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关键词 基础课程 差异化教学 自然地理学
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.07.037
Reform and Practice of Physical Geography Differentiated Teaching
WANG Tao
(College of Geomatics, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)
Abstract Physical geography has opened in ecological environment majors, resources protection majors, even engineering majors of many domestic universities, that reflecting the basic position of many professional training of physical geography. Combined with the author's practice of physical geography in undergraduate teaching, the conclusion physical geography teaching should be implemented with different major was obtained. By differentiated instruction, physical geography knowledge related to student's profession will be training well and promote the integration of student's professional knowledge and physical geography knowledge.
Key words basic course; differentiated instruction; physical geography
0 引言
自然地理学作为一门重要的基础课程,在众多高校的生态环境、资源保护、土地科学、地理科学等,甚至测绘工程类专业得到开设,促进了相关专业学生对自然地理学的科学认识。①由于高校性质的差异,如综合性高校、师范类高校、农林类高校及地矿类高校等,自然地理学课程在开设过程中,教授内容存在较大的差异。②③受到高校自身发展过程的影响,对于自然地理学教学历史较长的高校,其自然地理学教学内容更为丰富,理论教学、实践教学、以及实验教学等得到更多的应用。④
作者所在测绘科学与技术学院以测绘学为基础,先后开设地理信息科学(原地理信息系统专业)、自然地理与资源环境(原资源环境与城乡规划管理专业)和遥感科学与技术本科专业。目前,以上4个专业均开设自然地理学课程,但课程性质在专业间存在的差异,课程教学学时也存在差异。比如测绘工程和遥感科学与技术专业为32学时、地理信息科学和自然地理与资源环境专业为48学时。
针对测绘类和地理类专业中自然地理学课程性质、教学学时的差异,作者认为,测绘类专业与地理类专业应该在教学内容与教材选择及建设、实践教学环节等方面开展差异化教学。
1 教学内容与教材建设
1.1 教学内容的差异化
自然地理学课程覆盖内容较广,教学内容较多,涉及到地球表层的诸多要素,如地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等。依据教学学时,在教学过程中,不同专业涉及内容需要有所侧重,有所为有所不为。
对于自然地理与资源环境和地理信息科学等地理类专业来说,自然地理学是专业基础课,考虑到学生毕业之后的工作内容多与地理相关,在该两个专业自然地理学教学过程中,应该对涉及的地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等内容均进行详细的讲解。对于作者所在的矿业类高校而言,地理类学生毕业后就业倾向于测绘类、地矿类、土地类。据此,教学内容中地质、地貌内容需要重点讲述,有必要单独开设地质、地貌概况类课程,满足学生未来就业及进一步学习深造的需求。自然地理与资源环境专业,除涉及自然地理理论外,在实际应用及生产方面,侧重于资源环境方向,水文、土壤、植被(生态学)教学内容也应该加以重视,增强学生水文学原理、土壤学、生态学的相关知识与内容,有利于学生未来在水污染治理、土壤污染治理、以及生态环境保护与规划方面的基础理论应用。由此也可以看出,对于自然地理与资源环境专业来说,自然地理学课程是该专业的重要基础,自然地理学课程的学习,为之后的相关课程学习奠定了基础,同时48个学时的教学,明显不能满足自然地理学课程的教学要求,基于目前自然地理与资源环境专业在实验教学方面的欠缺,应将自然地理学教学学时提高到80个学时左右,待实验教学条件满足后,增加实验教学内容,使自然地理学课程理论与实验教学超过100学时。地理信息科学专业,从就业来说,作者所在高校倾向于计算机编程技术、测绘、土地规划等方向,除编程技术为特色外,与自然地理与资源环境专业就业方向较为相似。由于地理信息科学专业培养学生侧重于技术方面,对自然地理学基础理论的学习则以强度适中为主。虽然自然地理学课程也是地理信息科学专业的基础课程,但与自然地理与资源环境专业相比,对自然地理学课程的依赖较轻。故地理信息科学专业自然地理学教学过程中,地质、地貌、水文、气候、植被、土壤等内容要详细讲解之外,更多的是引入计算机技术、地理信息思想及软硬件等内容,与自然地理学基础理论相结合,增加学生地理信息与自然地理学基础理论的关系认识,促进学生对专业知识及就业方向的认识。但是,就目前教学学时来说,学时偏少,可以提高到64个学时左右,增强自然地理学的基础理论教学及部分实验教学内容,使得地理信息科学自然地理学课程理论教学与实验教学内容达到80个课时以上。
