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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地理信息技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
GPS技術與移動通信的融合，在很大程度上提高了移動通信網絡的質量，下面列舉幾種比較常見的應用模式：1）能夠有效的提高信號穩定傳輸，抵擋一些不必要的外部信號干擾；2）能夠提高信息的覆蓋率，一些山區地區信號建設工作非常復雜，無論是地形勘探還是信息建設都需要浪費大量的人力物力資源，而引入了地理信息技術，這一問題能夠得到妥善的處理；3）能夠實現移動通信各個領域的有效結合。當然，隨著地理信息技術的完善，以及人們對于地理信息技術與移動網絡技術的探索和鉆研，該項技術一定會更好的服務于移動通信網絡。此外，還有一些比較常見的應用模式，現詳細的進行介紹：
1.1在移動通信網絡中的可視化應用。因為地理信息技術能提供空間定位，它可以體現網絡整體的組織結構和資源的分布配置情況，除此之外，它還可以利用操作專題數字地圖為背景，凸顯出整個移動通信網絡得到規劃和優化后的數據情況，來表現出地理信息技術在移動通信網絡中的可視化的應用。
1.2在移動通信網絡中的定位應用。地理信息技術遍布于全球的衛星是獲取信息的保障，而這些衛星能夠提供全球任何一個地區的所有地理信息數據，所以，簡單的經度與緯度的定位，對于地理信息技術而言是比較容易操作的，而且定位數據十分精準。將這項技術與通信網絡相互融合，人們就能夠對自己的位置進行快速定位，在此基礎上汽車導航和路線檢索也就可以順利實現了。
1.3在移動通信網絡中的定量分析應用。利用地理信息技術的模擬預測的作用和專題數字地圖與相關的參數數據進行結合，可以對網絡的整體進行定量的總體分析，了解掌握網絡基本的情況。
1.4在移動通信網絡中的智能診斷應用。結合對移動通信網絡的檢測數據和地理信息技術的定量化分析的作用，可以了解網絡本身的情況和它在運行過程中出現的問題，從而對網絡進行規劃和優化。
2基于地理信息技術在移動通信網絡中的規劃和優化
對于地理信息技術在移動通信網絡的規劃和優化，主要考慮的是移動通信網絡的質量和容量問題，因為這個兩個問題直接對運行效率和效益產生巨大的影響。由于網絡環境的復雜性和多變性等特點，網絡的規劃和優化工作對網絡運營商而言，是重要的工作內容之一。網絡規劃主要是根據網絡發展的趨勢和在未來怎么發展做出預測，為以后建設網絡打下堅實的基礎；網絡優化主要是提高網絡整體的運營效率效益，滿足不同用戶之間的需求。
2.1人機交互接口-地圖調用。地圖調用在傳統的基礎上加以發展運用，形成了智能化的專題數字地圖的查詢顯示。我們不僅可以查詢地理位置的地形、道路、分布特低等，還可以快捷的查出地表覆蓋率、海拔的高度、地理的經緯度等，可根據自己的需求顯示出結果。這樣就使我們更加詳細的了解地理環境特點。
2.2網絡的規劃。利用地理信息技術在移動通信網絡中的綜合運用，得出綜合結果，經過精確的計算，可以計算出周圍環境網絡信號的強弱程度，用來對整個進行科學合理的規劃，不僅如此還可以幫助工作人員調整基站，為科學的選擇基站提供決策依據。
2.3小區的規劃。利用地圖調用的規劃軟件，顯示出小區地理環境的數據，并對其進行空間分析，與此同時在對網絡覆蓋率進行預測的基礎上，分析小區網絡信號強弱程度，將兩者結果相結合，并計算出同頻干擾、鄰頻干擾，用來對小區進行有效科學的規劃。
【關鍵詞】 地理信息技術；GIS；上機實驗；高校教學
引言
1998年1月31日，美國副總統戈爾在美國加利福尼亞科學中心發表了題為《數字地球：二十一世紀認識地球的方式 （The Digital Earth：Understanding Our Planet in the 21st Century）》的講演，提出了“數字地球”（Digital Earth）的概念。戈爾在講演中指出：我們需要一個“數字地球”，一個可以嵌入海量地理數據的、多分辨率的、真實地球的三維表示［1］。戈爾關于“數字地球”的這些觀點引起了科技界的高度重視與響應。21世紀已進入數字化時代，谷歌地球（Google Earth）、數字城市、電子政府等詞匯與理念開始深入人心。2004年8月，地理信息技術與生物技術、納米技術被美國勞工部并列為三大最具前景的新興產業［2］。我國在這個世紀初以來，也注重地理信息技術專業人才的培養，各種地理信息技術相關的優秀教材也不斷出現［2-4］。
筆者從2008年開始給本科生和研究生講授地理信息技術課程。其中本科生課《地理信息技術與數字地球》為跨專業全校性選修課，研究生則為全英文教學的海洋事務碩士生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》。從選修學生的專業背景知識來看，文理工兼具，層次也參差不齊。如何讓不同專業的學生能理解地理信息技術相關專業知識，課堂上機實驗的設計對于這兩門實用性很強的課程尤其重要。本文主要以這兩門與地理信息技術相關的課程為例，圍繞課程上機實驗的設計與探索，談些體會，以饗讀者。
1 知識背景與課程定位
據統計，地球上有超過80%的數據與空間相關，而地理信息技術是空間數據數字化的核心技術之一，是將地球上各種資源信息可視化表達、存貯、分析以方便人類生活、生產的重要技術支撐。地理信息技術是一種強有力的空間信息獲取、管理和分析的工具［5］。這里談及的地理信息技術主要為3“S”，即：地理信息系統（ GIS，Geographical Information System）、遙感（RS，Remote Sensing）、全球定位系統（ GPS，Global Positioning System）。其中，GIS 是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析和顯示，并采用模型分析方法，適時提供多種空間和動態信息，為地理研究和決策服務而建立起來的計算機技術系統［6］。RS 與GPS 是兩種重要的空間信息采集工具，是GIS重要的數據源。
由以上可知，地理信息技術是與計算機、地理學等學科相關性很強的一門實用型技術，并與我們的日常生活息息相關，如：利用GPS導航定位、利用谷歌或百度上的電子地圖進行相關空間查詢等。事實上，地理信息技術的應用領域已不再僅僅是地理學，已被應用于衛生、交通、林業、房地產、旅游、農業等各行各業中 ［7-8］。世界最大的GIS軟件公司環境系統研究所Environmental Systems Research Institute（ESRI）的創建者、總裁Jack Dangermond說過，GIS的應用僅受限于使用者的想象力。也因為這樣，從2008年開課以來，學生選修這門課的積極性較高，不論他們的專業背景是歷史、音樂、哲學、英語、或是化學、生物、建筑、機械自動化與計算機等。表1列出了2010－2011年開設的本科生全校性選修課和海洋事務碩士生選修課兩門課的選課學生的專業及人數構成情況。
表1 選課學生專業及人數構成
由表1可見，兩門選修課，無論是本科生還是研究生的課程，選課學生的專業背景五花八門，這給教學與上機實驗帶來了一定的挑戰。但無論是全校性本科生選修課，或是全英文授課研究生選修課，本課程的定位都是一致的，即結合自身的課題研究成果，如GIS在流域與海岸帶管理中的應用等，介紹地理信息技術的基本功能及其應用，讓學生了解地理信息技術、數字 地球與人類生產生活緊密相關，并初步掌握地理信息技術常用軟件的基本操作。
2 課程設計與上機實驗教學方案
圍繞上述課程開設的定位，進行了課程的整體安排與上機實驗教學的設計。表2為全校性本科生選修課《地理信息技術與數字地球》課程的整體設計。由表2可見，涉及到GIS、RS軟件實際操作與課程作業的第4、7和8講，占整個課程課時（36課時）的近60%（22課時），這是出于該課程實用性較強，需有足夠時間保證上機的考慮。
表2 全校性本科生選修課《地理信息技術與數字地球》之課程設計
基于同樣的思路，開展了海洋事務研究生選修課的課程設計，詳見表3。由表3可見，有關ArcGIS軟件學習的時間占用了20個學時，并進一步設計了兩個有關GIS軟件的課程實踐（作業），目的是保證學生有充分的時間上機練習及完成課程作業。
表3 海洋事務研究生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》之課程設計
在保證讓學生在課堂上有時間能自己動手操作軟件的前提下，基于課程的定位，為了讓學生掌握一些基本的軟件功能，進一步設計一些能使不同專業背景的學生都能感興趣的上機內容。表4進一步給出了本科生選修課《地理信息技術與數字地球》第4講（表3）的上機實驗設計。需要強調的是，本科生教學所涉及到的GIS軟件為MapInfo和ArcView兩個較易上手，界面友好同時對機房的硬件要求不高的桌面式GIS軟件，主要的參考教材是《地理信息系統導論》（第一版）［3］。
表4 《地理信息技術與數字地球》之第4講上機實驗設計
通過上機操作，學生基本上掌握了空間數據采集（數字化）與編輯、屬性數據輸入與管理以及專題地圖制作等基本的GIS軟件操作，從課程難度上也較適合于這些跨專業（文理工兼具）的本科生。
對于海洋事務研究生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》，表3所列的第2－10講“ArcGIS軟件學習”的上機內容進一步展開如表5所示。需要說明的是，由于是研究生課程及上機條件的改善，學習的GIS軟件為ArcGIS，主要的教材是《地理信息系統導論》（第三版）［2］。該教材有中文導讀，其它內容包括上機說明都是英文，是現有較適合作為GIS英文教學的教材。在實際授課中，針對每一講，采用“概念與原理介紹”與“上機實踐”兩部分相結合的形式，有效地保證了學生的上機時間。
表5 《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》第2－10講之上機實驗模式設計
由表5可見，盡量課時有限，但基于研究生具有一定的自學能力的考慮，通過這樣的上機實驗設計，學生較為系統地掌握了GIS軟件的基本功能如空間數據采集、編輯、制圖、簡單的緩沖區分析、空間疊置等空間分析，并學到了一些高級的空
間分析，如地形分析、水文分析等以及GIS模擬。
3 期末課程作業設計與課程教學效果評估
對于這兩門實踐性較強的選修課，如果在期末用閉卷考的形式，僅是要求學生掌握地理信息技術相關的原理、概念，則有悖于課程的定位。取而代之的是，通過結合實際情況的開放式課程作業的設計，來考核學生對課程掌握的情況，從學生提交的作品來評估教學效果。
對于全校性本科生選修課《地理信息技術與數字地球》，通過2個期末作業來評估學生課程的表現。課程作業1是“數字化廈門大學本部地圖”。通過采集身邊的空間數據并進行制圖表達，讓學生進一步掌握MapInfo的空間數據采集，屬性數據錄入，數據編輯以及制圖等基本操作。學生較好地完成了作業，并建立了不同的空間圖層，如道路、林地、建筑用地、湖泊、草地等圖層（見圖1A）。課程作業2是專題地圖制作“中國人口分布圖”，通過該作業，評估學生應用ArcView進行專題地圖制作的能力。圖1是這兩個課程作業的學生作品。
圖1 本科生課程作業（A-作業1；B-作業2）
由圖1可見，學生基本掌握了對周邊地理事物進行數字化與制圖表達的能力。通過這樣的開放式的課程作業設計，聯系身邊的地理現象，讓學生學以致用（如廈大校園地圖制作），極大地激發了他們學習這門課程的自主性和積極性。
對于海洋事務研究生選修課《地理信息技術及其在海岸帶管理中的應用》，同樣采用課程作業來評估學生對課程的掌握情況。作業1是有關創建GIS數據庫及地理制圖。其中的制圖包括普通地圖與專題地制作。通過開放式分組（按學生所在國家）作業的完成，讓學生掌握從網上獲取各種相關空間數據的數據采集方式，并進一步編輯與地理制圖。作業2是利用GIS的空間分析功能并與模型結合估算流域尺度的水土流失量并表達其空間分異性（基于課題研究成果）。該作業涉及到表5中的第6、7、8、10講的內容，可讓學生進一步鞏固相關知識并通過GIS項目練習對GIS的空間分析與地理表達有進一步的認識。圖2和圖3分別是來自美國與喀麥隆的兩位學生完成的兩個作品。
圖2 研究生課程作業1之學生作品
圖3 研究生課程作業2之學生作品
從圖2－3可以看出，學生較好地掌握了地理信息技術的相關知識與軟件技能。值得強調的是，圖2作業是本科專業是生物學的美國學生自己從網上下載相關空間數據圖層，包括行政邊界、河流、道路、人口等并完成制圖的，來自韓國、喀麥隆等地的學生也完成了他們各自國家專題地圖制作，篇幅所限，這里無法一一列出他們的作品。顯然，通過這樣的課程作業設計會使他們產生能用所學的東西制作自己國家地圖的自豪感和成就感，學以致用。課后來自不同國家、學習層次不同的學生的普遍反映是該課程的實用性強，能學到一些“超出預期”的東西。
4 教學心得與體會
通過三年多的跨專業本科生、研究生地理信息技術相關課程的教學實踐與探索，總結如下教學心得與體會：
4.1 聯系實際并明確“學以致用”的課程定位。通過課題研究的成果展示并聯系身邊有關空間數據的事例，讓學生了解地理信息技術是解決研究問題并與日常生活緊密相關的常用工具，有效地減少了跨專業學生對這個從未曾接觸的軟件工具的陌生感。進一步地從實用性的角度進行課程、上機實驗設和課程作業設計，讓學生掌握地理信息技術常用軟件的基本操作。
4.2 “概念與原理介紹”與“上機實踐”兩部分相結合的授課形式對于地理信息技術這種實用型技術的教學是有效的。有關地理信息技術的原理與概念介紹很晦澀難懂，在簡要地對重點概念與原理介紹之后，通過給學生有具體操作步驟的上機練習，完成特定任務，在課堂上有成就感，這很重要。課程設計上要保證學生有較多的上機時間。
4.3 課程評估宜采用開放式的課程作業的形式，讓學生提交作品，而非閉卷考試。通過進一步的上機操作、復習相關內容并完成作品，可以進一步鞏固學生對這一實用型技術的基本功能的掌握。
參考文獻
［1］ Core A. The Digital Earth：Understanding our planet in the 21th Century. Given at the California Science Center，Los Angeles，California，on January 31，1998
［2］ Chang K S著，陳健飛譯. 地理信息系統導論（第三版）. 科學出版社，2006
［3］ Chang K S著，陳健飛譯. 地理信息系統導論（第一版）. 科學出版社，2003
［4］ 湯國安，楊昕. ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程. 科學出版社，2006.
