù)據(jù)集成為基礎(chǔ)，以地學(xué)空間信息先進(jìn)理論為內(nèi)核，面向礦產(chǎn)資源精細(xì)化預(yù)測目標(biāo)而開發(fā)的地理信息系統(tǒng)（GIS）。為解決精細(xì)化預(yù)測問題，他在理論上創(chuàng)新性提出，將復(fù)雜地質(zhì)空間劃分為“同化空間、異化空間、雜化空間”三種類型，并形成“三化模型理論”。在此基礎(chǔ)上，按地質(zhì)空間類型，建立同化函數(shù)、異化函數(shù)、雜化函數(shù)三種變異函數(shù)，在函數(shù)具體形式研究中，建立了地學(xué)頻譜分析理論。
理論與方法的創(chuàng)新，終于另辟蹊徑為GIS的空間分析提供了一種數(shù)學(xué)解析方法，也為模塊的研制提供了一種新的思路。路教授的理論體系和數(shù)學(xué)模型，已經(jīng)被國際科技界、學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可。他也因此多次應(yīng)邀到美國紐約州立大學(xué)、阿拉斯加州立大學(xué)等高等學(xué)府進(jìn)行學(xué)術(shù)交流與科研合作。
科技創(chuàng)新觸類旁通
路教授興趣廣泛，觸類旁通。作為數(shù)學(xué)地質(zhì)專業(yè)博士，在交通視頻監(jiān)控與LED照明工程領(lǐng)域也居然也干出了大名堂。
1992年，路教授在沈陽東北大學(xué)做博士后，繼而留校任教。遼寧省人事廳請他做博士后聯(lián)合會會長，主要工作目標(biāo)是帶領(lǐng)一批博士，實施科技成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用開發(fā)，其中之一是大功率超高亮度LED亮化照明工程。在這項工程中，通過科技創(chuàng)新，研發(fā)出了超高亮度、可發(fā)出256種顏色的LED柔變組合燈。在一塊集成電路板上嵌入56顆LED芯片，通過紅綠藍(lán)三基色頻譜合成，產(chǎn)生出256種顏色，可以漸變或者突變，理論上可以產(chǎn)生無限種顏色。
科技創(chuàng)新，往往產(chǎn)生于奇思妙想。正是這種LED燈頻譜合成技術(shù)，啟發(fā)路教授產(chǎn)生出“思想火花”。路教授作為引進(jìn)人才回到吉林大學(xué)，受LED柔變燈頻譜合成的啟發(fā)，他想到了地質(zhì)空間中的地質(zhì)實體各具有頻譜特性，這些頻譜特性應(yīng)該充分反映地質(zhì)體的數(shù)字特征，于是提出了地學(xué)頻譜分析理論模型；同時由于地質(zhì)體的三維屬性，應(yīng)在計算機(jī)上實現(xiàn)可視化，于是路教授根據(jù)地學(xué)頻譜分析模型進(jìn)而構(gòu)建了三維空間色碼理論及其實現(xiàn)技術(shù)。上述三個理論與技術(shù)構(gòu)成其學(xué)術(shù)創(chuàng)新的三個亮點。
云計算助力數(shù)字地學(xué)科研與應(yīng)用
礦產(chǎn)資源預(yù)測與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警涉及到海量的地學(xué)空間數(shù)據(jù)處理，跨學(xué)科數(shù)據(jù)融合和多元成礦模式識別，處理分析過程十分浩繁，用人工計算不大可能實現(xiàn)。路教授說：“以前缺少高性能計算機(jī)，地學(xué)計算往往精度低，有些過程無法實現(xiàn)，現(xiàn)在有了高性能計算和云計算，做起項目來事半功倍，得心應(yīng)手。”
以森林火災(zāi)早期預(yù)警為例。森林起火的原因是多方面的。但專業(yè)森林防火護(hù)林員都知道，森林火災(zāi)起因于地被可燃物及枯枝落葉形成的厚厚的腐植層，老百姓稱之為“草炭”，正是這種“草炭”干燥和溫度達(dá)到燃燒臨界點后，稍有林火行為即可引發(fā)森林火災(zāi)。
傳統(tǒng)的森林防火措施是依靠護(hù)林員登塔望報警，這種做法一直沿襲至今，古老而簡單，難以做到科學(xué)早期預(yù)警，貽誤救火時間。與信息時展脈搏極不協(xié)調(diào)。路教授1999年即提出，按森林的林形林相帶分布點埋設(shè)自電傳感器芯片，進(jìn)行現(xiàn)場實時監(jiān)測采集數(shù)據(jù)，再用擴(kuò)頻微波和有線傳輸網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場采集的溫度、濕度、風(fēng)向三度數(shù)據(jù)信息傳至指揮中心，模擬仿真林火行為，從而實現(xiàn)森林火災(zāi)早期預(yù)警。由于對地遙感觀測、高性能計算與云計算技術(shù)的重大突破，上述林火行為仿真過程已成為可能。這不再是紙上談兵，而是路教授已經(jīng)完成了前期的研發(fā)工作并在局部地區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場實驗。路教授認(rèn)為：“如果沒有高性能計算機(jī)和云計算，靠人工處理數(shù)據(jù)是做不成的。”這項科技成果已經(jīng)進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。在東北、西北、華南、西南等人煙罕至的林區(qū)有重要的使用價值。
目前，路教授正在根據(jù)他所提出的地學(xué)空間三化模型理論、地學(xué)頻譜分析理論與色碼技術(shù)，構(gòu)建海量地學(xué)數(shù)據(jù)解析方法并編制計算機(jī)程序語言，就云計算的接口服務(wù)等難題進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。同時，將地質(zhì)找礦專家的知識作為系統(tǒng)的有機(jī)部分，因為，機(jī)器代替不了地學(xué)專家的智慧，所以采用人機(jī)交互式實施系統(tǒng)的執(zhí)行過程，即在功能模塊設(shè)計中，將機(jī)器學(xué)習(xí)理論及知識處理作為系統(tǒng)的智能模塊，與地質(zhì)專家的人工操作形成一體式的操作模式，優(yōu)化地質(zhì)成礦模型與地質(zhì)找礦模型的分析過程。同時將云計算技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相融合，實現(xiàn)地學(xué)數(shù)據(jù)資源共享和快速運算。
路教授說：“地理信息系統(tǒng)下的全球動態(tài)異構(gòu)空間信息協(xié)同標(biāo)繪與空間知識服務(wù)項目研究中，地質(zhì)空間下的礦產(chǎn)資源預(yù)測理論模型、空間數(shù)據(jù)庫集成、機(jī)器學(xué)習(xí)及云計算技術(shù)等方面，有一道道難題，有待我們?nèi)スリP(guān)，去突破！”
數(shù)字地學(xué)產(chǎn)業(yè)正在形成 智慧國土與智能產(chǎn)業(yè)值得期待
