遥感科学与技术研究方向范文

导语：如何才能写好一篇遥感科学与技术研究方向，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】地震;遥感影像;遥感技术现状;信息提取

众所周知，中国由于历史原因，大多数的建筑物抗震性不够好，抗震级别不高，一旦地震发生，灾害性非常严重，如汶川地震，破坏性非常大，在十几秒内就造成严重的财产和人身伤害。遥感影像技术的产生和今年的发展为地震的预报与防御以及灾后的救援重建工作都带来了极大的方便。

1.地震灾害

地震是一种自然现象，又可以成为地动，地振动，是由于地壳快速释放能量的过程中造成了振动，在这期间会产生地震波。而引起地面震动（即地震）的主要原因就是觉得地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，使得板块边沿及板块内部产生错动和破裂，从而造成地震现象。

地震会带来严重的灾害，造成严重的人身财产损失。地震最直接的灾害是地震的原生现象，比如因为地震断层错动和地震波引起地面振动而引起的灾害。主要表现为：地面被破坏，普通城镇容易造成建筑物与构筑物的倒塌损坏，靠近山区可能引起山体等自然物的破坏（比如泥石流、滑坡等），若是海底地震，沿海区可能引起海啸等，后果破坏程度大，后果严重。并且，地震往往带来的除了直接破坏外还伴有次生灾害。比如房屋倒塌后火源失控引起火灾;灾区水源、供水系统破坏或者被污染，使得灾区生活环境恶化，造成瘟疫等等。

地震往往瞬时成灾，让人措手不及，并由于地震使得大量房屋倒塌，造成大量人员伤亡。所以如何能够准确勘探地震，并能够在地震发生后及时有效的获取灾情信息成为重点研发方向。

2.遥感影像

遥感，[remote sensing]，从中文解释上来看，可以简单理解为遥远的感知，泛指一切无接触的远距离的探测;从科技层面上来看，遥感就是通过人造地球卫星上的遥测仪器对地球表面及资源（如树木、草地、土壤、水、矿物、农家作物、鱼类和野生动物等的资源管理）进行感应遥测以及监视管理的一种科学技术手段。遥感是20世纪60年代初发展起来的以航空摄影技术为基础的一门新兴技术。1972年美国发射了第一颗陆地卫星，这就标志着航天遥感时代的来临。经过几十年的迅速发展，成为一门实用的，先进的空间探测技术。

遥感影像（Remote Sensing Image）是指纪录各种地物电磁波大小的胶片（或相片），在遥感中主要是指航空像片和卫星相片。一般遥感影像，数据类型比较多，需要通过金字塔加速、帧缓存技术、多种数据格式等方法进行图像处理，方便遥感影像的显示。

3.遥感信息提取技术

遥感信息提取是遥感成像过程的一个逆过程，是从遥感对地面实况的模拟影像中提取相关的信息，反演地面原型的一个过程。遥感信息提取需要根据专业的要求，运用物理模型、解译特征标志和实践经验与知识，定性、定量的提取出物理量、时刻分布、功能结构等有关信息。

3.1遥感信息提取方法

常用的遥感信息提取方法主要是两大类的：一是目视解译;二是计算机信息提取。

3.1.1目视解译

目视解译主要是利用图形的影像特征和空间特征以及多种非遥感信息资料相组合，用过运用相关的规律，进行综合分析和逻辑推理的思维过程。现在多通过人机交互，应用图像处理方法增强影像，提高影像的视觉效果，使之能够翻译到计算机屏幕上。

3.1.2计算机信息处理

计算机信息处理就是利用计算机进行遥感信息的自动提取，这就必须使用数字图像了。这种处理方式原理是由于不同地物在同一波段、同一地物在不同波段都会呈现出不同的波谱这一特征，通过对某种地物在各个波段呈现的波谱曲线进行分析，然后根据其特点进行了相应的增强的处理之后，在遥感影像上就能够识别并且提取同类的目标物。

4.遥感影像震害信息提取技术研究

遥感影像震害信息提取技术是通过对某一地区的卫星图像或者航空照片进行对比分析，比较同一地区在不同的时期所拍摄到的建筑物的遥感影像来判断该地区地表的变化。由于今年来科学技术的不断发展和创新，遥感影像的分辨率和震害信息提取技术也得到了相应的发展，改善了以往遥感震害信息提取技术存在的结果精度低，震害识别对象单一，遥感地震应急软件平台不都完备的问题，并产生了新的提取方案。

4.1提出基于面向对象分类的震害信息提取技术

面对对象分类方法需要充分考虑地物的大小，结构，形状等基本几何特点，利用对象和周围的环境之间的联系，借助于对象特征知识库以此来完成信息的提取。这种信息提取技术有利于提高分类的精准度。

这一信息提取技术主要涉及三个方面的关键技术即影像分割、影像对象特征的定量描述以及影像分类。对于影像分割，常用的方法是多尺度分割技术，能够精准的分辨出地物目标的分类。而影像对象特征主要是通过利用影像对象的光谱、形状和纹理特征制作相应的数学模型，从而进行表达描述。对于影像分类的方法最常用的就是模糊数学分类的方法。

4.2基于震害知识库的震害信息提取技术

建立震害知识库，这体现的是遥感影像分析技术通过对人类思维方式的模拟来提取遥感信息。在模糊分类推理机制的分类系统中，引入越多的专家知识，越能够丰富分类系统，使得推理更加的合理，能够更加符合人类的思维方式，这样产生的分类结果也就更加精确。由于知识库是人工智能和数据库系统相结合的产物，知识库中的知识数据越丰富，推理规则也就越完善，这样计算机系统的智能化程度就越高，为遥感震害影像信息提取分析人员提供的数据就更加完善，为影像分类是提供的特征参数依据就更加精准，从而能够提高遥感影像震害信息提取的准确性。

4.3通过高分辨率的卫星提取震害信息

随着科技的发展，安装有高分辨率遥感器的人造卫星普遍投入使用，以及雷达遥感无人飞机等高科技产品的飞速发展，遥感影像震害信息的提取技术所得到信息本身的精确度就得到了很大的提升，提取到的信息也必然更为准确迅速而有效，

结语

随着社会的进步，科学的不断发展，遥感影像震害信息提取技术必将不断发展，其信息的精确度、及时性都将得到很大的提高，对地震等灾害的预防以及灾后的救助都能提供极大的便利。

参考文献：

[1] 赵福军.遥感影像震害信息提取技术研究[D].中国地震局工程力学研究所，2010.

[2] 殷亚秋.遥感影像震害信息提取技术研究[J].科技传播，2011，（16）：228，234.

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【关键词】科学化；营林；重点

0.引言

随着“人类社会可持续发展”战略的全面实施，森林将在保障经济稳定增长、环境不断改善和社会不断进步方面发挥越来越重要的作用。所以只有通过科学营林，才能把握热点，赶超前沿，引领未来，全面促进林业科技的发展，提高林业在人民经济和社会发展中的地位。植树造林不是简单地栽树绿化，而是要求植树要科学化，抚育管理要精细化，这样才能适应新的形势发展需要。因此，科学营林也是为了尽快提高林业生态效益和经济效益。本文着重分析一下科学营林工作的重点。

1.科学营林工作的重点

1.1树立科技兴林基础地位

现代林业肩负着生产功能、社会功能和生态环境功能的任务。因此在可持续发展中，赋予林业以重要地位，当前我省森林植被覆盖率低，立地条件差，生态环境不容乐观，要想发展林业，科技是唯一生产力，因此，观念改变是发展林业科技的动力。要彻底改变人们的思想，必须实行“走出去，引进来”的办法，走出观摩先进科学技术带来的成效，以此来增加人们应用科技的信心；引进来就是要把学到的先进技术应用到我们的生产中来，让他发挥最大的作用。

1.2深化体制改革

虽然我省各地市林业局、省直林局都成立了科技科，但科技科发挥的作用很小，相当一部分就是单位摆设。所以必须进一步加大林业科技体制改革力度，在机构调整、资源优化、人才应用、制度创新等方面下功夫。一是要通过改革组建知识全面、年龄结构丰富的科技队伍。二是鼓励科技人员深入基层，参与科技示范区、重大工程、产业开发基地建设、科技服务工作。三是对有突出贡献的科技人员实行重奖。四是加大科技资金投入。一方面增加政府财政投资渠道，另一方面多方吸引社会对林业科技的投入。五是建立科技资金专用账户，确保科技资金专款专用，保证科研项目或科技活动的正常进行。

1.3更新林业研究手段和仪器设备

由于长期的信息闭塞，我们现在的研究层次基本上都是肤浅的，大部分是在搞重复研究，必须从新的角度与高度出发。林区所用仪器普遍老化，3S技术在林区得不到充分利用，必须更新设备，引进科学管理系统，以此来提高林区工作效率。

1.4加强人才培养力度

由于林区高学历人工作人员少，掌握技术又有限，引进人才成本又比较高，所以加强本地人才培养是林业科技发展的首要问题。可以通过项目培养、也可通过技术交流培养、还可以专门派人学习。这些年林业科技发展速度明显加快，但是学习、交流机会还是屈指可数，上级部门应该给予基层科技工作者更多的学习、交流、培训机会，使林区逐步建立一只适应林区科技发展的高素质科技创新队伍。

1.5做好病虫害防治

森林病虫害的防治工作，以突出营林措施和生物防治措施为主，坚持“预防为主，科学防控，依法治理，促进健康”的方针，坚持因地制宜，充分运用生物、物理、天敌等相辅相成的系统防治措施，防止环境污染，大力提倡防治无公害防治措施，把森林，病虫鼠害控制在不成灾的水平，以达到保护环境和促进林木速生丰产的目的。认真地调查森林病虫害，以便掌握森林病虫害种类组成及种群动态及发生发展趋势、森林病虫的变化情况，探讨其发生发展规律，为科学准确的森林病虫害的预测预报、防治措施的制定以及天敌的利用提供科学依据。同时及时认真做好森林病虫的种类、数量、分布、林木被害程度的分析。根据林木生长状况、危害程度及症状，正确鉴定森林病虫种类，掌握其生物特性及在不同环境中的生长规律，抓住最佳防治时机，制定科学合理的综合有效的防治措施，以达到最佳治理效果。同时把森林病虫害造成的经济损失降到最低。人为进行捕杀、阻隔、诱杀、高温处理及应用遥感等新技术进行防治称为物理机械防治，这种措施具有不污染环境，不伤害天敌，便于开展群众性工作等特点；但此种措施工效低、费工、局限大，应根据规律及劳力情况具体掌握。同时，应结合其他防治措施，利用自然界中天敌昆虫病原微生物、线虫、蜘蛛、食虫鸟以及其它食虫动物等有益生物来控制病虫害。此措施对维持生态平衡，对森林病虫害有长期抑制作用。

1.6调整人工林抚育间伐政策

抚育间伐原本是营林性质，而非经营性质，抚育间伐材质量差，收益低，投入大，大多数林农不愿抚育间伐，重造轻管现象非常严重，因此应调整抚育间伐政策，对抚育间伐材应取消限额管理，取消各种税费，给予政策扶持，以此鼓励林农加大投入适时进行中幼林抚育间伐，营造健康森林。

2.科学营林工作的发展方向

2.1经营技术集约化进一步加强

人工林集约经营技术主要集中在良种选育、定向培育、速生密植、病虫害防治等方面实现高科技化，尤其在无性系选育、造林机械化和防治综合化方面出现技术密集的加强趋势。

2.2森林多样性研究是中国林业的重要课题

随着森林资源的减少、生态环境恶化、物种锐减，生物多样性保护已引起世界各国的极大关注，二十一世纪，生物多样性研究重点将是：确定动植物主要的分类和功能，开展区域生物多样性研究；生物多样性组成、结构及随人类经营活动变化规律的研究；生物多样性与人类干扰关系的研究；可持续利用生物多样性的社会、经济途径、经济效益与保护关系的研究；生物多样性中长期发展战略及其政策体系的研究；利用地理信息系统技术建立动植物分布预测模型等。

2.3生物技术应用水平进一步提高

二十一世纪，林业生物技术研究方向和重点是：利用生物工程技术培育林木新品种，大幅度提高生长量；大力开发生物固氮和菌根技术；应用基因重组技术研究微生物杀虫剂和木质素降解酶；提高林木的各种抗性；加速各种优良品种系的繁殖和脱毒复壮、进入工厂化批量生成；研究林木生成剩余物提取蛋白饲料的技术等。