［5］ 黃金良，洪華生，張珞平，張玉珍. 地理信息技術在海岸帶資源環境管理中的應用，臺灣海峽，2003，22（1）：79-84
［6］ 黃杏元，馬勁松，湯勤. 地理信息系統概論. 北京：高等教育出版社，2001
通過航空航天遙感技術，大量獲取全球高分辨率遙感影像，建立覆蓋全球的虛擬數字地球，并采用全球分布的大量服務器系統和高效的空間數據傳輸與三維實時可視化技術，使任何人在任何時候都可以查詢到全球任何地方的地理空間信息，已成為當代地理信息技術的重要標志。這一技術對世界各國造成了巨大的沖擊和影響，國際上谷歌和微軟等IT巨頭憑借雄厚的資金和技術實力紛紛拓展這一領域，開發出Google Earth和Virtual Earth等系統，美國NASA也組織開發了開源的虛擬地球軟件World Wind，正在形成影響廣泛的新興地理信息產業。虛擬地球技術與應用的發展趨勢主要體現在以下三個方面。
虛擬地球技術本身的發展趨勢
雖然虛擬地球技術已經比較成熟，虛擬地球系統已經廣泛應用，但是有些關鍵技術還有待于進一步發展。在全球無縫多源多尺度海量空間數據管理方面，還需要發展多種地球剖分方法和多種投影方法，以適應不同地區、不同細節層次的數據可視化，并且需要擴展現有數據模型以包含多時態數據的管理。在大規模用戶并發控制和網絡數據傳輸方面，還有待于進一步提高空間數據調度與傳輸效率。在大規模三維精細模型可視化和多類型終端自適應可視化方面，需要發展新的方法。目前，海量地形數據和正射影像紋理數據可視化的效率可以滿足用戶要求，但是，顯示大規模城市三維精細模型時，效率還很低；另外，也需要發展自適應終端顯示技術，以使三維數據能夠在手機、PDA等小型移動終端上快速顯示。
虛擬地球作為地理信息公共服務系統的基礎平臺
虛擬地球系統能夠管理和快速顯示全球海量多源、多尺度、多時相三維空間數據，為地理信息公共服務平臺建設提供了一個基礎。但是地理信息公共服務平臺本身有自己的技術要求和特點。虛擬地球系統是三維數據的管理與可視化，地理信息公共服務平臺應該包括二維和三維數據的管理與可視化，而且要求二三維數據來自同一個數據庫，以保持數據的一致性。另外，還要將虛擬地球系統與專業地理信息系統集成，使之不僅可以滿足公眾用戶對地理信息高效查詢與可視化的要求，還要滿足專業用戶對地理信息分析與應用的要求，并且要支持地理信息公共服務的接口標準，以便提供空間數據服務和應用系統開發。例如，GeoGlobe就是一個很好的地理信息公共服務平臺，它已成功應用于“國家地理信息公共服務平臺”建設中，同時用它建立了黑龍江等省級和齊齊哈爾等市級地理信息公共服務平臺，形成了國家、省、市三級地理信息公共服務體系框架。
虛擬地球將成為智慧地球和物聯網的基礎
虛擬地球已經成為一個應用廣泛的地理信息公共服務平臺，在這一平臺上，目前的用戶不僅可以查詢瀏覽地理空間信息，而且可以標注信息。實際上經過適當的技術開發，人們很容易將傳感網、物聯網與虛擬地球連接，將傳感網、物聯網及獲取的信息加載到虛擬地球上，使人們不僅能夠看到虛擬地球上的基礎地理信息，而且可以查詢到傳感網的實時觀測信息。如果還能夠像GeoGlobe那樣將地理信息處理與分析服務功能注冊到虛擬地球上，讓用戶發展各種基于地理空間信息、傳感網信息和物聯網信息的分析處理軟件，實時分析各種時空信息，提出科學決策方案，即可將虛擬地球變成一個有“智慧”的地球。
龔健雅教授，博士生導師，2011年12月當選中國科學院院士。現任武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任，國際攝影測量與遙感協會第四委員會聯邦式數據庫與互操作工作組主席。主要從事地理信息系統的研究、開發與商品化工作。多年來，承擔國家科技部和國家自然科學基金委員會等部委及省市攻關項目30多項，取得了一系列科技成果，曾獲國家科技進步二等獎、信息產業部重大技術發明獎、部級科技進步一（二）等獎；出版專著6部，200多篇，SCI收錄論文3篇，EI收錄論文39篇，ISTP收錄論文6篇；1998年獲香港裘槎獎勵基金，并獲得省級優秀教師、測繪局跨世紀人才、優秀留學回國人員、人事部科技一等功臣、國家級有突出貢獻中青年專家等十多項獎勵，1999年被教育部聘為首批“長江學者獎勵計劃”特聘教授。
關鍵詞:GIS;環境地理信息系統;空間數據庫
一、環境地理信息系統的概念
環境地理信息系統(GeographicInformationSystemforEnvironment,簡稱EGIS)是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環境信息的計算機軟硬件系統。它是GIS技術在環境領域的延伸,是GIS技術與環境監測技術、環境管理技術等各種環境信息分析和處理技術的集成。環境地理信息系統的主要功能有:
1.基本功能包括對空間和屬性數據的輸入、存儲、編輯,以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區劃圖、環境規劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節內容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區域的面積。
2.空間統計分析(SpatialStatisticsAnalysis)是指對空間數據庫中的專題數據進行統計分析。畢業論文包括各種屬性數據的集征數、離散特征數及其分類分級統計等。
3.疊加分析(OverlayAnalysis)功能允許兩個或多個圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統計疊加。合成疊加得到一個新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區域僅顯示共同特征;統計疊加可以統計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息,如利用類型疊置分析獲取新的類型。如土壤圖與植被圖疊置,以分析土壤與植被的關系,可以計算某一區域內的植被類型的數量及面積,即通過對同一地區、相同屬性、不同時間的柵格數據的疊置,可以分析由時間引起的變化,通過與所需提取的范圍的疊加運算,快速地進行范圍內信息的提取等。
4.緩沖區分析(BufferAnalysis)是GIS的基本空間操作功能之一。例如,某地區有危險品倉庫,要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區分析,結合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數等等。
綜上所述,空間分析是地理信息系統軟件的核心,空間統計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為環境地理信息系統提供了強大的環境分析功能與廣闊的應用空間。隨著其功能的不斷完善和發展,環境地理信息系統將為環境各部門提供一個功能強大的空間信息服務和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。
二、環境地理信息系統的具體應用
由于環境地理信息系統具有強大的信息服務和管理功能,具有廣泛的應用范圍。具體體現在兩個方面,一是它可以應用在環境管理的各個環節,如區域環境規劃、環境監督管理、區域環境監測及環境評價研究等;二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應用。
1.電子地圖使環境管理工作變得輕松直觀
由于采用空間數據和數據庫掛接,改變了傳統的信息管理方法,地圖由傳統的靜態紀錄變為信息豐富多樣的動態的電子地圖,實現了數據可視化。它使環境主管部門對各種環境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環境監測點位、污染源等的空間分布及其與環境敏感區域的空間關系等信息。可以對各種環境數據進行綜合的統計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現方式進行展示,為環境決策提供科學快捷的支持。
2.強大的環境規劃手段
區域環境規劃是EGIS應用發展的重點領域之一,目前基于EGIS的環境規劃模型還處于深化研究階段,將環境應用模型與GIS集成為一體,可以為環境規劃提供更強大的技術手段。由于應用EGIS能夠更好地考慮和評價建設項目對環境的影響,因此在建設項目的環境評價中得到廣泛應用。
3.危險物運輸管理
借助GIS的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉移運輸線路進行優化選擇,能避開人口集中居住區、飲用水源地等環境敏感區域制定運輸計劃。并可以通過GPS對危險物的運輸線路進行實時監控。
4.環境模型模擬分析
環境模型在環境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據。碩士論文常用的模型主要有大氣擴散模型、1維水污染擴散模型、2維水污染擴散模型等等,實現各種模型的模擬結果的生成、2維和3維的顯示等功能。
5.為數字環保提供技術平臺
數字環保是最近提出來的終極環境管理系統,它是繼數字地球概念提出以后,環保領域提出的新概念,它將是未來十年環保領域信息化建設的終極方向,EGIS作為數字環保的基礎平臺,將能夠為用戶提供實時動態環境信息服務,也能夠為環境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環境狀況,提高人民生活水平。三、國外環境地理信息系統的研究重點
1.數據采集的技術比選
當前環境管理決策要求EGIS提供的數據種類及其范圍都在不斷擴大,同時信息采集技術也有了很大的發展,包括GPS技術、視頻技術、高清晰衛星圖像、實時環境監測技術等等。這些實時信息采集系統都有很多傳感器,包括空氣質量、溫度、氣壓及水質等等。如最近微軟公司正在基于VirtualEarth開發一項新技術,用戶可以在地圖上搜索大量的實時信息,如道路擁堵情況、天氣狀況、空氣質量,甚至是汽油價格等等實時信息,這需要大量的傳感器采集空間及其相關的實時信息,這無疑會推動更多的數據采集技術的開發。
2.EGIS與環保信息化之間如何協調發展可以預計未來五年內EGIS將會與環境信息化越來越緊密地集成起來,發揮良好的社會經濟效益,大大提高現有的環境管理與決策水平。二者的緊密集成還需要研究以下問題:
1.制定所需空間數據及環境數據的標準,以保證系統的擴展性與兼容性;
2.空間數據的獲取渠道以及更新途徑,以保證系統的可用性及可靠性;
3.研究以何種方式進行有效集成,并分析這種方式的可行性;
4.研究環境信息與空間信息及其分析、模擬結果的綜合表現方式;
5.建立示范項目以便分析和測試集成的效果。
