导语：如何才能写好一篇地理信息科学的应用，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。
【叙事报告】
（一）课题研究背景及研究意义
选择这一课题，基于以下几点认识：
1.地理教学信息技术化的需求
2.高中地理新课程改革的需要
3.我校一级达标验收的需要
（二）课题研究的主要内容
（1）目前我校在整合方面存在问题的调查与研究
（2）整合环境下备课方式的探索和研究
（3）整合环境下的课堂教学各个环节呈现的基本特点
（4）整合环境下优化课堂教学环节提高课堂效率的主要方法
（三）课题研究的主要方法
1.调查法
（1）调查目前我校教师在学科教学与信息技术整合方面的现状；
（2）调查研究过程中教师的运用信息技术的水平与教学效果，搜集资料，了解情况。
2.个案研究法
选取不同类型的研究对象进行信息技术学科教学整合的课堂实例个案研究。
3、行动研究法
以解决实际问题为目的的研究，就是要创造运用理论解决实际问题，自然条件下进行实践，并对实践进行不断的反思，通过计划，实践，观察，反思四个步骤进行。
4、文献法
（四）课题研究的实施步骤
本课题研究的思路是通过计划、调查、实践和总结反思等几个环节，运用调查研究、文献研究、行动研究、案例研究等方法，积极开展以课堂教学为切入点和突破口，在信息技术和学科的有效整合方面的研究，得出具有推广价值的一般规律和方法。从课前备课、课堂上师生的双边活动等方面入手，改革传统课堂的授课模式，解决好主体和客体、手段和目的、预设和生成等之间的矛盾，力争使整合达到最佳结合点，提高课堂效率，提高教学质量。
【正文】
一、问题的提出
二、理论依据
1.教育人本论
2.以学生全面发展为本的理念
3.探究学习理论
4.合作学习理论
5.终身发展的理念
三、预期的目标
课程整合成败的标准是什么？就是要看信息技术与地理课程整合后是否提高了教学效率，是否优化了教学活动过程，是否更好地实现了教育教学目的。这也是信息技术与课程整合的本质核心和出发点。
本文所提出的“信息技术合作探究”教学模式，不仅能激发学生对地理问题的兴趣，而且还能利用网上丰富的教学资源，培养学生学习地理的能力，鼓励积极探究，形成主动学习的态度，从而培养具有自主学习能力及合作探究能力的学生，培养学生的创新精神和实践能力，体现以学生为本的新教育理念。
四、操作步骤
信息技术与地理学科课程整合的应用模式研究之“网上自主合作探究”模式，主要由趣味导课、网上学习、合作探究、组间质疑、评价激励等环环相扣的五个环节组成。
五、操作策略
1.趣味导课
该过程的设计是将本节的内容与颇有情趣的事例相结合，根据教学目的、内容、要求来设计最恰当、最生动的导入形式。且不可为使学生产生兴趣，离题万里，也不可耗费过多的笔墨冲淡教学；另外最好选择学生熟悉的话题。
主动学习的态度，从而培养具有自主学习能力及合作探究能力的学生，培养学生的创新精神和实践能力，体现以学生为本的新的教育理念。
2.网上学习
该过程包括两步：
①学“图”：最好以小组合作的方式利用现有的网上资源、地图或多媒体课件演示、组织、帮助学生读图、填图、回答问题。落实地理事物的地理位置，形成空间概念。
②学“文”：在学图的基础上带着问题自学，小组间通过讨论、探究的学习方式合作完成自学提纲。在此阶段注意“图”简单，不宜过多。“文”中的问题不宜过难，要有剃度，而且少而精，面向全体学生。
在信息技术组合教学中尤其显得重要，以下是《人类与环境》一章中“环境和环境问题”的教学流程设计：
标题第十一章人类与环境第一节环境和环境问题
总结、练习(环境问题是指人类赖以生存和发展的地理环境，由于人为或自然的原因出现了影响人类生产和生活、甚至生存的种种问题。)
3.合作探究
在学习的过程中，充分调动学生已有的知识经验，并充分利用网页、地图等工具，共同探究问题的答案。这样，不断培养学生的合作能力，以学习能力强的带动学习弱的学生；小组同学共同学习、共同进步。老师以适当的语言激励学生组与组间竞争，培养学生竞争意识。在讨论的氛围中，使学生学会与他人相处、相容。
4.组间质疑
小组讨论提出代表性的问题，但不可与本节无关，其他同学讨论回答，这时教师选出全班同学都可参与的问题。我们所教的对象来自社会，最终还是返回社会实践中去，这就决定了我们的教学一时一刻也不能离开社会实践或创设一种模拟社会生活氛围。与此同时，还尽量使全体学生都能参与活动，避免出现少数参与、多数旁观的现象。
5.评价激励
在学生回答问题正确或基本正确时，给学生适当的肯定，激励学生的学习热情，评价组间协作的好与坏，是否带动本组同学的学习，鼓励学生以小组为单位进行竞争。
六、模式的评价
“信息技术与课程整合”为课程改革的实施提供了强有力的支撑，过去存在的难以在学科教学中面向全体学生、因材施教、师生互动、个性化学习等问题，都可以通过“整合”手段加以解决；同时，新课程的学科课程的基本理念又为信息技术与学科整合提出了理论性指导，整合的思想，是以整体的、联系的、发展的、变化的观点去分析、研究、解决学科教学中的问题，从而克服过去教与学的矛盾，使教师、学生、资源、信息技术等呈现出有机融合相互促进的态势。
当然，该模式作为一种新型教学模式尝试性的探索，还有待于进一步实验，修改和完善。不过我相信，在全体地理组教师富有创造性的努力下，通过整合可以逐步真正实现教学目标的综合化、教学过程的民主化、教学方法的多样化、教学技术的信息化和学生学习的自主化合作化，学生的学习方式将得到全面深刻的改善，从而使素质教育下的地理学科教学和课程建设得到突破性进展和创造性的建树。
参考文献
[1]钟万书.《现代信息技术与传统地理教学的有机整合》
[2]祝智庭.《信息技术在课堂教学中的作用模式：理论框架与案例研究》
[3]米竞.《必然抉择：信息技术与学科整合》中国电化教育
[4]李子运.《信息技术与课堂教学的整合》中国远程教育
[5]李克东.《数字化学习——信息技术与课程整合的核心》电化教育研究
[6]何克抗.《关于信息技术与课程整合的理论思考》中小学电教
[7]钟爱群.《信息技术与地理教学的整合》《大连教育学院学报》
关键词：地理信息系统（GIS）；环境科学；开发应用
地理信息系统在很多领域都得到了非常广泛的应用，在环境科学研究当中也不例外，地理信息系统在很多方面都有着非常大的优势，尤其是在数据的采集和处理环节，在环境研究当中，我们必须要采取有效的措施对其加以科学的应用，只有这样，地理信息系统的优势才能得到更加充分的展现。