测绘工程和遥感技术与应用是测绘类专业,但遥感技术与应用专业对自然地理学课程的基础理论依赖性要高于测绘工程专业。尽管二者的教学均为32学时,但在教学内容方面也应该有所差异。考虑到测绘工程专业的就业多集中于工程部门,野外实践较多,在自然地理学课程的教学过程中,应倾向于地质、地貌、水文方面的教学内容,气候和植被方面内容适中,土壤内容较少。突出教学过程中的重点讲授内容,才能在有限的教学学时内,使学生最大的掌握专业相关的自然地理学基础理论。遥感技术与应用与测绘工程专业均为工科专业,就业初步定位摄影测量及其它方向,但前者对自然地理学课程基础理论的需求要高于后者。结合遥感技术发展及应用前景,该专业自然地理学课程教学过程中,地质、地貌、植被、土壤内容应该侧重,水文、气候内容适中,考虑到仅有32个教学学时,根据该专业的就业方向,又设定地貌、植被为重点讲授内容,地质、土壤次之,水文、气候最少。尽管测绘工程专业自然地理学教学从之前的16学时增加到了现在的32学时,但32个学时的教学学时也是不能满足教学需求的。将测绘工程和遥感技术与应用两个专业的自然地理学课程教学提高到48学时更能满足教学学时的需求。
综上,自然地理学与资源环境和地理信息科学专业,二者皆为地理类专业,但在自然地理学课程教学过程中,侧重点不同。前者需要将自然地理学各要素深入讲解,使学生理解、掌握,并能利用其分析与解释地理现象;而后者更多的是将计算机、地理信息技术引入自然地理学课程教学,促进技术与理论的结合,拓宽学生的专业范围。测绘类专业中测绘工程专业应侧重于地貌、地质、水文方面的教学内容,而遥感科学与技术专业应侧重于地貌、植被方面的教学内容。同时,以上4个专业均需增加理论教学课时才能满足自然地理的教学需求,待实验教学条件满足时,也需要增加实验课程教学学时。
1.2 教材建设
教材建设是学科和专业建设中的重要内容。⑤作者所在高校自然地理学教学过程中,教材使用过王建教授主编的《现代自然地理学》、伍光和教授主编的自然地理学以及吴成基教授主编的自然地理学等。目前本科自然地理学课程教学以伍光和教授主编的自然地理学教材为主,该教材已经出到第四版,也是自然地理学本科教学中的经典教材,内容丰富,结构合理,教学过程中学生易于理解与学习,是自然地理学的综合性教材,应用范围较广。
自然地理与资源环境、地理信息科学、测绘工程和遥感科学与技术自然地理学教学过程中,均采用了伍光和教授主编的自然地理学教材,对于开展自然地理学课程的差异化教学来说,仍需要进行适合相关专业的自然地理学教材建设。具体建设可以结合上述教学内容进行调整和增减。自然地理与资源环境专业自然地理学教材需要增加实验教材和实践教材,理论教材采用伍光和教授自然地理学即可;地理信息科学专业需要增加地理信息系统软件与自然地理学的相关教学内容,实验和实践教材内容可以与自然地理与资源环境专业相似,但侧重于自然地理学的计算机应用方面;测绘工程专业自然地理学教材以地质、地貌和水文内容为主,精简原有教材内容,突出重点内容,可以在自然地理学与资源环境专业实验和实践教材中,选择野外实验和实践内容,作为该专业的实验与实践课程内容;遥感技术与应用自然地理学教材建设应以地貌和植被为主,扩充二者的内容,精简其他内容,增加自然地理学与遥感的结合内容,实验和实践教学教材也可选择自然地理学与资源环境专业实验和实践教材的部分进行学习。
综上,教材的差异化建设,能够促进学生对教材本身的关注,亦作为后续专业主干课程学习提供帮助。
2 实践教学环节建设
自然地理学课程教学包括诸多环节,其中最主要的为课堂理论教学、实验教学、实践教学等环节,其中实践教学是重要环节。⑥课堂理论教学环节在上文已述,主要是进行差异化的教学模式,侧重于各专业自身特点,将自然地理学基础理论与专业特点相结合。实验教学过程因实验室还在建设过程中并未开设,是自然地理学教学过程的一个损失。我校自然地理学实践课程环节主要放在大学一年级第二学期末,进行为期2周的野外实践学习,包括溶洞地质、滑坡和崩落、地垒与地堑及山崩地貌、山地植被、人文环境、土壤侵蚀监测等实践内容,自然地理与资源环境专业开设后,相关实践环节内容在不断发展和完善。
在自然地理学课程实践教学环节,仅自然地理与资源环境专业有设置,其它专业均为其专业实习,如土地调查实习、工程测量、地形测量实习等。这里主要讨论自然地理与资源环境专业实践环节建设,其它专业涉及自然地理学课程实践内容均可参照。自然地理学课程实践环节是自然地理与资源环境专业重要的学习过程,是其它课程学习的基础,也是激发学生学习热情的契合点。就目前自然地理学实践教学环节而言,实践环节时间较少,仅2周时间。考虑到实习过程主要在陕西省境内,去掉周末,仅剩10天时间,对于诸多自然地理学要素的实践学习而言,显然实践环节安排时间太短,可考虑增加到3周。目前实习内容以地貌实习为主,包括溶洞、崩塌、滑坡、山崩、地垒与地堑等内容,植被、土壤、水文、气候方面的实践环节较少。结合实验室建设内容,土壤、气候实践环节内容可以融合起来,植被环节实习与山崩地貌、山地地貌实习相结合,水文与土壤侵蚀监测相结合。可考虑将实践环节增至3周时间,学生可供实践的时间为15天,地貌实习4~5天,人文实习1~2天,土壤、气候环节1~2天,水文、土壤侵蚀监测内容1~2天,再增加1~2天的室内实践理论教学时间,以及1~2天的实习报告写作时间,构成自然地理学课程实践环节内容。
3 结语
自然地理学是地理、生态环境、资源保护等学科重要的基础课程,自然地理学课程教学与改革关系到众(下转第99页)(上接第79页)多本科学生基础知识学习过程,应当结合众多教学工作者的建议和意见,形成较为成熟的、完善的差异化教学过程,形成适合多种专业自身特点的自然地理学课程理论教学、实验教学和实践教学等内容。
基金项目:西安科技大学教育教学改革与研究项目“应用型自然地理与资源环境专业人才培养实践教学改革(JG12 19)”、“自然地理与资源环境专业野外实习基地信息化建设研究(JG14033)”
注释
① 戴仕宝,王岽.基于不同授课对象的自然地理学教学改革初探[J].滁州学院学报,2009.11(3):76-78.
