地理信息系統基本概念范文

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關鍵詞 Web GIS 構建方案 技術 應用

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A

0引言

GIS是地理信息系統(Geographic Information System)的簡稱,是一種在計算機軟硬件支持下的空間數據輸入、存儲、檢索、運算、顯示、更新和綜合分析的應用技術系統。經過三代軟件的改進,形成了圖像處理功能強大、支持大型數據庫的信息系統平臺。目前,最具代表性的新技術有:互聯網GIS(Web GIS)、虛擬現實GIS(VR GIS)、組件GIS(COM GIS)等。Web GIS作為GIS的一大分支,本文將在理解該技術基本概念和特點的基礎上,重點探討基于各類構建方案的新應用。

1 Web GIS概述

21世紀是信息的時代,互聯網技術的飛速發(fā)展正在改變著整個世界,互聯網技術與諸多領域相互交融,成為了當今世界最大的信息網絡。在此背景下,互聯網技術為GIS提供了一種嶄新的地理信息載體,開創(chuàng)了GIS與互聯網相融合的重大革新。

互聯網地理信息系統(Web GIS)是一種基于互聯網平臺、客戶端運行于互聯網上的地理信息系統,是地理信息系統基于互聯網技術的新擴展。Web GIS通過互聯網來連接多個主機、數據庫以及終端來組成系統,具備服務端為客戶端提供服務、客戶端獲取有效信息的功能結構。

Web GIS在結構上屬于分布式地理信息系統模型,通過互聯網可有效地實現分布式地理信息處理。主要由瀏覽器、服務器、編輯器、信息四部分組成。其中,瀏覽器可用于服務器連接點上各種地理信息數據讀?。环掌骺捎糜跒g覽器與服務器之間的交互;編輯器可用于各類空間數據的編輯與顯示;信息直接提供數據庫訪問功能,空間網絡化的關鍵部分。

2 Web GIS主要特點

與傳統桌面或局域網GIS技術相比,簡單來說,Web GIS是一種基于Web的GIS技術,具有以下主要技術優(yōu)勢:

(1)支持互聯網標準。Web GIS支持互聯網網絡通信標準,可以實現與各種數據連接的功能,具有結構上的優(yōu)越性,是實現所有需求的保證。

(2)分布式服務體系結構。該結構可在客戶端和服務器端活躍執(zhí)行進程,顯著降低了寬帶要求提高系統性能,有效平衡處理負荷。

(3)高效利用空間數據資源。該技術可充分調用GIS數據庫,將其轉換為自身所能使用的數據。同時將數據分散存儲,對于降低負荷、加快訪問速度、減少成本有很大幫助。

3 Web GIS構建方案

Web GIS具有開放的服務器和客戶端結構,這使得客戶端可以同時獲取服務器端硬件資源和互聯網數據資源等。依據屬性數據的邏輯位置,可將Web GIS劃分為服務器端和客戶端兩種解決方案。對于服務器端解決方案,主要是由服務器完成復雜的數據庫任務,通過網絡傳輸給客戶端并顯示出來;對于客戶端解決方案,服務器通過發(fā)送客戶程序來實現與用戶的簡單交互,操作方便靈活,但處理大型數據庫能力有限。

目前,常見的Web GIS系統開發(fā)方法有:利用通用網關接口(CGI)技術構建系統;利用服務器端應用程序接口構建系統;利用plug-in插件技術構建系統;利用ActiveX控件和DCOM組件對象模型構建系統;利用Java編程語言構建系統。前兩類構建方案主要運行于服務器平臺,后面三類構建方案運行于客戶端。基于上述五種技術方法構建的Web GIS系統平臺在許多領域獲得了很好的應用。

4 Web GIS的應用

由于Web GIS的重要性以及提供的巨大商機,地理信息系統軟件商紛紛推出了各自的系統版本,且更新周期非???。雖然各個軟件生產商推出的Web GIS平臺的實現技術不同,但是它們的體系結構和系統組織基本是一致的,都是由GIS瀏覽器、Web服務器、GIS服務器、數據庫四部分組成。

其中國外具有代表性的Web GIS平臺有ESRI公司的Internet Map Server(ArcIMS)平臺、MapInfo公司的MapXtreme平臺、Autodesk公司的Autodesk公司的Autodesk MapGuide平臺、Intergraph公司的GeoMedia Web Map平臺。國內以武漢吉奧公司的GeoSurf平臺和國家遙感應用工程技術研究中心的地網GeoBeans平臺最具代表性。

總之,Web GIS成功開拓了地理信息資源研究的新領域,有效提高了地理信息的共享化程度,為地理信息工作者們開辟了有效途徑,是地理信息系統軟件發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻

[1] 梁紅蓮,劉登忠.GIS應用現狀及發(fā)展趨勢探討[J].物探化探計算技術,2001(1).

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關鍵詞:地理信息系統;虛擬現實;國土資源管理;三維地理信息系統

1 引言

在國土資源管理領域中,二維地理信息系統的大量應用取得了可喜的成果,有了充實的數據基礎,但也存在著二維地學特征無法表述的信息,這是傳統地理信息系統無法逾越的瓶頸,例如:在進行土地、礦產規(guī)劃以及在研究和計算地下礦產資源儲量的過程中,傳統的二維地理信息系統顯得力不從心。

通過地理信息技術以及三維虛擬現實技術的結合應用,這些問題就迎刃而解了。使用地理信息系統建立地理信息數據庫,對重點區(qū)域目標進行采樣,運用虛擬現實技術建立三維模型成為了一種很好的解決問題手段。這里就對這兩種技術在國土資源管理中的具體應用談一下看法,希望與大家共同交流和探討,并得到指正。

2 地理信息系統簡介

在我國,地理信息系統(GIS)于60年代中期開始形成并逐漸發(fā)展起來。地理信息系統脫胎于地圖,它們都是地理信息的載體,具有存貯、分析和顯示地理信息的功能。

地理信息系統主要由地理信息數據、軟件環(huán)境、硬件環(huán)境組成。

現在,很難將地理信息系統作為單一獨立的系統提出,現在的地理信息技術具有如下的特征:地理信息系統、遙感、以及全球定位系統三者結合應用日益緊密;空間數據的表達更加趨向復雜,更加趨向于三維化;要求更為智能化的專家輔助決策系統;系統功能的開發(fā)應用以及組件式開發(fā)應用;地理信息系統應用更加趨向于網絡化,更加強調與用戶進行交互的功能。

現在地理信息系統的應用已經朝著多元化的方向發(fā)展,可以說這種技術已經成為了時下最為熱門的邊緣交叉學科,應用前景很廣闊。

3 虛擬現實技術簡介

虛擬現實(VR)技術是20世紀90年代以來興起的一種新型信息技術,它集多媒體、網絡技術、傳感技術等多種先進技術為一體,是當今前景最好的計算機技術之一。它利用計算機技術生成一個逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境,用戶通過使用各種交互設備,同虛擬環(huán)境中的實體相互作用,使之產生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流,是一種先進的數字化人機接口技術。與傳統的模擬技術相比,其主要特征是:操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環(huán)境中,與之產生互動,進行交流。通過參與者與仿真環(huán)境的相互作用,并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力,幫助啟發(fā)參與者的思維,全方位地獲取虛擬環(huán)境所蘊涵的各種空間信息和邏輯信息。

“人工現實”、“遙在”、“虛擬環(huán)境”、“賽伯空間”等都是虛擬現實的不同表述形式。

利用個人計算機和低級工作站進行仿真,將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口。通過各種輸入設備實現與虛擬現實世界的充分交互,這種系統的特點是結構簡單、價格低廉,組成靈活,易于普及推廣,是一套經濟實用的系統。

4 地理信息系統與虛擬現實結合應用技術

(1) 虛擬地理環(huán)境(VGE)

虛擬環(huán)境是虛擬現實系統的核心?!俺两校↖mmersion)”是虛擬現實系統區(qū)別于其他計算機應用系統的典型特征。

(2) 三維地理信息系統(3D-GIS)

3D-GIS即基于地理信息系統的虛擬現實技術,這項技術已經在數字虛擬城市等方面得到應用。GIS技術的發(fā)展成熟,及其可視化的發(fā)展趨勢,使得基于GIS技術的虛擬現實在越來越多的方面得到重視,并在越來越多的領域得到初步的應用。

目前,該項技術已經在國土相關領域開展應用,發(fā)展前景相當樂觀。

(3) 3D-GIS系統開發(fā)簡介

目前基于GIS的虛擬現實技術的主要開發(fā)工具包括三大方面:

傳統的GIS系統開發(fā)工具:包括ArcGIS、MapInfo、SuperMap等;

專門的3DGIS軟件,如國內靈圖公司的VRMap,美國Alberta大學開發(fā)的 MR等;

專業(yè)的3D游戲開發(fā)工具,如OpenGL、Direct等。

5 應用簡介

(1) 在國土規(guī)劃工作中的應用

國土規(guī)劃是對虛擬現實技術需求最為迫切的領域之一,政府規(guī)劃部門、工程技術人員和各界人士可以通過使用虛擬現實技術,從不同的角度,實時互動真實地看到規(guī)劃效果,獲得前所未有的直觀感受,這是傳統的表現手段沙盤、效果圖、平面圖等所不能達到的。而且打破了專業(yè)人士和非專業(yè)人士之間溝通的障礙,使得各部門能通過統一的仿真環(huán)境進行交流,能更快地找到問題、達成共識和解決一些設計中存在的缺陷。