2.4高新技术的渗透将大大加快

高新技术除生物工程这一热点外，主要是计算机技术和遥感技术的更进一步应用，多技术的耦合速度、强度和程度将进一步加深、森林采伐运输和营林机械化将由全盘机械化向生产、检验、管理全面自动化方向发展；木材加工生产工艺自动化、连续化及其计算机技术、过程逻辑控制和产品质量控制技术研究将得到发展，产业化速度加快。

2.5森林生态与环境的研究

森林是全球生态环境问题的核心。由于森林资源的破坏，全球生态环境日趋恶化。研究重点是加强有关大气污染对森林的影响、植树造林和毁林对气候的潜在影响、大气变暖对森林生态系统的影响等方面，以及提高森林的多种环境保护功能方面的研究。 [科]

【参考文献】

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关键字：土地利用、动态变化、遥感技术、动态监测

中图分类号：P285.2 文献标识码： A

0 前言

土地资源是重要的生产资料，是人们赖以生存和发展的基础。近年来，随着全球人口的不断增加,经济的不断发展，土地资源超量开发，人类生存环境受到了严重的威胁，土地利用/土地覆盖变化已经成为影响全球环境变化的一个重要原因。1993年“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球变化人类影响和响应计划”(HDP)共同将土地利用/土地覆盖变化(LUCC)列为全球变化研究的核心计划[1]。土地利用/土地覆盖现状既反映了过去土地利用历史，又强有力地影响着未来的土地利用方向，因此及时掌握土地利用变化信息已显得非常重要。遥感技术以其快速、准确、准时、周期性短等优点在土地利用/覆盖变化的动态监测中显示出明显的优势，在国内外得到了广泛应用。综合国内外学者的研究成果，现将遥感技术在土地利用类型调查中的研究方向从以下方向进行阐述。

1遥感图像的选择

1.1最佳时相的选择

正确选择遥感图像能大大提高解译的速度和精度。其中时相是反映遥感图像特征的重要因素之一。以植被景观为例进行研究，关于植被景观遥感最佳时相的选择，张银辉等指出不同时相遥感图像的选择对分类精度具有很大的影响，因植物物种、长势及生长阶段等不同而在遥感图像上有不同的光谱表现形式[2~3]。邹尚辉[4]根据植物光谱的种间变化及物候变化和太阳高度角对植物光谱的影响，研究了湖北省及北亚热带植被分类的最佳时相选择问题，指出最佳时期主要集中在4月下旬至5月中旬和10月下旬至次年3月下旬。程弘等[5]通过对TM影像在甘肃省白龙江林区(总面积56.8’万ha)森林资源调查中的应用实践，将遥感图像识别的最佳时期定为秋季和春季。姜晓华等[6]探讨了应用两期遥感数据目视解译调查新伐区的方法，以及所用数据的最佳时相，指出调查新伐区最理想的时相是8、9月份。林辉[7]以山东、河南、江苏、安徽的平原地区为例，结合生产实践对TM图像在森林资源清查中应用的处理问题作了探讨.并指出其时相选择最好在10月中下旬及11月上旬，而山区的选择，较为理想的则是4月、5月、10月、11月。一般时相的选择应在林木生长较为旺盛的时期，但这只是一个总的原则，还要根据不同地区、不同清查需求而定。杨朝俊等[8]概述了植被调查中利用遥感技术的最佳时相的选择，分析了四川森林植被的特点及其遥感干扰信息的物候特点。根据影响遥感时相选择的平台、太阳高度角和代表光谱等因素，针对四川不同地区森林植被遥感识别的特点，按照5个区域提出了四川森林植被遥感识别的最佳时期，主要集中在10月下旬至3月下旬。以上学者分别对不同研究地点的最佳时相进行了研究，最佳时相的选择除受遥感平台、太阳高度角和代表光谱等因素影响外，受地理位置和植被的特性影响也较大。因此，最佳时相的选择具有一定的地域性和特定性。同时，也有学者将最佳时相的选择，用于对农作物的分类，也得出了相同的结论[9~10]。

1.2图像类型和比例尺的选择

目前对图像类型的选择和比例尺的研究还不太成熟，没有统一的定论。张银辉等以对土地利用与土地覆盖的研究为例，指出大区域范围研究一般采用低分辨率的大尺度图像(如:NOAA/ AVHRR 1km数据)，局部区域的土地利用调查一般采用高精度高分辨率的MSS图像、TM图像、SPOT图像或它们之间的结合等。姜晓华等除确定遥感判读的最佳时相以外，又将采伐区目视判读用图的最佳比例尺定为l:2.5万。

2解译范围在遥感图像上的定位

准确界定研究区的范围是遥感在土地利用类型提取中的首要工作。林桂兰等[11]以厦门市饮用水源中的北溪引水渠(管道)和坂头水库为例，根据饮用水源保护区划分原则，研究了基于数字化的地形图建立数字高程模型并自动生成汇水区盆地和流域范围的GIS技术、获取相关自然环境专题信息的遥感技术、以及综合利用社会和自然等多种数据源进行保护区范围界定的方法。利用GIS技术对区域界定确属一种精度较高的方法，但遥感图像的数据量一般都很大，少则几百兆，GIS软件很难处理如此大的图像数据。再者，利用GIS软件进行影像区域界定后，能被遥感判读软件如 Erdas Imagine分析的文件类型十分有限，导致图像的精度明显降低，甚至不能满足需要。

王小龙等[12]采用相似三角形原理，结合海岛多年的潮汐分析，在高分辨率遥感数据的支持下，可以比较准确地确定海岛潮间带范围，特别是对于分辨率为lm左右的IKONOS和 Quick Bird图像，提取结果保持了较高的一致性。使用该种几何方法对研究区域进行界定，虽然取得了较好的效果，但是此方法对图像资料的要求比较高、成本也较高，故也具有很大的局限性。

陆海英等[13]在ArcGIS和 Erdas Imagine软件的支持下，综合考虑建筑物的物理特性和光谱特征，以及城市扩展的规律，将遥感数据、城市建成区边界以及行政边界图叠置起来进行提取，该方法使用方便，操作简单，判读精度也比较高，是对生态旅游地范围精确界定问题的发展和完善。但特别注意的是必须使遥感影像与地形数据、行政区等矢量图层具有一致的坐标系统。

3几种土地利用类型的遥感采集技术

3.1常见的遥感解译方法

刘玉萍[14]以遥感的功能为基础，阐述了遥感目视判读在土地利用类型划分及森林生态变化监测评价研究中的应用和方法，应以常规法和遥感相结合。为森林生态系统恢复提供依据和决策支持。张飞等[15]主要是对遥感影像进行非监督分类，分类后采用合并类、上下文分析、聚类处理等，如果发现精度较低则再次进行解译，再评价，直至获得一个符合精度要求的非监督分类影像。田静毅等[16]采取监督分类和目视解译相结合的方法判读遥感影像，提取土地利用类型预解译图。在室内完成的图件往往存在错误或者难以确定的类型，需要进行野外实地调查与验证。全斌等[17]采用人机交互式解译并结合自动分类对2001年 Landsat TM影像进行解译。张玉进等[18]根据2001年野外实地考察的经验，采用最大似然分类法对上述3个时期的遥感影像进行监督分类，实际操作在软件PCI下进行，最终分类精度均在85%以上，符合研究所要求的精度.吴泉源等[19]利用多期遥感数据，采用目视解译和人机交互计算机分类技术提取 1984至2004年间龙口市海岸带土地利用信息，从土地利用总量变化、土地利用变化速度、土地利用类型之间的相互转化、土地利用类型变化的海岸区位效应等方面分析龙口市海岸带动态变化特点。梁伟等[20]据 1975年的Landsat MSS、1986年和 1997年的1月 Landsat TM影像资料，运用遥感影像计算机自动分类方法获取土地利用信息，用GIS空间分析方法以及数理统计方法全面分析了黄河中游多沙粗沙区1975~1986年和1986~1997年两个时期内各土地利用类型的变化幅度、变化速度、数量变化的区域差异、变化方向以及变化方向的区域差异等。

3.2 高分辨率图像的遥感解译方法

田建林等[21~22]利用Quick Bird影像数据进行土地利用类型调查过程中采用计算机图像预处理与人工目视判读的方法获取相对准确的土地利用类型信息。也利用高分辨率卫星遥感影像代替航空遥感影像进行土地利用现状调查。主要采用目视判读和外业调查的方法来完成遥感图像的判读。目视判读的难点是对易混淆地类和森林类型的判读，包括草地与农田、灌木丛与果园地、经济林与用材林、陡坡地与常年早地等。通过适当的前期图像处理，以建立解译标志为基础，采用综合的判读方法可将上述类型大部分判读出来。

3.3 遥感解译与其他知识相结合的方法

刘云等[23]借助TM遥感影像采用两种方法来解译北京昌平沙河区景观土地利用：其一是利用TM影像的4、5、3波段的假彩色合成来该地区的土地利用解译；其二是借助TM影像3和4波段计算的NDVI来判定土地利用，并与土地统计数据对比，结果表明第一种方法解译城郊景观的土地利用类型效果较好，而第二种方法对有植被覆盖的土地利用类型解译较好。李爱农等[24]针对我国西南地区地貌类型复杂、土地利用多元化的特征，着重研究了在大面积的土地利用调查中应用遥感图像自动分类方法来获取土地利用信息的一整套技术路线和方法；将非监督分类、监督分类以及野外调查、专家知识和特殊地区的分区分类有机地结合起来，大大提高了可操作性和分类精度。李春华等[25]以福州市琅歧岛土地覆盖/土地利用类型为例，以遥感影像解译知识为基础，使用TM、Aster的融合影像和NDVI生成的植被覆盖度影像，并结合DEM、土地利用等地理辅助数据，将DEM和NDVI因子作为待分类影像的波段加入其中，构成新的待分类影像，运用Bayes分类方法，通过循环迭代的方法消除先验概率对分类精度的影响，实例证明比运用单一的分类方法精度明显提高。张春桂等[26]应用新一代对地观测卫星EOS的MODIS数据，在地理信息系统的支持下，对2001~2005年福州地区不同地表类型的归一化植被指数年际动态变化进行计算分析，在此基础上开展福州地区土地利用/覆盖变化的监测研究，并初步分析了土地变化的驱动力。结果表明：基于MODIS的归一化植被指数对区域土地利用/覆盖的年际变化反映是敏感的，应用MODIS数据可以监测区域土地利用/覆盖变化的空间分布和面积大小。

参考文献：

[1]焉莉.基于3S技术的西部石羊河流域土地利用/土地覆盖变化研究[J].地质与资源,2003,12(3):188-192.

[2] Gralldell J.Subpixel land use classification and retrieval of forest stem volume in the boreal forest zone by employing SSMP/I data [J]. Remote sensing of Environment.1998,63:140~154.

[3]张银辉,赵庚星.土地利用/土地搜盖遥感分类方法的研究综述[J].中国农业资源与区划,2002,23(3):21~25.

[4]邹尚辉.植被资源调查中最佳时相遥感图象的选择研究[J].植物学报,1985,27(5):25~31.

[5]程弘,李福林.航天遥感技术在森林资源调查中的应用研究[J].甘肃林业科技,1995,(2):l~6.

[6]姜晓华,韩爱惠,党永峰.应用两期遥感数据目视解译的方法翻查采伐区―以大兴安岭松岭林业局为实验区[J].林业资源管理,2001,(4):60~63.

[7]林辉.林业遥感图像处理点滴[J].云南林业调查规划设计,2001,26(l):40~41.

[8] 杨朝俊,胡庭兴,梁玉喜.四川森林植被遥感识别最佳时相的选择[J].四川林业科技,2005,26(5):68~71.

[9] 李国靖,台社红.北京地区农业卫星遥感数据时相选择[J].中国农业资源与区划,2004(4):40~44.

[10]汪逢熙.棉花遥感识别的最佳时相及地面模式[A].环境监测与作物估产的遥感研究论文集[C].北京:北京大学出版社,1991:86~91.

[11]林桂兰,庄翠蓉,孙飒梅,等.水源保护区划界的遥感与GIS技术研究[J].遥感技术与应用,2002,17(2):99~103.