② 王文福.测绘专业《自然地理学》教改体系的构建[J].长春师范学院学报(自然科学版),2009.28(5):85-88.
③ 黎遗业.高师自然地理学学科课程教学研究[J].南宁师范高等专科学校学报,2008.25(2):86-88.
④ 陈效逑.“自然地理学”穿心教学体系的探索[J].高等理科教育,2008.6:24-27.
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依托科普场馆,面向社会开放
黑龙江省测绘地理信息科技馆全面充分地展示了各个时期的地图产品、测绘仪器、测绘成果等发展历程。
测绘地理信息技术基础知识科普展厅,从什么是测绘、什么是地图、什么是地理信息技术等最基本的测绘概念开始,按测绘学科规律详细展出。有依据年代不同排列的测绘及地理信息工作者在具体的测绘生产科研工作中使用的国家标准、行业标准和规范图示;有传统手工绘制的地图产品;有我们在地图上经常能看到的象形符号,如天安门、纪念塔、百货商店等。大家在这里还能了解到过去地图制图工作者检查国界线使用的标准画法图,以及省界、县界画法标准图。在这里我们可以一步一步地了解测绘的全过程,了解测绘地理信息在国民经济建设、社会发展及国防建设中的作用,比如南极科考、三峡工程、西气东输、青藏铁路、南水北调、防灾减灾、资源普查、科学研究、文化教育、规划设计、决策管理等方面,都和测绘息息相关。
地图发展展区展示了从古到今地图的发展,远古时代的木板星象图、古代地理工作者绘制的黄河地图、秦墓中出土的地图复本等,以及唐、宋、明、清的地图,分城市图、山河图、建筑图、天文图等,种类齐全。大家在这里会发现地图信息越详尽越接近现代地图。这些古地图由简单的工笔描摹到精确的经纬刻画,都显示了测绘技术的一步步发展。只有经过了岁月的坚实积累,才能有我们今天测绘科学的飞速发展。
极地科普教育基地展区内容丰富,这里展示了黑龙江测绘地理信息局自参加了南极科学考察活动以来积累的丰富的图文和实物资料,系统地展出极地(主要是南极)自然环境、国际南极探险史和我国极地科学考察研究情况,同时阐述进行极地科学考察研究的政治、经济与科学意义;以图文形式展示南极长城站、中山站、昆仑站等景观,以及冰山、极光、风雪、动物等极地风光;以沙盘形式展示南北极地貌;展出我国极地测绘科考成果;以多媒体音像、电影播放等方式,展示极地地貌、地质结构等自然环境;以南极科考人员实际生活、工作的实物,展示人类为揭开那些未知的科学之谜,前仆后继,艰苦奋斗的探索历程。
测绘仪器展区展示了各时期国内外测绘仪器及测量附属工具,展示了手工绘制地图使用的制图工具。展品大到测绘航空摄影无人机,小到绘制地图笔尖。航测仪器展区展示了代表各个时期、各个工序的先进仪器。这里还有很多野外测量露营时使用的帐篷、手电筒和做饭用的锅碗瓢盆等,再现野外测绘工作者风餐露宿的艰苦场景。
测绘高新技术展区,融科学性、知识性、趣味性、互动性于一体,图文并茂地全面展示了丰富的卫星遥感技术、自动化测图技术、地理信息成果、全球定位系统、网络时代的虚拟现实技术及战场仿真技术等,都在经济建设和国防建设中发挥着越来越重要的作用。
科技馆全天候面向学生、社区居民及社会各界免费开放,以推动公民科学素质建设,通过传播与普及测绘地理信息科普知识,展示测绘事业与地理信息产业的发展历程,宣传其在服务经济建设和维护国家安全中的重要性,弘扬测绘精神,提高全民科学素质为目的,让参观者感受科学技术的进步,切身体会到科学技术是第一生产力。
测绘科普走进大学校园,走向社会
近年来,科普基地在黑龙江测绘地理信息局极地测绘工程中心的配合下,到省科技馆、大学生科技活动周、哈尔滨工业大学等高校、哈尔滨市第三中学等举办南极测绘科考报告会及展览会。使学生们了解到测绘在南极科学考察中的重要作用,宣传测绘在服务经济建设和维护国家安全中的重要性,弘扬测绘精神,使青少年进一步认识测绘,热爱测绘,有效地开展了测绘科学知识的普及工作,取得了良好的社会效果。
科普基地几年来一直与黑龙江工程学院、东北林业大学等院校开展校园测绘技能竞赛等科技活动月活动,包括水准仪测量竞赛、全站仪数字测图技能竞赛、GPS-RTK数字测图技能竞赛、全站仪放样比赛、数字摄影测量工作站模型定向、内业计算、专业知识问答、定向运动等多种技能竞赛,极大地丰富了测绘科普内容。其中与黑龙江工程学院测绘工程学院共同主办的“测绘杯暨测绘科技活动月”活动,有全省多个高校代表队参加,扩大了科普基地的影响力。黑龙江工程学院、哈尔滨市勘察测绘研究院也先后建设开放了测绘展馆,3个展馆互借展品,互为补充,成为全国测绘科普工作的亮点。
通过“黑龙江省科普月”、“中国测绘法宣传日”等活动,展出根据主题精心制作的科普展板,包含应急测绘、地理信息技术、南极科考测绘先行、地理国情普查监测、智慧城市云平台、天地图、测量标志保护等丰富多彩的科普宣传内容,同时展出测绘应急监测车和无人机实物,发放宣传材料并讲解测绘科学知识、南极科考和国家版图知识等,融大众性、服务性、知识性、趣味性于一体,让社会公众进一步认识测绘地理信息工作的重要性及其与百姓生活的息息相关。
【基地简介】
关键词:测绘基础地理信息标准化现状
中图分类号: P2文献标识码: A 文章编号:
对测绘及基础地理信息的介绍
测绘
测绘主要是指以计算机、光电、网络通讯等技术加上空间科学和信息科学为前提,运用全球定位系统、遥感和地理信息系统,使地面上已经有的特征点、界线在测量手段的基础上获得可以反映地面情况的图形和定位信息,并将此信息提供给工程建设和行政管理相关部门。
