时间:2023-08-14 17:28:11
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇医学影像技术的主要内容,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
[关键词]医学影像;影响物理;成像技术
中图分类号:R310 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)21-00333-01
1 引言
人体成像包括对健康人的成像和对病人的成像,对于前者的成像主要用于科研和教学,后者主要用于医学临床诊断和治疗。医学影像物理和技术是医学物理学的重要分支,研究的对象包括了所有人体成像。
目前临床广泛使用的模态按照成像时使用的物质波不同,分为X射线成像、γ射线成像、磁共振成像和超声成像。
2 对目前各种医学成像模态现状的分析
2.1 X射线成像
X射线成像模态分为平面X射线成像和断层成像。人体不同器官和组织对X射线的吸收可以用组织密度进行表征,因此,可以利用平面x射线、x射线照相术对人体内脏器官和骨骼的损伤和病灶进行诊断和定位,同时也把胶片带进了医学领域。随着x射线显像增强技术的发展,x射线的血管造影术和其他脏器的专用x线机相继诞生,扩大了x射线成像的应用范围。平面x射线成像的未来发展方向是数字化的x光机技术其中,x线机是全世界的发展方向,但是其价格使得大多数用户望而怯步。
作为传统影像技术中最为成熟的成像模式之一的x射线断层成像,其速度对于心脏动态成像完全没有问题,加上显像增强剂,还可以对用于血管病变及其血脑屏障是否被病灶破坏进行检查,属于功能成像的范畴。当前,三维控件x射线断层成像的实验室样机已经问世,将会为x射线成像带来新的生命力。
2.2 核磁共振成像
目前,各种各样的核磁共振设备产品已经大量进入市场。核磁共振成像集中体现了各种高新技术在医学成像设备中的应用。目前核磁共振主要应用包括人脑认知功能成像,用于揭示大脑工具机制的认知心理实验测量。
2.3 核医学成像
核医学成像包括平面和断层成像两种方式。目前,以单光子计算机断层成像和正电子断层成像为主,为动物正电子断层成像主要是用于基础研究,而平面的γ相机已经处于被淘汰的水平。
核医学成像设备可以定量地检测到由于基因突变而引起的大分子运动紊乱继而引起的脏器功能变化,例如代谢紊乱、血流变化等。这是其他设备如超声波检查不可能完成的任务。这就是临床医学上所说的早期诊断,核医学影像设备能够快速发展归功于此。但是核医学成像存在空间分辨率差、病理和周围组织的相互关系很难准确定位的确定,因此,还需要医学物理工作的不懈努力。
2.4 超声波成像
超声波是非电离辐射的成像模态,以二维成像的功能为主,也包括平面和断层成像两类产品。超声波成像由于其安全可靠、价格低廉,多以在诊断、介入治疗和预后影像检测中得到发展。目前,超声波设备已有超过x射线成像的势头。同样,超声波成像也存在一定的缺点,如图像对比度差、信噪比不好、图像的重复性依赖于操作人员等。
3 关于医学软件问题
3.1 基本情况分析
成像的硬件设备要完成功能离不开医学软件的支持,对于这些医学软件按照和硬件设备的关系,可分为三个层次:
第一层,工作和硬件紧密结合的软件。主要功能是负责成像设备的运动控制,对数据的采集,图像预处理和重建,完成数据分析。
第二层,主要负责对医疗器械产生的数据进行分析、处理软件。这种软件的应用需要来自医学物理人员,软件编程人员和医生三方的合作,目前,由于我国还没有建立这种三方合作机制,这类软件应用情况明显滞后。
第三层,主要功能是完成医学信息的整合的软件,用于医疗过程中医疗信息,医学工作的管理。例如PACS。这种软件也需要医生的参与,但是并没有依赖性。
3.2 PACS
PACS是医疗发展信息化的体现,是医学影像技术集成管理和开拓影像资源应用范围的重要技术手段。PACS将医学影像中的各种软件和图像工作站连接起来,使之成为局域网中的节点,实现了资源的共享。不同科室的医生在完成对病人的信息收集和诊断后可以完成信息的录入。还可以利用商业设备上采集的数据运用于病人的诊疗中,结合数据和医学影像,对诊断信息综合处理,以此提高诊断的准确率。
4 医学影像物理和技术学科今后的发展
虽然存在各种不同的医学影像模态,但是目标只有一个,即为了更好的进行医学研究诊断,随着物理和计算机技术的发展,医学影像技术会随之提高。为了更好的为医疗服务,在今后的发展中,医学影响物理和技术学科还需在以下几方面继续努力。
第一,用于成像的物质波产生装置还需要不断进行提升,为更好的满足成像需求,在提高波源产生物质波的同时,还需要改变物质波的束流品质;
第二,将物质波和人体组织发生相互作用的规律模型化,为减少误诊率和定位误差,把模型参数的最佳化,改善从影像中提取信息的质量和速度。同时努力消除探测中的噪声和伪影;
第三,把探测的信号收集,放大、成形实现数字化;
第四,为满足影像诊断和治疗中的监督需要,高质量的实现图像重建和显示等。
在科学技术方面,开展医学影像在脑功能成像研究中的应用、临床诊断中的应用等,有利于拓宽医学影像的市场。
5 结语
本文介绍了当今主流的几种医学成像技术,对各种成像方式的优缺点进行了阐述,对日后医学影像物理和技术的发展提出了自己的看法,希望能为那些为医疗服务的工作者们提供一些参考。随着医学影像物理和技术的不断进步,医疗服务行业的科学化加速发展。
参考文献
【关键词】 临床医学专业; 医学影像学; 教学计划; 教学质量; 改革
【Abstract】 Objective To explore the countermeasures to improve the teaching quality of medical imaging in clinical medicine.Methods Based on the internet information resources and investigation on teachers and students from 3 Sichuan provincial western medicine colleges and other 23 universities selected randomly in China,we analyzed the influencing factors to medical imaging teaching quality such as teaching scheme and methods,textbooks and servicing facilities,students number of the class,intracourse teaching and examination methods,etc.Results Problems of medical imaging teaching exist in China,such as too large number of students in one class and relatively lack of servicing facilities,contradiction among few teaching hours and high requirements,simpleness of test mode,etc.Conclusion According to the teaching character,educative purpose and realistic situation,we should immediately transform teaching idea and advance teaching reform.
【Key words】 clinical medicine; medical imaging; teaching plan; teaching quality; reform
医学影像学是临床其他专业重要的支撑学科,值得临床专业学生深入学习领悟。医学影像技术的飞速发展,国内高校医学影像专业的不断壮大,理应更好地促进临床医学专业《医学影像学》教学工作,但现实状况可能并非如此。因此,为了解本课程教学现状,我们抽样调查了部分医学本科院校,针对发现的问题,提出了质量改进措施。
1 材料与方法
将我国西医类本科医学院校无序排列编号(不含四川省属3所院校),用随机数字表法,抽取其中的23所(约占1/3)。结合网络信息,对该23所院校及四川省属3所西医院校(共26所)的相关教师、近2年临床医学专业本科毕业生(36人)进行调查。调查内容包括班级人数、课程教材、教学条件、教学计划、见习安排、教学方法与学习效果等。
2 结果
各校理论课教学班级学生数量为80~260人,平均约163人。安排阅片实验/见习课的学校每组学生数量6~30人,平均19人。
各院校均使用人民卫生出版社《医学影像学》教材,计划总学时30~112学时,平均58.71学时,其中,理论课时15~56学时,平均33学时,阅片实验/见习课学时3~56学时,平均25.71学时。实施过程中,9所学校并未开展实验/见习课,另17所学校实验/见习课教学学时3~36个,平均7.29学时。
各院校见习课的主要内容包括了解科室环境、工作流程和影像学设备。实验课教学的主要方式仍为传统胶片实习(以X线诊断为主),有3所学校同时使用PACS辅助实验教学。无院校常规使用CAI电子教材辅助教学。