3.海量空間數據庫管理技術
隨著空間信息與環境信息的積累,EGIS的數據庫的維護會變得越來越重要,新的數據采集技術可能會使數據量以幾何級數增長,海量數據的存儲與維護是要繼續研究的課題。如:采用什么技術來實現空間數據的更新與歷史數據的備份?如何實現新舊空間數據的合并和統一?如何利用數據挖掘與信息抽取技術來更好地發揮數據的利用價值?遙感數據如何才能得到有效的利用?等等。
四、發展環境地理信息系統的策略探討和建議
隨著國外EGIS技術的逐漸成熟和數據采集技術的快速發展,建立環境地理信息系統的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發展GIS的重點領域,從GIS在我國近幾年的發展領域也可以看出這種趨勢。當前我國有關部門已經開始著手進行環境地理信息系統的開發,并進行了一些有益的嘗試,如廣東省環境信息中心開發的珠三角水環境信息管理系統等,但鑒于我國GIS基礎工作薄弱,特別是基本的空間信息數據庫尚未建立,因此EGIS的開發費用十分巨大;加上EGIS的發展涉及眾多部門和多種技術,因此有關部門應當重視和開展我國EGIS的發展策略研究。
發展EGIS應當采用“統一規劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發、協調發展”的發展策略。
1.統一規劃。由于EGIS的發展不但涉及眾多環境部門,還包括與其他各級政府管理部門(如土地管理、環保、環境管理等部門)之間的信息交流;同時又涉及多種信息技術,而信息技術發展的速度十分迅速,為了降低空間數據資源采集和管理的成本,為了適應未來發展的需要,必須在多方部門的參與下,統一規劃和構建EGIS的發展框架。
2.注重基礎。由于我國GIS發展基礎薄弱,數據基礎是系統生命力的關鍵,失去了完善可靠的基礎數據的支撐,系統的功能再強大也不能發揮其作用,因此要在統一規劃的思路和明確的發展框架下,不斷加強基礎空間數據庫和基礎環境數據庫的積累與建設。
3.緊密跟進、高起點開發、協調發展。職稱論文在技術上緊密跟進國外先進的GIS技術,高起點進行系統開發,與我國的信息產業發展速度相協調,共同發展適合我國國情的EGIS。
當前我國各地許多部門雖然已經開展了EGIS的研究與開發,但這些開發均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數據交流和共享,加上沒有全國性的EGIS發展框架和數據標準,數據的通用性將成為
影響EGIS開發的關鍵因素,建議有關部門及時組織開展EGIS發展體系和框架標準的研究。
五、結束語
地理信息系統是近二十年來迅速發展的信息技術的重要組成部分,它的應用已經從早期的礦產資源管理拓展到與空間地理相關聯的更廣泛的領域,特別是在環境領域,原有的多種環境信息處理技術(環境模型、環境規劃分析)正在與地理信息系統融合,逐漸形成具有強大功能并具有環境特征的地理信息管理系統,即環境地理信息系統(EGIS)。它將成為各個環境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統的信息處理方式。可以說它是環境管理進入信息時代的標志。
參考文獻:
關鍵詞：地理信息系統；中學地理；輔助教學
中圖分類號：G633.55 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）30-0154-03
地理信息系統（Geographic information system，簡稱GIS），是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統，是分析和處理海量地理數據的通用技術[1]。
GIS是計算機技術與地理學相結合的產物，是計算機技術在地理學中的應用，它的出現對地理學產生了巨大的影響。地理學本身又是一門理論聯系實際的應用科學，在地理教學中重視地理理論教學的同時對地理技能也要有足夠的重視。如果說定性描述是地理學的第一代語言，地圖是地理學的第二代語言的話，無疑GIS就是當之無愧的地理學第三代語言。地圖一直以來都是中學地理課堂的核心，而作為地理學第三代語言——GIS就面臨著如何發揮自己的強大功能更好地服務于輔助中學地理教學的挑戰。GIS與中學教育的結合在我國也不過數十年的歷史，在取得一定成績的同時也暴露出了很多亟待解決的問題，引人思考。
一、GIS輔助中學地理教學的意義
1.新課程標準的要求。新課標下地理教學改革的一個重要課題是使課堂教學效果整體化，其解決途徑就應以更好地激發學生學習的地理興趣與培養學生的學習能力和技能入手，盡量使用多種電教媒體輔助教學。基于GIS的快速空間定位搜索和復雜的查詢功能，獨立的地理空間分析能力，強大的圖形創建和可視化表達手段，及通過地理學信息組成的現實空間模型與程序，實現對地理過程動態模擬和空間決策支持等功能，將其與傳統教育方法結合，使抽象的理論知識或地理現象直觀、具體地呈現給學生。達到引發學生學習熱情、增強學生理解力、開發學生創造性思維能力的效果。
2.地理教學本身與現代化技術整合的要求。地理科學具有綜合性、區域性，地理數據具有時空性等特點，隨著多媒體技術、網絡技術、三維技術、虛擬技術、GIS、RS與GIS的進一步結合，GIS輔助地理教學的功能也愈顯強大，將所學的地理知識與高科技很好地結合。反過來，學生在掌握技術的同時也適應了現代信息社會的高速度與高質量，學會了如何獲取最新的信息與資料；教師也加強了地理教學的廣度和深度，提高了教學效率。可見，GIS輔助地理教學不僅拓展了研究者和學習者的視角，為提高學生的實際操作提供了一種新的嘗試，也對傳統地理教育的目標、教材、教法、學法、學生素質和能力的培養等方面提出了挑戰[2]。
二、GIS輔助地理教學的現狀分析及面臨的問題
1.GIS技術落后。GIS最早出現在20世紀六十年代的加拿大，發展于歐美等發達國家。因此GIS與教育的結合也始于這些歐美發達國家，這些國家的GIS教育體系也相對完善，其專業水平也達到了相當的高度。GIS技術已經在中小學中廣泛應用，并且學生也普遍可以用GIS知識解決生活實際問題。我國從20世紀八十年代開始研究GIS，GIS教育也是近些年才得以重視，中學GIS輔助地理教學的研究更是處于剛剛起步階段，其研究也僅限于技術手段輔助教學的層面，應用的深度、廣度和歐美諸國都不可比擬，普及的道路還很漫長。
2.GIS教學資源建設不達標。在中學地理教學中獲得的相關GIS軟件和地理數據資料相當少，沒有專門符合中學師生水平的應用于GIS輔助地理教學的軟件，教師本身的專業知識不足，利用相關地圖數字化又要花費大量的時間，以至于應用GIS輔助中學地理教學大多數情況下變成了一句空的口號，失去了實際教學的意義。因此，很少有地理教師真正利用GIS進行輔助教學。雖然有一部分學校為了迎合GIS的發展和滿足新課標的要求，也正在探索和嘗試將GIS應用于中學地理教學中，但是不像歐美諸國一樣，已經培養了一批掌握了GIS技術的中學地理教師來駕馭于這門課程。教學設置上也沒有將這門課以必修課的形式呈現，相應的硬件設施還達不到要求。
3.沒形成科學的GIS教學方法和模式體系。GIS技術應用于中學地理教學并不是盲目地對計算機輔助教學的附和。飛速發展的信息時代對地理教學的要求也有了新的提高：掌握書本知識更重要的是幫助學生掌握獲得地理知識的能力和方法，即實現應試教育向素質教育的轉化。而GIS應用于中學地理教學是最優的信息技術與課程整合方案，其改變教學內容的呈現方式、引導學生主動探究學習、培養學生掌握和運用知識的能力，進而促進學生的個性發展，而衡量學校辦學標準的關鍵指標也正是學生發展水平。
三、GIS輔助中學地理教學的幾點思考
1.落實GIS教育的普及。GIS教育的目標則是教會學生在掌握了計算機基礎知識以后，應用GIS專業軟件對地理有關數據進行一系列的操作處理后，形成能夠解決實際問題、提供有關功能的教育過程[3]。在信息社會中，GIS的地位、作用日漸顯著，面對如此先進的GIS教育形式，率先成功地落實GIS教育的普及化的國家和地區無疑就占得了信息技術發展的某種程度上的先機。鑒于軟、硬件的建設問題確實和教育經費和經濟發展水平，但我國大部分地區的大多數中學也都建立了不同層次的微機室，即便數量和質量上不能滿足每一位學生，但只要用心規劃，也能夠合理地利用起來，在一定程度上能夠讓學生有充分的上機實踐機會，進行基礎層面的GIS實際操作應用。
2.加強GIS教育的資源建設。從我國現在取得的研究成果中不難發現，GIS技術真正用于教育教學的很少，其成果大都用于商業用途，近十年來的有關GIS應用于中學地理教學的論文也寥寥無幾[6]。這就需要給以GIS輔助中學地理教學更多的關注和研究，提高軟、硬件檔次，開發專門的應用于中學地理教育的免費或者價格低廉的軟件和地理數據資料，加大各類高等院校尤其是師范類院校的關于GIS的人才培養和在職老師的培訓工作，提高中學教師的計算機操作技能和地理專業技能。在培養和培訓GIS人才的內容中，強化與中學教學的銜接，增加關于GIS的相關課程，編寫和制作一些專門的教材和案例數據。使教師從地理知識的傳授者變為學生學習的指導者，使教師的教學過程從單純的傳授地理知識變為向學生提供和加工地理知識信息、解決和研究相關地理問題以及教法學法的過程。隨著計算機技術的快速發展，教師可以合理的利用一些免費的資源，運用自己的專業知識做出相應地修改然后加以利用[4]。也建議各級各類中學與當地的開設GIS課程的大專院校做好交流，實現GIS技術與資源的共享。
3.構建科學的GIS教育體系。GIS教育不能從大學階段開始，而GIS技術融入中小學基礎教育還需要社會的關注為其實現提供契機。根據實際教學環境分層次、分地區、分級別的設置基于基礎教育階段的GIS教育，有層次地、逐步地落實進行。把教學分為基本要求教學、拓展性教學、研究性教學等幾個層次或者按照當前課程改革的課程設置結構分為必修課程與選修課程。建立起從中小學到高等教育乃至進入社會的完整的GIS教育系統。GIS輔助中學地理教學則有利于中學生端正學習地理學科的態度，通過接觸現代地理科學的前沿科技動態，與時俱進，學以致用，也為培養高一級的GIS專業人才和地理學科專業人才乃至復合型的通才打下了堅實的基礎[5]。
四、案例——以《世界的海陸分布》為例
基于GIS輔助中學地理教學的教學過程設計：
通過比較可以得出：GIS輔助中學地理教學在教學過程中可以幫助教師做更多適合教學使用的各類地圖，為地理教師提供更多的選擇，節省了地理教師制作多媒體課件的時間，也使地圖的運用手段更加多樣化，同時簡化了教學過程。在實際操作中，學生不僅獲得了主動學習的機會，而且其地理能力和地理思維方式也得到了開發，適應了學生的個性發展，學習能力和技能也得以養成和提高。
參考文獻：
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[關鍵詞]地理信息系統 創新型能力 人才培養 教學改革