[12]王小龙,张杰,初佳兰.基于光学遥感的海岛潮间带和湿地信息提取―以东沙岛(礁)为例[J].海洋科学进展,2005,23(4):477~481.

[13]陆海英,杨山,张婷,等.基于遥感的城乡结合部地域范围界定研究―以无锡市为例[J].南京师大学报(自然科学版),2004,27(2):98~102.

[14]刘玉萍.RS技术在编制土地利用类型专题图件中的应用[J].内蒙古林业调查设计,2002,25(4):38~39.

[15]张飞,塔西甫拉提.特依拜,孔祥德等.干早区绿洲土地利用景观空间格局动态变化研究[J].资源科学,2006,28(6):167~174.

[16]田静毅,林年丰,王立新,等.秦皇岛市水土流失遥感调查与监测闭.安徽农业科学,2006,34(16):41~43.

[17]全斌,朱鹤健,陈松林,等.遥感技术在区域土地利用/锁被变化中的应用[J].中国土地科学,2006,20(2):39~43.

[18]张玉进,肖继东,袁春琼,等.基于卫星遥感的区域土地利用/覆盖变化研究[J].新弧气象,2004,27(3):16~19.

[19]吴泉源,侯志华,于竹洲,等.龙口市海岸带土地利用动态变化分析闭.地理研究,2006, 25(5):921~930.

[20]梁伟,杨勤科.基于Rs的黄河中游多沙粗沙区土地利用变化分析[J].水土保持研究,2006,13(5):臾卜92.

[21]田建林,雷平,石军南.QuickBird影像目视判读在土地利用类型调查中的应用研究[J].四川林刊设计,2006,(l):45~48.

[22]金文.区域土地利用/土地覆盖的遥感调查[J].上海标准化,2004,(6):54~56.

[23]刘云,赵群,寇明军,等.基于TM影像的城郊景观土地利用初步研究[J].遥感技术与应用,2005,20(6):563~568.

[24]李爱农,江小波,马泽忠,等.遥感自动分类在西南地区土地利用调查中的应用研究[J].遥感技术与应用,2003,18(5):282~286.

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[关键词]高校 GIS教育 专业 人才培养

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）20-0015-03

一、引言

自1991年联合国亚太环境规划署视察并援助安徽GIS技术项目以来，安徽GIS产业走过了20年的发展历程，全省各行业GIS技术应用蓬勃发展。近年来，随着GIS产业的发展纳入《中国国民经济与社会发展第十一个五年规划纲要》，安徽省GIS产业已初具规模，市场需求旺盛并快速发展，使得我省乃至全国对GIS相关专业的人才需求日益增加。

为全面掌握安徽省GIS教育现状，安徽省地理信息中心组织调查了有关高等院校、科研院所及企事业单位，并结合相关统计资料、教育科研网、中国教育在线及各高校招生就业等网站进行综合调研，在此基础上总结了安徽省高校GIS教育和人才培养的现状，结合社会需求分析了存在的问题，并提出建议，为安徽GIS教育水平的提升提供参考。

二、安徽省高校GIS教育现状

（一）GIS专业设置现状

截至2012年底，宿州学院地球科学与工程系已系统开展了GIS相关专科教育；已设置并招收GIS专业本科生的有滁州学院、合肥工业大学、安徽师范大学、安徽理工大学、安徽建筑大学、安徽科技学院、安徽大学、池州学院和铜陵学院等9所高校。

其中，滁州学院GIS本科专业2009年被教育部遴选为国家级特色专业建设点，安徽师范大学GIS本科专业设立“安徽自然灾害过程与防控研究”省级实验室、“资源环境与地理信息工程”省级高校工程技术研究中心。合肥工业大学、安徽师范大学、安徽理工大学拥有培养GIS专业人才的硕士点，全省没有GIS专业的博士点，但部分院校已陆续开展GIS相关专业的博士培养工作。

（二）GIS本科专业发展

因为针对研究生的教学方式、培养方案与本科生差别较大，与生源专业、导师研究方向等多种因素密切相关，具有差异化和个性化等特点，且安徽省GIS专业硕士点较少，招生时间不长，招生人数不多，因此安徽省高校GIS教育主要集中在本科生的培养上。

自2001年合肥工业大学开设GIS本科专业以来，安徽师范大学、安徽理工大学等高校也陆续开设GIS本科专业，随着各学校师资力量的壮大和软硬件的加强，招生人数也逐年上升，全省高校面向全国每年新招GIS本科专业学生由2001年的30余人增加到2012年的600余人，为我省乃至全国培养了一批GIS专业人才。以下将分析安徽省已完成四年度GIS本科教育的6所高校GIS教学情况。

（三） GIS本科专业课程体系建设

1.课程构成

合理的课程设置，尤其是专业核心课程的设置，是GIS人才培养体系建设中的重要问题。据调研，GIS本科专业课程体系主要由以下几部分构成。

（1）公共基础课：是教育部或所在高校指定的必修课程，包括数学与自然科学类、计算机基础类、语言类、人文社会科学类、经济管理类、体育艺术类等。

（2）公共选修课：由各高校统一安排，学生根据个人兴趣爱好在通识教育课程中选取学习的课程，它有利于扩展学生的基础理论知识，构建更科学、合理的知识结构。

（3）专业基础课：指与专业知识、技能直接联系的基础课程，是必须学习掌握的课程，主要包括测绘类、计算机类、地理类、其他类等。

（4）专业选修课：指学生根据专业的培养要求与自己的学习方向有选择地学习的课程，有利于拓宽专业知识面与应用技能，并为发展特定方向的研究能力奠定基础。

（5）实践及其他：主要包括课程设计、社会调查、实习、毕业论文、军训、公益劳动等。

2.课程设置及学时划分

GIS是多学科相互融合交叉的，因此地理类、计算机类、测绘类和GIS类的课程组成了GIS专业课程的基础。各校总学分设置相差不大，但在课程构成上各有侧重。在偏工科为主的合肥工业大学、安徽理工大学、安徽建筑大学等院校中，应用性较强，高等数学等公共基础课程在总学分的比重较大，均在30%以上，其中安徽理工大学公共基础课比重最大为39.5%。而偏理学的安徽师范大学、滁州学院、安徽科技学院更侧重地理类、计算机科学类及GIS类课程的教学，专业基础课在总学分中的比重较大，均在35%以上，其中安徽师范大学比重最大为51.2%。公共选修课各校学分设置基本类似，比重差别不大。安徽理工大学、安徽建筑大学、滁州学院和合肥工业大学专业选修课比重较大，均在13%以上，体现了对学生个人兴趣和研究方向的重视与培养。

3.实验与实践环节设置

GIS是综合性的交叉学科，也是实践性极强的学科，仅靠课程是远远达不到培养目标要求的，还要从提高学生的实践能力和创新能力上下功夫，设置丰富的实践类课程。通过几所高校调研，我省GIS本科生实践课内容一般有如下几个方面：入学教育、军事训练、社会实践和公益劳动等；专业实验课教学；创新实验和素质拓展；生产单位实践及毕业实习、论文设计。

目前6所高校已建立GIS专业实验室，基本满足学生上机实践的需要，其中安徽师范大学实验室数量最多，面积较大，安徽理工大学GPS等相关测绘硬件设备最多。地理信息系统、测量学、地图制图、图形图像处理等课程实习都涉及专业软件，专业软件平台主要有ArcGIS、SuperMapGIS、MapGIS、Mapinfo等GIS软件，ERDAS、ENVI等遥感软件，南方CASS等数字测图软件。

（四）师资力量

师资力量是科学规范的教学过程的首要保证，高素质的教师队伍不仅要求教师要有较高的专业知识、良好的个人品质，而且整个队伍的专业结构、年龄结构、学术结构、职称结构、学缘结构等方面必须保持合理。根据2010年底各高校反馈数据，6所高校GIS本科专业师资力量，博士学历42人，硕士学历55人，本科学历3人；助教9人，讲师56人，副教授24人，教授11人，学术带头人6人，集中于硕士学历，讲师职称。教师人数滁州学院最多，安徽理工大学次之，安徽建筑大学和安徽科技学院最少。专业结构对比分析，合肥工业大学偏GIS，安徽师范大学和滁州学院偏地理，安徽理工大学和安徽科技学院偏测绘。从教师年龄结构来看，各高校35岁及以下青年教师比例较大。

三、安徽省GIS产业人才需求

安徽省GIS产业应用范围从最初的土地规划、资源管理、水利防汛扩展到了几乎所有与空间信息相关的各行业，根据ESRI中国（北京）有限公司2009年不完全统计数据显示，其公司ARCGIS产品2005年-2009年在安徽的销售量分别是2004年的3.9倍、5.7倍、14.7倍、19.3倍和22.4倍。ARCGIS作为全球使用量最大的GIS平台产品，其在安徽省的销售增长比例，客观地反映出安徽省地理信息系统应用快速增长的态势。GIS多元化应用、快速发展的局面使得我省对GIS专业人才的需求也呈现出多层次的趋势，因此，有必要对我省GIS人才需求进行探讨，以利于各高校完善学科建设，优化人才培养模式，培养出适应社会多层次需求的GIS相关专业人才。

（一）事业单位公开招考及高校人才引进

省直事业单位对GIS专业人才的需求主要集中于遥感与地理信息系统、与GIS相关的测绘工程及计算机等专业，学历层次以本科及以上学历为主，近两年人才需求量加大。与省直单位相比，各地市对测绘工程、摄影测量与遥感等GIS相关专业人才的需求集中于传统的国土、城建、测绘管理、规划、水利等行业，学历层次均要求在本科或硕士，除个别岗位注明适合男性外，其他岗位无性别要求。

目前我省很多高等院校现有GIS专业教师中部分是从其他学科通过短期培训或自学方式转入本专业的，可能存在研究、开发和应用的实践经验较少的情况，需要加大专业培训力度和人才引进来提高学校的整体GIS教学水平和大型科研项目实施能力，这对提高学生毕业设计质量和实现人才培养目标至关重要。根据各高校反馈信息，目前我省各高校均有GIS专业人才引进计划，主要集中于遥感、GIS软件设计、GIS系统开发等研究方向。

（二）企业人才需求

近年来，安徽省一批软件企业纷纷涉足GIS领域，对GIS人才的需求也大量增加。各企业通过专业人才网站、行业或单位网站、论坛、人才交流会等方式招聘，类型包括程序员、资深开发、测试、技术支持、数据处理、市场、营销、项目经理、高层管理及其他。

本文调查了相关企业122个招聘岗位，按照类型进行分类，并统计性别倾向、学历倾向和注重角度等特点。目前所紧缺的GIS人才工作性质为技术类岗位，程序员（35%）和数据处理人员（24%）是目前最紧缺的，资深开发人员次之，因此技术研发类岗位将是未来一段时间内毕业生需求最多的方向。从性别倾向来看，目前正在招聘的岗位中56%基本不考虑性别差异，但是仍有39%的岗位倾向选择男性，与倾向女性的5%有较大差距。从学历来看，本科生（38%）需求最大，硕士和专科生次之，但是也有相当的岗位不限学历，因为从企业注重的角度中可以看出，未来发展潜力和动手操作能力，短期内尽快上岗是最重要的，而学生的在校成绩、是否学生干部等不是企业最关注的角度。

四、面向需求的GIS人才培养存在的问题

教师队伍和课程设置有进一步改进的空间。由于近几年来我省GIS产业发展较快，GIS专业毕业生就业率较好，很多高校纷纷申请开设GIS专业，但是各校的师资力量和教学设备实际并不能完全满足教学要求，部分院校师资力量不足，GIS专业技术力量有待提高。

学生的实践和创新能力有待进一步提高。GIS实践性极强，需要通过实践课程来提高学生的实践和创新能力。各高校虽设置了较丰富的实践课体系，但仍然存在着部分毕业生编程基础较差，不能满足社会需求的情况。

五、对策与建议

根据社会需求确定各高校专业培养目标，调整和优化人才培养方案。各高校教学思路、教学目标与课程设置应顺应社会需求做出新的调整，按照社会各行业的需求来制定GIS专业人才培养的目标。在保持原有专业特色的情况下，进一步加强复合型人才的培养。目前，部分高校对GIS专业人才培养方案进行了大幅度的修改，并积极采用工程教育（CDIO）理念和教学大纲，将会对GIS专业人才培养起到积极的作用和深远的影响。

加强专业核心课程师资队伍建设。各高校应针对现状有选择地引进计算机、地理、GIS、遥感及测绘等专业教师，充实GIS专业教师队伍，提高综合实力，鼓励优秀青年教师进行在职教育，提高GIS专业师资队伍的素质。注意开展教师梯队人才建设，培养学术带头人，定期开展核心课程教学观摩或教学经验交流活动，逐步提高核心课程授课教师水平。

加强专业实践环节的重视程度。加强实验室和实习基地的建设，培养学生动手解决问题和学术创新能力；加强毕业论文的实践性，与学校的科研项目挂钩，让学生参与解决实际问题，使能力较强的学生参与基础软件或应用系统的研发；充分利用社会资源为学生创造实践机会，安排到相关3S企业、生产单位及各级地理信息中心进行挂职锻炼，提高综合能力。

[参考文献]

[1] 许捍卫，张友静，张行南等.21世纪高校GIS本科人才培养方案的研究[J].地理信息世界，2003，1（4）.

