對地理信息科學的理解精選(九篇)
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第1篇：對地理信息科學的理解范文
關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);實驗;原則
地理信息系統(tǒng)原理課程有較強的理論性和技術(shù)性，其理論抽象，技術(shù)復雜，難以理解，不便掌握，成為課程教學的難點。因此通過科學的實驗項目與內(nèi)容設(shè)計，讓理論與實踐結(jié)合，是不二之選，而實驗設(shè)計的原則與方法則是首先要考慮的。
1課程性質(zhì)
地理信息系統(tǒng)學科是融地理科學、計算機、遙感和地圖學于一體的邊緣學科，是“用于回答地理學問題的藝術(shù)、科學、工程和技術(shù)”的統(tǒng)稱[1]。它首先是一個信息系統(tǒng)，只是數(shù)據(jù)管理的難度高于一般系統(tǒng)；它既是一門多學科交叉學科，還是一門技術(shù)性很強的學科，雖外觀表現(xiàn)為計算機軟硬件，內(nèi)涵卻是數(shù)據(jù)的流動；兼具工具、資源和學科三大屬性，它有以空間操作和分析專業(yè)提供空間問題答案的工具屬性，以整合多源數(shù)據(jù)與資源體現(xiàn)資源性，而學科屬性則是指其相對獨特的研究對象和技術(shù)體系，并正在逐步地發(fā)展為關(guān)于地理空間信息處理的專門技術(shù)、服務和科學等。地理信息系統(tǒng)原理課程是地理信息科學、測繪科學與技術(shù)、遙感科學與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的入門課程，也是學生的第一門專業(yè)主干核心課程，擔負學科導論的作用。故課程具有理論性、技術(shù)性、實踐性、綜合性、先導性，它是確定教學目標、教學內(nèi)容和教學方式的前提。
2實驗教學要求
2.1總體教學目標
作為入門基礎(chǔ)課程，旨在通過本課程的學習，讓學生樹立正確的空間認知觀，了解數(shù)據(jù)采集規(guī)范，掌握數(shù)據(jù)輸入、處理技術(shù)，熟悉基本空間分析和建模分析方法，明確GIS技術(shù)與專業(yè)應用的結(jié)合手段，提高解決實際問題的能力，學會平臺軟件的使用。具體教學內(nèi)容可劃分為基本理論、系統(tǒng)技術(shù)和應用方法三大模塊。基本理論包括基本概念、信息傳播理論、空間定位基礎(chǔ)、空間分析理論及學科發(fā)展等，技術(shù)系統(tǒng)涵蓋系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)管理、用戶界面和支撐軟件操作等，應用方法涉及專題分析模型、系統(tǒng)設(shè)計、各類技術(shù)手段及實際問題與技術(shù)的結(jié)合方法等，它們以知識的邏輯結(jié)構(gòu)，形成相對固定的教學順序。而伴隨著地理信息科學的推廣，將有更多創(chuàng)新的理論、思路、技術(shù)和實用模型被充實進來。課程教學目標可分為了解、理解、掌握三個層次，而課程學習中需深入理解和掌握的內(nèi)容較多。概念多而嚴密，須加以深刻理解，并區(qū)分與日常生活和相關(guān)學科概念的內(nèi)涵異同；其理論是學科的支撐，是地理信息科學的基石，恰恰是陌生的；技術(shù)系統(tǒng)———功能實現(xiàn)，雜亂、抽象、技術(shù)性強；應用方法，缺少思路，難以捉摸，難與具體決策結(jié)合；即使于了解層面，也需了然于胸，否則影響后續(xù)教學。既要求宏觀體系的把握，又要細節(jié)的理會。綜上所述，本課程教學具有任務重、類型多樣、涉獵面廣、知識點豐富、知識體系龐雜等特點，構(gòu)成大一統(tǒng)的內(nèi)容體系。教學過程表現(xiàn)出內(nèi)容“虛”，理解難，基礎(chǔ)內(nèi)容多，要求學生基礎(chǔ)全面、學習能力強，成為了教學的難點。化解以上問題，常輔以閱讀材料、使用相關(guān)教學法和實驗等手段。
2.2實驗設(shè)置問題
有學者通過社會需求、教與學三個方面的分析，對理工科的教學方法進行研究，提出引導高校理工科學生“應用創(chuàng)新”的授課方法和手段，從而將教學落實到“實處”，成為有影響的教改思想。也有學者提出立體化教學方法、問題教學法等，皆為多手段并用，讓學生充分參與，親自動手。而隨著地理信息科學的出現(xiàn)，有研究者提出針對地理信息科學方法論的教學機制，建立了地理信息本體論、科學方法、技術(shù)方法及創(chuàng)新機制與策略的教學體系，同樣強調(diào)創(chuàng)新。前述方法中最突出的要求就是理論與實踐結(jié)合。在教學過程中設(shè)立課程實驗，這已是通行的方法。實驗所用軟件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它們雖有所差異，但都是成熟的支撐平臺，均能滿足課程需要。但現(xiàn)有實驗存在針對軟件功能而設(shè)置的問題[2-3]，如設(shè)立初識軟件、數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)操作、空間分析、制圖等實驗，重心是軟件操作和功能實現(xiàn)，其實是一種驗證實驗，雖然對理解教學內(nèi)容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，與理論教學和知識體系結(jié)合不緊密，并非針對課程，無法達到以實驗鞏固、化解知識的目標，突顯教學目標和實驗設(shè)計的矛盾。因此實驗設(shè)置的目標就必須針對課程內(nèi)容、教學目標和實驗存在的問題展開，以此探討設(shè)計原則。
3實驗設(shè)計的原則
3.1一般原則
這是所有實驗設(shè)置必須遵守的共同原則。首先是科學可行性原則。原理、方法、材料和結(jié)果要滿足科學性，符合客觀規(guī)律，不違背基本知識、基本原理，邏輯正確。做到實驗目的明確、原理正確、手段恰當。其次是對照性原則。通過對照實驗的設(shè)計消除無關(guān)變量影響，必須嚴格控制，要平衡和消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。再次是可重復性原則。實驗都必須能夠重復，這是可靠性的標志，也就是在相同實驗條件下必須做多次獨立重復實驗，避免偶然性，提高試驗可靠程度，要求控制實驗條件、實驗變量下重復實驗，消除無關(guān)條件的干擾。還有就是最經(jīng)濟原則。不論什么實驗，都有它的最優(yōu)選擇方案，這包括在資源的使用及時間的損耗上，可用產(chǎn)出和投入的比值來衡量，不可超越所擁有的實驗條件。此外還有隨機性原則。即研究樣本可以從總體中任意抽取[4]。而平衡原則、彈性原則也是需要遵循的。
3.2專有原則
除通用原則外，結(jié)合課程特點還應該有需要遵守的專門原則。理論性原則。這是針對課程全新晦澀的理論和易混的概念，要求實驗服務于理論，實驗結(jié)論落實于理論、原理，而非別處，以實驗加深對理論的理解。操作性原則。服務于技術(shù)操作功能，突出系統(tǒng)的基本功能和應用功能，便于學生對知識體系的把握。應用性原則。服務于應用，與方法結(jié)合，鍛煉學生解決實際問題的能力。融合性原則。基于邊緣交叉的學科性質(zhì)，適當擴充，顧及其他，讓學生擴大知識面。總之要服務于教學目標。實驗內(nèi)容設(shè)置應包含訓練、綜合、分析和驗證多類別。具體的實驗設(shè)計涉及實驗目的、實驗內(nèi)容、方案設(shè)計等，宜展開后續(xù)研究。
4總結(jié)
第2篇：對地理信息科學的理解范文
關(guān)鍵詞：城市地理信息系統(tǒng)；哲學；啟示
Abstract: With the development of science philosophy guiding role of city geography information system, based on the philosophy of the theory and practice of the understanding of the theory of city geography information system research and development, application design theory focus on the inspiration, hope for the city to science research and development information system discipline further, perfect and the maturity of a role.
