时间：2023-12-01 10:13:49
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篇地理信息系统专业知识，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。
论文关键词：高等教育；地理信息系统；课程教学
森林是陆地生态系统的主体，它不仅是生物圈中重要的生产者，在维持全球生态平衡方面起着不可替代的作用：而且是重要的物种、基因库。但是，人类无序的利用和破坏，不合理的经营等，导致世界范围内大面积的森林被破坏，森林生产力衰退，景观多样性、物种多样性减少，生态环境不断恶化等一系列问题，严重威胁着人类的可持续发展。因此，森林问题已成为社会普遍关注的问题。为了迅速恢复我国森林植被，改善生态环境，国家出台了一系列林业方针政策和工程措施。森林资源是林业生态建设的物质基础，新的目标、新的观念，要求林业部门必须改变传统的服务于木材生产的单一的森林资源管理手段和方法，开展新技术、新方法的应用，提高森林经营管理水平。地理信息系统(GIS)技术被认为是资源管理和环境监测的有效手段，正在广泛应用于农业、林业、地质、环保、交通等领域，如森林资源管理、造林规划、森林病虫害预测及灾害损失估计等“。安徽省正在建立全省生态公益林地理信息系统，可以预计林业对地理信息系统人才的需要会越来越多。林业生产技术及人才需求的变化，要求林业高等教育必须顺应这一实际需要，及时调整本科教育的课程体系。在这一大的社会背景下，我们在林学及其相关专业、研究生课程中开设了“地理信息系统”选修课。在地理信息系统课程教学过程中，我们通过几年的摸索和实践，积累了一定的经验，以期与各位同行共探讨。
一、GIS教学中遇到的问题
地理信息系统是一门发展中的新型学科，技术更新与前沿拓展很快，在以该技术为核心的地理信息系统课程教学中我们遇到的突出问题包括：一缺乏教学经验。在教学内容、实验安排、教学要求等诸多方面无规范可循，这影响了教学质量的提高：二缺乏与专业结合比较紧密的合适教材。如果有一本既有完整的理论体系又附有与专业相关的事例的好教材，对比较抽象的地理信息系统教学来说，教学效果无疑会更明显；三缺乏好的师资条件。目前承担地理信息系统教学的教师多是非地理信息系统专业毕业的，他们对地理信息系统在各自专业上的应用比较熟悉，但缺乏对地理信息系统深层次的了解，因此，迫切需要既有其他学科专业知识又有地理信息系统专业背景的复合型人才来承担地理信息系统的教学。
二、GIS教学改革措施
(一)选择合适的教材，编写教学大纲
我院于1999年开始在林学本科专业开设地理信息系统选修课，总课时36学时，其中理论部分24学时，实验部分12学时；在课程体系设置上，要求在先期开设计算机、测量、遥感等相关课程的基础上开设此课。2003年结合我校教学评估，系统编制了地理信息系统课程理论和实验教学大纲。为了使大纲能充分反映当前地理信息系统的发展趋势，使教学内容全面、系统，重点突出，同时又针对性强，能充分反映时代特征，在编制大纲的过程中，首先，从面向21世纪系列课程教材中选定优秀教材；其次，根据课程性质、学时及专业的具体要求，安排教学内容和进行学时分配。在地理信息系统理论教学中，重点介绍基本概念和基本理论、空间数据特征和数据结构、数据模型和空间数据处理及空间分析功能等，而对其他内容只作一般讲解。
(二)重视实验课教学
地理信息系统是一门集地理学、计算机科学、信息科学、测绘学等学科为一体的新型边缘学科，具有一定的抽象性，对于没有多少专业背景知识的非地理信息系统专业学生而言，学好它具有一定的难度。长期的教学实践表明，地理信息系统实验课的开设，不仅有助于学生对书本知识的理解，提高课堂理论教学效果：而且有助于学生了解一些具体的地理信息系统软件，并能操作这些软件，提高动手能力。为此，我们在地理信息系统实验教学中，以giewgis和Mapinfo为地理信息系统软件平台，安排6次实验课，包括地理信息系统主要功能模块，点、线、面图层建立，属性库建立，空间与属性数据编辑、查询、修改等，空间与属性数据分析，专题图制作和输出等。同时，改革考试和成绩评定方法，不再以笔试定成绩，而是实行实验课考核直接上机操作，授课教师根据学生掌握的熟练情况现场打分，并将实验课成绩纳入课程总成绩(占综合成绩的30％)。这样调动了学生上好实验课的积极性。
(三)改进教学方法和手段
地理信息系统具有综合性和抽象性的特点，其教学仅凭一本书、一支粉笔是不够的，必须运用现代的教学方法和手段。因此，在教学方法上，我们强调启发式、互动式教学，对一些抽象的问题，尽量列举一些与本专业相关的事例进行说明。如以某一区域森林资源为例来解释什么是空间数据和属性数据；在讲授遥感、地理信息系统和全球定位系统三者之间的关系时，让学生自己动手进行数据采集、定位、分析。在教学手段上，开展多媒体课件建设，使用多媒体进行教学。地理信息系统教学中有些内容的讲解，通过多媒体用表格或图件进行讲解显得直观明了，易于让学生理解接受：同时，通过多媒体课件的运用，减少了不必要的黑板板书时间，解决了课时量压缩与教学内容多之间的矛盾，加大了每节课的信息量。
(四)坚持教学与科研、生产紧密结合
高等林业院校学生学习地理信息系统，重要的是掌握应用技能，要能利用地理信息系统技术解决科研和生产中的现实问题。因此，在教学中，要结合科研项目和林业生产实际，让学生利用地理信息系统技术开展诸如森林资源、土地资源以及森林景观评价等方面的研究；教师在明确学生研究内容的基础上，让学生自己查阅文献资料，编写研究方案和具体实施计划，了解开展地理信息系统应用研究的全过程，如建立森林资源地理信息系统，包括小班图形(空间)数据和属性数据(树种、年龄、直径、树高等)的采集，图形数据和属性数据的编辑和处理分析、专题图的制作等。
三、对高等林业院校GIS教学的几点建议
(一)编写适合专业特点的教材
高等林业院校开设地理信息系统课程的目的是将其应用于林业，因此学生应掌握的内容及其深度等要有别于地理信息系统专业学生的学习内容。而要做到这一点，就要编写适合林业院校专业实际的地理信息系统教材，使教材内容尽可能系统化，事例尽可能专业化，这样便于教和学。 (二)重视GIS教师的培养
教学质量的保障有赖于高质量的教师队伍。地理信息系统要求与专业(生产)结合，只有这样才能发挥其在生产决策、管理中的作用。这就要求从事地理信息系统教学的教师应具有双重的专业背景知识。但现实中，这方面的教师通常只具有单一的专业背景，这在一定程度上影响了教学质量的提高。因此，高等林业院校要重视地理信息系统教师人才的培养，对没有地理信息系统专业背景知识的教师，可以采取委托培养的方式，派其到地理信息系统专业进修、学习：相反，对有地理信息系统专业背景而没有林业专业背景的教师，要鼓励其在职进修，掌握林业专业的基本知识，了解林业的发展对地理信息系统技术的需要。
(三)改善实验教学的基本条件
院校扩招以后，受影响最大的还是实验教学。实验教学资源的增加赶不上学生人数的增加，限制了实验课开设的次数和内容，影响了教学质量的提高。因此，学校要在实验教学上“做文章”，通过开放中心实验室、网络实验室等，为学生学习创造更多的机会。
另外，要改进理论和实验教学的方法和手段，以学为中心，开展启发式教学，组织兴趣小组开展学生知识创新活动；利用多媒体、网络资源促进理论和实验教学效果的提高。
(三)改进教学方法和手段
地理信息系统具有综合性和抽象性的特点，其教学仅凭一本书、一支粉笔是不够的，必须运用现代的教学方法和手段。因此，在教学方法上，我们强调启发式、互动式教学，对一些抽象的问题，尽量列举一些与本专业相关的事例进行说明。如以某一区域森林资源为例来解释什么是空间数据和属性数据；在讲授遥感、地理信息系统和全球定位系统三者之间的关系时，让学生自己动手进行数据采集、定位、分析。在教学手段上，开展多媒体课件建设，使用多媒体进行教学。地理信息系统教学中有些内容的讲解，通过多媒体用表格或图件进行讲解显得直观明了，易于让学生理解接受：同时，通过多媒体课件的运用，减少了不必要的黑板板书时间，解决了课时量压缩与教学内容多之间的矛盾，加大了每节课的信息量。
(四)坚持教学与科研、生产紧密结合
高等林业院校学生学习地理信息系统，重要的是掌握应用技能，要能利用地理信息系统技术解决科研和生产中的现实问题。因此，在教学中，要结合科研项目和林业生产实际，让学生利用地理信息系统技术开展诸如森林资源、土地资源以及森林景观评价等方面的研究；教师在明确学生研究内容的基础上，让学生自己查阅文献资料，编写研究方案和具体实施计划，了解开展地理信息系统应用研究的全过程，如建立森林资源地理信息系统，包括小班图形(空间)数据和属性数据(树种、年龄、直径、树高等)的采集，图形数据和属性数据的编辑和处理分析、专题图的制作等。
三、对高等林业院校GIS教学的几点建议
(一)编写适合专业特点的教材
高等林业院校开设地理信息系统课程的目的是将其应用于林业，因此学生应掌握的内容及其深度等要有别于地理信息系统专业学生的学习内容。而要做到这一点，就要编写适合林业院校专业实际的地理信息系统教材，使教材内容尽可能系统化，事例尽可能专业化，这样便于教和学。
(二)重视GIS教师的培养
教学质量的保障有赖于高质量的教师队伍。地理信息系统要求与专业(生产)结合，只有这样才能发挥其在生产决策、管理中的作用。这就要求从事地理信息系统教学的教师应具有双重的专业背景知识。但现实中，这方面的教师通常只具有单一的专业背景，这在一定程度上影响了教学质量的提高。因此，高等林业院校要重视地理信息系统教师人才的培养，对没有地理信息系统专业背景知识的教师，可以采取委托培养的方式，派其到地理信息系统专业进修、学习：相反，对有地理信息系统专业背景而没有林业专业背景的教师，要鼓励其在职进修，掌握林业专业的基本知识，了解林业的发展对地理信息系统技术的需要。
(三)改善实验教学的基本条件
