導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇地理信息科學(xué)培養(yǎng)方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞:大類招生;地理信息科學(xué)專業(yè);地方師范院校

21世紀(jì)初，北京大學(xué)啟動(dòng)“元培計(jì)劃”，低年級(jí)實(shí)行大學(xué)通識(shí)基礎(chǔ)教育，高年級(jí)實(shí)行寬口徑專業(yè)教育［1］。此后，“寬口徑、厚基礎(chǔ)”成為我國(guó)高等教育改革和發(fā)展的新要求，2010年基本形成“大類招生，專業(yè)分流”的招生培養(yǎng)新模式。2020年，有115所“雙一流”建設(shè)高校不同程度地實(shí)施了大類招生與專業(yè)分流，占同類型高校數(shù)量(134所)的85．82%，其中含北京師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、南京師范大學(xué)、陜西師范大學(xué)等8所師范院校［2］。大類招生改變傳統(tǒng)按特定專業(yè)的招生方式，一定程度避免了學(xué)生選擇專業(yè)的盲目性，使其獲得更多有機(jī)會(huì)深入認(rèn)知各個(gè)專業(yè)，并根據(jù)自身興趣實(shí)現(xiàn)專業(yè)雙向選擇，有助于培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才［3］。師范院校地理專業(yè)主要承擔(dān)中小學(xué)地理教師培養(yǎng)和教學(xué)理論創(chuàng)新的任務(wù)，地理信息科學(xué)專業(yè)作為師范院校的非師范專業(yè)，既沿襲了地理學(xué)專業(yè)的自然地理、人文地理、經(jīng)濟(jì)地理等教學(xué)內(nèi)容，又涵蓋了軟件應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)等計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系［4］。與地理師范生的培養(yǎng)目標(biāo)不同，地理信息科學(xué)專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生地學(xué)數(shù)據(jù)獲取、管理、應(yīng)用、分析能力為主，能在生態(tài)、環(huán)保、規(guī)劃、教育等各個(gè)領(lǐng)域從事地理信息科學(xué)應(yīng)用、研究、開(kāi)發(fā)等的復(fù)合型科技人才［5］。大類招生背景下，地理科學(xué)師范生及地理信息科學(xué)非師范生以地理學(xué)一級(jí)學(xué)科統(tǒng)一招生，招生、專業(yè)分流、教學(xué)、就業(yè)等方面也隨之發(fā)生了一些變化，為專業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。文章以重慶師范大學(xué)為研究對(duì)象，對(duì)比分析地方師范院校地理信息科學(xué)專業(yè)在大類招生前后的招生規(guī)模、生源、培養(yǎng)方案等方面的變化與發(fā)展，初探大類招生背景下地理信息科學(xué)專業(yè)發(fā)展所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為地方師范院校非師范專業(yè)發(fā)展模式的相關(guān)研究提供一定參考。

一、專業(yè)招生情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年，全國(guó)有190個(gè)院校開(kāi)設(shè)地理信息科學(xué)專業(yè)(表1)，其中師范類院校50所，數(shù)量最多的三個(gè)省市有江蘇省(18所，師范5所)、河南省(13所，師范5所)和湖北省(12所，師范2所)，主要集中在中東部地區(qū)?？偟恼猩?guī)模達(dá)8000～9000人，男女比例接近1∶1，文理科招生比例為1∶9。重慶師范大學(xué)自2003年至2019年招收地理信息專業(yè)學(xué)生，每年招生規(guī)模40人左右，2020年招生規(guī)模升至50人。2021年，重慶師范大學(xué)實(shí)施地理科學(xué)專業(yè)大類招生200人，地理信息科學(xué)專業(yè)招生規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大到55人。生源主要來(lái)自14個(gè)省市，本著為地方培養(yǎng)人才的宗旨，生源配置以重慶市為主，招生人數(shù)141人，占比達(dá)71%，其余以四川省居多，占比15%。文理科招生比例為4∶6，明顯高于全國(guó)。

二、專業(yè)分流方案

專業(yè)分流是大類招生模式中重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的大類培養(yǎng)，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制定選擇專業(yè)。分流方案是進(jìn)行專業(yè)分流的前提和依據(jù)，主要有分流對(duì)象、分流依據(jù)、分流程序、分流時(shí)間等多個(gè)方面的內(nèi)容［6］。地理學(xué)大類招生的學(xué)生分流專業(yè)以地理科學(xué)、地理信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等為主，在校學(xué)習(xí)1～2年通識(shí)課程后，按照成績(jī)排名、志愿填報(bào)+成績(jī)排名等進(jìn)行專業(yè)分流，部分師范類院校為了平衡各專業(yè)，從成績(jī)排名、志愿填報(bào)、教學(xué)實(shí)踐能力三方面綜合實(shí)施專業(yè)分流。重慶師范大學(xué)地理學(xué)專業(yè)按照地理學(xué)大類招生后，分流為地理科學(xué)、地理信息科學(xué)兩個(gè)專業(yè)，專業(yè)分流的基本原則包括:(1)學(xué)生志向與社會(huì)需求相結(jié)合的原則。鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇專業(yè)，積極瞄準(zhǔn)社會(huì)的人才需求，綜合考慮近期、遠(yuǎn)期社會(huì)需求和學(xué)院的發(fā)展，合理進(jìn)行專業(yè)分流。(2)公平、公開(kāi)原則。專業(yè)分流工作執(zhí)行成員負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和執(zhí)行專業(yè)分流，監(jiān)督成員負(fù)責(zé)分流工作的公平性和透明度。根據(jù)專業(yè)分流方案，確保每個(gè)學(xué)生的專業(yè)分流工作透明與公平。(3)各專業(yè)(方向)接收學(xué)生的人數(shù)要兼顧學(xué)科建設(shè)和未來(lái)發(fā)展需求。按照志愿填報(bào)結(jié)合績(jī)點(diǎn)排名的方式，在第一學(xué)年結(jié)束后，每名學(xué)生只有一次專業(yè)分流機(jī)會(huì)，分流以后不再進(jìn)行轉(zhuǎn)專業(yè)設(shè)置，與國(guó)內(nèi)其他高校分流方式基本相同。

三、教學(xué)改革

地理學(xué)大類招生的培養(yǎng)期望是地理科學(xué)教育方向?qū)W生從事教育工作，具備師德情懷高、教學(xué)能力強(qiáng)、育人效果好、發(fā)展后勁足等能力［7］。地理信息科學(xué)方向?qū)W生從應(yīng)用、研究工作，具備動(dòng)手能力強(qiáng)、領(lǐng)導(dǎo)中小型團(tuán)隊(duì)、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)等能力。教學(xué)中，需要優(yōu)化師資團(tuán)隊(duì)，調(diào)整課程設(shè)置，加強(qiáng)專業(yè)引導(dǎo)，合理科學(xué)安排分流前的通識(shí)、學(xué)科基礎(chǔ)教育和分流后的專業(yè)教育。

(一)優(yōu)化師資團(tuán)隊(duì)

優(yōu)化教師資源配置，既要有扎實(shí)地理學(xué)功底的教師，又要有從事地理信息技術(shù)相關(guān)教學(xué)研究的教師。大類招生后，重慶師范大學(xué)地理學(xué)專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整，團(tuán)隊(duì)成員共50人，學(xué)緣結(jié)構(gòu)多樣，專業(yè)教師來(lái)自中國(guó)科學(xué)院、香港大學(xué)、北京師范大學(xué)、南京大學(xué)、中山大學(xué)、武漢大學(xué)等近20所國(guó)內(nèi)外大學(xué)。學(xué)科背景涵蓋了地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、林學(xué)、災(zāi)害學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)等方面，地理學(xué)大類招生后，充分發(fā)揮多學(xué)科交叉特色和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，有助于教師團(tuán)隊(duì)交流和共同學(xué)習(xí)，更有助于落實(shí)因材施教，培養(yǎng)高層次教育科研人才。

(二)教學(xué)模式

教學(xué)模式變革的目的是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)習(xí)效果和學(xué)生個(gè)人發(fā)展，從全程教師講授到學(xué)生參與的教學(xué)模式過(guò)渡，將導(dǎo)入法、舉例法和討論法等教學(xué)法相結(jié)合，加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)地理學(xué)知識(shí)的感官認(rèn)識(shí)。如開(kāi)展地貌、地質(zhì)、植物、水文、土壤等自然地理野外實(shí)習(xí)，并結(jié)合區(qū)域遙感圖像，深入了解遙感圖像如何記錄地物信息，開(kāi)展植被、水系、農(nóng)田等各類地物信息的光譜特征認(rèn)識(shí)和遙感圖像地物識(shí)別等實(shí)踐。通過(guò)地理事件、現(xiàn)象導(dǎo)入課程內(nèi)容，如滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的事件，討論區(qū)域特征及地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素(地形、氣象、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等)，激勵(lì)學(xué)生逐步參與課堂討論，提升學(xué)生興趣，從而牢固掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

(三)調(diào)整課程設(shè)置

不同類型院校的地理信息科學(xué)專業(yè)，培養(yǎng)目標(biāo)不同，專業(yè)特色不同，所開(kāi)設(shè)的課程也具有明顯差異。師范院校地理信息科學(xué)專業(yè)核心課程可分為地理學(xué)、遙感、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、測(cè)繪等幾大類。其中，依托傳統(tǒng)地理學(xué)為基礎(chǔ)開(kāi)設(shè)的地理信息科學(xué)專業(yè)，課程設(shè)置以地理類課程占比最高，如北京師范大學(xué)占比34%，華東師范大學(xué)占比54%，東北師范大學(xué)占比38%，其次是遙感或地理信息系統(tǒng)，北京師范大學(xué)遙感和地理信息系統(tǒng)占比均為22%，華東師范大學(xué)分別為17%和8%，東北師范大學(xué)分別為19%和24%。重慶師范大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)依托地理與旅游學(xué)院，課程設(shè)置以地理類課程為主導(dǎo)，占比30%，其次是計(jì)算機(jī)類課程占比22%，遙感和地理信息系統(tǒng)類占比均為18%(見(jiàn)下圖)。大類招生后，將思政類通識(shí)必修課均放入第一學(xué)年。同時(shí)，加入學(xué)科基礎(chǔ)教育課程，如含自然地理、人文地理和經(jīng)濟(jì)地理，地理信息系統(tǒng)概論、遙感概論、地圖學(xué)等。強(qiáng)化專業(yè)導(dǎo)論課程，讓學(xué)生深入認(rèn)識(shí)專業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)興趣，了解專業(yè)內(nèi)涵特征，明晰專業(yè)如何服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，便于后期學(xué)生結(jié)合自己的興趣選擇專業(yè)。

四、大類招生背景下面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

在大類招生與專業(yè)分流的教育改革背景下，突破專業(yè)單一培養(yǎng)的局限性，強(qiáng)化學(xué)科基礎(chǔ)，因材施教，分流培養(yǎng)。據(jù)各高校地理學(xué)專業(yè)分流調(diào)查情況看，部分高校經(jīng)過(guò)1～2年的專業(yè)引導(dǎo)和專業(yè)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生都能較清晰地了解各分流專業(yè)，如陜西師范大學(xué)80%的學(xué)生非常了解分流專業(yè)，有25%的同學(xué)改變了最初專業(yè)選擇意向，多數(shù)學(xué)生選擇分流專業(yè)的依據(jù)為個(gè)人興趣、專業(yè)發(fā)展、就業(yè)方向及教師團(tuán)隊(duì)等。經(jīng)過(guò)學(xué)生志愿填報(bào)后，80%以上的學(xué)生對(duì)目前所學(xué)專業(yè)表示滿意［8］。而部分高校也存在一些問(wèn)題，如學(xué)生對(duì)專業(yè)分流政策了解不夠，分流專業(yè)選擇意向不清晰，出現(xiàn)“一邊倒”的專業(yè)意向不均衡現(xiàn)象，學(xué)生未進(jìn)入理想專業(yè)產(chǎn)生心理落差等［3］。同樣，在大類招生背景下的地方師范院校地理信息科學(xué)專業(yè)發(fā)展也面臨眾多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。面臨的機(jī)遇表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:(1)招生規(guī)模擴(kuò)大，學(xué)生分?jǐn)?shù)提高。大類招生之前，地理科學(xué)師范類是按照一類本科分?jǐn)?shù)線招生，地理信息科學(xué)非師范類按照二類本科分?jǐn)?shù)線招生。在重慶師范大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)納入地理學(xué)大類招生后，全部學(xué)生按照一類本科招生，招生規(guī)模和生源成績(jī)較往年有明顯提升。(2)大學(xué)科、大專業(yè)的理念下，有利于各學(xué)科專業(yè)教師的交流學(xué)習(xí)，提升教師教學(xué)能力;有利于整合學(xué)科資源，促進(jìn)地理學(xué)基礎(chǔ)和地理信息技術(shù)應(yīng)用的交叉融合;也有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)地理學(xué)的全面認(rèn)識(shí)，構(gòu)建綜合地理學(xué)知識(shí)體系。(3)遵從人才培養(yǎng)邏輯，全面服務(wù)學(xué)生發(fā)展，學(xué)生專業(yè)認(rèn)知增強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣濃厚。專業(yè)分流過(guò)程中，學(xué)生全程參與，通過(guò)前期專業(yè)導(dǎo)論和各類專業(yè)宣講，學(xué)生對(duì)專業(yè)的知識(shí)構(gòu)建，專業(yè)的未來(lái)發(fā)展及就業(yè)前景等方面有了深入了解，結(jié)合自身興趣的選擇專業(yè)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性高，學(xué)習(xí)動(dòng)力足、投入時(shí)間多，參與教學(xué)、實(shí)踐等熱情高，教學(xué)效果好。面臨的挑戰(zhàn)包括:(1)學(xué)生對(duì)專業(yè)分流知曉度低，影響學(xué)生對(duì)錄取專業(yè)的滿意度。在分流前，大部分學(xué)校仍有近30%的學(xué)生對(duì)專業(yè)設(shè)置、分流程度、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置及專業(yè)就業(yè)等方面了解不足，存在不理性填報(bào)專業(yè)的情況，錄取后，學(xué)生對(duì)專業(yè)認(rèn)同度低。(2)地方師范類高校以培養(yǎng)地方教師為主要目標(biāo)，而地理信息科學(xué)等非師范專業(yè)就業(yè)方向不明晰，易導(dǎo)致專業(yè)分流“一邊倒”。學(xué)生在報(bào)考地方師范院校的初衷是從事中小學(xué)教師工作，地理信息科學(xué)專業(yè)就業(yè)方向主要是面向區(qū)域、資源、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施和城市規(guī)劃等領(lǐng)域，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)等工作。范圍寬泛，不能聚焦在某個(gè)行業(yè)或者領(lǐng)域，學(xué)生無(wú)法將所學(xué)專業(yè)與社會(huì)發(fā)展的行業(yè)需求相結(jié)合，導(dǎo)致就業(yè)信心不足，大批學(xué)生選擇地理科學(xué)專業(yè)。(3)學(xué)生個(gè)體差異大，自我認(rèn)知存在偏差，多種因素影響專業(yè)選擇，如學(xué)生的興趣、學(xué)習(xí)和科研能力、專業(yè)就業(yè)形勢(shì)、專業(yè)教學(xué)實(shí)力、專業(yè)分流限制等因素對(duì)學(xué)生的專業(yè)選擇有不同程度的影響，導(dǎo)致專業(yè)分流之后部分學(xué)生對(duì)分流專業(yè)的承諾水平低，缺乏專業(yè)認(rèn)同度，學(xué)習(xí)投入程度低，學(xué)習(xí)效果差。因此，在專業(yè)分流前，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分流政策的詳細(xì)解讀，階段性地進(jìn)行地理信息科學(xué)的專業(yè)宣講;強(qiáng)化地理信息科學(xué)專業(yè)教師對(duì)學(xué)生專業(yè)引導(dǎo)，結(jié)合學(xué)生自身特征，明確就業(yè)方向;加強(qiáng)GIS和RS的實(shí)習(xí)實(shí)踐，通過(guò)觀察地理現(xiàn)象，分析地理環(huán)境，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等實(shí)踐過(guò)程，提高專業(yè)自信心和認(rèn)可度。

結(jié)語(yǔ)

文章以重慶師范大學(xué)為例，通過(guò)分析大類招生背景下，地方師范院校地理信息科學(xué)專業(yè)在招生、教學(xué)、課程設(shè)置等方面的變化，結(jié)合部分師范類院校大類招生的學(xué)生情況調(diào)查，淺談地方師范院校地理信息科學(xué)專業(yè)參與大類招生后面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著大類招生與培養(yǎng)教育改革的進(jìn)一步深化，立足本土，地方師范類院校調(diào)整招生模式，在適應(yīng)變化的同時(shí)，積極探索適宜本校、本科專業(yè)教育發(fā)展的新模式。

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篇2

關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué)；地圖學(xué)；教學(xué)優(yōu)化；實(shí)踐