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）11-0093-02
教育教學改革是高校發展中的一項重要課題，對于創新型人才培養具有很強的現實意義。深化教學改革是我國高等教育以質圖強的內在動力。[1]GIS專業是一個多學科交叉的新興專業，具有很強的技術性和實踐性。隨著地理信息系統應用社會化，地理信息系統的專業化趨勢也愈加明顯，地理信息系統專業發展面臨新的機遇和挑戰。[2]下面結合武漢理工大學地理信息系統專業的教學實踐，從教學手段、教學方法、教學內容和教學模式等幾個層面，提出教學改革的具體思路和措施。
一、傳統與現代方法相輔相成，激發專業學習興趣
為了適應現代教育的改革與發展，必須根據教學內容與形式的關系，促進教學方法和教學手段的改革與創新，圍繞信息表達、知識傳授和技能訓練的有效性和靈活性，構建和形成融傳統與現代于一體的教學手段。現代教育技術以其信息量大、速度快、直觀形象等特點，在現代教學中得到推廣和應用。課程組教師將教學內容全程編制多媒體課件，收集相關教學錄像和演示系統等交互式軟件，科學地利用數字化學習資源，并通過網絡向學生提供豐富的學習資料，包括多媒體課件、電子圖書、系統視頻和相關資源鏈接等。注重采用大量圖片、數字影像和三維動畫，激發學生學習的內在動力。積極推進信息技術與課程整合的教學手段，把信息技術、信息資源、信息方法和課程內容有機融合為一體。
結合虛擬現實技術、網絡GIS和Flash等技術開發GIS專業教學軟件，既體現了專業的技術優勢，又強化了學生的專業興趣，從而促進學生主動學習、主動探索、主動實驗。同時，合理吸收傳統教學手段中的特點，做到優勢互補，協同發揮其教學功能。多樣化的教學手段，滿足了對不同層次教學內容和知識體系的表達、傳授和推理，促進了學生對專業知識和理論模型的理解和掌握。
二、課內與課外教學有機結合，培養自主創新意識
為了培養學生的綜合素質與綜合能力，現代教學更加注重對學生全方位的教育和培養。堅持兩課（課內課外）教學齊頭并進的教學思路，強調教學過程不僅包括課堂內的講授與講解，而且包括課堂外的引導與指導。
在課堂內，圍繞課程的知識體系和專題模塊進行講授，針對重點和難點內容開展學習小組討論與答辯，注重培養學生發現問題和解決問題的能力以及創新意識和團隊合作精神。通過課堂“主題討論”、“有問必答”和“辯論賽”等形式，鼓勵學生質疑和提問，提倡學生敢于“標新立異”和“挑戰權威”，激發學生學習的自覺性、主動性和積極性。
在課堂外，教師鼓勵學生進行“創新項目”的選題和申報，輔導學生課外學習與創新，形成課內教學與課外實踐的良好學習機制，既提升了課內教學效果，也推動了課外專業實踐與應用。借助“大學生創新計劃項目”、“GIS專業技能大賽”、“大學生挑戰杯科技作品競賽”及“全國GIS軟件開發大賽”等課外科技競賽載體，重點培養學生的創新精神和實踐能力，為學生創造濃厚的學習與學術氛圍。近5年來，學生先后開展“大學生創新計劃項目”、節能減排社會實踐項目和開放性實驗項目20余項，獲得湖北省大學生優秀科研成果獎8項，湖北省優秀學士學位論文獎30余項，公開發表學術論文10余篇，特別是在2010年中國大學生GIS軟件開發大賽中，獲得“全國一等獎”和“最佳創意獎”的優異成績。這些課外科技活動培養了學生的協作精神和團隊意識，拓展了學生的創新意識和創新思維，突出和體現了第二課堂獨特的育人作用。
三、理論與實踐環節交叉滲透，提升動手實踐能力
制定科學合理的課程體系是培養拔尖創新人才的基本任務。[3]教學內容和課程體系是教學改革的重中之重。在教學內容和課程體系上，注重理論與實踐的交叉滲透。根據專業培養目標定位，體現系統性、科學性和前瞻性的教學思想，妥善處理理論教學與實踐教學的關系，加強了實驗實踐環節的統籌規劃和整體優化。為了改變專業課程之間的松散關系，避免專業知識模塊的脫節現象，加強了課程體系之間的無縫銜接和有機整合。圍繞地圖學、地理信息系統、遙感和GPS等核心課程，注重空間分析、地理信息系統工程、資源環境信息系統、土地信息學和區域分析與規劃等課程專業理論知識的拓展與應用。基于地理信息系統的專業特點，將實踐體系分為數據采集與組織、數據分析與處理、系統服務應用等專題模塊，通過設置科學的實驗項目和實踐環節，將理論知識和專業技術貫穿起來，形成一套系統的專業“知識鏈”。一方面是整合與優化課程實驗內容，弱化和減少演示性和驗證性實驗，提升和增加綜合設計性和創新性實驗項目，避免了理論教學與實踐教學的脫節，克服了實驗項目的孤立零散，同時使得實驗項目對理論模型的聯系更為緊密，實踐環節對于知識應用更為深入，幫助學生從傳統的“看實驗”，轉變為切實的“做實驗”，學生實驗的主動性和參與性得到大大提高。另一方面，把實驗教學放在與理論教學同等重要的位置，平衡與協調學時比例，保證實驗實踐的學時比例和學分比例均超過40%。對于課內實驗，適當增加了空間數據庫、資源環境信息系統、GIS程序設計、GIS統計分析等課程的實驗學時，確保了課程實驗的質量和效果。對于集中實踐環節，通過開設GIS基礎強化訓練、能力拓展訓練，強化培養學生的專業應用技能。通過地理地質認識實習、地圖學與遙感制圖實習、GPS及測量實習、地理信息系統工程實習、空間分析課程設計等環節，重點訓練學生的系統開發能力和綜合集成能力。實驗實踐環節更加體現了學生學習的自主性，更加有利于培養學生動手能力、分析問題和解決問題的能力。
四、教學與科研良性互動，拓寬專業學術視野
將科研、學術與教育、教學緊密結合起來，全面促進科學研究與教學工作的協調發展與良性互動。堅持科研成果帶動課程教學的理念，根據課程的內容及特點，以科研為先導，將科研成果、科研經驗和工程實例引入課堂教學，不斷更新和充實教學內容。積極倡導學生直接參與專業老師的科研課題，實現理論知識和科研實踐的結合，幫助學生學習和理解專業技術在科研和工程應用中的價值和意義，重視學生創新能力的培養和綜合工程素質的提升，探索應用專業知識尋求解決問題的技術手段和方法途徑。如通過智慧城市、數字國土和數字環保等項目介紹地理信息系統的應用，通過瓦斯爆炸、水污染事故等實例介紹地理信息系統的解決思路和技術方案。
推行本科生導師制，組建本科生科研興趣小組，鼓勵學生在教師的指導下開展科研選題，進行自主科研實驗和學術探索，這種科研項目驅動下的人才培養模式，有利于培養學生的文獻查閱能力、歸納表達能力、創新意識和團隊協作精神，增強了學生獨立的科研能力和實驗能力。[4]定期開展教師與學生的學術交流和討論，通過教師介紹在科研中的方法與體會，引導學生形成正確的科研態度和科研素養。借助Supermap走進高校活動、資環講壇和GIS論壇等學術交流平臺，邀請國內外知名的GIS專家、學者開展學術講座，介紹學科專業的最新動態和學術成果，營造良好的學術氛圍和科研環境，讓學生了解專業學科領域的前沿技術和發展趨勢，拓寬學生的專業視野和知識面，激發科學研究的原動力。
五、結束語
近幾年的教學改革和實踐，進一步充實和豐富了我校地理信息系統專業的內涵建設，教學資源配置進一步優化，教學體系更加合理、科學，教學質量和教學效果得到顯著提高。專業教師先后主持完成省級和校級教學研究項目15項，建設校級精品課程5門，發表教學研究論文20余篇，獲得省級教學成果獎3項和校級教學成果獎5項。學生獲得國家大學生創新實驗計劃項目20余項、本科生科技創新項目和開放性實驗項目30余項，并在全國GIS軟件開發大賽、全國大學生“挑戰杯”競賽和節能減排競賽中獲得全國性科技活動獎勵20余項。每年畢業生的就業率在95%以上，考研錄取率超過40%，人才培養質量得到國內企事業單位的廣泛認可。
教學改革是一個長期的過程，應該面向國家和社會的需求，立足于培養高素質的專業技術人才，從教學內容、課程體系、教學方法和培養模式等層面不斷改革和創新，為國民經濟發展和技術進步提供強有力的人才保障和智力支撐。
[ 參 考 文 獻 ]
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【關鍵詞】建筑工程；施工；信息管理
建筑施工信息管理是建筑工程管理中的基礎，涉及到建筑施工的方方面面，成為影響建筑工程施工質量和效率的重要環節。為了保證管理工作的正常有序，信息部門對信息的掌握和獲取必須保證及時準確。傳統的信息管理主要依靠人工處理和簡單的記錄保存的方式。面對建筑工程在質和量上的不斷發展，施工中信息量越來越大，而且對信息的精確性和處理速度要求也隨之增高。這就使得傳統的信息管理方式和手段都難以適應新的要求，為此，我們應當在認清建筑施工信息管理重要性的基礎上，繼續完善和創新建筑施工信息管理措施。
一、建筑施工信息管理概述
建筑工程施工的整個流程涉及到各方面工作，例如原材料的采購，人力資源管理，建筑技術應用，工程質量監督等，在完成這些工作的進程中勢必會產生大量的信息和數據，這些信息涉及眾多部門，有企業單位，也有事業單位，有施工單位也有監理單位。關系錯綜復雜，信息五花八門，但這些信息又稱為影響建筑工程質量的重要因素。因此，為了保障信息的真實性、有效性，使信息能夠在建筑工程管理中發揮重要的作用必須加強施工信息管理工作。在信息管理中充分利用現代信息技術，在信息的采集，傳遞，保存和查閱調取各個環節中都應當考慮通過現代信息技術的應用提高信息管理的質量。此外還應當引入現代管理理念，規范有序的整合信息流動各環節的銜接程度。
二、工程施工管理信息平臺
信息管理對建筑施工的重要性不言而喻，目前在建筑施工企業的信息管理中已經普遍引入了計算機技術、互聯網技術、大型數據庫，地理信息系統等先進的信息管理技術手段，這些技術手段對于信息管理的現代化和高效率起著極其重要的作用。（1）施工管理信息系統的重要作用。施工管理信息系統對計算機技術在信息管理中作用的充分發揮。涉及施工中的信息采集、信息保存，信息流通和處理，通過對這些信息的加工處理確保施工企業在組織施工時能夠順利便捷的查找和利用這些信息。該系統首先需要建立一個大型中央數據庫，該數據庫廣泛收集施工過程中的所有信息。這些信息在專門軟件的操控下進行合理有效的歸類和匹配，在編制施工預算和調控工程施工進度的時候能夠在專門軟件的操控下直接生成最佳方案，或生成多個方案供我們選擇。（2）施工項目信息門戶。這種信息管理技術的最大特點就在于它能夠實現項目多個相關單位的共同參與。施工單位以項目中心建立主頁面，各相關單位通過申請用戶權限進入各自的用戶界面，關注施工單位的關于項目緊張的信息。然后根據這些信息決定自己的企業行為。例如某建筑施工項目在進展到一定程度時，原材料使用情況及時的在項目網頁上，各相關供貨商可根據原材料的使用情況及時的聯系項目主管單位洽談進料事宜，這就大大提高了項目進展的效率，從而也體現了信息管理在建筑施工中的重要作用。另外，施工項目信息門戶系統的重要性還在于它為施工單位大大節省了人力資源和工作時間，再以項目的原料使用這一事項為例，在以往的施工過程中，施工方一般都是人工估算材料的使用時間，在發現材料不足或者即將不足的時候派專人聯系供貨方，洽談供貨事宜。這一過程需要耗費時間，同時也分散了施工方的精力，而施工項目信息門戶系統可以使供貨方隨時了解項目材料使用進展，施工方不必再為材料的短缺或者不足而專門聯系供貨方，這樣相關工作人員可以拿出更多的實踐關心工程質量等其他工作。（3）施工地理信息系統。地理信息系統是對建筑施工十分有利的一個龐大的信息系統。原理是采集和存儲一定區域內或者項目施工地的地理信息，這些地理信息包括施工地點的地上建筑物信息，地下管道信息，土質巖層等地理信息。這些地理信息輸入書庫，經過專業軟件的編制處理，可提供可視化的圖形數據，來呈現某一區域的地理概況。現代化的地理信息系統就是將這些信息輸入數據庫，在工程技術人員需要的時候可隨時查閱，給他們的決策提供參考。該系統是建筑施工信息管理系統的重要組成部分。