應用虛擬現實技術,將三維地面模型(DTM)、正射影像(DOM)和地理信息矢量數據及建立成功的三維立體模型融合在一起,再現城市建筑及城市模型,用戶在計算機屏幕前可以很直觀地看到生動逼真的城市街道景觀,可以進行查詢、量測、漫游、飛行瀏覽等一系列圖形及地理信息系統相關的操作,滿足國土資源管理由二維GIS向三維虛擬現實的可視化發(fā)展需要,為規(guī)劃設計工作提供可視化空間地理信息服務。在國土規(guī)劃中系統應用效果圖如圖所示。

該系統的設計采用了目前流行的GIS軟件,采用Direct技術構建三維虛擬環(huán)境,采用專門的軟件對真實物體進行切片等仿真處理,達到了身臨其境的真實演示應用效果。

(2) 在礦產資源儲量管理工作中的應用

礦產資源儲量管理工作是國土資源領域中另外一個迫切需要虛擬現實技術的應用要求。

以往在礦產資源儲量計算的過程中,進行了大量的物探及化探工作,收集了大量的地質相關圖紙,專家們根據這些資料和一些科學公式及多年經驗,對一礦區(qū)進行儲量的核算。這種測算的方式顯然已經不能滿足管理部門的要求了,采用地理信息系統技術、虛擬現實技術設計并表示礦體特征,根據國際公認的儲量計算模型計算礦產資源儲量是一個很不錯的解決方案,我們在實際工作過程中使用這些技術進行了礦產資源儲量的計算,達到了滿意的效果。在實際工作過程中,我們采用了一款三維分析性能良好的軟件,下圖是軟件應用的具體顯現。

6 結束語

地理信息系統是一門已經廣泛應用的交叉學科,其發(fā)展成熟,可對應用及管理工作提供有效的支持。

虛擬現實是一門新興的技術,國內對這項技術尚屬于研究階段,但現在已經有可喜的進展了,一些公司已經開發(fā)出了采用虛擬現實技術的應用系統,甚至已經開展了廣泛的應用。它的研究內容涉及到人工智能、計算機科學、電子學、傳感器、計算機圖形學、智能控制、心理學等。有朝一日,虛擬現實系統成為一種對多維信息處理的強大系統,成為人們進行思維和創(chuàng)造的助手和對人們已有的概念進行深化和獲取新概念的有力工具。

在國土資源管理領域中,應用功能強大的地理信息系統技術和更加真實表現的虛擬現實技術,一定會帶來更大的應用收益。

參考文獻

[1]王煒,包衛(wèi)東,張茂軍,等.《虛擬仿真系統導論》.國防科技大學出版社.

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在經濟飛速發(fā)展的今天,各個行業(yè)的發(fā)展也是日新月異。其中,交通的規(guī)劃和管理也在不斷的進步中,這是由于在具體的設施建設中運用了地理信息系統這一先進的科技,地理信息技術的使用使得傳統的簡單的操作有了更加科學的保證,交通規(guī)劃與管理跟隨時代的變化,與時俱進的同時也為交通事業(yè)的發(fā)展提供了技術等支撐。本文對地理信息系統進行了簡單的說明,介紹了它的基本概念、建構模式以及工作原理,重點論述了地理信息系統在交通規(guī)劃中的應用。

【關鍵詞】地理信息系統交通規(guī)劃與管理具體應用

城市建設是一個地區(qū)經濟發(fā)展的代表,而交通建設就是這其中的關鍵。目前的交通建設規(guī)劃中,交通問題越來越突出,基礎設施的不斷增加已經不能適應不斷升級的矛盾,對這些問題的解決需要更加先進的技術和管理方法的革新,相關部門進行了多次的研討和實驗,在這期間,地理信息系統的出現適時的為這一些了問題的解決找到了突破口,下面我們就針對這一問題進行論述說明。

1地理信息系統的概念和特點

地理信息系統又被稱為地學信息系統,它的英文簡稱是“GIS”。地理信息系統是一種特殊的的空間架構系統,也是一門學科。它通過計算機相關技術來支撐工作,主要對地理數據進行收集、存儲、管理、運算、分析以及顯示和描述,是一項綜合性的的技術系統。地理和地理信息是系統的主動脈,在具體的地理環(huán)境中,利用特定的坐標進行位置等的分析,進而得出有用的信息。地理信息系統能夠把地理的統計數據和空間數據相互融合到一起,在同等的情況下進行分析提取,早期的GIS功能較為簡單,主要是將人力操作轉向機器和圖形的制作,在科技進步的同時,計算機技術的發(fā)展使得相關的功能也在逐漸成熟。GIS的數據處理能力和空間分析能力不斷提高,在數據的獲取上有了質的飛躍。地理信息系統具有以下特點:基本的環(huán)境地理定位,對各類信息進行收集分析處理,對出現的問題進行評估以及預測未來的可能性,主要研究地理問題,人與機器的完美結合。

2地理信息系統在交通規(guī)劃和管理中的重要意義

GIS技術的應用可以使得人們根據己有的數據基礎和現有的管理層次來建立具有可視化特點的空間模型,運用在城市交通設施的管理、交通布局規(guī)劃、以及交通安全等的問題上,相對而言,使用效果更好,工作的效率明顯得到了提高。在交通規(guī)劃中,對地理環(huán)境進行分析、建立數據是最基本的。利用地理信息系統,來進行相關數據的管理和網絡信息的分析處理,建立三維的空間結構,搭建與交通規(guī)劃的相互關系。GIS技術還通過對交通信息的平臺的融合運用實現了信息管理的簡單化,為決策的提供和科學數據的考察提供了幫助。簡單來說,地理信息系統的作用就是節(jié)省了交通規(guī)劃的時間,提高了規(guī)劃的效率,同時也在多方面數據的參與下,保證了規(guī)劃的質量,以及規(guī)范了應用數據的科學性,在原來的基礎上對數據進行了整合分析,確保了數據的可行性。在管理方面,也提高了交通管理的效率,具體來說就是對信息的掌握更加全面和準確,可以在眾多的文件材料中及時獲取想要的信息。GIS技術還可以對交通分析需求的滿足有所裨益,對分析的過程和結果有了明顯的提髙,并且在形式上也有有了一定的創(chuàng)新。總之,GIS技術的使用在多方面被證明是具有先進性的,是一個獲取和處理信息及時準確的好的應用工具。

3地理信息系統在交通規(guī)劃中的應用

3.1在道路設計中的應用

城市的道路進行規(guī)劃設計時面臨的問題多且復雜,傳統的的設計手段為了滿足工作量的超額難免工作效率無法保證?,F代地理信息系統的出現為道路的設計規(guī)劃節(jié)省了時間,保障了質量和效率。首先,GIS應用在最初的道路具體情況的測量和分析上具有絕對優(yōu)勢,可以快速的確定道路線址和設計的初步模式。再者,進行具體的先例布局時利用3D的動態(tài)形式模擬場景,畫面具有現實感,能夠真切的對縱橫線面有直觀的感受,例如公交??空军c的布局位置以及具體的線路問題的改善等。最后,可以進行信息的互通有無,相關的信息可隨時進行整合和利用,例如,系統可以抽看一些原有的道路設計規(guī)劃圖形、本地的地形圖以及拍攝的圖片等,還可以結合有關部門的表格統計,例如人口信息表、地面建筑物等的狀況以及政府下發(fā)的文件和材料等,通過對現有信息的綜合分析,參考實地的測量結果、最終進行最優(yōu)方案的設計。

3.2在道路養(yǎng)護中的應用

道路設計完成以后,后續(xù)的維護和保養(yǎng)也是很重要的。隨著道路需求不斷地增加,建設的數量也在逐年的增多,這就導致土地資源不斷地被消耗,同時也使得人地矛盾升級。GIS的出現對于緩解這些矛盾有很大的幫助。它可以與有關的系統相結合,例如,路面管理系統、公路養(yǎng)護管理系統等,對指定的路面情況進行檢測和記錄,最后對相關數據進行收集分析得出最有利于公路維護的方案措施,不僅可以提出有針對性的公路維護的具體意見,進行整改后提高公路管理維護的水平,還可以使目前的建設設施的利用率上升一個臺階,創(chuàng)造更多的利益價值。

3.3相關規(guī)劃數據和圖形數據的的管理

(1)交通規(guī)劃在進行的過程中會建立相應的數據資料庫,里面需要運行和處理的數據必然不是少數,這些數據的合理利用才能滿通規(guī)劃的進行。里面包含了車流、人流、建筑、預測以及分析得出的數據,其中有些數據可以不要實地的考察,因為信息系統可以自動生成,同時有些數據還可以直接參考其他的數據源,節(jié)省時間的同時提高工作效率和數據的準確性。

(2)規(guī)劃中會用到大量的圖形,這些圖形可以很好的交代當前的交通狀況,基礎設施的分布等,對交通規(guī)劃起到輔助的作用,但是這些圖形普遍具有意化特征,圖形的科學性有所欠缺,GIS正好彌補這一缺陷,信息技術系統自身的空間數據處理工具可以對圖像進行分析,簡化利用時產生的問題。