結(jié)合智慧城市、智能產(chǎn)業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展，路教授也有許多選題準(zhǔn)備。在理論創(chuàng)新研究的同時，路教授率領(lǐng)課題組已先后研制成功了3種地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件，并研發(fā)成功基于4G地學(xué)空間數(shù)據(jù)庫的地學(xué)G4I系統(tǒng)軟件多用戶版，并獲得同行評審專家認(rèn)可，被吉林省科技廳評定為國際先進(jìn)水平科技成果。
關(guān)于“基于云計算技術(shù)與色碼技術(shù)的地學(xué)G4I系統(tǒng)內(nèi)核研究”項目，路教授做了概要的介紹。地學(xué)G4I系統(tǒng)是以4G（地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)）空間數(shù)據(jù)庫集成為基礎(chǔ)，以礦產(chǎn)資源精細(xì)化預(yù)測為目標(biāo)的地學(xué)信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，目前已經(jīng)開發(fā)出多用戶版。
4G地學(xué)技術(shù)是目前地學(xué)信息化的前沿技術(shù)。目前系統(tǒng)開發(fā)的難點在于其內(nèi)核技術(shù)的突破，即地學(xué)空間分布與變異性問題，內(nèi)容包括地學(xué)信息噪聲濾波、弱信號異常放大、空間組合求異、空間圖形圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與互操作、地學(xué)過程仿真等一系列關(guān)鍵技術(shù)。
系統(tǒng)的內(nèi)核研究主要包括：1.嵌入式地學(xué)G4I系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計；2.系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)突破，包括基于色碼技術(shù)的理論計算，解決地質(zhì)體的數(shù)字特征表達(dá)問題；基于小波技術(shù)的地學(xué)信息噪聲濾波問題；非線性函數(shù)的空間定量組合求異計算與三維表達(dá)技術(shù)；空間變異性的組合異常信號放大技術(shù)；地球化學(xué)組合異常溯源技術(shù)；地質(zhì)過程虛擬仿真技術(shù)；全部運行過程的云計算技術(shù)與接口。這些問題的解決將使地學(xué)G4I系統(tǒng)極大提高運行質(zhì)量與效率。最終解決多尺度、多學(xué)科礦產(chǎn)資源精細(xì)化評價中的各種技術(shù)瓶頸問題，提高資源靶區(qū)預(yù)測命中率。
1．1教材選擇困難GIS技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)GIS課程主要目的還是為了培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系本專業(yè)知識解決實際問題的能力。所以理想的教材應(yīng)該是在精簡并保留核心理論知識的基礎(chǔ)上盡可能地增加與專業(yè)實際項目緊密聯(lián)系的案例。實際上，非GIS專業(yè)的GIS課程教材的選擇一直存在爭議，賈澤露認(rèn)為陳健飛教授等譯著的《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》是非GIS專業(yè)GIS課程教學(xué)的一本比較理想的教材。羅瓊等［11］認(rèn)為由黃杏元等編著的《地理信息系統(tǒng)概論》、龔健雅主編的《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)》、以及湯國安等主編的《地理信息系統(tǒng)》等作為非GIS專業(yè)GIS課程的教材比較理想。結(jié)合本專業(yè)來看，目前市面的參考書籍都沒有與水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域相關(guān)的實際案例，因此在教材的選擇上存在難度。
1．2教師隊伍建設(shè)滯后目前國內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的GIS課程大都還處于起步階段，專業(yè)教師較少。在現(xiàn)有的教師中，大多數(shù)是GIS專業(yè)的科班出身，理論知識豐富，但實踐經(jīng)驗缺乏，參與和本專業(yè)相關(guān)的項目研究也比較少。
2實驗教學(xué)方式的探索
2．1采用多種教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在實驗教學(xué)過程中除了使用PPT進(jìn)行演示講解之外，視頻文件的使用可以讓學(xué)生更加直觀地觀看與模仿，上機(jī)操作。例如數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分析工具的使用、專題地圖的編制等可以進(jìn)一步結(jié)合實際保證學(xué)生對知識的掌握。此外，通過網(wǎng)絡(luò)各種GIS論壇輔助教學(xué)，針對各種疑難問題鼓勵學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)尋找答案，展開分組討論，爭取最大限度地激發(fā)學(xué)生的興趣。
2．2理論與實踐相結(jié)合GIS課程是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，在實驗教學(xué)過程中除了對基本的理論進(jìn)行了解外，重點放在了GIS軟件的使用以及在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用。首先通過上機(jī)操作掌握軟件的使用，做到大多數(shù)學(xué)生了解GIS在其所學(xué)專業(yè)有什么具體的應(yīng)用，學(xué)生所學(xué)專業(yè)有哪些具體問題需要借助于GIS工具進(jìn)行解決，需要用到GIS中的哪些分析工具等等。然后針對真正對GIS技術(shù)有興趣的學(xué)生，鼓勵他們參與到GIS相關(guān)課題的實際研究中。這樣就做到了知識普及和重點培養(yǎng)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。
2．3課程內(nèi)容與專業(yè)特色相結(jié)合為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在實驗教學(xué)過程中我們盡量根據(jù)自身情況，結(jié)合一些實例進(jìn)行教授。例如數(shù)據(jù)的采集，我們鼓勵學(xué)生自己動手進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，了解數(shù)據(jù)的采集過程。我們也會模擬一些與專業(yè)相關(guān)的案例，例如漁場的選址、流行性疾病的分布、漁業(yè)資源的分布以及水資源污染等案例進(jìn)行講解，這些案例都是水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域?qū)嶋H問題，更便于學(xué)生理解學(xué)習(xí)。
3實驗教學(xué)內(nèi)容的探索