[2] 刘明皓，袁正午.GIS学科与人才培养体系建设对策.计算机教育[J].2006，（10）.

[3] 周卫.GIS专业的测绘科学技术需求与教学[J].现代测绘，2005，（28）.

篇5

测绘工程领域专业学位硕士研究生是从事大地测量、海洋测量、投影测量与遥感、地图制图、地理信息系统、土地管理信息系统等高层次应用型专业技术人才。主要研究方向有动态大地测量与环境变化及灾害监测、空间大地测量理论与技术、精密工程测量与三维工业测量、海洋测量技术、交通导航工程、土木工程测绘、海洋工程测绘、水利工程测绘、矿山工程测绘等。开展测绘工程领域专业学位硕士研究生的培养主要目的是为了解决测绘行业及相关工程部门高层次创新型、应用型、复合型人才紧缺的矛盾，面向生产第一线培养高层次工程技术和工程管理人才。通过培养，测绘工程领域专业学位硕士研究生应掌握所从事工程领域坚实的基础知识和宽广的专业知识，以及解决工程问题的科学的研究方法以及现代化技术手段，具有独立承担工程技术或工程管理工作的能力，具有较高的综合素质、较好的职业素养、较强的创新能力和适应能力。基于测绘工程领域专业学位硕士研究生的人才培养目标和研究方向，构建科学的培养模式，设置合理的课程体系，对实现人才培养目标至关重要。

2测绘工程领域专业学位硕士研究生的培养模式

根据人才培养标准，借鉴我国的测绘行业目前正处于升级转型期，各事业单位、国企、民营企业单位都亟需掌握基础理论、能从事高新技术工程的人才。从人才培养和企业需求两方面入手，设计以下培养模式。

2．1“高校＋企业＋项目”模式

这种模式的核心是与企业联合培养。以校企共建专业学位硕士研究生联合培养基地或联合实验室为培养平台，充分利用校企双方在人才、技术、设备和环境方面的资源，优势互补，以企业的生产或科研项目为牵引，通过共同承担科研项目或共同完成生产项目，为专业学位硕士研究生培养提供良好的工程环境，营造真实的工程氛围，同时创造良好的社会和经济效益，实现合作双赢。这种培养模式的关键是调动企业的积极性，让企业能够从专业学位研究生的联合培养中得到利益，尝到甜头，弥补企业在培养专业学位研究生方面的投入，保障专业学位研究生实践教育与科研生产紧密结合。

2．2“培养＋就业”模式

这种模式是以就业为导向，兼顾研究生和企业双方利益，保证企业能引进需要的专业人才。专业学位硕士研究生与企业双方有合作意向后，签订就业意向协议。企业投入一定的培养经费，指定专门的工程技术人员作为第二导师，实际参与企业的生产和科研项目，专业学位硕士研究生毕业后必须到企业任职若干年。这样，如果是在职学员就读新模式的全日制工程硕士学位更容易得到企业的支持，有利于校企联合培养基地建设，非在职人员也能较好地解决本人的就业问题，一举两得。

3课程体系的设置与建设

按照2009年教育部《关于做好全日制硕士专业学位硕士研究生培养工作的若干意见》有关课程设置文件精神，以培养测绘工程高层次创新型、应用型、复合型人才为目标，遵循实用性、针对性、创新性和综合性原则，融合“卓越工程师教育培养计划”实施方案和“CDIO”工程教育理念，参照国家“注册测绘师”任职资格标准，构建全新的课程体系。

3．1课程设置突出职业色彩

全日制专业学位硕士研究生培养因其生源的特殊背景，所应掌握基础知识的广度和专业知识的深度以及研究能力和工作能力等方面特点，导致了其课程体系构建必须遵循以下规律：课程教学从强调学科内容转变为强调学生的经验和体验；课程体系从单一教材转向强调教师、学生、教材、环境因素的整合；关注学生职业背景及工程体验，在课程教学中加重职业的色彩，强调理论性和职业性的完美统一。

3．2课程体系构建

1）以企业需求和职业能力培养为导向，构建课程体系。由于专业学位硕士教育作为具有显著职业背景的一种学位教育，其目的是培养具有扎实理论基础，并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专门人才。所以，专业学位硕士研究生课程体系的构建必须从深入行业企业调研入手，认真分析行业背景、企业技术现状和人才需求，根据国家及行业发展需求确定专业学位硕士研究生人才培养目标；以培养职业所需要的“构想—设计—实现—运行”能力为主线，对照行业企业所需的知识、技术和能力，遵循理论与实践相结合的原则，进行职业核心能力分析与目标设计；提炼专业核心知识和能力要素，明确理论课程设置、实践环节安排和学位论文方向等内容，以此构成专业学位硕士研究生的课程体系。2）按模块化组织教学内容。专业学位硕士研究生课程体系构建应以职业需求为目标，改变以往以学科知识为基础设计课程体系的传统，按照行业企业所需的知识、技术和能力，按理论与实践相结合的原则进行学科知识重组。为此，黑龙江工程学院测绘领域专业学位硕士研究生课程的设置从行业发展需求出发，在遵循学科和知识内在联系规律的基础上，以职业能力培养为主线设置课程体系。在组织课程体系时，实现教学内容的模块化。1）公共必修课模块：主要包含自然辩证法、外业、知识产权课程。与此同时，设置信息检索、资源环境与可持续发展、工程建设管理、计算机网络技术与应用等公共选修课。主要目的是使学生具备一定的政治思想品德、较高的学术基础、较好的职业素养，重在培养专业学位硕士研究生的科学意识和必要的知识修养。2）基础理论模块：主要包括应用数理统计、高等应用测量、现代测量数据处理、软件工程课程，主要目的是夯实专业学位硕士研究生的专业基础，为专业课学习创造条件。3）专业课模块：包括专业必修课和选修课。专业课以专业知识和实践能力为本位进行设计，适当把“注册测绘师”职业资格认证所要求的知识、能力和职业素养进行归纳、凝练，融合到专业学位硕士研究生教育的部分课程及相关的各种教育教学活动中，形成若干模块化课程，为学生参加职业资格应试打下基础，推动专业学位硕士研究生培养与国家职业资格考试内容的衔接，使学生具备一些岗位需要的专项知识和能力；根据学生可能的就业去向，设置现代工程测量技术研究及应用、地理信息工程、遥感信息工程、GNSS技术研究与应用等方向模块课程供学生选择。4）学位论文与专业实践模块：这一模块是培养专业学位硕士研究生的综合环节，也是比较重要的一环。它是在理论课程学习的基础上，经过在企业的综合实践，结合自己所参与的实际工程项目进一步锻炼提高专业学位硕士研究生的学术水平和职业综合能力。

3．3与职业任职资格对接

形成专业学位硕士研究生职业素质指导与训练研究是新课程体系建设的目标之一。依据国家“注册测绘师”资格认证标准，以“测绘工程案例”教学及以满足“注册测绘师”任职资格为核心设计课程教学体系，补齐测绘工程技术人员通过国家注册测绘师资格考试困难之短板题，专业学位硕士研究生能顺利通过任职资格考试，获得国家承认的任职资格，同时提高他们的工程技术应用能力和工程项目的管理能力。

3．4将实践教学环节纳入课程体系

目前，我国专业学位硕士研究生教育的主要手段还是课程教学，它包括理论教学和实践教学两种形式。以往工程实践能力培养的缺失在课程教学方面较为突出，为避免专业学位硕士研究生课程设置一直存在的知识传授和能力培养之间不能兼顾的矛盾，专业学位硕士研究生的课程体系构建要以提高学生工程技术应用能力、管理能力、创新能力为核心，继承测绘工程学院办学传统，发挥专业学科优势，利用合作企业测绘工程项目资源，产学研结合，企业深度参与理论与实践课程设置、实施及管理，构建测绘专项设计实践、工程项目设计实践、工程项目实施实践、工程项目管理实践、测绘新技术应用创新实践等实践教学体系，以企业为主导，全面参与课程体系的构建及实施。

4结束语

篇6

前不久，中关村开放实验室第六批共25家实验室举行了集体授牌仪式。

截至目前，中关村开放实验室挂牌数量已突破百家，达到109家。五年来累计推动包括检测认证、技术攻关、试验指导与合作研发等在内的2.8万项服务，受益示范区企业1.25万家次，实现了创新要素的高效聚集，搭建了政产学研介五位一体的创新服务平台，形成了促进科技创新、成果转化的合作机制，为示范区自主创新能力的提升发挥了重要作用，开放实验室已成为首都独具特色的科研创新群体之一。

开放的平台

中关村开放实验室是市发改委、市科委、市财政局、中关村管委会为充分整合北京地区高科技创新资源优势，推动产学研结合，积极促进科技成果向现实生产力转化而推动的一项重点工作。此项工程自2006年6月正式启动。

运行五年来，通过不断开展体制、机制创新，深入挖掘优质高科技资源，积极引导协调服务，助力企业创新发展，中关村开放实验室在聚集科技资源、建立科学管理机制和促进产学研合作方面都取得了一系列成绩，已成为集科研人才、专业设备、高精尖技术及产业化项目信息等多种资源于一体的开放服务创新平台，成为首都独具特色的最丰富、最宝贵科研资源的创新群体，品牌影响力显著提升。

目前，中关村开放实验室的数量已经突破百家，达到109家。这其中既有国家遥感应用工程技术研究中心、国家网络新媒体工程技术研究中心等国家级重点实验室，又有北京大学网络与信息安全实验室、北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室等院校资源，还有中关村生命科学园开放实验室、中关村软件园公共技术服务实验室这类重点为产业园区企业服务的公共平台。

坐落于石景山区玉泉路19号的中科院高能物理所网络安全开放实验室，是依托中科院高能所于2006年正式成立的。该网络安全实验室建立的数据密集型网格平台处于国内外先进行列，已成为全球高能物理网格系统的重要组成部分。

实验室先后承担了国家科技支撑计划、自然科学基金、863、973、部委专项等40多个网格计算（云计算）与网络安全项目研究工作，获得国家科技进步二等奖等多项奖励。

目前，实验室拥有300多个CPU，90TB磁盘空间构成的高性能计算集群系统，建立了网络安全攻防实验环境，为企业深入研究和开发创造了硬件条件。在网络攻防、入侵检测、取证分析、陷阱诱骗 BIOS安全检测、网络内容还原、安全评估检测等方面，积累了丰富的技术和经验。自实验室成立以来，在业界课题的研究攻关工作中已有多项创新性成果获奖并进行产业化。

北京大学与北京市教委共建的空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室，在遥感技术、地理信息系统等领域的理论研究、开发和教学方面形成学科优势。曾作为主要成员参与了国家发改委高技术产业重大专项“车载导航/动态信息服务终端的产业化”项目、北京交通委、北京奥组委“北京市交通综合信息平台 ”设计项目等，取得了丰硕的成果。

北京航空航天大学的虚拟现实技术与系统国家重点实验室，依托北京航空航天大学计算机科学与技术、控制科学与工程和机械工程三个一级学科，通过不同学科方向的合作、交叉，开展虚拟现实领域的基础研究、应用基础研究和战略高技术研究，进行原始创新和集成创新，并在主要研究方向上设立了实验室开放研究基金。

