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關(guān)鍵詞:地理國情;普查;監(jiān)測(cè)
中圖分類號(hào):X924文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
依托國家現(xiàn)代化測(cè)繪基準(zhǔn)體系,提供更加豐富的測(cè)繪基準(zhǔn)信息產(chǎn)品,才能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高精度、全覆蓋、三維、動(dòng)態(tài)測(cè)繪基準(zhǔn)信息的需求。通過進(jìn)一步加強(qiáng)測(cè)繪地理信息檔案資料數(shù)據(jù)庫建設(shè),強(qiáng)化測(cè)繪地理信息檔案信息化服務(wù),充分發(fā)揮測(cè)繪地理信息檔案資料在地理國情分析、測(cè)繪地理信息項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作中的基礎(chǔ)參考作用[1]。
1地理國情普查的測(cè)繪技術(shù)
隨著空間技術(shù)和信息技術(shù)等不斷進(jìn)步,國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化進(jìn)程加快,測(cè)繪事業(yè)面臨著技術(shù)手段、服務(wù)層次和資源配置方式等方面的深刻變化。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活水平的提升對(duì)地理信息資源的需求迅速增長(zhǎng),面向全社會(huì)提供地理空間信息服務(wù)是近幾年測(cè)繪學(xué)科發(fā)展的主要任務(wù),同時(shí)也標(biāo)志著我國測(cè)繪現(xiàn)代化和信息化發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。測(cè)繪學(xué)科發(fā)展主要依賴信息化測(cè)繪體系建設(shè)中的地理空間信息理論、技術(shù)、方法以及應(yīng)用服務(wù)方面的進(jìn)步。如北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)、現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)建設(shè)、海島礁聯(lián)測(cè)、“天繪”和“資源j號(hào)”測(cè)繪衛(wèi)星、國家1:50000基準(zhǔn)地理信息數(shù)據(jù)庫更新、西部測(cè)圖工程、地理國情監(jiān)測(cè)、應(yīng)急測(cè)繪技術(shù)、數(shù)字城市、全國地理信息公共服務(wù)平臺(tái)與天地圖等10大工程既推進(jìn)了信息化測(cè)繪體系建設(shè)的進(jìn)程,同時(shí)也促進(jìn)了測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展。
2地理國情普查和監(jiān)測(cè)的意義
2.1推進(jìn)地理信息資源開發(fā)利用
加強(qiáng)地理信息資源開發(fā)利用是地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容之一,對(duì)于推動(dòng)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展具有重要意義。要根據(jù)政府、企業(yè)、社會(huì)以及人們生活的實(shí)際需要,大力開發(fā)地理信息社會(huì)化應(yīng)用產(chǎn)品,加快發(fā)展車載導(dǎo)航、手機(jī)定位、便攜式移動(dòng)導(dǎo)航、互聯(lián)網(wǎng)地理信息服務(wù)以及電子商務(wù)、智能交通、現(xiàn)代物流等方面的位置服務(wù)產(chǎn)品,不斷拓展地理信息應(yīng)用的深度和廣度,提高地理信息產(chǎn)品附加值,充分滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)地理信息服務(wù)日益增長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)需求。要充分利用現(xiàn)代高科技產(chǎn)品、特別是消費(fèi)電子產(chǎn)品承載地理信息服務(wù)的能力,積極創(chuàng)造和培育新的需求、新的市場(chǎng),開發(fā)基于地理信息的電子游戲產(chǎn)品、地理信息電視頻道或欄目、基于數(shù)碼相機(jī)的位置服務(wù)產(chǎn)品以及物聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)產(chǎn)品等,滿足各類個(gè)性化需求和大眾需要,全面拓展地理信息消費(fèi)市場(chǎng)[2]。
2.2加快技術(shù)自主創(chuàng)新步伐
發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)測(cè)繪地理信息技術(shù),是推動(dòng)地理信息資源開發(fā)利用的重要基礎(chǔ),也是增強(qiáng)地理信息產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、占領(lǐng)地理信息產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的重要途徑。要緊緊圍繞測(cè)繪地理信息事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù),堅(jiān)持“自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來”的基本方針,不斷完善創(chuàng)新體系,提高創(chuàng)新能力。進(jìn)一步確立企業(yè)在自主創(chuàng)新中的主體地位,充分發(fā)揮市場(chǎng)配置科技資源的基礎(chǔ)作用,尤其要為企業(yè)參與科研活動(dòng)創(chuàng)造經(jīng)費(fèi)、政策等支撐條件。
3加強(qiáng)地理國情普查和監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
國土整治是指對(duì)國土資源的考察、開發(fā)、利用、治理和保護(hù)以及為此目的進(jìn)行的國土規(guī)劃、國土立法及國土管理工作。譬如國土資源部主頁的欄目中既有土地資源、礦產(chǎn)資源、海洋資源的管理,也有基礎(chǔ)測(cè)繪、地質(zhì)調(diào)查、國土規(guī)劃、土地監(jiān)測(cè)等欄目,還有“西部大開發(fā)”:“全球資源戰(zhàn)略”等宏觀信息,這些都屬于國土整治工作的范疇。國土整治工作既有全國范圍跨區(qū)域的,也有區(qū)域性的,其目的都是為了區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展[3]。
由于我國國土遼闊,自然資源、地理環(huán)境的區(qū)域差異大,社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平發(fā)展的地區(qū)不平衡,所以國土整治工作要因地制宜。換句話說,就是要具體問題具體分析。譬如我國西北地區(qū)與東南沿海相比,西部地區(qū)盡管資源豐富,但經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、科技水平、交通建設(shè)都比較落后,自然環(huán)境也比較惡劣。遙感技術(shù)是比較成熟的技術(shù),教材對(duì)遙感技術(shù)的概念、工作原理及其作用等內(nèi)容的介紹比較詳細(xì)。適當(dāng)介紹一些航空、航天遙感相片與普通地圖的區(qū)別,加深對(duì)通過現(xiàn)代化科技手段遠(yuǎn)距離探測(cè)、感知地理環(huán)境事物、獲取圖像信息的認(rèn)識(shí),理解“遙感是人的視覺的延伸”這句話的含義。要注意遙感技術(shù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)與國土整治方面應(yīng)用,例如對(duì)氣象、水文預(yù)報(bào)、災(zāi)情預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預(yù)測(cè)等。地理信息系統(tǒng)是信息時(shí)代的標(biāo)志性技術(shù)之一。地理信息屬于空間信息,具有多維結(jié)構(gòu)、時(shí)序明顯等特征。GIS技術(shù)對(duì)于地圖制圖、空間信息處理、國土資源變化的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)等方面功能強(qiáng)大。要認(rèn)識(shí)GIS技術(shù)的重要作用及其應(yīng)用的廣泛性,認(rèn)識(shí)到“GIS技術(shù)是地圖的延伸,凡是用到地圖或需要處理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域,都可以借助GIS技術(shù)”,從而加深對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)和了解[4]。
全球定位系統(tǒng)是利用衛(wèi)星進(jìn)行全球范圍內(nèi)的導(dǎo)航、定位的高科技信息技術(shù),是現(xiàn)代化高新技術(shù)的重要組成部分。這種技術(shù)的難度比較高,形成初步的認(rèn)識(shí)即可。有條件的可讓親自操作“GPS信號(hào)接收機(jī)”,學(xué)會(huì)“實(shí)時(shí)定位”的基本方法,體驗(yàn)GPS技術(shù)所具有的魅力。
結(jié)論
總之,只有充分利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),提供在線地形圖與基礎(chǔ)地理信息服務(wù),才能全面實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)向提供地理信息綜合服務(wù)的轉(zhuǎn)變。同時(shí)要進(jìn)一步增強(qiáng)通過手機(jī)、電視、電腦以及各種便攜式設(shè)備等媒介提供測(cè)繪地理信息服務(wù)的能力,建立便捷高效的測(cè)繪地理信息公共服務(wù)新模式。
參考文獻(xiàn):
[1] 景小元,燕晉寧. 地理國情普查中的地理攝影要素與技法[J]. 科技信息,2013,20:204-206.
[2] 葉瑋,雷邦俊,. 地理國情普查工作中車載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)更新DEM方法的探討[J]. 測(cè)繪通報(bào),2013,08:58-60.
[關(guān)鍵詞] 地圖制圖 地理信息 空間數(shù)據(jù)庫 可視化 數(shù)據(jù)挖掘 網(wǎng)格
地圖制圖學(xué)與地理信息工程是研究利用圖形科學(xué)、抽象概括地反映自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)各種要素和現(xiàn)象的空間分布、相互聯(lián)系、空間關(guān)系及其動(dòng)態(tài)變化,并對(duì)空間地理環(huán)境信息進(jìn)行獲取、智能抽象、存儲(chǔ)、管理、分析、處理和可視化,建立相應(yīng)的空間信息系統(tǒng),以圖形和影像方式傳輸空間地理環(huán)境信息的科學(xué)。
隨著計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)的發(fā)展以及多學(xué)科理論的相互滲透,以地理空間信息數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)地圖制圖、地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主體的數(shù)字化地圖制圖,已經(jīng)取代了傳統(tǒng)手工地圖制圖,并正向以地理空間信息綜合服務(wù)為核心的信息化地圖制圖與地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,地理空間信息獲取的天、空、地一體化、信息處理的智能化、信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化正在成為信息時(shí)代地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的新特征。當(dāng)前,我省地圖制圖與地理信息系統(tǒng)工程的技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展與全國先進(jìn)省份相比,還存在一定的差距。因此,進(jìn)一步總結(jié)我省地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r,分析所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,明確今后一段時(shí)期的發(fā)展方向,是十分必要的。
1 地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科取得的進(jìn)展
地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科有其特殊的社會(huì)任務(wù)和科學(xué)任務(wù)。它的社會(huì)任務(wù)是:從社會(huì)需求出發(fā),設(shè)計(jì)和制作不同種類的地圖,建立各類空間數(shù)據(jù)庫和專題地理信息系統(tǒng),為資源調(diào)查與開發(fā)、工程建設(shè)與規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害治理、宏觀管理與社會(huì)應(yīng)用等服務(wù)。它的科學(xué)任務(wù)是:為完成其它任務(wù)提供一系列理論、方法和技術(shù)支持,如地圖空間認(rèn)知理論、地圖自動(dòng)綜合理論和方法、空間數(shù)據(jù)不確定性理論和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)、空間數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)方法、空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、基于網(wǎng)格的地理空間信息管理與服務(wù)技術(shù)等。近年來,我省地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科取得了一些重要進(jìn)展。
1.1 地圖制圖生產(chǎn)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了由手工模擬地圖制圖向現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)字制圖的轉(zhuǎn)變
“十五”期間,我省地圖制圖生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的手工地圖制圖技術(shù)向現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)字制圖技術(shù)的跨越式發(fā)展,地圖制圖與出版的數(shù)字化與一體化已成為我省地圖制圖生產(chǎn)的基本技術(shù)手段,基本改變了地圖制圖技術(shù)的落后狀況,提高了成圖速度,縮短了成圖周期,適應(yīng)了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需求。目前,常見的地圖制圖數(shù)據(jù)模型有兩種:面向計(jì)算機(jī)地圖制圖的數(shù)據(jù)模型和面向GIS的建庫數(shù)據(jù)模型。前者以滿足地圖制圖規(guī)范與圖式要求為核心,強(qiáng)調(diào)要素的符號(hào)化,以制圖效率與質(zhì)量作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),適合于地圖制圖;后者以地理空間對(duì)象(包含圖形信息、高程信息和空間關(guān)系信息)的表達(dá)為核心,不強(qiáng)調(diào)物理特征的符號(hào)化表達(dá),以檢索查詢和空間分析效率作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),適合于計(jì)算機(jī)識(shí)別、空間分析和計(jì)算(簡(jiǎn)燦良,2008)。有的專家提出一種同時(shí)面向地圖制圖和GIS的數(shù)據(jù)模型,將矢量地理信息與符號(hào)化地圖圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)融合,在統(tǒng)一平臺(tái)上一次性地完成地理信息的生產(chǎn)和更新、地圖制作及圖形信息再現(xiàn)。
1.2 初步構(gòu)建了我省基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫,空間數(shù)據(jù)索引技術(shù)研究進(jìn)一步深入
繼建立我省l:25萬、1:5萬數(shù)字線劃圖(DLG)數(shù)據(jù)庫、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫等之后,又建成了我省1:1萬數(shù)字線劃圖(DLG)數(shù)據(jù)庫、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫( 葉榮青,2007 )。各設(shè)區(qū)市l(wèi):2000、1:1000、1:500基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫也在建設(shè)之中,基本建立了福建省地理空間基礎(chǔ)框架,為我省區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)、科學(xué)管理和重大工程建設(shè)提供了及時(shí)可靠的基礎(chǔ)地理空間信息保障。但海量空間數(shù)據(jù)的組織與快速檢索仍是空間數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。一種大數(shù)據(jù)量森林場(chǎng)景組織及其實(shí)時(shí)繪制方法(李建微、陳崇成等,2007),針對(duì)森林場(chǎng)景建模的復(fù)雜性和大數(shù)據(jù)量等特點(diǎn),并在對(duì)比分析各種場(chǎng)景組織算法的基礎(chǔ)上,闡述了采用八叉數(shù)結(jié)構(gòu)(Octree)來組織森林場(chǎng)景的流程,提出了層次包圍盒+線性邊緣檢測(cè)的預(yù)裁剪算法,并將該算法應(yīng)用于大數(shù)據(jù)量森林場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制;通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得出了八叉樹結(jié)構(gòu)對(duì)場(chǎng)景不同劃分深度對(duì)繪制效率影響的規(guī)律,對(duì)大數(shù)據(jù)量的組織管理,進(jìn)行有益探索。
1.3 省、市地圖集的編纂出版水平有了新的提高
