地理信息技术的概念范文

时间:2023-11-30 17:45:22

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地理信息技术的概念

篇1

关键词:新课程改革;小学美术;创新

素质教育要从小开始,小学阶段是素质教育的重要开端,实施质量往往决定小学生人格的塑造、创造性思维能力的培养和对待学习的态度养成。小学美术教育是素质教育不可或缺的一环,低年级的小学美术教育更应注重审美意识和创造力培养,塑造健全的人格。美国哈弗大学艺术心理学名誉教授鲁道夫.阿恩海姆曾说过:“艺术教师的传统功能只限于培养的学生的观察能力和动手能力,让他们学会画画不走形,照着石膏板、水果或风景的样子正确的画下来。”现代教育则完全不同,“特别在低年级,教师的任务成了刺激每一个幼小心灵中的天生的冲动,即创造、探索、处理材料的欲望。”培养审美创造力是美术教育的核心目标,新课改下小学美术教学的创造力培养是值得我们探索和实践的问题。

一、小学美术教学中的创造力培养研究现状

(一)新课改下小学美术教学目标定位

新课改下小学美术教学目标定位清晰,即要以兴趣为导向,以生活为背景,以小学生个性特点为切入点,以激发小学生创造力为根本,以审美观的培养为目的开展美术教学和研究,侧重于让小学生从“玩”中获得知识,思考问题,交流情感。技法教学可作为教学的补充,适合少数有美术天赋和条件的小朋友。

(二)新课改下低年级小学生创造力培养

小学美术教育中如何根据学生年级差异和个性特点来培养学生的创造力,许多教育工作者在这方面进行了探索和实践。

如何培养低年级小学生的创造力,基层教师结合实际教学经验提出了不少切实可行的办法,值得我们学习和借鉴。小学生创造力的培养除了方法上的大胆创新外,日常美术教学中教师教学用语、学生沟通、作品评价等都需要注意合理引导,创造力除了激发还需要呵护与鼓励。

二、当前低年级小学美术教学面临的问题

(一)一些小学美术教师的教学观念落后

伴随着新课程改革的不断发展,人教版的小学美术教材不断更新。新教材打破了以往教材单单重视书本知识体系的传统结构,从而更加重视基础知识与社会实际生活的内在联系。但是在实际的教学过程中,美术教师往往存在以往陈旧的教学观念,不能适应新时代的要求。首先,在课堂教学过程中,名义上是开放式教学,可是在实际教学过程中,学生依旧没有跑出老师的思路范围,在老师设定的框框中思考和学习,这样就不能做到思路的创新。其次,有些小学美术教师,在教学方式和教学方法上依然受到传统的教育体制的影响,采用“灌输式”的教育教学方法,“学生学,教师教”的传统教学方法一直影响着小学美术教学。这样就不利于学生形成创新性思维,不利于学生的全面发展。没有创新思维和创造能力的老师难以培养出具有较强创造力学生。

(二)一些小学美术教师的教学方法单一

在教学过程中,一些美术教师忽略了学生获取知识的途径和方法,只是一味单纯的传授知识,忽略了教育的本质。

(三)小学生学习美术的积极性不高

首先,小学生由于年龄和学识的制约,认知、分析、判断等能力既不成熟又不稳定,大部分学生对美术价值的认识是迷茫的,总认为美术是一种娱乐的课程,从而造成了学习美术的积极性低;其次,学生家长缺乏对美术教学的重视。受到应试教育的影响,许多学生家长都认为美术是可学可不学的课程,对孩子的支持力度小,不利于小学生美术积极性的提升;再次,小学生在学习美术的过程中缺乏发散思维能力。在学习的过程中,容易产生对美术课程的厌倦,不利于小学美术课程的顺利进行。

三、新课改下提高低年级小学美术教学创新发展的思路

(一)更新教学观念,灵活教学方法

伴随着新课程标准的出台和新课程试验课程的进一步推广,小学美术教学方式和学习方式得到了很大的改变,给小学数学课堂带来了新的面貌。首先,小学美术教师应该不断更新教学观念,紧跟新课程改革的步伐。在小学美术课堂教学中,要摒弃以往传统的教学理念,变“填鸭式”教学为“发散思维式”教学,提高小学生的绘画能力;其次,小学数学教师要灵活自身的教学方法。在教学的过程中,美术教师可以让学生选在自己喜爱的景物或者动物进行绘画,积极培养小学生的创新思维能力;再次,小学美术教师要充分利用多媒体技术,把所要学习的景物生动的展示在学生面前。

(二)激发小学生的绘画兴趣和创造思维能力

首先,在教学过程中要激发小学生的求知欲, 培养小学生的学习兴趣。在人教版一年级上册《大家都来做》一课中,美术教师可以让学生在操场上用瓶盖、纸盒组合中各种图形。让学生体验材料的美感,体现绘画和创作的乐趣;其次,美术教师要多渠道对小学生进行引导,培养学生的创新思维。在实际的教学过程中,小学美术老师要为小学生进行各种演示。

(三)提高小学生的绘画技巧

首先,在新课程改革的背景之下,加强小学美术教学,就必须重视绘画技法教学,让小学生在技法学习中不断创造美。

篇2

近年来地理信息技术发展迅速、日益成熟,它在各领域的广泛应用推动了地理课程的改革,新课标中大幅度增加“地理信息技术”的内容,并在课程理念中强调信息技术在地理学习中的应用。本文对四个版本高中地理教材中“地理信息技术”部分的内容编制特点进行研究,在知识点选取、栏目设置类型、图像系统设置方面相对比,分析各自的特点,希望为现有教材中该部分内容修改完善提供一些建议。

关键词:

地理教材;地理信息技术;内容编制;对比分析

当今社会,随着科学技术的发展,地理信息技术的应用范围不断扩展,带动了对专业地理信息技术人才的需求,同时也带来了基础教育地理课程内容的革新。2003年,国家教育部颁布的《普通高中地理课程标准(实验)》,将地理信息技术这一专题纳入高中地理课程体系中,地理信息技术第一次作为一个相对独立的部分和选修课之一进入地理课程标准[1]。2004年,经全国中小学教材审定委员会初审通过出版了人民教育出版社出版的人教版、中国地图出版社出版的中图版、山东教育出版社出版的鲁教版和湖南教育出版社出版的湘教版地理教科书。四套实验教科书都非常重视对“地理信息技术”的编制,形式上和内容上各具特色,体现了教材的多样化和个性化趋势。

一新课标中的地理信息技术

地理课程标准是地理教材编写的依据、地理教学的依据,也是地理教学评价的依据,是教材、教学的出发点和归宿[2]。近年来地理信息技术发展迅速,地理课程标准也正在随着整个社会的信息化进程不断做出调整。《全日制普通高中地理新课程标准(实验)》对“地理信息技术”的要求如下:“标准”中强调信息技术的应用,非常重视培养高中生获取地理信息的素养。同时要求学生认识地理信息技术的基本含义与应用领域、形成用现代地理科学思维与方法解决地理问题的意识与能力、形成科学精神和科学态度[3]。此外,新课标中较多使用“了解”、“举例”、“查询”等行为动词,对RS、GPS、GIS以及电子地图等具体内容有不同的学习要求,主要侧重结合实例来让学生了解地理信息技术在实际生活中的应用,从而使高中生具备获取地理信息技术的能力。

二信息技术内容编制对比分析

(一)知识点选取比较

四套教材都选有RS、GPS、GIS、数字地球等知识,符合新课标对该部分的要求,基本上能够满足地理教学的需要。湘教版和中图版在内容安排、编排形式方面较为相似,都是用一章共四节的篇幅来讲述该部分知识,其涵盖的知识点也大致相同。两者较大的区别在于湘教版较偏重于介绍GIS和RS的基本理论,而实践应用方面较少;中图版则较注重RS的应用,以第二节“遥感技术的应用”为例,本节在简要阐述RS的基本原理之后,分别详细的介绍了RS在资源普查、环境和灾害监测中的应用,并在课后设有“准确预测易贡错决堤”的案例,以便于让学生在学习本节内容时体会到遥感技术是与生活密切联系、切实可行的。鲁教版中设有“学用电子地图”单元活动,突出了电子地图的实用性,最能满足“标准”中对电子地图的要求。此外,鲁教版较侧重介绍“数字地球”,该部分知识共有7页,详细的表述了“未来的城市——数字城市”、“未来校园——数字校园”等内容。人教版中该节基础知识点只有RS、GPS、GIS,数字地球则出现在阅读材料中,与另外三个版本相比该部分内容较少,且偏重于介绍理论知识,地理信息技术的应用方面涉及较少。这一问题在访谈过程中也被高中地理教师普遍反映。但人教版该节最后在综合地理信息技术的基础上设计了活动,让同学们根据自身的学科兴趣、认知水平的差异来进行自主学习,在一定程度上使教学内容更具有弹性。

