地理信息科学的特点范文

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1（略）

国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈9]、35技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟t‘’，‘“1、基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿]。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系见图l，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。由图1可见，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等「‘〕提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，其结构（图略）USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构及主要技术方法（图略）。环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。煤矿区环境信息科学综合研究与应用体系框架（图略）。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

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关键词　地理信息系统　学科建设　政策建议

1 引言

地理信息系统是地理学、资源与环境科学、地球系统科学中最富有生命力的部分，是它们重要的发展方向之一，“在持续发展的研究和决策中，没有任何其他领域比利用GIS技术更为重要”。地理信息系统发展十分迅猛，地理信息系统学科也非常年轻，从第一个GIS建立到现在只有33年的时间，从“数字地球”的提出到现在耳熟能详的“数字化浪潮”只有短短8年的时间。

随着地理信息系统学科的快速发展和社会需求空间的不断增大，地理信息系统人才的需求量也在不断扩大。如何加强GIS学科和人才培养体系建设显得尤为必要。

2 地理信息系统学科体系

GIS（Geographical Information System）是在计算机软件和硬件支持下，综合运用地理学、系统工程和信息科学的理论，获取、存贮、管理、传输、分析和输出地理空间数据的信息系统，是计算机和信息系统技术在地理科学中运用发展的产物。从学科角度看，地理信息系统是管理和分析空间数据的科学技术，是一门集地理学、测绘科学、计算机科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门科学为一体的新兴的综合集成学科，具有多学科交叉的显著特点。

从广义来看，GIS应属地球信息科学与技术的范畴。地球信息科学包括理论、技术和应用三部分。应用信息论、控制论和系统论形成了地球信息科学的方法论；区域的可持续发展和全球变化构成了地球信息科学的应用部分；信息的获取、监测，信息的模拟，信息的传播与建设构成了地球信息技术部分（见图1）。当前我国的GIS学科建设方面，存在理论不适应技术的发展需求，同时技术与应用脱节的现象。

从狭义来看，GIS属多学科综合集成的学科，包含了理、工、管理学科的科学与技术内容。GIS作为理科，以地理学、地图学、系统科学为基础；GIS作为工科则以计算机科学与技术、测绘科学与技术、系统工程为核心；GIS作为管理学，则以管理信息系统（MIS）为支撑体系。目前对GIS学科建设，一是分散在相应学科的边缘，没有得到充分的重视；二是学科体系不清，结构不完善。因此，只有把GIS学科建设作为一类交叉学科门类，进而从科学、技术、工程三个层次加强，才能够形成完善的学科体系，任何强调其中一个方面的倾向，均会对GIS学科发展产生不利的影响。设置交叉学科类在美国的学科分类体系中得到了充分且高度的重视。从GIS科学角度，要加强地球信息科学、地球系统科学等在GIS中的应用；从GIS学科建设的技术角度，要加强遥感技术的应用，以及网络计算机软件技术的开发与应用；从GIS学科建设的工程角度，要加强系统工程在GIS中的应用，从而保证任何GIS软件系统具有很强的稳定性与安全性，能够具有强大的服务功能。

3 地理信息系统人才培养体系

3.1 GIS人才培养方向

把握了GIS人才培养方向就勒住了人才培养体系的龙头。根据前面的论述，GIS人才培养方向可以归纳为：①GIS理论人才；②GIS技术人才（含软件开发人才）；③GIS应用人才(GIS工程建设)。

从科学（理论）角度看，地球系统的信息流是GIS研究的主要内容。资源与环境信息则是其主要关注的对象。GIS在不断发展中已逐步形成了以“地球信息科学”为基础的独特的理论体系，具有多学科集成的显著特点。但目前，正如陈述彭先生所指出的“地理信息系统基础研究状况是理论的发展满足不了技术进步的需求”。因此，在GIS人才培养中，首先需要的是能够满足学科发展所急需的理论型人才。

GIS技术人才包括信息的获取、监测，信息的模拟，信息的传播与建设等方面的人才，这些人才的培养，广义上包括遥感技术、GPS技术、地理信息系统与空间辅助决策系统以及信息基础设施建设方面的人才培养。对于GIS软件开发，为避免大量人力集中在低层、重复的程序编制上，应尽量利用已完成的软件资源，同时从长远看，中国应该发展自己的GIS软件，应该加大对软件开发的投入。

国外有统计数字：用于GIS软件、硬件和建库的投资比例为1∶2∶10。这反映中国的GIS软件市场大，而GIS的应用市场更大。现在国内急需GIS工程建设的高级技术人才。这样的高级技术人才必须具备很好的测绘、遥感、地理学、计算机和应用科学的知识基础；有处理各类GIS应用技术问题的经验；果断的判断和决策能力；较高的组织指挥才能。他们要凭自己的知识、经验和能力对GIS系统的建设和开发过程进行总体控制，解决技术难点，并能进行系统开发，对运行系统进行诊断。

GIS软件开发和GIS应用两类人才都需要培养。尤其是GIS应用人才培养目前国内还没认识到其重要性，国内不少人避开社会科学问题，倾向于纯技术课题，片面认为唯有编制低层次的算法程序才是高级的、有意义的工作。实际上“在发达国家的GIS人员结构中，绝大多数的人员和研究生都在GIS的应用领域工作，这才促成了GIS的蓬勃发展”。

3.2 国内外GIS学科、专业设置现状

GIS学科与专业设置影响到GIS人才培养的素质与人才结构。国外的GIS专业教育比中国早10年左右，20世纪80年代中后期，国内一些大学才开始着手建立了GIS专业。1997年国家学位委员会在对原有学科进行合并、调整的同时，在原地理学一级学科目录中增加了“地图学与地理信息系统”（理学）、在原测绘科学与技术一级学科目录中增加了“地图制图学与地理信息工程”（工学）两个二级学科，并开始进行这两个二级学科的博士、硕士研究生培养单位审批和招生工作。这也是我国最早开始的硕士、博士GIS研究生学位教育。1998年7月教育部颁布的新的本科专业目录中，在原地理类专业中增设了“地理信息系统”理学本科专业。

在我国现行的学士学位(本科)专业目录中，能够进行GIS专业人才培养相关的有理学、工学、管理学3个门类，4个学科，4个专业。但仅有地理科学类门下的“地理信息系统”一个专业可以授予GIS理学学士学位。美国在现行的学士学位(本科)专业目录中，能够从事GIS专业人才培养的有理学、文学、工学、管理学和环境学5个门类，5个学科，14个专业，并且都可授予GIS学士学位。

比较而言，我国现行的GIS专业设置，不符合GIS作为一门交叉学科和综合性学科的特点，阻碍了GIS学科建设，现行培养方案已不能满足GIS人才培养的需要，并在一定程度上限制了人才培养体系的建设与发展。

3.3 国内GIS专业课程设置对比分析

合理的课程设置，尤其是专业核心课程的设置，是GIS人才培养体系所面临的一个重要问题。目前，GIS专业课程体系主要由公共必修课、专业基础课、专业课等几部分组成。本文选取了典型的7所国内高校本科GIS专业的主要专业课程设置，包括：3个理学专业，4个工学专业（见表2，不包含数理基础部分的课程）。

分析表2可以看出：

1）不论其学校系科归属于理学或工学，课程体系的设置本质差异不大，除去公共必修课和数理基础课程外，根据GIS学科包含的核心内容看均包含有：地理（地球）科学、摄影测量与遥感、计算机科学，以及地理信息系统专业课程四个部分。

2）各校课程组结构比重的差异反映了理学、工学办学的特点及各校的办学特色与师资条件。虽然开设的课程类别基本相同，但课程结构存在明显差异：a) 工学对数理科学有相当高的要求，对计算机类和摄影测量与遥感课程组的要求也明显高于理学GIS；b) 理学GIS专业课明显多于工学GIS专业课，体现地理信息系统专业起源于地理学科的固有特性，反映了工科系科内地理科学有关学科师资力量的薄弱与不足；c) 不论工科或理科，各校优势学科课程都明显高于其他学校。如同济大学的测绘科学与技术课程，占总课程的30％。

3）比较而言：必修课除了物理、数学、计算机文化基础、英语、政治之外，如果将其他必修课作为专业核心课程，则重庆邮电大学 GIS专业测量学方面与遥感方面相对薄弱，电信专业方面课程得到加强。重庆邮电大学GIS专业是设在计算机学院下，重庆邮电大学GIS专业中各类课程的比重是：地理学或地学课程11.5%；计算机课程31.5%；摄影测量与遥感课程占2.27%；GIS专业课程15.9%；电信类课程占16.26%；其他基础课部分20.3%（图2）。这从某种程度上说明了重邮的特色，即计算机加电信的地理信息系统，同时也能引起我们对于到底培养怎样的GIS人才、办成怎样的专业特色进行思考。

4 地理信息系统学科与人才培养体系建设对策

4.1 学科建设对策

目前GIS学科的发展不能适应GIS未来发展的需要，甚至在一定程度上限制了学科的发展。有必要从本学科的长远发展来考虑如何将专业优势转化为优势专业的问题。

（1）完善和加强各级实验室建设。依托现有的计算机实验室，建立初步满足教学实验的软件和硬件环境，这对提高GIS人才的实验技能、对发展GIS专业至关重要。在地理信息系统实验室中，可分为理论基础实验、软件工程实验和综合实验三方面。

（2）全面建设野外综合实验基地。增添野外定位、观测、数据采集、记录、处理、通讯设备（GPS、水、土、气、生自动观测等）常规设备。野外综合实验基地的建设是提高对地学信息野外测量能力的基础，可包括地理学综合实验基地、测量和遥感实验基地、软件工程与管理实验基地等。