1GIS技术及其特点
1.1数据输入
绝大多数GIS系统都有强大的数据采集功能，支持多种格式的输入输出，主要包括手扶跟踪数字化、图形扫描、终端键盘直接输入、现成数字化数据的录入和转换等。
1.2数据处理
GIS对图形数据和属性数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据匹配等，最终形成具有拓扑关系的数据库。根据GIS对空间数据处理方式的不同，可以分为栅格数据（GRID）、二维拓扑矢量数据、数字高程模型（DEM）、不规则三角网（TIN）、三维模型和时序模型等。
1.3图形文件生成与输出
GIS具有很强的图形显示与地图制作功能，例如ARC/INFO中的ARCPLOT模块，带有丰富的符号库和造色方式，可根据用户需要设置符号和颜色，并根据编辑好的空间数据分层选择，通过逐层叠加形成各种专题图。显示和校正好的图形，可通过打印机、绘图机等设备输出。
1.4模型开发
很多GIS系统在应用的过程中都具有自己的系统开发语言，用户在对系统进行应用的过程中可以充分利用系统开发语言建立一个自己需要的模型，同时还能让模型在GIS系统当中运行，这样也就能够使得GIS和应用模型合为一体，这种功能也为GIS和环境模型的结合提供了非常大的便利。
2GIS在环境科学中的应用领域
2.1环境信息系统
在政府环保部门的工作当中需要有非常多的环境信息作为工作正常开展的基本条件，这些环境信息的种类比较繁杂，同时在工作中还需要对信息进行采集、处理和统计分析等等，这样一来也就构成了非常琐碎和繁杂的业务，传统的环境信息数据库因为空间上存在着一定的不足，所以也没有办法对环境空间进行全面的管理分析。而GIS技术在环境管理中使得自动化水平有了非常显著的提升。它主要借助分析数据的空间分布和监测信息的时序变化来对数据进行比较分析，这样也就可以对信息进行交换，从而使得很多比较抽象的信息变得更加的具体，给工作人员透彻正确的理解信息提供了非常大的便利。同时也能够根据要求做成不同的图标来展现。
我国从20世纪80年代开始对GIS技术开展了全面的研究，它结合了遥感技术在环境问题监测方面发挥了重要的作用，这一技术的应用使得数字地图得以实现，同时在这之后也开发出了很多不同层次的环境信息系统。
2.2环境质量管理系统
环境质量管理的过程中主要的目的就是对环境的质量进行监督评价，主要有污染物排放情况的监测和环境质量状况的检测。通常它都要按照环境的诸多要素来分项目对其加以处理。主要是由不同级别的监测站开展日常的监测工作。是环境变化趋势分析过程中必须要有的一个基本的数据。因为污染物排放口和环境监测点在空间层面上存在着一定的特征，GIS技术可以在数据的处理、管理和保存等方面创造非常好的条件。环境信息也逐渐走向了标准化，这样也就使得环境质量方面的信息更加的生动直观。此外我国的很多城市在发展中都设置了空气质量周报的活动，一些城市还进行了空气质量预报活动。借助一些先进的环境模型，在GIS二维矢量数据的基础之上，开发GIS分析模型，充分利用其可视的优势，这项工作的改进和完善将对我国环境工程建设产生非常重大的影响。当前很多城市已经开始研制在GIS基础上的环境质量信息系统。鉴于我国当前的环境现状，这项技术一定能够创造出非常好的社会效益和环境效益。
2.3城市与环境规划专家系统
环境规划是环境决策支持系统建设中一个不容忽视的环节，它主要是借助城市发展过程中区域或者是流域的资源、人口以及经济等诸多方面的基础数据，充分结合社会发展的基本规律和环境质量方面的转变制定城市、区域和流域的环境规划，在这样的情况下也就能够给政府的科学决策奠定良好的基础。在工作中要对模型进行分析、评价和识别，同时还要建立一个环境质量模型，并对其的不足进行改进和完善。
2.4环境影响评价
环境影响评价是保证社会建设和环境保护始终处在一个协调发展状态的重要制度，对所有改建或者是扩建的项目对环境可能会产生的影响要进行全面的评价，同时还要在这这一过程中采取有效的措施减少这种不利的影响，这也是环境影响评价中最为重要的内容。使用GIS的空间分析功能，我们可以建立项目对环境影响评价的模型，同时GIS还具备非常好的数据分析和处理的功能，这对环境评价工作而言有着十分积极的意义。此外模型还要和GIS技术有机结合在一起，提高集成化和可视化的水平，这样就可以在污染物流体空间层面做好模拟工作，它对提升环境影响评价工作的质量有着十分积极的意义。
GIS和环境模型的充分结合将成为GIS技术开发和应用的一个最为重要的发展前景，尤其是要加强对GIS三维、是虚化和动态模型显示的功能进行开发和建设，它对环境影响评价工作而言有着十分重要的作用。GIS用户界面非常友好，同时数据共享十分的彻底，空间分析操作的流程也不是十分的繁琐，总体的分析结果显示更加的生动和清晰，这样也就在视觉效果层面有了非常大的改进，模型的功能也会在这一过程中大大的改进。
2.5城市管网和污水处理厂的设计与管理
城市排水管网和污水处理厂所组成的一个统一的系统在设计和运行管理上都是非常复杂的，GIS数据输入、查询和管理以及输出等可以发挥出其非常大的优势，城市排水管网的规划设计和管理都能通过GIS技术来建立模型，网络分析技术也在GIS技术的作用下得到更加充分的发挥，其优势也会得到全面的展现。此外，将河流水质模型和其他的规划模型也应用到GIS分析模块之后，就可以建立一个功能性非常强的决策支持系统，它可以对城市区域的划分和污水厂的选址提供决策支持。
结束语
GIS所提供的崭新的操作空间数据的环境，可以很好的实现数据与底图相连接的地图编辑、建立拓扑关系、数据管理、空间分析和输出显示，并具有方便的数据传输、共享以及强劲的模块扩展功能。GIS技术在环境科学领域的应用方兴未艾，我国在该领域正进入正规化发展的新阶段。当前应该充分利用国内外成功的应用范例，开发与扩展GIS的应用系统，加强GIS中分析模块与环境模型的结合与集成。随着GIS技术的发展，特别是在图象处理、数据三维化及其与RS和GPS技术结合等方面的进展，预期GIS在环境科学领域中的应用将很快进入迅猛发展阶段。
[1]姚申君，吴健平，易敏，於家.GIS在环境影响评价中的应用[J].环境科学导刊，2007（6）.