20世紀(jì)70年代以前,由于受制圖技術(shù)手段、印刷工藝的制約,地圖產(chǎn)品多數(shù)為手工繪制或單色機(jī)器印刷的單張圖,地圖表現(xiàn)形式單調(diào),內(nèi)容簡(jiǎn)單。地圖集(冊(cè))的編制出版工作也受技術(shù)制約,發(fā)展緩慢。1962年,我省編制出版了第一本《福建省地圖集》,直到1989年才編制出版第二本《福建省海岸帶與海涂資源綜合調(diào)查地圖集》。1995年之前,編制出版全國范圍的地圖冊(cè)一本,全省范圍的地圖冊(cè)兩本。上述圖集(冊(cè))均為手工繪制,地圖符號(hào)、線劃較為粗糙,色彩表現(xiàn)力不強(qiáng),內(nèi)容詳盡程度也受到一定影響。90年代后期,計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和四色印刷技術(shù)的應(yīng)用,地圖集(冊(cè))的編制和出版也有了新的提高。相繼編制出版了《福建省農(nóng)業(yè)地圖集》(1995)、《福建省海島資源綜合調(diào)查地圖集》(1997)、《福建省自然地圖集》(1998)、《福建省普通地圖集》(1999)、《福建省歷史地圖集》(2004)、《福建省文物地圖集》(2007)、《福建省行政區(qū)劃地圖集》(2007)、《中國精品地圖冊(cè)》(2007)、《中國高速公路營運(yùn)里程及城鄉(xiāng)公路網(wǎng)地圖集》(2007)、《中國城市間快速行車指南地圖集》(2007)、《福建省情地圖集》(2008),編制出版了全國性、區(qū)域性和?。ㄊ小⒖h)地圖冊(cè)幾十種。此外,還與臺(tái)灣大輿出版社聯(lián)合編制出版了《臺(tái)灣省地圖冊(cè)》。同時(shí),還編制出版了福州、廈門、泉州市多媒體電子地圖。地圖集(冊(cè))的編制呈現(xiàn)多方位、多品種、形式多樣、內(nèi)容豐富、信息量大的發(fā)展態(tài)勢(shì),其應(yīng)用已涉及到各行各業(yè),在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、政府輔助決策中發(fā)揮了重要作用。
1.4 電子地圖和地理信息系統(tǒng)技術(shù)緊跟國內(nèi)先進(jìn)水平,地理信息服務(wù)形式更加多樣化
隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展,各種專業(yè)應(yīng)用GIS中的電子地圖、多媒體電子地圖(地圖集)、網(wǎng)絡(luò)電子地圖、導(dǎo)航電子地圖等多種地圖可視化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。例如,福建省地圖出版社編制出版的《福州市電子地圖》(2001)、《泉州市多媒體電子地圖》(2003)、《福建省城市三維電子地圖》(2007);福建省基礎(chǔ)地理信息中心研制的《福建省三維電子地圖》(2007);福州市勘測(cè)院編制《福州之窗電子地圖》(2004)等。與此同時(shí),用戶范圍也更加大眾化。
近年來,我省地理信息系統(tǒng)技術(shù)快速發(fā)展,緊跟國內(nèi)先進(jìn)水平。福州大學(xué)參與研究的國家863 計(jì)劃“面向網(wǎng)絡(luò)海量空間數(shù)據(jù)處理的大型GIS 開發(fā)”項(xiàng)目立足技術(shù)創(chuàng)新,在解決面向空間實(shí)體及其關(guān)系的數(shù)據(jù)組織、高效海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與索引、分布式計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)問題的基礎(chǔ)上,開發(fā)了具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、可支持國家級(jí)空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大型地理信息系統(tǒng)(GIS)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)??臻g數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和空間應(yīng)用服務(wù)器可以在Unix/Linux 大型服務(wù)器上運(yùn)行,具有TB 級(jí)空間數(shù)據(jù)處理能力、安全級(jí)別達(dá)到B2 級(jí),可以支持局域、廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下空間數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算,可供國家級(jí)空間數(shù)據(jù)處理與交換中心以及大型GIS 應(yīng)用工程使用。此外,福州大學(xué)還在國內(nèi)率先成功研究開發(fā)了基于XML Web Services技術(shù)、SOA體系架構(gòu)和SaaS運(yùn)行模式的城市空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái),通過對(duì)地理信息內(nèi)容和GIS 功能的集中管理,并為應(yīng)用開發(fā)人員提供基于Web Services 的二次開發(fā)接口,實(shí)現(xiàn)與各種Web 應(yīng)用的快速集成,從而為地理空間信息的應(yīng)用提供了基于GIS信息與應(yīng)用的公共服務(wù)平臺(tái),為我國“數(shù)字城市”、政府和企業(yè)信息化建設(shè)提供了一種經(jīng)濟(jì)適用的地理空間信息應(yīng)用解決方案。地理信息系統(tǒng)研究結(jié)合福建省情,立足解決區(qū)域發(fā)展的實(shí)際問題,在不同行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
3S 綜合應(yīng)用與服務(wù)體系。福州大學(xué)通過開展二期國家863課題研究,以多時(shí)相、多類型的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(包括微波雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)和光學(xué)遙感數(shù)據(jù))為信息源,以國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)軟件為分析和管理工具,以全球定位系統(tǒng)為空間定位手段,以寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為信息傳輸,開展面向福建省國土資源、農(nóng)業(yè)、海洋環(huán)境和林業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)更新、信息管理和共享服務(wù)應(yīng)用示范系統(tǒng)的研究和開發(fā);開發(fā)了省級(jí)、行業(yè)級(jí)和縣市級(jí)等不同空間尺度和主題層次的業(yè)務(wù)運(yùn)行示范系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行的面向用戶的數(shù)據(jù)交換、互操作和應(yīng)用服務(wù)。建立了“省―地(市)―縣”三級(jí)國土資源環(huán)境和林業(yè)專題應(yīng)用示范系統(tǒng);開發(fā)區(qū)域海洋區(qū)劃和省級(jí)海洋監(jiān)測(cè)集成與服務(wù)系統(tǒng);開展網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)在“3S”應(yīng)用系統(tǒng)中的集成,面向林業(yè)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的多源遙感數(shù)據(jù)融合算法、面向林業(yè)或海洋應(yīng)用的數(shù)據(jù)挖掘、空間信息的表達(dá)、網(wǎng)絡(luò)共享與服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究。如福建省林業(yè)信息共享服務(wù)平臺(tái)中的信息共享方案設(shè)計(jì)(梁娟珠、涂平,2006),以“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)為背景,針對(duì)信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中的信息共享體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫共享方案、數(shù)據(jù)交換體系三個(gè)主要方面提出福建省林業(yè)信息共享方案,并對(duì)信息安全問題進(jìn)行了論述?;谑。厥校h信息共享平臺(tái)的大型3S 綜合應(yīng)用與服務(wù)體系,其成果先后獲得福建省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
省級(jí)政務(wù)信息共享平臺(tái)。福州大學(xué)通過國家863課題開展省級(jí)政務(wù)信息共享平臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用研究。建立 “?。兀ㄊ校h”政務(wù)信息寬帶網(wǎng)絡(luò)之上的信息共享服務(wù)樞紐。實(shí)現(xiàn)了分布式政務(wù)信息的訪問、查詢、轉(zhuǎn)換、下載、交換和集成,并提供用戶管理、安全管理、數(shù)據(jù)目錄管理、異構(gòu)數(shù)據(jù)共享和交換、協(xié)同辦公服務(wù)、分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的集成與應(yīng)用等綜合服務(wù)功能。面向電子政務(wù)的地理信息服務(wù)研究,根據(jù)電子政務(wù)建設(shè)對(duì)地理信息服務(wù)的實(shí)際需求,提出了地理信息服務(wù)體系和面向電子政務(wù)的地理信息服務(wù)層次結(jié)構(gòu)模型,提出了“體、層、條、塊”的地理信息服務(wù)體系分類方法,并用“塔、層、面、塊”的塔型結(jié)構(gòu)予以表達(dá)。探索和基本解決了面向電子政務(wù)的地理信息服務(wù)體系建設(shè)中的地理信息交互式可視化表達(dá)等五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。如數(shù)字區(qū)域應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施研究(吳升、王欽敏等,2006),針對(duì)當(dāng)前數(shù)字區(qū)域工程建設(shè)普遍存在的一些問題,提出“數(shù)字區(qū)域”應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的概念,對(duì)其研究背景、參考模型和面向信息共享的公共應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了論述。數(shù)字區(qū)域應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施是在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施上層的基礎(chǔ)設(shè)施,它為電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字城市等各種數(shù)字區(qū)域信息化應(yīng)用工程提供基礎(chǔ)性的應(yīng)用服務(wù)支撐。由專業(yè)信息服務(wù)機(jī)構(gòu)、管理辦法、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)和公共應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)構(gòu)成。信息服務(wù)機(jī)構(gòu)是數(shù)字區(qū)域應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的主體,是有效聯(lián)系信息需求方和信息擁有方的橋梁;公共應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)是數(shù)字區(qū)域應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的核心,為區(qū)域信息共享和交換提供了統(tǒng)一的構(gòu)架和解決方案。其中,元數(shù)據(jù)管理和目錄服務(wù)平臺(tái)為信息的和查詢提供了“一站式”入口;信息共享與協(xié)作服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫的信息共享和交換;地理空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地理空間信息的集中式共享。最后,總結(jié)了“數(shù)字福建”應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成果,對(duì)“十一五”“數(shù)字福建”工程的需求和發(fā)展作了展望。面向電子政務(wù)的地理信息系統(tǒng)研究(盧毅敏、汪小欽等,2006),主要針對(duì)電子政務(wù)GIS中基于Web的地圖技術(shù)、空間元數(shù)據(jù)技術(shù)、空間信息協(xié)同組織技術(shù)、空間信息可視化表達(dá)技術(shù)、地理編碼技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了具體的討論與應(yīng)用。
1.5 地圖自動(dòng)制圖綜合研究取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展
人在制圖綜合過程中的思維方式主要表現(xiàn)為抽象思維、視覺思維。計(jì)算機(jī)能在多大程度上模擬人在制圖綜合過程中的思維方式,認(rèn)知科學(xué)采用功能模擬的方法來研究人腦思維規(guī)律,通過計(jì)算機(jī)按照模擬模型來模擬人腦的思維過程。其模擬結(jié)果的正確程度完全取決于模擬模型和輸入數(shù)據(jù)是否客觀、正確反映了人腦思維系統(tǒng)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)模擬包括制圖綜合過程中基于聯(lián)系的歸納推理、基于過程的形式推理和基于規(guī)則的演繹推理;而對(duì)于制圖綜合過程中的視覺思維,計(jì)算機(jī)模擬起來就困難了。同時(shí),用計(jì)算機(jī)模擬制圖綜合過程中人腦的思維方式,求解制圖綜合的問題,無論是數(shù)據(jù)處理還是知識(shí)處理,都必須具備問題形式化、可計(jì)算性、合理的復(fù)雜度等三個(gè)前提條件,這都是難度很大的問題。國內(nèi)很多學(xué)者在解決自動(dòng)綜合的許多難題方面做了大量的工作,包括基于知識(shí)的自動(dòng)綜合處理模型、基于遺傳算法的自動(dòng)綜合處理模型、基于ABTM的自動(dòng)綜合處理模型、基于彈性力學(xué)原理的自動(dòng)綜合關(guān)系處理模型、基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)綜合處理模型等等。特別是提出了自動(dòng)綜合鏈及其自動(dòng)生成的理論和方法,以及據(jù)此建立的自動(dòng)綜合過程控制模型,為電子計(jì)算機(jī)按照模擬模型來模擬人在制圖綜合過程中的思維方式創(chuàng)造了十分有利的條件。福州市勘測(cè)院研制1:500到1:2000城市大比例尺地圖縮編系統(tǒng),系統(tǒng)基于Visual Studio .Net開發(fā)平臺(tái)、FME2004數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺(tái),綜合應(yīng)用C#、、FMEObjects、MDL、數(shù)據(jù)庫、XML等計(jì)算機(jī)技術(shù),采用MVC設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)的、面向?qū)ο蟮慕M件式技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。實(shí)現(xiàn)要素合并、要素化簡(jiǎn)、要素抽稀、要素移位以及縮編知識(shí)庫維護(hù)等。
1.6 空間數(shù)據(jù)不確定性研究進(jìn)一步深化
空間數(shù)據(jù)的不確定性主要探討和研究空間數(shù)據(jù)誤差和不確定性,及其誤差傳播和控制的方法。不同空間分辨率DEM提取坡度不確定性研究(陳楠、湯國安等,2006)運(yùn)用信息論與統(tǒng)計(jì)學(xué)一些指標(biāo)及比較分析的方法,以1:1萬DEM為研究對(duì)象。定性地分析了在黃土丘陵溝壑區(qū)DEM空間分辨率對(duì)所提取的坡度信息的不確定性影響,并建立了定量的計(jì)算公式。黃土高原丘坡信息DEM提取算法的應(yīng)用(陳楠、王欽敏等,2006),選擇代表黃土高原地貌類型(丘陵溝壑區(qū)、梁峁區(qū)、高原丘陵過渡區(qū))的75個(gè)樣區(qū)(每個(gè)樣區(qū)約4 km2),以1:1萬水平分辨率為5m的DEM為研究對(duì)象,研究不同算法對(duì)提取地面坡度精度的影響,提出了對(duì)坡度和坡向精度進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo),并獲得了以上指標(biāo)與分辨率的函數(shù)關(guān)系,所得函數(shù)關(guān)系可為實(shí)際工作部門選取適宜的DEM分辨率提供依據(jù)。
1.7 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)向通用化和實(shí)用化發(fā)展