Keywords: city geographic information system; philosophy; enlightenment
中圖分類號:G633.55文獻標識碼：A 文章編號：
愛因斯坦說：“如果把哲學理解為在最普遍和最廣泛的形式中對知識的追求，那么，顯然，哲學就可以被認為是全部科學研究之母。” 在城市地理信息系統(tǒng)理論研究和實踐的過程中，哲學的一些基本觀點起到了提示、指導、促進乃至推動作用。
地理信息系統(tǒng)(GIS)是融合了信息科學、計算機科學、地理學、測繪遙感學、空間科學和管理科學、城市規(guī)劃科學等而形成的一門新興邊緣學科。其在城市發(fā)展應用領(lǐng)域不斷擴大與延伸，故城市地理信息系統(tǒng)應運而生。GIS與城市相結(jié)合的運用尚有許多問題亟待解決，需要從哲學思想方面審視有關(guān)的理論、技術(shù)、管理與應用問題，使得GIS在未來能夠更好地發(fā)展。
1實踐論在城市地理信息系統(tǒng)研究的啟示
GIS作為一門應用科學，其價值在于直接應用于城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、城市資源管理與配置、城市生態(tài)環(huán)境管理與模擬、城市防災減災等實踐方面。在GIS的研究過程中，對實踐的認識是十分重要的。實踐有主動性與被動性、計劃性與探索性、自覺性與自發(fā)性之分，只有正確地理解、運用辯證思維，才能使兩極對立發(fā)展到某一點，實現(xiàn)對立統(tǒng)一，而這個轉(zhuǎn)化過程是一個偉大的基本過程。
1.1實踐是主動性與被動性的統(tǒng)一
實踐是檢驗真理的唯一標準。地理信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計應不斷地隨著技術(shù)和管理實踐向前發(fā)展，許多GIS理論或經(jīng)驗是經(jīng)過人們實際工作檢驗，體會到它的利與弊之后，不斷地總結(jié)出來的。但由于信息的更新之速，客觀上要求GIS開發(fā)建設(shè)必須運用更先進、更科學，與城市經(jīng)濟大環(huán)境相適應的管理思維和方法。在進行GIS設(shè)計研究時，通過主動制定計劃，并逐步付諸實施，在不出現(xiàn)意外情況的前提下，效果應當是最理想的，但在實踐過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)意想不到的問題打破了計劃，以至于被所出現(xiàn)的問題阻礙研究進程，這恰恰是實踐的被動性。但是有些時候這種被動性并非都是壞事，有些理論和新事物的出現(xiàn)就體現(xiàn)了這種實踐的被動性。但是，GIS設(shè)計研究與實踐，都應要時刻準備應對意外情況。因為有“物極必反”的教訓，一些不曾預料到的情況，漸地積累達到一定的程度，會超越其變化的閾值，阻礙計劃的進一步實施或者被迫放棄原計劃。
因此，只有承認實踐的能動性和主動性也是一種盲目性，樹立隨時可能被置于被動局面這種符合哲學基本思想的觀念，才可能及時發(fā)現(xiàn)問題，采取適當措施扭轉(zhuǎn)被動局面。
1.2 實踐是計劃與探索性的統(tǒng)一
凡事預則立，不預則廢。不重視科學研究的預測性和計劃性，沒有目的地任意設(shè)計，無疑是盲目的。而光希望所有的實踐都預測準確、安排周到、行之穩(wěn)妥也是盲目的。一切實踐都具有某種探索成分，而越是創(chuàng)新的，越是超前的實踐，其探索性越強。新理論、新知識、新方法等都是在不懈地探求、不停地摸索、不斷的失敗中發(fā)展起來的。
因此，只有注重預測計劃，同時又講求摸索前進，才可能有所發(fā)展。實踐是計劃性與探索性的有機結(jié)合，正確地對待意料之中和意料之外的事情，成功的把握性就大一些，同時也避免了GIS發(fā)展發(fā)展道路的彎曲。
1.3 實踐是自覺性與自發(fā)性的統(tǒng)一
實踐是一種自覺行動，是既有普遍性，又有偶然性 (或叫不可預見性)的行動。在實踐過程中，總會有自發(fā)性的一面。GIS的理論研究和開發(fā)建設(shè)以及其進行各種城市規(guī)劃管理研究等都要吸收這一思想。同時GIS的研究與應用也證明了實踐的自覺性是不斷發(fā)現(xiàn)和消除自發(fā)性之后產(chǎn)生出來的，而自覺性的出現(xiàn)必將大大地減少GIS研究與開發(fā)的盲目性。
2認識論對城市地理信息系統(tǒng)研究的啟示
人類的認識能力是有限的，但又是無限的。微觀與宏觀的聯(lián)系與過渡是一個重要的認識論問題，以GIS開發(fā)為例,如果許多開發(fā)者都按同一思路和方法進行開發(fā)設(shè)計，從微觀上看似乎十分有序，但是從宏觀上審視，其科學認識必然是非常單一和呆板的，這恰恰是哲學觀點中的“真正無序”。相反，如果從微觀上做到百家爭鳴，盡展各家千秋，那么微觀上看來似乎千頭萬緒，而在宏觀上則一定是科學認識更加深人，研究成果層出不窮，這才是真正的“高度有序”。從微觀過渡到宏觀 ，實現(xiàn)無序到有序的轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了有限與無限的辯證關(guān)系。
GIS是多學科交叉而形成的一門新興邊緣學科。學科交叉越多，要求的知識就越豐富，認識事物的能力和水平越高，未知的東西就會越多，這體現(xiàn)了認識的有限性；但只要社會存在，只要人類進步，就永遠不會出現(xiàn)那樣一種現(xiàn)象——從此不存在未知的東西了，這就是認識的無限性。隨著認識能力的提高，新的問題會不斷被發(fā)現(xiàn)，隨之解決的方法也將越來越多。因此，所有從事城市建設(shè)工作的人都必須建立這樣的觀點和信念。
3 城市地理信息系統(tǒng)的研究需要哲學的指導
GIS的開發(fā)與應用研究需要哲學指導，雖然哲學不會直接告訴我們具體的系統(tǒng)設(shè)計、集成、管理、應用的理論和方法，但它的許多基本觀點，將給予研究與實踐工作以巨大的啟示，如理論與實踐的問題、關(guān)于確定性和隨機性的問題等，這些都需要運用哲學思想和觀點去研究解決。
哲學既是系統(tǒng)化、理論化的世界觀，同時又是人們認識世界和改造世界的方法論，所以它對所有的城市建設(shè)實踐工作都是具有指導意義的。哲學是一門很深的學問，許多有成就的學者都是從基礎(chǔ)人手，用淺顯的哲學理論和基本的哲學觀點解決實際問題。相信借助哲學基本思想的指導，城市地理信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、建設(shè)、應用等研究理論和方法會更加完善和成熟，同時它也會在城市規(guī)劃管理及資源管理配置等支持決策方面發(fā)揮更大的作用。
參考文獻：
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第3篇：對地理信息科學的理解范文
摘 要：隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS已經(jīng)成為與地理空間信息有關(guān)的各行各業(yè)的基本工具。本文在分析非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學目標、專業(yè)學科背景等問題的基礎(chǔ)上，對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)教學中從課程內(nèi)容安排、教學方法、考試設(shè)置等方面進行了分析總結(jié)，并提出了對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)課程教學的一些建議。
關(guān)鍵詞：非GIS專業(yè)；地理信息系統(tǒng)；課程教學
1、非GIS專業(yè)開設(shè)GIS課程的必要性
地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。從上世紀60年代初開始興起，經(jīng)過50多年的發(fā)展，GIS已經(jīng)滲透到與空間信息相關(guān)的各個行業(yè)，成為各個行業(yè)解決問題的基本工具，從而使得GIS專業(yè)人才的需求大量增加。由于GIS是一門集計算機科學、地理學、測繪、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科[2]。相對于GIS專業(yè)的學生，非GIS專業(yè)學生基礎(chǔ)知識掌握不夠，對GIS先行課程如計算機、地圖學、地理學、測繪學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等知識不甚了解。導致非GIS專業(yè)的學生在學習該課程時抓不住重點，覺得理論性太強，學習很吃力，和本專業(yè)聯(lián)系不大，不敢興趣。所以非GIS專業(yè)的GIS課程設(shè)計與教學方法必須結(jié)合本專業(yè)的特點進行設(shè)置。
2、課程教學安排的探討
非GIS課程的設(shè)計應緊密結(jié)合本專業(yè)，使學生掌握GIS的基本概念，熟悉數(shù)據(jù)的組織和管理常采用的方法，掌握空間數(shù)據(jù)的采集、輸入和編輯等基本內(nèi)容和方法，熟悉GIS空間分析的基本方法，能夠以GIS軟件為基本工具，解決自己所學專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題。為了實現(xiàn)這個目標，必須根據(jù)專業(yè)需求制定教學大綱、教學計劃和實綱，確定合理的課時、學分、授課方式、實驗內(nèi)容等，根據(jù)專業(yè)需求進行內(nèi)容的篩選，在理論課和實驗課之間進行合理課時分配，確定考核形式和要求。
2.1教學內(nèi)容組織
地理信息系統(tǒng)是一門典型的交叉型邊緣學科，其顯著特點是多學科集成，涉及的知識面廣，發(fā)展與內(nèi)容更新的速度快，滲透性和空間抽象性強，研究對象的空間尺度變化大。對于非GIS專業(yè)而言，由于專業(yè)課程的限制，在基本知識缺乏的情況下，對地理信息系統(tǒng)課程教學內(nèi)容組織和篩選就顯得尤為重要。
因此，在編制非GIS專業(yè)的教學大綱時，應考慮非GIS專業(yè)學生的專業(yè)背景，讓學生了解GIS的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，對GIS有基本的認識與了解。同時，讓學生熟練掌握GIS的數(shù)據(jù)來源，利用GIS專業(yè)軟件進行數(shù)據(jù)采集和編輯、空間分析以及GIS產(chǎn)品的制作與輸出的方法。了解地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)模型與建模等部分內(nèi)容。培養(yǎng)非GIS專業(yè)學生利用GIS知識解決問題的基本意識，增強學生利用GIS處理本專業(yè)基本問題的能力。
2.2理論教學模式
非GIS專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程宜采用靈活多變的教學模式。理論課程采用多媒體進行教學，在教學行式上，采取講解、演示、課堂討論和案例分析等多種形式相結(jié)合，針對不同專業(yè)需求，選擇相應的學習形式，突出重點、培養(yǎng)學生靈活的思維模式和學習方法，通過具體實例讓學生了解GIS在實際生活中的應用。如對比學生熟悉的選課以及查詢成績的教學管理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)，讓其了解其他管理信息系統(tǒng)與“地理”信息系統(tǒng)兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系，增加學生的學習興趣與熱情。非GIS專業(yè)開展GIS課程的目的是為其專業(yè)提供一個GIS分析手段，最終目的還是要用來解決其專業(yè)領(lǐng)域的問題。因此，在講解GIS在本專業(yè)的具體應用時，采用案例分析的方式，使學生熟悉利用GIS解決實際問題的流程和空間分析的基本方法與特點。但是，在案例的選擇非常重要，應選擇學生所學專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的應用案例。