3．1開課時間作為一門新開設(shè)不久的專業(yè)基礎(chǔ)課程，開課時間的選擇必須要兼顧到GIS與水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)課之間的關(guān)聯(lián)性。既不能開設(shè)的時間過早，因為學(xué)生還沒有全面的專業(yè)知識從而體會不到GIS的實際應(yīng)用價值;也不能開設(shè)過晚，由于水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的特點，大部分學(xué)生的畢業(yè)論文需要在經(jīng)過較長的生產(chǎn)實習(xí)過程后才能完成。如果開設(shè)太晚，勢必會與生產(chǎn)實習(xí)的時間發(fā)生沖突，影響教學(xué)質(zhì)量。所以作者認(rèn)為較適宜的開課時間應(yīng)該在三年級的下學(xué)期。學(xué)生通過兩年半的學(xué)習(xí)已經(jīng)對專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)知識有了較深的掌握，同時又不會占用每年五月份開始的生產(chǎn)實習(xí)。
3．2實驗教學(xué)的主要內(nèi)容在實驗教學(xué)過程中，主要的授課方式是上機(jī)操作。通過增加綜合性、設(shè)計性實驗的比重可以讓學(xué)生對理論知識進(jìn)一步的鞏固和加強(qiáng)。除了一些基本操作例如空間數(shù)據(jù)的編輯、轉(zhuǎn)換、分析等實驗通過先演示后驗證的方式進(jìn)行講授之外，我們還會引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論、查閱專業(yè)論壇、參與小型的研究項目等方式力爭將所學(xué)的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用。
3．3考核方式實驗課程考核的重點在于考察學(xué)生的動手操作的能力，所以目前主要采用實驗報告和綜合考試相結(jié)合的方式。在成績比例分配上，實驗報告占40%，綜合考試占60%。實驗報告的書寫確保學(xué)生掌握GIS軟件的使用;綜合考試可以有效地將所學(xué)的知識進(jìn)行串聯(lián)，提高了學(xué)生解決實際問題的能力。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；基礎(chǔ)地理教育；應(yīng)用
中圖分類號：G633.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-828X（2013）05-0-03
引言
隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，人類社會已步入信息時代，各種信息技術(shù)已經(jīng)悄然的影響著人類的生活方式，工作思維。當(dāng)前的教育觀念也在發(fā)生著重大改變。傳統(tǒng)的地理教學(xué)中往往依靠教材的圖表分析來調(diào)動學(xué)生的積極性，然而，這種單一的教學(xué)方式已不能實現(xiàn)培養(yǎng)信息社會型人才的要求。隨著地理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，打開了中學(xué)地理教學(xué)的新視野。地理信息系統(tǒng)是一個擁有強(qiáng)大功能的工具，近年來，備受廣大中學(xué)地理教師的青睞。
一、地理信息系統(tǒng)的涵義及其在基礎(chǔ)地理教育中的重要性
1.什么是地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是20世紀(jì)60年代中期開始逐漸發(fā)展起來的一門新的技術(shù)，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。GIS與其他信息系統(tǒng)相比，主要特點在于它能將空間和屬性信息有機(jī)的結(jié)合起來，從空間和屬性兩個方面對現(xiàn)實對象進(jìn)行查詢，檢索和分析，并將結(jié)果以各種直觀的形式準(zhǔn)確，形象的表達(dá)出來。其次，可以將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，以降低數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使數(shù)據(jù)存儲，管理一體化。
利用GIS技術(shù)可以將復(fù)雜的地理景觀甚至抽象的地理概念用三維的，動態(tài)的方式直觀的表現(xiàn)出來，還可以制作虛擬的場景來展現(xiàn)地理教學(xué)中不容易掌握的內(nèi)容，這不但提升了教學(xué)效果，還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。
2.GIS在基礎(chǔ)地理教育中的重要性
GIS技術(shù)在地理教學(xué)，尤其是基礎(chǔ)地理教學(xué)中起著重要的作用。根據(jù)現(xiàn)代地理教學(xué)理論，現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)理論，無論是從適應(yīng)現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展還是從培養(yǎng)新型人才的要求來看，中學(xué)地理教學(xué)都應(yīng)該引入GIS技術(shù)。通過GIS技術(shù)可以對跨地域的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察、探索，揭示其中隱含的模式，發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的聯(lián)系和發(fā)展趨勢，特別是GIS能將空間和屬性信息結(jié)合帶來數(shù)據(jù)的可視化，這為地理教學(xué)中使用好地理圖像、地理圖表提供了一種新的方法。
GIS技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用，為推動以教師為中心的教學(xué)模式向以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)移打下了堅實的基礎(chǔ)；激活了地理教學(xué)內(nèi)容，突出了地理學(xué)習(xí)的探究性，促進(jìn)了教學(xué)氛圍的輕松活潑，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)地理科學(xué)的熱情，加速了教育手段的現(xiàn)代化；對于促進(jìn)教學(xué)模式，教學(xué)方法的改革和提高學(xué)生的創(chuàng)造力發(fā)面起著較大作用。結(jié)合當(dāng)前信息技術(shù)與學(xué)科課程整合改革，GIS定將在地理教學(xué)活動中占有重要地位。綜上所述，將GIS技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中是完全有必要的。
二、中學(xué)地理教學(xué)中引入GIS技術(shù)分析
