地理信息知识服务内容范文

导语：如何才能写好一篇地理信息知识服务内容，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。

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关键词：地理信息 ， 共享，立法

Abstract: in order to ensure that the geographical information sharing law is the science of the legislation, objectivity, and practical, better for geographic information industry services, geographic information sharing management must be the relevant policy fully embody and carry out the geographical information sharing in laws. This paper from the geographic information of the protection of the regulations, protecting and promoting the geographic information industry development, the provisions on the geographical information infrastructure construction and the regulations of protecting, geography the sharing of information management and geographic information sharing in the implementation of law of the legal responsibility to determine five aspects are discussed.

Keywords: geographical information, share, legislation

中图分类号：C922文献标识码：A 文章编号：

如何确保地理信息共享法具有立法的科学性、客观性和实践性，更好地为地理信息产业服务，必须将地理信息共享管理的有关政策充分体现和贯彻在地理信息共享法中，我认为在地理信息法（草案）中应确立如下条款：

一、关于地理信息产权的保护的规定

我国的地理信息法应当确立对地理信息产权的保护。内容为：一是通过确定地理信息可以成为个人财产，对其予以保护；二是通过确定地理信息产权的特性，对其采取有别于其他物权的保护方式。

1、信息将成为信息社会重要的财产形式或者社会财富的重要来源

对地理信息产权的保护首先要确定地理信息可以成为个人财产，同时对其保护方式又与物质、能量不同有其自身的特点[1]。

首先，地理信息可以成为个人财产的客体。其依据是发展地理信息产业的需要，并且也符合我国当前的法律规定。为加速发展地理信息产业，需从地理信息的生产、流通和共享使用等各个环节入手。确定地理信息产业可以成为个人所有，是调动个人来投资生产和经营使用地理信息的最有效的方法。并且也只有允许个人拥有这种财产，才能使信息成为社会主要的财产形式。事实证明唯有允许个体经济、私营经济的存在并组成产权多元结构才能推动和加速我国社会经济的发展。

2、地理信息产权的性质特征

地理信息产权的性质特征一是信息产权的法定性：地理信息作为一种财产，与知识产权和物权一样必须有国家法律的明文规定，才可行使。二是信息产权的无形性。地理信息是人们脑力劳动的成果，是无形的，如果不借助于一定的载体来存储显示和传输，任何人都无法利用。三是信息产权的排他性。知识产权的排他性是从知识产权法律关系上说的，作为知识产权人的一项权利，知识是产权人专有的或垄断的，如果不经产权人同意，任何人都不得加以传播和利用。地理信息产权与知识产权一样，法律也必须赋予排他性这种权利，以维护信息产权人的合法权益。四是地理信息产权的地域性。地域性是知识产权国际法的一项制度，即指依某国法律而取得的知识产权，只能在该国有效，而在其他国家是无效的或不受保护的。地理信息产权与知识产权一样，需要通过国际协议来扩大其保护范围。五是信息的时间性。法律对知识产权的保护都规定一定的期限，超过此期限，知识产权的专有权就归于消灭，转变为全社会的财产。地理信息产权的保护也是有时间性的，例如：欧盟对数据库的保护期为25年。六是信息产权的公开性。知识作为一种财产权具有公开性，即发明人必须公开其发明内容，才能获得专利权，地理信息产权的保护也具有这种公开性，这是保护的前提。由于地理信息具有上述特性，为此可以针对其与一般物权的不同和与知识产权的相似性，在立法中采取相应的措施，确立对它的规范。

二、关于保护和促进地理信息产业发展的规定

当前以计算机、通讯系统和互联网络等高科技作为支撑平台而发展起来的所谓电子商务、电子政府、数字地球、网络城市等，预示着时代已经正式跨入信息社会，无疑信息化水平成为衡量综合实力和竞争能力的标志，而信息化水平的高低取决于信息技术与信息产业发展的水平，为此发展包括地理信息技术和产业在内的信息产业，是时代的要求。所以必须把保护和促进地理信息产业发展的规定写入共享法草案中。

1、无偿共享和有偿共享关系的处理

如何处理地理信息的无偿共享和有偿共享的关系，大致可以根据地理信息的基础性、公益性和商品性，国家投资与单位、个人投资，现行法律的规定等三大原则来处理。根据基础公益性与商品性为标准来区分有偿或无偿共享，是指依据地理信息的使用目的或用途来决定的。但根据国家投资与单位或个人投资来处理二者的使用关系就存在着较大的分歧。国外就存在着对立的观点：一是认为无偿使用是建立在政府投资的基础上的，而政府投资来源是公民的纳税。因此公民使用地理信息的费用早已经支付了，任何收费都是对公民的二次收费。二是认为用大多数人的纳税，只提供给少数人免费使用，是违反了成本的公平分摊。对于我国来说，绝大多数基础公益性地理信息都是由国家投资生产的，因而第一个原则和第二个原则存在着统一性，至于第三个原则，现行法律的规定，则显然是依据第一个原则制定的。因此，地理信息的无偿性还是有偿性界限的区分标准仍是使用目的。为此建议应当在地理信息共享法中规定“国家投资的基础性、公益性地理信息可以在无偿共享的基础上，开展有偿服务（指用于商业目的），而对基础性、公益性地理信息的无偿共享，并不包括复制、包装和分发等服务费用。

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依托科普场馆，面向社会开放

黑龙江省测绘地理信息科技馆全面充分地展示了各个时期的地图产品、测绘仪器、测绘成果等发展历程。

测绘地理信息技术基础知识科普展厅，从什么是测绘、什么是地图、什么是地理信息技术等最基本的测绘概念开始，按测绘学科规律详细展出。有依据年代不同排列的测绘及地理信息工作者在具体的测绘生产科研工作中使用的国家标准、行业标准和规范图示；有传统手工绘制的地图产品；有我们在地图上经常能看到的象形符号，如天安门、纪念塔、百货商店等。大家在这里还能了解到过去地图制图工作者检查国界线使用的标准画法图，以及省界、县界画法标准图。在这里我们可以一步一步地了解测绘的全过程，了解测绘地理信息在国民经济建设、社会发展及国防建设中的作用，比如南极科考、三峡工程、西气东输、青藏铁路、南水北调、防灾减灾、资源普查、科学研究、文化教育、规划设计、决策管理等方面，都和测绘息息相关。

地图发展展区展示了从古到今地图的发展，远古时代的木板星象图、古代地理工作者绘制的黄河地图、秦墓中出土的地图复本等，以及唐、宋、明、清的地图，分城市图、山河图、建筑图、天文图等，种类齐全。大家在这里会发现地图信息越详尽越接近现代地图。这些古地图由简单的工笔描摹到精确的经纬刻画，都显示了测绘技术的一步步发展。只有经过了岁月的坚实积累，才能有我们今天测绘科学的飞速发展。

极地科普教育基地展区内容丰富，这里展示了黑龙江测绘地理信息局自参加了南极科学考察活动以来积累的丰富的图文和实物资料，系统地展出极地（主要是南极）自然环境、国际南极探险史和我国极地科学考察研究情况，同时阐述进行极地科学考察研究的政治、经济与科学意义；以图文形式展示南极长城站、中山站、昆仑站等景观，以及冰山、极光、风雪、动物等极地风光；以沙盘形式展示南北极地貌；展出我国极地测绘科考成果；以多媒体音像、电影播放等方式，展示极地地貌、地质结构等自然环境；以南极科考人员实际生活、工作的实物，展示人类为揭开那些未知的科学之谜，前仆后继，艰苦奋斗的探索历程。

测绘仪器展区展示了各时期国内外测绘仪器及测量附属工具，展示了手工绘制地图使用的制图工具。展品大到测绘航空摄影无人机，小到绘制地图笔尖。航测仪器展区展示了代表各个时期、各个工序的先进仪器。这里还有很多野外测量露营时使用的帐篷、手电筒和做饭用的锅碗瓢盆等，再现野外测绘工作者风餐露宿的艰苦场景。