3.4對于交通安全的預測和控制

近年來,交通安全問題的頻頻發(fā)生越來越受到更多人的關注,對于怎樣更好的預防和監(jiān)控交通安全需要我們不斷的努力和探索。GIS應用技術的出現,能夠對相關的信息進行分析預測,為有效的預防提供可靠的參考。首先,它可以對交通安全問題進行時間和數量的監(jiān)測,對事故的出現以及發(fā)展的趨勢做出可信的預測,以便在最短的時間內做出該有的防護措施,解決面對傳統的交通安全問題時出現的信息的誤差以及遺漏和不及時。

3.5用于車輛導航與監(jiān)控

GIS能夠為車輛提供信息導航和服務工作:

(1)可以進行出行路線的選擇,有多條路線時,選擇最快速方便的路線,得到效果最佳。

(2)在出行選擇地方時,可以利用該技術進行分類搜索,查詢一些目標地點,例如景點、酒店等等。

(3)可以對車位進行監(jiān)控,通過傳感器和地圖數據,實時掌握車輛位置。

4結束語

綜上所述,我們通過對地理信息系統的介紹以及基本工作原理的說明,體現了在現代化的交通規(guī)劃和管理中對該技術的利用。GIS的使用和推廣,可以使得人們在基本的數據分析的基礎上建立空間概念,利用模型結構來更好的為交通規(guī)劃和管路提供幫助,具體來說就是對交通環(huán)境的大致評估,對交通安全的監(jiān)測和防護以及道路設施的布局等。在進行相關活動時,利用GIS來管理和支配數據和網絡,快速且便捷,提高規(guī)劃的質量和效率,并且保證數據的科學性。

參考文獻 

[1]楊兆升,劉紅紅.地理信息系統在交通運輸規(guī)劃與管理中的應用研究[J].公路交通科技,2000,17(02):30-32. 

[2]羅海欽.淺談地理信息系統(GIS)在城市規(guī)劃管理中的應用一一以柳州市城市規(guī)劃管理為例[J].廣西城鎮(zhèn)建設,2010(05):76-78. 

[3]張勇.淺談地理信息系統在城市建設中的應用[J].北京測繪,2005(04):41-43. 

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【關鍵詞】3S原理與應用高等教育課程物聯網

1引言:物聯網專業(yè)開設《3S原理與應用》課程的意義

物聯網(Internet of things, IOT)的概念是在1999年提出的。2005年國際電信聯盟將物聯網定義為:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、空間定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡[1]。物聯網就是“物物相連的互聯網”,其核心是RFID技術、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、無線通信技術和寬帶網絡。

空間定位技術作為物聯網的核心技術之一,可以實現目標的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理?,F有的高精度GPS定位技術可以為物聯網提供厘米級精度的動態(tài)實時定位服務,這將極大地提高物聯網位置服務質量,并由此可帶來巨大的經濟效益和社會效益。

地理信息系統(GIS)是以計算機為基礎,對地理空間位置等信息進行采集、存儲、管理、分析、可視化與應用的軟件工具[2]。物物相連的網絡必須要有相關空間信息處理平臺的支撐,尤其是對于大規(guī)模的、復雜的、現實的物聯網而言,地理信息系統技術將是一種不可或缺的支撐技術,它能讓物聯網更加好用、更加有序、更加智慧。

遙感(RS)技術本身屬于傳感技術,雖然不是物聯網中的主要傳感方式和手段,但對于一些特定的物聯網應用,如精細農業(yè)、環(huán)保監(jiān)測、重要設施狀態(tài)監(jiān)測等,遙感所具有的的速度快、覆蓋面廣、成本低等優(yōu)勢,將發(fā)揮十分重要的作用。而隨著高分辨率遙感技術的發(fā)展以及解譯水平的提高,航空航天遙感技術在物聯網時代也將發(fā)揮越來越重要的作用[3]。

綜上所述,3S(GPS、GIS和RS)技術與物聯網密不可分。但縱觀國內物聯網專業(yè)的課程體系,少有高校設置了以上相關課程。此外,隨著高校教育制度的改革和學分制的實行,很多課程的學時都較以前少了很多。因此,單獨開設《GPS原理與應用》、《地理信息系統》和《遙感原理與應用》幾門課程存在較大的實際困難。鑒于此,可在物聯網專業(yè)開設《3S原理與應用》課程,該課程將以上幾門課程綜合成一門課程來教學,適應了當前高校課程學時減少的背景。此舉順應物聯網專業(yè)發(fā)展的需要,能夠完善學生的知識體系,提升畢業(yè)生的個人實力,具有非常重大的現實意義。

2 開設《3S原理與應用》課程的基本條件

《3S原理與應用》是一門應用性和實踐性都很強的課程。要學習好3S(地理信息系統、全球定位系統和遙感)的基礎理論并不困難,學生有較好的物理、數學基礎知識就可以理解,而我國高校的理工科專業(yè)也基本都開設了這些課程。應用方面,要求學生具有較好的計算機操作能力和較強的實踐動手能力,再具備3S相關軟件和計算機硬件,就可以學習3S技術的實際操作和應用技術,這一教學條件物聯網專業(yè)也能滿足。換言之,國內高校的物聯網專業(yè)具備了開設《3S原理與應用》課程的基本條件。

3 開設《3S原理與應用》課程的方式

開設《3S原理與應用》課程,效果最好的無疑是獨立開課。課程教學以課堂講授和上機操作相結合的方式進行。具體實施過程中,教材可以選用劉祖文編寫的《3S原理與應用》。這部著作屬于高等學校規(guī)劃教材,內容主要涉及地理信息系統、遙感、全球定位系統中的基本數學模型、原理以及應用。

講授過程中,第一章可以安排兩個課時,首先概要講解本課程的內容,然后介紹3S技術的基本概念、發(fā)展、基本組成和應用。而第二章《空間信息技術基礎》的內容在教材中屬于理論基礎知識,介紹了時間與空間參考系統、地圖投影和大氣構造,這部分內容課時安排較為靈活,一般四個課時就可以讓學生基本理解參考系統和地圖投影,若要深入理解則可適當增加課時。第三~六章為GPS部分,介紹了GPS的構成、定位原理、定位方法和GPS定位測量,其中GPS定位測量需要結合實際操作來教學,有條件的學??砂才艃烧n時的實驗教學。這部分內容總計安排十二個課時,具體的課時分布教師可結合實際情況設置。第七~十章為RS部分,圍繞遙感基礎、遙感數據獲取、數字圖像處理和圖像解譯與應用來教學,教學過程中可從具體的應用案例(如:精細農業(yè))出發(fā),對遙感和物聯網的結合點進行深入講解,提高學生對課程的興趣。該部分也需要安排上機實習,通過對常用遙感軟件和遙感數據的使用,提高學生的實際操作能力,總計可投入十個課時。第十一~十四章為GIS部分,主要介紹GIS的體系、空間數據表達與獲取、空間數據結構和空間查詢與空間分析,該部分也應結合物聯網專業(yè)特點進行教學,并安排上機實習,建議投入十二個課時。以上三個部分的上機實習都是分別進行的,實際工作中,很多項目和工作都涉及到3S技術的綜合應用。因此,在教學時,還應將GPS的操作應用部分、GIS的應用與設計、遙感影像的分析與處理部分有機地結合在一起來設計實驗項目,這對于提高教學質量、培養(yǎng)學生的學習興趣具有重要作用。這部分可作為課程綜合實習,投入八個左右課時。

綜上,獨立開設《3S原理與應用》課程,需要48個課時,如果條件允許,還應該設置更多的實驗課時,或者根據專業(yè)方向的需要增加特定環(huán)節(jié)的課時。

4 結束語

在高等院校物聯網專業(yè)開設《3S原理與應用》課程順應社會發(fā)展的需要,能完善學生的知識體系結構,提升畢業(yè)生的實踐能力和競爭實力,促進物聯網專業(yè)和3S技術的共同發(fā)展。對高等院校本身而言,開設《3S原理與應用》課程,還可以造就一批熟悉3S技術的教師,促進已有研究方向與3S技術的結合,產生新的科研成果。

參考文獻

[1]桂小林. 物聯網技術專業(yè)課程體系探索[J]. 計算機教育, 2010, (16): 1- 3, 9.