关键词：地理信息系统；专业英语；自主学习
中图分类号：G623.45 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着全球信息共享的逐步实现，国际化交流越来越多，英语早已成为大学生必须掌握的基本技能之一。除了基础英语教育，专业英语在高等教育中的重要性日益凸显。作为一门语言教学和专业课教学相结合的课程，专业英语是英语听、说、读、写等综合能力在专业领域的应用，即具有专业课的特征，同时也是大学英语教学的延伸和扩展，是学生扩展专业知识、了解国外先进技术、提高英语应用水平重要途径。教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》指出要“积极推动使用英语等外语进行教学”，并明确提出要优先在高新技术领域的生物技术、信息技术等专业开展外语教学。
地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的信息系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决各种复杂的规划和管理问题, 其应用领域十分广泛，是信息技术的一个重要分支[1]。作为一门交叉学科，地理信息系统的发展与相关学科的发展密切相关，尤其受到计算机通信网络技术迅猛发展的促进，学科体现出发展速度快、内容更新快的特点[2]。美国、加拿大等国家因为信息技术的先进以及地理信息系统发展时间较长，该专业的发展水平超过我国，其前沿理论、先进技术等最先以英文体现，学生只有重视专业英语的学习，不断提高专业英语水平，才能追踪本学科的国际发展动态和专业前沿技术，提升专业能力。
《地理信息系统专业英语》教学中实施“自主学习模式”的必要性
《地理信息系统专业英语》在本科教学工作中越来越受到重视，就目前而言，其教学存在以下特点：
学科交叉性强，知识点诸多
地理信息系统具有很强的学科交叉性，融合了地理学、空间科学与技术、计算机科学与技术、遥感科学与技术、测绘科学与技术以及管理科学等众多学科的最新科学理论与技术成就，交叉的学科间差距大，知识点分散，涉及课程多且繁杂。在《地理信息系统专业英语》教学中，也需要讲授相关学科基础知识，学生需要掌握的基础知识诸多，加大了授课难度。
课时有限
由于地理信息系统是一门交叉学科，需要掌握的基础知识较多，在总课时有限的情况下，专业英语不能占用过多的课时，大部分高校设置的是30-54课时[3]。如此有限的课时导致专业英语的教学难以深入开展，大部分内容只能浅尝辄止，完全只依靠教师在有限课时内的课堂教学来提高学生专业英语水平是很困难的。
学生个体差异性明显
《地理信息系统专业英语》的学习者之间存在明显的个体差异 [4]。一方面，授课班级学生的英语基础存在差异。有些学生英语基础扎实，可以较为轻松地跟上教师授课节奏，与教师在课堂上自由交流；有些学生英语基础较薄弱，欠缺英语听说能力和阅读理解能力，难以在课堂上当堂理解消化教师授课内容。因此，课堂教学中，授课内容难度较难平衡。如果难度稍大，会打击基础薄弱同学的学习兴趣；如果难度稍小，会影响基础扎实同学英语水平的提高。另一方面，地理信息系统专业英语涉及到了多学科领域知识，如遥感、GPS、测量、地理学等，每个学生都有自己的领域兴趣点，需要让学生找到自己的兴趣点有针对性地进行学习。
基于《地理信息系统专业英语》的以上几个特点，单纯依靠课堂教学要解决内容多、课时少、学生差异性大等问题是不可能的，需要在教学过程中实施“自主学习模式”，引导学生重视专业英语，培养学生的主观能动性和自主学习能力，创造一种自主学习的教育环境，让学生自主学习专业英语。
自主学习模式是学习者在总体教学目标的宏观调控下，在教师指导下，根据自身条件和需要制订并完成具体学习目标的学习模式[5]。该学习模式需要学习者具备自主学习的能力和教育机制提供自主学习的空间，即自主学习的能力和自主学习的条件。自主学习的能力是指由学习者的学习态度、学习能力和学习策略等因素综合形成的一种主导学习的内在机制；自主学习的条件是指学习者对自己的学习目标、学习内容、学习方法以及使用的学习材料的控制权。在该教学模式过程中，最为关键的是要充分突出学生的主体地位，激发学生学习的主动性和自主性。
《地理信息系统专业英语》实施“自主学习模式”的策略
在《地理信息系统专业英语》教学中，要以学生为主体，构建学生自主学习的良好课堂氛围，创设有利于学生发现和探究的学习情境，使专业英语的学习成为一个积极主动的过程，从而充分调动学生自我探究、分析、发现的积极性[6]。
课堂上培养学生学好专业英语的信心
尽管我国一直十分重视英语教育，然而据英孚教育的全球《英语熟练度指标报告》，在亚洲12个国家和地区中，中国大陆在亚洲区域排名倒数第二。很多学生对英语有抵触情绪和排斥心理，认为自己连基础英语都没学好，更不用提学好专业英语了。学生学习兴趣索然会致使课堂气氛死气沉沉，严重抑制了教师的活跃思维和授课激情，大大影响了教学效果，造成一种恶性循环。因此，在专业英语的授课过程中教师要注意互动，提供不同难易程度、且与专业相关的话题（比如：My Hometown, GIS in My Daily Life, How I Arrived at the Campus in the First Day），让学生自主选取自己感兴趣的话题进行口头演讲，让其从开口说简单的英文开始，培养一种自己能学好专业英语的信心，激发学生课后自主吸取相关信息的主动性。
课堂教学中开设自主学习环节，创设自主学习活动的情境
在教学中，尝试鼓励学生来组织教学内容上课，让学生分成小组集体参与备课，学会自我设计学习方法，再让同学来进行讲评。课程开始前，让学生以小组为单位搜集与专业相关的话题的资料，比如学习GIS的应用（The Application of a GIS）相关章节内容时，可以让学生组成项目组自主搜集不同领域的GIS系统（包括文字、图片、程序等），制作英文PPT，让本组学生作为一个项目团队用英文来介绍与推销本组的GIS系统，讲述本系统的设计思路、应用功能等。同时，教师和其他组的学生作为相关行业的潜在客户，用英文咨询项目组，了解所推销的系统是否值得购买，对得到最多买家的项目团队进行表扬。这样的教学环节能形成师生互动、生生互动，从而建立起以学生自主学习为主体的课堂环境，增加了课堂的趣味性，激发学生的学习兴趣，培养一种在课堂导向下的自主学习环境。
在软件学习中自主学习英语
GIS主流软件中，如ArcGIS、ENVI等都是国外开发的，这些国外软件还有计算机编程语言都依赖于英语，其技术文档和资料都是英文的，其本身就是一种简化的英语形式。在课堂上利用案例式教学方法，给出多个实际案例，通过解决实际问题来引入每一个概念，要求学生自主通过软件帮助文档、软件技术支持网站等工具来学习软件使用与计算机编程，时刻跟踪GIS 专业的最新研究成果，从而扩大学生的专业知识面。专业英语的实际应用一方面有利于学生掌握GIS软件的最新技术发展，提升专业能力；另一方面更能有效促进学生学习兴趣和理解能力，让学生在课后主动学习专业英语。
根据学生的个体差异组织课后学习任务
不同学习者的英语基础与感兴趣领域是不同的，自主学习模式要满足不同学习者的需求。因此，授课教师要充分认识学生个体间存在的差异性，并基于该差异性有针对性地给出不同的课后学习任务，让学生根据自己的具体情况自主选择课后学习任务，以满足不同学习者的需求，提高学习效果。对于英语基础较为薄弱的学生可以布置一些与书本知识联系紧密的学习任务，重点是对课堂知识的消化与巩固，比如书本中材料的阅读；对于英语基础较为扎实的学生可以布置一些延伸性的学习任务，重点是对课堂知识的拓展，比如《科学》、《自然》等权威杂志上地理信息系统相关科技论文的解读。
借助网络平台丰富自主学习途径
网络平台上有着丰富多样的学习资源，学生可以利用这些资源开展专业英语的自主学习。教师可以给学生推荐一些国外的网络学习资源，如GIS数据下载网站、GIS论坛、GIS教学网站等，学生可以课后自主查阅相关学习资源，与国外的GIS学习者开展交流。当学习GIS的数据（The data of a GIS）时，要求学生去国外的网站上下载GIS数据，能让学生课后主动去接触国外的GIS资源，丰富学习途径，学以致用。
结语
在地理信息系统专业英语的教学中，要克服其课时短、授课难度大的现状，提高教学效果，必须要改变以往教师课堂上“满堂灌”的教学方式，实施以学生为主体的自主学习教学模式，结合课堂和课后时间，培养学生的自主学习能力。这种教学模式一方面营造了课堂上的自主学习环境，能发挥学生在课堂上的主体性，改变了单纯教师讲解范文的单词术语及范文翻译的枯燥授课环境，丰富了课堂教学环节，能提高了学生的学习兴趣；另一方面，在课后将专业软件学习与专业英语学习贯穿起来，并根据学生的个体性差异组织课后学习任务，让学生以自己的方式自主地完成感兴趣的语言学习任务。通过在课堂教学环节和课后学习环境中确立学生主体地位，调动“教”、“学”双方的积极性，能使教学模式朝个性化学习、自主式学习的方向发展，有效提高地理信息系统专业英语的教学效果。
参考文献：
[1] 袁博,邵进达,李明峰.地理信息系统专业双语教学的实践与探索[J].矿山测量,2006,(4):70-72.
[2] 明冬萍. GIS 专业英语课程教学方法研究[J].测绘通报,2012,(3):105-108.
[3] 晁怡,郑贵洲,郭纪元.地理信息系统专业英语的教学与改革研究[J].测绘通报,2007,(4): 75-77.
[4] 邹凤琼,黄秋文.GIS专业英语教学个体差异研究[J]. 牡丹江教育学院学报,2006,(06):105-106.
[5] 程晓堂.论自主学习[J].学科教育, 1999,(9): 32-35&39.
[6] 孔祥梅.“自主学习教学模式”在教学中的应用——《中国旅游地理》教学实践[J].吉林广播电视大学报,2011,(06):39-40.