1.GIS技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)方法中的運用
GIS技術(shù)用于地理教學(xué)須以教育理論與信息理論為指導(dǎo)，以GIS與其他輔助開發(fā)軟件為主要支撐工具，將理論與實踐相結(jié)合，GIS技術(shù)與傳統(tǒng)教育方法相結(jié)合。傳統(tǒng)的教學(xué)手段和教學(xué)方式注重文字的推理和記憶，至多運用掛圖、課本插圖或投影片來進(jìn)行授課，在一定程度上可以加深學(xué)生對于知識的理解，但由于這些都是靜態(tài)的顯示，在視覺上也無法即時對比感知，而且使用起來也不太方便。GIS技術(shù)的出現(xiàn)，可以幫助教師用簡捷的手法形象地展現(xiàn)思維重組、理性升華的認(rèn)知過程，這無疑會使課堂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上升到一個新層次，也使教師對教材結(jié)構(gòu)的開發(fā)重組進(jìn)入一個新境界，將抽象的理論和地理現(xiàn)象直觀化，形象化。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維及快樂學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，從而使學(xué)生認(rèn)知水平的再提高成為可能。下面以中學(xué)地理的部分重要內(nèi)容為例來進(jìn)行應(yīng)用分析：
案例1：行政區(qū)劃
例如講到中國的行政區(qū)劃時，利用GIS軟件可以將34個省級行政單位的名稱、分布及范圍逐個以動態(tài)閃爍的方式顯示，而且分別賦予屬性，可以即時查詢每個省級行政區(qū)的面積、人口、社會經(jīng)濟(jì)情況等內(nèi)容。這樣教師在授課時輔助教學(xué)可以使學(xué)生有直觀的了解，使學(xué)生一目了然。
案例2：地貌演變
高中地理第一冊“地殼的變動與地表形態(tài)”這一節(jié)內(nèi)容，地貌的演變是中學(xué)地理地貌教學(xué)的較難理解的內(nèi)容，尤其是褶皺和斷層的形成過程較抽象，傳統(tǒng)的平靜靜態(tài)教學(xué)方法難以達(dá)到滿意的教學(xué)效果。使用GIS技術(shù)的真三維顯示與動態(tài)模擬功能，模擬巖石受力分布及相關(guān)地貌的形成過程與結(jié)果：如巖石受到強(qiáng)的壓力和張力時會發(fā)生斷裂，并沿斷裂面有錯動或位移的現(xiàn)象，上升的一側(cè)地貌表現(xiàn)為斷裂山或高地，而相對下沉的地貌則表現(xiàn)為裂谷或低地；如受內(nèi)力作用的影響，巖石在水平方向上受擠壓導(dǎo)致褶皺，受外力作用的影響，背斜中心的巖石易被侵蝕形成谷地，而向斜中心巖石堅固不易被侵蝕，則形成山脈。這樣一個漫長復(fù)雜的地貌演變過程，動態(tài)模擬功能可以在瞬間完成。讓學(xué)生對所學(xué)的知識有比較深刻形象透徹的理解。
案例3：地形分析
在地形分析中，傳統(tǒng)的平面地圖缺乏對山峰、山谷、山脊、鞍部與陡崖等概念的直觀形象的可視化表達(dá)，不易學(xué)生觀察理解。利用GIS技術(shù)的數(shù)字高程模型創(chuàng)建模塊，通過先繪制二維等高線并賦予高程值，再創(chuàng)建三角網(wǎng)，進(jìn)而建立數(shù)字高程模型，并進(jìn)行可視化表達(dá)處理，便可展示出一座山體，直觀地觀察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多種地形。
案例4：天體運動
在天體運動教學(xué)中，一般的教學(xué)掛圖三維效果不突出且缺乏動感，不易掌握其運行規(guī)律。通過GIS技術(shù)的二次開發(fā)系統(tǒng)，可用其三維動畫制作工具，建立場景，制作太陽、地球與月球的彩色三維表現(xiàn)以及地球和月球的運動軌跡，并指定月球軌跡與地球的鏈接，進(jìn)而完成天體的運動制作。這種方式進(jìn)行教學(xué)，不僅能具體鮮活的模擬出抽象的天體運動，而且可以調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，那么在教師進(jìn)行講解時，學(xué)生就會集中注意力，主動學(xué)習(xí)，更好的掌握天體的運動規(guī)律。
用GIS技術(shù)制作相應(yīng)的課件進(jìn)行教學(xué)，圖片比投影片更準(zhǔn)確，比掛圖更清晰；圖形呈現(xiàn)的方式也靈活多樣。不但可以充實教學(xué)內(nèi)容，還能培養(yǎng)學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛。
2.將GIS技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中
據(jù)調(diào)查顯示，目前學(xué)生對地理普遍不喜歡，在七門學(xué)科中，地理僅排在物理之后，位居第二位，屬于比較難學(xué)的課程。造成這樣一種結(jié)果的主要原因：一方面是多數(shù)教材在知識內(nèi)容上不同程度的存在著“繁、難、多、舊”的情況；另一方面，地理課堂教學(xué)不夠生動，很多教師注重結(jié)論性的知識而忽視了灌輸知識的過程，再加上對于地理了解不深，導(dǎo)致學(xué)生為了應(yīng)付考試而死記硬背，最終導(dǎo)致學(xué)生對于地理學(xué)習(xí)缺乏興趣。因此提高中學(xué)地理教學(xué)質(zhì)量水平是當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)從根本入手，變抽象為具體，變靜態(tài)為動態(tài)，化繁雜為簡單，引起學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。
將GIS應(yīng)用于教學(xué)內(nèi)容中，大大改善了傳統(tǒng)教學(xué)手段存在的弊端。運用GIS技術(shù)制作教學(xué)數(shù)字地圖，信息容量大，知識精度高，集圖、文、聲、像信號于一體，以動靜結(jié)合和可觸可感的方式，把教學(xué)內(nèi)容立體地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，為學(xué)生提供多樣的外部刺激，使學(xué)生獲得的信息更全面、更深刻。通過鼠標(biāo)點擊自由地在不同知識點之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在較短的時間內(nèi)接受大量的信息，使教學(xué)容量大為增加，也拓寬了學(xué)生的知識面。例如上面提到的在地形分析中，利用GIS技術(shù)創(chuàng)建數(shù)字高程模型（DEM），便可三維立體的顯示出一座山體，讓學(xué)生直觀地觀察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多種地形。還可以讓學(xué)生親自上機(jī)操作，并通過旋轉(zhuǎn)動態(tài)技術(shù)，使山峰的方向任意旋轉(zhuǎn)，或變換顏色以突出某種山體。這種教學(xué)明顯調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，加深了學(xué)生對地形特征的理解。讓學(xué)生有身臨其境的感覺，這是利用平面地圖進(jìn)行教學(xué)不能達(dá)到的效果。