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）22-0122-02

我國(guó)高校的地理信息科學(xué)教育發(fā)展迅速，自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，一些高校陸續(xù)開(kāi)設(shè)了以地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)或計(jì)算機(jī)科學(xué)為背景的地理信息科學(xué)專業(yè)[1]。作為地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門必修課程，地圖學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握地圖學(xué)的基本理論、技能和方法，培養(yǎng)閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業(yè)融合能力和創(chuàng)新能力[2]。該門課程教學(xué)質(zhì)量的好壞將直接影響學(xué)生畢業(yè)后從事地圖制圖的能力和水平，從而在很大程度上決定了畢業(yè)生的就業(yè)率以及用人單位對(duì)學(xué)校地理信息科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的綜合能力的評(píng)價(jià)，從而間接地影響了學(xué)校該專業(yè)未來(lái)的畢業(yè)生就業(yè)率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)代地圖學(xué)的理論、技術(shù)和應(yīng)用較之傳統(tǒng)地圖學(xué)有了很大的不同與發(fā)展[3-4]。當(dāng)前很多高校地理信息科學(xué)專業(yè)地圖學(xué)課程的教學(xué)大綱更新速度慢，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不能實(shí)時(shí)更新，在一定程度上影響了該門課程的教學(xué)效果。更為重要的是，由于課堂所學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前行業(yè)研究熱點(diǎn)不一致，很多學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容缺乏興趣，導(dǎo)致課堂出勤率不高。因此，如何根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，結(jié)合用人單位的實(shí)際需求，探索適用于高校地理信息科學(xué)專業(yè)的地圖學(xué)課程教學(xué)方法已經(jīng)成為我國(guó)高校地理信息科學(xué)專業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題之一。

1 地圖學(xué)課程的特點(diǎn)

地圖學(xué)是建立在正確的地理認(rèn)知的基礎(chǔ)上的圖形表達(dá)、制作與應(yīng)用分析的技術(shù)科學(xué)，是地理信息科學(xué)專業(yè)課的基礎(chǔ)[5]。與其他課程相比，地圖學(xué)課程具有如下特點(diǎn)：

1.1 多學(xué)科交叉 地圖學(xué)與眾多學(xué)科之間存在交集，如數(shù)學(xué)、測(cè)繪學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、色彩學(xué)、心理學(xué)等。因此，在探索地圖學(xué)課程的教學(xué)方法改革時(shí)應(yīng)充分考慮地圖學(xué)與這些學(xué)科之間的聯(lián)系與區(qū)別。

1.2 實(shí)踐性強(qiáng) 地圖學(xué)課程要求學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，熟練掌握基本的讀圖、制圖和用圖能力。因此，地圖學(xué)課程教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，讓他們能夠熟練地使用地圖制圖常用工具，如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。

1.3 技術(shù)更新快 不同于其他學(xué)科，地圖學(xué)相關(guān)的技術(shù)更新速度快，從而對(duì)地圖學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生影響。如計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，催生了電子地圖、數(shù)字地圖以及三維地圖等。因此，在地圖學(xué)課程教學(xué)中，必須緊跟科技發(fā)展的步伐，不斷地引入前沿技術(shù)到教學(xué)案例中。

2 課程教學(xué)方法優(yōu)化探索

2.1 引入實(shí)際案例教學(xué) 地圖學(xué)課程涉及較多的理論教學(xué)內(nèi)容，若單純地講解理論知識(shí)，學(xué)生容易混淆概念，即使在課堂上勉強(qiáng)吸收也難以在其腦海中留下深刻印象，且容易使學(xué)生對(duì)該門課程產(chǎn)生厭倦的情緒。為避免出現(xiàn)這種情況，在實(shí)際的教學(xué)課程中，教師可通過(guò)引入案例教學(xué)的方式，將書本內(nèi)容以實(shí)際項(xiàng)目的形式展現(xiàn)給學(xué)生。這不僅可以變枯燥內(nèi)容為生動(dòng)，使學(xué)生更容易理解與接受，也可以提高學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣，從而最終收獲良好的教學(xué)效果。教師在選取教學(xué)案例時(shí)，應(yīng)選擇自己熟悉的類型，最好是結(jié)合自己的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)選取教學(xué)內(nèi)容。這種案例選取方法的優(yōu)點(diǎn)在于教師在課堂講解的過(guò)程中可以收放自如，避免出現(xiàn)教學(xué)生疏現(xiàn)象；另外，選取教師熟悉的教學(xué)案例還能使所選取的教學(xué)案例貫穿課程教學(xué)的各個(gè)章節(jié)，保證教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性與一致性。筆者在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，以親身參與的某地電子地圖編制項(xiàng)目為例，在地圖投影、地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、地圖符號(hào)化、地圖概括、地圖等章節(jié)均已該項(xiàng)目為例進(jìn)行講解，降低了學(xué)生理解的難度，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在課程結(jié)束后，學(xué)生不僅掌握了教學(xué)大綱要求掌握的知識(shí)，還熟悉了類型項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程，對(duì)其之后的就業(yè)具有很大幫助。在案例選擇時(shí)，還應(yīng)考慮所選內(nèi)容的時(shí)效性，即所選擇的教學(xué)案例應(yīng)該是當(dāng)前行業(yè)生產(chǎn)中廣泛涉及的內(nèi)容，保證學(xué)生掌握該案例對(duì)其就業(yè)是有幫助的，避免選取時(shí)效性差的教學(xué)案例，讓學(xué)生難以學(xué)以致用，從而達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果。

2.2 實(shí)踐內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn) 地圖學(xué)實(shí)踐教學(xué)是鞏固和掌握課堂理論教學(xué)，提高學(xué)生用圖、制圖技能的有效途徑和重要環(huán)節(jié)，在地圖學(xué)教學(xué)中占有重要位置[6]。當(dāng)前大學(xué)畢業(yè)生中存在一個(gè)普遍現(xiàn)象是其感覺(jué)學(xué)校課堂上學(xué)到的知識(shí)和工作單位中碰到的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題差別很大，所學(xué)知識(shí)難以派上用場(chǎng)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中最主要是課堂教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有做到與時(shí)俱進(jìn)導(dǎo)致的。筆者通過(guò)與部分地圖制圖行業(yè)從業(yè)人員交流得知，該現(xiàn)象在地圖制圖人員中也普遍存在，大部分地圖制圖人員都是在畢業(yè)后通過(guò)各種方式參加了相關(guān)的培訓(xùn)后，才可以勝任目前的工作。因此，地圖學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容必須與時(shí)俱進(jìn)。例如，目前高校的地圖學(xué)課程教學(xué)普遍基于傳統(tǒng)的二維平面地圖展開(kāi)，給學(xué)生講授地圖制圖的基本理論與方法，而當(dāng)前行業(yè)的研究重點(diǎn)是三維地圖、虛擬現(xiàn)實(shí)地圖以及基于位置的服務(wù)等，與課堂教學(xué)內(nèi)容存在很大差異。筆者在地圖學(xué)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，除了少量課時(shí)給學(xué)生講授傳統(tǒng)的地圖制圖方法外，更多的課時(shí)被用于講解新形勢(shì)下的地圖制圖方法，不僅使學(xué)生掌握ArcGIS、SuperMap這類傳統(tǒng)的地圖制圖工具的使用，還要求他們能夠熟練使用3d Max、SketchUp等三維地圖制作軟件。從學(xué)生課后的教學(xué)反饋意見(jiàn)以及畢業(yè)生的就業(yè)反饋材料得知，該教學(xué)方法得到了學(xué)生與用人單位的一致好評(píng)。

2.3 組織學(xué)生參加相關(guān)競(jìng)賽 目前，隨著GIS行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類面向在校學(xué)生的專業(yè)技能競(jìng)賽也如雨后春筍般涌現(xiàn)，其中不乏地圖制圖競(jìng)賽。這類型的專業(yè)技能競(jìng)賽側(cè)重考察學(xué)生的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，可以有效地提高學(xué)生的專業(yè)技能。筆者所在的安徽省每年舉行一屆“GIS技能大賽”，其中必備一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)操作組競(jìng)賽，該組考察的就是學(xué)生操作地圖制圖軟件的熟練程度。從近幾年的指導(dǎo)學(xué)生參賽情況來(lái)看，這類比賽對(duì)提高學(xué)生的綜合能力具有很大作用。此外，在畢業(yè)生就業(yè)時(shí)，用人單位也傾向于錄用那些具有參賽經(jīng)驗(yàn)的人員。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于高校地圖學(xué)課程教學(xué)中存在的不足之處，結(jié)合案例教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、素質(zhì)提升等教學(xué)改革方法，對(duì)地圖學(xué)課程的教學(xué)進(jìn)行了優(yōu)化探索。在課堂理論教學(xué)中，通過(guò)引入案例教學(xué)使學(xué)生更容易理解所講解的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，與時(shí)俱進(jìn)地給學(xué)生講授行業(yè)最新出現(xiàn)的技術(shù)及工具，使所講知識(shí)與行業(yè)發(fā)展保持一致。此外，通過(guò)定期組織學(xué)生參加專業(yè)技能競(jìng)賽提高他們的綜合能力，為其以后的就業(yè)、擇業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。最后，通過(guò)實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐，驗(yàn)證了優(yōu)化的教學(xué)方法的實(shí)用性與有效性。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞：GIS；培養(yǎng)方案；優(yōu)化

GIS既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)目標(biāo)、基本規(guī)格以及培養(yǎng)過(guò)程和方式的總體設(shè)計(jì)，是保證教學(xué)質(zhì)量的基本教學(xué)文件，是組織教學(xué)過(guò)程、安排教學(xué)任務(wù)、確定教學(xué)編制的基本依據(jù)。GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案優(yōu)化是對(duì)既有培養(yǎng)方案的修訂和提升。

1GIS專業(yè)人才培養(yǎng)方案優(yōu)化背景

自1999年全國(guó)開(kāi)始招收地理信息系統(tǒng)（GIS）本科專業(yè)以來(lái)，至今已有超過(guò)160所高校開(kāi)設(shè)了該專業(yè)。GIS專業(yè)設(shè)置基于三種背景：地理背景、測(cè)繪背景和計(jì)算機(jī)背景，不同背景GIS專業(yè)都汲取其各自學(xué)科的營(yíng)養(yǎng)精華，取得了顯著的成效。通過(guò)對(duì)山東交通學(xué)院2004、2005級(jí)GIS專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，畢業(yè)生主要有以下去向：（1）按測(cè)繪專業(yè)就業(yè)，約占30%。（2）考研繼續(xù)深造，約占25%。（3）從事GIS軟硬件銷售及技術(shù)支持，約占20%。（4）從事GIS開(kāi)發(fā)工作，約占15%。（5）其他行業(yè)，約占10%。

就業(yè)去向表明，雖然畢業(yè)生大都從事與GIS專業(yè)相關(guān)的工作，但存在就業(yè)率不高，就業(yè)層次偏低等問(wèn)題。因此，需要對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行優(yōu)化。

2培養(yǎng)方案優(yōu)化指導(dǎo)思想

2.1提高就業(yè)率，提升就業(yè)層次。解決此問(wèn)題還應(yīng)該依靠GIS的就業(yè)渠道，例如GIS軟件開(kāi)發(fā)、GIS應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建立、GIS應(yīng)用與維護(hù)等。

2.2平衡GIS與各學(xué)科之間的關(guān)系?；^(guò)程中注重平衡GIS與地理專業(yè)、測(cè)繪工程專業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)之間的關(guān)系。

2.3體現(xiàn)交通院校特色。具有交通院校特色的GIS專業(yè)人才培養(yǎng)需和鐵路建設(shè)、公路建設(shè)、城市建設(shè)等行業(yè)相結(jié)合，應(yīng)考慮設(shè)置交通工程、道路工程等課程。

2.4緊密結(jié)合學(xué)科前沿領(lǐng)域。GIS技術(shù)發(fā)展較快且勢(shì)頭猛勁，教學(xué)課程應(yīng)該融入超前的理念，緊跟技術(shù)最前沿，以提升學(xué)生綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

3人才培養(yǎng)方案優(yōu)化方法

3.1課程設(shè)置優(yōu)化。GIS學(xué)科的多學(xué)科性與交叉性決定了專業(yè)課程體系的多樣性，應(yīng)該結(jié)合本校的特點(diǎn)和學(xué)生的服務(wù)行業(yè)，在專業(yè)課程設(shè)置上有所側(cè)重。優(yōu)化后基礎(chǔ)課中刪除了“環(huán)境科學(xué)原理和國(guó)土規(guī)劃”；“網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)”更改成“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”，為開(kāi)設(shè)WEBGIS打下基礎(chǔ)；增加了“地理建模原理”，強(qiáng)調(diào)地理模型在GIS中的重要性；“地圖數(shù)據(jù)庫(kù)”更改成“空間數(shù)據(jù)庫(kù)”，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)在GIS中的重要性；嵌入式GIS是一個(gè)新的行業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)，故“把嵌入式GIS”由選修課調(diào)整為基礎(chǔ)課；“數(shù)字城市”也是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，故將“城市地理信息系統(tǒng)”調(diào)整為“數(shù)字城市”；專業(yè)選修課中增加了3D GIS和UML，強(qiáng)調(diào)了新技術(shù)與GIS的結(jié)合與應(yīng)用。

3.2實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化。優(yōu)化后在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上重視GIS綜合性實(shí)踐活動(dòng)的改革與建設(shè)，強(qiáng)調(diào)在人才培養(yǎng)上的教學(xué)與科研相結(jié)合。優(yōu)化后減少了實(shí)踐環(huán)節(jié)的數(shù)量，由10個(gè)調(diào)整為7個(gè)，但總的時(shí)間還是16周；增加了2周嵌入式GIS實(shí)習(xí)，以配合新增加的專業(yè)基礎(chǔ)課嵌入式GIS；增加了2周組件式GIS實(shí)習(xí)，以配合專業(yè)基礎(chǔ)課組件式GIS；刪除了測(cè)量實(shí)習(xí)，只保留數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)；刪除了1周綜合地理學(xué)實(shí)習(xí)，只保留課堂講授；將計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)（VC++）課程設(shè)計(jì)、地理信息系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、GPS實(shí)習(xí)和Web-GIS課程設(shè)計(jì)合并成了6周的GIS工程綜合實(shí)習(xí)，突出其系統(tǒng)性、完整性。

4人才培養(yǎng)方案優(yōu)化成果

4.1學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲。通過(guò)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化調(diào)整，更新優(yōu)化了知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情提高，學(xué)習(xí)興趣大增。

4.2學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感增強(qiáng)。通過(guò)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化調(diào)整，學(xué)生對(duì)GIS專業(yè)的定位更準(zhǔn)確，理解更深刻，學(xué)生專業(yè)忠誠(chéng)度大大提高，專業(yè)信心大增。

4.3學(xué)生素質(zhì)、能力明顯改觀。2011屆畢業(yè)生中只有10%按測(cè)繪專業(yè)到施工單位就業(yè)，20%的學(xué)生考研，70%的學(xué)生到GIS相關(guān)行業(yè)就業(yè)，其中30%的學(xué)生從事GIS開(kāi)發(fā)工作；2012屆畢業(yè)生中20%的學(xué)生考研，其余80%的學(xué)生全部到GIS行業(yè)就業(yè)，就業(yè)層次大幅提高。

人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，也是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，需要結(jié)合市場(chǎng)需求，不斷摸索前進(jìn)。在明確GIS專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)適應(yīng)性，突出應(yīng)用性，堅(jiān)持走產(chǎn)學(xué)研合作的道路，不斷地改革教學(xué)內(nèi)容和課程體系，強(qiáng)化實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，努力提高學(xué)生的開(kāi)發(fā)水平和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高素質(zhì)的GIS專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；精品課程；氣象院校；教學(xué)團(tuán)隊(duì)；課程體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-8154(2011)06-0095-02

一、高素質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

地理信息系統(tǒng)(GIS)專業(yè)人士應(yīng)該具備完善的人格、積極向上的人生觀、強(qiáng)烈的自豪感，高超的應(yīng)變能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神［1］。對(duì)教師更是提出了這樣的要求。“單兵作戰(zhàn)”的育人模式難以適應(yīng)學(xué)科專業(yè)和教學(xué)內(nèi)容的發(fā)展變化。剛剛組建的小組還不能稱之為真正意義上的團(tuán)隊(duì)，因?yàn)榇藭r(shí)只有個(gè)別實(shí)力強(qiáng)的隊(duì)員在為集體出力，其他成員因擔(dān)心出錯(cuò)往往很少發(fā)揮作用。當(dāng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的合作與磨合、各成員之間達(dá)到一種相互信任的默契后，謀求集體成功成為共同愿景，于是群策群力，開(kāi)展富有創(chuàng)造性的活動(dòng)。此時(shí)小組便演進(jìn)為團(tuán)隊(duì)［2］。為了達(dá)到教學(xué)目的，真正把GIS和氣象結(jié)合起來(lái)，我們經(jīng)過(guò)了幾年磨合和探索，建立了一支高素質(zhì)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。GIS的交叉性，也體現(xiàn)在師資方面。本專業(yè)老師有的來(lái)自農(nóng)氣專業(yè)，有的來(lái)自天動(dòng)，還有來(lái)自地質(zhì)、地理知識(shí)背景的。這些差異，帶來(lái)了教師GIS知識(shí)結(jié)構(gòu)的豐富多樣。經(jīng)過(guò)不斷解決教學(xué)、科研相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題之后，團(tuán)隊(duì)獲取了更多更有效的GIS知識(shí)，能集思廣益，對(duì)出現(xiàn)的變化有更強(qiáng)的適應(yīng)力和決勝力。