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關鍵詞:問題教學法;地理信息系統原理;空間認知

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0187-02

高校教學改革的重點是教學方法的改革。但長期以來,高校中普遍流行的教學方法就是課堂講授法,該方法雖然能使學生系統全面地獲取知識,但因其過分強調預設,形成了以教案為中心的封閉性教學,學生在教學過程中的主體地位難以落實,因而使課堂教學變得機械,課堂氣氛沉悶。因此,如何探索有效的教學方法,以增強大學生學習的積極性和主動性,提高課堂教學質量,是擺在大學教師面前不可回避的現實問題。

一、地理信息系統原理課程的特點

地理信息系統是地理信息科學專業(yè)的入門課程,該課程覆蓋面廣,涵蓋基本概念、基礎理論、技術原理和應用方法等。其中基本概念是構成該學科的基礎,包含專有部分和通用部分,各概念間難區(qū)分,總體說來晦澀難懂。技術原理是課程的主體,其數據結構、程序算法和實現均不直觀,難于揣摩。應用方法涉及一系列的思維轉換,無法身臨其境,有空洞感。課程存在知識臺階,不能和已有知識無縫銜接,同時基礎學科眾多,其先修基礎課程開設不全,教師需即時補充基礎知識點。因此課程教學內容存在由易到難、由虛到實、逐層遞進的內在關系。

教師常采用鋪墊、啟發(fā)、引導、提問和講授相結合的教學方法,但教學效果仍不盡如人意。

我們曾對本校地理信息科學三個年級236位學生進行了問卷調查和訪談,91%認為學習有難度(一般,較難),95%的認為內容抽象。多數認為現有的講授方法難以保證持久的注意力和興趣,有厭學情緒。

凡此種種,給課堂教學帶來極大挑戰(zhàn)。因此,如何在現有的教學條件下,改進教學方法,提高教學質量,顯得尤為重要。

二、問題教學法的含義與特點

隨著教學理論的研究和教法的探索,問題教學法越來越受到重視。它有著悠久的淵源,歷史上用提出問題的方式教導學生的孔子和蘇格拉底,他們就采用問題教學法。它以提出問題為主線,即教師提出問題,學生自學教材,探求問題,討論問題,教師引導講解,最終達到解決問題的教學目標??梢?,問題教學法具有“針對性、參與性、主動性”的特點[1],它既能改變傳統教學中教師教給學生的都是定論知識的現象,又改變了傳統的大學課堂中教師滿堂灌的弊病。該方法通過討論爭辯、質疑探索,使學生的學習變得主動,也能培養(yǎng)學生的問題意識,大大調動學生的學習積極性。它把學生的學習變?yōu)楦惺苤R―理解知識―深入探究的活動,使學生實現了再發(fā)現和再創(chuàng)造,養(yǎng)成良好的學習習慣,提升學習能力。同時,問題教學法對于教師來說能有助于教師化解理論講授的枯燥性,降低教學的難度,提升教學效果。因此我們不難發(fā)現,采用問題教學法可以讓地理信息系統原理課程教學中的問題迎刃而解。

三、地理信息系統原理課的興趣養(yǎng)成

1.教學模式。問題教學法實施過程可概括為三環(huán)六步模式。三環(huán)為:①自學,即提出問題。提出問題是此法的首要環(huán)節(jié)。首先,學生可以根據對教材的預習,提出自己需要解決的問題,然后教師將篩選、總結歸納出的典型性問題作為教學的依據,如教學中相關概念的區(qū)別與聯系、關系與法則的理解等,即生成問題。②研學,即討論問題。它是此法的核心,它主要展示學生研究問題的過程,從而使學生掌握解決問題的具體方法。當學生的思維模糊不清時,教師必須提出需進一步澄清的問題。③固學,即解決問題。以培養(yǎng)學生的知識遷移能力為目的,通過學生討論引發(fā)的問題,教師總結解決問題的方法,使學生的經驗和知識達到再增長。六步為具體化:①明確目標。創(chuàng)設問題情境,使學生發(fā)現,提出問題,明確要解決的主要問題。②學生自主探究。分析問題,提出假設,設計解決問題方案。③小組研討。學生分小組討論未解決的問題,教師通過巡視、質疑、提問、上堂板演等形式,發(fā)現學生共同性的疑難問題,對互助研討加以引導。④質疑點撥。通過學生間和師生間的討論、質疑、爭論、辯解、分析、更正、補充等互動形式,形成班內全員參與、積極探究、氛圍熱烈的場面,把課堂教學推向,使學生再次享受獲得知識的快樂。⑤總結歸納。師生梳理、總結。⑥檢測達標。用檢測題等方法進行測試,學生答,教師評,并展示交流,并為接續(xù)導出下堂課的新知做準備[2]。時間分配一般為35∶10,前35分鐘解決學生已預習的問題,完成本節(jié)課教學內容,后10分鐘,導出新問題,分發(fā)材料,指導預習,確保前后銜接。

2.教學設計。參照以上模式,在地理信息系統原理課程教學中,遵從三環(huán)六步,將理論教學從整體設計為課前、課中、課后三大過程。課前,教師編寫教案,實現知識問題化,問題層次化;學生預習上次課導出問題的基礎知識,并回顧舊課的內容。課堂上,首先進行目標再現,由教師簡述教學目標;接下來用提問、競答等方式對預習情況進行調查,重點關注學生預習中發(fā)現的問題與質疑;教師歸納匯總問題,即時設計解決方案;后續(xù)問題討論,教師適當點撥,并適時精講;最終在教師指導下,對本課內容進行總結梳理、明確重點難點與關鍵點。在每次課的最后10分鐘,依照提供給學生的“導學案”及講授提綱與知識要點,從常規(guī)概念,用普通思路導出問題,指定自學的教材內容,提出學習目標,留待下次課討論學習。課后,教師對課堂進行回顧,總結經驗教訓;學生溫習已學內容,預習教材,查詢相關基礎知識。

3.教學實例。在空間認知一課的教學中,于前一節(jié)課的末段,指定了自學的內容,設計出“現實世界到底有什么?基本空間對象有哪些?你找到的對象是連續(xù),還是離散的?怎樣表達它?”等帶遞進和層次的問題作為導學案,由學生課后自習。這樣就將教學延伸到課外,緩解了課時緊張。

課中第一段,教師簡述目標――現實世界的基本空間單元和表達方法,完成目標再現,提示地理語義是從空中看世界;后接層次問題的提問,學生分小組自由回答,教師適當啟發(fā),以掌握問題和質疑;接下來的討論,因為學生對問題和基礎知識比較陌生,依教材常能得出的僅是“世界由空間實體組成”這一結論,難以逃脫常規(guī)思維的束縛,難以建立起正確的認識觀,需要加以及時引導、精講,教師依“地物―離散的―呈點線面狀;地理現象―連續(xù)分布―分割為形狀大小相同的面元”進行了點撥,這時學生積極參與,課堂氣氛活躍;接下來是分小組總結環(huán)節(jié),指定較好的小組進行總結發(fā)言,可輔以幻燈片演示,最終讓學生明確關鍵點(難點)――離散化,點狀、線狀和面狀抽象是自然離散化,是僅關注自己感興趣的東西,可稱實體空間觀;真實而連續(xù)的現實世界,需要另行離散化,劃分空間面元就是要離散連續(xù)的空間對象,可稱為連續(xù)空間觀,最終總結出基本空間單元為點狀、線狀、面狀和柵格4類,基本空間圖元為點、線、面與像元。從而讓學生建立正確的空間認知觀和空間表達方式,完成主體教學。

課中的第二段,教師導入下次課的問題。

下課后,師生進入課后階段。

整個過程,根據教師的節(jié)奏,環(huán)環(huán)緊扣,調動了學生的興趣和主動性,達到了對知識前所未有的深度學習,教學效果良好。同時,結合教改,將討論、答問和總結,計入課堂考試成績,完成課堂考試。

對于比較復雜的內容采用了打通兩節(jié)課連上的形式,將一二段時間分配為80∶10。

四、結語

實踐證明,運用問題教學法進行地理信息系統教學,保證了教師的主導地位,體現了學生的主體性,降低了理論的抽象性,增強了學生的興趣,培養(yǎng)了學生的學習能力,提高了目標的達成度。實踐中還發(fā)現鼓勵同學大膽質疑與討論,才是成敗的關鍵。

參考文獻:

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一、《地理信息系統》課程開設的必要性

1. 地學研究的重要手段

《地理信息系統》課程是許多地理學科的主干課程,GIS對整個地學界的研究手段與方法帶來革命性的變化。GIS是綜合處理和分析空間數據的一種計算機技術系統,它將地理空間數據與計算機技術相結合,采用模型分析、綜合分析等方法,對資源環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、管理與決策、災害防治等方面的規(guī)劃、管理、決策及研究提供決策支持。它發(fā)展之快、應用之廣、影響之深刻是其它地理學科無可比擬的。目前,高等學校的地學類學科大都開設了GIS方面的課程,環(huán)境、地質、農業(yè)、林業(yè)、國土、規(guī)劃等部門,對GIS也給予越來越多的重視。因此進行地理教學與研究有必要了解或掌握GIS技術。

2.21世紀人才培養(yǎng)的需要

21世紀最寶貴的是人才,培養(yǎng)掌握和應用GIS方面的人才是當前地理教學改革的一個重要方面,作為高等師范院校地理教育專業(yè),我們培養(yǎng)的人才主要是面向21世紀的中學地理教師,而他們的使命又是培養(yǎng)21世紀的建設者,所以開設的課程必須具有代表性和說服力。

二、《地理信息系統》課程教學存在的問題

1.課程設置不盡合理

GIS是一門綜合性學科,要求學生具有計算機、數學以及地學的相關知識,尤其是要開設《計算機基礎》、《程序設計》、《高等數學》、《概率統計》等課程,但很多高校地理教育專業(yè)無法滿足相應教師需求或無法安排足夠課時,致使學生對《地理信息系統》課程部分教學內容很難接受。