4.2 人才培养对策

4.2.1根据GIS人才的素质要求，加强实践性人才培养

GIS是一门集地理学、测绘科学、遥感学、计算机科学、环境科学、城市科学、空间科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科。虽然有个别提法不一定完全一致，但GIS是一门新兴的边缘、交叉学科，却是大家的共识。我们不能否认GIS的理论性，但我们更不能否认GIS的强技术性与实践性。可以说，GIS是一门偏重于技术与实践的学科。理论性与技术性并不矛盾，陈述彭院士说过，没有高新技术支持的科学是落后的科学，没有科学理论指导的技术则是盲目的技术，这是一句富含哲理的睿语。美国的GIS理论与技术都十分先进就是一个例证。因此，GIS人才不但要有深厚的理论基础，而且还要有过硬的技术能力，这就是GIS人才的素质标准。具有合理的知识结构，灵敏的空间数字思维方式，卓越的技术、实践、管理与组织才能，才是GIS创新型的高级人才。

人才培养除了要了解市场的前瞻性，从长远来看，将来GIS人才面向的越来越多的是企业，而真正推动“数字地球”“数字城市”的是政府行为，政府本身无法完成庞大的“数字城市”“数字国土”的任务，这些任务最终落在企业身上，从行政行为到市场的选择，它本身有一个滞后的过程，它受国家地理信息基础设施完善程度和某些技术瓶颈的制约，一旦这些瓶颈打破，将带来大量的对GIS人才的需求。

当前是市场经济，人才培养除了要了解市场的前瞻性外，还要有市场需求的现实性。从近期来看，企业需要的是马上能给单位创造价值的可塑性人才，它需求的是现实价值和潜在价值的统一，两者中，又更加注重现实生产力。技术娴熟的生产者能够马上受到企业的青睐。

因此GIS专业人才培养除加强理论教学外，更应该注重实践性人才培养。

4.2.2 进一步加强GIS人才培养的核心课程建设

目前，在本科教育中，精英教育与大众教育并存，GIS学科人才培养核心课程体系的建设已显得十分重要。为此，针对上述GIS学科体系划分、人才培养的专业设置，建议进一步加强大学GIS专业的核心课程建设，优化核心课程体系（表3、表4）。内容涉及与GIS学科密切相关的地理类、测绘与遥感类、计算机科学与技术类、GIS专业类四个课程组，作为GIS本科专业素质教育的核心课程。

4.2.3 注重GIS课程前驱课程和后续课程的设置

GIS课程应该根据专业特点和学生的认知特点设置，体现知识的前后衔接。学生通过前驱课程的学习，再进入GIS课程的学习，以GIS知识为主导，将GIS技术融入到其他方面的分析中（图3）。

4.2.4 在狠抓教学质量的基础上，扩大专业规模

从1998年7月教育部颁布的新的本科专业目录中，增设了“地理信息系统”理学本科专业。例如，重庆邮电大学地理信息系统专业于1999年经教育部批准设立，2000年开始招生，学制四年，授理学学士学位，是西南地区创建该专业的本科教学最早的学校之一，经过6年办学，从无到有，逐步走向完善。全体老师共同努力，教学计划得到调整，办学经验不断丰富，但规模一直成为进一步增加投入加强学科建设的一个瓶颈。

建议在狠抓教学质量的基础上，扩大专业规模，同时应该不失时机地加大投入。高新技术本身意味着需要高投入、高风险，才有高回报。

4.3加强GIS专业建设的规划与规划的执行

借用根据克来因综合国力方程，专业综合势力的评价可以表示为：

PP=（C＋E＋M）×（S＋W）

PP――表示专业综合势力

C――表示基本实力，包括学生素质，师资力量和教学设备

E――表示经济投入能力

M――表示领导能力，等于领导的感召力和协调能力，调动各项资源从事专业建设的能力

S――表示战略意图，即专业定位和专业建设长期规划、短期规划和年度计划

W――表示贯彻战略意图的能力，即专业建设长期规划、短期规划和年度计划执行力

由此可见，有战略目标，有强有力执行战略意图的能力是专业综合实力的一个重要指标。许多学校的专业建设都十分重视专业的整体规划。作为一个学科建设，需要有明确的站在时代的角度、全国的角度审视的战略意图，需要加强执行战略意图的能力。

参考文献

[1]Wiken Ed B, Paul C. Rump and Brian Rizzo. GIS Supports Sustainable Development [J]. GIS World, 199, 5(5).

[2] 邬伦，刘瑜，张晶.地理信息系统：原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001，21.

[3] 史培军，李京，潘耀忠，陈军.中国地理信息系统学科建设与人才培养探讨.首届全国“地理信息系统”专业教育研讨会.2003.

[4] 陈述彭，何建邦，承继承.地理信息系统的基础研究――地球信息科学.地球信息，1997，3：11-20.

[5] 邵全琴.中国的GIS教育与人才培养.首都师范大学学报（自然科学版），1995，4（16）：88-89.

[6] 边馥苓.我国高等GIS教育：进展、特点与探讨.地理信息世界，2004，5（02）：20-22.

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关键词：人文地理与城乡规划；专业定位；课程体系；信息科学

中图分类号：G6420文献标志码：A文章编号：

10052909（2015）02002805

资源环境与城乡规划管理专业是1998年教育部根据社会经济发展的需要和学科发展的形势而设立的专业，发展至今，出现专业定位模糊，广度大深度小，就业竞争力受限等诸多尴尬问题[1]。2012年，教育部第四次修订《普通高等学校本科专业目录》（下简称《目录》），原资源环境与城乡规划管理专业被拆分为人文地理与城乡规划、自然地理与资源环境两个专业。2013年，人文地理与城乡规划专业招收第一届本科生。该专业教育在国内刚刚起步，探索人才培养方法还是一个崭新的课题。

南京邮电大学的人文地理与城乡规划专业，除同样面临新专业设置之初的机遇与挑战外，还有其独特的发展背景。2013年10月，经江苏省政府研究并报教育部批准，南京邮电大学、南京人口管理干部学院实行合并办学，组建新的南京邮电大学。在此之前，资源环境与城乡规划管理专业是南京人口管理干部学院特色专业之一，2002年开始招生，已有11年的办学历史，并已形成学历结构、职称结构合理，涵盖地理学、规划学、人口学等专业方向的教学科研团队。2013年，根据《目录》（2012版）要求，该专业开始

转型，招收人文地理与城乡规划

专业第一届本科生。合校前后，专业所依托的院校学科基础全然不同，依据新南邮的学科特色构建专业培养体系成为专业发展必须认真研究的课题。

文章从教育部的专业导向、人才市场需求两方面梳理人文地理与城乡规划专业基础定位。结合南京邮电大学自身特色，以大数据时代智慧城市的建设与应用要求为导向，寻求信息科学与地理学、规划学的结合点，并据此提出以信息科学应用为特色的人文地理与城乡规划专业课程体系构建原则与核心框架。

一、人文地理与城乡规划专业定位基本要求

人文地理与城乡规划专业基础定位应重点考虑两方面要素：一是教育部设置该专业的目标与要求，二是社会对专业人才的需求。

（一）专业设置导向

地理学和城乡规划专业是我国城乡规划人才培养的两大主要来源[2]。前者以南京大学、中山大学、北京大学、华东师范大学等传统地理强校为代表，主攻宏观层面规划，擅长理论探索、机理剖析与经济社会综合分析；后者以清华大学、东南大学、天津大学等建筑学老八校建筑老八校指之初最早开设建筑学、城市规划相关专业的八所高校，包括清华大学、东南大学、同济大学、天津大学、华南理工大学、重庆建筑大学（已并入重庆大学）、哈尔滨建筑大学（已并入哈尔滨工业大学）和西安建筑科技大学。

为代表，主攻微观层面规划，擅长空间设计与形体表达。两者各具特色，各有专攻。

1998版《目录》中涉及城乡规划的专业有地理科学类下属的“资源环境与城乡规划管理”和土建类下属的“城市规划”。这一专业设置与上述两大源头相对应。2012年《目录》调整，城乡规划相关专业仍为两个，一是地理科学类下属的“人文地理与城乡规划”，二是建筑类下属的“城乡规划”。与1998版《目录》相比，保留了地理、建筑两个学科门类下的城乡规划相关专业设置，但将原资源环境与城乡规划管理专业拆分为人文地理与城乡规划、自然地理与资源环境两专业。结合2012版《普通高等学校本科专业介绍》（见表1）不难发现，教育部认可并引导地理学、建筑学下两规划专业各自特色发展。地理学下属的人文地理与城乡规划专业，应区别于工学下属的城乡规划专业，做到强化主线，收缩口径，夯实基础，对口应用——立足宏观、中观区域层面，以地理学理论为基础，强化综合分析能力培养。（二）人才应用需求

教育部为人文地理与城乡规划专业设置的发展导向是否适应市场对规划类人才的需求，是专业定位必须要论证的第二重标准。

如将城乡规划系统细分，可分为规划编制与规划管理两个方面。仅就规划管理来说，地理学专业背景的规划工作者往往具有相对综合的专业知识储备和缜密严谨的逻辑思维能力，具备作为管理者的全局意识与综合协调能力。

规划编制工作又可分为宏观、中观、微观等不同的区域尺度层面。具有地理学专业背景的规划工作者擅长区域分析与经济、社会综合分析，在区域规划、城市总体规划等宏观层面规划中发挥核心作用并承担大部分工作，在控制性详细规划这一中观尺度规划工作中也能发挥重要作用。

