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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篇测绘工程毕业论文,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:煤及煤层气;毕业论文(设计);存在问题;对策
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)02-0206-02
教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知:“毕业设计(论文)是实现培养目标的重要教学环节。毕业设计(论文)在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。同时,毕业设计(论文)的质量也是衡量教学水平、学生毕业与学位资格认证的重要依据。”本科毕业论文(设计)作为一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学环节,是培养学生综合素质和工程实践能力、创新能力的重要载体;是对学生知识、能力和素质的全面检验;也是一所高校教育教学质量的直接反映。它对学生的思想品德、工作作风、工作态度和独立工作能力具有深远的影响。
一、煤及煤层气工程专业本科毕业论文(设计)特点
“煤及煤层气工程”专业是我国高等学校近年新设教学研究方向,其设置符合我国煤矿瓦斯灾害治理及煤层气开发利用对专业人才的需求。煤及煤层气工程专业是一个要求理论基础宽厚,偏重实践的专业,其培养要求学生具有脚踏实地、勇于创新的能力。随着国家能源政策尤其是煤矿整合治理的进行及煤层气商业化的实现,对煤及煤层气工程专业的学生需求量很大,煤及煤层气专业学生刚读大四已与用人单位签约,且毕业生数量远远不能满足企、事业单位的需求。煤及煤层气工程专业本科毕业设计(论文)具有以下特点:
1.选题范围广。由于煤及煤层气工程专业在本科期间开设了钻井工程、完井工程、煤层气排采、井下瓦斯抽采、采煤学、矿井通风与安全、煤层气地质学、矿井地质学、瓦斯地质学等学科课程,毕业后,既可从事地面煤层气勘探开发,又可以从事煤矿井下瓦斯灾害治理,因此,煤及煤层气学生本科毕业论文(设计)选题广泛,涵盖了采矿工程、安全工程、地质工程、物探工程等专业核心课程。
2.紧密联系实际。煤及煤层气工程属于工科专业,绝大部分学生毕业之后将在煤矿生产企业、煤层气勘探开发公司从事技术工作,怎么样能够更快、更好地适应、熟练掌握并在自己的技术岗位上能够有所创新,本科期间的教师的教学至关重要,好的教学,能够将理论与实践相结合,有利于培养学生看待问题的思维方法。本科煤及煤层气工程本科毕业设计是对其所学知识的融合,同时,也要紧密结合现场实际情况,并寻求解决问题的方法和途径。因此,要利用毕业实习的机会,使毕业课题的选取与现场生产过程中存在的问题要紧密联系,对于优秀的学生,要通过实习,能够发现、解决生产中存在的问题。
3.综合考察性强。煤及煤层气工程专业涉及课程门类多、跨越大但又不失专业性。既要懂得井下的安全生产,又要明白地面煤层气的勘探开发;既要能看懂机械图纸,又要会土木实施;能测量会勘查……总而言之,为掌握煤层瓦斯的赋存、运移、产出规律,与之相关的巷道部署、设备选型、施工作业、测绘测量等等都需要具有一定的专业知识,才能将所学能所用。环环相扣、相辅相成,对综合能力考察能力强。
1.选题存在一定的盲目及随意性。统计分析河南理工大学2009―2013年煤及煤层气专业毕业生去向主要有三类:第一类是考取了硕士研究生,占26.4%,第二类是在相关的煤层气开发公司就业,从事地面煤层气的勘探开发,占24%,第三类是从事煤矿井下瓦斯抽采及安全管理工作,占41.6%,其余占8%。绝大多数学生在毕业选题之前个人毕业去向已经确定,但在选题过程中,往往选择难度较小的毕业课题,管理较为宽松的指导教师,甚至有少数同学认为无所谓,做什么课题都可以,并没有与自己的以后相关工作进行关联,具有较大的盲目性和随意性。
2.学生实习落实考核不到位。毕业实习作为毕业论文(设计)必不可少的一环节,为毕业论文(设计)提供素材及支撑,起到了理论联系实际的作用。但限于近些年煤炭行业整体不景气,用人单位出于安全考虑并不愿意接收实习学生,尤其是煤矿井下,往往即使同意到矿实习,也难以实现井下学习的目的。单靠指导教师的推荐能获取实习机会的学生人数有限;同时,少数学生在联系实习时,害怕被拒绝,害怕和人沟通,甚至是由于惰性不愿意深入现场进行实习;学校对毕业生实习尽管采取抽查等形式,但也不能从根本上对学生的实习情况及实习效果进行考核。
3.重答辩结果轻过程管理。本科毕业答辩不仅仅是对学生论文(设计)的一个展示和体现,更是对其本科四年学习的一个总结合凝练。但答辩过程中,往往侧重于对论文(设计)本身的就事论事,而弱化了论文(设计)之外的相关专业理论,对其实习、选题、开题、中期等各环节缺乏有效的考察,并且在最后的答辩过程中也难以体现。而过程往往决定了学生掌握理论知识及技能的水平,防止了少数学生在极短时间内粘贴融合成最终论文(设计)却能取得不错的答辩成绩的弊端。
三、解决对策
1.端正态度,明确职责。(1)指导教师负责指导毕业论文(设计)的全过程,指导学生独立完成所承担的毕业论文或设计课题,对论文的选题方向、思想观点、结构格式及文字质量负指导责任,并对学生的论文成果及表现做出评价。(2)指导的重点应放在基本概念和理论的正确理解和应用,综合分析能力,测试、计算及编图的基本技能,文字表达能力,正确的思维,优良的学风及专业外语阅读能力等方面。(3)贯彻“因材施教”的精神,应针对每个学生的学习基础、综合分析和独立工作能力等方面的差别,在确定选题、论文的内容要求、指导方案等方面区别对待。根据每个学生的情况,指定阅读有关的中文资料及与论文有关的外文阅读材料,供学生编写论文参考。(4)鼓励和保护学生的创新精神,在指导中要善于发现学生在分析研究过程中的独创精神,加以正确引导。(5)培养学生实事求是、理论联系实际的科学态度,告诫学生在论文中引用别人成果及观点时应注明来源,尊重他人成果。
2.联系实际,认真选题。毕业实习是本科生在经过三年半的通识教育课、专业基础课、专业课、课程设计以及各种教学实习之后,在毕业论文(设计)之前,到科研院(所)、生产企业等单位进行的综合实习,是学生综合运用所学知识,学习科学研究或工程设计的基本方法,培养实践动手能力、科研能力和创新能力的重要教学环节。通过毕业实习,巩固所学理论知识,了解煤及煤层气资源勘探、煤层气开发领域的现状,在实践中检验学生理解和掌握书本知识的程度。但在进行毕业论文(设计)时,教师要结合学生自身素质、个人兴趣、毕业实习情况、已签约工作性质等有针对性、目的性地进行布置,使学生能够在众多课题可选范围之内,选择出具有一定挑战性、对工作具有较强指导意义的课题进行研究并做出相关的设计或毕业论文。
3.考察效果,注重过程。毕业论文(设计)目的是培养学生运用所学的理论知识及基本技能进行综合分析和解决实际问题的能力。具体要求是在现场(野外)调研、测试分析、收集资料的基础上,系统整理和分析各种实际资料,编制各种图件,分析和论证有关煤及煤层气勘探、煤层气开发等问题,提出个人的认识和见解。因此,在答辩过程中,问题设置不应仅仅局限于论文(设计)结果本身,更应该侧重对于论文(设计)的整个过程的提问。同时,要加强教师在毕业实习、选题、开题、中期报告、论文(设计)终稿、汇报PPT等环节的考察和监督,从而提高最终的论文(设计)质量。
本科毕业论文(设计)是大学本科教育最后一个实践环节,是大学四年学习成果的集中展现,在分析研究煤及煤层气工程专业本科毕业论文(设计)特点的基础上,查找其存在的不足,并提出了相应的对策,以期能够提高煤及煤层气本科生的毕业论文(设计)水平,相信只要端正态度、明确职责、扎实落实、细化管理、注重过程、精心指导、全面监控、科学评价,就一定可以把煤及煤层气工程专业的本科毕业(论文)设计提高到一个新水平。
参考文献:
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[4]刘波.粒浅析本科生毕业设计(论文)质量滑坡的原因及其对策[J].中国高教研究,2007,(7):89-90.
Wang Xuesong
摘要:从认识注册测绘师入手,提出了在注册测绘师制度影响下,测绘教育应以培养和造就符合国家注册测绘师基本要求的测绘人材为培养目标。为适应新的培养方向,应调整相应的教学计划,设置合理的课程体系,改善师资结构,加强工程训练,提高实践能力。
关键词:注册测绘师测绘教育教学改革
Abstract: from understanding registered surveyors, some Suggestions on the registration system in surveying and mapping division influence, surveying and mapping shall be in education train and bring up conforms to the national registered surveyors basic requirements of the surveying and mapping of talent for training goal. To adapt to the new training direction, should be adjusted the corresponding teaching plan, set up reasonable curriculum system, improve the teachers' structure, strengthen the engineering training, improve the practice ability.
Keywords: registered surveyors, mapping education, teaching reform
中图分类号: P2文献标识码:A 文章编号:
1 引言
注册测量师制度是世界多数国家和地区通行的基本测绘管理制度。在美国、加拿大、澳大利亚、马来西亚、德国、日本等国家和中国香港地区,已经有专门的注册测量师立法,对注册测量师的申请、条件、注册程序、执业机构、职责、违法处罚等进行了明文规定。为了推动我国测绘市场与国际测绘市场接轨,在全国建立诚信测绘体系,提高测绘专业技术人员素质,促进我国测绘事业的改革和发展,国家测绘局和人事部决定从 2007 年 3 月 1 日开始,在我国测绘行业建立职业资格制度,也就是注册测绘师制度。为了适应这种变化,必须深化测绘教育改革,要根据专业测绘师的从业要求,确定学生培养目标,制定相应的教学计划,设置合理的课程体系,改善师资结构,加强工程训练,提高实践能力,培养和造就符合国家注册测绘师基本要求的优秀专业人材。
2 认识“注册测绘师”
《注册测绘师制度暂行规定》第四条明确指出:注册测绘师,是指经考试取得《中华人民共和国注册测绘师资格证书》,并依法注册后,从事测绘活动的专业技术人员。
2.1注册测绘师的执业能力
《注册测绘师制度暂行规定》要求注册测绘师必须具备四个方面的执业能力。一是熟悉并掌握国家测绘及相关法律、法规和规章;二是了解国际、国内测绘技术发展状况,具有较丰富的专业知识和技术工作经验,能够处理较复杂的技术问题;三 是熟练运用测绘相关标准、规范、技术手段,完成测绘项目技术设计、咨询、评估及测绘成果质量检验管理;四是具有组织实施测绘项目的能力。
2.2注册测绘师的认证
对注册测绘师资格的确认,有严格的条件和考试程序,申请参加注册测绘师资格考试,除遵守国家法律、法规,恪守职业道德外,必须取得测绘类专业大学专科学历,而且经过规定时间的测绘实践。注册测绘师资格实行全国统一大纲、统一命题的考试制度,原则上每年举行一次。考试设《测绘综合能力》、《测绘管理与测绘法规》、《测绘案例分析》3 个科目,考试合格者,方可获得注册测绘师资格证书。
2.3注册测绘师与测绘工程师的区别
注册测绘师与测绘工程师不完全一样,其主要区别在于:一是注册测绘师必须通过全国统考合格,并经登记注册才能获得注册测绘师资格;二是注册测绘师必须有全面的测绘专业知识和熟练的测量实际操作技能;三是注册测绘师必须具有丰富的法规知识和高尚的职业道德,必须做到忠于职守、公正、廉洁;四是注册测绘师必须服从注册测绘师协会(理事会)和有关部门的自律管理,其行为要受有关法规的约束,并要承担民事、刑事和法律责任;五是注册测绘师不是终身制,每 3 年要重新登记注册,与聘用单位解除聘用关系,或发生重大质量事故等都将被取消注册测绘师资格。
3 注册测绘师与测绘教育的关系
我国的注册测绘师制度主要包括四项内容:教育评估、职业训练、注册考试和注册管理。其中,教育评估和注册考试两个重要环节与测绘教育密切相关。教育评估是国家按照有关 标准对高校测绘工程专业的办学条件、教学过程和教育质量提出要求和进行检查。通过评估的院校,可以授予测绘工程专业的学士学位。
4 调整和完善教学体系,以适应新的培养目标
4.1坚持道德标准,加强对学生的人格培养
在强调职业测绘师培养方向、强调测绘师进人市场能力的情况下,还必须加强对未来测绘师健康人格的培养。首先,《注册测绘师制度暂行规定》明文规定注册测绘师必须履行“遵守法律、行政法规,恪守职业道德”、“保守知悉的国家秘密和委托单位的商业、技术秘密”的义务,而这些义务的履行是以健康的人格做为保障的,测绘教育有责任为测绘师履行自己的义务打下良好的基础;再有,社会主义市场经济下出现的“商业主义”正冲击着测绘教育,这种经济第一,赚钱第一的价值观,对教师队伍的建设和学生的道德建设有着严重损害,如不加强德育工作,不加强引导,将会助长拜金主义和利己主义,把培养方向引向邪路。测绘教育应该面向社会,面向市场,但不能偏离培养合格的职业测绘师的方向,坚持德育标准,坚持教书育人是非常必要的。
4.2完善课程体系,制定合理的教学计划
建议开设《测绘技术文件编写和论文写作》课程,目前大学生普遍缺乏写作基本知识、文字表达能力和论文写作能力,切实提高他们测绘技术文件的编写水平和论文写作水平,这既是在校大学生撰写毕业论文的现实需要也是未来注册测绘师执业能力的必然要求。对其它课程的内容,在不影响评估的前提下,应和注册测绘师考试大纲保持一定的对应关系。
4.3加强队伍建设,逐步形成具有执业实践的师资结构
各高校应鼓励和要求专业教师参加注册测绘师资格考试,并将自己的切身体会贯彻到教学中去。应大力提倡教师走出校门,积极参与工程设计,增加工程实践的经验,以利于提高教学水平、改进教学方法、拓宽教学思路。同时,建议有关部门放宽对专业教师的注册限制,允许专业教师在校外的测绘生产、设计单位注册,增加参与工程设计的机会,这些措施将有利于把测绘教学与测绘师的执业实践有机地结合起来,提高教学质量。
4.4加强工程训练,提高学生的实践能力
由于各种条件的限制,目前各高校学生实习多是自找门路,其结果是管理混乱,效果较差。要切实提高实习效果,一是建设一个技术含量高、多功能、综合性强的校内工程实践训练基地(中心),为学生创造一个良好的工程实践训练环境和氛围,加强学生的技能训练职业化研究和推进,实现学历证书与技能证书的有机结合,提高学生的社会适应能力。二是进一步加强产学研合作的研究与实施,建立一批相对稳定的校外实习和实训基地,从而为学生更好更快地适应岗位需要提供良好的外部环境。
5 结语
在我国,注册测绘师制度刚刚起步,在注册测绘师制度的推行过程中,测绘教育将不断面临新的课题,测绘教育的改革是一个动态的前进过程,是一项长期而艰苦的工作。随着改革的不断深入,相信测绘教育会适应注册测绘师制度的要求,为国家培养出大量的优秀的职业测绘师。
[1]宁津生.测绘工程专业与测绘学[J].测绘工程,2000,(2):70-74