2.3實驗教學內(nèi)容的選擇
上機實驗是從理論到實際應用的重要環(huán)節(jié)，許多內(nèi)容如數(shù)據(jù)采集、編輯、空間查詢與分析、地圖的編制與輸出等都必須通過實驗，才能夠真正理解和掌握。同時激發(fā)同學們進一步學習的欲望。實驗內(nèi)容設(shè)計除與教學內(nèi)容同步外，還應與相關(guān)專業(yè)緊密結(jié)合，最好是以學生所學專業(yè)問題為實驗目標，選取適量的實驗數(shù)據(jù)，通過GIS的不同專業(yè)軟件操作，達到解決問題的目的。軟件一般選擇比較成熟的ESRI公司的ArcView軟件和ArcGIS軟件。從簡到難，要求學生對這2款軟件的界面、基本功能以及一般的空間分析功能能夠熟練的操作。針對不同專業(yè)需求，實驗的具體內(nèi)容應盡可能地與其專業(yè)知識相結(jié)合。通過實驗操作，使學生能夠利用所學的GIS知識，與專業(yè)相結(jié)合來解決專業(yè)領(lǐng)域的問題。有助于提高學生的學習效果，加深學生對GIS理論知識和本專業(yè)之間的聯(lián)系。通過這樣的實驗課程，不但加深了對GIS的基本功能的了解，而且能夠利用GIS工具解決專業(yè)實際問題的方法，從而達到真正的學以致用。
2.4考核方式上選擇
要想培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維模式、拓寬在GIS領(lǐng)域的知識，就必須改變考試方法和考試內(nèi)容，使考試方式靈活多樣。要拋開傳統(tǒng)的對課本內(nèi)容死記硬背，出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象的考試形式，針對非GIS專業(yè)地理信息系統(tǒng)的教學目標和課程本身的特點，可以采用如課后作業(yè)、實驗成果、讀書報告、設(shè)計、考試等多種方式相結(jié)合，成績按一定比例分配的考核行式。這樣使學生能拋開課本，養(yǎng)成隨時查閱相關(guān)資料的習慣，并能分析研究問題，提出自己的見解。為了真實反映學生的學習效果，最后針對考試的內(nèi)容要合理的選取：除了考查學生對基本知識掌握的程度，還需要考核學生與實驗相關(guān)的軟件操作能力和實際應用分析能力。通過這樣的形式，改變學生臨時抱佛腳的不良學習風氣，能較好的體現(xiàn)教學效果，促進學生的學習積極性。
3.結(jié)束語
由于GIS本身的特點以及在各個行業(yè)的應用、以及GIS空間分析能力的不斷提高，使得GIS被越來越多的專業(yè)所應用。然而針對不同專業(yè)和技術(shù)背景的人員，對GIS的理論及應用的掌握是有所不同的。非GIS專業(yè)教學過程中應采取與專業(yè)緊密結(jié)合的多樣化教學方式，從多環(huán)節(jié)進行合理的設(shè)置和優(yōu)化。另外，加強GIS授課者自身綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提高其相關(guān)專業(yè)水平，也是促進GIS教學質(zhì)量提高的重要指標。
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第4篇：對地理信息科學的理解范文
關(guān)鍵詞：GIS;ArcGIS;專題應用;實踐;教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）20-0103-02
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）是20世紀60年代初期發(fā)展起來的一門新興學科，它是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。它在最近的30多年來，隨著計算機的飛速發(fā)展，而得到迅速的發(fā)展和普及，并廣泛應用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、公共設(shè)施管理、交通安全等領(lǐng)域，成為一個跨學科、多方向的研究領(lǐng)域[1]。近年來，大批學校開展GIS專業(yè)學位教育，也有面向多種專業(yè)需求的GIS應用教育[2]，如交通工程、水資源管理、城市規(guī)劃專業(yè)等，對地理信息系統(tǒng)專業(yè)和相關(guān)課程的教學提出了更高的要求。對于地理信息系統(tǒng)專業(yè)的教學，需要針對本專業(yè)以實踐為主的特點，充分把握課程實踐教學環(huán)節(jié)，使學生在實踐過程中能夠應用GIS技術(shù)解決專業(yè)實際問題，同時將GIS課程基本概念理論融會貫通，從而達到培養(yǎng)GIS專業(yè)人才的目標[3，4]。
面向?qū)ｎ}應用的實踐教學模式突出學生“在專題應用情境中、在實踐中學習”，強調(diào)學生的專業(yè)應用技能培養(yǎng)[5，6]。本文以寧夏大學資源與環(huán)境學院地理信息系統(tǒng)專業(yè)實施GIS課程實踐教學改革為背景，在GIS專業(yè)選修課ArcGIS軟件應用課程中選擇面向?qū)ｎ}應用的教學模式，結(jié)合與ArcGIS軟件空間分析功能模塊，在教學實踐環(huán)節(jié)中以“專題應用”的形式將這種新型教學模式引入ArcGIS軟件應用課程實踐教學之中，并取得了良好的教學效果。
一、教學背景
寧夏大學資源與環(huán)境學院地圖與地理信息科學專業(yè)自2001年開始招生，2011年獲得碩士學位授權(quán)，目前專職教師10人，其中教授1人、副教授5人、博士4人，平均年齡37歲，學術(shù)隊伍相對比較年輕。隨著GIS專業(yè)的不斷發(fā)展，學生專業(yè)學習和就業(yè)的需求，對GIS專業(yè)教師提出了更高的教學、科研、實踐要求，本專業(yè)教師加強了實踐學習，申請相關(guān)教育教學的改革項目，對地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程進行教學內(nèi)容、授課形式、考試方式、教學效果等多方面的探索和實踐，同時組織學生參加各類創(chuàng)新項目。通過教學改革，為學生提供了更好地學習GIS專業(yè)知識和軟件平臺的實踐教學，教師的教學水平也不斷提高。
二、專題應用實例
ArcGIS10由美國ESRI公司開發(fā)，于2010年夏季，它代表了ArcGIS最新、最主要的產(chǎn)品，是目前最流行的地理學專業(yè)應用研究與空間分析工程處理與分析的計算工具。ArcGIS軟件應用于GIS課程實踐教學專題，包含ArcGIS空間處理的主要內(nèi)容，如矢量數(shù)據(jù)空間分析、柵格數(shù)據(jù)空間分析、空間統(tǒng)計分析、3D分析和空間數(shù)據(jù)管理等[7]，基于ArcGIS軟件的空間分析功能來完成GIS應用專題的開發(fā)與實現(xiàn)。在教學實踐過程中，結(jié)合相關(guān)教師的科研方向設(shè)計了6個實踐教學專題如表1所示。
1.市區(qū)選址分析。緩沖區(qū)表示該點、線、面矢量實體某種屬性的影響范圍，它是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一。市區(qū)選址分析專題通過對影響房地產(chǎn)價格的道路、學校、商業(yè)網(wǎng)點、名勝古跡等因子進行緩沖區(qū)分析、疊加，是比較典型的涉及到緩沖區(qū)分析、疊加分析的專題[7]。實踐內(nèi)容涉及ArcGIS軟件的分析功能模塊，專題包括點、線、面數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)原理驗證分析、緩沖區(qū)分析、多邊形疊加分析的實際地理應用。
2.尋找最佳路徑分析。在ArcGIS的空間分析功能模塊是關(guān)于柵格數(shù)據(jù)的空間分析，主要功能有：距離制圖、密度制圖、表面生成、表面分析、統(tǒng)計分析、重分類、柵格計算等。尋找最佳路徑分析應用到距離制圖中的成本路徑及最短路徑、表面分析中的坡度計算及起伏度計算、重分類及柵格計算等功能。
3.退耕還林還草規(guī)劃。退耕還林還草規(guī)劃專題重點對矢量數(shù)據(jù)進行疊置分析，疊置分析基本的處理方法是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形或進行多邊形范圍內(nèi)的屬性特性的統(tǒng)計分析。實踐教學內(nèi)容包括對矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的疊置分析這兩部分。此專題中包括聯(lián)合、求交集、篩選等多種ArcGIS分析功能模塊中的工具。
4.黃土高原丘陵溝壑區(qū)侵蝕溝道提取。黃土高原丘陵溝壑區(qū)侵蝕溝道提取專題要求學生應用ArcGIS空間分析模塊提供的水文分析工具對黃土高原丘陵溝壑區(qū)數(shù)據(jù)進行水流方向確定、洼地填平、水流累計矩陣的生成、溝谷網(wǎng)絡(luò)的生成以及流域的分割等分析，最后結(jié)合遙感影像對提取溝道和匯水面積數(shù)據(jù)進行驗證。
5.綜合專題。以小組為單位，確定相應的專題，按搜集數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)、空間分析過程、空間分析結(jié)果等空間分析步驟，完成一個專題的完整空間分析過程。學期最后一節(jié)課為成果展示課，要求綜合專題完成人進行答辯，制作PPT并對項目進行闡述。整個綜合專題實例從學生自己感興趣的方面去做空間分析，調(diào)動學生的積極性和創(chuàng)造性。近三年來，GIS課程實踐教學改革實施的相關(guān)班級，有趣的綜合專題實例不斷涌現(xiàn)：GIS分析女性化妝品的選擇、空間分析解析、全國剩女分布分析、銀川市公共衛(wèi)生間分布分析、吳忠市清真寺分布分析等，大家在分析過程中集思廣益，調(diào)動每個學生的積極性。通過這樣的綜合專題實例，學生做到了熟練應用ArcGIS軟件，更加理解了GIS專業(yè)知識，相關(guān)綜合專題實例分析及空間分析工具如表2所示。
三、結(jié)論
選擇ArcGIS軟件應用課程作為GIS實踐教學改革的專業(yè)課程，結(jié)合不同專題的應用使用ArcGIS相應的空間分析功能模塊，讓學生在熟悉的專題中學習理解GIS相應的空間分析功能，這樣可以充分調(diào)動學生的積極性和創(chuàng)造性。一方面，學生在專題實例的分析過程中，掌握相應的ArcGIS軟件空間分析功能模塊，在專題實例的學習中，激發(fā)學生學習的積極性和熱情;另一方面，在實踐應用過程中，通過不同空間分析模塊的應用，加深學生對GIS的基本知識和概念的理解。最后，通過綜合專題實例單元，調(diào)動學生自身的創(chuàng)造性思維，從身邊實例出發(fā)，選擇自己喜歡的專題實例，通過收集數(shù)據(jù)、大量查閱文獻資料、不斷創(chuàng)新思路來優(yōu)化自己的應用專題設(shè)計，在這個過程中能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和動手能力