總之，建筑工程施工中隨時需要大量的相關信息為工程進展提供數據支持。在某種程度可以說這些信息是建筑企業的一種資源，它影響著建筑施工的質量和效率，對施工項目和施工單位的順利高效施工起著至關重要的作用。
參 考 文 獻
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1 地理科學在科學體系中的地位
錢學森在20世紀80-90年代逐步完成了總結全人類研究的科學體系。概括起來分11個門類、5大巨系統、4項建設（圖1、圖2、圖3、表1），下面分別表述原著與解解的內容。
附圖
圖1 錢學森論人類的知識體系
fig.1 the statement of human knowledge system by qian xuesen
錢學森將當今人類對科學知識的體系，分為數學科學、自然科學、地理科學、社會科學、建筑科學、軍事科學、人體科學、思維科學、行為科學、系統科學與美學11個體系。對上述人類知識體系解讀，可以將自然科學、社會科學和地理科學作為客體世界的主要研究對象；而人體科學、思維科學和行為科學作為人類主體的主要研究對象；建筑科學界于客體與主體科學之間；軍事科學實際上是指謀略科學（包括經濟、政治、軍事等），是在掌握所有科學基礎上的智慧較量；美學是縱貫于各個學科的；數學科學與系統科學是橫貫于各個學科的。因此有以下的科學分類網絡系統（圖2）。
附圖
圖2 科學分類的網絡體系
fig.2 the network system of science classification
在五個開放的、復雜巨系統中（圖3），地理系統與星系系統、社會系統、人體系統、人腦系統并列，其中的物理、地理、事理、人理、腦理中的“理”都是指研究的“規律”。
錢學森提出的社會主義總體設計部（表1）中，除了政治文明建設、物質文明建設、精神文明建設外，特別提出地理建設，筆者將其修改為地理系統工程，并增加了人口、科教、城鎮、資源、災害、產業。
表1 社會主義建設的系統結構（略有修改）
tablel the system structure of socialism construction
附圖
2 地理信息科學
20世紀70年代以來，隨著航天技術的迅猛發展，來自外層空間的遙感、遙測、定位、通訊信息海量地增加；隨著計算機技術的迅猛發展，處理與解決這些海量數據的能力大幅度地提高。地理信息系統、地理專家系統、管理信息系統、輔助決策系統應運而生，使得地理信息科學首先獲得發展的機會。正是地理信息科學這門用高新技術武裝起來的技術科學的發展，帶動了整個地理科學的建立與發展。
附圖
圖3 五個開放的復雜巨系統
fig.3 five open complex giant system
地理信息科學的主要內容就是天地信息一體化網絡系統，包括航天信息網絡系統（外層空間衛星之間的信息網絡）、地面的網絡系統、天地之間的網絡系統三部分，是有線網絡與無線網絡連通的一體化網絡系統。1998年筆者發表了“航天信息與地理信息一體化網絡系統及其應用”的論文[5]，2002年又發表了“論地理信息科學的發展”[6]一文。兩篇論文基本上代表了地理信息科學的創始與發展，當前各行各業都在進行數字化或信息化的建設，實際上都是天地信息一體化網絡中的部分子網絡或子系統。地理信息科學中最重要的原創性的成果是遙感信息模型與地理信息編碼模型。
隨著遙感信息的大量獲取，數學家以模式識別為工具對遙感信息進行圖像處理與分類，使用的數學工具主要是數理統計的方法，把遙感信息看成是沒有成因關系的隨機變量；物理學家則把獲取遙感的物理過程視為遙感信息的成因，因此采用反演的方法，使用輻射傳輸方程為主的數學工具，事實上不承認地理現象的不確定性；大多數地理學家將遙感信息當成系列成圖的基礎信息，快速、準確地制作系列地圖。地圖是符號系統，其信息量遠不可與遙感信息量比較，地圖學家把遙感信息轉化成符號系統的系列圖譜。遙感信息模型則是將地理復雜現象中的非遙感信息轉變為歸一化的影像信息，與遙感信息一起用方程、統計與相似準則結合，也即演繹邏輯、歸納邏輯與類比邏輯結合；確定性與不確定性（包括隨機的不確定性、模糊的不確定性、灰色的不確定性、分形的不確定性）辯證統一；圖像與方程（一個像元或一個圖斑、一個方程）耦合；抽象思維與形象思維互動而建立起來的一種地理復雜信息模型[7-9]。這種信息模型只有在遙感技術的推動下才有可能產生。這種信息模型是遙感信息與地理信息連接的紐帶。
地理信息系統本來就是為了制作地圖而創建的，因此地圖學家將從遙感中提取的系列地圖存入地理信息系統，是順理成章的。但是這種地理信息系統無論空間分析功能多么強大，也不可能進行模型計算，外掛、內嵌種種方式都不可能解決直接進行模型計算問題。系列地圖存入計算機的圖形庫時，信息又是冗余的，因此帶來一系列與計算機技術發展格格不入的疑難，最為典型的是數據挖掘，數據挖掘說明存在數據庫中的信息有冗余。遙感信息模型的運算要求地理信息系統可以直接進行模型計算，由此地理信息編碼模型應運而生[10,11]。傳統的地理信息系統以圖形的疊合(overlay)為主；而能夠進行遙感信息模型運算的地理信息系統則以像元或圖斑中的多位編碼的抽取(extract)為主。這又是完全相反的途徑。地理信息編碼模型還是地理定量信息與定性信息轉化的紐帶，也是地理信息系統中屬性庫與地理專家系統中知識庫聯系的橋梁。
總之，天地信息一體化網絡系統是開放的復雜巨系統，研究這個巨系統的地理信息科學的內容遠遠超過了3s(remote sensing,global positioning system,geographical information system)的范圍，而是以天地信息一體化網絡系統為核心的天—地—人—機系統。地理信息科學雖然是從屬于地理科學的技術科學，但是地理信息科學的誕生與發展是引領地理科學成長的核心力量，因此本刊更名時，將地理信息科學與地理科學相提并論，突出了地理信息科學的重要性。
3 地理系統工程
地理系統工程當前尚未被廣泛認識，已經認識到的也僅僅是系統工程在地理學中的應用。當地理信息科學中的模型在實踐中應用時，必然會涉及地理系統工程的可操作性。地理遙感復雜信息模型的建立，可以進行定量預報和回溯，因此為地理系統工程打下了工程的基礎。國民經濟的主戰場主要包括人口、資源、生態、環境、災害、城鎮、基建、產業等8個方面，這8個方面是互動的。
如果沒有以高新技術武裝起來的地理信息科學的支撐，研究復雜的地理系統工程就是空想，然而所幸的是人們已經掌握了地理信息科學的許多關鍵技術，地理系統工程的實踐指日可待。
4 理論地理科學
地理信息科學一方面可以進一步為地理系統工程提供研究方法與手段；另一方面又為理論地理科學提供技術基礎。從遙感信息模型發展到地理復雜信息模型再到地理數學[8]，為理論地理科學奠定了堅實的基礎。
理論地理科學中首要的是建立開放的復雜巨地理系統的理論；其次是地理類比的廣義相似理論[13]；第三是一般地理復雜模型理論與地理數學；第四是地理數學在部門地理—部門子地理系統工程與區域地理—區域地理系統工程中的應用。理論地理科學如果不能指導部門子地理系統工程的研究和區域地理系統工程的研究，那么就失去了理論意義。
如果沒有以高新技術武裝起來的地理信息科學的支撐，研究理論地理科學也是空想，然而所幸的是人們已經掌握了地理信息科學的許多關鍵技術，理論地理科學的建立指日可待。
5 地理科學在可持續發展信息社會中的作用
地理學的發展經歷了“地理環境決定論”、“人類中心主義”，然后達到了地理科學的可持續發展的階段。地球上人類消耗的資源、能源是極其不平衡的，按照發達國家的水平，一個地球是滿足不了全人類的需求的。可持續發展只有在信息社會中才能實現，人類一方面需要依靠科學技術開發資源，如太陽能的利用，靠基因工程使綠色植被更多地利用太陽輻射，靠納米技術直接轉化太陽能為電能；另一方面是靠信息技術節省資源、能源，如天地信息一體化網絡系統就是信息社會的重要支柱之一，靠航天技術獲取外層空間信息源，靠計算機技術建立信息網絡。由此可見，地理信息科學在可持續發展信息社會中的作用[14]。隨著地理信息科學的發展，地理系統工程與理論地理科學的發展，將為國民經濟的主戰場做出重要的貢獻。
由上分析，可見地理科學與地理信息科學已經被廣泛共識，地理系統工程與理論地理科學的發展尚不夠充分，因此本刊更名為“地理與地理信息科學”是適時的，是既有繼承性又有發展性的；是既有前瞻性又有現實性的。在這里我們希望地理科學界的同仁，切不要輕視技術，高新技術恰恰是新理論、新應用的強大推動力。
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論文摘要：隨著信息技術的快速發展和廣泛應用，城市規劃設計領域正經歷著一場從傳統模式向信息化模式轉型的深刻變革，本文從宏觀量化分析和微觀規劃設計兩方面對此進行了前瞻性分析，以期為城市規劃工作者適應信息時代的變革提供參考。
Key words：information times; urban planning design; information technology
Abstract：Along with the information technology rapid development and its widespread application， the urban planning design is experiencing a profound transformation from the traditional pattern to the informationization pattern， this article discusses two aspects from the macroscopic quantification analysis and the microscopic planning design to carry on the forward-looking analysis， and provides the reference to the urban planning designers in this information times.