测绘高新技术展区，融科学性、知识性、趣味性、互动性于一体，图文并茂地全面展示了丰富的卫星遥感技术、自动化测图技术、地理信息成果、全球定位系统、网络时代的虚拟现实技术及战场仿真技术等，都在经济建设和国防建设中发挥着越来越重要的作用。

科技馆全天候面向学生、社区居民及社会各界免费开放，以推动公民科学素质建设，通过传播与普及测绘地理信息科普知识，展示测绘事业与地理信息产业的发展历程，宣传其在服务经济建设和维护国家安全中的重要性，弘扬测绘精神，提高全民科学素质为目的，让参观者感受科学技术的进步，切身体会到科学技术是第一生产力。

测绘科普走进大学校园，走向社会

近年来，科普基地在黑龙江测绘地理信息局极地测绘工程中心的配合下，到省科技馆、大学生科技活动周、哈尔滨工业大学等高校、哈尔滨市第三中学等举办南极测绘科考报告会及展览会。使学生们了解到测绘在南极科学考察中的重要作用，宣传测绘在服务经济建设和维护国家安全中的重要性，弘扬测绘精神，使青少年进一步认识测绘，热爱测绘，有效地开展了测绘科学知识的普及工作，取得了良好的社会效果。

科普基地几年来一直与黑龙江工程学院、东北林业大学等院校开展校园测绘技能竞赛等科技活动月活动，包括水准仪测量竞赛、全站仪数字测图技能竞赛、GPS-RTK数字测图技能竞赛、全站仪放样比赛、数字摄影测量工作站模型定向、内业计算、专业知识问答、定向运动等多种技能竞赛，极大地丰富了测绘科普内容。其中与黑龙江工程学院测绘工程学院共同主办的“测绘杯暨测绘科技活动月”活动，有全省多个高校代表队参加，扩大了科普基地的影响力。黑龙江工程学院、哈尔滨市勘察测绘研究院也先后建设开放了测绘展馆，3个展馆互借展品，互为补充，成为全国测绘科普工作的亮点。

通过“黑龙江省科普月”、“中国测绘法宣传日”等活动，展出根据主题精心制作的科普展板，包含应急测绘、地理信息技术、南极科考测绘先行、地理国情普查监测、智慧城市云平台、天地图、测量标志保护等丰富多彩的科普宣传内容，同时展出测绘应急监测车和无人机实物，发放宣传材料并讲解测绘科学知识、南极科考和国家版图知识等，融大众性、服务性、知识性、趣味性于一体，让社会公众进一步认识测绘地理信息工作的重要性及其与百姓生活的息息相关。

【基地简介】

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关键词:地理信息系统;实验;原则

地理信息系统原理课程有较强的理论性和技术性，其理论抽象，技术复杂，难以理解，不便掌握，成为课程教学的难点。因此通过科学的实验项目与内容设计，让理论与实践结合，是不二之选，而实验设计的原则与方法则是首先要考虑的。

1课程性质

地理信息系统学科是融地理科学、计算机、遥感和地图学于一体的边缘学科，是“用于回答地理学问题的艺术、科学、工程和技术”的统称[1]。它首先是一个信息系统，只是数据管理的难度高于一般系统；它既是一门多学科交叉学科，还是一门技术性很强的学科，虽外观表现为计算机软硬件，内涵却是数据的流动；兼具工具、资源和学科三大属性，它有以空间操作和分析专业提供空间问题答案的工具属性，以整合多源数据与资源体现资源性，而学科属性则是指其相对独特的研究对象和技术体系，并正在逐步地发展为关于地理空间信息处理的专门技术、服务和科学等。地理信息系统原理课程是地理信息科学、测绘科学与技术、遥感科学与技术及相关专业的入门课程，也是学生的第一门专业主干核心课程，担负学科导论的作用。故课程具有理论性、技术性、实践性、综合性、先导性，它是确定教学目标、教学内容和教学方式的前提。

2实验教学要求

2.1总体教学目标

作为入门基础课程，旨在通过本课程的学习，让学生树立正确的空间认知观，了解数据采集规范，掌握数据输入、处理技术，熟悉基本空间分析和建模分析方法，明确GIS技术与专业应用的结合手段，提高解决实际问题的能力，学会平台软件的使用。具体教学内容可划分为基本理论、系统技术和应用方法三大模块。基本理论包括基本概念、信息传播理论、空间定位基础、空间分析理论及学科发展等，技术系统涵盖系统配置、数据结构、输入输出系统、空间数据管理、用户界面和支撑软件操作等，应用方法涉及专题分析模型、系统设计、各类技术手段及实际问题与技术的结合方法等，它们以知识的逻辑结构，形成相对固定的教学顺序。而伴随着地理信息科学的推广，将有更多创新的理论、思路、技术和实用模型被充实进来。课程教学目标可分为了解、理解、掌握三个层次，而课程学习中需深入理解和掌握的内容较多。概念多而严密，须加以深刻理解，并区分与日常生活和相关学科概念的内涵异同；其理论是学科的支撑，是地理信息科学的基石，恰恰是陌生的；技术系统———功能实现，杂乱、抽象、技术性强；应用方法，缺少思路，难以捉摸，难与具体决策结合；即使于了解层面，也需了然于胸，否则影响后续教学。既要求宏观体系的把握，又要细节的理会。综上所述，本课程教学具有任务重、类型多样、涉猎面广、知识点丰富、知识体系庞杂等特点，构成大一统的内容体系。教学过程表现出内容“虚”，理解难，基础内容多，要求学生基础全面、学习能力强，成为了教学的难点。化解以上问题，常辅以阅读材料、使用相关教学法和实验等手段。

2.2实验设置问题

有学者通过社会需求、教与学三个方面的分析，对理工科的教学方法进行研究，提出引导高校理工科学生“应用创新”的授课方法和手段，从而将教学落实到“实处”，成为有影响的教改思想。也有学者提出立体化教学方法、问题教学法等，皆为多手段并用，让学生充分参与，亲自动手。而随着地理信息科学的出现，有研究者提出针对地理信息科学方法论的教学机制，建立了地理信息本体论、科学方法、技术方法及创新机制与策略的教学体系，同样强调创新。前述方法中最突出的要求就是理论与实践结合。在教学过程中设立课程实验，这已是通行的方法。实验所用软件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它们虽有所差异，但都是成熟的支撑平台，均能满足课程需要。但现有实验存在针对软件功能而设置的问题[2-3]，如设立初识软件、数字化、数据库管理、数据操作、空间分析、制图等实验，重心是软件操作和功能实现，其实是一种验证实验，虽然对理解教学内容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，与理论教学和知识体系结合不紧密，并非针对课程，无法达到以实验巩固、化解知识的目标，突显教学目标和实验设计的矛盾。因此实验设置的目标就必须针对课程内容、教学目标和实验存在的问题展开，以此探讨设计原则。

3实验设计的原则

3.1一般原则

这是所有实验设置必须遵守的共同原则。首先是科学可行性原则。原理、方法、材料和结果要满足科学性，符合客观规律，不违背基本知识、基本原理，逻辑正确。做到实验目的明确、原理正确、手段恰当。其次是对照性原则。通过对照实验的设计消除无关变量影响，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响。再次是可重复性原则。实验都必须能够重复，这是可靠性的标志，也就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验，避免偶然性，提高试验可靠程度，要求控制实验条件、实验变量下重复实验，消除无关条件的干扰。还有就是最经济原则。不论什么实验，都有它的最优选择方案，这包括在资源的使用及时间的损耗上，可用产出和投入的比值来衡量，不可超越所拥有的实验条件。此外还有随机性原则。即研究样本可以从总体中任意抽取[4]。而平衡原则、弹性原则也是需要遵循的。

3.2专有原则

除通用原则外，结合课程特点还应该有需要遵守的专门原则。理论性原则。这是针对课程全新晦涩的理论和易混的概念，要求实验服务于理论，实验结论落实于理论、原理，而非别处，以实验加深对理论的理解。操作性原则。服务于技术操作功能，突出系统的基本功能和应用功能，便于学生对知识体系的把握。应用性原则。服务于应用，与方法结合，锻炼学生解决实际问题的能力。融合性原则。基于边缘交叉的学科性质，适当扩充，顾及其他，让学生扩大知识面。总之要服务于教学目标。实验内容设置应包含训练、综合、分析和验证多类别。具体的实验设计涉及实验目的、实验内容、方案设计等，宜展开后续研究。