二、教材選用

教材選擇的好壞直接影響到教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的好壞。根據(jù)GIS教學(xué)目標(biāo)的不同，對(duì)其教材的選擇也應(yīng)該有所區(qū)別。目前我國(guó)還沒(méi)有針對(duì)GIS專業(yè)和非GIS專業(yè)制定各自統(tǒng)一的教材。我們選用黃杏元等編著的《地理信息系統(tǒng)概論》作為主教材，同時(shí)參考其他老師的教材。為了突出GIS的應(yīng)用，又重點(diǎn)參考美國(guó)愛(ài)達(dá)荷大學(xué)地理系張康聰(Kang-tsungChang)教授原著、廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院陳健飛教授等譯編的《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》。我們主要參考其英文版，鍛煉了教師和學(xué)生英語(yǔ)應(yīng)用能力。同時(shí)也在多年教學(xué)過(guò)程中，把GIS與氣象相結(jié)合，摸索自己的路，開(kāi)始編寫自己的精品教材《GIS在氣象中的運(yùn)用》。該教材得到國(guó)家氣象局和學(xué)校資助扶持。

三、課程體系建設(shè)的創(chuàng)新

經(jīng)過(guò)兩年基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，學(xué)生已具備了計(jì)算機(jī)(軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等)、地學(xué)（氣象與氣候?qū)W、自然地理學(xué)）等方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。因而需要在GIS課程結(jié)構(gòu)中穿插體現(xiàn)這些知識(shí)，使之融會(huì)貫通。GIS課程的內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)主要由概論、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS空間分析原理與方法、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品輸出設(shè)計(jì)等內(nèi)容構(gòu)成。其中，空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS空間分析原理與方法等為課程的中心內(nèi)容。

在講授這些內(nèi)容時(shí)，我們舉出在氣象中的實(shí)例進(jìn)行穿插。比如建立的系列起伏地形下太陽(yáng)輻射分布式模型、溫度模型，經(jīng)過(guò)建模后算到柵格點(diǎn)、得到系列產(chǎn)品：直接輻射、散射輻射、反射輻射、總輻射的和溫度的年、季、月的空間分布，等等。

GIS是技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，創(chuàng)新思維能力、實(shí)際操作能力及應(yīng)用能力是GIS人才的重要素質(zhì)特征［3］，也是應(yīng)對(duì)目前嚴(yán)峻就業(yè)形勢(shì)的最好武器。課程講授都是由在科研工作最前沿的教師擔(dān)當(dāng)，緊跟著GIS的發(fā)展，同時(shí)和氣象緊密結(jié)合，做到科研反哺教學(xué)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的重要環(huán)節(jié)。我們通過(guò)更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，力圖體現(xiàn)基本技能訓(xùn)練與能力拓展相結(jié)合、理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想。增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主做實(shí)驗(yàn)和自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生探索新知識(shí)、新技術(shù)和新方法。實(shí)習(xí)中加大和氣象要素結(jié)合的實(shí)習(xí)，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理、氣象數(shù)據(jù)處理有效地結(jié)合到一起。這樣既體現(xiàn)了特色，又完成了大綱要求，為學(xué)生做好了必要的知識(shí)和技能儲(chǔ)備。

四、突出氣象專業(yè)特色

學(xué)校提倡辦學(xué)要主動(dòng)融入、服務(wù)于全國(guó)氣象事業(yè)，相當(dāng)數(shù)量學(xué)生要到氣象部門就業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生必須具備扎實(shí)的專業(yè)基本功和相應(yīng)的和氣象知識(shí)結(jié)合的能力。因此，在GIS課程講授過(guò)程中，必須體現(xiàn)這個(gè)特點(diǎn)。在GIS原理、 GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用、DEM、地學(xué)建模、GIS算法、地統(tǒng)計(jì)學(xué)等課程中都要有最新科的研產(chǎn)品可做講授和實(shí)習(xí)內(nèi)容。

有些產(chǎn)品比如輻射和溫度目前全國(guó)各省幾乎都用到了，大大增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)自豪感和信心。讓學(xué)生參與這些工作，親自體會(huì)海量的氣象數(shù)據(jù)處理，親自體會(huì)如何二次開(kāi)發(fā)做氣候業(yè)務(wù)系統(tǒng)、防雷預(yù)警系統(tǒng)，等等，體會(huì)科研工作的艱辛與快樂(lè)，培養(yǎng)刻苦踏實(shí)的工作作風(fēng)，克服畏難情緒，培養(yǎng)協(xié)作與創(chuàng)新精神。當(dāng)然，這些專業(yè)課，并非全針對(duì)氣象行業(yè)，課程的安排和講授具有合理的體系結(jié)構(gòu)，目的就是培養(yǎng)具有合理知識(shí)結(jié)構(gòu)、良好的基本技能，高尚的道德品質(zhì)、具備創(chuàng)新思維的GIS人才。

五、推進(jìn)課程的網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化

在課堂教學(xué)方面，將教學(xué)大綱、電子教案、網(wǎng)絡(luò)課件、教學(xué)成果與參考資料等教學(xué)資源全程上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化課程平臺(tái)的基本建設(shè)。這樣不僅為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)教材、多媒體課件和相關(guān)教學(xué)錄像，而且開(kāi)放了專業(yè)軟件平臺(tái)、系統(tǒng)模擬和演示作品等信息資源。通過(guò)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課堂，將圖像資料、工程實(shí)例、多媒體課件、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)指南和使用說(shuō)明等資料有機(jī)融合為一體，為課堂教學(xué)提供豐富的數(shù)字化課程資源。基于教學(xué)研究成果和實(shí)際教學(xué)需要，建立網(wǎng)上答疑系統(tǒng)和軟件演示系統(tǒng)，搭建和完善網(wǎng)絡(luò)化課堂平臺(tái)，方便學(xué)生隨時(shí)進(jìn)行試卷自測(cè)和模擬考試，也有利于老師對(duì)課堂學(xué)習(xí)效果和學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度進(jìn)行檢驗(yàn)［4］。同時(shí)機(jī)房對(duì)學(xué)生開(kāi)放，包括上實(shí)習(xí)課和之外的開(kāi)放，機(jī)房里有著充足的專業(yè)軟件和數(shù)據(jù)，給學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐提供了優(yōu)越條件。

參考文獻(xiàn)：

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Analysis of Elaborate Course Construction

on Geographic Information System in Meteorological CollegeYIN Jing-qiu, QIU Xin-fa, HE Yong-jian

(Nanjing University of Information Science & Technology,

remote sensing, School of Remote Sencing, Nanjing 210044, China)

篇5

關(guān)鍵詞:高校;測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室;平臺(tái)體系建設(shè);實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

對(duì)于高校各類理工科專業(yè)而言，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必不可少。高校測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)及科研工作中承擔(dān)著重要角色，在地理信息科學(xué)、測(cè)繪工程、攝影測(cè)量與遙感等專業(yè)學(xué)科中占據(jù)重要地位，并發(fā)揮著極為重要的作用。測(cè)繪儀器用于測(cè)量地表地物形態(tài)、大小及分布，隨著人們對(duì)地球表面研究不斷深入以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的精密測(cè)繪設(shè)備誕生并迅速投入使用，極大地方便了人們對(duì)地表形態(tài)的測(cè)繪與研究分析。測(cè)繪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是由各類測(cè)繪儀器設(shè)備及相關(guān)配套的軟硬件設(shè)施組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，是構(gòu)建測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系的核心內(nèi)容，是高校相關(guān)專業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)室管理人員需要重視的地方，研究分析如何科學(xué)合理地建設(shè)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)體系具有重要意義。地理信息科學(xué)是集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)、遙感、測(cè)繪、制圖等于一體的綜合性學(xué)科，測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該專業(yè)教學(xué)中重要的內(nèi)容［1］。目前，市場(chǎng)上測(cè)繪儀器設(shè)備種類繁多，選取何種測(cè)繪設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)建和完善測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系需進(jìn)行深入研究。本文對(duì)常見(jiàn)測(cè)繪儀器設(shè)備及其功能用途進(jìn)行梳理，從專業(yè)特點(diǎn)、課程設(shè)置、培養(yǎng)目標(biāo)等角度出發(fā)，對(duì)構(gòu)建或完善測(cè)繪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)體系與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置進(jìn)行了綜合分析，提出了相關(guān)建設(shè)原則、方法和建議，為相關(guān)單位或部門提供借鑒。

1基礎(chǔ)型測(cè)繪設(shè)備

在各類測(cè)繪工程應(yīng)用中，常見(jiàn)的測(cè)繪儀器有鋼尺、測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS/北斗實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)備。鋼尺、測(cè)距儀均為簡(jiǎn)單的距離測(cè)量設(shè)備。水準(zhǔn)儀通過(guò)建立水平視線測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，廣泛應(yīng)用于國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量及地震水準(zhǔn)測(cè)量、建筑工程測(cè)量、變形及沉降監(jiān)測(cè)、地形測(cè)量、隧道和礦山測(cè)量以及工具加工測(cè)量和精密工程測(cè)量等方面［2］。經(jīng)緯儀是用于測(cè)量角度的精密儀器，可測(cè)量水平角和豎直角，通常用于測(cè)量角度、工程放樣以及粗略的距離測(cè)取［3］。常見(jiàn)的有光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩種，后者測(cè)量精度和測(cè)量效率更高，操作上更為簡(jiǎn)便，實(shí)際應(yīng)用更為普遍。全站儀，即全站型電子速測(cè)儀，是集光、機(jī)、電于一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，具有角度測(cè)量、距離(平距、斜距、高差)測(cè)量、三維坐標(biāo)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)定點(diǎn)測(cè)量和放樣測(cè)量等多種用途［4］，廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、地籍測(cè)量和房產(chǎn)測(cè)量等工程領(lǐng)域。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，利用一組衛(wèi)星的偽距、星歷、衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間等觀測(cè)量，為地球表面或近地空間的用戶提供定位導(dǎo)航和時(shí)間服務(wù)［5］。目前，世界上有四大全球性導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，分別是美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)、歐洲“伽利略”系統(tǒng)、中國(guó)“北斗”系統(tǒng)［6］，還包括區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和增強(qiáng)型衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)。GNSS主要由地面控制部分、衛(wèi)星系統(tǒng)、用戶裝置等三部分組成，具有定位、導(dǎo)航、測(cè)量等三大空間位置服務(wù)功能以及系統(tǒng)同步和授時(shí)等時(shí)間服務(wù)功能。常用的GNSS應(yīng)用型設(shè)備包括手持GPS接收機(jī)和RTK等，在地形圖測(cè)量、竣工測(cè)量、施工放樣測(cè)量及其他工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛［7］。GNSS原理型設(shè)備有北斗/GPS綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)有助于學(xué)生對(duì)GPS/BDS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作過(guò)程和工作原理熟練掌握及應(yīng)用。學(xué)生可以自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和編程，切實(shí)地了解衛(wèi)星導(dǎo)航原理，為今后工作奠定理論基礎(chǔ)、積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)［8］。

2拓展型測(cè)繪平臺(tái)

隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，各種先進(jìn)快捷的教學(xué)測(cè)量設(shè)備和工程測(cè)量設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，其軟硬件技術(shù)集成化程度越來(lái)越高，測(cè)量效率大大提升，給測(cè)繪工作人員帶來(lái)更大的便利。這些新型測(cè)量設(shè)備在技術(shù)上有很多交叉與重疊，如遙感與攝影測(cè)量系統(tǒng)，基于雷達(dá)、GNSS等技術(shù)的移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)以及虛擬仿真平臺(tái)等。

2．1遙感與攝影測(cè)量系統(tǒng)

遙感與攝影測(cè)量是獲取地面數(shù)據(jù)的重要手段，能夠真實(shí)反映地表情況，并通過(guò)GPS定位、融合與建模等技術(shù)生成真實(shí)的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。遙感和攝影測(cè)量通常是通過(guò)傳感器搭載在天、空、地等不同平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，如常見(jiàn)的有衛(wèi)星遙感以及低空無(wú)人機(jī)遙感、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量等。遙感獲取真實(shí)地表光譜信息，側(cè)重于地表信息類型、分布特征，通常用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源監(jiān)測(cè)等方面。攝影測(cè)量包括傳統(tǒng)正射攝影測(cè)量和傾斜攝影測(cè)量，通常是獲取幾何信息，側(cè)重于地形測(cè)量、地形圖制作與地形數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等，為各類地理信息系統(tǒng)以及工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，同時(shí)可服務(wù)于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事、建筑、考古等非地形領(lǐng)域［9－10］。

2．2移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)

移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)是集激光雷達(dá)、GNSS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)、成像系統(tǒng)等多種技術(shù)于一身的測(cè)量系統(tǒng)，能夠快速獲取地表高精度多元數(shù)據(jù)，并生成精確數(shù)字化三維模型。根據(jù)搭載平臺(tái)的不同通?？煞譃檐囕d、機(jī)載和船載等一體化移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，如車載雷達(dá)、無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等測(cè)量系統(tǒng)。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土地利用、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)、水利工程、交通通信、防震減災(zāi)及國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等方面，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)資料，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，具備良好的應(yīng)用前景。無(wú)人船測(cè)量系統(tǒng)是船體和水下地形測(cè)量?jī)x器設(shè)備的結(jié)合體，主要采用雷達(dá)探測(cè)技術(shù)進(jìn)行水下地形地貌測(cè)量與成圖。相比傳統(tǒng)作業(yè)方式，無(wú)人船測(cè)量效率大大提高，同時(shí)也降低了傳統(tǒng)人工作業(yè)的危險(xiǎn)性，受地形環(huán)境等因素限制情況大大減少。與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，移動(dòng)測(cè)量技術(shù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本和后處理成本明顯降低，因而迅速成為測(cè)量應(yīng)用中深受歡迎的一個(gè)高新技術(shù)。

2．3虛擬仿真平臺(tái)

虛擬仿真平臺(tái)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)模仿真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)環(huán)境等現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景并進(jìn)行場(chǎng)景交互式體驗(yàn)的新型實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不再受時(shí)間、空間和自然環(huán)境的限制，學(xué)生可以隨時(shí)通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作［11］。虛擬仿真平臺(tái)已成為眾多高校實(shí)驗(yàn)室采用的新型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給高校實(shí)踐教學(xué)模式帶來(lái)了重大變化。虛擬仿真技術(shù)可方便地完成多種在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)際操作困難或者因設(shè)備數(shù)量不足等難以完成的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，如攝影測(cè)量、無(wú)人機(jī)測(cè)量、水下地形測(cè)量等實(shí)際操作環(huán)節(jié)。目前，全息虛擬現(xiàn)實(shí)可視化展示平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模點(diǎn)云秒級(jí)加載技術(shù)、實(shí)時(shí)渲染技術(shù)、細(xì)節(jié)還原技術(shù)，將接近現(xiàn)實(shí)的各種場(chǎng)景用沉浸式的互動(dòng)模式進(jìn)行展示和體驗(yàn)?？商峁┧疁?zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GNSS、三位激光掃描、無(wú)人機(jī)測(cè)量、慣性及組合導(dǎo)航等全面的虛擬教學(xué)平臺(tái)。

3實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系建設(shè)

3．1總體原則

測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系建設(shè)需進(jìn)行綜合分析，應(yīng)遵循以下原則:1)培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向原則。測(cè)繪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)應(yīng)該以滿足專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為基本原則。以地理信息科學(xué)專業(yè)為例，其目標(biāo)是培養(yǎng)具有良好的地理信息科學(xué)專業(yè)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力，能在資源、環(huán)境、生態(tài)、測(cè)繪、國(guó)土、規(guī)劃、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域從事與地理信息科學(xué)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級(jí)專門人才。測(cè)繪是獲取地理空間數(shù)據(jù)的重要手段，學(xué)生對(duì)測(cè)繪理論與實(shí)踐知識(shí)掌握與應(yīng)用在專業(yè)中占據(jù)重要地位。因此，測(cè)繪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)體系建設(shè)需要滿足測(cè)繪實(shí)踐教學(xué)的基本目標(biāo)，能夠支撐完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)。2)經(jīng)濟(jì)性原則。經(jīng)濟(jì)條件是測(cè)繪實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)條件。儀器設(shè)備的選擇與購(gòu)置需要充分考慮自身的經(jīng)費(fèi)預(yù)算計(jì)劃，在設(shè)備經(jīng)費(fèi)計(jì)劃額度范圍內(nèi)選擇購(gòu)置最優(yōu)設(shè)備。設(shè)備購(gòu)置前期充分做好實(shí)驗(yàn)室自身需求分析，同時(shí)做好市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)所購(gòu)儀器設(shè)備的性能和價(jià)格等信息做充分的了解，從而科學(xué)合理地做好設(shè)備申報(bào)計(jì)劃，避免重復(fù)性購(gòu)置或者購(gòu)置不能滿足自身需求的設(shè)備。3)安全性和可操作性原則。有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)或其他條件限制，如無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，由于在校內(nèi)人數(shù)和建筑物眾多，在飛行中可能會(huì)發(fā)生一些安全事故或者學(xué)校區(qū)域可能屬于禁飛區(qū)無(wú)法飛行。無(wú)人船水下測(cè)量系統(tǒng)需要在一定水域條件進(jìn)行，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，而且部分高校不一定有此類環(huán)境。因此，根據(jù)實(shí)際情況可考慮采用體型小、安全系數(shù)高的無(wú)人機(jī)或無(wú)人船測(cè)量系統(tǒng)，或者采用虛擬仿真技術(shù)開(kāi)展該類測(cè)繪實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3．2設(shè)備資源選取及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