2.軟硬件設施不足

GIS是一門實踐性很強的學科,實習時數在總課時中所占比例很大,因此在開設課程的同時,需要相應的GIS實驗室。實驗室所需設備不多,40~50臺計算機組成的局域網、一臺數字化儀、繪圖儀及掃描儀完全可以滿足教學和部分科研的硬件要求,軟件方面目前用的較多的有中國地質大學的MAPGIS和美國的ARC/INFO系列軟件。但在很多高校地理教育專業(yè)開設的《地理信息系統》課程都無法保證實踐教學的軟硬件設施,主要以理論知識傳授為主,使得學生學習時枯燥乏味,缺乏激情和動力。

3.教學模式有待改進

在我國應試教育影響下,學生養(yǎng)成了被動的學習習慣,缺乏自主學習的能力和意志,從而造成專業(yè)學習的高分低能現象,高校地理教育專業(yè)教學也存在“灌輸式”教育現象。為了21世紀人才培養(yǎng)的需要,應鼓勵學生個性發(fā)展、自主學習,相應地,依據學科背景和專業(yè)特色,研究和實踐新的考核模式勢在必行。

4.學生層次不一

學生素質參差不齊,對計算機掌握程度不同,加上文理科學生思維方式以及學習興趣等差異,致使統一的《地理信息系統》課程教學無法充分發(fā)揮學生主動性,教學效果不佳。

三、《地理信息系統》課程教學改革探索

1.善用多媒體技術

利用多媒體技術進行計算機輔助教學是現代高校教育普遍采用的形式。GIS的理論性和技術性要求學生不僅要掌握其理論知識,還要有豐富的實踐經驗,因此在教學中滲透實踐課程非常必要。合理設置實踐課程,與課堂教學穿行,使學生深入理解課堂教學中學到的有關GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法,并熟悉流行GIS工具軟件的使用、掌握軟件開發(fā)與數據處理等技能。

2.實行多層次教學

根據學生素質差異和愛好,可以把學生分為基本理論、軟件開發(fā)和軟件應用三個層次,這種層次教學模式可以使不同能力的學生各盡所能,各有所獲。學生自由分組,在共同完成基本理論課程學習后,以課題小組的形式各自完成任務?;纠碚摻M以掌握GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法等為主,主要是為了滿足中學地理教學需求,考核方式為閉卷考核或提交學習筆記和GIS相關論文;軟件開發(fā)組對學生計算機能力要求較高,包括GIS工具軟件和GIS應用系統的開發(fā),需增加上機實踐的課時,考核方式為提交軟件成果;軟件應用組要充分掌握一至兩種GIS專業(yè)軟件的使用,并能用GIS專業(yè)軟件解決和分析地理學中的一些問題,可以制作基本的圖件,需增加上機實踐的課時,考核方式為制作指定地理專題圖。

3.提倡文理分科

地理學在高等教育中屬于理科,授予理學或管理學學位。因此在地理學專業(yè)招生中,一般只招收理科生,但由于在高中階段地理屬于文科,為適應地理學科綜合性和實用性發(fā)展的需要,2000年后,我國許多高校地理專業(yè)招生紛紛實行文理兼收,這有利于所培養(yǎng)的人才滿足就業(yè)市場需要。但文理科學生在學習背景、學習方式、學習效果上的差異,使得傳統模式的GIS教學無法滿足全體學生需求。文科生在接受GIS相關知識上存在難度,但他們的地理基礎好于理科生,為平衡這種差異,文理分科教學是最好的選擇。

4.強化案例教學

哈佛大學在20 世紀初創(chuàng)造了案例教學法,即圍繞一定的培訓目的,把現實生活中真實的情景加以典型化處理,形成供思考分析和決斷的案例,通過獨立分析研究和相互討論的方式,來提高分析問題和解決問題能力。采用案例教學法,可以提高學生對GIS的興趣以及應用 GIS 進行綜合分析和解決實際問題的能力。實施地理信息系統案例教學,要通過若干個案例設計,把GIS基本概念和基本操作融合,形成一個有序的、多樣的案例群,構建一個完整的教學過程,并突出案例的針對性、趣味性、完整性和實用性。

5.促進教學研結合

GIS是地學研究的重要手段和方法,讓學生參與科研是培養(yǎng)學生能力、進行地學研究和思維的有效手段。學生對GIS的基本理論、基本知識和基本技術方法學習后,通過相關GIS項目的研究,讓學生認識到GIS的重要性,激發(fā)其學習興趣。在教與學中進行研究,在研究中進行教學。

篇7

關鍵詞:人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃;專業(yè)定位;課程體系;信息科學

中圖分類號:G6420文獻標志碼:A文章編號:

10052909(2015)02002805

資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是1998年教育部根據社會經濟發(fā)展的需要和學科發(fā)展的形勢而設立的專業(yè),發(fā)展至今,出現專業(yè)定位模糊,廣度大深度小,就業(yè)競爭力受限等諸多尷尬問題[1]。2012年,教育部第四次修訂《普通高等學校本科專業(yè)目錄》(下簡稱《目錄》),原資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)被拆分為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理與資源環(huán)境兩個專業(yè)。2013年,人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)招收第一屆本科生。該專業(yè)教育在國內剛剛起步,探索人才培養(yǎng)方法還是一個嶄新的課題。

南京郵電大學的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè),除同樣面臨新專業(yè)設置之初的機遇與挑戰(zhàn)外,還有其獨特的發(fā)展背景。2013年10月,經江蘇省政府研究并報教育部批準,南京郵電大學、南京人口管理干部學院實行合并辦學,組建新的南京郵電大學。在此之前,資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是南京人口管理干部學院特色專業(yè)之一,2002年開始招生,已有11年的辦學歷史,并已形成學歷結構、職稱結構合理,涵蓋地理學、規(guī)劃學、人口學等專業(yè)方向的教學科研團隊。2013年,根據《目錄》(2012版)要求,該專業(yè)開始

轉型,招收人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃

專業(yè)第一屆本科生。合校前后,專業(yè)所依托的院校學科基礎全然不同,依據新南郵的學科特色構建專業(yè)培養(yǎng)體系成為專業(yè)發(fā)展必須認真研究的課題。

文章從教育部的專業(yè)導向、人才市場需求兩方面梳理人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)基礎定位。結合南京郵電大學自身特色,以大數據時代智慧城市的建設與應用要求為導向,尋求信息科學與地理學、規(guī)劃學的結合點,并據此提出以信息科學應用為特色的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構建原則與核心框架。

一、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)定位基本要求

人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)基礎定位應重點考慮兩方面要素:一是教育部設置該專業(yè)的目標與要求,二是社會對專業(yè)人才的需求。

(一)專業(yè)設置導向

地理學和城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)是我國城鄉(xiāng)規(guī)劃人才培養(yǎng)的兩大主要來源[2]。前者以南京大學、中山大學、北京大學、華東師范大學等傳統地理強校為代表,主攻宏觀層面規(guī)劃,擅長理論探索、機理剖析與經濟社會綜合分析;后者以清華大學、東南大學、天津大學等建筑學老八校建筑老八校指之初最早開設建筑學、城市規(guī)劃相關專業(yè)的八所高校,包括清華大學、東南大學、同濟大學、天津大學、華南理工大學、重慶建筑大學(已并入重慶大學)、哈爾濱建筑大學(已并入哈爾濱工業(yè)大學)和西安建筑科技大學。

為代表,主攻微觀層面規(guī)劃,擅長空間設計與形體表達。兩者各具特色,各有專攻。

1998版《目錄》中涉及城鄉(xiāng)規(guī)劃的專業(yè)有地理科學類下屬的“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理”和土建類下屬的“城市規(guī)劃”。這一專業(yè)設置與上述兩大源頭相對應。2012年《目錄》調整,城鄉(xiāng)規(guī)劃相關專業(yè)仍為兩個,一是地理科學類下屬的“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”,二是建筑類下屬的“城鄉(xiāng)規(guī)劃”。與1998版《目錄》相比,保留了地理、建筑兩個學科門類下的城鄉(xiāng)規(guī)劃相關專業(yè)設置,但將原資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)拆分為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理與資源環(huán)境兩專業(yè)。結合2012版《普通高等學校本科專業(yè)介紹》(見表1)不難發(fā)現,教育部認可并引導地理學、建筑學下兩規(guī)劃專業(yè)各自特色發(fā)展。地理學下屬的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè),應區(qū)別于工學下屬的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè),做到強化主線,收縮口徑,夯實基礎,對口應用——立足宏觀、中觀區(qū)域層面,以地理學理論為基礎,強化綜合分析能力培養(yǎng)。(二)人才應用需求

教育部為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)設置的發(fā)展導向是否適應市場對規(guī)劃類人才的需求,是專業(yè)定位必須要論證的第二重標準。

如將城鄉(xiāng)規(guī)劃系統細分,可分為規(guī)劃編制與規(guī)劃管理兩個方面。僅就規(guī)劃管理來說,地理學專業(yè)背景的規(guī)劃工作者往往具有相對綜合的專業(yè)知識儲備和縝密嚴謹的邏輯思維能力,具備作為管理者的全局意識與綜合協調能力。