中关村开放实验室汇聚了行业创新要素资源，为企业发展提供了智力平台。北京大学实验动物中心是目前国内仅有的几家通过国际实验动物管理评估及认证组织认证的实验平台之一，2010年再次通过（AAALAC）三年复审完全认证。实验室具有同时开展30000只鼠、200只猴、200只兔、20只羊、100只犬和50头小型猪的实验能力；具有实验动物转基因制备技术平台、实验动物影像学技术和实验动物抗体制备技术等实验平台，不仅服务于中关村企业，也积极向北京企业开放，可为企业提供多种技术服务。

中关村生命科学园开放实验室是属于孵化器性质的实验室，主要为中关村生命科学园区及部分园区外生物医药中小企业提供公共设备及技术检测平台，为企业开展创新孵化服务，其中不乏海归人员带回的优质项目。到目前为止，实验室已为100余家企业提供了服务，服务项次达3万余次，并与园区内外生物医药行业的多家企事业单位建立了长期的合作关系。

开放实验室另一独到之处在于科研人才和尖端设备的聚集优势。国家人类基因北方研究中心于1998年成立之初就参与了“国际人类基因组计划”，并完成了一系列重要的基因组研究项目。中心不仅拥有一批高素质的科研人员团队，包括中心常务副主任沈岩院士以及150多名科研人员，还拥有用于高通量实验分析、基因组学研究和蛋白组学研究的多台/套高端实验设备，包括DNA测序仪、微阵列芯片分析仪和实验室自动工作站等，设备总价值4000余万元。在甲型H1N1流感肆虐初期，两例最早的病例血液样本就是被送到该中心作基因测序的。目前中心已累积申请专利49项，获批13项，均为发明专利。

从第一批的8家发展到第六批突破百家，中关村开放实验室规模逐年持续扩大。目前挂牌实验室成员既有清华、北大等知名高校的重点实验室，又汇聚了中科院、军科院、医科院等国家研究院所、行业转制院所的顶尖实验室，为中关村重点产业的发展发挥了支撑作用。

2011年，中关村实验室工程进一步突出了对符合中关村重点产业发展方向，长期以来服务于战略性新兴产业、服务中关村重点企业群体的实验室挂牌开放，推动一批具备国家和行业资质的公共检测平台和来自于战略性新兴产业的知名企业实验室挂牌开放。

目前，中关村109家开放实验室中，包含国家工程（技术）中心及国家级重点实验室28家、国家级认证中心17家；共有研究人员11429人，其中两院院士49名，教授以上专家1088人，包括超高压电子显微镜、百万亿次云计算平台等高精尖检测、研发设备6万多台（套），总价值超过64亿元。

在创新产出方面，五年来累计申请专利4136项，创制各类技术标准2561项。此外，开放实验室还拥有一大批技术领先、贴近市场需求、具有产业化前景的产业化成果项目。目前，中关村开放实验室已经成为集科研人才、专业设备、高精尖技术及产业化项目等科技资源于一体的开放平台。

产学研合作升级

开放实验室是一项全新的系统工程，建立科学的管理运行机制至关重要。几年来，开放实验室工作办公室在管理体系建设方面不断探索，建立了实验室挂牌申请、专项评审、运行评估、信息统计、产业化项目筛选、产学研对接等一系列规范的工作流程，即“十项制度”和“六大流程”，使各项工作趋于合理化、规范化，为更好的整合科技资源、组织创新交流、服务企业发展奠定了基础。

例如通过设计信息模板，建立中关村开放实验室信息采集和报送制度，增强了信息挖掘能力；通过联络员制度和网络平台的建立，一方面促进了交流互动，另一方面形成了高效的合作机制，树立了良好的文化氛围。

在宣传方面，设计制作了介绍政策和实验室资源的宣传册，利用媒体、网络、展会、政策宣讲会等多种途径，向近千家企业推介，加大对中关村开放实验室这一品牌的宣传推广。

有了良好的机制和健全的流程规章，各项基础工作得以顺利开展。圆满完成年度实验室挂牌申请受理、评审和专项资金补贴管理、运行评估等基础性工作。在工作中突出对战略新兴产业的引导扶持，专项补贴逐渐呈现出新的特点：重点企业申报项目明显增加；惠及企业大幅提高；对企业引导性作用明显；对企业创新能力的推进作用日益凸显。

五年来，中关村开放实验室对分散于北京的众多科研院所、高等院校科技资源进行有效整合、开放共享，挂牌实验室积极发挥自身优势，加大对企业的服务开放。

围绕新兴产业发展和企业自主创新能力提升，中关村开放实验室工程共组织产学研合作活动两百余场，其中包括但不限于与相关园区、行业产业联盟共同开展政策宣讲、调研高科技行业和骨干企业技术需求、组织科技合作对接交流等。通过企业科技研发需求与科技资源供给的有效对接，促进了科研成果产业化。目前已逐步规范形成六大服务方式即：双走进（走进企业、走进实验室）促进活动、分领域系列对接、牵线搭桥当红娘、创新成果会、企业和实验室交流座谈等。

通过上述服务构建起“521”八种产学研合作模式即：五项共建包括企业与实验室联合承担国家重大项目、建立国家科技基础设施、建立企业实验室和企业技术中心、进行项目研发和创制先进标准、建立人才培养基地；二项服务包括为示范区企业提供检测认证和技术攻关服务；一项是科技成果转化给示范区企业。

开放实验室实现了不同要素组合、不同目标组合、不同机制合作、不同领域合作的政产学研相结合的合作格局。同时，根据示范区建设对开放实验室工程的新要求，下一步将探索以企业为主体，开放实验室积极参与，共同建设企业技术创新研究院的新型产学研合作形式（如科兴疫苗产业创新研究院）。

截止到2011年上半年，挂牌实验室累计为1.25万家次企业提供了包括检测、技术攻关、试验指导与合作研发等在内的2.8万项服务；承担国家、北京市技术创新和产业化项目1859项，其中国家项目94项；联合研制标准共163项；与企业合作开展技术成果转移项目276项；与企业共建联合研发机构77个，为示范区企业提供人力培养1103人，受聘到企业共159人。在推动科研资源开放和服务企业方面取得了很好的效果，为示范区自主创新能力的提升发挥了重要作用。

研究成果产业化

日前，修订后的《中关村开放实验室实施试行办法》已经公布，按照新的办法，将拓宽和加大对开放实验室与相关企业开展合作项目的引导支持。

中关村开放实验室有三个特点，分别是设备资源丰富、人才资源丰富、科技成果资源丰富。这些年来，企业根据自己的实际情况，已经逐步形成了与开放实验室系统化的合作模式。如企业购买开放实验室现有的科技资源成果；企业与开放实验室一起申报国家科研课题；企业委托开放实验室进行科技攻关，等等。

应当说，中关村开放实验室成立的初衷即在于激活北京地区国家部委、院校、机关单位的科技资源，通过一定的工作机制，将这些丰富的科技资源结合到北京的高科技企业当中去，形成在北京落地的产业化项目。

为促进研究项目产业化，中关村实验室目前已设立了专门的扶持资金，对评估合格的开放实验室，中关村科技园区发展专项资金提供50万元的一次性经费支持，补贴开放实验室进行必要设备配备和认证所需费用。

同时，对于以优惠价格提供的分析检测类服务，由实验室持有关服务合同、收费单据等证明材料可提出资金补贴申请，中关村科技园区发展专项资金按实际优惠金额给予实验室补贴，该补贴不超过标准收费的50%；对于研发类服务，由企业持有关服务合同、收费单据等证明材料提出资金补贴申请，中关村科技园区发展专项资金按照实际收费金额的50%给予补贴。这就是说中关村为企业在实验室进行资源使用打折，促进企业与实验室的资源协同共享。

中科院的高墙曾被外人视为不可逾越的科技。如今，中科院愿意放下身段，打破高墙，主动牵手企业实现产学研用。这一切，得益于中关村开放实验室为双方搭建的对接平台。

中科院高能所一直走在中国自主创新科技的前沿领域， 2007年，中科院高能所网络安全实验室成为网络安全领域首家挂牌的中关村开放实验室。

开放实验室挂牌后，对产学研用的促进效用很快得到印证。当年，中科院高能所网络安全实验室就承接了启明星辰、网御神州、中科网威等多家专业网络安全公司的科研合作项目，仅仅是和启明星辰合作的一项中关村开放实验室重大专项项目“综合业务行为审计系统产业化”就为该企业带来近亿元的产值。

自加入中关村开放实验室以来，中科院高能所网络安全实验室已经陆续承担了近20项企业委托开发项目，和中关村高新技术企业共同申请并承担了5个国家项目，获得了10余项软件著作版权并有两项科研成果获得省部级科技进步奖励。

记者了解到，未来中关村开放实验室工程将探索更长期的产学研合作方式，继续积极探索产学研结合、产业化转移的组织与机制的创新平台。除了推进示范区重点企业与开放实验室联合承担国家级项目，联合共建研发平台，进行技术转移合作之外，还将加大面向重点企业的深度服务、个性化服务、持续。对“十百千”、“瞪羚”企业加强调研，发挥桥梁作用，推动企业和开放实验室在人才培养、技术合作、共建实验室和承接国家重大项目等方面进行多渠道多途径的合作。

篇7

摘要：研究目的：本文将就GIS技术在农用地评价、城镇建设用地评价以及工业用地评价三方面的发展应用做一个简单的介绍。研究方法：收集近年来相关文献资料，分析GIS技术在土地评价各个领域研究情况，加以总结归纳。研究结果：GIS技术在各类土地评价中发展较快，特别是土地适宜性的评价运用广泛，GIS技术在未来土地评价中发展空间很大。

关键词：GIS技术；土地评价；进展

随着社会经济的迅速发展，我国作为一个人口、资源大国，土地资源的评价工作不断开展和细化，土地评价涉及土地的自然、经济、区位及开发管理等诸多因素，主要集中在土地质量的分等定级上，近年来随着土地评价工作的不断深入，已经形成了一套比较完整的土地评价系统。其中。地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）技术作为一门新的技术手段，在20世纪70年代开始引入我国。GIS在我国土地评价中的应用起步较晚，但发展较快，引入后迅速运用到了土地评价工作中，更是在土地评价的各个领域得到更为深入的发展，其中，陈华[1]、倪绍祥[2]、史同广[3]、邱炳文[4]等学者都对GIS技术在土地评价中的应用做过深入的分析，倡导GIS与遥感技术的结合，还对GIS评价方法进行了详尽的综述总结。本文就近年来农业用地、城镇建设用地以及工业用地三方面，GIS技术在其中的运用、发展趋势等做一个分析总结。

一、GIS技术在农业用地分等定级评价中运用广泛

近年来GIS技术在农用地评价工作中得到了广泛的运用，通过文献分析，研究主要侧重于运用GIS技术农用地的分等定级工作、农用地的适宜性评价两大方面，尤其侧重于农用地的分等定级的研究。

（一）、GIS技术在到农用地分等定级工作上的研究进展

20世纪50年代初期，我国农用地分等定级工作开始开展，70年代开始进入系统的工作阶段。农业用地分等定级的原因是需要掌握定级范围之内农业用地的质量情况，然后依次为依据进行评价，划分出土地的级别，最终为确定农业用地基准地价提供依据，增加农业用地管理的科学性。农用地定级工作又是一项具有基础性、公益性和战略性的土地资源调查评价工作[5]，因此，GIS技术在农业用地分等定级工作上运用十分广泛。

运用GIS在农用地评价中分等定级工作的开展，目前主要是定性研究和定量研究相结合进行，有研究者将定性分析的结果运用于农用地定级成果的调整和确定工作中，以此来提高农用地定级成果的精度[6]。在农用地分等定级工作中，王中就GIS分等定级的科学性进行了研究，并且给出了科学了论证[7]。而在分等定级是实际工作中，GIS技术运用也越来越多，张敏运用GIS数据库在土地分等定级的基础上，探索土地估价，以及土壤的成分的运算，以此来做了新浦镇农用地的估价案例[8]。王淑梅等从GIS农用地定级数据处理上入手，进行了详细的论述[9]。当然，在GIS技术评估的过程中，也会产生许多问题，针对这些问题，相关研究者也积极的做出了讨论分析，相关需要注意的问题[10]以及在传统农用地质量评价检验方法上引入新的数学模型相配合，力图得到更加准确的评估效果[11]。