(二)栏目设置比较

经过对比分析发现,鲁教版单元活动中的“问题”栏目旨在提出具有启发性的问题来激发学生的学习兴趣,与其他版本内的“思考”栏目功能大致相同;而“知识窗”和“阅读”都是帮助学生拓展视野,二者有异曲同工之妙。因此可以把鲁教版单元活动中的“问题”作为“思考”,“知识窗”作为“阅读”,则四个版本“地理信息技术”部分栏目设置的异同点如下表所示:四个版本均设有“阅读”、“思考”和“活动”栏目。“阅读”是教材内容的扩展与延伸,也是教材内容的补充和完善,它具有对正文知识进行解释、拓展和深化的重要作用,也在一定程度上扩展了学生的地理视野。而“思考”栏目可以引导学生积极参与课堂教学,以便于导入新课,同时也有利于培养学生的批判性思维和创新思维。中图版栏目最为丰富多样,每节均设有探索、学习指南、阅读、案列研究、思考和复习题栏目,而名词链接、活动栏目则视需要而定。“探索”设在每节课的正文之前,探索的内容与本节课的知识密切相关且富有创意,重在培养学生创新学习的能力,使学生学会学习。而“案例研究”位于每节内容的后面,具有总结。但中图版有的栏目知识性过强,不利于激发学生的学习兴趣。鲁教版中主要有“活动”、“知识窗”和“问题”三类栏目。其中“活动”栏目数量较多,共8个,也因为该教材中这一部分内容本来就是以单元活动的形式呈现,所以着重锻炼学生动手实践的能力。如“分析和解译遥感影像”、“用电子地图查询路线”等,引导学生动手操作,促进学生自主学习、合作学习和探究学习。知识窗(即阅读)栏目中多介绍一些实例或者基础性知识,注重教材与实际的结合。湘教版中“阅读”栏目较突出,共23个,大量的阅读材料可以使学生了解更多的知识,加深对教材的理解,提升思维能力。“活动”栏目则依据具体目的不同,又分为活动思考、活动探究、活动实践三个子类型,其中活动实践的数量较多,例如设计了“搜索GIS定义,列举GIS简报”等活动实践,对学生搜集、整理、表达地理信息的能力都提出了具体的要求,锻炼了学生学以致用的动手操作能力。总体而言,湘教版教材栏目设计新颖,呈现方式多样,既具有知识性、科学性,也不失趣味性。而与前三者相比,人教版设置的栏目类型、数量都较少。但在访谈中教师普遍反映学生对“地理信息技术”中的案例很感兴趣,经常会询问老师RS、GPS以及其他技术的具体操作过程,但由于课本上所给的实例较少,且只有简单的文字介绍,学生的学习需求往往得不到满足。

(三)图像系统分析比较

林培英教授在《学校地理教材现代化研究》中对图像系统定义为:“地理教材除去文字和数字符号外,还有图像符号来表示、解释和揭示地理知识,称作地理教材的图像系统。”[4]图像系统是地理教材的重要组成部分,一般蕴含着大量的地理信息,且较为生动形象,易读易懂。总结多数专家的观点,地理教材中的图像类型主要有地图、示意图、景观图、遥感影像图、照片、地理统计图(表格、线状图、柱状图、结构图、柱状折线图)、漫画等类型[5-7]。四个版本教材中的图像类型和数量统计如表4所示。从表4中可以看出,中图版和湘教版“地理信息技术”部分所展现的图片数量最为丰富,这两个版本的教材本身文本内容就较多,相对应的图像数量也较多,用直观简洁的图像来补充课文内容,可以提高教材的表达效果。不同类型的图像具有不同的功能。示意图立体感强,能够直观的表达地理基本原理、规律、分布等,容易被学生接受。以湘教版第二节“遥感技术及其应用”的图3-27“遥感技术系统”为例,生动形象且又真实地展示遥感技术的工作过程,便于学生明白地理现象之间的关系,得到形象的概念。同时从表4中也发现,在这6种图像类型中,四个版本“地理信息技术”中均是示意图的数量最多。地图是地理教材在内容和形式上与其他教材最明显的区别,它可以储存、选择、模拟和表达地理信息,具有知识传播和能力培养两种最基本最重要的功能[8]。鲁教版在“辨别地理方向”中使用了多幅地图,与文字密切配合,简洁清晰的表达了地理内容。而照片与其他类型图像相比更真实、更贴近生活,形象生动,使用照片可以在一定程度上引起学生的共鸣,给予其感性认识,激发他们的学习兴趣。中图版和湘教版都在讲述GPS的应用时插入了大量的实物照片。文字虽然可以表述概念和原理,但是不能反映空间结构,而图像能够直接迅速地表达出地理事物的结构和空间关系。“地理信息技术”的图像系统设计应结合教材实际内容,考虑到该部分内容与现代技术密切相连,且注重实践应用,而遥感影像图不仅拥有丰富的信息,而且直观,在一定程度上体现了地理信息技术的先进性,因此各版本教材可以适当增加遥感影像图的数量。

三建议

四套教材都从各自的角度理解课程标准,对地理信息技术进行了不同的编制设计,虽各有千秋,但仍有一定的局限性。中图版突出地理信息技术的应用,结合恰当的实例详细地介绍地理信息技术的每一个功能,旨在帮助学生学会使用地理信息技术。且在介绍地理信息技术原理时均采用了图示的方法,形象生动地展示了地理信息技术的工作原理。但该部分活动设计的较为简单,建议活动栏目的设计要符合高中生的学习心理,让学生通过活动确有收获。鲁教版中“地理信息技术”被编排在6个单元活动中,这种创新使该部分内容更为丰富,但这样的编排形式也可能弱化它们之间的联系,不利于学生对地理信息技术的整体把握。因此在教学过程中应注意加强各部分之间的联系。湘教版中该部分知识丰富详实,且设置了大量的阅读材料有利于开拓学生的视野。但这部分教材对地理信息技术原理的介绍过于简单,建议教材在介绍地理信息技术原理时能够用简单形象的语言深入浅出的介绍,使其更有深度。人教版教材较为规范严谨,注重地理信息技术中各项技术的联系,但在访谈过程中多数教师反映该部分内容较为单薄,且偏重于介绍理论知识,地理信息技术的应用方面涉及较少。因此建议在教材中适当丰富本节内容,并适当增加一些关于地理信息技术在各领域实际应用的案例,以满足学生的学习需要。目前信息技术的使用范围不断扩展,在生活中的地位也越来越重要,学习先进的地理信息技术已经成为一种趋势,积极完善教材中的“地理信息技术”内容,使其更符合学生的学习需要,对培养地理信息专业人才、促进社会发展具有重要意义。本文通过对四个版本教材“地理信息技术”部分多角度的对比分析,在一定程度上为“地理信息技术”内容的编制提出一些较为合理的建议。总之,编写好一本教材不是一蹴而就,而是需要在实践检验下不断修订,逐步走向完善。

参考文献

[1]林培英.中学地理信息技术教学[J].课程•教材•教法.2004,24(7)(7):58-62.

[2]李家清,陈实.中学地理课程标准与教材分析[M].北京:科学出版社,2012.

[3]李家清.新理念地理教学论[M].北京:北京大学出版社,2009.

[4]林培英.学校地理教材现代化研究[D].北京:首都师范大学,1985.

[5]王民,王英.中学地理教材中的图像类型研究——以德国为例[J].中学地理教学参考,2005,11.