通過ArcGIS軟件應用課程的實踐教學改革，學生在專題應用中學習了GIS平臺ArcGIS，通過其空間分析功能模塊的應用達到對GIS空間分析功能的理解和掌握。在教學實踐實施的近三年來，多名GIS專業(yè)本科學生紛紛踴躍參加學校組織的科技創(chuàng)新立項活動及挑戰(zhàn)杯等活動，都取得了不同的獎項，這極大地鼓舞了學生科技創(chuàng)新的熱情，更激發(fā)了學生對GIS專業(yè)的理解與熱愛，通過GIS課程實踐教學改革，為寧夏的GIS專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)起到了積極的作用。
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第5篇：對地理信息科學的理解范文
【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng) 功能 應用
1 地理信息系統(tǒng)的功能
（1）數(shù)據(jù)獲取：地理空間數(shù)據(jù)是 GIS 的血液，整個GIS的建立都是圍繞著空間數(shù)據(jù)來進行，所以數(shù)據(jù)獲取是地理信息系統(tǒng)建設(shè)首先要進行的任務。
數(shù)據(jù)獲取可以有多種實現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、遙感數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字測量等等。其中已有地圖的矢量化，是目前被廣泛采用的手段，但也是最耗費人力資源的工作。鑒于GIS的數(shù)據(jù)類型不同，其數(shù)據(jù)輸入可分以下三類：1）一般的圖形數(shù)據(jù)輸入：CAD圖形一般通過數(shù)字化儀輸入和掃描儀輸入。這主要包括了上面提到的已有地圖通過掃描數(shù)字化得到二值影像、灰度影響、彩色影像，然后通過人工轉(zhuǎn)化為GIS軟件可處理的矢量數(shù)據(jù)等格式。2）柵格數(shù)據(jù)的輸入：柵格數(shù)據(jù)包括各種遙感攝影得到的數(shù)據(jù)、航拍影像數(shù)據(jù)、各種傾斜攝影圖像數(shù)據(jù)、航空雷達數(shù)據(jù)等等。3）屬性數(shù)據(jù)：屬性數(shù)據(jù)是用來描述對象特征的，多為字符串和數(shù)字，通常用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行管理。一般采用鍵盤輸入，方式有兩種：①對圖形直接輸入；②預先建立屬性表輸入屬性，或從其他統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫中導入屬性，然后根據(jù)關(guān)鍵字與圖形數(shù)據(jù)自動聯(lián)結(jié)。
（2）數(shù)據(jù)檢驗：數(shù)據(jù)檢驗，是保證工程精度和可靠性的保障。主要是指通過直觀觀測和理論分析等對采集并輸入的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢查和糾正、空間拓撲關(guān)系的建立以及圖形整飾等，為接下來要做的服務模塊做基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)檢驗的內(nèi)容主要包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩方面的檢驗。圖形數(shù)據(jù)的檢驗主要有查詢并改正拓撲關(guān)系、圖形內(nèi)各元素編輯、圖形整飾、圖形與圖形之間的拼接、投影帶轉(zhuǎn)換等功能。屬性數(shù)據(jù)的檢驗往往與數(shù)據(jù)管理結(jié)合在一起，進行檢驗。
（3）數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)管理是在數(shù)據(jù)輸入無誤的情況下，按照用戶要求對數(shù)據(jù)進行整理。它涉及地理元素的空間位置、通過給其制定域，便于計算機處理和系統(tǒng)用戶理解等。對輸入的數(shù)據(jù)進行管理，有很多人也叫他數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它的內(nèi)容主要是數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和選擇、數(shù)據(jù)的分類，數(shù)據(jù)的銜接，數(shù)據(jù)的分析，數(shù)據(jù)的整體整飾等。其中的空間數(shù)據(jù)庫管理是GIS的核心部分，也是他優(yōu)于其他軟件的部分，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)給定相應的域貯于空間數(shù)據(jù)庫中。空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式一般有三種，一種是矢量數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)和矢量柵格混合數(shù)據(jù)。地圖圖幅庫的管理：很多情況下，測量或者工作區(qū)域都是由很多圖幅組成，要對這些圖幅進行統(tǒng)一的管理，并且查詢和分析，就形成了地圖圖幅庫的管理，它形成的主要功能有圖幅的入庫、圖幅刪除、相鄰圖幅拼接、跨圖幅條件檢索、圖幅的維護等。
（4）空間數(shù)據(jù)查詢與分析：空間數(shù)據(jù)查詢與分析是GIS系統(tǒng)最重要的功能之一，也是GIS系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征，它大大增強了地圖圖形信息以及各種專業(yè)信息的利用深度和廣度，用戶可以通過查詢結(jié)合自身，得出很多自己想要的東西和知識。對想要的事物進行綜合評價，對要做的事情綜合規(guī)劃，對很多重大問題做出決策依據(jù)，對一些事物發(fā)展方向及結(jié)果進行預測。空間數(shù)據(jù)查詢包括圖形查詢，屬性查詢，圖形和屬叉查詢，比較直接和簡單。收到大多數(shù)人的選擇。空間數(shù)據(jù)分析是對輸入的數(shù)據(jù)進行一系列運算和查詢，給人們省去自己計算的過程。
2 GIS系統(tǒng)的主要特征
（1）系統(tǒng)內(nèi)空間定位特征：系統(tǒng)內(nèi)的一個實體，通過對周邊地物及參考物體的聯(lián)系，得出這一實體的空間位置數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)做的完善，還可以得出直觀的三維立體圖像。
（2）二維及二維以上結(jié)構(gòu)特征：通過給定限制條件，和單一屬性提取，可以在原有二維的基礎(chǔ)上建立三維結(jié)構(gòu)和相互關(guān)聯(lián)的不同專題。
（3）時序特征：一般物體的相對關(guān)系會隨著時間的變化而變化。從這點出發(fā)首先對地理信息系統(tǒng)內(nèi)的這種具有區(qū)域性的、多層次的和動態(tài)變化的特征進行研究，然后通過分析計算進行掌握，這樣才能實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的人口數(shù)量、資源分布、環(huán)境等的綜合分析、管理和決策。GIS可以提供“多來源”、“多層次”、“多時態(tài)”、“快速度”、“深加工”、“多形式”、“多精度”的空間數(shù)據(jù)，從而具有了時序特點。
3 地理信息系統(tǒng)的應用
（1）資源清查：資源清查是地理信息系統(tǒng)主要服務的一個板塊，在地理信息系統(tǒng)服務中在很大一部分比重。GIS可以將匯總上來的數(shù)據(jù)進行分析整理，然后指定限制區(qū)域，通過多種條件組合，然后統(tǒng)計分析和原始數(shù)據(jù)快速再現(xiàn)。以礦權(quán)分布為例，可以輸出不同礦的分布位置，面積大小，界樁位置，以不同礦產(chǎn)類型劃分礦產(chǎn)分布群落，為資源的合理利用，規(guī)劃，開發(fā)，調(diào)度，管理提供科學依據(jù)。
（2）城鄉(xiāng)規(guī)劃：城鄉(xiāng)規(guī)劃是地理信息系統(tǒng)這兩年主要應用的模塊，比如現(xiàn)在的農(nóng)村集體土地確權(quán)登記和農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記，城鄉(xiāng)規(guī)劃中涉及的環(huán)境，人口，道路，民族，教育，文化，經(jīng)濟等多方面的大量數(shù)據(jù)，GIS系統(tǒng)整合這些數(shù)據(jù)，然后進行系統(tǒng)內(nèi)的這些目標進行統(tǒng)計分析規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城市建設(shè)用地適宜性評價、環(huán)境質(zhì)量評價、道路交通規(guī)劃、公共設(shè)施配置以及城市環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測等。所以利用GIS作為城鄉(xiāng)規(guī)劃、管理、分析工具具有十分重要的意義。
（3）各種災害監(jiān)測：地質(zhì)災害和人為災害最近幾年被人們越來越重視，GIS通過整合大量數(shù)據(jù)可以預判事物發(fā)展規(guī)律，輸出事物存在的隱患。為人們提供各種災害發(fā)生的概率及有效的預防方案。所以地理信息系統(tǒng)對于人們在災害監(jiān)測中起到了很大的作用。
（4）環(huán)境管理：GIS系統(tǒng)內(nèi)儲存的大量數(shù)據(jù)，通過制定的查詢目的可以為環(huán)境管理部門提供環(huán)境管理想要的數(shù)據(jù)，其中包括報表統(tǒng)計，圖形編制，建立環(huán)境污染模型，為環(huán)境治理做科學的數(shù)據(jù)依據(jù)。
（5）宏觀決策：GIS利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和分析，為國家宏觀決策提供依據(jù)。如系統(tǒng)支持下的土地承載力的研究，可以解決土地資源與人口容量的規(guī)劃。
4 結(jié)語
地理信息系統(tǒng)隨著“數(shù)字地球”、“數(shù)字中國”等技術(shù)要求的提出，隨著“信息高速公路”的建設(shè)和它獨特的魅力所在，在我國以后的社會建設(shè)中會稱為一個重要的角色。相信隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的廣泛應用，地理信息系統(tǒng)作為地球信息科學的一個重要組成部分，與經(jīng)濟和社會發(fā)展的結(jié)合將更加緊密，它也必將為我國的經(jīng)濟建設(shè)、資源管理等各個領(lǐng)域的科學化、現(xiàn)代化發(fā)展發(fā)揮越來越大的作用。
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第6篇：對地理信息科學的理解范文
關(guān)鍵詞：地理專業(yè) 博達學院 中美高校 人才培養(yǎng)
地理教育在國民素質(zhì)教育、國家實施科教興國和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中起著極為重要作用，地理教育是地球科學、資源與環(huán)境科學人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，在地質(zhì)、生態(tài)等學科中也起著極為重要的作用。作為民辦本科的吉林師范大學博達學院（以下簡稱博達學院），在“教改”的政策下更需要加強對地理教育的創(chuàng)新與發(fā)展，本文通過博達學院與國內(nèi)外高校地理人才培養(yǎng)模式的分析，對博達學院地理教育改革與發(fā)展產(chǎn)生積極的推動作用。