4总结

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关键字：网络地理信息；面向服务构建；移动；模式

地理信息系统作为一种对空间信息收集、存储、分析和表达的信息管理系统近年来在计算机技术的推动下得到了前所未有的发展。当前在互联网无所不及的环境下，地理信息系统网络成为其发展的必然趋势，同时地理信息系统的网络化也增强地理信息系统的可用性和便捷性[1-2]。本文通过分析移动设备、定位系统、无线网络环境与地理信息服务各种技术，初步探讨无线网络地理信息系统设计[3]。

一、网络地理信息信息系统的组成

网络地理信息系统结合移动设备、定位系统、无线网络环境与地理信息服务四种技术。移动设备是空间服务框架中的终端设备，提供使用者设定约制条件与观察查询结果，整个系统框架在设计上对移动设备有一定的局限性，在评估移动设备是否符合系统时，需考虑其运算能力、作业平台、输出输入接口、电源、供应以及接驳其它硬件装置(如定位系统、无线网络)的能力。定位系统是系统框架中形成空间约制条件的基础，而空间条件的设定是触发空间服务的必要条件，在评估一项定位系统是否通用时，必须特别考虑其涵盖范园、通用环境、定位精度、定位坐标基准与投影方式与更新频率。无线网络环境负责移动用户与网络地理信息服务器间的相互沟通，在评估一个无线网络环境是否通用时，必须特别考虑到无线网络传输速率、覆盖范围与使用成本，传输速率影响了系统的运作效率，覆盖范围限制了可以使用服务的范园，而使用成本则影响用户的使用意愿。

二、网络地理信息服务标准

开放式地理信息服务平台(Open Location Service)计划是OGC为了整合即将快速发展的地理信息服务并增强互操作性而制定的一套规范，其认为地理信息服务可透过核心服务与附加服务交相应用所组成，其中核心服务包括了索引服务、间道服务、地理编码服务的、展示服务、路径规划服务，而附加服务OGC目前仅提出导航服务。规范中并不限制各服务的后端数据格式与操作方法，而是透过空间服务可延伸描述语言(XLS，XML for Location Service)定义了空间服务之间的标准沟通接口，使得处于异质环境中的各空间服务可以透过此接口相互交换信息，真正达到开放概念下的信息共享与交互操作的目标。

其中，OGC WMS标准提供了基于网络地理信系统访问遥感影像数据的标准接口，该标准除了提供互操作外功能，WMS规范另外一个重要特点是提供了灵活的接口访问。基于WMS标准的网络客户端可以请求任意数量的遥感影像图层，不限制边界范围，兼容各种坐标系统，根据客户需求返回所需的图片格式。但是其局限性是是WMS必须实时处理目标请求的内容返回目标所需要的内容，提供WMS的服务器具有较高的性能，或者根据需求采用集群服务配置，同时为了减少对服务器性能的依赖，可以采用缓存请求处理过的图片来提高WMS的性能[4]。

三、网络地理信息应用技术

1、网络服务

单一任务的应用程序在因特网上使用HTTP通讯协议与开放式标准的数据格式(例如XML)提供服务，网络上不论何种操作平台的计算机都可以透过管道找到并触发服务。网络服务在架构上可以分为服务提供者(Provider)、服务消费者(Requester)与服务中介者(Broker)三个组件。三者访问均透过HTTP接口以符合简单对象存取协议(SOAP，Simple Object Access Protocol)的封包彼此交换信息[10]。

2、服务架构

面向服务架构(SOA，Service Oriented Architecture)的主要目标是运用服务、介面、连接与信息的概念建立应用系统的执行环境，这个环境提供标准的信息定义、多样化的接口与弹性的连接方式，让不同技术的服务可以协同运行。面向架构使用XML与Web Services为底层基础，解决通讯协议与数据沟通的问题，而且包含安全、交易、商业流程整合等功能，使面向架构成为最有弹性的系统整合方案。

3、空间数据库

空间数据库系统指的是提供空间数据形态与空间查询语言，并且具有空间索引与空间连结的数据库系统。由此的建立空间数据模型与定义原语是空间数据型态、空间位置与空间操作，空间数据库能将任何空间数据模型化后直接储存于数据库中，并可进行空间操作分析或查询空间数据。

四、网络地理信息系统框架设计

本文根据面向服务的概念，提出一个分散的三层式架构概念，分别为信息层、应用层与客户层，三者各自以网络服务的型态存在，使得看似彼此互不相关计算机节点，可透过框架中预先设立的标准接口彼此互相沟通。信息层作为据实际存在的节点，由各数据生产单位各自维护，一方面避免单一服务器上数据繁杂造成的高负载，一方面较易确保数据随时处于最新状态；应用层作为选取与整合各种实体信息之中介平台，负责接受与理解客户端的需求，进而利用内建特定领域知识存取与整合信息层中各式各样的数据；客户层作为辅助使用者以直觉的方式完成触发服务链运作，并将服务内容以适当的方式展示给使用者。以网络服务技术建构而成的信息层、应用层与客户层，本质上非常容易透过因特网的特性分散在不同的地理位置。此架构的特色在于应用层本身未必需要储存任何使用者直接需求的数据，而是以整合信息层中之实体数据为主要任务，因此如何快速的查询适合的信息层相关信息服务，便是一个强调开放的地理信息服务框架是否成功的重要因素。如同人们利用搜索引擎查找网络中动辄数以亿万计的网页，这些分散在因特网的各种网络服务也必须透过某种程度的目录服务才能被有效率的应用。而目录服务可以被视为类实体数据以服务的型态提供给使用者。

客户层为整个地理信息服务框架中的终端使用者，其主要的功能有三：(1)以引导式对话窗口辅助使用者处理与应用层之间复杂交流；(2)持续追踪使用者行走路线的机制来达到主动推送服务(Pull Service)的概念；(3)依照使用者使用移动设备等级不同，提供不同复杂程度的使用者操作接口。

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一、台湾高中地理“核心能力”

台湾高中地理《课程纲要》五大组成部分（表1）中，地理“核心能力”与课程目标并重，表明台湾地理教育重视对学生核心能力的培养。其中地理“核心能力”要求与课程目标要求一致，从通论地理和区域地理两方面阐述，体现了台湾对形成和培养学生地理学科核心能力的重视。

台湾《课程纲要》中阐述的地理“核心能力”内容丰富，内涵深广，对学生地理学科能力的培养做出明确的要求（表2）。

通过对台湾高中“地理核心能力”具体要求的分析，得出其“核心能力”主要体现在以下几方面（表3）。概言之，地理核心能力注重培养学生提出、分析和解决地理问题的能力，强调在活动中培养地理认知能力、地理信息能力和地理实践能力，强调学生的表达、参与和交流。

二、台湾高中地理“核心能力”的功能

1.促进地理学习能力发展

地理“核心能力”的提出，对地理教学和学生发展产生了重要的推动作用。按照“核心能力”的要求，通过学习系统地理知识，学生能养成良好的地理学习习惯，掌握科学的地理学习方法，促进学生学习能力的发展。如通论地理中一级核心能力第三条要求对应的第四条二级要求（表2），学生经过不断学习逐渐形成分析地理数据、绘制图表、撰写报告的能力，在以后学习中遇到类似的分析、获取地理信息和绘制图表的问题时，便可从容应对和解决，从而提升地理学习能力。

2.彰显地理学科实用性

地理“核心能力”强调提出和解决地理问题，注重在活动中培养学生的地理认知、地理信息、地理实践等能力，强调学生的表达与参与，凸显当代地理学科的特色，即为人类生产和生活服务，注重地理学科的实用性和应用性。学生通过对地理学科系统知识的学习，逐渐具备地理“核心能力”，能在实际生活中应用所学地理知识分析、解决地理问题，落实地理学科的应用性。如台湾地理《课程纲要》通论地理一级核心能力要求第一条（表2），彰显地理学科注重实用性和应用性的特点，重视培养学生运用地理知识，深化对地理现象、成因、分布的理解，进而解决地理问题的能力。