[6]杨向东.中学地理新教材图像系统特点与分类——以人教版初中地理为例[J].教育理论与实践.2006,26(5):59-60.

[7]刘彩凤.初中地理新教材图表系统组成、功能与应用研究[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2006,19(8):89-93.

篇3

关键词:GIS;地理教学;应用

在中学地理教学当中,初中教师现在仍偏重于让学生记忆,这种教学方式不能很好地激发学生学习地理的兴趣和培养学生的学习能力;对于高中生来说,这门课需要理解的内容更多,在教学中如何帮助学生更好地理解所学内容,是所有地理老师面临的问题。地理信息系统可辅助地理教学。随着地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)的日渐成熟和广泛应用,把它引进地理课堂优化教学将会成为未来发展的趋势。同时,GIS作为一项具有广阔发展前景的信息技术将会对中学地理教学起到巨大的推动作用。

一、GIS的概念与特征

GIS的最大、最基本的特征在于它将空间和属性信息有机地结合起来,从空间和属性两个方面对现实对象进行查询、检索和分析,并将结果以各种直观的形式准确、形象地表达出来,即地理数据可视化。GIS采用层的概念组织管理数据,这样可以做到一图多用。同时,根据需要可将不同的层进行叠加分析,对某一区域可做缓冲区分析等等,即地理空间分析。

二、将GIS融入中学地理教学的必要性

1.中学地理课程标准的要求

2003年4月,国家教育部修订、颁布了《普通高中地理课程标准(实验)》(以下简称《标准》),《标准》将普通高中地理课程划分为3个必修模块和7个选修模块。必修模块中的地理信息技术教学内容在必修模块3中,专设了“地理信息技术的应用”标题。7个选修模块由“宇宙与地球”“海洋地理”“旅游地理”“城乡规划”“自然灾害与防治”“环境保护”和“地理信息技术应用”组成。《标准》正是看到了GIS在中学地理教学中的重要性,因此在《标准》中提出了对GIS的教学要求。

2.GIS自身的强大功能

GIS的基本功能是地理数据可视化,它将地理事物和现象的空间分布在地图上最直观地反映出来。随着时代的发展,GIS与Internet、多媒体、虚拟现实技术的结合越来越紧密,这使得它对空间数据的表现力越强,将其引入中学地理教学必将提高教学效果。GIS采用层的概念组织管理空间数据与属性数据。在实际教学中教师可通过点击图层的某一区域获取其属性信息,也可通过输入某个属性条件而了解其空间分布,即实现双向地理查询。通过展示GIS的空间分析功能,不仅让学生对空间概念有了直观的认识,同时提高他们分析问题、解决问题的能力,充分认识到地理信息系统作为决策工具的作用。

三、GIS在中学地理教学中的应用

1.自制教学用图

由于传统教学挂图有时不能很好地反映教师所要讲授的问题,且容易损坏。教师可利用GIS的强大制图功能,自制地图,突出教学主体,方便插入到多媒体课件中。

2.空间查询

利用GIS可实现双向查询,如学习34个省级行政区时,为了方便学生记忆每个省级行政区的名称、简称、位置、轮廓界线,可以逐个以动态闪烁的方式显示,而且分别赋予相应的属性,可以即时查询每个行政单位的面积、人口、社会经济情况等内容。同时,GIS的可视化增强了学生的感性认识,提高了学生的学习兴趣。

随着现代教育技术的高速发展,地理信息系统(GIS)作为地理学第三代语言的重要性不言而喻。在实际教学中要求教师熟练应用GIS解决实际问题的同时还要把这种能力传授给学生,这给中学地理教师提出了新的挑战和机遇。

参考文献:

[1]邬伦.地理信息系统:原理、方法和应用[M].北京:科学出版社,2001.

篇4

 

环境科学专业的培养目标是让学生掌握环境科学的基本理论、基本知识和基本技能,了解学科发展的现状和动态,培育具有创造性思维、理论联系实际、独立从事科学研究和实际应用能力的人才。

 

随着信息化技术的发展, 越来越多的国家和地区在监测系统中将3S(3S具体指地理信息系统-GIS、全球定位系统-GPS、遥感-RS) 等信息技术与传统监测技术方法联合运用,扩展了获取环境质量信息和污染源排放信息的手段。日本在全国各地建立了包括水质、大气、噪音、振动、地表沉降等项目的自动观测网络, 在各种观测数据的基础之上建立了基于GIS 的环境信息系统,从而可以完成各种监测统计表格、监测统计图形及污染源分布图的输出, 同时还具有环境预测和管理决策的各种功能。

 

美国应用遥感与GIS 技术对密西西比河流域的地形、岩性、土壤类型、气候条件、植被类型、城市布局、两岸工厂和排污口分布等多种因素进行分析,根据环境模型可以计算出流域的水质变化, 进而判断出密西西比河的水质受流域自然环境背景和人工排污量影响的程度。

 

信息技术在环境科学的相关领域如环境监测、科学研究、决策制订、环境规划与预测等各个领域发挥了重要的作用,在环境科学以及环境决策与管理方面扮演着越来越重要的角色。

 

一 信息技术在环境科学领域的具体应用

 

1.环境信息挖掘

 

环境科学所涉及的大量环境信息具有时间性和动态性特点,另外还具有空间分布的特点。信息系统的最大特点在于把社会生活中的各种信息都能落实在地理位置中,并可根据用户需要对这些信息进行分析,与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起。

 

随着经济社会的发展及人口的增加, 环境污染问题日益突出,迫切要求大范围、经常性和连续地监测环境参数。如何科学合理并有效地利用这些数据就显得尤为重要。多种途径得到的数据自身有一定的相关性,而且分布上有独特的空间差异,由观测到的环境变量衍生出新的环境数据是环境信息挖掘的重要方面。信息系统可以对环境实况数据采集与分析,结合强大的空间分析功能,对获取的环境信息进行深入的信息挖掘,对数据进行环境参数的定量、定性分析及环境动态变化的预测分析。

 

2.环境信息监测

 

环境科学是研究人类所处的自然环境的一门学科,而自然环境是由大气、水体、土壤等组成的复杂系统,信息技术中以遥感为代表的检测技术具有大范围、多时相、高分辨率、多光谱的特点,因此遥感信息技术在全球气候变化、局地水体监测、大气臭氧耗损监测以及多尺度范围的环境变化等全球环境变化研究中发挥着不可替代的作用。大范围的环境演变的周期较长,规律不容易被发现,但是由于其特殊性,一旦失衡,就难以复原。

 

因此,综合应用信息技术监测环境的变化规律、模拟环境演化,做到防患于未然就具有非常现实的意义。通过地理信息系统技术对多时相、多数据源的遥感数据分析,可以对全球的环境演变进行动态的监测。通过对多源、多时相遥感图像的分析,能对过去一段时间的环境变化过程进行反演与模拟,并可以根据模拟的结果对未来一段时间内的环境演变进行仿真的模拟和演示。

 

3.环境信息建模

 

环境模型是进行环境评价和环境预测的有力手段,是环境学研究中较为成熟的一个领域。由于许多环境问题和环境过程都具有非线性、空间分布特性、随机性以及随机变化特性,因此环境模型大都比较复杂,而信息系统如地理信息系统是专门针对地理数据及相关数据进行采集、存储管理、分析处理与实时显现的操作系统。

 

在地理信息系统中,基本概念是时空分布的拓扑关系,而研究的主题内容被抽象成点、线、面的空间实体及其相关属性。而在环境模型中,基本概念是物质、能量及其运动转化,而这些基本研究对象诸如水的扩展、土壤有机质层次结构、大气运动、污染源在区域的分布等明显具有空间分布特性的环境要素。地理信息系统的属性结构和环境模型在概念和研究对象上具有很好的耦合性,这使得二者的结合是自然、合理又具有潜力的。

 

传统的环境模型空间数据的操作尤其是在结果显示方面仍捉襟见肘。而空间分析和空间数据管理正是信息技术的优势,GIS 可以为环境模型提供一整套基于地理信息系统逻辑原理的空间科学范式,用以反映具有空间分布特性的环境模型研究对象的在地理空间上的移动、扩散,以及在时间范围内的动态变化及相互作用。环境模型对各种环境问题和环境过程描述准确、算法精练,能够体现环境问题的空间特性,比如现在常用的水质模型、大气扩散模型、污染物在地下水中运移模型等都可以在二维和三维中得到很好的应用。