摘 要:建筑工程的施工测量管理是一项系统的并且具有较大难度的建筑工程。在充分考虑可能受到的各种外部影响的同时,要确保管理方的有序开展工作,统筹各个环节,将各项具体工作进行落实,在严格把关建筑工程施工测量管理的同时,重视相关工程测量问题的有效控制,落实对整个建筑工程项目的控制管理实施。针对建筑工程施工测量管理的现状,与建筑工程经验充分结合,进行细致研究,除了在建筑工程的施工定位测量管理的应用方面提出具体措施,还在建筑工程的施工高程程测量管理应用方面找出相应办法,并进一步对建筑工程施工测量管理总结应用措施。
关键词:建筑工程;施工测量管理;现状分析;对策研究
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2017)15-0235-02
DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.15.153
近年来,我国城市化进程不断加快,建筑工程的实际使用功能和建筑外观造型也更加的多元化以及艺术化,建筑物的混凝土结构在这样的大环境以及建筑趋势下,有了更高的要求和更丰富的内容,超常规结构的混凝土结构建筑物也越来越多的应运而生,跨度大、高度高、自身重量大通常是这些超常规混凝土结构建筑物的显著特点,建筑工程施工测量管理在这样的条件下的开展有了更高难度。传统的施工方法与技术在对施工工程的质量与安全上很难确保,对于建筑工程的施工测量管理便有了用武之地。现阶段建筑工程的施工测量管理的优势是怎么样的,如何正确对建筑工程施工定位以及对施工高程进行测量管理应用,更好地引用实践建筑工程施工测量管理,是值得思考的问题。
一、建筑工程施工测量管理的现状
由于在实际操作中,建筑物高度的影响,使得在建筑上部分找一个精准的测量位置较为困难,在测量过程中,更多地运用了天顶模式,首先需要借助天顶仪,再根据预先装备好的通道,使得建筑物下部分结构的测量点进入施工范围内部,天顶模式的测量办法一般是这样的。这种方式最大的困难是需要设置数量较多的连接基准点,所以经常会受到设备等方面所带来的影响,测量产生的误差比较大。除此之外,数据的读取完成的进行场所是在预先装备好的通道内,也容易因为光线等原因的制约,导致测量工作难以完成,无法得到较为准确的数据。
GPS处理技术以及RTK的操作技术在现代技术不断发展的推动下,技术水平不断提高,也被各个领域广泛应用,性能稳定,操作性较强等是这些技术在人们对建筑工程的勘测以及施工的方面的应用优势。相对定位是在实际应用RTK的具体办法,静态定位办法的采用,经过大量的实验,得出这样的测量方法使得测量数据更加精准。
选择视野较为开阔的测区控制点,没有遮挡物在其15度及以上的高度角上;设置点位不会产生因重物挤压,如车辆通行等因素导致变形现象发生;不在高压线200米以内的范围等方面都是在定位测量的过程中需要注意的关键点。在对楼层的控制点、架站点以及放样点等进行设置要确保能够相互通视,GPS信号的稳定,避免被周围环境等各种因素的干扰,都是确保采集原始数据的准确性方面需要特别注意的方面。
二、建筑工程施工测量管理的技术应用
(一)定位测量技术
确保GPS1、GPS2、GPS3、GPS4这几个在操作前从有关部门得到的数据在测量过程中与在建建筑物的距离保持在300米左右,保证施工范围内全面数据测量的实现。
选择GPS1、GPS2这两个点进行外部测量,用十字钢钉设置记号在相应的位置上,在采用GPS静态处理的办法的基础上,配置GPS装备在对应的位置上,此外,基于此后的操作要求的思考,还需要对角度进行相应的调整。配置GPS装备在建筑工程顶部并且用十字钢钉标记好的AB两个位置,AB两个位置需要事先选择,对GPS装备进行角度调节,确保GPS设备不超出3毫米的误差,保证测量数据的精准。
借助计算机技术对通过GPS静态操作得到的数据信息进行综合测绘处理,对得出的数据进行基数与平差处理,对通过借助GPS1和GPS2两点得到的AB的数据利用全站仪作处理,施工处理位置就设立为这两个点。
(二)高程测量技术
确定放样点。A点设置全站仪,B点配置棱镜。通过调整角度保证全站仪在位置方面与工程地点没有误差,再根据柱子的中心点确定放样点进行放样。利用工程施工图以及COGO软件可以确定柱子的具体中心位置。
三、提高建筑工程施工測量精度的相关措施
首先需要对GPS相关设备做准确度方面的测试,再分析研究相关已知点的具体坐标,保证已知点具体坐标在数据上的准确性,在根本上对建筑工程施工测量数据的准确性上得到加强。
可以通过设置一级光电测距导线在网内,特别是一些建筑工程施工测量项目对精度要求比较严苛,对这些项目进行GPS内部检测时,利用设置好的一级光电测距导线的闭合坐标,提高检测数据的准确度。这种方法不但能使GPS对建筑工程测量的精度结果进行有效控制,对于已知点的精度状况也有较为明确的了解。
除了精度与准确度方面的优势,GPS技术在对建筑工程进行施工测量工作方面还有诸如对测量位置要求相对较低等方面的优势,相关工作人员利用GPS技术在对建筑工程施工测量方面获得了极大的便利。这也要求了工作人员要学习和完善自身对于GPS技术的掌握,确保对建筑工程测量数据的精度和准确度,避免延误工期或者返工现象的出现,造成巨大的损失。
四、结语
对于建筑工程项目施工测量工作受到多种条件的影响,包括地质条件、气候因素、运输、资金以及政策等人为因素等,管理这种难度较大的项目需要有系统的方案,也需要对建筑工程测量管理严格要求。针对建筑工程测量管理过程中出现的具体问题,寻找科学有效的解决方法,确保建筑工程项目的施工测量管理正常有序的进行。
参考文献:
[1] 刘龙飞,赵威,韩文娟.工程施工测量管理现状分析及对策研究[J].门窗,2016(6):247-248.
[2] 杨海霞.工程施工测量管理现状分析及对策研究[J].科技情报开发与经济,2009(6):199-200.
关键词:本科毕业设计(论文);组织管理模式;指导教师;探索性课题
作者简介:寇红召(1962-),男,河南临颖人,信息工程大学密码工程学院,副教授;高承实(1973-),男,辽宁新民人,信息工程大学网络空间安全学院,讲师。(河南 郑州 450004)
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)04-0156-02
毕业设计(论文)是本科教学的最后一个环节,也是本科教育最重要的一个综合性环节。毕业设计(论文)的目标是使本科生能够将所学知识融会贯通,在此基础上完成毕业设计(论文)任务,进而巩固所学的理论知识,提高实践技能,并使综合能力得到进一步的提升。
从近年的本科毕业设计(论文)实践来看,本科毕业设计(论文)存在流于形式的问题。[1]究其原因,一方面与大部分学生忙于找工作,时间和精力得不到保证有直接关系;另一方面目前本科毕业设计(论文)工作的组织和管理模式有待于进一步改善。
一、 现有本科毕业设计(论文)组织和管理模式及其分析
1.现有组织和管理模式
目前大部分院校的本科毕业设计(论文)安排在第七个学期期末进行。在具体操作上,一般是由承担毕业设计(论文)任务的指导教师拟制一些题目,供学生选择。在题目确定以后,学生一般要经过开题、中期检查和验收答辩等环节,直至完成整个毕业设计(论文)工作。
目前多数高校为了确保毕业设计(论文)质量,实施了一系列管理创新,这些管理创新措施基本上已形成了事实上的操作标准。在毕业设计(论文)工作开始之前,管理部门就制定了严格的规定,同时组织专家组对指导教师拟制的题目和内容要求进行审查。另外,对毕业设计(论文)的开题、中期检查和验收答辩等环节也采取了专家组集体评议,以方便实施全程监控。
这些措施对于确保本科毕业设计(论文)质量,督促指导教师加强指导等起到了重要的把关定向作用,但专家组和集体评议也容易导致集体平庸。指导教师为了保证学生能够顺利完成学业,不得不迎合专家组的要求,很少敢于提出带有挑战性的题目,也不敢放手让学生在课题研究中另辟蹊径。
相关研究成果表明,[2]大多数毕业设计(论文)题目是对所在专业四年所学知识的综合实践或具体应用。从指导教师的角度来看,无论是实现难度还是完成时间均在可控范围内,毕业设计(论文)的实现和完成路径也基本确定。但本科毕业设计(论文)的指导工作,对指导教师的教学和科研基本没有帮助,很难达到教学相长的目的。另外,对于指导教师而言,此类题目属于驾轻就熟,在几年内大多可以重复使用;学生也可以从互联网上搜索到此类大部分题目的解决方案,这在一定程度上也导致了本科毕业设计(论文)抄袭现象比较普遍。
2.现有组织和管理模式存在的问题分析
现有组织和管理模式从课题题目与课题内容方面来看,存在以下几个问题:
(1)课题题目是教师垄断的,学生只有有限的选择权,而没有自己确定毕业设计(论文)题目的权力。在这一阶段,对于指导教师来说,没有“导”的工作;对于学生来说,这些题目既与个人的兴趣、爱好关联不大,也与毕业后的工作相脱节。
(2)课题内容上更多的是知识导向或专业导向,很少涉及问题导向。这既是本科毕业设计(论文)的内在要求,也受限于指导教师个人的知识宽度和广度,同时也是指导教师为保证学生顺利毕业而向专家组妥协的结果。根据人才培养方案的要求,本科毕业设计(论文)工作应“根据不同专业学科特点”进行,[3]同时在专业化教育背景下,多数高校指导教师的学科专业知识仅限于其所在学科,而缺少必要的社会工程实践经历和交叉学科背景。专家组的组成也一般是以专业系或学院为单位,成员具有基本相同的学术背景,另外,指导教师为了保证学生顺利毕业,也很少敢于越过专业的边界另辟蹊径确定指导题目。因此,这类以知识或专业为导向的题目,既难以适应当今社会以问题为导向的多学科交叉融合的发展趋势的要求,也不符合应用型人才培养的大方向。
(3)课题研究的路径基本固化。对于指导教师来说,课题如何开展、什么时间完成哪些工作,在题目确定时就已经基本确定,同时限于时间要求和指导教师自身的学术视野,基本不存在多路径、分头尝试的可能,指导教师一般也不敢完全放手让学生去尝试。虽然学生的积极性、主动性是高质量完成毕业设计(论文)工作的关键,但指导教师的学术水平、视野和能力也直接决定着学生毕业设计(论文)的起点和方向。目前这种管理和组织模式很容易导致指导教师的指导过程平庸化,进而抹杀学生的积极性、主动性。
首先,基于目前的操作模式,在确定指导和被指导关系前,学生和教师基本处于“背对背”状态。一方面,教师对学生一无所知,因此在拟定指导课题题目时,指导教师一般会趋向于“保守”状态。另一方面,专家组对题目的集体把关和最后的集体评议也导致指导教师为了保证学生能够顺利毕业,而不敢拟制具有挑战性的题目。
其次,对于学生而言,从选题的确定到研究路径的取舍,甚至是研究方法和工具的选定,都会局限于一个极其狭小的范围内。大部分指导教师为了保证学生按时完成毕业设计,甚至在选题确定以后,仍具体规定研究路径和使用的工具,导致学生很少拥有发挥积极性、主动性的空间。对于部分学生来说。此种模式是合适和恰当的,但对于优秀的学生来说,则缺少了挑战。陈平原教授认为好的大学教育,要从制度上“为中才立规划,为天才留空间”。[4]虽然陈平原教授是针对大学教师培养制度所说,但对于学生而言也同样适用。
二、开展探索性本科毕业设计(论文)课题的实践
基于以上认识,在2012年的部分优秀本科毕业生中,笔者所在课程组开展了探索性本科毕业设计(论文)题目的实践。
1.探索性题目的拟制
在实施探索性毕业设计(论文)的5名本科毕业生中,3名是初级指挥学员,2名是专业技术学员。结合他们所学课程和未来可能从事的工作,为初级指挥学员拟制了“网络舆情研究”、“信息素养研究”和“信息质量评价研究”3个课题题目;为专业技术学员拟制了“网络黑洞研究”和“软件中间件质量测评”2个课题。这几个题目都具有广泛的开放性,是基于特定问题而非特定知识的,又都是当前的研究热点。每个题目又包含了众多小题目,且都没有固定的研究路径和成熟的工具,同时又涉及到多个学科的内容,要深入下去并取得一点突破绝非易事。
2.阶段性进展
毕业设计(论文)题目确定后,学生们开始广泛查阅相关文献资料,进而确定了各自的具体研究内容,到毕业答辩时已都能提出一些自己的可行性想法。另外,所有学生都撰写了毕业论文,研究深入的学生已经取得了一些标志性的成果,并将相关成果整理成了相关的学术论文投稿发表,进而产生了深厚的研究兴趣和动力。此外,参与探索性毕业设计(论文)的5名学生,都能够在短期内迅速发现自身知识上的短缺,认识到能力上的不足。通过探索性课题研究,学生们在认识问题、发现问题、分析问题方面的能力得到了迅速提高。毕业压力、探求新知的动力和空前的探索空间,极大地激发了学生们的积极性、主动性和探究热情,开启了他们探索未知领域的帷幕。
阶段性的进展表明,在本科毕业设计(论文)实践中开展探索性课题是可行的。
3.指导教师的作用和指导方式
这些探索性课题无论是内容的深度、广度,还是研究路径、研究方法及工具的选取,对于指导教师来说都是不确定的,一切都需要指导教师和学生通过共同研究与讨论来确定。
探索性本科毕业设计(论文)课题使指导教师失去了在知识上的优势和垄断地位,教师的工作更多的是检查和督促及平等地与学生进行讨论,并依据自己的科研经验及时给学生提供各种建议。当然,每一个建议也都需要学生花大量时间和精力继续去探索,而不是绝对地以教师的建议或意见为准。
此外,本科生毕竟不同于研究生,在课题入门阶段和相关的技术支持方面,还需要指导教师“传帮带”,同时在文献搜集、相关文献的阅读和整理过程中教师也要亲力亲为,带领学生克服最初的迷茫。另外,还要及时组织相关的讨论,尽可能地开启学生的智慧,拓展他们的想象空间。
三、相关工作的讨论和思考
从已经开展的工作来看,该探索具有较好的效果,但在理论和实践上也存在一系列需要继续深入思考和急需解决的问题。
1.质量评价难以把握
对于这种探索性的毕业设计(论文)课题,如何评价其质量,是一个需要深入研究的问题。既然是探索性题目,就有取得一定成果的可能,也存在在规定时间内无法取得相应成果或干脆失败的可能。因此,如何既能考虑到题目的特殊性,又能考虑到本科生的实际水平,确实是一个不易解决的问题。
2.毕业设计(论文)的时间偏短
在现有模式下,学生从事毕业设计(论文)的时间仅为半年。就本科生而言,学术起点偏低,同时需要大量搜集和阅读相关文献,半年之内能够有新的设想已非易事,至于这些设想是否可行、是否科学合理则缺乏足够的时间去验证。因此,建议进一步延长毕业设计(论文)的时间,如可从学生完成基础课,甚至从学生一入学就开始。让学生一开始就带着问题学习,带着问题选课,以此培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.团队协作不足
教育部要求“要把一人一题作为选题工作的重要原则”。[3]虽然指导教师可以将大题目分解为小题目,分别交给不同的学生完成,但这是指导教师统领的团队,而不是学生自己组织的团队。这种模式使学生在无形中损失了自行分析问题、分解问题,以及采取不同方式实现相互配合与协调的锻炼机会。
4.学生的自主空间尚待进一步拓展
目前开展的探索性工作仍然是由教师拟制题目,以教师为主导,只是在学生开展研究的过程中,教师以平等的研究者的身份参与研讨,或者在方法论上进行相应的指导。对于特别优秀的学生,是否可以考虑由学生自拟课题,这样既能更大程度地调动学生的积极性和主动性,学生也能在这个过程中收获更多。当然,在此过程中,教师的参与和指导必不可少,并非粗放的“放羊式”管理,参与和指导方式也需要进一步研究。
四、结束语
对传统的本科毕业设计(论文)的课题内容和指导方式进行了初步改革,从目前取得的阶段性进展来看,这一模式对激发学生的想象力,挖掘学生的潜能,提高学生的综合能力起到了一定的作用。从研究和分析的情况来看,在进一步挖掘学生潜能,提高学生综合能力方面,还有进一步拓展的空间。
但这种改革时间尚短,很多问题需要进一步研究和深入思考,相关的经验与不足需要进一步总结和提炼。此外,笔者所在学校是部队院校,学生不存在毕业找工作的问题,管理上也相对严格,因此时间上相对更有保证。如何兼顾大部分学生因需要找工作从而时间精力投入不足的实际情况,或在哪一部分本科毕业生中进一步推广和应用该做法,有待于进一步研究和探索。
参考文献:
[1]程友联.本科大学生毕业设计存在的问题及若干对策的建议[J].华中农业大学学报,2005,(10):154-157.