GIS技術(shù)為主動式的學(xué)習(xí)提供了交互、開放的環(huán)境，可操作性強(qiáng)，在這一工具的輔助下，學(xué)生通過問題-數(shù)據(jù)-分析的學(xué)習(xí)過程獲得探究問題的能力，全方位地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在心身悅愉的學(xué)習(xí)過程中，獲得分析問題的技能。從而使有限的學(xué)習(xí)素材，通過GIS和學(xué)生的大腦，成為無限的學(xué)習(xí)天地；學(xué)生的智力在這種學(xué)習(xí)環(huán)境下將得到充分發(fā)揮。例如，在高中地理第二章，講到全球多雨帶、少雨帶分布與實際干濕地區(qū)的分布關(guān)系時，往往從全球氣壓帶、風(fēng)帶分布入手，通過投影、板圖或計算機(jī)動畫演示，標(biāo)示出三圈環(huán)流的存在，再從近地面垂直氣流上升、下降狀況得出多雨帶、少雨帶的分布。這一過程老師講述，學(xué)生思考仍感困難。GIS可以制作專題圖顯示和布局設(shè)計，可以根據(jù)需要制作多種專題地圖：個別值地圖、范圍圖、分級符號圖、點密度圖、柱狀圖、餅狀圖、二元主題專題圖等。這樣教師在授課時輔助教學(xué)可以使學(xué)生對雨帶的分布和變化有直觀的了解，使學(xué)生一目了然。在這一過程中，學(xué)生是主體，教材和地理信息系統(tǒng)構(gòu)成學(xué)習(xí)的客體，教師是主導(dǎo)。而教師在整個學(xué)習(xí)過程中充分尊重學(xué)生，考慮學(xué)生們的選擇與意見，并與他們進(jìn)行平等的合作與探索，服務(wù)、幫助、引導(dǎo)學(xué)生取得最佳學(xué)習(xí)效果。例如，讓學(xué)生自己動手，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)軟件及圖形處理軟件制作教學(xué)掛圖、矢量圖，在此基礎(chǔ)上，制作地理模型。通過從理論到實踐，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，往往能使學(xué)生體驗到巨大的成就感。這不僅更符合教學(xué)規(guī)律，而且有利于學(xué)生智力的發(fā)展和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
3.適度引入GIS知識培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)
地理素質(zhì)教育是中學(xué)生全面素質(zhì)教育的重要組成部分，是知識經(jīng)濟(jì)時代地理教育的必然變革。地理空間是地理學(xué)永恒的主題，地理信息與其他信息的本質(zhì)區(qū)別在于地理信息具有空間位置特征?，F(xiàn)代地理學(xué)將空間分布與時間過程相結(jié)合，探求地理實體的空間分布格局及其成因和發(fā)展規(guī)律。這一系統(tǒng)思想在中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)更多地體現(xiàn)，特別是在人文地理、經(jīng)濟(jì)地理的某些章節(jié)中。如高中地理下冊，有關(guān)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人口和城市等內(nèi)容，學(xué)生在分析這些地理事物的空間分布特征、時間變化規(guī)律時，可以適當(dāng)接受現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)知識中的有關(guān)知識，認(rèn)識到地理信息、地理數(shù)據(jù)的特殊性，以及人們對這些信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行各種綜合處理、仿真模擬的意義等。從1994年開始，美國就召開了首屆GIS在教育上的應(yīng)用會議，會后便開始了Mapping Our City計劃，該計劃試圖利用GIS技術(shù)，使美國城市的中學(xué)生將地理課教學(xué)內(nèi)容與所在城市的社會、環(huán)境等問題聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)?shù)厣鐣狳c問題，借助GIS技術(shù)將這些問題可視化并尋找解決方案，最終達(dá)到在青少年中普及GIS知識，同時提高中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的雙重目的。
GIS技術(shù)作為一門高科技應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展非常迅速，對地理學(xué)界乃至整個社會產(chǎn)生深刻的影響，利用GIS培養(yǎng)學(xué)生的地理素養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，已經(jīng)成為中學(xué)地理教學(xué)的一項新任務(wù)。新一輪高中地理課程改革即將實施，其中把培養(yǎng)未來公民所具備的地理素養(yǎng)作為首要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，只有把GIS納入教學(xué)系統(tǒng)，地理教育才能適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代的要求。新課程在地理“比修3”的第三節(jié)介紹了地理信息技術(shù)的應(yīng)用，在選修模塊7中專門安排了GIS的相關(guān)知識。但是，目前GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的推廣非常緩慢，面臨的困難很多。只有教師轉(zhuǎn)變觀念，積極適應(yīng)信息時代的要求，主動學(xué)習(xí)，選擇有效地方法和途徑，GIS教育就一定能受到學(xué)生的普遍歡迎，產(chǎn)生良好的效果?？傊珿IS在信息社會具有舉足輕重的地位，在中學(xué)地理教育中滲透GIS知識，培養(yǎng)學(xué)生的地理信息素養(yǎng)已經(jīng)成為中學(xué)地理教師的當(dāng)務(wù)之急。
三、中學(xué)地理教學(xué)中GIS應(yīng)用技術(shù)的思考
GIS這一新的地理信息工具，在我國中學(xué)地理教育中的應(yīng)用才剛剛起步，事實上由于教育決策者與地理教育者的認(rèn)識不夠，GIS技術(shù)運用于地理教學(xué)并沒有引起足夠的重視。即使有中學(xué)開始重視利用GIS進(jìn)行教學(xué)，但由于教師和學(xué)生對信息技術(shù)的掌握程度，對教學(xué)效果有著直接影響。筆者在2009年12月在南充市六中、九中等和雅安市二中隨機(jī)取樣調(diào)查了四所中學(xué)的30位地理老師，他們對GIS的認(rèn)知程度，結(jié)果如表1.