 

二 强化信息技术在环境科学专业应用的意义

 

信息技术是对各类信息系统的分析、设计和应用。在环境领域也存在并需要各种各样的信息系统,环境信息就是通过加工的、能够用于环境保护工作的数据和符号,它反映了环境系统各个环节的时间、空间和状态特征,因而掌握这些基础知识十分必要。人类进入21世纪后,环境与人的关系得到了前所未有的重视,在我国亦是如此,特别是在发展中的典型区域环境与发展之间的矛盾日益突出。信息技术手段是近年来在各学科都得到长足发展的新生力量。

 

随着现代化技术手段的发展,人类对于环境科学的认识不断提高,传统意义的技术手段已不能满足人类对于环境的科学探索,因此需要强化信息技术在环境科学中的应用,所以在环境科学专业培养方案的制订中,应突出强调信息技术在环境科学中的重要作用。

 

对于信息技术在环境科学应用中的研究,可以对学校环境科学专业以后的教学相关内容做尝试性的分析。重点分析信息技术在环境科学中的具体应用;学校的环境科学专业在信息技术应用方面的理论课程和实验课程如何开设;为适应就业市场对人才的特殊需求,如何强化学校环境科学在信息技术应用方面的技术特长,为学校环境科学专业的发展壮大提供依据。

 

三 强化信息技术在环境科学专业中的应用途径

 

通过环境信息技术应用理论课程的设置以及实验平台的建设,让学生掌握信息技术在环境科学中的具体应用。利用所学的地理信息系统、环境遥感、数据库、管理信息系统进行环境保护系统的开发,拓展应用技能。通过学习掌握环境科学的基础知识,了解环境污染控制和管理的各种手段和方法,了解环境信息系统的结构和开发过程,熟练掌握环境信息系统的概念、作用及应用。通过对地理信息系统的特征、内容和基本结构及一些常用软件的运用和分析,掌握地理信息系统组成、数据结构和环境信息的空间分析,并学会如何用地理信息系统这门空间数据科学来解决环境科学中的一些管理、规划等问题。

 

通过信息技术的学习,能够对遥感技术和全球定位系统概念、应用及图像处理技术有所掌握,对环境信息系统数据的来源和收集方式有一定了解,并能掌握环境信息技术在环境监测和环境评价中的实际应用。所研究的内容主要集中在以下几个方面:

 

1.对环境科学专业信息技术课程开设的可行性论证 信息技术已经在环境科学中得到了广泛的应用,但是不同学校的课程设置与本学校的学科背景以及师资状况有着密切的联系。培养什么样的人才及如何培养在一定程度上决定了开设课程的性质。根据重庆工商大学的软硬件情况,构建环境科学专业信息技术应用教学的相关课程。

 

2.分析实验平台建设的现状及不足

 

信息技术平台由于自身的特征使得对庞杂的空间数据进行定量分析处理和信息的综合评价、预测成为可能,从而为环境科学研究与规划管理走向自动化、定量化和科学化开辟了广阔前景。我们学校已经在信息化教学方面特别是经济学相关专业建立了相对完备的技术平台和计算机信息中心,与经济信息教学有着密切的联系也有着明显的区别,该研究将在对现有的实验平台分析的基础之上,分析学校加强环境信息技术应用方面的优势与不足。

 

3.师资共享的联合机制探索

 

每个学校在专业设置和院系组合方面都有自己的优势,不同的专业之间有着较强的联系和互补。如何有效利用现有的师资,促进环境科学专业的建设则成为环境科学快速健康发展的必由之路。

 

四 结语

 

近年来,环境问题特别是经济发展过程中由人类活动而引起的环境问题较为突出,已成为制约经济和社会可持续发展的重要因素。环境科学是一个复杂的学科体系,涉及人口、资源与环境的各个方面。随着现代化技术手段的发展,社会对环境科学专业人才在环境信息处理能力方面有较高要求。

 

当前状况下,如何系统地构建学科体系、利用现有的软硬件设施强化信息教学、让学生掌握信息处理能力、优化学科脉络,是环境科学专业需突破的重要方面。以学校现有的师资状况、基础实验环境为基础,采用理论分析、实验模拟、高校走访、问卷调查等形式进行环境信息技术理论课程和实验课程设置的可行性论证,为环境科学专业的健康快速发展服务。

 

从粗放型的发展到集约节约型的可持续发展思路的转变,使得环境科学的相关学科得到了长足发展。各级部门和组织对环境问题尤为重视,围绕着环境问题开展了一系列的科学研究和实验观测,积累了大量的科学数据。环境信息技术是目前计算机技术应用方面继人工智能、信息系统、预测系统后,管理信息系统中最活跃的研究领域。因此,信息技术对环境数据信息的设计、开发和应用等工作也就显得格外迫切。

篇5

关键词:GIS;发展;演化

一、前言

地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是一种专门用于采集、存储、管理、分析、和表达空间数据的信息系统。其既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”,也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”,同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术”。

二、GIS的提出和迅速发展

50年代,由于电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量与地图制图学中的应用,使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据,并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务,这样就导致了地理信息系统的问世。

1956年,奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库,随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统(LIS),用于地籍管理。1963年,加拿大测量学家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语,并建立了世界上第一个GIS—加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理和规划。稍后,美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。但是,由于当时计算机技术水平不高,存储量小、磁带存取速度慢,使得GIS带有更多的机助制图色彩,地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图,进行地图数据的拓扑编辑,分幅数据的拼接,并发展了基于栅格的操作方法。

进入70年代以后,由于计算机硬件和软件技术的飞速发展,尤其是大容量存取设备—磁盘的使用,为空间数据的录入、存贮、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能,促使GIS朝着实用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。GIS这一技术成为一个引人注目的领域。

三、80年代的GIS—地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)

80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。由于大规模和超大规模集成电路的问世,推出了第四代计算机,特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现,为计算机的普及应用创造了条件,加上计算机网络的建立,使地理信息的传输效率得到极大的提高。另外,软件开发工具的广泛应用和数据库技术的推广,推动了GIS的数据处理能力、空间分析功能、人机交互对话、地图的输入、编辑和输出技术的进一步发展,并逐步走向成熟。GIS的应用从解决基础设施的规划(如道路、输电线等)转向更加复杂的区域开发问题。当时,GIS已跨越国界,在全世界范围内全面推广,应用领域不断扩大,并与卫星遥感技术结合,开始应用于全球性的问题(如全球变化、全球沙漠化监测等)。因此,国际著名的GIS专家,即前面提到的R.T.Tomlinson认为:“如果70年代是GIS发展的巩固时期,那么80年代则是国际上GIS发展具有突破性的年代”。这个时期,GIS还保留有地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)的含义和意思。

四、90年代的GIS—地理信息科学(GeographicInformationScience,GIS)

地理信息系统技术的应用大大提高了人类处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力,而地理信息系统技术及其应用的进一步发展则必须以地球信息机理理论为基础。陈述彭院士在论述地理信息系统发展时强调了对于地球信息基础理论的研究,并指出地球信息基础理论的实质内容:地理信息系统已不仅仅限于物质流与能量流的信息载体,而且包括研究地学信息流程的动力学机理与时空特征、地学信息传输机理及其不确定性(多解)与可预见性等;并认为:Geo-Informatics不同于Geomatics,在于这个Info还包括很多地学规律,其分析模型必须以地学为基础。

Goodchild于1992年提出地理信息科学(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科学主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存贮、提取以及管理和分析过程中所提出的一系列基本问题,如数据的获取和集成、分布式计算、地理信息的认知和表达、空间分析、地理信息基础设施建设、地理数据的不确定性及其对于地理信息系统操作的影响、地理信息系统的社会实践等。地理信息科学的提出是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求,它是在人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询,而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的;它在注重地理信息技术发展的同时,还注意到了与地理数据、地理信息有关的其他一些理论问题,如地理数据的不确定性、地理信息的认知以及社会对于地理信息技术运用于实践的认可等。由此可见,地理信息科学在地理信息技术研究的同时,还指出了对于支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。世纪之交,由于地理信息系统的应用日益广泛,加上航空和航天遥感、全球定位系统、数字网络(Internet)和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透和整合,逐渐形成了以地理信息系统为核心的地球空间信息集成化技术系统,为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证;同时,这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广,掀起了全球变化研究与对地观测计划的新高朝,于是时势造英雄,促使一门新兴的交叉学科“地理信息科学”的脱颖而出。这个时期,GIS己经渐变地含有地理信息科学(GeographicInformationScience,GIS)的含义和意思。