针对具体某项规划工作，其工作流程又可划分为规划分析、规划方案与成果表达三个步骤。在成果表达的制图工作中，地理学背景规划工作者确有一定劣势。但在规划分析和方案设计阶段，地理学背景规划工作者发挥的作用与建筑学背景规划工作者旗鼓相当。

综上，地理学背景规划工作者往往具有系统全面的知识储备和突出的综合分析能力，在各类规划工作中发挥重要作用（见图1），不可或缺。强化地理学基础、重视机理分析能力培养的人文地理与城乡规划专业人才培养要求也完全符合市场对专业人才的实际需求。

二、信息科学与地理学、规划学学科融合的理论与实践基础

（一）地理信息系统的规划应用

地理信息系统科学是地理学中的重要分支，作为空间科学与信息科学的重要结合点，技术发展与应用已较为成熟。与CAD等绘图软件相比，GIS（地理信息系统）工具的特点与优势在于空间数据的组织、管理与分析，能够有效管理和处理海量数据，关联空间数据和属性数据。某种程度上可认为是绘图软件与统计分析软件的集成。

在美国，GIS已成为专业规划师的标准工具，脱离GIS的规划编制、规划管理几乎不存在，GIS用于地图处理、规划管理、分析与决策支持、公众参与等方面[3]。在我国，GIS在规划领域的应用相对有限& mdash;—在规划管理系统的设计构建中应用广泛，在规划编制中应用较为粗浅，主要用于自然地理环境要素分析与公共服务设施、基础设施的规划选址分析。规划工作者如能全面掌握地理信息系统原理及其软件的规划领域系统应用，则能顺应这一趋势，在规划工作中更好地发挥作用。

（二）大数据时代海量空间数据的获取与处理

与发展成熟但应用不足的地理信息系统分析方法相比，大数据时代空间数据获取与应用则呈现出海量数据、先进技术与跨学科创新思维三大特征《大数据时代——生活、工作与思维的大变革》中指出，数据本身、技能与思维是大数据价值链的三个构成。 。

随着信息网络的迅速发展，百度、谷歌等搜索引擎，阿里、京东、亚马逊等电子商务公司与腾讯等网络服务运营商掌握海量用户数据。随着智慧城市理论的兴起与“物联网”的建设，行政管理机构也将成为大数据的掌控者。海量数据如何提升城乡规划的科学性与适用性，大数据如何为规划所用，相关研究也陆续展开。

国内外有学者通过挖掘网络数据、居民行为数据，对居民时空行为、城市空间与城市等级体系进行研究[4]。如以百度指数为依据对比分析城市间联系强度[5]，通过微博数据挖掘分析网络社会空间特征[6]等。空间数据的采集与分析已从利用单一GIS 软件向多种信息设备相结合的阶段转变[4]。

针对智慧城市的建设热潮，国内有学者积极开展现行规划体系的“智慧”响应探索，提出在区域城镇体系规划、城镇总体规划及详细规划三大层次的规划建设中应用智慧城市数据信息、融入智慧城市建设理念的思路与要点[7]。如城镇体系规划层次借由新信息技术强大的数据分析能力充分挖掘区域内各城市优势发展的方向与重点，城市总体规划层次应考虑采取合适的路网形式，合理规划智慧交通基础设施等。

这一背景要求规划工作者不断学习新的数据获取与挖掘方法，探索并掌握大数据规划应用的方式途径。

三、以信息科学应用为特色的人文地理与城乡规划专业课程体系构建

（一）基本原则

南京邮电大学的人文地理与城乡规划专业发展，应在满足专业基础定位要求的同时，结合院校优势学科——信息科学、地理学、规划学三者的交叉领域，以地理学、规划学为基础，以信息科学应用为特色。其课程体系构建应遵循夯实地理学基础、围绕规划应用主线、突出空间信息挖掘与分析能力培养的原则。

1.夯实地理学基础

地理学基础理论、方法与分析能力的培养是人文地理与城乡规划专业区别于工学下属城乡规划专业的核心内容，体现专业定位的基本要求。通过基础必修课程学习，了解地理学基础理论框架与范畴、边界与特色，掌握学科基本概念、理论与方法，是专业人才培养的根基。课程设置中，自然地理学、经济地理学、人文地理学等地理学基础课程必不可少。

2.突出空间信息挖掘与分析特色

大数据时代，应强化网络数据挖掘与信息设备数据采集、大数据分析等理论方法的学习与能力培养。为此，应以数学、计算机、网络等知识系统强化为基础，通过设置地理信息系统、数据库技术与应用、数理统计应用等与地理、空间规划相关的信息技术类课程，培养学生的空间数据获取与分析能力。

3.围绕规划应用主线

无论是地理学基础分析能力的培养还是空间数据获取与分析能力的训练，最终应落实到进行空间分析、指导空间规划上来。城乡规划应用是专业教育知识体系构建的主线，相关课程设置与能力培养都应围绕这一主线展开。因此，城乡规划基础知识的全面系统掌握对于夯实专业的基础定位至关重要。为使学生对城乡规划领域基本概念、理论、研究方法等有相对全面系统的认识，城市规划原理、城乡规划学导论等应作为专业基础课程设置。

（二）课程体系框架设计

以上述原则为依据，结合南京邮电大学学科设置特色与要求，初步设定人文地理与城乡规划专业核心课程体系。该体系包含专业基本知识、专业特色知识两大模块，从通识教育、专业教育两个层面设置课程（见图2）。其中，专业基本知识模块强化地理学、规划学基础理论与方法的学习，专业特色知识模块突出空间信息获取与分析特色技术应用能力的培养。

通识教育层面，设置高等数学、高级语言程序设计、数据库技术与应用、概率论与数理统计等课程。除高等数学外，其他课程均为学校特色公共基础课程。此类课程为培养空间数据获取与分析能力奠定了扎实的数理基础。

专业教育层面，将自然地理学、经济地理学、人文地理学、城市规划原理、城乡规划学导论、地理信息系统原理等全面系统介绍学科基础理论、概念、方法的课程设置为专业基础课程，将城市地理学、计量地理学、人口地理学、城市总体规划、村镇规划、网络地理信息系统、计算机辅助设计等深入介绍分支学科发展及强化实践应用的课程设定为专业课程。

这一课程体系仅就专业核心课程进行设定。在核心课程之外，可根据需求选择性设置地图学、城市经济学、城市社会学、社会调研方法等辅助课程，有助于学生全面系统掌握专业分析研究方法。具体课程体系建设中，还需针对课程设置顺序、各学期学时与学分安排、实践教学环节设计、教学大纲编写等深入研究。

四、结语

目前在人文地理、城乡规划的研究与实践领域，空间信息采集、挖掘与分析技术应用相对粗浅，存在领域狭小，工具单一，深度不足等问题。但随着大数据时代生活、工作方式的变革与智慧城市建设的深化，基于大数据应用的空间分析思维与技术必将在规划领域发挥重要作用。面向应用的人才培养，应考虑增加信息类课程的设置以迎接大数据时代海量数据分析应用的挑战，而信息技术类专业，应针对不同领域的需求，增补相应领域的基础知识课程。如面向智慧城市建设应用的信息技术类专业人才，应对规划原理、规划基本分析方法等城乡规划领域基础知识有所了解。

上述背景下，文章结合人文地理与城乡规划专业的发展定位和信息技术的学科优势，提出专业课程体系构建原则，为后续学校本专业培养方案设置拟定思路，并为其他院校该专业发展提供借鉴。

参考文献：

[1]陈郁青.人文地理与城乡规划专业教育体系构建新路径[J].闽江学院学报，2014（1）：103-107.

[2]陈昆 仑，李 丹，王 旭. 学科调整背景下人文地理与城乡规划专业的机遇与发展[J].高等建筑教育，2013，22（6）：22-25.

[3]宋小冬，钮心毅.城市规划中GIS应用历程与趋势——中美差异及展望[J].城市规划，2010（10）：23-29.

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[6]甄 峰，王 波，陈映雪. 基于网络社会空间的中国城市网络特征——以新浪微博为例[J].地理学报，2012（8）：1031-1043.

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关键词：地理信息系统；教学方法；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0118-02

一、引言

地理信息系统（简称GIS）与地理学、地图学、测绘科学、遥感科学与技术、计算机科学、数学密切相关，同时涉及土地科学、资源学、环境科学、城乡规划等学科知识，是一门典型的交叉型学科，同时也是一门应用性很强的学科。随着GIS技术在众多领域的应用，对具有创新能力和解决实际问题能力的GIS专业新型人才的需求也在不断增长，而现有的高校GIS专业课程的教学现状还不能满足社会对GIS专业人才的特殊需求。因此，对高校GIS专业课程的教学改革与实践研究就显得尤为必要和迫切了。

二、高校GIS专业课程教学现状与存在的问题

近年来，随着地理信息系统的快速发展，我国人才市场供求矛盾显得尤为突出，一方面是社会对高层次人才的大量需求，另一方面是高校输送的GIS专业毕业生社会实践能力不强。GIS专业是应用性很强的专业，地理信息系统本科专业是以培养应用型人才为主，GIS专业课程的教学质量高低直接关系到通过高等教育培养的专业人才能否适应当前社会发展的需求。由此，为了更好地适应社会发展的需求，为社会输送优秀人才就要不断深化GIS专业课程的教学改革。

1.教育理念落后。目前高校GIS专业课程所采用的教学模式仍是传统的讲授模式，注重对学生理论知识的传授，忽略了GIS专业的应用性特点，缺乏对学生实际操作能力的重视，忽视了对学生综合能力的培养。不同的教学方法适用于不同的专业课程，在教学活动中引入适合本专业特点的教学方法，会起到事半功倍的效果，教学质量也会有大幅的提升。而GIS专业应用性很强的特点也要求教师在教学方法上有所改进。