[关键词]信息论与编码；CDIO；教学探讨；教学理念
信息论与编码课程是我校信息与通信工程专业重要的专业基础课程之一，是一门运用概率论和数理统计等数学工具来研究各类通信系统的一般规律以及通信系统各组成部分统计特性的综合性强、涉及学科广泛的课程。其教学过程既需要学生掌握高等数学、概率与数理统计、随机过程等基础课程，还需要学生掌握信号与系统、数字信号处理以及通信原理等专业基础课程，该课程组成和其他课程的关系如图1所示。
信息论是现代信息科学的重要组成部分，是现代通信、信息技术飞速发展的理论支撑。人们运用信息论这一工具来认知世界，不断探索系统的存在方式和运动的变化规律，促进了多个学科领域的飞速发展。
信息论与编码课程的学习要求学生具有良好的数学基础。课程涉及积分运算，矩阵运算，群、域、环的概念和理论，数值分析的理论，计算机迭代算法，香农三大定理的证明等，几乎涵盖了理工科学生所学的全部数学知识。同时课程中很多概念非常抽象，比如信息、自信息量、平均互信息等，为教学带来了很大困难。教学过程中学生普遍反映公式定理繁杂枯燥难懂，内容概念抽象难以理解，学习兴趣不高。本教学小组尝试将CDIO理念[2]引入信息论与编码课程教学实践中，积极探索并设计出新的有利于促进学生自主学习，提升其创新思维和工程实践能力的全新教学模式，以提高人才培养质量。
一、CDIO工程教育模式的引入
CDIO是际工程教育改革的最新成果[2]，至2016年，已有几十所世界著名大学加入CDIO组织，采用CDIO工程教育理念和教学大纲，取得了良好的教学效果。2016年1月8日至9日，“全国CDIO工程教育联盟”成立，由此拉开了以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式改革的序幕。
CDIO工程教育理念的引入就是为了打破传统的教育方式中重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新能力的培养等弊端，培养具有较强的工程实践能力、创新能力、团队精神、沟通能力的全面发展人才。CDIO体现了系统性、科学性和先进性的统一，代表了当代工程教育的发展趋势。
CDIO包括三个核心文件：一个愿景、一个大纲和十二条标准，CDIO教学大纲包括四个层级，如图2。
作为成熟的工程教学模式，CDIO制定了十二条标准，为CDIO的改革提供了评价标准和实施指南。
CDIO工程教育模式的本质是“实践中学习”和“基于工程的教育”的集中体现，可有效解决工程教育中理论学习与工程实践失衡的问题；注重培养学生主动学习、综合实践和创新能力，强调团队协作意识的培养。CDIO工程教育模式并没有针对各个专业给出相应的教学标准，它为我们提供的是一种方法论，为教学模式改革指明了方向。
本文试图将CDIO理念运用于信息论与编码课程的教学中，探究基于CDIO理念的信息论与编码课程教学方法。解决传统教学的弊端，调动学生学习的能动性，培养学生的团队意识、创新能力，提高学生的综合素质。
二、CDIO理念指导下的课程教学特点
通过对CDIO三个核心文件――一个愿景、一个大纲和十二条标准的学习，本文认为在CDIO工程教学模式指导下的教学实践具有以下特点：
（一）突出工程实践
CDIO教学模式的核心思想是“实践中学习”。即从完成工程项目中学习，不断总结实践中的经验，将理论与实践联系起来，做到知与行的结合，将直接经验（实践）的获得与间接经验（理论教学）的学习相结合。
因此，在信息论与编码课程教学设计的过程中，教师要注重工程实践的设计。比如要求学生自己设计一个特定的通信系统，并且给出其信道容量；鼓励学生将书本知识转化为解决工程问题的方法，并将实践所获得的知识与经验有效运用于理解书本知识。
（二）强调相互关联
CDIO标准中的背景环境强调关联性，这是CDIO非常重要的方法论。学生通过完成项目，总结归纳解决问题的理论支撑，在加深对书本知识理解的同时也提高了解决问题的能力。这种能力不是知识的堆砌，而是知识在实践中的升华，体现了“实践中学习”的本质。
因此，基于CDIO理念的信息论与编码课程在教学过程中工程实践（研讨、文献阅读、仿真实验等）和理论知识学习的设计与组织强调相互关联、相辅相成，将琐碎的知识点通过项目实践串联起来，完成项目的同时加深对知识的理解。
（三）体现主观能动性
CDIO工程教育模式强调在教与学过程中以学生为中心，以此来调动学生学习的积极性和主动性，这和建构主义理论不谋而合。
因此，基于CDIO理念的信息论与编码课程教与学的过程要充分激发学生的学习热情，引导学生自主学习。学生主动建构知识将取代传统的以教师为主的知识讲授。
（四）强调宏观整体化
CDIO标准在课程设计和教学手段方面都体现了整体观念，实质上体现的是系统论的核心思想。
因此，基于CDIO理念的信息论与编码的教学课程设计要立足于整体，注重各知识点之间的关联，将教学内容优化整合，体现一体化，以达到最优的教学效果。
（五）评价方式多元化
依据CDIO的十二条标准，教师应采用与之相适应的考核方法来评价学习效果。
因此，基于CDIO理念组织的课程教学在评价考核方面应具有多元化特点。其中，包括考核手段多元化和评价主体多元化。
三、CDIO理念指导下的教学活动模式构建
CDIO理念下的教学活动设计和组织是在“实践中学习”理念的指导下，基于项目实践进行的。学生在完成项目的过程中能更加深入地理解理论知识，同时提升将理论应用于实践的能力。
因此，CDIO理念在信息论与编码课程教学中的应用是以学生为主导、以工程实践为导向、以项目为驱动，在完成项目的过程中加深对知识的理解，再将积累的知识用于解决工程实践问题。
基于此，教学组进行了课程教学活动组织模式的架构和课时分配。
（一）课程教学活动组织模式的架构
结合信息论与编码课程内容的特点，教学组构建了课程教学实施过程中各知识模块通用的教学流程模式，如图3。
知识讲解环节不再是传统教学的灌输模式，而是针对学生自主学习时的盲点或理解不正确的地方进行详细重点的讲解，自主和互动式学习将提高学生学习课程的积极性和主动性。
以“教”为中心的教学，缺乏自主创新意识，难以调动学生学习的能动性，学生无法感受学习的乐趣以及解决问题的成就感。因此，一级实训项目以个人独立完成的形式进行，主要完成文献阅读、撰写读书报告、总结归纳自主学习过程中的y点疑点等任务。
在一级项目和二级项目中，教师要将高级编程语言（C/C++、Java等）、仿真软件（Matlab）和信息论与编码课程结合起来开展适当的实验教学。例如在第8章和第9章中利用C语言来实现Huffman编码、Fano编码、卷积码、循环码的程序设计及调试工作；在第6章中，可设计通过Matlab仿真软件来验证采用不同的译码准则得到的平均错误概率等实验。这样的实验教学不仅让学生加深了对理论知识的理解，还锻炼了学生的编程能力，有利于激发学生学习的主观能动性，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