五、现在的GIS—地理信息服务(GeographicInformationService,GIS)

近年来,随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用,GIS的发展进入到各行各业乃至各家各户的用户时代,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。这个时期,社会对GIS的认识普遍提高,需求大幅度增加,地理信息系统已成为许多机构(特别是政府决策部门)必备的工作和决策咨询系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题,地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划,也是美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略的重要组成部分。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业,具备了走向产业化的条件。

近来,个人数字助理(PersonalDigitalAssistant,PDA)、移动电话的普及给新的应用创造了许多机会。这样的应用有流动工作人员和基于位置服务。流动工作人员,顾名思义,他们工作在远程位置,如客户处、分公司或者野外现场。这些工作人员经常要为完成某项任务下载一段所需的数据,在远端使用这段数据,然后在每天工作结束的时候将改动更新(同步地)到主数据库上。这种场景的一个重要方面是:客户端保留有数据,并以离线方式在本地对数据进行操作。基于位置服务的使用是近年来出现的一个重要趋势,这类服务彻底改变了对用户地理位置的依赖。随着全球定位系统(GPS)的应用,可以很容易确定任何一个客户/使用者的精确位置,并根据用户的地理位置提出最佳解决方案。基于位置服务的影响和重要性促使开放GIS协会(OpenGISConsortium,OGC)提出了开放位置服务(OpenLocationService,OpenLS),希望能够将地理空间数据和地理操作的资源集成到位置服务和电信基础设施中去。美国联邦政府已于2001年10月颁布了规定:所有蜂窝电话的位置在67%的使用时间里必须是可追踪的,追踪精度为125米。这样,一方面人们总在评述着Internet革命“消灭”了地理的概念,与此同时,对于空间技术的需求却在不断增长。位置服务(LocationBasedService,LBS)的巨大魅力在于通过固定或移动网络发送GIS功能和基于位置信息,从而在任何时间应用到任何人、任何位置和任何设备上。当前,LBS已成为科学研究、技术发展和市场开拓领域共同的热点话题。此时,GIS已朝着地理信息服务(GeographicInformationService,GIS)的方向发展。

六、结论

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关键词:地理国情;普查;监测

中图分类号:X924文献标识码: A

依托国家现代化测绘基准体系,提供更加丰富的测绘基准信息产品,才能满足经济社会发展对高精度、全覆盖、三维、动态测绘基准信息的需求。通过进一步加强测绘地理信息档案资料数据库建设,强化测绘地理信息档案信息化服务,充分发挥测绘地理信息档案资料在地理国情分析、测绘地理信息项目规划设计等工作中的基础参考作用[1]。

1地理国情普查的测绘技术

随着空间技术和信息技术等不断进步,国民经济和社会信息化进程加快,测绘事业面临着技术手段、服务层次和资源配置方式等方面的深刻变化。经济社会发展和人民生活水平的提升对地理信息资源的需求迅速增长,面向全社会提供地理空间信息服务是近几年测绘学科发展的主要任务,同时也标志着我国测绘现代化和信息化发展进入了一个新的阶段。测绘学科发展主要依赖信息化测绘体系建设中的地理空间信息理论、技术、方法以及应用服务方面的进步。如北斗导航卫星系统、现代测绘基准建设、海岛礁联测、“天绘”和“资源j号”测绘卫星、国家1:50000基准地理信息数据库更新、西部测图工程、地理国情监测、应急测绘技术、数字城市、全国地理信息公共服务平台与天地图等10大工程既推进了信息化测绘体系建设的进程,同时也促进了测绘学科的发展。

2地理国情普查和监测的意义

2.1推进地理信息资源开发利用

加强地理信息资源开发利用是地理信息产业发展的核心内容之一,对于推动现代服务业发展具有重要意义。要根据政府、企业、社会以及人们生活的实际需要,大力开发地理信息社会化应用产品,加快发展车载导航、手机定位、便携式移动导航、互联网地理信息服务以及电子商务、智能交通、现代物流等方面的位置服务产品,不断拓展地理信息应用的深度和广度,提高地理信息产品附加值,充分满足经济社会发展对地理信息服务日益增长的现实需求。要充分利用现代高科技产品、特别是消费电子产品承载地理信息服务的能力,积极创造和培育新的需求、新的市场,开发基于地理信息的电子游戏产品、地理信息电视频道或栏目、基于数码相机的位置服务产品以及物联网位置服务产品等,满足各类个性化需求和大众需要,全面拓展地理信息消费市场[2]。

2.2加快技术自主创新步伐

发展拥有自主知识产权的先进测绘地理信息技术,是推动地理信息资源开发利用的重要基础,也是增强地理信息产业核心竞争力、占领地理信息产业制高点的重要途径。要紧紧围绕测绘地理信息事业发展的战略任务,坚持“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的基本方针,不断完善创新体系,提高创新能力。进一步确立企业在自主创新中的主体地位,充分发挥市场配置科技资源的基础作用,尤其要为企业参与科研活动创造经费、政策等支撑条件。

3加强地理国情普查和监测技术的应用

国土整治是指对国土资源的考察、开发、利用、治理和保护以及为此目的进行的国土规划、国土立法及国土管理工作。譬如国土资源部主页的栏目中既有土地资源、矿产资源、海洋资源的管理,也有基础测绘、地质调查、国土规划、土地监测等栏目,还有“西部大开发”:“全球资源战略”等宏观信息,这些都属于国土整治工作的范畴。国土整治工作既有全国范围跨区域的,也有区域性的,其目的都是为了区域的可持续发展[3]。

由于我国国土辽阔,自然资源、地理环境的区域差异大,社会经济和科技水平发展的地区不平衡,所以国土整治工作要因地制宜。换句话说,就是要具体问题具体分析。譬如我国西北地区与东南沿海相比,西部地区尽管资源丰富,但经济基础、科技水平、交通建设都比较落后,自然环境也比较恶劣。遥感技术是比较成熟的技术,教材对遥感技术的概念、工作原理及其作用等内容的介绍比较详细。适当介绍一些航空、航天遥感相片与普通地图的区别,加深对通过现代化科技手段远距离探测、感知地理环境事物、获取图像信息的认识,理解“遥感是人的视觉的延伸”这句话的含义。要注意遥感技术在经济建设与国土整治方面应用,例如对气象、水文预报、灾情预报、农业生产预测等。地理信息系统是信息时代的标志性技术之一。地理信息属于空间信息,具有多维结构、时序明显等特征。GIS技术对于地图制图、空间信息处理、国土资源变化的预测和监测等方面功能强大。要认识GIS技术的重要作用及其应用的广泛性,认识到“GIS技术是地图的延伸,凡是用到地图或需要处理空间数据的领域,都可以借助GIS技术”,从而加深对计算机信息技术的认识和了解[4]。

全球定位系统是利用卫星进行全球范围内的导航、定位的高科技信息技术,是现代化高新技术的重要组成部分。这种技术的难度比较高,形成初步的认识即可。有条件的可让亲自操作“GPS信号接收机”,学会“实时定位”的基本方法,体验GPS技术所具有的魅力。

结论

总之,只有充分利用网络通信技术,提供在线地形图与基础地理信息服务,才能全面实现提供基础地理信息数据向提供地理信息综合服务的转变。同时要进一步增强通过手机、电视、电脑以及各种便携式设备等媒介提供测绘地理信息服务的能力,建立便捷高效的测绘地理信息公共服务新模式。

参考文献:

[1] 景小元,燕晋宁. 地理国情普查中的地理摄影要素与技法[J]. 科技信息,2013,20:204-206.