（二）、GIS技术在农用地适宜性评价上的研究进展

土地的适宜性评价是决定土地的用途以及土地适宜程度的基础。近年来，针对农用地的土地适应性评价增多，多数研究开始尝试运用模型进行农地的适宜性评价，而GIS技术在其中发展很快，通过对农用地的适宜性评价，最终根据适宜程度来判断农用地的质量。

张成刚等利用GIS/RS技术，对冀北地区农用地进行了适宜性评价，以此分析各等级农用地的空间分布，最后提出农用地合理利用对策[12]。对于农用地的质量综合评价以及单一的耕地质量评价管理，结合GIS技术，也有人做了相关的研究。在农用地适宜性评价工作中，多数学者都在尝试把GIS技术作为一个评价的平台和具体的方法进行推广，从而为适宜性评价研究工作的开展提供一套技术方法。郑磊介绍了土地适宜性评价中的常用模型，以大连市金州区为例做了相关的分析；有学者提出农田立地的概念，基于GIS技术来评价农田质量，为划定基本农田提供客观依据。当然，结合GIS农用地评价方法研究，在实际的操作中，研究者针对出现的问题，也乐于引入更多的数学评价模型，进行技术的改进，以提高农用土地适宜性评价的准确性及效率。

二、GIS技术在城镇建设用地评价中的研究进展

我国是一个人口多、资源少的国家。改革开放以来，社会经济快速发展，带动了城乡建设用地规模的迅速扩大。1978年我国的城镇化率为17.92%，2013年迅速上升到53.7%。这时，出现的问题是土地城镇化速度远远超过人口城镇化速度，人地矛盾集中。这就迫切需要对城镇土地利用进行评价研究，最大程度的节约和有效利用城镇建设用地。通过分析，近年来GIS技术在城镇建设用地评价研究进展中，主要集中在城镇建设用地的有效利用评价和适宜性评价两方面。

（一）、GIS技术在城镇建设用地有效利用评价中的研究进展

由于土地具有稀缺性的特点，城镇建设用地在土地评价中拥有很高的地位，结合GIS技术研究发展，对于城镇建设用地有效利用评价主要集中在建设用地的扩展研究、利用现状以及潜力研究几方面。

在建设用地扩展研究探索中，汤君友等以“时间过程”与“空间格局”为主线，将区域城镇建设用地扩展与自然交通条件和社会经济条件相综合，揭示无锡市城镇建设用地扩展的时空分异规律。也有人对宝鸡市1988 ～2005年中心城区城镇建设用地扩展类型进行定量识别，试图寻求一种优良的扩张模式。其中，还有人认为城镇建设用地的扩展，除了考虑时间序列上的演变规律，相应的某一时期建设用地数量和结构的突然变化，也会对建设用地的使用带来一系列的影响，周伟等就对三峡地区建设用地的变化和效益进行了评价。

（二）、GIS技术在城镇建设用地适宜性评价中的研究进展

随着城镇化的不断推进，在城镇建设用地适宜性评价中，主要是考虑住宅用地、商业用等几类建设用地的情况，围绕社会经济和自然生态两方面进行城镇建设用地适宜性评价研究。李亚奇等以GIS作为主要技术平台，以嘉兴市凤桥镇为案例进行实证分析，做了建设用地适宜性的研究。刘贵利围绕3种主要建设用地类型，初步建立了建设用地适宜性评价方法程序。其中，也有学者对丘陵荒滩、黄土沟壑以及低缓坡度地区建设用地为研究对象，对自然条件不好的地区做土地适宜性的评价研究。

三、GIS技术在工业用地评价上的进展研究

要推进工业化发展的进程，需要消耗大量的土地资源作为代价，而城镇工业用地需求量在未来社会发展中也非常大。通过文献分析，对于工业用地而言，运用GIS技术重点集中在评价工业用地的节约利用以及适宜性、空间结构扩展方面。

（一）、GIS技术在工业用地节约度评价上的进展分析

在工业用地节约评价上，研究重点主要是从工业用地的利用潜力上进行开展，探索充分挖掘工业用地的潜力，以达到土地的节约利用的效果。如甄江红以包头市为例，根据评价标准划分出低度利用、适度利用、集约利用及过度利用等土地利用类型，提出工业用地土地集约利用的途径与措施。而蒋贵国在前者研究的基础上，增加运用极限评价法和综合评价法评价各工业功能区的土地集约利用程度和潜力挖掘程度，最后提出工业用地土地集约利用的途径与措施。

（二）、GIS技术在工业用地适宜性和空间结构评价上的进展分析

由于工业用地自身发展与住宅用地、商业用地等的区别，在选址上更要考虑适宜性和空间结构组成。结合GIS技术评价工业用地适宜性研究上，重视城市生态环境的保护，生态适宜性评价广泛开展；张树深以大连市为例，引入概率神经网络模型与GIS软件结合，进行了工业用地生态适宜性分析[26]。也有人从保护城市生态环境的角度为城市的土地利用提出建议。

在GIS技术工业用地的空间结构扩展研究上，研究都是通过收集现阶段的资料，或者结合RS遥感图像，分析对比工业用地的结构变化，再发现相应的问题，最后找到整合工业用地的方法。吴兵等人揭示城市工业用地随时间、空间变化的规律，阐明城市工业结构调整的方向。也有人用GIS支持的空间定量分析方法对工业用地立地条件进行评价，探讨工业用地空间整合模式，再提出整合方案。

四、结论

目前，在土地评价的各个领域，结合GIS技术做评价分析的探讨越来越趋向于综合化、定量化和科学化，使土地评价工作的开展更加细致和精确，其中，结合GIS技术的土地适宜性评价非常广泛和完善，在各类用地评价中也各有侧重。当然，这其中也有不足之处，比如在农用地评价中，基本以耕地的分等定级研究为主体，在林牧等农用地上评价研究较少。在城镇建设用地和工业用地评估上，侧重于土地适宜性以及节约度的评估，而未来土地评价的发展，需要更新的评价方式以及提高评价的精确度、实用性。所以，未来GIS技术在土地评价工作中重要性越来越凸显，与土地评价相关的GIS软件的二次开发、结合数学模型的配合运用等都是新的发展方向。（作者单位：四川师范大学地理与资源科学学院）

参考文献：

[1]陈华，孙丹峰.基于GIS技术的土地评价研究进展[J].国土资源遥感.2008，3（77）：10-14

[2]倪绍祥.近10年来中国土地评价研究的进展[J].自然资源学报.2003，18（6）：672-683

[3]史同广.中国土地适宜性评价研究进展[J].地理科学进展.2007，26（2）：106-115

[4]邱炳文，池天河，王钦敏等.GIS在土地适宜性评价中的应用与展望[J].地理与地理信息科学.2004（5），20：20-44

[5]程烨.新一轮国土资源大调查“土地资源监测与调查工程”发展历程与前景展望[J].中国土地科学.2002（6）：4.

[6]黄盛林.最新农用地分等定级估价与耕地资源保护实务全书[M].安徽文化音像出版社，2003：187.

[7]王中，基于GIS分等定级-以无为县为例.学位论文[D].2007.05

[8]张敏.基于GIS的农用地分等定级估价研究—以慈溪市新浦镇为例.学位论文[D].2004.03.

[9]王淑梅，张永福，范兆菊.GIS的农用地定级数据处理浅析[J].乌鲁木齐职业大学学报.2004（1），13：36-39.

[10]吴志伟，陈文波，余敦等.基于GIS的农用地分等研究-以江西省分宜县为例[J].水土保持研究.2007（6），14：390-393.

篇8

关键词：现代信息技术；精准农I；数据化；智能化

中图分类号：F320.1 文献标识码：B 文章编号：1008-4428（2017）03-11 -03

一、引言

精准农业是一种以大数据科学为核心的信息化的现代农业理念，其发展颠覆了我国日出而作日落而息的手工劳作方式，打破了粗放的传统生产模式转而迈向集约化、精准化、智能化、数据化，促使我国农产品由线上零销售改成私人订制。20世纪80年代，我国开始对精准农业进行研究，建立了小汤山国家精准农业研究示范基地和黑龙江友谊农场的“精准农业示范项目”试验基地；2012-2013年在黑龙江垦区农机推广产品中，GPS自动导航和驾驶系统全部由国外进口，这表明我国亟需自主研制开发精准农业设施装备。总体上看，我国对精准农业的研究大多局限于对概念的补充和延伸，没有形成系统成熟的学术思想。在实践中，并未建立较大规模的试验示范基地，基础设施、经营规模和经济效益等都不及发达国家。因此，需对精准农业的发展作进一步研究，以加快我国农业现代化进程。

二、精准农业内涵及主要技术组成

（一）精准农业内涵

精准农业（precision agriculture，PA）又称精细农业，精确农业或处方农业，是以实现农业高产、优质、高效为目的的现代农业生产模式。它的全部概念建筑在“空间差异”的数据采集和数据处理上，在定位、导航的基础上，根据管理单元的土壤特性和作物生长的需要，管理作物的每个生长过程及各种农资投放量，最大限度地发挥土壤和农作物的潜力，做到既满足作物生长发育的需要，又减少农资的投入，从而降低物质消耗、增加产量、保护生态环境，实现农业的可持续发展。

（二）精准农业的核心技术组成

精准农业技术体系是支撑精准农业发展的关键部件，精准农业技术通常不以单项技术的形式出现，在组装集成单项技术应用于农业生产的同时，形成了精准农业所独有的技术体系，如产量图、配备有“3S”技术的播种机、联合收割机等。精准农业技术体系如图1所示：

1.现代信息技术

现代信息技术主要由全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感系统和计算机自动控制技术组成，其基本含义是把农技措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平的一套综合农业管理技术。这项技术依赖全球定位系统和计算机控制定位，精确定量实施，极大地提高了种子、化肥、农药的利用率，同时在管理决策环节上，可根据具体情况选择“单纯获取高产”“以适量投入获取较高经济利润”或“减少资源消耗、保护生态环境”等多种不同优化目标。

2.生物技术

生物技术是现代生物学与其相关学科交差融合的产物，其中核心是基因工程技术。随着人们对动植物基因学和蛋白质学的认识，生物技术在农业生产中的应用越来越广。通过对动植物基因重组，可增强农作物对生长环境的适应能力，增加农作物单产，减少农药化肥的施用量，改善食物的营养结构和口感。例如，在棉花中引入抗虫基因，可减少病虫害对棉花的侵蚀，减少农药的使用；在水稻中导入能产生维生素A的基因，可以提高稻米的营养价值。

3.工程装备技术

农业工程装备技术是精准农业发展的物质基础，也是衡量精准农业发展水平的重要指标。用于我国精准农业生产的农机装备主要有新型高效拖拉机、播种施肥灌溉机、精量植保机、节水灌溉与水肥一体化设备、高效能收获机械等，可实现精准平整土地、建立模块信息，为农作物生产管理收割做好准备。我国于2009年建立农业智能装备工程技术研究中心，以自主研制适合我国农业发展的农业机械，近几年，我国农机科技创新能力提升较快，2016年全国农作物耕种收综合机械化率高达63%。

三、我国精准农业发展存在的问题

（一）发展精准农业的成本较高

精准农业技术在新疆兵团棉花的大面积种植应用中取得了客观的经济、社会及生态效益：平均单产增加17%，每亩播种量减少2千克，氮磷肥的利用率提高3%-8%。对农作物生长环境的检测，节约检测成本高达90%，检测效率提高500%以上。但这些农业机械价格昂贵，适合大面积作业，主要面向大型农场。而我国地形复杂，以小农经济为主，农户多分散且产能较低，导致发展精准农业的成本较高，不适合我国目前的农业经济发展水平和生产作业规模。

（二）农业从业人员素质偏低

我国农业劳动力文化程度较低，近年来，市场的各种优质资源也逐渐由农村转移到城市，在农村形成了“38、61、99”部队、“空心村”“末代农民”等现象，进一步降低了农业劳动力的素质。文化知识的缺乏，降低了农业从业人员接受新事物、学习新技术的能力，导致一些高新技术成果难以推广运用，阻碍了农业生产发展向高端升级的进程。虽然我国政府大力提倡精准农业的发展，但由于我国基础薄弱，农民吸纳新技术的能力差，精准农业在我国的推广实践困难重重。