在國內(nèi)，北京師范大學、華東師范大學為2014年中國校友會公布的中國大學（師范類）研究型一流學府，其地理教育必然存在借鑒之處。在國外，美國的高等教育事業(yè)發(fā)展較發(fā)達，地理教育事業(yè)起步也較早，積累了豐富的經(jīng)驗。為此，本文選擇該四所大學與博達學院地理專業(yè)人才培養(yǎng)模式進行對比分析，吸取其較成熟經(jīng)驗，為博達學院地理專業(yè)課程體系改革和人才培養(yǎng)提供有益借鑒。
一、培養(yǎng)目標與學位設(shè)置比較
明確的教育理念和培養(yǎng)目標，寬松的教學環(huán)境，科學的管理，完善的專業(yè)課程體系，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。中美大學均以培養(yǎng)掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識、符合現(xiàn)代教學理念，具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高品質(zhì)綜合型人才為主要目標。但也存在不同之處，國外兩所院校不僅培養(yǎng)高素質(zhì)的教育工作者，還培養(yǎng)具有較高創(chuàng)新能力的科研者。博達學院為國內(nèi)一所教學型民辦本科大學，較大數(shù)量的學生畢業(yè)后選擇繼續(xù)深造或從事與教學無關(guān)的崗位，因此，博達學院應在培養(yǎng)從事教學工作者的同時，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的綜合型人才。
中國大學與美國大學的學位制度存在較大的差異，中國地理專業(yè)僅授予畢業(yè)生理學學士學位，美國大學授予文學士（BA）和理學士（BS）兩種不同學位。兩種學位的側(cè)重點不同，學校為學生制定不同教學方案、不同課程內(nèi)容，學生修滿相應學分后，畢業(yè)時分別授予BA和BS兩種不同學位。文學士偏重學習社會和行為方面的地理學，對外語要求較高，輔修人類學和藝術(shù)學課程，而理論方面的學習和學分要求相對較少；理學士強調(diào)地理學的環(huán)境視角和地理信息科學，對數(shù)學、計算機科學及自然科學基礎(chǔ)課程要求較高，專業(yè)性課程和學分要求比文學士高。可見中美大學地理專業(yè)所受學位有所差別，但課程設(shè)置上大體相同，均開設(shè)自然地理學、人文地理學、地理信息科學三個方向的相關(guān)學科。
二、學分設(shè)置與課程結(jié)構(gòu)設(shè)置比較
中美大學學生獲得學位的前提都是必須修滿所在院校規(guī)定的最少學分。通過查閱本文研究的國內(nèi)外5所院校網(wǎng)站，對其授予相應學位的最少學分進行分析發(fā)現(xiàn)，中國大學獲得學位的最少學分多于美國大學，且各自相差不明顯。中國大學和美國大學地理專業(yè)在課程設(shè)置上基本相似，均設(shè)置必修課程和選修課程，但在課程的總門數(shù)和必修課程、選修課程上的數(shù)量分配上有所區(qū)別。課程總門數(shù)最多的是威斯康星大學麥迪遜分校，遠遠超過了博達學院。
美國地理專業(yè)課程內(nèi)容不僅涵蓋了地理學主干理論，還涉及到細小分支學科理論，且各學校間沒有學標準，目的在于學校可以提供給學生豐富的知識領(lǐng)域，同時學生可以選擇其感興趣的課程學習，有助于學生培養(yǎng)廣泛的學習興趣、掌握廣闊的領(lǐng)域知識，從而為培養(yǎng)綜合型人才奠定良好基礎(chǔ)。中國大學地理專業(yè)課程設(shè)置幾乎一致，雖然能夠培養(yǎng)出較高水平的地理學人才，但研究領(lǐng)域比較單一，難以培養(yǎng)出綜合型人才，無法適應市場的需要。
三、高校地理專業(yè)教育模式比較
博達學院與我國其他高校一樣，仍采用“滿堂灌”的課堂教學方式，有助于學生對知識的理解與積累，但也限制了學生開放創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與形成。相比之下，美國大學課堂采用講座、自學、研討、專題研究等教學方式進行，可以幫助學生了解地理學術(shù)前沿領(lǐng)域與動態(tài)方向、鍛煉學生的獨立思考能力以及科研水平。
中國大學管理模式也比較固定化，將相關(guān)或相似學科劃分為同一院系，學生在選定院系入學后，很難調(diào)換專業(yè)，從而約束了學生的未來發(fā)展；同時，各院系教學管理部門為學生制定了許多約束政策，這些政策不僅限制了學生的個性發(fā)展，同時也限制了創(chuàng)造性思維的發(fā)展。美國大學與中國大學的管理模式恰恰相反，管理模式是由學校統(tǒng)一管理，而并非由院系單獨管理，該管理模式給學生較大的自主選擇空間，也不存在中國式的院系附屬關(guān)系。
四、對博達學院地理教育教學啟示
1.改變培養(yǎng)目標
博達學院地理專業(yè)教學目標與我國傳統(tǒng)理念一樣，把地理專業(yè)學生培養(yǎng)成從事地理教育工作者或者繼續(xù)深造，缺少對學生創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)，不利于適應當今社會發(fā)展。借鑒美國大學的成功經(jīng)驗，在培養(yǎng)學生專業(yè)能力的同時，尊重學生的創(chuàng)新成果，經(jīng)常邀請著名學者和成功創(chuàng)業(yè)者為學生進行經(jīng)驗講座，鼓勵學生自主研發(fā)、創(chuàng)造事業(yè)。
2.調(diào)整課程結(jié)構(gòu)
通過與國內(nèi)外著名大學的課程設(shè)置比較分析，博達學院在課程設(shè)置上應減少必修課程門數(shù)，增加選修課程比例，增加全球氣候、描繪變化中的地球等多種多樣的選修課程，培養(yǎng)學生解決實際問題的生活能力以及全球視野的科研能力，為學生營造一個更加廣闊的專業(yè)學習空間，以為以后學生發(fā)展打下一個寬口徑的專業(yè)基礎(chǔ)。
3.改善教學模式
為了充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性思維能力，提高學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的水平，博達學院應放棄中國傳統(tǒng)的“講座”方式，采用美國師生平等的教學方式，課堂上鼓勵學生積極發(fā)現(xiàn)、討論問題，重視實驗課程的創(chuàng)新研究；課后組織學生聯(lián)系實際問題進行討論活動，從而有效提高學生的綜合能力。
五、結(jié)語
地理作為人類生存發(fā)展的基礎(chǔ)，地理學更是一門為人類生存發(fā)展提供服務的學科。在國際地理學迅猛發(fā)展的今天，博達學院應緊跟地理學發(fā)展的步伐，培養(yǎng)出適合我國社會發(fā)展需要的綜合型人才，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展做出貢獻。
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第7篇：對地理信息科學的理解范文
關(guān)鍵詞：攝影測量學；課程改革；課程體系
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）04-0067-03
進入21世紀，隨著各種新型傳感器及相關(guān)技術(shù)的進步，攝影測量的理論與技術(shù)也迅速發(fā)展，進一步擴展和完善了20世紀90年代開始的全數(shù)字攝影測量的實際應用范疇。這種發(fā)展變化將對整個攝影測量的教學、科研、生產(chǎn)產(chǎn)生極其深遠的影響。相對于現(xiàn)代攝影測量技術(shù)的迅猛發(fā)展，高校測繪工程專業(yè)的攝影測量學課程從課程體系結(jié)構(gòu)、教材、實習等各個環(huán)節(jié)都落后于攝影測量技術(shù)的發(fā)展，如何在新形勢下從課程的體系結(jié)構(gòu)、教材選擇及實踐環(huán)節(jié)進行改革，是一個值得深入探討的問題。
一、現(xiàn)代攝影測量新技術(shù)及發(fā)展
1.數(shù)字傳感器。隨著全國數(shù)字城市、城市地理信息系統(tǒng)的建立和推進，對地球空間數(shù)據(jù)的數(shù)量和現(xiàn)實性都有較高的需求。全數(shù)字攝影測量是快速獲取對地觀測數(shù)據(jù)的有效手段，而數(shù)碼航攝儀的應用，使航空攝影測量數(shù)據(jù)的獲取更加便捷，攝影測量的數(shù)據(jù)采集方式將從膠片時代向數(shù)字時代方向發(fā)展。目前，在我國常用的數(shù)碼航攝儀有推掃式航攝ADS40/80，框幅是航攝儀DMC、UCD/UCX、RC30、SWDC等，應用已經(jīng)比較成熟，在很大程度上取代了傳統(tǒng)的航攝儀，雖然與傳統(tǒng)的航攝儀相比，數(shù)碼航攝儀存在畸變系數(shù)大，航飛前需進行航攝儀參數(shù)的檢校，而且其像幅較傳統(tǒng)的膠片式相機小，在同等條件下需要的地面控制點較多等不利因素存在。但是，數(shù)碼航攝儀也有它不可比擬的優(yōu)勢，在采用先進的對地定位手段后，可以減少對地面的依賴，數(shù)碼航攝儀在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用方面具有廣闊的前景。
2.機載POS。數(shù)字傳感器的發(fā)展對攝影測量對地定位技術(shù)提出了新的要求。基于DGPS/IMU集成的POS技術(shù)可獲取飛機的空間位置和姿態(tài)信息，實現(xiàn)航空影像的直接地理定位。目前已推出商用POS系統(tǒng)，從實踐應用看，引入POS觀測值，利用少量地面控制點，甚至不用地面控制點，通過直接定向或集成定向數(shù)據(jù)處理方法獲取定向結(jié)果，與傳統(tǒng)的空中三角測量方法精度相當。
3.無人機低空攝影測量。21世紀初，由于無人機低空攝影測量具有快速、成本低、操作簡單、適合于在危險區(qū)域空中監(jiān)測和救援指揮等特點，已廣泛應用于軍事和民用的相關(guān)領(lǐng)域。目前，無人機主要用于土地利用動態(tài)監(jiān)測、礦產(chǎn)資源勘查、地質(zhì)環(huán)境與災害監(jiān)測、地形圖更新與地籍測量、海洋資源與環(huán)境監(jiān)測以及農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、交通等部門。尤其對車船無法到達地帶的環(huán)境監(jiān)測、有毒地區(qū)的污染監(jiān)測、災情監(jiān)測及救援指揮等突發(fā)事件中，無人機低空攝影測量具有快速響應、實時勘查的獨特優(yōu)勢。
4.機載激光掃描LIDAR。機載激光掃描系統(tǒng)通過接收反射激光束可以獲取地表、植被及人工建筑物等的高程信息，經(jīng)處理后可獲得測區(qū)的DEM/DSM，這些模型數(shù)據(jù)可用于國土資源調(diào)查、洪水等災害的監(jiān)測評估及城市三維景觀重建等領(lǐng)域。在這些過程中獲取的DSM可用于后續(xù)真正射影像的處理和生成。