空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)過去主要集中在虛擬地理環(huán)境的基礎(chǔ)理論及相關(guān)學(xué)科應(yīng)用技術(shù)的引進(jìn)和研究。福州大學(xué)2002年以來選擇大場(chǎng)景、高復(fù)雜度、強(qiáng)交互的虛擬森林環(huán)境為研究對(duì)象,提出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)、空間信息技術(shù)、圖形學(xué)等原理的分布式虛擬森林景觀的構(gòu)建原理,并在國際上首次按單樹建模―林分場(chǎng)景―森林景觀等三級(jí)尺度實(shí)現(xiàn)的技術(shù)體系。該研究小組已成為國內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)地、持續(xù)開展虛擬森林環(huán)境的3個(gè)研究小組之一。主要完成的成果包括:(1)基于OpenGL開發(fā)了一個(gè)參數(shù)化單樹建模工具,并在其它應(yīng)用項(xiàng)目得到推廣應(yīng)用;(2)開發(fā)成功面向森林經(jīng)營管理需要的虛擬森林環(huán)境。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)2維GIS與3維仿真功能的緊密結(jié)合;(3)基于HLA的開發(fā)分布式協(xié)同森林滅火仿真原型系統(tǒng)。(4)基于本體技術(shù)開展了面向滅火決策的領(lǐng)域本體知識(shí)庫系統(tǒng)的研究與原型系統(tǒng)開發(fā);(5)開展了基于L-system的南方果樹-芒果、龍眼的建模,實(shí)現(xiàn)了果樹在年周期和生命周期內(nèi)的生理生態(tài)生長(zhǎng)發(fā)育過程3D表達(dá);(6)初步探索了顧及光合作用的果樹生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)建模、三維建模,展示了在不同環(huán)境因子和經(jīng)營參數(shù)控制下龍眼的生長(zhǎng)變化過程。林開輝,陳崇成等(2006)針對(duì)虛擬森林滅火仿真需要多種不同要素同時(shí)參與滅火仿真的功能需求,提出了一種基于HLA 的可擴(kuò)展的分布式森林滅火仿真體系結(jié)構(gòu)??捎糜诘乩矶嗑S信息的綜合管理、協(xié)同規(guī)劃、設(shè)計(jì)與決策等,可為數(shù)字省、數(shù)字城市、數(shù)字行業(yè)建設(shè)提供方法和技術(shù)支撐。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中場(chǎng)景的建模和控制一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn),江輝仙、林廣發(fā)等(2006)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)地理信息系統(tǒng)(VRGIS)技術(shù)建立庫區(qū)三維仿真系統(tǒng),結(jié)合影響水土流失的各種因素,利用GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)處理和分析的特殊功能,實(shí)現(xiàn)水土流失監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與圖形的有機(jī)結(jié)合,提高水土流失監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)具有三維性、交互性、多媒體集成性和境界逼真性。省基礎(chǔ)地理信息中心基于三維地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)福建省三維基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)(政務(wù)網(wǎng)),實(shí)現(xiàn)三維地理信息的查詢、瀏覽,政務(wù)信息的查詢、瀏覽,專題地理信息的加載及地名地址信息的上傳、標(biāo)注等功能;開發(fā)了基于三維基礎(chǔ)地理信息的地震救災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害、森林防火、核電規(guī)劃、交通規(guī)劃、城市三維、旅游三維、治安管理等專題三維地理信息系統(tǒng)。
1.8 空間數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)研究越來越受重視
面向地學(xué)和資源環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用的空間數(shù)據(jù)挖掘,除了能提取地理實(shí)體幾何特征知識(shí)外,還能發(fā)現(xiàn)空間分布、空間關(guān)聯(lián)、空間層次、空間演變等知識(shí)。福州大學(xué)面向資源與環(huán)境問題,以多源、異構(gòu)的海洋、林業(yè)、國土等行業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(如各類監(jiān)測(cè)臺(tái)站、衛(wèi)星遙感等平臺(tái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))為對(duì)象,開展多尺度空間數(shù)據(jù)的可視化挖掘提供理論框架、技術(shù)方法和原型系統(tǒng)研究,在空間離群點(diǎn)的識(shí)別與分析、空間關(guān)聯(lián)規(guī)則提取、高維空間數(shù)據(jù)聚類、高分辨率光學(xué)遙感數(shù)據(jù)聚類等空間數(shù)據(jù)挖掘算法以及在空間數(shù)據(jù)挖掘的原始數(shù)據(jù)、挖掘結(jié)果的可視化表達(dá)以及挖掘過程的可視化交互探索方法等方向取得進(jìn)展,推動(dòng)了地區(qū)空間數(shù)據(jù)深度挖掘的研究與應(yīng)用水平,空間數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)取得了顯著進(jìn)展。(1)基于時(shí)空統(tǒng)計(jì)的方法,如鐘春棋、曾從盛(2007),基于RS與GIS的福州市景觀格局動(dòng)態(tài)演化研究,在RS與GIS技術(shù)支持下,利用1986年、1993年和2000年3期TM遙感影像,選取反應(yīng)景觀空間結(jié)構(gòu)和景觀異質(zhì)性的指數(shù),分析了福州市區(qū)景觀格局及動(dòng)態(tài)變化的特征。(2)基于空間關(guān)聯(lián)規(guī)則的方法,主要指空間對(duì)象之間的空間和非空間關(guān)系,如廈門市濕地時(shí)空演化的遙感動(dòng)態(tài)分析(李春華、沙晉明,2007):以廈門市近20年來多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,采用RS和GIS技術(shù)提取濕地動(dòng)態(tài)變化信息;綜合運(yùn)用多項(xiàng)式回歸、馬爾可夫模型、虛擬地理環(huán)境技術(shù)對(duì)廈門市濕地時(shí)空演化趨勢(shì)進(jìn)行模擬分析和定量預(yù)測(cè)研究,建立廈門市濕地動(dòng)態(tài)變化系列圖譜。邱炳文, 王欽敏等(2007)采用Moran's I系數(shù)的自相關(guān)圖來表示土地利用及其影響因子的空間自相關(guān)性特征,并且在此基礎(chǔ)上建立了土地利用與影響因子的空間自回歸方程。(3)基于求解問題不確定性的方法,包括粗集理論(Rough Set Theory)和云理論(Cloudy Theory);(4)基于可視化的方法,如土地利用與土地覆蓋變化信息的圖譜研究(余明、李慧珍,2007),應(yīng)用RS和GIS復(fù)合技術(shù)提取土地利用信息圖譜,從現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)、發(fā)展變化(凈變化與相互轉(zhuǎn)化)等方面進(jìn)行土地利用信息定性和定量的分析,并建立了實(shí)驗(yàn)區(qū)土地利用演變過程和空間擴(kuò)展圖譜,其研究和建立的土地利用斑塊形態(tài)與擴(kuò)展圖譜,在一定程度上反映了地學(xué)信息圖譜的“形-數(shù)-理結(jié)合”和“系列化”、“譜系化”、“模型數(shù)值化”的特征。(5)基于人工智能的方法,如陳楠、王欽敏等(2006)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)提取溝谷研究,提出了將提取溝谷的過程轉(zhuǎn)化為根據(jù)地形因子綜合判定地貌類型的過程的思想。應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析了6種地形因子與溝谷地形的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。
1.9 地理信息網(wǎng)格與知識(shí)網(wǎng)格創(chuàng)新研究出現(xiàn)良好開端
知識(shí)網(wǎng)格是網(wǎng)格發(fā)展最新階段或表現(xiàn)形式,它是在人工智能和知識(shí)管理的基礎(chǔ)上形成的網(wǎng)格,是集計(jì)算網(wǎng)格和信息(數(shù)據(jù))網(wǎng)格、知識(shí)發(fā)現(xiàn)平臺(tái)、決策支持系統(tǒng)為一體的智能網(wǎng)格。福州大學(xué)將時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘、空間決策支持系統(tǒng)、信息可視化和人-機(jī)交互等技術(shù)引入網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境,基于主流網(wǎng)格中間件Globus成功開發(fā)地理知識(shí)網(wǎng)格平臺(tái)(GeoKS-Grid),形成數(shù)據(jù)資源管理中心、資源監(jiān)控中心、任務(wù)管理中心、數(shù)據(jù)挖掘與決策服務(wù)中心、網(wǎng)格平臺(tái)管理中心等主要模塊,并在系統(tǒng)上部署了一系列網(wǎng)格服務(wù),如基于MST的空間離群挖掘服務(wù)(以福建沿海土壤地球化學(xué)異常分析為例)、基于本體知識(shí)推理的土壤適宜性評(píng)價(jià)服務(wù)(以福建沿海地區(qū)熱帶水果種植應(yīng)用為例)、空間關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘服務(wù)(以漳浦縣林種與影響因子關(guān)聯(lián)分析為例)、城市空氣高架點(diǎn)源污染模擬服務(wù)(以廈門市SO2為例)、城市短期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)服務(wù)(以廈門市為例)、海上化學(xué)品泄露污染擴(kuò)散模擬服務(wù)(以福建湄洲灣易溶液化品為例)。該平臺(tái)擁有地理知識(shí)發(fā)現(xiàn)和輔助時(shí)空決策分析的功能,促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)地理信息共享與服務(wù)從單純的信息交換和互操作、集成處理上升到時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)、決策服務(wù)的深層次轉(zhuǎn)變,為地理知識(shí)服務(wù)網(wǎng)格平臺(tái)成為一個(gè)可視化、交互式、智能型的地學(xué)問題協(xié)同式求解環(huán)境奠定基礎(chǔ)。
1.10 地圖制圖學(xué)與地理信息工程理論研究
地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科中除了地圖投影、地圖綜合和地圖符號(hào)等傳統(tǒng)理論外,又增加了地圖空間認(rèn)知理論、地理信息傳輸理論、地圖視覺感受理論、地圖模型理論、地理空間信息語言學(xué)理論、地學(xué)信息圖譜理論、空間數(shù)據(jù)的不確定性理論等,地圖制圖學(xué)與地理信息工程科學(xué)的理論體系正在逐步形成。許多現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法都在地圖制圖學(xué)與地理信息工程科學(xué)技術(shù)中找到了自己的切入點(diǎn),特別是現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法在地圖自動(dòng)綜合和空間數(shù)據(jù)不確定性研究中的應(yīng)用。我省在這一方面取得一定的進(jìn)展。
福建師大地理科學(xué)學(xué)院和福州大學(xué)空間信息工程研究中心致力于空間數(shù)據(jù)挖掘與信息共享的理論、方法與技術(shù)的研究與應(yīng)用示范研究。師大地理科學(xué)院作為主要成員參編的《地圖學(xué)基礎(chǔ)》由高等教育出版社出版,該書被全國高校選作教材,并獲全國普通高等院校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng);《地圖學(xué)原理》由科學(xué)出版社出版(2004年);《地圖學(xué)》課程被評(píng)為福建省優(yōu)秀課程;《地圖學(xué)的改革與建設(shè)》經(jīng)國內(nèi)專家鑒定為國內(nèi)先進(jìn)水平,獲福建師大優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎(jiǎng)?!兜厍蛐畔⒖茖W(xué)導(dǎo)論》由科學(xué)出版社出版(2007年),作為地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)博士與碩士研究生教材。福大空間信息工程研究中心近幾年從事數(shù)字區(qū)域的理論、技術(shù)與應(yīng)用,地理信息的建模理論與分析技術(shù),空間數(shù)據(jù)挖掘的理論與方法,數(shù)據(jù)傳輸與信息安全技術(shù)等應(yīng)用研究。《人口經(jīng)濟(jì)學(xué)中的GIS與定量分析方法》(王欽敏等)運(yùn)用GIS 理論、方法分析人口空間分布與相關(guān)自然和經(jīng)濟(jì)因子間的定量關(guān)系。建立了人口空間分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間關(guān)系的微分方程組模型,運(yùn)用穩(wěn)定性理論揭示兩者之間的非線性動(dòng)力學(xué)機(jī)制。對(duì)人口空間遷移變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,為人口空間遷移預(yù)測(cè)及政府決策提供參考。
以上所述地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科取得的進(jìn)展基本反映了近年來本學(xué)科發(fā)展的面貌。
2 地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和任務(wù)
通過總結(jié)地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科技術(shù)取得的進(jìn)步、存在的問題和差距,進(jìn)一步分析空間信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
2.1 以空間認(rèn)知為核心的地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科理論體系將進(jìn)一步深化
空間認(rèn)知理論是地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的認(rèn)識(shí)論和方法論基礎(chǔ)。在空間認(rèn)知理論的指導(dǎo)下,地圖投影、制圖綜合、地圖符號(hào)等傳統(tǒng)地圖制圖學(xué)的基本理論將在新的條件下進(jìn)一步深化;地理信息傳輸、地圖視覺感受、地圖模型、地理空間信息語言、地學(xué)信息圖譜、空間數(shù)據(jù)與空間分析的不確定性等地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的新理論在整個(gè)理論體系中的地位和作用、相互聯(lián)系、內(nèi)容的深層次研究將取得進(jìn)展。目前,在地圖空間認(rèn)知研究方面,理論體系尚不完善,空間認(rèn)知過程研究不夠深入?,F(xiàn)有的GIS 數(shù)據(jù)模型缺乏跟蹤現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體變化的能力,因?yàn)樗槐4鎸?shí)體的現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù),隨著地理信息系統(tǒng)在行業(yè)應(yīng)用的普及和深入,人們開始認(rèn)識(shí)到地理信息系統(tǒng)應(yīng)該具有描述現(xiàn)實(shí)世界中各種時(shí)空變化的能力,既可以分析其過去,又可以預(yù)測(cè)其未來(發(fā)展趨勢(shì))。這種想法導(dǎo)致了時(shí)空地理信息系統(tǒng)和時(shí)空數(shù)據(jù)模型概念的提出。今后要重點(diǎn)研究:(1)空間認(rèn)知理論體系框架;(2)空間認(rèn)知過程、實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù);(3)地圖可視化系統(tǒng)中的“人―地圖”關(guān)系及表示方法。
地學(xué)信息圖譜研究不僅局限于表現(xiàn),更是一種分析方法。地學(xué)信息圖譜是圖形、方法和認(rèn)知三者的綜合與統(tǒng)一。地學(xué)信息圖譜的研究起步工作主要有三方面:區(qū)域地理單元及其等級(jí)體系;地理單元的遙感影像特征分析;地學(xué)信息的表達(dá)方法。
2.2 地圖自動(dòng)制圖綜合及其過程控制的智能化將取得進(jìn)展并得到應(yīng)用
在基于大比例尺地圖數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)小比例尺地圖、多比例尺地圖數(shù)據(jù)庫的自動(dòng)派生及一體化更新和 GIS中多尺度空間數(shù)據(jù)顯示等環(huán)境下,基于保質(zhì)設(shè)計(jì)的空間數(shù)據(jù)的自動(dòng)綜合及其過程控制的智能化研究都是必要的。目前的研究離實(shí)際應(yīng)用還有很大的差距:一是自動(dòng)綜合模型、算法還不具普適性;二是自動(dòng)綜合結(jié)果還有不盡人意。今后研究的重點(diǎn)問題主要包括:(1)幾何信息的尺度依賴與空間認(rèn)知理論的聯(lián)系;(2)多尺度空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);(3)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的空間數(shù)據(jù)多尺度表達(dá)與在線式自動(dòng)綜合理論與方法;(4)智能技術(shù)支持下的地圖自動(dòng)綜合決策分析與自適應(yīng)操作;(5)自動(dòng)綜合的智能化、過程控制與質(zhì)量評(píng)價(jià);(6)三維城市模型的自動(dòng)綜合;(7)地圖自動(dòng)綜合的人機(jī)協(xié)同機(jī)制。
2.3 地理空間信息數(shù)據(jù)庫多源、多尺度數(shù)據(jù)一體化及面向?qū)ο蟀l(fā)展
我省基本實(shí)現(xiàn)多源、多尺度矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和高程模型數(shù)據(jù)一體化管理。需進(jìn)一步研究:(1)矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)與數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)融合的理論和方法;(2)海量數(shù)據(jù)高效快速索引技術(shù);(3)基于圖形、影像與數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)一體化的完全面向?qū)ο蟮姆椒ǎ?4)基于矢量、影像與高程模型數(shù)據(jù)融合的地學(xué)空間分析理論與方法;(5)基于矢量、影像與數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)融合的三維可視化理論與技術(shù)。
2.4 空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)向與GlS集成的一體化和實(shí)用化方向發(fā)展