三、台湾高中地理“核心能力”对内地的教学启示

1.注重地理空间观察力的培养

地理学科注重地理事物的空间分布和结构，注重阐明地理事物的空间差异和联系，揭示地理事物空间运动和变化的规律。基于地理学科特点，教师应将学生对地理空间观察力的培养作为学科核心能力来对待。培养学生的地理空间观察力，要高度关注有关地球表层各种地理事物的空间位置关系的辨识与评析、空间排列状态的观察与归纳等内容的教学。如在讲全球气候类型分布时，可以引导学生联想全球热量带的分布，观察各种气候类型的空间分布情况，进而归纳出热带、亚热带、温带、寒带各有哪些气候类型，并说明其分布规律。

2.注重地理过程分析能力的培养

中学地理有很多内容与“地理过程”有关，地理过程包括在一定空间范围内，按一定周期运动或变化的地理循环过程，如水循环、岩石圈物质循环的内容；随时间推移而出现的新旧更替的地理演变过程，如内外力塑造地表形态的内容；地理事物数量在一定时间内呈现的波动性变化过程，如人口数量增长的内容；地理事物或现象由某一中心向四周分散的地理扩散过程，如不同等级城市服务功能的演变、我国西北地区荒漠化的扩张等内容。所以，在高中地理教学中讲到地球内部发生的地质运动、大范围的水循环和人口迁移、经历漫长历史时期的地壳运动等内容时，可将其作为培养学生地理过程分析、想象与简单预测能力的工具和载体。

3.注重地理信息加工能力的培养

信息加工能力是当代中学生学习能力的重要体现，培养学生搜集、整理和分析地理信息以及重组与应用已有地理信息独立解决相关问题的能力是地理学科核心能力的一个重要方面。所以，在地理教学过程中，教师应创造实地观察、观测、调查访问等活动情境，引导学生利用地图、图表、图片积极参与收集、整理、分析地理信息的过程，从而获得有用的地理信息，组织开展地理探究学习，培养和发展学生的地理信息加工能力。

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关键词：地理信息系统；软硬件；实现形式

地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。今天它已经发展成为跨学科，多方向的研究领域。

Mapgis是中国具有完全自主知识产权的地理信息系统专业软件，它能为不同用户提供地理信息服务。本文将从GIS课程教学设计的理念、设计思路与目标、教学内容及实施等方面进行探讨。

一、课程设计理念

1.课程的设计思路

地理信息系统课程是地测专业学生必修的一门专业核心课程，GIS教育不能忽视基础理论教学，作为高职院校的GIS课程分为两个层次，一个是各种应用地理信息系统的开发层次，对高职学生很难胜任，另一层次主要是对专业地理信息系统软件的使用，对这一层次的应用将是高职测量专业学生毕业就业的主要方向，同时也是高职学生就业的优势。测绘采集的数据已经成为GIS重要的数据源，因此作为地测专业开设地理信息系统课程的主要目的是使学生能熟练操作GIS软件，以GIS为工具，解决专业的技术问题。

（1）课程目标

本课程的教学目标是：使学生掌握地理信息系统的基本概念，具备利用GIS软件实现地理信息数据采集、数据处理、数据管理、空间分析、地图制作等专业技能。根据这个目标订立教学大纲、授课计划和实纲，确定合理的课时、授课方式、实验比例等，根据地测专业需要进行内容的删减和调整，在理论课和实验课之间合理分配课时，确定考核办法和要求。

（2）实验课程设计

福建信息职业技术学院地籍测绘与土地管理信息技术专业的地理信息系统实验课程共计32学时，实训周26学时，基于Mapgis软件的实验课程教学设计主要是通过基础实验、综合实验以及真实项目三部分组成。实验内容的选择要遵循两个原则，一个是实验之间要相互联系，不能相互孤立，老师要清楚地给予解释的，同时学生也要亲手实践，以防止学习兴趣降低，不利于教学。二是优化实验内容，使实验项目与实际应用相结合。项目设计应紧密与地测专业相结合，使学生了解其应用。

根据课程教学内容，结合Mapgis软件特点以及地测专业的特点将地理信息系统实验分为基础性实验、综合性实验、真实项目，见表1，目的是让学生掌握空间数据采集、组织管理以及空间分析方法等技能。

二、教学内容的选取和实现形式

1.教学内容的选取

教学内容的选取分为两个方面，一方面是GIS的基本原理；另一方面是GIS软件的应用。前者主要学习概念和基本原理，避开一些复杂的算法，理论的学习为测绘学和地理信息系统软件的学习架起一座桥梁。后者是将理论与实践相结合，采取特定的数据来分析实际案例，达到理论教学与实验教学的统一。实验的学习是该课程的核心内容，是相关专业从事社会相关领域的重要实战训练，是抽象到具体的重要环节。对于非GIS专业的GIS课程的具体教学内容应根据开课专业特点、教学的目标以及培养方案的学时等具体情况进行调整、删减或者拓宽应用。空间分析是GIS系统区别与其他信息系统的根本标志，也是GIS用来解决应用问题的基本手段。非GIS专业学生应该重点了解空间分析的基本概念、空间分析内容和空间分析技术的特点，以及用空间分析技术解决工程问题的流程，而不是学习复杂的空间分析算法和实现技术。

2.教学内容的实现形式

本课程要求学生在掌握基本概念和原理的同时，通过Mapgis软件应用学习，掌握GIS的基本功能，特别是特有的空间分析功能。在教学中，采用Mapgis6.7软件，并配有练习数据、实验指导书、综合项目等。练习的主要内容包括：点、线、面数据的采集、数据的组织与管理、空间分析等，通过以上课程安排，使学生在较短时间内对GIS的理论、技术与方法有一个全面而深刻的认识。

一体化的理论与实践结合的教学模式加深了学生对GIS基本方法和原理的理解，提高了学生的实际动手能力。实验课中以任务为驱动，激发学生学习的主动性，不仅有助于学生深入理解和掌握所学理论知识，而且能锻炼学生的实践技能，培养学生分析和解决实际问题的能力。在课程教学中，对GIS技术进行了深入的剖析，将教学内容按照GIS的基本功能划分为相互联系的教学单元，按照GIS数据处理流程进行连接，使整个教学过程前后连贯，一气呵成。通过循序渐进的上机实习能够掌握GIS的基本技术，培养学生分析和解决实际问题的能力。

地理信息系统是一门多学科交叉的学科，涉及面广，知识点多，具有学科与技术的统一性，因此GIS的学习不仅仅是理论的学习，还包括GIS软件的具体应用，通过项目的实际成果更加直观显示来帮助理解，结合地测专业特点，以国产软件Mapgis为例，设计了理论与实践教学内容，通过不断更新思想，规范和完善地理信息系统实验教学内容与教法，提高学生学习兴趣，培养了学生自主承担地理信息数据生产的岗位职业能力和素质。

参考文献：

[1]黄杏元，马劲松，汤勤.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]郑佳荣.“工作过程导向”的高职工程测量专业地理信息系统课程设计[J].中国职业教育，2011（5）：53-57

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关键词国家空间基础设施（NSDI）、"数字广西"、地理空间基础框架

1．前言

1.1背景

随着计算机技术、网络技术的飞速发展，人类已进入以信息化为主要特征的新经济时代，信息化是当今世界经济和社会发展的趋势。发达国家在加快信息基础设施和空间基础设施建设的同时，1998年1月，当时的美国副总统戈尔提出"数字地球"的概念。引发了继"信息高速公路"、"知识经济"以后的第三次信息浪潮。1998年6月，总书记在两院院士会上提出了关于中国发展"数字地球"的思路，指明了发展信息技术，加快建设国家信息基础设施，早日实现中国的"数字地球"，是我国争先抢占世界科技、产业和经济制高点，走向21世纪的知识经济的发展战略。十五期间，许多地区和部门相继制定了数字省区和覆盖本领域的数字工程项目发展规划，如北京市已拟?quot;数字北京"总体框架和发展规划，"数字海南"、"数字山西"、"数字福建"、"数字浙江"、"数字陕西"等规划也在制定之中；国土资源部计划用12年时间实施"数字国土工程"，交通部提出实施"智能交通"，国家海洋局提出"数字海洋"，国家测绘局提出建立"数字中国"地理空间基础框架。2001年10月，继53号文后，国家计委、国家地理空间信息协调委员会召开了"国家空间信息基础设施发展战略研讨会"，指出"必须将国家空间信息基础设施的建设和应用作为国民经济和社会信息化的重要内容，应加快发展，以带动地理空间信息技术的应用和相关产业的发展，并进一步推动经济结构的战略性调整"。更引发全国十几个省、直辖市拉开建设"数字省区"地理空间基础框架的序幕。