1)儀器設(shè)備平臺(tái)需與開(kāi)設(shè)的相關(guān)課程內(nèi)容具有較高相關(guān)性。如以我校地理信息科學(xué)專業(yè)為例，其核心課程通常包括“地圖與測(cè)量學(xué)”“GPS原理與應(yīng)用”“大比例尺測(cè)圖”“攝影測(cè)量原理”等測(cè)量學(xué)課程，其內(nèi)容均與測(cè)繪設(shè)備具有很大的關(guān)聯(lián)度，相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)的獲取需采用測(cè)繪設(shè)備進(jìn)行采集。這些課程涉及常用的測(cè)繪設(shè)備就包括水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、手持GPS、RTK設(shè)備，這類設(shè)備可作為測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備。根據(jù)自身特點(diǎn)和條件，可將無(wú)人機(jī)、無(wú)人船、攝影測(cè)量等設(shè)備系統(tǒng)作為測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室拓展型平臺(tái)，在特定條件下使用，拓展學(xué)生測(cè)繪實(shí)踐能力。2)根據(jù)設(shè)備功能用途及精度確定設(shè)備類型及型號(hào)。教學(xué)和科研測(cè)量設(shè)備選取標(biāo)準(zhǔn)通常不一樣，科研設(shè)備往往精度要求高，能適應(yīng)戶外各種復(fù)雜測(cè)量環(huán)境，具備防水、防震、防曬等性能。教學(xué)設(shè)備主要目的是讓學(xué)生更好地掌握測(cè)量學(xué)基本原理以及測(cè)繪儀器設(shè)備的使用方法，對(duì)精度和操作環(huán)境要求可適當(dāng)降低。若測(cè)繪設(shè)備教學(xué)和科研并用，則以要求更高的一方為準(zhǔn)進(jìn)行選擇，同時(shí)滿足兩者需求。此外，同種功能的設(shè)備類型既要考慮多樣性，同時(shí)也要考慮統(tǒng)一性，如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等有光學(xué)和電子等不同類型。光學(xué)儀器能夠讓學(xué)生更好地了解設(shè)備工作原理，但測(cè)量效率相對(duì)較低;電子設(shè)備測(cè)量效率高，然而測(cè)量過(guò)程往往通過(guò)內(nèi)置程序直接處理，學(xué)生難以具體了解其工作原理，兩者在教學(xué)中各有優(yōu)缺點(diǎn)，均可配備用于教學(xué)。每種設(shè)備的品牌和型號(hào)又不能過(guò)多，不同品牌和型號(hào)設(shè)備功能、操作界面有所不同，需逐個(gè)進(jìn)行演示教學(xué)，數(shù)量過(guò)多反而可能會(huì)影響教師演示和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。3)根據(jù)學(xué)生規(guī)模確定各類儀器設(shè)備數(shù)量。測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的數(shù)量選擇首先需要考慮其用途，作為教學(xué)設(shè)備，需充分考慮設(shè)備功能和數(shù)量是否能滿足教學(xué)人數(shù)的需求，相比科研用途設(shè)備可以適當(dāng)降低精度要求。高校班級(jí)人數(shù)通常在30—60人之間，基于水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GNSS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等設(shè)備的測(cè)繪實(shí)踐項(xiàng)目通常以小組形式開(kāi)展，除了使用儀器設(shè)備本身外，還需要配備三腳架、水準(zhǔn)尺、三角桿、棱鏡等配套設(shè)備，每個(gè)小組4—5人，以每個(gè)班級(jí)50人為例，儀器設(shè)備以10—12套為宜。若是受經(jīng)費(fèi)條件限制，數(shù)量達(dá)不到要求，則需增加小組人數(shù)或者上課次數(shù)。根據(jù)以上原則和方法構(gòu)建合理可行的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系，并對(duì)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，見(jiàn)表1、表2。

3．3測(cè)繪數(shù)據(jù)處理平臺(tái)建設(shè)

測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)用來(lái)制圖，制圖過(guò)程包括對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化、圖形編輯與繪制等過(guò)程，需要采用相關(guān)的專業(yè)軟件系統(tǒng)。因此，需采用計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)組建測(cè)繪數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。根據(jù)自身?xiàng)l件，以本學(xué)院實(shí)驗(yàn)室為例，利用GIS機(jī)房計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備建設(shè)測(cè)量數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。目前，具備兩個(gè)60個(gè)機(jī)位的機(jī)房，可建設(shè)為測(cè)量數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，安裝各類測(cè)繪平臺(tái)設(shè)備配套的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，如南方CASS、CAD等制圖軟件以及Super-Map、MapGIS、ArcGIS、攝影測(cè)量等GIS與遙感軟件系統(tǒng)，用于各類測(cè)量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理和制圖分析與應(yīng)用。平臺(tái)采用云桌面技術(shù)進(jìn)行管理和應(yīng)用，可靈活設(shè)置為開(kāi)放個(gè)性化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。

3．4實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

測(cè)繪實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)以校內(nèi)場(chǎng)地為主，校外為輔。校內(nèi)選取建筑相對(duì)稀疏和開(kāi)闊地區(qū)作為課間實(shí)習(xí)區(qū)域，使用高精度雙頻GPS，采用靜態(tài)測(cè)量方法建立測(cè)量控制網(wǎng)，使用高精度水準(zhǔn)儀建立水準(zhǔn)網(wǎng)，均做好標(biāo)記并進(jìn)行維護(hù)管理;有條件的情況下和當(dāng)?shù)貒?guó)家控制網(wǎng)相結(jié)合，以此作為校內(nèi)基礎(chǔ)測(cè)繪基地。根據(jù)校內(nèi)場(chǎng)地環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)條件，合理布設(shè)車載雷達(dá)、低空無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等拓展型測(cè)繪實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地。校外實(shí)訓(xùn)基地選擇具有一定代表性的地貌區(qū)域，或者以校企合作模式建立測(cè)量實(shí)訓(xùn)基地，用以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓展實(shí)踐能力。

3．5儀器檢校中心建設(shè)

測(cè)繪儀器在使用中會(huì)出現(xiàn)零部件損壞和精度偏差問(wèn)題，需定期對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢修和校驗(yàn)。測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立儀器檢校平臺(tái)，如平行光管組成的室內(nèi)檢校裝置及其他檢校裝置。實(shí)驗(yàn)室管理人員應(yīng)掌握基本的設(shè)備校驗(yàn)技能，包括水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS以及大型貴重儀器設(shè)備的常規(guī)校正方法。如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀的視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)器、望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲豎絲的檢驗(yàn)與校正;經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管、豎盤標(biāo)準(zhǔn)差、光學(xué)對(duì)電器的檢驗(yàn)與校正;全站儀的管水準(zhǔn)器、望遠(yuǎn)鏡分劃板的檢驗(yàn)與校正、豎盤指標(biāo)零點(diǎn)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)臋z驗(yàn)、豎盤指標(biāo)差與豎盤指標(biāo)零點(diǎn)設(shè)置的檢驗(yàn)與校正，GPS設(shè)備屏幕校正、不同地理坐標(biāo)系統(tǒng)校正以及GNSS多路徑效應(yīng)、接收機(jī)鐘差等。

4結(jié)束語(yǔ)

高校測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室以水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS－RTK等設(shè)備作為基礎(chǔ)型的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并開(kāi)設(shè)對(duì)應(yīng)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)自身教學(xué)特色、場(chǎng)地環(huán)境、課時(shí)要求與經(jīng)濟(jì)條件等多方面因素選擇性地建設(shè)遙感與攝影測(cè)量、移動(dòng)測(cè)量以及虛擬仿真等綜合拓展型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成“基礎(chǔ)型+拓展型”測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)體系，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。同時(shí)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)構(gòu)和管理人員應(yīng)積極關(guān)注測(cè)繪新技術(shù)、新方法的發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷更新和完善測(cè)繪實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)體系建設(shè)，快速適應(yīng)社會(huì)需求，提高測(cè)繪實(shí)驗(yàn)室教學(xué)效果。

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篇6

關(guān)鍵詞:GIS 教育教學(xué) 課程體系

一、前言

GIS教育自從20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展以來(lái)，目前已經(jīng)形成了從職業(yè)教育、中專教學(xué)、專科、本科、研究生的完整教育體系，培養(yǎng)的GIS專業(yè)人才也踏入社會(huì)、走上工作崗位。但隨著GIS應(yīng)用逐漸社會(huì)化的同時(shí)，GIS的專業(yè)化趨勢(shì)也愈加明顯，缺乏專業(yè)特色的GIS教學(xué)也使得部分學(xué)校的學(xué)生難以適應(yīng)市場(chǎng)的需要，甚至出現(xiàn)專業(yè)停辦的現(xiàn)象。所以，在新時(shí)期和新形式下繼續(xù)探索GIS專業(yè)教育方法，密切聯(lián)系具體領(lǐng)域，和具體的行業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，形成具有專業(yè)特色的GIS教育勢(shì)在必行。

二、GIS專業(yè)教育教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 課程設(shè)置缺乏側(cè)重點(diǎn)

目前，在本科GIS教育中， GIS專業(yè)的課程設(shè)置主要包括4類:地理類、測(cè)繪與遙感類、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類和GIS專業(yè)類，它們組成了GIS本科專業(yè)素質(zhì)教育的核心課程。這類教學(xué)體系大多針對(duì)性不強(qiáng)，側(cè)重點(diǎn)不強(qiáng)。很多同學(xué)學(xué)完之后感覺(jué)到又多又雜，很難把握，常常感到困惑。實(shí)際上目前國(guó)內(nèi)從事GIS教育的各高等院校，各有各的背景，各個(gè)學(xué)校的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該不同。雖然GIS專業(yè)具有應(yīng)用上的廣泛性，但是在制定大綱的同時(shí)更應(yīng)體現(xiàn)術(shù)業(yè)有專攻，各個(gè)學(xué)校在開(kāi)設(shè)課程時(shí)最好結(jié)合自身的特長(zhǎng)有側(cè)重點(diǎn)地讓學(xué)生專門學(xué)習(xí)一些跟專業(yè)相關(guān)的課程，充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng)。如南京大學(xué)、南京師范大學(xué)主要培養(yǎng)資源開(kāi)發(fā)、應(yīng)用方面的專業(yè)人才，河海大學(xué)的數(shù)字水利、東南大學(xué)的數(shù)字交通等都是結(jié)合自己的特長(zhǎng)而形成了明顯的特色。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的GIS專業(yè)是依托測(cè)繪工程專業(yè)發(fā)展起來(lái)，應(yīng)該突出測(cè)繪和礦業(yè)特色，培養(yǎng)為能源戰(zhàn)線服務(wù)的GIS人才。

2.2 軟硬件設(shè)施與教學(xué)計(jì)劃配合不佳，教學(xué)中實(shí)踐和動(dòng)手能力強(qiáng)調(diào)不夠

在實(shí)際中相當(dāng)多的學(xué)生缺乏實(shí)踐，原因主要有:(1)客觀因素。專業(yè)硬件設(shè)備的不完善，很多學(xué)校都缺乏相關(guān)的軟硬件環(huán)境。軟硬件設(shè)施與教學(xué)計(jì)劃配合不佳，相關(guān)的知識(shí)教師雖然在課堂上講了，但學(xué)生很難和實(shí)際的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。(2)主觀因素。主要體現(xiàn)在部分教師經(jīng)驗(yàn)不足。有些教師由于各種因素本身缺乏實(shí)踐，也沒(méi)有相關(guān)的科研項(xiàng)目來(lái)支持，從而很難讓學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目來(lái)了解GIS開(kāi)發(fā)的實(shí)際過(guò)程，對(duì)教材所講解的內(nèi)容，理解得就不夠透徹。

2.3 師資力量、辦學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)不足

隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)GIS人才的需求量快速增長(zhǎng)，使得全國(guó)很多學(xué)校，一窩蜂的上GIS專業(yè)。一部分GIS專業(yè)的教師也是“半路出家”，原來(lái)可能只是從事相關(guān)的工作，可能對(duì)整個(gè)GIS的基礎(chǔ)理論體系也不是非常的了解。在教學(xué)中常常有重此輕彼的現(xiàn)象出現(xiàn)，對(duì)GIS人才的培養(yǎng)造成不良影響，同時(shí)也使后續(xù)課程的學(xué)習(xí)受到一定的影響。作為教育者，我們更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，這也是所有行業(yè)對(duì)人才共同的需求和要求，企業(yè)更為注重的是學(xué)生的綜合能力和發(fā)展的潛力。

2.4 缺乏準(zhǔn)確地定位

GIS專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)編程強(qiáng)調(diào)較多，好像編程已經(jīng)成為GIS的代名詞。從而學(xué)生把編程作為專業(yè)第一要?jiǎng)?wù)，而忽略相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。當(dāng)然勿庸質(zhì)疑，編程是一種重要的能力，但在實(shí)際中要結(jié)合學(xué)生自身特點(diǎn)和社會(huì)的需求有選擇有側(cè)重地學(xué)習(xí)，不能胡子眉毛一把抓。

2.5 學(xué)科定位與培養(yǎng)目標(biāo)不大一致

由于各學(xué)校的專業(yè)背景不同，師資構(gòu)成不夠合理，從而造成學(xué)科定位和培養(yǎng)目標(biāo)不能一致。如工科人才在數(shù)理能力方面的培養(yǎng)力度不夠，理論學(xué)習(xí)不深入;而理科學(xué)生在培養(yǎng)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)能力不強(qiáng)，缺乏社會(huì)實(shí)踐，實(shí)習(xí)不夠，動(dòng)手能力不強(qiáng)。

三、21世紀(jì)GIS專業(yè)教育方法

結(jié)合以上分析，可以認(rèn)為在新的時(shí)期、新的挑戰(zhàn)下培養(yǎng)GIS專業(yè)人才過(guò)程中應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面:

3.1 專業(yè)定位。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)GIS專業(yè)人才的需求，目前開(kāi)設(shè)GIS專業(yè)的單位越來(lái)越多。這一形勢(shì)對(duì)GIS專業(yè)在未來(lái)人才市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了確保各校GIS專業(yè)學(xué)生未來(lái)能在人才市場(chǎng)上占有一席之地，專業(yè)的定位必須準(zhǔn)確，應(yīng)該結(jié)合自己的特色，面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域構(gòu)建合適的GIS教學(xué)體系[1]。

3.2 培養(yǎng)具備高素質(zhì)及合理知識(shí)結(jié)構(gòu)的師資。由于與GIS相聯(lián)系的相關(guān)學(xué)科多達(dá)十幾門，與一般的傳統(tǒng)專業(yè)教育相比，對(duì)從事GIS教學(xué)的師資人員在知識(shí)結(jié)構(gòu)上有更高的要求。要求教學(xué)人員必須具備良好的專業(yè)素質(zhì)、知識(shí)和廣闊的知識(shí)面。

3.3 GIS專業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)及課程設(shè)置。為適應(yīng)高新技術(shù)的發(fā)展及社會(huì)對(duì)人才的要求，針對(duì)GIS專業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)從多方面、多渠道收集相關(guān)資料，同時(shí)，也要結(jié)合國(guó)家教委公布的本科專業(yè)新目錄中指出的加強(qiáng)基礎(chǔ)教育，淡化專業(yè)界限，拓寬專業(yè)口徑的思想。 要達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求，同時(shí)也要有科學(xué)合理的課程設(shè)置作保證。在加強(qiáng)基礎(chǔ)教育、淡化專業(yè)(大專業(yè)，小方向)和拓寬口徑的原則下，將專業(yè)課程設(shè)置的重點(diǎn)定位在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上。

3.4 教學(xué)與實(shí)驗(yàn)方法。針對(duì)GIS課程的特點(diǎn)，在教學(xué)與實(shí)驗(yàn)方法上，應(yīng)緊緊圍繞其“三基”及教學(xué)大綱和教學(xué)目的[2]。在教學(xué)上，首先讓學(xué)生了解GIS課程學(xué)習(xí)的重要意義，并通過(guò)GIS在各領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。其次，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)及知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有選擇地突出GIS的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，深入淺出地對(duì)GIS的關(guān)鍵技術(shù)作以講解;在教學(xué)方式上，采取講解、演示、課堂討論等多種形式相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合全面、突出重點(diǎn)、注重邏輯聯(lián)系的思維和學(xué)習(xí)方法，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果[3]。

四、結(jié)語(yǔ)

GIS作為空間信息管理的有效工具，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的作用。GIS專業(yè)教育的開(kāi)展，在一定程度上為社會(huì)提供了良好的技術(shù)后備力量，只有在GIS專業(yè)教育中更好地使用社會(huì)發(fā)展的需要，才能切實(shí)作到理論聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，并使GIS的專業(yè)教育達(dá)到一個(gè)新的高度。

參考文獻(xiàn)

[1] 李滿春、戴崴巍、趙 勇，GIS專業(yè)人才的素質(zhì)特征!知識(shí)結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)方案研究，地理與地理信息科學(xué)[J]，2004，20(2)26-29.

篇7

摘 要：本文在分析我國(guó)GIS人才需求現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了目前GIS教育的主要問(wèn)題，并提出了GIS實(shí)踐平臺(tái)的重要性和GIS。

關(guān)鍵詞 ：創(chuàng)新 人才培養(yǎng) GIS 實(shí)踐

一、我國(guó)對(duì)GIS人才需求現(xiàn)狀

我國(guó)的地理信息系統(tǒng)GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)幾十年的時(shí)間已經(jīng)滲透到我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，如資源調(diào)查、國(guó)土管理、災(zāi)害預(yù)測(cè)、環(huán)境評(píng)估、城市管理和建設(shè)、郵電通訊、智能交通運(yùn)輸、軍事、公安、公共設(shè)施管理、農(nóng)業(yè)、森林、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)、金融等。

但是，我國(guó)的GIS產(chǎn)業(yè)仍然存在很多問(wèn)題，如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不齊全，GIS產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系不健全，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作有待完善，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能很好地共享，數(shù)據(jù)更新慢； GIS應(yīng)用的服務(wù)性企事業(yè)缺少，有效的GIS產(chǎn)業(yè)社會(huì)支撐體系缺乏；具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)GIS軟件品牌較少，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不足，GIS行業(yè)技術(shù)人員的研發(fā)能力薄弱等。

其中，對(duì)GIS人才的培養(yǎng)已成為亟待解決的問(wèn)題。目前我國(guó)GIS企業(yè)對(duì)GIS畢業(yè)生的意見(jiàn)主要集中在以下幾方面：第一，多數(shù)GIS企業(yè)缺少高水平的工程設(shè)計(jì)與管理人才，導(dǎo)致GIS項(xiàng)目不能成功實(shí)施。第二，學(xué)生在校期間實(shí)踐環(huán)節(jié)較少或內(nèi)容設(shè)置不當(dāng)，實(shí)踐能力普遍有待提高，很多畢業(yè)生編程能力較差，不能夠規(guī)范使用對(duì)編程語(yǔ)言，工作初期獨(dú)立完成公司交給的任務(wù)有難度，公司往往需要花費(fèi)較大精力進(jìn)行培訓(xùn)。第三，學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維、邏輯思維和自我解決問(wèn)題的能力，大多數(shù)畢業(yè)生只能按照給定的任務(wù)一步步完成計(jì)劃書的內(nèi)容，無(wú)法自己去獨(dú)立思考完成任務(wù)。另外，我國(guó)高校培養(yǎng)的GlS人才缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，缺乏將GIS企業(yè)做大做強(qiáng)的創(chuàng)新能力。

社會(huì)和企業(yè)的需求形勢(shì)對(duì)我國(guó)GIS專業(yè)的教育提出了更高的要求，即GIS教育不能僅停留在理論教學(xué)和簡(jiǎn)單的GIS應(yīng)用，而要為我國(guó)GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才，特別是創(chuàng)新精神的實(shí)踐人才。

二、GIS教育存在的問(wèn)題分析

從GIS企業(yè)對(duì)人才的需求調(diào)查可以看出我國(guó)GIS專業(yè)的教育和企業(yè)的需求并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)很好的接軌，由此反映出我國(guó)高校的GIS教育存在一些問(wèn)題。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，GIS人才培養(yǎng)方式不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。GIS技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，而國(guó)內(nèi)GIS專業(yè)設(shè)置一般較為單一，其人才培養(yǎng)模式不能滿足不同的工作目標(biāo)和社會(huì)需求，如GIS開(kāi)發(fā)、針對(duì)不同領(lǐng)域的GIS桌面平臺(tái)應(yīng)用、GIS制圖、數(shù)據(jù)處理等，尤其缺乏既具有工程實(shí)踐又懂得經(jīng)營(yíng)管理的復(fù)合型人才。

第二，擴(kuò)大GIS專業(yè)招生規(guī)模，注重GIS 人才的總量，但GIS人才的質(zhì)量和人才結(jié)構(gòu)往往被忽略。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有上百所高校開(kāi)設(shè)了GIS?？啤⒈究苹蜓芯可鷮I(yè)，但是不同院校的GIS專業(yè)的師資力量、教學(xué)水平、軟硬件設(shè)施和培養(yǎng)目標(biāo)差別很大，很多院校培養(yǎng)的GIS人才能力欠缺。

第三，對(duì)專業(yè)實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)重視不夠。大多數(shù)高校實(shí)踐教學(xué)時(shí)長(zhǎng)相比理論課程較少，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊，與企業(yè)和市場(chǎng)上的需求有一定差距。

第四，本科教育中對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)不夠。在我國(guó)各高校的GIS教育的培養(yǎng)方案中，通常都沒(méi)有對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面的規(guī)定。

三、建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)對(duì)GIS人才培養(yǎng)的重要性

學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)是當(dāng)今素質(zhì)教育的重點(diǎn)。深化GIS專業(yè)的教學(xué)改革，必須強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過(guò)各門課程的教學(xué)方案中的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)或課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、專業(yè)競(jìng)賽和各年級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，高校不僅要加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，更要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

第一，剖析GIS專業(yè)現(xiàn)有教學(xué)計(jì)劃中實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題，構(gòu)建以創(chuàng)新能力訓(xùn)練為核心的一體化的實(shí)踐平臺(tái)，對(duì)GIS專業(yè)教學(xué)的深化改革具有重要意義。

第二，創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)的積極性，使學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的被動(dòng)學(xué)習(xí)就可以變?yōu)橛心康牡奶剿魇街鲃?dòng)學(xué)習(xí)；有利于促進(jìn)理論教育與技術(shù)教育的結(jié)合，鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。

第三，學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，可以接觸專業(yè)最前沿的內(nèi)容，同時(shí)又能了解一個(gè)GlS項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、研發(fā)到應(yīng)用的全過(guò)程，特別是在設(shè)計(jì)和研發(fā)時(shí)不僅僅單純解決技術(shù)問(wèn)題，還要考慮項(xiàng)目成本、軟件銷售、售后服務(wù)等多種因素，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

第四，GIS項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中要求學(xué)生合理分工，團(tuán)結(jié)協(xié)作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的組織能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為今后融入社會(huì)打下良好基礎(chǔ)。

四、GIS專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展方向

第一，GIS產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，技術(shù)的創(chuàng)新是GIS產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。GIS軟件技術(shù)創(chuàng)新重要的是GIS專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。要重視吸收信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，吸引越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)編程人才加入到GIS產(chǎn)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍中，加速培養(yǎng)兼具地理科學(xué)、遙感、測(cè)繪科學(xué)、土地、林業(yè)等與GIS專業(yè)交叉的復(fù)合型人才。企業(yè)和相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要建立技能結(jié)構(gòu)合理的技術(shù)隊(duì)伍。

第二，為滿足不同的GIS企業(yè)和科研事業(yè)單位的需要，要建立不同層次、不同方向的GIS專業(yè)教育計(jì)劃。一方面要培養(yǎng)擅長(zhǎng)GIS開(kāi)發(fā)和制圖技術(shù)的專業(yè)型人才，也要注重培養(yǎng)GIS專業(yè)畢業(yè)生具有測(cè)繪、地理信息等方面的政策、法律、管理等方面的知識(shí)。既要注重碩士、博士等研究型高端GIS人才的培養(yǎng)，也要注重本科、?？频葢?yīng)用型中低端人才的培養(yǎng)。

第三，各高校GIS專業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的師資力量、學(xué)科體系進(jìn)行合理評(píng)估，在此基礎(chǔ)上設(shè)置該校GIS專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。例如，研究性大學(xué)側(cè)重在GIS理論知識(shí)的突破和新技術(shù)的研發(fā)，非研究性大學(xué)側(cè)重在基于系統(tǒng)的GIS理論知識(shí)教學(xué)上，培養(yǎng)學(xué)生GIS開(kāi)發(fā)和應(yīng)用能力，而?？茖W(xué)校則可以側(cè)重GIS應(yīng)用技能的鍛煉，適當(dāng)減少理論課程并降低其深度?？梢栽O(shè)置導(dǎo)師，引導(dǎo)GIS專業(yè)的學(xué)生在不同的學(xué)期重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和要達(dá)到的技能，減小學(xué)生的盲目性，可以在入學(xué)初由專業(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行專業(yè)介紹，告訴學(xué)生該專業(yè)的師資情況、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用情況、就業(yè)方向等，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

第四，GIS專業(yè)應(yīng)特別重視實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。應(yīng)改進(jìn)原來(lái)“課堂理論+上機(jī)手把手引導(dǎo)操作”的傳授式教學(xué)模式，將GIS創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)在橫向上分為應(yīng)用類和開(kāi)發(fā)類兩個(gè)方向，在縱向上分為基礎(chǔ)上級(jí)試驗(yàn)（課程中包含的上級(jí)學(xué)時(shí)）、綜合實(shí)踐（集中的實(shí)習(xí)或課程設(shè)計(jì)）和創(chuàng)新實(shí)踐（校企聯(lián)合培養(yǎng)、各類GIS大賽、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、教師科研等）三層，所有的創(chuàng)新項(xiàng)目或競(jìng)賽在這兩個(gè)大方向下進(jìn)一步分類分層，進(jìn)而構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒艷紅,陳東鋒,劉興權(quán).GIS創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實(shí)踐教學(xué)模式與方法探討[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育,2013(4).

[2]黃解軍,袁艷斌,詹云軍.高校GIS專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革與創(chuàng)新[J].理工高教研究,2007(8).

篇8

關(guān)鍵詞：研究生培養(yǎng)；導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)；合作模式；學(xué)術(shù)指導(dǎo)

作者簡(jiǎn)介：李方（1980-），女，江蘇南京人，南京師范大學(xué)國(guó)際交流處科長(zhǎng)，助理研究員；張雪英（1970-），女，四川仁壽人，南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，教授，博士生導(dǎo)師。（江蘇 南京 210097）

基金項(xiàng)目：本文系2009-2012年江蘇省教育廳江蘇省研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐課題“研究生培養(yǎng)中導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式研究”的研究成果。

中圖分類號(hào)：G645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）19-0166-03

以導(dǎo)師為核心的研究生培養(yǎng)模式與本科生教學(xué)有著本質(zhì)的區(qū)別，導(dǎo)師在研究生培養(yǎng)中起著十分關(guān)鍵的作用。導(dǎo)師的學(xué)術(shù)修養(yǎng)、敬業(yè)精神、學(xué)術(shù)水平都會(huì)在其研究生身上打下極其深刻的印跡，以致影響到學(xué)生今后的發(fā)展。在現(xiàn)行的研究生培養(yǎng)中，我國(guó)一直較為側(cè)重導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，但是隨著研究生教育的飛速發(fā)展，給這一傳統(tǒng)的導(dǎo)師負(fù)責(zé)制帶來(lái)了挑戰(zhàn)，如何對(duì)研究生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)成為創(chuàng)新培養(yǎng)模式的一個(gè)十分重要的內(nèi)容。[1]

當(dāng)前我國(guó)高校的研究生導(dǎo)師隊(duì)伍總體上是優(yōu)秀的，但是也存在一些不可忽視的問(wèn)題。特別表現(xiàn)在研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)意識(shí)較差，學(xué)校的研究生培養(yǎng)管理制度以及研究生的培養(yǎng)方案過(guò)多地依賴于導(dǎo)師的個(gè)人力量，沒(méi)有充分凝聚學(xué)科中導(dǎo)師群體在知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)源結(jié)構(gòu)、研究方向結(jié)構(gòu)上的綜合優(yōu)勢(shì)，造成了研究生培養(yǎng)上的“單血緣遺傳”模式與培養(yǎng)孤島，極大地影響了研究生的學(xué)術(shù)研究習(xí)慣與交流能力的培養(yǎng)。而且在研究生培養(yǎng)過(guò)程中，導(dǎo)師之間往往缺乏有效的溝通渠道，先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)難以有效推廣、交流，沒(méi)有形成有經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)師對(duì)青年導(dǎo)師“傳、幫、帶”的良好制度，阻礙了青年導(dǎo)師的快速成長(zhǎng)。目前這種現(xiàn)象在高校已經(jīng)較為普遍，亟待對(duì)其根源進(jìn)行深入分析，制定切實(shí)可行的制度，有效推進(jìn)研究生培養(yǎng)中導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式的形成，促進(jìn)研究生培養(yǎng)質(zhì)量的實(shí)質(zhì)性提升。

一、研究現(xiàn)狀

進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，各國(guó)的研究生培養(yǎng)模式呈現(xiàn)出一定程度的融合趨勢(shì)。研究生教育培養(yǎng)理念和培養(yǎng)目標(biāo)更加趨向多元化、多樣化。隨著高等教育國(guó)際化趨勢(shì)的推進(jìn)，各國(guó)更加注重跨學(xué)科、跨文化的復(fù)合型人才的培養(yǎng)。[2]專業(yè)合作開(kāi)始成為一種新的教育范式，而團(tuán)隊(duì)合作教學(xué)則是這一運(yùn)動(dòng)的先導(dǎo)。美國(guó)的課程設(shè)置強(qiáng)調(diào)文理滲透和跨學(xué)科，紐約大學(xué)、加州大學(xué)等還將一些研究生派到國(guó)外大學(xué)或大公司進(jìn)行交流和實(shí)習(xí)，學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)管理方法和理論知識(shí)，并與國(guó)外大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)MBA。[3]美國(guó)肯塔基大學(xué)的著名教育家蓋斯基大力提倡教師團(tuán)隊(duì)合作模式。[4]美國(guó)高校采取個(gè)人指導(dǎo)與集體指導(dǎo)相結(jié)合的研究生培養(yǎng)方式，有益于研究生在接受導(dǎo)師和導(dǎo)師小組的其他教授的指導(dǎo)中，博采眾長(zhǎng)，并逐步養(yǎng)成開(kāi)放、全面、辯證的理性思維習(xí)慣，克服或減少科學(xué)研究中的狹隘性，進(jìn)而提高科研能力。[5]教學(xué)領(lǐng)域的改革創(chuàng)新：開(kāi)放式教學(xué)更多的采取討論式的教學(xué)方法；產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，參與實(shí)際項(xiàng)目，課題的研究、開(kāi)發(fā)是培養(yǎng)學(xué)生科研能力和開(kāi)發(fā)創(chuàng)造潛力的最有效途徑之一。[6]

1999年以來(lái)，我國(guó)研究生招生規(guī)模增長(zhǎng)速度明顯高于研究生教育大國(guó)的平均水平。[7]在規(guī)模急劇擴(kuò)大的同時(shí)，研究生培養(yǎng)中的招生、收費(fèi)、學(xué)制和培養(yǎng)方式等問(wèn)題日益突出。目前我國(guó)80%以上的研究生培養(yǎng)單位實(shí)行“單一導(dǎo)師制”，只有10%不到的實(shí)行“指導(dǎo)小組制”，而且大多數(shù)流于形式?！皢我粚?dǎo)師制”容易導(dǎo)致研究生的學(xué)術(shù)視野比較狹窄、學(xué)術(shù)前沿意識(shí)不夠、學(xué)術(shù)訓(xùn)練不足等問(wèn)題。學(xué)術(shù)門戶現(xiàn)象阻礙了學(xué)術(shù)的交流和發(fā)展，不利于師生交往和學(xué)術(shù)創(chuàng)新，不利于學(xué)生知識(shí)面的擴(kuò)充和全面發(fā)展。[8]另外，在我國(guó)研究生招生規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，研究生導(dǎo)師規(guī)模也在迅速增長(zhǎng)，特別是中青年博士生導(dǎo)師所占比例的上升幅度較為顯著。然而，由于研究生規(guī)模擴(kuò)張過(guò)于迅猛，進(jìn)而顯得導(dǎo)師指導(dǎo)力量有所不足，多年的擴(kuò)招使得現(xiàn)在許多學(xué)校導(dǎo)師與研究生之比已達(dá)到1：15，甚至更高。[9]另外，由于不同類型的學(xué)科具有不同的性質(zhì)，用同一把尺子來(lái)規(guī)定所有學(xué)?；蛘咚袑W(xué)科的研究生培養(yǎng)模式是不合適的。