各院校均使用多媒体教学,1所院校在理论课教学中全程尝试了参与式教改手段,实验课教学的主要方式依旧是教师讲授和答疑。9所学校考核了学生实际阅片能力,其中,8所学校以胶片或PACS方式考核,1所学校以试卷和图像投影相结合的方式考核。
36名被调查学生都认为该课程理论抽象,不易理解,66.67 %的学生在课程学习结束后仅能分析简单的胸部和骨骼X片。学生对教学效果的评价都不够满意,认为学习效果中等、较差、很差的比例分别为55.56 %、33.33 %、11.11 %(合计100 %)。
3 讨论
3.1 教学效果整体评价
学生反馈意见表明,学生对本课程基本理论、基本知识的理解不够深刻,实践能力很弱,整体教学质量不容乐观,难以达到所用教材“教师易教,学生易学”的目标。
3.2 影响教学原因分析
3.2.1 教学任务重 与学科发展同步更新的《医学影像学》,是教育部确定的国家级规划教材,包含X线、CT、MRI、超声、介入放射学的最基本内容,共六篇二十一章。为缩小篇幅,删减了解剖、临床与病理等基础内容,知识连贯性难免减弱。在省略疾病诊断各论内容的基础上,增加了比较影像学的内容。为了培养学生仔细观察图像、综合分析疾病的能力,教材配备了CAI教学光盘,并推荐了其他28种电子教材供学生参考使用[1]。因此,该课程内容多而复杂,教学任务十分繁重。
3.2.2 计划课时少 早期《X线诊断学》内容单一,理论与实验课一般以1∶1的比例设计约60学时,另有1~2周的见习课,授课计划条理清晰。目前的《医学影像学》内容至少需要在原先基础上成倍增加课时才能保证教学质量,与目前总平均58.71学时的计划反差巨大。
3.2.3 学生数量多 平均每班163名的学生数量,显著增加了目前高度依赖PPT的理论课程教学难度,实验/阅片课程更是难以开展[2,3]。
3.2.4 教学设施差 以往胶片式的实验课方式和场所早已不能满足现实需求。在PACS广泛用于临床的今天,运用PACS开展影像学实验教学已成为必然的趋势[4]。由于经费紧张,目前国内还没有一所院校建立了可以基本满足临床医学专业学生需求的PACS教学实验室。
3.2.5 教学手段少 目前,国内影像学教改研究极其缺乏,启发式教学方法虽有引用,但仍不规范,而网络教学和电子教材的使用也不普遍,于是,借助多媒体教学手段,用PPT讲授理论并展示影像学图片的理论与实验阅片相混杂的教学手段渐成主流[58],其效果有待考证。由于配套CAI光碟的内容与教材图片相同,其教学辅助作用同样不明显。
3.2.6 考核方式旧 考试是指引学生明确学习目标的有力手段,在影像学实验课教学陷入困境的状况下,陈旧的理论为主的考核方式将进一步误导学生的学习目标,限制大学生自学能力的充分发挥。
3.3 教学质量改进措施
从长远来看,只有提高人们对该课程的重视程度,进而增强师资力量,改善硬件条件,调整课程设置[2],才能最终改进其教学质量。目前,教师应该重视先进教学方法的合理引用,提高大班理论课教学水平;勇敢探索简易有效的实验教学方法和内容体系;大胆改革考试形式和内容,引导学生自学“三基”重点内容[9,10]。
随着时代的发展,我国临床医学专业《医学影像学》的教学工作终将再度受到人们的重视,发挥其“融众多基础与临床医学知识于一体”的优势,为我国优秀临床医学人才的培养作出贡献。
参考文献
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关键词: 高职 医学 影像物理学 教学探讨
近十几年来,大型医学影像设备的迅速发展,极大地提高了诊断治疗水平。随着社会对医学影像专业人才的需要愈加迫切,国内众多本科医学院校都设置了医学影像专业。而随着我国社区医疗的发展,填报高等职业技术学院医学影像专业的学生人数不断增加。以湖北职业技术学院为例,影像专业学生录取人数由每年一个班提高到两至三个班。不论各院校侧重培养高学历医学影像临床诊断专业人才,还是侧重培养高学历医学影像工程技术人才,在专业课程设置过程中,都强调了开设医学影像物理学基础(以下简称影像物理学)这门课程的重要性和必要性。有些本科院校还在临床医学专业开始开设影像物理学为选修课程,目的就是让临床医师具备医学影像的基础理论知识,为将来后续专业课程――医学影像诊断学或医学影像学的开设提供必要的理论基础。
1.高职医学院校影像专业课程设置现状
以湖北职业技术学院为例,高职医学院校影像专业现在招收高中文科和理科学生及中职生。在课程开设上,只在大学一年级开设医学电子学基础这一门理工科课程,相关高等数学知识缺乏,学生的数理基础比较薄弱。医学影像物理学基础是一门交叉学科,又是一门非常重要的专业基础课。教学目的是让学生掌握医学成像理论的物理学基本原理、规律;了解医学成像的物理理论知识;为深刻理解成像过程,评价图像,以及读识图像、挖掘图像蕴藏的生物信息奠定基础。这就需要一定的高等数学、核物理学、量子物理、超声波物理等许多知识来做铺垫。当然更多需要成像技术的相关基础知识。面对这些必要的知识,影像专业高职生在有限的时间、有限的学时里是完成不了的,这是事实。其实,影像物理学是伴随影像专业的建立而诞生的一门新课程,在国内存在尚不足十年。因此,从教材到教学,各校都处于摸索前进的阶段。如何让高职生在无基础的前提下有效学习该门课程,我将自己在几年教学过程中的教学体会写出来,与大家共同探讨。
2.提高教师的专业素质,必须树立专业思想
由于缺乏相关师资力量,目前各院校影像物理学的教学任务大都由物理学教研室的教师承担。但是,物理学和影像物理学两门课程的专业性质差别很大,前者为理科基础课,后者为专业基础课。从事影像物理学教学的教师必须具备一定的医学专业知识,具备较高的专业素质,教学必须树立专业思想,才能将物理学知识和影像学知识有机结合起来,增强学生的学习兴趣,提高该课程的教学质量。因此,授课教师应加强自身专业素质,利用临床进修的机会学习影像知识和实际技术,尽力做好教学工作。
3.教学过程中必须恰当把握知识的深度
影像物理学是先期开设影像专业院校的教学工作者在教学过程中逐步完善而建立的。它是将高等数学知识、物理学知识、成像理论,计算机技术等知识应用于超声成像技术、X-CT成像技术、同位素成像技术、磁共振成像技术中的一门交叉学科。知识的起点很高,学生学习起来有一定的难度,在教学过程中应恰当把握教材知识的深度,讲解需深入浅出,通俗易懂。比如超声场的描述部分,涉及较多的高等数学知识,在教学过程中应注意引导学生注重理解场的分布性质、描述场的量的物理意义,等等,尽量避免学生由于数学知识少而降低对该课程的理解和学习兴趣。磁共振部分,学生需要具备一定的原子核物理、量子力学知识才能准确理解核自旋的能级、跃迁等概念和现象。在教学中应注意搜集一些资料,尽量用较通俗的、经典的、宏观假说进行解释,增强学生对微观世界的感性认识。
4.注意把握影像物理学原理与成像技术、影像设备学有关知识的权重关系
X-CT成像、超声成像、同位素成像、磁共振成像每一部分都有两项主要内容:物理基本原理和成像基本原理。在教学过程中应把主要精力放在讲解物理学基本原理上,这是毫无疑问的,这也是物理专业毕业的教师最容易做到的,但学生的学习兴趣往往集中在成像原理上,对涉及的成像技术、成像设备等知识更表现出浓厚兴趣。虽然成像技术和成像设备在后期专业课程的实践教学中会详细讲解,在这里我们对这部分做简要的介绍,以收到良好的教学效果。这些年来,我校历届学生都表现出对影像物理的极大学习兴趣。这与我们的教学方法有一定的关系。
5.注意提高学生对知识的感性认识
影像物理学各部分知识都是比较抽象的,学生普遍觉得难懂难学。因此,通过各种手段提高学生对知识的感性认识,能对学生的学习起到事半功倍的帮助作用。在教学过程中,我们将陀螺进动实验给学生做演示,讲解原子核中核子的自旋与自旋磁矩的相关知识;借助于声波的传播与反射知识对超声测量实验进行详细讲解;分配一定的学时带领学生到附属医院相关科室参观学习。邀请超声,CT临床诊断教师和技术教师给学生当场讲解仪器的原理、操作方法,以及诊断等,使学生对课堂上学到的知识有一个感性认识,加深理解,收到了很好的效果。
6.实现教材的多层次、立体化
由于该课程属于应用型的知识,学起来难度更大,我们进行了教材的多层次、立体化尝试。课程是教材的基础,教材是课程的载体,教材中要融入现代化的教学技术,实现多样化、配套和协调化。我们的做法是:文字教材与现代多媒体手段紧密结合。
教材体系包括:(1)传统的纸质教材《医学影像物理学》(人民卫生出版社出版);(2)教师授课用的独创的电子教案,其中配以大量的自制和临床实拍图片和自己研发的动画,并提出学生思考的问题;(3)辅助学生自学和研究的学习软件,如《CT与磁共振成像原理》CAI课件(人民卫生电子音像出版社公开出版发行,被列入“十一五”国家重点电子出版物);(4)网页形式课件2部。初步形成了多形态、多用途、多层次的教学资源和多种以教学服务为目的的结构性配套教学出版物的集合。
总之,影像物理学是一门新课,只有不断摸索,不断总结经验,逐步改进教学方法和手段,才能增强教学效果。通过几年来的努力,一方面学生看到了现在所学的就是将来所用的,提高了学习基础课的兴趣,另一方面学生培养了学习能力,同时对后续课程“医学影像诊断学”的学习奠定了基础。
参考文献:
[1]侯淑莲,李石玉,马新超等.关于医药学院校物理课程的思考[J].大学物理,2005,24,(5):53-56.
[2]包尚联,唐孝威.医学物理研究进展[J].自然科学进展,2006,16,(1):7-13.
