发布时间:2022-11-01 11:31:21
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的地理信息技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
近年来,信息技术与高中地理课程整合的研究在国内取得不少成绩,但问题也不少。问题1:理论研究多,实践研究少。目前国内关于信息技术与高中地理课程整合的大多都是纯理论知识,而这些都是专家学者和高校的著名教授研究的,但是这些纯理论知识对高中地理教师的实际教学指导无实际意义。高中地理的特点是整体性和区域性。关于具体到信息技术与高中地理课程整合的理论依据很少,尽管信息技术与高中地理课程整合的研究多为理论类。高中地理教师对信息技术与高中地理课程整合的理解存在局限性,一般都停留在信息技术与高中地理课程整合形式上,没有真正的做到信息技术与高中地理课程整合。大多数地理教师只是把信息技术与高中地理课程整合看作是计算机辅助教学,误解了信息技术与高中地理课程整合,认为只要在课堂上运用了多媒体就是信息技术与高中地理课程整合,这种错误的看法有部分是因为地理在高中学校的地位不太受重视和地理教师几乎没有外出去参加先进理论培训,使信息技术与高中地理课程整合的实施离理论上理想效果偏差很远。同时大多数高中地理教师不清楚信息技术与高中地理阿的目的,只是觉得应用信息技术是一种时尚,或是为了完成学校下达的任务。当然还有其他原因,比如高中教师没有专门的研究经费和时间,学校追求升学率。
二、信息技术与高中地理课程整合对高中地理产生的影响
1.信息技术与高中地理课程整合可以激发学生的学习兴趣,是因为信息技术创设新的教学情境,吸引学生的好奇心,拥有传统教学模式不可模拟的优势及特点。动态的图片及声音有助于提高学生的观察能力和形象思维能力。
2.信息技术与高中地理课程整合可以提高教学的质量,是因为运用信息技术可以突出教学重点和难点、化解难点。地理事物的演变过程和某些特殊的地理现象属于高中地理知识的重难点,高中教师运用传统教学手段板书、画图很难让学生理解这其中知识的深奥,而采用信息技术可以运用动画把地理事物的演变过程变的现象化,增强了教学的立体感和动态感。
3.信息技术与高中地理课程整合可以提高课堂的效率和增加课堂的容量,是因为传统的教学高中地理教师通过板书,画图浪费很多的课堂时间,而信息技术让高中地理教师可以以课件的形式全面展示课堂内容,既为教师上课节省时间又助于学生集中注意力听讲,同时教师利用信息技术可以为学生提供更多的资料,拓展学生的知识面。课堂上,教师有更多的时间与学生进行交流,向学生提供多样的分析问题和解决问题的方法,使学生的地理学习不仅仅局限于课本知识,重要的是拓展学生的思维能力。
4.信息技术与高中地理课程整合可以提高学生的读图能力,应用地图的能力。地理的学习最主要的是使学生能够看懂图和应用地图,从而提高地理思维能力。传统的教学是老师根据课本现有的地图或是通过挂图进行讲解或是在黑板上画图但不精确不规范,这些教学方法让学生在课堂上学习吃力,同时教师也浪费了时间和精力。采用信息技术可以把地图里的地理现象直观的展示在学生面前,使学生一目了然。信息技术不仅可以把地图放大或缩小和移动,而且可以提高地图的清晰度和区分度。教师在这种新的教学模式下就可以提高学生的读图和应用地图的能力。
三、信息技术与高中地理课程整合目前存在的问题
1.学校的硬件设施发展不平衡。尤其是一些乡镇学校,没有经济能力配置好的多媒体网络教室,部分学校甚至没有配置电脑教室。如果连基础的硬件设施都没有,谈何信息技术与高中地理课程整合。
2.信息技术学科在大多数学校不受重视。现在学校都追求升学率,学生的学习成绩成为学校关注的问题,信息技术学科不是高考的考试科目,学校不重视,学生自然认为信息技术课学好无所谓。
3.师资力量不足。
4.信息技术与高中地理课程整合的资源不足。
5.对整合的认识不深。
四、信息技术与高中地理课程整合的对策
对于整合的认识不深的问题可以采用不同地区分层次分步骤实施信息技术与高中地理课程整合。信息技术与地理创新能力和学习兴趣的整合。运用信息技术,教师可以引导学生自学,让学生成为学习的主人,培养学生获取信息的能力。
五、结语
关键词:现代测绘技木 土地测绘 土地调查 遥感技木 应用
中图分类号:P27 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0036-01
我国传统的测绘技术已经难以满足土地资源利用的需求,而现代测绘技术可以很好的提高测绘的精度与效率,可以极大的提升土地资源的利用率,对土地资源的保护和开发有很大的作用。论文结合现代测绘技术的内容和土地资源的应用,为我国的土地利用开发做出贡献。
1 现代测绘技术对土地测绘的意义
现代测绘技术包含的内容非常广泛,尤其是与先进技术的结合,对土地测绘起到了重要的作用。现代测绘技术有全球定位、遥感技术和3S集成技术等,并且在现代测绘中扮演者重要的角色。
现代测绘技术的应用几乎涵盖了土地测绘的各个领域,当今的土地资源非常匮乏,在土地调查、规划和管理方面都有待进一步提高,现代测绘技术可以满足土地测绘的各种现代化要求,有效提升土地资源的利用,提高工作效率,节省土地资源,实现土地资源的可持续发展。
2 土地测绘的调查
2.1 土地现状的勘察
土地现状的勘察包含了多个环节,其技术流程有现场的调查、测量、修正测量参数、编辑图片、土地信息的管理与完善等,任何一个环节都对土地测绘造成很大的影响,之间的工作需要准确衔接。土地勘察选取1∶1000的比例,经过对土地变化的信息进行修正,在草图上标明出来,测绘方式为全站仪解析法,并将测点的详细参数输入到计算机,通过绘图软件编辑图像信息。
2.2 土地现状分析
通过对土地调查的信息进行分析归纳,通过绘图软件编辑图像信息,从土里利用的空间分布、数据信息、土地结构、利用效率等方面进行评估,从这些指标对即将开发的土地资源进行评价。土地评价的结果用来和已有的相关区域进行比较,比较的方面主要是综合空间与时间的应用效果,能否在以后的建设使用中发挥更大的效益。尤其是当今土地资源的逐渐稀缺,土地的浪费造成的直接和间接的经济损失非常大,因而,土地现状的分析要从经济、环境等方面进行综合评价,以其综合利用的效能最大化为出发点,推动土地资源的优化。
2.3 土地资源的潜力
土地资源在为进行实际的开发之前,要准确评估其蕴藏的潜力,以便能够充分挖掘其中存在的效能。土地资源的潜力评估在经过土地调查和土地现状分析两个步骤之后,其潜力的评估可以用两种方法进行,分别包含单指标和综合指标,尽量提高测绘技术的精度,对已有的土地资源进行细化分析,从土地利用的多种角度进行考量,以发挥土地资源的最大潜力为目标。此外,土地潜力的挖掘还包括为以后的升级改造留出余地。
3 现代测绘技术的应用
3.1 3S集成技术
3S集成技术是一项整体技术的综合,由全球定位技术、遥感技术和地理信息技术结合而来,实现土地的监测、应用分析和管理等内容。随着定位技术、遥感技术和地理信息技术的日渐完善,其在土地调查的应用逐步得到拓展,所包含的功能有数据采集、分析和产品的利用等,实现土地资源信息的高精度调查和动态监测,达到实时化、全方位、精确化的监测模拟。传统的监测方式有很大的局限性,测量的精度低、工作效率低、工作流程繁杂等,严重影响了测量的效能。而利用遥感技术、定位技术和地理信息技术等,可以获得精确的影像数据,对数据信息进行分类、归纳、叠加等操作,通过专业的软件分析,得到优质的地理信息。
3.2 全球定位
全球定位技术发源于军事领域,由于其具有高精度的特点,在实际应用中具有较大的优势,可以满足土地资源的各种利用要求,全球定位技术的应用已经在土地测绘中得到推广,并取得了很好的效果。全球定位技术的基础是通过全球定位的24颗卫星,通过卫星数据接收装置获取信号,接收的信号具有全天候、无障碍的特点,可以实现对土地信息的精确测量。我国幅员辽阔,土地信息非常复杂多样,尤其是针对偏远地区的土地测绘具有很大的难度,受气候、地形等因素的影响,获得详细、精确的土地信息比较困难,并且会耗费较大的人力、财力、物力。而全球定位技术由卫星测绘为基础,无论是普通地段,还是复杂偏远的地区,都不会形成阻碍。
3.3 地理信息技术
地理信息技术的应用基础是计算机设备,通过专业软件对土地信息进行采集、分类、归总和利用。地理信息技术分析的影响因素比较广泛,如土地的环境因素、地形因素、土地的风土人情、土地的区域地段等因素,通过对这些因素的综合处理,可以加快信息获取的速度,经过软件的处理以数字和图形的形式呈现出来。而随着地理信息技术的改进,根据实际应用中出现的冲突和障碍,针对性的增强部分功能,应用已经取得了很好的成效。而当今的地理信息技术的规范化和标准化的进程加快,地理信息的融合性得到了很大的提高,极大的提升了土地资源信息管理的效率和精确度。计算机的存储功能与信息网络技术的结合,可以实现地理信息的共享,极大的节省了工作成本,简化了工作流程。此外,不同的管理部门弥补了以往地理信息的融合性问题,实现无缝衔接,便于工作的团结协作。
3.4 遥感技术
遥感技术对土地的勘测工作发挥了重要的作用,无论是城市土地规划,还是农村耕地的测量,通过航空、航天的正向影像资料的传输,经过分析和原有的地形图进行对比,进行图像更新和存储,以便其后的管理或开发工作。
4 结语
我国的土地资源的利用效率较低,并随着土地资源的匮乏,其开发和利用的压力越来越大,并且成本不断提高,而通过现代测绘在土地测绘中的应用,可以有效的提升土地资源的利用效率,减少管理成本,实现土地资源利用的最大化利益,而这也成为未来的发展趋势。
参考文献
[1] 李翔,丘小春,叶科峰.浅谈全州泥石流灾害中的应急测绘技术[C]//.第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集,2011.