（三）精准农业基础设施不健全

我国精准农业技术装备远远落后于世界先进水平，仅相当于发达国家20世纪60-70年代的水平。目前我国精准农业的生产机具多从国外进口，尤其是在技术含量较高的新型行业，这种差距还在不断加大。精准农业装备研发和创新的技术储备严重缺乏，适用农业机具设备品种少、水平低，而且可靠性极差，远不能适应精准农业发展的需要。另外，精准农业机械设备价格高昂，我国零散的农户和小型农场无法承担高额的费用，导致精准农业基础设施严重缺乏。

（四）现代信息技术在精准农业生产中的应用有限

我国已利用现代信息技术建立了农业数据库及农业信息系统，将3S等各项高科技应用到精准农业的生产发展中，并在北京、黑龙江、新疆等各地建立了大规模的精准农业实验基地，在一定程度上解决了我国农业发展中存在的化肥农药利用率低、劳动效率较低、环境污染严重等问题。总体来看，现代信息技术在我国精准农I中的应用仍处于初级阶段，很多技术在精准农业中的应用都是空白。如：基础设施建设、智能控制、机器人技术、VRA播种等现代信息技术在精准农业中的应用基本上都处于空白状态。

四、我国精准农业发展的对策建议

（一）降低精准农业生产成本

加快精准农业核心技术研究，开发具有自主知识产权的、适合国情的低成本精准农业机械设备，促使农业科研成果转化为现实的生产力；降低精准农业技术的应用成本，降低我国广大农村地区迈向精准农业的门槛，改变我国精准农业“只有理论，不能实施”的尴尬局面；建立大型农场，发展多种形式的适度规模经营。培育新型经营主体，带动适度规模经营发展，如农业专业大户和家庭农场等，同时简化精准农业技术，提高精准农业技术在生产实践中的实用性和易用性，有效降低精准农业生产成本。

（二）提高农业从业人员的素质

精准农业是科技含量较高的新型农业发展方式，精准农业机械设备的操作需要丰富的专业知识，而“空心村”等现象导致我国农村人才匮乏，尤其是精通精准农业生产过程专业人才的匮乏。因此，必须从以下几个方面提高精准农业从业人员素质：一，完善中小学课程，把精准农业添加到教科书中，保证下一代全面彻底地了解精准农业；二，加强对现有劳动者的专业化培训，加快农业科技队伍建设和农技推广；三，培育新型职业农民，促使其在精准农业的发展中起到“领头雁”的作用，为我国精准农业的发展提供人才保证。

（三）大力加强精准农业基础设施建设

精准农业基础设施主要指智能化精准农业装备，其研究与开发是精准农业能否得到推广实践的关键。目前我国精准农业基础设施较差，技术含量低，特别是大型的农机设备，几乎是从国外进口的，因此应从不同层面加强精准农业基础设施建设，改善精准农业生产条件。一是政府要加大对精准农业基础设施建设的投资，加强智能化精准农业装备技术的开发和实践应用。二是增加精准农业主要农机装备的生产数量，如多功能谷物精密播种机，可自动调控配比的自动定位施肥机和喷药机，可控制喷水量的定位喷灌机等。

（四）拓宽现代信息技术在精准农业生产中的应用面

加快精准农业核心技术研究，简化精准农业基础设施建设步骤，降低精准农业基础设施建设成本，促使尽可能多的农民将精准农业技术体系应用到农业生产中；建立一个完整的植物信息数据库，在农作物生长的不同阶段及时给出合理的操作建议；结合全国各地农业发展特点和现状，加快自主研制开发适合不同模式精准农业发展的“3S”技术及高科技产品，并将“3S”技术及高科技产品全面运用于精准农业生产过程中，进一步拓宽现代信息技术在精准农业领域中的应用。

参考文献：

[1]田家治.精准农业的作用及发展现状概述[J]. 农业科技与装备，2014，（03）：68-69.

[2]张福贵.孟庆国，张树宝.黑龙江垦区精准农业试验与发展[J].现代化农业，2006，（01）：41-42.

[3]董力伟.我国精准农业发展现状[J].产业观察，2014，（02）：52-54.

[4]赵国锋.国外精准农业发展及其对中国西部地区（下转第67页）（上接第12页）的启示[J].世界农业2016，（06）：175-179.

[5]许海云，张娴.精准农业技术与系统专利分析[J].科学观察，2015，（05）：15-33.

[6]梁瑞华.基于物联网技术的温室大棚智能管理系统构建[J].河南农业大学学报，2016，（06）：346-352.

[7]聂兵.我国精准农业的实施路径及其方向选择[D].山东农业大学，2009.

[8]军.精准农业的研究现状和发展趋势[J].农垦农机化，2015，（06）：114-119.

[9]何志文.我国精准农业概况及发展对策[J].中国农机化，2009，（06）：23-26.

[10]张纯洁.基于巧的精准农业发展模式―以江汉平原为例[D].华中师范大学，2008.

[11]赵春江.对我国未来精准农业发展的思考[J].农业网络信息，2010，（04）：5-8.

[12]何志文.我国精准农业概况及发展对策[J].中国农机化，2009，（06）：23-26.

[13]宁建.智能化精准农业装备的发展趋势[J].机电产品开发与创新，2011，（03）：77-79.

作者简介：

篇9

关键词：数字波束形成; 超宽带雷达; 扫描； 指向性

中图分类号：

TN957.5234

文献标识码：A

文章编号：1004373X(2012)05

0012

03

Implementation and research on digital beam scanning of

ad hoc network for ultra wideband radar

ZHANG Lin1, CHEN Feng2

(1.Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210014, China； 2.Nanjing 28th Institute, CETC, Nanjing 210014, China)

Abstract：

The simple principle and characteristics of ad hoc network for ultra wideband radar are introduced, the realization on digital beam forming scanning of ad hoc network for ultra wideband radar is analyzed, the side lobe and the low gain caused by the array time delay can be solved. Simulation results show that the method can gain a better performance of beam direction, and suppress side lobe well.

Keywords： DBF; UWB radar; scan; direction

收稿日期：20110831

基金项目：国家自然科学基金(61071145)；博士点基金(200802880014)资助项目

0 引 言

超宽带信号相对带宽与中心频率之比大于25%，而现代传统雷达的频带与中心频率之比通常不超过10%。由于超宽带雷达占据相对极宽的频率范围，其信号处于谐振区和瑞利区，具有较高的军事应用价值，因此成为国内外研究热点之一。

超宽带雷达自组网是利用超宽带信号进行地面探测，可以任意移动的，在任意时间都可工作的具有分布式架构的网络结构，对分布式结构,采用统一的时间基准,对各雷达上报的航迹数据在时间上进行对准。在雷达网的数据融合处理中,对分布式数据处理中的航迹进行关联,可采用统计假设检验方法、模糊航迹关联方法或多维分配方法。

在超宽带雷达自组网中对于近距离的探测，可以采用相对位置进行定位。由于没有中心处理站，不需要UWB信息传输处理，但是可以利用UWB信号作为载体，在接收时，可以解调出UWB波形。对于直达波可以很好地抑制。基于UWB信号的接收阵列,通过控制时延及其分数时延补偿，对单信号或是多信号形成波束并在期望方向上进行扫描，实现对目标的检测与定位。

1 UWB雷达自组网接收阵列的数字波束形成扫描技术研究及实现

1.1 UWB雷达自组网的均匀阵列信号处理技术

基于时延控制的UWB阵列天线基本框架如图1所示。以一维N个等距为d排列的接收阵列天线为例，假设各个脉冲辐射天线单元是全向性天线辐射，所以对于远场区域，辐射信号源近似平行波，与法线成θ夹角方向。每个阵元接收信号后， 由于都存在一定的时延，对各通道的接收信号再进行时延补偿，便可以在期望方向上形成波束进行扫描。

图1 可调延时线的接收阵列结构

1.2 UWB雷达接收阵列的数字波束形成设计方案

UWB雷达接收阵列的数字波束形成是对接收信号进行数字化采样而形成波束的，信号先经过MF(Match Filter)抑制噪声，RF(Restoration Filter)脉冲整形，利用斜坡处理器(Slope Processor)可估计出入射方向θ，此时延迟调整器(Delay Adjust Computer)接收到一个电压信号，更根据θ产生一个新的电压信号，估计出各个阵元需要补偿的时延误差，并可以实时调整。经过A/D转化高速采样后，由于在时域上产生的时延误差，对于这种可变时延电路的精确补偿可以分为整数时延和分数时延补偿，使各个接收阵列的输出先经过数字延时线，实现整数倍采样间隔的时延补偿，然后再利用具有线性相位的FIR滤波器来补偿分散的小数时延。输出信号则会在期望方向上形成波束。

图2中,选第0个阵列为参考信号,阵列中相邻阵列接收到信号的时间差：

Δτ(θ)=dsin θc

(1)

式中：d为阵列距离;c为真空光速；θ为入射角；Δτ是相邻间的时延；DL为数字延迟线；FD为分数延迟线；则第i个阵列(相对于参考信号)的时延为:

接收到的信号，经过A/D转换，高速数字化采样处理，采样周期为T。

再经过每个通道的数字延迟线和FIR延迟补偿滤波器对采样后的信号

x(i)= x(t-Δτi(θ))施加一个时延补偿Δτi～，当Δτi～的选择与θ0方向有如下关系，便在方向θ0形成波束：

当在方向θ0形成波束时，即对每个通道上对来自θ0方向上的信号实现了完全的时延补偿，同时阵列获得了最大的输出功率。阵列的输出相应为各个通道的输出相加之和。故输出信号相加：

y(t,θ)=∑Ni=0x(t－Δτi(θ)+Δτ～i)

＝∑Ni=0xt+idc(sin θ0－sin θ)

(5)

当θ＝θ0时，便可形成波束指向，进而实现时域波束扫描。

2 仿真结果

采用高斯脉冲信号作为超宽带雷达自组网的信号源，其脉冲信号的输入形式、自相关函数及能量谱密度如图3所示。

图3 超宽带雷达自组网脉冲信号的

输入形式、自相关函数及能量谱密度

将高斯脉冲信号产生的时延控制阵列波束形和传统的相控阵列中正弦信号产生波束形成做比较，由仿真结果比较可以得到，在天线间距d=0.3 cm,阵元数M=11，期望方向为0°时，图4中上图没有旁瓣而且波束方向很好，图4中下图有旁瓣且波束展宽较宽。

图4 高斯脉冲信号时延控制阵列波束形和

相控阵列正弦信号波束形成的比较

图5为在d=cΔT/2,cΔT,3cΔT/2,2cΔT不同情况下的高斯脉冲信号作为信号源的峰值幅度方向图。由仿真结果可以看出，其方向性仍很好且没有旁瓣，所以超宽带信号的阵列距离不受限制，这比传统相控阵的阵列距离在d≤cΔT/2情况下将不出现栅瓣有很大的改进。

(高斯脉冲信号作为信号源)

3 结 论

DBF技术在军用雷达和无线通信领域已得到了广泛的应用。随着雷达和通信领域超宽带技术的发展，利用相控阵雷达相位控制技术实现波束形成已无法满足UWB雷达的带宽需求。利用精确的时延补偿技术，可以克服不同时延带来的一系列问题，获得更好的波束方向和更佳的抑制旁瓣能力。

参 考 文 献

［1］王敏,吴顺君,杨淑媛.UWB脉冲信号的时域波束形成方法［J］.电波科学学报,2006,21(2):238243.

［2］成超,李会勇,何子述.基于子阵时延的数字阵列宽带波束形成［J］.雷达科学与技术,2008,6(6)：459465.

［3］李海英，杨汝良.超宽带雷达的发展、现状及应用［J］.遥感技术与应用，2001，16(3)：178183.

［4］王敏,杨淑媛,吴顺君.基于多速率滤波器组的UWB脉冲波束形成方法［J］.电子与信息学报，2006,28(12)：22142218.

［5］范占春,李会勇,何子述.基于分数时延FIR的宽带数字阵波束形成［J］.雷达科学与技术,2008,6(6)：450452.

［6］李国清,张思敏,王培美.DBF技术在雷达接收系统中的应用［J］.安徽大学学报，2008，32(1)：4043.

［7］朱荣新,方姚生,王晓锋.雷达数字波束形成器的研究与实现［J］.现代雷达，2003，25(2)：4649.

［8］阎秋飞,范国平,徐朝阳.线阵数字波束形成技术［J］.舰船电子对抗，2010,33(1)：58.

［9］HUSSAIN Malek G M. Principles of space time array processing for ultrawideband impulse radar and radio communications \[J\]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2002, 51(3): 393403.

［10］SMITH Julius O. Interpolated delay lines ideal bandlimited interpolation and fractional delay filter design \[D\]. Stanford, California: Center for Computer Research in Music and Acoustics Department of Music, Stanford University, 2009.

作者简介：

张 琳 女，1986年出生，江西景德镇人，硕士研究生。主要研究方向为UWB波束形成。

陈 峰 男，1983年出生，江苏徐州人，硕士研究生，工程师。主要研究方向为系统工程。

(上接第11页)

故前面的结论同样适用于以平均费用最低为目标的最佳维修间隔期计算，即:

3 结 语

维修策略的制定实际上是建立在系统可靠性工程基础之上。在制定反舰导弹发射装置维修策略时，必须充分利用该装备的可靠性论证、设计及试验所得到的结果。在设备或部件维修方式选择时，需要利用其设计规范和该装备的FMEA分析结果，这是制定最佳维修策略的基础。

最佳维修时间的确定依赖于对设备或部件故障模型的了解。在已知设备或部件可靠性分布的基础上，才可能确定最佳维修时间。但实际上，反舰导弹发射装置的维修策略需要在其装备部队时制定，此时，设备或部件的可靠性信息较少，甚至没有。为了解决上述矛盾，可广泛收集设备或部件的有关使用信息和专家经验信息，利用这些信息制定关键设备或部件的维修时间，作为反舰导弹发射装置初期使用的维修策略。随着设备或部件的使用信息积累，可进一步对其维修方式和维修时间进行确定，以获得最佳维修策略。

参 考 文 献

［1］张钧声．维修性工程理论与应用［M］．北京：昆仑出版社，1988.

［2］王宏济．维修性设计指导［M］．北京：昆仑出版社，1988.

［3］单志伟．装备综合保障工程［M］．北京：国防工业出版社，2007.

［4］李相平,李世忠,张刚.反舰导弹毫米波主被动复合制导导引头设计探讨［J］.现代电子技术,2008,31(3):4345.

［5］邱鹏宇,吴京.反舰导弹末制导雷达的功能仿真［J］.现代电子技术,2006,29(6):4042.

［6］时和平，韩桃，许颜晖.基于模糊综合评判方法的装备维修人员保障能力评估\[J\].现代电子技术，2008，31（1）：9698.

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关键词：智能航道；科技；工作思路

中图分类号：U612.32 文献标识码：A 文章编号：1006―7973（2016）12-0037-03

长江航运是我国综合交通运输服务体系的重要组成部分，相比较于民航、公路、铁路等其它运输方式，长江航运的信息化水平还有较大差距，尚不能满足现代化长江航运服务的需求，制约着综合交通运输发展的推进，在内河航道扩能和安全保障服务能力方面都有较大的提升空间。随着国民经济的快速发展，党和国家政府高度重视长江航运的发展，在大力发展长江等内河航运的基础上，将依托长江黄金水道建设长江经济带提升至国家战略，长江航运的发展迎来了历史性机遇。

十二五以来，长江数字航道建设正式启动，长江航道科技及信息化建设快速发展，数字航道的建设将会显著提升长江航道维护管理能力和服务水平，实现航标、水位、工作船舶等航道要素动态监测和及时维护，航道维护资源的科学配置和联网调度，主要航道要素信息的可靠，对长江干线航道安全畅通及信息服务水平提升起到明显作用。航道数字化的高级发展阶段是智能化，未来内河航道的发展方向必然是智能航道，交通运输部已将智能航道技术列为未来重点研究方向。数字航道的建设成果为智能航道建设奠定了基础，智能航道将在数字航道的基础上，利用传感器、物联网、人工智能等技术，智能感知航道要素信息，通过数据分析及挖掘等技术，实现航道规划科学化、管理现代化，为长江航运提供准确、实时、便捷的航道服务。

长江智能航道的发展方向也对航道科技工作提出了新的要求，科技工作在长江航道发展中起到支撑和引领的作用，智能航道的建设离不开航道科技工作，而航道科技工作也会推动智能航道的建设。为此，本文分析了长江智能航道的概念和特点，针对智能航道的关键技术提出了航道科技工作的思路。

1 智能航道

1.1 智能航道概念

目前智能航道在l展方向、基本概念等方面都取得了初步的突破，但是整体研究还处于起步的阶段。智能航道是以数字航道建设为基础的，智能感知航道要素数据，利用航道要素数据建立广泛互联、深度融合、智能应用、机制完善的智能航道运行服务体系，实现航道资源的物联化、航道信息的互联化和航道管理服务的智能化。

数字航道的建设解决了航标、水位、船舶等航道要素信息的自动获取，智能航道在此基础上，扩大航道要素感知种类数量，进一步提升各类航道要素数据的智能感知能力，形成全河段、全天候航道要素感知能力，为航道维护管理决策和社会公共服务提供实时的、全面的航道数据。同时智能航道利用数据分析及挖掘等技术，将海量的航道数据实现从数据到到洞察力的过程，达到典型航道要素的短期预测预报，提升航道维护管理研判及决策能力，为社会公共大众提供个性化、可定制的航道信息服务，从而真正体现出智能航道的智能化。

1.2 智能航道的特点

（1）系统全面感知航道要素。通过各类智能感知方式，形成固定式与移动式、接触式与遥感式、专业化与社会化相结合的感知系统，从水上、水下等全方位实现航道要素信息全河段、全天候获取，对航标、水位、水流、洲滩岸线、河床地形、雾情、能见度、典型河段监控、航道整治建筑物、控制河段交通流等航道要素实现自动获取。

（2）便捷友好交互航道信息。通过物联网技术，将外场终端、控制终端、服务系统等各类设备连入长江航道广域网，基于智能航道的平台，实现全面的互联互通以及航道信息的便捷友好交互。

（3）实时提供航道信息服务。航道信息服务的重要特点之一就是实时性，具有实时性的航道信息服务才是有价值的。利用数据挖掘等人工智能技术，对海量的航道资源数据进行分析处理，挖掘数据的应用价值，实现航道信息定制化服务。

（4）低碳环保养护航道。智能航道利用遥测遥控与现代传感技术，实现各类航道要素的自动获取，达到航道远程监管，改变了传统维护管理模式，减低了资源消耗。同时利用航道要素信息为长江航道的维护管理提供决策分析，更加低碳经济地开展航道维护管理工作。

2 智能航道下科技工作思路

2.1 加强数据库顶层设计研究

智能航道的核心在于“智能”二字，“智能”的表现在于将航道要素数据转化为一种预判和洞察力，从而为航道维护管理提供研判和决策，以及预测航道要素的未来发展趋势。要实现“智能”二字，需要海量的航道要素数据作为支撑，通过数据融合和挖掘等技术实现智能化。对于海量的航道要素数据，要做到有据可查、标准规范、集中管理、交换便捷等需求，必须做好数据库顶层设计。

一个良好的顶层设计有助于航道要素数据的存储、融合、提取、分析以及挖掘。数据库顶层设计关注的不仅仅是数据本身，是要建立一个数据管理系统。系统的基础是各类基础IT设施，平台将其虚拟化为设备资源服务，为航道要素数据分析和挖掘所需要的计算能力提供基础支撑。数据管理系统的核心是各类航道要素数据，将数据进行融合、整合形成符合预定数据规范的数据库。在设备资源和数据库的基础上，结合各类专家数学模型，对所获得的航道要素等数据进行实时分析和处理，实现航道演变趋势预测、航运通航状态预测等智能化功能，最终通过PC、平板电脑、智能手机等终端将分析结果给用户，不同的用户根据各自不同的需求利用分析结果进行综合评判或者获取自己需要的数据，同时系统能够获取用户使用内容、使用习惯等，后续为用户提供个性化的定制服务。

2.2 加强航道要素智能感知研究

航道动态监测平台是数字航道建设工程的重要建设内容，航道动态监测平台全面、实时掌握航道各类动静态信息监测与控制，是航道部门开展各类业务应用的基础，平台基于统一的电子航道图数据和GIS平台，辅助航道管理部门实现航标遥测遥控、水位遥测遥报、航道维护尺度监测等功能。航道动态监测平台包含航标动态监测、水位动态监测、工作船舶动态监测等功能。

航道动态监测平台解决了航标、水位、工作船舶等航道要素信息的实时采集和展示，但是仅仅以上三种航道要素的智能感知远远不能满足智能航道的需求，智能航道需要建立包含多种航道要素数据的大数据平台，用于数据融合处理和数据挖掘，从而从数据中获得数据变化的规律。要建立航道要素数据的大数据，需要能够及时获取当前航道要素信息的瞬时值。为此，需要进一步加强航道要素智能感知研究，在数字航道建设成果的基础上，扩大感知航道要素的范围，提高航道要素感知的实时性、准确性以及稳定性。智能航道需要的感知航道要素不仅仅是航标、水位、工作船舶等，还需要包含水流、洲滩岸线、河床地形、雾情、能见度、典型河段监控、航道整治建筑物、控制河段交通流等航道要素数据，实现航道要素的数字化采集以及预处理的能力，形成各类要素数据的统一管理。完成各类感知系统的整合，

航道要素的感知还要体现出智能化，各类航道要素数据包括用户行为建立相应的数据库。与航道相关的文档数据、图片数据、音视频数据等结构化、半结构化、非结构化数据都要录入航道要素数据库。数据的全面性非常重要，只有感知全部数据，才可能掌控航道状态，预测航道状态和发展趋势。

2.3 加强演变分析和预测预报能力研究

智能化是指现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。智能化的主要特点有具有感知能力、具有记忆和思维能力、具有学习能力和自适应能力、具有行为决策能力，具备以上特点则称为智能化系统。智能航道是一个智能化系统，前文所述的航道要素智能感知指的是感知能力，如何让智能航道具备记忆和思维、学习、自适应、行为决策等能力，是现阶段航道科技工作的研究重点，同样也是难点。

记忆和思维、学习、自适应、行为决策等能力是智能化的核心，是利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策，是一种思维和智慧的结果。从智能航道的角度来说，就是对未来航道的一种洞察力，包含演变分析和预测预报的能力，通过基于大数据的融合和挖掘，逐步形成水位、水深、水流泥沙冲淤等要素信息的模拟分析、预测预报及综合利用能力，着重建立长江干线航道水位短期预测技术体系以及长江干线航道水位感知点布设方法；实现航道运行状态的模拟分析及航道条件的预测预报，支撑航道的精细化养护和航行安全的提前主动预警

2.4 加强航道综合信息服务能力研究

长江航道维护管理是一项公益事业，最直接的服务对象就是通航船舶，因此提高航道综合信息服务能力是建设智能航道的最终目的。加强航道综合信息服务能力的研究，要从服务的手段、服务的形式、服务的内容等方面着手。

目前电子航道图是长江航道非常重要的对外服务手段，在智能航道的条件下，当前电子航道图的功能还有较大的提升空间，增加电子航道图的航道变化模拟分析的功能，进一步提升电子航道图的智能性、功能性和实用性；同时加强长江航道测绘技术的发展，特别是一体化测绘和快速测绘，提高电子航道图的快速更新能力。此外充分借鉴当前信息化领域的现代科技手段，着力提升信息服务的多样性、移动性、实时性，实现以电子航道图为内容、移动智能终端、船舶终端、门户网站等多平台的智能个性化服务。

3 展望

智能航道技术将会推动我国内河水运的加速发展，O大地提升长江航道的信息化和科技水平，将长江航道的传统维护管理方式转变为智能服务模式。智能航道的建设离不开航道科技，航道科技为智能航道建设起到技术支撑和引领的作用，其为智能航道提供信息化基础设施建设思路，也为智能航道关键技术研究提供技术支持，为此，本文阐述了智能航道所涉及的关键技术，针对关键技术提出了智能航道下航道科技工作的思路，充分发挥科技的推动作用，为智能航道建设打好基础。

参考文献：

[1]刘怀汉，李学祥，杨品福，等.长江智能航道关键技术体系研[J].水运工程，2014（12） ： 6-9.

[2]长江干线（大埠街至上巢湖段）数字航道初步设计，长江航道局，2014年3月.

[3]李学祥，李昕，徐秀梅. 物联网在长江干线航道的应用研究[J].航道科技，2014（7） ： 13-16.