1.2目的和意义：

联合国的一份报告表明，人类社会经济生活中80％以上的信息与地理信息有关，地理信息技术大大改变人类观测和认识地球的方式，已广泛应用于资源调查、灾害、环境检测、规划、电力、商业等领域，取得了显著的经济社会效益。成为21世纪国际竞争的制高点之一，其发展水平直接关系到国家的综合国力和国防安全。"数字广西"地理空间基础框架的建设，将为广西政府部门和各市县的社会和经济可持续发展提供规划、设计和决策支持的基础地理框架信息，为电子政务的实施提供统一标准的基础地理信息支撑平台和环境。

1.3主要内容：

"数字广西"地理空间基础框架的建设就是通称国家空间基础设施（NSDI）在广西的具体表述。也是以3S（GIS－地理信息系统、GPS－全球定位系统、RS－遥感）技术为基础，基础测绘数据的生产和成果存档、管理、分发服务系统在信息时代的具体表现形式和发展。

"数字广西"地理空间基础框架建设的主要任务包括：大地测量基准建设、广西省级地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等，实现覆盖整个广西的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。

1．4"数字广西"地理空间基础框架在各行业中的应用：

2．广西实施该项工程已具备的条件

2.1区内环境：

以"信息化带动工业化"是我国的战略目标，作为经济欠发达的广西，其信息化建设起步并不晚，20世纪90年代，南宁、柳州、桂林、北海等城市的土地、规划、环保等部门相继完成了本行业的地理信息系统的建设。21世纪的今天，南宁、柳州、桂林列入国家级信息化试点城市，在这三个试点城市的带动下，全区社会信息化建设全面展开，围绕政府网的建设，各地根据实际情况懈骶咛厣男畔⒒ㄉ琛H绫焙J械?quot;数字北海"项目，百色地区的"农业信息化示范项目"、防城港市的"港口信息化项目"、玉林市的"有线电视宽带网工程"等，以及全国第一套应急联动系统――南宁市社嵊绷低常?11）的初步建成，都为广西的社会、经济发展起到了不可估量的作用。预计到2005年，全广西将铺设光纤约4.8万公里，每千人拥有计算机50台，互联网普及率达8％以上，信息产业增加值将达到250亿元，占广西国民生产总值的8％以上.

2．2广西测绘局内环境：

国家测绘部门投资2.56亿启动"国家基础测绘设施项目"建设，简称"大专项"建设。

广西测绘局在国家测绘局和区政府的支持下，于2000年8月正式立项（总投资2700万元），目前已完成基础地理信息数据生产技术体系、基础地理信息数据传输网络体系的建设，基础地理信息管理服务体系、空间定位综合服务体系、广西数字化基地大楼的建设正在如火如荼的进行中。广西测绘局已建成主干千兆，百兆交换到桌面的局域网，装备了若干台企业级服务器、海量的磁盘阵列、磁带库、图形工作站、高档微机、大型彩色扫描仪、大幅面绘图仪等硬件设备，以及数据库软件ORACLE，GIS软件ARCGIS、Geostar、MapInfo、ERDAS、数字摄影测量系统、扫描矢量化系统等软件。通过大专项的建设，还锻炼出一批精通3S技术、计算机与网络技术、测绘技术的综合型人才。

1．基础地理信息生产技术体系已初步建成：

目前，广西测绘局已具备的1：1万基础地理信息数据年生产规模如下表所示：

数据类型

年生产能力（幅）

数据库存储（GB）

1:1万DOM（数字正射影像图）

1600

1600幅×45MB/幅=72

1:1万DEM（数字高程模型）

1600

1600幅×5MB/幅=8

1:1万DLG（数字线划地图）

880

880幅×4.5MB/幅=4

1:1万DRG（数字栅格地图）

1000

1000幅×5MB/幅=5

遥感影像数据

按1米分辨率计算,500幅×100MB/幅=50GB

注：按广西"十五"计划，需8～10年才能更新测绘完成全广西1：1万地图。

3．建设原则和关键技术

3.1建设原则

"数字广西"地理空间基础框架的建设要贯彻"需求牵引、统筹规划、统一标准、阶段发展、面向应用、共建共享"的方针，坚持市场引导与政府调控相结合，引进和自主创新相结合，重点开发和普及应用相结合，调动各方面的积极因素，以应用促进发展。

3.2关键技术

海量数据库存储技术：目前，单是按覆盖广西的4D（DLG、DEM、DOM、DRG）测绘产品的数据量计算，就达到了TB级，如何采用关系数据库（如ORACLE）管理海量空间数据，将是今后几年内的研究热点。

菘焖倩袢∈侄危喝绾纬浞掷?S技术及其集成，快速获取信息也是一个值得研究的课题。

宽带网络：利用高速网络实现信息共享和互操作。

虚拟现实技术：虚拟现实和三维模型是数字城市表现的主要形式。

知识产权问题：模拟测绘产品版权问题较好解决。受法律不健全、法制观念淡薄等客观条件的影响，数字化测绘产品的版权问题亟待解决，因为数字化产品一经提供，可以轻而易举地进行复制。要解决这个问题，除了法律、制度外，还需在技术上研究加密手段。

空间数据库更新与版本管理：为满足国民经济建设的需要，必须定期更新数据，保持基础数据的现势性。数据更新后，历史数据仍须保存。因此必须建立一套有效的数据版本管理机制，确保有效数据能长期保存，又避免不必要的数据冗余。

4．现阶段的主要任务

4.1数据标准和规范的制定。

数据标准是急待解决的问题。很多标准国家尚未出台，必须加快基础地理信息各类标准的制定，完善各种数据库的建设标准、质量控制标准和安全保密标准，加快制定基础地理信息的产品标准、信息交换标准和应用标准等。

4.2广西省级基础地理数据库的建设

按基础测绘分级管理的原则，国家负责1：100万、1：25万和1：5万尺度的基础地理信息生产、管理、服务和更新。省级政府部门负责1：1万、1：5000比例尺甚至更大尺度的基础地理信息生产、管理、服务和更新工作。其中1：1万基础地理信息数据库的建设将是"数字广西"地理空间基础框架的核心和基础。省级基础地理信息数据库的组成如图所示：

4.3实施一批地理空间信息重点应用示范工程的建设

当前，人口、资源、环境等可持续发展是国家和地方政府最为关注的领域，为共享"数字广西"地理空间基础框架资源，应当把应用开发的重点放在人口地理信息系统、资源（国土、海洋、地矿等）地理信息系统、环境地理信息系统的开发研究中。同时作为广西测绘局与区政府部门的合作项目――广西综合区情地理信息系统（9202工程）建设的延伸扩展，更要充分利用"数字广西"地理空间基础框架资源，结合西部大开发政府急于掌握的信息，急政府之所急，想政府之所想，积极与政府部门联系、沟通，进一步完善综合区情地理信息系统，注重反映广西自然资源、经济两方面的信息。

4.4积极创造条件推进地理空间信息共建共享机制的建立

测绘部门多年来生产了大量的地理信息资料，它们在广西的经济建设和社会发展中发挥了公益性、基础性的作用，但要在更深层次和更广的领域应用，需要政府及各行业的通力合作。共建共享是避免重复建设、维护国家利益的必要措施，是"数字广西"地理空间基础框架建设中必须坚持的原则。这方面的教训是屡见不鲜的，如广西各地方土地部门有独立的一套地籍图，规划部门有地形图，房产部门有房产图，每个部门都是投入巨资测绘、数字化，标准都不统一。实际上只要政府牵头协调，各地测绘一套基础地形图，每个部门在其基础上再采集各行业关注的要素（称之为三图合一）。这样的结果是大大节约了经费，却实现了各取所需，同时由于数据标准的统一，各行业能共享、交换成果。