1信息技術與城市規劃設計
信息技術是以信息為主要研究對象，以信息的運動規律和應用方法為主要研究內容， 以計算機等為主要研究工具，以擴展人類的信息功能為主要目標的一門新興的綜合性技術學科。在20世紀70年代興起的新技術革命中，信息技術占有極其重要的地位，對世界各國的經濟、政治、軍事、科學研究、文化教育乃至人們日常工作生活的各個方面都產生了巨大的影響，對推動經濟發展和社會進步發揮了重大作用。
城市規劃是根據城市的社會和經濟發展目標對城市建設實施全過程控制的過程，這一過程除決定于城市規劃管理體制及規劃設計和管理人員的素質外，還決定于對城市歷史、現狀信息的把握，信息的分析、處理和利用。當今時代已逐步進入信息時代，信息技術的廣泛應用帶來了一場深刻的信息革命，它對社會和經濟發展將產生深遠的影響，對城市規劃也不例外。麻省理工學院教授米切爾(William J．Mitchell)認為：“信息時代產生的新的城市結構和空間組合將會深刻地影響我們享受經濟機會和公共服務的權利、公共對話的性質和內容、文化活動的形式、權力的實施以及由表及里的日常生活體驗。”(《City of Bits》，1995)目前信息技術已經滲透到規劃設計領域的各個方面，各種新的城市規劃分析、設計和表現技術層出不窮，城市規劃設計領域正經歷著一場從傳統模式向信息化模式轉型的深刻變革。
2宏觀層面
2.1城市產業發展預測
經濟地理學中的生產力布局理論認為：產業是城市核心和支柱，城市在本質上是一、二、三次產業的聚合體。由于不同產業在土地利用方式上的差異，因此各項產業用地在空間上呈現出不同的分布特征。如在城市中心區往往分布著付租能力最強的商業、辦公等第三產業用地，在城市邊緣區和郊區則分布著以工廠為主的第二產業用地，在城市遠郊區則是從事第一產業的農業用地。這說明城市各項產業用地之間的數量比例關系和空間分布特征是城市土地利用方式形成的根本依據，在城市產業構成和城市土地利用方式乃至城市的整體空間結構之間存在著一種基本的耦合關系，即城市空間結構實質上是城市產業構成在空間上投影的產物。一定的城市產業空間構成必然與一定的土地利用方式相對應，通過對城市產業發展的研究，能夠使規劃人員把握城市空間演化的基本趨勢，制定出科學的規劃方案。
在收集城市歷年來各種產業發展數據的基礎上，綜合運用經濟學、運籌學、統計學等學科知識，人們可以建立起城市產業發展的數學模型，通過計算機的模擬運算，就能預測未來一段時期內城市各種產業的發展狀態，并可逐年將預測數據與實際發展數據進行對比，將其反饋回預測系統，對原有模型加以修正，以更準確地預測未來城市產業的發展。這一過程中涉及到大量數據的收集和處理，由于受專業知識、時間、精力等諸多因素的制約，以往規劃人員對此幾乎無從下手，只能采用相對簡單可行的趨勢外推方法進行估算，因而難以真正把握住城市產業發展的整體趨勢，也就難以制定出科學的規劃方案。在今天，規劃人員既可以借助信息技術與經濟學界的專家相互協作，展開對城市產業發展的研究，也可以直接采用已經開發成功的計算機模擬程序來對城市產業發展進行預測，以分析城市產業空間布局演化的基本趨勢，為城市土地利用和空間布局規劃提供科學的依據。
2.2 城市人口預測
人口預測是指根據一個國家或地區現有人口狀況以及影響人口發展各種因素的發展趨勢的假設，對未來人口發展狀況的測算。人口預測具有重要的實踐意義，是國家制定未來人口發展目標和生育政策等有關人口政策的基礎，對研究制定國民經濟和社會發展決策具有重要的參考價值。就規劃設計而言，人口的數量、構成和空間分布直接決定了未來城市發展的規模、對各種基礎設施和公共服務設施的需求量以及城市空間結構的基本構成。在宏觀層次的規劃中，上述表現的更為明顯。如在城市總體規劃中，城市總用地面積、人均建設用地等一系列重要規劃指標的確定都是以城市人口預測為基礎的。雖然人們早已認識到人口預測對于規劃設計工作的重要性，但在信息技術手段相對匱乏的時期，規劃人員無力進行大量人口數據的收集、整理和分析研究，通常采用的方法是用幾種經驗預測法分別進行預測，然后進行相互比較和校核，再進一步確定未來城市人口規模的取值。這種方法雖然簡便易行，但在實際工作中由于受到規劃人員自身業務水平、長官意志等諸多因素的制約和影響，規劃設計人員往往難以客觀準確地確定人口預測模型中各項參數的取值，參數取值的隨意性大。這往往使人口預測流于形式，缺乏必要的科學性。
信息技術的應用為規劃人員擺脫上述困境提供了有力的工具，以廈門市城市空間信息工程技術研究中心開發出的人口地理信息系統為例，該系統建立在地理信息系統平臺基礎上，它將傳統的人口預測技術和近年來蓬勃發展的GIS技術 （Geography Information System，地理信息系統）結合起來，不僅能夠快速準確地預測未來城市人口在數量上的增減變化，而且能夠分析城市人口在空間上的變化規律和演化趨勢，從而便于規劃人員進行城市總體規模、城市空間布局等重大問題的論證研究。
2.3 城市交通預測
交通預測是通過對大量觀測數據進行歸納整理基礎上建立起來的數學模型進行演繹，預測交通量變化的一種技術手段。通過交通預測，可以確定各條道路的交通荷載，即交通量的大小。通過交通預測可以進一步確定道路的斷面形式、寬度等關鍵要素。因此，交通預測是城市道路網規劃的前提和基礎。而道路網的形式又進一步影響和制約著城市土地的利用方式，對城市整體空間布局起著舉足輕重的作用，是決定城市總體空間布局的基本因素，因此，科學的城市規劃必須以準確的交通預測為基礎。
在信息技術尚不發達的時期，交通預測僅僅是少數經過專業訓練的專家才能勝任的工作，對于大多數城市規劃人員來說，雖然他們已經認識到交通預測對于規劃工作的重要性，但是由于缺乏交通預測的專業技能，在實際工作中，他們往往傾向于采用相對簡便的經驗預測法，而不是進行更為準確的量化分析。例如在城市路網規劃中，他們常用道路網密度作為路網規劃的依據和標準，而在具體的道路設計時則參照類似地區通過經驗類推來確定道路斷面的形式和寬度等。這種做法雖然有其合理性，但缺乏足夠的科學依據，并難以擺脫個人經驗的影響，其本身并不能成為一種科學的規劃方法。
隨著信息技術的迅猛發展，借助計算機強大的數據處理能力，交通預測中數學模型的建立與反饋修改過程都可被編成自動運行的程序。在進行交通預測的時候，人們只需將觀測到的交通數據輸入計算機中，或者利用現代化的監視設備和數據搜集儀器完成數據的自動輸入，就可以進行交通量的預測。持續更新的觀測數據被不斷地反饋到預測系統中，系統通過將觀測數據與預測數據進行對比，自動完成對預測模型的修正，實現動態地實時跟蹤預測。由此可見，信息技術的應用不僅大大提高了交通預測的精度和效率，而且降低了交通預測的難度，使規劃人員在無需精深掌握交通預測專業技能的前提下，就能準確地進行交通預測，為城市道路網規劃和總體空間布局規劃提供可靠的依據，提高城市規劃的科學性。
3微觀層面
3.1場地分析
場地分析是規劃設計的起點，在以往，規劃師主要借助地形圖來分析場地的坡度、植被、徑流等特征，并通過現場踏勘獲取直觀感受加以進一步核實，然后據此繪制諸如坡度、植被之類的專業分析圖進行場地特征的分析。整個過程基本上都在設計人員的頭腦中完成，需要設計人員具有較強的空間想象能力和圖形表達能力，工作量大且溝通不便。隨著計算機三維表現技術的日益成熟，現在規劃設計人員可以利用多種三維建模軟件進行地形建模，將抽象的現狀圖轉化成具體生動的空間模型來進行場地的分析。目前應用較多的建模工具主要有Arch view、3DMAX、3DViz等，其中Arch view是基于地理信息系統的應用軟件，它要求用戶具有一定地理信息系統方面的專業知識，且對輸入數據有非常嚴格的要求，屬于專業化的建模軟件。3DMAX、3DViz都與AutoCAD保持著良好的協作關系，二者能直接應用AutoCAD文件進行三維建模，而不需要用戶掌握額外的專業技能，因此比較而言，兩者較Arch view建模更為簡單易行，應用更為廣泛，屬于大眾化的建模軟件。以利用AutoCAD與3DMAX進行現狀地形建模為例，只要將AutoCAD現狀圖中的等高線進行簡單地分層處理，然后輸出到3DMAX中，直接應用“地形”(Terrain)命令即可生成現狀地形模型。現狀地形三維空間模型的建立為規劃人員展開進一步研究提供了一個基礎性的共享平臺，規劃人員可利用現狀地形三維模型展開一系列諸如高程、景觀視線等方面的深入分析研究，從而大大提高規劃設計工作的效率。
3.2成果表達
在傳統規劃設計中，最終的規劃成果通常是一整套專業化的圖紙，其中大部分圖紙都是平面圖紙，透視圖寥寥無幾。這種基于平面的表達方法，對于大多數沒有經過專門訓練的公眾來說，過于專業化的圖紙往往顯得晦澀難懂，難于理解蘊涵其中的真實意圖，因此公眾也無法對規劃方案展開積極有效的評論，結果必然造成公眾與規劃設計人員在溝通上的困難。由此可見，在傳統規劃設計中，規劃成果表現手段的匱乏在客觀上抬高了公眾參與規劃的門檻，由于規劃方案無法有效地吸引公眾的注意力，引起公眾的興趣。公眾在事實上自覺或不自覺地置身于規劃設計之外，真正意義上的公眾參與無從談起，從而就使規劃設計僅僅局限在少數專業人員的圈子里面，“以人為本”的設計理念無形中變成了一句空洞的口號。
三維建模、VR（Virtual Reality，虛擬現實）等信息技術的廣泛應用為城市規劃提供了直觀而生動的成果表現手段。規劃設計人員通過運用3DMAX、3DViz等建模軟件，可以將規劃成果在電腦虛擬空間中栩栩如生地表現出來，并可進一步將其制作成為靜態的透視圖或者沿一定路徑進行游覽的三維動畫，從而使人們在規劃方案尚未實施之前就能看到其形象。相對于傳統表達方式而言，利用信息技術進行規劃成果的表現不僅能完全真實地反映規劃設計的全貌，而且通過聲音、圖像等多媒體處理技術，能非常直觀地將規劃方案呈現在公眾面前，吸引公眾的興趣，鼓勵他們對規劃方案展開全面討論，這對增強公眾參與規劃的積極性和規劃方案的進一步完善都不無裨益。
4面向信息時代的城市規劃設計
信息技術的發展為城市規劃設計提供了較為詳盡的第一手數據資料和多種分析與表現的工具和方法。隨著信息技術發展及其在城市規劃設計領域的廣泛應用，從宏觀到微觀，從技術到方法的各個層面都給傳統的城市規劃設計以更多的啟迪，城市規劃工作者應在可能的條件下充分運用各種先進的信息技術方法，積極開展面向信息時代的城市規劃設計方法研究，切實增強城市規劃的科學性，為實現城市的可持續發展打下堅實的基礎。
參考文獻
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論文摘要闡述數字農業的概念及其作用，指出數字農業建設中存在的問題，包括農業信息化水平低、信息化意識及利用信息能力不強、管理和標準化工作有待進一步加強等，并對數字農業的建設進行了展望和設想。
在我國2000年的《農業科技發展綱要》中，將數字農業放在農業信息技術的首要位置，引起了人們的普遍關注。本文試圖談談對數字農業的認識、存在的問題和建設數字農業的基本設想，以供參考。
1對數字農業的認識
數字農業（digitalagriculture）就是用數字化技術，按人類需要的目標，對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。其本質是把信息技術作為農業生產力要素，將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業，通過計算機、地學空間、網絡通訊、電子工程技術與農業的融合，在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展[1]。