关键词：专业课程 课程改革 实践能力
一、项目的意义与现状分析
（1）项目意义：原地理信息系统应用是在原中专相应教学大纲的基础上编写的，已不适应高职测绘专业培养计划的要求，必须重新制定地理信息系统应用教学大纲，并按新的计划要求对课程内容进行调整和改革，满足工程测量专业培养方向的教学要求。本项目以教学与实践相互结合；传统教学方法与现代教学手段相结合；对教学内容和课程体系改革中不仅要加强理论教学，更要注重实践教学，从而提高学生的基础知识和实践技能训练水平。开发多媒体课件，通过教学演示，可使学生更生动、更形象、更直观接受课堂教学内容，全面掌握该课程的基本技能。另外，需要让学生亲自上机实践，以巩固对知识的理解与应用。
（2）现状分析：作为一门专业基础课，目前教学的重点在基础知识的传授上，教学滞后于社会实际需要，用人单位对于学生的要求不断提高，要求学生有扎实的基础理论和专业知识，更要求有较高创新思想和实践动手能力，为了使我们的学生在企业中有良好的声誉，我们希望通过各方面的改革，使学生的实践动手能力有所提高，以满足企业的需要。
二、项目研究与改革的目标
教育必须适应社会经济发展对人才的需求，社会对高职高专人才的要求是应该具有一定理论基础、较高的综合素质和很强的实践应用能力，就是说高职教育是培养面向生产第一线的应用型人才。
鉴于地理信息系统应用在所有专业课程中的重要地位，我校非常重视地理信息系统应用课程改革与资金投入。学院把课程改革与专业建设作为头等大事，经过广泛的社会调查，专家论证，并结合用人单位和我校的具体情况，我们提出了 “精测量、懂施工、会操作” 的人才培养目标。对于课程建设与课程改革，也应紧密围绕人才培养目标来进行。
三、项目研究与改革的内容
（一）调整测量系列课程的教学内容，合理修订地理信息系统应用课程教学大纲
认真修订地理信息系统应用教学大纲，优化与整合教学内容，提交正式文档。 突出学生基础知识、专业技能的培养，扩大上机实践教学时数。以“ 理论、实践、应用 ”三段式的教学模式体现教学内容体系的创新，符合应用性人才的培养规律；以“ 够用为度、注重应用 ”的课程内容安排体现应用性人才的培养目标。
（二）培养学生的上机动手能力和创新思维
通过增加上机实践课程时数，提高学生动手实践能力，在此基础上提高学生的创新思维能力。在上机实训中严格按测绘生产的要求进行，属于仿真实习。
（三）研究探讨多媒体课件制作的理论与方法
在多媒体课件制作过程中，充分考虑了地理信息系统应用教学内容的改革与调整，把最新GIS软件编入教学内容。通过多媒体课件的制作，使学生更生动、更形象、更直观接受课堂教学内容，全面掌握该课程的基本技能。
利用现有的网络教学平台，完善多媒体课件的制作，使用网上教学，构建网络教学大平台，使课堂教学与网络教学相互促进，提高教学水平。
（四）根据教学实际情况，改革学生成绩考核方法
传统的考核方法是只通过笔试的形式考核学生对所学知识的掌握程度，形式比较单一死板，主要由期末考试和平时成绩两部分构成。期末考试以任课教师的闭卷考试为主，其成绩一般占总分的70%～80%；平时成绩主要包括出勤、平时作业、小测验和课程论文等方面的考核，一般占总分的20%～30%。总体来说，这种考核方式没有反映学生知识的应用能力和创新能力。
针对传统考核方式的弊端，我们采用理论部分采用笔试、实践部分采用上机技能操作的综合考核办法。这样既能考核学生对理论知识的理解程度，又能考核学生的动手操作能力和创新思维，培养出高素质实用型测绘技术人才。
（五）用先进的教育理念，创新的思维把地理信息系统应用设置成高水平、高质量、自治区领先示范性课程
四、项目的预期成果
高职高专测绘工程专业是一个特别强调毕业生实际动手能力和技术应用能力的应用型专业，改革和完善实践教学环节显得尤为重要。实践教学的重要目标是高质量完成理论知识验证、基本技能、作业方法的训练，重点培养学生面对工程实际，分析解决工程问题的能力，从而实现以实践能力达标训练为目的的基本技能、专业技能、工程综合应用能力培养为核心的标准化能力考核实践教学体系。
经过工程测量2010级学生示范性教学实践，表明该课程教学改革不仅使学生掌握了理论知识，而且培养了学生动手实践能力以及创新思维能力，高质量完成工程测量专业人才培养的教学目标。参与的教师和学生反映极其良好。综上所述，课题组研究制定的地理信息系统应用课程的教学改革对提高学生学习的积极性、培养学生创新思维能力等方面均是有益的，可以推广使用。
参考文献：
[1]黄德智.关于高校课程考核方式改革的思考.安徽农业大学学报，2006（1）
论文关键词：地理信息系统(GIS)，旅游业，应用
0引言
旅游行业向来存在旅游信息数据量大，涉及方面广，信息筛选繁杂，管理决策困难等特点[1]，而对处理与空间地理类有关信息有着强大能力的地理信息系统来说，它在旅游业的应用无疑是一个十分方便且实用的工具。GIS在旅游业的应用主要包括地理信息管理查询、专题地图制作、旅游线路设计等。同时，GIS与其他高新技术的结合应用也为旅游业的发展提供了更多的思路。
1 GIS的功能及特点
地理信息系统（GIS）是在计算机硬件和软件支持下，以采集、存储、管理、分析、描述和应用与空间和地理分布有关的数据的计算机系统[1]。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的分析、决策和管理问题。
2 旅游地理信息系统（TGIS）的应用
TGIS是在地理信息系统（GIS）的基础上专门为旅游者服务而作的二次开发的系统，专门为旅游者及旅游管理服务的管理系统[2]，其主要功能如下：
2.1地理信息的管理、查询、检索
旅游资源信息具有较强的地理空间特性环境保护论文，旅游区的景点分布、公共服务设施的分布、交通信息等都存在地理特性，而发展旅游地理信息系统（TGIS）则可以完全摆脱传统管理手段对旅游业发展的制约，对旅游信息进行科学规范的管理[3]。
TGIS可将各方面的信息整合在电子地图上，完成各种信息的定点查询，以及实现人机交互为游客选择旅游线路，提供途中所涉及的各项服务。
2.2 客源市场分析以及竞争分析
旅游景区设计是以游客的类型、爱好、兴趣为依据的，缺少了对目标游客的研究会使景区规划陷入误区，脱离实际。应用GIS来对客源市场以及景区周围其环境研究分析，可为景区旅游营销策略提供服务，促进景区发展[4]。
对景区内的游客的信息进行统计，例如根据旅游者的分布范围，年龄段，出游时间，出游方式等做出景区的吸引力等分析结果，针对不同分析结果推出不同的旅游计划来满足其需求[5]。
2.3 旅游线路设计
旅游线路设计是游客必须考虑的一个问题，路线的好坏影响到游客游览经历的质量，也影响着景区的经营。TGIS中有强大的网络分析功能（Network Analysis），能够通过游客对其设定的条件为游客找到适合其出游的“最佳路径”[6]。
系统可根据用户选择的交通方式结合景区间的交通情况得到景点间的通达时间，再结合用户事先设定的每个景点的停留时间得到符合用户需求的线路安排[7]。
3 GIS 在生态旅游方面的应用
生态旅游是指是指人们为了了解和观赏自然风景、野生动植物及其栖息环境、地区的文化风貌以及娱乐休养、探险、科研等目的，而到具有较完整生态系统或未扰污染的自然区域的旅行[8]。GIS 在生态旅游方面有以下几点应用：
3.1 旅游资源的开发管理及保护
生态旅游一个最重要的前提是保持自然环境的原生状态不受人为影响，对环境的监控保护则需要多种技术和GIS技术的结合使用。例如，对遥感数据经对图像的分析、分类处理，得到生态旅游资源数据，再将分类好的图像导入GIS系统结合实地考察获取的其他相关数据作进一步分析。从得到的图中可以明显的观察到景区内植被种类、分布范围等详细情况的变化，以便及时反映到相关部门进行处理 [9]。
3.2 环境容量监控及可持续发展
景区环境容量指的是景区内可容纳的最大的游客容量[10]。对于生态保护区开发为景区必须要考虑环境容量问题，如果只注重旅游效益而忽视环境承受力则会对风景区内环境带来破坏性的影响。因此，分析园区内的环境容量环境保护论文，采取相应措施对于园区的生态平衡和可持续发展十分重要。
在GIS应用中，可以将景区内部的各种要素分图层进行缓冲分析，由原先建立的点、线、面图形得到缓冲后拓展而成的多边形，根据各图层叠加运算生成景区的生态敏感区，生态敏感区是生态园区内需要重点保护的地区。再将由面积法计算得到的环境容量值与GIS得到的结果结合，对园区的各地块的划分及布置做统筹安排。
4 GIS在旅游规划中的应用
4.1 专题地图的制作
专题地图指的是将专题现象或普通地图的某些要素在地理底图上完备的表示出来的地图[10]。将GIS应用于地图的制作可以大大提高制图的精度和效率，能有效避免传统地图制作的缺点。
在地图制作过程中，GIS可以使用矢量处理和栅格处理交替使用，使制图快速精确[5]。不同的专题信息建立不同的图层，分层存储，用户需要哪方面的信息便可以快速的将该图层在同一张地图中叠加观察，方便有效。
4.2 旅游规划模型库的建立
GIS虽然具有强大的空间分析功能，但在规划中常有众多的规划问题需要将系统结合数学模型解决，对系统的二次开发则显得十分迫切。若将这些以模型的形式开发出来则可以给规划带来很大的方便。例如，旅游资源评价模型、旅游需求预测模型等，不同的情况只要向其输入相应数据便可得到适合该地区的结果[9]。
在建立模型库的基础上，建立专家知识库，将本专业专家的知识和经验进行整理，与规划模型结合使用，使规划智能化，用以解决复杂的规划问题。
5 问题及展望
现阶段对GIS在旅游业上应用的研究趋向于泛化，在各个方面均有学者提出自己的研究方案，但真正实现的较少，有些方向已经完全偏离了旅游服务业的主题，只是单纯的地理研究。我国GIS与旅游业结合研究已有十多年的历史，多数研究还停留在介绍专业知识层面，深入钻研环境保护论文，挖掘潜在价值的非常少，多数只起到只是普及的作用[9]。
GIS相关软件种类繁多，通过不同软件建立起来的数字资料门类多样，数据之间实现共享和相关十分困难。例如在旅游规划中，需要从全局着眼，不可避免需要从其他途径获取其他地区的资料，但获取的资料和本地区建立的数据库不相容，对规划工作的实施带来很大的困难[11]。建立统一的数据标准对于业内数据共享十分重要而迫切。统一数据标准后，可以大大减少因数据不统一引起的问题，提高工作效率。也为GIS用于旅游业的宏观规划和调控的实现提供可能[9]。
7 结语
GIS以其在数据采集、处理、分析方面体现的优势在旅游业中独领，无论是在旅游地理信息系统的应用、生态旅游还是旅游规划中均能起到不小的作用，在未来的研究中，还将深入探讨其与其他高新技术结合，更好的为旅游业，乃至其他行业服务。
参考文献：
[1]王亚民,赵捧未.地理信息系统及其应用[M].西安:先电子科技大学出版社,2006.
[2]朱炳贵.旅游地理信息系统的研究[J].国土资源遥感,2002,3(53):72-73.
[3]李君轶,马耀峰.基于GIS的区域旅游规划与管理信息系统设计[J].
关键词：岩土工程 地质勘察 数字化技术
Abstract: the geotechnical engineering design is the foundation of the geological survey, the traditional expressed in survey limitations, the poor quality of existing intuitive, neither will the changes of geotechnical geological space reflect overall out, it will be difficult to the nature of the geotechnical accurate and complete to express, survey results can't fully satisfy the requirements of geotechnical engineering design. This paper will be a analysis the geological survey for the traditional method based on the existing problems, this paper discusses the geological survey for the promotion of the necessity of digital technology, in order to break through the traditional survey technology defects, better regional distribution, geotechnical that predict geotechnical engineering properties and so on, for geotechnical engineering construction to provide the scientific basis for the geological data.