要实现共建共享，一方面要积极推动地理空间信息政府协调机制的建立，充分发挥测绘部门的作用，加强与政府相关部门的合作，按照互惠互利的原则交换数据；二要研究制定共建共享的法规政策，明确规定知识产权的保护、用户的权利和义务、有偿使用等问题；三是测绘部门要在信息共建共享中发挥带头作用，进一步强化"四个主动服务"意识：主动为领导宏观决策服务，主动为国家重大战略、方针提供服务，主动为广西重大基础设施提供服务，主动为提高人民生活质量提供服务。为推进共建共享机制的建立作出应有的贡献。

4.5建设基于WEBGIS的地理空间信息交换网络体系。

"数字广西"网站（）作为广西测绘局的宣传阵地及元数据窗口，应加强地理空间信息网站建设和网上地图的开发，探索地理信息网络服务模式，以适应网络快速发展和广大人民群众对网上地图的迫切需求。

5．极待解决的问题：

5.1政策方面的问题

去年广西制定的《广西广西国民经济和社会发展第十个五年计划信息化重点专项规划》中并没有完整地将"数字广西"地理空间基础框架列入其中。广西的信息产业在2000年全年的总产值为28.6亿元，仅占全区GDP的千分之二，在全国排22位，在西部地区排第5位。可以看出，广西的信息化总量还较低。基于"数字广西"地理空间基础框架的重要性和其能推动国民经济和社会信息化跨越式发展。建议由区计委统一协调，广西测绘局负责具体实施，各部门共同组成广西地理空间信息协调委员会，加快制定"数字广西"地理空间基础框架的建设规划工作。

5.2人才缺乏、财力支撑不足的问题：

测绘滞后于国民经济建设的步伐，这是目前的尴尬现状。主要的原因是财力投入的不足。

"数据是血液"，没有了数据的"数字广西"地理空间基础框架，就是个空架子，其他行业的信息化也就没有了与地理空间相对应的承载体。

"数字广西"地理空间基础框架的建设是多种高新技术的集成，需要一大批高素质的人才。目前，人才缺乏的问题还是比较突出。

6．结束语

广西壮族自治区基础地理信息中心作为广西测绘局向社会提供基础地理信息分发服务、应用开发的窗口和国家空间信息交换网络的省级主节点，基本具备?quot;数字广西"地理空间基础框架建设的理论和实践基础。应发挥"数字广西"地理空间基础框架建设的主力军作用，为我区信息化建设作出自己应有的贡献。

【参考文献】

1、罗满建《国家空间信息基础设施发展战略研讨会情况报告》

2、广西区测绘局《国家基础测绘设施项目广西单位工程方案设计》

3、刘金长《建设广西省级基础地理信息系统》

4、广西区基础地理信息中心《广西省级基础地理信息系统可行性研究报告》

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关键词：地理信息系统；软件设计；教学；资源与环境

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）36-0192-03

教育部于1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》，将原土壤与农业化学、农业环境保护、渔业资源与渔政管理以及农业气象合并为农业资源与环境，属于环境生态类[1，2]。按照专业规范的要求，农业资源与环境专业的业务培养目标是：培养具备农业资源与环境方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在农业、土地、环保、农资等部门或单位从事农业资源管理及利用、农业环境保护、生态农业、资源遥感与信息技术的教学、科研、管理等工作的高级科学技术人才[3]。随着本科专业目录的调整，农业院校的土壤与农业化学专业更名为农业资源与环境专业，其课程设置和教学计划也有较大的变化。各学校根据自身的实际情况，对有关课程设置的调整变化很大[4]。人类80%的信息都和空间位置有关，因此地理信息系统作为资源调查和评价过程中的重要工具，在资源环境专业中得到了充分的重视，因此越来越多的资源环境专业开设了地理信息系统和地理信息系统设计与开发相关课程。

从20世纪90年代开始，地理信息系统贯穿在数据采集、存储、处理、管理、分析及决策中，为越来越多的领域提供动态模拟、统计分析、预测预报、决策支持等服务[5]。在资源与环境专业的教学过程中以培养学生的GIS软件的应用能力为基础上，更加侧重培养学生的GIS系统的设计与应用开发能力，以提高学生解决不同实际问题的能力[6]。基于此，在本科教学方案中增设“GIS设计与开发”这门课程。目前“GIS设计与开发”作为资源与环境专业一门专业基础课，具有较强实践性、跨学科和领域等特点。针对资源与环境专业发展特点，本文讨论了“GIS设计与开发”课程设置目标的教学内容、教学方式和考核形式及其特殊性，先修课程调整、综合实习内容以及学生综合能力培养上给出教学意见，提高教学质量。

一、教学目标

如何实现专题GIS应用系统，提高GIS应用水平和效益，本课程就是在这样一个环境背景下产生的。“GIS设计与开发”是资源与环境专业学生的一门应用性很强的课程。该课程是在完成地理信息系统原理、遥感导论、数字图像处理、GPS原理、地图学、C语言、Windows程序设计、数据库原理等基础课程之后，综合GIS、RS和GPS理论与计算机科学理论，以满足特定的应用要求。遵循地理信息标准，运用软件工程思想和方法，结合地理信息自身和相关应用领域的特点，设计和开发具有明确目标的信息系统。学生通过这门课的学习，掌握GIS设计与二次开发的基本原理、方法和工具，使学生具备地理信息系统二次开发的能力，熟悉空间数据库设计的基本原理和方法，了解应用项目开发中组织和管理涉及到的基本概念和策略，提高运用所学知识解决资源与环境专业方面实际问题的水平，为毕业设计和后续其它课程的学习夯实基础。

二、课程特点与基本要求

1.课程特点。（1）“GIS设计与开发”是一门具有学科交叉性特征的课程。该课程本身涉及到地理信息系统原理、地图学、遥感原理、软件工程、数据库原理、Windows程序设计、数学建模等多个学科的内容，具有较为明显的学科交叉性。就资源与环境专业而言，设计与开发更加侧重数据的分析、处理和表达，因此在课程中更加侧重数据的分析和制图表达上，但是对一些基本的功能的要求也必不可少。故此，资源与环境专业在“地理信息软件设计与开发”上应该兼顾所有的基础学科，同时对数学建模相关课程有深入了解。（2）“GIS设计与开发”是一门不断发展的课程。GIS基础软件与应用软件受到计算机软硬件技术的更新而不断发展的，这也对GIS软件设计与开发也提出了更高的要求。在教学中要不断吸收新兴技术，在教学过程中指导学生查阅与GIS软件设计和软件设计有关的新兴资料，把握GIS的前沿动态。在教学过程中，适当的提出问题，调动学生积极查阅图书文献资料，培养学生积极学习态度和自学能力。（3）“GIS设计与开发”是一门实践性很强的课程。要进行GIS软件设计必须在软件设计模式、集成开发环境的运用、软件编码等方面都较好的基础，强调理论和实际应用的结合，根据具体情况解决具体问题。要求将设计与开发的理论与方式用于具体实践工作中。在教学过程中设计了单独的“地理信息软件设计与开发”的实验课程。实验课程采用分解知识点进行训练和综合训练解决实际问题的能力。

2.基本要求。学生较好地掌握地理信息系统项目组织和管理的特殊性和相关理论，学习GIS软件设计的方法，理解其特殊性，为地理信息系统的设计与开发奠定基础。能熟练运用一种程序语言和地理信息系统基础平台进行二次开发。掌握GIS软件的二次开发的基本原理，熟悉组件式GIS软件开发的基本架构，了解目前主流组件库的基本特征，具备开发GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine进行GIS组件式二次开发。掌握如何将地理信息系统与应用模型及其他系统集成综合解决和处理问题的基本方法，达到会设计与应用的目的。