[2] 叶玮,雷邦俊,. 地理国情普查工作中车载移动测量系统更新DEM方法的探讨[J]. 测绘通报,2013,08:58-60.

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信息技术是处理和管理各种信息的技术总称,它主要是应用计算机技术和通信技术来开发、设计、安装、实施信息系统软件。广义上的信息技术是指充分扩展和利用人类信息器官功能的各种工具、方法、技能的总和,广义的信息技术强调信息技术与人类的本质关系;狭义的信息技术是指对信息进行采编、收集、传输、储存、加工的各种活动,狭义的信息技术强调信息技术的功能[1]。

2信息技术在企业建设中的重要性

随着经济时代的发展,信息技术已经成为企业竞争的核心,利用信息技术来提高企业的生产力,增强企业的竞争实力是现代企业建设与发展的关键。在企业现代化过程中,信息技术是企业发展的主导力量,企业信息化是现代企业的重要标志,企业必须依靠信息技术的力量才不会被市场淘汰,最终实现企业现代化。信息技术是企业发展的源泉,企业现代化生产的各个环节都离不开信息技术;信息技术能够扩展企业的业务范围,企业利用网络信息技术降低了企业的经营成本,扩展了企业的销售渠道[2]。

3信息技术在油田企业中的应用

3.1油田编制方案中的应用

信息技术在油田企业中的应用涉及到油田企业的各个方面,对于油田企业的开发来说,编制方案是开发建设的重要环节,信息技术能够总结油田的生产规律,确定油田的开发方向。在编制具体的开发文件过程中,涉及到大量数据,把信息技术应用到编制方案当中,能够提高信息数据的准确性,对合理预测、开发油田非常有帮助。比如在计算井组剩余开采储量时,很多油田的开采区依然存有大量的原油,应用信息技术的“剩余开采储量软件”,可以准确分析油层剩余油的分布情况和位置,找到余油集聚区。信息技术还可以对地质资料进行网络化管理,油田企业为了寻找油田的潜力区,要充分利用计算机技术,对老油田实施深度研究,提高深度开发方案的编制水平,使信息资源在油田生产中充分发挥作用[3]。

3.2油田施工管理中的应用

油田企业的井下作业可以开展信息化建设,这样可以优化油田施工管理业务流程,为油田企业提供信息支持,以信息化带动技术化,增强油田的施工管理。在作业数据建设中,为了满足专业应用,油田企业利用信息技术统一了数据和标准,加强了油田企业的整体设计和统一规划管理,数据资源中心覆盖了整个井下作业的过程,它不仅能够实现数据资料的上传和下载,还能够满足油田企业的内部管理要求,最终实现资源共享;井下作业数据建设能够实现油田企业的信息化管理,可以生产和预测数学模型,同时建设相应的知识平台,形成一个全面的、完整的数据信息环境,油田企业根据数据信息准确分析、预测井下作业,使井下作业顺利施工。

3.3油田地理信息系统中的应用

随着油田勘探开发规模不断扩大,油田企业对地理信息的准确性要求很高。全球定位遥感技术是信息技术的一种,它可以根据地理位置情况,收集信息,分析地理信息数据的来源和种类,确定合适的地面工程数据采集方式。地面施工工程可以分为两大类,地面上可见管道施工和埋地管道施工,对于可见管道及建筑物的施工,采集数据的方式有大比例尺地形采集、高分辨率航测遥感图片处理采集、GPS技术现场定位采集三种方式;对于埋地管道施工上,采集空间位置的数据方式主要是探测方式。全球定位技术和遥感技术可以摆脱历史信息不全面的问题,为地面的工程数据提供保障。

3.4培训职工中的应用

现代信息技术可以帮助管理者对员工进行有效的培训,通过运用多媒体方式改变传统的培训教育模式,优化培训教育工作。多媒体信息技术把图像、声音、文字用视频的方式表现出来,改变传统的书本模式,给职工听觉与视觉上的享受;多媒体信息技术通过计算机软件,把抽象的概念变的具体化、生动化,用通俗易懂的方式把先进的技术知识讲解出来,提高培训员工的效率;同时,多媒体信息技术能够快捷、方便地获取信息,扩展培训教师的知识技术水平,使教师掌握先进的技术知识,使教师在培训过程中,能够提高全体员工的知识技术水平。

3.5财务管理中的应用

油田企业中运用信息技术可以有效提高企业的财务管理能力。计算机能够有效地完成比较复杂的计算程序,处理复杂的数据。油田企业在财务管理方面会出现大量数据,计算机软件可以帮助油田企业完成资金的统计、核算等程序,提高油田企业资金利用的效率[4]。

4结语

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【关键词】测绘技术;定位;框架结构

信息化测绘技术是目前测绘行业发展中最受关注的一项,也是信息资源共享中的重中之重。其关系到各个行业的发展需要,其被广泛应用在军事、地理、建筑等领域,因此信息化测绘体系的定位和其框架值得我们在工作中深入研究,尤其是面对新的市场需求和多元化服务对象,信息化测绘更是受到社会各界人士的关注。

1.信息化测绘概念和基本特征

信息化测绘体系的建立是当前测绘事业发展的核心内容,是实现地理信息资源共享和数字中国的主要手段。和空间数据基础设施相比较,信息测绘体系的研究主要体现在技术和服务工作上,其测绘和地理信心产业息息相关,也是整个工作体系中最受关注的环节。

1.1信息化测绘的概念

信息系统不同于数据库系统,是存在于各个社会角落和工作环节的,而数据库系统仅仅是一个实际操作和运行的工作模式,这种系统体系在应用中是一个实际的储存系统,也是数据运行的软件体系。而信息系统作为支持决策、控制的一种综合性体系,其是从多个不同的方面归纳总结的环节。所谓的信息化测绘是在完全网络环境下运行的,是利用数字化测绘技术为基础为社会经济发展做出有效的地理空间信息支持的一种测绘方式,是一种功能化、动态的工作形态。其在工作中是以快速准确获取各种信息、合理发挥服务功能的一种综合服务体系。

1.2信息化测绘的特征

数字化测绘最本质的内涵和特征就是以实现实施有效的地理信息综合服务基础,建立完善、全面的信息化测绘体系的一种综合性工作流程,这也是我国测绘技术在信息化社会发展中得以实现的主要手段,是数字中国概念得以实现和落实的核心手段。在信息化测绘体系中,其主要的特征在于数据获取的实时化、信息交流的网络化、基础设施公用化、信息服务社会化、信息共享法制化等。

2.信息测绘体系的发展

从古埃及的土地丈量技术到今天的卫星定位系统,从传统的手工描绘系统到现代的电脑编制激光喷绘技术,从传统的模拟测绘技术体系到目前的信息测绘技术体系的发展是一个综合、复杂、全面的发展模式,也是现代社会发展的核心环节。这种测绘技术的发展是基于智慧地球、低碳经济、互联网技术、无线电波技术为一体的综合性工作流程,其在工作中能够有着测量标准,准确度高、效率快的优势。

从技术的角度进行分析,信息化测绘技术是现代社会多种不同学科交融和交织的产物,更是以计算机技术、信息技术、互联网技术、定位技术交叉的边缘性学科,其依托传统的数字化测量体系,实现地理空间信息的快速获取和更新,从而实现智能化、自动化和全面化为一体的管理模式。信息化测绘技术主要包括全球卫星定位导航技术、卫星重力探测技术、卫星测高、航空航天遥感技术、地理信息系统技术、信息高速公路和计算机网络技术、虚拟现实技术等。随着计算机技术、通信技术、航天遥感、卫星导航定位等科学技术的发展,人类已经能够实现自动化、智能化和实时地回答何时、何地、何目标、发生了何种变化,并且把这些时空信息随时随地提供给每一个人,服务于每一件事,传达到每一个有需求的地方。

3.信息化测绘体系的定位

3.1测绘生产自动化

由于传统模拟测绘生产技术体系实现了向数字化测绘生产技术体系的转变,测绘仪器实现数字化,使控制测量由原来的三角测量和距离测量向卫星定位测量转变;野外测图由平板仪纸质测图向数字化自动化的野外测图系统转变;摄影测量由模拟航空摄影测量向无地面控制的全数字航空航天遥感数据获取与处理系统转变;地图制图由传统的手工制图向数字地图设计与制作系统转变;测绘产品由纸质形式向地理信息数据库和地理信息数字化产品转变等。因此,从地理信息获取、处理到服务的测绘生产全过程实现了数字化和快速化。尤其是当三维数据获取、地理信息实时更新采集的需求日益增长,技术上其相应过程的自动化便成为了进一步发展的必然。