Keywords: geotechnical engineering geological investigation digital technology
中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：
1.岩土工程地质勘察存在的问题
出于多方面的原因，地质勘察技术仍然存在一定的问题，使得岩土工程的地质勘察难以取得长足发展：①设计部门和勘察部门属于两个独立的部门，作业分散，勘察技术方法分支多，涉及多方面的专业知识，再加上勘察人员鲜有参加设计工作者，致使岩土勘察的相关数据资料表现形式超出了设计部门人员的理解范围之外。笔者认为主要是因为设计人员的专业水平局限性使然，设计过程中没有勘察人员进行现场对勘察成果的解释，才导致勘察成果在设计中利用效率低的情况出现。各种专业之间多以书面形式进行资料信息交流，网络等数据共享模式基本为零，这样既耗时又费力，而且容易出现资料数据的丢失。②设计软件功能不够齐全，只能够胜任编制文件和绘制图纸等简单工作，对于经验工作等评价工作，存在网络化与共享等方面的瓶颈。其次是软件系统缺乏共通信息交流的渠道，譬如在勘察所得的数据资料直接反馈给技术部门，而没有通过信息交流的方式对这些资料进行处理加工，专业分离式的信息共享模式使得系统呈现封闭性特征。③勘察辐射的信息面广，包括气象、水文、地理、交通、经济、环境以及风俗习惯等，这些信息资料的掌握，需要掌握各自的属性特征，也需要对其进行定量和定性分析。但勘察系统缺乏必要的采集、表达、识别和分析等方法，致使勘察所得情报不全，无法形成设计与决策的优势。再加上系统不具备空间分析功能，致使设计与决策需要依靠设计人员的经验与水平进行理解。
2.岩土工程地质勘察数字化系统的建立
2.1地理信息系统
地理信息系统旨在运用计算机、信息科学和地理学等综合学科手段，实现地质勘察场地的数字化。地理信息系统针对岩土工程地质勘察，直指岩土工程的空间和属性数据，根据勘察地点的方位坐标，通过管理、检索、评价分析和结果分析的处理流程，以提供设计的决策依据。地理信息系统技术的实现，需要兼顾以下功能的实现：①根据地质勘察数字化技术的要求，系统必须具备采集和编辑数据的功能，保证在获取完整、逻辑和准确数据的同时，通过跟踪、扫描和遥感等数字化手段完成编辑加工。②在数据操作的过程中，数据存储、组织、格式化、转换等继承过程，是地理信息系统数据库体现数字化要求的关键点。另外、数据的查询、搜索、统计等数字化功能也必须在系统中体现出来。③数字化系统具有空间分析需求，通常分为空间检索、拓扑叠加、模拟三个层次。在检索方面，地理信息系统以空间实体的属性以及属性特征检索依据。拓扑叠加既在输入某空间实体的属性以及属性特征时，会同步显示类似的空间实体。而空间模拟分析旨在发挥系统使用者的主观能动性。④在通过收集、编辑、继承和分析等数字化流程之后，最终将数据以图表等形式输出，既系统的输出功能。总之，基于地理信息系统的岩土工程勘察设计数字化技术，为推动勘察设计的现代化，不失为一种较为科学的数字化开发手段。
2.2地质勘察建模技术
建模技术由来已久，岩土工程的建模技术，是根据工程的情况、条件和实际状态，根据一定的比例将实体用图形表现出来。地质勘察建模技术是实现场地地层数字化的重要手段。根据地理信息系统提供的数字依据，进行资料筛选分析，建模的一般过程如下：首先对工程地质变量进行预测，譬如地下水水流速度的变量预测，又如地层构造、断层等的空间分布，由于地质的变量因素过多，建模不可能进行全方位量测，因此只能选取较有代表性的部分，然后利用各种手段预测地质的综合变量情况。其次是对地质的特征进行条件化和离散化解释，通过现场勘察获取资料之后，进行地质描述，而变量描述需要地质的变量预测和工程地质控制共同实现，最终确定地质的边界以及特点。岩土工程勘察地质的建模数字化技术，以图形和数学表示的方法，将工程和地质条件的关系表现出来，解决工程与地质脱节的问题，让设计人员摆脱勘察专业数据资料的束缚，形象地认识岩土变形、破坏等情况，以便掌握岩土的运动规律等，将勘察内容充分地在设计文件里体现出来，并全面提出设计方案。
2.3场地虚拟实现技术
场地虚拟数字化技术的实现，即建立数字化岩土勘察工程的数据库系统。该系统囊括两方面的内容，一是勘察区域内的地理规划、道路、市政设施、住宅区等地理信息，二是勘察区域内的山川、河流等自然地貌地形的情况。关于数据库系统的建立，需具备以下几方面的基本条件：①收集勘察区域内的地质勘察资料，包括勘察点的地理、环境、土质、地层等信息。②根据系统信息需求，为弄清楚所需数据类型和数据之间的关系，把用户的数据需求用较为形象方法表现出来，需要设计能够反映信息世界的概念性模型。③数据库需要囊括三种数据，一是用户输入的原始数据，二是系统自动生成的中间数据，三是最终的数据。④数据库的主要功能，首先是输入数据注意有效性和规范化，以保证输入库内的数据资料精准性，减少误差。第二是让用户能够在最短时间内利用检索功能获取数据中的地质信息，搜索的条件是图示点、图示矩形、区域、交叉条件等。第三是叠加、缓冲区和多层立体叠加三种空间分析功能。第四是数据库单向、多向和多组合的输出方式。
3.结束语
综上所述，岩土工程地质勘查要摆脱传统勘查模式的弊端，必须尽快建立以地理信息系统、建模技术、场地虚拟等数字化技术为核心的勘察系统，并加快该系统的应用研究，以尽快实现在岩土工程中广泛应用数字化的勘察技术方法。
参考文献
[1]罗酮.简述岩土工程勘察数字化[J].工程技术，2011年10期：99.
[关键词]地理信息系统 ； 环卫规划 ；空间信息查询与分析
中图分类号：F299.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0081-01
一、引言
目前，对于几十年沿用下来的各种环卫设施、新建改建环卫设施统计基本依靠人力，致使管理者工作量很大，职能部门基本上无法作出正确的统计，给规划决策带来了困难。自20世纪80年代末以来，GIS作为现代测绘学的新兴学科，在城市规划、设计、施工管理工作中显示了极大的优越性，极大地提高了工作效率和信息处理的科学性，为政府决策提供了形象、直观、方便和适时的辅助工具。
二、环卫规划及GIS
1、环卫规划。环境卫生专业规划（以下简称环卫规划）是以城市总体规划为依据的城市发展专业规划。通过规划的编制，科学合理地制定城市环境卫生工作的中、长期发展战略与近远期具体目标，制定适宜的措施以促进城市生活废弃物的减量化、资源化和无害化，使环卫事业发展适应社会经济发展的要求。
2、地理信息系统（GIS）。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间相动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
三、GIS在环卫规划中的实践应用
利用GIS技术建立的城市空间基础数据库和各种专题数据库（如转运站、公共厕所等），使环卫规划中所需的信息数字化，使城市建设部门能更直观地获取这方面的信息。
总的来说，GIS主要应用在环卫设施规划中有以下几个方面：
1、规划数据的管理
现代化的环卫设施规划是将环卫设施数据即基础数据和空间数据预处理导入到GIS系统，通过地理要素间的空间拓补结构与数据结构相结合等手段，对其中的各子项目（如公厕、转运站等）进行统一调度和管理，为城市建设者们提供管理、决策、实施的依据。有效的规划系统甚至可以细化到设施布点街道，设施范围规模等量化信息。具体见图1。
2、规划设计
GIS在实际应用过程中，可以准确实现地图数据的输入，空间数据的转换与维护，空间信息的查询与量算等过程。
（1）地图数据的输入
地图数据的输入主要有数字化输入、扫描仪输入，坐标几何输入，栅格数据转换输入等，但在环卫设施规划中用得较多的为扫描仪输入及栅格数据转换输入。GIS系统中可以将栅格文件转换为数据库，便于环卫设施的规划设计。具体过程见图2。
（2）空间数据的转换与维护
不管用何种输入法输入的数据往往先存入临时数据文件，经适当转换才进入正式的数据库中，从外部数据文件获得的数据往往转换量很大，在转换以后出现的某些误差或不符合规定的数据还要纠正，这就是GIS重要的基本功能。在GIS系统中，可以成功地将栅格数据与矢量数据的相互转换，实现坐标体系转换和坐标校核（图幅变形校正、接边和核对）。
（3）空间信息的查询与分析
空间信息的查询与分析主要体现在图文互访，点、线、面相互关系的查询，地址匹配查询等方面。GIS系统将地理要素间的空间拓扑关系加进数据结构之中，从而对地理位置的相关分析、地图数据采集和编辑等带来极大的方便，这在环卫规划设施布点、管理及建设中有着很大的用途。城市管理者不仅可以通过由环卫部门提供的环卫设施规划采用图文互访等方式直观地从地图上提取转运站、公厕、垃圾处理场的准确位置、范围及相关信息，还可以在GIS中确定垃圾转运站的服务半径，明确垃圾量的分布范围，还可以通过各地理点在GIS系统中的矢量关系，选择出垃圾运输的最佳路线，等等。在道路清扫方面，GIS系统可以直观地展示道路长度，面域范围，决策者可以通过一系列的统计，有效分配道路保洁范围。这些对于规划的具体实施具有直接的引导作用。
四、结论
GIS 技术的出现与发展，为社会诸多行业领域的发展带来了机遇。但目前GIS 技术在城市环卫规划的应用中还存在一些瓶颈（例如如何将GIS工具与环卫规划专业知识相结合、灵活运用），因此如何抓住GIS 技术发展带来的机遇并从中受益，是GIS 技术应用及环卫规划行业首要解决的问题。对环卫规划行业来说，开拓GIS的应用，首先是要使规划师们熟悉GIS 的基本原理和技术，其次还包括规划、管理工作自身的更新、扩展，因为很多应用上的局限来自规划本身还不适应实际的需要。因此，人才问题将成为GIS 推广应用的一个关键性制约因素。
参考文献：
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[2] 王钧.GIS技术在现代规划中的应用[J].科技资讯，2010（30）.