5.數(shù)據(jù)處理技術(shù)。目前，在國內(nèi)應用較多的全數(shù)字攝影測量軟件，有武漢適普公司的VirtuoZo和中國測繪研究所的JX4，兩套軟件各有所長，在國內(nèi)外享有盛譽，在生產(chǎn)單位及科研教學方面得到了廣泛的應用。但就目前的處理來說，對于越來越大范圍的航攝區(qū)域來說，數(shù)據(jù)量劇增，而且需要的處理時間也在縮短，在這種情形下，高性能計算集群、并行處理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為數(shù)字攝影測量的處理提供了物理基礎(chǔ)，由此產(chǎn)生了DPGrid、Factory Pixel等能處理大數(shù)據(jù)量的軟件系統(tǒng)和工作站。這些處理軟件基于網(wǎng)絡(luò)的方式，能處理超大數(shù)據(jù)量的衛(wèi)星影像和無人機數(shù)據(jù)等，而且在數(shù)據(jù)處理過程中提出了很多新的概念，如相似性匹配、三維空中三角測量，同時也生產(chǎn)了一些新的產(chǎn)品，如DSM、真正射等。在數(shù)據(jù)處理技術(shù)成熟后，可以較容易的獲取數(shù)字表面模型，從而可獲取真正的射影像。機載POS系統(tǒng)在攝影同時準確獲取像片的空間位置和姿態(tài)參數(shù)，這些參數(shù)的獲取給數(shù)字攝影測量帶來了深刻的影響，基本上可以免去地面工作，簡化和加速影像定向和定位工作，導致部分攝影測量的算法，甚至是整個作業(yè)流程都面臨新的改進。數(shù)碼航攝儀沒有壓平誤差、顆粒噪聲等誤差源，其數(shù)字影像的質(zhì)量、匹配的質(zhì)量、測繪精度多優(yōu)于膠片影像。當今的航空數(shù)碼相機，其相對定向與模型連接的精度可達2~5um，普通的非量測數(shù)碼相機用于近景攝影測量時其精度可達到1/10000。
二、對課程的影響
攝影測量學是測繪工程專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，該課程覆蓋的知識范圍廣、內(nèi)容多、概念抽象、數(shù)字公式多，而且受學時所限，授課時間較短，給教師教學和學生實習都增加了難度。在現(xiàn)有的教學條件下，現(xiàn)代攝影測量新技術(shù)的發(fā)展對現(xiàn)有攝影測量學課程教學提出了更高的要求，在很大程度上影響著高等院校測繪工程專業(yè)的攝影測量學課程的教學。從課程體系上看，原有的體系結(jié)構(gòu)偏重于對攝影測量的基本原理和理論的闡述和分析，甚至有些課程體系中還包括了解攝影測量的較多內(nèi)容，在課程體系中過于偏重對傳統(tǒng)理論的講述和理解。在實習實踐環(huán)節(jié)，目前的軟件主要涉及VirtuoZo和JX4，這些軟件都基于傳統(tǒng)的攝影測量理論進行數(shù)據(jù)處理，對于使用航空攝影測量方法提取高精度密集數(shù)字表面模型和生產(chǎn)正射影像的理論與技術(shù)、利用POS數(shù)據(jù)進行直接地理定位技術(shù)與流程、實時空中三角測量等新技術(shù)，在傳統(tǒng)的攝影測量軟件中都沒有相應的體現(xiàn)。學生沒有相應的實習軟件或?qū)嵙暛h(huán)節(jié)可以學習新的技術(shù)與方法。
三、相應的對策
新技術(shù)的發(fā)展不但影響著攝影測量的應用，也影響著攝影測量課程的開展。攝影測量新技術(shù)不僅在整個課程體系中影響著課程體系內(nèi)容的安排，而且對于學生對傳統(tǒng)攝影測量的認識理解有著重要的影響。如何在有限的課時內(nèi)把攝影測量的基本概念和理論講授清楚，同時又能將新技術(shù)貫穿于其中，使學生既能很好地掌握攝影測量學的理論與實踐，又能緊跟攝影測量學的發(fā)展方向，是值得探討的問題。
1.構(gòu)建以新技術(shù)為核心的課程體系。POS等新技術(shù)不僅對攝影測量學課程的內(nèi)容產(chǎn)生了影響，對整個課程體系的構(gòu)建也產(chǎn)生了影響。改革課程的體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建以新技術(shù)為核心的課程體系，是新形勢下攝影測量學課程改革的一個重點。改革課程體系，在原有的以傳統(tǒng)攝影測量基礎(chǔ)理論為核心，4D產(chǎn)品生產(chǎn)為主要技術(shù)流程的基礎(chǔ)上，應著重加強基本原理及其內(nèi)在聯(lián)系，在原有體系中增加新的技術(shù)理論，適量簡化教學推導，強調(diào)新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的融合與異同。優(yōu)化課程教學體系結(jié)構(gòu)，精選教學內(nèi)容，重點安排中心投影的幾何知識，突出空三的理論與方法，充分體現(xiàn)航空攝影測量高精度定位技術(shù)的發(fā)展趨勢，著力強調(diào)實踐教學環(huán)節(jié)，以少而精的原則構(gòu)建新的課程體系結(jié)構(gòu)：航空攝影、航測外業(yè)、航測內(nèi)業(yè)。如在航攝儀部分增加數(shù)碼航攝儀知識及對后續(xù)處理技術(shù)的影響；空三部分對新出現(xiàn)的實時空三進行分析，對POS數(shù)據(jù)輔助空三的理論與方法進行講解，比較與傳統(tǒng)方法的異同點；加入新的DSM的概念，提取原理及對后續(xù)正射影像產(chǎn)品的影響；數(shù)字攝影測量部分加強對匹配算法的理解和數(shù)字產(chǎn)品的生成。在新的課程體系中突出新技術(shù)對攝影測量的影響，包括理論和算法以及生產(chǎn)流程上的影響。
2.改革教學內(nèi)容及教學方法。為適應當前攝影測量新技術(shù)的發(fā)展及新的課程體系改革需要，在教學內(nèi)容上，應著眼于內(nèi)在理論體系的聯(lián)系，加強對基本概念、新的算法、模型的理解和掌握，了解新技術(shù)對現(xiàn)有產(chǎn)品生產(chǎn)流程的影響。在增強數(shù)學分析嚴謹性的同時適量簡化教學推導，強調(diào)對數(shù)學公式內(nèi)在物理意義的理解。
3.改革實踐環(huán)節(jié)，增強動手能力和創(chuàng)新能力。攝影測量是一門實用性和實踐性極強的課程，實踐環(huán)節(jié)對學生思維方式和動手能力的培養(yǎng)具有重要作用，是課程教學改革系統(tǒng)工程中重要的一個環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有的實踐環(huán)節(jié)，目前主要以常規(guī)攝影測量軟件VirtuoZo、JX4等為主，對教學中涉及的攝影測量理論與技術(shù)進行實踐。對攝影測量新技術(shù)如并行計算、網(wǎng)格技術(shù)、海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、非量測相機的空三模型、高精度密集數(shù)字表面模型自動提取技術(shù)、真正射影像自動糾正技術(shù)以及POS輔助空中三角測量、自動實時空中三角測量等技術(shù)來說，一般的測繪工程專業(yè)實驗室很難購進最新的儀器設(shè)備和相應的軟件為學生提供相應的實踐環(huán)節(jié)。因此，在實踐教學中，要以攝影測量產(chǎn)品的生產(chǎn)流程為主線，減少如立體鏡觀察等儀器設(shè)備的演示性、驗證性實驗，加強與新技術(shù)相關(guān)的設(shè)計性、綜合性實驗。在條件許可的情況下，可增加專門的課程設(shè)計時間，結(jié)合實際工程項目，開發(fā)軟件平臺進行計算機仿真實驗，將POS直接定位方法、無人機數(shù)據(jù)處理技術(shù)、海量數(shù)據(jù)并行處理、數(shù)字表面模型提取和真正射影像糾正等新方法和新理論融入實踐環(huán)節(jié)進行課程設(shè)計。在實踐條件較好的學校，可增加POS實習參觀、無人機數(shù)據(jù)處理和海量數(shù)據(jù)并行處理參觀等環(huán)節(jié)，促進學生對新技術(shù)的感性和理性認識，提高學生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力，通過對新技術(shù)的了解激發(fā)學生的學習興趣，了解新技術(shù)發(fā)展的前沿動態(tài)，掌握新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的滲透融合及思路和方法。
參考文獻：
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第8篇：對地理信息科學的理解范文
水文地質(zhì)多樣性，變化復雜，規(guī)律難尋，給礦井的開采、隧道的挖掘工作增加了很大的風險性。近年來因水害引發(fā)的安全事故，造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失不可計量。因此進行水文地質(zhì)的三維建模，實現(xiàn)水文地質(zhì)的可視化將增加地下工作者對地質(zhì)和水位等地下環(huán)境的了解，更利于施工作業(yè)，減少安全隱患。文章主要介紹三維水文地質(zhì)建模的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀、建模的方法，并提出其中存在的不足，給予切實可行的建議，以期三維水位地質(zhì)建模技術(shù)有更快的發(fā)展，更好的為公眾服務。
關(guān)鍵詞：
煤礦；水文地質(zhì)；礦井涌水量
如同建筑三維模型一般，三維水文模型可以形象的模擬地下情況，搜集更多的資料信息，并最大程度的將多種資料集成，輸出科學可靠的數(shù)據(jù)資料，為地下工作提供了合理的依據(jù)。并且三維水文建模技術(shù)的應用可以最大程度的減少儲層預測的不確定性，為地下工作人員提供了安全保障，因此對三維水文地質(zhì)的研究意義重大。
1地質(zhì)建模技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
水是人類賴以生存的寶貴資源，人類對水資源的認知還有很大的不足，尤其是對地下水資源。不同于地上水可以直接觀測，地下水在地表以下，或者存在于地下巖體空間里，因此人們很難直接了解到地下水的形態(tài)、空間位置、源頭流向和地質(zhì)情況，這給地下開采和施工都帶來了很大的困難。一般勘測只能描繪出水文地質(zhì)的二維平面，結(jié)果存在著較大的誤差，研究過程中也有很大的不可靠性。利用計算機將二維地質(zhì)信息進行立體化，將隱蔽的地下情況可視化，建立空間地質(zhì)模型，并且進行任意截面的地質(zhì)情況的分析，全空間的分析將地質(zhì)情況，地下水的分布情況以及運動規(guī)律和形態(tài)以實圖的形式展現(xiàn)在研究者面前，掃清勘察盲區(qū)。在三維模型建立的同時會自動生成三角網(wǎng)格數(shù)據(jù)，更利于后續(xù)工作的進行，減輕水文地質(zhì)工作者的工作量，節(jié)省勘探時間，結(jié)果也更真實可靠。因為經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)水平的限制，我國的三維水文地質(zhì)建模技術(shù)起步較晚，最初的研究始于上世紀90年代.三維建模涉及多門學科，其中包括計算機、物理、數(shù)學、地質(zhì)、水文，是一門復雜交叉性學科，而且在早期一些地質(zhì)水文資料短缺，專業(yè)水平低下，因此我國的三維建模還處于初級階段。
1.1空間數(shù)據(jù)模型