規(guī)劃編制工作又可分為宏觀、中觀、微觀等不同的區(qū)域尺度層面。具有地理學專業(yè)背景的規(guī)劃工作者擅長區(qū)域分析與經濟、社會綜合分析,在區(qū)域規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等宏觀層面規(guī)劃中發(fā)揮核心作用并承擔大部分工作,在控制性詳細規(guī)劃這一中觀尺度規(guī)劃工作中也能發(fā)揮重要作用。

針對具體某項規(guī)劃工作,其工作流程又可劃分為規(guī)劃分析、規(guī)劃方案與成果表達三個步驟。在成果表達的制圖工作中,地理學背景規(guī)劃工作者確有一定劣勢。但在規(guī)劃分析和方案設計階段,地理學背景規(guī)劃工作者發(fā)揮的作用與建筑學背景規(guī)劃工作者旗鼓相當。

綜上,地理學背景規(guī)劃工作者往往具有系統全面的知識儲備和突出的綜合分析能力,在各類規(guī)劃工作中發(fā)揮重要作用(見圖1),不可或缺。強化地理學基礎、重視機理分析能力培養(yǎng)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)要求也完全符合市場對專業(yè)人才的實際需求。

二、信息科學與地理學、規(guī)劃學學科融合的理論與實踐基礎

(一)地理信息系統的規(guī)劃應用

地理信息系統科學是地理學中的重要分支,作為空間科學與信息科學的重要結合點,技術發(fā)展與應用已較為成熟。與CAD等繪圖軟件相比,GIS(地理信息系統)工具的特點與優(yōu)勢在于空間數據的組織、管理與分析,能夠有效管理和處理海量數據,關聯空間數據和屬性數據。某種程度上可認為是繪圖軟件與統計分析軟件的集成。

在美國,GIS已成為專業(yè)規(guī)劃師的標準工具,脫離GIS的規(guī)劃編制、規(guī)劃管理幾乎不存在,GIS用于地圖處理、規(guī)劃管理、分析與決策支持、公眾參與等方面[3]。在我國,GIS在規(guī)劃領域的應用相對有限& mdash;—在規(guī)劃管理系統的設計構建中應用廣泛,在規(guī)劃編制中應用較為粗淺,主要用于自然地理環(huán)境要素分析與公共服務設施、基礎設施的規(guī)劃選址分析。規(guī)劃工作者如能全面掌握地理信息系統原理及其軟件的規(guī)劃領域系統應用,則能順應這一趨勢,在規(guī)劃工作中更好地發(fā)揮作用。

(二)大數據時代海量空間數據的獲取與處理

與發(fā)展成熟但應用不足的地理信息系統分析方法相比,大數據時代空間數據獲取與應用則呈現出海量數據、先進技術與跨學科創(chuàng)新思維三大特征《大數據時代——生活、工作與思維的大變革》中指出,數據本身、技能與思維是大數據價值鏈的三個構成。 。

隨著信息網絡的迅速發(fā)展,百度、谷歌等搜索引擎,阿里、京東、亞馬遜等電子商務公司與騰訊等網絡服務運營商掌握海量用戶數據。隨著智慧城市理論的興起與“物聯網”的建設,行政管理機構也將成為大數據的掌控者。海量數據如何提升城鄉(xiāng)規(guī)劃的科學性與適用性,大數據如何為規(guī)劃所用,相關研究也陸續(xù)展開。

國內外有學者通過挖掘網絡數據、居民行為數據,對居民時空行為、城市空間與城市等級體系進行研究[4]。如以百度指數為依據對比分析城市間聯系強度[5],通過微博數據挖掘分析網絡社會空間特征[6]等。空間數據的采集與分析已從利用單一GIS 軟件向多種信息設備相結合的階段轉變[4]。

針對智慧城市的建設熱潮,國內有學者積極開展現行規(guī)劃體系的“智慧”響應探索,提出在區(qū)域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃及詳細規(guī)劃三大層次的規(guī)劃建設中應用智慧城市數據信息、融入智慧城市建設理念的思路與要點[7]。如城鎮(zhèn)體系規(guī)劃層次借由新信息技術強大的數據分析能力充分挖掘區(qū)域內各城市優(yōu)勢發(fā)展的方向與重點,城市總體規(guī)劃層次應考慮采取合適的路網形式,合理規(guī)劃智慧交通基礎設施等。

這一背景要求規(guī)劃工作者不斷學習新的數據獲取與挖掘方法,探索并掌握大數據規(guī)劃應用的方式途徑。

三、以信息科學應用為特色的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構建

(一)基本原則

南京郵電大學的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)發(fā)展,應在滿足專業(yè)基礎定位要求的同時,結合院校優(yōu)勢學科——信息科學、地理學、規(guī)劃學三者的交叉領域,以地理學、規(guī)劃學為基礎,以信息科學應用為特色。其課程體系構建應遵循夯實地理學基礎、圍繞規(guī)劃應用主線、突出空間信息挖掘與分析能力培養(yǎng)的原則。

1.夯實地理學基礎

地理學基礎理論、方法與分析能力的培養(yǎng)是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)區(qū)別于工學下屬城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的核心內容,體現專業(yè)定位的基本要求。通過基礎必修課程學習,了解地理學基礎理論框架與范疇、邊界與特色,掌握學科基本概念、理論與方法,是專業(yè)人才培養(yǎng)的根基。課程設置中,自然地理學、經濟地理學、人文地理學等地理學基礎課程必不可少。

2.突出空間信息挖掘與分析特色

大數據時代,應強化網絡數據挖掘與信息設備數據采集、大數據分析等理論方法的學習與能力培養(yǎng)。為此,應以數學、計算機、網絡等知識系統強化為基礎,通過設置地理信息系統、數據庫技術與應用、數理統計應用等與地理、空間規(guī)劃相關的信息技術類課程,培養(yǎng)學生的空間數據獲取與分析能力。

3.圍繞規(guī)劃應用主線

無論是地理學基礎分析能力的培養(yǎng)還是空間數據獲取與分析能力的訓練,最終應落實到進行空間分析、指導空間規(guī)劃上來。城鄉(xiāng)規(guī)劃應用是專業(yè)教育知識體系構建的主線,相關課程設置與能力培養(yǎng)都應圍繞這一主線展開。因此,城鄉(xiāng)規(guī)劃基礎知識的全面系統掌握對于夯實專業(yè)的基礎定位至關重要。為使學生對城鄉(xiāng)規(guī)劃領域基本概念、理論、研究方法等有相對全面系統的認識,城市規(guī)劃原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃學導論等應作為專業(yè)基礎課程設置。

(二)課程體系框架設計

以上述原則為依據,結合南京郵電大學學科設置特色與要求,初步設定人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)核心課程體系。該體系包含專業(yè)基本知識、專業(yè)特色知識兩大模塊,從通識教育、專業(yè)教育兩個層面設置課程(見圖2)。其中,專業(yè)基本知識模塊強化地理學、規(guī)劃學基礎理論與方法的學習,專業(yè)特色知識模塊突出空間信息獲取與分析特色技術應用能力的培養(yǎng)。

通識教育層面,設置高等數學、高級語言程序設計、數據庫技術與應用、概率論與數理統計等課程。除高等數學外,其他課程均為學校特色公共基礎課程。此類課程為培養(yǎng)空間數據獲取與分析能力奠定了扎實的數理基礎。

專業(yè)教育層面,將自然地理學、經濟地理學、人文地理學、城市規(guī)劃原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃學導論、地理信息系統原理等全面系統介紹學科基礎理論、概念、方法的課程設置為專業(yè)基礎課程,將城市地理學、計量地理學、人口地理學、城市總體規(guī)劃、村鎮(zhèn)規(guī)劃、網絡地理信息系統、計算機輔助設計等深入介紹分支學科發(fā)展及強化實踐應用的課程設定為專業(yè)課程。

這一課程體系僅就專業(yè)核心課程進行設定。在核心課程之外,可根據需求選擇性設置地圖學、城市經濟學、城市社會學、社會調研方法等輔助課程,有助于學生全面系統掌握專業(yè)分析研究方法。具體課程體系建設中,還需針對課程設置順序、各學期學時與學分安排、實踐教學環(huán)節(jié)設計、教學大綱編寫等深入研究。

四、結語

目前在人文地理、城鄉(xiāng)規(guī)劃的研究與實踐領域,空間信息采集、挖掘與分析技術應用相對粗淺,存在領域狹小,工具單一,深度不足等問題。但隨著大數據時代生活、工作方式的變革與智慧城市建設的深化,基于大數據應用的空間分析思維與技術必將在規(guī)劃領域發(fā)揮重要作用。面向應用的人才培養(yǎng),應考慮增加信息類課程的設置以迎接大數據時代海量數據分析應用的挑戰(zhàn),而信息技術類專業(yè),應針對不同領域的需求,增補相應領域的基礎知識課程。如面向智慧城市建設應用的信息技術類專業(yè)人才,應對規(guī)劃原理、規(guī)劃基本分析方法等城鄉(xiāng)規(guī)劃領域基礎知識有所了解。

上述背景下,文章結合人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的發(fā)展定位和信息技術的學科優(yōu)勢,提出專業(yè)課程體系構建原則,為后續(xù)學校本專業(yè)培養(yǎng)方案設置擬定思路,并為其他院校該專業(yè)發(fā)展提供借鑒。

參考文獻:

[1]陳郁青.人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育體系構建新路徑[J].閩江學院學報,2014(1):103-107.