空間信息可視化及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的地形仿真和地理環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),為人類的地理環(huán)境感知提供一種新的、更強(qiáng)大的工具。近些年來,出現(xiàn)不少利用現(xiàn)有的圖形圖像軟件與動(dòng)畫軟件制作的地學(xué)信息可視化產(chǎn)品,如應(yīng)用3DS制作動(dòng)畫,完成預(yù)定路線的地景觀察;運(yùn)用OpenGL在微機(jī)或工作站上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互的、可立體觀察的虛擬地形仿真;運(yùn)用Performer及MultiGen(三維建模軟件)在SGI工作站上完成地景建模與實(shí)時(shí)顯示;運(yùn)用VRML(虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言)在網(wǎng)絡(luò)上傳播虛擬地景信息等??臻g信息可視化與地理環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為地圖學(xué)新的生長(zhǎng)點(diǎn),對(duì)于拓寬地圖學(xué)的研究領(lǐng)域和促進(jìn)地理信息系統(tǒng)理論與技術(shù)的進(jìn)步將產(chǎn)生重要作用。但是,從地理信息系統(tǒng)和空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)系來看,地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、處理和分析功能,空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)具有多維動(dòng)態(tài)可視化和實(shí)時(shí)交互式操作的效果,兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),集成與一體化是一個(gè)必然的趨勢(shì)。需重點(diǎn)研究:(1)地理信息系統(tǒng)(GIS)與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)集成;(2)空間數(shù)據(jù)多尺度可視化表達(dá)的自適應(yīng)地圖符號(hào)系統(tǒng);(3)面向時(shí)空模擬與仿真的演化模型;(4)空間信息可視化人機(jī)自適應(yīng)界面;(5)多維動(dòng)態(tài)空間數(shù)據(jù)模型及其表達(dá)體系;(6)基于空間信息可視化的協(xié)同工作與決策支持。
2.5 空間數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)的研究正在興起,并向智能化發(fā)展
空間數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)是空間分析的拓展、延伸和深化,需重點(diǎn)研究:(1)空間數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)的理論體系;(2)空間數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)方法(基于時(shí)空間統(tǒng)計(jì)分析、基于空間關(guān)聯(lián)規(guī)則、基于求解問題不確定性、基于可視化、基于人工智能等);(3)面向決策支持主題的分布式空間數(shù)據(jù)提取、預(yù)處理、變換、挖掘、模式解釋/知識(shí)評(píng)估;(4)數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)、算法、可視化的有機(jī)結(jié)合(形、數(shù)、理的統(tǒng)一)。
2.6 GIS運(yùn)行實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、互操作、資源共享和協(xié)同
地理信息系統(tǒng)(GIS)就其運(yùn)行方式而言,經(jīng)歷了由單機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程,網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(Web GIS)正逐步成為主流產(chǎn)品。目前的Web GIS還存在著數(shù)據(jù)和功能相對(duì)綁定、處理功能相對(duì)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)之間缺乏良好的互操作性等許多問題,還不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的跨平臺(tái)、互操作、資源共享和協(xié)同工作。重點(diǎn)研究:(1)基于信息網(wǎng)格的新一代地理信息系統(tǒng),即網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和總體方案;(2)基于信息網(wǎng)格的地理空間信息管理與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;(3)Grid與Agent集成模型;(4)地理空間信息服務(wù)與Grid集成模型;(5)基于網(wǎng)格的空間數(shù)據(jù)訪問與集成。
基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的GIS 應(yīng)用軟件平臺(tái)研究與開發(fā)是要研究、開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的GIS 應(yīng)用軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)分布式多源異構(gòu)地理信息的互操作和綜合利用。通過對(duì)地理信息內(nèi)容和GIS 功能的集中管理,并為應(yīng)用開發(fā)人員提供基于Web Services 的二次開發(fā)接口,實(shí)現(xiàn)與各種Web 應(yīng)用的快速集成。主要技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)在:為用戶尋找地理信息服務(wù)提供統(tǒng)一的入口和中介;提供基于GML 和Web Services 的地理內(nèi)容和功能服務(wù);自主開發(fā)、開放、跨平臺(tái)、可擴(kuò)展。
基于GML 的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)研究?;贕ML 的網(wǎng)絡(luò)GIS,是指GIS 中的所有數(shù)據(jù)都是表現(xiàn)為GML 文檔,這與傳統(tǒng)的GIS 不同。由于管理的數(shù)據(jù)對(duì)象發(fā)生了變化,傳統(tǒng)的GIS 技術(shù)不能直接用于GML 數(shù)據(jù)的管理,因此必須研究基于GML 數(shù)據(jù)的管理技術(shù),同時(shí)作為一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)GIS,地圖信息可視化是必不可少的一部分,因此必須對(duì)基于GML的空間數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行研究。研究的具體內(nèi)容包括:基于GML 的空間數(shù)據(jù)管理技術(shù);基于GML 的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成和轉(zhuǎn)換;GML 數(shù)據(jù)的Web 可視化研究;基于GML 的網(wǎng)絡(luò)GIS 原型系統(tǒng)。
2.7 空間數(shù)據(jù)不確定性由理論研究向空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制的實(shí)用化發(fā)展
由于現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜性和模糊性以及人類表達(dá)能力的局限性,空間數(shù)據(jù)不可避免地表現(xiàn)出某種不確定性,研究空間數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應(yīng)用過程中的不確定性理論,直接關(guān)系到空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)和應(yīng)用過程中的質(zhì)量控制、GIS空間分析的可靠性和數(shù)字地圖產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性。其重點(diǎn)研究:(1)空間數(shù)據(jù)不確定性與數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;(2)空間數(shù)據(jù)不確定性理論及其可視化方法;(3)屬性數(shù)據(jù)不確定性理論與方法;(4)數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)的不確定性理論與方法;(5)空間數(shù)據(jù)不確定性關(guān)系模型和空間分析的不確定性;(6)多尺度空間數(shù)據(jù)融合的不確定性;(7)空間數(shù)據(jù)基于不確定性的數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估與控制模型。
2.8 嵌入式地理信息系統(tǒng)將向更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域滲透
地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),早期開發(fā)的GIS是基于工作站和桌面PC機(jī)的,這類計(jì)算機(jī)計(jì)算能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大,能滿足GIS對(duì)計(jì)算機(jī)的性能要求。隨著嵌入式硬件技術(shù)(如嵌入式處理器、存儲(chǔ)器)和軟件技術(shù)(如編譯器、圖像壓縮算法、集成開發(fā)環(huán)境)的快速發(fā)展,GIS技術(shù)逐漸應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中,構(gòu)成嵌入式地理信息系統(tǒng)。嵌入GIS由于其具有功耗低、資源消耗少、可靠性高、響應(yīng)速度快、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于基于位置的服務(wù)LBS、車載導(dǎo)航儀、移動(dòng)信息終端等嵌入式系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)地圖瀏覽、地圖縮放、路線分析、數(shù)據(jù)檢索及地形分析等基本功能。重點(diǎn)研究:(1)嵌入式GIS通用硬件平臺(tái);(2)嵌入式GIS中間件技術(shù);(3)強(qiáng)實(shí)時(shí)響應(yīng)關(guān)鍵算法;(4)多種數(shù)據(jù)融合和高效空間數(shù)據(jù)壓縮算法;(5)支持二次開發(fā)的EGISM應(yīng)用軟件開發(fā)包。
未來地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的發(fā)展和理論和技術(shù):
第一,空間認(rèn)知理論將促進(jìn)地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的進(jìn)一步理論化和科學(xué)化;
第二,基于保質(zhì)設(shè)計(jì)的空間數(shù)據(jù)自動(dòng)綜合與細(xì)節(jié)分層(LOD)技術(shù)將促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的多尺度、多分辨化;
第三,空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將促進(jìn)地理環(huán)境的沉浸化;
第四,空間數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)將促進(jìn)由源于符號(hào)獲取信息到源于信息獲取知識(shí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)獲取的自動(dòng)化;
第五,網(wǎng)格(Grid)技術(shù)推動(dòng)新一代地理信息系統(tǒng)的誕生,將促進(jìn)資源共享與解決問題協(xié)同化;
第六,基于面向?qū)ο蠓椒òl(fā)展面向Agent技術(shù)將促進(jìn)智能化;
第七,地理空間信息獲取、處理與應(yīng)用的一體化技術(shù)將促進(jìn)GIS真正意義上的時(shí)態(tài)化;
第八,空間信息技術(shù)的全面嵌入和廣泛應(yīng)用將促進(jìn)普適化。
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課題組成員:
1.簡(jiǎn)燦良,福建省基礎(chǔ)地理信息中心,教授高工。
2.吳 升,福州大學(xué),教授。
3.陳崇成,福州大學(xué),教授。
4.戴文遠(yuǎn),福建師范大學(xué),副教授。
關(guān)鍵詞:地理;信息系統(tǒng);應(yīng)用
中圖分類號(hào):G202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
在工程建設(shè)與發(fā)展中,會(huì)涉及大量的地理信息與數(shù)據(jù),如工程的分布、工程道路、管線、井位等。而當(dāng)前發(fā)展的地理信息系統(tǒng)就是為描述和處理這些信息而逐漸產(chǎn)生的軟件系統(tǒng)。本文的目標(biāo)是要自主設(shè)計(jì)一個(gè)地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),從而建立工程策略信息平臺(tái)。
1 地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)
地理信息系統(tǒng)(GIS)有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。在新時(shí)期下,GIS、遙感(RS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)3S集成技術(shù)的發(fā)展在世界各國引起了普遍重視。RS主要側(cè)重于信息獲取和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);GIS主要是空間信息的管理、分析;GPS是空間定位、導(dǎo)航。GIS的綜合性發(fā)展趨勢(shì)還體現(xiàn)在與0A、Internet、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的集成。GIS數(shù)據(jù)共享和交互式操作促進(jìn)GIS社會(huì)化發(fā)展。開放式GIS協(xié)會(huì)(OGC)打破當(dāng)前GIS業(yè)各地區(qū)、各單位、各企業(yè)各自為營的局面,促進(jìn)GIS社會(huì)化發(fā)展。
2 基于地理信息系統(tǒng)的工程測(cè)繪平臺(tái)
在工程測(cè)繪中,運(yùn)用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)控制位置,用計(jì)算機(jī)精確定量,把測(cè)繪技術(shù)措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平,從而起到極大地提高工程效用率。目前數(shù)字地區(qū)工程多集中在大型工程周邊地區(qū),其原因主要建立地理信息系統(tǒng)的投入高、周期長(zhǎng)、耗費(fèi)人力。應(yīng)用“工程測(cè)繪信息平臺(tái)”建立應(yīng)用系統(tǒng),能在一定程度上緩解這一矛盾。
2.1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)
我們開發(fā)的工程測(cè)繪信息平臺(tái)是陜西省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“工程測(cè)繪信息平臺(tái)”的主要組成部分。該項(xiàng)目包括自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),數(shù)據(jù)規(guī)范,測(cè)繪領(lǐng)域知識(shí)庫等,并依據(jù)這些軟件或?qū)嶓w,以及測(cè)繪推理專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)建立一個(gè)工程時(shí)空信息平臺(tái),對(duì)工程測(cè)繪信息進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范化管理,便于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行共享和集成。
2.2 應(yīng)用特點(diǎn)
與傳統(tǒng)的GIS系統(tǒng)相比,本文所設(shè)計(jì)的地理信息系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):① 更廣泛的客戶訪問范圍:客戶可以同時(shí)訪問多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù),而Inter—net/Intranet所特有的優(yōu)勢(shì)大大擴(kuò)展了GIS的數(shù)據(jù)管理能力,增強(qiáng)了對(duì)空間數(shù)據(jù)管理的時(shí)效性;② 客戶端平立性:無論客戶端是何種操作系統(tǒng),只要支持通用的Web瀏覽器,用戶就可以訪問地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù);③ 更簡(jiǎn)單的操作:要推廣GIS,使GIS系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受,而不僅僅局限于少數(shù)受過專業(yè)培訓(xùn)的專業(yè)用戶,就要降低對(duì)系統(tǒng)的操作難度。通用的Web瀏覽器無疑是降低操作復(fù)雜度的最好選擇;④ 平衡高效的計(jì)算負(fù)載:傳統(tǒng)的GIS大都使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式,其處理能力完全依賴于客戶端,效率較低。而當(dāng)今一些高級(jí)的地理信息系統(tǒng)能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,將復(fù)雜的處理交由服務(wù)器執(zhí)行,而對(duì)簡(jiǎn)單的操作則由客戶端直接完成。這種計(jì)算模式能靈活地在服務(wù)器端和客戶端之間合理分配處理任務(wù),從而提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。
2.3 系統(tǒng)模塊
2.3.1 測(cè)繪數(shù)據(jù)分析
工程測(cè)繪信息平臺(tái)基于地理信息系統(tǒng)構(gòu)建,其中對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的分析能力也是通過地理信息系統(tǒng)呈現(xiàn)給用戶,功能模塊調(diào)用地理信息系統(tǒng)的服務(wù),為基于平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)提供接口。具體包括:測(cè)繪信息的瀏覽、查詢;測(cè)繪專題圖的制作和查詢;測(cè)繪數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、共享、;拓?fù)?、方向、距離及其綜合空間關(guān)系的分析等。下面將具體探討專題地圖與緩沖區(qū)模塊的設(shè)計(jì)方法。
2.3.2 專題地圖
與普通地圖相比,專題地圖具有以下幾個(gè)特點(diǎn):專題地圖由兩部分組成,專題內(nèi)容與地理底圖。專題地圖只將一種或幾種與專題相關(guān)的要素進(jìn)行詳細(xì)地顯示,概略的顯示其它要素,甚至不顯示。專題地圖的內(nèi)容更加廣泛多樣,既包含直觀信息,又包含非直觀信息,如氣候、洋流、民族組成等等。專題地圖繪制用于顯示數(shù)據(jù),而這種數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)表格中難于表現(xiàn)。專題通常使用某塊或某幾塊數(shù)據(jù),可以使用來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)將地圖以不同的專題加上底紋。專題使用顏色、填充圖案或符號(hào)底紋來表示數(shù)據(jù)。制作專題地圖是根據(jù)某個(gè)特定專題對(duì)地圖進(jìn)行“渲染”的過程。所謂的專題渲染,就是以某種圖案或顏色填充來表明地圖對(duì)象的某些信息。使用者可以通過修改數(shù)據(jù)的分類、分級(jí)方法,表示等級(jí)數(shù),符號(hào)的形狀、色彩、填充方式等來創(chuàng)建不同的專題地圖。
2.3.3 緩沖區(qū)分析
緩沖區(qū)分析是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一。其基本思想是給定一個(gè)空間實(shí)體或?qū)嶓w集合,在其周圍建立一定距離的帶狀區(qū),以確定這些物體對(duì)周圍環(huán)境的影響范圍或服務(wù)范圍。根據(jù)工程測(cè)繪目標(biāo)地理要素類型的不同,所產(chǎn)生的緩沖區(qū)可分為三類:點(diǎn)緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)和面緩沖區(qū)。其中,點(diǎn)緩沖區(qū)通常是以點(diǎn)為圓心、以一定距離為半徑的圓;線緩沖區(qū)通常是以線為中心軸線,距離中心軸線一定距離的平行條帶多邊形;面緩沖區(qū)是由面的邊界多邊形向外或向內(nèi)擴(kuò)展一定距離所生成的新的多邊形。其中線狀目標(biāo)緩沖區(qū)生成是關(guān)鍵和基礎(chǔ)。
2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是指在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)之上,自底向上的建立整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu),即先從用戶的角度進(jìn)行設(shè)計(jì),然后將視圖集成,最后對(duì)集成后的結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化得到最終結(jié)果。我們認(rèn)為,E—R模型是用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的有力工具。我們針對(duì)一般城市建筑測(cè)繪管理信息系統(tǒng)的需求,通過對(duì)地理信息系統(tǒng)工作過程的內(nèi)容和數(shù)據(jù)流程分析采用E—R模型。
2.5 系統(tǒng)測(cè)試與應(yīng)用
為了本系統(tǒng)的安全性和操作的易用性、可維護(hù)性,我們搭建了測(cè)試環(huán)境,并根據(jù)測(cè)試用例對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試。對(duì)該系統(tǒng)功能測(cè)試表明,測(cè)繪數(shù)據(jù)分析模塊、專題地圖模塊、緩沖區(qū)分析模塊和空間查詢模塊均已實(shí)現(xiàn)了用戶需求分析中要實(shí)現(xiàn)的需求。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的模塊功能舉例測(cè)試表明,各模塊已完全實(shí)現(xiàn)了需求分析中的要求,能夠?yàn)楣こ虦y(cè)繪實(shí)現(xiàn)管理電子自動(dòng)化。下面是在進(jìn)行功能測(cè)試時(shí)需要注意的事項(xiàng)。鏈接:是否存在鏈接中斷,是否存在錯(cuò)誤鏈接?錄入:錄入內(nèi)容是否正確的信息表格:能否正確填寫并保存設(shè)計(jì):有沒有不能看到或讀取的因素。從工程測(cè)繪測(cè)試的結(jié)果上看,系統(tǒng)能夠滿足項(xiàng)目需要,與傳統(tǒng)的工程測(cè)繪過程相比,提高了工作效率,給客戶提供了一個(gè)穩(wěn)定安全的工作平臺(tái)。同時(shí)通過配置適當(dāng)?shù)挠布浖h(huán)境,做全面的系統(tǒng)測(cè)試,使系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間更快,更多客戶安全并行使用,發(fā)生故障率較低。
3 結(jié)束語
地理信息系統(tǒng)(GIS)過去往往被認(rèn)為是一項(xiàng)專門技術(shù),僅僅用于測(cè)繪、制圖、資源及環(huán)境管理等領(lǐng)域。今天,這種看法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落后了。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和社會(huì)需求的不斷增大,使GIS技術(shù)逐漸走向成熟,應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大。為此建立了一個(gè)工程測(cè)繪信息智能平臺(tái),該平臺(tái)作為工程測(cè)繪應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái),能夠?yàn)楣こ虦y(cè)繪信息系統(tǒng)建設(shè)等提供技術(shù)支持和解決方案。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:高中地理 教學(xué)活動(dòng) 信息技術(shù) 教學(xué)方法
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-2117(2014)16-0-01
高中地理信息技術(shù)在高中地理教學(xué)內(nèi)容中的比例并不高,要深入加強(qiáng)高中地理信息技術(shù)教學(xué),要進(jìn)行有效教學(xué)方法的研究。因此,筆者選擇高中地理信息技術(shù)教學(xué)方法作為研究對(duì)象是有較大意義。
1重視講與練的結(jié)合,加強(qiáng)高中地理信息技術(shù)教學(xué)
講解與練習(xí)是高中地理教學(xué)中不可缺少的兩個(gè)部分,無論是地理信息技術(shù)教學(xué),還是地理理論知識(shí)教學(xué),都離不開教師的講解以及學(xué)生的練習(xí)。教師利用講解示范的方法,讓學(xué)生對(duì)地理信息技術(shù)有了了解,再讓學(xué)生進(jìn)行親自操作,體會(huì)地理信息技術(shù)操作的方法,有利于學(xué)生地理信息技術(shù)應(yīng)用能力的提高。將講解與練習(xí)進(jìn)行結(jié)合,可以讓學(xué)生的地理信息技術(shù)操作技能得到培養(yǎng)與發(fā)展。但是,許多教師并沒有對(duì)這種傳統(tǒng)的地理信息技術(shù)教學(xué)方法給予重視,使得講解與練習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法的正面價(jià)值得不到有效的體現(xiàn)。在高中地理信息技術(shù)教學(xué)中,教師要加強(qiáng)講解與練習(xí)的靈活化,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高,對(duì)于地理信息技術(shù)的操作方法關(guān)注度更高,有利于教學(xué)成果的提高。
例如,在教授《自然界的水循環(huán)》一課時(shí),教師可以利用地理信息技術(shù)讓學(xué)生對(duì)地理知識(shí)進(jìn)行深入了解,在地理知識(shí)的基礎(chǔ)上,提高學(xué)生的地理信息技術(shù)操作水平。針對(duì)自然界的水循環(huán)這一問題,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)遙感技術(shù)進(jìn)行了解,引導(dǎo)學(xué)生利用遙感技術(shù)對(duì)自然界的水循環(huán)問題進(jìn)行觀察與了解。在相對(duì)真實(shí)的高中地理學(xué)習(xí)情境中,學(xué)生認(rèn)識(shí)到地理信息技術(shù)的重要作用,會(huì)提高其學(xué)習(xí)積極性,配合教師完成教學(xué)任務(wù)。
2利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué),加強(qiáng)高中地理信息技術(shù)教學(xué)
學(xué)習(xí)任務(wù)的提出,會(huì)讓學(xué)生更為清晰地認(rèn)識(shí)到本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo),找到學(xué)習(xí)的動(dòng)力。一般來講,將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法運(yùn)用到地理信息技術(shù)教學(xué)中,教師首先要對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行提出,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)任務(wù)進(jìn)行理解并其完成,對(duì)任務(wù)進(jìn)行有效的評(píng)價(jià),總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)方法的應(yīng)用,使得傳統(tǒng)高中地理信息技術(shù)教學(xué)模式被沖破,更能夠幫助學(xué)生減小地理信息技術(shù)學(xué)習(xí)的壓力。
例如,在教授《海水的運(yùn)動(dòng)》一課時(shí),教師就可以為學(xué)生設(shè)置一個(gè)科學(xué)合理的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生以小組為單位對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行完成。針對(duì)高中地理學(xué)習(xí)目標(biāo),教師可以為學(xué)生設(shè)置如下的學(xué)習(xí)任務(wù):熟悉中國幾大洋的海水運(yùn)動(dòng)情況,分析海水運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與趨勢(shì)。之后,教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這一任務(wù)進(jìn)行理解,幫助學(xué)生找到切入點(diǎn),讓學(xué)生思考地理信息技術(shù)在這一學(xué)習(xí)任務(wù)中加以應(yīng)用的意義所在。教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的分組,讓每一個(gè)小組中都具有一個(gè)地理信息技術(shù)學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力較高的學(xué)生,使其帶動(dòng)小組共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)之后,教師要對(duì)學(xué)生的任務(wù)完成質(zhì)量進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,對(duì)自己的地理信息技術(shù)使用能力進(jìn)行提高。在這樣的高中地理信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)中,高中學(xué)生的地理學(xué)習(xí)能力明顯提高,有利于學(xué)生地理思維培養(yǎng)。
3利用地理主題教學(xué),加強(qiáng)高中地理信息技術(shù)教學(xué)
在高中地理信息技術(shù)教學(xué)中,利用主題教學(xué)模式,有利于學(xué)生注意力的集中,使學(xué)生在一段固定的時(shí)間內(nèi)對(duì)一個(gè)地理問題進(jìn)行深入的研究。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下,讓主題出現(xiàn)在地理信息技術(shù)教學(xué)中,有利于教學(xué)質(zhì)量的改善。教師在進(jìn)行地理信息技術(shù)教學(xué)主題確定時(shí),要對(duì)學(xué)生地理學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行了解,使其確定的主題與學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣之間具有較大的匹配程度。主題的確立要服務(wù)于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高,使學(xué)生的信息采集與整理能力在主題學(xué)習(xí)中得到提高。
例如,教師可以針對(duì)高中地理學(xué)習(xí)內(nèi)容,設(shè)置“城市化”這一地理信息技術(shù)學(xué)習(xí)主題,讓學(xué)生針對(duì)這一主題進(jìn)行地理信息的收集與整理。教師將選擇地理信息技術(shù)的權(quán)利交還給學(xué)生,使學(xué)生選擇他們認(rèn)為對(duì)其學(xué)習(xí)最有幫助的地理信息技術(shù)。在學(xué)習(xí)中,學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)信息進(jìn)行有效的采集與加工,加強(qiáng)數(shù)據(jù)的整理,更好地認(rèn)識(shí)到地理信息技術(shù)存在的重要意義。主題式教學(xué)有利于高中學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣提高。
4結(jié)語
綜上所述,不同的教學(xué)方法對(duì)于高中地理信息技術(shù)教學(xué)的促進(jìn)作用是不盡相同的。筆者針對(duì)高中地理教學(xué)內(nèi)容,對(duì)高中地理信息技術(shù)教學(xué)的幾點(diǎn)方法進(jìn)行了分析。希望當(dāng)代高中地理教師加強(qiáng)對(duì)高中地理信息技術(shù)教學(xué)的重視,利用豐富的教學(xué)方法來吸引學(xué)生對(duì)于地理信息技術(shù)的關(guān)注,提高學(xué)生的地理信息學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)高中地理教學(xué)整體質(zhì)量的提高。
(吉林省公主嶺市范家屯鎮(zhèn)第一中學(xué),吉林 公主嶺 136105)
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寧波時(shí)空數(shù)據(jù)建設(shè)
2010年9月,寧波市率先在國內(nèi)提出并開展“智慧寧波”城市建設(shè)?!爸腔蹖幉ā苯ㄔO(shè)的首要問題是破除現(xiàn)實(shí)與虛擬的壁壘,為寧波構(gòu)建數(shù)字城市框架。為此,寧波市政府、寧波市規(guī)劃局于2011年開展了“智慧寧波”地理信息共享服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)工作。隨著全國范圍內(nèi)“智慧城市”建設(shè)大幕的展開,以及“智慧寧波”建設(shè)的不斷深入,2013年國家測(cè)繪與地理信息局、浙江省測(cè)繪與地理信息局、寧波市政府共同推進(jìn)“智慧寧波”時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)試點(diǎn)的申報(bào)工作。2015年3月,平臺(tái)項(xiàng)目設(shè)計(jì)書通過了國家測(cè)繪局的評(píng)審和批復(fù),寧波成為全國第四家“時(shí)空信息云平臺(tái)”建設(shè)試點(diǎn)城市。
寧波時(shí)空數(shù)據(jù)的建設(shè)內(nèi)容大體可以分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩類:
靜態(tài)數(shù)據(jù),主要包括了測(cè)繪生產(chǎn)的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及運(yùn)用新型技術(shù)手段生產(chǎn)的新型數(shù)據(jù)成果。其中有大家熟知的電子地圖數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、城市三維模型、地理實(shí)體數(shù)據(jù)等。新型數(shù)據(jù)成果包括了2.5維電子地圖數(shù)據(jù)、全景數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)等。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)增加時(shí)間維度,構(gòu)建了寧波全市的靜態(tài)時(shí)空基準(zhǔn)。以地理實(shí)體為例,地理實(shí)體數(shù)據(jù)可以理解為描述可以感知到的地理空間的一類數(shù)據(jù),例如一樁房子、一條路,又或是一個(gè)社區(qū)、一個(gè)街道等。通過對(duì)地理實(shí)體數(shù)據(jù)的時(shí)態(tài)化,不僅可以查看到實(shí)體本身從無到有的變化過程,還可以使普通的實(shí)體數(shù)據(jù)承載所有產(chǎn)生于這個(gè)實(shí)體內(nèi)的信息,簡(jiǎn)單來說就是什么時(shí)間發(fā)生了什么事情,例如某年某日,張三搬進(jìn),李四搬出。
另一類數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的特征是本身就具備了時(shí)間維度,而通過這次建設(shè)賦予了這類數(shù)據(jù)統(tǒng)一的空間維度。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)容包括實(shí)時(shí)位置信息、感知設(shè)備地址信息等。實(shí)時(shí)位置信息包括了寧波市公共自行車租賃實(shí)時(shí)信息、物流車輛實(shí)時(shí)位置信息、NBCORS實(shí)時(shí)位置信息等;感知設(shè)備位置信息主要包括從環(huán)保、水利、公安、城管等部門獲取到的監(jiān)控?cái)z像實(shí)時(shí)信息。例如環(huán)保部門的PM2.5實(shí)時(shí)監(jiān)控信息,水利部門的水文站觀測(cè)數(shù)據(jù)等。
總體來說,傳統(tǒng)的空間地理信息數(shù)據(jù)作為“智慧城市”建設(shè)的基礎(chǔ),打破了城市由現(xiàn)實(shí)到虛擬的壁壘,為智慧城市的建設(shè)、智慧化應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)奠定了數(shù)字基礎(chǔ)。時(shí)空數(shù)據(jù)則是“智慧城市”運(yùn)營的基準(zhǔn),為“城市智慧體”構(gòu)建了骨骼和肌肉,承載了城市運(yùn)營的軌跡。
“智慧寧波”時(shí)空信息云平臺(tái)