導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作培養(yǎng)模式被認(rèn)為是當(dāng)前我國(guó)提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段之一。通過(guò)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式，有經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)教師可以在實(shí)踐中有效“傳、幫、帶”青年導(dǎo)師，推動(dòng)導(dǎo)師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)完善和可持續(xù)發(fā)展。在課程學(xué)習(xí)計(jì)劃的設(shè)計(jì)與安排以及在學(xué)位論文與課程實(shí)踐的指導(dǎo)等方面都可以充分發(fā)揮導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)，以提升研究生培養(yǎng)水平。以學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)為基礎(chǔ)的導(dǎo)師合作模式，可以進(jìn)一步改進(jìn)研究生的教育模式，突破以前研究生與導(dǎo)師間單線聯(lián)系，學(xué)術(shù)思路狹窄、學(xué)術(shù)研究難有開(kāi)闊性和創(chuàng)新性的困境，[10]建設(shè)有利于造就一個(gè)縱橫交錯(cuò)、互相滲透、有機(jī)聯(lián)系、優(yōu)勢(shì)突出的研究生教育網(wǎng)絡(luò)，淡化學(xué)科意識(shí)，使學(xué)生能博采眾家之長(zhǎng)改善導(dǎo)師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。[11]同時(shí)，積極進(jìn)取、團(tuán)結(jié)協(xié)作的學(xué)科文化，是保持學(xué)科可持續(xù)發(fā)展的基本保證。[12]

二、導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式

研究生教育是學(xué)歷教育的最高層次，承擔(dān)著為國(guó)家培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才的重任。導(dǎo)師是研究生培養(yǎng)工作的主要組織者和實(shí)施者，導(dǎo)師的思想政治素質(zhì)、學(xué)術(shù)水平和工作作風(fēng)直接影響著研究生的成長(zhǎng)，對(duì)于研究生培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的作用。提高導(dǎo)師的道德素養(yǎng)、學(xué)術(shù)水平、創(chuàng)新意識(shí)和能力，建設(shè)一批高質(zhì)量的導(dǎo)師隊(duì)伍，是當(dāng)前研究生教育工作的重要任務(wù)。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo)，主要包括影響機(jī)制和優(yōu)化機(jī)制兩個(gè)方面（見(jiàn)圖1）。

圖1 導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式示意圖

如圖1所示，研究生培養(yǎng)模式、導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式、結(jié)構(gòu)模型和雙面效應(yīng)構(gòu)成了影響機(jī)制。

前文已經(jīng)提到，目前我國(guó)的研究生培養(yǎng)模式大體為“單一導(dǎo)師制”，逐步推行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式對(duì)導(dǎo)師和學(xué)生來(lái)說(shuō)是“雙贏”的。

導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式中涉及大量的構(gòu)成要素，如導(dǎo)師、學(xué)生、科研、學(xué)術(shù)討論、課程教學(xué)、培養(yǎng)單位、社會(huì)需求、學(xué)科特性、學(xué)科文化等，這些要素之間的協(xié)同機(jī)制非常復(fù)雜。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式的結(jié)構(gòu)特征，可以通過(guò)多級(jí)層次的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型對(duì)結(jié)構(gòu)和協(xié)同機(jī)制進(jìn)行比較系統(tǒng)與完整的表達(dá)（見(jiàn)圖2）。

圖2 結(jié)構(gòu)模型示意圖

在研究生培養(yǎng)過(guò)程中，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)中導(dǎo)師的來(lái)源可以多樣化。研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)是為了實(shí)現(xiàn)提高研究生質(zhì)量這一特定目的而組成的一個(gè)學(xué)術(shù)群體，它不同于教研室、研究所等組織機(jī)構(gòu)，團(tuán)隊(duì)成員之間的地位是平等的。[13]支持導(dǎo)師不斷開(kāi)拓新的研究領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)科交叉融合。引導(dǎo)研究生從事交叉學(xué)科研究，提倡導(dǎo)師與其他學(xué)科人員有機(jī)組合，實(shí)行正、副導(dǎo)師制。

雙面效應(yīng)是指通過(guò)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，達(dá)到既提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，又鍛煉和提高導(dǎo)師指導(dǎo)能力的效果，解決導(dǎo)師指導(dǎo)力量的可持續(xù)性發(fā)展問(wèn)題，做好“傳幫帶”工作。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式必須具有較強(qiáng)的可操作性，否則將缺乏實(shí)踐意義。因此，探索其操作方式具有十分重要的作用?？傮w來(lái)講，必須根據(jù)協(xié)同原則，以質(zhì)量提高為目標(biāo)，制定適應(yīng)不同情形的多種操作方式，主要有科研合作、課程教學(xué)、學(xué)術(shù)討論、論文指導(dǎo)和社會(huì)實(shí)踐等等。事實(shí)上，制度規(guī)范是控制培養(yǎng)模式質(zhì)量的關(guān)鍵。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式在實(shí)施過(guò)程中需要遵循一定的制度規(guī)范。制度規(guī)范必須在遵循高等教育相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上，充分考慮其本身的特點(diǎn)和實(shí)施單位的具體情況。

研究生培養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)化機(jī)制包括效果評(píng)測(cè)、實(shí)踐平臺(tái)、制度規(guī)范、操作模式四個(gè)方面，這四個(gè)方面在實(shí)際操作中互相融合，互相促進(jìn)。

效果評(píng)測(cè)在日常生活中通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)，以南京師范大學(xué)虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為例，從2007年到2012年，共培養(yǎng)了74位博士研究生，408位碩士研究生。在培養(yǎng)的博士和碩士研究生中，獲江蘇省優(yōu)秀研究生論文研究計(jì)劃資助15項(xiàng)；獲江蘇省優(yōu)秀博士學(xué)位論文3篇；優(yōu)秀碩士學(xué)位論文5篇，這與研究生培養(yǎng)方式密切相關(guān)。

教學(xué)培養(yǎng)模式的實(shí)踐研究周期較長(zhǎng)，因而需要借助比較穩(wěn)定且具備較好基礎(chǔ)的實(shí)踐平臺(tái)和靈活多樣的操作模式。近幾年來(lái)，南京師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)依托虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和江蘇省地理信息科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以“江蘇省優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)”、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”和江蘇省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”為平臺(tái)，積極推行導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式，在研究生規(guī)模和導(dǎo)師隊(duì)伍快速壯大的同時(shí)，研究生培養(yǎng)質(zhì)量逐年提高，并逐步進(jìn)行了制度規(guī)范。首先，需要確保導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)構(gòu)成的多元化，即同一學(xué)科不同研究方向?qū)煹慕M合，或是根據(jù)不同研究方向的需求，校內(nèi)外不同學(xué)科的導(dǎo)師建立合作關(guān)系。其次，采取多樣化的合作手段，主要包括：

1.人才交流

目前實(shí)驗(yàn)室共有固定人員62名，其中具有高級(jí)職稱的人員51名，中級(jí)職稱的人員11名。為了加強(qiáng)交流，實(shí)驗(yàn)室聘請(qǐng)中科院北京地理與資源研究所、環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、日本武藏工業(yè)大學(xué)、ERSI公司等單位的流動(dòng)科研人員8人（客座教授、兼職教授、項(xiàng)目合作人員），均為海內(nèi)外在相關(guān)學(xué)科的資深學(xué)者，在學(xué)術(shù)界具有較高的學(xué)術(shù)地位，以定期開(kāi)展研究生聯(lián)合指導(dǎo)、課題合作研究和學(xué)術(shù)交流工作。同時(shí)，利用地理學(xué)博士后流動(dòng)站，吸收國(guó)內(nèi)外青年學(xué)者進(jìn)站進(jìn)行博士后課題研究，博士后研究人員平均穩(wěn)定在8人左右。因此，實(shí)驗(yàn)室擁有流動(dòng)研究人員的平均規(guī)模為16人。

2.學(xué)術(shù)討論

定期或不定期組織研究生集中進(jìn)行學(xué)術(shù)討論，且每年年終對(duì)研究生進(jìn)行考核，即學(xué)生匯報(bào)當(dāng)年的學(xué)習(xí)和科研情況，團(tuán)隊(duì)中的導(dǎo)師和相關(guān)學(xué)生都參與評(píng)論與指導(dǎo)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這種方式非常有效，可以促進(jìn)學(xué)生通過(guò)比較而找到自己的不足，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)導(dǎo)師面對(duì)面指導(dǎo)的機(jī)會(huì)。

3.社會(huì)實(shí)踐

目前研究生普遍缺乏理論聯(lián)系實(shí)際的能力。通過(guò)與相關(guān)研究單位和應(yīng)用單位的聯(lián)合，組織學(xué)生集中進(jìn)行學(xué)術(shù)考察。例如，數(shù)字高程模型組的導(dǎo)師利用暑期帶領(lǐng)研究生到江蘇省宜興市和無(wú)錫市對(duì)平原區(qū)初步樣區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，結(jié)合專家講解，取得了一系列的重要的研究成果，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的研究興趣。

4.學(xué)位論文指導(dǎo)

為每個(gè)研究生的學(xué)位論文指定幾位導(dǎo)師組成學(xué)術(shù)指導(dǎo)小組，加強(qiáng)學(xué)位論文的過(guò)程管理，包括選題、中期檢查、論文寫作與審閱，以及平時(shí)指導(dǎo)。

5.合作交流

通過(guò)和國(guó)際著名大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)建立密切的合作關(guān)系，開(kāi)展一系列高水平、高層次和實(shí)質(zhì)性的合作研究與學(xué)術(shù)交流工作。每年選派學(xué)術(shù)骨干進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問(wèn)或合作研究，建立研究生互派機(jī)制。爭(zhēng)取多種機(jī)會(huì)并積極支持中青年學(xué)術(shù)骨干到國(guó)外著名高校或研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行博士后研究或做訪問(wèn)學(xué)者。近五年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室已派遣10余名優(yōu)秀中青年科研骨干到美國(guó)、德國(guó)、香港等國(guó)家和地區(qū)的高校與科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)。留學(xué)回國(guó)人員大多已成為實(shí)驗(yàn)室的中堅(jiān)力量，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展。

6.學(xué)術(shù)活動(dòng)

積極邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域知名專家來(lái)實(shí)驗(yàn)室舉辦學(xué)術(shù)講座，認(rèn)真組織學(xué)術(shù)骨干和研究生主持與參加國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議，特別是全國(guó)地理信息科學(xué)博士生論壇和GIS國(guó)際夏令營(yíng)，為國(guó)內(nèi)外地理信息科學(xué)研究領(lǐng)域青年學(xué)者進(jìn)行學(xué)術(shù)交流提供了重要平臺(tái)。

7.獎(jiǎng)勵(lì)政策

通過(guò)承擔(dān)或參與高水平項(xiàng)目，鍛煉和培養(yǎng)高水平人才。優(yōu)先推薦、安排優(yōu)秀青年人才申報(bào)各類國(guó)家和地方人才基金，對(duì)于申請(qǐng)到基金項(xiàng)目的科研人員，實(shí)驗(yàn)室在科研經(jīng)費(fèi)上給予一定額度的配套，并在科研設(shè)備和軟件上給予優(yōu)先支持。

三、結(jié)論

在當(dāng)前研究生教育呈現(xiàn)上升趨勢(shì)的背景下，實(shí)施導(dǎo)師合作團(tuán)隊(duì)模式是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的創(chuàng)新手段，對(duì)于學(xué)科文化多元化、開(kāi)拓學(xué)生視野、提高學(xué)術(shù)交流能力和研究生培養(yǎng)力量的可持續(xù)性發(fā)展具有很強(qiáng)的理論研究和實(shí)踐意義。本文探討了研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式的影響機(jī)理及結(jié)構(gòu)模式，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)研究生培養(yǎng)模式的創(chuàng)新發(fā)展，提升研究教育的整體水平，具有一定的參考價(jià)值。研究生培養(yǎng)既是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，也是一項(xiàng)社會(huì)工程。因此，研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)合作模式的理論研究與應(yīng)用推廣都是一項(xiàng)長(zhǎng)期的且極富挑戰(zhàn)性的課題。

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關(guān)鍵詞：GIS軟件；農(nóng)林特色；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）48-0049-03

GIS技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了GIS教育的進(jìn)展，我國(guó)的高等GIS教育已形成了多元化、層次化、規(guī)?；陌l(fā)展格局[1]。而GIS教育在農(nóng)林高校的發(fā)展基本上仍處于起步階段，仍然存在諸多問(wèn)題[2，3]。西北農(nóng)林科技大學(xué)GIS專業(yè)自2002年招生以來(lái)，在強(qiáng)調(diào)“寬口徑，厚基礎(chǔ)”的同時(shí)，突出了GIS專業(yè)的農(nóng)林院校特色，將GIS專業(yè)課程教學(xué)和農(nóng)、林等相關(guān)學(xué)科理論教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的農(nóng)業(yè)GIS應(yīng)用型人才。眾所周知，GIS具有很強(qiáng)的技術(shù)性與實(shí)踐性，在各大高校課程學(xué)時(shí)數(shù)普遍壓縮的狀況下，我?！癎IS軟件及應(yīng)用”課程不但沒(méi)有壓縮學(xué)時(shí)，反而由54學(xué)時(shí)提高到64學(xué)時(shí)，課程形式由課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿珜W(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。軟件更新，學(xué)時(shí)增多，課堂方式的改變都迫切要求對(duì)該門課程進(jìn)行改革。本文將結(jié)合西北農(nóng)林科技大學(xué)以特色求發(fā)展的GIS專業(yè)培養(yǎng)方案，對(duì)“GIS軟件及應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革，構(gòu)建適應(yīng)時(shí)展和需要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

一、“GIS軟件及應(yīng)用”課程定位

GIS是一個(gè)理論與實(shí)踐并重的學(xué)科，對(duì)綜合知識(shí)和軟件操作能力有很高的要求。GIS專業(yè)的學(xué)生要求至少能熟練掌握一到兩種流行GIS專業(yè)軟件的使用方法[4，5]。“GIS軟件及應(yīng)用”課程就是一門專業(yè)軟件學(xué)習(xí)課程，培養(yǎng)學(xué)生穩(wěn)固的專業(yè)軟件基礎(chǔ)，提高GIS專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力。該課程一般設(shè)置在學(xué)生已經(jīng)接觸了部分本專業(yè)相關(guān)理論課程之后，具有承上啟下的作用，目的就是希望通過(guò)對(duì)專業(yè)軟件細(xì)致深入的學(xué)習(xí)，將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相聯(lián)系。我校該課程以當(dāng)前GIS行業(yè)中最具代表性的ArcGIS軟件為平臺(tái)，全面介紹行業(yè)相關(guān)軟件的發(fā)展以及對(duì)ArcGIS軟件的深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容。該門課程主要內(nèi)容包括ArcGIS體系介紹及軟件安裝、ArcGIS應(yīng)用基礎(chǔ)介紹、空間數(shù)據(jù)的組織、空間數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù)的地學(xué)基礎(chǔ)、空間數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、空間數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)，矢量數(shù)據(jù)的空間疊置分析、柵格數(shù)據(jù)的空間分析、矢量柵格互操作、三維分析、地統(tǒng)計(jì)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、水文分析、太陽(yáng)輻射能量計(jì)算、空間分析建模等。

二、我?！癎IS軟件及應(yīng)用”課程的主要問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組織和設(shè)計(jì)有待完善?！癎IS軟件及應(yīng)用”課程的目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓本專業(yè)學(xué)生熟練掌握一門專業(yè)軟件基本操作技能，為后續(xù)其他專業(yè)課程的綜合訓(xùn)練打好基礎(chǔ)。課程性質(zhì)和目標(biāo)決定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)為主，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)全面和系統(tǒng)。在課時(shí)受限的情況下，實(shí)驗(yàn)組織上通常將內(nèi)容相近、關(guān)系密切的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系由若干個(gè)較小的綜合實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。這樣的內(nèi)容安排對(duì)于接觸過(guò)專業(yè)軟件的學(xué)生來(lái)說(shuō)，能提升其綜合分析能力，但對(duì)于軟件初學(xué)者來(lái)說(shuō)，內(nèi)容較為跳躍，跨度太大，略顯“走馬觀花”，致使軟件基本功能的學(xué)習(xí)不夠深入和全面，許多實(shí)用和常用的功能無(wú)法在實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)和運(yùn)用。因此隨著課時(shí)的增加，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上需要將傳統(tǒng)軟件功能學(xué)習(xí)和專業(yè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)相結(jié)合，從內(nèi)容上加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，以農(nóng)林特色為目標(biāo)進(jìn)行內(nèi)容重組。重點(diǎn)解決好主次內(nèi)容的組織分配，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的課時(shí)分配，難易實(shí)驗(yàn)的相互搭配等眾多問(wèn)題。

2.課堂形式單調(diào)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維。傳統(tǒng)軟件教學(xué)類課程都是以教師臺(tái)前幻燈演示，學(xué)生臺(tái)下同步操作的形式來(lái)完成。教學(xué)過(guò)程類似流水線作業(yè)方式，學(xué)生按照老師的要求，指定點(diǎn)擊選項(xiàng)按鈕，選擇下一步，設(shè)置路徑保存文件，直至實(shí)驗(yàn)完成。教學(xué)過(guò)程中以教師為主導(dǎo)，師生互動(dòng)較少，這種命令式的、滿堂灌的方式，學(xué)生只能是機(jī)械式地操作，被動(dòng)地接受結(jié)果，導(dǎo)致到課率和教學(xué)效果都差強(qiáng)人意。

3.理論指導(dǎo)不夠，軟件學(xué)習(xí)知其然不知其所以然。GIS軟件應(yīng)用之所以區(qū)別于其他的軟件應(yīng)用，正是因?yàn)檐浖谑褂眠^(guò)程中有著很強(qiáng)的GIS理論背景。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，剛開(kāi)始接觸軟件時(shí)最好能清晰地理解每一個(gè)操作的理論依據(jù)和意義。而傳統(tǒng)的軟件教學(xué)，更多的是注重操作流程，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中穿插原理知識(shí)的輔助教學(xué)較少，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)GIS軟件基本操作缺乏深度認(rèn)識(shí)。

4.課堂順利，課下解決實(shí)際問(wèn)題能力較低。實(shí)驗(yàn)課程一般都有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指南，其中就包括詳盡的實(shí)驗(yàn)步驟，當(dāng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平淡乏味時(shí)，學(xué)生就會(huì)自己對(duì)照實(shí)驗(yàn)指南，按步操作，很容易就能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這使得學(xué)生們往往感覺(jué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么挑戰(zhàn)性，當(dāng)堂就可以完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課下很少主動(dòng)去學(xué)習(xí)和摸索軟件，周而復(fù)始，眼高手低。另外軟件的教學(xué)需要大量的實(shí)驗(yàn)素材，當(dāng)前很多實(shí)驗(yàn)用的是軟件自帶練習(xí)數(shù)據(jù)或者某些專業(yè)參考書上的光盤數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)較少突出農(nóng)林問(wèn)題，理論聯(lián)系實(shí)際不夠，使得學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)茫然不知所措。即便能夠舉一反三，不真正接觸農(nóng)林類實(shí)際問(wèn)題，也很難達(dá)到農(nóng)林院校特色GIS教學(xué)的要求。

三、“GIS軟件及應(yīng)用”課程改革與創(chuàng)新

1.教學(xué)內(nèi)容改革。我校“GIS軟件及應(yīng)用”課程以ArcGIS 10軟件為對(duì)象，開(kāi)展系統(tǒng)全面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制定了基礎(chǔ)型、綜合型與創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和內(nèi)容（細(xì)節(jié)內(nèi)容較多，不再贅述）?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)（包括普適基本要求層次和學(xué)科基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)）占到65%，綜合型實(shí)驗(yàn)占25%，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)占10%?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)按軟件功能學(xué)習(xí)、原理驗(yàn)證層次、理論應(yīng)用層次和思考題的形式安排內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上積極搜集和整理農(nóng)林類相關(guān)科研成果，比如結(jié)合陜西省縣域耕地地力評(píng)價(jià)項(xiàng)目[6]，“GIS軟件及應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)課程構(gòu)建了以耕地地力評(píng)價(jià)為主線而相互串聯(lián)的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。通過(guò)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)練習(xí)，學(xué)生不僅掌握了專業(yè)軟件的基本操作功能，也加深了GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

2.教學(xué)模式改革。①活躍課堂氛圍，營(yíng)造輕松實(shí)驗(yàn)環(huán)境。改變傳統(tǒng)“老師臺(tái)上操作，學(xué)生臺(tái)下觀看”的教學(xué)方式，臺(tái)上和臺(tái)下均為學(xué)生自己操作，教師穿插于課堂中同步指導(dǎo)。教師融入學(xué)生，有更多的機(jī)會(huì)和學(xué)生交流，同學(xué)自己操作也更容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，創(chuàng)造新的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。教學(xué)中學(xué)生隨時(shí)發(fā)問(wèn)，教師適時(shí)提問(wèn)給學(xué)生充分發(fā)表自己見(jiàn)解的機(jī)會(huì)，調(diào)動(dòng)起學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)的積極性。②理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合。離開(kāi)教學(xué)理論的指導(dǎo)，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏學(xué)習(xí)興趣，即使掌握了GIS軟件操作技術(shù)，也不能有效地開(kāi)發(fā)制作應(yīng)用系統(tǒng)[7]。我?！禛IS原理》課程為雙語(yǔ)教學(xué)，軟件界面為英文模式，因此在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將GIS基本原理、地理信息系統(tǒng)專業(yè)詞匯和軟件操作命令有機(jī)結(jié)合。比如利用采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行IDW插值的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要設(shè)置Power參數(shù)，默認(rèn)為2。我們就可以從IDW插值理論上分析這個(gè)參數(shù)的意義，針對(duì)實(shí)際情況選擇合適的參數(shù)數(shù)值。重要理論提前制作成PPT，隨堂講授，加深學(xué)生對(duì)操作的理解能力，無(wú)需過(guò)多理論指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)可以安排學(xué)生在課下完成，這樣也有效利用了課堂的寶貴時(shí)間。③加強(qiáng)綜合分析和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的鍛煉。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的構(gòu)建是相互聯(lián)系和遞進(jìn)的，要求綜合分析的思想貫穿于所有實(shí)驗(yàn)過(guò)程。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課中的思考題目，讓學(xué)生自由分組，通過(guò)組員間的交流、討論找到一種解決問(wèn)題的辦法，加強(qiáng)了學(xué)生間的交流能力和動(dòng)手能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由教師結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和相關(guān)科研項(xiàng)目給出題目，學(xué)生自行設(shè)計(jì)操作方案，分組討論，分工協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并組織大家匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果。④積極引導(dǎo)學(xué)生利用課外資源。軟件的學(xué)習(xí)需要長(zhǎng)期的摸索才能達(dá)到熟練的地步，除了在課堂上盡可能地給學(xué)生更多的自由時(shí)間去摸索學(xué)習(xí)，課下我們的實(shí)驗(yàn)室全天候開(kāi)放，學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人情況自主實(shí)踐。另外，各種網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)和答疑系統(tǒng)也為學(xué)生提供了大量的學(xué)習(xí)素材。教師通過(guò)與學(xué)生網(wǎng)上互動(dòng)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)閱，亦能對(duì)有關(guān)課堂遺留問(wèn)題及時(shí)總結(jié)，積極調(diào)整教學(xué)方案。

3.課程考核改革。考核評(píng)價(jià)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重要組成部分?？己说哪康牟粌H是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)檢測(cè)和肯定，也是教師掌握教學(xué)情況，改進(jìn)教學(xué)方法的一個(gè)總結(jié)。與理論課程不同，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的考核方式與內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)發(fā)散性思維的培養(yǎng)、綜合應(yīng)用能力和解決問(wèn)題能力的訓(xùn)練[8]。我們采取課堂表現(xiàn)（20%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）和機(jī)試考核（60%）的方式綜合評(píng)定教學(xué)效果，課堂表現(xiàn)包括到課率、課堂討論和回答問(wèn)題情況等，機(jī)試考核由教師制定上機(jī)操作綜合考核題目，允許學(xué)生自帶參考書，但不能相互交流，重點(diǎn)測(cè)驗(yàn)學(xué)生綜合分析和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。課程考核不僅是教師對(duì)學(xué)生的考核，教學(xué)過(guò)程中學(xué)校和學(xué)院也會(huì)安排督導(dǎo)組老師聽(tīng)課，課程結(jié)束后學(xué)校會(huì)組織學(xué)生評(píng)教，有的學(xué)生還可以通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)老師授課情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，這些評(píng)價(jià)就是對(duì)教師授課的考核，所有的評(píng)價(jià)都將是教師改進(jìn)教學(xué)的寶貴資源。

“GIS軟件及應(yīng)用”作為農(nóng)業(yè)院校GIS專業(yè)完全實(shí)驗(yàn)形式的課程，我們制定了合理的課程培養(yǎng)目標(biāo)，在掌握理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有教材、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)相關(guān)教學(xué)資源和我校專業(yè)特色的整合編寫了適合我校GIS專業(yè)特色發(fā)展的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材。構(gòu)建了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)體系。將學(xué)生從簡(jiǎn)單和固定的實(shí)驗(yàn)步驟中解放出來(lái)，充分挖掘?qū)W生想象力和創(chuàng)新能力，拓展學(xué)生思維空間。通過(guò)幾年的探索，我們的教學(xué)效果得到了學(xué)生和學(xué)院教學(xué)工作組的肯定，學(xué)生每年的評(píng)價(jià)結(jié)果均為優(yōu)秀。我們的教學(xué)過(guò)程制作成了教學(xué)觀摩視頻，這也極大地鼓舞了我們深化改革的信心。當(dāng)然我們?cè)陔p語(yǔ)教學(xué)以及課程教學(xué)互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)上還有待深入和完善。

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篇10

陳柳欽,湖南邵東縣人,天津社會(huì)科學(xué)院城市經(jīng)濟(jì)研究所研究員,天津市知名青年學(xué)者,青年經(jīng)濟(jì)學(xué)家,產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、城市經(jīng)濟(jì)和城市金融問(wèn)題專家。兼任教育部人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)中國(guó)WTO研究院特邀研究員,哈爾濱商業(yè)大學(xué)國(guó)際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易研究所研究員、經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授,碩士研究生導(dǎo)師,哈爾濱理工大學(xué)客座教授,湖南科技大學(xué)商學(xué)院教授,天津理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師,天津工業(yè)大學(xué)公共危機(jī)管理研究所特邀研究員,廣西民族大學(xué)兼職教授。

摘要: “數(shù)字城市”作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),代表的是一種世界潮流和城市發(fā)展的方向。“數(shù)字城市”是21世紀(jì)城市發(fā)展的新主題,也是提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平提高的新動(dòng)力,它不再是一個(gè)技術(shù)性概念,而是現(xiàn)代科技、社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)影響下的新城市形態(tài)。本文闡述了“數(shù)字城市”的內(nèi)涵,并對(duì)“數(shù)字城市”建設(shè)的內(nèi)容與框架進(jìn)行了細(xì)致的探討。

關(guān)鍵詞: 城市 信息化 城市信息化 “數(shù)字城市”

中圖分類號(hào): F49

一、“數(shù)字城市”興起的背景

1998年1月31日,時(shí)任美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐诿绹?guó)加利福尼亞科學(xué)中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球:二十一世紀(jì)認(rèn)識(shí)地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的講演中首次提出了“數(shù)字地球”的概念。戈?duì)栔赋?我相信我們需要一個(gè)“數(shù)字地球”,即一個(gè)以地球坐標(biāo)為依據(jù)的、嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、具有多分辨率的、能三維可視化表示的虛擬地球。詳細(xì)地說(shuō),“數(shù)字地球”是指以地球?yàn)閷?duì)象,以地理坐標(biāo)為依據(jù),具有多源、多尺度海量數(shù)據(jù)的融合,能用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行多維的表達(dá),具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化特征的虛擬地球。簡(jiǎn)單地說(shuō),“數(shù)字地球”是指數(shù)字化、信息化的地球。形象地說(shuō),“數(shù)字地球”是指整個(gè)地球經(jīng)數(shù)字化后由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)管理的巨型信息系統(tǒng)。同時(shí),“數(shù)字地球”也是全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)絡(luò)及虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代高科技的高度綜合和升華,是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)。

1999年12月,來(lái)自20個(gè)國(guó)家的500余名科學(xué)家、工程師、教育學(xué)家、管理者及企業(yè)家匯聚北京,于“首屆國(guó)際數(shù)字地球會(huì)議”召開(kāi)之際發(fā)表了著名的《數(shù)字地球北京宣言》。宣言指出:21世紀(jì)是一個(gè)以信息和空間技術(shù)為支撐的全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,強(qiáng)調(diào)綜合全球?qū)Φ赜^測(cè)系統(tǒng)、全球空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、全球?qū)Ш脚c定位系統(tǒng)、地球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施及動(dòng)態(tài)過(guò)程監(jiān)控的重要性;認(rèn)識(shí)到數(shù)字地球有助于回應(yīng)人類面臨的諸方面的挑戰(zhàn);倡議政府、科技界、企業(yè)等共同推動(dòng)數(shù)字地球的發(fā)展;建議實(shí)施數(shù)字地球過(guò)程中,應(yīng)優(yōu)先考慮環(huán)境、災(zāi)害、資源、可持續(xù)發(fā)展與人類生活質(zhì)量等方面。數(shù)字地球北京宣言的發(fā)表,標(biāo)志著1998年戈?duì)柼岢鰯?shù)字地球概念后該領(lǐng)域在全球范圍的正式推進(jìn)。

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)的普及、信息高速公路的建設(shè)、“數(shù)字地球”概念的提出和推廣,全球掀起了一股強(qiáng)大的信息化浪潮。這股浪潮對(duì)世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、政治、文化均產(chǎn)生了巨大的沖擊,它使得一些傳統(tǒng)的東西正在消逝,許多新事物、新現(xiàn)象層出不窮;它正在逐步改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活方式及價(jià)值觀念,促進(jìn)人們進(jìn)行新的社會(huì)變革。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生以及在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,大大促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和空間分析技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展,學(xué)科的相互交叉和技術(shù)的集成又不斷地拓寬新的應(yīng)用領(lǐng)域。信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。這些先進(jìn)的、改變城市功能的技術(shù)主要表現(xiàn)為:(1)高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)突飛猛進(jìn),極大地提高了地理信息獲取和更新的能力;(2)寬帶光纖和衛(wèi)星通信為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及,極大地?cái)U(kuò)大了信息的通信交換能力;(3)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和共享技術(shù)的發(fā)展,極大地提高了信息存儲(chǔ)和管理能力;(4)仿真和虛擬技術(shù)的成熟,醞釀著信息應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的劃時(shí)代變革。信息技術(shù)變革的大趨勢(shì)必然深刻地影響到城市規(guī)劃、建設(shè)和管理行業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、建設(shè)和管理不得不向“數(shù)字城市”靠近,并努力追尋“數(shù)字城市”的發(fā)展模式。

城市是社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素高度集中的區(qū)域,是人類經(jīng)濟(jì)、政治和文化活動(dòng)的中心,是人流、物流、資金流和信息流聚集和擴(kuò)散的基地。進(jìn)入21世紀(jì),信息化進(jìn)一步得到了廣泛應(yīng)用和高度滲透,信息技術(shù)正孕育著新的重大突破。信息資源日益成為城市發(fā)展的重要生產(chǎn)要素、無(wú)形資產(chǎn)和社會(huì)財(cái)富。同時(shí),經(jīng)濟(jì)全球化是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)要素特別是技術(shù)、資本、人力資源、知識(shí)等諸要素,在資本追求經(jīng)濟(jì)效益最大化的利益驅(qū)動(dòng)下所出現(xiàn)的全球性流動(dòng)和組合,以至于國(guó)別經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)越來(lái)越多地被納入了一體化的全球經(jīng)濟(jì)體系之中,人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的依賴性、互補(bǔ)性、關(guān)聯(lián)性更為增強(qiáng),各種商品在全球流通,為世界人類所共享。2000年6月5日～7日,聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)事務(wù)部(UNDESA)和聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署(UNDP)及亞太地區(qū)的城市市長(zhǎng)參加的主題為“推動(dòng)城市信息化,共創(chuàng)未來(lái)家園”的“亞太地區(qū)城市信息化高級(jí)論壇”,最后發(fā)表了《上海宣言》。該宣言指出,當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化已經(jīng)成為人類社會(huì)發(fā)展的總趨勢(shì)。信息化的程度和水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綜合實(shí)力和文明程度的主要指標(biāo)。信息化正成為全球貿(mào)易、投資、資本流動(dòng)和技術(shù)轉(zhuǎn)移以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等一切領(lǐng)域發(fā)展的主要推動(dòng)力。信息化建設(shè)將有利于促進(jìn)人類的共同富裕和共同進(jìn)步。加強(qiáng)對(duì)城市信息化的理解,推進(jìn)城市信息化建設(shè)與合作,將成為城市發(fā)展的新主題和新動(dòng)力。城市信息化的主要表現(xiàn)形式是“數(shù)字城市”的建設(shè)。從技術(shù)角度看,“數(shù)字城市”是城市信息化實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ),而且是城市信息化水平提高的一個(gè)重要特征?！皵?shù)字城市”是社會(huì)信息化發(fā)展必然,是當(dāng)今發(fā)達(dá)國(guó)家信息化發(fā)展的主要特征。全球信息化正在引發(fā)當(dāng)今世界的深刻變革,重塑著世界政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化和軍事發(fā)展的新格局。全球信息化的出現(xiàn)使得互聯(lián)網(wǎng)成為新世紀(jì)國(guó)人關(guān)注的熱點(diǎn),而“數(shù)字城市”則是熱點(diǎn)中的焦點(diǎn)。