最后，教师将每组总结的疑难问题和重点知识进行整理，对整节课知识进行系统化梳理总结。
（二）课时分配
CDIO工程教育模式的本质是“实践中学习”和“基于工程的教育”的集中体现。从信息论与编码课程的内容来看，其强调基础性和实用性，包括信息论基础知识（理论）和香农三大定理（实践）两大部分内容。该策略不适于信息论基础知识（理论）部分的学习。因此，基础知识部分的学习采用教师讲授的方式进行，而香农三大定理（实践）部分采用CDIO模式进行。
结合信息论与编码课程课时的安排，以两个教学周为一个学习任务周期来分配课时。
四、教学评价方式
课程教学评价是教学活动中的重要环节，既具有反馈功能，又具有导向功能。CDIO理念强调学生综合能力培养，该观念贯穿课程设置和教学过程的始终。因此，评价方法要能客观全面地衡量学生的综合能力。
基于此，信息论与编码课程的考核用“多样化、多角度全过程考核，多元化全方位评价”的方式，教师评价、小组互评和学生自评相结合。教师是教学活动的组织者和指导者，教师评价可以客观、全面地把握学生整体的学习情况。小组间互评可以激发竞争意识以及各组内成员间的交流互动。个人自评有助于学生进行自我反思和总结，评价内容多元化，不再拘泥于单一的笔试，而是将阅读笔记、小组讨论、专题研讨、论文撰写均作为评价方面。
学生成绩=期末笔试（60%）+课堂互动交流（15%）+实验报告（论文、阅读笔记）撰写（15%）+小组研讨（15%）+创新性（5%）。为了充分调动学习过程中学生的积极性，对于有创新观点的学生可以额外加分。期末笔试可以考查学生对于理论知识的掌握；实验报告（论文、读书笔记）的撰写则可体现学生的实际动手能力及知识的运用能力，很好地反映学生熟练应用软件的程度。
关键词高中地理；多媒体；Flash
中图分类号：G633.55文献标识码：B
随着网络技术的不断普及，多媒体逐渐出现在各个领域中，不论是在人们的工作中还是学习中，都发挥着关键性的作用。随着多媒体技术的日益成熟，在教学领域中的作用日益突出。多媒体本身作为一种先进的教学手段，集动画、图像、声音、文字为一体，并借助一些软件将这些原本分开的东西有机地结合在一起。多媒体本身的优点比较突出，尤其是它技术鲜明、清晰的图像给学生一种很强的视觉冲击，对于这种教学方式学生会比较感兴趣。将多媒体技术与高中地理课程相结合，不仅可以实现理论与实践相结合，而且巧妙地解决了一些在高中地理教学中存在的问题，有效地提高了高中地理教学水平。
1将多媒体技术应用于高中地理教学中的注意点
运用多媒体不能降低教师的主导地位多媒体是作为教学的辅助工具，并不是完全代替教师进行教学。合理地运用多媒体，可以更好地激发学生的学习兴趣，在课堂上活跃课堂气氛，从而使得课堂更加有序地进行。但是运用多媒体需要有一个度，教师不能说自己就不上课，完全用多媒体展示需要学习的内容，学生看久了大屏幕眼睛自然会觉得很疲劳。长此以往，完全使用多媒体教学而忽视教师自身的讲解，对学生的学习也是没有帮助的。毕竟教师一直处于教学中的主导地位，这个主导地位并不会因为什么的加入而改变。因此，教师在教学过程中，通过对教学过程的设计和灵活多变的操作，使多媒体发挥出最佳的教学功能，尽可能避免出现教师成为多媒体解说员的现象。
根据教学选择恰当的多媒体由于高中地理教学的特殊性，并不是所有的教学内容都适合用多媒体来讲。因此，教师在设计PPT的时候，需要慎重考虑教学内容，如果在多媒体中处理不当，甚至会在教学中引发很多不必要的问题。比如在课堂上讲解“三圈环流”的问题时，运用多媒体动画来教学并不一定能达到最佳的教学效果，此时运用板书起到的效果可能更好，一边画图一边讲解，带领学生一起思考，层层深入，从而让学生更加清楚地明白三圈环流的原理。
2多媒体在高中地理教学中的具体应用分析
运用多媒体提高学生学习地理的兴趣兴趣和爱好是最好的老师。如果学生自身对地理这门课程就很感兴趣，那么他们在学习的时候自然积极性就很高，在上课的时候也会很配合教师的讲课，在与教师共同探讨的过程中，他们自身学习的知识也在不断增加，学习能力也会有所提高。在课堂上使用多媒体，多媒体展示出来的内容形式多种多样，不仅包含动画、图像，还有视频，多种展示形式更富有新鲜感，在某一种程度上更加吸引学生的兴趣。比如在教学“地壳运动”时，教师可以将火山爆发的情景运用多媒体Flash直观演示出来，让学生对于难以理解的地壳运动可以直观地看到，加深学习印象，提高学习兴趣，也使整个教学过程变得更加生动活泼，活跃了课堂气氛，提高了学生的学习兴趣。
运用多媒体教学培养学生的识图和读图能力在运用多媒体教学的时候，经常性地会在大屏幕上出现很多的图表和地形，这也是地理这门课程的基本要求。学会正确地识图和读图也是对学生的基本要求，作为学习地理的一项基本技能，学生能不能掌握这一项技能直接影响到他们在地理这门学科上的学习。在地理教材中的一些运动过程和图形相对是“死”的，学生很难掌握和理解。因此，教师必须借用多媒体来展现这些抽象的画面，从而让学生更加清楚地明白、理解。这样就会大大提高学生识图和读图的能力，久而久之，在面对一些实际的地理问题时，学生也会运用这种能力来问题，举一反三。这样不但丰富了学生的知识，也在一定程度上提高了学生处理问题的能力。
多媒体教学提高了学生的观察和创新能力地理教学不仅仅只局限于教师的讲课，在条件允许的情况下，还可以尽可能多地提供一些实践的机会，这样对学生个人的学习来说会有很大的帮助。比如布置一些课外作业，让学生自己动手制作一些地理图形和表格，在课堂上请一部分学生在讲台上讲解自己是如何作图以及在作图的过程中发现的一些问题，都可以与老师和同学一起探讨，通过运用多媒体和自己讲解，必然印象也会更加深刻。学生以一种宽松的、愉快的、好奇的、探索的心理进入课堂学习，这样就有利于吸引学生的求知欲和注意力，激发学生的想象空间和思维空间，同时在一定程度上提高学生发现问题、解决问题的能力，在很大程度上提高教师的教学效率。
3结语
多媒体是信息技术发展下的产物，也是适应时展必须使用的一种工具。在高中地理教学中运用多媒体教学，优点与缺点并存，但总体还是优点多于缺点。这就要求教师在教学过程中合理应用多媒体，充分发挥多媒体的优势，改善教学效果，从而不断提升高中地理教学水平。
[1]周冬云.多媒体技术带来了地理教学的春天[J].中国信息技术教育，2010（4）.
[2]杨佩芳.浅谈计算机辅助教学在地理教学中的作用[J].新课程：教师，2010（1）.