3.2测绘成果数字化和多样化

相对于传统测绘成果的纸质形式,测绘成果数字化主要表现在以下几个方面:①测绘成果的信息量更加丰富。由于数字成果没有模拟成果对内容表示的局限性,因此,除了传统地图上所表示的自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性外,未来的测绘成果还将包含大量的其他属性信息。②测绘成果的现势性。信息社会具有变化快的特点,因此,测绘成果必须准确反映现势性的地理信息,而数字化将确保这一要求的实现。③测绘产品形式的多样化。在测绘成果数字化的基础上,可以派生出多种多样的测绘产品。

3.3测绘服务网络化

传统的测绘服务方式和数字化测绘的服务方式基本上都是以提供为主导,即信息化测绘的服务真正以服务为主导,因此,服务方式必然要向买方市场即需求市场模式转变。随着信息技术的飞速发展,以及Internet在全球迅速普及,使得人类社会空间在信息概念上逐步缩小,测绘服务的方式发生了根本性变化。测绘成果可分布式地存贮在各个地方,通过建立地理信息一站式服务系统,建立集成化的地理信息门户网站。用户只需访问一个网站、一个查询界面,就可以对分布在各地的地理信息进行检索、访问和浏览,实现任何人都可以在任何地方、任何时候享受地理信息服务的目标。

4.信息化测绘体系的框架结构

信息化测绘体系的层次结构主要是由技术层、数据层、管理层、服务层和应用层5个层次及技术的创新、支撑与保障体系,数据的获取、建库与更新体系,信息的整合、集成与导航体系,产业化和社会化信息应用服务体系4个体系组成。

5.结束语

信息化测绘是我国测绘实现由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段,它代表着我国测绘在进入新世纪后现代化建设总的战略方向,走信息化测绘的道路,也是测绘行业由生产走向服务的必由之路。

【参考文献】

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1.港澳台地区现状

20世纪90年代初,在科技全球化发展的新形势影响下,我国台湾省教育部启动了一系列教育改革方案,并于1995年新修订了《高级中学地理课程标准》,该标准列举了地理技能及方法的重要性,强调学生解决实际问题的能力。台湾高中新地理教材的第三学年选修课程中增加了GIS教育课程,并引发了高中地理教师学习进修GIS相关课程的热潮。为了加强GIS教育的推广,台湾教育部门积极组织大量的教育专家和一些学科教师,进行高中地理GIS教学资源的研发,包括GIS教学网络资源、GIS教育范例、教学配套教材等,大大促进了GIS教育的普及工作。

2.大陆地区现状

在2003年以前,我国的GIS基础教育还只是处于一个刚起步的实验性阶段。2000年ESRI公司将K-12计划引入我国,北京、上海、南京、成都等城市都有中学加入这一计划,如上海东延安中学和北京市潞河中学。不少公司和学校还合作建立了“中小学现代地理教学示范基地”,整个“示范基地”建设于2005年第一季度完成。该“基地”主要开展以Arc View GIS软件为平台的GIS教育,帮助学生了解最前沿科技,认识地理信息系统概念,扩展地理基础知识,培养他们用科学和理性的观点来解决问题的能力。以上有关GIS基础教育种种尝试,为我国2003年新地理课程标准的颁布奠定了一定的基础。

我国最早以官方形式规定GIS进入高中课程是在2003年4月,国家教育部在新一轮课程改革中颁布了《普通高中地理课程标准(实验)》,标准强调地理信息技术在地理学习中的应用。标准中有关地理信息技术内容得到大幅度增加,主要分布在必修3模块和选修模块中,且每一部分都由标准和活动建议两部分构成。但是目前我国还没有出现像ESRI一样自主研发的专门用于基础教育阶段的GIS软件平台。这种现状引起了国内一些教育机构与研发部门的关注和重视,如北京大学清华同方教育技术研究院地理教育技术研究所开发的“教学地理图编辑平台”。此外,社会上一些公司(如北京超图公司)也日益关注GIS教育事业。

二、我国GIS基础教育存在的问题

1.信息化水平低且发展不平衡

GIS基础教育不同于传统地理学科教育,要求学校要有一定数量的计算机机房、软件系统、投影、数字化等设备,能够让学生在学习过程中有充分的上机实践的机会。虽然近年来我国的信息化水平不断以较高速度发展,但是总体水平仍比较低下且发展很不平衡。据2001年底统计,北京和上海分别为14.87名学生和16.7名学生拥有一台计算机, 而云南、贵州和甘肃等, 这个数字分别为18.6、11.8 和9.3。此外,学生能够熟悉计算机的基本操作是GIS基础教育顺利开展的前提,但是目前绝大多数的中学,由于受学校计算机硬件以及计算机教师专业素质低的影响,学生计算机水平很难达到要求。

2.GIS教学软件、教材及其它配套资源缺乏

目前,我国常用的GIS软件主要是美国ESRI公司提供的ArcInfo系列产品、MapInfo公司的MapInfo系列产品以及MapCIS等国产软件,这些软件的共同特点:价格昂贵,功能强大、过于复杂,短时间内难以上手,对中学地理师生而言都是极大的挑战,不适用于中学教学。

通俗易懂的GIS教材及配套读物也很稀少。近些年来,随着GIS的广泛应用,有关地理信息系统的教材及参考书籍层出不穷,但是绝大多数语言生涩难懂、程序复杂,只适用于高等院校教学,而通俗易懂,适用于中学教学的教材及配套读物却很少。这种现象十分不利于GIS普及教育的发展。

3.教师地理信息技术水平不高

地理信息技术是一种比较先进的现代技术,要真正掌握,对中学地理教师是一项很大的挑战。目前,我国大多数中学地理教师对GIS软件不熟悉,信息技术的素养不高,因此,很多学校的GIS教学均是由信息技术课的教师担任,而这些教师地理知识缺乏,在教学过程中难以很好地结合地理知识和规律进行教学,使GIS课缺乏地理特色,不利于学生地理空间思维和能力的培养。

4.GIS基础教育研究十分薄弱

自2003年4月教育部颁布《普通高中地理课程标准(实验)》以来,已经经历了9年的时间,表面上看我国当前GIS基础教育进行得轰轰烈烈,绝大多数中学都开设地理信息技术课程,但多数只是形如虚设,很少向学生开展,其中重要原因之一是我国GIS基础教育缺少有中国特色教育理论的指导。在网上通过对中国期刊全文数据库(CNKI)发表的论文进行检索,2003—2011年,有关GIS或者地理信息系统的论文有20 060余篇,其中涉及到教育的有86篇,而仅有十几篇涉及到GIS的普及教育,其它都是以GIS专业为研究对象。此外,相关著作也比较少见。因此,我国GIS基础教育的重要性虽然得到社会普遍认可,但是教育实践缺乏我国特色教学理论的指导,最终将难以摆脱混乱的困境。

三、我国GIS基础教育有效实施建议

1.积极采取多层次教学

多层次教学是指针对不同学习对象提出不同的教学要求。由于我国当前各地区计算机硬件普及率、经济发展水平、教育水平等还存在很大差异,且在短时间内难以全面提高。因此,要真正落实GIS基础教育,需要根据各地实际教学环境(硬件、软件、学生状况、教师队伍),采取分层次、分地区、分级别有区别地对待。笔者认为,可以根据全国的经济分区(西部、中部、东部地区),给各地区GIS基础教育设定不同的层次要求,实现各地区GIS基础教育最优化发展。具体情况见表1。

2.逐步开发GIS教学资源

(1)开发适合中学地理GIS教学的软件。据了解,目前我国的GIS专业软件公司开发的GIS专业软件接近国际水平,已经完全有能力开发出GIS基础教育软件平台。因此,非常有必要组织一些GIS软件开发者、相关教育专家以及一线地理教师进行软件的开发,借鉴国外先进经验,在成熟的商业或专业的GIS软件的基础上对原有的界面和功能进行简化,实现GIS软件的二次开发,试图开发出一些符合中学生年龄特点及知识水平的中文版GIS软件,这是开展GIS基础教育的当务之急。