[2]谢宏全,高祥伟.测绘工程专业2006—2010届毕业设计(论文)题目统计分析与思考[J].测绘通报,2011,(3):90-94.
关键词:高校专业实践教学 理论研究 毕业论文
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)08(c)-0038-02
目前来看,对实践的解释有诸多的说法:从英文Practice,即实践看,有“实行”、“练习”、“应用”、“实习”等含义。从存在论角度来解释,马克思认为,实践就是感性对象性活动。[1]人类社会向前发展的基础和动力来自于实践,实践也就是整个人类社会客观过程的高级形式。从构成内容看,实践分三个方面:实践主体、实践客体及实践手段,其中,实践主体是从事实践活动以及认识活动的个人或组织,而实践客体则指实践主体在其实践活动中所作用的对象。实践主体为了一定的目标,通过一定的中介和手段让自己与实践客体之间发生相互作用。因此,实践活动必然使得实践主客体之间存在一定的作用:实践主体对实践客体的能动作用,实践客体反过来也制约着实践主体;从基本形式看,实践有两种:一种是改变自然的实践活动,如生产、流通、服务、消费等,其目的是以此自然满足人们物质生活的需要;另种是以调整或者改革人与人之间社会关系的活动,包括政治、军事、科学技术、文化、教育、社会管理和社会交往等活动。
实践是万物的创造者,实践创造了我们人类赖以生存的现实环境,创造出了城市乡村、山川大地和生灵物种,而且通过实践人类创造出了新的客体,甚至创造出了新的主体。从广义上说,只要人(实践主体)活着,实践就存在着,实践就一定在进行中。尽管在许多时候,人类的实践活动是在人们无意识或下意识或不由自主地、甚至是被迫地进行着。可以说,一切人类的实践活动都不是孤立存在的,而那些因实践活动所带来的意想不到的实践结果却是人类打开其未知世界大门的钥匙。
1 专业实践教学的涵义
如前所述,实践是人类改造大自然和社会有意识的活动,而“实践教学”又是怎样的活动?纵观现代高等教育理论术语,对实践教学的解释尚无准确的说法,到是《教育大辞典》从描述实践教学环节角度认为,实践教学指的是相对于理论教学而言的诸多种教学活动的总称。例如,实验、工程设计和测绘、实习、社会调查等。[2]但这种解释没能揭示出实践教学的内涵。多年来,诸多学者、专家对实践教学的涵义曾提出各种不同的阐释。从实践教学基本特征角度看,有学者和专家指出:与理论教学联系紧密,实践教学是在教师指导下,学生通过实际操作,以此获得感性知识、训练基本技能,综合素质得以提高的一系列组合的教学活动。[3]此定义明确了实践教学的最基本的特征为实际操作,即实践教学的最主要的特点是实践性。从实践教学的形式角度看,有学者认为实践教学就是一种教学形式或方式,也就是说实践教学是在生产现场或实验室,在教师指导下,以学生自我学习和自作为主,根据生产、设计和实验任务的要求,通过边学边干,从而得到感性知识及基本技能,让学生综合实践能力得以提高的教学形式。从实践教学的组成内容看,有的学者提出实践教学是整个教学活动的一个组成部分,是有计划、有目的地组织学生通过现场观察、试验操作来掌握专业培养目标所要求的相关理论知识和工艺技能之教学活动。[4]如此种种,学者专家们从不同视角对实践教学的内涵进行了分析界定,为我们科学认识高校专业实践教学的内涵起到了积极的借鉴作用。一般认为,实践教学的概念与理论教学相对应。实践教学的内涵可以理解为:配合和结合相关理论教学,为培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及实施专业技能训练、培养和提高学生实际动手能力而设置的有别于一般理论教学的以学生参与为主、教师辅导为辅的一种教学形式。
高等院校的专业实践教学一般认为是高校根据各自院校的各个专业所指定的培养目标,依照各专业课程教学大纲的要求,组织大学生通过多种形式的基本技能训练、实践能力培养和分析处理问题综合能力开发以达到获得感性知识之教学目的的多种教学形式的统称。实践教学环节一般包括有多种技能训练、科学实验操作、课程内容实习、认识环节实习、金工生产实习、工程项目训练、课程项目设计、毕业设计(论文),以及军训、劳动锻炼和公益劳动、考察和参观实习、社会调查等。综合来看,高校的专业实践教学是以培养提高大学生专业实践水平和综合素质能力为目标,有别于高校专业理论教学,采用多种形式的教学方式。
2 专业实践教学的基本特征
通过对比分析,相对于理论教学而言,高校专业实践教学的基本特征如下。
(1)实际操作性。有别于理论教学,大学生开展动脑、动手的实际操作活动,也就是包括动手的实际操作活动,又包括动脑的创意实际活动是实践教学的本质特征。高校专业实践教学常常是围绕特定的问题开展深入探讨,无论是文科,还是理工科等高校专业的课程都应该是如此。特别是像工商管理这样的高校文科类专业课程,更需要大学生针对所学知识逻辑所产生的疑问和难点、指导教师所设置的学术问题和科研课题、以及现实所遇到的学习困境等方面,采用正确的、科学的、可行的研究方法来解决上述一系列的问题,从而最终形成大学生自己的独立见解。例如,教育部明确地将高校毕业论文(设计)作为大学生实践教学的主要环节,因此在这个环境中,大学生需要将其思维高度集中,通过经历较高水准的科研训练,以及大学生自己观察、动手写作、以及亲身体验等等一系列现场实际活动,可以实现大学生们用感官亲自接触客体,由此获得感性认识和感性知识,从而使得大学生们比较容易地达到较好掌握相关实务技能的效果,让其实实在在地感受到一些有效的分析、解决和处理问题的方法,并且对所学知识和技能进行实际运用,进而积累一些调查研究经验,丰富和提升实践知识,最终达到拓展大学生综合素质和能力目的。例如,毕业论文(设计)活动就是高校的一种专业实践教学的典型代表。
(2)学生参与性。从高校实践教学要求看,大学生在实践教学中的主体作用是非常突出的。与理论教学不同,高校实践教学常常采用类似小组/小班教学或个别教学等形式,大学生小组/小班或个人可以高效地利用所提供的实验室、工厂、企事业和政府机关单位等多种环境条件,主动地、或是合作或是独立地开展各种需要的实际操作活动,从而获得感悟认识和感悟知识,使大学生们在这些实践活动中因自己主动参与而得到锻炼和能力的提高。
(3)教学完整性。主要体现在三个方面:一是高校实践教学多数都是由一系列自成整套体系的包括实践教学目标、实践教学形式、实践教学内容、实践教学流程、实践教学条件和保障等等元素组成的;二是高校实践教学要求一方面要努力发展大学生的专业技能、问题处理能力和社会适应能力,另一方面要注重培养大学生进入社会所需要的职业应变能力,以便他们可以随环境变化及时调试其思想与行为――这样可以对大学生开展完整的全方位综合能力的培养;三是高校实践教学能够对大学生进行敬业意识、质量意识、安全意识等职业素质的培养,还能够培养锻炼大学生职业情感、职业意志和职场协作精神,让大学生们具备相对完整的职场作风。
(4)活动系统性。实践教学活动作为高校系统的整个教学活动一部分,贯穿于高校人才培养的全过程。作为培养大学生全面且综合能力的一种重要途径,实践教学活动从课程设计、各类专业实训、实验,到社会实践、毕业实习、毕业设计(论文),让大学生经过了这些种种地连续不间断的系统训练学习―― 一个系统工程。由此这样的根据大学生成长需求和能力水平,在不同时期合理安排实践教学内容、步骤和长短时间,由低向高、从简到繁、先局部后整体,呈现出阶段性和层次性,由此逐步积累、深化,让高校的实践教学成为一个完整的系统。
(5)形式多样性。通过多年的努力,我国高校实践教学的形式为多种多样的,例如,教学实验、实习、实训、工程测绘、调查报告和论文、设计、创作、社会调查与实践、学科竞赛与科技创新活动、社团科技文体活动等。另外,类型和层次各异的高校以及不同专业所开展的实践教学必然有其特有的形式和组合。
(6)物资支撑性。实践教学的开展需要场地、仪器设备、实训软件和实训平台、实践教材和指导书、各种实验室和实习基地等等。因此,高校实践教学活动的顺利开展必须获得相应的物资支持,依附相对完善的物资条件。
3 高校实践教学与专业理论教学的关系
高校实践教学与专业理论教学在思维和操作等多方面存在着较大差异(见表1)。
尽管在性质上、功能上、形式上具有较大的差别,高校的专业理论教学与实践教学并不是两种相对立的教学体系。这是因为,一是两者均是高校完整的教学体系中的一个部分,其中任何一种教学缺失了或有缺陷问题,则高校整个教学体系将会失效或运转不良,高校教学效果和教学质量必将受到严重影响。高校要培养有知识、强能力和高素质的当代社会需要的复合型人才,则理论教学和实践教学二者缺一不可,需互为补充。二是专业理论教学和实践教学两者自身就存在着密不可分的内在联系,专业理论知识为实践教学提供着必不可少的指导,也为实践中的各种现象给出合乎逻辑的解释和说明;实践教学则对巩固和加深专业理论知识的理解和其价值的认识有很大的帮助,并且还为新理论创造输送必要的经验素材和灵感。因此,从实践教学的内涵看,高校的实践教学是与专业理论教学相辅相成的统一体,是建立在较为系统的专业理论教学基础上,检验理论教学、丰富理论教学,弥补理论教学环节中不足的感性认识,促进大学生对理论知识的巩固和再次理解,锻炼大学生的实践能力的一种教学[5]。可以说,高校的实践教学是专业理论课程教学的延续、补充、拓展和深化,它在高校教育教学体系中独立于理论教学,但又与之互为补充、相辅相成、不可分割,两者共同构成高校完整的教学体系。
另外,高校的现代教学所需要的专业理论教学活动本身就是实践性很强的活动。专业理论的教与学的根本目的是为了专业理论的应用以及理论的发展。而要突出这些目的,就需要根据专业理论教学实践活动的构成要素(主体、目的、手段、客体、结果)来设计其教学活动,即在教学的主体、目的、手段、客体和结果方面,努力让教师和学生达到高度一致。一旦做到这些,专业理论教学也就具备了实践的一般特征,成为一种实践性的活动[6]。
所以,高校的专业理论教学和实践教学之间具有相互加强和补充的关系,两种教学的好坏会相互影响和作用。因而专业理论教学和实践教学一体化的高校人才培养模式是当前高校培养应用型人才的主要途径,成为高校的现代教学特性。
参考文献
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[4] 张晋.高职实践教学的内涵及其特征[J].继续教育研究,2009(9):115-117.
关键词 :工程实践能力;专业课;教学模式
一、国内外相关研究现状分析
目前国内机械设计制造及其自动化专业的大学教育模式基本上是“2+1+1”模式,即两年的通识课和基础课,一年的专业基础课和一年的专业课,中间有部分实习内容,如生产实习、金工实习、机械制图测绘实训及课程设计等。从实践来看该模式的主要问题有三方面:一是从学习内容看知识点是各自独立的,没有系统化,二是专业课内容基本以理论为主,缺乏对学生工程实践能力的培养,理论知识与生产实际相脱离,三是学生缺乏严格的专业训练。比如作为机械专业的学生,机械制图能力是最基本的要求之一,虽然学生也学习了机械制图的相关知识,但学生在独立完成一个完整图样时仍然感到无从下手,从毕业设计学生所交的图纸来看,经常出现一些不应有的错误,如视图表达、尺寸标注、形位公差标注、零件明细栏表达、技术要求的编写等不规范。
国外机械专业工程实践能力培养模式主要有三种:1)德国模式:强调专业课程实践性,在大学完成工程师的训练;2)前苏联模式:重视理论及实践,强调人才培养的针对性;3)美国模式:重视在学校打好基础,毕业后在工厂实训,强调人才培养的适应性。
与普通本科教育相比,我院作为应用型本科教育应突出学生应用能力的培养。应用能力具体体现在获取信息的能力、实践能力以及创新能力三个方面。而对于机械设计制造及其自动化专业的学生而言,工程实践能力是应用能力的集中体现。根据对以往毕业生的调查,工科学生如果缺乏工程能力的培养,导致实际工作中所设计的产品看起来似乎很“完美”,但在实际生产中要么由于精度不必要的过高导致生产成本无谓增加,要么工艺结构不合理根本无法生产出来,我们的教材内容都是按标准化的设计方法展开,但实际生产中碰到有很多非标的产品不知道如何设计等等。
二、本研究项目对促进教学工作、提高教学质量的理论意义和现实意义
从专业基础课及专业课就注重开始工科学生工程实践能力的培养,通过生产实际中的案例分析及学生实验动手能力的培养使他们养成善于理论与实际相结合,防止陷于闭门造车的泥潭,而目前企业比较看重而学生欠缺的主要是这种能力。
本文的研究对象为我院机械设计制造及其自动化专业的学生。他们在培养层次上既不同于一本院校的研究型人才,也不同于职业学院培养的单一的技能型人才。从就业方向来看,绝大部分应该是在公司和企业,我们主要培养的是未来的工程师,因此,学生培养的重点应该是强化工程实践能力的训练。
主要研究内容是针对“机械制造装备设计”这门课程的教学内容,以及教学过程中的一些教学方法两方面进行分析研究,在教学内容上突出实用性原则,把重点放在机床典型零部件设计方面,如主轴、导轨的设计,机床夹具设计方面,如组合夹具、可调夹具的设计,金属切削机床设计上。在教学过程及实验设置中突出专业知识的应用。
三、研究方法和思路
3.1 通过专业课程实验最大限度地培养学生的工程实践能力,在大四的专业课程“机械制造装备设计”开设贴近生产实际的实验,如组合夹具的拆装实验、数控车床的拆装实验,对于由于条件所限无法开设的实验,如大连理工大学开设的工业机器人实验则通过视频方式进行演示。让学生了解遇到各种零件怎样来设计夹具,数控车床的结构与普通车床的区别等等。
3.2 在教材内容安排上把与企业生产实际结合紧密的内容作为重点,如机床典型零部件设计,机床夹具设计,金属切削机床设计上,将这门专业课中的有关内容与上学期同学们在十堰东风汽车有限公司车间实习所见过的设备工装结合起来,并尽可能把近几年出现的新工艺新技术新材料介绍给学生。
3.3 把专业课的内容与毕业设计课题相结合,如布置有关机床夹具设计,发动机缸体的机加工工艺设计作为毕业论文题目并指导完成,培养学生的工程实践能力,真正做到学以致用。
3.4 调查其它独立学院机械设计制造及其自动化专业的专业课程设置及其模式,吸收比较成功的经验进行完善。四、达到的目标
通过对“机械制造装备设计”专业课的研究改革和毕业设计的训练使机械设计制造及其自动化专业的学生具有一定的理论知识和工程实践能力,走上工作岗位后能顺利完成由大学生向工程技术人员的转换。
机械设计制造及其自动化专业大三和大四学生的主要课程是学习专业基础课和专业课,提高其工程实践能力是工科类学生必不可少的基本技能,不管他们到企业后从事产品开发、生产管理还是工艺设计都离不开工程实践能力。有针对性的在学生的毕业设计课题中安排贴近生产实际的论文题目,使他们带着问题进行毕业实习并在企业的生产实际过程中将理论与实践相结合,缩短由学校到企业过渡期间的不适应期,使我校为湖北省乃至全国培养有较高工程实践能力的高素质人才。
参考文献:
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[3]苏玉波. 工科大学生工程意识与工程素质的培养。西安交通大学学报,1999.
关键词:土地信息系统、数据质量、误差、分辨率、坐标变换、矢量数据、栅格数据、拓扑
Abstract:Data is very important for Land Information System,A key to Land information the system's developments success is whether the data quantity is accuracy. This paper will Study the data quantity the problem in Land information the system establish the process.
Key words:Land Information Systems;Data Quality;Error;Accuracy;Remote Sensing;Digitize;Resolution;Coordinate Transformation;Vector Data;Raster Data;Topological.