1.1地理信息科学专业学风建设的劣势
1)缺少有影响力的学术带头人。地理信息科学专业的青年教师占多数，基本上都是从学校毕业就直接来校任教，缺少教学、科研的经验与积累，在教学与科研的双重压力下负担较重。因为地理信息科学专业没有知名度较高的学术带头人，在教学上未能形成鲜明的专业特色，与专业的办学历史不符，在科研上也没有确定某一明确的方向，各位教师各自为政，单打独斗，不能形成具有战斗力的教学科研团队，无法实现1+1>2的整体涌现性。
2)生源质量不高，师生双向不满。地理信息科学专业与城乡规划、土木工程等专业相比，录取分数线较低，由于社会大众对该专业不熟悉，往往招收的大部分学生都是在其他专业录满后调剂过来的低分生，生源的质量较差。因此，学生从入学开始就对专业不认同，缺少学习动力，这样在某种程度上也影响了教师的上课热情。学生抱怨教师工作不敬业，教学不投入、能力差，教学手段单一，讲课不生动。教师抱怨学生学习不认真，没有明确的学习目标，学习态度不端正。
3)课程设置不科学。地理信息科学是依托测绘工程而创办的专业，地理信息科学和测绘的专业课程各占50%，虽然拓展了学生的就业面，由于课程之间衔接不紧密，学生所学的地理信息科学专业课程不完整，尤其是开发类课程较少，使得地理信息科学专业的学生与测绘工程专业的学生相比，在测绘能力方面处于劣势，与中南大学、湖南科技大学等高校的地信专业学生相比，开发能力较弱，学生容易产生厌学情绪。毕业后绝大部分学生只能胜任数据处理工作，只有少数学生能够从事GIS开发方面的工作，限制了学生的全面发展。
1.2地理信息科学专业学风建设的机会
1)社会对高素质地理信息科学专业技术人才需求迫切。随着地理信息产业的高速发展，我国地理信息产业的总产值以30%以上的速度增长，到2012年就已突破2000亿元。产业的发展，促进了社会对地理信息科学专业人才的需求，特别是即懂技术又懂应用的中、高端人才。
2)院校领导重视。近两年，地理信息科学专业得到了学校、学院各级领导的重视，学校成立了湖南省城市规划信息技术高校重点实验室，地理信息科学专业的教师都是实验室成员，将地理信息科学专业的发展与城市规划相结合，为地理信息科学专业学风建设提供了平台。
1.3地理信息科学专业学风建设的威胁
1)社会环境影响。市场经济的发展为学生学习提供了优越的物质条件，但是也带来了一些负面影响，“读书无用”、“一切向钱看”等思想在大学生中普遍存在，使得一部分学生在学校虚度时光，沉溺于网络游戏中的虚幻世界，没有学习目标。
2)校园氛围影响。湖南城市学院是一所处于转型期的地方二本院校，学校在教学与管理方面并不能完全适应社会需求和学生的发展。校园的学习氛围不强，“功利主义”、“拜金主义”、“享乐主义”在校园中广泛存在，这些不良风气影响了部分学生的学习情绪，改变了一些学生的价值观，阻碍了优良学风的形成。
2学风建设改革措施
学生是学风建设的主体，教师在学风建设中起主导作用，而专业是学生学习的基本单位，专业学风对学校、学院和班级学风，以及学生个人都有非常大的影响。因此，可从如下几个方面进行地理信息科学专业学风建设改革。
2.1以思想教育为切入点，确定学生的主体地位学风建设的关键是解决学生学习的思想问题，通过主题班会、一对一交谈等思想教育形式帮助学生树立正确的人生观和价值观。
2.2做好入学教育，培养学生的专业认同感新生对专业不了解，大部分学生并没有将地理信息科学专业作为第一志愿填报，因此，在入学教育时将专业介绍和学风建设的教育作为重点，使学生从了解专业到热爱专业，以积极的心态面对学习。班主任、辅导员和专业教师应根据不同的学生，采用具体的方式，尽快确定学习目标，以激发学生对专业的学习兴趣。
2.3以科学的管理制度，促进专业学风建设制定具有可操作性的奖惩制度、考试管理制度、计划管理制度、教学过程管理制度、质量管理制度等，保证地理信息科学专业的教学工作有步骤、有计划地进行。通过这些制度规范师生的行为，做到有章可循，更利于形成公平竞争的环境和良好学风。
2.4深化教学改革，培养学生的创新意识地理信息科学是一门交叉学科，知识更新快，应按其知识体系设置专业课程，厘清各门课程的关系，保证本专业的学生能够掌握数据采集、数据处理、系统开发与应用等不同环节的知识。把握社会对技术更新的需求，及时调整教学内容，将市场急需的、先进的科学技术传授给学生。通过大学生导师制，以大学生创新性项目和开放性实验为载体，培养学生的创新意识和学习主动性。
2.6开展积极向上的文化活动，营造良好的学习氛围围绕学科专业，开展丰富多彩的文化活动，如GIS文化节、GIS技能大赛、学术讲座等，让学生尽快融入到大学生活中来，同时也拓展了学生的视野，激发了学习的热情。
3结论
1、地理科学在科学体系中的地位
钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了总结全人类研究的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设,下面分别表述原著与解解的内容。
钱学森将当今人类对科学知识的体系,分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读,可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象;而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象;建筑科学界于客体与主体科学之间;军事科学实际上是指谋略科学(包括经济、政治、军事等),是在掌握所有科学基础上的智慧较量;美学是纵贯于各个学科的;数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。
在五个开放的、复杂巨系统中,地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列,其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的“理”都是指研究的“规律”。
钱学森提出的社会主义总体设计部中,除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外,特别提出地理建设,笔者将其修改为地理系统工程,并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。
2、地理信息科学