基础地理信息
基础地理信息是指拥有最强通用性,最大共享需求,并几乎被所有和地理信息相关行业利用,用来进行统一的空间定位及空间分析的地理单元。它主要是由自然地理信息中的地貌、水系 、植被和社会地理信息中的居住地、特殊地物、交通、境界等要素构成;此外,地理坐标的系格网还用在地理信息定位这方面。总的说来,基础地理信息承载的形式具有多样化的特征,它包括各种类型数据、航空像片和声像资料等等 。基础地理信息的信息源的开发质量将直接影响到一个国家的信息自,是国家信息化实力的标志。
二、国家及行业的基础地理信息标准现状
现在,我国在测绘及地理信息标准化工作方面走出了一条独立地自主发展道路,由于我国的测绘技术体系从传统模拟体系全面转向了数字化体系, 所以,现在的初步技术体系也随之发生了变化。经过40 多年的努力,尤其是近十多年标准化的发展,我国在测绘及地理信息标准化方面真的取得了不错的成绩。从1986年开始至2002年,我国已经了的多种测绘及基础地理信息的标准,其中由测绘局提出的国家标准有58项,行业标准有63项,与其它各行业一起制定的国家标准共4项。
继1998年建成的1:250000基础地理信息系统数据库之后,国家将1:50000数据库的工程提上了日程。作为国土覆盖率相对高的中等比例尺地理空间数据,它的建设目的是致力于满足用户对高精度、丰富内容的地理信息的强烈需求, 同时给“数字中国”创造公用基础数据平台。这项新型数据库包括3个方面的内容: 基础地理信息的数据生产、数据库的建立和集成和网络化的服务体系。此外,该数据库的建立为空间信息服务及全国各地各行业的数据提供了在空间上集成的可能性,这样,处在不同地区的数据才能真正做到无缝整合,进一步保证了相关工作的科学和准确性,更为资源的管理、城镇的规划、基础设施的建设、产业结构的调整、生态的建设、环境的保护、社会的服务、电子政务以及电子商务和大众生活等众多方面提供了空间的信息服务和相关技术支撑。
三、我国测绘标准化计划
在充分了解了测绘标准化的现状和需求后,我国在现有测绘事业的基础上制定了第十个五年计划的目标, 它以“数字中国”的地理空间为中心进行构建,一方面促进了测绘事业的发展,另一方面也全面考虑了社会经济的可持续发展在测绘事业方面的要求。国家测绘局制定的这个测绘标准化工作主要有以下几个目标:
1、致力于完善行政技术法规在测绘工作方面的修订。
2、致力于及时更新测绘标准化的更新工作,并不断完善现有的测绘标准,保持标准的协调运作。
3、致力于满足广大用户和社会对测绘标准化的需求,初步实现测绘标准的国际标准化。
4、致力于不断完善地理信息的标准体系,加强标准化的前期研究及基础性工作,从而实现标准性建立。
5、致力于加强标准宣传和信息服务的工作,使标准信息渠道更畅通,信息的反馈机制更健全,从而更有效地实施标准监督。
因此,只有全面有效地致力于上述目标,在充分遵循先进、系统、实用和协调性等原则的基础上,测绘标准化的工作才有可能以最快的速度完成,而现在,这项计划已经正式全面启动。而现在这个十五期间的计划将致力于完成测绘标准化及相关工作,其工作重点是: 重新制定测绘技术的相关法规,加快测绘标准制定与修订的速度,不断充实地理信息标准的体系,加强对标准化的前期研究和及时进行正确总结,继续跟进国际在测绘标准化方面的新动态,大力加强对测绘标准的宣传和推广。
四、总结
从1990年以来,各项高新科技都在快速发展,尤其是计算机技术领域的普及和运用,而测绘技术体系也已经慢慢从模拟变革成数字技术体系,地面转到了空间,静态转到了动态,并更进一步朝着网络化和智能化方向发展,初步完善了信息化测绘的技术体系。但是,为了巩固这种技术上的进步,测绘的标准化工作要随时满足测绘生产方面的需求,从前两次十五计划开始,相关工作的重心就转向了数字化测绘,这为最大程度上的促进传统的测绘技术体系逐渐转向数字化和信息化起到了很好的指导作用。
在以后更长的时期内,我国将不断大力进行国民经济及社会信息化的改革。测绘及基础地理信息作为社会各行各业的经济和信息交流的支撑平台,在未来也会面临着越来越大的需求。而构建这些技术框架的工作早已经提上日程,并已经在过去和现在紧锣密鼓地展开。随着社会经济的发展和各种对测绘及地理信息标准化要求的提出,测绘及地理信息技术越来越是建设的重要内容,它是各大社会发展对实现数据共享的重要手段。此外,纵观我国近年来的各大项目,从可持续发展、西部大开发到城市化建设,这一系列项目无疑是重大的,是进一步关系到整个国家的经济、安全、信息等方面的快速发展的,但是这些重大项目都急需完善的、标准的测绘技术和测绘信息服务作为保障工作顺利进行的基础,所以,测绘标准化的工作又是重要的,是不可缺少的生命性、基础性的工作之一。
虽然,我国在标准化方面的发展前景很好,但是在与国际标准化系统相比时确还存在着巨大差距。比如: 缺乏精确的理论研究,缺乏标准的参考模型,不同部门对于研制标准尚未统一缺乏协调……为此,我国亟待研究和制定系统化、结构化、强兼容、高度共享的测绘技术及基础地理信息技术标准。同时, 由于信息全球化的发展,地理信息标准的国际化活动也日益活跃,因此更快的与国际标准接轨是我国测绘及基础地理信息标准化工作应该重视和解决的问题。
参考文献:
[ 1] 国家测绘局测绘标准化研究所. 测绘与地理信息国家标准和行业标准统计[ Z] . 2002.