2.实践教学缺乏。实践教学是一个较为复杂的教学活动，一般指教学活动中的实验、设计、实习、实践等，是高等教育教学的重要组成部分，也是GIS专业自身特点的要求。GIS专业作为一个应用性十分强的专业，通过课程设计、模拟实训、社会调查、毕业实习、毕业论文等具体的实践环节，能够提高学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力，培养学生分析、解决问题的能力以及创新能力。但是目前许多高校在课程设计上实践课的课时偏少、对实践教学投入的经费少等原因，虽然经过了多年的摸索实践，基本上形成了完整的体系，但实践环节还是显得十分薄弱。

3.教学手段运用单一。多媒体和网络技术能够提供图文、声像并茂的多种感官刺激，能够创设形象、直观的交互式学习环境，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，同时还能提供大量的信息资源。如果能够运用这些网络资源和多媒体手段，不仅有利于学生主动发现、主动探索精神的培养，还有利于学生认知结构的形成与发展。但目前在高校地理信息系统专业的课堂教学中，基本上采用PPT讲授的方法，对于其他多媒体技术和网络资源的使用还很少。

4.教学考评模式简单。地理信息系统是一门应用领域十分广泛的学科，是以培养应用型人才为主，因此教学考评模式不能延用传统的考核模式，应更多地强调学生在学习过程中的变化与发展，提高分析问题、解决问题的能力；提倡开卷、闭卷多种评价手段，理论实践多元评价目标；注重激励性评价，培养学生的自信心和自尊心。但目前许多高校GIS专业教学评价模式仍以单一的笔试成绩来评价所有学生，教学考评模式过于简单，不能真实、全面地反映学生的学习成绩。

三、地理信息系统专业课程教学改革措施

1.注重案例教学。案例教学法是指利用已有的案例作为个案让学生分析和研究，在此基础上提出各种解决问题的方案，从而提高学生分析、解决问题的能力的一种教学方法。案例教学作为一种行之有效的教学法已被广泛引入我国高校课堂。GIS专业课程具有应用性很强的特点，把案例教学引入课堂，能够提高学生理论水平与实践能力，培养学生理论联系实际分析问题、解决问题的综合能力，从而提高教学效率，提升教学质量。

2.加强教学实践环节。教学实践是地理信息系统专业课程教学的重要环节，计算机类课程是GIS专业的基础课，注重理解计算机原理和运用计算机软件，提高实际操作能力，如C++语言课程的上机操作。GIS的核心课程也要求学生掌握各种GIS软件的操作，这些都需要在机房上机操作。实践教学环节是对理论教学的补充与深化，能够使学生熟练掌握arcgis、ERDAS等软件，也是对学生应用能力的培养。同时，野外考察实习也是GIS专业必不可少的实践环节，是对校内实践课程的补充，其目的是使学生更深层次地理解基本理论，掌握基本地理信息的野外采集与表征方法，为GIS中空间信息的收集、处理、表达与分析打下坚实的基础。除此之外，让学生参与科研也是一种很好的实践教学，教师根据情况可以让学生参与教师本人或其他教师的科研项目，让学生从实践中学习，这样不仅能对所学理论知识融会贯通，还能培养学生解决实际问题的能力。因此，高校地理信息系统专业在课程的设计方面应适当加大实践操作环节，对于掌握理论课所讲授的基本内容，提高学生的实际动手能力、培养学生的创新思维，都具有十分重要的意义。

3.积极运用网络资源与多媒体手段。20世纪90年代以来，随着计算机技术和现代信息技术的快速发展，网络资源及多媒体手段已广泛应用于教育领域的各个方面。在传统教学中难以精确描述、学生难以充分理解的抽象内容通过多媒体手段能予以较好解决。地理信息系统技术的发展之迅速，意味着GIS专业的师生不断更新知识才能保持专业上的技术优势。Internet上的地理信息系统教育为地理信息系统专业的师生提供了一种重要的学习方式。这些网站介绍了GIS的相关概念和应用、各类数据来源以及处理方式等相关问题。同时，许多著名的GIS软件生产公司的网址，如ESRI公司，这类网址上包含了软件产品介绍、软件包、程序设计技巧、大型数据及软件免费下载方法等信息。远程用户可以直接下载某些GIS程序进行教学演示。除此之外，GIS精品课程也为GIS专业课程教学提供了丰富的精品资源，GIS精品课程的教学资源包括教学大纲、教案、课程教材、实习教材、实习指导书、习题集等，为师生提供了多种可供选择的学习方式。总之，丰富的网络资源也为教师和学生提供了一个良好的学习环境，大大优化了教学过程，丰富和完善了教学内容，提高了教学质量。网络与多媒体的运用使教学效果起到事半功倍的作用，而且也提高了学生的学习兴趣，同时也加强了学生综合素质和能力的培养。

4.强化教学评价改革。地理信息系统是一门理论知识与实践能力高度结合的课程，注重提高学生对理论知识的把握和实际的操作能力，而传统的笔试量化评价的考核方式却不能如实地反映学生的这种能力，因此在量化成绩时应采用多样化的考核方式。这种方法主要包括平时考试+期末考试、机试+笔试。平时成绩应以学生参加案例讨论、野外实习、交流、问题回答、出勤、课后作业等作为依据；期末考试也应重点考核学生理论联系实际、分析和解决问题的能力；机试所占比例可达40%，这样更能真实地反映学生的实际操作能力。这种多样化的考核方式从多方面考核了学生，注重知识测试和能力测试，对提高学生学习的积极性以及提升学生各方面的能力起到了积极的作用。

四、结语

地理信息系统具有很强的实践性和理论指导性相结合的特点。随着地理信息系统的快速发展，社会对GIS专业毕业生的要求也越来越高，知识面广、基础理论知识扎实、实践能力强及高素质的复合型人才已成为用人单位的宠儿，而教学改革是培养这种复合型人才的重要途径。通过采用多样化的教学方法，应用丰富的网络资源以及采用多媒体手段和改革教学评价体系，学生不仅能更好地掌握和运用理论知识，而且能培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生的实际操作能力，为其以后步入社会打下坚实的基础。

参考文献：

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[6]许捍卫，张友静，张行南.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，（4）：55-56.

篇5

摘 要：随着GIS技术的不断发展，GIS已经成为与地理空间信息有关的各行各业的基本工具。本文在分析非GIS专业地理信息系统课程教学目标、专业学科背景等问题的基础上，对非GIS专业地理信息系统教学中从课程内容安排、教学方法、考试设置等方面进行了分析总结，并提出了对非GIS专业地理信息系统课程教学的一些建议。

关键词：非GIS专业；地理信息系统；课程教学

1、非GIS专业开设GIS课程的必要性

地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[1]。从上世纪60年代初开始兴起，经过50多年的发展，GIS已经渗透到与空间信息相关的各个行业，成为各个行业解决问题的基本工具，从而使得GIS专业人才的需求大量增加。由于GIS是一门集计算机科学、地理学、测绘、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科[2]。相对于GIS专业的学生，非GIS专业学生基础知识掌握不够，对GIS先行课程如计算机、地图学、地理学、测绘学、数据结构、数据库等知识不甚了解。导致非GIS专业的学生在学习该课程时抓不住重点，觉得理论性太强，学习很吃力，和本专业联系不大，不敢兴趣。所以非GIS专业的GIS课程设计与教学方法必须结合本专业的特点进行设置。

2、课程教学安排的探讨

非GIS课程的设计应紧密结合本专业，使学生掌握GIS的基本概念，熟悉数据的组织和管理常采用的方法，掌握空间数据的采集、输入和编辑等基本内容和方法，熟悉GIS空间分析的基本方法，能够以GIS软件为基本工具，解决自己所学专业领域实际问题。为了实现这个目标，必须根据专业需求制定教学大纲、教学计划和实纲，确定合理的课时、学分、授课方式、实验内容等，根据专业需求进行内容的筛选，在理论课和实验课之间进行合理课时分配，确定考核形式和要求。

2.1教学内容组织

地理信息系统是一门典型的交叉型边缘学科，其显著特点是多学科集成，涉及的知识面广，发展与内容更新的速度快，渗透性和空间抽象性强，研究对象的空间尺度变化大。对于非GIS专业而言，由于专业课程的限制，在基本知识缺乏的情况下，对地理信息系统课程教学内容组织和筛选就显得尤为重要。

因此，在编制非GIS专业的教学大纲时，应考虑非GIS专业学生的专业背景，让学生了解GIS的发展历史、现状及未来发展趋势，对GIS有基本的认识与了解。同时，让学生熟练掌握GIS的数据来源，利用GIS专业软件进行数据采集和编辑、空间分析以及GIS产品的制作与输出的方法。了解地理信息系统数据库、地理信息系统模型与建模等部分内容。培养非GIS专业学生利用GIS知识解决问题的基本意识，增强学生利用GIS处理本专业基本问题的能力。

2.2理论教学模式

非GIS专业的地理信息系统课程宜采用灵活多变的教学模式。理论课程采用多媒体进行教学，在教学行式上，采取讲解、演示、课堂讨论和案例分析等多种形式相结合，针对不同专业需求，选择相应的学习形式，突出重点、培养学生灵活的思维模式和学习方法，通过具体实例让学生了解GIS在实际生活中的应用。如对比学生熟悉的选课以及查询成绩的教学管理系统与地理信息系统，让其了解其他管理信息系统与“地理”信息系统两者之间的区别与联系，增加学生的学习兴趣与热情。非GIS专业开展GIS课程的目的是为其专业提供一个GIS分析手段，最终目的还是要用来解决其专业领域的问题。因此，在讲解GIS在本专业的具体应用时，采用案例分析的方式，使学生熟悉利用GIS解决实际问题的流程和空间分析的基本方法与特点。但是，在案例的选择非常重要，应选择学生所学专业领域相关的应用案例。