随着航天技术的迅猛发展,来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加;随着计算机技术的迅猛发展,处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生,使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展,带动了整个地理科学的建立与发展。
随着遥感信息的大量获取,数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类,使用的数学工具主要是数理统计的方法,把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量;物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因,因此采用反演的方法,使用辐射传输方程为主的数学工具,事实上不承认地理现象的不确定性;大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息,快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统,其信息量远不可与遥感信息量比较,地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息,与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合,也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合;确定性与不确定性(包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性)辩证统一;图像与方程(一个像元或一个图斑、一个方程)耦合;抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型[7-9]。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。
3、地理系统工程
地理系统工程当前尚未被广泛认识,已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时,必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立,可以进行定量预报和回溯,因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面,这8个方面是互动的。中国的人口问题、西部开发问题、21世纪水资源问题、能源问题、洪旱灾害问题、环境问题、生态农业问题、城镇体系问题、基建布局问题、产业结构动态调整问题以及相互之间的协调发展问题,无不属于地理系统工程。
地理现象是复杂现象,地理系统是开放的复杂巨系统。当研究西部开发时,如果国家各个部门各行其是,石油开发只考虑石油开采与输送管道;交通只考虑公路建设;铁路只考虑铁路建设;水利只考虑南水北调问题;城镇建设只考虑城市规划等,那么整体的西部地区有可能产生许多事倍功半的现象,例如修了公路没有物资运输;城市居民结构不尽合理;劳动力与产业结构不配套等。钱学森的社会主义总体设计部就是要把地理系统工程与政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设系统地结合起来,地理系统工程仅是其中的一个子系统。而人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业是地理系统工程中的子系统。
4、理论地理科学
地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段;另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8],为理论地理科学奠定了坚实的基础。
理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论;其次是地理类比的广义相似理论;第三是一般地理复杂模型理论与地理数学;第四是地理数学在部门地理―部门子地理系统工程与区域地理―区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究,那么就失去了理论意义。
如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑,研究理论地理科学也是空想,然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术,理论地理科学的建立指日可待。
5、地理科学在可持续发展信息社会中的作用
地理学的发展经历了“地理环境决定论”、“人类中心主义”,然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的,按照发达国家的水平,一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现,人类一方面需要依靠科学技术开发资源,如太阳能的利用,靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射,靠纳米技术直接转化太阳能为电能;另一方面是靠信息技术节省资源、能源,如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一,靠航天技术获取外层空间信息源,靠计算机技术建立信息网络。由此可见,地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用。随着地理信息科学的发展,地理系统工程与理论地理科学的发展,将为国民经济的主战场做出重要的贡献。
由上分析,可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识,地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分,因此本刊更名为“地理与地理信息科学”是适时的,是既有继承性又有发展性的;是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁,切不要轻视技术,高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。
参考文献:
[1]钱学森,等.论地理科学[M].杭州:浙江教育出版社,1994.1-325.