1 大数据时代背景下开放式GIS的机遇
1.1 开放式GIS在决策过程中的应用
当前，我们已经进入了空间信息的开放时代，地理空间信息已经成为个人与集体决策中不可或缺的影响因素。科学家们已经研制出许多基于GIS的软件和实用技术，用来帮助世界各地的人们进行灾害应对、气候变化、粮食危机等方面问题的解决。特别值得一提的是，在应急处理和灾害应对方面，人们已经开发出Ushahidi，Sahana等软件，这些软件利用人们自愿公开的地理信息、先进的互联网平台等帮助人们及时应对灾难，将生命和财产损失降低到最低程度。个人方面也可以通过网络上公开的卫星图片以及街景等能够反映实物的地理信息进行个人出行、商务等方面的决策，做到了足不出户便可观尽天下。
1.2 开放式GIS在地球科学推广方面的应用
在进入地理空间信息的开放时代后，通过互联网的传播与普及，GIS已经从实验室与研究所走向了普通百姓的生活之中。如今，即使是没有专业知识的普通民众也可以加入到地理信息采集和空间系统构件的工作中来。美国谷歌公司发动民众走上街头采集街景，然后通过收集来自世界各地民众的街景信息构建出了一个全球范围的实景地图；维基地图也有着通过发动全世界民众贡献信息，建立起一个包含全球各地地理、文化、政治、经济特点的“世界目录”。在互联网、大数据时代背景下这样的例子不胜枚举，普通群众既是地理信息的贡献者，又是地理信息的受益者。通过科技的进步，人们观察世界的方法已经完全改变，即便是普通民众也可以更加广泛、及时的掌握地理信息。
1.3 开放式GIS在教育领域的应用
在地理空间信息的开放时代，为了使人们能够更好的了解与运用地理信息，GIS的研究人员有着提升人们空间思维能力的责任。美国ESRI公司认为，为了培养具有专业素质的地理工作者，空间维教育需要满足如下四点要求：
（1）将空间思维能力的培养贯穿整个教学过程，与大学的教学内容紧密联结。
（2）高校需要着重培养地理学人才，将教学的目标提升至新的高度，并且注重学生实践能力的培养。
（3）将地理科学作为研究的工具，同时结合其他各学科相关专业知识，建立基于地理空间技术的复合型学科和分支学科。
（4）通过GIS实现大学校园整体规划与管理，建立起智能化校园。
同时，开放式GIS为培养全体民众的空间思维能力做出了卓越的贡献，潜移默化的培养了人们的空间思维能力和GIS的实际应用能力，使人们能够更好的利用空间信息。
2 大数据时代背景下开放式GIS的阻碍
2.1 学术奖励机制方面的阻碍
开放式GIS的发展受到了科学学术传统思想和学者奖励制度的阻碍。有人总结出学者们不愿无条件公开研究结果的几种原因：
（1）贡献出自己的研究成果不能得到经济上的回报。
（2）基于知识产权的原因，公开研究结果可能对以后的论文出版产生不利影响。
（3）公开研究结果后，其竞争对手便能无偿获得自己的研究成果，并从中获利。
（4）对于研究数据和资料的管理、储存与清理需要耗费时间和精力。
（5）在用户遇到问题时，需要为其进行解决。
由此可见，当前的学术习惯与氛围并不能够接受GIS的数据和研究成果公开。所以，面对开放和大数据的趋势，为提升学者的积极性，学术奖励机制需要进行一定程度的改革，这样对于GIS的研究者和使用者都有积极的意义。
2.2 现有知识产权法律的缺陷
现存的知识产权保护相关法律与开放性知识系统存在相当程度的矛盾。主要是因为现存法律基于对于发明者和创作者的保护，倾向于知识产权的封闭，而开放性GIS本身具有完全开放的特性。现有法律赋予创作者和发明者以作品的专利权，同时禁止完全学术抄袭和基于原作品的衍生创作，这就科学知识和原创信息的公开和推广以阻力。
现有法律不仅对知识产权有着保护作用，同时还进行商业和工业机密的保护。相对对于知识产权的限期保护，法律对于商业和工业机密的保护是没有期限的。这种法律保护行为在某种程度上阻碍了信息的公开与共享，不符合共享经济与开放科学的价值需求。因此，法律界的学者需要对共享经济与开放科学的本质与目的进行更加深入的研究，完善现有的法律法规，为共享经济与开放科学时代的到来奠定坚实的法律基础。
3 开放式科学与经济对于环境可能产生未知的影响
对于开放运动是否能够人们带来一个更加绿色的未来，目前为止没有人能给出令人信服的答案。受到前几年世界金融危机的影响，共享经济已经成为一些经济衰退的发达国家的主流经济形势之一，其存在三个特点：
（1）物品的只用价值高于其占有价值，也就是说产品的价值主要体现在其使用过程中；
（2）通过网络交易平台能够实现物品的合理配置与应用，不再受到到地域的限制；
（3）人们的生活和工作方式也得到了一定程度的共享。这些特点已经从根本上改变了人们的生活方式，但是对于人们的生活环境会带来怎样的影响目前尚未可知。
作为开放科学的主要组成部分，开放式GIS对于环境的潜在威胁虽然还未展示出来，但是我们不能放松对它的警惕。在我们对开放式GIS可能产生的威胁与影响进行足够的了解之前，不能贸然将开放式GIS的环境影响功能进行大范围推广。
参考文献
[1]阎君，天峻，伟宏.地理信息共享与开放式地理信息系统技术研究[J].中国图象图形学报，1998.
针对数字地学、智慧国土的前沿理论探讨，结合矿产资源精细化、智能化与可视化预测和地质灾害早期预警预告等应用实践，本刊记者专访了路来君教授。
2002年底倡议吉林大学设立数字地学专业
2002年底，在吉林大学庆祝地学专业设立五十周年活动期间，路教授就向时任吉林大学地球科学学院金巍院长提出倡议，设立数字地学专业；并接受院长的委托，起草提出数字地学专业可行性报告。2003年3月，在路教授的倡议和推进下，吉林大学地球科学学院在国内率先设立数字地学专业。
通俗地说，数字地学就是在数字地球科学研究背景下，将地球信息科学融为一体而形成的一门新兴的二级学科。其诞生是地学、数字地球科学、地球信息科学、计算机技术等多学科发展交叉融合的大势所趋，也是自然科学与技术发展的必然结果。属于地球系统科学的范畴。数字地学是传统地学发展到信息网络和大数据时代的历史见证，与传统地学存在相互依赖、相互促进、相互引领的关系，用数字化手段、数学模型研究地学，无疑为地学发展增加了亮点和活力，将引导和推动地学沿着信息化、智能化与可视化方向发展。
在数字地学领域，路教授有独到的学术见解和明智的选择。近些年主要从事数字地学理论与核心技术研究，主要研究目标有两项：一项是矿产资源精细化、智能化与可视化预测；另一项是地质灾害早期预警预告。目前，还在结合云计算、大数据时代的信息产业发展规律，从事新一代地理信息系统开发研究，研制开发云计算环境下的人机交互式地学G4I系统。这些选题与矿产资源智能勘探与认知、地质灾害预警预告关联紧密。
矿产资源是在漫长的地质历史时期由地质作用形成于地壳中的有用元素物质堆积，是人类赖以生存发展的天然资源，也是国民经济重要的物质基础。由于资源的不可再生性，地壳上的矿产资源随着开采量的不断提高而不断减少，矿产资源的供需形势日趋紧张。矿产资源勘察与预测越来越向地下深部发展。无论是煤、石油、天然气等能源矿产，还是金银铜铁锡等金属矿产，一般都深埋在地下。如何准确预测？构成世界性的地学难题。
频繁发生的地质灾害，诸如地震、海啸、森林火灾、山体滑坡、泥石流、塌方、洪涝等自然灾害，如何进行早期预警？更是世界性难题。
路教授目前开展的科研项目，主要是在上述两个领域开展地学空间变异性理论、方法与技术研究，特别是在高性能计算、云计算环境下，寻求地学空间分析中的理论突破与技术创新，为矿产资源预测和地质灾害早期预警研究提供新理论、新方法与新技术。
据介绍，现行地学空间信息技术中，实用性的地学软件工具多以二维、三维制图功能者居多，而以地下矿产资源评价和地表地质灾害早期预警为目标的地学软件工具并不多见，应用跨学科空间数据库集成为基础的空间分析软件是国际上普遍争相研发的热点。路教授根据他所提出的空间分析理论与技术集成，融合人工解释与机器学习互为一体的操作模式，通过云计算解决矿产资源预测与地质灾害预警难题。
数字地学理论的创新
2011年11月25日―27日，全国数学地质与地学信息学术会议在武汉中国地质大学召开。中国数学地质学界泰斗级人物、中国科学院院士赵鹏大教授与会做了题为 “数字地质新概念”学术报告。赵鹏大院士提及“刚才与路来君教授交流得知，数学地质专业已经开始招博士生了。”也就是说，数字地质科学这个新领域将有宽广的前途与发展。
路教授在数字地学的教学科研领域已辛勤耕耘近30个春秋。1977年全国恢复高考，他考取大学后没打算攻读地质专业，却阴差阳错地进了地球化学专业。但他偏爱数学与物理学，在大学本科期间学完了大学数学课程，以至后来攻读硕士、博士，所选专业均为数学地质学专业。
凭借扎实深厚的数学功底及数学地质学专业知识背景，路教授从“七五”到“十五”前后20年，与河北省地勘局合作，开展河北省各种比例尺的多金属矿产资源预测研究，并先后开发完成“河北省金矿资源总量预测项目”；“河北省二轮区划铜铅锌金银多金属矿产资源评价项目”；“河北省多元信息系统研制项目”等任务。“河北省矿产资源信息系统”、“河北省多元信息系统研制”等项目，通过中科院院士赵鹏大主持的评审，被评价为“达到国际先进水平，部分方法研究达到国际领先水平”。还陆续完成了“科技部多元信息系统研制项目”；辽宁省矿产资源信息系统MRIS研制项目；吉林大学地学G4I系统研制项目；基于地学化学数据处理图像分析技术等课题任务。
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。正是4长达20年的合作项目与潜心研究，路教授将其所学的深厚理论与丰富的实践相结合，对地学空间分布与变异性形成新的认识，构建出系列数学模型和理论框架体系。地质空间分布具有复杂性、异构性、周期性及广延性，在同一空间范围内，地质的形成年代可能相差甚远。他认为，地理信息系统中的地理空间，应包括狭义地理空间与地质空间两个层次。学界对地质空间范畴内的地理信息系统（GIS）技术研究，尚处在探索阶段。路来君教授开发的地学G4I系统，是以地理学、地质学、地球化学、地球物理学（4G）等地学空间数据集成为基础，以地学空间信息先进理论为内核，面向矿产资源精细化预测目标而开发的地理信息系统（GIS）。为解决精细化预测问题，他在理论上创新性提出，将复杂地质空间划分为“同化空间、异化空间、杂化空间”三种类型，并形成“三化模型理论”。在此基础上，按地质空间类型，建立同化函数、异化函数、杂化函数三种变异函数，在函数具体形式研究中，建立了地学频谱分析理论。
理论与方法的创新，终于另辟蹊径为GIS的空间分析提供了一种数学解析方法，也为模块的研制提供了一种新的思路。路教授的理论体系和数学模型，已经被国际科技界、学术界广泛认可。他也因此多次应邀到美国纽约州立大学、阿拉斯加州立大学等高等学府进行学术交流与科研合作。
科技创新触类旁通
路教授兴趣广泛，触类旁通。作为数学地质专业博士，在交通视频监控与LED照明工程领域也居然也干出了大名堂。
1992年，路教授在沈阳东北大学做博士后，继而留校任教。辽宁省人事厅请他做博士后联合会会长，主要工作目标是带领一批博士，实施科技成果转化与应用开发，其中之一是大功率超高亮度LED亮化照明工程。在这项工程中，通过科技创新，研发出了超高亮度、可发出256种颜色的LED柔变组合灯。在一块集成电路板上嵌入56颗LED芯片，通过红绿蓝三基色频谱合成，产生出256种颜色，可以渐变或者突变，理论上可以产生无限种颜色。
科技创新，往往产生于奇思妙想。正是这种LED灯频谱合成技术，启发路教授产生出“思想火花”。路教授作为引进人才回到吉林大学，受LED柔变灯频谱合成的启发，他想到了地质空间中的地质实体各具有频谱特性，这些频谱特性应该充分反映地质体的数字特征，于是提出了地学频谱分析理论模型；同时由于地质体的三维属性，应在计算机上实现可视化，于是路教授根据地学频谱分析模型进而构建了三维空间色码理论及其实现技术。上述三个理论与技术构成其学术创新的三个亮点。
云计算助力数字地学科研与应用
矿产资源预测与地质灾害预警涉及到海量的地学空间数据处理，跨学科数据融合和多元成矿模式识别，处理分析过程十分浩繁，用人工计算不大可能实现。路教授说：“以前缺少高性能计算机，地学计算往往精度低，有些过程无法实现，现在有了高性能计算和云计算，做起项目来事半功倍，得心应手。”
以森林火灾早期预警为例。森林起火的原因是多方面的。但专业森林防火护林员都知道，森林火灾起因于地被可燃物及枯枝落叶形成的厚厚的腐植层，老百姓称之为“草炭”，正是这种“草炭”干燥和温度达到燃烧临界点后，稍有林火行为即可引发森林火灾。
传统的森林防火措施是依靠护林员登塔望报警，这种做法一直沿袭至今，古老而简单，难以做到科学早期预警，贻误救火时间。与信息时展脉搏极不协调。路教授1999年即提出，按森林的林形林相带分布点埋设自电传感器芯片，进行现场实时监测采集数据，再用扩频微波和有线传输网络，将现场采集的温度、湿度、风向三度数据信息传至指挥中心，模拟仿真林火行为，从而实现森林火灾早期预警。由于对地遥感观测、高性能计算与云计算技术的重大突破，上述林火行为仿真过程已成为可能。这不再是纸上谈兵，而是路教授已经完成了前期的研发工作并在局部地区进行了现场实验。路教授认为：“如果没有高性能计算机和云计算，靠人工处理数据是做不成的。”这项科技成果已经进入推广应用阶段。在东北、西北、华南、西南等人烟罕至的林区有重要的使用价值。
目前，路教授正在根据他所提出的地学空间三化模型理论、地学频谱分析理论与色码技术，构建海量地学数据解析方法并编制计算机程序语言，就云计算的接口服务等难题进行联合攻关。同时，将地质找矿专家的知识作为系统的有机部分，因为，机器代替不了地学专家的智慧，所以采用人机交互式实施系统的执行过程，即在功能模块设计中，将机器学习理论及知识处理作为系统的智能模块，与地质专家的人工操作形成一体式的操作模式，优化地质成矿模型与地质找矿模型的分析过程。同时将云计算技术与地理信息系统相融合，实现地学数据资源共享和快速运算。
路教授说：“地理信息系统下的全球动态异构空间信息协同标绘与空间知识服务项目研究中，地质空间下的矿产资源预测理论模型、空间数据库集成、机器学习及云计算技术等方面，有一道道难题，有待我们去攻关，去突破！”
数字地学产业正在形成 智慧国土与智能产业值得期待
结合智慧城市、智能产业的健康与可持续发展，路教授也有许多选题准备。在理论创新研究的同时，路教授率领课题组已先后研制成功了3种地理信息系统（GIS）软件，并研发成功基于4G地学空间数据库的地学G4I系统软件多用户版，并获得同行评审专家认可，被吉林省科技厅评定为国际先进水平科技成果。
关于“基于云计算技术与色码技术的地学G4I系统内核研究”项目，路教授做了概要的介绍。地学G4I系统是以4G（地质学、地理学、地球化学、地球物理学）空间数据库集成为基础，以矿产资源精细化预测为目标的地学信息系统，该系统具有我国自主知识产权，目前已经开发出多用户版。
4G地学技术是目前地学信息化的前沿技术。目前系统开发的难点在于其内核技术的突破，即地学空间分布与变异性问题，内容包括地学信息噪声滤波、弱信号异常放大、空间组合求异、空间图形图像数据转换与互操作、地学过程仿真等一系列关键技术。
系统的内核研究主要包括：1.嵌入式地学G4I系统的结构设计与优化设计；2.系统的数据处理技术突破，包括基于色码技术的理论计算，解决地质体的数字特征表达问题；基于小波技术的地学信息噪声滤波问题；非线性函数的空间定量组合求异计算与三维表达技术；空间变异性的组合异常信号放大技术；地球化学组合异常溯源技术；地质过程虚拟仿真技术；全部运行过程的云计算技术与接口。这些问题的解决将使地学G4I系统极大提高运行质量与效率。最终解决多尺度、多学科矿产资源精细化评价中的各种技术瓶颈问题，提高资源靶区预测命中率。
1．1教材选择困难GIS技术的发展日新月异，作为水产养殖专业的学生，学习GIS课程主要目的还是为了培养学生联系本专业知识解决实际问题的能力。所以理想的教材应该是在精简并保留核心理论知识的基础上尽可能地增加与专业实际项目紧密联系的案例。实际上，非GIS专业的GIS课程教材的选择一直存在争议，贾泽露认为陈健飞教授等译著的《地理信息系统导论》是非GIS专业GIS课程教学的一本比较理想的教材。罗琼等［11］认为由黄杏元等编著的《地理信息系统概论》、龚健雅主编的《地理信息系统基础》、以及汤国安等主编的《地理信息系统》等作为非GIS专业GIS课程的教材比较理想。结合本专业来看，目前市面的参考书籍都没有与水产养殖领域相关的实际案例，因此在教材的选择上存在难度。
1．2教师队伍建设滞后目前国内水产养殖领域的GIS课程大都还处于起步阶段，专业教师较少。在现有的教师中，大多数是GIS专业的科班出身，理论知识丰富，但实践经验缺乏，参与和本专业相关的项目研究也比较少。
2实验教学方式的探索
2．1采用多种教学手段激发学生学习兴趣在实验教学过程中除了使用PPT进行演示讲解之外，视频文件的使用可以让学生更加直观地观看与模仿，上机操作。例如数据的采集、数据分析工具的使用、专题地图的编制等可以进一步结合实际保证学生对知识的掌握。此外，通过网络各种GIS论坛辅助教学，针对各种疑难问题鼓励学生通过网络寻找答案，展开分组讨论，争取最大限度地激发学生的兴趣。
2．2理论与实践相结合GIS课程是一门实践性很强的学科，在实验教学过程中除了对基本的理论进行了解外，重点放在了GIS软件的使用以及在水产养殖领域的应用。首先通过上机操作掌握软件的使用，做到大多数学生了解GIS在其所学专业有什么具体的应用，学生所学专业有哪些具体问题需要借助于GIS工具进行解决，需要用到GIS中的哪些分析工具等等。然后针对真正对GIS技术有兴趣的学生，鼓励他们参与到GIS相关课题的实际研究中。这样就做到了知识普及和重点培养的人才培养目标。
2．3课程内容与专业特色相结合为了提高学生的学习兴趣，在实验教学过程中我们尽量根据自身情况，结合一些实例进行教授。例如数据的采集，我们鼓励学生自己动手进行数据采集，了解数据的采集过程。我们也会模拟一些与专业相关的案例，例如渔场的选址、流行性疾病的分布、渔业资源的分布以及水资源污染等案例进行讲解，这些案例都是水产养殖领域实际问题，更便于学生理解学习。
3实验教学内容的探索
3．1开课时间作为一门新开设不久的专业基础课程，开课时间的选择必须要兼顾到GIS与水产养殖专业课之间的关联性。既不能开设的时间过早，因为学生还没有全面的专业知识从而体会不到GIS的实际应用价值;也不能开设过晚，由于水产养殖专业的特点，大部分学生的毕业论文需要在经过较长的生产实习过程后才能完成。如果开设太晚，势必会与生产实习的时间发生冲突，影响教学质量。所以作者认为较适宜的开课时间应该在三年级的下学期。学生通过两年半的学习已经对专业领域的相关知识有了较深的掌握，同时又不会占用每年五月份开始的生产实习。
3．2实验教学的主要内容在实验教学过程中，主要的授课方式是上机操作。通过增加综合性、设计性实验的比重可以让学生对理论知识进一步的巩固和加强。除了一些基本操作例如空间数据的编辑、转换、分析等实验通过先演示后验证的方式进行讲授之外，我们还会引导学生进行小组讨论、查阅专业论坛、参与小型的研究项目等方式力争将所学的知识进行综合应用。
3．3考核方式实验课程考核的重点在于考察学生的动手操作的能力，所以目前主要采用实验报告和综合考试相结合的方式。在成绩比例分配上，实验报告占40%，综合考试占60%。实验报告的书写确保学生掌握GIS软件的使用;综合考试可以有效地将所学的知识进行串联，提高了学生解决实际问题的能力。
4结语
关键词：GIS技术；基础地理教育；应用
中图分类号：G633.5 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）05-0-03
引言
随着信息技术的突飞猛进，人类社会已步入信息时代，各种信息技术已经悄然的影响着人类的生活方式，工作思维。当前的教育观念也在发生着重大改变。传统的地理教学中往往依靠教材的图表分析来调动学生的积极性，然而，这种单一的教学方式已不能实现培养信息社会型人才的要求。随着地理信息系统的广泛应用，打开了中学地理教学的新视野。地理信息系统是一个拥有强大功能的工具，近年来，备受广大中学地理教师的青睐。
一、地理信息系统的涵义及其在基础地理教育中的重要性
1.什么是地理信息系统
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年代中期开始逐渐发展起来的一门新的技术，它是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。GIS与其他信息系统相比，主要特点在于它能将空间和属性信息有机的结合起来，从空间和属性两个方面对现实对象进行查询，检索和分析，并将结果以各种直观的形式准确，形象的表达出来。其次，可以将空间数据和属性数据结合起来，以降低数据结构的复杂性，使数据存储，管理一体化。
利用GIS技术可以将复杂的地理景观甚至抽象的地理概念用三维的，动态的方式直观的表现出来，还可以制作虚拟的场景来展现地理教学中不容易掌握的内容，这不但提升了教学效果，还可以提高学生学习的兴趣和积极性。
2.GIS在基础地理教育中的重要性
GIS技术在地理教学，尤其是基础地理教学中起着重要的作用。根据现代地理教学理论，现代信息技术教学理论，无论是从适应现代地理学的发展还是从培养新型人才的要求来看，中学地理教学都应该引入GIS技术。通过GIS技术可以对跨地域的资源数据进行观察、探索，揭示其中隐含的模式，发现内在的联系和发展趋势，特别是GIS能将空间和属性信息结合带来数据的可视化，这为地理教学中使用好地理图像、地理图表提供了一种新的方法。
GIS技术在中学地理教学中的应用，为推动以教师为中心的教学模式向以学生为中心的教学模式的转移打下了坚实的基础；激活了地理教学内容，突出了地理学习的探究性，促进了教学氛围的轻松活泼，激发了学生学习地理科学的热情，加速了教育手段的现代化；对于促进教学模式，教学方法的改革和提高学生的创造力发面起着较大作用。结合当前信息技术与学科课程整合改革，GIS定将在地理教学活动中占有重要地位。综上所述，将GIS技术应用于地理教学中是完全有必要的。
二、中学地理教学中引入GIS技术分析
1.GIS技术在中学地理教学方法中的运用
GIS技术用于地理教学须以教育理论与信息理论为指导，以GIS与其他辅助开发软件为主要支撑工具，将理论与实践相结合，GIS技术与传统教育方法相结合。传统的教学手段和教学方式注重文字的推理和记忆，至多运用挂图、课本插图或投影片来进行授课，在一定程度上可以加深学生对于知识的理解，但由于这些都是静态的显示，在视觉上也无法即时对比感知，而且使用起来也不太方便。GIS技术的出现，可以帮助教师用简捷的手法形象地展现思维重组、理性升华的认知过程，这无疑会使课堂结构的优化上升到一个新层次，也使教师对教材结构的开发重组进入一个新境界，将抽象的理论和地理现象直观化，形象化。从培养学生创造性思维及快乐学习的角度出发，从而使学生认知水平的再提高成为可能。下面以中学地理的部分重要内容为例来进行应用分析：
案例1：行政区划
例如讲到中国的行政区划时，利用GIS软件可以将34个省级行政单位的名称、分布及范围逐个以动态闪烁的方式显示，而且分别赋予属性，可以即时查询每个省级行政区的面积、人口、社会经济情况等内容。这样教师在授课时辅助教学可以使学生有直观的了解，使学生一目了然。
案例2：地貌演变
高中地理第一册“地壳的变动与地表形态”这一节内容，地貌的演变是中学地理地貌教学的较难理解的内容，尤其是褶皱和断层的形成过程较抽象，传统的平静静态教学方法难以达到满意的教学效果。使用GIS技术的真三维显示与动态模拟功能，模拟岩石受力分布及相关地貌的形成过程与结果：如岩石受到强的压力和张力时会发生断裂，并沿断裂面有错动或位移的现象，上升的一侧地貌表现为断裂山或高地，而相对下沉的地貌则表现为裂谷或低地；如受内力作用的影响，岩石在水平方向上受挤压导致褶皱，受外力作用的影响，背斜中心的岩石易被侵蚀形成谷地，而向斜中心岩石坚固不易被侵蚀，则形成山脉。这样一个漫长复杂的地貌演变过程，动态模拟功能可以在瞬间完成。让学生对所学的知识有比较深刻形象透彻的理解。
案例3：地形分析
在地形分析中，传统的平面地图缺乏对山峰、山谷、山脊、鞍部与陡崖等概念的直观形象的可视化表达，不易学生观察理解。利用GIS技术的数字高程模型创建模块，通过先绘制二维等高线并赋予高程值，再创建三角网，进而建立数字高程模型，并进行可视化表达处理，便可展示出一座山体，直观地观察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等多种地形。
案例4：天体运动
在天体运动教学中，一般的教学挂图三维效果不突出且缺乏动感，不易掌握其运行规律。通过GIS技术的二次开发系统，可用其三维动画制作工具，建立场景，制作太阳、地球与月球的彩色三维表现以及地球和月球的运动轨迹，并指定月球轨迹与地球的链接，进而完成天体的运动制作。这种方式进行教学，不仅能具体鲜活的模拟出抽象的天体运动，而且可以调动学生的积极性，使学生产生强烈的求知欲，那么在教师进行讲解时，学生就会集中注意力，主动学习，更好的掌握天体的运动规律。
用GIS技术制作相应的课件进行教学，图片比投影片更准确，比挂图更清晰；图形呈现的方式也灵活多样。不但可以充实教学内容，还能培养学生的积极性，活跃课堂气氛。
2.将GIS技术引入到教学内容中
据调查显示，目前学生对地理普遍不喜欢，在七门学科中，地理仅排在物理之后，位居第二位，属于比较难学的课程。造成这样一种结果的主要原因：一方面是多数教材在知识内容上不同程度的存在着“繁、难、多、旧”的情况；另一方面，地理课堂教学不够生动，很多教师注重结论性的知识而忽视了灌输知识的过程，再加上对于地理了解不深，导致学生为了应付考试而死记硬背，最终导致学生对于地理学习缺乏兴趣。因此提高中学地理教学质量水平是当务之急，应从根本入手，变抽象为具体，变静态为动态，化繁杂为简单，引起学生主动学习的兴趣。
将GIS应用于教学内容中，大大改善了传统教学手段存在的弊端。运用GIS技术制作教学数字地图，信息容量大，知识精度高，集图、文、声、像信号于一体，以动静结合和可触可感的方式，把教学内容立体地呈现在学生的面前，为学生提供多样的外部刺激，使学生获得的信息更全面、更深刻。通过鼠标点击自由地在不同知识点之间进行转换，在较短的时间内接受大量的信息，使教学容量大为增加，也拓宽了学生的知识面。例如上面提到的在地形分析中，利用GIS技术创建数字高程模型（DEM），便可三维立体的显示出一座山体，让学生直观地观察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多种地形。还可以让学生亲自上机操作，并通过旋转动态技术，使山峰的方向任意旋转，或变换颜色以突出某种山体。这种教学明显调动了学生的积极性和主动性，加深了学生对地形特征的理解。让学生有身临其境的感觉，这是利用平面地图进行教学不能达到的效果。
GIS技术为主动式的学习提供了交互、开放的环境，可操作性强，在这一工具的辅助下，学生通过问题-数据-分析的学习过程获得探究问题的能力，全方位地调动学生学习的积极性，在心身悦愉的学习过程中，获得分析问题的技能。从而使有限的学习素材，通过GIS和学生的大脑，成为无限的学习天地；学生的智力在这种学习环境下将得到充分发挥。例如，在高中地理第二章，讲到全球多雨带、少雨带分布与实际干湿地区的分布关系时，往往从全球气压带、风带分布入手，通过投影、板图或计算机动画演示，标示出三圈环流的存在，再从近地面垂直气流上升、下降状况得出多雨带、少雨带的分布。这一过程老师讲述，学生思考仍感困难。GIS可以制作专题图显示和布局设计，可以根据需要制作多种专题地图：个别值地图、范围图、分级符号图、点密度图、柱状图、饼状图、二元主题专题图等。这样教师在授课时辅助教学可以使学生对雨带的分布和变化有直观的了解，使学生一目了然。在这一过程中，学生是主体，教材和地理信息系统构成学习的客体，教师是主导。而教师在整个学习过程中充分尊重学生，考虑学生们的选择与意见，并与他们进行平等的合作与探索，服务、帮助、引导学生取得最佳学习效果。例如，让学生自己动手，应用地理信息系统软件及图形处理软件制作教学挂图、矢量图，在此基础上，制作地理模型。通过从理论到实践，从感性认识上升到理性认识，往往能使学生体验到巨大的成就感。这不仅更符合教学规律，而且有利于学生智力的发展和创新思维的培养。
3.适度引入GIS知识培养学生地理素养
地理素质教育是中学生全面素质教育的重要组成部分，是知识经济时代地理教育的必然变革。地理空间是地理学永恒的主题，地理信息与其他信息的本质区别在于地理信息具有空间位置特征。现代地理学将空间分布与时间过程相结合，探求地理实体的空间分布格局及其成因和发展规律。这一系统思想在中学地理教学内容中应更多地体现，特别是在人文地理、经济地理的某些章节中。如高中地理下册，有关工业、农业、人口和城市等内容，学生在分析这些地理事物的空间分布特征、时间变化规律时，可以适当接受现代地理信息系统知识中的有关知识，认识到地理信息、地理数据的特殊性，以及人们对这些信息、数据进行各种综合处理、仿真模拟的意义等。从1994年开始，美国就召开了首届GIS在教育上的应用会议，会后便开始了Mapping Our City计划，该计划试图利用GIS技术，使美国城市的中学生将地理课教学内容与所在城市的社会、环境等问题联系起来，引导学生关注当地社会热点问题，借助GIS技术将这些问题可视化并寻找解决方案，最终达到在青少年中普及GIS知识，同时提高中学生科学素质的双重目的。
GIS技术作为一门高科技应用技术，发展非常迅速，对地理学界乃至整个社会产生深刻的影响，利用GIS培养学生的地理素养，提高学生的综合素质，已经成为中学地理教学的一项新任务。新一轮高中地理课程改革即将实施，其中把培养未来公民所具备的地理素养作为首要目标，强调信息技术在地理学习中的应用，只有把GIS纳入教学系统，地理教育才能适应知识经济时代的要求。新课程在地理“比修3”的第三节介绍了地理信息技术的应用，在选修模块7中专门安排了GIS的相关知识。但是，目前GIS在中学地理教学中的推广非常缓慢，面临的困难很多。只有教师转变观念，积极适应信息时代的要求，主动学习，选择有效地方法和途径，GIS教育就一定能受到学生的普遍欢迎，产生良好的效果。总之，GIS在信息社会具有举足轻重的地位，在中学地理教育中渗透GIS知识，培养学生的地理信息素养已经成为中学地理教师的当务之急。
三、中学地理教学中GIS应用技术的思考
GIS这一新的地理信息工具，在我国中学地理教育中的应用才刚刚起步，事实上由于教育决策者与地理教育者的认识不够，GIS技术运用于地理教学并没有引起足够的重视。即使有中学开始重视利用GIS进行教学，但由于教师和学生对信息技术的掌握程度，对教学效果有着直接影响。笔者在2009年12月在南充市六中、九中等和雅安市二中随机取样调查了四所中学的30位地理老师，他们对GIS的认知程度，结果如表1.
虽然这次调查的范围较小，但是也能基本反映西部地区大部分中学地理教育者对于GIS认识的现状。GIS给我们的启发就是：改革目前的中学地理教育，包括从考试大纲、教材到练习，从实际教学到最终的考试评价，我们应该更多的追求培养学生的地理技能目标，而不是追求去机械识记没有用的地理数据和现成结论。在新的国家基础教育课程改革中，充分借鉴了世界上先进归家的教育理念，其中地理课程标准对中学地理教育提出了适应未来人才竞争和发展要求变革，特别是提出了要构建基于现代信息技术的地理课程，这正是我们翘首以待的。
GIS是一个功能强大的地理使用工具，GIS的地理观念也在逐渐改变着地理教育者的地理思维方式；作为地理空间信息处理的基本手段之一，GIS必将成为中学地理教学的重要内容和必要工具。GIS技术应用于地理教学有很大的前景。将GIS技术引入中学地理教育具有前沿性的尝试，广泛的应用必然推动中学地理教育的改革与发展，提高GIS在中学地理教学中的应用发展水平，并逐步缩小与发达国家中学地理教育的差距。
四、结语
借用中科院院士著名的地图与信息系统专家陈述彭老师的观点“定性描述是地理学的第一代语言，地图是地理学的第二代语言，地理信息系统是地理学的第三代语言”。其实这也是广大地理教师的共识，也充分体现出GIS技术的重要性与价值所在，现在，以GIS为核心的3S（GIS、遥感系统RS、全球定位系统GPS）集成已写入中学地理课本作为新的重要的教学内容，这要求中学教师不仅要学习什么是GIS技术？更需要用GIS技术进行中学地理教学，中学地理教学强调对学生的全面素质教育，要求在对各种地理知识的掌握基础上重视学生能力的培养及地理思维方式的培养，优化教学信息环境，这就需要在地理教学中引入GIS技术。可以说，GIS技术已逐渐成为基础地理教学的高新手段。
总之，随着现代教育技术的高速发展，越来越多的教学手段和教学工具被逐步引入到中学的教学中，较PowerPoint，Author ware等教学辅助软件而言，操作GIS平台一般需要计算机专业知识，对于中学地理教师来说还存在很大的困难，更何况要将GIS应用在地理教学中。因此如何掌握GIS技术？基于GIS的教学模式有哪些？GIS应用于教学对学生心理发展有何影响？这些问题都值得地理老师继续学习与研究的。因此每个中学地理教师都应具备“终生学习”的教育理念。
参考文献
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作者简介：谌 柯（1966-）男，四川三台人，高级实验师，西华师范大学法学院学士，主要从事地理教育和3S技术研究工作。
张道川（1969-）男，四川广安人，中教一级，主要从事中学地理教育。
【关键词】地理信息系统 本科生 创新能力
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）04-0154-02
一、地理信息系统概述及创新的重要性
地理信息系统（GIS）是一门交叉学科，具有较高的技术性和实践性，已在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、地质、制图等领域发挥了重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益，这使得社会对GIS专业人员的数量需求和质量要求在不断增加[1-3]。2012年底，我国地理信息产业产值已达到2000亿元，增长率超过30%。到“十二五”末期，产业总产值有望超过4000亿元。经过近20年的发展，我国与西方国家的GIS理论与应用研究水平的差距已显著缩小，但要想促进我国地理信息相关产业的快速发展、加快地理信息产品和服务的研发速度、提高我国地理信息企业国际竞争力，必须注重相关科研人员创新能力的培养。在科教兴国、人才强国、建设创新型国家等一系列的重大战略中，高等学校承担着培养大批创新型人才的重任[4]，GIS专业大学生创新能力的高低将直接关系我国GIS产业的发展。自1999 年全国开始招收GIS本科专业以来，我国已有200多所高校开设了GIS 专业[5]。然而，在保证了我国地理信息系统发展后备人才数量优势的基础上，如何提高本科生的创新能力是GIS专业建设和发展的重要任务之一。
二、GIS专业本科生创新能力培养的制约因素
目前，国内高校在GIS专业本科生自主创新能力培养方面总体处于摸索阶段，尽管或多或少地为学生提供了各种载体和平台，但尚未从根本上突破传统的教学模式。总体而言，制约GIS本科生创新能力培养的包括：
1.与国际水平相差较大，知识获取滞后
了解领域内的研究现状与趋势是进行创新的前提，进而才能从中发现问题，寻找创新点。GIS起源于加拿大，美国、欧洲、日本发展迅速，在该领域处于引导地位。虽然近二十年来我国也取得了显著的成绩，但总体水平仍与欧美发达国家有一定差距。由于外语水平有限，教师不能及时地追踪国外最新研究成果，导致学生接收新知识的途径减少，无法及时掌握研究前沿。此外，现有的GIS相关教材较多，其中的基本概念、经典理论和方法等内容大同小异，各编者会根据自身所做实际科研工作完成教材中案例教学内容的编写。但所做工作从项目立项、实际开展到成果发表、出版成册，通常要经历2-5年左右的时间。因此，教材内容的时效性难以保证，不能够反映最新的动态，而这部分内容恰恰是教材中最能够引发学生学习兴趣的部分。
2.学习主动性不足，创新意识不强
我国的教育模式和国外先进教学模式的根本区别就在于是否鼓励学生个性发展，自主学习[6]。兴趣是调动学生学习积极性最好的东西，更是进行创新的主要源动力之一。传统的教学注重理论讲授，多为“老师讲，学生听”的填鸭形式，缺少启发式和讨论式教学，势必压抑学生独立性和创造性的发挥[7]。限于现有的学生考核体系，学生被动地接收书本上的知识，不求甚解，严重缺乏对现有知识的质疑和发散性思维。
此外，仍有一部分学生将考试及格作为学习的主要目的，对书本上的知识死记硬背，没有独立思考的过程，难以应用专业知识解决实际问题。如，目前尚有一部分本科生毕业设计题目由指导老师提供，学生只需选择题目，对选题的意义、数据的来源及处理等问题缺乏思考，最终只是机械地完成工作，老师怎么说就怎么做，整个过程对老师的依赖程度很大，没有达到锻炼的目的。
3.动手能力较差，阻碍创新实践
GIS专业培养的人才，不但要有一定的理论基础，而且要具备不同层面的实际动手能力。学生中存在创新的主观愿望，但不知道如何去创新，他们在直觉思维能力、逻辑思维能力、联想思维能力、发散思维能力、逆向思维能力等方面都还比较稚嫩，需要加强培养和锻炼[8]。
此外，大部分学生实际动手能力欠缺，缺乏创新技能，即便有了好的想法，但不具备实现的途径，逐渐失去了信心与热情。在上机课上用软件进行图像数据处理时，学生只要按照老师说的输入几个参数、点几下鼠标就能得出分类结果，但大多数学生缺乏主动性，不去探究点击鼠标的背后是怎样的原理、怎样的算法。本科阶段学习的一个重要目的是要知其然且要知其所以然，只有主动地多问一些问什么，多思考、多动手，才能真正把知识应用起来，把软件当成一个工具，而不是为了用软件而用软件。
三、对策与建议
1.创造接触新知识的平台和途径
鉴于书本知识更新较慢的现状，GIS专业教师需及时追踪本领域最新国内外动态，补充到教学内容中来。如，在幻灯片中增加时效性较强的内容，带动学生讨论；向学生介绍国内外认可度较高的专业网站和论坛，引导学生自主学习；推荐领域内的经典文献和最新研究成果等，让学生及时了解学科前沿。根本目的是使学生接收新知识的来源多元化，做到“眼观六路，耳听八方”。
“授人以鱼，不如授人以渔”，为使学生具备创新的意识，最为重要的是帮助学生建立自主发现问题、解决问题的思维模式。我学院针对本科三年级学生开设了科技论文写作与专业文献检索课程，教会学生文献检索的基本方法，综述和研究论文的写作要求，让学生自己检索并阅读文献，初步掌握学科动态。对于有能力的学生，教师可以推荐其阅读英文文献，不仅能了解国外最新学科动态，还可以提高自身英语水平。相应地，学生要花时间、花精力认真阅读，并写读书笔记。
此外，鼓励学生多去听讲座，听各类讲座。科研创新工作强调学科间的交织与借鉴，让学生不要局限于自己的专业，而要拓展视野、开阔思路，这有助于创新想法的形成。
2.教学方法改革，提高学生创新主动性
现代教学模式强调学生的主观能动性，教学要以学生为中心，使学生处于主动的地位。教师应当结合实际，不断完善教法、提高教学水平，调动学生的积极性。我校定期举办教师授课、说课竞赛，鼓励教师间的技能切磋和经验交流，最终作用于学生，产生积极影响。此外，我院探索性地进行了本科生导师制的尝试。学生选定导师后，可以尽早地了解到导师在做什么研究工作，为什么做，怎么做，并逐渐熟悉科研工作的基本流程、概念和一些具体环节。吸纳有能力的学生参与导师的研究项目，在导师的引导下，他们可以自主地完成小任务，并尝试发现新的、尚未解决的新问题。
此外，向学生介绍各类项目申请书（如大学生创新项目）的背景和撰写要求，积极鼓励学生申报各类的大学生创新竞赛。当学生的身份由参与者变成了项目的负责人，势必会满足他们的好奇心，让他们获得成功的体验，树立自信心，今后进行自主探索和创新的动力大大提升。
建筑工程测量实习报告
（一） 前言
在20xx至20xx学年第二学期末，自2xxx年xx月1日起，我们进行了为期14天的工程测量实习。
这次实习的内容是对工程测量知识的实践化，实习的要求是让每个同学都对工程测量的实际操作能够达到基本掌握的程度。这次实习与以前的课堂实习相比，时间更加集中、内容更加广泛、程序更加系统，完全从控制测量生产实际出发，加深对书本知识的进一步理解、掌握与综合应用，是培养我们理论联系实际、独立工作能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织管理能力等方面素质。也是一次具体的、生动的、全面的技术实践活动。
在实习的第一天，由常允燕老师给我们做了实习的动员。在动员会上，常老师强调了本次实习的重要性，并分析了水电校地理条件较复杂及建筑物密集等因素给本次实习带来的困难。并鼓励同学们努力克服困难，努力完成本次实习。还讲解了仪器操作、搬迁中的注意事项，并要求在实习期间自行保管实习备品。本次实习中需要用到的仪器主要有水准仪、水准尺、脚架、经纬仪。当天我们就正式开始了室外的测量工作。
（二） 实习目的
（1）巩固课堂教学知识，加深对控制测量学的基本理论的理解，能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一，提高分析问题、解决问题的能力，从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用，使所学知识进一步巩固、深化。
（2）通过实习，熟悉并掌握三、四等控制测量的作业程序及施测方法。
（3）掌握用测量平差理论处理控制测量成果的基本技能。
（4）通过完成控制测量实际任务的锻炼，提高独立从事测绘工作的计划、组织与管理能力，培养良好的咱也品质和职业道德。
（5）熟悉水准仪、经纬仪、全站仪的工作原理。
（四） 实习心得
为期两个星期的工程测量学习已经结束了，通过这次实习，让我深刻明白了理论联系实际的重要性。测区是我们重庆市永川区水利电力职业技术学院校区，虽然测区比较大，基本上是整个学校，测绘图也是我们整个学校的平面图，为了能尽快地完成任务，我们小组星期六、星期天加班进行测量，我们在测量的过程中也并不感到累，也没有感到辛苦，反而还能自得其乐。
测量学首先是一项精确的工作，通过在学校期间在课堂上对测量学的学习，使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓，而实习的目的，就是要将这些理论与实际工程联系起来。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学，从本质上讲，测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里，实习报告网 shixi.exam8/测量学的作用日益重要，测量成果做为地球信息系统的基础，提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统，均迫切要求建立具有统一标准，可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠，最准确的手段。测量学的分类有很多种，如普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学。作为建筑工程系的学生，我们要学习测量的各个方面。测绘学基础就是这些专业知识的基础。