2.3实验教学内容的选择

上机实验是从理论到实际应用的重要环节，许多内容如数据采集、编辑、空间查询与分析、地图的编制与输出等都必须通过实验，才能够真正理解和掌握。同时激发同学们进一步学习的欲望。实验内容设计除与教学内容同步外，还应与相关专业紧密结合，最好是以学生所学专业问题为实验目标，选取适量的实验数据，通过GIS的不同专业软件操作，达到解决问题的目的。软件一般选择比较成熟的ESRI公司的ArcView软件和ArcGIS软件。从简到难，要求学生对这2款软件的界面、基本功能以及一般的空间分析功能能够熟练的操作。针对不同专业需求，实验的具体内容应尽可能地与其专业知识相结合。通过实验操作，使学生能够利用所学的GIS知识，与专业相结合来解决专业领域的问题。有助于提高学生的学习效果，加深学生对GIS理论知识和本专业之间的联系。通过这样的实验课程，不但加深了对GIS的基本功能的了解，而且能够利用GIS工具解决专业实际问题的方法，从而达到真正的学以致用。

2.4考核方式上选择

要想培养学生的创新性思维模式、拓宽在GIS领域的知识，就必须改变考试方法和考试内容，使考试方式灵活多样。要抛开传统的对课本内容死记硬背，出现高分低能现象的考试形式，针对非GIS专业地理信息系统的教学目标和课程本身的特点，可以采用如课后作业、实验成果、读书报告、设计、考试等多种方式相结合，成绩按一定比例分配的考核行式。这样使学生能抛开课本，养成随时查阅相关资料的习惯，并能分析研究问题，提出自己的见解。为了真实反映学生的学习效果，最后针对考试的内容要合理的选取：除了考查学生对基本知识掌握的程度，还需要考核学生与实验相关的软件操作能力和实际应用分析能力。通过这样的形式，改变学生临时抱佛脚的不良学习风气，能较好的体现教学效果，促进学生的学习积极性。

3.结束语

由于GIS本身的特点以及在各个行业的应用、以及GIS空间分析能力的不断提高，使得GIS被越来越多的专业所应用。然而针对不同专业和技术背景的人员，对GIS的理论及应用的掌握是有所不同的。非GIS专业教学过程中应采取与专业紧密结合的多样化教学方式，从多环节进行合理的设置和优化。另外，加强GIS授课者自身综合素质的培养，提高其相关专业水平，也是促进GIS教学质量提高的重要指标。

参考文献：

[1] 汤国安.赵牡丹.杨昕.周毅等.地理信息系统[M].北京：科学出版社，2010.

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[5] 贾泽露.非GIS专业地理信息系统课程教学思考[J].测绘科学，2008.33（5）230-232.

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关键词：地理信息系统技术； 城市规划；应用

Abstract: With the rapid development of the modern society, the geographic information system technology has been enhanced in all aspects application, this paper focuses on the geographic information system main functions and discusses the application of the geographic information system in the city planning.

Keywords: geographic information system; city planning; application

中图分类号：C931.6 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

城市规划是指导城市建设，是城市建设和管理的依据，在城市发展建设过程中起到十分重要的作用。地理信息系统结合了地理空间分析技术和计算机信息技术并引起各行业广泛关注。

1. 地理信息系统概念

GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和手段，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。

2．地理信息系统的主要功能

数据采集与编辑功能是指各实体要素对应代码坐标输入计算机当中。

属性数据比较规范，所以许多地理信息系统都采用关系数据库管理系统管理。除文件管理功能外，属性数据库管理模块的主要功能之一是用户定义各类地物的属性数据结构。

2.3制图功能

GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。

2.4空间数据库的管理

有效数据采集和编辑后，形成了地理数据集。对此可以利用数据库管理系统来进行管理。

2.5空间分析功能

通过空间查询与空间分析得出决策结论，是GIS的出发点和归宿。典型的空间分析有：

2.5.1拓扑和叠加

通过特征叠加实现检索、图形剪裁、模型分析等功能。将存在共同特点的多边形要素的数据文件进行叠置，根据多边形边界的交点来建立具有多重属性特征的统计分析。

2.5.2缓冲区分析

缓冲区分析是根据点、线、面的实体，自动创建其周围一定宽度范围的缓冲区多边形，它是GIS重要的和基本的空间分析功能之一。

2.5.3 空间集合分析

是按照两个逻辑子集给定的条件来进行逻辑运算。

2.5.4地学分析

地理信息系统还提供一些专业性较强的应用分析模块可以应用于不同领域，根据每一模块的特点来进行分析。

2.6数字高程模型的建立

数字高程模型有三种主要的形式，包括格网DEM、不规则三角网（TIN），以及由两者混合组成的DEM。

3地理信息系统在城市规划中的主要应用

3.1资源管理及配置 (Resource Management Configuration)

主要应用的领域包括农业、林业、矿藏等领域，解决各种资源分布、分级、统计、制图等问题。 解决更重能源及资源上的配置，保证资源合理和发挥最大效益。

3.2城市规划和管理 (Urban Planning and Management)

空间规划是地理信息系统重要应用领域之一，利用地理信息系统来对城市规划和管理具有深远意义。主要是解决城市资源配置等诸多问题。

3.3应急响应 (Emergency Response)

在发生重大灾害时，可以解决例如如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施等问题。

3.4地学研究与应用 (Application in GeoScience)

对地形地貌分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间数据统计分析、制图显示等都可以借助地理信息系统工具完成。

3.4商业与市场 (Business and Marketing)

商业设施的建立充分考虑其市场潜力及诸多商业问题，地理信息系统的空间分析和数据库功能可以有效解决这些问题。

3.5分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)

机遇网络时代的地理信息系统可以通过网络来实现地理信息的分布式存储和真正意义上的信息资源共享。

3.6城市规划管理(Urban Planning and Management)

利用地理信息系统技术进行城市规划建设的辅助设计、进行城市管理的辅助决策、规划控制等工作。

3.7国土及地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)

GIS利用现有的遥感数据，可以有效的对土地利用动态变化进行分析评估研究，包括土地和地籍管理涉及土地使用性质的改变、地籍权属关系变化、地块轮廓的变化、等许多内容，都可以通过GIS来高效、高质量地完成这些工作。

3.8生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)

实现对区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环境保护等设施的管理、环境规划等。

3.9基础设施管理 (Facilities Management)

城市的地上地下基础设施（电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等）广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征，无论是进行管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以很大程度的提高工作效率。

3.10选址分析 (Site Selecting Analysis)

不同的区域地理环境有所不同，可以根据不同的特点，综合考虑资源配置、市场的发展潜力、交通是否便利的条件、地貌地形特征、环境影响等因素，在一定的区域范围内选择最佳位置，这也是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的对空间的分析功能。

3.11网络分析 (Network System Analysis)

通过建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，使用GIS来研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件的应急处理。

3.12可视化应用 (Visualization Application)

以数字地形模型为基础，可以建立一定区域区域等三维可视化模型，实现多角度浏览。

结束语

GIS系统以处理和分析空间数据功能，为城市的规划提供了准确的依据，并演绎出丰富多彩的系统应用冠能，满足用户的广泛需求。

参考文献：

[1]宋小冬.叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用.北京：科学出版社.1995

[2]龚健雅.地理信息系统基础.北京：科学出版社.2001

[3]黄杏元.马劲松.地理信息系统概论(修订版) .北京：高等教育出版社.2001

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关键词：地理信息系统；生态影响评价；生态系统；成图精度；定量化

中图分类号：P618.4 文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2013）01-0057-03

1 引言

自2011年9月《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011实施以来，对生态影响型建设项目的生态影响评价制图与成图精度提出了更高的要求，对于成图范围在2～100km2的项目，要求成图比例在1∶1万～1∶10万，而对于成图范围小于2km2的项目，要求成图比例在1∶5000～1∶1万，评价等级越高，成图比例尺越大，由于评价要求采用大比例尺图件，而目前绝大多数地区现有生态图件缺乏或只有大范围、小比例尺图件，难以满足评价要求。同时结合生态影响评价多年来一直局限于大范围、定性评价，如郑新奇等[1]把RS与GIS结合，建立了区域生态环境质量综合评价模型，对山东省生态环境质量进行了评价，而对于建设项目评价区小范围无法获得相关大比例尺图件及数据无法定量化，本文以厂坝铅锌矿为例，利用GIS进行探讨研究，绘制出满足各级生态影响评价制图与成图精度要求的图件，以期为今后生态影响评价提供技术借鉴。

2 自然环境概况

厂坝铅锌矿始建于1985年，地处甘肃省陇南市成县黄渚镇境内，位于长江流域嘉陵江水系一级支流东河的中上游山区，海拔1000～2000m，雨量充沛、气候温和湿润，植被覆盖率85%，多为次生灌木林，主要为青岗、栎等灌木及杂草。种植农作物主要为小麦、玉米、豆类等。

3 基于GIS的生态影响评价

厂坝铅锌矿原为国家大型露天矿山，现已转变为井下开采。由于在开发建设过程中，修建公路、厂房、生活区等剥离岩土，不可避免地破坏原有地貌、植被，改变了原有土地利用格局及景观，造成水土流失，从而直接和间接地影响和破坏当地生态，建矿30多年来，对当经济、社会、生态产生了较为明显的影响。本文通过GIS来分析评价矿区生态影响现状。