关键词：一带一路；西部；地理信息科学
引言
“一带一路”战略与西部发展的内在联系
中国西部是“一带一路”战略的重点区域，在《愿景与行动》中已经突出强调了西北地区作为丝绸之路经济带上重要的交通枢纽作用，建成面向中亚、南亚、西亚国家的通道、商贸物流枢纽、重要产业与人文交流基地。西南地区是形成21世纪海上丝绸之路与丝绸之路经济带有机衔接的重要门户。随着一带一路发展战略的实施，西部地区将成为我国对外开放的前沿，两者的内在联系突出表现在以下几个方面。
西部将成为开放前沿
近年来，随着西部大开发战略实施的深入，西部地区发展显著加快。2014年，国务院相继批复设立陕西西咸新区、贵州贵安新区以及成都天府新区三个国家级新区。目前，我国西部地区的国家级新区已达到5个，分别位于重庆（2010）、甘肃（2012）、陕西（2014）、贵州（2014）、四川（2014），体现出国家发展战略的整体向西。然而，由于发展基础、地理区位等限制，西部地区的整体发展与东部仍然存在一定的差距。“一带一路”战略将构筑新时期我国对外开放的格局，是西部地区跨越发展的新契机。在“一带一路”战略的支持下，西部地区能够形成贯穿中西的对外经济走廊，建立全方位对外开放格局，真正实现东部西部的均衡发展。
西部在“一带一路”设施联通中具有重要的区位优势
“一带一路”以交通运输为纽带，贯穿亚欧非大陆，一头是活跃的东亚经济圈，一头是发达的欧洲经济圈，中间广大腹地国家发展潜力巨大，对基础设施建设的需求旺盛。“一带一路”的关键是交通节点的打造以及交通服务的一体化，通过促进互联互通以及通关便利化，能够大力开拓“一带一路”沿线国家的市场，发展运输服务贸易。西部地区在“一带一路”的设施联通中具有重要及独特的区位优势，如从重庆出发，经西安、兰州、乌鲁木齐到达俄罗斯、白俄罗斯、波兰、德国、比利时的渝新欧国际铁路，一直由于铁路轨距等原因，造成运输线路的长期不通畅。因此，设施联通需要因地制宜，充分考虑沿线国家多沙漠戈壁、高山峻岭的实际环境情况，开发具备高技术含量、统一技术标准的设施联通网络，最终实现“一带一路”区域交通一体化。
西部是“一带一路”能源开发与合作的重要契合点
我国所在的东北亚地区是全世界能源需求量最大的地区之一，能源领域的合作是一带一路的重点区域。“一带一路”沿线国家资源要素禀赋各异，与西部地区众多产业存在优势互补与互利共赢的合作空间。目前，我国油气资源进口的主要通道是马六甲海峡，存在一定的能源安全隐患。“一带一路”战略将广泛联系沿线国家，构建我国的陆上能源通道。通过寻找与沿线国家合作的契合点，加强能源资源深加工技术及传统能源资源勘探开发合作，形成能源资源合作上下游一体化产业链。
西部地理信息教育融入“一带一路”战略的思路
国家测绘地理信息局副局长李朋德指出：“一带一路”需要地理信息作为支撑，以实现“一带一路”各类信息的空间化集成。因此，在“一带一路”背景下，西部的地理信息科学教育是“一带一路”战略发展的重要基础之一。同时，考虑到GIS专业的学科交叉属性以及较强的技术性与实践性，西部的GIS教育面临着新的挑战与机遇。鉴于此，作者提出以下西部GIS教育的新思路。
1.强化GIS的基础教育属性
2.以应用为导向，着重解决实际问题
3.以共享数据为切入点，强化区域遥感应用
结语
【基金项目：科技基础性工作专项项目（2011FY110400）、重庆市基础与前沿研究计划项目（cstc2014jcyjA90012）、重庆市教委科学技术研究项目（KJ130625）、重庆师范大学本科人才培养升级改革试点项目（02020307-0021）。】
[1]国家发改委，外交部，商务部.推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动.北京：外交出版社.2015.
[2]杜德斌，马亚华.“一带一路”：中华民族复兴的地缘大战略.地理研究，2015.34（6）：1005-1014.
[3]刘卫东.“一带一路”战略的科学内涵与科学问题.地理科学进展，2015.34（5）：538-544.
[4]诸云强，孙九林，董锁成等.关于制定数字“丝绸之路经济带”与信息化基础设施建设科技支撑计划的思考.中国科学院院刊，2015.30（1）：53-60.
作者简介：
1.1教材针对性不强
针对地理信息科学专业而言,测量成果是地理信息系统的主要数据源之一,测量学是采集和获取地球空间定位数据,建立基础地理信息库的一门测绘类课程,[3]但目前大部分有关测绘综合实习的教材都倾向于测绘类专业,没有针对地理信息科学专业的教材,且教学大纲和内容具有滞后性。因此,在教材方面应针对地理信息科学专业的特点制定测绘综合实习教学内容,着重强调对测量学理论知识的弥补与扩张,强调其与地理信息科学的对地观测体系、遥感、信息科学等方面的密切结合,更好地为数字地球、智慧城市建设服务。
1.2测绘实践实验课时数偏少
2教学观念和教学方法的改革
3综合实习成绩评定方法的改革
关键词:地理信息系统(GIS);森林火灾;扑救
地理信息系统GIS(GEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEM)是从20世纪60年代中后期发展起来的一个新兴的科学技术领域。利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软高程基准、硬件支持下,把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标,以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出,以满足应用需要的人机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出,满足各应用领域或研究工作的需要。
一、GIS的发展概况
地理信息系统概念的提出,要追溯到50年代。1956年,奥地利测绘部门利用电子计算机建立了地籍数据库,随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统(LIS)用于地籍管理。
1963年,加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系统这一术语,并建立了世界上第一个GIS--加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理与规划。
70年代,GIS技术朝实用化方向发展。一些发达国家建立了许多专业性的土地管理信息系统和地理信息系统。与此同时,GIS技术受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视,成为一个引人注目的领域。
80年代是GIS普及和推广应用的阶段。随着图形工作站和PC机性能价格比的大为提高,计算机和空间信息系统在许多部门被广泛应用。GIS软硬件的发展使GIS应用从空间数据管理向空间决策支持分析迈进。GIS软件研制和开发也取得了很大成绩,涌现出一些有代表性的GIS软件。
90年代,主要是制定GIS互操作与数据共享标准;利用RDBMS存储GIS数据;GIS系统正迅速走向构件化。
二、GIS种类及迅速发展状况
1.GIS种类
(1)全国性的综合系统。是以一个国家为研究和分析对象的系统,如日本的“国土信息系统”、加拿大的“国家地理信息系统”等,都是按全国统一标准、存贮包括自然地理和社会经济要素的全CCD像机(数字像机)面信息,缩处理后,形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件。