有的學者認為[2]，數字農業是“數字地球”在農業領域的延伸。正如“數字地球”的概念一樣，數字農業這一概念體現了數據和技術的綜合集成。數字農業可以有廣義和狹義之分。廣義的數字農業，即信息化農業，包括農業要素（生物要素、環境要素、技術要素、社會經濟要素等）、農業過程（生產、管理、儲運、流通等）的數字化、網絡化、自動化以及智能化，形成數字驅動的農業生產管理體系。狹義的數字農業，是以農業空間信息機理為基礎的、以“3S”技術為支撐的農業系統空間信息技術體系。
事實上數字農業是一個學術性很強的綜合概念。近年來，與數字農業技術體系有關的理論基礎和應用技術研究，已經成為主要發達國家發展高新技術農業的側重點，成為極其活躍的科技創新領域。數字農業是一項集農業科學、地球科學、信息科學、計算機科學、空間對地觀測、數字通訊、環境科學等眾多學科理論與技術于一體的現代科學體系，是由理論、技術和工程構成的三位一體的龐大系統工程。數字農業是對有關農業資源（植物、動物、土地等）、技術（品種、栽培、病蟲害防治、開發利用等）、環境、經濟等各類數據的獲取、存貯、處理、分析、查詢、預測與決策支持系統的總稱。數字農業是信息技術在農業中應用的高級階段，是農業信息化的必由之路；農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果。實現農業農村現代化、保障我國的食物安全、全面建設小康社會的關鍵在于推動農業科技的發展，創造條件進行一次新的技術革命，促使傳統農業向現代農業轉變，促使粗放生產向集約化經營轉變。可以預言，數字農業及其相關技術的快速發展和推廣應用，必將成為新世紀農業科技革命不可缺少的重要內容，必將推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展，在帶動廣大農民致富和全面建設小康社會中發揮越來越重要的作用[3]。
2存在的問題
2.1農業信息化水平較低
收集信息、處理信息、傳播信息的軟硬件設備與網絡體系不健全；已開發的大量農業經濟信息系統、農作物病蟲害數據庫、作物品種資源管理數據庫系統、農業土壤系統分類數據庫系統等大多不涉及空間維度，難以適應當前對空間數據信息的需求；對于來源多種多樣、格式也不盡相同的各種數據的實時性、地域性、綜合性處理還需作出很多努力。
2.2農業信息化意識和利用信息的能力不強
一方面，許多基層農技人員和廣大農業從業者，知識老化，整體素質有待進一步提高，對于利用現代技術，收集、處理、利用農業信息的意識和能力不強；另一方面，農業信息加工處理的技術人員缺乏，當前，就連最基本的能夠及時、準確地提供農產品供需信息，對網絡信息進行收集、整理，分析市場形勢，回復網絡用戶的電子郵件，解答疑問等方面的人才也不多，更談不上能夠滿足數字農業發展對于人才的需求。2.3農業信息化效益不明顯
數字農業還剛剛起步，在國內總體上尚處于探索階段，實用性、普遍性的技術應用還很少，直接帶來的經濟效益還沒有很好地顯現出來。
2.4農業信息數據的管理和標準化工作有待進一步加強
地理信息系統（GIS）以及其他農業信息管理系統為了完成某種分析工作所要求的各種農業數據往往格式與結構不同，而且往往掌握在不同的管理部門或研究機構中。因此，未來建立在網絡上的農業地理信息系統要具備獲取和分析分布式存儲數據的能力，也就是說我們要使所謂的WebGIS能夠協同處理來自不同組織和機構的農業數據[2]。
3建設數字農業的基本設想
隨著經濟社會的快速發展和科技進步，臺州在數字網絡建設、原始數字化數據積累、數字化信息采集及其處理等
方面的工作已有一定的基礎，起動發展數字農業不僅是必要的，而且是可行的。借鑒許多學者的研究結果[4，5]，提出建設臺州數字農業的基本設想，就是要在臺州已有農業信息化建設成果基礎上，建立可視化的臺州農業地理信息系統，構建直觀形象的農業信息管理與輔助決策視頻體系，實現農業信息的現代化綜合管理、分析、共享和，徹底改造臺州傳統的農業管理模式，全面提升臺州農業工作的信息化和現代化水平。
3.1整合已有的農業信息
在國家、省級信息基礎設施建設的基礎上，以各級農業部門為依托，建設中央一省一市縣信息骨干網絡系統，形成一個功能完善、性能優良的農業綜合信息網絡系統，并與其他網絡互聯，成為一個全方位的農業資源和經濟信息網絡系統。
3.2信息表達要直觀、形象，并要實現信息系統的聯網
把市內的地形、地貌、交通、村鎮、行政區劃等基礎地理信息以及耕地分布、土壤類型、種植結構、水肥狀況、農作物生長發育、氣象、病蟲害、農民知識、鄉鎮企業、農業法律法規等各種農業信息以圖形圖像等直觀形象的可視化電子地圖與相關信息的形式在投影視頻系統上進行顯示和表達，隨著數字農業的發展，逐步做到與省級、國家級類似的信息系統進行交互式查詢等。
3.3強化對科研、管理等的服務工作
通過對基礎地理信息和農業專題信息的空間分析、網絡分析和追蹤分析等，實現農業科研、管理和決策人員在全市三維農業電子模型上，對農業生產中的現象、過程進行模擬，高效、直觀、形象地為農業工作的規劃、設計、建設、經營、管理、服務、決策等提供科學依據。
4參考文獻
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關鍵詞 信息技術 環境教育 高中地理
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.05.045
Abstract With the development of modern information technology， the teaching methods of geography environment education in senior high school are faced with new challenges and opportunities. How to make full use of information technology to promote high school geography education has become a hot spot of academic research. The analysis based on the characteristics of information technology resources intuitive， sharing and fast that the field of the application of information technology in the environmental education in high school geography： can widely used in the development of curriculum resources， teaching aided design； the second is the classroom teaching demonstration and visual presentation of knowledge； the third is to expand the second classroom， to promote inquiry learning.
Key words information technology； environment education； high school geography
0引言
信息時代的到來促使學校教育向著信息化的方向發展，中學地理教師必須明確信息技術在高中地理環境教育中的應用領域，充分利用信息技術手段對時間與空間的表達優勢，豐富地理環境教育的內容，改變地理課堂教學形式，拓寬學生獲取環境信息的途徑，從而真正做到“在環境中”進行環境教育。
1信息技術應用于高中地理環境教育的意義
信息技術的出現，豐富了教學內容與形式，極大程度地彌補了傳統教學的不足。它在高中地理環境教育中能夠結合所教內容，綜合地處理聲、文、圖信息，具有集成性、交互性、虛擬性和便捷性四大特點。①
信息技術應用于高中環境教育領域具有重要實踐意義。一是有利于高中地理環境教育的課程開發與設計。教師應該運用信息技術輔助課堂教學，設計出具有基礎性和時代感的高中地理環境教育課程。二是有利于改變教學形式，提高教學有效性。教師運用信息技術直觀呈現或動態模擬環境問題典型案例的現實情景，寓教于景、于情、于樂，便于激發學生獨立思考、自主分析以及動手操作，形成對環境正確的道德感、責任感和價值觀。②三是有利于學生拓展地理環境教育的信息與知識面，借助信息技術模擬現實環境問題情境，培養學生的信息檢索、整理、分析能力以及信息技術呈現技能。四是有利于提高學生的環保意識，培養學生對環境問題的理解、解釋能力和解決環境問題的決策能力。③
2高中地理環境教育對信息化教學資源的要求
高中地理課程基本理念中強調信息技術在地理學習中的應用，要求利用信息技術營造出有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境。④同時，《中小學生環境教育專題教育大綱》也明確要求：學生要在親身參與中增進交流與理解，形成正確的環境價值觀和可持續發展的決策與行動意識。⑤因此，高中地理教師應該充分利用信息技術去開發地理環境教育的信息資源，設計出具有一定教學價值，適合學生學習發展，面向學生的“教學并重”的信息化教學資源。
（1）新目標要求信息資源的內容是面向學生的“學習型”資源。“學習型”資源指利用信息技術選擇并組織以學生為中心的體驗型的教學資源。新目標要求高中地理環境教育的教學設計借助信息技術，突出以學生的認知、感知和體驗的學習資源，倡導以“學生為中心”的多樣化學習方式，如問題導向式學習、探究式學習和研究性學習等。既幫助教師“教”得更好，又能提高學生“學”的能力，在提高學生參與學習的使他們學得更快、更好、更輕松。
（2）新目標要求信息資源的結構是“主題單元型”資源。“主題單元型”資源是指，利用信息技術按主題分類法，以單元的形式組織學生學習所需要的各類教學資源。高中地理環境教育的目的是讓學生學會分析“環境問題的表現與分布”、“環境問題產生的原因”以及“形成可持續發展的觀念”這三部分，其涉及內容十分廣泛。因此，教師需要改變過去對文本、圖片、視頻等多媒體素材的簡單堆積和對教學內容的單一呈現的方式。以“主題單元型”方式對于有關環境的知識信息進行深度發掘，引導學生思考，以啟發、探索的方式促進學生系統地學習，真正地掌握有關環境保護的方法和策略。
（3）新目標要求信息資源的形式是“智能化的知識管理”型資源。“智能化知識管理”型資源是指，利用信息技術作為管理手段，優化資源的獲得、儲存和傳播過程。高中地理環境教育作為終身教育的一部分，肩負著培養具有新型環境發展觀的公民的使命。⑥因此，要求學生和教師在面對越來越多的信息資源時，能夠準確、有效、迅速地對其進行篩選與加工。“智能化知識管理”方式一方面有利于教師和學生基于資源管理的平臺實現資源共享與交流，另一方面更有利于培養學生的信息素養，并且能夠鼓勵學生積極地去探究問題，豐富已有的信息資源。
3信息技術在高中地理環境教育中的應用
3.1應用于課程資源開發，輔助教學設計