一、前言
土地是人类的宝贵财富,是人类社会进行物质生产所必需的基本条件和自然基础。如何科学、合理地利用有限的土地资源,如何及时了解与掌握土地利用变化数量和空间特点,对于保持耕地总量动态平衡和土地持续利用具有十分重要的意义。
随着社会经济的日趋多样化,土地部门的业务工作及范围也在不断扩大,原有的靠手工操作,图纸管理的模式已经越来越不能满足高效率的需求。为强化土地管理,满足社会对土地资源信息更多、更细、更完善的服务要求,各土地管理部门纷纷加入信息化、数字化的改革大潮。特别是在市场经济条件下,因土地管理部门工作的严肃性、准确性、科学性和规范化要求,管理中任何规定的确定和变更都需要完成大量的信息收集、分析、综合、决策和评估等工作,土地管理也只有强有力的信息技术(IT)的支持下,才能做到真正的科学决策和管理。
土地信息系统(LIS)是地理信息系统的一个分支,是一种基于宗地[以宗地(地块)为单位]的计算机管理信息系统。是一种利用计算机技术及其属性数据进行采集、处理、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统,是土地管理的现代化工具,是土地规划和管理定量化、科学化的方法、手段。但是,在土地信息系统的建设过程中,还存在许多问题,给土地信息系统的建设及发挥带来一定困难。这里仅对土地信息系统建设中的数据质量问题进行探讨。
二、对LIS数据质量的认识
数据是一种未经加工的原始资料,是客观对象的表示,它可以是数字、文字、符号、图像,数据是信息的具体表达形式。一个LIS系统包括空间数据、属性数据、空间数据之间的关系以及空间数据与属性数据之间的关联。
人们往往以为计算机为基础的信息系统的数据质量是可靠的,很少怀疑利用信息系统产生的分析结果在数据质量方面会有问题,但事实远非如此。在某些情况下,由于多种原因,计算机分析的结果甚至会比手工分析的误差更大。这里除软件、硬件的质量问题,计算方法上的问题,以及分类、编码、输入、操作的明显疏忽外,数据本身的质量是重要的原因。
众所周知,数据是LIS的“血液”,是组成系统的重要元素。数据质量的好坏是土地信息系统成功与否的关键所在;数据质量的高低优劣,都直接影响到土地信息系统的经济效益和社会效益,决定了系统应用价值的大小;数据的可靠,质量的好坏将直接影响到整个系统的成败。系统如果不能提供正确、可靠的信息,这个系统也就失去了存在的价值。
数据质量的好坏是一个相对概念,并具有一定的针对性。衡量其好坏主要有以下几个指标:误差、数据的准确度、数据的精度和不确定性[1]。数据质量是数据整体性能的综合体现。
统而言之,数据的质量问题主要表现在两个方面:一是数据是否及时反映了现实世界;二是数据是否保持了一致性和完整性。
土地信息系统的数据量大,数据来源广,数据采集的任务重,在数据库建立过程中会出现许多人为和系统的误差,甚至还有可能产生数据错误,最后采集的数据无法准确反映规划和管理的实际状况,建立在此数据库基础上的系统往往也就达不到管理自动化辅助决策的目的,而只不过是“看看而已”的一种“摆设”罢了。转贴于
数据库(包括空间数据库和非空间数据库)是土地信息系统最基本、最重要的组成部分,也是投资比重最大的部分。数据质量的好坏,直接影响系统的功能和应用。不仅要根据技术规程衡量数据质量,还要从数据使用角度分析数据质量问题。数据质量通常是指数据的可靠性和精度,它主要用数据的误差来度量的。现就土地信息系统建立过程中的数据质量问题作进一步的探讨。
三、数据源质量的问题
土地信息系统的数据源指建库中所需要的各种数据类型的来源。它是土地信息系统最基本、最重要的组成部份。土地信息系统的数据源多种多样,主要包括有:地图,地图是系统最主要的数据源,因为地图是地理数据的传统描述形式,是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示,内容丰富,图上实体间的空间关系直观,而且实体的类别和属性可以用各种不同的符号加以识别和表示。土地信息系统其图形数据大部分都来自地图,土地信息系统的属性数据主要有地籍图、宗地图、土地详查图、土地利用现状图、行政区划图、专题图、乃至地形图等各种图件的矢量化地图数据。二是遥感影像数据,遥感影像数据是一个极其重要的信息源。通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息,航天遥感影像还可以取得周期性的资料,这些都为土地信息系统提供了丰富的信息。三是统计数据,包括土地的分类、面积、权属、分布及质量、等级状况、利用状况、非法占地等统计资料。四是实测数据,包括GPS点位数据、地籍测量数据等。五是数字数据,包括数字图形数据和属性数据。数字数据主要有地籍号、档案卷宗号、地类号、图号、手簿号、宗地界址点点号及坐标控制点坐标,宗地面积,面积中误差、年代、日期等等。属性数据包括图形、图像以外的各种文字、数字信息。其中文字信息主要是与宗地档案,文件档案组成相关的各种检索和查询信息(如:土地权利人姓名或单位各称、土地座落,文件档案的标题、发文机关、公文字号等等),以及土地登记、地籍调查、权属审核、登记发证各办公流程中的各种键盘输入信息。六是各种立法文件和文字档案,主要有地籍档案、文件档案等具有法律效力或需要经常查阅的原始文件材料,它们是土地信息的重要组成部分,在土地的规划管理中起着很大的作用。
数据源质量问题指数据的采集和录入中可能产生的误差,建库所需的各种类型的数据的可靠性和精度。
从土地信息系统建立的过程来看,它的主要因素有:各种测量数据,地图和遥感数据等的误差;调查和统计造成的属性数据误差,以及文档数据的错误等,数字化前的预处理、手扶踀自动化的分辨率和矢量化精度。
1、遥感数据
地理信息系统、遥感和计算机辅助制图是现代地理学的重要技术手段。遥感作为一种获取和更新空间数据的强有力手段,能及时地提供准确、综合和大范围进行动态监测的各种资源与环境的信息,因此遥感数据是土地信息系统的一个重要数据源。
所谓遥感(Remote Sensing)就是遥远感知的意思,也就是不直接接触目标物和现象,在距离地物几公里到几百里、甚至上千里的飞机、飞船、卫星上,使用光学或电子仪器接受地面物体或发射的电磁波信号,并从图像胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,经过信息处理,判读分析和野外实地验证,最终服务于有关部门的规划决策 [2]。土地管理部门可以运用遥感技术快速获取现状空间的信息。
尽管遥感技术有很多好处,但因其自身特性,获取的遥感数据可能存在一些误差。如:不同的高度引起的问题,由于传感器的结构及稳定性产生的问题,对信号进行数字化产生的误差。传感器在航线、航向上出现的误差,大气辐射产生的误差,地形和地貌等因素产生的误差等等。在遥感资料的获取时,有些误差是可以控制的,有些则不可控。因此必须对原始数据进行预处理,包括利用地面控制对原始数据进行几何校正,图像增强和分类。对获取的遥感数据进行光谱校正,特征提取,自动识别分类、自动成图等处理[3]。
2、测量数据
各种原始的测量数据是土地信息系统的主要来源之一。包括宗地的权属界线、位置、形状、数量、面积、各级行政界线、地形图测量等。由于人和环境的因素,测量数据不可避免地受到人为误差(对中、读数、平分等误差)、仪器、环境的影响。来源于地面测量的数字数据中含有控制测量和碎部测量误差。其中控制点误差又受控制网的参考基准、网形和观测精度以及观测费用等因素的影响。碎部点误差除了继承了控制点的误差外,还受自身观测方法,观测精度和地界的人为判断,以及地物地貌的取舍等因素的影响。当然原始数据误差受观测仪器、观测者和外界环境三种因素影响。除此之外,还有测量数据的实时性以及数据老化,采集数据的密度不合理,或概括取舍不合理,选取测量规范标准不一致或精度等级不一致造成测量数据的不一致的影响。
地籍要素是构建土地信息系统极为关键的一步,其测量数据的精度高低决定了系统功能能否得到正确和充分发挥。
从地籍测量成果的有效性和土地管理的可能性来考虑,为了保证各权属单元之间的界线清晰,边界无争议,并且双方都能接受而不损害他人和国家的利益,地籍测量要达到一定精度。因此,必须要有相应的数据采集方法作为保证。地籍要素的采集方法目前主要有两种,一种是传统的模拟式外业测图方法,另一种是野外全数字化数据采集方法。传统方法的主要作法是在地籍控制测量的基础上,用解析法测量出权属界址点坐标,以控制点或以界址点为基础施测成地籍图,要形成入库数据信息,则要通过对原图数字化来实现。用传统数据采集方法形成地籍要素数字信息其误差影响因素较多,主要误差来源为:测站点误差m1,量距误差m2,在测图板上描绘方向线误差为m3,刺点误差m4,数字化仪采点误差m5等。按有关专著论述,一般情况下,m1≈±0.12mm,m2≈±0.2,m3≈±0.1mm,m4≈±0.14mm,这四项误差为野外采集误差。数字化m5的影响因素比较复杂,误差产生首先与图形要素有关,要素本身的复杂程度对数字化精度有显著影响,数字化仪本身的精度更应引起重视。正常情况下,用常规数字化仪进行数字化时,精度一般可达到±0.13mm。综合上述得,地籍要素采集精度m采 为:
m采 =±
=±
=±0.02mm
按1:500比例尺来考虑,实地误差将达到±10cm,由此可见,按传统方法施测,则拟入库的地籍要素信息很难达到规定的±5cm的精度标准[4]。
采用野外全数字化方法,界址点野外数据采集一般采用直接测定坐标法,即将全站仪或测距仪置于测站点上,对界址点上的移动棱镜进行水平角和距离测定,电子手薄记录计算。此种方法的主要误差来源为水平角测角误差mβ和测距误差mD,测角中误差角保守为±5″,测距误差主要来自移动棱镜偏离界址点位置误差,其偏离值按2cm考虑。测距平均边长取100m,按点位误差精度估算公式m2= 来计算,则m≈±2cm,即便考虑测站误差和其他偶然的联合影响,点位精度也肯定在规定范围内,所以地籍要素信息数据的野外全数字化有利于提高界址点精度,从而保证地籍数据的质量。
3、调查、统计、文档数据问题
土地信息系统的建设过程中,涉及大量的调查统计数据,这些资料尚存在许多不足之处,为土地信息系统的建设带来了一定困难。
建立土地信息系统,必须首先进行土地基本信息的搜集,开展地籍调查工作,核实宗地权属,掌握土地利用状况,获得宗地位置、形状及其面积的准确数据,为建库奠定基础。
现就地籍调查工作加以探讨,众所周知,权属调查的工作之一是填写地籍调查表。由于权属调查技术性强,工作量大,参与人员多且水平不同等原因,填写后的地籍调查表或多或少会出现下面一些问题。在填土地使用者名称时,单位本应填写全称,可出现了类似这样的情况:某林业局有3宗地,而在3份地籍调查表上出现了xx林业局、县林业局、林业局等名称。按这样的名称录入建立信息系统,将导致不能正确地自动的归户。在填写土地使用者性质时,本应该写“全民”或“集体”或“个体”或“个人”,而出现了“国营”或“国有”或“私营”这样的名词。在填写宗地四至时应说明权属界线所经地物名称及归属、位置、与誰接壤。但出现了东(南、西、北)至xx,而未填出接xx。且有的四至填写错误,如两宗地共用一堵墙时,则只能出现两宗都至墙中,或一宗至墙内另一宗至墙外,但填出了两宗都至墙外或墙内等情况。在填写界址标示处的界址线位置时也有类似错误,有的表填写字迹潦草,或使用简化字,让人难以辨认。有的内容还可以猜出,但户主的姓名、调查员、勘丈员的签名等内容实在难辩;有的表中该填的内容而未填,任意涂改。
共用宗的处理,一个地块被几个权属单位共同使用,而其间又难以划清权属界线,这样的地块称为共用宗[5]。不少县(市)是这样处理的:有多少土地使用者就填多少份地籍调查表,表上的内容按各分宗填写。这样做的好处是所填的内容详细,调查表和土地登记申请书、审批表形成一一对应的关系。但其弊端也是显而易见的,其一较大地增大了填表的工作量,其二增大了复杂程度,在填写四至时,如遇一个土地使用者使用几个地块则不得不写清几个地块的四至;为填清界址指标,又得设置内部界址点,增加了宗地草图和地籍图的负荷量,填表时如不小心还会造成表与表之间的相互矛盾。为了和地调表统一,有的在形成宗地界址点成果表时,除了有宗地界址点成果表外,还有分宗的界址点成果表。如果内部界址点是在纸图上图解的,则将该宗地的宗地界址点和内部界址点和计算机展点后,会出现界址线混乱的情况。在土地信息系统建库时,这些内部点是不能当界址点录入进库的。如进库则在面积统计时,这种内部界址点所围成的区域的面积就被多统计了一次。
建立完备的信息系统,必须具备这样的条件:大比例的地形图或地籍图;野外测量的界址点数据;宗地的属性数据(土地登记申请书、地籍调查表、审批表等)。全省在进行大大规模的城镇地籍时,由于受当时的条件限制,自动化程度低,各作业单位作业水平的不同,或多或少出现一些问题。在建库时所发现的问题主要是界址点的坐标成果与地籍上的位置不吻合;相邻宗的同一界址点坐标不同;界址边长、宗地面积计算有误。某些县(市)为了进行土地登记,由于多方面的原因,在进行初始地籍调查时,只作权属调查,不作规范的地籍测量。为了计算面积,用皮尺或钢尺丈量界址边长及相关尺寸,用几何图形法计算出宗地面积,而不测址点坐标和地籍图。这样做不利于信息化的管理。
4、图形数字化
影响数据质量的因素是多方面的,有相当一部分来自于建库过程中的数字化过程。建库过程中的数据质量,包括数字化前的预处理,纸张变形、手扶跟踪数字化精度或扫描数字化的分辨率和矢量化精度。
(1)数字化前的预处理
用于数字化作业的地形图(工作底图)一般采用聚酯薄膜图,其变形一般小于0.2‰。采用纸质图纸时,图纸的尺寸随湿度和温度的变化而变化,温度不变的情况下,温度由0%增至25%,则纸的尺寸可能改变1.6%[6]。因为纸的膨胀率和收缩率不相同,即使温度回到原来的大小,图纸也不能恢复原来的尺寸。因此在数字化时要适当的比例因子,通过仿射变换进行几何纠正,以减小工作底图变形产生的位置误差,达到相应的精度。
对不同种类和比例的工作底图进行数字化时,应注意它的投影方式是否一致,比例是否匹配。对于不同投影方式应在数字化后及时变换为系统要求的投影方式。对于不同比例应将比例尺和精度记录到元数据中,以便估记由此可能产生的误差。
(2)跟踪数字化
手扶跟踪数字是一种自动化精度较低的数字化方式,其数字化精度也因操作员及其工作的疲劳程度而异,操作员的劳动强度较高。随着大幅面扫描仪的成本不断降低,扫描和矢量化技术不断完善,这种数字化方式可能成为自动扫描数字化的一种补充。
手扶数字化是从地形图输入空间数据的最广泛采用的输入方法。把地形图放置于数字化桌上,用手持设备,跟踪每一个地图特征、数字化设备精确量测鼠标的位置,产生数据形式的坐标数据。
影响跟踪数字化数据质量的因素很多;主要有:数字化底图中地理要素的宽度、密度和复杂程度对数字化结果的质量有着显著影响。数字化仪的分辨率和精度对数字化数据质量有着直接的决定性的影响。《地形图数字化规范》规定,数字化仪的分辨率不能小于每厘米394线(约1000dpi),精度不低于0.127mm(0.005英寸)。常见数字化仪在分辨率方面通常能满足要求,而在精度方面却有相当一部分不能达到要求。在选择数字化仪时要特别注意其精度指标,以满足LIS工程的需要。数字化操作员的技能与经验不同而引入的人为因素误差是不同的,由于操作员视力、操作习惯,熟练程度和疲劳程度的不同,最佳采样点位值判断,十字丝与目标点重合程度的判断会有一定程度的差异,影响数字化的质量。操作方式(如曲线采点方式和采点数目)也会影响数字化数据的质量。
假定各种误差影响符合误差传播规律,手扶跟踪数字化的综合精度应按下式求得:[7]
m数=±
其中:m数 表示手扶跟踪数字化的综合精度;m定 表示工作底图定向误差,m仪 表示数字化仪精度,m人 表示人为因素误差。
(3)、扫描数字化
扫描数字化用高精度扫描仪将图像等扫描并形成栅格数据文件进行处理,将之转化矢量图形数据。规范规定:图形定位控制点扫描误差不大于0.1mm,相对于工作底图,矢量化后的扫描点误差不大于0.15mm,线划误差不大于0.2mm。影响扫描数字化质量的因素除原图质量外,还包括:扫描精度、定向精度、矢量化精度损失等。
①扫描仪的分辨率和精度
扫描仪的分辨率和精度对扫描数字化质量的影响是至关重要的。因此,要根据具体情况选择适当的扫描仪。目前,大幅面扫描仪大致有,滚筒式(drum),平板式(flatebed),直进式(direct feed)3种。这些扫描仪能够输出一种或多种形式栅格数据文件(二值、灰度和彩色)。
滚筒式扫描仪精度较高价格较贵,能以较高的分辨率扫描AO或更大的图纸。
平板式扫描仪与滚筒式一样精度高、价格贵、分辨率很高,但一般幅面不会超过A1幅面。由于平板式扫描仪幅面小,扫描后多需进行拼接,从而增加了工作难度,引入了更多的误差源。LIS工程一般不选用这种扫描仪。
直接式扫描仪精度较低,价格也较便宜。通常能够满足一般LIS工程的需要。
目前,需要的大幅面扫描仪品牌有:CONTEX、VIDER、ANATECH等。
在选择扫描仪时,应注意其是否采用硬件消蓝。光学分辨率代表了扫描仪的分辨率能力,而经销商往往只是给出插值分辨。同时,应注意扫描仪的歪斜失真,歪斜失真的大小与扫描仪的走纸方式有关。
②栅格数据矢量化的精度损失
在土地信息系统中,栅格数据与矢量数据各具特点与适用性,为了在一个系统中可以兼容这两种数据,以便有利于进一步分析处理,常常需要实现两种结构的转换。
栅格的矢量转换处理的目的,是为了将栅格数据分析的结果,通过矢量绘图装置输出,或者为了数据压缩的需要,将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界,但是主要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库。
在栅格数据矢量的过程中的细化、跟踪等均可能引入一些误差。复杂图形全自动化矢量化效果极差,会产生众多的交叉线,导致多边形跟踪错误。对此,应采用交互式矢量化方法。因此在选择矢量化软件时不应仅仅关心自动化程度(全自动矢量化软件价格往往很高)。还要特别注意是否具有以下功能:智能去斑,裁剪,扭曲较正,比例控制,水平校正,光栅编辑和交互式矢量化等。
③扫描数字化方法误差
扫描数字化的几何分辨率是扫描数字化方法误差中最重要的误差源,减小这种误差的唯一方法就是提高扫描仪的几何分辨率。但是,随着分辨率的提高,栅格数据量以平方级速度增长。这往往造成计算机存储资源耗尽,数据处理时间平方级延长。以300dpi(约每mm12个点)的分辨率扫描时,独立点间距离的相对精度为1.4/1000左右。全自动矢量化细化过程所产生的点位误差为1~2个像素点,而交互跟踪矢量化最大点位误差可以控制在一个像素点。按300dpi计,每个像素点相当于图上0.01mm。扫描数字化综合精度可按下式计算:
M扫=±
其中:M扫 表示扫描数字化的综合精度;M定 表示底图定向误差;M仪 表示扫描仪精度;M矢 表示矢量化误差。这里,M定取±0.12mm,按300dpi计算M仪取±0.09mm,M矢取±0.1mm。则M扫=±0.180[8]。
四、数据处理质量
土地信息系统的数据库建立后,其中已经包含了数据源和数据库建库所引入的误差。数据库中的多源数据,经过系统的各种分析处理后,在形成新的数据和最后产品的过程中还会产生新的数据质量问题。这些问题包括:几何改正,坐标变换和比例变换,几何数据的编辑、属性数据的编辑、空间分析,数据格式的转换等。
1、空间分析
空间分析是对分析空间数据的技术的通称。从客观上区分,可归纳为:空间的图形数据的拓扑运算;非空间属性数据的运算;空间和非空间属性的联合运算等[9]。空间分析赖以进行的基础是空间数据库,土地信息系统的空间数据分析,是实现土地资源信息系统的实际运用的重点途径。
空间分析中的叠加分析是土地信息系统中十分常用的一种分析方法,是用户经常用以提取数据的手段之一。通过同一地区不同内容的多幅地图的叠加组合,产生新的图形和属性信息。在这个过程中往往产生拓扑匹配、位置和属性方面的数据质量问题。由于叠加时多边形的边界可能不完全重合,从而产生若干无意义多边形。对这些无意义多边形进行处理的结果往往会改变界线的位置,叠加后形成的新的多边形的属性值也可能存在由于属性组合带来的误差。
2、坐标变换
土地信息系统数据来源较多,各种数据输入信息系统应便于系统对数据进行图形显示,叠加查询,统计分析处理。LIS要实现这些功能,一个首要和基本的前提就是各种不同来源的数据在系统内必须在一致的地形图坐标系下。但是,在实际的数据采集过程中,大量的数据坐标并不一定属于系统用户所要求的坐标系,原始数据为一种坐标系,系统要求的数据为另一种地图坐标系,有的数据坐标根本没有地理意义,对此情况,必须提供从一种地图坐标系到另一中坐标系的坐标变换。
在具体的操作过程中,有可能产生新的误差。在不同比例尺下对坐标数据的重新设立产生误差,进行投影变换和/或基准面变换时产生的误差。生产实践中为提高数据质量,确保系统的数据精度和可靠性,通常用仿射变换和相似变换等模型来进行数据处理,以减小或消除误差。
坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系,现有一般GIS(LIS是GIS的专题)软件大都提供了以下两种模型实现坐标变换。
一是仿射变换:仿射变换也称六参数变换,其变换公式为:[10]
x´=Ax+By+C
(Ⅰ)
y´=Dx+Ey+F
(Ⅱ)
其中,x´、y´为地图输出坐标系中的坐标点对;x、y为输入坐标中的坐标点时;A,B,C,D,E,F为方程参数。参数在坐标系空间上的几何意义为:A和A分别确定点(x,y)在输出坐标中x方面和y方向上的缩放尺度。B和D确定旋转角度,C和F分别确定在x方向和y方向上的水平移尺寸。
二是相似变换:当式(Ⅰ)、(Ⅱ)中的参数满足条件A=E=Scos@,B=-D=Ssin@时,则得到四参数的相似变换公式:
x´=Ax+By+B
(Ⅲ)
y´=-Bx+Ay+D
(Ⅳ)
式中,x´、y´为输出地图坐标系中的坐标点对;x、y为输入地图坐标中的坐标点对;A、B、C、D为方程参数,相似变换实质上也是坐标系间的平移,旋转和缩放尺度的变换,式中C和D分别为坐标在x轴和y轴上的平移大小, 为缩放比例,@=arctg(B/A)为旋转角度。
为了求出以上公式中的参数,建立两种坐标之间的仿射(或相似)转换关系,至少需要三个(或两个)已知的控制点坐标。而实际上,应选择多于三个(或两个)控制点,方能按照最小二乘法原理进行平差,得出系数值,代入上述方程即建立输入和输出坐标系之间的仿射(或相似)变换数学模型。
可以看出,仿射变换和相似变换都为线性函数变换模型,可实现对原图形的平移、旋转和缩放,相比较而言,相似变换不能进行x轴、y轴不均匀缩放的变换,而仿射变换能保证更高的数据精度。
3、数据变换
(1)CAD向GIS的转换
目前我国土地管理中存在一个较为普遍的问题是土地信息系统的构建与图形数据采集较少作用一个整体来通盘考虑,地籍测绘大大超前于信息管理系统构建。中小城市这种问题表现得更为突出。为满足土地确权发证,土地定级估价等需要,1995年前测绘的地籍图等图件因受技术条件的限制绝大部分是采用传统白纸测图方法完成的。随着计算机技术的发展和在测绘工作中的普及应用,1995年之后数字地图逐渐取代传统测绘。但一个不容忽视的事实是,绝大多数测绘图软件是在AUTOCAD上进行二次开发完成的。有些甚至是采用低版本的CAD,有些测绘图软件虽然测的是数字图,但只有非编码的图形文件,不保留信息,或者图形编辑以后,返不成信息。这种数字图说到底仅仅是从传统的白纸图过渡到计算机驱动绘制的白纸图。本质上与传统测绘没有什么区别。有些虽然采用了较高版本的CAD基础软件二次开发成数字测图软件并采用了数字编码技术,但由于较少考虑CAD与GIS的数据共享问题(土地信息系统属于专题GIS)。在着手考虑构建土地信息系统时,遇到的突出问题则是如何充分,有效利用已有数字信息资料,并确保数据转换质量。
对于传统模拟图或难以返成信息的所谓数字图只能采用原图数字化,形成数字信息后方可加以利用,但其精度丢失是不可避免的。
对于采用了编码技术,也能返成信息的数字图,其数字信息可以通过数据转换来实现数据共享,但由于 CAD与GIS图形数据之间其数据格式,数据内容甚至数据概念都有很大差异,数据转换时应注意以下三个方面:[11]①数据格式转换。不同的软件有不同的数据格式,有些可以通过通用数据格式如DXF实现转换,但转换过程中的数据丢失也的确令人烦恼。②数据元素转换。CAD与GIS两者之间的图形元素不是一一对应关系,CAD图形中的图形元素种类要比GIS图形文件中的图形元素种类多,GIS中只有点、线、面三类基本图形元素,而CAD中包括有点、线、面、注记、矩形等多种图形元素,在具体转换中,CAD的图形元素哪些转换成GIS的点,哪些元素转换面面,什么元素需要转换成GIS的属性数据,什么元素则不需要转换到GIS中去等。CAD与GIS图形元素之间的对应关系,都需要认真细致地加以技术处理,使空间数据和属性数据在输入系统后正确地连接起来。③拓扑关系的形成。因为CAD的图形元素之间没有拓扑关系,实现CAD向GIS数据转换的一个重要内容就是要将转换后的图形数据按照一定的技术要求经过编辑,在GIS环境下建立几何元素的拓扑关系。
在实际转换中,还会出现许多意想不到的技术问题,会影响数据转换质量,有待进一步解决。
(2)矢量数据结构向栅格数据结构的转换
土地信息系统的建设中,许多数据如行政边界,交通干线,土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中,表现为点、线、多边形数据。然而,矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂,特别是不同数据要在位置上一一配准,寻找交点并进行分析。相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。加之土地覆盖的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。
矢量数据的基本坐标是直角坐标(x,y),其坐标原点一般取图的左下角。网格数据的基本坐标是行和列(i,j),其坐标原点一般取图的左上角。两种数据变换时,令直角坐标x和y分别与行与列平行。由于矢量数据的基本要素是点、线、面,因而只要实现点、线、面的转换,各种线划图形的变换问题基本上都可以解决[12]。
矢量数据变成栅格数据的原理与方法并不困难,但由于矢量数据的记录方式各不相同,也会产生一些问题。如多边形之间公共边原来只有一条交界线,转变成网格后成为有一定宽度的界线,产生了一定的近似性。特别是几条线交叉处,一个网格元素中包括了相邻的几种类别,转换时只能用其中的一种类别作为交叉点所在的元素的类别,这种误差应在允许的范围以内。而减小网格尺寸,虽提高了精度,但大大提高了数据的冗余量。
栅格数据结构需要大量的计算机内存来存贮和处理数据,才能达到与矢量数据结构相同的空间分辨率,而矢量结构在某些特定形式的处理中,如象多边形叠置,空间均值处理等尚有大量的技术问题来解决。值得注意的是,无论采用哪种转换方法,转换的结果都会不同程度地引起原始信息的损失。
4、空间数据的编辑
通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据,都不能避免地存在错误或误差。属性数据在建库时,也难免会存在错误。诸如:空间数据的不完整或重复,空间点、线、面数据的丢失或重复,区域中心点的遗漏,栅格数据矢量化时引起的断线等,空间数据位置的不准确、线段过长或过短,线段的断裂、相邻多边形结点的不重合及空间数据的变形等。因此,必须对图形数据和属性数据进行一定的编辑。
土地信息系统数据编辑是消耗时间的交互处理工作,对空间数据不完整或位置的误差,主要是利用LIS图形编辑功能,如删除(目标、属性、坐标),修改(平移、拷贝、连接、分裂、合并、装饰)、插入等进行处理。对空间数据比例尺的不准确和变形,可以通过比例尺变换和纠正来处理。转贴于
在数据的编辑过程中,由可能产生一些新的问题。如:线段的相关与延伸出现的问题,图形的平移与旋转出现的问题,删除“细部多边形”时产生的误差,数值计算与变化的误差;文件的合并以及形成新文件的问题;属性数据的重新定义和更新的问题。有的问题时可能避免的,有的问题则无法避免。因此,必须进行检核。通过耐心细致的检查,主要误差都能从数据中寻找出来,并有效消除误差。一般采用叠合比较法,目视检查法和逻辑法。
叠合比较法是空间数字化正确与否的最佳检核方法,按与原图相同的比例尺把数字化的内容绘在透明材料上,此后与原图叠合在一起,在透光桌上仔细的观察和比较。一般。对于空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出来,对于空间数据的位置不完整和不准确则须把遗漏、位置错误的地方明显地标注出来。目视检查指在屏幕上用目视检查的方法,检查一些明显的数字化误差与错误,包括线段过长或过短,多边形的重叠和裂口、线段的断裂等。
5、由计算机引起的问题
在计算机中,数据是由一定字长的编辑数码表示的,由计算机字长可能引起一种误差。这种误差出现在各种数值运算和模型分析中,由这种误差引起的问题很多[13],例如LIS空间数据库中整数编码对面积和周长计算的影响,比例尺变换和旋转变换对拓扑关系的影响等。削弱误差影响的主要方法有:改变数据在计算机中的表示方式,采用合适的算法等。
除了数据处理精度外,数据存储精度也与计算机字长有关。16位的计算机在存储低分辨率的栅格图像时不会出现问题,但存储高精度的控制点坐标或点位精度要求高的地理数据时,则不能胜任。
五、数据应用质量
土地信息数据在使用过程中往往出现一些质量问题,这些问题包括数据的完备程度,时间的有效性,拓扑关系的正确等。
1、数据的完备程度
数据的完备程度指地理数据在范围、内容、及结构方面满足所有要求的完整程度。包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。
一般来说,空间范围越大,数据的完整性就越差。在土地信息系统的建库过程中,数据不完整最简单的例子是缺少数据。如计算机从GPS接收机传输位置数据时,由于软件受干扰或其它因素的缘故,只记录下经度而丢失纬度,以至造成数据不完整。另外由于GPS接收机无法收到四颗或更多的卫星信号而无法计算高程数据也会造成数据的不完整。又如某个应用项目需要1:5000的基础底图,但现在的地图数据只覆盖项目区的一部分,底图数据便不完整。
在土地信息系统底建库中,涉及大量的地籍档案。地籍档案来源于土管机关的地籍部门,数量大、形式多、浩繁、零乱,随着时间地推移,以及人为和自然的各种因素地影响,有可能遭到损坏。如档案老化,书写材料低劣、地籍档案变到污染,变色、虫蛀等现象,进而影响到整个系统的质量。
2、数据的现势性
数据的现势指数据反映客观现象目前状况的程度。数据的现势差,反映的客观现象就可能不准确。不同现象的变化频率是不同的。如地形的变化一般来说比人类建设要缓慢,地形可能会由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及填海等原因而在局部区域改变。但由于地图制作周期较长,局部的变化往往不能及时地反映在地形图上,对那些变化较快的地区,地形图就失去了现势性。城市地区土地覆盖变化较快,这类地区土地覆盖图的现势性就比发展较慢的农村地区会差些。地形图上记录着所用航空像片获得的年代。若又用其他数据进行过修改(一般是较新的航空像片),也应记录于上。
在土地信息系统建库中,要求地籍信息和地籍图必须具有现势性。地籍信息变更比较频繁,如土地利用类型,权属或宗地的重划,合并等。由于受自然因素和人为作用的影响,土地资源的数量、质量、分布和使用情况都处在经常变化之中。基于这一特点,土地管理部门提供的数据很难保证现势性,这也是影响数据质量的一个重要方面。