(2)区域性的信息系统。它是以某个地区为其研究和分析对象的系统。
(3)专题性信息系统。它是以某个专业、问题或对象为主要内容的系统,也是发展最多、最为普遍的系统。
2.GIS的迅速发展
因遥感、遥测等新技术的应用和迅速发展,使资源与环境信息的数量激增。社会上对这些信息的需求日趋迫切,对质量的要求也越来越高。从定性分析发展到定性、定量和定位相结合,从单一要素发展到多要素、多时空的综合分析,传统的方法已不能适应资源与环境信息科学管理和综合开发的需要,必须充分从现代科学技术中吸取营养。
因信息科学、计算机科学、网络技术、人工智能特别是数据库技术的发展,促进了数字测图技术和制图自动化技术的发展,使资源与环境信息的数字化采集、存贮、处理、显示和自动输出成为可能。
随着信息时代以多学科跨领域为特征的科学思维的发展,使社会发展和国家宏观决策更趋向于从纵观全局的高度进行系统分析,必须把自然界和人类社会作为一个整体,将资源与环境作为一个巨大的系统来对待。这就促进了各种类型的经济信息系统与自然环境信息系统相结合的综合性信息系统的相继建立。
地理信息系统的广泛运用,大大提高了资源与能源的利用率,带来了巨大的经济效益和社会效益。
国际上有关学术组织的诞生,也是促进GIS迅速发展的重要原因之一。
三、GIS在森林资源上的应用
(一)GIS技术在森林防火中的应用现状
随着气象科学、遥感技术、电子计算机、激光、通讯和航空航天技术的蓬勃发展,加上现代科学管理的渗透,都为森林防火提供了先进的手段和技术条件。如林火监测、火险预报、林火行为研究以及计算机林火管理系统等新技术的应用,为有效地控制森林火灾的发生,把森林火灾的损失降低到最低限度提供了保证。近年来,计算机技术也正在逐渐向我国森林防火管理中渗透。防火工作已逐步由经验型向科学管理型转变,并制定全国森林火灾评估办法,完成全国森林火险等级区划,试验和应用飞机化学灭火、生物防火等。这些研究和开发为GIS在森林火灾管理中的应用做出了积极的探索。
(二)ArcGIS系列软件
ArcGIS系列软件是由美国环境系统研究所公司(ESRI,EnvironmentalSystemsResearchInstitute)所开发的地理信息系统平台。ArcGIS是一个完整的地理信息系统软件产品家族,其软件产品构成了一个完整的GIS。它基于一个称为ArcObjects的共享GIS软件组件公共库。ArcObjects是独立于平台的组件集,用C++编写的,提供支持桌面系统肥客户端和瘦客户端应用以及服务器应用等开发服务。ArcGIS系列软件主要分为四部分。
图1ArcGIS软件结构图
基于ArcGISServe的企业级GIS系统可以分为3个主要层次:表示层,应用层和数据层。见图2所示。
图2ArcGISServer系统的体系结构图
(三)功能设计
系统主要实现六个子模块,即基本地图操作、火点定位、火场蔓延、辅助决策、综合查询和业务分析,功能架构如图3所示。
图3功能架构
四、结论
在GIS基础上建立森林防火专家系统市林业系统一个崭新的研究领域,GIS的作用是管理,存贮空间数据,进行空间分析;专家系统是对只是表示和利用知识进行推理。从而实现有传统的管理模式向科学管理模式的转变,全面提升火灾扑救工作的科学化和智能化。为我国林火管理科学技术的进步起到了推进作用。
[1]赵霈生,杨崇俊.WebGIS的设计与实现,中国图形图像学报,2000,1
[2]晓魏.俄罗斯林业近况.世界林业研究,1995,8(4):70-71
1研究进展和成就
土地信息科学作为一门新兴的信息科学技术,已走过了近40年的发展历程。目前正以每年25%~40%的速度快速增长。毫无疑问,土地信息科学是国土现代化无可替代的重要技术支撑,它的广泛应用,必将给土地资源的研究和发展带来革命性的变革[3]。
2前沿领域
无论从发展土地信息科学的角度,还是从国家社会经济进步的需求来看,土地信息科学面临着不少困难和新的挑战,同时也迎来发展的有利契机。本文主要从空间信息数据库角度提出一些土地信息学科的前沿问题。
2.1空间数据表达与系统开发标准化土地信息的标准化程度决定了系统的兼容性、可移植性,同时也保证信息的共享和可持续利用[8]。土地信息系统的标准化包含两方面的含义。首先,要服从软件系统工程的标准,服从系统的设计、开发标准和网络协议标准。其次,土地信息系统要遵从土地行业及地理界的标准,服从空间地理信息(点、线、面)的描述、管理和表示的数据标准。目前我国土地信息系统建设缺乏统一的技术标准,系统低水平设计、软件重复开发现象严重。土地信息化基础设施薄弱,基础数据库建库与更新仍是一个瓶颈问题。应确定基础数据生产和利用的法定地位,加快制定有关国家标准,加强数据质量控制,统一土地空间数据模型[9],具体如土地信息系统中名词术语标准、图形与影像数据采集技术规程、数据交换格式标准、数据精度和质量标准、土地数据的分类与代码等[3]。值得一提的是,宋其友等编著的《土地信息学》较为系统地介绍了土地信息的数据模型、数据获取、应用模型等[10]。
2.4数据压缩和数据更新淘汰问题土地空间数据涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量资源、环境和社会经济图形、属性数据。这些空间数据在以几何级数的形式增长,而计算机数据存储空间却是以算术级数在增加,势必有一天存储空间容纳不下巨量的地学信息数据[13]。研究科学的空间数据压缩方法显得十分必要。
2.5遥感影像数据解译精度与可信度问题遥感影像数据解译精度与可信度是贯穿于土地利用动态变化监测过程的核心问题之一,也是困扰遥感技术在土地利用动态监测中应用的重要限制因素。多数据源的数据融合问题、确定信息与不确定信息问题、人—机交互界面设计等是今后土地信息科学发展所面临的主要问题。
3发展趋势
3.3土地信息系统的智能化研究土地信息系统是一个基于土地空间数据的信息系统,它必须具有自动采集和处理空间数据的功能,而且能智能式分析和运用数据,提供科学的决策咨询,以回答用户可能提出的各种复杂问题[3]。在土地信息系统中加入专业领域的知识和有关空间推理知识形成知识库和专家系统(ES)模块,实现对空间土地数据综合分析人脑思维化。我国学者在智能化的土地信息系统开发中也做了大量工作。如,郑顺义等基于对知识工程的土地信息系统的研究,开发了交通建设用地分析系统TransLand,该系统开发了智能决策部分,包括知识库、模型库的管理,以及推理、解释等模块。系统的运行证明,建立基于知识的土地信息系统可以克服传统土地信息系统的一些缺陷和不足,利用其进行土地分析,能够从定量、定性、定位的角度对交通建设用地的有关问题进行全方位的分析和决策[19]。
3.4地面、航空、航天的多层次综合遥感监测近年来,地面、航空、航天的多层次综合遥感在LUCC研究中的应用越来越受到人们的重视。通过地面、航空、航天的多层次综合遥感监测,建立国土资源卫星监测网络,系统地获取土地利用、土地覆被变化不同分辨力的遥感图像数据。
3.5综合“3S“技术应用,发挥整体功能遥感技术作为一种勘查技术手段和一种信息源,其应用是非常有限的,但是,当遥感(RS)与地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)集成后,其技术应用的能力和范围将会得到极大的提升和拓展。可见,3S技术(GIS、RS、GPS)充分集成,建立适合LUCC监测领域应用的综合多功能型的遥感信息技术是今后的发展方向。