关键词:数字图像处理;教材;算法
作者简介:孙水发(1977-),男,江西黎川人,三峡大学计算机与信息学院,副教授;夏平(1967-),男,湖北麻城人,三峡大学计算机与信息学院,教授。(湖北 宜昌 443002)
基金项目:本文系2011年三峡大学教学研究项目(项目编号:J2011059)、2012年三峡大学研究生课程建设项目“数字图像处理”的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0088-02
考虑到人眼是人类获取信息的主要来源,图像信息的一目了然及现代科学技术的发展,使得图像处理的基本知识越来越重要,因此国内很多高校的诸多专业都开设了“数字图像处理”相关课程。该课程主要面向高年级本科生及研究生,其任务是介绍数字图象处理的基本理论与基本方法,并结合应用讨论具体的算法分析及实现技术。主要内容包括:图像的获取与显示、图像的表示、图像的空间操作及频域操作、彩色图像处理以及形态学操作等,具体涉及的技术包括图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割,以及为图像分析作基础的图像表示与描述,以及基本模式识别的内容。但由于各类专业背景的差异、年级层次的不同,使得在教学上存在很大的不同。本文以笔者近年在给三峡大学(以下简称“我校”)医学影像专业、数字媒体专业以及电子信息工程和通信工程几个本科专业学生以及计算机科学与技术研究生的教学实践,探讨一些“数字图像处理”课程的教学体会。考虑到教材的权威性及普适性,我们选用了由阮秋琦等翻译,电子工业出版社2003年出版的冈萨雷斯版的《数字图像处理(第二版)》教材。
一、教材分析
冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材是图像处理领域的经典教材,据其官网http://imageproces /显示,该教材被超过50个国家的1000多所高校采用,实际情况应该远远超过这个数据。因此该教材具有较强的普适性、权威性等,该教材的主要特点分析如下。
1.自成体系
该教材从基本的图像成像开始,到图像的矩阵、表示这些基本的图像处理概念,到后续的各个图像处理技术的讨论,都可以不用借助其他参考资料即完成内容的讲解。
2.使用面广
正如其官网显示,在具有如此众多的读者情况下,一方面表明该教材得到广大读者的认可,另一方面也为广大读者创造了一个优势,即一个公共的知识平台,使得用该教材所学知识进行交流无障碍。
3.资源丰富
该教材本身是本理论性很强的教材,但由于资源丰富,使得该教材并不显得那么枯燥。比如该教材有相应的网站,里面可以了解该教材的历史版本;教材的所有图片资料都可以在网站找到,方便做实验验证;网站有相应的论坛,可以借助网络进行共同学习。
4.与实验教学紧密结合
该教材有相应的配套实验教材《数字图像处理(MATLAB版)》,而且开发有相应的图像处理程序库DIPUM,与MATLAB版的DIP工具箱共同构成系统的图像处理仿真实验平台。而且教材中的部分效果都有相应的源程序,读者可以亲自演示,加深对知识的理解。
二、授课对象分析
在笔者近年授课对象中,既有大一下学期的“医学影像”专业的本科生,又有大三的数字媒体专业、电子信息工程和通信工程3个本科专业学生,更有研究生;由于自身研究领域是计算机视觉、生物医学图像处理,对于这些研究方向,图像处理是基础,对准备从事这方面研究的研究生其学习要求又不一样,具体分析如下。
1.医学影像学专业本科生
在该专业的培养目标中,明确提出“掌握常规放射学、CT、磁共振、超声学、介入放射、核医学等影像学基本操作技能,具有对常见病进行影像诊断和介入治疗进行操作的基本能力。”显然,了解数字图像处理基本理论与方法,是正确理解这些医学成像的基础,并且是用好这些医学影像原理的前提。但该专业毕竟是医学专业大类,具体的图像处理方法及其实现等并不是该专业核心需求。
2.数字媒体专业本科生
在该专业的培养目标中,明确提出“系统掌握数字媒体技术基本理论,具有计算机动画和计算机游戏等数字文化艺术作品的设计、制作和技术创新能力的复合性人才”。而无论是计算机动画还是游戏,都要求对图像、图形有基本的了解,包括获取、表示、描述及处理等。但该专业的核心应该是在图像、图像及三维模型的应用上,而不是底层的具体处理过程。
3.电子信息工程与通信工程专业本科生
图像处理一定程度上是二维的信号处理,因此对于系统学习过“信号与系统”、“数字信号处理”以及“随机信号分析”的高年级电子信息工程与通信工程专业的学生来说,他们更注重数字图像处理具体算法分析及实现技术。
4.计算机科学与技术专业研究生
智能信息处理是计算机科学与技术的一个重要研究方向,在智能信息处理领域,处理的对象通常是数字图像,比如指纹、人脸、虹膜、智能视频分析等等,因此掌握基本的图像处理理论与方法是从事该方向研究的必要前提。而且对于我校计算机专业的研究生,通常有两个原因使得他们对图像处理的知识了解不够深入:一种情况是其本科是计算机相关专业,没有修习这门课;另一种情况是从其他专业转到目前专业,修习过这门课程,但由于本科阶段这门课开课时间比较晚,比如大三下学期或大四上学期,学生要么准备考研,要么准备找工作,学生的学习精力不足,学习效果不好。因此有必要让学生进行系统的、深入的学习,为后续深入研究智能信息处理打下基础。
5.专门从事图像处理、计算机视觉方向的研究生
由于笔者从事医学图像处理、计算机视觉方向的研究,而这些方向的基础即是数字图像处理,因此对于自己指导的研究生,要求其对图像处理知识的掌握更加深入;而且由于学生规模小,上课方式相对较自由,因此可以探讨其他新的教学模式。
三、授课说明
冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材虽然公式不多,但理论性较强。对于前面提到的5类学生,教学内容及方法肯定需要进行区分,具体说明如下。
对于低年级的“医学影像学”专业和高年级的“数字媒体”专业本科生,他们的共同特点是需要对图像处理的效果有较好的掌握,相反对于处理的原理他们仅仅需要了解,而很多数学的内容,比如频域图像处理仅仅需要点到即可。但由于年级及专业背景的不同,教师讲授的方法肯定也要不同。对于低年级的“医学影像学”专业学生,需要给学生介绍一些图像处理的工具软件,并进行课堂的演示,逐步把他们带入到图像处理的世界;而对于高年级的“数字媒体”专业本科生,由于他们已经具有较好的计算机基础知识,而且用过相关的图像处理软件,比如PhotoShop,因此这门课程的目的更多的是通过图像处理算法的学习,吸引他们探究相关图像处理软件功能原理的兴趣,从而达到综合、系统应用相关图像处理软件的目的。
对于高年级的“电子信息工程”和“通信工程”专业本科生,冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材对他们来说不能算很难,但相对来说要在有限的学时(比如我校只有32个学时)讲完整本书的内容也不切实际,因此教师通常需要对课程的内容进行有针对性的裁剪。比如在我校,这两个专业都会讲授“多媒体通信”这类数据压缩相关的课程,因此原教材中的第八章可以不讲;而多尺度分析相对来说要求数学功底深,因此对于本科生点到即可。后续的第11和12章的内容显然超过了电子、通信本科生的知识范围,但可以当作课外读物推荐给学生,特别是对于有计划从事图像处理的学生,比如毕业设计选择了相关方向的学生。
对于计算机科学与技术专业的研究生,通常选这门课程的目的是要准备从事智能信息处理方面的课题研究,因此这本教材的知识面广、自成体系等上述优点得到充分的体现,甚至有学生说是他们的“宝典”。但显然,研究生教学与本科生教学有很大的区别,特别是针对各种层次、类别的研究生更是如此:比如有些研究生偏向工程应用,仅仅需要了解算法本身及其应用性能即可;但有些研究生偏向算法研究,则需要仔细推敲各个算法后面蕴含的本质。因此采用了分组的方式,每组成员先针对所涉及的研究方向开展资料查阅、讨论等过程,逐步形成一个主题鲜明的报告,并在课堂上进行汇报,教师进行点评和进一步讲解。这种方式提高了学生的参与程度,加深了学生对知识的理解。
对于笔者指导的研究生,由于涉及的研究方向为计算机视觉、生物医学图像处理等,则冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材的内容是基础,而且学生数量少,学习方式可以很灵活。因此,为这些学生开了个读书班,以3个学生为一组,每周教师和所有研究生一起讨论教材里面涉及的每个知识点,不留死角,发现问题记录下来,讨论完后找资料,在下次讨论时再解决,通过这种方式使学生系统掌握数字图像处理基础知识、基本理论和方法,为学生今后开展相关方向的研究打下了坚实的基础。
四、总结
“数字图像处理”是高校面向本科专业及研究生专业开设的一门重要专业课程,冈萨雷斯版《数字图像处理》教材的权威性、内容的自包容性以及支撑资料全等优点,使其成为一部普适性很高的教材。本文结合笔者在不同专业、不同教学层次中的教学体会,研究基于该教材的教学方法,具有一定的理论与实践意义。该书第三版的中文版也于2011年出版,相信会对该课程的教学起到进一步的促进作用。
参考文献:
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[摘要] 民族中专学生在临床实习中如何快速进入角色,需进行实习前的强化训练包括对疾病概要,常用诊疗技术,临床疾病诊断思路,临床思维方式等专业知识的强化训练以及职业道德情操方面的强化训练,以便使他们快速进入临床实习工作状态。
[关键词] 临床实习 民族中专学生 强化训练
[中图分类号] R169.49[文献标识码] A[文章编号] 1005-0515(2011)-08-279-01