3、拓扑关系
在LIS中,为了真实地反映地理实体,不仅要包括实体的位置、形状、大小和属性,还包括必须反映实体之间的相互关系,这些关系就是指它们之间的邻接关系,关联关系和包含关系,拓扑关系。拓扑关系的核心是建立点、线、面的关联关系。通常有以下几种空间关系:点-点关系、点-线关系、点-面关系、线-线关系、线-面关系、面-面关系。空间数据的拓扑关系,对数据处理和空间分析具有非常重要的意义[14]。
利用拓扑关系,可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。利用拓扑关系,可以确定某县有多少耕地,分析土地利用类型及对土地适宜性做出评价等。
在拓扑关系的建立中,拓扑过程中伴随有数据所表达的空间特征的位置坐标的变化,拓扑关系的不正确等情况,导致空间分析的结果错误,给土地管理决策带来一定的影响。
六、结论
数据是LIS最基本和最重要的组成部分,同时也是一个LIS项目中投资比重最大的一个部分。数据质量的好坏,会直接影响到LIS的系统功能和应用质量问题的三个方面(数据源的质量问题、数据处理质量问题、数据应用质量问题)着手,对LIS的数据质量问题进行了一定的归纳总结和初步的探讨。众所周知,LIS的数据质量是影响LIS的一个瓶颈环节,LIS数据量大、数据种类多、数据结构复杂。因此,在LIS的建设过程中,如何在数据采集与建库中实施质量控制,保证数据质量对土地信息系统建设来说显得尤为关键。
七、总结与体会
毕业论文的撰写是一次再学习和锻炼的机会,是对所学知识的一个融会贯通的过程。通过毕业论文的撰写,我对所学的知识有了更深层次领悟和掌握,对自己所学的土地管理专业有了一个整体认识。毕业论文不仅是对所学知识的总结,也是运用所学知识探求新知的方法、手段。既是一次再学习的过程,也是一次深入学习的机会。同时,毕业论文写作,为今后的学习工作奠定了一定的基础。通过毕业论文的写作,我真正懂得理论联系实际的重要性。在撰写毕业论文中,我运用所掌握的基本知识、方法和技能,研究探讨了土地信息系统建立过程中数据质量的有关问题。通过毕业论文的撰写,我进一步完善了自己的知识结构,学习了更多的知识。不仅如此,我对土地信息系统数据质量控制措施与方法方面有了更进一步的认识。
通过毕业论文的写作,不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质,而且培养了我的创新意识,激发了我探求新知的欲望。认真写作毕业论文,不仅能进一步巩固所学的理论知识,而且还能进一步提高自己的各项基本技能,实践能力和解决问题的能力。
八、谢辞
在论文的写作过程中,玉文龙老师给予了很大的支持和帮助,为论文的写作提出了许多宝贵性的意见和建议;在他的指导下,这篇论文得以顺利完成。在资料的搜集过程中,图书馆工作人员为我们提供了很大帮助,本组同学也给予了很多支持,在此表示衷心感谢。
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[关键词]综合实训;教学改革;课程体系
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918(2015)20-0097-02
一、引言
随着全球经济一体化进程的加快,中国以其独特的资源优势,正在成为世界制造业的中心。在这一过程中,市场需要大量应用型人才。独立学院是按新机制、新模式举办的高等教育机构。独立学院实施“应用型”理论教学和以应用能力培养为主线的实践教学相结合的培养体系,注重突出学生的实践能力和创新意识的培养。
北京科技大学天津学院作为独立学院,教育目标就是要培养高级应用型人才。自建校起就非常注重学生实践能力的培养,在很多课程中均配有实践课程。为突出办学特色,培养应用型人才,北京科技大学天津学院正努力构建应用型课程体系。应用型课程要求高校培养学生应用能力、实践能力和操作技能,不同于一般的实践课程,是综合了应用、实践、技能的知识的课程体系。北京科技大学天津学院以机械工程专业综合实训为试点课程,改革课程体系,以培养适应市场需要的应用型人才。
二、专业基础课教学方法改革
独立学院在课程组织方式上必须有别于母体高校,特别是要破除母体高校那种大而全、宽而广的课程组织方式。独立学院可以建立灵活、高效的课程组合方式。打破传统的基础课+专业基础课+专业核心课的老三段课程组合方式,建立交叉融合的组合方式,以加强课程之间的融合和渗透。
专业基础课是为学生可持续发展奠定基础的,注重拓宽学生就业面。专业基础课主要包括机械制图、电工电子学、机械设计基础等课程,其中机械设计基础整合了力学、公差、机械原理与机械零件等课程的内容。这些课程是后续学习专业核心课的基础。
机械设计是是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。《机械设计》课程作为机械工程专业的重要课程,前后承接的课程有《机械制图》、《互换性与测量技术》、《液压传动》等。要求学生掌握根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
根据课程特点和独立学院的教育特色,教师可以对教学方法和课堂组织形式进行改革。机械工程专业作为典型的应用型工科专业,有很多相关联的课程,比如“机械设计”,“机械制图”,“互换性与测量技术”等,这些课程的知识是紧密联系的。如果单独讲授,很难达到很好的教学效果。这些课程的组合方式采取交替排列的办法,使这些课程中的相关知识整合在一起,将几门课的知识综合到一个大作业上,从而使学生牢固地掌握相关知识。
比如“互换性课程”中安排了一个综合设计,在所给的零件图上标注几何公差,确定尺寸公差,根据零件加工的特点,确定表面粗糙度值。根据装配图的特点,确定配合类型,并进行标注。这样把机械设计、机械制图和互换性课程的知识都揉合在一起,难度加大,通过实践,教学效果要比单一讲授理论好得多。
对机械设计基础中齿轮传动的讲解,如果将课堂放在车间,直接面对车床的主轴箱进行讲解,这样既增强学生的感性认识,又可以激发学生的专业求知欲望。
三、专业核心课教学方式改革
专业核心课是整个课程体系中最重要的一部分,它以市场就业为导向,根据职业岗位要求,设置了以能力培养为本位,理论和实践有机结合的几门核心课程包括:机械加工工艺基础、数控机床编程与操作、数控机床控制技术基础、CAD/CAM软件应用基础这几门核心课程是专业教学的重点,是技能培养的重点。其中每一门核心课程都综合了传统课程体系下的数门课程,这就为增加较多的实训环节提供了保证。
专业核心课的相关专业知识和实践技能的组成如下:
(1)通过学习《计算机辅助设计》、《计算机辅助制造》并训练相应的软件,使学生初步掌握运用三维CAD软件造型的技能,并学会一种CAM软件的使用方法,为今后的发展打好基础。目前,根据市场需求结合我院实际情况,主要安排Pro―E和CAXA制造工程师两种软件的教学。
(2)通过学习《机械加工工艺基础》,学生掌握材料、热处理工艺、机械加工工艺、机床和刀具等加工常识;通过《金工实习》实践训练,使学生掌握车、铣等机床的基本操作技能,了解相关工种操作的基本知识和工艺特点;通过学习和专门训练《数控机床与编程》,使学生具备编制中等复杂零件加工程序和操作较高档数控机床的技能,了解数控机床的分类、结构、工艺特点、加工范围、刀具选用、一般操作技术和数控机床的日常维护保养知识。
(3)通过《PLC可编程控制器》、《传感器与测试技术》理论学习,使学生掌握相关机电控制基础知识;通过实践项目训练,使学生初步掌握相关的编程与调试、传感器的选型及应用等技能。
四、实训课教学方式改革
机械工程专业很多课程更加强调实践学习,才能领会所学的理论知识。机械工程专业专门开设有实训课,比如金工实习,数控加工,计算机辅助制造(CAM),液压传动,PLC编程等,这些实训都是在学完相应课程后完成的。而教学中实训类课程均是每门课程之间独立讲授,导致学生学完很难将这些课程关联起来,在实际应用中这些数控类课程存在紧密的联系,每门课程的内容作为实际应用的一个阶段进行学习。
综合实训类课程的学习是一个多学科的综合工作,其内容多,分类细。涉及的课程包括机械制图、机械设计、机械原理、计算机辅助设计、工程材料及成型工艺、互换性与测量技术、机械制造工艺学、数控机床与编程、计算机辅助制造CAM/CAPP、及冲压工艺及模具设计等。这些课程要占到专业基础和专业必修课程的一半以上,故这些课程学习效果的好坏对学生来说至关重要。
为增强实训类教学的学习效果,需要加强课程之间的联系使之更符合实际的工程应用。可以在具体的项目的引导下,带着目的和自己的疑问去实习和实训,能够更好地应用和领会理论知识,做到理论学习与实践并重。北京科技大学天津学院拟在学生第七学期开设专业综合实训课,结合已学完的相应课程,训练学生的实践能力为主要内容,培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。制定综合实训课的教学大纲,大纲分两条主线,一条为机械设计制造,一条为机电控制。
机械设计制造方向具体的实训内容包括:
若干零件的实际测绘一计算机二维绘图一绘制完整零件图和装配图一建立三维模型一编制工艺路线一计算机编程一数控机床加工等。
机电控制方面具体的实训内容包括:
电力电子实验(熟悉继电器等元件)一可编程控制器软件编程学习一PLC实验室进行电控实验(包括:彩灯、交通信号灯基础实验、电梯升降控制、温度传感控制、邮件分拣控制、搅拌机控制、电机正反转调控、电机调速控制等)。
机械工程专业的综合实训课要求学生通过教师设立的课题,在教师的引导下逐步解决具体项目遇到的问题,并对学生解决项目的结果进行评价,和实践课程成绩结合,给出成绩。在实际的项目中学习和领会理论知识,锻炼学生的动手和协调能力,从而激发学生的自信心,调动学习的积极性和主动性。
五、企业项目与课程教学相结合
构建产学研合作的人才机制非常重要,它既可以保证专业培养目标符合市场需求,又可以制定满足人才能力培养需要的课程体系,还可以保证人才培养方案的实施。在教学过程中,充分利用学校现有的实践条件,积极联系校外的企业和实训基地,并建立相应的测绘实训室,将具体项目与各门教学内容挂钩,使教学内容更加贴合工程实际。具体做法是:
第一、依托北京科技大学母体高校的工程训练中心,建立稳定的校外实训基地。
第二、广泛开展校企合作。北京科技大学天津学院与天津中德培训中心签订了建教合作协议,开展培训,建立了良好的合作关系。
第三、大四毕业生的毕设设计论文和校外工厂及职业培训基地联系,学生在工厂实习,并完成相应的毕业论文,实现双赢的价值。
六、完成项目的优势
1 GPS—RTK系统的基本组成
GPS—RTK系统主要由基准站和流动站组成,其中基准站由GPS接收机、电台、调制解调器、基准站手薄、接收机天线盘、基座、电台天线、三脚架、蓄电池等组成;流动站主要有流动GPS接收机、手薄、手薄托杆、接收机天线盘、背包等组成。在进行GPS—RTK测量时,要保证测量设备能同时接收5颗GPS卫星信号,并且能同时接收GPS卫星信号和基准站差分信号。
2 GPS—RTK技术的基本原理
采用GPS—RTK技术进行定位时,需要基准站和流动站紧密的进行配合,基准站将测站的已知数据和观测值利用数据链传送到流动站,流动站接收到基准站的信息后,会在系统中,和采集的GPS观测数据进行对比处理,然后得出精确的定位结果。整个过程十分快捷,能在几分钟甚至几秒内完成,并且定位精度能达到厘米级。GPS—RTK技术定位的关键是数据传送和数据处理,随着科技的不断进步,GPS—RTK技术的数据传输和处理将会越来越先进,而GPS—RTK技术的应用也会越来越广泛。
3 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的优势
及不足
3.1 GPS-RTK技术在高压输电线路测量中的优势
GPS—RTK技术的测量效率很高,在传统的输电线路测量过程中,需要先确定平面位置,然后在进行高程测量,将GPS—RTK技术应用在高压输电线路测量中,可以利用GPS—RTK技术的三维坐标信息,不需要进行中平测量,极大的提高了输电线路的测量效率。RTK技术测量覆盖面很广,一般情况下,一个参考站能覆盖10 km,在整个线路中,只需要设置好首级控制网,就能覆盖整条线路,在测量放样过程中,只需要控制好首级点的坐标,就能随时进行中线放样,不需要担心由于一些重要点丢失,对整条线路的测量造成困难。RTK技术的测量精度很高,首级网和中线可以直接进行联系,不会积累误差的现象,能有效地提高测量精度。GPS—RTK技术在高压输电线路勘测中基本实现了智能化、自动化数据处理,极大的提高了测量作业的工作效率,降低了测量人员的劳动强度,降低了测量费用。
3.2 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的不足
在进行GPS—RTK测量时,测量结果可能受到卫星可见度的影响,并且外界干扰也会对测量结果造成一定程度的影响,同时采用GPS—RTK技术进行高压输电线路测量时,需要提供合理的电源。由于很多高压输电线路会通过山区,而山区的测量条件比较差,采用GPS—RTK技术勘测时,要根据实际情况,选用合理的观测时段和观测点,从而保证获得良好的观测效果。
4 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的应用
4.1 测绘中小比例尺地形图
一般情况下,高压输电线路的选线设计往往会使用
1?誜5 000的比例尺或1?誜10 000的地形图上进行,对于这些中小比例尺地形图,如果使用航测方法进行成图,需要建立控制网,并进行航空摄影,然后在进行测量、外业调绘,最后还需要在野外进行信息采集,并在测量站中进行地形图编辑。这种成图方法的干扰因素很多,工作步骤也比较繁多,成图时间比较长,对线路的选线设计有很大的影响。如果采用GPS—RTK技术,只需要在野外采集局部点的数据及相关信息,就能在现场编辑地形图,这种方法成图速度快,操作简单,极大地降低了成图的难度。一般情况下,当高压输电线路小于100 km时,常采用GPS—RTK技术进行地形图测量。
4.2 定位测量和定线测量
当地形图测量完成后,工作人员就能在地形图中将高压输电线路的走向绘制出来,并初步确定转角塔的位置,然后勘测人员会根据塔位坐标进行定位测量和定线测量。为保证控制点能用于统一的坐标系中,在测量高压输电线路时,勘测人员会利用过去的控制点求解某一区域的转换参数。在测量前对测量区域进行点校正,基准站校正点坐标的获取方法有两种:
①直接利用已知的静态数据,将校正点坐标输入手薄中进行求解。
②将仪器设置基准站上,从手薄中读取出基准站的校正点坐标,然后将流动站设置控制点上,采集到校正点的坐标。
在测量过程中,勘测人员要将校正参数记录在手薄中,从而对其他控制点进行校正。
4.2.1 定位测量
勘测人员可以根据塔位坐标,利用GPS—RTK技术的定位功能,将塔位点的坐标输入手薄中,GPS—RTK系统就会自动将塔位的实际位置显示出来,在测量过程中,勘测人员可以利用手薄上的收敛值,对放样点的定位精度进行确定,当点位的精度达到相关要求后,就可以停止观测,将点位坐标存储起来。当测量区域没有干扰时,仪器锁定5颗GPS卫星后,RTK测量能在5 s内获得固定解,此时手薄显示的收敛值能真实的反映定位点;当测量去有一定的干扰时,RTK测量需要几十秒甚至几分钟获得固定解,此时手薄显示的收敛值可能存在一定的误差,这就需要勘测人员认真的采集术数据,并对观测质量进行认真的审核,从而保证定位点的可靠性。
4.2.2 定线测量
勘测人员可以使用GPS—RTK技术的定线功能,将相邻两个转角塔的坐标输入手薄中,建立基准线,系统就会显示一个单位圆和主线,同时还会得出流动站实际位置和主线之间的距离及流动站偏离主线的角度,勘测人员可以根据主线的位置移动流动站,当主线和流动站重合后,就能确定两个转角塔之间直线塔的位置。