[2]陳昆 侖,李 丹,王 旭. 學科調整背景下人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的機遇與發(fā)展[J].高等建筑教育,2013,22(6):22-25.

[3]宋小冬,鈕心毅.城市規(guī)劃中GIS應用歷程與趨勢——中美差異及展望[J].城市規(guī)劃,2010(10):23-29.

[4]秦 蕭,等. 大數據時代城市時空間行為研究方法[J].地理科學進展,2013(9):1352-1361.

[5]熊麗芳,等. 基于百度指數的長三角核心區(qū)城市網絡特征研究[J].經濟地理,2013(7):67-73.

[6]甄 峰,王 波,陳映雪. 基于網絡社會空間的中國城市網絡特征——以新浪微博為例[J].地理學報,2012(8):1031-1043.

篇8

一、教學目標

與GIS專業(yè)相比,非GIS專業(yè)受其專業(yè)特點限制,其教學的基本定位是緊密結合專業(yè)需求u,教學的目的是面向GIS系統的應用,主要是讓同學們掌握GIS基本概念、基本功能以及基本原理,熟悉常用GIS軟件,學會用GIS的手段分析解決專業(yè)領域問題。對于地質工程專業(yè)GIS的教學目的在于使得學生通過學習該課程,掌握GIS的基本概念、功能和組成,掌握GIS的空間數據結構,掌握地圖投影的基本原理,了解空間數據的獲取與預處理,掌握空間數據的分析方法,熟悉常用GIS軟件,并能將GIS的原理與技術應用到地質工程領域當中。在具體的理論教學和實踐教學中應充分考慮學生的專業(yè)基礎和背景,對教學內容進行重新組織,補充GIS在本專業(yè)中的作用和應用并對實踐上機內容進行精選。

二、教學內容組織

GIS是一門集計算機科學、信息科學、現代地理學、測繪遙感學、空間科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科,學生學習本課程要求具備一定的地理學、測繪學(測量學、全球定位系統、遙感、地圖學、計算機制圖等)、計算機(軟件設計基礎、程序設計語言、數據庫、數據結構、CAD等)等方面的基礎知識和基本技能。但對于非GIS專業(yè)而言往往缺乏相應的專業(yè)背景知識,并且學時相對也較少,為了解決這一矛盾上好GIS課程,首先應針對學生的知識背景和專業(yè)的應用需求對課程內容做適當的調整和補充。分析現有的GIS教材,主要有三大類:一類是面向GIS專業(yè)的,這類教材有的側重于地理學,強調地理事物的圖形和屬性表達,有的側重于數學和計算機,強調算法和程序,這些教材全面、系統,內容深入,并被GIS專業(yè)廣泛使用,但不完全適合非GIS專業(yè);一類是針對軟件操作和應用的,在理論中穿插軟件操作介紹,這類教材以軟件應用為目的,內容相對淺顯易懂,但缺乏地質工程專業(yè)應用實例;還有一類是針對GIS應用較廣泛的領域,如人口、環(huán)境、城市等,這類教材中都介紹有大量的專業(yè)應用實例,內容結構各有千秋,深淺不一,而在這些面向專業(yè)應用的教材中較少涉及石油、地質等領域,另外有少量的數字油田方面的論著,但數字油田方面的論著主要是介紹各種油田相關的信息系統框架,往往并不系統介紹GIS原理與技術。綜合考慮這些教材的優(yōu)缺點和針對性,筆者認為對于地質工程專業(yè)教學內容設置應遵循基礎性、系統性和面向應用的基本原則,采用以GIS基本概念、功能和原理為主線,將地質工程應用實例貫穿其中的方式來組織課程內容,對與學生專業(yè)背景無關以及學生理解有困難的內容進行適當壓縮甚至刪減,而對與專業(yè)應用直接相關部分內容應進行適當擴充,從而滿足學時的要求。筆者參考了大量的GIS教材及數字油田隨1叫方面的教材,并結合相關的科研項目,在充分考慮地質工程學生專業(yè)背景的基礎上,面向專業(yè)應用對課程內容進行了重新組織和補充,如表1所示。對于理論部分的深入程度可根據具體的學時在授課中靈活掌握。

三、上機實踐內容設置

上機實踐對于幫助學生深刻認識GIS的基本功能及提高學生實際動手能力具有重要的作用,它是GIS課程中的一個重要環(huán)節(jié)。目前GIS的實驗教材雖然數量在不斷增長,但大多針對GIS專業(yè)進行設置,對于非專業(yè)的GIS課程則無通用教材,往往需要自己編寫。原因是這些針對GIS專業(yè)編寫的教材無論從軟件的選取,還是實驗內容的側重性,難易程度,實驗數據與專業(yè)的貼切性等,都無法與本專業(yè)對于GIS課程的培養(yǎng)目標吻合,也不適合社會對本專業(yè)學生的需求。對于非GIS專業(yè)首先應根據專業(yè)應用選擇適合的軟件,目前市面上流行的GIS軟件,國外的有ArcGIS、Maplnfo等,國內的有MapGIS、SuperMap等,對于地質工程專業(yè)可選擇ArcGIS和MapGIS作為上機實踐軟件,因為目前在油田上這兩個軟件應用得最廣泛。上機實踐的學時設在l0個學時比較合理,上機內容設置的基本原則是既要與課堂理論知識緊密結合,又要考慮與專業(yè)應用相結合。上機內容的選取以GIS的基本功能為主線,與專業(yè)應用的結合則體現在試驗數據的選取及試驗過程的設計上。另外,筆者在實踐教學中發(fā)現很多實習指導書中所用的術語與教材中所用的術語往往不一致,這樣會給學生造成概念上的混亂以及理論和實踐的脫節(jié),所以在編寫實驗指導書的時候還應注意實習中出現的術語要盡量與課堂教學中所用的術語保持一致,或者要對學生明確。例如在數字高程模型中由離散點生成用規(guī)則格網表達的數字高程模型,在課堂理論的教學中把這個過程稱為規(guī)則格網的生成,而在很多實習指導書中則把其叫做柵格表面的生成;再例如課堂教學中所說的柵格數據的疊加在軟件中往往是通過柵格的統計和計算來完成的,而并不是直接有一個柵格疊加的工具,對于這一點在教學和上機實踐中應向學生明確。針對地質工程的專業(yè)特點,以ArcGIS9.2為例,上機實踐內容、實習目的、實習數據和要求設置如表2所示,實習數據的選用盡量面向專業(yè)應用。

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關鍵詞:土地資源管理;“3S”技術;發(fā)展趨勢

長期以來,落后的土地管理技術一直制約著我國土地管理工作的深入開展,尤其是現勢實時動態(tài)信息的缺乏,阻礙了土地利用信息的及時變更和規(guī)劃方案的適時調整川。隨著土地資源管理信息化水平的不斷提升,土地資源管理對土地資料獲取、空間信息分析、土地利用動態(tài)監(jiān)測、圖形圖像處理和數字制圖的要求也相應提高?!?S”技術以其在空間信息獲取與管理方而的優(yōu)勢和特點,使土地資源管理數字化、信息化、可視化、智能化的實現成為可能。本文對“3S”技術在土地資源管理中的應用現狀進行總結,并對其應用前景與發(fā)展趨勢進行展望。

一、“3S”技術

“3S”技術即指遙感技術(RS)、地理信息系統技術(GIS)和全球定位系統技術(GPS),是目前對地觀測系統中空間信息獲取、存貯、管理、更新、分析和應用的三大支撐技術。隨著現代科技的不斷發(fā)展,三者以其不同的技術特點和功能互補,在實際應用中的結合日趨緊密。GPS主要用于實時、快速提供目標的定向定位信息;RS用于實時或準實時地提供目標及其環(huán)境信息,以發(fā)現地球表面的各種變化,及時更新GIS數據庫;GIS集成系統的基礎平臺,可對多源時空數據進行C合處理、動態(tài)存儲、集成管理和分析決策,形成一個完整的閉環(huán)控制系統。

(一)遙感探測技術

遙感即在不直接接觸的情況下,對目標或自然現象進行遠距離感知的一種探測技術,是指在高空和外層空間的各種平臺土,運用攝影儀、掃描儀和雷達等傳感器獲取地表信息,通過數據傳輸、處理,研究地面物體形狀、大小、位置、性質及其與環(huán)境相互關系的一門現代化技術科學。自20世紀60年入使用以來,遙感技術發(fā)展迅速,現己廣泛應用于土地資源調查與規(guī)劃、自然災害防治、氣象觀測預報、農作物估產、環(huán)境動態(tài)監(jiān)測等領域。近年來,傳感器技術、數據通信技術和航空航天技術的發(fā)展,為遙感由定性向定量、靜態(tài)向動態(tài)轉變創(chuàng)造了新的契機。

(二)地理信息系統

地理信息系統由計算機系統、地理數據和用戶組成,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成并輸出各種地理信息,從而為土地利用、環(huán)境監(jiān)測、資源管理、交通運輸、城市規(guī)劃、工程設計以及政府各部門行政管理提供決策服務。GIS由計算機硬件和系統軟件、數據庫系統、數據庫管理系統、應用人員和組織機構等4個子系統構成。GIS不但能夠管理海量空間信息,供瀏覽、查詢,還可對其進行空間分析,以探析空間實體間的相互關系,分析和處理一定區(qū)域內分布的現象和過程,該技術正沿著衛(wèi)星系統性能改進、接收機性能改進和導航定位方法完善3個方向發(fā)展。