(2)组织编写出版优秀地理信息技术中学教材及配套读物。优秀地理信息技术教材和配套读物是中学生快速了解和认识GIS基本知识的有效工具。建议出版机构积极组织国内知名地理信息科学技术专家、学者以及中学地理教师,针对中学生年龄特点、知识水平、接受能力,编写并出版一些通俗易懂的中学GIS教材和配套读物,激发学生对地理信息技术的兴趣。

(3)建立GIS基础教育网站。目前,我国还没有一个专门的GIS基础教育网站,而在欧美等发达国家,都曾先后建立了专门的网页在互联网上进行经验交流、问题解答、资料下载等服务,实现了GIS的教育资源共享,大大节省了人力、物力。笔者认为这一做法非常值得借鉴,建议有关机构牵头建立专门的GIS基础教育网站,联络各个中学和高校,收集有用的教学资源,提供有偿或无偿的资源下载空间,并鼓励网上进行教学经验的充分交流等。

3.不断加强GIS师资队伍建设

(1)加强现有中学地理教师的培训。高水平的地理教师队伍是顺利开展地理信息技术教育的基础和前提,为提高中学地理教师的地理信息水平,应大力开展各种教师地理信息技术培训,鼓励骨干地理教师进行继续教育,尽快使现有的骨干教师成为我国中学地理信息技术教学中的砥柱。

(2)加大高校地理科学专业(师范类)教学改革。高校地理科学专业(师范类)是中学地理教师的摇篮,其教学质量高低直接决定我国未来中学地理教师的素质,在新一轮地理基础教育改革之际,高校地理科学专业可通过修订课程计划、课程标准、教学大纲,加强大学生实践环节,促使毕业生在知识结构、实践能力等方面适应地理基础教育改革需求。

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摘 要:我国的经济发展帮助岩土建设工程发展到了更好的水平,如今正处于建设中的岩土项目已经逐渐脱离了一起使用的工行才能够建设技术,逐渐将信息化这一现代元素吸取到岩土建设的过程之中,逐渐使工程实现了信息化发展,如今社会的信息化程度比较高,岩土工程的信息化处理顺应了信息时展的趋势,岩土工程进行建设时涉及到的信息技术主要包括虚拟现实、BIM、协同设计集中核心技术,这几种信息技术帮助岩土工程建设了比较完整的信息化系统,本文根据对岩土信息化发展的了解对其技术以及具体的工程应用进行分析。

关键词:岩土工程;信息技术;工程应用;信息化

岩土工程是一项应用性较强的工程建设,岩土工程中的一项重要项目对岩土的情况进行勘察,虽然勘察工作对后续工作具有重要的作用,但是勘察只是庞大的岩土工程中一个单独的项目,岩土工程中各个项目的联系性比较大,岩土工程的信息化是以岩土勘察工作为起点,但是并不只局限于勘察工作,其他项目也逐渐被信息化渗透,岩土工程的技术人员需要对当前社会上应用范围比较广的信息技术进行分析与选取,因为并不是每一项信息技术都可以被用到岩土工程之中,只有合适的信息技术才能被应用到岩土工程之中,提升岩土工程建设的水平,本文根据对岩土工程以及信息技术的了解情况,岩土工程实现信息化这一理念进行分析。

1 r土工程可应用的信息技术概况

在对信息技术在岩土工程中的具体应用进行分析之前,首先需要对集中比较常见的利用价值较高的信息技术进行分析。

1.1 协同设计信息技术

这项技术是二十世纪的八十年代被一位美国人提出的,技术的主要内容是将同属于某一群体或同一领域的人们聚合起来,聚合的原因是这些人从事工作的领域虽然相同,但是其分布的区域却不同,有时甚至相隔的距离比较远,而借助协同设计这一项信息技术可以保证将其进行有效聚合,聚合的环境是虚拟的环境,这些人可以在这个分享环境中就某一个论题进行探讨与协商,保证完成工作的效率。

1.2 BIM信息技术

这项技术也被称为建筑信息模型,其建设模型的基础是三维数字技术,借助这种数字技术将不同类型的信息整合起来,用以建设模型,在建设的过程中,还需要用到数据库以及三维模型。BIM信息技术对模型设计工作起到了以下几种改变,将原来的二维空间设计逐渐向三维空间设计转变,使原来的借助线条进行构图,转变为通过布置构建来实现建造建筑模型的需要,同时,还将各个个体的单独完成项目的工作模式转变为通过协同合作的方式来共同完成任务,最后一点改变是改变了原有的交付模式,过去设计模型采取的交付方式是每一个设计阶段都需要进行交付,而BIM信息技术之下交付模式为当模型已经完成了整个周期设计后在进行交付,随之改变的还包括标准化建设。

1.3 虚拟现实信息技术

虚拟现实信息技术是一种比较先进的信息技术,在现代社会的应用范围比较广,借助于外置接口就可以技术的使用者沉浸在仿佛真是的场景之中,最大程度实现现实场景与虚拟场景之间的互动,其发展前景相对其他的信息技术相比比较广阔,但是这种信息技术的使用=方面有局限性,主要是其对于硬件的要求比较高。

2 岩土工程实际应用的信息技术

2.1 建设管理信息系统

管理信息系统的建设需要借助信息技术,管理的核心主要是应用与管理数据这两项工作,借助这种信息系统,可以保证岩土工程在进行建设与管理工作时,保持较高的效率,同时还可以实现对岩土档案的有效管理。

2.2 建设管理信息系统

从19世纪60年代初加拿大测量学家R.T.Tomlinson提出了地理信息系统的概念开始,地理信息系统作为一项新技术不断开创新的应用领域,在石油地质建模与矿山地质以及地下水资源科学管理方面的应用软件达到了规模化和产业化。我国在20世纪70年代末、80年代初地质学家们开始尝试在矿产资源评价中应用GIS技术,已取得很大成效。地质数据信息系统也于80年代中后期开始起步建设,到目前为止,已经建成了各种综合数据库和基础数据库数以百计。90年代以来,GIS在我国石油勘探、油田开发方面得到较为普遍地应用。从90年代初期,受油田、矿山等行业信息化的推动,探求城市地下工程信息化出现了世界范围的新。GIS为人类认识和理解岩土工程提供了一个全新的方式,是岩土工程中应用比较广泛的信息系统之一,其侧重于工程数据的管理、分析与评价,能将工程数据与地理环境结合表达,这种以地理信息来组织数据的方式,比较容易被岩土工程师接受,但其不足是在专业分析功能和空间分析能力的缺失。

2.3 建设三维岩土信息系统

随着计算机技术的飞速发展,三维地学模拟越来越受到地学界的重视。所谓三维地质建模,就是运用计算机技术,在三维环境下,将空间信息管理、地质解译、空间解析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来,并用于地质分析的技术。国内这方面的应用起步较晚,近几年发展非常快,初步实现了由基础理论研究向实践应用的过渡,但这项研究尚处于生命周期的形成期,产品不成熟,市场尚需大力培育与开发是它们的共同特征,特别符合专业分析要求的地质体建模、可视化分析的针对性不强,不能够很好地满足岩土与地下工程生产与研究的专业功能需要。

结束语

岩土工程延伸信息化技术的在工程项目中的应用范围是一种比较好的尝试,这主要是由于信息化技术发展的大趋势是不可逆的,岩土工程的建设人员只是根据岩土项目建设的需要做出了正确的决定而已,但是这个选择对于岩土工程的改变比较大,主要在于改变了原有的工作模式,将原本的二维空间的设计图纸转变为数字化化程度更高的三维空间设计,将原本的静态单机模式转变为动态的网络环境,将原串联的建设流程转变为并行的建设流程。岩土工程的建设人员应当对本文提出的几个应用比较普遍的信息技术进行进一步的研究,使其与岩土工程的契合度更高。

参考文献

[1]张芳,尹宏磊,陈杨,龙江兴.三维数字技术的深部地下水埋藏条件[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2014(05).