“智慧寧波”時(shí)空信息云平臺(tái)的前身是地理信息共享服務(wù)平臺(tái)。地理信息共享服務(wù)平臺(tái)的建設(shè),主要解決了“智慧寧波”建設(shè)初期的四大問題:第一,為寧波“智慧城市”建設(shè)構(gòu)建了數(shù)字空間基準(zhǔn);第二,測(cè)繪管理部門的服務(wù)模式,由傳統(tǒng)的離線拷貝,走向了在線共享的方式,數(shù)據(jù)時(shí)效性、權(quán)威性得到了保障;第三,提供了全市統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,一定程度上解決了信息系統(tǒng)之間存在的“信息孤島”問題;第四,為“智慧寧波”的智慧化應(yīng)用建設(shè)提供了空間地理信息技術(shù)支持,平臺(tái)共計(jì)接入的應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)到了137個(gè),節(jié)約了大量的財(cái)政資金投入。
時(shí)空信息云平臺(tái)是對(duì)共享平臺(tái)的全面提升,所要解決的問題主要包括四個(gè)方面:第一,為“智慧寧波”城市運(yùn)營提供時(shí)間、空間的基準(zhǔn);第二,數(shù)據(jù)共享方式不再是單一的1對(duì)1,而是將情況復(fù)雜、來源多樣的數(shù)據(jù)在線整理為用戶所需要知識(shí)信息;第三,應(yīng)用系統(tǒng)不再是單一的將空間信息數(shù)據(jù)作為底圖,而是將復(fù)雜的空間分析方法作為業(yè)務(wù)應(yīng)用的支撐;第四,結(jié)合時(shí)空數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘分析。
“智慧寧波”時(shí)空信息云平臺(tái)軟件服務(wù)體系包括四個(gè)組成部分:第一部分,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),主要用于時(shí)空數(shù)據(jù)的建庫、管理,同時(shí)支持多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)在線融合及融合流程的可視化定制;第二部分,運(yùn)維管理系統(tǒng),運(yùn)維管理系統(tǒng)包含了兩個(gè)層面的管理內(nèi)容。首先,針對(duì)平臺(tái)內(nèi)部業(yè)務(wù)進(jìn)行管理,例如用戶管理、服務(wù)、服務(wù)監(jiān)控等;此外,針對(duì)平臺(tái)提供的云GIS資源進(jìn)行管理,用戶可以利用平臺(tái)提供的計(jì)算資源構(gòu)建自己的云GIS服務(wù)站點(diǎn)、云GIS桌面,同時(shí)可以制定彈性伸縮策略,讓縹緲的云計(jì)算唾手可得;第三部分,統(tǒng)一服彰嘔В用戶可以通過統(tǒng)一服務(wù)門戶方便直觀的獲取到平臺(tái)提供的各類數(shù)據(jù)服務(wù)、功能服務(wù)、開發(fā)幫助等。另外,統(tǒng)一服務(wù)門戶還提供了地理編碼引擎以及影像分發(fā)服務(wù)等;第四部分,時(shí)空大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),該系統(tǒng)為用戶提供了一整套高效可用的并行大數(shù)據(jù)計(jì)算框架,還為用戶提供了模塊化的模型算子,可根據(jù)用戶需求定制大數(shù)據(jù)分析挖掘模型,滿足用戶基于時(shí)空數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)挖掘分析需求。
從地理信息共享服務(wù)平臺(tái)到時(shí)空信息云平臺(tái)的發(fā)展,從技術(shù)上來說實(shí)現(xiàn)了四個(gè)方面的飛躍:第一,由地理信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在線共享,發(fā)展到準(zhǔn)確定位、有機(jī)結(jié)合、深度利用;第二,從資源的分布式存儲(chǔ)、邏輯式集中,發(fā)展到用云計(jì)算、宿主資源;第三,從基于在線服務(wù)的對(duì)接,發(fā)展為知識(shí)引擎、按需服務(wù);第四,從靜態(tài)的地理信息分析方法,發(fā)展為基于時(shí)空信息的動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)分析挖掘。
時(shí)空信息云平臺(tái)是貫通“智慧寧波”建設(shè)的“管道”
“智慧寧波”時(shí)空信息云平臺(tái)與寧波市政務(wù)云、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)共同組成了“智慧寧波”建設(shè)的三大基礎(chǔ)設(shè)施。時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)將貫通三大基礎(chǔ)設(shè)施之間的“管道”。首先,寧波時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)通過與政務(wù)云平臺(tái)提供的IaaS層服務(wù)的深度整合,構(gòu)建了面向?qū)幉ㄈ械腉IS應(yīng)用服務(wù)云,可以說是政務(wù)云平臺(tái)上首個(gè)面向PaaS層的行業(yè)級(jí)應(yīng)用服務(wù)云。另外,平臺(tái)建設(shè)正在積極與寧波市物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接,計(jì)劃通過PaaS層的服務(wù)對(duì)接,構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與時(shí)空信息云平臺(tái)的統(tǒng)一服務(wù),通過統(tǒng)一服務(wù)獲取到的不再是單一的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息,而是基于空間地理信息進(jìn)行分析、加工后的知識(shí)信息。
時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)最終要為政務(wù)、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾按需提供智能化的時(shí)空信息服務(wù)。
一個(gè)層面,通過時(shí)空信息云平臺(tái)提供的智能化服務(wù)、豐富的服務(wù)資源池,讓用戶能夠用非常簡(jiǎn)單的方法按需獲取服務(wù)。例如,用戶通過前端設(shè)備連接時(shí)空信息云平臺(tái),通過關(guān)鍵字檢索等方式,搜尋到自己關(guān)心的導(dǎo)航、實(shí)景、旅游信息等,平臺(tái)可以快速地將用戶關(guān)心的這些信息配裝成相應(yīng)的功能交付給用戶,讓用戶使用更便捷。
另一個(gè)層面,用戶可以依托時(shí)空大數(shù)據(jù)和時(shí)空信息云平臺(tái),開發(fā)自己的智能化應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)外提供智能服務(wù)。例如,城市智能治理應(yīng)用,這類應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)主要難點(diǎn)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)與事件方面。數(shù)據(jù)層面,城市治理涉及到數(shù)據(jù)內(nèi)容的方方面面,例如公安部門的人口數(shù)據(jù)、工商部門的企業(yè)數(shù)據(jù)、城管部門的城市部件數(shù)據(jù)等,這些數(shù)據(jù)來源多頭、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,很難快速集成應(yīng)用。事件方面,城市管理中發(fā)生的各個(gè)事件都含有位置和時(shí)間數(shù)據(jù),但傳統(tǒng)的管理模式不易于數(shù)據(jù)的展示、分析。時(shí)空信息云平臺(tái)提供的各類服務(wù),很好地解決了這些問題,多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)來源基于統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)進(jìn)行匯集,直接向用戶提供可用的知識(shí)成果。基于時(shí)空云平臺(tái)的地理編碼與位置服務(wù),用戶可以將事件信息基于地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理、展示,方便下一步的數(shù)據(jù)挖掘分析。
[關(guān)鍵詞]測(cè)繪 發(fā)展機(jī)遇 智慧城市
[中圖分類號(hào)] P217 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2014)-4-214-2
1引言
隨著傳統(tǒng)測(cè)繪到數(shù)字化測(cè)繪的轉(zhuǎn)變?cè)俚叫畔⒒瘻y(cè)繪的跨越發(fā)展,我國測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入全面發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,呈現(xiàn)出地理信息需求旺盛、服務(wù)模式多樣多變、測(cè)繪技術(shù)日新月異,測(cè)繪市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈等特點(diǎn),而城市又是整個(gè)社會(huì)信息化的核心,在數(shù)字城市乃至智慧城市的建設(shè)過程中,城市勘測(cè)事業(yè)必將迎來一場(chǎng)重大的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn),或衰敗!或騰飛!本文通過信息化測(cè)繪的特征分析,對(duì)信息化測(cè)繪體系下測(cè)繪服務(wù)保障模式的創(chuàng)新進(jìn)行了一些思考,并結(jié)合城市勘測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)與空間分析,提出了當(dāng)前城市測(cè)繪實(shí)現(xiàn)服務(wù)創(chuàng)新的幾點(diǎn)思路和措施。
2信息化測(cè)繪的特征分析
信息化測(cè)繪是在數(shù)字化測(cè)繪的基礎(chǔ)上,在完全網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行環(huán)境下,實(shí)時(shí)有效地向信息化社會(huì)提供地理信息綜合服務(wù)的測(cè)繪方式。信息化測(cè)繪是我國測(cè)繪實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進(jìn)入的又一個(gè)新的發(fā)展階段,其最本質(zhì)的內(nèi)涵和特征就是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)有效的地理信息綜合服務(wù),信息化測(cè)繪體系相對(duì)于數(shù)字化測(cè)繪體系具有以下幾個(gè)標(biāo)志性特征:
(1)數(shù)據(jù)獲取實(shí)時(shí)化。即體系對(duì)地理信息的獲取和數(shù)據(jù)庫建設(shè)將由靜態(tài)生產(chǎn)為主,轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)更新為主。信息化測(cè)繪要通過綜合采用航空、航天、地面等一切可使用的快速觀測(cè)新技術(shù)和組織運(yùn)作方式,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取實(shí)時(shí)化;同時(shí)也將基礎(chǔ)地理信息變化監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)更新列為基礎(chǔ)測(cè)繪的基本任務(wù)。
(2)信息處理網(wǎng)絡(luò)化。由“局域”到“廣域”,即作為數(shù)據(jù)傳輸和信息交互的網(wǎng)絡(luò)支撐運(yùn)行環(huán)境,對(duì)于數(shù)字化測(cè)繪生產(chǎn)可以局域網(wǎng)為主;但對(duì)于實(shí)時(shí)有效的地理信息綜合服務(wù)必須依靠廣域?qū)>W(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng),來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交互徹底的網(wǎng)絡(luò)化。
(3)信息服務(wù)社會(huì)化。從“封閉”到“開放”,即體系的運(yùn)行主體應(yīng)從測(cè)繪系統(tǒng)內(nèi)部擴(kuò)展到其它應(yīng)用部門、從公益性測(cè)繪保障體系內(nèi)部擴(kuò)展到地理信息產(chǎn)業(yè)體系,形成企事業(yè)單位、政府機(jī)構(gòu)和用戶大眾協(xié)同運(yùn)作的開放機(jī)制,實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)的社會(huì)化。
(4)基礎(chǔ)設(shè)施公用化。由“專用”到“公用”,即體系的基礎(chǔ)設(shè)施,包括測(cè)繪基準(zhǔn)體系和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等的使用,由原來的供專業(yè)使用為主,升級(jí)改造為滿足社會(huì)公共使用為主,實(shí)現(xiàn)測(cè)繪基礎(chǔ)設(shè)施公用化。
(5)信息共享法制化。推進(jìn)信息共享,要切實(shí)從政策法規(guī)上為充分的信息共享創(chuàng)造有利條件,妥善解決信息共享中的安全問題和產(chǎn)權(quán)問題,建立信息共享相關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系和運(yùn)行機(jī)制,實(shí)現(xiàn)信息共享法制化。
3測(cè)繪服務(wù)的模式創(chuàng)新
測(cè)繪方式的轉(zhuǎn)變必將帶來服務(wù)模式的變化,測(cè)繪服務(wù)模式發(fā)展隨著測(cè)繪技術(shù)發(fā)展可劃分為三個(gè)階段:
(1)“圖模式”階段:該階段測(cè)繪服務(wù)主要以提供各種比例尺、各類專題的紙質(zhì)地形圖和地圖為主要方式,來滿足國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和各類建設(shè)工程設(shè)計(jì)、施工等方面的需要;
(2)“數(shù)據(jù)模式”階段:該階段測(cè)繪服務(wù)主要以提供各種比例尺、各類專題的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)為主要方式,來滿足社會(huì)和行業(yè)信息管理系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)或電子地圖的需求;
(3)“信息模式”階段:該階段測(cè)繪服務(wù)將主要以提供與空間地理位置相關(guān)的各類信息和服務(wù)為主要手段,為政府、企業(yè)和社會(huì)大眾提供一種網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化和智能化的地理信息綜合服務(wù)。
當(dāng)前,測(cè)繪服務(wù)正處于“數(shù)據(jù)模式”階段向“信息模式”階段轉(zhuǎn)換的過渡時(shí)期,如何實(shí)現(xiàn)信息化測(cè)繪體系下的信息化服務(wù),目前各行業(yè)各部門都在積極進(jìn)行著探索、創(chuàng)新和實(shí)踐,特別是城市測(cè)繪主管部門和測(cè)繪單位更是應(yīng)極力提升測(cè)繪地理信息在數(shù)字城市建設(shè)中的龍頭地位、積極發(fā)展壯大測(cè)繪地理信息服務(wù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。著眼于城市測(cè)繪的發(fā)展趨勢(shì)和國家地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,城市測(cè)繪部門如何來提升測(cè)繪行業(yè)地位,推動(dòng)測(cè)繪服務(wù)創(chuàng)新,當(dāng)前條件下主要的突破口和入手有以下幾個(gè)方面:
①加快城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。建設(shè)涵蓋市區(qū)(縣)兩級(jí)的地理信息公共服務(wù)平臺(tái),縱向?qū)崿F(xiàn)市、區(qū)(縣)上下聯(lián)通,橫向?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)、國土、市政、房管、城管、發(fā)改等多部門間的協(xié)同共享。加快公共服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)更新速度,不斷提高數(shù)據(jù)的鮮活程度。深化平臺(tái)在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理等方面的典型應(yīng)用,建立三維輔助規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)、全市建設(shè)項(xiàng)目協(xié)同審批系統(tǒng)、地下管線應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)字社區(qū)、歷史文化地理信息系統(tǒng)等一批有特色的應(yīng)用系統(tǒng)。要通過公共服務(wù)平臺(tái)的建設(shè),逐步實(shí)現(xiàn)測(cè)繪地理信息的社會(huì)化應(yīng)用,建立和完善地理信息共建共享的法規(guī)和機(jī)制。②開展城市地理市情監(jiān)測(cè)。加強(qiáng)上下協(xié)調(diào),積極全面開展地理市情監(jiān)測(cè),加快地理市情信息獲取效率,建立地理市情信息的快速獲取機(jī)制和處理體系,加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析和知識(shí)發(fā)現(xiàn)。加大地理市情監(jiān)測(cè)技術(shù)手段研究,特別是多源數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究,包括影像數(shù)據(jù)處理技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、空間矢量數(shù)據(jù)的處理技術(shù),以及地理市情監(jiān)測(cè)專題模型研究等。要通過地理市情監(jiān)測(cè),重點(diǎn)完善和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取的實(shí)時(shí)化、信息處理的網(wǎng)絡(luò)化,不斷提升測(cè)繪地理信息部門在城市信息化建設(shè)中的龍頭地位。③推動(dòng)“智慧城市”建設(shè)。在“數(shù)字城市”建設(shè)成果基礎(chǔ)上,搭建服務(wù)型城市級(jí)智慧城市平臺(tái)。以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的多樣化組合為基礎(chǔ),以物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)為支撐,推進(jìn)基礎(chǔ)性與應(yīng)用型信息系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)和各類信息資源的開發(fā)利用,探索“智慧城市”建設(shè)模式,研究開發(fā)智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧人文、智慧服務(wù)、智慧管理、智慧生活等為重要內(nèi)容的城市發(fā)展模式,從而實(shí)現(xiàn)城市向國際化大都市高速邁進(jìn)的發(fā)展戰(zhàn)略。