三、教学设计

1.参考书选择。由于“地理信息软件设计与开发”这方面的教材比较少。教学过程中涉及到软件设计的基本原理与方法，在教学过程中选择Ian Sommerville编写的《软件工程》部分内容为指定阅读材料；同时考虑到GIS软件设计过程中的共性和特性，理论教学选择吴信才等编写的《地理信息系统设计与实现（第二版）》为参考书；课程是实验采用ArcEngine进行二次开发，因此参考相关的二次开发教材，主要包括ArcEngine开发帮助、类图等。同时给出部分图书清单，要求学生自学完成C#程序设计和设计模式等相关知识。

2.开发环境。学生的先修课程包含C语言、数学建模及Matlab等课程。然而除了个别学生自学了VC程序设计之外，大部分不具备VC的开发能力。如果为了可视化编程选择VC，则在有限的课时内，学生将投入大量精力来学习VC及MFC的基本开发技能。Matlab软件是国际公认的最优秀的科技应用软件。考虑到资源与环境专业背景，Matlab能在GIS开发中能够很好的挖掘和分析资源环境数据。但是考虑到GIS需要管理海量的空间数据，然而常见的空间数据Matlab不能进行直接的支持。因此Matlab不能作为本课程的主要开发环境。结合学生现有的开发基础，以及.NET在界面设计和面向对象的优势，因此本课程选择C#.NET作为高级语言开发环境。Visual Studio作为一个强大的开发环境，直接对C#等.NET原生语言支持。在Visual Studio 2010中对UML进行了支持，能够创建UML类图、活动图、序列图、用例图和组建图。利用对UML的支持，能够很好的支持在课程中的设计和建模。

在二次开发控件主要选择目前主流的ArcEngine提供的基本控件和类库。利用ArcEngine来开发实现GIS相关功能，而其他关于资源与环境的信息挖掘则采用Matlab来实现，并通过Matlab Builder将Matlab代码成为.NET程序集实现Matlab和.NET之间的互操作。

3.教学课程结构。“地理信息系统设计与开发”是我校资源与环境专业一门重要专业基础课。总学时为48，其中理论课程为32学时，实验课程为16学时。考虑到培养学生对GIS的实践能力，理论课程和实验课程比例达到了2：1，课程的教学内容如下表。

全部课程安排了16课时的实验，其中C#开发4个课时，基于UML的GIS系统设计4个课时，最后还有8个课时进行ArcEngine的二次开发内容。每次实验提交实验报告及相关的源代码和对应设计文档，用以检查教学效果，及时调整教学方案。

4.教学方法。“GIS设计与开发”教学主要借助多媒体等现代教学方法，理论教学配合对应内容演示，融合其它课程内容的方式。可以针对不同的教学内容采用不同的教学方式。例如，在讲解GIS软件设计的相关理论基础时，进行启发式教学，鼓励学生提出问题，诱导学生思考并解决问题。互动式教学是课程讲授的一种有效的教学方法，通过师生之间对同一问题的分析，促进对理论理解，对问题的分析方法理解，能营造良好的课堂气氛，提高了教学效果。研究式教学方法也很重要，采用研究的方式与激励学生查阅资料，了解未来的发展方向并阐述观点。

5.考核形式。为了培养学生的创造性思维、动手能力和综合素质，侧重应用开发的角度来对学生进行综合考察。本课程主要采用平时考核、最终试卷考试和实验考查三方面相结合的方式对学生进行考核。由于没有较完整的教材，教学过程中也采用了较多的新兴资料，因此在课程学习过程中要求学生查阅指定内容的文献资料，学生提交相关的读书报告，以此作为平时成绩考核标准之一；平时的出勤率和随堂提问也作为平时成绩一部分。实验课程考核包含实验完成代码、设计文档和实验报告三个部分，能较好提高学生的实践动手能力。考试内容包含了对学生对基本知识掌握程度的考察，还增加系统分析和设计讨论题。该类题目有较大的灵活性，能够考察学生综合素质，同时能体现教学效果。学生最终的成绩由3个部分组成：平时作业和出勤率占30%，实验占30%，期末考试占40%。

四、教学建议

1.调整先修课程。任何一门专业课的开设都建立在先修课程基础之上的。资源与环境专业在先修课程中虽然学习了“地理信息系统”、“遥感导论”、“数学建模”等课程。然而在理论教学课程中发现，学生对GIS的基础知识理解不够深入。如在简介空间查询时，需要先讲解空间拓扑的相关知识，才能进一步简介基于空间的查询方式。其次，学生在实验课程中动手能力表明，通识教育的高级程序语言现在还是侧重基本语法，导致学生的应用开发能力难以满足GIS开发的基本要求。因此，在通识教育过程中改变课程教学侧重点，使之更加符合资源与环境专业的学习，便于后续课程的开展。

2.增加综合实习。“地理信息系统设计与开发”是一门应用和实践较强的课程，同时其中的软件过程管理的内容又过于抽象，学生很难同时掌握基本的开发方法和软件过程管理。因此增加2周（80课时）的课程实习。集中时间让学生完整完成从设计到开发实现的过程，让学生巩固学习的GIS软件的设计方法，理解软件过程管理，同时强化学生的开发能力。在实验课程中学生掌握了基本的设计理论知识和程序开发技能。通过综合实习，能将学过的知识综合起来加以应用，既培养学生的动手能力又加强学生的创新意识。实习将学生分为2个实习目标，每个内容约30人，其中包含5个实习小组，每个小组5～6人，每个小组围绕实习目标完成不同的任务目标，由组长控制整个开发过程协调组员之间工作，在80课时内完成小型的GIS系统的设计与原型系统的开发任务。通过实习使得学生将基本的理论与应用开发联系在一起。

3.培养综合应用能力。本校的资源与环境专业主要研究方向有土地利用规划、流域管理、土壤与环境污染评价、防治与规划，耕地肥力管理、专家系统开发等。学生在毕业后，有很大一部分就转到了相关应用领域工作，把GIS作为处理该领域的一种工具。在先修课程中主要是利用Matlab、SPSS等软件对资源环境信息进行挖掘，同时也采用ArcGIS中的ArcTool工具包进行空间分析。因此在课程培养中需要结合上述的内容，需要培养学生综合统计和空间分析知识来解决实际问题的能力，使得学生能够为今后的工作和继续深造打下坚实的基础。

五、结束语

GIS的发展为资源与环境的飞速发展注入了新鲜的血液，提供了新的契机。在资源与环境专业设置地理信息课程是顺应时展趋势的。“GIS设计与开发”是资源与环境专业的一门重要课程，具有理论抽象和实践较强的特点。因此，要改变传统教学观念，不断改进教学方法，适时的调整和更新教学内容，充分调动学习的主动性，提高学生的综合运用能力，力争培养出具有良好专业基础的地理信息应用人才。

参考文献：

[1]邹长明，于群英，刘正，等.农业资源与环境专业课程体系与教学内容改革初探[J].安徽农学通报，2007，13（023）：150-151.

[2]王敬国，毛达如.对办好农业资源与环境专业的三点思考[J].高等农业教育，2001，118（4）：40-41.

[3]田应兵，王文凯.地方高校农业资源与环境专业课程体系与教学内容改革探讨[J].长江大学学报（社会科学版），2008，31（6）：244-244.

[4]孙枢，李晓波.我国资源与环境科学近期发展战略刍议[J].地球科学进展，2001，16（5）：726-733.

[5]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界，2003，1（4）：1-7.