关键词:测绘,新技术,工程测量,应用,研究
1.概论
传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业,随着计算机,网络技术的发展、测量仪器的智能化,数字化测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。
2.工程测量中的数字化技术
2.1地图数字化技术
在建立各种GIS系统时,对原有地图进行数字化处理,在建库工作中占据了相当大的工作量,各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪将其输入计算机,经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。论文格式。
2.2数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,常规的成图方法野外工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应社会飞速发展的需要。论文格式。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于等特点。目前,数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。论文格式。
3.数字测绘在数字地球中的应用
简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学,空间技术才众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术,GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、卫星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网;完成了全国1:100万、1:25万基础地理数据库和数据服务设施;建立了国情和省情综合地理信息系统,研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统;研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生线。数字地球的雏形已经形成。
4.工程测量中的地理信息(GIS)技术
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前,GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
5.工程测量中的数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现,加上GPS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量产品已经从影像图等向4D产品转化,为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。
6.工程测量中的遥感( RS)技术
遥感(RS)技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,得到快速的普及,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7.工程测量中的3S集成技术
3S(GPS、GIS、RS)技术的结合,取长补短,是一个自然的发展趋势,三者之间的相互作用行成了“一个大脑,两只眼睛”的框架,即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息,而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成,使之成为科学的决策依据。诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程,其施工范围大、物流量大、施工周期长等,而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。
8.结语
伴随着测绘新技术的不断进步,现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展。
【参考文献】
[1]陈俊勇,胡建国.GPS技术的新进展[J].测绘工程,1996,(2).
[2]李建松.地理信息系统原理[M].武汉:武汉大学出版社,2006.
[3]李青岳.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1995.
【关键词】信息技术;工程测绘;应用;探析
1.测绘信息化―――工程测绘技术的必然趋势
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。测绘信息化是指在测绘行业各个领域各个方面充分利用现代信息技术,深入开发和广泛利用地理信息资源,加速实现测绘现代化的进程,主要包括测绘手段现代化、产品形式数字化和信息服务网络化等。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。
2. 工程测绘中的信息技术
随着经济和社会的进步,现代的数字化技术、全球定位技术(GPS)、地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)等各种新技术在工程测绘中得以应用和研究。
2.1 数字化技术
数字化测图技术实质是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比,具有显而易见的优势和广阔的发展前景,是地形测绘发展的技术前沿。数字地形图最好地(无损地)体现了外业测量的高精度,也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。它不仅适应当今科技发展的需要,也适应了现代社会科学管理的需要,如工程测量、地籍测量、管网测量、房产测量等等,既保证了高精度。又提供了数字化信息,可以满足建立各专业管理信息系统的需要。数字化测图技术特点:第一,自动化处理。数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用,使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。数字测图是经过计算机软件自动处理(自动计算、自动识别、自动连接、自动调用图式符号等),自动绘出精确、规范、美观的数字地形图。它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。另外,数字测图出错(读错、记错、展错)的概率小,能自动提取坐标、距离、方位和面积等。第二,图形编辑方便。数字化测图的成果是分层存放,不受图面负载量的限制从而便于成果的加工利用。经过数据处理就能方便地做到更新和修改,可以始终保持图面整体的可靠性和现势性。数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。载波相位差分技术(RTK 技术)、电子平板的出现给数字化测绘技术提供了发展机遇。RTK 作业模式RTK 技术在工程测量中的应用及普及,是测绘科技发展的重大突破。在RTK 模式下、流动站接受GPS 卫星数据及基准站数据,组成相位差分观测值,进行实时处理。能够实时提供高精度定位点三维坐标结果。由于RTK 定位精度高,方便灵活,测程不受限制。不受通视条件影响等优点。在数字化测绘中应用RTK 作业模式进行数据采集。大大加快了外业工作速度,叉能提供可靠的测绘成果,成为数字测图新的里程碑。
2.2 GPS
GPS,即全球卫星定位系统,是美军于20 世纪70 年代初在“子午仪卫星导航定位”技术上发展起来的具有全球性、全能性(陆、海洋、航空与航天)、全天候性优势的导航、定位、定时、测速系统。随着全球定位系统的出现和不断改进,硬、软件的不断完善,GPS 的应用领域正在不断地开拓,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。目前,各种类型的GPS 接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测。GPS 作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术,已经成为大地测量的主要技术手段,也是最具潜力的全能型技术。随着GPS 定位技术的发展完善,长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定3 维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS 技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。GPS 定位技术与常规地面测量定位相比,除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术提供数量更多、精度更高的数据信息。
3.信息技术对于工程测绘的重要性
随着科技的飞速发展,特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测绘技术进步提供新的方法和手段,有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展,使工程测绘的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。当前,我国测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展,打破了传统的手工测绘理念,形成目前较好的一套数字化、信息化测绘解决方案。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。目前的测绘技术依旧存在着若干问
题,如:怎样改进外业数据采集模式的问题、成图系统的统一标准问题,内业编辑图形工作效率问题等等,这都需要我们广大测绘工作者的不懈努力,不断提出新的任务、新课题和新要求,有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。
结束语
随着全球信息化浪潮和我国国民经济信息化的召唤,空间技术和计算机技术的迅猛发展,传统的测绘技术体系正在向以“3S”技术为特征的现代测绘技术体系转变,以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式,其先进性、时效性明显。
参考文献
[1] 景军郎.数字测图技术的发展与展望[C]//首届长三角科技论坛数字区域建设与地理空间技术论坛优秀论文集,2011,2(56):3-4.