[2] 刘万利,张伟.浅谈GPS技术在地籍测绘中的应用[C]//.第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集,2011.
【摘 要】文章通过分析近年来国内外中学乡土地理教学研究进展,结合地理信息技术在中学地理教学中的应用状况,提出将3S技术应用于中学乡土地理教学的设想。
关键词 中学乡土地理;地理教学;3S技术
中图分类号:G633.55 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)06-0055-01
乡土地理作为中学地理教学的有机组成部分,充分体现“生活化地理”的理念,结合现代地理信息技术,以一种全新的视角展示给学生,在一定程度上弥补了传统教学中的不足,让学生在领略环境与生活魅力的同时,增强其社会适应能力与应变能力。
一、中学乡土地理教学研究进展
1.国外研究进展。国外从近代区域地理学诞生之时,便已经开始重视乡土地理研究与教学,确立了其在地理学中的地位。17世纪夸美纽斯在设计地理课程时就强调必须从乡土地理学习开始;18世纪,法国教育家卢梭、瑞士教育家斐斯泰洛齐指出儿童的学习要与乡土知识相结合;继李特尔之后,德国大学教授赫阿尔夫·赫特纳在《地理学——它的历史、性质和方法》一书中重申了“地理课程应该从乡土志开始”;在美国,地理学习通常采用“同心圆”式(或称“扩展环境”式)的学习秩序,即地理学习从家乡和家乡周边环境开始。在英国,虽没有乡土地理教学的概念,但十分重视地理野外考察。在日本,一向重视乡土地理教学,尤其对乡土地理调查法有详尽地研究。
在乡土地理课程设置方面,世界各国有所不同,主要分成三种类型:第一类如英国、法国等,优先学习乡土地理;第二类如前苏联等,将乡土地理知识渗透到各部分内容之中;第三类如澳大利亚等,以专题形式在问题探讨中结合了乡土地理的学习。
由此可见,在国外,无论是课程理念、课程设置,还是教学内容与教学方法,都十分重视乡土地理,乡土地理是地理教学中不可或缺的部分。
2.国内研究进展。与国外相比,中国的乡土地理教学起步较晚,目前,从课程标准来看,国家教育部制定的《义务教育地理课程标准(2011版)》规定“乡土地理是必学内容”,把乡土地理提升至与“地球与地图”、“世界地理”、“中国地理”同等重要的位置,将其纳入中学地理教学的体系之中,且从课程性质、理念、设计、目标以及内容等方面阐述了乡土地理教学的重要性与可操作性。《普通高中地理课程标准(实验)》中有关乡土地理教学的内容出现在内容标准中的“活动建议”部分,且基于乡土地理基础之上的活动所占的比例较大,突出高中地理课程“重视对地理问题的探究,倡导自主学习、合作学习和探究学习,开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动”的理念。
此外,国内广大教师与学者也对乡土地理教学展开了大量研究。据文献调研,2000~2014年之间,国内学者在三大国家级地理教学期刊《地理教学》、《地理教育》和《中学地理教学参考》上发表的与乡土地理教学相关的论文共计69篇,主要涉及乡土地理课程资源的开发、利用,乡土地理教学策略与实施途径,以及乡土地理的各种学习方式和学习困境的研究,如心理地图法研究、地图导学法研究,乡土地理教学案例研究、乡土地理试题研究、教育教材的研究和教育实践的研究等。由此可见,国内乡土地理教育方兴未艾,是中学地理教育的有机组成部分。
二、地理信息技术应用于中学地理教学研究进展
1.国外研究进展。由于经济发展速度不同,各国对地理信息技术的重视程度不同,导致地理信息技术在中学地理教学中的应用存在着差异。总体上,经济越发达的国家或地区,地理信息技术应用于中学地理教学中的时间就越早,相关研究成果也越丰富。如欧美等发达国家,大的如公司、学校,小的如学者个人,都十分重视地理信息技术教育,他们的学生不仅能熟练操作地理信息技术相关专业软件,如GIS软件,而且能运用这些软件分析和解决实际问题。此外,如马耳他等经济欠发达地区,鲜有教师运用3S技术进行地理教学;而新加坡虽然现阶段在中学地理教学中较少涉及3S技术,但是已计划在中学课程标准中对3S技术的应用提出要求,这将有助于3S技术在中学地理教学中的推广和应用。
美国是研究地理信息科学最为前沿的国家,其地理学研究的领域、方向及其变化基本上代表了世界地理学的整体发展规律。从这个意义上说,美国地理学发展趋势也是世界地理学的发展脉络,世界地理信息技术将不断发展,而中学地理信息技术的教学也必然随之发展。
2.国内研究进展。纵观国内近年来的研究,地理信息技术在中学地理教学中的应用主要集中在3S技术课程和3S技术辅助教学应用两个方向的研究上。3S技术课程研究又主要分为课程内容研究与课程教学研究。在课程内容上,段玉山、安业分别对高中地理中3S技术应用的选修模块内容与高中地理教材中涉及3S技术部分内容进行解析与评述,都提出了相应的要求。在课程教学方面,以课堂教学策略与教学方法进行研究为主。
在3S技术辅助教学应用方面,研究主要体现在以下四个方面:①3S技术辅助教学——以制作专题地图为主,用于分析、讲解特定教学内容。②3S技术辅助研究性课题的学习——应用于地理实验教学中;③3S技术的教学模式进行分析;④基于GIS的中学地理辅助教学系统的开发和利用。另外,李晴晴、孙婷等就GIS辅助教学系统的研发与应用也做了相应的研究。
整体而言,我国目前的中学3S教育仍属于探索阶段。一方面,将地理信息技术应用于中学地理教学的理论研究相对不足,更多的是面向科研或高等教育的地理信息技术应用研究,而较少涉及引导学生将3S技术作为学习工具,用于收集、分析、利用地理信息,解决生产生活存在的问题的论文。另一方面,3S技术在我国中学实践教学中的应用进展也较为缓慢。调查结果显示,高中地理教师对教材中涉及到的3S技术部分,大部分只是简单地讲授教材中的内容,只有很少一部分教师会使用ArcGIS、ArcView等软件对教材内容做简单的操作演示,几乎没有学校给学生提供上机、体验3S技术应用功能的机会。
三、不足与新思路
综上所述,国外对3S技术应用于教学的理论研究较为成熟,且其实践教学发展也较快,尤其十分重视如何更有效地在中学地理教学中运用3S技术的问题。而国内研究进展缓慢,对3S技术应用于教学的研究还不够全面和深入,往往侧重乡土地理资源、教材、教学设计、教学模式探讨,少部分基于GIS建立乡土地理资源数据库,而将3S技术综合应用到中学乡土地理教学的研究则仍较为少见。因此,如何将3S技术的优势应用于在中学乡土地理教学中值得研究。
参考文献:
[1]陈胜庆.乡土地理教育新论[M].北京:测绘出版社,1992,(7):4-31.
[2]教育部.义务教育地理课程标准(2011版)[S].北京:北京师范大学出版社,2002.
[3]教育部.普通高中地理课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.