隨著信息技術的發展突破各種資源的時空限制，促使課程資源的廣泛交流與共享成為可能。⑦因此，地理教師應該充分利用信息技術，及時將新的環境現象、環境問題和環境保護經驗補充到環境教育教學中，讓信息技術作為開發高中地理環境教育課程資源的“新助手”。
首先，信息技術的集成性特點符合環境教育課程資源開發的開放性原則。一是利用信息技術開發不同形式的課程資源。教師可以結合教學實際，在互聯網各類信息資源平臺上搜索圖像、視頻來拓寬學生的視野；搜集各種有關環境的新聞熱點，突出環境教育內容的時代性。二是利用信息技術開發不同空間內的課程資源。利用網絡搜集城市、農村、國內以及國外有關環境問題的典型案例，讓學生通過比較與分析、探討與辨析、選擇與設計出適合的解決方案。
其次，信息技術的交互性特點符合環境教育課程資源開發的針對性原則。一般來說，每一門課程都有自己的“特效”資源。⑧高中地理環境教育的課程資源豐富多彩，因此，在開發高中地理環境教育的課程資源時，教師需要利用信息技術對信息資源的廣泛選擇和主動控制的優勢，認真搜索并分析與環境教育課程目標有關的課程資源，并且掌握其性質及特點，保證環境教育課程資源的有效性和環境教育課堂的教學效果。
3.2應用于課堂教學演示，直觀呈現知識
學生對知識的獲取，主要是通過感知地理環境，進而上升到理性的認識。其中信息技術是教師在課堂演示中最好的技術支撐，有利于學生通過直觀的體驗，將知識與技能、過程與方法上升為意識、責任和觀念。基于此，下文主要針對信息技術的逼真程度和信息技術與環境之間的關系來具體分析信息技術在課堂中的直觀演示應用。
首先，利用信息技術逼真程度高的特點，提高環境教育的感官教學。充分利用其視覺、聽覺、動覺和觸覺的功能，將抽象、單調、刻板的文字形象，變成直觀、具體、生動的以文字、圖片、動畫、影像等為主的多媒體形式。例如，生活在內陸的學生對于海洋沒有直觀性的認識，無法了解海洋污染的嚴重危害。教師可以通過搜集有關石油泄漏的圖片，人們打撈泄漏石油的影像資料，讓學生通過圖像的展示，認識到石油泄漏對海洋生物的巨大影響，從而對石油污染的原因以及如何預防留下深刻印象。
其次，利用信息技術制作有關環境方面的數據統計圖表。圖表對于數據的統計更為直觀，也更易于學生觀察與分析。在高中地理環境教育課堂中，教師可以利用圖表直觀地展示統計信息的時間性、數量性等屬性方面的變化，有利于學生深刻地感受環境演變的過程和環境破壞所帶來的危害。
3.3應用于拓展第二課堂，促進探究學習
高中地理環境教育的第二課堂應讓學生能夠在真實的環境中走進文本，體驗環境問題，并在體驗中生成有關環境保護的知識和意識。信息技術在高中地理環境教育的第二課堂中就扮演著“拓展者”的角色，有利于促進學生的探究式學習。
首先，利用信息技術虛擬現實性的特點拓展第二課堂。高中地理環境教育的第二課堂是提高學生綜合分析環境問題能力的場所，利信息技術開展第二課堂活動，可以模擬現實情景，打破時間、空間和經費的限制。例如，探究“城市垃圾污染和防治”活動中，讓學生通過“網絡城市垃圾回收站”的模擬情境進行探究性學習。“網絡城市垃圾回收站”是將不同類型的垃圾和問題分散在各個虛擬的城市中，學生可以通過角色扮演對同一個城市垃圾的分類、問題解決方案進行討論。最后集合學生對每個城市垃圾問題的分析結果，合作完成城市垃圾回收的學習任務。這種利用信息技術模擬現實情境的探索活動，符合學生的學習行為規律。
其次，利用信息技術便捷性的特點為拓展第二課堂提供新的學習方法。學生利用信息技術按照自己的需要、興趣、任務要求和認知特點來選擇信息的表現形式。尤其是利用信息技術對環境信息進行加工與處理，讓學生學生在動手動腦的過程中有意識地將自己的觀點與理解滲透到環保作品的加工中。一方面，學生可以利用信息技術滿足和豐富自身的知識結構，對現有的環境保護知識進行同化與順應，另一方面，充分利用原有知識與新信息、新知識學習之間的認知沖突，重構正確的知識與能力。
4結語
新課程標準高度重視學生創新精神與創新能力的培養，并且要求突出學生在地理環境教育課堂中進行“探索”與“解決”問題的過程。因此，教師應該根據教學實際，將信息技術充分應用于高中地理環境教育中的，激發學生的認知內在動力與探究能力，培養學生搜索整理信息、分析解決問題及交流合作的能力，促使學生形成正確的可持續發展的環境觀。
注釋
① 鄒冰.多媒體教學在環境教育領域的應用[J].上海環境科學，2001（7）：347-348.
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⑥ 國際地理聯合會地理教育委員會.地理教育國際[R].地理學報，1993.4：289-295.
關鍵詞：建筑全生命期管理 空間信息技術 空間數據庫 空間信息管理系統
中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0012-02
建筑全生命期管理主要分為規劃、勘察、設計、施工、運營、拆除等各不同階段[1]。任何建設工程項目在上述過程中不可避免的需要用到空間信息技術[2-3]。空間信息技術（Spatial Information Technology）是20世紀60年代興起的一門新興技術，70年代中期以后在我國得到迅速發展，目前已經廣泛應用在環境、資源、軍事、農業、水利、國土、衛生等領域[2]。空間信息技術主要包括衛星定位系統、地理信息系統和遙感等的理論與技術，同時結合計算機技術和通訊技術，進行空間數據的采集、量測、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應用等。空間信息技術在廣義上也被稱為“地球空間信息科學”，在國外被稱為GeoInformatics。
為了實現建筑信息化的需要，需要在建筑生命周期中各階段的空間信息進行整合和管理，從而達到更好地服務于建筑生產、運營的目的。面對國內外巨大數量的建筑項目，建筑全生命期空間信息管理應用系統的建立與推廣將在建筑業及相關建筑空間信息服務業具有可觀的市場應用前景。
1 建筑全生命期中的空間信息技術需求分析
建筑全生命期中的空間信息主要是通過使用不同的空間信息技術及方法進行空間數據的有效采集、表達等，為建筑生命周期管理提供空間信息服務。空間信息技術包括工程測量手段、精密工程測量、數字近景攝影測量、三維激光掃描和高分辨率遙感等方法等。以下分別討論上述各階段對空間信息技術的需求。
1.1 建筑規劃中對空間信息技術的需求
在建筑的規劃階段，空間信息技術提供周圍建筑物、交通與環境等的信息供參考，信息提供采用二維平面圖與建筑、交通等屬性信息綜合的方式。比如，在市區需要建一棟高樓，就要考慮新建建筑物對周圍環境的影響，也要考慮施工階段交通運輸與否便利及如何最優，和是否會帶來嚴重的交通影響。這就需要在平面圖中提供位置信息與交通屬性信息等。另外還需提供地質資料、地形圖、地籍圖和地下管線管網圖等來輔助規劃。
其中涉及到的測量手段有：全站儀、GPS、管線探測儀等。還需利用GIS技術輔助分析規劃。
1.2 建筑勘察設計中對空間信息技術需求
在建筑勘察設計階段，需要實地勘察地形和周邊環境，看勘察現場環境是否和已有資料符合，從而實現具體的設計方案，最終形成具有施工指導的CAD設計圖紙。空間信息技術需提供地形信息、土方信息、地基巖土信息等，各屬性信息需要與空間坐標相對應。設計中需要利用三維空間建模與可視化技術，根據設計圖可以實現造價分析、工程量統計等。
1.3 建筑施工中對空間信息技術需求
在施工階段：主要包括施工測量、變形測量、竣工測量等，需要使用測量儀器獲得充足與準確的數據。在施工測量中又包括施工控制網的測量、施工放樣測量、施工檢測，其中測得的施工控制網為施工放樣測量提供基準，施工檢測對施工進行監督，評價施工質量；變形測量輔助施工安全管理；竣工測量用于評價施工與設計的符合度。
其中涉及到的測量手段有：全站儀、水準儀、鋼尺、GPS、數字攝影測量及三維激光掃描技術等。
1.4 建筑運營中對空間信息技術需求
在運營階段：主要包括房產測量、變形監測、健康監測、能耗監測、產權變更監測、結構形態測量等，其中房產測量輔助房產管理和物業管理，變形測量輔助安全管理。需用到的空間信息技術有，手持式測距儀、鋼尺、全站儀、水準儀、GPS、攝影測量、三維激光掃描技術等。
1.5 建筑拆除對空間信息技術的需求
在拆除階段，主要是測量周邊建筑和設施，為拆除提供足夠的數據。包括地形的測繪，利用傳統和現代測量技術均可。
總之，在建筑全生命期管理的各階段，空間信息技術提供直接的技術服務，對于獲取工程及周邊環境的空間信息與基本屬性信息，還需建立工程數據庫及綜合信息管理系統，并實現管理、更新與維護，最終還需對信息進行科學的分析與解釋。
2 建筑全生命期空間信息管理與應用系統
該系統基于建筑全生命期管理的理念，通過對建筑工程設計、施工和管理工作中的工程信息進行數字化、標準化，實現建筑數據在數據庫系統中的統一管理。系統在建筑領域中引入信息化技術并結合地理信息技術，在綜合分析建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型之后，抽象出通用的建筑數據模型，將建筑生命周期內空間與屬性信息的統一納入到模型中管理。系統將建筑生命周期內的所有數據分為規劃、勘察、設計、施工、運營和拆除等階段進行分類管理，對建筑信息進行詳盡的數字化表達，為創建豐富的建筑數字化信息、管理建筑整個生命周期的數據提供一個基礎平臺，使與建筑相關的多個參與方之間共享信息成為可能。
系統由建筑全生命期數據庫管理子系統與建筑全生命期綜合應用子系統兩部分組成。建筑全生命期數據管理子系統可用于建筑全生命期數據的統一、規范化管理與綜合數據處理，主要功能包括工程管理、建筑數據入庫、管理與維護、建筑數據綜合顯示與操作、建筑數據查詢分析、系統管理和幫助等。綜合應用子系統實現建筑全生命期各階段信息的集成應用（如圖1），它在建筑全生命期數據庫管理子系統基礎上，實現建筑信息管理與分析的基本功能，為政府部門、建筑施工管理人員、建筑業主提供信息查詢、統計、分析、監測預測的行業應用系統。系統主要功能包括數據瀏覽、數據查詢、分析與統計、圖層管理、地圖標繪、效果圖輸出等。
3 結語
該文分析了建筑生命周期管理各階段對空間信息的需求，分析了建筑全生命期管理各階段對空間信息技術的需求，重點討論了各種不同技術如工程測量、GIS、GPS、RS在每一個階段的具體應用，為建筑全生命期的空間信息獲取與管理提供支持。最后針對建筑生命周期管理中的空間數據，基于空間信息技術自主設計并開發了建筑全生命期空間信息管理與應用系統，從而證明空間信息技術在建筑全生命期中重要價值和廣闊的應用前景。
參考文獻
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[2] 朱強，樊啟祥，金和平.空間信息技術在水電工程全生命周期中的應用綜述[J].水利水電科技進展，2010，30（6）：84-89.
[3] .工程測量的發展與需求[J].測繪通報，2003（4）：18-21.
[4] .城市建設領域地理空間信息標準化進展[C].全國工程測量2012技術研討交流會論文集，2012.
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[6] 劉興萬，田飛，危雙豐.面向全生命期的建筑信息集成管理與應用系統建設[C].智慧城市理論與實踐―第七屆中國智慧城市建設技術研討會論文集，2012.