4.3 断面图测量
利用GPS—RTK技术的定线功能,将两个转角塔的坐标输入系统中,根据手薄显示的结果,找出中线点的位置,然后根据当地的地形特征,每隔一段距离采集一个中线点,然后将采集的信息存储起来,完成野外数据信息的采集。野外数据信息采集完成后,将采集的信息输入计算机中, 对这些信息进行整理编辑,就能形成断面图。数据输入计算机的方法有以下三种:
①利用手工输入法,将原始数据输入计算机中。
②采用表单输入法,将原始数据批量输入计算机中。
③导入法,利用数据连接线,将手薄和计算机连接起来,将原始数据导入计算机中。
在这三种方法中,手工输入法费时费力,容易出现错误,不能用于大的电力工程中;表单输入法和导入法能对数据[第一论文 网专业提供毕业论文写作和写作毕业论文论文的服务,欢迎光临dylw.neT]进行批量处理,具有比较高的自动化程度,因此,在实际测量中,测量人员要根据实际情况,选择合理的数据输入方法,快速、有效地得出断面图,从而为高压输电线路施工的顺利进行提供保障。
5 结 语
GPS—RTK技术具有测量精度高、测量效率高、覆盖面广等优点,将其应用在高压输电线路测量中,能有效地提高测量质量,为高压输电线路的施工质量提供保障,因此,在实际测量中,要合理使用GPS—RTK技术,促进电力行业的快速发展。
参考文献:
“GIS工程设计”的教学目的是培养学生GIS设计的综合能力,因此,该课程的实践教学很重要。本文提出将“GIS工程设计”的实践教学体系分为基础实验和综合设计两部分,研究实践教学安排,改善实习的考核体系和辅助教学方法,形成一套高效的实践教学模式。
关键词:
实验教学;GIS工程;基础实验;教学模式
地理信息系统专业是一个综合性的多学科交叉的实践型学科,在教学过程中考虑面向工程和面向应用是非常必要的[1-2]。在“GIS工程设计”课程教学过程中,不仅要培养学生使用GIS软件构建一个GIS应用系统的能力,还要重视培养学生的GIS软件设计与开发能力。因此,在“GIS工程设计”课程中设计科学的实验内容,探讨符合学科特点的教学方法,建立有效的实验教学模式是非常必要的。“GIS工程设计”是武汉大学地理信息系统专业课程体系中一门重要的专业必修课程,旨在培养学生设计GIS的综合能力。该课程也是一门涉及多门学科的综合性课程,在学习这门课程之前,学生需要学习相关基础课程,具备一定的背景知识和扎实的理论基础。具体来说,这些课程主要包括:地理信息系统原理、地图学、计算机图形学、计算机程序设计、数据结构、数据库原理等[3-4]。“GIS工程设计”也是一门实践性很强的课程,除了在课堂上用一些案例辅助教学外,还要充分利用基础实验和综合设计等实践手段。基础实验教学作为该课程关键的教学实践环节之一,能够加强学生对课程知识点的理解和掌握。在学生具备一定的GIS设计与开发的基础知识之后,就可以进行应用型的GIS开发综合性设计。通过综合性、设计性、研究性的GIS设计与开发的训练,能有效地培养学生的专业性思维方式,提高学生分析专业问题和解决专业问题的能力,促使学生养成良好的专业科学素养。在GIS专业的实验教学方面,很多学者探讨了开放式实验教学方法[5],重点研究了GIS软件设计中实验教学的实验内容[6-11],并分析了教师队伍的建设方法[12]。在教学过程中总结出一种比较有效的“1(基础)+1(综合)+D(多元环境)”的实验教学模式,该模式可以提高学生的自主学习和动手能力,避免扼杀GIS专业学生的主动性和创新性。
1实验环境的选择
实验教学重在培养学生实际解决专业问题的能力,GIS工程与计算机软件密切相关,因此在实验教学中应当特别注意选择所使用的开发平台、程序语言和软件开发方式。所依据的重要原则是:学生的实验环境尽量与当前GIS产业发展的需要相适应,面向国家发展需要[1-2],面向GIS工程。.NET平台是由一组用于建立Web服务应用程序和Windows桌面应用程序的软件组件构成,包括.NET框架和.NET开发工具。.NET平台有很多优点:支持多种语言的互操作,可跨多种操作平台,具有很高的安全性,支持HTTP、XML等各种网络标准和协议。如今,多数地理信息系统的开发均基于COM技术,而.NET平台对COM技术有很好的支持。同时,该平台自身的优越性也决定了其在开发地理信息系统中的广泛使用。C#是从C和C++语言演化而来,是Microsoft专门为使用.NET平台而创建的。其语法比较简单,但是功能非常强大,相比其他语言具有很多优点,学生学习入门也比较快。ArcGISEngine(简称AE)是用于构建定制应用的一个完整的嵌入式的GIS组件库。利用Arc-GISEngine对GIS进行开发可以满足用户的需求,所设计的应用程序具有直观、便捷等特点。利用这种技术,可以极大地缩短系统的开发周期,提高开发效率。可见,这种基于组件式的GIS二次开发具有广阔的应用前景。基础实验和综合设计均是在.NET平台下利用ArcGISEngine组件库进行GIS软件设计与开发。考虑到学生学习该课程时所掌握的计算机基础知识,学生依据自己对计算机程序语言的熟悉程度选择VC,C#,VB或C++等,这样就增加任课老师的教学工作量和讲课的难度。实验平台选择的多元化有利于学生根据自己的知识结构选择最节省的计算机语言学习时间,把主要精力投入GIS工程设计中。“GIS工程设计”教学与有些课程是紧密关联的,在GIS专业的教学计划安排上就应当考虑这个问题,同时也应当在该课程开设之前让学生们明白这种关系。就知道要学好“GIS工程设计”必须先掌握哪些基础知识。其次,主讲老师在课程的教学过程中也容易调整教学内容和分配教学时间,以便学生能顺利理解和掌握该课程的学习内容。“GIS工程设计”课程的前期核心课程包括:计算机编程语言(VC,VB,C#或C++等)、地理信息系统基本原理、GIS软件应用(ARCGIS)。由于该课程的课时有限,因此需要学生在上该课程之前复习这些前期课程,特别是需要熟悉计算机编程语言。计算机编程语言是GIS工程中的基本工具,随着计算机技术的发展,编程语言的种类非常多,应当让学生明白:在学习过程中应该注重培养自己快速掌握编程语言的能力,至少应当熟练掌握GIS专业常用的编程语言。为了顾及学生所熟悉的计算机编程语言有所不同,学生在构建GIS软件时可以选择自己熟悉的某一编程语言,也可以用指定的编程语言,在教学过程中主要用VB或C#。
2基础实验内容的设置
基础实验是与课堂理论教学同步且紧密结合的上机操作课,要求学生通过基础实验环节能够掌握地理信息系统工程设计与开发的基础知识。根据课堂理论教学内容与实验教学内容相结合的原则,对理论知识体系和基础实验内容进行科学分析和整合,确定基础实验的内容和实验教学目标是非常必要的[3]。“GIS工程设计”的基础性实验是强调让学生掌握快速构建一个小型地理信息查询系统框架的方法及其相关基础知识。在实习过程中,考虑到教学课时的限制,需要让学生先快速掌握AE的使用方法,针对他们将要构建的系统而言,主要是掌握使用AE构建一个系统的基本步骤、主要接口的使用方法等。在学生熟悉了所使用的软件开发环境后,就可以依据软件工程的要求进行软件设计与开发。基础实验内容是每个学生必须掌握的基础知识,“GIS工程设计”课程的基础实验内容如表1所示。
3综合性实验设计
“GIS工程设计”综合性实验基本上涵盖了该课程的主要知识点,学生利用这些基础知识解决GIS工程中的问题是该实习的主要教学目标。在教学过程中采用“问题式学习”教学方法,以问题为中心,与课程内容相联系,学生参与全过程,解决真实的GIS工程设计问题。为此,在实习之前采用基于类似工程或案例的方式进行教学,这是国外许多著名大学所采用的教学方法。实习要求学生围绕一个适当规模的应用型GIS进行软件设计与开发,根据所学理论知识和方法进行系统分析、设计,并实现(或部分实现)系统功能。综合性实验分为两类:课内的实验和课外的实践。课外实践的方式主要是鼓励学生参加老师的GIS工程项目或参加有些组织举行的GIS设计大赛。
3.1综合性实验的内容选择由于实践教学环节时间限制,让学生对一个陌生领域GIS系统进行设计与开发不太可行,那样会在熟悉专业知识上消耗学生很多的时间与精力,从而偏离了实践教学的目的。而像面向新生的校园信息查询系统、城市公交查询系统、城市旅游景点查询系统等系统的业务功能简易直观,和学生日常生活联系也比较多,学生对此类系统的开发设计有兴趣和热情,作为待建系统是不错的选择。综合性实验的初始地图数据由教师提供,学生需要结合相应的专题由自己通过网络获取相应的专题数据或更新数据。当前网络上获取地图数据的途径很多,例如,天地图、GOOGLE等网站。学生再根据自己系统开发的需要对数据作进一步处理,以此培养学生获取空间数据和集成空间数据的能力。GIS工程的首要任务就是“需求分析”,其中要确定需求的空间数据,以及获取途径。每一组学生需要依据所学的知识,在规定的时间内完成相应的数据获取和处理工作,最后进行空间数据的集成。从大工程观教育理论[2]来看,这样的实习内容可以培养学生的协作精神,让他们形成一种具有专业精神的工程理念,在数据获取和整理的过程中让他们懂得职业操守的重要性。为了培养学生严格按照软件工程的要求进行GIS软件开发的能力,在综合性实验中每个学生必须完成需求分析报告、系统总体设计书和系统详细设计书的编写,这些文档必须符合相应的标准。学生往往认为,这些报告是没有必要的,他自己一个人就可以完成从需求分析到软件调试的整个过程。但一个大型的GIS工程需要一个团队来完成,这些文档也是软件工程中按照规定需要完成的标准化文档,因此在实验教学过程中强调“大工程观”是非常必要的,“大工程观”是在美国工程教育兴起的“回归工程”浪潮中被提出的,是对工程教育与科学教育进行比较后提出的一个理念[2]。
3.2课外实践的多元化学生实践能力的培养仅仅依靠基础实验和课堂的综合性实验这两个部分的学习是不够的,还需要通过参加一些GIS工程项目或科研活动来提高动手能力和创造能力。采用多元化的课外实践活动,让学生从GIS工程项目的不同方面学会解决专业问题,这是一种开放式的实验教学。武汉大学每年都有老师指导的学生自选的科研项目,国家也给大学生提供了有关科研项目的资助;GIS协会或GIS软件公司每年主办的大学生GIS设计与开发比赛,如ARCGIS、MAPGIS、SUPERMAP等的软件设计比赛;每年暑假有GIS企业提供的实习机会;老师提供的有关GIS工程项目的软件开发任务或空间数据库建设任务。当然,学生也可以结合毕业论文或者GIS课程集中实习来进一步提高他们的GIS软件开发能力。学生在课外学习期间为他们提供必要的学习资料和指导是非常必要的,学校为学生建立了一个教学资源网,其中就设置了教学课件、参考书目、相关软件、实习指导书、相关信息与数据、专业网站、学习园地、专题讨论等栏目区。教学资源网可以为学生提供多种可供选择的学习方式,可以增强教学中的互动性,对学生实践环节起到了辅助和推进作用。在教学资源网上可以提供有关该课程实践环节所需要的资料供学生下载,这些资料可供学生在课内和课外学习,也可以让学生在规定的时间内提交需要讨论的问题,以便老师集中时间进行指导。
4课程实践环节的考核方法
课程实践效果的考查是一个非常重要的环节,作为实践性课程,“GIS工程设计”的考核方法应有别于其他的课程,检验的重点不是理论成绩,而是学生能否理论联系实际,最终提高自己的动手操作和实践能力。传统的考核方式比较单一,过于侧重理论,难以真实反映学生掌握知识和应用所学知识解决实际问题的能力。为此,本课程加大了实践环节的考核力度,实践环节的考核分数占本课程总成绩的45%,期终考试成绩占55%。同时直接与实习有关的教学内容占期终考试内容的50%。实践环节的总分是100分,其中,按照实习要求完成了基本功能设计与软件开发的学生可以得80分,其它20分用于评价学生的自主学习能力、设计的创新能力和GIS工程的专业素质。自主学习能力主要体现在学生是否依据工程的需要,设计和开发了超出实习要求的功能模块;设计的创新能力主要体现在设计的理念和美学效果上;GIS工程专业素质主要体现在文档的规范程度、协作精神和学习态度等方面。如果学生只是实现了规定的软件功能,而在文档规范程度、设计效果、学习态度、专业精神等方面没有达到基本要求就需要扣分。考核过程中,我们采用了互动式和交流式的考核方法,从而考核学生在他所完成的实验成果中对工程的理解程度,同时还可以发现是否有抄袭他人成果的情况。课程的课内实习需要强调集体协作,这体现在空间数据获取和集成阶段,因为空间数据采集的工作量比较大,学生需要以分组的形式完成一个完整空间数据库的建立。软件设计书的编写和软件开发任务,每个学生必须独立完成。在课内实习阶段,必须明确每个教学时间单元需要完成的实习任务,否则很难保证完成实习任务,每个实习阶段必须有相应的成果,例如:完成的空间数据库、需求分析报告、总体设计书、详细设计书、开发的软件和实验报告等。因此,要求学生必须有协作精神,必须按时完成实习任务,这部分体现在GIS工程专业素质的考核分数中。大部分学生的课外实践往往在该课程结束之后,这部分的考核往往无法在该课程中体现,采取的方法是:在地理信息系统课程集中实习中对这部分学生的成绩加分,但是,对于能在该课程结束之前已经完成额外实习任务可以考虑加分的学生,则在他们的平时成绩的自主学习能力考核项目中加分。
5讨论
该课程的实习只是GIS专业整个实践环节的一个阶段,应该从整个专业建设的角度来考量,比如:如何处理与计算机基础课程之间的关系,是否需要考虑整个教学过程中使用一种编程语言,有关GIS工程设计与开发的所有实践课程是否需要一个统一的实习环境(软件平台、编程语言、数字区域),课外实习应否从“学校模式”向“校企合作模式”转换,至少针对部分学生可以采用这种教学模式。在教师队伍的建设上应该更强调面向工程的教学,任课老师和辅导老师应该双师型,适应GIS产业培养人才的需要。
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论文关键词:GISArcEngine技术,电子海图,读取,显示设计
1 电子海图的关键技术
电子海图的显示系统所采用的是shapefile电子海图格式,这一数据研究是美国环境系统研究所研制所得,也是目前应用比较广泛的一种矢量数据格式。这种格式在应用中比较方便,其主要是采用点线面对空间特征表示,并且也会将这些非拓扑地理特征与其特征属性全部都保存起来。在shapefile文件中其标准形式需要有图形、DBASE属性文件以及索引文件。
其中图形文件则组成部分包括固定长度的文件头以及不定长度的记录,其中文件头需要对这一文件的数据类型、边界范围以及文件长度等相关信息全部记录。在对shapefile文件进行读取的时候首先也就要获取其文件头,以能够首先了解这一文件的相关信息,在此基础上将元数据表建立起来[1]。不定长度的记录形式与其基本相似,组成部分包括定长记录头(Record Hearder)以及不定长记录(Record Contents)。其结构如表1所示。属性文件则是用来对属性信息记录,其标准形式是DBF文件,组成也被分成两部分,分别是头文件和实体信息。其中头文件是不定长记录,主要目的是详细说明DBF文件,实体信息的组成则是和图形文件相对应的记录项,任何一条记录中均有可能会出现多个属性记录,甚至也有可能会是空值,其需要依照实际情况呈现。索引文件是坐标文件的索引信息,从整体上来看,其结构和图形文件一样,其内容则包括文件头以及实体记录,对于文件头大小的确定则和图形文件相同,实体记录包括两个部分记录长以及偏移量,记录长主要是对其相对应图像文件记录长度记录,偏移量则是关于这一文件头位置的偏移数值记录。
2 电子海图的结构设计
电子海图显示设计关系到数据解析、图形显示以及坐标变换等过程,所以如果是在Android系统中的电子海图显示,其步骤可以被分成以下几步,具体如下所示。其中系统组织结构则如图1所示。
2.1 S-57数据解析和系统内部数据存储