[4]王信文.乡土地理教育的实践研究——以《福州地理》为例[D].福建师范大学,2005.
[5]余茂军,.乡土地理教学中3S技术的应用及实现方法[J].课程教育研究(新教师教学),2014,(8).
[6]曾苏清.3S技术综合应用于高中地理课程实验教学探究——以海坛岛水土流失检测为例[D].福建师范大学,2014.
关键词:测绘行业、现状、发展、弊端、战略规划
中图分类号: P2 文献标识码: A 文章编号:
现阶段我国测绘行业的发展现状
自从提出数字地球这个理念以后,有关数字地球的国际会议就在北京举办,此次会议也是全世界首次会议,被称之为数字地球国际会议。国务院副总理李岚清在会上指出,我国政府对数字地球的作用非常重视,实行的方针主要是需求牵引,统一规划,分阶段发展并且要共同建设共同分享,这为数字地球建设的发展起打下坚实的基础,随着变化,数字中国、数字区域、数字省和数字城市代替了数字地球的概念,在这种情形之下,对我们国家测绘行业的快速发展起到非常关键的作用。首先,建设地球空间数据库,地理空间信息技术的建设需要由基础空间信息数据库作为基础,也是建设国家信息基础设施的重点,对国家信息化的建设起到重要作用。建国以来,国家在国土调查方面投入了很大的投资,积累了大量的各方面的信息,包括:齐全的专业、较高的标准化及系统性,并且能够遍布全国,大部分地理空间信息的生产与管理都是由国家来负责。其次,建设空间信息技术标准,国家科技部组织并研究了空间数据格式交换标准,此标准定义了三种数据的交换格式,包括:栅格数据、矢量数据、影像数据等。并在此交换格式的基础之上进行数据交换件的开发,实不同部门及不同系统间的交换空间、非空间数据得以实现。在一九九九年八月二日此标准作为国家的标准并进行颁布,二零零零年十月一日进行了实施。空间信息共享元数据标准在地理空间信息描述的基本内容及模式上都进行了规定,具体内容包括:质量信息、标识信息、表示信息、实体、空间参照信息以及属性信息,还有发行信息与元数据参考信息等。国家空间信息共享体系的建设,为国家信息化建设服务起到非常关键的作用。最后,有关空间信息的处理、信息的分析以及管理技术能力,地理空间信息技术发展的基础就是国家空间信息处理、分析与管理技术,并且也是地理空间信息技术发展的有利平台与工具,同时,也是产业发展的灵魂。 此领域的技术范围较广,主要包括:地理信息系统技术和软件、图形图像处理技术和软件以及全球卫星导航定位技术和软件等。一直以来,在这个领域中,占有绝对的统治地位的就是国外的软件,而国产软件相比来讲则处于薄弱的位置。然而,随着国家不断重视,并且通过各方面的努力,这种局面已经得到很大的改善,尤其是在九五期,很多由我们国家自己研制的软件都已达到了国外同类的产品,甚至已超越了国外同类产品,不但在国内占有一定的市场份额,在国际上也占有一定的市场份额。
新时期我国测绘行业存在的问题
首先,建设数据库,第一、把数据共享,在数据库的建设中存在非常严重的重复建设的问题,没有健全的数据共享机制,相应的政策法规也没有保障,没有标准的数据库,这样就导致无法实现数据的共享。除此之外,就是数据较多并且都是各自单位自己加工而成的,并没有形成数据产业。第二、关于测绘经费的问题,一直以来,国家没有对测绘做足够的投入,测绘体制一直保留着传统的体制,没有规范的市场,没有稳定的测绘队伍,也没有完善的政策环境。这些问题都充分说明一个问题,地理空间技术是一项高新技术,涉及的领域也是技术密集性的产业,不管是购软件设备还是硬件设备,无论是对数据的生产还是更新的投入,都是一个很大的数字,并且投入与产出会产生很大的反差,这对发展起到很大的影响。其次,空间信息技术的标准,在基础类的标准规范中,如今,国家标准只包括地球空间数据交换格式,但是,软件方面的工作还是比较缺乏的,国内没有普遍的使用;一些非常重要的数据标准只能停留在方案阶段,如:空间元数据标准、空间数据共享模型、空间元数据系统运行规范等,要成为真正的国家标准还有一定的距离;部分重要的基础性标准也没有开展工作,如:地理信息系统软件功能标准、空间互操作协议、空间数据传送协议以及空间信息查询语言标准等。另外,在应用类的标准规范中,也没有建立起行业的地理信息系统技术规范或标准。
三、新时期我国测绘行业发展战略规划
首先,在数字中国的地理空间框架的建设中要加快速度,二十一世纪是信息化的知识经济时代,我们国家提出了全面建设小康社会的奋斗目标,测绘属于地理信息产业,在以后的发展中应加快数字化测绘体系向信息化测绘的转变,重点建设数字中国、数字区域、数字城市的地理空间信息基础框架。其次,在有关部门的协作配合下,加快建设数字中国、数字省份的应用示范工程。以地理空间基础数据库作为平台,有效结合其他行业专业部门的专题数据。
四、笔者对我国测绘行业的几点看法
第一、根据目前我们国家的国情,制定国家空间数据基础设施政策,需要考虑以下四个原则:一是鼓励公开,提供数据共享程度的原则;二是把市场竞争的机制引进来,充分利用利益驱动的原则;三是运用国家宏观手段的原则,四是实行数据分类动作的原则。 第二、制定出空间信息共享的政策,具体包括:数据报偿定价政策、数据投资政策、市场竞争和利益驱动政策、数据公开和保密政策、数据分类运作政策、数据安全以及防护政策、数据标准化政策等。第三、使数据共享的关键性问题得到有效解决,具体包括:数据模型和数据格式、数据结构、空间数据质量、地理信息的标准化、网络建设、数据的互操作、法规与政策。在使国家信息得到安全保证的基础上,使部门及地区间的地理空间信息资源得到充分的共享以及合理的利用,起到有效的促进作用。第四、实现地理数据共享其中一个关键性问题就是地理信息标准化,这对地理信息产业的形成起到很大的促进作用,也是地理信息产业的发展的重要条件。与国际有关地理信息标准的水平相比较,我们的水平是有一定差距的,重点是标准的理念基础及适用性的差距。第五、使国家的空间管理体制得到健全,在新世纪的全球空间信息技术发展的形势之下,使我国的空间信息技术发展及应用得到进一步的研制,使发展战略、总体规划、技术路线及专项计划得到进一步的明确。第六、在人才的队伍方面加强建设,无论是测绘技术还是信息技术都在不断的快速的发展,所涉及的领域也在不断扩大,在人才队伍的建设以及培养方面要不断加强并进一步落实,这样才能跟着国家信息基础设施建设的步伐,使我们国家在此领域的创新能力得到提升,并且提高国际的竞争力,与此同时,还要把应用成果的示范作用充分发挥出来,加强应用技术方面的培训,只有这样才能使人才队伍得到稳定。
参考文献:
1. 景维立,孙仁锋. GPS网络RTK技术及其应用[J]. 四川测绘,2005,28(4):184-187.
2. 晏红波,黄腾. GPS网络RTK 的现状及应用前景探讨[J]. 现代空间定位技术研讨交流会论文集,2007,5(3):66-73。
3. 陆贤东,顾和和,王飞. 网络RTK在地籍测量中应用分析[J].矿山测量,2008(2):18-24. 4.过静郡,王丽,张鹏. 国内外连续运行基准站新进展和应用展望[J].全球定位系统,2008(1):1-10.
5.李征航,何良华,吴北平. GPS技术的最新进展——网络RTK [J]. 测绘信息与工程,2002,27(2):22-25.
6. 张琼,王建文. VRS技术原理及网络RTK在城市规划测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2008,31(4):63-65.