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统[2]。它是介于信息科学、计算机科学、地理学、测量学、地图学、空间科学等多门学科之间的一门的技术，目前它已发展成为一门新兴学科――地理信息科学[3，4]。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识[5]。

3.1 生态影响评价等级及范围

矿区建设总占地面积1.95km2，影响区域生态敏感性为一般地区，根据《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011中生态影响评价工作等级判据，确定评价工作等级为三级，评价范围以矿区及其生活区、矿山道路等外延约500m的范围，总面积23.6km2。

3.2 基础信息获取

（1）本次生态影响评价收集的主要相关资料包括：成县行政区划图；项目所在区域地形图；厂坝矿区卫片。

（2）遥感数据源与解译。调查所使用SPOT5卫星遥感影像的分辨率为10m，彩色影象是以4个波段组成的，其中波段1、2、和3具有10m的分辨率；短波红外波段具有20m的分辨率，通过重采样生成10m，影像色彩接近实际地物。选取2010年7月20日遥感数据，主要是考虑到这一时期的地表类型差异最显著，该时间段具有植被发育好、地表信息丰富的特点，有利于对各生态因子的研判。

植被调查采用《中国植被类型图谱》（2000年）中的分类系统进行。依据《中国植被区划》，并结合各行政区划单元或地理单元的考察资料等，在遥感影像上确定各种植被类型的图斑界线。判读工作邀请遥感影像解译专家进行外业考察及室内绘图，成图精度1∶5万，满足《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011对于三级评价成图精度大于1∶10万的要求。如果评价等级为一、二级则需要提供更高精度的卫片资料，例如成图比例要求在1∶5000～1∶1万的生态图件，可通过分辨率为5m的卫片来实现。

3.3 评价区地表植被类型及特征

根据项目区地表植被特点，评价区共分为5个生态系统，其中以森林生态系统为主。

3.3.1 森林生态系统

针阔混交林：生长于海拔2000m的阴坡、半阴坡、半阳坡，立地条件为山地棕壤，主要树种为油松、华山松、白皮松、柏树、栎类等。下有蔷薇、卫茅、虎榛子等植物组成的灌木林，覆盖度30%～70%，面积17.9km2。

3.3.2 落叶灌丛生态系统

低山灌木林：多生长在海拔2000m以下的阳坡、半阳坡，立地条件为山地褐土及山地棕壤。主要植物种为次生灌木林，植被种类主要由青岗、栎及桅等灌木及杂草覆盖的疏林，植被覆盖率为85%，面积1.45km2。

3.3.3 农田生态系统

评价范围内的农田生态系统由山区旱地组成，主要分布在低山山腰和河谷滩地内，滩地内的耕地受水肥条件影响、相对肥沃。农作物以冬小麦、玉米、土豆、豆类为主，兼有少量的油料蔬菜等经济作物，面积0.44km2。

3.3.4 人居生态系统

经过30多年的矿山开采，评价区形成了以村庄、工矿企业构成的人居生态系统，它是人、建筑和其它动植物的有机整体。主要分布在东河及人工河河滩内，交通便利，农业扰动频繁，深山区相对稀少。评价范围内共有人居、无植被土地3.98km2。

3.3.5 水域生态系统

水域生态系统主要以河柳、水草等喜湿植物为主，面积0.11km2。采用GIS软件分析，得到评价范围内的主要植被分布类型见图1，植被类型面积见表1。

由表1可见，评价区植被类型以阔叶林、针叶林为主，分别占评价区总面积的43.22%、32.25%，由于当地工矿企业及城镇建设等形成的无植被地段面积3.98km2，占评价区总面积的16.86%。以当地原生植被覆盖率85%计算，则由于当地工矿企业及城建设等破坏植被面积3.383km2。

3.4 土地利用现状

采用GIS软件分析，评价范围总土地面积23.6km2，其中耕地面积0.44km2，林地面积19.46km2，建设用地面积3.62km2，未利用地面积0.08km2，详见图2及表2。

3.5 植被覆盖度

经过GIS软件分析，评价范围内植被覆盖度情况见图3。由图可见，评价范围内中、高植被覆盖度土地19.46km2，占82.46%，低覆盖度土地面积4.14km2，占17.54%。

根据遥感图像解译成果，评价范围内有东河及其人工河共两条河流，水域面积0.11km2。东河多年平均流量为11.7m3/s，年径流总量为3.12×108m3，最小流量0.24m3/s，最大流量1300m3/s。

3.6 土壤侵蚀

评价区东河为一典型的雨水补给型河流，多年平均输沙量146.7×104t/年。河床组成多为巨砾卵石，最大侵蚀模数达2020t/km2・年，多年平均侵蚀模数为713t/km2・年。

评价范围内兼有水力和工程侵蚀类型。按照中华人民共和国行业标准SL190-2007《土壤侵蚀分类分级标准》和水利部《全国土壤侵蚀遥感调查技术规程》，土壤侵蚀类型采用两级划分法。一级类型分为水力侵蚀（代码：1）和工程侵蚀（代码：5）（本区无冻融侵蚀，重力及风力侵蚀很少，忽略不计）；水力侵蚀二级类型划分为：微度（11）、轻度（12）、中度（13）、强度（14）、极强度（15）、剧烈（16）。工程侵蚀是指人们利用自然资源和经济开发中造成的新增土壤侵蚀现象，主要指开矿、采石、修路、建房及其它工程建设等产生的大量弃土、尾矿、矿碴等产生的土壤侵蚀，不作强度分级。调查时，根据遥感影像、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度之间的关系，结合实地考察，确定出不同侵蚀类型和强度的影响特征。采用GIS软件分析，评价范围内的土壤侵蚀强度及面积见图4。

由图可见，评价区工程侵蚀面积2.15km2，主要是由于厂坝铅锌矿工程占地区，占评价区土壤侵蚀面积的9.11%；水力侵蚀面积21.45km2，其中微度侵蚀面积13.03km2，轻度侵蚀面积8.42km2。

4 结语

（1）通过利用GIS对厂矿铅锌矿进行生态影响评价，结果表明可以利用GIS绘制出满足《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011各级评价制图与成图精度要求的图件。

（2）采用GIS进行生态影响评价，可以提供评价区小范围内定量的生态指标，解决了长期以来生态影响评价局限于大范围、定性评价，而对于评价区小范围内相关大比例尺图件收集不到及数据无法定量化的问题。

（3）由于采用GIS进行生态影响评价，需要卫片资料，成本较高，同时要进行大量的野外勘查与样方调查，评价周期较长，另外卫片的解译与判读需要由相关的专业人员进行，因此在实际的应用过程中会有一定的局限性，但对于生态影响较大、评价周期较长的大、中型生态影响类项目具有明显的优势。

参考文献：

[1] 郑新奇.基于RS与GIS的区域生态环境质量综合评价研究-以山东省为例[J].环境科学学报，2000，20（4）489～493.

[2] 吴信才.地理信息系统的基本技术与发展动态[J].地球科学――中国地质大学学报，1998，23（4）：329～333.

[3] 周成虎，鲁学军.对地球信息科学的思考[J].地理学报，1998，53（4）：372～380.

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关键词： 数字化测绘；应用技术；基础地理信息系统；构建；研究

1 数字化测绘技术

近年来，随着我国社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，测绘技术也在不断提高，而且正在朝着多样化方向发展。目前数字化测绘技术主要有全球定位系统（GPRS）、地理信息系统（GIS）和数字化测绘与地面测量技术。

1.1 全球定位系统

全球定位系统（GPRS）是目前的一种新型测绘、测量方法，已被广泛应用于各种测绘实践，为现代工程定位测量准备了有利条件。全球定位系统（GPRS），即“卫星授时测距导航或全球定位系统”，可提供连续、动态的三维位置和时间速度信息，定位精度非常高、而且测量的时间比较短，操作方便。全球定位系统主要应用于工程测绘、地形测图、确定及测量临水准点。工程测绘是调查工作的重要组成部分，通过全球定位系统可缩小街坊外与街坊内界址点，确保测绘精度，只需一人即可实现区域地形测定。同时，利用绘图软件，大大提高了工作的效率、降低了成本；临水准点测量主要采用了一般测量技术，因没有严密预算和考察，很可能使出水准点距离较远，若采用GPRS进行确定，则可有效协调外业观测进程，以提高效率。

1.2 地理信息系统

地理信息系统（GIS）是现代信息科学的延伸，并在社会各项建设事业中发挥着重要的作用。该技术主要是利用计算机科学技术、测绘遥感科学与技术、空间科学信息科学与技术、环境科学与技术以及管理科学与技术。从实践来看，它的主要在于将数据采集、管理、分析、存储、三维显示以及成果的输出集于一身，同时还具有空间提示、预报预测以及辅助决策等强大功能。从其发展趋势来看，地理信息系统正在朝着数据信息的多维化、标准化、集成化、网络平台化、智能化和社会应用化方向发展。

1.3 数字化测绘与地面测量

所谓数字化测绘与地面测量，主要是指地图数字化技术和数字化成像技术的使用，其中地图数字化技术主要是对原来的地图实施数字化处理，并对已有的地图假设现势性、比列尺以及精度等都满足条件。在数字化转化仪器中比较常用，有手扶跟踪数字化、扫描矢量化等。数字化成像技术主要是针对传统作业条件差、程序复杂以及数据处理和绘图复杂等现状研发的，其精度比较高、方便作业、劳动强度降低。该技术在很多工程建设项目中具有较高的使用价值，比如原图数字化，主要适用于某地区所用到的数字地形图因其他因素的影响而未能完成的情况，该技术可充分利用地形图，计算机、数字化扫描仪，并配以数字化软件就能正常工作；再如地面数字测图，若在没有大比例尺地图情况下，可直接采用地面数字测图进行测图，其地图精度较高，一般可将误差控制在5厘米以内。