在系统中这一模块具有基础作用。其表示方式是点线面三种物标类型,并且再加上相应空间坐标,从而构成其具体的内部数据格式,并且还能够将其内部数据依照其图幅大小成功在SD卡上进行存储。在其存储过程严格依照比例尺所形成的图幅索引,这样可以为其海图显示检索提供一定方便。内部数据格式的成功应用,对电子海图显示速度有明显的提升[2]。
2.2 坐标投影以及转换
这一模块主要任务是成功解算出地球椭圆体上的地理坐标在计算机屏幕上所使用的迪卡坐标几何投影,同时也要完成从电脑屏幕到地理坐标中的反解算功能。那么借助于这一模块也就能够将数据中的地理坐标成功在计算机屏幕上显示,并且计算机屏幕上的位置也能够准确标注出其具体的地理坐标。会计毕业论文范文
2.3 海图检索和海图显示
这一模块功能则是根据当前能够显示的比例尺和屏幕范围对其显示的电子海图进行索引,之后所有被检索到的电子海图内部格式数据需要全部进行加载,依照S-52规范并采用点线面格式绘制出检索到的电子海图显示内容。可以采用TrueType字体实现电子海图的符号化物标,这样不但能够对其显示海图效果实施一定的优化,同时还能够显著对其绘图速度有所提升[3]。
3 电子海图的显示设计
3.1 ArcEngine技术和电子海图显示软件
ArcEngine技术是为GIS开发人员在组件实用基础上所开发出的一个框架,这一框架能够为提供商或者内部开发人员提供行业内部的专用GIS应用软件,其借助于GOM技术对其解决方案实现,并且采用ActiveX控件形式将其在应用程序中进行嵌入。但是因为控制软件中包括大量的GIS数据接口函数,所以从理论上来讲其开发人员能够将ArcGIS所有功能全部实现。借助于VC++MFC平台和相关海图技术,也就能够实现其电子海图的显示功能。
3.2 电子海图的显示实现
在电子海图系统中S-57模块将其海域分解成若干个小单元,其中信息量的多少能够对其电子海图单元大小起到决定作用,但是必须要小于5MB,每一个单元均会有自己的编号,并且均有具体的有效范围以及编辑比例尺。其中电子海图的显示流程如图2所示。在电子海图显示设计中,首先也就需要依照屏幕上所显示的范围及其具体比例尺,检索到与其条件相符合的电子海图,之后对检索到电子海图中的相关数据读取,依照其数据找到具体的点线面物标位置、形状等相关信息,并在缓存中对其物标进行具体绘图,在最后对屏幕进行刷新,以完成整个显示。在这一系统中其显示部分均通过Android系统中的SurfaceView类实现的。其中SurfaceView能够从其内存或者是存储器方位方式(DMA)等一些硬件接口中直接将其图像相关数据获取,属于是Android系统中的一个重要绘图容器。在其电子海图单元显示过程中,不管是哪一个单元其海图要素均比较多,另外再加上电子海图中的漫游缩放等复杂操作,也就导致在绘制海图过程中,需要占用大量内存,其中SurfaceView也就能够将从主线程之外的线程中逐渐向屏幕进行绘图,从而有效的避免因为图画中的繁琐任务而导致其主线程出现阻塞情况,不管是程序的反应速度还是其相关操作的平滑性均能够得到显著提升。
4 结语
综上所述,以上在Android系统中采用GIS ArcEngine技术成功实现电子海图数据读取和显示功能,在S-52标准模块上对电子海图的渲染及显示成功完成,之后借助于电子海图上的经纬度相关信息,shapefile电子文件被成功转化为相关数据信息,这样对其电子海图的显示速度有大大的提升,并且还实现了电子海图的测量和定位功能。基于电子海图的显示设计可以明显看出这一海图精度较高,同时还能够实现和GPS数据、卫星遥感数据等相关信息的结合使用,从而大大提高其这一技术的应用前景和应用范围。
【参考文献】
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关键词:区域经济发展;工程创新人才;人才培养模式
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0028-04
区域是指地球表面一定的空间系统,包括一定地域内资源、环境与人口特征的社会结构[1]。地方高校肩负着为区域经济发展输送人才的重任。改革开放以来,国民经济快速发展,城市化进程加快,社会对工程创新人才需求量不断增加。当前高校人才培养目标、人才培养层次、学科专业设置以及课程与教学等方面尚不能完全满足区域经济快速发展的需求。如何以区域经济发展为导向培养创新人才,是时代的要求,是区域经济发展的需求,也是高等教育的新机遇和挑战。确定什么样的人才培养目标、办学特色、人才培养模式已成为高校尤其是地方高校面临的重要课题。
一、区域经济发展与创新人才培养的关系
(一)创新人才是区域经济发展的动力
人是生产力最重要最具有决定性的因素。人才在区域经济发展中具有基础性、战略性和决定性作用。在区域经济建设中,科技是关键,人才是核心,教育是基础。经济建设发展水平归根结底取决于劳动者素质和创新人才的数量和质量。创新人才是人才资源中的精华,是实施科教兴国战略的重要力量[2]。工程创新人才已经成为区域经济生产的关键要素,已成为推动区域经济发展的主要力量和动力源泉。
(二)创新人才培养是区域竞争的必然选择
随着经济全球化进程不断加快,科技日新月异,以经济为基础、科技为先导的竞争更为激烈,而这种竞争最终是人才的竞争,因此,培养创新人才不仅是高校发展的需要,也是区域经济发展的客观要求,竞争呼唤富有创新精神和创新能力的人才。一个地区的发展和建设对人才的需求是多样化的,其中创新人才已成为竞争的焦点,谁拥有创新人才,谁就拥有竞争力和主动权。事实证明,创新人才已构成区域竞争优势的核心要素。
(三)区域经济发展带动地方高校的发展
如图1所示,地方高等教育服务于区域经济发展,不仅是经济社会发展的客观要求,也是高校生存和发展的必由之路。综上所述,区域的经济发展需要教育保驾护航;反过来,地方高校教育发展需要区域经济实力的支撑,经济发展水平制约着教育发展的规模和速度。两者相互影响、相互制约,共同促进。
二、区域经济视角下的地方高校人才培养
(一)广东经济区域划分
广东省土地面积17.79万平方公里,行政区域划分为21个地级市,2011年底常住人口数为10 430万人,国内生产总值(GDP)53 000亿元,土地面积、人口数量、GDP分别占全国的1.8%、6.4% 和12.5%。广东省凭借得天独厚的区位优势和政策扶持,成为中国综合实力最强的省份之一,2007年首次超越“亚洲四小龙”中的台湾,成为全国第一经济大省。截至2008 年末,广东省生产总值达到35 696亿元(其中第一产业占5.4%,第二产业占50.3%,第三产业占44.3%)。
改革开放以来,随着深圳、珠海等一系列珠三角沿海城市逐步对外开放,这些地区的经济在有利政策引导以及先天地理优势下得到迅猛发展。但是由于省内区域自然条件基础、政策和社会经济、产业结构、人口素质、基础设施等要素存在差异,使珠江三角洲地区经济发展速度明显快于省内其他地区。国家统计部门把广东省21个地级市分划为珠江三角洲九市、东翼、西翼和山区五市。珠江三角洲九市包括广州、深圳、珠海、佛山、江门、东莞、中山、惠州、肇庆;东翼指汕头、汕尾、潮州、揭阳;西翼指湛江、茂名、阳江;山区五市指韶关、河源、梅州、清远、云浮。区域经济发展也存在着明显的不平衡性[2-3],不同区域经济发展水平和产业结构分布不同,对人才的要求不同,因此,高校应结合区域经济发展的需要来制定人才培养计划和培养方案。
(二)广东工业大学人才培养概况
广东工业大学是具有50多年历史的一所以工为主,工理经管文法结合的多学科协调发展的省属重点大学。长期坚持以人为本,坚持为地方经济建设、社会发展和科技进步服务的办学宗旨,坚守“与广东崛起共成长,为广东发展作贡献”的办学特色,紧跟广东经济社会转型和产业结构升级的步伐,是创新人才培养体系的教学研究型大学[4]。从1958年到2008年,已培养了本、专科毕业生共87 969人,其中本科生68 010人,专科生19 959人。目前拥有68个本科专业,全日制在校生47 000余人,本科生42 000余人,研究生4 750余人。长期以来,为广东区域经济发展培养了大量的应用型创新人才,毕业生中87.64%在广东省工作,其中74.51%在珠江三角洲九市工作。近年来,学校毕业生在广东珠三角、东西两翼和山区四大区域的分布比重分别约为88%、4%、3%、4%,与广东省各类专业技术人才的分布比重近似。
(三)以区域经济发展为导向,调整专业设置和人才培养目标
《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008―2020年)》指出了广东的区域协调发展道路,将按照主体功能区定位,优化珠江三角洲地区空间布局,以广州、深圳为中心,以珠江口东岸、西岸为重点,推进珠江三角洲地区区域经济一体化,带动环珠江三角洲地区加快发展,形成资源要素优化配置、地区优势充分发挥的协调发展新格局,因此,广东工业大学在人才培养目标和定位上紧紧围绕广东区域经济发展的规划进行部署。坚持“以优势学科为依托,结合学校现有专业,内涵发展与外延拓展相结合”的原则,改造现有专业,有预见地规划、设置及申报新专业(近三年,新增了物联网工程、安全工程、商务英语、景观建筑设计、通信工程、会展经济与管理、投资学、公共事业管理、道路桥梁与渡河工程、城市地下空间工程等10余个专业),把握广东省尤其是珠江三角洲区域的发展机遇,培养适应广东经济社会发展需要的工程创新人才。
大力培养适应广东中心城市发展需要的工程创新人才是广东工业大学人才培养的重要目标 [3-4]。广州市将充分发挥省会城市的优势,提升“广州佛山”同城效应,增强科技创新、文化引领和综合服务功能,发展高端服务业,加快建设先进制造业基地,提高自主创新能力,率先建立现代产业体系,建成面向世界、服务全国的国际大都市。深圳市作为经济特区,增强科技研发、高端服务功能,强化全国经济中心城市和国家创新型城市的地位。以深圳为核心,以东莞、惠州市为节点的珠江口东岸地区,将大力推进国际化进程,加快发展电子信息高端产品制造业,打造全球电子信息产业基地,大力发展金融、商务会展、物流、科技服务、文化创意等现代服务业。深圳将建设通讯设备、生物工程、新材料、新能源汽车等先进制造业和高技术产业基地。东莞将加快加工制造业转型升级。经济、管理、外语、信息、光电子、自动化、机电、材料与能源、生物、化工、艺术设计等专业,根据各区域产业功能规划及其布局变化,加强人才的适应性培养,增强毕业生的就业竞争优势。
广东大力发展开放型经济,坚持科学发展观,以信息化带动工业化。珠江三角洲将建立有关城市之间、部门之间、企业之间及社会广泛参与的多层次合作机制,实现区域经济一体化。建筑、土木工程、交通运输、物流、信息、计算机、应用数学、化工、法学、经济、管理、外语等专业,面临着良好的就业环境和机遇。
三、工程创新人才培养的若干有效措施
“创新”和“创新教育”无疑是当今高教改革最高的呼声,但创新人才培养教育系统应该如何设计,如何管理,如何使各要素有机配合、协调推进,是一项复杂的系统工程。创新人才培养体系,主要包括现代教育思想(创新观念)、办学定位和特色、质量保障体系和管理体制、校园文化和创新氛围等几个子系统(图2)。
建筑业是国内的支柱产业,广东工业大学土木工程专业办学历史悠久,已为社会输送了10 000名土建人才。下面结合土木工程专业人才培养,探讨应用型创新人才培养的有效措施。
(一)以现代教育理论和思想为指导,创新人才培养模式
首先,以现代教育理论与思想为指导,强调“以生为本”“创新教育”,制定科学的人才培养目标。按照“夯实基础,拓宽口径,注重素质,强化能力,突出特色”的思路,注重对学生综合素质、实践能力和创新创业能力的培养。如图3所示,根据人才培养目标的要求,秉承传统、发扬优势,立足学科前沿、依托办学特色,以服务区域经济社会发展为导向,构建毕业生素质、知识和能力结构三位一体的培养目标与培养模式[5-6]。
(二)优化课程体系,注重创新知识、理论、方法、技能的学习
优化课程体系,注重创新知识、理论、方法、技能的学习是人才培养的重要举措之一。第一步是开设有关创新、创业理论与知识的新课程。创新知识、理论、方法和技能是进行创新活动的基础,因此,课程设置必须作较大的调整,形成“通识+专业+创新”的课程体系。
(三)改革教学方法,加强创新能力、创新素质的培养
实践证明,传统的“填鸭式”“满堂灌”教学方法很难培养出优秀的创新型人才。近年来,国内外推出了许多有利于学生创新能力、创新素质培养与训练的教学方法,如研究式教学法、探讨式教学法、指导式教学法、案例教学法、模拟教学法、项目教学法、网络教学法、讨论式教学法、启发式教学法等[7]。这些教学方法尽管各有特色,但都注重指导、引导学生积极主动地思考、分析、探索、钻研、质疑,创造性地解决各种实际问题,能启迪智慧、开拓思维、引发想象、激发创新灵感与创造力。
(四)加强实践教学,强化工程训练,搭建实践教学平台
土木工程专业是一个理论性和实践性并重的专业,必须加强实践性教学。搭建了两个实践教学平台,一是指以工程素质培养为主线的基础课程体系平台;二是指以学科交叉融合为依托的宽口径应用型创新人才的综合训练平台。强调“两个结合”:一是以学生为主体的“理论与实践结合”;二是以教师为主导的“应用与科研结合”。建立了一批稳定的土木工程专业校内和校外实习基地。
(五)改革考核与评估标准
考核与评估,对人才培养与选拔具有较大的制约与影响。要培养应用型创新人才,就必须进行考核与评估标准的改革与创新,无论是实验、课程设计、项目设计、实习、作业、毕业设计、毕业论文的成绩评定,还是期末考试的内容设定都要突出创新能力与创新素质的相关考核与检测。
(六)搭建创新平台,营造科研氛围
通过创新实验和科技竞赛活动,开展创新教育,实现“理论是基础,实践是保障,创新是重点,竞赛活动是载体”的创新人才培养思路。以培养学生的创新精神和实践能力为核心,开展具有土木工程专业特色和较高科技含量的校园科技实践活动。学院定期主办一年一度的竞赛,“力学架构大赛”“环保建模设计制作”“工程测绘竞赛”“创新实验技能竞赛”等成为学生课外科技活动的品牌项目。组织学生积极参加全国大学生测绘科技创新论文大赛、大学生科技制作“挑战杯”竞赛、力学架构、周培源力学竞赛、全国大学生制图与建模大赛,以及各类(国家级、省级和校级)大学生创新实验,鼓励学生积极开展各种科研与创新活动[8-9],培养创新意识和创新能力。
(七)建设创新型师资队伍
大学要靠大师来支撑,名校要靠名师去造就。高校要推行创新教育,培养高素质的创新人才,就必须加强高素质创新型师资队伍建设。俗话说“名师出高徒”,只有教师自身的科研、创新能力强才能给学生很好的指导与培养。如果教师缺乏科研与创新能力,很难培养出科研、创新能力强的优秀学生。
四、结语
综上所述,文章分析了区域经济发展与创新人才培养的关系,广东区域
经济划分和发展特点。结合广东工业大学人才培养定位和办学特色,以及对广东经济建设发展的贡献,分析了以区域经济发展为导向的地方高校工程创新人才培养面临的问题和挑战,提出了加强工程创新人才培养的策略和措施。因此,相关研究对目前高校推行的“质量工程”、专业建设和调整,以及地方院校人才培养具有一定的借鉴价值。
参考文献:
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[9] 徐志文,詹伟达,唐雁峰.工程创新实践教学平台与工程创新人才培养问题探析[J].教育管理,2012 (3):39-41.
Engineering innovative talents training of local universities oriented towards regional economic development
LIU Yongjian, LI Lijuan, WU Yanhai, YANG Rui
(Faculty of Civil and Transportation Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, P. R. China)