关键词:高师院校 GIS 教学
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-0-02
在现代,反映综合国力的显著标志之一就是该国的IT教育和科普水平。地理信息科学是信息技术的典型代表,是数字化的集中表现。1998年,教育部新颁布了高等教育目录。其中,在地理学和测量学这两个一级学科目录中,新设立地图学与地理信息系统、地图制图与地理信息系统两个本科专业,以期培养地理信息系统理论和工程应用人才。由于地理信息系统的广泛应用和普及,地理学科下其他专业,如地理科学专业,资源环境与城乡规划管理专业都开设了地理信息系统课程。它是新型强有力的地学研究工具,这对所有教学层次是十分必要的。在全球信息浪潮的推动下,2012年,教育部对1998年专业目录再次完善,把地理学中的地理信息系统专业更名为地理信息科学,由此可见对地理信息系统教学的重要程度。以人为本加强地理信息系统教育,大力培养创新型人才,是地方高师院校教学改革的重要课题。文章从多方面阐述地理信息系统课程的特征,分析了高师院校地理信息系统教学的存在问题并提出了发展对策。
1 地理信息系统课程特征
1.1 多学科交叉集成,知识广泛
地理信息系统(Geographic Information System,GIS)于20世纪60年代兴起,是一门年轻却异常活跃的学科。它是地理学、测绘学、统计学与计算机和信息科学等之间的交叉学科[1],已经渗透到各领域、各部门和各行业。GIS是数字地球的基础,是3S(GIS、RS、GPS)或5S(GIS、RS、GPS、ES、DPS)集成技术的核心,时刻影响和改变者人们的生产、生活、工作和思维方式。未来凡是与地理信息空间有关的社会、经济和人们生存、生活的98% 领域都将会应用到GIS技术。2007年,我国GIS产业规模达到500亿。据“中国地理信息产业协会”预测,到2015年,我国GIS产业规模将达到5000亿。
1.2 理论与技术应用并重
地理信息系统既是一门理论学科,又是一门应用性很强的技术型学科,全面反映“概念―原理―方法―操作―应用”五位一体的特征。学习GIS和学习游泳的道理相同,既要掌握理论知识,又要培养动手能力。理论与实践两面都要硬。没有实践的理论是纸上谈兵,没有理论的实践是瞎子摸象。教学中要注重理论的讲授,同时要加强实践能力的培养。
1.3 空间抽象和空间分析
空间分析的强大功能是GIS区别于其他信息系统的根本标志,也是GIS成熟发展与地理信息系科学发展的标志。空间实体的表达相对抽象,不易理解,可以借助PPT或一些实物,使之直观化、形象化,加强学生的感性认识。
1.4 更新快
GIS是地理学的第三代语言。发展了近50年的地理信息系统有着巨大的变化。从最初的GIS萌芽到现在的COMGIS、WEBGIS、VRGIS、时态GIS等,GIS正朝着一个可运行的、分布式的、开放的、网络化的全球GIS发展。GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性巨型软科学。
2 高师院校GIS教学现状和存在问题
2.1 学时较少,兴趣不浓
地方高师院校开设的地理信息系统课程一般只有50学时左右,其中包括了理论课时和实践课时。这对于非GIS专业的教学来说是远远不够的。在我国,中学阶段对GIS的基础教育普及率不高。地理在高中阶段被分在文科类,地理科学专业和资环专业招生计划也受到影响,过多地招收了文科学生。尽管进行了高数、计算机技术和等级考试的学习,但数理基础薄弱,计算机知识缺乏,导致对GIS课程学习很吃力,并且兴趣不浓。
2.2 重理论轻实践
GIS实践性强,教学中需要安排大量的实践环节。但是由于高师院校地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业用于实践教学的软硬件设备配备不齐,并缺少必要的空间数据,只能偏重于理论教学,在动手能力培养上达不到要求[2],教师难讲,学生难学,使实践教学无法深入,得不到巩固,阻碍了GIS教育发展。
2.3 师资力量薄弱
建立一支高素质教师队伍是教育改革的根本。地方高师院校中从事GIS教学的教师大都是从地理科学专业转过来的。盐城师范学院不只有一位教地理信息系统课程的教师,但仅有一位地图学与地理信息系统专业毕业的教师,这不能满足GIS课程教学的需要,会影响GIS人才的培养。
3 GIS有效教学途径探讨
3.1 从大环境着手,创造有利条件服务教学
3.1.1 转变教学观念,加强对GIS的重视
国家新颁布的《普通高中地理课程标准》加入了“地理信息技术应用”教育模块,该标准提出了对GIS的教学要求。因此在高师院校地理科学专业纳入并重视GIS教育相当重要。资源环境与城乡规划管理专业与GIS更是息息相关。学校应从师资队伍建设、教学科研等方面加以长远考虑与准备,应积极申办地理信息系统专业。
3.1.2 加强GIS软硬件设施建设
地理信息系统包括四大要素:地理空间数据和信息、硬件、软件和人员。近年来,计算机硬件价格大幅度降低,许多师范院校的地理系有自己的机房,只要再添加些设备,如大型扫描仪、数字化仪和大型绘图仪等[3]。再购买安装相应的地理信息软件,如ERSI公司的ARCGIS,国内超图公司的SuperMap、中地公司的MAPGIS等,就可以把普通的机房变为GIS实验室。除此之外,还需要购买地理数据和信息。当然,GIS教学软硬件离不开不菲资金的支撑。地方高师院校可以采取软件公司与高校共建实验室,即校企合作的方式以较小的成本获取正版软件。
3.1.3 师资队伍的建设
根据地方高师院校GIS课程培养的目标和要求,提高教师的GIS教学水平,可以通过派送教师进行GIS专业深造或引进GIS专业的高层次人才。
3.2 教学注重GIS特色
3.2.1 加强实践教学环节
实践是硬道理,只有实践才能出技术和人才。师范学校若忽视,难于适应培养创新型人才的大潮。为了确保教学效果,开课时间的选择很重要,最好安排在大三年级开设。这个时间段学生已经具备了高数、计算机、测量学、地图学、遥感的基础,已经掌握了一些学习方法,能接受地相对容易些,并且有充足的课余时间来实践。在讲授GIS基本理论的同时必须辅以必要的同步实验,例如地图数字化、创建专题地图、空间查询与检索、地图版面设计等。
3.2.2 强调与专业或专业方向相结合,适当调整内容
教师在教学中不仅要传道、授业,还要解惑。这要求GIS教育要本着解决实际问题原则。教师应抓住GIS社会化的契机,在第一堂课上,对绪论的讲解尤为重要,不能照本宣科,讲解GIS课程的学科前沿以及与实际生活息息相关的方面。地理科学专业,利用GIS软件制作地图、数字化地图等。资源环境与城乡规划管理专业,强调空间分析,如城市规划及管理、园林管理、房地产管理、城市管网、城市交通、土地管理和地籍管理等。采用案例教学,做到有的放矢,提高学生学习兴趣。
3.2.3 改进考核方式
考试不是目的,而是检验学习效果的手段之一。教学中应积极倡导学生参与式学习,结合课堂讨论与交流心得体会,拓宽学生视野,巩固教学成果。在考试中,加大软件操作题的比例和相关应用题。积极引导学生脱离死记硬背,期末考前“抱佛脚”的换习惯,尝试口试答辩、软件操作方式的考试,提高学习的创造性,与培养创新型人才接轨。考试内容不能局限于教材,不能划范围定重点,从而破坏高师院校的学风和校风建设。
3.3 学生利用共享资源主观能动地学习
21世纪需要的是人才,教学要扬长补短,激发学生的主体性和创造性。要积极配合国家的教育体制改革,勇于探讨专业教学的新理念、新模式和新方法,因材施教,因人而异,因势利导,有意识、有重点的培养创新能力[4]。
同时,可以组建由学生自由协作和自主学习的应用研究性学习小组和创新团队,并制定专业教师担任辅导,鼓励和祖师学生积极参加ESRI、SuperMap等全国GIS应用开发大赛、挑战杯、开放实验项目、大学生科研项目、社会实践、科技文化展等,加强不同学科、专业的交叉。
只有让学生亲手操作、亲身实践,他们才能对GIS有更深刻的认识和技能上的更快提高。同学们要多写些GIS方面的小论文或毕业论文,体现新思路。一些专业的网站论坛,国内外高校的精品课程上,都可以下载关于GIS学习资料。
4 结语
地理信息科学(Geographic Information Science,GIS)是依靠地理信息软件(Geographic Information Software)支撑的地理信息系统(Geographic Information System),最终要为人类提供地理信息服务(Geographic Information Service)。地理系信息系统已经成为IT领域中产值最高的信息技术
之一。
参考文献
[1] 贾泽露,刘耀林,刘兴全.从市场需求看我国高校GIS教学改革[J].地理空间信息,2006,4(2):75-77.
[2] 李权国,张,康玲.师范院校地理科学专业GIS教育的问题与策略研究[J].福建教育学院学报,2010(2):62-64.