2 数字化测图和信息化测绘要求之间的区别

2.1 数据获取有差别

一般而言，数字化测图软件具有数据处理和转换功能，因数据之间的的格式不同，转换是会丢失一些信息，转换数据的编辑作业量也非常的大。在野外测量时，因通视、分幅以及测点连接顺序等因素的限制，很容易导致空间目标的存诸不完整。图形实体经转换入库后，实际上是处于一种分段的状态，并没有整体的概念。比如河流，信息化要求河流必须要用面来表示，因诸多因素的存在实际测绘成图时，常常存在着边界不清等现象，海域范围线孔河流入海口界线表示不清。

2.2 存储形式有差别

数字化测图与信息化测绘目的有所不同，存储形式也不尽相同。测图目的在于成图，有图幅之概念。为保持一致性，测图生产管理时多采用了图幅管理这一概念，但即便采用了数据库方式进行存储，也仍然会保留图幅痕迹。信息化测绘的目的在于服务，为数据最终应用的最大化，在实体表示和数据存储上均对实体进行定位。比如以点状物雕塑表示，成图却采用了多条线组合体来表示；信息化测绘采用的是单一点表示雕塑位置，其它信息的更改，如雕塑图片、创作年份以及作者等采用的是属性方式进行存储。

2.3 可视化要求有差别

数字化测图目的在于成图，在此过程中可先不考虑数据冗余和存储空间等等限制性因素，可直接利用点、线和面来分类表示实体，这也是信息化存储过程中的基本要求，其中可视化是后续应用过程中的具体要求。为达到图示的直观和清晰表示之目的，地形图的规范对地物表示有具体要求，比如地下室的入口和坡向等都有可视化的符号进行表示。

2.4 属性要求有差别

制图核心问题在于选择地面景观，其内容要重于技术。空间对象及其属性选择，仍要按图式要求内容筛选。对于一般数字测图软件而言，属性数据主要是通过图形颜色、大小和线型等方式表达，该内容可通过图形实现可视化，而无需属性数据库支持。实践证明，采集属性数据同样是按照图式的要求进行的。若建立地理信息系统，则这些属性数据将难以满足各种统计和分析模式之需求。例如建筑结构属性数据，图式要标注名称、层数和材质等内容，这些数据可利用图形、注记形式展现出来。信息化测绘不仅要测绘制图，而且还要为各行业的发展提供所需空间位置信息数据，同时还要利用这些数据实现虚拟系统，并将地表情形通过真三维、真纹理和真尺度重新建立起来。从实践来看，为数字化测绘而建的基础地形数据库，存在着这样的特点，即数据组织按地形图的规范组织、数据生产和维护方式按地形图图幅管理维护、数据采集的种类按规范选择采集。

3 基础地理信息系统构建

通过以上分析，笔者认为要构建一套科学完善的基础地理信息系统，可从以下几个方面着手：

3.1 信息化测绘目标

从实践来看，数字地球、基础地理框架以及基础地理服务信息等内容，都要求由原来的数化测绘转变成信息化测绘。信息化测绘体系的主要研究内容是信息的获取、分析、管理和输出，通过这些活动可初步建立一个信息化测绘服务体系，而且可以基本上实现基础地理信息的获取、更新、智能化处理、一体化管理以及网络化管理和分；同时还可以实现地理信息资源的增值和融合服务，并使其面向市场实现社会化，这样也可以为社会的发展提供多方位、多尺度和多形式的服务。

3.2 生产管理系统一定要完善

要构建基础地理信息系统，只有目标是不够的，基础地理信息数据库的维护一定要有比较完整和完善的生产和管理系统，这是保证数据质量和及时更新的关键。一般而言，信息化生产管理过程中所产生的数据信息，实际上就是元数据信息；根据信息化测绘对地理信息库提出的要求，可从以下几个方面加强对元数据系统的管理。

1）元数据管理基本单元已由原来的模式逐渐向自然基本单元方向转变，很多图幅基本管理单元或管理模式，已经对基础地理信息采集产生了严重的影响，即地物实体图幅接边非自然的断开，或者人为的造成了地物实体客观离散。实践证明，将自然界线范围作为基本管理单元，能够最大限度保留信息的完整度。

2）在元数据信息的管理模式基础之上，3G技术的使用将其作为数据维护的基础。在当今通讯3G时代，不仅通讯带宽有了保障，而且在线数据的维护方式逐渐成为可能。

3）对元数据信息进行补充和完善。信息化服务要求元数据信息必须要完整，当以图幅作为基本管理模式向自然实体转变以后，元数据描述对象同样也由图幅转变为更细化的地物实体，同时元数据信息也变得更加准确和真实。

4）建立地理信息网络化分发平台。信息化测绘的最终目的在于服务，因此它要求测绘手段和测绘产品必须随着技术进步而不断的发展。对于信息化测绘服务而言，它所强调的服务应当有实时保障和实时服务等内容，除了测绘产品现势性要求强以外，还要保证服务获取的速度快。由此可见，做好测绘服务需借助现代化网络技术，建立地理信息网络化分发平台。

4 结语

总而言之，在不断完善和改进数字化测绘技术基础上，构建基础地理信息系统，以实现信息数据的实时获取和实时处理，这对社会各行业的尤其是工业发展具有重大的推进作用，因此应当对其给予足够的重视。

参考文献：

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关键词：测绘；

Abstract: With the advent of the new century, the rapid development of science and technology has caused great changes in the structure of social economy and way of life. The traditional surveying and mapping industry should seize the opportunity, relying on high technology, the realization of traditional surveying and mapping production shift to digital production, and for the establishment of digital production, and ultimately the formation of digital production base and lay a good foundation.

Keywords: Surveying and mapping;

中图分类号：P25

1 测绘技术的发展方向及测绘行业的产业特征

1.1 测绘技术应属于信息技术传统的测绘技术领域包括大地测量技术、航空摄影测量技术、工程测量技术、地图制图与制印技术、海洋测绘技术以及测绘仪器制造技术等。当代测绘高科技主要是空间定位技术、航空和卫星遥感技术、地面一体化测量技术和地理信息技术,以及与之相配套的通信技术和系统技术而带来的上述技术的集成。它是以研究地理信息为主要目的,其研究内容主要包括对地理信息的几何物理性质的探讨,研究地理信息的度量方法,研究地理信息如何产生、提取、变换、检测、传递、存贮、识别和处理,以及研究如何表达和应用地理信息等这些均属于当代信息科学的研究内容。凡是用信息科学的原理和方法与信息打交道的技术均应称为信息技术。因此,我们有理由认为测绘技术应该属于信息技术范畴。测绘技术的现代化发展方向要以信息技术为发展方向,这就是当前测绘科技的发展战略。

1.2 测绘行业属于信息产业范畴

测绘行业应该属于第三产业中的信息产业范畴。因为,一是测绘业务的基本内容都是为地理信息的获取、处理、表达等提供服务;二是测绘产品具有知识性和决策依据属性的信息产品;三是测绘技术在很大程度上属于信息技术范畴;四是测绘产品具有价值和使用价值(即测绘商品的商品属性)。因此,测绘生产应该是一种以信息产品的交换为目的的特殊商品生产。测绘行业属于第三产业的信息产业这不仅是理论上的划分问题,而是在市场经济的条件下,在实践中应当把它真正作为一种产业来经营。1.3 测绘工作重点向开辟信息市场转移随着市场经济的发展,国家政治经济体制改革的不断深入,测绘生产管理方式从生产事业型向生产经营型转变。测绘生产单位承担指令性任务的比重逐步缩小,而计划外的开发性任务将大量增加,城乡建设与规划国土的全面规划与整治、资源的调查与开发、环境监测与保护等对测绘技术和测绘产品提出更迫切的要求,这些因素必将导致测绘市场的活跃。测绘市场包括测绘信息市场和测绘技术市场两个方面。测绘信息市场侧重于测绘信息产品在社会和经济领域内的交换和流通,测绘技术市场侧重于直接利用测绘技术进行有偿服务。可以预见,今后用户需要测绘市场提供的不仅是线划图产品,还要有影像产品;不仅是模拟产品,还要有数字产品、专题产品、硬件产品、软科学服务、动态信息等,都需要测绘行业自己去开拓。

2 测绘单位应采取的对策

2.1 测绘单位要理顺产业结构测绘高科技的发展,打破了测绘行业的传统分工。地理信息产业应当摆脱经典测绘的组织和结构模式,寻找更好的优化组合与分工,应按地理信息产业的特点,形成从数据采集加工、建库、产品提供、维护一体化的产业体系,成立能快速生产、提供地理信息数据的部门。当前,在测绘科技高速发展的同时,与其许多相关专业集成向地理信息产业发展。要发展GPS、RS和GIS(简称3S)技术,需要跨部门、跨行业的联合,关起门来发展等于孤立自己。要学会在既联合又竞争的环境中求发展的机遇和技巧。