[2] 杨晓明.现代测绘技术在水利工程中的应用[J].黄河水利职业技术学院学报,2012,16(1):7-15.
[3] 成英燕.全球导航卫星系统原理与应用[M].北京:测绘出版社,2012,8(35):53-57.
【关键词】工程测量;测量新技术
前言
科学技术的不断发展和人类文明的不断进步,使我们开始进入信息时代,传统的测绘技术与现代的信息技术相结合,产生了比较多的新技术。尤其是随着遥感技术、全球定位系统以及地理信息系统的应用和发展,传统的测绘技术从以前的模拟化、静态化和单项化的模式逐渐的走向了数字化、动态化和多项技术的合成化的道路。可以说,传统的测绘技术在现代的科学技术发展的背景之下已经逐渐的成为一种综合的地球空间信息科学技术。
一、现代测绘技术的发展
现代工程测量已经突破了仅仅为工程建设的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体发展变化的趋势预报。在这样的背景下,工程测量学将与新兴的信息技术相结合,由传统意义上的测量学发展成为了工程实用的地学信息科学,新地地学信息科学将可用于城市规划,土地利用,房地产经营、环境保护、交通规划等方面。工程测量已经远远超出传统服务范围,将逐步扩展到包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。
现代的测绘技术从一定的层面上来讲可以分为三个层次。首先,现代的测绘技术是以建立全球和区域的空间控制骨架和为地球动力学的相关研究服务为使命的大地测量技术。其次,现代的测绘技术是一种获取城市、区域乃是全球的空间基础信息的地形测量技术。最后,现代的测绘技术是以测量单位或者是群体目标的形态及其变化为测量对象,并且为各种的工程建设项目服务的工程测量技术。那种以测绘城市和区域的地貌为目标的大比例尺地形测量在现在的技术领域得到了大范围的发展。测绘的方式也是多种多样,集中体现出了集成化和测绘过程的自动化、实时化等特点。同时,最大的变革就体现在测绘成果的数字化和可视化。
二、GPS技术在工程测量中的应用
20世纪80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
三、工程测量中的地理信息(GIS)技术
GIS是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地理空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前,GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
四、摄影测量技术在工程测量中的应用
摄影测量技术已越来越广泛地在城市和工程测绘领域中得以应用,由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产,结合计算机技术中的应用,使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体,而且减少了外业工作量,具有测量高效、高精度,成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护等都起到了一般测量难以起到的作用,具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法,该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。摄影测量可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图成果,最大比例尺为1/500。采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外,还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集,经微机数据处理输入绘图机自动绘图。
五、工程测量中的3S集成技术
3S集成(GPS,GIS,RS)技术是指将上述三种对地观测新技术及其他相关技术有机地集成在一起。这里所说的集成,是英文Integration的中译文,是指一种有机的结合,在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS,RS,GIS集成的方式可以在不同技术水平上实现。3S集成包括空基3S集成与地基3S集成。空基3S集成:用空-地定位模式实现直接对地观测,主要目的是在无地面控制点(或有少量地面控制点)的情况下,实现航空航天遥感信息的直接对地定位、侦察、制导、测量等。地基3S集成:车载、舰载定位导航和对地面目标的定位、跟踪、测量等实时作业。3S技术为大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。
六、工程测量中的遥感(RS)技术
遥感(RS)技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,得到快速的普及,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中、小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。工程测量科技发展十分迅猛,取得的成绩也比较显著,但是发展还很不平衡,尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是:大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代,积极推动新技术的推广与应用,充分利用GPS技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS技术、3S集成技术及地面测量先进技术设备,把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展;同时加强相关学科的研究,不断拓宽工程测量服务新领域,开创工程测量发展新局面。