三維水文地質(zhì)最重要的一點就是要建立空間的數(shù)據(jù)模型，將二維地質(zhì)圖進行更具體的表達。國外這方面的研究起步較早，發(fā)展也很迅速，由于數(shù)據(jù)邏輯性清晰更利于研究，因此專家學者們對空間可是模型一致研究出來一系列的科學理論和三維建模方法。目前比較常用的數(shù)據(jù)模型主要有體模型、面模型和混合模型。這三種模型相輔相成，根據(jù)具體情況可以選擇不同的建模方式。這三種模型各自特點比較顯著，在選擇上也很簡單清晰。面模型更適用于地層的可視化，在模型更新時利用面模型也更加簡單快捷；體模型需要的數(shù)據(jù)更加龐大，處理數(shù)據(jù)時所消耗的時間較長，雖然對地質(zhì)的反應上更加清晰明了，但對復雜地質(zhì)適應性較差；混合模型的技術(shù)要求最高，雖然在建模時較為復雜，但其優(yōu)點是精度更高。綜合各種模型的特點，在選擇模型時要結(jié)合資源和效率以及研究的深度合理選模型。
1.2組織、管理和水文地質(zhì)數(shù)據(jù)
三維模型的建立也并不是一蹴而就的，要在掌握大量的、多樣性的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上進行三維建模。大多數(shù)情況下，這些數(shù)據(jù)都是門類多樣包括圖形資料、數(shù)據(jù)資料、文字資料以及各種技術(shù)資料，面對大量的差異性較大的資料，對其進行組織管理是必備的。這些資料的完備性和準確性決定了建模結(jié)果的可靠性，因此對這些資料應認真細心的進行科學的組織，管理和，以便更有效快捷的利用。近年來很多專家學者也對此進行了專門的研究，提出了很多有效地理論方法，但是與實際需求仍有較大的差異性，難以順利的在全行業(yè)進行推廣。
1.3復雜地質(zhì)體及地質(zhì)現(xiàn)象表達
地球經(jīng)過數(shù)億年的進化和發(fā)展，地下水文地質(zhì)復雜程度可想而知，斷層、褶皺等復雜地質(zhì)體和尖滅和倒樁等地質(zhì)現(xiàn)象在三維建模中經(jīng)常遇到。這些復雜的地質(zhì)現(xiàn)象都有著重大的水文地質(zhì)意義，增加了地質(zhì)空間的各向異性，同時也加大了建模的難度，因此要著重控制這些水文地質(zhì)條件。
1.4地下水數(shù)值模擬中三維水文地質(zhì)模型技術(shù)研究
地下水數(shù)值模擬是指對已知的水文地質(zhì)參數(shù)、補徑排條件及地質(zhì)框架等要素進行數(shù)值計算。由于模擬的復雜性和數(shù)據(jù)的龐大，在數(shù)值計算中容易造成結(jié)果的不確定性。對于此種缺陷，水文地質(zhì)專業(yè)借鑒有關(guān)專業(yè)建模的方法和技術(shù)進行數(shù)值模擬，在此過程中要將收集到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入，因此在實際操作中，模型的融合性和結(jié)果的可靠性還有待發(fā)展。
1.5水文地質(zhì)系統(tǒng)中的不確定性因素研究
在建模時使用的數(shù)據(jù)是確定的，但對于地質(zhì)條件是有很大的不確定性，因此在建模時也是存在著不確定性，對于不確定性的認識也具有重要意義。只有認識到不足才能充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，擯棄不可靠結(jié)果，取得更合理的建模思路和數(shù)據(jù)模擬。
2建模的主要對象
2.1地貌
地球表面的外貌形狀，主要有平原、丘陵、盆地、高山、大陸、深海平原等。建模雖是主要地底下情況的探究，但地表情況仍不可忽略，地表地下是息息相關(guān)的，地上部分也會影響著地下水的分布，因此在建模時也要將地表考慮在內(nèi)。
2.2地層巖性
底層是指在漫長演化期內(nèi)形成的層狀堆積物，巖性是堆積物或者巖石的物理屬性。由于形成時間不同，因此在同一地區(qū)所存在的地質(zhì)構(gòu)造也會有所不同，甚至會有截然不同的地貌地層特征。在不同時期內(nèi)形成的新老地層也會有一定的解除關(guān)系，這些接觸關(guān)系主要有：整合接觸、平行不整合接觸、角度不整合，每種整合方式都具有顯著的特點。
2.3構(gòu)造與地下水
構(gòu)造形式主要有褶皺（巖石受力彎曲變形形成的，表現(xiàn)為原來的平直面變?yōu)榍妫嗔眩ㄊ侵笌r石的斷裂，分為節(jié)理和斷層，由于建模精度先一般只考慮斷層）、透鏡體（地層厚度不穩(wěn)定出現(xiàn)兩側(cè)薄中間厚的情況）、侵入體（是指地下高韌性巖體在力的作用下由下向上流動地層）、鹽丘（鹽巖向上流動擠入圍巖，使上浮巖層產(chǎn)生拱區(qū)隆起）。地下水是指地層以下巖石空隙中的水，分為上層滯水、潛水和承壓水。
3對三維水文地質(zhì)建模技術(shù)的建議
3.1確定有限的工作目標
雖然三維建模技術(shù)不斷發(fā)展，逐漸趨向成熟，但是在某些復雜區(qū)域的建模和數(shù)據(jù)處理方面仍存在很多不足。為提高工作效率，減少不必要的金錢和時間的浪費，三維水文地質(zhì)建模技術(shù)要根據(jù)區(qū)域特點采用合理的建模方式和分析手段，明確研究目標，讓研究更加清晰，滿足專業(yè)要求。
3.2開發(fā)針對三維水文地質(zhì)的建模工具
現(xiàn)階段我國的三維水文建模主要是借鑒其他專業(yè)的建模方法，專業(yè)性的建模工具較少，還未完成形成完整的水文地質(zhì)三維建模體系。面對復雜地況，建模明顯功能欠缺，因此水文地質(zhì)領(lǐng)域急需開發(fā)出一款功能強大，處理速度快的專業(yè)建模軟件工具。這些軟件工具要具備專業(yè)處理能力，清晰地可視化和友好的界面，可以進行高效率的數(shù)值模擬和模型維護。同時兼顧使用者的理解和使用簡便以及資金的合理投入。
3.3提高模型的可更新性
隨著對水文地質(zhì)的深入研究，地層以下的奧秘將會逐漸展現(xiàn)于世。當獲得了新的數(shù)據(jù)，就要對已有的三維模型進行補充和修改。如果系統(tǒng)數(shù)據(jù)較慢，或者無法進行數(shù)據(jù)的修改和補充，而只能通過重新建模解決數(shù)據(jù)的更新，這將耗費很大的人力物力。因此提高模型的可更新性是必要，對隨后的研究工作提供很大的便利。
3.4水文地質(zhì)條件概化方法、原則、體系標準
因我國三維水文地質(zhì)建模技術(shù)起步較晚，因此對地質(zhì)條件概化的方法、原則、標準的研究還不到位，在面對不同地質(zhì)條件時只能依靠經(jīng)驗，缺乏可靠方法和規(guī)范指導研究，水文地質(zhì)三維建模的概化方法、原則、體系標準也是未來專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展方向。
4結(jié)束語
三維水文地質(zhì)建模技術(shù)突破了地下二維表達的局限性，更加直觀的模擬地下空間，是今后水文地質(zhì)研究的重要工具。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)據(jù)的處理會更加簡便，這也能促進三維建模技術(shù)的發(fā)展。在進行本專業(yè)的研究時可以借鑒其他專業(yè)領(lǐng)域的先進理念，開發(fā)出水文地質(zhì)專業(yè)性的三維建模工具軟件，實現(xiàn)水文地質(zhì)條件概化，形成具有指導意義的專業(yè)體系標準，這是三維水文地質(zhì)建模技術(shù)的重點發(fā)展方向，而對此我國的專業(yè)研究人員還有很多工作要做，還有很長的路要走。
參考文獻：
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第9篇：對地理信息科學的理解范文
關(guān)鍵詞：地理學；理科基地；聯(lián)合實習；實踐教學模式
地理學學科的不斷發(fā)展和國家對提高地理學人才培養(yǎng)質(zhì)量的迫切需求，對地理學野外實踐教學提出了新的和更高的要求。針對傳統(tǒng)地理學野外實踐教學在實習區(qū)域、實習內(nèi)容、指導教師、實習經(jīng)費以及后勤保障等方面對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的制約，根據(jù)地理學學科的發(fā)展趨勢，在深入總結(jié)和借鑒國內(nèi)外已有地理學野外實踐教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，2009年，華東師范大學、北京師范大學、蘭州大學、南京大學、福建師范大學5所地理學理科基地高校聯(lián)合組織了首屆全國地理學理科基地跨區(qū)域聯(lián)合實習。之后又連續(xù)組織了3屆全國地理學理科基地跨區(qū)域聯(lián)合實習，參加聯(lián)合實習高校由最初的5所發(fā)展到涵蓋港臺地區(qū)在內(nèi)的全國24所主要地理學高校。
一、當前高校地理學野外實踐教學的現(xiàn)狀與存在的問題
地理野外實踐教學是地理學人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，歷來受到全國各院校的重視。依托地域優(yōu)勢，各院校建設(shè)了一批特色鮮明的野外實習基地，成為培養(yǎng)地理學創(chuàng)新人才的重要支撐。但是各個高校往往僅限于自己有限范圍的實習基地實習，給地理學系統(tǒng)性教學帶來瓶頸和困難，大大阻遏了學生知識的全面完善，特別是對培養(yǎng)地理學杰出后備人才存在著明顯的缺陷；同時由于我國地域遼闊、東西南北跨度大、地理內(nèi)容豐富、差異顯著，傳統(tǒng)野外實踐存在學生感悟系統(tǒng)地理學知識不全面的問題；地方院校也存在野外優(yōu)秀指導教師缺乏和經(jīng)費不足等方面的局限。
全國地理學現(xiàn)有7個理科基地，每年約招收學生200多人，其中70%～80%免試直升研究生，是我國地理學科人才的重要后備力量，對他們的特殊培養(yǎng)更顯重要和迫切。以華東師范大學地理學理科基地為例，在野外實踐教學改革方面曾先后嘗試了不同的教學模式：其一是大縱深跨越式實習，先后開拓東北線、西南線與西北線三條跨區(qū)域野外實習路線，帶領(lǐng)高年級地理專業(yè)本科學生前往陌生的區(qū)域開展綜合實習；其二是建立校際交換實習與聯(lián)合實習，先后與香港中文大學、蘭州大學等院校建立交換實習關(guān)系，開辟香港地區(qū)綜合地理實習，在校際交流的過程中取長補短，充分發(fā)揮各院校的優(yōu)勢資源。這些改革嘗試雖部分有效提升了地理野外實踐教學的質(zhì)量，然而以此為代表的傳統(tǒng)野外實踐教學模式和小規(guī)模聯(lián)合實習也不能滿足新時期地理學人才培養(yǎng)的系統(tǒng)要求。目前各高校在跨區(qū)域地理學實踐教學環(huán)節(jié)普遍存在以下方面的主要問題：
（1）跨區(qū)域?qū)嵙曋笇熧Y的缺乏。傳統(tǒng)野外實踐教學是地理專業(yè)課程實習的常見模式，依托長期建立的野外實習基地，由本校相關(guān)課程的任課教師承擔野外實踐教學任務，指導學生開展以認識性實踐為主的野外實習。這樣的野外實踐教學，客觀上制約了地理專業(yè)學生在各種不同類型的地理環(huán)境中開展實踐、獲得真知。一旦將實習區(qū)域拓展到其他區(qū)域，指導師資方面的問題又突顯出來，如在西部實習過程中，東部地區(qū)的教師因缺乏在西部地區(qū)的野外教學和科研經(jīng)驗，實習內(nèi)容講解和探索方面存在著不可避免的局限。小規(guī)模聯(lián)合實習相較于傳統(tǒng)野外實踐教學雖在師資配備方面有一定的提高，但同樣也存在這方面的問題，指導教師僅局限于少數(shù)幾所院校的部分教師，經(jīng)驗豐富的野外指導教師難以保障仍然是制約野外實踐教學的重要因素。