2.2 引进和培养能够适应信息产业需要的人才要发展信息产业,必须要有高科技的人才。传统的测绘行业分为大地测量、工程测量、摄影测量、地图制图和地图制印等专业。高科技的发展冲破了传统的分工,由于各类测绘高科技系统数字化、自动化、智能化程度高,很多操作可作为“傻瓜”式的操作。学会按键操作比较容易,如GPS接收机,只需花1~2小时即可学会操作,但要解决GPS数据中出现的问题,就需要一定的理论水平和研究水平。也就是说操作越来越简单,而解决关键问题却越来越复杂。在引进和培养人才中,注意研究人才和实用人才的合理搭配,使人才的结构能够最大限度地发挥效能。就专业而言,主要引进和培养“3 S”及其集成的人才。与此同时,还要注意人才的知识和技能的及时更新。

3 测绘行业的主要技术政策

测绘高科技的发展,信息产业的迅速崛起,导致测绘行业摆脱经典的测绘产业的组织和结构模式,但今后在一定的时间段内,测绘新技术体系不可能完全替代测绘生产中的常规技术体系,即常规测绘技术仍将在测绘生产中占有一席之地。因此,测绘单位和测绘科技工作者必须把解决关键技术问题和常规测绘技术的改造放在主要地位,要在常规技术和新技术之间,建立起一种适合本单位实际的过渡体系。实现测绘生产从模拟向数字化的转变,不仅仅是将模拟图转换为数字图,而是实现基础地理信息从采集、存贮、管理到产品输出整个流程作业方式的改变,这种改变是系统的、整体的。所以,测绘单位必须进行总体规划、分步实施,作为一个系统工程全面加以实现。当前,测绘单位首先要全面完成常规测绘技术向数字化和自动化方向过渡的技术改造。

3.1 组建基础地理信息系统建立1∶500~1∶10 000各种比例尺地形图、地籍测量、地下管线

测量等需要的机助成图系统,应有数据库、图形库编辑功能,能够和野外观测电子手簿实现接口。只有这样,才能在新一轮的更新基本图中,全面实现航测数字化成图(局部地区不排除全野外数字成图),并建立全站仪、电子手簿在野外直接对数字地图进行修测(大面积集中修测亦可采用航测数字修测),使数字化成图一体化。各类工程图施测,建筑工程、水利工程放样,市政工程的定线以及各种工程的竣工测量等均应采用内外业一体化系统,其数据格式应与基础地理信息数据库接轨。

3.2 建立部门网络,实现资源共享盘片管理方法无法满足信息存贮、使用的要求,同时为避免出现磁盘数据损坏、数据丢失、新老版本数据混淆现象,应在生产管理部门、数字化内业生产部门、图档管理部门之间建成计算机网络,通过计算机图档管理系统实现数字化内业生产调图、归档到最终打印的自动化。为有利于生产方式从采集到管理的转换,应考虑建立本单位的局域网,实现各生产部门、生产管理部门、检查验收部门、图档管理部门之间的计算机网络互联,使各部门作业以数据流的方式进行运转。3.3 推广GPS定位技术的应用应用GPS定位技术为城市及各重点工程项目建立各等级的控制网和精密工程控制网,重点掌握静态相对定位原理、布网原则、精度要求和作业技术方法。学会网型的设计、仪器检验方法、外业数据采集和内业数据处理、坐标转换、平差计算等问题的处理。在城市规划管理、市政管理、交通管理、环境保护、灾害监测、气象学、土地管理等城市管理方面,GPS都有着良好的应用前景和市场机遇。

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随着知识经济社会的到来，全球经济一体化已是一个不可抗拒的趋势。进入21世纪的人类社会，无论是人类的生存环境，还是社会经济发展的运行模式，乃至人类的生活工作方式，都在发生着巨大的变革，现代交通工具和信息传播手段使地球变得越来越“小”了。在这种情况下，数字地球、数字区域、数字国土……无疑是人类社会实现可持续发展的一种必然的选择。数字国土的提出给大家提供了一个从国家的层次整合经济、社会可持续发展的地球信息获取、处理、分析和共享，发展地球科学、信息科学的机遇。

数字国土是国土信息化、系统化、虚拟化、可视化的复杂信息系统工程。通过数字国土战略的实施能够大大促进数字区域的形成和发展，以及信息科学技术与相应的产业发展，使区域在现代科学技术的竞争中处于有利地位。现代科学技术为实现数字地球、数字国土提供了的科学技术手段，就是全球卫星定位系统、卫星遥感和地理信息系统等先进的地球观测技术组成的地球观测系统，它提供了对整个地球系统进行长期的、立体的监测能力，为收集、处理和分析地球系统变化的海量数据提供了工具。

二、 数字系统内涵

国土资源是国计民生的根本依托，是经济社会可持续发展的重要物质基础。新时期 的国土资源管理工作，要以科学发展观统领全局，继续加强对国土资源的宏观调控，构建人与自然以及人与人之间的和谐，促进国民经济健康平稳地运行。RS、GIS、GPS为国土资 源的监测、规划、管理提供了先进的技术手段。目前，3S技术在土地、水文、矿产 林业等国土资源领域应用中取得了长足进步。综合国土资源监测与管理不仅涉及范围大、领域广、部门多，而且内容包括图形、图像、文字、表格、声音、实地录像等，只 有站在数字地球的高度，建立数字国土系统才能实现国土资源综合管理的现实需要。

数字国土是指在一定区域内，建立一个以空间地理位置为主线，将各类国土资源与环境信息组织起来并对其进行动态描述复杂的综合信息系统。数字国土是数字地球的体现和延伸，是数字地球的重要组成部分。数字国土工程的主要任务是实现为政府决策提供信息服务的实时性和为社会服务的广泛性，将已有国土资源信息进行分析筛选并将其数字化；建成基于GIS平台具有信息管理、综合分析和 评价功能的国土资源基础数据库、图形图件库；实现实施过程和调查结果的数字化和网 络化；建立资料汇总、交流和共享制度；向国家和社会提供国土资源的基础资料和相关信息。 信息是知识经济社会的主要经济资源，数字化是知识经济的物质形式。数字国土为 国家管理资源、发展经济充当参谋，也是实现国土资源管理工作信息化、现代化的重要 手段。

数字国土系统结构使它成为一个具有特定功能的信息系统整体。数字国土的功能是数字国土系统在内部关系和外部关系中表现出来的特性和能力。它可在数字国土系统与外部环境的相互作用中表现出来。数字国土的要素、结构、功能和环境之间存在着复杂的辩证关系，应对数字系统有一个整体全面的认识。

三、 建立数字国土是一个复杂的巨系统

为顺应经济全球化、全球信息化的发展趋势，为使国土资源工作更好地适应我国可持续发展的需要，总结国内外经济发展的经验教训，中央做出了抓好国土开发整治的重大决策。国土资源部将“加强信息系统建设，实现信息服务社会化”列为五大目标任务之一，并在全国第二次土地调查计划中设立“数字国土”工程，旨在通过信息基础设施建设，加速实现国土资源调查评价、规划、管理、保 护和合理利用的现代化，为全社会提供方便快捷的国土资源信息服务，充分发挥国土资源在国家社会经济发展中的基础性、公益性和战略性作用。实现对国土资源科学管理与规划，实施国土资源动态监测。动态监测的重要手段就是数字国土与卫星遥感。《中华人民共和国土地管理法》规定国家实行土地用途管制制度，其执行情况也依靠数字国土和遥感来监测。

简单地说，“数字国土”就是把国土方面的有关信息数字化，其本质上是一个信息系统，是“数字地球”在国土资源领域的应用和实现。它以国土资源为研究对象，以遥感技术、地理信息系统技术、计算机网络技术为支撑，融合多源、多分辨率数据，并可用多媒体和虚拟仿真技术对成果进行表达，具有空间化、数字化、时间化、网络化和可 视化的技术特点。

建立区域数字国土系统，并使其长期运行，要受到计算机硬件、计算机软件、数据、应用、人才、组织管理、宏观与微观环境等多种因素的制约，缺一不可。其中应用处于核心地位。系统所用计算机大都为通用产品，因此其技术集中于软件。这几个因素相互影响，不能只重视技术而忽视应用目标、数据收集、人才培养、组织机构之间的相互协调等非技术问题，否则就无法使系统长期稳定的发挥作用。建立本区域的数字国土系统，必须结合区域的实际情况、实力，有目的有重点的实施，不能脱离现实环境，应做好总体战略规划及分布实施的系统计划。它应是一个以人为中心、以各种技术为工具、以多种理论为指导、以信息为生命线、以实际应用为根本目的的复杂巨系统，而不单单是一个技术手段。

四、 数字国土系统的层次结构

数字国土包含着众多的层次不一的各类信息系统，组成系统的要素也是一类系统（子系统），系统的信息环境和结构又构成一个更大的系统。如各类地籍信息（如某一地区所有宗地的名称、位置、面积、界址、权属等信息）结合组成某地区地籍信息系统，土地利用现状系统、土地整理开发复垦系统、土地基本农田保护信息系统等。土地信息系统、矿产资源信息系统、基础地理信息系统等组成了数字国土信息系统。

由于土地具有一定的时空结 构、自然属性、经济属性和权能属性，可以综合运用现代遥感(Remote Sensing，RS)、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、地理信息系统(Geographic Information System，GIS)技术和计算机科学技术，以空间和属性数据库为基础对土 地资源信息进行存储、整理，根据国家有关法律法规，并按照土地资源管理的模式，建 立相关模型，完成查询、统计、分析、评价、制图等自动化功能，辅助国土资源管理部门工作人员进行管理决策。存储，实现土地资源信息的增删、修改、更新，为土地资源的开发利用提供查询、检 索、分析、评价、预测和规划决策服务的一种信息系统。因此，土地资源和地理信息系统是土地资源信息系统最为关键的特征。