4城市測(cè)繪的發(fā)展空間與機(jī)遇
城市測(cè)繪的業(yè)務(wù)大致均可分為三部分:(1)傳統(tǒng)類業(yè)務(wù),諸如規(guī)劃撥地、放線等為規(guī)劃服務(wù)的測(cè)量業(yè)務(wù);(2)市場(chǎng)類業(yè)務(wù),即除規(guī)劃測(cè)量以外的參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的其它城市測(cè)量業(yè)務(wù),諸如市政測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量、形變監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù);(3)地理信息類業(yè)務(wù),即基于基礎(chǔ)地理信息資源的地理信息服務(wù)業(yè)務(wù)。在信息化測(cè)繪發(fā)展的大背景之下,這三類業(yè)務(wù)的發(fā)展空間與前景各有異同。
4.1傳統(tǒng)類業(yè)務(wù)發(fā)展空間不大
傳統(tǒng)類業(yè)務(wù)由于目前還有政策傾斜和保護(hù),發(fā)展比較穩(wěn)定,但市場(chǎng)潛力有限,蛋糕就那么大,難以實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,而且目前傳統(tǒng)業(yè)務(wù)還時(shí)有挑戰(zhàn),一是開發(fā)區(qū)政策有松動(dòng),新成立的一些開發(fā)區(qū)和基地,政策靈活,有的業(yè)務(wù)不一定委托城市測(cè)繪部門來做,二是一些大型政府專項(xiàng)投資項(xiàng)目,如地鐵、市政路橋建設(shè)等重點(diǎn)測(cè)繪工程也不一定都委托給城市測(cè)繪單位,這些都給城市測(cè)繪的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)展帶來不小的挑戰(zhàn)。
4.2市場(chǎng)類業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈
市場(chǎng)類業(yè)務(wù)范圍比較大,如形變監(jiān)測(cè)、市政測(cè)量、地籍測(cè)繪、房產(chǎn)測(cè)量等城市測(cè)量業(yè)務(wù),都有著很大的市場(chǎng)領(lǐng)域,但市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,城市地區(qū)更是測(cè)繪單位云集,城市測(cè)繪單位競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),優(yōu)勢(shì)不明顯,要想擴(kuò)大份額也并非易事。
4.3地理信息類業(yè)務(wù)市場(chǎng)潛力巨大、資源優(yōu)勢(shì)明顯
當(dāng)前地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,地理信息服務(wù)需求旺盛,地理信息市場(chǎng)潛力巨大,城市測(cè)繪單位依托歷史積累的數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢(shì)是其他單位無法超越的,這應(yīng)是城市測(cè)繪單位實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件,但當(dāng)前面臨的困難也很多,諸如信息推廣力量單薄,營銷意識(shí)有所禁錮,政策環(huán)境不成熟,技術(shù)力量不足等都制約著這方面的發(fā)展。綜上分析,城市地理信息綜合服務(wù)是城市測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的重大機(jī)遇,城市測(cè)繪單位只有大力發(fā)展地理信息服務(wù)業(yè)務(wù),才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)的跨越式發(fā)展。
5服務(wù)創(chuàng)新的幾點(diǎn)措施與思路
如何加快發(fā)展城市地理信息業(yè)務(wù),如何實(shí)現(xiàn)信息化測(cè)繪服務(wù)的創(chuàng)新與跨越,這是一個(gè)范圍廣闊、內(nèi)容豐富的課題,只有不斷探索、不斷創(chuàng)新才能逐步發(fā)展,結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境和發(fā)展條件,城市測(cè)繪單位可先從以下幾個(gè)方面做起:
(1)建立和完善信息化測(cè)繪生產(chǎn)體系。從數(shù)據(jù)的采集、生產(chǎn)、處理、管理到數(shù)據(jù)的分發(fā)、服務(wù)等,建立一套完善的信息化測(cè)繪生產(chǎn)體系,在已經(jīng)完成的城市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)、城市大地水準(zhǔn)面精化、城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)等的基礎(chǔ)上,發(fā)展完善衛(wèi)星與航空數(shù)據(jù)獲取及更新、三維空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)與處理、數(shù)據(jù)分發(fā)與服務(wù)等生產(chǎn)體系,為地理信息的綜合服務(wù)打好數(shù)據(jù)生產(chǎn)基礎(chǔ)。(2)加快建立城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)。在現(xiàn)有基于局域網(wǎng)的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上,加速搭建基于互聯(lián)網(wǎng)之上的、面向社會(huì)和大眾的、開放式的地理信息公共服務(wù)平臺(tái),加快實(shí)現(xiàn)地理信息的社會(huì)化應(yīng)用與服務(wù)。(3)積極推動(dòng)智慧城市建設(shè)。智慧城市并不遙遠(yuǎn),要在已經(jīng)取得的數(shù)字城市成果的基礎(chǔ)上,利用城市基礎(chǔ)地理信息資源優(yōu)勢(shì)條件,加快啟動(dòng)智慧城市總體框架設(shè)計(jì),建立和完善地理信息共建共享機(jī)制和法規(guī),加強(qiáng)系統(tǒng)宣傳與營銷,通過地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的輻射和帶動(dòng),提升城市測(cè)繪在智慧城市建設(shè)中的地位與影響力,積極推動(dòng)智慧城市的建設(shè)和發(fā)展。
關(guān)鍵詞:測(cè)繪高新技術(shù);地理信息;數(shù)字城市;地理國情監(jiān)測(cè)
一、引言。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,測(cè)繪科技也在加速創(chuàng)新。傳統(tǒng)的測(cè)繪方式已逐步被測(cè)繪高新技術(shù)“3S”技術(shù)和“4D”產(chǎn)品所取代。傳統(tǒng)的測(cè)繪方法:如三角測(cè)量、大平板儀測(cè)圖、普通航攝儀測(cè)圖等已經(jīng)徹底淘汰,而水準(zhǔn)測(cè)量、光電測(cè)距、部分解析法測(cè)圖、三角高程測(cè)量將作為測(cè)繪高新技術(shù)的輔助手段繼續(xù)存在。傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)形成的成果圖件稱為手測(cè)圖,后經(jīng)計(jì)算機(jī)掃描及矢量化完成的成果不能稱之為數(shù)字化成果,只能稱為半數(shù)字化,其精度不高,更新慢。而用3S技術(shù)通過特殊軟件及設(shè)備加工處理生產(chǎn)出的4D產(chǎn)品則為真正意義上的數(shù)字化成果。完成這一產(chǎn)品的過程只有現(xiàn)代地理信息技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。地理信息產(chǎn)業(yè)、國情地理監(jiān)測(cè)涵蓋了整個(gè)測(cè)繪領(lǐng)域和過程。然而,隨著測(cè)繪內(nèi)容的越來越豐富,測(cè)繪名詞成因需要進(jìn)一步規(guī)范
二、傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)業(yè)和測(cè)繪高新技術(shù)的提法。
有人認(rèn)為:現(xiàn)在從事的小范圍測(cè)繪項(xiàng)目和非數(shù)字城市項(xiàng)目都屬于傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)業(yè),這個(gè)提法不確切,現(xiàn)在不管大小項(xiàng)目,為客戶提供各種測(cè)繪服務(wù)都是采用高科技技術(shù)手段完成的,不存在傳統(tǒng)不傳統(tǒng)的問題,比如小區(qū)域測(cè)圖,控制部分都是由GPS來完成,測(cè)圖部分大部分用航片外業(yè)調(diào)繪(航片用遙感技術(shù)獲得),內(nèi)業(yè)用配套軟件計(jì)算機(jī)處理完成,而更小一點(diǎn)范圍測(cè)圖使用全站儀外業(yè)采集數(shù)據(jù),內(nèi)業(yè)編輯成圖精度更加可靠。因此就測(cè)繪產(chǎn)業(yè)本身來講不存在傳統(tǒng)的,而是測(cè)繪方法及手段存在傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)說法。
三、地理信息、地理信息系統(tǒng)、地理信息產(chǎn)業(yè)
1、地理信息(Geographic Information)是指與空間地理分布有關(guān)的信息,它表示地表物體和環(huán)境固有的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征,聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖形、圖象等的總稱。地理信息代表三維空間信息。具備區(qū)域性、多維性和動(dòng)態(tài)性。其動(dòng)態(tài)性主要用于測(cè)繪生產(chǎn)實(shí)踐,它表示地理信息的動(dòng)態(tài)變化特征,即時(shí)序特征??梢园凑諘r(shí)間尺度將地球信息劃分為超短期的(如臺(tái)風(fēng)、地震)、短期的(如江河洪水、季節(jié)溫度)、中期的(如土地利用、作物估產(chǎn))、長(zhǎng)期的(如數(shù)字城市、水土流失)、超長(zhǎng)期的(如地殼變動(dòng)、氣候變化)等。地理信息常以時(shí)間尺度劃分成不同時(shí)間段信息,這就要求及時(shí)采集和更新地理信息,并根據(jù)多時(shí)相區(qū)域性指定特定的區(qū)域得到的數(shù)據(jù)和信息來尋找時(shí)間分布規(guī)律,進(jìn)而對(duì)未來作出預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。
2、地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,把各種地理信息按照空間分布及屬性,以一定的格式輸入、存儲(chǔ)、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GIS)。GIS是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),它具備一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所具有的功能,如采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)等功能。其次,GIS處理的數(shù)據(jù)都和地理信息有著直接間接的關(guān)系。地理信息是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí),而地理數(shù)據(jù)則是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號(hào)化表示,包括空間位置、屬性特征(簡(jiǎn)稱屬性)及時(shí)域特征三部分??臻g位置數(shù)據(jù)描述地物或現(xiàn)象所在位置;屬性數(shù)據(jù)有時(shí)又稱作非空間數(shù)據(jù),是屬于一定地物或現(xiàn)象、描述其特征的定性或定量指標(biāo);時(shí)域特征是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)刻或時(shí)段。由此,可以簡(jiǎn)單地定義地理信息系統(tǒng)為用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是有關(guān)空間數(shù)據(jù)管理和空間信息分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。依照其應(yīng)用領(lǐng)域,地理信息系統(tǒng)可分為土地信息系統(tǒng)、資源管理信息系統(tǒng)、地學(xué)信息系統(tǒng)等。
3、地理信息產(chǎn)業(yè),是以現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的綜合性產(chǎn)業(yè)。既包括 GIS(地理信息系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)、航空航天遙感產(chǎn)業(yè),也包括測(cè)繪業(yè)和地理信息技術(shù)的專業(yè)應(yīng)用,還包括LBS(基于位置服務(wù))、地理信息服務(wù)和各類新興技術(shù)及其應(yīng)用。
開發(fā)地理信息系統(tǒng)都是為完成地理信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的,近些年,各行各業(yè)都在開發(fā)地理信息系統(tǒng),無論哪個(gè)行業(yè)開發(fā)都離不開測(cè)繪科技,地理信息系統(tǒng)必須有基礎(chǔ)信息平臺(tái),這就是所屬區(qū)域的基礎(chǔ)測(cè)繪資料,所以,測(cè)繪技術(shù)的日新月異,使實(shí)現(xiàn)社會(huì)信息化變?yōu)榭赡堋?/p>
四、數(shù)字城市。
數(shù)字城市是城市基礎(chǔ)地理空間框架,是數(shù)字化城市管理系統(tǒng)簡(jiǎn)稱,是數(shù)字省和國家的重要組成部分,數(shù)字城市以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ),以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶,運(yùn)用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙測(cè)、仿真-虛擬等技術(shù),對(duì)城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述,即利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和未來的全部?jī)?nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)字化虛擬實(shí)現(xiàn)。數(shù)字城市建設(shè)成果是用強(qiáng)大的地理信息系統(tǒng)來完成的,是科學(xué)技術(shù)的綜合體現(xiàn),數(shù)字城市系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)為城市管理提供方便快捷服務(wù)。
五、地理國情監(jiān)測(cè)。
地理國情監(jiān)測(cè)是綜合利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)(GNSS)、航空航天遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù),綜合各時(shí)期已有測(cè)繪成果檔案,對(duì)地形、水系、交通、地表覆蓋等要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)和定量化、空間化的監(jiān)測(cè),并統(tǒng)計(jì)分析其變化量、變化頻率、分布特征、地域差異、變化趨勢(shì)等,形成反映各類資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)要素的空間分布及其發(fā)展變化規(guī)律的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、地圖圖形和研究報(bào)告。地理國情監(jiān)測(cè)通過對(duì)地理國情進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)繪、統(tǒng)計(jì),從地理的角度來綜合分析和研究國情,為政府、企業(yè)和社會(huì)各方面提供真實(shí)可靠和準(zhǔn)確權(quán)威的地理國情信息。推進(jìn)地理國情監(jiān)測(cè)工作,必須建立在豐富翔實(shí)的地理信息資源積累基礎(chǔ)之上,不僅需要掌握各時(shí)期的歷史檔案數(shù)據(jù),還要加快地理信息動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)更新地理信息。做為測(cè)繪工作者要肩負(fù)起測(cè)繪發(fā)展的歷史使命,測(cè)繪隊(duì)伍要制定人才發(fā)展戰(zhàn)略,加快裝備的現(xiàn)代化。為我國測(cè)繪事業(yè)發(fā)展多做貢獻(xiàn)。
1.培養(yǎng)目標(biāo)
浙江農(nóng)林大學(xué)作為一所特色鮮明的地方性高等院校,堅(jiān)持依靠自身優(yōu)勢(shì)和特色,為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)特別是為浙江農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民服務(wù)[7]。地理信息系統(tǒng)專業(yè)應(yīng)抓住此發(fā)展契機(jī),以面向浙江省“三農(nóng)”作為發(fā)展的著力點(diǎn)與突破口,充分發(fā)揮自身專業(yè)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。地理信息系統(tǒng)在數(shù)字林業(yè)建設(shè)中應(yīng)用廣泛,我國林業(yè)院校,如北京林業(yè)大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、中南林業(yè)科技大學(xué)、浙江農(nóng)林大學(xué)、西南林學(xué)院等都開設(shè)了GIS本科專業(yè),共同的特點(diǎn)就是依托農(nóng)林等學(xué)科的優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)和地理學(xué)的理論基礎(chǔ),掌握地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能,能在林業(yè)、農(nóng)業(yè)、地籍、環(huán)境、規(guī)劃設(shè)計(jì)、森林工程、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域從事與地理信息系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)的工作的高級(jí)專門人才[4]。因此,畢業(yè)的學(xué)生應(yīng)具有較強(qiáng)的工作能力,以適應(yīng)社會(huì)對(duì)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用型人才的需求。基本知識(shí)和基本技能強(qiáng)、基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高且具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等方面工作,全面發(fā)展與鮮明個(gè)性相結(jié)合,具有進(jìn)一步自主學(xué)習(xí)能力的應(yīng)用型人才。