【论文摘要】本文简要介绍地理信息系统的概念和它的基本功能,列举地理信息系统在环境管理中的应用,对国内外环境地理信息系统的研究热点和方向进行阐述,并提出发展环境地理信息系统的策略和建议。
一、地理信息系统的概念
地理信息系统是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和环境信息的计算机软硬件系统。它是GIS技术在环境领域的延伸。
地理信息系统在环境管理中的应用的主要功能有:
1、基本功能包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑,以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加、修改、删除点、线、面或修改其属性信息;制图功能可以灵活多样地制作和显示及输出各种专题地图,如污染分布图、水功能区划图、环境规划图等等,地理要素可放大缩小以显示不同的细节内容,并能够测量地图上线段的长度或指定区域的面积。
2、空间统计分析是指对空间数据库中的专题数据进行统计分析。包括各种属性数据的集征数、离散特征数及其分类分级统计等。
3、叠加分析功能允许两个或多个图层在空间上比较各空间要素和属性,分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层,它将显示原图层的全部特征,交叉的特征区域仅显示共同特征;统计叠加可以统计一种空间要素在另一种空间要素中的分布特征。对不同的图层进行叠加分析,从而获得各种感兴趣信息。
4、缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一。例如,某地区有危险品仓库,要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析,结合与居民地图层的叠加分析,可以获取需要疏散的人口数等等。
综上所述,空间分析是地理信息系统软件的核心,空间统计分析、叠加分析、缓冲分析等功能为地理信息系统提供了强大的环境分析功能与广阔的应用空间。随着其功能的不断完善和发展,地理信息系统将为环境各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具,成为各部门日常工作不可或缺的工作手段。
二、地理信息系统在环境管理中的具体应用
由于地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能,具有广泛的应用范围。具体体现在两个方面,一是它可以应用在环境管理的各个环节,如区域环境规划、环境监督管理、区域环境监测及环境评价研究等;二是它可以广泛应用在国家、省、市等不同层次的管理。下面简单介绍一下它的具体应用。
1、电子地图使环境管理工作变得轻松直观
由于采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图,实现了数据可视化。它使环境主管部门对各种环境要素的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图要素进行查询,可以获得环境监测点位、污染源等的空间分布及其与环境敏感区域的空间关系等信息。可以对各种环境数据进行综合的统计并分析以及采用直观的丰富多样的表现方式进行展示,为环境决策提供科学快捷的支持。
2、强大的环境规划手段
区域环境规划是EGIS应用发展的重点领域之一,目前基于EGIS的环境规划模型还处于深化研究阶段,将环境应用模型与GIS集成为一体,可以为环境规划提供更强大的技术手段。由于应用EGIS能够更好地考虑和评价建设项目对环境的影响,因此在建设项目的环境评价中得到广泛应用。
3、危险物运输管理
借助GIS的运行路径选择功能,可以对危险物转移运输线路进行优化选择,能避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域制定运输计划。并可以通过GPS对危险物的运输线路进行实时监控。
4、环境模型模拟分析
环境模型在环境决策中有着重要的作用,如可以通过模型模拟出污染事故发生后各个时间的扩散情况,为决策提供科学的参考依据。常用的模型主要有大气扩散模型、1维水污染扩散模型、2维水污染扩散模型等等,实现各种模型的模拟结果的生成、2维和3维的显示等功能。
5、为数字环保提供技术平台
数字环保是最近提出来的终极环境管理系统,它是继数字地球概念提出以后,环保领域提出的新概念,它将是未来十年环保领域信息化建设的终极方向,EGIS作为数字环保的基础平台,将能够为用户提供实时动态环境信息服务,也能够为环境管理者提供决策信息,逐步控制污染,改善环境状况,提高人民生活水平。
三、发展环境地理信息系统的策略探讨和建议
随着国外EGIS技术的逐渐成熟和数据采集技术的快速发展,建立环境地理信息系统的条件开始逐渐成熟,而且将成为我国发展GIS的重点领域,从GIS在我国近几年的发展领域也可以看出这种趋势。
发展EGIS应当采用“统一规划、注重基础、紧密跟进、高起点开发、协调发展”的发展策略。
1、统一规划。
为了降低空间数据资源采集和管理的成本,为了适应未来发展的需要,必须在多方部门的参与下,统一规划和构建EGIS的发展框架。
2、注重基础。
在统一规划的思路和明确的发展框架下,不断加强基础空间数据库和基础环境数据库的积累与建设。
3、紧密跟进、高起点开发、协调发展。
在技术上紧密跟进国外先进的GIS技术,高起点进行系统开发,与我国的信息产业发展速度相协调,共同发展适合我国国情的EGIS。
当前我国各地许多部门虽然已经开展了EGIS的研究与开发,但这些开发均是出于本部门的需要,很少考虑到将来部门之间的数据交流和共享,加上没有全国性的EGIS发展框架和数据标准,数据的通用性将成为影响EGIS开发的关键因素,建议有关部门及时组织开展EGIS发展体系和框架标准的研究。
四、结束语
地理信息系统是近二十年来迅速发展的信息技术的重要组成部分,它的应用已经从早期的矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的更广泛的领域,特别是在环境领域,原有的多种环境信息处理技术(环境模型、环境规划分析)正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有环境特征的地理信息管理系统,即环境地理信息系统(EGIS)。它将成为各个环境管理部门日常信息处理不可缺少的新工具。它将彻底改变传统的信息处理方式。可以说它是环境管理进入信息时代的标志。
参考文献:
[1]张清宇、田伟利、沈旭,环境管理信息系统[M],北京:化学工业出版社,2005
[2]王萌,城市地理空间信息共享与管理办法研究[D],中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008
系统综述(systematicreview)又称系统评价,起源于医学领域,是指在复习、分析、整理和综合原始文献的基础上进行的二次研究方法[12],目前已经被广泛应用于循证医学(evidence-basedmedicine)[13],逐步应用于社会学、教育学、图书情报等领域[14]。系统综述可被精确区分为两种类型:(1)定性系统综述,原始文献的研究结果被分析与总结,但未经统计学合并;(2)定量系统综述,又称元(meta)分析或荟萃分析,应用统计学方法对若干个研究结果进行定量统计合并的过程。在某些不强调或较难实施统计学合并的研究领域,直接将定性系统综述称为系统综述,将其作为一种对某研究问题、主题或现象的可获得的所有研究进行评价和解释的方法,目标在于通过一种可信的、严格的以及可审计的方法来提供公正的研究评价[15]。信息科学与旅游科学的交叉研究属于较难实现统计学合并的研究领域,因此本文采用定性系统综述方法,简称系统综述。本文关于信息科学与旅游的交叉研究的系统综述研究包含如下步骤:(1)确定研究问题为了全面了解与分析信息科学与旅游的交叉研究现状,本文确定了如下系统综述的研究问题:①信息科学研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?②旅游研究中与信息科学相关的研究主要有哪些方面?③信息科学与旅游的交叉研究有哪些趋势?(2)确定文献搜索策略基于所确定的研究问题,设计如下文献搜索策略:①搜索工具与数据库:采用GoogleScholar、IEEEXplore、ScienceDirect;②搜索关键字:采用关键字组合“tourism”AND(“computer”OR“communicationtechnology①”),即“旅游”与“计算机”或“通信技术”同时出现;计算机科学与技术是信息科学研究领域中最为活跃的方向之一,计算机科学与技术、通信科学与技术在信息科学研究中具有一定的代表性;经过反复搜索测试,“计算机”与“通信技术”作为关键字与“旅游”进行组合搜索,搜索结果能够较为全面地覆盖信息科学与旅游的交叉研究,实现本文系统综述的研究目标;③搜索的时间范围:2000年之后。