雖然這次調(diào)查的范圍較小，但是也能基本反映西部地區(qū)大部分中學(xué)地理教育者對于GIS認(rèn)識的現(xiàn)狀。GIS給我們的啟發(fā)就是：改革目前的中學(xué)地理教育，包括從考試大綱、教材到練習(xí)，從實際教學(xué)到最終的考試評價，我們應(yīng)該更多的追求培養(yǎng)學(xué)生的地理技能目標(biāo)，而不是追求去機(jī)械識記沒有用的地理數(shù)據(jù)和現(xiàn)成結(jié)論。在新的國家基礎(chǔ)教育課程改革中，充分借鑒了世界上先進(jìn)歸家的教育理念，其中地理課程標(biāo)準(zhǔn)對中學(xué)地理教育提出了適應(yīng)未來人才競爭和發(fā)展要求變革，特別是提出了要構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的地理課程，這正是我們翹首以待的。
GIS是一個功能強(qiáng)大的地理使用工具，GIS的地理觀念也在逐漸改變著地理教育者的地理思維方式；作為地理空間信息處理的基本手段之一，GIS必將成為中學(xué)地理教學(xué)的重要內(nèi)容和必要工具。GIS技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)有很大的前景。將GIS技術(shù)引入中學(xué)地理教育具有前沿性的嘗試，廣泛的應(yīng)用必然推動中學(xué)地理教育的改革與發(fā)展，提高GIS在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展水平，并逐步縮小與發(fā)達(dá)國家中學(xué)地理教育的差距。
四、結(jié)語
借用中科院院士著名的地圖與信息系統(tǒng)專家陳述彭老師的觀點“定性描述是地理學(xué)的第一代語言，地圖是地理學(xué)的第二代語言，地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)的第三代語言”。其實這也是廣大地理教師的共識，也充分體現(xiàn)出GIS技術(shù)的重要性與價值所在，現(xiàn)在，以GIS為核心的3S（GIS、遙感系統(tǒng)RS、全球定位系統(tǒng)GPS）集成已寫入中學(xué)地理課本作為新的重要的教學(xué)內(nèi)容，這要求中學(xué)教師不僅要學(xué)習(xí)什么是GIS技術(shù)？更需要用GIS技術(shù)進(jìn)行中學(xué)地理教學(xué)，中學(xué)地理教學(xué)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生的全面素質(zhì)教育，要求在對各種地理知識的掌握基礎(chǔ)上重視學(xué)生能力的培養(yǎng)及地理思維方式的培養(yǎng)，優(yōu)化教學(xué)信息環(huán)境，這就需要在地理教學(xué)中引入GIS技術(shù)。可以說，GIS技術(shù)已逐漸成為基礎(chǔ)地理教學(xué)的高新手段。
總之，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的教學(xué)手段和教學(xué)工具被逐步引入到中學(xué)的教學(xué)中，較PowerPoint，Author ware等教學(xué)輔助軟件而言，操作GIS平臺一般需要計算機(jī)專業(yè)知識，對于中學(xué)地理教師來說還存在很大的困難，更何況要將GIS應(yīng)用在地理教學(xué)中。因此如何掌握GIS技術(shù)？基于GIS的教學(xué)模式有哪些？GIS應(yīng)用于教學(xué)對學(xué)生心理發(fā)展有何影響？這些問題都值得地理老師繼續(xù)學(xué)習(xí)與研究的。因此每個中學(xué)地理教師都應(yīng)具備“終生學(xué)習(xí)”的教育理念。
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作者簡介：諶 柯（1966-）男，四川三臺人，高級實驗師，西華師范大學(xué)法學(xué)院學(xué)士，主要從事地理教育和3S技術(shù)研究工作。
張道川（1969-）男，四川廣安人，中教一級，主要從事中學(xué)地理教育。
【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng) 本科生 創(chuàng)新能力
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0154-02
一、地理信息系統(tǒng)概述及創(chuàng)新的重要性
地理信息系統(tǒng)（GIS）是一門交叉學(xué)科，具有較高的技術(shù)性和實踐性，已在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，這使得社會對GIS專業(yè)人員的數(shù)量需求和質(zhì)量要求在不斷增加[1-3]。2012年底，我國地理信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已達(dá)到2000億元，增長率超過30%。到“十二五”末期，產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值有望超過4000億元。經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國與西方國家的GIS理論與應(yīng)用研究水平的差距已顯著縮小，但要想促進(jìn)我國地理信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、加快地理信息產(chǎn)品和服務(wù)的研發(fā)速度、提高我國地理信息企業(yè)國際競爭力，必須注重相關(guān)科研人員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在科教興國、人才強(qiáng)國、建設(shè)創(chuàng)新型國家等一系列的重大戰(zhàn)略中，高等學(xué)校承擔(dān)著培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才的重任[4]，GIS專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力的高低將直接關(guān)系我國GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自1999 年全國開始招收GIS本科專業(yè)以來，我國已有200多所高校開設(shè)了GIS 專業(yè)[5]。然而，在保證了我國地理信息系統(tǒng)發(fā)展后備人才數(shù)量優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，如何提高本科生的創(chuàng)新能力是GIS專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的重要任務(wù)之一。