由于新疆 80% 以上的维吾尔居民住在南疆地区,而我校地处南疆与北疆的交通枢纽的库尔勒市,地理位置的缘故,我校99%民族学生,来源于和田,喀什,阿克苏等南疆地区。他们共同的待点是①年龄在15-18岁之间;②大部分是初中毕业或肆业,文化基础水平差,汉语语言水平差,语言交流、沟通存在着困难;③心理素质适应能力低,与与经济和文化与内地、沿海地区相比,我们的教学理念更新存在较大的差距。与临床对实习学生必备的素质要求差距比较大。经过多年教学摸索,形成一套经验,为了使民族中专医学生们快速适应新环境,进入工作角色,特归纳如下。
1 实习前的强化训练 由于民族中专学生经过三年理论学习,基于民族学生存在的基本困难,对疾病的理解和掌握比较较薄弱,在这么长的时间里,很多学生是前学后忘,该进入临床实习时,脑子一片空白,手足无措,不知从何下手,针对他们存在的实际问题,用3-6个月的时间对他们进行实习前的强化训练,强化他们的记忆能力。让他们把以前知识和现在的知识链接起来,形成一个进科前的良好开端,为他们走向实际工作,建立自信心。
2 对常见疾病的强化训练 中专学生所面对的服务岗位是在社区和基层卫生院,因此要掌握社区和基层卫生单位的常见疾病的发生发展规律,诊断、治疗和预防,主要包括内科、外科、妇科、产科、儿科、传染科、五官科等的常见疾病,多发病编成手册,每个疾病包括:概述、病因、发病机制、临床表现、实验室检查、诊断鉴别诊断、治疗与预防。其中病因与发病机只做简单概述(只谈结果,不述过程);重点介绍临床表现,诊断依据和治疗原则,预防措施等,所有内容叙述要求言简意贱,条理清楚,通俗易懂,便于学生掌握。在编排上,要求既科学合理,又简单完整。这样原来很厚的书,减少了篇幅,变成了一本随身携带的小册子,让学生随时翻看,以便熟悉和强化记忆。适合学生短期内快速提高,在实际训练中收到了良好的效果,学生们非常喜欢这种学习形式。
3 常用诊疗技术的强化训练 常用诊疗技术要以《全国助理执业医师实践 技能资格考试大纲》的要求进行编写,内容包括①问诊;②体格检查:对病人进行望诊、触诊、叩 诊、听诊、嗅诊、的检查方法来整体系统的检查;③实验室检查:对患者的血液、体液、分泌物、排泄物、病理标本、等进行检查;④心电图的检查;⑤医学影像的检查;X 线、 B 超、CT和Mm等的检查;⑥医疗文书的书写;⑦常见症状及处理;⑧常用的护理和诊疗技术;⑨妇产科的检查;⑩护理技术等,学生们要以大纲的要求,在模型、教具上逐个反复练习、实践必须严格规范地训练,养成好的诊疗习惯,学生要确切掌握每项常用诊疗技术操作的适应证、禁忌证、操作步骤与要领,并通过不断练习来提高操作的技巧和熟练程度。为顺利进入临床实习,快速适应临床工作打良好的基础。
4 临床疾病诊断思路的强化训练 临床上的症状往往错综复杂,远远不象教科书上写的那么简单,要作到诊断准确是很不容易,它要求学生科学地进行临床思维,准确诊断的前提是①正确的详细地掌握病情; ②包括详细地询问病史,系统的体格检查和必备的实验室及其辅助检查;③将这些材料联系起来做慎密的思考;④找出主要矛盾,进行鉴别诊断,仔细研究它们之间的内在联系,做出诊断,还要注意随时观察其病情发展变化的情况,以便随时更正诊断。刚进入临床实习的学生,千万不能根据“本本主义”去盲目诊断某个具体患者的病,以免造成漏或误诊。
5 临床思维方式的强化训练 结合病案分析、临床见习、典型病列鼓励学生用逆向思维、发散思维、集中思维、联想思维、层次思维等多种方式强化他们的思维习惯。让学生弟 大胆质疑、善于发现问题、提出问题,从单一思维 方法转变为多种思维方式去解决问题。
6 职业道德情操方面的强化训练 人的生命是最宝贵的,而我们医学生从事的就是与人的生命有关的工作。责任重大,除了平时在一点一滴的学习和生活中进行教育外,在临床实习前务必进行强化训练,对他们进行《医学美学》,《护理美学》,《人际沟通》,《礼仪》等课程主要内容的学习,让他们建立热爱专业、热爱病人的情感,培养医学生高尚的职业道德情操,树立全心全意为人民服务的思想,净化其心灵, 培养良好的医德医风。并以整洁的仪表、娴熟的技术、得体的举止、高度的责任心接受病人的检验。
临床实习前的学生进行强化训练确实是一个行之有效的办法,经过这样几期对临床实习前的进行强化训练后,收到比较好的效果,尤其是民族中专学生提高的非常快。学生学习情绪很高,到医院的带教老师的好评。
(泉州医学高等专科学校 福建 泉州 362100)
摘 要:文章通过分析产业结构调整对卫生职业教育带来的新形势、新需求,主要从卫生职业教育经费投入及分配的现状入手,着重说明产业结构调整对卫生职业教育及职业教育经费的调整、适应、协调三个方面入手,研讨由此引起的职业教育费来源、投入、方向、专业、规模等方面的变化,力图在卫生职业教育经费适应卫生产业结构调整方面引起更多的关注。
关键词 :卫生;职业教育经费;产业结构调整;研究
中图分类号:G718.5 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.09.041
收稿日期:2015-03-20
卫生部门的产业结构是一定时期医学科学、卫生技术、医疗保健的特点和本质决定的,它需要不断地进行调整。一个地区卫生职业教育的发展规模、专业布局及整体水平必须与该地区的卫生产业结构相适应,所以卫生职业教育将受到调整的影响,并需要与之进行协调和适应,才能充分发挥为地方经济发展服务的功能。卫生职业教育经费的投入情况,是直接影响卫生职业教育的发展速度、规模、质量等的重要因素,在卫生产业结构调整的背景下,如何根据调整需求抓住机遇,争取多渠道来源,把有限的经费结合调整需求,既要合理安排,又要重点保障,为保证卫生职业教育调整的落实和正常运转提供必要的资金,是本文研究的主要内容。
1 卫生产业结构调整的分析
1.1 卫生产业结构调整的必要性
医药卫生事业关系亿万人民的健康,是重大民生问题。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出要深化医药卫生体制改革,建立健全基本医疗卫生制度,同时针对一段时期以来卫生产业结构出现的的问题进行调整,增加新兴卫生产业和事业条目,具有重要意义。
1.2 卫生产业结构目录调整的内容
2011版《产业结构调整目录》中,卫生服务从原来的“其他服务业”中改为归入新增的“教育、文化、卫生、体育服务业”门类中,并进行具体条目修改。在保留原来“基本医疗、计划生育、预防保健服务设施建设”条目的基础上,新增“全科医疗服务”、“卫生咨询、健康管理、医疗知识等医疗信息服务”、 “预防保健、卫生应急、卫生监督服务设施建设”等条目。
2 卫生职业教育变革与产业结构调整的分析
2.1 卫生职业教育变革与产业结构调整的关系
卫生职业教育是最直接连接卫生产业的教育类型,对卫生产业结构调整的反应十分敏感。一方面,卫生产业结构的升级和优化是卫生职业教育发展和改革的原动力;另一方面,卫生职业教育的发展和改革又是卫生产业结构调整和升级的推动力,需要通过发展卫生职业教育打造一支稳定的技术型、技能型精良人才队伍的支撑。
2.2 卫生职业教育适应产业结构调整的设想
一是卫生部门和教育部门制定正确的适应产业结构发展的卫生职业教育导向模式,加强卫生产业结构和卫生职业教育的宏观指导;二是按照医学科学和卫生技术的发展趋势,调整卫生职业教育的专业设置;三是按照生物、心理、社会医学模式改革卫生职业教育制度和教学内容。四是以服务为宗旨,以就业为导向,大力发展卫生职业教育。五是为保证调整的落实和正常运转,还必须为卫生职业教育的调整提供必要的资金保障。
3 卫生职业教育经费投入与产业结构调整的协调性和适应性研究
3.1 改革卫生人才培养模式,重点保障卫生专业结构优化经费
专业设置是卫生职业教育与卫生产业的接口,卫生职业教育经费投入要重点保障学校适应卫生专业结构而进行卫生职业教育专业优化的经费。要预算安排足额经费,确保改革卫生人才培养模式,经费投入要以就业为导向,保证其进行广泛的调研、论证的费用,正确处理保持专业相对稳定性和适应社会需求变化多样性之间的关系,要以稳定卫生职业专科层次应用型教育为主体,结合学校优势,明确发展方向,重点优化和提升卫生职业教育专业结构。
以某国家示范医学类职业院校为例,在经费上重点保障优化卫生职业教育专业结构的资金,从以下三点入手:一是适应卫生专业结构调整——按结构调整后的需求增设卫生职业教育专业,如检验预防、医学影像专业;二是从地域结构调整——基层单位、边远地区需求定向招生,并提供政策资金支持等;从人才年龄、层次结构——加强在职人员的继续教育和函授教育等等。
3.2 主动适应产业结构调整,加大专业建设新思路方面投入
根据卫生产业结构调整的新增条目,学校主动从经费上划拨专项资金,鼓励学校院系展开专业建设论证,主动适应调整的新形势,努力拓展新思路。结合产业结构的需求,改造老专业,设置新专业(或专业方向),并在充分论证基础上,敢于对老化专业舍弃或转换,并相应对转换专业知识进行更新和培训,使之与专业转换协调发展。做强传染病、儿童、精神卫生专科护理方向的人才培养模式;做大临床基层全科医疗人才培养计划;做好“预防保健、公共卫生等新专业的人才培养规划;探索卫生咨询、健康管理、医疗知识等医疗信息服务的专业设置等。
以某国家示范医学类职业院校为例,学校财务预算方案结合优化专业结构的需要,安排专项资金,用于聘请行业专家学者对学校发展规划进行论证;诚挚邀请广大教职医护员工出谋划策,财务部门积极参与,并为各专业建设提出具有建设性的意见和建议;组织召开护理、临床、口腔、药学、检验、医学影像、生物制药等专业论证会,听取各专业“一年计划”、“三年规划”、“五年愿景”的方案;结合学校示范后建设,进一步打造办学特色和亮点,确立了各专业结构优化的规划,并提供重点经费保障机制。
3.3 以就业为导向,加强卫生职业院校内涵建设经费投入及绩效考评力度