(3)文献搜索按照上述搜索策略分别在3个工具与数据库进行搜索。GoogleScholar显示共有54500条结果(2011年12月22日),其只提供最相关的前1000条;IEEEXplore(搜索字段为“摘要”)共搜索到46条结果(2011年12月24日);ScienceDirect(搜索字段为“题目”或“关键字”或“摘要”)共搜索到36条结果(2011年12月24日)。(4)文献筛选在上述搜索到的条目中,按照表1所示的文献入选和剔除标准,筛选用于本文系统综述的文献。表1所示第一步完成后共有512篇文献入选。第二步经过多次逐步细化筛选,最终确定用于本文系统综述的入选文献共245篇,其中期刊论文158篇,会议论文87篇。245篇文献来自106种期刊和58种会议,文献来源分散且涉及领域广泛,有关文献来源、作者等的定量分析结果已另文撰写[16],本文则侧重对系统综述研究步骤(1)所确定的研究问题的回答。(5)分析与完成报告根据系统综述研究步骤(1)所确定的研究问题,对入选文献进行分类、分析与总结。分析结果见下一章节。为了分别回答问题1与问题2,本文需要将入选文献划分为旅游研究和信息科学研究两种视角,分别简称为旅游类研究和信息类研究。而事实上,当两种研究产生交叉与融合,进行上述严格区分是较为困难的。为此,本如下处理:(1)按照文献来源所属学科范畴进行划分,如来源于TourismManagement及《旅游学刊》的文献则划入旅游类,来源于ExpertSystemswithApplications及《计算机工程》的文献则划入信息类;(2)按照期刊载文的学科范畴划分,如《华东经济管理》刊载旅游类文章,则归为旅游类,《北京工商大学学报(自然科学版)》刊载信息技术类文章,则归为信息类;(3)按照入选文献的具体内容划分,一些综合性期刊无法直接确认属于哪一类,则阅读入选文章原文,如果偏重人文社会学视角,则归入旅游类;如果偏重信息科学及技术视角,则归入信息类。由此,经管类、电子商务、地理类等期刊归入旅游类中,测绘类期刊归入信息类中;两类分别含有入选文献147篇和98篇。
综述结果与分析
1:信息科学研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?“面向旅游”并不特指专用于或专门针对旅游的研究,而是指其研究问题由旅游领域而产生,或者旅游是其最为典型的应用。面向旅游的信息科学研究几乎涉及了信息科学研究范畴的各个方面,而许多研究领域更是体现了信息科学领域较新及较前沿的研究方向与热点,如表2所示①。面向旅游的信息科学研究中最受关注的研究主题是应用系统、人工智能、地理信息系统、移动应用、推荐系统以及语义网与本体等;而Web服务、虚拟现实、普适计算、计算机仿真也受到了一定程度的关注。下面对表2排序前10的研究主题的进展情况进行详细阐述。应用系统指面向各种终端设备,如电脑、手机、PDA(掌上电脑)、电话等使用者的可用人机交互系统,也包含网站(Web)应用系统。本文为了强调移动应用和推荐系统两类特殊的应用系统,在本类研究主题统计中将其排除,另列类别。应用系统研究占据了面向旅游的信息科学研究的较大比重。一方面是因为信息科学向旅游研究中进行渗透的最初方式正是其在旅游行业中的实际应用;另一方面是入选文献中我国研究占据较大比重且较集中于该类研究。应用系统的相关研究可分为:①战略设计或实施建议,如航空业信息技术应用战略与战术研究[17],以及非洲撒哈拉以南地区的旅游组织实施电子商务的建议[18];②技术架构设计,如基于面向服务的体系架构(serviceorientedarchitecture,SOA)的旅游资源信息服务模型研究[19];③系统设计与开发,如一种智能旅游行程导航系统[20],以及四川[21]、山西[22]和赣东北[23]等目的地或区域管理信息系统的设计与开发。人工智能是面向旅游的信息科学研究较多采用的方法与技术,可将相关研究分成以下几个方面:①推理,即采用人工智能推理技术支撑各种应用系统,如基于贝叶斯网的旅游行程推理[24];②数据挖掘,如旅游突发事件预测预警[25,26]、消费者特征分析[27]、基于机器学习的旅游博客观点挖掘[28]以及数据仓库技术在旅游业中的应用[29];③主体(agent),如主体旅游者进行数据采集、分析并向旅游者进行旅游推荐[30-32];④评价,如基于神经网络的上海旅游可持续发展能力评价[33];⑤决策支持,如旅游目的地选择决策支持系统[34]。旅行活动是一种人地关系,地理信息是设计与开发各种旅游应用系统的重要信息资源,地理信息系统就是为这些应用系统提供地理信息使用接口的重要支撑系统。个性化目的地推荐系统[35]、基于短信服务的餐馆推荐系统[36]、导航系统[20]、位置服务系统[37]、旅游资源监控预警系统[38]以及古建筑信息系统[39]等应用系统都离不开地理信息系统的支撑。上述“应用系统”主题研究中,几乎所有面向目的地与区域的管理信息系统的设计与开发都离不开地理信息系统。有关旅游地理信息系统本身的研究也较为活跃,如雅安市WebGIS(万维网地理信息系统)的实现研究[40]、基于WebGIS的旅游地理信息系统研发[21]以及泰山三维(3D)地理信息系统的研发[41]。移动通信技术,特别是移动终端技术的快速发展,使得面向旅游者手持终端(如手机、PDA)的各种移动应用得到了迅猛发展。相比较于传统的计算机应用,移动应用较好体现了旅游以“人为中心”而不是计算机为中心的理念。相关研究主要集中于面向旅游者服务的信息推送与搜索[37]、导航[42,43]、实时路线及目的地推荐[34,36,44,45];并向普适计算的方向进行扩展,如手机电子门票[46]、基于全球定位系统的车辆监控与导航以及手机与环境之间的交互游戏[47]等。除了面向旅游者服务外,移动应用研究还包含面向旅游研究者、旅游公共管理与服务部门以及旅游企业的旅游行为数据采集与分析,如可通过基于手机数据的散客流分析,对目的地住宿的可容纳量进行估算[48]。移动应用中与位置信息相关的应用也被称为位置服务,如位置信息服务、导航以及实时路线推荐等。推荐系统是为解决互联网“信息过载”问题而提出的一种个性化服务,帮助用户从大量信息中发现其可能感兴趣的或者满足其需求的资源,如信息、服务以及商品等,并自动生成个性化推荐[49]。目前,推荐系统在旅游中的典型应用为旅游行程规划,可面向旅游电子商务用户[50],也可面向互联网用户[4,51,52];可规划旅行的时间、地点以及活动等全套行程规划[4,51-53],也可推荐旅游目的地[35]、餐厅[36]以及住宿[54]等。推荐系统主要采用人工智能[50]、语义网[24,53]、移动应用[36,45]、定位与地理信息系统[36]等技术。相关研究还涉及用户个性语义模型[55]、系统架构设计[56]等方面。语义网(semanticWeb)是传统网站的一种扩展。在语义网中,信息具有明确的含义———语义,人类语言与机器语言之间能够相互理解,机器能够自动地处理和集成网上对于人而言可用的信息,使得人与机器之间的交流变得像人与人之间交流一样顺畅。本体(ontology)是用来描述网络文档中术语的明确含义及其之间关系的技术,能够实现语义网信息处理的自动化,提高网站搜索的准确性以及网站服务质量[57]。旅游领域是语义Web与本体研究的问题来源与典型应用对象,如基于语义Web与本体技术的旅游中小企业间信息交换[58]、动态生成客户供给的客户关系管理[59]、旅游网站信息系统[60]、旅游目的地管理系统[61]以及旅行推荐系统[24,30,53,54,56]。这些系统能够对旅游领域知识进行本体表达,从而集成对于用户有用的或者满足用户需求的语义信息;其中,旅游知识域的本体表达[62]、行程规划的语义信息推理[24]是实现这些系统的关键技术。Web服务(Webservices)是Web上数据和信息集成的有效机制,是解决Web上各种应用系统高维护与更新代价的最为合理的解决方案[57]。因此,Web服务在旅游中主要用于信息集成、交换以及系统之间的互操作[63,64]。Web服务技术对于旅游目的地管理而言非常重要,能够实现旅游目的地营销系统与旅游企业之间以及目的地旅游企业之间的异构数据交换、共享以及集成[65]。Web技术还是Web推荐系统的重要技术之一,能够获取推荐系统所需的动态与实时的万维网数据[52]。虚拟现实技术主要用于旅游目的地、景区、景点的市场营销。国内的相关研究集中于旅游目的地、景区及景点等的虚拟展示,如西安市360度全景虚拟旅游系统[66]、北京妙峰山古建筑群的网络虚拟漫游系统[67]、村镇民俗旅游资源的立体展示[68]。郑鹏等认为这是一种旅游产品的虚拟试用体验[69]。而国外的相关研究则侧重于游客的现场体验,特别针对历史文化遗产与遗迹,如意大利的PEACH(personalexperiencewithactiveculturalheritage,个性化体验活动的文化遗产)项目针对提升游客在博物馆对于文化遗产的体验[70]以及马来西亚凯利城堡(Kellie’sCastle)的虚拟旅游原型研发[71]。虚拟现实技术在旅游中的应用还包含了旅游开发与遗产保护,如十三陵景区的虚拟复原[72]。普适计算模式下人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。由于移动终端设备及其应用的发展,普适计算在旅游研究中非常活跃,如一种面向移动终端的基于旅游本体的信息广播与推送方法研究,用以解决传统移动终端对于旅游者需要花费昂贵的“漫游”网络连接费用以及需要主动获取信息等问题[73];一个面向德国雷根斯堡(Regensburg)游客的移动终端游戏的设计与应用,游客可以通过在空中晃动手机来与游戏中的历史人物沟通,该游戏以一种有趣的方式向游客介绍雷根斯堡的历史[74]。普适计算是我国目前形成研究热点的物联网应用的基础理论与技术之一。计算机仿真技术研究中面向旅游的研究包含基于概率统计方法对上海旅游服务系统顾客满意度进行仿真[75]以及基于系统动力学方法对新度假制度对城郊旅游的影响进行仿真[76]等。
问题2:旅游研究中与信息科学相关的研究主要有哪些方面?旅游研究中与信息科学方法与技术相关的研究范围较为广泛,表3显示本文入选文献中归入旅游类的研究主题共有43种①。其中最受关注的研究主题是电子商务、网站评估以及在线消费者行为。人工智能、移动通信、地理信息系统等信息科学方法与技术在旅游中受到了相应重视。旅游网站空间、系统评价、网络营销、应用系统以及正在大范围普及的Web2.0互联网应用模式也受到了旅游研究的重视。信息科学领域中的某些前沿研究也在旅游研究中得到了关注,如计算机仿真、推荐系统、Web服务、语义网与本体。进一步对表3各类主题的文献内容进行剖析与归纳,可以得到以下旅游研究中与信息科学方法与技术相关的6个研究范畴:信息技术对旅游的影响研究主要包含信息技术对旅游产业的影响与信息技术在旅游中的应用影响两个方面。其中,信息技术在旅游中的应用影响又分为现状研究、作用研究、影响因素研究等方面。信息技术对旅游产业的影响主要体现在其对传统旅游产业价值链的重构上,集中表现于电子商务对旅游产业的影响[77]、新型电子中介(供应商、互联网门户网站、拍卖网站、数字电视、移动商务等)对传统电子中介(计算机订座系统、全球分销系统等)的影响[78]、信息技术对分销渠道的影响[79]。信息技术在旅游中的应用现状研究主要侧重于旅游企业,如电子商务在北京旅游企业中的应用现状[80]、土耳其旅行社对互联网的使用情况[81]、爱尔兰旅游中小企业和乡村微型住宿业对信息技术使用情况的分析[82]、南非中小旅游企业对于信息技术使用的状况研究[83].信息技术对旅游的作用研究既包含旅游企业整体层面,如信息技术对埃及中小接待企业发展的积极作用[84]、知识管理对于澳大利亚旅游业的作用[85]等;又包含旅游企业的某项具体功能,如信息技术应用对于泰国酒店运营效率的作用[86];还包含旅游资源开发与保护方面,如计算机技术对于泰国古建筑重建的重要作用[87]。信息技术应用的影响因素研究对于旅游业如何有效应用信息技术而言是非常重要的。相关研究包含:①电子商务的应用影响,如泰国旅游企业应用电子商务的影响因素[88]、酒店业应用电子商务的影响因素[89];②网络营销对旅游企业的影响,如互联网广告对旅行社运营的影响[90];③旅游企业对技术应用的态度,如希腊旅行社对互联网技术的使用情况与态度[91];④旅游者对信息技术使用的态度,如游客在度假时是否愿意使用基于技术的信息[92]、影响旅游者使用互联网进行旅游规划的因素[93]。目前,信息技术在旅游中的应用模式研究主要集中于电子商务模式、网络营销以及Web2.0。电子商务模式的相关研究有区域旅游电子商务开发计划研究[94]、旅游电子商务模式现状与趋势研究[95]、旅游电子商务模式[96]以及运营模式研究[97]等。网络营销是除了电子商务之外信息技术在旅游中最主要的应用模式。网络营销研究多围绕网站展开,如英国农村接待企业网站营销现状研究[98]、塞尔维亚旅游网站网络促销现状和形式研究[99]、美国旅游官方网站网络营销使用分析[100]、旅游目的地营销组织网站的客户需求研究[101]。此外,在线葡萄酒旅游[102]以及在线客户关系管理[103]都是一种网络营销方式。随着互联网技术的发展,Web2.0作为一种新型的互联网应用模式受到了旅游领域的高度关注。相关研究可以分为如下几个方面:①营销,即基于Web2.0的网络营销方式,这是目前旅游研究领域最为关注的方面,如Web2.0对克罗地亚旅游产品的营销作用研究[104]、博客对于旅游市场营销的中介作用[105];②旅游者行为与服务,如Web2.0下网络旅游消费行为模式及旅游网站应用研究[106]、基于Web2.0的用户个性化定制研究[107]以及基于人工智能技术的微博“旅游情感”数据挖掘[108];③网站分类,如Web2.0旅游网站的分类机制研究[109]。此外,面向产业价值网络的四川旅游信息资源整合推进模式和机制是一种信息技术在旅游中应用模式的有效探索[110]。网站评价是信息技术应用评价研究中最主要的内容[111]。从评价对象上看,相关研究涉及官方旅游网站[112]、目的地营销组织网站[113]、各国及地区旅游网站[114-116];从评价内容上,包含有效性评价[112]、可用性评价[114,117]、使用分析[118]、功能分析[113,119]、网站设计[116,120]、网站旅游本体分析[121]、游客价值[116]以及网站访问者分析[119]等;从评价方法上有调查法[114]、启发式方法[115]、数据包络分析法[122]、内容分析法[113]、网站日志分析法[118]、领域本体分析法[121]等。随着移动通信技术的发展,移动应用在旅游领域得到了广泛应用,针对移动应用系统的评价研究也受到研究者的关注,如从用户角度对移动应用进行评价[123]、各种移动旅游者指南功能与可用性评价[124]。较传统旅游研究对象,如旅游资源、旅游企业以及旅游者等,信息社会视角的旅游研究对象发生了扩展,如从旅游者的地理时空变化扩展到了在线旅游者行为变化,从旅游资源的空间格局扩展到了旅游网站的网络结构等。在线旅游者行为研究中最受关注的是消费行为研究,如消费影响因素与满意度[125]、忠诚度与推荐行为[126]、在线分享行为[127]。随着社会网络的形成,在线旅游者的情绪研究得到关注,如通过旅游者在论坛、博客(微博)上的评论分析旅游者情绪[3,108,128],相关方法包含内容分析[3]、统计与语言学分析[128]、人工神经网络方法[108]以及数据挖掘技术[127]等。一项研究还将旅游者的博客进行了计算机可视化,用来辅助其他旅游者的旅行计划[129]。此外,旅游目的地营销组织网站的旅游者在线行为也受到研究者的关注[101]。目的地地理尺度的旅游网站空间结构也受到研究者的关注,主要包含方法研究与案例研究。方法研究有统计方法[130]以及网络拓扑图方法[131-133]等;案例包含欧洲[131]、意大利厄尔巴岛[132]以及河北省[134]等。旅游虚拟社区是社会信息化背景下形成的新型社区,部分旅游研究者对其给予了关注,如针对具有中国文化背景的芒果社区网(Mango)的综合性研究[135]。社会信息化下的旅游研究方法包含两个方面的含义。一是指传统旅游研究方法可借助社会信息化背景进行扩展,如网络调查方法[1,136]扩展了传统现场发放问卷的调查方法;基于射频识别(RFID)与全球定位系统(GPS)技术的追踪系统扩展了传统旅游者游憩行为问卷调查方法,并提高了数据的精度[137,138];遥感与地理信息系统(RS&GIS)技术可提高旅游资源监测的准确性[139]等。二是指旅游研究方法对于信息科学方法与技术的借鉴。人工智能是旅游研究中采用最多的信息科学方法与技术,其在旅游研究中的应用可以分为以下几个方面:①需求预测,如基于人工神经网络的西班牙巴利亚利群岛旅游时间序列预测[5]、遗传算法在旅游需求预测中的应用[140]、模糊时间序列及灰色理论在短时间序列旅游需求预测中的应用[141]以及人工智能方法与其他预测方法的比较[142];②在线行为分析,如基于机器学习(machinelearning)的在线消费者行为数据挖掘[127];③基于主体(agent)的旅游系统仿真研究,采用人工智能研究领域的重要分支———多主体系统(multi-agentsystem,MAS)对多层面、多地理尺度旅游系统进行计算机仿真,探索旅游主体之间的相互作用与规律,如基于多主体的旅游空间结构演化研究[143]、旅游者在目的地[144]以及景区范围的动态性研究[6]。计算机仿真方法与技术在旅游研究中的应用也受到了旅游研究者的关注,具体研究包含以下几个方面:①预测,如旅游收入预测[145];②旅游经济研究,如区域旅游经济系统动力学分析[146];③旅游主体行为研究,如上述人工智能研究中基于主体的旅游系统仿真研究[6,143,144]。地理信息系统(GIS)是信息科学与地理科学的交叉研究领域,作为旅游研究的一种研究方法或工具,主要被用于旅游资源评价[147,148]。随着移动终端设备在旅游者中的普及,旅游研究者对移动应用的相关研究给予了较大关注,如上下文适应的移动应用体系框架设计[149]、上下文相关的信息推动服务系统设计[150]以及用于博物馆导游的多媒体技术研究[151]。语义网与本体是信息科学的前沿领域,但由于其对于提升面向旅游者的网络服务质量具有非常重要的作用,也受到了旅游研究者的关注,如用于搜索引擎的旅游域语义表示研究[152]。智能系统作为信息科学的前沿领域,在旅游研究中也受到了关注,除了综述性研究外[153],还出现了有关智能系统设计方面的研究[154]。应用系统的规划建议与系统结构设计是旅游研究者较为关注的信息技术研究,如基于知识管理视角的目的地管理系统设计[155]。而其中以我国的相关研究为最多,如赣东北网络旅游信息系统研究[23]、上饶市旅游资源信息系统[156]。数字旅游是一种典型的旅游与信息技术的综合叉研究主题,在我国旅游研究领域受到了关注,既包含了偏重技术的研究,如数字旅游的体系框架[157],也包含了围绕数字旅游系统建设的保障体系研究,如相关政策法规方面的研究[158]。
问题3:信息科学与旅游的交叉研究有哪些趋势?尽管信息科学与旅游的交叉研究在近12年间经历了快速发展,但其仍然属于新兴交叉学科,其发展需要相关学者更为广泛与深入的探索研究。在本节,笔者在对最近12年信息科学与旅游的交叉研究进行系统整理的基础上,通过捕捉旅游类与信息类研究共同关注的研究主题(表4),以及基于笔者对信息科学以及旅游研究趋势的把握,找到信息科学与旅游交叉研究中的研究重点,其反映了两类科学的交叉发展趋势,或者研究者们重新认识某些对该交叉领域的发展来讲非常重要的问题。以下分别对它们进行阐述:人工智能方法与技术是信息技术发展的高级阶段,研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术,涉及知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面的研究内容。尽管目前人工智能在旅游中的应用以旅游需求预测最为成熟,然而其相关理论、方法与技术并没有在旅游领域中得到充分应用。如何充分利用人工智能方法与技术来有效处理与使用旅游数据、信息与知识,深入挖掘旅游者、旅游公共管理与服务部门以及旅游企业的特征、存在的问题并进行决策支持,是信息科学与旅游科学交叉研究中较为迫切与前沿的问题。语义网与本体研究是信息科学领域的前沿领域,是海量网络信息之间相互理解的基础。互联网的发展使得传统面向旅游者的“线下”服务扩展至“线上”,包含以传统计算机为中心的和以新兴各种移动终端为中心的“线上”服务,“线上”服务质量对于信息时代的旅游者体验是非常重要的。基于语义网与本体技术的旅游推荐系统正是提升网络服务质量的有效方法与工具,如何将语义网、本体技术以及旅游推荐系统进行理论、方法以及应用上的有效集成,使其对旅游者具有实际应用价值,是信息科学与旅游科学交叉研究中的另一个前沿问题。普适计算是我国目前形成研究热点的物联网应用的基础。随着移动终端设备及其应用的发展,传统以计算机为中心的网络服务扩展至以移动终端—旅游者为中心,基于普适计算模式的连接物与物、人与物、人与人的物联网以及各种移动应用系统在旅游研究与实际应用中得到了重视。然而,无论是普适计算还是物联网,在信息科学研究中都是前沿领域,存在许多未解问题,因此,普适计算以旅游领域为问题域或典型应用,将同时有助于其本身以及旅游问题的解决。
关键词:遥感技术 地理信息系统技术 全球定位系统技术 工程项目管理应用
0引言
时代在发展离不开技术支持,实践证明科学技术是第一生产力。3S空间技术在其年轻的生命却在人类进步中发挥着不可磨灭的作用,并将在未来发展继续发光发热。那么首先我将简单介绍下何为“3S”技术。
1、3S技术的简介以及发展
全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS),即“3S”技术,由于其具有快速、实时地采集、存储管理、更新、分析、应用与地球空间分布有关数据的能力,在建筑工程各的项目开发及管理中发挥着越来越重要的作用。
1.1 GPS――全球定位系统
全球定位系统(Global positioning system)是共由三部分组成:地面控制部分、空间部分、用户装置部分。GPS主要特色是全天候、全球覆盖、三维定速定时高精度、快速省时高效率及应用广泛多功能。
1.2 GIS――地理信息系统
GIS(Geographical information systems)属于空间信息技术,是以地理空间数据库为基础,在计算机软、硬件的支持下,对有关空间数据按地理坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究并处理各种以空间实体及空间关系为主的技术系统。
1.3 RS――遥感
遥感(Remote Sensing),遥感技术的基本原理是从远处探测感知物体, 也就是不直接接触物体。遥感主要指从远距离、高空,以至外层空间的平台上,利用可见光、红光、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输或处理,从而识别从远处通过探测仪判别出目标地物的属性。遥感信息, 包括地面遥感、航空遥感和航天遥感等各的方面。
1.4 3S集成技术
随着“3S”技术的研究和应用逐渐向广度和深度发展,GPS、RS、GIS已由独立平行发展走向相互渗透和综合发展,形成“3S”集成技术,并显示出单独一种技术所没有的优势。集成技术不是一种简单的相加,而是一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的综合,“3S”集成技术是当今地球空间信息科学的最前沿领域。
2、3S技术在工程建设中的应用2.1、3S在工程项目规划中的应用
在项目评价与审查阶段,要对一个项目做出科学的判断,至少需要回答三个问题:一是项目的真实性,如项目区的地理位置是否正确,申报的土地利用类型是否与实地相符,是否具备项目实施所必需的路、水、电等基础条件等;二是基本技术方案的合理性,如田块布置及沟、路、林、渠等各项工程的布置是否与实际地形相符,土地平整方案是否合理等。要回答上述问题,仅靠研究项目申报材料是不够的,3S 技术为解答这些难题提供了一个切实可行的解决方案。
2.1、3S在工程设计中的应用
在选定项目所在址后,利用已有遥感资料分析该区内的水土保持治理度,以及附近交通、环境、周围经济发展程度情况。利用GPS测出该区一系列地形地貌特征点的坐标数据,通过后处理,求出各特征点的坐标,利用GIS相关软件编制成数字地形模型(DTM),进而建立1:5000~1:2000地形图和1:1000~1:500地形图图层,将对一个或多个横切线进行自动计算并绘制剖面图形,生成横断面图,分析地质情况,并制定相应的施工组织设计和编制施工方案,特别是地基处理和降水处理方案。
2.2、3S在施工管理工作中的应用
在工程项目施工放样中应用,根据已输入在GIS中的建筑分区、项目址地形图和单项工程设计图纸,然后采用GPS的RTK(实时动态测量)技术,基站安设在一已知点上,预先将待定点坐标输入流动站手簿,手持GPS流动站天线,首先确定建筑主体轴线的方向找到定点坐标,把其放样在地面上,然后,用同样方法确定一系列点,和其他平行和垂直的轴线,并在中心线定出的基础上下木桩或龙门板定位。由点到开挖线,确定开挖面或山坡区域,这样就完成放样就可以开始组织施工。同样将辅助设施或其他建筑物逐项落实到地面,并用打桩等方法予以确定。
结束语:3S 技术是提高项目决策质量、强化项目监管力度、提高行业工作水平和效率的一种有效手段。今后,在加大已有研究成果推广应用力度的基础上,应进一步深入研究,逐步构建起一套成熟的3S 技术支撑体系。利用现代先进的“ 3S”测绘技术, 特别是现代先进测绘技术的综合利用, 不仅有利于工程项目规划建设过程中如土地整理的潜力调查、专项规划以及土地整理项目管理等方面土地信息的采集, 大幅度提高规划决策的实效性, 还可以大幅度的降低该过程中的人力、物力、财力的投人。
参考文献:
[1]罗新宇.我国道路与铁道工程3S应用综述[J].致富时代,2001,6(1):29-32.
[2]赵晖,夏显文.GPS定位技术在杭州湾大桥中的应用[J].水运工程,2004,8.
[3]刘丽珍.高速公路设计中遥感图像的作用[J].山西交通科技,2009,6.
[4]桌宝熙.南昆铁路施工阶段遥感工程地质调查的应用[J]. 中国地质灾害与防治学,2003.9(1),9:25-30.
[5]郑伟峰,郑振云.地理信息系统GIS在土木工程中的应用 第十四届全国工程设计计算机应用学术会议论文集.
[6]朱全宝,李光耀.遥感技术在芜湖长江大桥桥位选址中的应用[J],铁道工程学报,2006.12.
[7]黄恩才,赵彤等.地理信息系统在土木工程中的应用[J],天津理工学院学报.
[8]侯波.卫星遥感影像三维可视化处理[J].中国体视学与图像分析,2001,6(1):29-32.