2課程設(shè)置
地理信息系統(tǒng)是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物,如測(cè)量學(xué)、地圖制圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)等,它綜合應(yīng)用這些學(xué)科的思想和方法,形成了自己的體系[8]。因此,要求農(nóng)林院校的學(xué)生既要學(xué)習(xí)這些相關(guān)課程具備一定的背景知識(shí)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ),又要掌握院校特色的農(nóng)科和林科的行業(yè)知識(shí)。根據(jù)我?!皩捒趶剑窕A(chǔ),強(qiáng)實(shí)踐,重應(yīng)用”的人才培養(yǎng)基本要求,充分考慮學(xué)生就業(yè)及以后深造需要,構(gòu)建了“平臺(tái)+模塊”的“3+1”培養(yǎng)模式。由公共基礎(chǔ)平臺(tái)、學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)、專業(yè)平臺(tái)和方向模塊四個(gè)層次構(gòu)成。同時(shí),綜合考慮到學(xué)校特色及本省就業(yè)需求,開設(shè)林學(xué)林學(xué)相關(guān)課程,較好地解決了通識(shí)教育與專業(yè)教育、厚基礎(chǔ)與強(qiáng)應(yīng)用之間的矛盾。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力:掌握數(shù)學(xué)、地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理信息系統(tǒng)、遙感、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的基本理論和基本知識(shí),以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的基本原理和基本方法;具有將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)、林、水、土管、城建、環(huán)境等方面的基本能力。與此同時(shí),為了保證學(xué)生在四年八個(gè)學(xué)期內(nèi)有足夠的精力和時(shí)間完成學(xué)業(yè),課時(shí)的安排設(shè)計(jì)為“鐘”型。
3.實(shí)踐教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計(jì)
地理信息系統(tǒng)專業(yè)是一個(gè)應(yīng)用性、操作性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),因此加強(qiáng)GIS實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要手段。在我校GIS專業(yè)課程教學(xué)計(jì)劃中,主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)總計(jì)37.5周學(xué)時(shí)。實(shí)踐主要包括課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)。這三個(gè)環(huán)節(jié)從GIS專業(yè)基本技能訓(xùn)練到綜合應(yīng)用,形成實(shí)踐內(nèi)容的銜接,由淺至深,貫穿四年的實(shí)踐教學(xué)體系。這些以培養(yǎng)基本技能與方法的課程實(shí)驗(yàn)課以林業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)、GIS應(yīng)用開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練等為主。綜合專業(yè)實(shí)習(xí)主要以GIS行業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)、3S技術(shù)應(yīng)用、野外測(cè)繪實(shí)習(xí)、結(jié)合農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn)開展相關(guān)森林資源調(diào)查等綜合性專業(yè)實(shí)習(xí)。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)能力和實(shí)踐應(yīng)用能力以減少與生產(chǎn)單位的差距。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),也是最重要的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。教師設(shè)計(jì)畢業(yè)論文題目,由學(xué)生自己設(shè)計(jì)、自己編程開發(fā),充分發(fā)揮主動(dòng)性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性。同時(shí),與教師科研、相關(guān)的GIS公司、林業(yè)與土地有關(guān)部門的生產(chǎn)科研課題結(jié)合,學(xué)校與生產(chǎn)單位可以建立長(zhǎng)期的合作關(guān)系,這樣可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,為畢業(yè)后較早進(jìn)入狀態(tài)奠定基礎(chǔ)。
4.學(xué)科競(jìng)賽
我校采取“走出去、引進(jìn)來”的辦法,開闊學(xué)生的視野和思路。積極組織學(xué)生參與各種形式的全國性的大學(xué)生專業(yè)競(jìng)賽。積極創(chuàng)造條件,有步驟地縮短與應(yīng)用生產(chǎn)單位的差距;積極主動(dòng)與國內(nèi)外知名世界一流的GIS軟件企業(yè)、著名的科研院所合作,積極參與他們組織的一年一度的全國大學(xué)生GIS軟件開發(fā)大賽。目前,浙江農(nóng)林大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)已參加的比賽活動(dòng)有中國地理學(xué)會(huì)和ESRI中國有限公司舉辦的全國大學(xué)生GIS競(jìng)賽•ESRI杯、中國科學(xué)院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心和北京超圖公司舉辦的SuperMap杯全國高校GIS開發(fā)大賽,且與北京超圖公司成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。同時(shí),成立了以浙江農(nóng)林大學(xué)森林經(jīng)理學(xué)科教師為主指導(dǎo)學(xué)生參加各類專業(yè)競(jìng)賽的指導(dǎo)小組和團(tuán)隊(duì),采用高年級(jí)學(xué)生和低年級(jí)學(xué)生組隊(duì)、生手和新手組隊(duì)、3人組隊(duì)的“階梯層次式”學(xué)科競(jìng)賽模式,利用暑假期間指導(dǎo)學(xué)生主攻全國性的GIS專業(yè)競(jìng)賽,培養(yǎng)可持續(xù)參賽的人才,連續(xù)四年取得不菲的成績(jī)?!墩憬?qǐng)?bào)》《中國綠色時(shí)報(bào)》《浙江教育報(bào)》和中國教育電視臺(tái)等媒體對(duì)我校GIS專業(yè)學(xué)生予以關(guān)注和肯定。
【關(guān)鍵詞】3S原理與應(yīng)用高等教育課程物聯(lián)網(wǎng)
1引言:物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的意義
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things, IOT)的概念是在1999年提出的。2005年國際電信聯(lián)盟將物聯(lián)網(wǎng)定義為:通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、空間定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,其核心是RFID技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、無線通信技術(shù)和寬帶網(wǎng)絡(luò)。
空間定位技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一,可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理?,F(xiàn)有的高精度GPS定位技術(shù)可以為物聯(lián)網(wǎng)提供厘米級(jí)精度的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位服務(wù),這將極大地提高物聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)質(zhì)量,并由此可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
地理信息系統(tǒng)(GIS)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),對(duì)地理空間位置等信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析、可視化與應(yīng)用的軟件工具[2]。物物相連的網(wǎng)絡(luò)必須要有相關(guān)空間信息處理平臺(tái)的支撐,尤其是對(duì)于大規(guī)模的、復(fù)雜的、現(xiàn)實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)而言,地理信息系統(tǒng)技術(shù)將是一種不可或缺的支撐技術(shù),它能讓物聯(lián)網(wǎng)更加好用、更加有序、更加智慧。
遙感(RS)技術(shù)本身屬于傳感技術(shù),雖然不是物聯(lián)網(wǎng)中的主要傳感方式和手段,但對(duì)于一些特定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,如精細(xì)農(nóng)業(yè)、環(huán)保監(jiān)測(cè)、重要設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)等,遙感所具有的的速度快、覆蓋面廣、成本低等優(yōu)勢(shì),將發(fā)揮十分重要的作用。而隨著高分辨率遙感技術(shù)的發(fā)展以及解譯水平的提高,航空航天遙感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也將發(fā)揮越來越重要的作用[3]。
綜上所述,3S(GPS、GIS和RS)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)密不可分。但縱觀國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系,少有高校設(shè)置了以上相關(guān)課程。此外,隨著高校教育制度的改革和學(xué)分制的實(shí)行,很多課程的學(xué)時(shí)都較以前少了很多。因此,單獨(dú)開設(shè)《GPS原理與應(yīng)用》、《地理信息系統(tǒng)》和《遙感原理與應(yīng)用》幾門課程存在較大的實(shí)際困難。鑒于此,可在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程,該課程將以上幾門課程綜合成一門課程來教學(xué),適應(yīng)了當(dāng)前高校課程學(xué)時(shí)減少的背景。此舉順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)發(fā)展的需要,能夠完善學(xué)生的知識(shí)體系,提升畢業(yè)生的個(gè)人實(shí)力,具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
2 開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的基本條件
《3S原理與應(yīng)用》是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。要學(xué)習(xí)好3S(地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遙感)的基礎(chǔ)理論并不困難,學(xué)生有較好的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)就可以理解,而我國高校的理工科專業(yè)也基本都開設(shè)了這些課程。應(yīng)用方面,要求學(xué)生具有較好的計(jì)算機(jī)操作能力和較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,再具備3S相關(guān)軟件和計(jì)算機(jī)硬件,就可以學(xué)習(xí)3S技術(shù)的實(shí)際操作和應(yīng)用技術(shù),這一教學(xué)條件物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)也能滿足。換言之,國內(nèi)高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具備了開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的基本條件。
3 開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程的方式
開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程,效果最好的無疑是獨(dú)立開課。課程教學(xué)以課堂講授和上機(jī)操作相結(jié)合的方式進(jìn)行。具體實(shí)施過程中,教材可以選用劉祖文編寫的《3S原理與應(yīng)用》。這部著作屬于高等學(xué)校規(guī)劃教材,內(nèi)容主要涉及地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)中的基本數(shù)學(xué)模型、原理以及應(yīng)用。
講授過程中,第一章可以安排兩個(gè)課時(shí),首先概要講解本課程的內(nèi)容,然后介紹3S技術(shù)的基本概念、發(fā)展、基本組成和應(yīng)用。而第二章《空間信息技術(shù)基礎(chǔ)》的內(nèi)容在教材中屬于理論基礎(chǔ)知識(shí),介紹了時(shí)間與空間參考系統(tǒng)、地圖投影和大氣構(gòu)造,這部分內(nèi)容課時(shí)安排較為靈活,一般四個(gè)課時(shí)就可以讓學(xué)生基本理解參考系統(tǒng)和地圖投影,若要深入理解則可適當(dāng)增加課時(shí)。第三~六章為GPS部分,介紹了GPS的構(gòu)成、定位原理、定位方法和GPS定位測(cè)量,其中GPS定位測(cè)量需要結(jié)合實(shí)際操作來教學(xué),有條件的學(xué)??砂才艃烧n時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這部分內(nèi)容總計(jì)安排十二個(gè)課時(shí),具體的課時(shí)分布教師可結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置。第七~十章為RS部分,圍繞遙感基礎(chǔ)、遙感數(shù)據(jù)獲取、數(shù)字圖像處理和圖像解譯與應(yīng)用來教學(xué),教學(xué)過程中可從具體的應(yīng)用案例(如:精細(xì)農(nóng)業(yè))出發(fā),對(duì)遙感和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行深入講解,提高學(xué)生對(duì)課程的興趣。該部分也需要安排上機(jī)實(shí)習(xí),通過對(duì)常用遙感軟件和遙感數(shù)據(jù)的使用,提高學(xué)生的實(shí)際操作能力,總計(jì)可投入十個(gè)課時(shí)。第十一~十四章為GIS部分,主要介紹GIS的體系、空間數(shù)據(jù)表達(dá)與獲取、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間查詢與空間分析,該部分也應(yīng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué),并安排上機(jī)實(shí)習(xí),建議投入十二個(gè)課時(shí)。以上三個(gè)部分的上機(jī)實(shí)習(xí)都是分別進(jìn)行的,實(shí)際工作中,很多項(xiàng)目和工作都涉及到3S技術(shù)的綜合應(yīng)用。因此,在教學(xué)時(shí),還應(yīng)將GPS的操作應(yīng)用部分、GIS的應(yīng)用與設(shè)計(jì)、遙感影像的分析與處理部分有機(jī)地結(jié)合在一起來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有重要作用。這部分可作為課程綜合實(shí)習(xí),投入八個(gè)左右課時(shí)。
綜上,獨(dú)立開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程,需要48個(gè)課時(shí),如果條件允許,還應(yīng)該設(shè)置更多的實(shí)驗(yàn)課時(shí),或者根據(jù)專業(yè)方向的需要增加特定環(huán)節(jié)的課時(shí)。
4 結(jié)束語
在高等院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要,能完善學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu),提升畢業(yè)生的實(shí)踐能力和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和3S技術(shù)的共同發(fā)展。對(duì)高等院校本身而言,開設(shè)《3S原理與應(yīng)用》課程,還可以造就一批熟悉3S技術(shù)的教師,促進(jìn)已有研究方向與3S技術(shù)的結(jié)合,產(chǎn)生新的科研成果。
參考文獻(xiàn)
[1]桂小林. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2010, (16): 1- 3, 9.