目前全国基层卫生人才十分紧缺,加快卫生职业教育发展,必须以就业为导向,把工作重点放在提高教学质量上,加强学校内涵建设。在加强学术内涵建设的经费投入上,一定要积极跟上国家对高职教育的推进步伐,抓住机遇,争取教育部、教育厅等各级专项资金为学校内涵建设注入资金和活力。学校要建立内涵建设资金投入的长效机制、保障机制、动态调整机制。围绕调整后的卫生产业结构,适应人才需求,根据城区功能,优化专业布局;做大骨干专业,打造特色学校;明确专业内涵,强化专业建设;加强校企合作,推进联合办学;壮大师资队伍,建好实训基地,并从财务管理上要加强经费使用过程的跟踪管理和项目结束后的绩效考评力度。
3.4 创新办学思路和模式,开创社会服务和提高自身创收能力新局面
卫生职业教育要创新办学思路和模式,通过各种渠道来提高自身的创收能力,增强财务实力;同时力求能提供社会服务,发挥更大的社会效益。以某医学国家骨干示范院校为例,在创新实践中摸索出一条具有自身特色的建设道路,并获得双赢。如加大校企合作办学力度,与医学前沿技术—干细胞研发中心共建科研信息中心;引进企业合作,共建药品食品检测中心;根据市场需求,与本地区各大医院共同出资举办护工公司;争取项目资金,建设SPF动物实验室,为本地区的医学人员提供科研实验平台等等,这些创新的办学模式既发挥学校的社会服务效应,又提高自身创收能力。利用地域优势,加大与台湾地区院校的闽台合作办学项目,引进台湾高校的优质资源到校授课,学生分批赴台湾高校研修学习,去体验不同的教育理念等。坚持学历教育与培训并举,积极实施“双证书”制度;学校科学设置专业,扩大招生创收;学校适应产业结构调整争取专项资金;鼓励多种形式创收卫生职业教育经费,投入大量资金,采购前沿医学教学设备,既加强实验基地建设,又利用先进的医学教学设备筹建医学知识教育基地等。
当前,卫生职业院校要抓住机遇,以服务为宗旨,以就业为导向,面向基层培训高素质的技能型、应用型人才。本文的预期价值是通过卫生行业和卫生职业教育两者结合研究,能引起高校财务人员对行业政策、行业结构的关注、解读、调研、创新,根据各行业结构变化趋势及时调整经费投入,为学校改革发展的各种财务决策提供服务,发挥高校自主办学的作用,致力于培养出适应社会需求的专业人才。
参考文献
关键词:医院,安全管理,问题,对策
医院是治病救人、人民聚集集中的公共场所,确保医疗救助的顺利进行,以及医院的安全,必须严格控制医院的安全工作,保障医院正常的医疗秩序。随着我国经济体制的改革和发展,医院的安全工作面临着不少问题。由于医院流动人员多、贵重医疗设备多、危险品多,曾发生不少治安案件,屡次发生医疗纠纷,另外也存在着医源患,这是医院安全工作的难点,这就表明了医院安全管理的难度。面对存在的问题,必须对医院安全工作采取新方法,制定新措施,保障医院健康稳定的运作和发展。
1 方法
分析各种影响医院安全的因素,以及导致医院不安全的原因。
1.1 安全意识淡漠是引发事故的根本原因
事故的发生往往是由于松懈引起的。从医院发生的安全事故来分析,主要由三种层面引起的。一是领导对安全管理疏忽,多考虑经济效益,不重视安全工作,没有把医院的安全管理工作做到位,往往是等重大事故发生了才引起重视;二是肇事者的安全意识不强,对待安全麻痹大意,对存在的事故隐患存在侥幸心理,安全意识、法制观念淡薄;三是对待安全工作防范意识淡薄,对待本来能够消除的隐患凭“经验”行事,结果导致了安全事故的发生。
1.2 违章作业是引发事故的直接原因
有些医院没有健全的安全管理制度,无章可循;有的单位虽然安全管理制度健全,但不按照制度实施,没有落实到行动上,制度仅仅是纸上、墙上的堆积,执行人员没有领会照办。这就使得医疗人员不按照规程作业,违法乱纪行为就是引发安全事故的直接原因,有些工作人员为了省力、省事,不按照规程操作,引发了安全事故。
1.3 工作中出现的意外情况不能正确处置是引发事故的重要原因
据统计,在医疗过程中由于药物或者治疗副作用导致病、残、亡的患者,平均每十个住院者中就会出现一例;比如护士在护理过程中,发错药、打错针;防火防盗岗位工作人员擅离职守;特殊要求的岗位工作人员无证上岗,或者使用临时人员顶替,一旦遇到事故,由于技术不娴熟,对设备性能又不了解,就会手足无措,本应该控制的事故失去处置的有利时机,造成大事故。
1.4 潜在的事故隐患是事故发生的诱因
潜在的原因是发生事故的隐患,有些事故从表面上看是突然偶发事件,其实是由某种情况逐渐发展来的。比如,设备检修人员工作不细致,有些员工安全技术、业务技术不娴熟,安全培训流于形式,工作不到位,责任不到人,潜在的事故隐患得不到及时的排除和整改。
2 结果
2.1 强化安全意识 实行系统化管理
强化医院工作人员的安全意识是安全管理工作的重点,对医院人员实施思想教育、工作质量和安全意识的培养,抓好“三个度”和“三个重点”的工作。教育培训的内容有高度,教育培训的对象有广度,教育方法有深度;把新员工岗前培训作为重点,把要害岗位的人员作为培训管理的重点,把各级的责任人作为安全管理的重点。保证安全管理工作各个环节的协调性和各项制度的统一性,从联系的角度开展安全管理工作,取得安全管理的主动权。
2.2 强化责任意识,实行标准化管理
责任是抓安全的核心,作为医院来开展安全管理工作必须贯彻“安全低于,预防为主”的管理方针,健全各项安全管理组织,控制好医院、科室、责任人之间的明确关系,医院的法人代表是安全工作的第一责任人,进行总负责;同时建立规章制度,规定安全管理工作的主要内容,规定各级的安全管理责任,确保各方的安全;把安全管理纳入考核的内容,做到奖惩分明,提高工作人员安全责任感。
2.3 强化管理功能,实行制度化管理
对于整个单位,实施制度化的安全管理理念是开展安全工作的有效方法。把安全工作用制度的形式固定下来,逐级落实,落实到个人;明确安全管理的工作标准和任务;把责任和标准明确到人、时间、对象和考核效果,提高安全管理工作的可以举行、可操作性,避免部分人的随意性、盲目性,逐步健全安全管理制度,普及安全知识,增强安全意识,减少安全事故。
2.4 强化法律意识,实行规范化管理
在医院管理中,安全工作要归入法律和行政法制监察的性质,采取法律手段规范医院安全管理工作。在医院全体人员中,全方位、全过程的宣传、强化法律意识,增强大家的法制观念,把安全管理工作与法制管理相结合。加强法律、法规和安全条例的学习,加强安全知识教育,完善安全教育体系,健全员工培训制度,实施规范化的管理。
2.5 强化内涵建设,实行科学化管理
医院是一个知识密集型的体系,实行科学化的管理是医院的重要任务,随着科学技术的进步和经济建设的发展,安全管理建设必须不断更新,要依靠科学,尊重科学,传统陈旧观念已经不能适应发展的需要,必须发展科学管理,运用现代科学技术和新型管理方法提高管理水平,实现科学化的安全管理。
3 结论
安全是医院发展的根本,医院的良好发展需要稳定的环境,结合医院安全管理面临的新问题,必须制定符合管理需要的管理构架,采取与发展相结合的有效的措施,保障医院安全工作的顺利开展,保障医院的健康良好发展。
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关键词 医学院校计算机基础教育改革设想
1 引言
随着计算机及其应用技术的飞速发展,计算机在医学领域中的应用越来越广泛,社会对医学人才的培养提出了新的要求。同时,从2001年起,在高中开设的信息技术课基本涵盖了目前在高等院校开设的计算机基础课的全部内容,这使得医学院校的计算机基础教育的改革势在必行。本文从对在校医科大学生计算机基础教育的随机抽样调查入手,探讨有关医学院校计算机基础教育的改革。
2 调查方法
我们随机抽取本校146名学生(其中省内学生124名,省外学生22名;城市81名,农村65名;男生79名,女生67名)采取无记名答卷方式进行调查。时间选在第一次课后和本课程结业考试后,此时学生相互之间的影响不大。
3 结果分析
3.1学生入学前的计算机基础
通过表1和表2可以看出我国中小学信息课已基本普及,大多数学生入学前已有计算机基础,尤其是操作系统方面的应用,多数同学都能达到独立使用的程度,个别同学的能力还很强。在这种情况下,医学院校的计算机基础教育与之衔接的问题已经摆在我们面前,而且随着时间的推进,我校计算机基础教育内容落后的现象也愈发严重。
针对上述情况,如何讲授医学院校的计算机基础课程?应当教给学生哪些知识?这些都是我们应该首先考虑的问题。
3.2所用教材没有医学特点
医学院校的计算机教学主要采取工科院校计算机基础课的教学模式,即讲授计算机的发展简史、Windows操作系统、Office办公软件及简单的数据库知识等。医学院校的学生在校期间和毕业后将担负着各级医院的医、教、研工作,工作中他们不可避免地要接触计算机,如利用计算机对病人进行各种检查、诊断和必要的治疗,或使用数据库相关知识和软件来管理科研中的大量数据。由于这些学生毕业后很少再接触计算机,所以必须设法让他们在校期间学习到实用的计算机知识。通过表3可以看出医学院校所用的计算机教材没有医学特点,因此必须选择合适的教材,否则随着中小学计算机知识的普及,医学院校的计算机基础教育将变得毫无价值。
3.3教学方法和教学手段相对落后
目前,大部分医学院校计算机基础教学在多媒体教室授课,每周两次课,第一次讲理论,第二次上机。由于课时少,教学内容多,为了完成教学任务,教师大多采用“满堂灌”的教学方式,很难取得良好的教学效果。究其原因表现为讲理论时学生只能被动地听,无法及时操作。由于理论课和上机练习课间隔时间长,这次理论课到下次上机练习时知识有所遗忘,学生的动手能力得不到充分锻炼,同时也削弱了学生学习计算机知识和技能的积极性。
3.4学生信息素养普遍较低
3.4.1信息意识淡薄,信息能力差
目前,学生的信息源主要来自课堂,很多学生除了写论文,平时很少就某个研究目的去图书馆查阅资料,有的学生根本没有利用计算机网络去获取信息的意识。
3.4.2信息道德有待提高
在机房中一些学生大搞恶作剧,如擅自改变计算机设置,甚至删除软件,自设密码,严重影响正常的教学和实验工作。
如表4所示,信息时代已经到来,努力提高大学生的信息素养已在眉睫!
3.5医学院校计算机教师知识体系单一