结语
总而言之,工程测量科学技术的进步和生产力的发展,被应用在了许多规模大、内容复杂、精度要求高的工程,例如拦河大坝、大型联锁商业、跨江大桥、超长隧道、城市地下铁路网、数百米高的电视塔、精度要求非常高的自动化工业设备和科学实验装备如高速导轨、离子加速器、射电望远镜、通讯卫星地面接收天线等,工程测量也得到了迅速的发展。
参考文献:
[1]王鹏.测绘技术研究[M].建筑科学出版社,2010(18)
关键词:数字城市;信息化测绘;关系;作用与对策
0 引言
在信息化发展的今天,数字城市是城市发展的必然趋势,要想全面开展数字城市的建设工作,首先就需要掌握并控制城市的所有地理信息数据,而掌握这些地理信息数据也就需要信息化测绘来完成,由此看来,在熟悉城市建设过程中,信息化测绘占据着非常重要的地位,如果在数字城市建设过程中没有合理的运用信息化测绘,那么就会导致城市并不能够向数字化方向发展。因此,作为城市测绘部门的工作人员,首先需要明确自己的职责,充分发挥自己的优势,深入研究数字化城市,从而促进城市地理信息产业的较快发展。
一、数字城市的概述
1、数字城市的含义
数字城市是指综合运用地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS等关键技术以及可视化虚拟现实技术、卫星对地观测技术、卫星通讯技术、数据库技术、计算机和互联网技术等,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立城市电子政府、电子商务企业、电子社区,实现城市经济信息化、城市综合信息的数字化、智能化、可视化,城市管理、决策、工作、学习、娱乐的数字化、网络化,实现城市资源在空间上的优化配置,在时间上的合理利用,以达到城市的可持续发展目标。
2、数字城市建设的主要内容
总体来说,数字城市的建设也就是采用各种先进的技术来提高社会、人口、资源、环境等多方面的管理工作,以此促进城市智能化的发展。数字城市的建设实际上是一项极为复杂的系统工程,其主要包括以下几个方面的内容:1)数字化。数字城市在建设过程中需要按照相关的规范标准,然后建设一个健全的数字化数据库,从而对城市各个基础设施各项产业进行优化管理。2)网络化。在一定的规定要求下,需要将各种网络相互连接,并在其中建立起一个相应的信息平台,以此对其进行严格的管理。3)智能化。在数字城市建设过程中,交通、资源实现智能化是数字城市建设的基础。
二、信息化测绘概述
1、信息化测绘的特点
信息化测绘的最本质特征也就是为城市提供及时有效的地理信息数据,从而实现其综合。信息化测绘体系与数字化测绘体系不同的是,信息化测绘体系是在信息化社会的基础上实现的一种信息服务的能力建设目标。根据总结,它具有以下几点特征:1)能够及时获取地理信息数据。通过信息化测绘,将地理信息数据建设从静态转变为动态,从而有利于管理人员对其进行实时更新与检测。2)能够拓展信息网络。通过信息化测绘,可以将信息网络从局域转变到广域,也就是说,在互联网开往的网络环境之下,数字化测绘一般是以局域网为主而工作的,但是信息化测绘必须要通过广域网来进行交流、工作,实现了信息交互的网络化。3)使基础设施公用化。通过信息化测绘体系,其中包括测绘地理信息数据库的使用等,使其从专业部门使用转变为公用人员施工,从而彻底实现了测绘基础设施的公用化。4)保证技术向数字化方向发展。信息化测绘是建立在数字化测绘的基础上的,从技术的角度来说,信息化测绘与数字化测绘并无太大的区别,信息化测绘的技术基础与数字化测绘的基础基础都是数字化,但是信息化测绘却能给社会提供能高层次的地理信息数据,从而对其进行合理的管理并提供综合服务。
2、信息化测绘的核心技术
信息化测绘是在数字化测绘的基础上不断发展而来,因此,它具有多重特征:实时化、动态化、数字化、智能化等。通过该技术能够对获取的信息进行加工处理,从而为人们所用。信息化测绘技术主要包括:全球卫星定位系统(GPS)技术,航空航天遥感技术(RS),基础地理信息系统(GIS)技术,数字测图技术,信息高速公路和计算机网络技术、虚拟现实技术,网络通信技术,信息技术,精密工程测量智能化技术,地下管网探测自动化技术,变形与形变自动监测技术,地籍与房产数字化测量技术以及多种技术集成等。
三、信息化测绘在数字城市建设中的对策
1、加快基础地理信息资源建设,完善信息共享机制
按照统一设计、分级负责的原则,加快各级基础地理信息数据库建设,建立面向全社会的数据服务平台,满足数字城市建设的数据需求,提供权威数据服务。建立健全基础地理信息数据的定期更新和动态更新相结合的更新机制,切实提高基础地理信息的现势性,实现基础地理信息资源数量增加、质量提高和结构优化。
构建基础地理信息公共平台,进一步完善推进地理信息资源共建共享。加强空间数据生产及使用的协调和管理,加强资源整合,制定和完善地理信息资源共建共享机制,明确共建共享的内容、方式和责任,充分利用现有和规划建设的国家信息化设施,避免重复建设,建设全国测绘成果网络化分发服务系统,及时测绘成果目录,提供丰富的地理信息服务,为数字城市建设提供科学、准确、及时的基础地理信息和测绘服务。
2、积极推进测绘信息化建设
现代测绘科学以空间科学、信息科学、计算机技术、网络通信技术等为基础,既充分利用了信息技术,又进一步发展了信息技术的行业。随着测绘科学的不断发展和进步,测绘业已从传统行业逐步向信息化产业转化,从单一提供模拟测绘数据和服务向提供多形式、多尺度的信息化测绘产品转化,测绘产业应借助数字城市建设的东风,积极推动测绘技术数字化、信息化的建设,逐步实现测绘生产自动化,测绘产品信息化以及测绘服务社会化、网络化,为数字城市建设提供高质量、高精度的信息化空间基础地理数据和测绘服务。测绘生产自动化就是通过GPS技术、全野外数字化测图技术、全数字航空航天遥感技术等测绘新技术,实现从地理信息获取、处理到服务的测绘生产全过程的数字化及快速化。应建立地理信息数据采集自动化、数据处理智能化、生产管理及办公自动化、测绘服务网络化为特征的测绘生产体系,包括地理信息的数据采集及更新实现自动化,数据处理及分析智能化,数据管理及更新实现实时化和动态化,生产管理和指挥调度自动化,成果应用和服务实现网络化和社会化。