二、GIS專業(yè)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的制約因素
目前，國內(nèi)高校在GIS專業(yè)本科生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面總體處于摸索階段，盡管或多或少地為學(xué)生提供了各種載體和平臺，但尚未從根本上突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式。總體而言，制約GIS本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的包括：
1.與國際水平相差較大，知識獲取滯后
了解領(lǐng)域內(nèi)的研究現(xiàn)狀與趨勢是進(jìn)行創(chuàng)新的前提，進(jìn)而才能從中發(fā)現(xiàn)問題，尋找創(chuàng)新點。GIS起源于加拿大，美國、歐洲、日本發(fā)展迅速，在該領(lǐng)域處于引導(dǎo)地位。雖然近二十年來我國也取得了顯著的成績，但總體水平仍與歐美發(fā)達(dá)國家有一定差距。由于外語水平有限，教師不能及時地追蹤國外最新研究成果，導(dǎo)致學(xué)生接收新知識的途徑減少，無法及時掌握研究前沿。此外，現(xiàn)有的GIS相關(guān)教材較多，其中的基本概念、經(jīng)典理論和方法等內(nèi)容大同小異，各編者會根據(jù)自身所做實際科研工作完成教材中案例教學(xué)內(nèi)容的編寫。但所做工作從項目立項、實際開展到成果發(fā)表、出版成冊，通常要經(jīng)歷2-5年左右的時間。因此，教材內(nèi)容的時效性難以保證，不能夠反映最新的動態(tài)，而這部分內(nèi)容恰恰是教材中最能夠引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的部分。
2.學(xué)習(xí)主動性不足，創(chuàng)新意識不強(qiáng)
我國的教育模式和國外先進(jìn)教學(xué)模式的根本區(qū)別就在于是否鼓勵學(xué)生個性發(fā)展，自主學(xué)習(xí)[6]。興趣是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性最好的東西，更是進(jìn)行創(chuàng)新的主要源動力之一。傳統(tǒng)的教學(xué)注重理論講授，多為“老師講，學(xué)生聽”的填鴨形式，缺少啟發(fā)式和討論式教學(xué)，勢必壓抑學(xué)生獨立性和創(chuàng)造性的發(fā)揮[7]。限于現(xiàn)有的學(xué)生考核體系，學(xué)生被動地接收書本上的知識，不求甚解，嚴(yán)重缺乏對現(xiàn)有知識的質(zhì)疑和發(fā)散性思維。
此外，仍有一部分學(xué)生將考試及格作為學(xué)習(xí)的主要目的，對書本上的知識死記硬背，沒有獨立思考的過程，難以應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題。如，目前尚有一部分本科生畢業(yè)設(shè)計題目由指導(dǎo)老師提供，學(xué)生只需選擇題目，對選題的意義、數(shù)據(jù)的來源及處理等問題缺乏思考，最終只是機(jī)械地完成工作，老師怎么說就怎么做，整個過程對老師的依賴程度很大，沒有達(dá)到鍛煉的目的。
3.動手能力較差，阻礙創(chuàng)新實踐
GIS專業(yè)培養(yǎng)的人才，不但要有一定的理論基礎(chǔ)，而且要具備不同層面的實際動手能力。學(xué)生中存在創(chuàng)新的主觀愿望，但不知道如何去創(chuàng)新，他們在直覺思維能力、邏輯思維能力、聯(lián)想思維能力、發(fā)散思維能力、逆向思維能力等方面都還比較稚嫩，需要加強(qiáng)培養(yǎng)和鍛煉[8]。
此外，大部分學(xué)生實際動手能力欠缺，缺乏創(chuàng)新技能，即便有了好的想法，但不具備實現(xiàn)的途徑，逐漸失去了信心與熱情。在上機(jī)課上用軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理時，學(xué)生只要按照老師說的輸入幾個參數(shù)、點幾下鼠標(biāo)就能得出分類結(jié)果，但大多數(shù)學(xué)生缺乏主動性，不去探究點擊鼠標(biāo)的背后是怎樣的原理、怎樣的算法。本科階段學(xué)習(xí)的一個重要目的是要知其然且要知其所以然，只有主動地多問一些問什么，多思考、多動手，才能真正把知識應(yīng)用起來，把軟件當(dāng)成一個工具，而不是為了用軟件而用軟件。
三、對策與建議
1.創(chuàng)造接觸新知識的平臺和途徑
鑒于書本知識更新較慢的現(xiàn)狀，GIS專業(yè)教師需及時追蹤本領(lǐng)域最新國內(nèi)外動態(tài)，補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中來。如，在幻燈片中增加時效性較強(qiáng)的內(nèi)容，帶動學(xué)生討論；向?qū)W生介紹國內(nèi)外認(rèn)可度較高的專業(yè)網(wǎng)站和論壇，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；推薦領(lǐng)域內(nèi)的經(jīng)典文獻(xiàn)和最新研究成果等，讓學(xué)生及時了解學(xué)科前沿。根本目的是使學(xué)生接收新知識的來源多元化，做到“眼觀六路，耳聽八方”。
“授人以魚，不如授人以漁”，為使學(xué)生具備創(chuàng)新的意識，最為重要的是幫助學(xué)生建立自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維模式。我學(xué)院針對本科三年級學(xué)生開設(shè)了科技論文寫作與專業(yè)文獻(xiàn)檢索課程，教會學(xué)生文獻(xiàn)檢索的基本方法，綜述和研究論文的寫作要求，讓學(xué)生自己檢索并閱讀文獻(xiàn)，初步掌握學(xué)科動態(tài)。對于有能力的學(xué)生，教師可以推薦其閱讀英文文獻(xiàn)，不僅能了解國外最新學(xué)科動態(tài)，還可以提高自身英語水平。相應(yīng)地，學(xué)生要花時間、花精力認(rèn)真閱讀，并寫讀書筆記。
此外，鼓勵學(xué)生多去聽講座，聽各類講座。科研創(chuàng)新工作強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的交織與借鑒，讓學(xué)生不要局限于自己的專業(yè)，而要拓展視野、開闊思路，這有助于創(chuàng)新想法的形成。
2.教學(xué)方法改革，提高學(xué)生創(chuàng)新主動性
現(xiàn)代教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動性，教學(xué)要以學(xué)生為中心，使學(xué)生處于主動的地位。教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際，不斷完善教法、提高教學(xué)水平，調(diào)動學(xué)生的積極性。我校定期舉辦教師授課、說課競賽，鼓勵教師間的技能切磋和經(jīng)驗交流，最終作用于學(xué)生，產(chǎn)生積極影響。此外，我院探索性地進(jìn)行了本科生導(dǎo)師制的嘗試。學(xué)生選定導(dǎo)師后，可以盡早地了解到導(dǎo)師在做什么研究工作，為什么做，怎么做，并逐漸熟悉科研工作的基本流程、概念和一些具體環(huán)節(jié)。吸納有能力的學(xué)生參與導(dǎo)師的研究項目，在導(dǎo)師的引導(dǎo)下，他們可以自主地完成小任務(wù)，并嘗試發(fā)現(xiàn)新的、尚未解決的新問題。
此外，向?qū)W生介紹各類項目申請書（如大學(xué)生創(chuàng)新項目）的背景和撰寫要求，積極鼓勵學(xué)生申報各類的大學(xué)生創(chuàng)新競賽。當(dāng)學(xué)生的身份由參與者變成了項目的負(fù)責(zé)人，勢必會滿足他們的好奇心，讓他們獲得成功的體驗，樹立自信心，今后進(jìn)行自主探索和創(chuàng)新的動力大大提升。
建筑工程測量實習(xí)報告
（一） 前言
在20xx至20xx學(xué)年第二學(xué)期末，自2xxx年xx月1日起，我們進(jìn)行了為期14天的工程測量實習(xí)。
這次實習(xí)的內(nèi)容是對工程測量知識的實踐化，實習(xí)的要求是讓每個同學(xué)都對工程測量的實際操作能夠達(dá)到基本掌握的程度。這次實習(xí)與以前的課堂實習(xí)相比，時間更加集中、內(nèi)容更加廣泛、程序更加系統(tǒng)，完全從控制測量生產(chǎn)實際出發(fā)，加深對書本知識的進(jìn)一步理解、掌握與綜合應(yīng)用，是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際、獨立工作能力、綜合分析問題和解決問題的能力、組織管理能力等方面素質(zhì)。也是一次具體的、生動的、全面的技術(shù)實踐活動。
在實習(xí)的第一天，由常允燕老師給我們做了實習(xí)的動員。在動員會上，常老師強(qiáng)調(diào)了本次實習(xí)的重要性，并分析了水電校地理條件較復(fù)雜及建筑物密集等因素給本次實習(xí)帶來的困難。并鼓勵同學(xué)們努力克服困難，努力完成本次實習(xí)。還講解了儀器操作、搬遷中的注意事項，并要求在實習(xí)期間自行保管實習(xí)備品。本次實習(xí)中需要用到的儀器主要有水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、腳架、經(jīng)緯儀。當(dāng)天我們就正式開始了室外的測量工作。
（二） 實習(xí)目的
（1）鞏固課堂教學(xué)知識，加深對控制測量學(xué)的基本理論的理解，能夠用有關(guān)理論指導(dǎo)作業(yè)實踐，做到理論與實踐相統(tǒng)一，提高分析問題、解決問題的能力，從而對控制測量學(xué)的基本內(nèi)容得到一次實際應(yīng)用，使所學(xué)知識進(jìn)一步鞏固、深化。
（2）通過實習(xí)，熟悉并掌握三、四等控制測量的作業(yè)程序及施測方法。
（3）掌握用測量平差理論處理控制測量成果的基本技能。
（4）通過完成控制測量實際任務(wù)的鍛煉，提高獨立從事測繪工作的計劃、組織與管理能力，培養(yǎng)良好的咱也品質(zhì)和職業(yè)道德。
（5）熟悉水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀的工作原理。
（四） 實習(xí)心得
為期兩個星期的工程測量學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，通過這次實習(xí)，讓我深刻明白了理論聯(lián)系實際的重要性。測區(qū)是我們重慶市永川區(qū)水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院校區(qū)，雖然測區(qū)比較大，基本上是整個學(xué)校，測繪圖也是我們整個學(xué)校的平面圖，為了能盡快地完成任務(wù)，我們小組星期六、星期天加班進(jìn)行測量，我們在測量的過程中也并不感到累，也沒有感到辛苦，反而還能自得其樂。
測量學(xué)首先是一項精確的工作，通過在學(xué)校期間在課堂上對測量學(xué)的學(xué)習(xí)，使我在腦海中形成了一個基本的、理論的測量學(xué)輪廓，而實習(xí)的目的，就是要將這些理論與實際工程聯(lián)系起來。測量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及地面點位的科學(xué)，從本質(zhì)上講，測量學(xué)主要完成的任務(wù)就是確定地面目標(biāo)在三維空間的位置以及隨時間的變化。在信息社會里，實習(xí)報告網(wǎng) shixi.exam8/測量學(xué)的作用日益重要，測量成果做為地球信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，提供了最基本的空間位置信息。構(gòu)建信息高速公路、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)及各種專題的和專業(yè)的地理信息系統(tǒng)，均迫切要求建立具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可共享的測量數(shù)據(jù)庫和測量成果信息系統(tǒng)。因此測量成為獲取和更新基礎(chǔ)地理信息最可靠，最準(zhǔn)確的手段。測量學(xué)的分類有很多種，如普通測量學(xué)、大地測量學(xué)、攝影測量學(xué)、工程測量學(xué)。作為建筑工程系的學(xué)生，我們要學(xué)習(xí)測量的各個方面。測繪學(xué)基礎(chǔ)就是這些專業(yè)知識的基礎(chǔ)。