医学院校原来没有计算机师资,计算机基础教学大多由物理或数学系的教师承担。这些教师的计算机知识主要是通过进修或自学获得,他们的知识急需更新和充实;而计算机专业毕业的年轻教师医学知识相对比较贫乏,因此在教学过程中,教学内容与医学专业结合得不够紧密,单纯强调计算机科学技术本身,忽略计算机技术在医学领域的应用,学生体会不出计算机作为工具的好处,学习兴趣不高,甚至导致“偏科”。
正如有关专家在2004年计算机基础教育研究会年会上的讲话所指出的那样:当前高校计算机基础教育面临两个挑战,一是中小学计算机普及后,大学的计算机基础教育应当怎么办?二是在网络时代应该怎样进行计算机基础教育?针对以上问题和我们在调查中发现的医学院校在计算机基础教学中存在的问题,作者提出如下的改革构想。
4 改革医学院校计算机基础教学的构想
4.1拓展计算机基础教学
根据教育部的要求,从2001年秋开始,全国高中都要开设信息技术课程,2004年入学的新生已在中学学习过信息技术的初步知识,大学的计算机教育不再是从零起点开始的,必须对教学作出重大调整。
过去由于中学未将信息技术列入必修课程,大学的计算机基础教育承担了入门教育和技术教育两个方面的任务,现在由于全社会信息技术的普及,办公软件的应用已成为全社会普及计算机的最基本的内容,大学计算机基础课不宜再以办公软件作为主要内容,应该有更高的要求。此外,简单的操作性内容宜以自学和实践为主,不必再作为大学的正式课程在课堂上系统讲授。作为过渡,可以在课程中包含一部分办公软件的内容,但不应停留于就事论事的简单操作介绍,而应当引导学生举一反三,掌握一般规律。如要求学生完成一个大作业,以融会贯通知识,加深对知识的理解和掌握。
4.2更新和优化教学内容
医学院校的计算机基础教育,一方面,应是大众计算机普及教育的一部分,因此教学内容应包括计算机的基础知识和基本操作;另一方面,它又是医学各专业的一门重要基础课,因此应把新技术、新知识尽早介绍给学生,将计算机的有关知识和技术融入医学各专业课的教学活动中,为他们日后的工作打下基础。目前,医学院校的计算机基础教育要把二者有机地结合起来,在教学中尤其要注重更新和优化教学内容,体现医学特点。
4.2.1注意调整教学内容与教材
在教学内容上,我们可以对医学学生量体裁衣,补充一些医学内容。如讲授计算机的应用时,可选用与医院或医学有关的例子,讲授Internet知识时,可给学生介绍医学信息的搜索引擎和网址,并鼓励学生们用闲暇时间上网浏览医学发展的新动态和医院的用人标准等,激发其进取心和学习的主动性。
所选教材要不断更新,教材内容要自始至终融会医学学科的教学要求,特别是例题、实例要体现医学特色,使得每个关键环节都可以通过医学例子讲述,可以帮助医学院校的学生使用计算机知识解决本专业的实际问题,具有鲜明的专业特色。
4.2.2兼顾医学专业课程,实行1+X教学
由于受学时、课程设置等限制,医学院校计算机教育的课堂应加强基础知识,指导医学应用方向。就计算机在医学的应用来看,需要有图形图像处理、医学统计、医学信息学等知识,但这些都不是计算机基础这门公共课所能解决的。因此根据学生在本专业领域对计算机应用方面的不同要求,实行1+X教学,即用很短的时间讲授基础知识和基本操作,再按专业开设不同的计算机课程,如卫生事业管理专业开设Visual Foxpro,美容、口腔专业开设Photoshop,预防医学专业开设医学统计学等。
4.3充分利用现代化教学方法和手段
网络时代,随着学校硬件教学条件的改善,我们已有条件把“注入式”的教学模式逐步改变为“互动式”的教学模式,将单向的知识传递改为双向的知识交流,对于计算机知识中的某些内容,如Windows知识的讲解、Office软件知识的学习等,采取整堂课放课件/录像的方式并不可取,因为学生在两个学时内连续看画面、文字,无法把知识很好地串联起来,无法记住许多重要的操作方法。
鉴于以上原因,把学生全部安排在大屏幕多媒体教室上课,采用教师精讲、总结(写板书)、放课件或有关录像、具体问题当堂演示,最后学生带着老师布置的任务上机操作等教学方式。为避免讲课和上机时间间隔太久,计算机课程安排一般是4学时,占用整个上午或下午的时间,上课时分配1/4时间给老师精讲、总结,1/4时间放课件或有关录像,包括当场演示,其余的1/2时间供学生上机,这样学生有一半时间在多媒体教室上课,一半时间到机房上机实习。由于上课讲解、放课件、看录像、教师演习与到机房上机交替进行,学生不会因为一门课安排时间太长而产生心情烦躁和学不进去的感觉,同时所学知识能够与实践恰当、有机地结合起来。
4.4加强学生素养的培养
许多大学生虽然通过了计算机等级考试,但对计算机还是很陌生的,不会使用相关信息检索工具获取信息,也没有利用网络获取信息的意识。而他们应当能够利用网络检索、学习、获取自己最需要的知识,能够利用网络和全世界进行学术交流。因此我们应引导学生不断地利用网络资源来进行医学多种专业课程的学习。所以,首先医学院校计算机基础课的教学内容要重新调整,注重科技和人文并重的理念,加强对大学生计算机能力培养的力度;其次在医学院校要增开信息素养导论和网络信息检索两门公共必修课,增强大学生信息意识、伦理道德和社会责任感。
4.5培养复合型的计算机师资
近代科学技术发展的一大特点就是学科的交叉融合。教师要研究课程之间的横向联系,特别是课程的整合。作为医学院校的计算机教师,应加强对计算机在医学中应用实际情况的调研,要特别注意基础与临床的学科结合,临床学科间的相互联系,有效地训练学生的临床思维和科学思维。实践证明,单纯在某一领域做学问和科研的人很难有深层次的发展;既了解医学领域,又懂得计算机的复合型人才,往往能取得较大成就。医学院校这种特殊的环境,对计算机教师提出了较高的要求,他们不仅要具有渊博的专业知识,还要具有医学相关知识。计算机教师掌握一些解剖、生理、医学影像等相关课程的知识是相当必要的。原因是这些医学课程领域是计算机的应用平台,教师单纯传授计算机科学知识,学生很难接受,如果在教学过程中结合医学专业特点讲解计算机知识,学生的学习兴趣才能提高,教学效果才能显著。所以计算机技术与医学领域的完美融合,是医学院校计算机教学和科研的目标,培养既懂计算机又了解医学的复合型人才也是医学院校义不容辞的责任。
高等医学院校所培养的21世纪的医学人才,能否适应全球化、信息化社会的发展,他们能否真正掌握计算机,并使之成为现代医学人才的必备工具,已是摆在我们面前并需要认真探索解决的一个重要问题。人类离不开医护人员,更离不开能够利用计算机技术探索和研究医学问题的医护人员,所以高等医学院校计算机基础教育的改革势在必行。
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近两年来,数字城市已经成为国内信息化的热点问题,而且还有持续升温趋势。而以GIS为核心的空间信息技术是数字城市的核心应用技术,它与无线通信、宽带网络和无线网络日趋融合在一起,为城市生活和商务提供了一种立体的,多层面的信息服务体系。为了让广大读者对GIS技术有一个较为系统、详细的了解。本刊特邀请了上海齐维信息科技有限公司的有关专家,为我们全面解读GIS技术。
GIS技术介绍
地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的,地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象,这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。
地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面,地理信息系统是一门学科,是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科;另一方面,地理信息系统是一个技术系统,是以地理空间数据库(Geospatial Database)为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统具有以下三个方面的特征:
第一,具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力,具有空间性和动态性;
第二,由计算机系统支持进行空间地理数据管理,并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法,作用于空间数据,产生有用信息,完成人类难以完成的任务;
第三,计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征,因而使得地理信息系统能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
地理信息系统的外观,表现为计算机软硬件系统;其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。当具有一定地学知识的用户使用地理信息系统时,他所面对的数据不再是毫无意义的,而是把客观世界抽象为模型化的空间数据,用户可以按应用的目的观测这个现实世界模型的各个方面的内容,取得自然过程的分析和预测的信息,用于管理和决策,这就是地理信息系统的意义。
一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统,从视觉、计量和逻辑上对地理系统在功能方面进行模拟,信息的流动以及信息流动的结果,完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真。地理学家可以在地理信息系统支持下提取地理系统各不同侧面、不同层次的空间和时间特征,也可以快速地模拟自然过程的演变或思维过程的结果,取得地理预测或“实验”的结果,选择优化方案,用于管理与决策。
地理信息系统的类型
地理信息系统按其内容可以分为三大类:
(1)专题地理信息系统(Thematic GIS),是具有有限目标和专业特点的地理信息系统,为特定的专门目的服务。例如,森林动态监测信息系统、水资源管理信息系统、矿业资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统等。
(2) 区域信息系统(Regional GIS),主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标,可以有不同的规模,如国家级的、地区或省级的、市级和县级等为各不同级别行政区服务的区域信息系统;也可以按自然分区或流域为单位的区域信息系统。区域信息系统如加拿大国家信息系统、中国黄河流域信息系统等。许多实际的地理信息系统是介于上述二者之间的区域性专题信息系统,如北京市水土流失信息系统、海南岛土地评价信息系统、河南省冬小麦估产信息系统等。
(3) 地理信息系统工具或地理信息系统外壳(GIS Tools),是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。它们或者是专门设计研制的,或者在完成了实用地理信息系统后抽取掉具体区域或专题的地理系空间数据后得到的,具有对计算机硬件适应性强、数据管理和操作效率高、功能强且具有普遍性的实用性信息系统,也可以用作GIS教学软件。
在通用的地理信息系统工具支持下建立区域或专题地理信息系统,不仅可以节省软件开发的人力、物力、财力,缩短系统建立周期,提高系统技术水平,而且使地理信息系统技术易于推广,并使广大地学工作者可以将更多的精力投入高层次的应用模型开发上。
GIS技术的发展历史
国外
地理信息系统萌芽于20世纪60年代。1962年,加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用数字计算机处理和分析大量的土地利用地图数据,并建议加拿大土地调查局建立加拿大地理信息系统(CGIS),以实现专题地图的叠加、面积量算、自然资源的管理和规划等;与此同时,美国的Duane F. Marble在美国西北大学研究利用数字计算机研制数据处理软件系统,以支持大规模城市交通研究,并提出建立地理信息系统的思想。在这一时期,针对GIS一些具体功能的软件技术有了较大进展,主要表面在:(1)栅格-矢量转换技术、自动拓扑编码以及多边形中拓扑误差检测等得到发展;(2)具有属性数据的单张或部分图幅可以与其它图幅或部分在图边自动拼接;(3)采用命令语言建立空间数据管理系统,可以实现属性再分类、分解线段、合并多边形、改变比例尺、量测面积、按属性搜索、输出表格和报告以及多边形叠加处理等。这一时期的软件主要是针对当时的主机和外设开发的,算法较粗糙,图形功能较为有限。
20世纪70年代是地理信息系统走向实用的发展期。这一时期由于计算机硬件和软件技术的发展,特别是硬盘的使用,为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能,促使GIS朝着实用方向发展。美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对GIS的研究均投入了大量人力、物力和财力。到1972年CGIS全面投入运行与使用,成为世界上第一个运行型的地理信息系统。在此期间美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。
用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息;1974年日本国土地理院开始建立数字国土信息系统,存储、处理和检索测量数据、航空像片信息、行政区划、土地利用、地形地质等信息;瑞典在中央、区域和城市三级建立了许多信息系统,如土地测量信息系统、斯德哥尔摩地理信息系统、城市规划信息系统等。但由于当时的GIS系统多数运行在小型机上,涉及的计算机软硬件、外部设备及GIS软件本身的价格都相当昂贵,限制了GIS的应用范围。
这一时期地图数字化输入技术有了一定的进展,采用人机对话交互方式,提高了工作效率,同时扫描输入技术系统也开始出现。图形功能扩展不大,数据管理能力也较差。
20世纪80年代是GIS的推广应用阶段,由于计算机技术的飞速发展,在性能大幅度提高的同时,价格迅速下降,特别是图形工作站和个人计算机的性价比大为提高,使GIS的应用领域与范围不断扩大。GIS技术在以下几个方面有了很大的突破:(1)栅格扫描输入处理方面,大大提高了数据输入的效率;(2)数据存储与运算方面,GIS处理的数据量与复杂程度大为提高,遥感影像的自动校正、实体识别、影像增强和专家系统分析软件也明显增加;(3)数据输出方面,GIS软件支持多种形式的图形输出;(4)在地理信息管理方面,适合GIS空间关系表达和分析的空间数据库管理系统也有了很大的发展。
在这一时期,GIS与卫星遥感技术相结合,开始用于全球性问题的研究,如全球变化和全球监测、全球沙漠化、全球可居住区评价、厄尔尼诺现象及酸雨、核扩散及核废料等;从土地利用、城市规划等宏观管理应用,深入到各个领域解决工程问题,如环境与资源评价、工程选址、设施管理、紧急事件响应等。同时在这一时期,出现了一大批代表性的GIS软件,如ARC/INFO、GENAMAP、SPANS、MapInfo、ERDAS、MicroStation等。
20世纪90年代至今为GIS的社会化阶段,随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS成为了一个产业,投入使用的GIS系统,每2~3年就翻一番,GIS市场的增长也很快。目前,GIS的应用在走向区域化和全球化的同时,己渗透到各行各业,涉及千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。与此同时,GIS也从单机、二维、封闭向开放、网络(包括Web GIS)、多维的方向发展。
由于网络技术以及面向对象软件方法论和支撑技术的成熟,为GIS注入了新的活力,同时大量的应用要求促使GIS软件技术的快速发展,开始具备作为应用集成平台的能力。这一时期的GIS具有以下特点:(1)仍然以图层为处理的基础,新的处理模式正在酝酿与探索之中;(2)引入了Internet技术,开始向以数据为中心的方向过渡,实现了较低层次的(浏览型或简单查询型)的B/S结构;(3)开放程度大幅度增加,组件化技术已成为GIS的一个主要方向,实现了跨平台运行。(4)逐渐重视元数据问题,空间数据共享、服务共享和GIS系统互连技术不断发展;(5)实现了空间数据与属性数据的一体化存储和初步一体化查询,提高了空间数据的操纵能力;(6)应用领域迅速扩大,应用深度不断提高,开始具有初步的分析决策能力。
国内
我国地理信息系统方面的工作始于20世纪80年代初。地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划的开始,地理信息系统研究作为政府行为,正式列入国家科技攻关计划,开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。1994年中国GIS协会在北京成立,标志中国GIS行业已形成一定规模。九五期间,国家将地理信息系统的研究应用作为重中之重的项目予以支持,
1996年,为支持国产GIS软件的发展,原国家科委开始组织软件评测,并组织应用示范工程。这一系列的举措极大的促进了国产GIS软件的发展与GIS的应用。1998年,国产软件打破国外软件的垄断,在国内市场的占有率达25%。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测,在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用,在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用。
目前应用领域及应用前景
1.资源管理:要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
2.资源配置:城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。
3.城市规划和管理:空间规划是GIS的一个重要应用领域,城市规划和管理是其中的主要内容。例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
4.土地信息系统和地籍管理:土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多内容,借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
5.生态、环境管理与模拟: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、环保设施的管理、环境规划等。
6.应急响应:解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时,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的问题。
7.地学研究与应用:地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。
8.商业与市场:商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空 间分析和数据库功能可以解决这些问题。
9.基础设施管理: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的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。