四、结束语
事实上,数字城市的建设是一项极为复杂的系统工程,测绘技术的发展是建设数字城市的基本条件,也是其关键环节,在数字城市建设中具有非常重要的作用,所以在实际工作中,城市测绘部门必须要对数字城市建设的各个因素进行深入分析,采用现代化先进的技术来获取更多有用的地理信息数据,然后采用有效的措施来发挥信息化测绘的作用,以此加快数字城市建设的速度,为国家的发展做出贡献。
参考文献
关键词:一带一路;西部;地理信息科学
引言
2015年3月,国家发改委、外交部以及商务部在海南博鳌亚洲论坛上联合了《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》(以下简称《愿景与行动》)[1],标志着中国的“一带一路”战略正式进入全面推进与建设阶段,已经成为继“西部继续开发开放、东部转型走出去”之后,我国在新的历史时期提出的持续开放的新战略。事实上,“一带一路”战略并非偶然之举,而是世界经济格局变化和经济全球化深入发展的必然结果,同时也是一个具有高度空间选择性的战略概念[2]。“一带一路”强调经济要素的自由流动、资源的高效配置以及市场深度的融合,传递一种合作、发展与共赢的理念[3]。然而,长期以来,国内对“一带一路”沿线国家的研究与认识相对不足,对相关国家的基本国情、资源环境、社会经济概况等数据信息的了解也是零散残缺的,这种状态不利于“一带一路”的合作建设与共同发展。
地理信息科学(GIS)通过数字技术来描述与表达现实空间,与遥感(RS)、全球定位系统(GPS)共同构成了地理信息的3S技术,形成了对地球的数字模拟,使我们首次实现了足不出户的了解地球。“一带一路”在政策、经济、文化、环境等多方面均面临挑战,亟待利用地理信息科学技术开展对“一带一路”国家的相关研究。同时,西部地区作为“一带一路”战略的桥头堡,其整体教育水平与我国东部地区仍然存在一定的差距。GIS是近几十年发展起来的新兴综合性学科,在当前信息化潮流中,“一带一路”战略的实施能够促进我国西部地区GIS人才培养的跨越式发展。基于此,本文从“一带一路”的战略角度出发,探讨地理信息科学教育的新思路,为我国西部地区GIS及相关学科的教学提供理论参考。
“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
“一带一路”跨越亚、欧、非三大洲,沿线包括60余个国家40多亿人口,存在涉及国家多、面积广、气候类型多样等情况,在该区域内开展交通基础设施、经济贸易、资源开发、跨境生态环境保护、旅游文化等合作,必须充分利用现代化GIS与遥感技术,克服地理时空距离等方面的障碍和限制[4]。另一方面,通过GIS的广泛应用,能够获得包括整个区域的基础地理、自然资源、生态环境、人口与社会经济等的空间分布格局、规模数量、构成质量以及时空分异和变化规律等第一手的信息,以研究市场资源要素之间的相关关系和影响机制,支撑区域重大建设工程的实施。
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
地理信息通过空间视角,将自然环境与人类活动联系起来,并应用图形进行空间表达。近年来,GIS的引用领域已经突破了地理界线,并迅速渗透到各行各业中。基于此,GIS的教育中需要充分考虑“一带一路”战略的需求,强化GIS的基础教育属性,强调相关专业的空间思考能力。事实上,GIS是一门面向应用的技术学科。因此,各个与空间相关的专业,包括政府公共管理、城市规划、资源开发利用等均存在着GIS教育的需求,以协助解决各专业中相关的自然环境、社会经济等问题。因此,有必要在这些相关专业中增加GIS原理与应用、遥感基础原理等课程,让相关专业学生认识GIS、了解GIS,以适应“一带一路”战略发展的需求。
2.以应用为导向,着重解决实际问题
在GIS教学中,充分考虑到GIS面向应用的属性,强调GIS理论与应用的结合。如“一带一路”战略中的设施联通必然涉及交通道路的规划及设计等。在此过程中,每一个阶段均涉及大量的GIS应用。以道路规划为例,GIS的多源数据处理与空间分析能力使其具备独有的优势。在路网规划中需要涉及多种空间与属性信息,如土地利用、植被覆被、地形、人口及经济等,而GIS与遥感能够获取这些信息的第一手资料。进一步利用GIS建立数据库,并根据需求创建相关的专题地图,能够极大地提升工作效率,丰富数据的表达形式,是实施“一带一路”战略的重要科技参考。然而,目前西部的GIS培养过程中覆盖面广、专业性强、教学板块多,导致部分学生存在“什么都懂,什么都不会”的问题。基于此,在GIS人才的培养中需要以具体应用为导向,增加相关实践课程,着重于综合解决实际问题的培养。
3.以共享数据为切入点,强化区域遥感应用
经过近几十年的发展,相关地理信息空间数据尤其是遥感数据经过多平台、多传感器的长时间序列积累,GIS学科已经积累了海量数据。地理信息空间数据作为一种数据资源,其继承与共享受到国内外的广泛重视,如国内的地球系统科学数据共享平台已经开展了相关的研究,整合了大量的地球信息科学数据资源。进一步考虑遥感科学的综合性与可比性,在“一带一路”地区开展基于遥感的国别研究,获取相关区域的自然环境与社会经济资料,如利用基础地理信息资料及相关遥感数据分析区域生态环境历史变迁、区域资源环境承载力及区域气候条件与气候变化等,均是“一带一路”战略的重要参考。
结语
在信息资源日益丰富与信息技术高速发展的今天,西部地区作为“一带一路”战略的桥头堡,其地理信息教育具备赶超东部乃至国际先进水平的良好机遇。因此,需要相关科研与教学机构从“一带一路”的战略需求出发,强调GIS学科在不同专业中的基础属性,以应用为导向,以相关共享的地学数据为切入点,强化区域遥感应用,着重解决实际问题的培养,对于促进西部地理信息科学教育及服务社会可持续发展非常重要与迫切。
【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)。】
参考文献
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