（2）系統(tǒng)性指導教材的缺乏。目前全國多數(shù)院校缺乏在大跨度地區(qū)開展科研和教學的積累，難以編寫出結(jié)構(gòu)完備、內(nèi)容翔實的野外實綱和實習指導書。指導教師缺少可供參考的材料，在野外實踐教學中存在教師備課難度大、教學內(nèi)容隨意性強等問題，在一定程度上影響了野外實踐教學效果。學生手頭中沒有配備相關(guān)指導教材，使得野外實踐的預習無從談起。
（3）有效后勤保障的缺乏。由于跨區(qū)域?qū)嵙曔h離實習單位所在地，難以在短時間內(nèi)建立起有效的后勤保障合作關(guān)系，這給實習過程中的后勤和安全保障帶來了一定困難。
（4）校際之間深入交流的缺乏。傳統(tǒng)的野外實踐教學以本單位師生為主要參與對象，交流范圍局限于校內(nèi)，不同高校的教師一起研討野外實踐教學的機會不多，學生們更是難以形成在全國地理學領(lǐng)域內(nèi)的準確定位；小規(guī)模聯(lián)合實習教學模式，雖有不同院校師生的交流，但所涵蓋的僅是一兩個單位的師生，指導教師之間、學生之間的校際有效交流仍十分有限。
二、試行全國地理學理科基地跨區(qū)域聯(lián)合實習
地理學是一門非常注重實踐的學科，進行野外實踐教學是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。為了突破野外實習區(qū)域限制等瓶頸，地理學理科基地高校由“單干”走向“聯(lián)合”，將各自長期建設(shè)成熟的野外實習基地、精品實習線路和優(yōu)秀師資加合實習，開展全國地理學理科基地跨區(qū)域聯(lián)合實習，以“合作、開放、共享、輻射”為宗旨，服務地理學拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。
目前，聯(lián)合實習每年由華東師范大學、北京師范大學、蘭州大學、南京大學、福建師范大學等理科基地高校輪流承辦，在中國北方實習路線和南方實習路線之間交替舉行，極大拓展了不同區(qū)域?qū)W生的地理視野。第一屆和第三屆由北京師范大學和蘭州大學地理學理科基地聯(lián)合承辦，第二屆和第四屆由華東師范大學、南京大學和福建師范大學地理學理科基地聯(lián)合承辦。
1.開辟典型性、代表性的精品實習路線
中國地域廣袤、幅員遼闊，自然和文化景觀的多樣性為地理野外實踐教學提供了豐富的學習和探究素材。全國擁有地理學理科基地的高校因其深厚的歷史積淀和較強的綜合實力，在野外實踐基地建設(shè)方面走在了國內(nèi)前列。華東師范大學的滬浙野外實習基地、南京大學的廬山野外實習基地、北京師范大學的華北實習基地、蘭州大學的西北三大自然區(qū)過渡帶實習基地和福建師范大學的平潭海岸帶實習基地等均歷經(jīng)數(shù)十年的建設(shè)，實習線路選取、實習點設(shè)置和實習內(nèi)容安排凝聚了幾代教師的心血，也培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的地理學工作者。近幾年，隨著國家自然科學基金委“國家基礎(chǔ)科學人才培養(yǎng)基金能力提高項目（野外實踐）”的實施，各地理學理科基地得到了資金保障和政策支持，野外實習基地已建設(shè)成為國內(nèi)一流。5個地理學理科基地各有特色的野外實習基地強強聯(lián)合，形成了涵蓋我國三大自然地帶、三大階梯，覆蓋主要自然地理實習內(nèi)容，大縱深、深內(nèi)涵的國家級精品實習線路和實習基地聯(lián)合體。
地理學理科基地跨區(qū)域聯(lián)合實習路線目前由北方實習路線和南方實習路線構(gòu)成。北方實習路線主要依托北京師范大學的華北綜合實習基地和蘭州大學的三大自然區(qū)過渡帶實習基地，實習區(qū)域涵蓋我國三大自然地理單元（東部季風區(qū)、西北干旱半干旱區(qū)和青藏高寒區(qū)）的華北平原、北方草原、黃土高原、青藏高原東北麓祁連山區(qū)、河西走廊綠洲、巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠等，實習內(nèi)容包括城市空間結(jié)構(gòu)與城市中心商業(yè)區(qū)、草原植物-土壤地理、黃河階地、風沙沉積、冰川地貌、丹霞地貌和沙漠及干旱區(qū)植被垂直分帶。南方實習路線主要依托華東師范大學的滬浙實習基地、南京大學的廬山實習基地和福建師范大學的平潭實習基地，匯聚中國東南部亞熱帶地區(qū)典型自然地理景觀，主要有海岸地貌、構(gòu)造地貌、流域地貌、喀斯特地貌、火山地貌、亞熱帶植被和土壤及山地垂直分帶景觀，實習內(nèi)容包括上海城市地理實習、浙江富春江流域自然地理實習、江西廬山綜合地理實習和福建平潭海岸地貌實習四大部分。
2.組建經(jīng)驗豐富、結(jié)構(gòu)合理的實習指導教學團隊
在聯(lián)合實習的組織和實施過程中，各承辦院校均高度重視實習指導教師的配備，精心挑選野外教學和科研經(jīng)驗豐富的教師組建教學團隊，如華東師范大學依托自然地理學國家級教學團隊，北京師范大學依托區(qū)域地理學國家級教學團隊等，構(gòu)成了聯(lián)合實習指導教師的主體，同時一大批學術(shù)造詣深厚的知名教授也參與野外實習指導，建成了一支由國家級、省市級教學名師等20多位教授組成的高水平野外實習指導教學團隊。實現(xiàn)了高水平師資與優(yōu)秀學生的對接，有效提升了地理學創(chuàng)新人才培養(yǎng)的層次和質(zhì)量。同時，先后有30多位中青年骨干教師也參與了聯(lián)合實習指導教師隊伍，承擔了大量野外實踐教學管理、指導學生分組討論等工作，為聯(lián)合實習的順利開展提供了重要保證。
3.編寫系統(tǒng)科學的優(yōu)質(zhì)實習指導教材
為傳承各理科基地先進的野外實踐教學體系和方法，提升聯(lián)合實習的品質(zhì)，參與聯(lián)合實習的基地高校組建《國家理科人才培養(yǎng)基地地理學野外實習叢書》專家委員會。在反復討論、認真挖掘各理科基地幾十年積累的寶貴實習經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，編撰了系列精品野外實習指導教材。目前，已出版4部野外實習指導教材。
以華東師范大學主編的《浙江自然地理學野外實習教程》為例，教材內(nèi)容涵蓋浙江實習區(qū)域概況、野外實習計劃以及地質(zhì)、地貌、植被、土壤、水文實習內(nèi)容的詳細介紹。該教材依托華東師范大學地理學一級國家重點學科，集中展示了華東師范大學自然地理學國家級教學團隊長期積淀的教學成果，同時整合天童森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外觀測臺站、地理信息科學教育部重點實驗室等最新教學科研資源，突出浙江地區(qū)典型的野外實習特色，幫助學生在開展浙江自然地理野外實習過程中將理論與實踐緊密結(jié)合，在系統(tǒng)領(lǐng)會實習內(nèi)容所涉及的地理科學理論的同時，更好地掌握野外工作基本方法與基本技能。
4.創(chuàng)新實踐教學組織管理模式和后勤保障模式
聯(lián)合實習是地理學野外實踐教學模式改革的一次有益嘗試。在實踐教學的組織上，跟各高校傳統(tǒng)實踐類課程的教學模式不同，以“高起點、高強度、高綜合”為特征，通過遴選優(yōu)秀學生，提供跨學科、高強度的野外實踐教學內(nèi)容和訓練，充分激發(fā)學生的潛能，增強團隊合作精神，提升野外實踐能力和創(chuàng)新能力。
（1）選拔具備扎實專業(yè)基礎(chǔ)知識與實踐技能的學生。聯(lián)合實習以培養(yǎng)國家地理學基礎(chǔ)研究后備力量為重要目標，明顯有別于一般的課程教學實習，需要高標準選拔學生接受精英教育。聯(lián)合實習訓練學生在原有專業(yè)課程學習的基礎(chǔ)上，提升短時間內(nèi)在陌生區(qū)域中利用已有的專業(yè)知識與技能，把握實習區(qū)域地理環(huán)境主要特征的能力。在全國7所地理學理科基地專業(yè)的高年級學生中，綜合考慮專業(yè)課程成績、野外專業(yè)素質(zhì)、交流表達能力等因素，兼顧性別比例、個人意愿、深造計劃等，每校選拔6～10名學生參加年度聯(lián)合實習；其他非基地高校中每年從學生中嚴格選拔出2～3名精英學子代表參與。各高校參加聯(lián)合實習學生混合編組，每5～7人編為一組，配有指導教師1～2名，以利于不同高校學生之間充分交流，取長補短。
（2）提供綜合性的實習內(nèi)容和高強度的實習任務。聯(lián)合實習時間相對有限和內(nèi)容極其豐富的特點，使得高強度的野外實習在所難免，這是對學生身心的重大考驗，更是充分激發(fā)其潛能的有效途徑。聯(lián)合實習內(nèi)容設(shè)計注重體現(xiàn)地理學科綜合性的特點，實習內(nèi)容不但體現(xiàn)在地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文的高度綜合，引導學生綜合地掌握實習區(qū)域的自然地理特征；更體現(xiàn)在自然地理與人文地理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)綜合，將人文地理調(diào)查與自然地理考察相結(jié)合，訓練學生綜合理解地理環(huán)境中人地關(guān)系問題，突出地理科學研究的核心問題。以北方線實習為例，在近20天時間內(nèi)，穿越近5000 km，溫度變化近50 ℃，垂直高度變化超過4000 m，往往前一天還在祁連山冰川高寒缺氧環(huán)境下攀爬，后一天就要在烈日暴曬的巴丹吉林沙漠中跋涉，這對學生的身體素質(zhì)和意志品質(zhì)是一種歷練。學生在身體與環(huán)境做搏斗的同時，還需要完成各項實習任務，實習期間平均2～3天就要進行一次分組討論和階段實習小結(jié)匯報，這就要求學生在每日繁重的實習結(jié)束后，還要投入緊張的實習記錄整理、匯報PPT準備、匯報內(nèi)容撰寫和總結(jié)中。實習結(jié)束后，各高校還組織召開聯(lián)合實習經(jīng)驗交流會，參加聯(lián)合實習的同學還需要向本專業(yè)其他同學分享聯(lián)合實習的內(nèi)容和收獲。如此高強度的培養(yǎng)訓練，是地理學“大師”級后備人才培養(yǎng)的重要途徑之一。
（3）建立長期穩(wěn)定的后勤保障體系。聯(lián)合實習依托各理科基地高校長期建設(shè)的精品野外實習基地開展，后勤保障由各承辦高校聯(lián)合負責，有效緩解單一院校野外跨區(qū)域?qū)嵙暫笄诒Ｕ系膲毫ΑＢ?lián)合實習經(jīng)費由各承辦基地高校共同分擔，對非基地高校免費開放，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)實習資源的開放和共享。聯(lián)合實習同時也制訂了嚴格的野外管理、時間安排、組織紀律、安全保障的管理運行條例，為圓滿完成大規(guī)模高校聯(lián)合實踐教學提供了重要保證。
三、聯(lián)合實習的成效與推廣
參加聯(lián)合實習的相關(guān)院校學生地學視野得到了極大拓展，專業(yè)知識面得到了極大豐富，專業(yè)實踐能力和綜合素質(zhì)也得到了極大提升，普遍對地理學科學研究產(chǎn)生了濃厚興趣。經(jīng)過調(diào)查，超過98.7%的學生認為，聯(lián)合實習前后，其地學視野有明顯的拓展，專業(yè)知識得到了極大豐富；91.5%的學生認為，自己對地理科研工作產(chǎn)生了較為濃厚的興趣；93.4%的學生認為，自身專業(yè)實踐能力和綜合素質(zhì)得到大幅提升。據(jù)相關(guān)院校反饋的統(tǒng)計結(jié)果，參加聯(lián)合實習的學生在本科畢業(yè)后有98.5%選擇了去中國科學院等科研院所以及國內(nèi)外重點高校繼續(xù)深造，成為地學相關(guān)專業(yè)研究生的優(yōu)質(zhì)生源。