选址分析:根据区域地理环境的特点,综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素,在区域范围内选择最佳位置,是GIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的空间分析功能。
网络分析:建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型,研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
可视化应用:以数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型,实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
分布式地理信息应用:随着网络和Internet技术的发展,运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型,其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享,以及远程空间导航。
GIS的应用前景
目前GIS的研究和应用都处在一个高速发展的阶段。在国外GIS技术已被各级政府部门和企业界广泛认知和采用。尤其是在北美、欧洲、日本和澳大利亚等国家和地区,GIS市场已经基本形成。GIS数据公司和软件公司比较多,他们在GIS系统建立和空间数据的使用方面已有了一套比较规范和成熟作法。在我国GIS技术也正被越来越多的政府部门和大型企业所采用。虽然起步较晚,但是有后发优势,可以少走弯路,以比较高的起点开展GIS的理论研究和开发应用工作。
未来若干年空间数据采集和GIS技术将会有新的更大的发展,从而给城市空间数据生产和GIS应用增添新的生命力。以信息高速公路和计算机宽带高速网为代表的国家信息基础设施(NII)的建设、高分辨率卫星影像技术的实用化、数字摄影测量和空间定位技术的发展以及超大容量、高速数据存储设备的发展将给城市空间数据生产和GIS应用带来巨大积极效用。新的数据获取与更新技术的发展、新数据形式的应用、数据共享政策及其实施、国家多尺度空间数据基础设施的建设以及数字地球和数字城市的建设都将大大改善我国城市空间数据的状况。
GIS技术的一些最新发展(如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等)将在城市得到实际应用,从而提高GIS系统应用的水平。城市GIS将进一步由技术推动转向应用牵引。面向应用将是GIS的生命,GIS与其它技术的集成将成为主流,应用系统的质量将稳步提高,用户的意识和行动将更有利于GIS的发展,应用将向深层次和大众化两极发展。
21世纪我国的城市将会有更大的发展,城市的发展将给城市GIS技术带来新的机遇。城市GIS虽然面临挑战,但未来无限光明。由于GIS本身的特点,过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来,人们的认识会进一步提高,城市GIS的生命力将愈加旺盛,并将会发挥应有的、符合其特点的作用,GIS也将真正走向产业化和市场化。
GIS技术的发展趋势
组件(Components)GIS
Components GIS是一种新的 GIS开发思想,它是将GIS功能分散制作成ActiveX Control和Automation,这些标准的ActiveX Control和Automation可以被任何支持它们的开发环境调用,以便在原有的或新开发的信息系统中加入GIS功能。目前国际上比较流行的Components GIS软件有ESRI的 Map Objects, MapInfo公司的MapX等。
现在市场上流行的GIS软件有很多,工作站版的有ARC/INFO, Intergraph, MicroStation等;桌面GIS系统有MapInfo, Arcview, AutoDesk及国内的MapGIS, GeoStar等。这些系统的共同特点是它们将图形处理,空间查询与分析,属性管理及其它GIS功能都包含在一个比较庞大的系统中。对于一些用户来讲这可能是比较适宜的,但对许多用户来讲可能会存在如下问题:
(1)对于大多数用户来说,他们可能只需要部分而不是全部GIS功能,用户必须为购买整个GIS软件系统而支付较高的费用。如基于GPS和GIS的城市交通管理系统或者用于环境分析的GIS系统,可能就不需要很强的图形处理功能。而用于城市规划的GIS系统或基于宗地的地籍管理系统则要求较强的图形处理功能。如果使用Components GIS进行系统开发用户就不需要购买整个GIS软件系统,而只要在GIS Components的基础上进行开发组装即可。
(2)由于大部分GIS软件都需要进行二次开发后才能满足用户的特殊需要,而目前的GIS软件所用的开发工具有许多并非标准语言。这对用户提出了较高的要求,也对原有系统的改造带来许多不便。而Components GIS一般都支持标准的开发语言,如Visual Basic, Visual C++, Java等,这对于专用系统的开发比较快捷和便利。
(3)利用Components技术更容易建立Internet GIS或Intranet GIS信息系统。
Internet或 Intranet GIS
信息高速公路的建立极大地方便了世界各地用户间信息交换与信息查询。由于GIS能提供丰富的空间查询、空间分析及属性管理功能,因此GIS正在成为Internet(国际互联网)或Intranet(企业局域网)的一个主要内容。建立Internet GIS的主要目的在于以下几个方面:
(1)远距离空间数据共享与信息查询和交换;
(2)为公众提供GIS服务;
(3)建立大规模甚至超大规模的空间网络信息系统;
(4)为其它学科的研究提供基础信息资料。
目前用于Internet GIS系统开发的工具主要有ESRI的Map Objects IMS(Internet Map Sever)和Arc View IMS, MapInfo公司的Map Xtreme以及网络版的Autodesk等。Internet GIS主要由空间数据库、Internet应用程序及用户界面几个部分组成。
Data Warehousing数据仓库
Data Warehousing的字面意思是建立数据仓库。由于空间数据量非常大,这些数据大都分散在政府和私人机构及公司的各个部门,数据的管理与使用变得非常的复杂。但同时由于这些空间数据具有极大的科学和经济价值,因此大多数发达国家都比较重视空间数据库的建库工作,在这些国家一般都有许多研究机构和政府部门参与到空间数据库建立的研究工作中。目前在北美、欧洲、澳大利亚等国提出了SDI或NSDI的概念。
SDI的全称是Spatial Data Infrastructure,NSDI的含义是National Spatial Data Infrastructure,其字面意思是 (国家)空间数据基础设施。1998年6月份在加拿大首都渥太华召开的第十届国际地理信息工程学术会议更把 SDI作为本次会议的主题,可见国际上对地理空间数据基础设施建设的重视。国家测绘局也积极地推进我国SDI的建设工作,并提出规划模式,部分内容已经在实施当中。
3D GIS
地球以及各种物体都是以三维空间的形式存在的,因此目前二维GIS技术或二维半(平面X,Y坐标加高程)GIS对于完整的描述地球上的对象是有一定限制的。需要用三维空间来描述的应用领域有如下几个方面:气象学、地质学、采矿学、石油勘探与开发、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、医学影像和机器人学等。一个三维 GIS空间信息系统应该能够模拟、表示、管理、分析与三维实体相关的信息,并提供决策支持。
建立大型空间数据库的新方法
GIS系统一般由两个部分组成:其一是应用程序,它包括专门的GIS应用软件以及用标准或非标准程序语言所开发的用户界面及系统工具;另一部分是数据。在GIS系统中,空间数据库的建立是一项非常复杂的工作。目前大多数GIS系统中在处理空间数据和属性数据时都是将两者分开存放和管理。比如在MapInfo系统中用Map来存放几何和空间数据,而用dat来存放空间实体的属性数据;又如在ArcView系统中用Shapefile来存放几何和空间数据而用DBF来存放属性数据。
上述数据管理和存放方式对于小型的GIS系统有一定的优越性,但对于建立以面向对象为基础的大型GIS系统就存在很多缺陷。因此,现在已经出现了一些新型的GIS空间数据库管理系统,这些新的系统将空间数据与属性数据存放在同一个数据库管理系统中。如Oracle开发的SDO和ESRI开发的SDE(Spatial Data Engine)都属于这种类型的空间数据库系统。
GIS与多媒体数据及GPS和RS的数据集成
GIS与多媒体数据及GPS和RS的集成使得基于空间数据的信息管理系统变得更加灵活多样,极大地拓宽了信息来源渠道,方便用户对各种信息的存储与管理,同时能够建立起更加科学的决策系统。
目前在GIS中可以使用多种形式的多媒体数据。比如在ArcView中通过使用hot link或其它工具,可以把Word文件、Excel电子报表、VCD声像资料、摄影像片、卫星影像等纳入到GIS系统中,用户可以根据需要对这些信息进行查询和管理。GIS与GPS和RS的集成问题已被研究了多年目前已进入实用开发阶段。
开放型GIS
目前一种多用户、跨平台的Open GIS技术正在被国外的许多研究机构、政府部门和高等院校所研究和开发利用。开放型GIS的研究和应用使得各政府部门及企业之间不同格式的数据能够方便地互访,有利于网络GIS及分布式GIS空间数据库的建立,使 GIS的应用领域及其功能大大拓宽。