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地理学是以研究宏观世界为主的一门科学。庞大的地理单元，繁杂的自然现象，丰富的地理信息，都必须通过地图中的各种符号才能反映出来。因此，学习地理首先必须要学会认识地图，要能够准确认读各种常用地理符号———图例，并通过图例，在地图中找出这种地理信息，结合方向和比例尺等工具，准确理解地理事物的空间方位、范围大小、各种自然属性等地理知识。比如对方位的认读，习惯上都是按照一般定向法，即“上北下南，左西右东”来认读，有的地图是通过经纬线来确定方向的，但有时根据特殊的绘图需要，它的地理方向还可以通过图中专门给出的指向标来确定。因此在教学中必须向学生说明在读图时图例的重要性。又比如，在高度的认读中常见的有分层设色地形图和等高线地形图，尤其是等高线地形图通过对等高线的疏密程度来判断坡度陡缓的变化趋势，学生往往很难理解。教师要将其作为重点内容加以突破，教给学生读图的方法，培养读图识图的能力。

二、在地图中获取地理信息的能力

学习地理必须要学会在地图中获取地理信息，而学生要能够从地图中获取各种地理信息，必须掌握各种图例的含义，因为图例是地图的语言。学会了图例的意义，也就是学懂了地图的语言，因而也才能够通过地图获取各种丰富的地理信息，这既是地理学习的一种方法，又是地理学习的一种能力。在这一知识的教学中，要结合生活中的实例，通过类比的方法让学生准确地理解和掌握常用图例，使学生能够读懂一般性的地图。对特殊需要的地图，要让学生习惯于通过图中所给的图例来认读。

三、类比联想能力

地理学研究的空间庞大，事物繁杂，各种地理现象使很多学生在学习中往往热衷于死记硬背，缺乏理解和思考，这就导致了知识点太多，太难记的畏难情绪的产生。其实，地球虽大，地理区域也比较多，各种地理现象在不同的地理区域千差万别，但是它还有共同的一面，就是各个地理区域所处的经纬度位置、海陆位置，以及地形因素等主要因素决定着该地的各种自然地理现象，进而也制约着各种人文因素的形成。因此，在学习中学生只要牢牢抓住了这些，通过与已有知识进行类比联想，认真地加以思考和研究，那么，各种地理知识的形成（包括自然的和人文的）和掌握就会是轻而易举的小事了。

四、综合分析能力

地理现象的形成因素往往是多方面的。比如，影响气候的因素就包括经纬度位置、海陆位置、地形因素、洋流因素等多种因素。分析一个区域的气候，必须综合考虑这些因素才能得出正确的判断，而对于人文地理的产生原因则更为复杂，除受自然因素的制约外，还要考虑历史的和现实的各类其他因素的共同影响。所以要想学好地理，必须学会综合各类制约因素，进行认真细致和科学的分析，才能做出准确的判断，也才能把一些地理事物的感性认识内化为自己的理性认识，进而转化为一种对知识的探究精神和创新能力。

五、图表制作能力

学生地理知识的获取，更多地来源于地理图表所提供的信息，而地理图表又是地理信息的承载工具，要用好这一工具，首先就要掌握这一工具的基本属性，而从工具的制作和运用原理出发进行研究是有效掌握和使用工具的最好方法。因此，在对地理知识的学习中，既要学会使用工具，又要学会制作工具，即学生不但要善于从教材所提供的各类图表中发现和获取知识，而且要善于运用已有知识和各种信息绘制出一些简单的图表，在绘制图表的活动中进一步系统化知识，巩固和提高地理学习能力。

六、地理观察能力

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关键词：地理信息系统；特点；安全机制

Abstract: Geographic information systems, it can combine all kinds of information with a view of geography and related to the use of computer graphics and database technology to collect, analyze data, so as to land use, urban planning and management of government departments to provide new knowledge for the engineering design and planning, management decision-making services. Measurement as the basic surveying and mapping, need to keep learning and constantly updated technology, learn to make good use of geographic information systems, provide the community with better digital products.Keywords: geographic information systems; characteristics; security mechanism

中图分类号：F512.99 文献标识码：A

1、地理信息系统的内容概述 1 .1 地理信息系统定义： 地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。此多种应用系统应用到地质测绘业，就可以产生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和质量管理水平，同时也是地质测绘服务业的重大创新和革命。 1.2 空间数据的描述方式和特征：测量工作的主要成果是与地理位置相关的信息，这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X.、Y.、Z点串表现的点、线或多边形，这种形式为矢量形式；还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形，如图片、图像等，这种方式称为栅格形式。现在测量的成果多为矢量形式，矢量形式是空间数据的主要表达方式之一，矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征： ①每个空间对象都具有空间坐标，即空间对象隐含了空间分布特征； ②非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求，因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统； ③空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系，因而增加了问题的复杂性； ④分类编码特征，明确每一个、每组空间对象； ⑤海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。

2、地理信息系统的特点

与独立主机结构的GIS相比，地理信息系统的出现使GIS大众化及空间数据的共享成为可能，这主要是因为地理信息系统具有传统GIS无法比拟的优点。具体表现在：2.1 大规模降低成本，全面取代GIS桌面系统。无论是以何种机构来组织开发的地理信息系统，它都是一个多用户的空间信息系统。用户无需拥有自主版权的GIS软件系统就可以通过网络使用GIS功能。2.2 使企业的事务与GIS专业有机结合。地理信息系统的出现可以使企业成员的交流合作与GIS专业操作有机结合，构成企业群体生产力。2.3 地理信息系统中的WebGIS采用网页操作取代传统GIS的窗口操作，简单易用，降低了操作难度。2.4 GIS处理能力大为提高。由于地理信息系统是一个任务分布处理系统，可以充分利用网络资源，采用分布式协同计算来完成复杂、计算量大的地理空间计算任务。这是一种比较理想的全局优化模式。2.5 地理信息系统是一个动态系统，可以根据用户的请求随时向用户动态提供其所需的空间信息服务，为用户提供个性化空间信息服务。2.6 跨平台性好。地理信息系统的分布性、多用户特点决定了地理信息系统必须具有较强的跨平台性能，即能够适用于异构系统。2.7 互操作能力强。2.8 利用地理信息系统容易实现大范围的数据分发。总之，与传统GIS相比，地理信息系统具有明显的优势，这也使得地理信息系统能够得到广泛应用和迅速发展。

3、地理信息系统的安全机制分析

共享数据不等于无限制地随意使用数据，恶意的个人或团体有可能在没有得到授权的情况下非法复制、传播版权保护的内容。因此，需要对具有版权的数据实施有效保护，否则将会挫伤数据生产者的积极性，导致所能获得的共享数据越来越少。有效的版权保护是空间信息共享中需要考虑的一个重要问题。一般认为，空间信息的安全主要包括空间信息的访问安全、空间信息的传输安全和机密空间信息的隐藏等几个方面。3.1 空间信息的访问安全对于版权保护的地理空间数据，安全保护的一般方法是在服务器端控制不同用户对地理空间信息源的访问，对版权保护的地理空间数据，只提供给授权用户访问以防止非法信息的获取。权限的控制可以在操作系统级，也可以在网络防火墙或数据库层次进行授权。总之，版权保护就是在服务器端通过某种措施，控制不同用户对数据的访问权限。3.2 空间信息的传输安全地理空间信息的传输安全措施主要是防止空间信息在网络中传输被非法截获、复制和修改，保证地理空间数据网上传输的安全性与保密性。由于密码技术是保护信息安全的主要手段之一，因此使用密码技术不仅可以保护空间信息的机密性，而且可以保护信息的完整性和确定性，防止信息被篡改、伪造和假冒。网络加密常用的技术有链路加密、节点加密和端到端加密三种。数据的加密是由各种加密算法具体实现的，这些算法的目的是以尽可能小的代价提供尽可能高的安全保护能力。在多数情况下，数据加密是保证信息传输中机密性的最有效的方法。到目前为止已经公布发表的各种加密算法多达百种。3.3 机密空间信息的隐藏信息隐藏是将一个消息隐藏在另一个消息中。有些空间信息，如军事基地，也许只希望部分授权用户可以看到，或者说对普通用户来说需要保密，这时候就要将空间信息中的这些机密信息隐藏起来，并且同时不影响隐藏了机密信息后的空间信息的使用价值，这也是空间信息安全中需要重点解决的问题。①从隐藏机密信息的伪遥感影像中提取嵌入机密信息的影像块，然后利用JPEG标准量化表对该影像块进行量化，以提取机密信息；②用相同的密钥生成二值混沌序列对提取的机密信号进行解密；③进行十进制编码与解压缩，可提取出机密子影像；④将机密信息子影像与隐藏机密信息的伪遥感影像进行综合，即可恢复遥感影像原貌。