(三)全球定位系統

GPS是由地面控制系統、空間和用戶裝置等部分組成的空間衛(wèi)星導航定位系統。GPS具有全天候全球覆蓋、高精度、多用途、定位速度快、自動化程度高、抗干擾性能好、保密性強和經濟效益高等特點。目前,GPS己經成功地應用于航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測和資源勘察等多個方面。

二、“3S”技術在土地資源管理中的應用

(一)土地利用現狀調查

國外有關利用“3S”技術進行土地利用現狀調查的研究主要集中在遙感影像分類、處理及信息提取等方面。我國依次經歷了一次詳查、變更調查、更新調查(拋開己有調查成果,重新開展的土地資源調查)和第二次全國土地調查等多次全國范圍內的土地利用現狀調查。我國學者對于“3S”技術在土地利用現狀調查中的應用研究,應用GIS進行農業(yè)土地利用適宜性評價,通過對比適宜農業(yè)土地利用區(qū)域和現實土地利用區(qū)域的空間分布差異,獲得農業(yè)土地利用潛力區(qū)空間分布情況。

(二)土地利用動態(tài)監(jiān)測

土地利用動態(tài)監(jiān)測,即將不同時相(至少兩個時相)的土地利用數據進行對比,從空間和數量分析其動態(tài)變化特征和未來發(fā)展趨勢。早期的土地利用研究以定性研究為主,20世紀70年代地球資源衛(wèi)星的發(fā)射成功獲取了遙感圖像多光譜與多時相數據,為土地利用變化的動態(tài)監(jiān)測和定量分析提供了基礎資料,極大地促進了土地利用研究。土地利用動態(tài)監(jiān)測中,RS發(fā)現變化,GPS測量變化區(qū)域,UIS統一管理數據與傳統外業(yè)調查方式相比,在時效性和準確性方而具有明顯優(yōu)勢。

(三)土地利用總體規(guī)劃

20世紀70年代以來,隨著全球特別是發(fā)達國家人口-資源-環(huán)境-發(fā)展(PRED)問題日益突出,西方國家對土地利用規(guī)劃研究的重視程度逐漸提高,并且在土地利用規(guī)劃中運用“3S”技術、系統科學、決策理論等理論方法,取得了顯著的成果。在計算機技術和數理統計等數學方法的支持下,土地規(guī)劃研究實踐中復雜數學模型的建立和求解成為現實,土地規(guī)劃的定量化研究逐漸增強,土地規(guī)劃的科學性、工作效率和精確度得到提高。

(四)土地整理

土地整理是以保護耕地為主要特征的國土整治措施,是按照土地利用規(guī)劃或城市規(guī)劃所確定的目標和用途,對土地利用狀況進行調整改造、綜合整治,提高土地利用率和產出率,改善生產、生活條件和生態(tài)環(huán)境的過程。土地整理是一項復雜的系統工程,“3S”技術以其強大的功能和良好的適應性為土地整理工作提供了堅實的技術支撐。

三、展望

“3S”技術在土地利用現狀調查、土地利用動態(tài)監(jiān)測、土地利用總體規(guī)劃和土地整理等土地資源管理領域當中的應用徹底改變了我國傳統的土地管理方法和模式,優(yōu)化和完善了我國當前土地管理的方式和內容。

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關鍵詞:地學三維可視化;教學改革;課程建設

中圖分類號:P208 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2012)09-0155-02

科學計算可視化[1](visualization in scientific computation)是20世紀80年達國家提出的一個新的研究領域,是通過運用計算機圖形學和圖像處理,將科學計算的過程和結果以圖形或圖像的形式顯示,并進行交互處理的方法和技術。它涉及計算機圖形學、計算機視覺、圖像處理和人機交互等多個領域??茖W可視化在地學領域,如地理信息系統(GIS)和地學建模(GMS)的應用,形成了地學可視化。通過地學三維可視化可以提高人們對復雜、抽象的三維地學現象的空間感知、理解和分析能力。隨著地學可視化技術的發(fā)展和廣闊的應用前景,一些高校在與地學相關的專業(yè)中相繼開設了地學可視化相關課程。

一、課程開設的必要性

從學科發(fā)展需要而言,孫九林院士認為“地球信息科學這個學科是地球科學與現代信息科學技術交叉融合綜合集成在一起的新興學科,是以信息流為手段,來研究地球系統內部的物質流、能量流、人流和運動狀態(tài)、方式?!钡貙W領域關于三維空間信息的采集、組織、表達、建模、可視化、交互分析的研究日益重要,發(fā)展為兩個并行的研究方向[1],一個是3D GIS(三維地理信息系統),是以地球表面及其以上的自然地理實體和人工建筑實體為研究對象,另一個是3D GMS(三維地學模擬系統),是以地表及其以下自然地質實體和人工開掘實體為研究對象。目前,真三維地學建模、三維拓撲描述、地表地下空間無縫集成、三維動態(tài)地學過程模擬、三維地學可視化等問題已成為地球空間信息的技術前沿和攻關熱點[1-3],吸引了計算機科學、測繪、地理、地質、采礦、巖土、環(huán)境、資源等諸多領域的學者的研究興趣。因此為了適應地球信息科學的學科發(fā)展,有必要開設“地學三維可視化”課程,使學生了解研究前沿和熱點,實現本科生與研究生教育的良好銜接;并且,地學可視化在測繪、地質、環(huán)境、資源等諸多領域的重要性,使其成為學生應該掌握的重要技能。

從社會需求而言,隨著三維可視化技術的發(fā)展,地學可視化具有十分廣闊的應用前景和社會需求,主要應用于數字城市、礦山、海洋、地質、水利、氣象、環(huán)境等領域[1],例如城市景觀分析、城市規(guī)劃、地下水源污染監(jiān)測、地下管線規(guī)劃、地表沉陷監(jiān)測、多煤層礦層儲量分析、地層結構解析等。因此,通過開設“地學三維可視化”課程,使學生掌握三維地學建模、可視化和交互分析的方法和技能,可促進就業(yè),適應社會需要。

因此,考慮到學科發(fā)展、就業(yè)和社會需求,有必要在地學相關專業(yè)開設“地學三維可視化”課程,使學生掌握地球信息科學領域的重要技能,促進學生在測繪、地質、環(huán)境、資源、氣象等諸多領域較好就業(yè)。

二、課程的主要內容

本課程的目的是通過系統講授地學可視化的基本概念、原理、方法和技術,使學生掌握面向地學的常用的三維空間模型、基本的三維空間建模算法、能夠運用常用的三維空間信息系統與圖形工具,如IDL(Interactive Data Language)或ArcGIS,進行三維地學建模和交互分析。

本課程主要包括以下5個方面的內容:

(1)“地學三維可視化”的內涵和相關概念,如“地學認知模型”、“空間數據模型”、“空間維數分析”、“真三維”“3D GIS”、“3D GMS”、“地學多維圖解”等。

(2)針對“地學可視化”應用最多的兩個領域:數字城市和地質領域,介紹常用的三維空間信息系統和三維圖形工具。

(3)面向地學常用的三維空間模型,包括面元模型、體元模型(規(guī)則體元和不規(guī)則體元模型)、混合三維模型(斷面-三角網混合模型、線框-塊體混合模型、八叉樹-四面體混合模型)、集成三維模型(三角網-八叉樹集成模型、矢柵集成模型);三維地質空間模型的原理、特點、優(yōu)缺點及其適用范圍。

(4)典型的三維空間建模算法,包括三維圖形幾何變換、地物模型與地形模型無縫集成、TEN模型生成、Octree模型生成、面向對象的三維模型重建、GTP模型剖切、LOD模型生成、多分辨率紋理生成與映射、三維空間索引與顯示判斷等代表性算法。

(5)從常用的三維空間信息系統與圖形工具中選擇一種典型系統或圖形工具,如IDL或ArcGIS進行三維地學模型的建立、可視化和交互分析。

三、教學方法和考核機制

本課程是一門實踐性很強的課程,要求以學生為主體,激發(fā)學生的學習興趣、主動性和創(chuàng)造性;本課程并不指定某一具體的三維地學模型,不是要求所有學生都建立三維地形模型,而是鼓勵學生創(chuàng)設自己感興趣的三維地學模型,如洪水演進模型、地面沉降模型、三維地層模型、數字城市模型等,并鼓勵學生根據模型的需要來選擇合適的三維系統或圖形工具,建立自己的三維地學模型。有的學生擅長編程,則可以用VC或IDL編程實現三維空間建模算法或建立三維地學模型;有的學生對菜單操作更感興趣,則可以根據模型特點,選擇ArcGIS或3D Max來建立三維模型。因此本課程給予學生充分的學習主動性,鼓勵學生大膽想象和創(chuàng)設自己的三維地學模型,并根據自身特長和興趣,選擇合適的三維系統或圖形工具實現自己的三維地學模型。

為了激發(fā)學生的學習熱情,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,本人對教學方法作了一些探索和改進: