地理信息系统实验心得范文
时间:2023-11-24 18:00:14
导语:如何才能写好一篇地理信息系统实验心得,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
【关键词】地理信息系统;嵌入式;研究;实现
1.嵌入式地理信息系统的研究
随着GIS的快速发展,人们对空间数据的需求也日益增大,把GIS与嵌入式技术融合在一起,形成一个嵌入式的地理空间集成平台,是当前GIS研究领域的一个重要趋势。与传统GIS技术相比较,嵌入式GIS具有跨平台、开发好、易集成、易渗透和融合好等特点而且价格低,为地理信息技术融入其它信息技术提供了良好的技术基础。但是现实中,GIS空间数据量非常大,所需存储空间也很大,这与嵌入式设备有限的系统资源形成矛盾,因此针对嵌入式设备的特点并结合GIS应用程序的需求设计嵌入式GIS平台是非常必要的。典型的嵌入式GIS应用由嵌入式硬件系统、嵌入式操作系统和嵌入式GIS软件组成。
(1)嵌入式GIS存在的问题;随着GIS的快速发展,人们对空间数据的需求也日益增大把GIS与嵌入式技术融合在一起形成一个嵌入式的地理空间集成平台是当前GIS研究领域的一个重要趋势。与传统GIS技术相比较,嵌入式GIS具有跨平台、开发好、易集成、易渗透和融合好等特点,而且价格低,为地理信息技术融入其它信息技术提供了良好的技术基础。但是现实中GIS空间数据量非常大,所需存储空间也很大这与嵌入式设备有限的系统资源形成矛盾,因此针对嵌入式设备的特点并结合GIS应用程序的需求设计嵌入式GIS平台是非常必要的。典型的嵌入式GIS应用由嵌入式硬件系统、嵌入式操作系统和嵌入式GIS软件组成。
(2)主流的嵌入式系统类型,如今主流的嵌入式系统有Linux、Windows CE、Windows Mobile、uClinux、uCOS-II、VxWorks等十几种。其中Linux的开发和研究是目前嵌入式操作系统领域的热点之一。其源代码开放内核小巧灵活、稳定高效、易于裁剪,这使 Linux很适合嵌入式系统的应用。Google的开发人员根据实际需要自行定制 Linux操作系统内核为使之更为精简实用。由Google公司研发推出的开源平台Android 完美的支持Google Map与Google Earth的API开发,是当前市场上最适合结合地理信息系统知识进行移动开发的平台。地理信息系统工具的基于Android平台研发虽然目前十分火热,但功能却十分单调,没有一款可以集电子地图、数字地球、电子罗盘和GPS定位等功能的集成式软件。GIS软件很多国外的有AutoCAD Map3D、ArcGIS、Maplnfo等,国内的有MapGIS、SuperMap等。
(3)实现高效的嵌入式GIS数据模型设计,数据是GIS的核心,如何设计一个合理高效的数据模型是嵌入式GIS开发的关键。我们开发的嵌入式GIS系统采用改进的GDF数据模型。主要的改进包括:减少模型的复杂度(比如去掉坐标表,在几何对象表中直接存储坐标等)增加注记要素层等。嵌入式GIS数据模型中,地理信息按图幅和图层进行存储和管理。首先,地理信息在纵向上分为若干图层,每个图层存储相同类型的空间数据。同时,地理信息在横向上按照图幅进行分幅存储。图层和图幅的关系是平等的,一个图层可以包含多个图幅,同时一个图幅又可以分为多个图层。图幅和图层的定义信息分别由图幅描述表和图层描述表进行记录。图幅和图层之间的每一个交叉(即某个图幅的某个图层,或某个图层中的某个图幅) 对应相应的空间数据表,存储该图幅在该图层的空间数据(包括属性数据和空间数据) 。空间数据表包括若干地理要素空间数据表,分为点要素空间数据表、线要素空间数据表、面要素空间数据表和复合要素空间数据表4种类型。同时每个空间数据表还对应一个空间索引表,存储空间数据的空间索引值。在嵌入式GIS开发中,我们采用矢量形式存储GIS空间数据以节省存储空间。考虑到目前PDA的存储能力,对矢量数据采用分块处理的方式。把一幅地图切割成m×n (m行×n列) 的矩形块,空间数据和属性数据都以图幅块为单位存储。为了调用GIS数据时能迅速找到对应的图幅块,还应对图幅块建立索引机制。某一图幅块的索引应包含图幅块的范围,点、线、面数据的数量,并给出图幅块在数据文件中的详细地址。根据地址可以找到并读出该图幅块的所有数据。
(4)嵌入式GIS数据结构的研究开发原则;嵌入式GIS工作在实时、多任务的环境下,图形显示与浏览、信息查询、拓扑关系、空间分析等是数据结构设计必须要考虑的因素,因此嵌入式GIS数据结构的设计原则主要有:1)图形结构简单,冗余度小,电子地图主要包含点、线、面等空间对象,简单的图形结构具有数据量小、运行速度快、图形裁减方便等特点冗余度小将使信息查询、路径搜索的速度提高,也将减少数据的存储空间;2)拓扑关系简单,在移动GIS中,电子地图的拓扑关系用于路径搜索、最优路径规之,简单明了而又实用的拓扑关系将缩短路径搜索的时间。3)空间信息查询与分析速度快,空间信息查询主要包括单个空间对象的查询和多个空间对象的查询,良好的数据结构将使空间查询和空间分析的速度快捷,结果准确。4)开放的数据接口,嵌入式GIS的数据结构应具有良好的数据接口,使之能够兼容更多己定型的数据。
2.嵌入式地理信息系统的实现
2.1军事国防领域
武器控制,从火炮控制高炮指挥仪到导弹控制(弹上计算机),从坦克、轰炸机、舰艇、雷达、电子对抗等军事电子装备到军事通信及军事指挥系统。
2.2野外数据采集
野外地质调查与地理调查,可运行于嵌入式计算机、进行移动制图。作为一种低成本的数据采集方案,嵌入式GIS软件平台将赋予嵌入式计算机矢量和栅格数据一体化显示和数据库管理的能力,通过可选的GPS 接收机,还可以进行实时定位。
2.3智能汽车领域
随着无线通信与全球定位技术的日益成熟和广泛应用,集通信、信息、导航、娱乐和各类汽车安全电子系统于一体的车载盒会成为下一代和未来汽车的发展方向。
篇2
关键字:试验平台;OFDM;耦合器;放大器
中图分类号:TN914.4 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2009)01-0112-03
已有的研究表明,电力线是一种复杂的通信媒体――无处不在的噪声、负荷变化及一些不可预测的干扰都会严重影响信号传输的质量。要保证通信质量,提高通信速率,选择合适的调制方式是一个关键问题。传统的单载波调制系统不适用于高速数据传输,因为需要对信道进行多级均衡,设备复杂且收敛性差。多载波频分复用(OFDM―Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术,以其抗干扰能力强、带宽利用率高、结构简单、成本低等优点,为实现高速低压电力线载波通信提供了一个有效的解决方案。
一、OFDM定义
正交频分复用是一种正交多载波调制技术。传统的数字通信系统中,符号序列被调制到一个载波上进行串行传输,每个符号的频率可以占有信道的全部可用带宽。OFDM调制方式是将可用的频谱分成N个频带较窄、相对低速率传输的子载波,子载波的幅频响应相互重叠和正交。串行传输的符号序列也被分成长度为N的段,每段内的N个符号分别调制到N个子载波上一起发送。也就是说,OFDM是把一组高速传输的串行数据流化为低速的并行数据流,再将这些并行数据调制在相互正交的子载波上,实现并行数据传输。虽然每个子载波的传输速率并不高,但是所有的子信道加在一起可以获得很高的传输速率。
二、OFDM系统的技术优势
采用OFDM实现高速低压电力线载波通信主要有以下的技术优势:
(一)OFDM的结构简单,成本低
与一般均衡器相比,利用离散傅立叶变换(DFT)对并行数据进行调制、解调,大大降低了系统实现的复杂程度。随着超大规模集成电路(VLSI)和数字信号处理(DSP)技术的不断进步,用DFT实现OFDM已付诸实用。
(二)能够有效地消除ISI及子载波间的串扰
正交频分复用OFDM本质上是一种通过延长传输符号的周期来克服多径干扰的并行数字调制技术。它将高速串行数据分解为多个并行的低速数据,这样每路数据码元宽度加长,从而减少了ISI的影响。例如,一个10Mbps的BPSK码元的长度只有100ns,而一般电力线中的时延扩展为1μs,这样接收到码元会受到10个延时码元的干扰;OFDM将信道频带划分为100个子载波,每个子载波的单位码元的长度为10μs,从而大大提高了抗ISI的能力。
(三)有效地降低电力线的衰减特性对载波通信的影响
作为一种信息传输媒介,低压电力线亦具有射频信道的多径效应,从而带来信号的频率选择性衰减。OFDM将频率选择性衰减引起的突发性误码分散到不相关的子信道上,从而变为随机性误码。这样可利用一般的前向纠错(ECE)有效地恢复所传信息。然而,OFDM本身并不能抑制衰减,各子载波在频域内的位置不同,受到不同程度的衰减影响。OFDM可以根据信道特性进行子信道分配,这样就能够保证信号只在误码率能够满足通信要求的频带范围内传输。
(四)频谱利用率高
OFDM使用正交函数系列作为子载波,子载波的频谱正交且相互重叠,可使载波间隔达到最小,从而提高了频带的利用率。如图1所示,OFDM信号的频谱非常接近矩形,因此频带利用率可接近香农信息论的极限。在低压电力线载波通信中,单载波系统的频带利用率很少超过80%,而OFDM系统的效率则可接近100%。
三、低压电力线OFDM 通信系统平台总体设计
在低压电力线载波通信中,将OFDM 技术与信道编码、均衡、同步、解码等技术相结合,可以组建一个比较稳定可靠的高速通信系统。为了建成一个基于OFDM 的低压电力线载波通信实验平台,考虑软件模块和硬件模块相结合的总体方案。采用软件模块在PC 机上实现发送信息的编码、调制、解调、解码过程,由硬件模块实现信号的数模和模数转换、信号的放大耦合以及信号的上下变频。发送信号经过宽频带功率放大器后由耦合器耦合到低压电力线中进行传递。本文中设计的低压电力线OFDM 系统平台如图2所示,主要由两大模块组成,软件模块实现信号的处理,硬件模块实现信号的转换和传递。
(一)OFDM系统设计
从信源发出的信号首先经过级联编码,在本系统中,级联编码由卷积码和RS码级联而成。经过编码的信号进入映射模块,采用DQPSK将信号调制成复信号。将这些复信号送入串并转换模块后变成N个子数据流进入到IFFT模块进入OFDM调制,得到OFDM码元。为了进一步抑制由信道的多径性引起的ISI,我们在得到OFDM码元之后在OFDM码元中插入保护间隔,实际的做法通常是将OFDM码元中最后的数据复制到OFDM码元前,然后形成一个新的OFDM码元滤波成形,最后发送到模拟前端。
将接收到的信号变成为数字信号,然后经过同步模块,得到整个系统的时间同步和频率同步后得到正确的OFDM码元组,将这些OFDM码元组中的循环前缀去除,然后送入FFT模块进行OFDM解调。然后将通过发射端插入的已知的导频符号进行信道估计和均衡,然后进行解映射和解码的步骤,得到相应的数据流。
为了达到高速数字通信的要求,系统的数据为2M,电力线信道的延时为2μs,则一般考虑取整个OFDM码元符号的保护间隔为6μs,取整个OFDM符号的时间为30μs,则每个OFDM符号所携带的bit数为数据速率和符号的有效时间之积,即2M*24μs =48bit。由于采用的卷积码的编码效率为1/2,则经过编码之后每个符号对应了96bit,而系统采用QPSK的调制方式,也就是2bit调制成一个复数信号,则每个OFDM符号必须携带48路复数信号,也就是在进行OFDM调制时需要将信号串并转换为48路并行的子数据流分别加载到48个子载波上,子载波的间隔为1/(30-6)μs =41.7kHz。系统除使用48个子载波加载数据之外,还使用8个子载波插入导频符号,作为信道估计和频率跟踪用,同时在两端流出8个子载波,一共使用64个子载波,则所使用的带宽为41.7k*64,约为2.67M的带宽。
(二)高频宽带功率放大器的设计
由于低压电力线网络是为了传送50Hz 工频电功率而设计的,它对于1MHz 以上的信号的输入阻抗很小。这意味着发送器需要提高发送功率,或者设计输出阻抗很小的放大器,才能达到将一定功率水平的信号发送到电力网络中去的目的。已有的试验结果表明,低压电力线网络的输入阻抗在几欧至几十欧之间。因此设计的放大器输出阻抗必须尽可能的小。
为了实现阻抗匹配,设计输入匹配变压器;使用耦合电容来传输高频信号,阻隔工频电流;采用MOSFET 管芯片 BLF177 实现宽带功率放大,通过直流电源电路来驱动 BLF177,同时采用去耦阻隔器阻隔来自电源的高频信号干扰,由于是高频信号,因此在设计中除了排除外来频率信号干扰外,还要考虑电路本身各个元件的高频特性的影响。
(三)低压电力线OFDM 系统的耦合电路设计
设计一个有效的低压电力线高速通信耦合电路,主要应该解决以下几个问题:
1.能够适应低压电力网开放式的网络结构及其动态多变的网络特性,保证以较低的介入损耗传输高频信号,同时阻止电力线50Hz 的工频电流进入通信终端。
2.提供足够宽的带宽,以及良好的阻抗特性和较小的工作衰减。
3.应考虑到实际应用,装置应尽量简易、经济,便于现场的安装使用。
低压电力线载波通信系统中,载波信号耦合方式主要有电容耦合和电感耦合。本文选用电容耦合,属于直接耦合,电路简单,传输特性较电感耦合更理想,工作衰减小。电容耦合采用耦合电容器为主要元件,其电路图如图4所示。该耦合电路将高频载波信号直接注入到电网,同时从电力线上接收高频载波信号。
高频电容C00一端接入低压电力线,另一端与耦合变压器相连。C00采用高压电容,其耐压值大于275 V。C00一方面用来耦合高频载波信号,另一方面起到高压工频隔离的作用,这里建议耦合电容C00选用0.0047F。
耦合变压器T00不仅具有隔离作用,同时也实现了信号线平衡D不平衡的变换及其阻抗的变换作用。T00的初级线圈与C00组成高通滤波电路,阻止了50 Hz的工频电流,并尽可能削弱低频的电力线电压信号,减少衰减低频噪声及干扰信号;同时保证高频信号的通过,并为其提供尽可能小的衰减及线性幅频、相频特性。
四、结语
本章给出了低压电力线OFDM 载波通信系统的结构框图,分别描述了试验平台中各个环节的算法以及具体实现方法;具体阐述了模块中宽频带功率放大器、耦合器的设计,给出了详细的原理说明、实现方法等。论文对基于 OFDM 技术的低压电力线载波通信实验平台整体设计方案给予了说明。整套实验平台的成功研制表明将OFDM 技术应用于低压电力线载波通信,以实现高速数据通信是可行的。
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篇3
关键词:Flex;地图缓存;网络地图服务
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)10-2184-05
A Research and Implementation of Web GIS Based on RIA
LI Xiao-gui, QING Fang, WANG Li-juan
(Dalian Institute of Science and Technology, Dalian 116052, China)
Abstract: A research and realization of Web GIS based-on RIA combined RIA(Rich Internet Application) with WebGIS, which makes the system achieve more powerful computing and more extensive performance and interactivity. Tthis study aimed at the development of WebGIS and RIA technologies, based on geographic information to explore the traditional network optimization of system performance, improve map response and browsing speed. Meanwhile, the research and realization of the development model combined RIA with GIS, of which the key point is new technologies and new ideas in WebGIS application research. The final results of the analysis: the new model of building of RIA WebGIS and the the best solution of "user experience problem", developing and research RIA-WebGIS model system combined server tools, client tools , the ideas of soft engineering and the development of key technologies RIA WebGIS.
Key words: flex; map cache; web map service
1概述
RIA应用到WebGIS要追溯到最早的Flash技术。首先要搞清楚一个问题,目前主流的RIA开发工具Flex与传统的Flash之间的区别:Flash是为设计者designer设计的,而Flex是为开发者developers设计的;Macromedia推出了Flex用非常简单的mxml来描述界面和jsp/asp/php程序人员使用(x/d)html非常相似,而且mxml更加规范化、标准化[2]。开发出来的应用程序可直接编译成swf的flash格式文件,支持大多数的浏览器。传统的WebGIS对于地图的浏览、查询融入RIA技术最先也是通过Flash技术开始的,研究采用Flash Mx制作工具,创作了网上电子地图,将地图转换成为Flash文件,给出了制作电子地图的步骤,也实现了电子地图简单的放大、缩小、漫游等功能。在地图信息量不大的情况下,这确实是切实可行、成本低廉、开发容易的方法。而随着庞大地图数据、POI信息点以及人们不断提高的地图查询需要,这种单一的技术是远不够的。而Flex的产生带动了RIA开发的新模式,目前一些流行的RIA电子地图网站如Google Map,其上一段Google Map flash API加上影片及时间轴的例子,点选时间轴可让地图跳转至该点,影片也会同步[3]。这样的功能用一般的网页+Javascript是很难实现的,通过RIA的架构却很容易开发。而一些主流的WebGIS厂商也推出了基于RIA的商业组件产品,如ESRI的ArcGIS API for Flex能结合Flex工具及ActionScript脚本语言开发出RIA的电子地图功能。
2 RIA网络地理信息系统的设计与实现
GIS辅助子系统是在上海静安区原有GIS平台的基础上,通过对面向应急的图层数据制作和相关功能的完善,实现对应急业务的支撑。从应急GIS辅助系统的建设内容上来看,主要包括图层空间数据库建设和应用功能整合开发两方面,主要功能包括空间数据处理、基础GIS功能整合、应急业务专题查询、区域分析统计、动态标绘等方面的内容。
2.1平台及基础数据
GIS平台采用ESRI的ArcGIS ArcIMS和ArcGIS ArcSDE平台。基础数据采用现有平台数据。表1是系统实例中地图基础图层数据列表。
基础数据主要用于地图的背景、查询定位、分析,实施过程中具体基础数据的内容应视现有平台数据内容作相应调整。
表1地图基础图层数据列表
2.2系统架构及部署
系统采用B/S架构,是WEB兴起后的一种网络结构模式,WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端,将系统功能实现的核心部分集中到服务器上,简化了系统的开发、维护和使用。整个系统以RIA为客户端开发,通过WebServer连接ArcIMS地图服务器,此外地图服务器还要连接ORACLE属性数据库以及SDE空间数据库引擎。结构如图1所示:
图1 RIA-WebGIS系统架构图
应急GIS部署在Web服务器,所有对地图的操作包括视图变化、空间查询等,通过向ArcIMS服务器发送请求并处理请求返回完成;
ArcIMS与Web服务器共用一台服务器,处理所有的空间相关请求,并向ArcSDE索取数据,以响应Web服务发出的请求。
空间数据库服务器单独部署一台服务器,所有的空间数据(包括基础数据和应急专业数据)纳入空间数据库分类管理,对空间数据库的相关操作通过空间数据引擎ArcSDE进行。
2.3空间数据更新维护方式
数据更新维护过程中,应急平台与现有平台的空间数据需保持一致,两个数据库之间的数据交换过程如下图2,将从源数据库中将更新维护图层导出为Shape格式文件,然后将Shape文件倒入目标数据库。对导出的Shape格式文件,导出方应保证数据的质量(如数据字段正确、无几何错误)。数据的倒入导出都通过ArcCatalog进行。
图2 RIA-WebGIS空间数据更新维护图
2.4通用地图功能整合复用
系统通过数据与网络接口,收集监测、统计等信息资料,建立属性数据库,对全市范围内的各种基础信息、专题信息以及监测点传输的信息进行分类汇总,完成数据的检索、修改、统计、报表输出等基本功能。同时,系统建立专业的地理信息数据库,对全区范围内各类地形图、专题图、重点单位及相关救援队伍分布图、各种图象进行输入、编辑、检索、分析、输出等功能,并结合具体应用实现通用及专用分析功能。
2.4.1地图操作
地图操作主要可以实现包括图层控制、地图量算、查询定位等功能。
图层控制提供基本的视图操作,包括视图的放大、缩小、漫游、全屏等;地图的显示可采用鹰眼导航效果。支持全图显示、直接放大、直接缩小、拉框放大、拉框缩小、地图漫游、加点标注、距离量算面积量算、清除高亮显示对象、前一视图、后一视图和图层控制等功能。
2.4.2量算功能
地图量算支持距离、面积等量算功能。距离量算支持量算图中任意线段、折线、曲线的总距离和最后一段的片断距离;量算两点间距离等;面积量算支持测量固定区域的面积;同时还支持在地图上绘制不规则多边形进行面积测量。实现效果如下图3:
图3静安安监系统地图量算实现
2.5应急业务专题管理
应急业务专题管理主要面向应急业务进行空间信息及相关点、面的属性信息查询,从而实现面向不同事件及处置要求的信息支撑。该功能将在现有的GIS公共平台提供功能的基础上进行二次开发。
查询模块提供信息录入,点图查询、框图查询、简单查询、复杂查询及地图定位等。定位查询功能能够根据行政区(街道)名称、道路名称等信息快速定位到行政区、道路或道路交叉口。同时,系统还支持定位后的信息标注、图层展现内容到处等地图操作功能。同时,也能够按照不同的信息元素进行检索,主要实现的查询功能简述如下:
点图查询:点击一图形元素,能够查看该图形元素的基本信息,并能够支持对该点相关的资源等信息状况的扩展查询。如图4:
图4静安安监系统地图查询效果
框图查询:在点图查询的基础上扩大了查询的范围,通过圆形或者方形,查询选定范围内的相关属性信息。
区域查询:查询当前视野范围内的各粒度级的业务信息,能够实现对范围内信息的缩放及分级查阅。
自定义多边形查询:可查询自定义多边形范围内的业务属性信息。
简单条件查询:通过限定简单的条件(应急队伍、地址路名、地址详址、街道名称),查询应急业务属性信息。
复杂条件查询:通过限定较为复杂的查询条件(危险源和隐患情况、关键设施情况、人口情况等)查询符合条件的属性信息。数值型的条件还可以限定域值,各条件之间可以用逻辑关系组合。
地图定位:对有地图关联的简单条件查询和复杂条件查询结果,在地图上进行定位显示,如图5所示。
2.6动态标绘
动态标绘功能是GIS扩展应用的重要功能之一,也是体现人机交互的重要手段。该功能在突发事件处置过程中提供事件发生过程的空间信息展现及支持领导和指挥人员对处置方案进行模拟推演具有重要作用。动态标绘模块主要功能包括:
1)区域定位:用户能够通过GIS的基础定位功能实现对指挥区域的定位,在定位完成后,选择“区域定位”,该区域作为本次指挥研判动态标绘的区域能够高亮显示出来,并最大化至全屏,供领导在最有效范围内进行信息查阅和指令下达。
2)事件动态:系统支持对事件处置的不同续报信息的加载,并且能够实现各类发展态势信息的标绘和加载。从实现形式上来看,主要通过不同单位在处置过程中的上报信息实现标点,系统后台支持将同类点按照时间顺序进行连接,从而形成面向事件的平滑动态曲线。
3)指令标绘:处置过程中,GIS系统是领导的指挥沙盘,能够支持快速选取各类图标(参照民防及军标GIS系统图标规范)实现指令标绘。同时这些标绘信息还能够导出为图片等文件供传阅及指令下达。
4)信息导入:对于委办局建成GIS系统的,系统支持其专题图层的导入,如水务局等根据其预案制定的面向静安部分地区的防汛防台人员疏导路线信息,通过导入系统能够实现平台加载和辅助支持。
5)信息输出:无论是专题图层、统计分析信息还是动态标绘信息,系统均支持信息的输出功能。从输出结果来看,主要的空间信息是以图片形式输出的,各类属性及统计信息,能够支持图表形式的输出和dbf数据文件方式输出。
图5静安安监系统地图查询定位效果
2.7外部信息联动
GIS辅助系统应急指挥功能能够灵活展现事故发生的空间位置信息,管理事故、资源、监控对象等事物的空间关系,为科学、正确的指挥决策提供依据。要实现GIS的辅助支撑,和已有的视音频资源进行整合式必不可少的工作。外部信息联动主要实现GIS系统和监控、城管通系统的集成整合。
视频监控功能:
GIS-视频监控功能通过GIS系统与图像监控系统的整合,把摄像机与地理信息综合系统进行联动就可以在看到地图的同时获得该地方的实时视频图像。系统能够在电子地图上显示、选择相应监控点,并可显示视频图像内容。此外,也可以管理摄像头的相关属性资料。
2.8系统数据库设计与搭建
地理空间数据库包括:基础地理空间数据库和应急业务地理空间数据库。目前静安区已经建成区级基础空间数据库,因此基础地理空间数据库不需要重复建设。应急空间数据需要新建,在现有纸质和电子资料的基础上进行梳理,参照静安区地理空间数据建设标准构建应急的专业图层。
GIS系统功能的实现需要构建在数据资源的基础上,主要为各类图层信息。基础空间数据资源及相关的数据处理可以在原有区GIS平台的数据处理功能的基础上,根据应急管理的业务要求进行图层数据的制作,并实现和相关信息数据库表的关联,支撑空间信息服务。
空间数据资源:
空间数据资源按照面向应用的不同,可以分为基础数据和专业数据两大类。基础数据即全区全要素地形图(比例尺视用户提供决定),数据的分类编码参照中华人民共和国标准地形图要素分类与代码GB14804-93、中国人民共和图标准国土基础信息数据分类与代码GB/T 13923-92、中国人民共和国标准城市地理空间框架数据标准CJJ 103-2004 J367-2004执行,该地形图为GIS系统提供了基础地理信息支撑;专业数据主要包括交通信息、重大危险源、重点单位、实时动态数据及预案数据等,满足日常业务的数据需求并支持辅助决策图层需求的扩展。
空间数据资源除了图层数据外,还包括属性数据库。属性数据库分为由外部通用基础数据库和由图层引擎生成和管理的内部专题数据库。前者主要包括背景数据、历年数据等,其特点是数据信息量大,直接与数据来源有关,它的设计受制于各种标准和不同的编码体系等。专题库将直接为某些功能模块和模型方法提供输入数据和输出结果分析支持。
空间数据处理:
GIS系统能根据业务需求对空间数据进行处理,包括对空间数据采用标准结构,将所有数据按点、线、面等进行组织。根据相关应用标准,对数据进行多图层划分,并对各类空间数据进行编码,能够实现与国家应急平的数据共享。空间数据的处理主要包括对数据预处理和数据加工两种。
数据预处理主要针对来自不同数据源的杂乱无章的数据进行初始化处理。由于应急管理涉及的数据来源广泛,数据的存在形式是多样的,数据存在着冗余和缺失,数据之间的关系模糊,数据文件的格式也不统一,因此需要在入库之前,对这些数据进行预处理。数据预处理一方面需要对相关数据分类、分级、萃取、建立关系,然后转换为统一的投影方式和坐标系统,根据空间数据的分幅索引图存储于不同的专题、不同分区、不同比例尺的空间数据库中;另一方面需要对视频多媒体数据、监测数值数据等数据进行统一文件的格式和数据的精度,然后通过数据库专有的工具将这些数据导入到数据库中。
数据加工是在完成地图格式转换之后,根据系统的总体设计、数据结构设计和标准化设计的要求,进行GIS数据库建设工作,主要包括图层分幅、拓扑建立、属性结构建立及基础属性录入等。
3总结
RIA网络地理信息系统是GIS软件发展的必然趋势,作为当前互联网开发的新技术,RIA较之HTML可实现的接口更健壮、反应更灵敏并且可实现更令人感兴趣的可视化特性。本研究以GIS为基础平台,尝试将RIA技术应用到WebGIS的表现中。
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篇4
DIS实验的物理性能是对传统物理实验的提升,具有很强的时代性,DIS实验作为一项新的物理实验技术,就要求我们要用新的教学理念、新的教学方式、新的教学手段.在高中物理力学、电磁学等方面DIS实验教学均有很好的应用.本文结合自己在高中物理“向心力”一节使用DIS实验进行教学的实际体会,谈一谈关于DIS在高中物理教学中应用的一些体会和思考.
1验证向心力公式传统实验与DIS实验的比较
1.1“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验
“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验是《物理》必修2(人教版)“向心力”一节中内容,TP4GW63.TIF,Y#]如图1所示.实验中用手带动钢球,设法让它沿纸上的某个圆周运动,随即手与钢球分离.用秒表记录钢球运动若干圈的时间,再通过纸上的圆测出钢球做圆周运动的半径,这样就可算出钢球的线速度.钢球质量由天平测出.再由F=mSX(]v2]rSX)]就能算出钢球所受的向心力.
另一方面,通过受力分析得钢球在做圆周运动时所受的合力为F=mgtanθ=mgSX(]r]hSX)](式中r为圆半径,h为小球距悬点的竖直高度).比较上述两个方法的得到的向心力,即可验证向心力的表达式.
该实验在构思、原理、方法以及学生的可参与性等方面让人感到很完美,但在实际操作中却有以下几处不妥:
a.在具体操作中很难使小球沿纸上的某个圆周运动,小球大多作椭圆运动;
b.球在圆周运动时,与纸面间存在一定的距离,无法确定究竟在哪个圆周上运动,半径r的测量误差大.
c.在圆锥摆中小球距离悬点的竖直高度h不好确定,h的测量误差大.
虽然在该实验取名中用了“粗略”二字,但基于以上3条原因,实验结果误差较大,达不到验证效果.
1.2“用DIS系统结合转动平台验证向心力的表达式”实验
本实验中以能在金属杆上滑动的转子为研究对象.实验装置如图2,跨过滑轮连接转子和力传感器的拉线使用力传感器测出向心力F;光电门用来测量转子的转动角速度ω.从而验证向心力表达式F=mω2r,即向心力的大小与物体的质量、角速度的平方、半径成正比.实验步骤如下:
(1)将光电门传感器和力传感器分别接入数据采集器;连接数据采集器和PC计算机.
按实验装置图把两个传感器固定在向心力实验器上,注意保持拉线的垂直.
TP4GW64.TIF,BP#](2)将实验器调节为水平,对力传感器调零,调整力传感器的高度,使转子离轴心约0.12 m 处;并把平衡块固定在金属杆另一边相应的位置.
(3)在实时数据页面上的相应的输入框输入转子的质量(转子质量50 g,砝码每个25 g) 和转动半径.
(4)转动实验器的金属杆,点击“开始”,系统记录下F、t 数据.
(5)点击“F-ω”页,观察F-ω数据点在坐标系内的分布图;可见:数据点的分布具有抛物线特征.进行“二次多项式”拟合,发现数据点与拟合线基本重合,验证了猜想,说明F 与ω 之间存在二次函数关系.
(6)点击“F-ω^2”页,观察F-ω^2数据点在坐HJ2mm]标系内的分TP4GW65.TIF,X,BP#]布图(图3);进行线性拟合,拟合图线为过原点的直线,证明了向心力与角速度之间确实是二次方关系.
(7)在转子上加减砝码,改变转子质量,重复步骤3-7.对照几次实验数据,研究向心力与质量的关系.
(8)调整力传感器的高度,改变转动半径,重复步骤3-7.对照几次实验数据,研究向心力与半径的关系.
(9)在“F-ω^2”或“F-ω”页面中(图4),选取ω同样的范围,进行数据整理.
TP4GW66.TIF,BP#](10)在实验结果分析页面内,对几次实验进行直线拟合,可以得到:
在r、ω保持不变时,向心力与质量成正比(图5);
在m、ω保持不变时,向心力与半径成正比(图6).
TP4GW67.TIF,BP#]TP4GW68.TIF,BP#](比较的是各组的最后一个数据.这些数据的角速度是一样的)
2DIS实验在中学物理教学中的优势及不足
2.1DIS实验相对传统实验的优势分析
DIS (数字化实验室)是由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成的设备和与之配套的相应的实验仪器装备组成的实验室.传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流等)的一种组件,在实验数据记录的过程中能起自动控制作用.数据采集器是连接传感器和计算机的桥梁.计算机通过数字化实验系统软件,以数值、图表等各种方式呈现实验数据,并可根据要求对实验数据进行统计、计算、曲线拟合等各种分析与处理.
与传统实验相比,DIS实验系统有多类型的信息传感器、数据采集器、及多模式的数据显示方式,这些特点使得DIS实验在中学物理教学中显示出了它的优越性.
(1)提高实验数据采集的速度
传统实验在数据处理方面需学生动手计算,所需时间较长,往往不可能采集大量数据进行研究,数据少又会影响实验结果的准确性.而DIS实验通过传感器可以快速、准确的采集数据信息,再由计算机进行辅助处理,在短时间内得到实验数据,由于在测量数据、分析处理数据上省出了许多时间.学生就有更多的精力和空间去发现、思考和解决实验中出现的问题,学生学习的自主性、探究性和交互性也得到充分地展开,这为实现物理教学的有效性提供了重要的保证.
(2)提高实验的精确度
传统实验的测量仪器相对来说一般精确度不高,如用秒表测量时间、刻度尺测量长度、弹簧秤测量力、电压表电流表测量电压和电流等.DIS实验系统通过各种传感器采集数据,如可用力传感器测量力、光电门测量时间、电压电流传感器测量电压电流,已可对力学、电磁、声、光、热等各方面的数据进行采集测量.极大的提高了数据采集及数据处理的精确度.
(3)提高数据呈现的可视性
传统实验中数据的呈现往往需进行一定的处理才可分析各物理量之间的关系,而利用DIS实验的传感器技术使得实验过程可视化,更有利于学生对物理过程的理解,如直接呈现力、位移、速度、电流等随时间的变化.
2.2DIS实验系统的不足
在中学物理教学中采用DIS实验系统优化了测量手段和数据处理方式,但在教学实施过程中也有其不足之处.
(1)DIS系统需结合计算机技术和传感器技术,对学生的信息技术的要求较高,对有些同学来说,在计算机系统的操作上可能存在困难.
(2)由于资金和实验条件的限制,多数学校的DIS实验设备一般数量不足,只能多人一组进行实验,不能满足每位同学都亲自动手操作的目的,不利于学生动手能力的培养.
(3)DIS实验系统虽能快速呈现数据,便不能像传统实验中一样让学生在实验过程中通过对数据的处理过程加深对物理规律的理解.
3对DIS实验系统在中学物理教学中应用的一些思考
DIS实验与信息技术相联系,为中学物理教学增加了一种先进的实验手段,但DIS实验与传统实验各有长处和短处.在实际的教学中,应客观的看待他们,合理有效的利用它们,努力实现优势互补,使两者有机整合起来.
(1)传统实验需要的测量仪器较多,操作时间较长,需多次观察、测量,有利于培养学生耐心的观察习惯和动手能力.DIS实验操作相对简单,但提高了学生的计算机操作技能,有利于学生掌握、利用现代化信息技术.
(2)对于传统实验装置,可以结合DIS实验系统中所用到得传感器,实现力、位移、速度、电流等的快速、准确采集.如此,既可锻炼学生的动手能力,又可缩短实验数据采集和处理所用的时间.
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关键词:战略知识管理;房地产开发企业;信息系统;规划设计
前言:随着信息时代的到来,我国市场经济已经迈入信息化发展阶段,这就要求企业建立起适应信息社会竞争需要的发展模式。实施战略知识管理不仅是房地产开发企业现阶段适应社会发展的需要,同时也是实现企业信息化建设的重要途径,因此基于战略知识管理对信息系统进行规划设计具有一定的现实意义。
一、房地产开发企业信息系统规划设计的理论框架
(一)战略知识管理理论。所谓战略知识管理,主要指的是将企业内部与外部具有价值的知识体系作为最重要的战略资源,并通过相应的策略与方法对战略知识进行有效管理,从而提高企业的知识创新能力与核心竞争能力,知识管理战略的最终目的就是帮助企业获得持续性的竞争优势[1]。现阶段国际管理学家对战略知识管理理论一般存在两种理解,一部分学者认为知识管理战略是为了兼顾企业及其全体员工的利益,实现组织的总体战略以及员工的个人目标战略相匹配;另一部分学者则认为战略知识管理是一种促进企业革新的战略,主要通过对新知识的传播与应用实现。
(二)信息构建理论。随着近年来企业信息资源迅速增长,用户对信息的需求向个性化方向发展,因此对企业信息系统各层面资源进行整合具有一定的必要性。战略知识管理的核心内容在于对战略知识的创造与应用,主要是通过一定的管理手段以及信息技术营造良性的知识共享环境。信息构建理论主要在于对组织内外信息空间的数字化信息的利用与管理,对于构建基于战略知识管理企业信息系统的体系结构具有必要性。
(三)资源基础理论。资源基础理论认为,组织的资源差异会直接导致综合竞争能力的差异性,换言之企业的竞争优势取决于其拥有价值资源的质量。资源是企业向社会提供相应服务或产品的过程中,实现战略目标的各种要素的集合,同时也是企业创造自身利益的基础,为了提高自身的绩效水平,企业应当对资源进行有效的鉴别与保护,并实现资源优化配置[2]。
(四)核心竞争理论。企业的核心竞争力并不是单一资源的表现,而是知识、技术、管理文化等综合能力的组合。核心竞争力在企业竞争中处于领先地位,可以有效地对企业其他资源进行支撑,并具有长期性的演化能力。现阶段战略知识作为企业发展的重要资源,在很大程度上影响着企业的核心竞争能力。
二、基于战略知识管理的房地产开发企业信息系统规划设计
战略知识管理信息系统本质上讲是一个以人的智能为主导,再辅以信息技术为手段的人机结合管理系统,是辅助房地产开发企业实现战略资源管理的信息平台[3]。
(一)明确管理信息系统的功能定位。基于战略知识管理的房地产开发企业信息系统规划设计,首先应当明确战略知识管理信息系统的管理目标以及实际功能定位。在对信息系统进行规划设计的过程中应当对房地产开发企业内部的知识进行科学创建以及合理配置。在建立战略知识管理系统的过程中应当兼顾显性知识与隐性知识,不仅应当注重对显性知识的整合以及共享,还应当重视对隐性知识的交流与呈现,注重显性知识与隐性知识间的潜在联系,进而实现隐性知识与显性知识间的转换。
(二)建立良性的激励机制。为了保证战略知识关系系统运行的持续性与稳定性,应当建立良性的激励机制,并优化企业管理层的管理理念[4]。有效性的战略知识管理与企业管理层的合理化管理是密不可分的,因此基于战略知识管理的企业信息系统的规划设计应当采取适当的激励政策,激励员工接受并适应企业知识管理文化。可以积极开办培训讲座与员工培训,并将员工的薪资与战略知识管理相挂钩,提升房地产企业员工对战略知识管理的热情,从而有效地推进企业隐性知识向显性知识转化。通过建立良性的激励机制,可以对战略知识信息管理过程不断进行优化,并加强房地产开发企业各部门间的沟通与协作,不断对信息管理文件进行修订与改善。
(三)构建相应的战略知识信息库。为了保证战略知识管理系统规划设计的合理性,在规划设计过程中应当对战略知识管理系统的主要管理对象进行深入分析,并积极构建相应的规划交流平台与战略知识信息库。战略知识信息库中主要对显性知识进行储存,在构建战略知识信息库的过程中应当注意对战略知识的遴选进行严格把关,应当定期对知识信息库内的知识进行清理,对陈旧性的内容应当及时进行更新,保障企业战略知识的有效性,对战略知识规划交流平台的构建,应当基于现代化互联网信息技术,在构建规划交流平台的过程中设置合理的知识库检索与连接功能,为显性知识与隐性知识间的交流与转换提供便捷的交流平台。
(四)优化战略知识管理团队。战略知识管理系统从构建环节、运行环节到维护环节都需要一个专业性高素质的管理团队进行管理,因此基于知识管理对信息系统进行规划设计,应当对战略知识管理团队进行优化,全面分析战略知识管理团队的结构构成,并对相关战略知识管理人员进行培训与审核,加强各部门间的沟通与协作[5]。
首先,应当设置协调管理小组。协调管理者不归属于某一特定部门,在战略知识管理过程中他们可以与不同部门的工作人员进行交流,并为各部门的沟通与协作搭建桥梁。通常来讲,协调管理小组的学习能力较之一般战略知识管理人员更强,可以有效地对战略知识进行理解与补充,并对信息系统的规划与设计提出创造性意见。因此房地产开发企业应当设置协调管理小组,并积极安排协调管理小组出外学习,从而培养其专业素养,推动企业战略知识管理系统工作的开展。
其次,应当聘请相应的技术权威。为了有效地优化战略知识管理团队,房地产开发企业可以聘请相应的技术权威,利用其丰富的专业知识,对战略知识管理系统进行优化,并对房地产开发决策进行专业性的审核。同时,可以加强各个项目公司间相应技术权威的沟通与交流,实现集团专家资源的共享,从而弥补房地产开发企业子公司人才匮乏的状况。
最后,应当加强信息技术部门建设。战略信息管理系统是基于互联网信息技术构建的,因此为了对战略知识管理团队进行优化,应当重视信息技术在战略知识管理系统中的基础地位。在实际管理过程中,应当加强信息技术部门的建设,不仅应当要求其掌握相关信息技术知识,还应当要求其深入理解各部门用户的需求,在对房地产开发企业客户需求进行正确表达的基础上,对战略知识管理系统进行改进。
结论:
总而言之,房地产开发企业信息系统的规划是对信息系统建设的战略目标、战略部署进行全局规划的战略指导,与房地产开发企业的总体战略规划存在紧密联系。现阶段我国很大一部分房地产开发企业处于快速扩展的发展时期,为了有效地防范管理风险,构建战略知识管理信息系统具有一定的必要性。(作者单位:贵州财经大学MBA中心2014秋集中A班学员)
参考文献:
[1] 查国平.基于隐性知识管理的房地产开发企业信息系统规划设计研究[D].华东理工大学,2010.
[2] 吴世豹.SGT集团信息系统规划研究[D].西南交通大学,2012.
[3] 尹敬刚.信息系统使用对房地产企业团队绩效的影响研究[D].武汉大学,2012.
篇6
关键词 研究性学习;GIS空间分析;ILWIS软件
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)06-0048-04
Inquiry Study Reform Plan of GIS Introduction based on ILWIS Software//Zhu Jing, Zhao An, Tang Qiqiang, Huang Chaoqing, Zhang Ganggang
Abstract Analyzing the characteristics of GIS Introduction curriculum and teaching problems, choose the selection of a waste disposal site as the case in inquiry study, using space analysis function of the ILWIS software, through three different geographic models to achieve location and mastered the skills and methods of spatial analysis of GIS.
Key words inquiry study; spatial analysis of GIS; ILWIS software
Author’s address Jiangxi Normal University, Nanchang, China 330022
地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS)是一门实践操作性和应用性很强的学科。GIS概论课程是大学本科地理科学专业的一门专业必修课,通过理论教学和实践应用,使学生了解和掌握GIS的基本理论与方法,熟悉常用GIS软件技能,解决实际地理问题。然而目前国内大学开设的GIS概论课程大多偏重基本理论的讲授,GIS应用型人才培养与现实需求相距较大,问题日显突出。GIS教育教学工作者从GIS课程教学内容的构建[1]、教学方法的探讨[2]与实验设计[3]等方面进行了一系列的教学改革与探索,取得一定的教学成果,但要使学生在有限的实习课时(9~12课时)内迅速掌握GIS基本技术和软件,并解决现实科研问题是有困难的。因此,有必要寻找在掌握GIS基本原理条件下,快速运用GIS理论和技术,解决实际科研问题的软件和案例教学方案,开展研究性学习。
1 GIS概论与地理研究性学习
1.1 GIS概论课程特点与教学目标
GIS概论既是一门基础理论课程,又是一门应用性较强的技术性课程,因此在教学中必须注意基础技能的培养。GIS概论也是地理科学专业的一门专业必修课程,通过理论教学和实践应用,使学生了解和掌握GIS的基本理论与方法,熟悉常用GIS软件技能,解决实际地理问题。
1.2 目前GIS概论课程实践教学存在的问题
地理科学专业的学生不同于地理信息系统专业,除了具有一定的地理基础知识外,在计算机技术等其他方面的掌握有一定的欠缺,这就给GIS课程的教学和学生的学习带来一定困难。GIS基本理论与软件应用实践教学内容多而课时少的矛盾一直无法缓解。大量的新内容要补充,教学质量要提高,但学时数却在不断减少。目前GIS实习教程主要有地理信息系统实习教程[4]和ArcGIS空间分析试验教程[5],这两套教程比较系统地介绍了ArcGIS等软件的基本功能和应用问题,但学生很难在有限的实习课时内迅速掌握GIS技术和软件,以解决实际地理问题。
1.3 以案例教学的方式展开研究性学习的优势
研究性学习作为一种新型的学习理念和方式,泛指学生主动探究的学习活动[6],注重探究过程、技能发展和合作学习[7]。由于GIS概论课程的实践课时较短,为了激发学生学习兴趣,有必要在教学中选择熟悉且应用性较强的情景案例来辅助教学,使学生在解决实际地理问题过程中快速掌握GIS基本技能,同时促进理论知识的理解和掌握,增加学习动力,实现理论与实践一体化教学。
2 教改方案设计
本文以地理科学专业本科三年级的GIS概论课程空间分析一章内容为素材,以地理问题“垃圾填埋场选址”为案例,以地理信息系统(GIS)/遥感(RS)软件ILWIS为操作平台,设计案例教学的研究性学习方案,展开地理研究型学习。
2.1 教学准备
经过2年的基础地理课程学习,特别是通过GIS概论课程的理论学习和ILWIS软件基本功能的讲解,学生已基本具备一定的地理专业知识和GIS操作技能,本教改方案通过指导学生运用ILWIS软件,分小组进行研究型学习,探索、解决现实生活中“垃圾填埋场选址”这个熟悉的地理问题,明确空间分析思路,理解空间分析原理并掌握基本的空间分析技术,以获得亲身参与科学探究的体验,培养问题意识,提高发现问题和解决问题的能力。
ILWIS(Integrated Land and Water Information System)软件是荷兰地球监测和地球信息科学国际研究院开发的地理信息系统(GIS)/遥感(RS)软件,该软件安装简单、功能全面、操作简便,特别适合作为课堂实践教学平台,也适合初级学习者对GIS软件的快速掌握与应用。
2.2 创设情境案例,展开研究性学习
1)确定研究的问题。
【情境案例引入】本案例来自《ILWIS应用手册》[8],Chinchina(简称C)市位于哥伦比亚(南美洲)安第斯山脉的中央大山脉,约1.5万户居民,所有的城市垃圾都倾倒在离市中心不远的一条小河里,环境污染问题日益严重,影响城市生活质量。市政府决定建垃圾填埋场处理垃圾,优化城市环境质量。
【教师提问】垃圾填埋场最适宜建在什么地方?
【师生讨论】研究主题是为C市寻找最适宜建垃圾填埋场的地址。查找的结果将会是一幅地图,显示适合建立垃圾场的可能的地址(每个适宜地址的适宜程度用适宜等级表示),标明图上每个地址建垃圾填埋场的适宜程度。
2)选择影响因子并确定所需数据。
【教师启发】C市建的垃圾填埋场要考虑哪些影响因素呢?需要满足哪些条件?
【小组讨论】面积要足够大,要建在平坦开阔的地方,不能占用农田,道路方便运输,离C市不能太远,水源的下游,等等。
【教师启发提示,引导学生总结建垃圾填埋场的条件】垃圾场不应该建在有滑坡或将来可能发生滑坡的地方;地形开阔,坡度较小;有一定的粘土含量,并且土壤渗透率较小,避免垃圾污染地下水源和环境;应该建在没有重要经济和生态价值的区域;离C市不能太近,但不能离建城区(居民区)太远,交通便利。
【学生质疑】哪里有相对平坦的土地,并且不会发生滑坡?这些位置上的土地利用类型和土壤条件合适吗?这些地方是否离建城区足够近?是否与C市保持一定距离?面积至少需要1公顷。最适宜的地址应该同时满足以上条件。
通过讨论,学生明确了建垃圾填埋场的影响因子有坡度、地质条件、土地利用类型、土壤类型、距离和面积,但这些影响因子如何进行合并与综合就涉及具体的地理模型。
3)获取影响因子专题图。教师提供本案例的原始数据图[8]有:地质(slide)、坡度(slope)、土地利用(landuse)、城市(city)土壤属性表(borehole)和地质斑块单元矢量图(geol)、道路(road)数据。打开ILWIS软件加载原始数据,分析原始数据及其类型,明确哪些原始数据可以派生所需数据。
【提问】如何提取所需影响因子专题图?
将介绍布尔逻辑、二元证据和多级指数叠加3种不同的地理模型提取影响因子,创建适宜性等级图。在布尔逻辑模型中,首先假设这些影响因素中,满足适宜性条件的赋值1,不满足的赋值0,所有的影响因子专题图中只有1(适宜)或0(不适宜),提取适宜区域。
拟定适宜性条件为:坡度小于20°,地层不会发生滑坡;土壤的粘土含量在50%以上并且厚度不小于5米,渗透率低于0.05米/天;土地利用类型为灌木、荒地;距离C市2 000米以内但必须在任何已建城区300米之外,面积至少1公顷。
①派生距离数据集,分析原始数据需从土地利用类型(landuse)图中提取出建城区(built-area),并对其缓冲区分析,派生建城区300米以外的距离图。
【操作过程】a.提取建城区(built-area):built-up area=iff(landuse="built-up area",landuse,? )。b.右击建城区图(built-area),选择distance calculation,生成距离缓冲区(builtdist)。c.派生建城区距离图(suitbuilt):suitbuilt=iff(built-area
②提取坡度、地质和土地利用适宜性专题图。
【操作过程】在ILWIS命令栏输入栅格运算式“suitslope=iff(slope
【提问】borehole土壤土层属性表中提供了粘土含量、粘土厚度和渗透率数据,如何得到适宜性土壤数据图?
③分析数据并进行属性表运算求平均值,然后计算适宜性土壤属性数据,创建属性图。如何实现呢?
【操作过程】a.打开geol属性表,join-group对话框连接borehole表,生成3列平均厚度(avgthic)、平均粘土含量(avgclay)、平均渗透率(avgperm)数据。b.geol属性表运算:suitgeol=iff((avgthick>5)and(avgclay>50)and (avgperm
4)合并影响因子,输出合成影响专题图。用布尔逻辑模型的并集运算合并图层,如果条件同时满足赋1,否则赋0。
【操作过程】suit1=iff((suitslid=1)and(suitslop=1)and(suituse=1)and(suitbuil=1)and(suitC=1)and(suitgeol=1),1,0)。输出合成影响适宜性位址专题图suit1。
5)分析选择位址,输出最佳选址图。
【提问】影响因子合并图(suit1)显示了可供选择的几个位址,哪些面积最少在1公顷以上,并且交通方便?
【操作过程】a.提取位址:Suitable=iff(suit1=1,suitable,?)。b.计算面积并创建图层:suitarea=mapareanumbering(suitable.mpr,8)。c.打开面积(suitarea)属性表,计算面积大于1公顷的位址:suitmost=iff(area>10000,1,0)。d.右击suitarea,选择attribute map创建适宜性面积属性图(suitmost)。e.叠加道路(road)图,寻找最佳位址。
【提问】布尔逻辑模型实现选址有什么优势?又有哪些局限?
最后计算结果只有“适宜区域”与“不适宜区域”两种状态。所有的影响因子在选址决策中有相同的重要性,这是比较理想的状态,在实际中不同影响因素会对决策产生不同的影响。
【思考】如果按照影响因子对选址的贡献不同,分配不同的权重合并专题图层会得到什么结果?这种方法称为二元证据模型,计算公式为:
①
在二元证据模型中各个因子对选址的贡献大小不同,分别分配不同的权重,如果将贡献最大定为10,最小定为0,通过分析得知各因子的贡献大小依次为土壤条件9、距C市距离8、距建城区距离7、土地利用6、坡度5、滑坡4。代入公式①创建适宜性位址图suit2。
【操作过程】Suit2=(Suitslid*4+Suitslop*5+Suituse*6+Suitbuil*7+SuitC*8+Suitgeol*9)/39。
【提问】计算结果中适宜性图suit1和suit2有什么不同?
二元证据模型得到的是一幅适宜性程度从低到高在0-1之间渐变矢量图。对结果进行重新分类,分为最适宜(Suitable)、相对适宜(Moderately suitable)和不适宜(Unsuitable)三类,寻找最适宜的地址。
重分类运算:ssuit2=iff(Suit2
【思考】二元证据模型对布尔逻辑模型的计算结果做了修正,但是每个影响因子内部只是均质的适宜(赋值1)状态,如果对每个影响因子不同类别按适宜性程度也分配不同的权重,结果怎样?例如坡度因子,若按坡度分类,每类的适宜性程度有多高?不同的坡度赋多大的权重?这种方法又称多级指数叠加模型,计算公式:
②
【讨论分析得知】每个因子之间除了对选址的贡献大小不同外,各个因子内部不同的类别对选址的适宜程度也不同,如果将最适宜定为10,最不适宜定为0,分别对每个因子的每类按适宜性程度分配权重,然后对每个因子按选址的贡献大小分配权重,合并图层,创建适宜性位址,如何实现?
①由于原始地质数据分为no landslide、stable、dormant、active四类,属性表添加一列weight,分析得知no landslide和stable类型最适宜,分别赋较高权重,dormant、active类型不适宜赋较低权重,提取适宜性地质专题图(Sslide),同样方法给土地利用类型中灌木和荒地赋较高权重,提取适宜性土地利用专题图。
②坡度、距离和土质不是分类数据,需要先分类,然后分别对每一类分配权重,提取适宜性专题图。
【操作过程】a.创建坡度分类图,创建slopeclass(group)domain,原始图中最大坡度为49°,以10°为单位依次添加5个domain item,创建坡度分类图:slopeclass=classfy(slope.slopeclass)。b.右击slopeclass domain,创建属性表,并添加一列weight,给坡度小于20°的赋较高权重,提取分类的适宜性坡度图(Sslope)。
距建城区的适宜距离是大于300米,以100米为单位对建城区缓冲区分5类,大于300米的分类分配较高的权重,提取分类的建城区适宜距离图(Sbuilt),类似提取C市适宜距离图(SC)。
【提问】土壤属性表数据如何实现分类、赋权重呢?
③适宜性土壤的粘土含量50%以上,厚度不小于5米,渗透率低于0.05米/天。
【操作过程】geol属性表运算:
Sclay=iff(avgclay>60,10,iff(avgclay>50,9,iff(avgclay>40,7,iff(avgclay>20,4,1))));
Schick=iff(avgthick>6,10,iff(avgthick>5,9,iff(avgthick>4,7,iff(avgthick>2,4,1))));
Sperm=iff(avgperm
实现分类同时赋权重,生成3列土壤适宜性数据,并分别创建属性图。
④合并专题图。每个因子按选址贡献大小分配权重代入公式②合并图层:
Suit3=(Sslide*3+Sslope*4+Suse*5+SC*6+Sbuilt*7+Sthick*5+Sclay*6+Sper*8)/44
多级指数叠加模型得到的是一幅适宜性程度更准确、适宜等级在0~10之间渐变矢量图。
重分类:ssuit3=iff(Suit4
2.3 总结与交流
展示研究结果,小组之间交流探究经验与心得,对比分析3种地理模型为C市寻找最适宜建垃圾填埋场的地址有何异同?
3 结束语
本教改方案讨论了3种不同的选址建模算法,适应了不同层次学生的需求,案例学习中通过ILWIS软件的图层、属性表运算以及两者交互,实现缓冲区分析,因子提取,属性表引用于合并、分类等空间分析功能的综合运用,算法简单,结果易于实现。在小组研究型学习的过程中,师生讨论,引导学生明确解决问题的思路,小组独立解决问题,教师个别指导,整个课程具有很强的探究性。
参考文献
[1]李谢辉,陈世强,李亚婷.21世纪地理信息系统课程教学探讨[J].地理空间信息,2010,8(3):147-144.
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[3]施冬,何贞铭,吴东胜.基于SuperMap的GIS课程实验的设计[J].长江大学学报:自然科学版,2011,8(3):131-132.
[4]张超.地理信息系统实习教程[M].北京:高等教育出版社,2000.
[5]汤国安,杨昕.ArcGIS空间分析试验教程[M].北京:科学出版社,2006.
[6]钟启泉.“研究性学习”的基本内涵[J].上海教育科研,2005(2):1.
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工程测量的实习报告范文一
实习,顾名思义,在实习中学习。在经过一段时间的学习之后,或者说当学习告一段落的时候,我们需要了解自己的所学需要或应当如何应用在实习中。因为任何知识源于实习,归于实习。所以要付诸实习来检验所学。现在即将面临毕业,实习对我们越发重要起来。刚结束的这段实习时间可以说是我大学四年来最辛苦也是最充实的一段时间。辛苦是因为刚踏上工作岗位,有很多方面不能很快适应;而充实则是在这段时间里,在校园无法学到的知识和技能,更提高了自己各方面的素质。同时实习也给了我一定的工作经验。为将来谋求一份好职业打下了基础。现将这些日子在工作中取得的成绩和不足做个小结。一来总结一下经验,二来也对自己的工作情况有个系统的认识。
一、实习的位置、任务与要求
为培养应用型人才,结合我院实际情况,安排此次集中教学实习的目的,主要有以下几点:
1.培养学生团结协作、吃苦耐劳的精神,提高组织计划与组织管理的能力;
2.加强理论与实践的结合,进一步地消化理论,提高测量在相应专业中的应用能力;
3.提高学生对仪器的操作技能,提高观测速度,重点为操作j6级经纬仪、s3级水准仪和光电测距仪或全站仪的能力;
4.树立执行《规范》意识,提高地形图测绘和工程测设的能力,提高数据处理的基本能力及对测量成果、资料的管理能力;
5.提高技术总结报告或实习报告的基本编写能力;
6.锻炼和提高学生分析问题、解决问题的实际能力,为后期的专业课程作好铺垫等。
本次实习的性质为集中教学实习,类型为综合类实习。
(一)测区概况
本次实习测区位于四川交通职业技术学院新校区,测区主要建筑物有篮球场、足球场、跑道、台阶、教学楼、图书馆、铁栅栏、电线杆、井盖等。
(二)实习的任务、要求
1.实习任务
本次集中实习的任务比较繁重,工作量比较大,涉及内容较多,其中以组为单位完成的主要任务有:
1.两台仪器(j6经纬仪、s3水准仪)的检验与校正;
2.一条图根闭合导线水准路线的数据采集;
3.方格网的绘制、展点与一副1/500比例尺地形图的测绘;
4.一个工程建筑物(或构筑物、道路曲线等)的测设。
每位学生除了完成以组为单位的工作任务外,还必须独立完成以下几项主要任务,即:
1.12测回的水平角观测、12测段的水准观测;
2.一条图根闭合导线水准路线的计算;
3.12个点或一个工程建筑物的测设;
4.集中实习技术总结报告或实习报告的编写(含心得体会)等。
2.实习要求
每组、每人必须在规定的时间内保质、保量地完成上述各项工作任务,具体要求为:
1.能对仪器进行常规项目的检验,并能独立、快速、准确的操作实习中的各类测绘仪器;
2.各类计算数据采集合理、准确,记录格式正确、美观,原始记录无涂改现象;
3.各类计算准确、无误,一般计算能用fx-4500p或fx-3800p计算器变成或用计算机完成;
4.地形测绘内容无遗漏,各地物相对于位置关系正确,地形准确,并按《地形图图示》的相关要求绘制;
5.工程测设理论严密、方法合适、数据准确;
6.报告编写规范,内容详实,字迹工整,最好能用计算机打印输出。
二、实习体会
通过实际的测量实习,让我学到了很多实实在在的东西,比如对实验仪器的操作更加熟练,学会了地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法做到的东西,很大程度上提高了动手和动脑的能力,同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。一次测量实习要完整的做完,单单靠一个人的力量和构思是远远不够的,只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。
三、经验教训
展点很重要,展点的好坏决定了测量的速度;
实验仪器的整平对实验数据的误差有很大的影响;
水准测量和水平角测量均需检查闭合差,超过差限一定要重新测量;
绘制格网铅笔的粗细要根据规定,反复检查以减小误差,网格对地形图影响很大;
小组成员的合作很重要,实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。
工程测量的实习报告范文二
一、实习时间:X年X月X日X年X月X日
二、实习地点:XXX公司
三、小组成员:
组长:XXX;组员:XXX
四、指导教师:XXX
五、实习目的:
实习是工程测量教学的重要组成部分,除验证课堂理论外,还是巩固和深化课堂所学知识的环节,更是培养学生动手能力和训练严格的科学态度和作风的手段。通过控制网的建立、地形点的测绘、手绘成图等,可以增强测绘地面点的概念,提高解决工程中实际测量问题的能力,为今后参加工作打下坚实的基础。
六、实习设备:
DS3型微倾式水准仪,DJ6型光学经纬仪,塔尺,三脚架,盘尺,半圆仪,测钎,直尺,50*50图纸等。
七、实习内容
1、 水准测量:根据已知水准点的高程,测量其他水准点的高程;
2、 导线测量:通过测角和量距,求出各导线点的坐标;
3、 碎步测量:根据控制点,测定碎步点的平面位置和高程;
4、 绘图。
八、实习步骤:
1、 水准测量:
(1)水准测量原理:
水准测量是利用水准仪提供的水平视线,借助于带有分划的水准尺,直接测定地面上两点间的高差,然后根据已知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。
设水准测量的进行方向为从A至B,A称为后视点,a为后视读数;B称为前视点,b称为前视读数。如果已知A点的高程HA,则B点的高程为:
HB=HA+hab
HA+a=HB+b
HA=HB+a-b
B点的高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算,即
Hi=HA+a
HB=Hi-b
(2)水准测量的外业施测:
1)水准点:用水准测量方法测定高程的点。
2)当预测高程的水准点与已知水准点相距较远或高差太大时,两点之间安置一次仪器九无法测出其高差。这时需要连续多次设站,进行复合水准测量。每测站高差之和即可得预测水准点到已知水准点的高差,从而可得其高程。
3)水准测量的检核
计算检核:闭合导线的高差和等于个转点之间高差之和,又等于后视读数之和减去前视读数之和,因此利用该式可进行计算正确性的检核。
测站检核:对每一测站上的每一读数,进行检核,用变更仪器法进行检核。变更仪器法要求变更的高度应该大于10cm,两次高差之差不应超过规定的容许值,即6mm。
闭合水准路线的成果检测:理论上各测段高差之和应等于零,实际上上不会,存在高差闭合差,其不应该大于你容许值,即 ,若高差闭合差超出此范围,表明成果中有错误存在,则要重返工作。
4)水准测量的内业计算:
检查水准测量手簿;填写已知和观测数据;计算高差闭合差及其限差;最终结果见附表。
2、导线测量:
(1)导线测量概述:
导线从一组已知控制点出发,经过几个点,又回到起始点上,形成一闭合多边形,成为闭合导线。由于测量了多边形的各内角及边长,闭合导线也具有检核作用。
多边形各内角的观测值之和与其理论值之差,
应满足限差要求,其中n为多边形角个数。
坐标增量检核条件:
上述理论值应为零,可实际上一般不等于零,但也应该满足限差要求。
(2)导线测量的外业工作:
导线测量的外业工作包括:踏勘选点及建立标志,测角,量边等。
1)踏勘选点及建立标志:
在选点前,应先收集测区已有地形图和已有高级控制点的成果资料,将控制点展绘在原有地形图上,然后在地形图上拟定导线布设方案,最后到野外踏勘,核对、修改、落实导线点的位置,并建立标志。
选点时应注意下列事项:
①相邻点间应相互通视良好,地势平坦,便于测角和量距。
②点位应选在土质坚实,便于安置仪器和保存标志的地方。
③导线点应选在视野开阔的地方,便于碎部测量
④导线边长应大致相等,其平均边长应符合表6-3所示。
⑤导线点应有足够的密度,分布均匀,便于控制整个测区。
2)测角:
导线转折角的测量采用测回法观测用DJ6经纬仪测两测回,当盘左、盘右两半测回角值的较差不超过40〃时,取其平均值。
3)量边:点间距离已经给出,无需测量。
(3)导线测量内业计算:
导线测量内业计算的目的就是计算各导线点的平面坐标x、y。
计算之前,应先全面检查导线测量外业记录、数据是否齐全,有无记错
算错,成果是否符合精度要求,起算数据是否准确。
1)准备工作
将校核过的外业观测数据及起算数据填入闭合导线坐标计算表中,见表6-6,起算数据用单线标明。
2)角度闭合差的计算与调整
①计算角度闭合差 n边形闭合导线内角和的理论值为:
式中 n导线边数或转折角数。
由于观测水平角不可避免地含有误差,致使实测的内角之和 不等于理论值 ,两者之差,称为角度闭合差,用f表示,即
②计算角度闭合差的容许值 角度闭合差的大小反映了水平角观测的质量。各级导线角度闭合差的容许值fp其中图根导线角度闭合差的容许值fp的计算公式为:
如果 ,说明所测水平角不符合要求,应对水平角重新检查或重测。
如果 ,说明所测水平角符合要求,可对所测水平角进行调整。
③计算水平角改正数 如角度闭合差不超过角度闭合差的容许值,则将角度闭合差反符号平均分配到各观测水平角中,也就是每个水平角加相同的改正数v,v的计算公式为:
计算检核:水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反,即
④计算改正后的水平角 改正后的水平角i改等于所测水平角加上
计算检核:改正后的闭合导线内角之和应为(n-2)180。
3)推算各边的坐标方位角
根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角,按式(4-18)和式(4-19)推算其它各导线边的坐标方位角。
本例观测左角,按式(4-18)推算出导线各边的坐标方位角,填入表6-6的第五栏内。
计算检核:最后推算出起始边坐标方位角,它应与原有的起始边已知坐标方位角相等,否则应重新检查计算。
4)坐标增量的计算及其闭合差的调整
①计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长,计算各边的坐标增量。
②计算坐标增量闭合差 实际上由于导线边长测量误差和角度闭合差调整后的残余误差,使得实际计算所得的 、 不等于零,从而产生纵坐标增量闭合差Wx和横坐标增量闭合差Wy,即
③计算导线全长闭合差WD和导线全长相对闭合差WK
WD=
导线全长相对闭合差WK
图根导线的WKP为1/2 000。
如果WKWKP,说明成果不合格,此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查,必要时须重测。
如果WKWKP,说明测量成果符合精度要求,可以进行调整。
④调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将Wx 、Wy反号,并按与边长成正比的原则,分配到各边对应的纵、横坐标增量中去。以vxi、vyi分别表示第i边的纵、横坐标增量改正数,即
⑤计算改正后的坐标增量,各边坐标增量计算值加上相应的改正数,即得各边的改正后的坐标增量。
3、碎步测量:
(1)碎步点的选择
碎步点就是地物地貌的特征,对于地物,碎步点应选在地物轮廓线的方向变化处,连接这些特征点,便得到与实地相似的地物形状。对于地貌来说,碎步点应选在最能反应地貌特征的山脊线,山谷线等地性线上。
(2)经纬仪测绘法
观测时先将经纬仪安置在测站上,绘图板安置于测站旁,用经纬仪测定碎步点的方向与已知方向间的夹角,测站点至碎步点的距离和碎步点的高程,然后根据这些数据和比例尺八碎步点的位置展绘在图纸上,并在点的右侧注明其高程,再对照实地描绘地形。
操作步骤如下:
1)安置仪器。安置仪器于测站点,测定竖盘指标差,量取仪器高i,填入手簿。
2)定向。找准一控制点,作为零方向,设置水平度盘读数为零。
3)立尺。立尺员依次将尺立在地物,地貌特征点上。
4)观测。转动照准部,瞄准点1点的标尺,读取水平度盘读数;又读上丝和下丝读数,计算式间距;再读中丝读数,竖盘读数。
5)记录。将所测读数依次填入手簿。
6)计算。按视距测量公式方法用计算器计算出碎步点的水平距离,高差和高程。
7)展绘碎步点。
4、绘图,如附图所示。
九、实习中引起的误差原因及解决方法:
1、 各种测量误差的来源,其主要有三个方面:
(1)、仪器误差(仪器本身所决定,属客观误差来源)。
(2)观测误差(由于人员的技术水平而造成,属于主观误差来源)。
(3)外界影响误差(受到如温度、大气折射等外界因素的影响而这些因素又时时处于变动中而难以控制,属于可变动误差来源)。
2、 减少测量误差的方法::
(1)在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。
(2)提高自身的测量水平,降低误差水平。
(3)通过各种处理数据的数学方法如:距离测量中的温度改正、尺长改正,多次测量取平均值等来减少误差。
十、实习心得:
篇8
[关键词] 独立学院;测绘专业学科建设;人才培养;应用研究
[中图分类号]G647 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2017) 06-0010-03
独立学院因其新的举办机制和模式,被看成是高等教育改革的一项重大探索,它打破了国立、民办的二元对立,在公有制形式上肯定了教育多样化制度的合法性,创立了一种新的高等教育资源配置方式[1],截止2013年3月29日,教育部批准的独立学院共有293所(不包括已转设为民办本科高校(民办本科)或撤销、更名的33所),独立学院的产生是知识社会大背景下[2]经济社会发展对本科教育需要所带来的催化产物,更是高等教育实现由“精英型”向“大众型”的历史转变。但高等教育势必依靠高等院校培养专业型人才来实现对社会发展的推动,独立学院想要与当前新的社会形势相适应,在传统高等教育体制改革时期,获得长足发展,就需要对自身的办学质量和模式提出新的要求,在这种特殊时期,独立学院如何合理利用自身的已有资源,提高教育质量实现自身的长足发展是个值得研究的课题。学校的发展有赖于各个专业的建设和发展,只有专业人才的培养模式与社会需求相适应,才能达到提升高等教育质量的目的,同时也是教育改革的根本要求。
现在独立学院普遍存在以下问题。
(1)只注重生员数量的增加,忽略教学硬件设备的跟进;
(2)师资来源复杂,教师责任单一,相对固定的专任教师数量少;
(3)专业方向与课程设置欠合理;
(4)人才培养目标定位和规格要求与社会实际需求存在一定差距。
以笔者所在的独立学院为例,学院自2007年以来测绘工程专业生源不断攀升,学生数量却逐年增长25%,但是教师数量和教学设备的更新,远远跟不上生源增长的速率,实验设备只在他原有基础上增加了两套测量软件。2007年到2014年累计新增测绘类固定的专任教师4人,教研组共7人,大部分教学任务依靠母体学校兼职教师和企事业单位技术高工,复杂的师资队伍,难以形成规范管理,教师只注重教学任务的完成,忽略学生素质教育。专业课程设置完全照搬母体学校,并没有根据学校实际软、硬件与学生情况进行调整。在这种情况下,必须找到一个行之有效之法,保障测绘专业能够培养出社会需要的合格人才。因此,笔者提出了教改期独立学院测绘专业的“务实”型人才培养模式,以下将对其进行详细论述。
一 “务实”型人才培养的必要性
笔者在某民办高校测绘专业从事测绘相关教学工作,该院校成立于2006年,目前在校学生约7000人,2013年迎来入学高峰,毛入学率达到2000人,办学规模上了一个新的台阶,各个专业的发展方式也从规模建设转移到内涵建设上,内涵的核心思想无论是对测绘工程专业还是其他各专业主体思想就是高质量人才的培养。而实际上,前几年测绘专业的规模建设,只注重生员数量的扩充,这种方式在达到规模扩大的同时也衍生出很多问题。首先,在我国实行全国统一的考试招生制度,这种制度的根本目的在于不同的高等院校学生入学水准的相对统一性,实行择优录取,实则类似于有效而合理的筛选过程,独立学院受其办学层次限制属于“三本”,也就是说,其生源质量介于专科之上、普通本科之下,这就意味着独立学院学生的基础知识和学习能力在一定程度上弱于普通本科生,但是这部分学生多数来自经济收入较好的家庭,兴趣广泛思维活跃,可塑性强。学校办学初期,测绘专业没有自己的一套培养体系和思路,其培养模式按照某些普通高校的人才培养模式照搬而来,这种模式经过几年的教学实践验证,并不完全适用于笔者所在院校的学生,并且随着测绘专业学生人数的增加,按照传统教学模式下的课程设置和学校现有的资源设施,无法达到预设的人才培养目标。
其次,民办院校办学经费大部分自筹,小部分国家拨款,因为构建独立学院主要涉及到三个主体:举办方(母体学校);投资方;投资合作方。虽然独立学院收费普遍较高,但是投资方考虑到收益往往在于办学硬件设备和软件师资,很难与普通本科院校相提并论,因而民办高校基本保证教学的情况下对学科建设投资相对薄弱,这也是笔者所在院校,师资和设备增补不够及时的原因之一,利用现有师资和设备,培养出社会需要的人才是民办院校在教改期必须解决的问题,这也就凸显了“务实”型人才培养的必要性。
再次,当下教育改革把提高高等教育质量放在首要地位,学校毕业生在就业市场中的地位和作用成为学校教育质量的最显性评估。目前我国的高校就业生的就业制度完全打破了传统的计划就业模式,其整体框架是少数毕业生由国家安排就业,多数由学生自主择业[3],就其内部作用机制来讲是以毕业生就业市场作为基础的资源配置方式,类似于进化论中的优胜劣汰,独立学院学生的就业率总体来说低于普通本科院校学生,在我校07、08级毕业生身上这种现象较为明显,同专业我校学生就业率约为70%,而同市某高校同专业就业率达到90%,在这个特殊时期,把学校从规模建设转变为内涵建设,即“务实”型人才培养模式,是保证学院长足发展的关键。
测绘专业“务实”型人才培养模式设计思想如下。
由上图可知,测绘专业务实型人才培养主要从专业务实着手,细化到课程务实,再细化到教学务实,这就意味着老师教最实用的(即社会最需要的专有人才),学生学最需要的(即利于该专业学生就业的知识),在教学设计过程中加入新的教学方法和体验平台,注重培养学生的能力与创新意识,整个务实型人才培养模式的设计思想其实是一个资源最优整合到最优培育的过程,该过程要求满足学校发展对自身要求的同时,满足社会发展对测绘专业专有人才的需要。
二 “务实”型人才的培养模式
1 专业务实
根据《关于规范并加强普通高校以新的机制和模式试办独立学院管理的若干意见》的规定:申请者母体公办高校要对独立学院的教学和管理负责,并保证办学质量。独立学院应该在母体公办高校的指导下探索和形成适应自身特点的教学管理。专业设置要把握市场动态与市场需求相吻合,并且适应自身情况,有计划有监督的执行。
测绘工程专业是一门专业性很强的综合学科,具有实践性强,责任性要求高,市场需求量大等特点,大类人才培养目标为:培养具备地面测量、空间测量、海洋测量、摄影测量与遥感等方面的知识,能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、国土资源考察调查、环境保护与灾害预防及地球动力学等领域从事研究、管理、教学等方面的高级工程技术专业人才与管理人才[4]。
但是对于该独立学院而言,现有的条件即师资和设备,无法完成整个大类目标的人才培养,如何在已有条件培养出既能满足社会需求,又具有较高质量的人才呢?我们采取专业分方向配置,目前各个高校测绘工程专业主要分为城市空间信息工程、大地测量与卫星导航、工程与工业测量、航天航空测绘专业等四个专业方向,而我校结合自身实际情况将测绘专业取其中的工业与工程测量和城市空间信息工程两个方向。
(1)城市空间信息工程方向
培养目标:培养测绘工程专业特色的具备城市空间信息学和工程决策管理学的基础理论、专门知识和基本技能,适应城市规划、智能交通、城市管理、城市可持续发展、环境保护和城市灾害监测、预报与防治等要求的厚基础、宽口径、高素质、强能力的创造、创新、创业型高级专门人才。毕业生适用范围:本专业方向的毕业生可从事城市空间信息的收集、分析、整合、评价、决策、电子政务、电子商务等领域的教学、研究、管理和工程技术工作。具有就业面广,适应性强等特点。
(2)工程与工业测量方向
培养目标:重点围绕精密工程测量与工业测量、变形监测、测量自动化、数字化测图、工程信息系统与工程管理等方面培养适应社会主义现代化建设需要的高级工程技术专业人才与管理人才。毕业生适用范围:本专业方向的毕业生可在城市建设规划与管理、交通(包括公路、铁路与水运)、国土与房产、工业企业、海洋、建筑、水利、电力、石油、冶金、国防、测绘、工程勘察、城市与企业信息管理等部门,从事测绘及相关信息工程的规划、设计、实施与管理工作,也可以在政府部门、教学和科研单位从事相关工作。具有就业面广、适应性强、社会需求量大等特点。
学院现有的设备可以充分满足这两个专业方向的教学要求,体现了独立学院在专业设置方面的快速市场反应能力。以专业优势作为学院发展契机,使人才培养也与社会需求相适应,这是务实人才培养模式里面的“专业务实”,即认清自身现状,把握社会需求,将已有的资源最优化配置,以最优师资,最足设备,打造出专项的一线工程师。
2 课程务实
结合“专业务实”里面的专业方向设置,重点开设方向相关课程,以工程与工业测量方向课程设置为例:围绕其人才培养目标,重点讲授精密工程测量与工业测量、变形监测、测量自动化、数字化测图、工程信息系统与工程管理方面的知识,开设大地测量学基础、测量学、地图学、工程测量学、数字摄影测量学、地理信息系统原理及应用、测量平差基础、变形监测与数据处理、工程监理、工程制图、地震地质学基础、地籍测量与土地管理、道路勘察设计、平差程序设计,辅助开设VC程序O计、MATLAB应用、数据库原理,了解性开设遥感原理、数字图像处理、施工组织与管理等课程,课程的设置实用性梯度明显,目的明确,完全围绕培养工业与工程测量应用型人才来开设,使学生学于实处,用于实处,这是“课程务实”的核心所在。
3 教与学务实
以测量学课程教学为例,测量学是一门重要的技术基础课和专业基础课[5],它在为学好有关专业和培养实际作业能力等方面起着重大的作用,课程性质为理论内容多,且实践性强,一般作为测绘工程专业学生所接触的第一门专业课,本课程对测绘专业学生职业能力养成起到大的作用。在本课程传统的教学中存在以下缺点,理论教学内容没有跟上现代科技的发展,理论教学课时少,教学手段不够先进,师生缺乏互动。针对这些问题,“教学务实”提倡“教师学习”及“动机培养”两个方法,教师学习是指教师在教的同时也要具备学习意识和钻研精神,博而有专,不断充盈自己以此来解决教学内容落后的问题;可以说测量学中的传统经典理论是现代测绘新技术的支撑,如何让学生在懂原理的基础上,主动有兴趣去多途径了解现代科技在本行业的应用,是动机培养[6]着重解决的问题;理论教学学时少的问题,可以进行内容整合,在后续的专业课程中会详谈的内容,测量学里可以采取概述;对于教学手段不够先进,教师需要进行教学过程设计尽量丰富课程内容,经过实践教学总结,合理安排测量学课间实习和实际案例设置是有效教学的保证;师生缺乏互动这一点,教学务实建议理论课教师与实践课教师统一,实践的过程是一个很好的沟通时机,另外对于地形测量生产实习,大一建议采用原始的经纬仪+水准、白纸成图[7]的作业方法,本方法看似原始,但是实践证明对于学生对测量原理的理解,职业素养的养成,和团队协作精神的培育有很好的效果,针对12年测绘11级某班级的班地形测量生产实习心得进行总结,98%的同学认为实习培养了他们良好的团队协作精神。在大班教学过程中问题研讨式教学法也可以起到很好的效果。综上所述教学务实其目的是为了保障有效教学[8]的进行。
三 务实型人才的能力与创新意识培养
能力培养与创新性意识培养是人才务实培养模式的目的,同时又互为保障,测绘工程专业的高年级本科生,已经学习和掌握测量的基本理论、方法和技能,也具备了一定的分析问题和解决问题的能力,临近毕业的学生往往希望自己毕业后能快速适应社会中生产实践的环境,并能在各种工程难题的处理上独当一面[9]。而实际上,现在的测绘工程专业的高年级学生,由于上述原因,所掌握的专业知识非常有限,缺乏系统性综合性课程设计的锻炼,没有结合工程实践解决实际问题的经验。所以毕业后,很长一段时间无法适应生产单位的岗位,本文讨论的务实型人才培养目标,就是希望达到毕业即上岗的效果,首先保证产学结合,日常授课中以工程实例为例结合理论授课,对于教师的科研成果及时开发应用到教学中,例如本教研室开发的GPS对地测量模块实验教学平台,就是及时将科研成果用于GPS原理与应用的教学中,实现了分模块教学和系统一体化封装。另外还对学生在毕业前期设置为期8天的顶岗实习,使学生真正能提前适应入职状态。
四 结论
高教改革期民办高校测绘专业“务实”型人才培养模式的应用研究是笔者结合教学工作经验与成果,在新的社会形势下为适应高教改革,合理利用现有资源,为谋求学校发展,学生质量提高,而提出的新型人才培养模式,其可行性在我校测绘工程本科专业11级10级学生身上得到验证,11级10级毕业生所学习的两个专业方向,市场需求度高就业形势良好,学生经过实践训练和顶岗实习,在单位很快就能独当一面,企业认可度高,教师资源整合后,科研水平得到促进,科研成果在学生中得到推广,提高了学生学习兴趣与实践创新能力,达到了双赢的效果。证实了该模式是在充分利用了学校已有条件下达到了人才培养的最优化配置,基于民办高校的办学特殊性,证实了“务实”型人才培养模式对该校测绘专业发展乃至整个学校长足发展的必要性,具有现实意义。
参考文献
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