在戈?duì)栍?998年9月首先提出了“數(shù)字化舒適社區(qū)建設(shè)”的倡議后,許多國(guó)家已經(jīng)對(duì)“數(shù)字城市”開(kāi)展了相應(yīng)的工作。比如歐洲“數(shù)字城市”(EDC)中的虛擬赫爾辛基很有特色,3D界面是其一個(gè)非常重要的組成部分。日本的“數(shù)字京都”(DCK)項(xiàng)目始于1998年10月,目的是使其成為京都的社會(huì)信息主干,其設(shè)計(jì)思想是真實(shí)和活動(dòng)?！罢鎸?shí)”是指該“數(shù)字城市”是為實(shí)際的用戶服務(wù)的,而不是虛擬城市;“活動(dòng)”是“數(shù)字城市”中的數(shù)據(jù)采集于現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)?！皵?shù)字京都”中的新技術(shù)開(kāi)發(fā),處于國(guó)際領(lǐng)先地位。新加坡提出了“智能城市”的設(shè)想,為國(guó)民提供一個(gè)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和異步數(shù)字用戶專線,將新加坡90%的家庭連接在一起,實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)上生存”的夢(mèng)想。隨后,一些發(fā)展中國(guó)家也紛紛制定城市信息化發(fā)展政策,這些信息化城市或地區(qū)統(tǒng)一命名為“數(shù)字城市”。在國(guó)內(nèi),近十多年來(lái),深圳、北京、海口、濟(jì)南、廣州等城市和國(guó)內(nèi)著名科研院校相繼建立了一批專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng),為“數(shù)字城市”的研究積累了經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)?！皵?shù)字城市”已成為我國(guó)各主要地、市進(jìn)入21世紀(jì)后,在新的時(shí)代背景、經(jīng)濟(jì)背景、技術(shù)背景下,運(yùn)用并發(fā)展空間技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),最終將其集成并滲透到現(xiàn)代城市生活方面的一項(xiàng)重要的標(biāo)志性建設(shè)。

目前,“數(shù)字城市”作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),代表的是一種世界潮流和城市發(fā)展的方向。深入開(kāi)展“數(shù)字城市”的研究,積極推進(jìn)“數(shù)字城市”的建設(shè),無(wú)論是對(duì)當(dāng)前,還是對(duì)未來(lái)城市發(fā)展,都具有十分重要的意義。

二、“數(shù)字城市”的內(nèi)涵

由于“數(shù)字城市”是一個(gè)正在發(fā)展演變的概念,人們對(duì)它至今沒(méi)有統(tǒng)一和權(quán)威的解釋,存在很多的爭(zhēng)論和思考。

臺(tái)灣學(xué)者林峰田(1999)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是一項(xiàng)從人員組織、經(jīng)費(fèi)、法令、土地使用等各種配合條件,到包括硬件、軟件和科技在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施,再到數(shù)據(jù)資料及其應(yīng)用服務(wù),直至社會(huì)文化五個(gè)層面的多層結(jié)構(gòu)的城市大系統(tǒng),他提出理想的“數(shù)字城市”應(yīng)能達(dá)到三個(gè)目標(biāo):第一,有效支援城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提高城市競(jìng)爭(zhēng)力;第二,滿足市民日常的交通、購(gòu)物、娛樂(lè)、休閑、安全、教育、醫(yī)療等需求,保障市民知與言的權(quán)利;第三,創(chuàng)造地方特色自主意識(shí)的網(wǎng)絡(luò)文化。

承繼成(2000)認(rèn)為,信息化是指數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的全部過(guò)程。因此,信息化城市,也可以叫“數(shù)字城市”(或數(shù)碼港)、網(wǎng)絡(luò)城市和智能城市。俞正聲(2000)認(rèn)為,所謂“數(shù)字城市”與“園林城市”、“生態(tài)城市”、“山水城市”一樣,是對(duì)城市發(fā)展方向的一種描述,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要滲透到城市生活的各個(gè)方面。這將是世紀(jì)之交最重要的技術(shù)革命,將深刻改變?nèi)藗兞?xí)慣的工作方式、生活方式甚至風(fēng)俗習(xí)慣和思維方法。宋建元等(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”即城市數(shù)字化,是指充分利用遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體及虛擬仿真等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施和與生產(chǎn)生活發(fā)展相關(guān)的各方面進(jìn)行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用,具有對(duì)城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等諸方面進(jìn)行數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化管理、服務(wù)和決策功能的信息體系。郝力(2001)認(rèn)為,從信息化廣義角度看,“數(shù)字城市”即是空間化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”是物質(zhì)城市在信息世界的反映和升華。從城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的狹義角度看,“數(shù)字城市”可概括為“43VR”,即地理數(shù)據(jù)4D化;地圖數(shù)據(jù)三維化;規(guī)劃設(shè)計(jì)VR(Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí))化。地理數(shù)據(jù)4D化指城市空間基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)包括數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像地圖(DOM);地圖數(shù)據(jù)三維化指地圖數(shù)據(jù)由現(xiàn)在的二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為三維結(jié)構(gòu);規(guī)劃設(shè)計(jì)VR化指規(guī)劃設(shè)計(jì)和規(guī)劃管理在4D數(shù)據(jù)、三維地圖數(shù)據(jù)支撐下,將現(xiàn)有的二維作業(yè)對(duì)象和手段升級(jí)為三維和VR結(jié)合的作業(yè)對(duì)象和手段。

楊開(kāi)忠、沈體雁(2001)認(rèn)為,一般所指的“數(shù)字城市”是以3S技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的城市空間信息運(yùn)行系統(tǒng),是一個(gè)包括城市空間信息運(yùn)行機(jī)理、空間信息運(yùn)行技術(shù)系統(tǒng)、空間信息服務(wù)與產(chǎn)業(yè)體系和社會(huì)文化在內(nèi)的多層框架。也就是說(shuō),“數(shù)字城市”工程建設(shè)要在城市空間信息認(rèn)知機(jī)制和資源配置機(jī)制的作用下,采用數(shù)字化的空間信息技術(shù)手段對(duì)作為物質(zhì)實(shí)體的城市系統(tǒng),特別是對(duì)與地理空間相關(guān)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)字化重現(xiàn)和虛擬,從而促進(jìn)人們對(duì)城市的認(rèn)識(shí),規(guī)劃建設(shè)和管理,進(jìn)而促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協(xié)調(diào),提高城市競(jìng)爭(zhēng)力和市民生活質(zhì)量。趙燕霞、姚敏(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”就是以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息,不僅應(yīng)該包括城市各類與空間位置有關(guān)的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還應(yīng)該包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟(jì)、教育、軍事等社會(huì)數(shù)據(jù),在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上,形成一個(gè)具有智能性質(zhì)的城市巨系統(tǒng)。周曉穎、章申魯(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是綜合運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù),對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng),具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強(qiáng)大功能。它與城市地理信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于,對(duì)城市有關(guān)數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)采集、處理分析、傳輸分化、自動(dòng)或半自動(dòng)智能決策,直接為社會(huì)公眾提供便利的信息服務(wù)。王滸等(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”就是基于城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施之上的城市居民社會(huì)信息生存空間。通過(guò)運(yùn)用數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù),如數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)提取和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),“數(shù)字城市”中廣泛的、多源的空間信息將被有效的集成和管理。最終,“數(shù)字城市”將提供給公眾和企業(yè)的不僅是虛擬的用戶界面以實(shí)現(xiàn)所謂的“數(shù)字生存”,更重要的是將輔助政府制定城市管理的綜合決策。

“數(shù)字城市”也稱信息城市、智能城市,以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息,不僅包括城市各類與空間位置有關(guān)的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟(jì)、教育、軍事等社會(huì)數(shù)據(jù),在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上,形成一個(gè)具有智能性質(zhì)的城市信息系統(tǒng)。顧朝林等(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是指綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)等關(guān)鍵技術(shù),深入開(kāi)發(fā)和應(yīng)用空間信息資源,建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理,服務(wù)于政府、企業(yè)、大眾的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。其本質(zhì)是建設(shè)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施并在此基礎(chǔ)上深度開(kāi)發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源。牛文元(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是從工業(yè)時(shí)代向信息化時(shí)代轉(zhuǎn)換的基本標(biāo)志之一。它一般是指城市“自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的范疇中,能夠有效獲取、分類存儲(chǔ)、自動(dòng)處理和智能識(shí)別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實(shí)又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項(xiàng)綜合工程。

張靜(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”應(yīng)是四維(三維坐標(biāo)加時(shí)間維)的、可視化的城市,不但包括城市三維空間的所有信息,而且還包括城市各種現(xiàn)象的歷史、現(xiàn)狀與未來(lái)信息,更為重要的是應(yīng)包括人的信息如位置,甚至思維信息,是一個(gè)四維的空間信息系統(tǒng)。通俗一點(diǎn)講,“數(shù)字城市”是指在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理以及生產(chǎn)生活中,利用數(shù)字化技術(shù)、信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),將城市的各種數(shù)字、信息及各種信息資源加以整合并利用。城市規(guī)劃者、管理者和生活者,可以在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的五維虛擬城市環(huán)境中,進(jìn)行規(guī)劃、決策、管理和生活,其感覺(jué)就像漫步于現(xiàn)實(shí)的街道上或是承坐直升飛機(jī)俯瞰城市一樣。李京文、甘德安(2002)認(rèn)為,信息化的實(shí)質(zhì)就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,因此,“數(shù)字城市”廣義上指城市信息化,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到城市生活的各個(gè)方面,其本質(zhì)是對(duì)物質(zhì)城市及其相關(guān)現(xiàn)象(經(jīng)濟(jì)社會(huì)特征)統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí),是用數(shù)字化的手段來(lái)處理、分析和管理整個(gè)城市,促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調(diào)高速。這些學(xué)者把“數(shù)字城市”等同于單一的城市信息化建設(shè),認(rèn)為“數(shù)字城市”建設(shè)就是當(dāng)前信息化發(fā)展過(guò)程中城市對(duì)信息化的一種回應(yīng)。

李琦等(2003)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是從信息化角度,對(duì)信息時(shí)代及準(zhǔn)信息時(shí)代城市狀態(tài)的形象化刻化,表征在園林城市、生態(tài)城市等工業(yè)城市文明基礎(chǔ)之上,信息化基礎(chǔ)設(shè)施完備、信息數(shù)據(jù)資源豐富、信息化應(yīng)用與信息產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)、工業(yè)化與信息化持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展、人居環(huán)境舒適的良性城市狀態(tài)?！皵?shù)字城市”工程就是要在集成化高速寬帶城市通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、城市信息安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上,整合城市信息數(shù)據(jù)資源,連接城市信息化孤島,開(kāi)展面向政府、企業(yè)、公眾的個(gè)性化、多樣性綜合信息應(yīng)用服務(wù),同時(shí),促進(jìn)城市領(lǐng)域(行業(yè))信息化建設(shè),以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)與城市空間規(guī)劃,促進(jìn)工業(yè)化與信息化的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。劉忻(2003)認(rèn)為,“數(shù)字城市”從功能上講是城市信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、可視化,即將城市的各種信息,如城市管理、城市設(shè)施、自然資源、社會(huì)資源、人文環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、歷史等各方面信息,以數(shù)據(jù)形式整理、加工、存儲(chǔ)、分類、管理,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全社會(huì)的信息共享、共建、交流、再現(xiàn),通過(guò)對(duì)城市信息的綜合分析和模型化處理,提高決策水平和應(yīng)用效率,最大限度地發(fā)揮資源潛力,為城市發(fā)展和提高居民生活質(zhì)量服務(wù)。從技術(shù)上講,“數(shù)字城市”是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)為基礎(chǔ),以寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)為橋梁,結(jié)合3S技術(shù)、遙測(cè)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),對(duì)城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類描述,并通過(guò)城市管理與決策模型及其他應(yīng)用模型,優(yōu)化資源配置,提供科學(xué)決策的現(xiàn)代化工具。從理論上講,“數(shù)字城市”在地理信息科學(xué)基礎(chǔ)上,結(jié)合計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)理論、現(xiàn)代城市理論、決策理論、控制論、系統(tǒng)論,復(fù)雜理論等,在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)中虛擬城市,并結(jié)合不同部門、不同層次的信息交流、融合和挖掘,實(shí)現(xiàn)城市的綜合信息管理系統(tǒng)。

姜愛(ài)林(2004)認(rèn)為,從城市建設(shè)的角度看,“數(shù)字城市”就是指在城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理以及城市生產(chǎn)與生活中,充分利用數(shù)字化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),將城市的各種數(shù)字信息及各種信息資源加以整合并充分利用的一種系統(tǒng)工程或管理模式。從信息化角度看,“數(shù)字城市”是以信息技術(shù)為支撐、以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、以信息服務(wù)為中心的一系列數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng)的一種城市發(fā)展模式。

戴汝為(2005)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是一類開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。“數(shù)字城市”在功能、結(jié)構(gòu)和龐大、復(fù)雜的多層次系統(tǒng),及與周邊、全國(guó)以至世界的聯(lián)系等方面,無(wú)不具備著開(kāi)放的雜巨系統(tǒng)的特性。

謝明(2005)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是對(duì)城市發(fā)展方向的一種描述,是對(duì)組成城市的各種要素和現(xiàn)象的一種數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生產(chǎn)生活,促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流更加順暢和協(xié)調(diào)?！皵?shù)字城市”的建設(shè)基于地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬仿真等技術(shù),綜合城市空間和人文信息,服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等各個(gè)方面。

江綿康(2006)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”的主要空間節(jié)點(diǎn),是“數(shù)字地球”的重要組成部分,是“數(shù)字地球”在城市的具體體現(xiàn)。所謂“數(shù)字城市”,通俗地講是指在城市的生產(chǎn)、生活等活動(dòng)中,利用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將城市的人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的方式加以展現(xiàn)?！皵?shù)字城市”的本質(zhì)是把城市的各種信息資源整合起來(lái)加以充分利用。

杜靈通、韓秀麗(2007)認(rèn)為,可以將“數(shù)字城市”定義為利用各種信息獲取、存儲(chǔ)、傳輸、表達(dá)、處理等支撐技術(shù),將表征真實(shí)城市的信息數(shù)字化,形成一個(gè)虛擬的城市實(shí)體,并利用這個(gè)數(shù)字化城市實(shí)體來(lái)解決各種各樣的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。它的目的跟數(shù)字地球一樣,都是為了解決現(xiàn)實(shí)的自然和社會(huì)活動(dòng)中諸方面的問(wèn)題。

彭學(xué)君、李志祥(2007)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是指一個(gè)由數(shù)字技術(shù)支撐的信息化的城市,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到城市生活的各個(gè)方面,它應(yīng)該能夠自動(dòng)和非自動(dòng)地獲取與城市有關(guān)的海量數(shù)據(jù),并從中挖掘出有價(jià)值的信息為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持和具有數(shù)字實(shí)驗(yàn)室特性的技術(shù)系統(tǒng),是一種虛擬城市模型。

李宗華(2008)認(rèn)為,“數(shù)字城市”概念可以分為廣義的和狹義的兩種。廣義上指城市信息化。它既是城市信息化總的概述,又是城市信息化的目標(biāo),是用數(shù)字化的手段來(lái)處理、分析和管理整個(gè)城市,促進(jìn)城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調(diào)?！皵?shù)字城市”是為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)城市、監(jiān)管城市提供了革命性的手段,是對(duì)城市發(fā)展方向本質(zhì)特征的一種描述。狹義上是指綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù),建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理,服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾,服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。

陳建軍(2010)認(rèn)為,“數(shù)字城市”具有雙重含義:一方面,是指以遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等空間信息技術(shù)為主要手段,對(duì)地理信息資源進(jìn)行整合,構(gòu)建“數(shù)字城市”地理空間框架,建設(shè)城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái),是城市實(shí)體在計(jì)算機(jī)中的虛擬表達(dá);另一方面,是指以城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái),通過(guò)城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),開(kāi)發(fā)、整合、利用各類信息資源,實(shí)現(xiàn)城市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)各個(gè)運(yùn)作層面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。

盡管對(duì)于“數(shù)字城市”的定義還無(wú)法形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化定義,但從專家們的意見(jiàn)和城市信息化實(shí)施的過(guò)程看,其狹義上的理解取得了比較一致的看法,“數(shù)字城市”就是基于3S(地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感系統(tǒng)RS)等關(guān)鍵技術(shù),深入開(kāi)發(fā)和應(yīng)用空間信息資源,建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理,服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾,服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。從信息化廣義角度看,城市系統(tǒng)處于一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境中,需要不斷的和環(huán)境交換物質(zhì)、信息和能量,是一個(gè)復(fù)雜的信息系統(tǒng)。

總之,“數(shù)字城市”是信息時(shí)代背景下城市及其理論發(fā)展的一種必然,是現(xiàn)代城市發(fā)展的必經(jīng)之路。它是以信息技術(shù)為支撐、以信息服務(wù)為中心的一種城市發(fā)展模式;它以可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的表達(dá)方式對(duì)物質(zhì)城市進(jìn)行數(shù)字化的再現(xiàn)與升華,形成統(tǒng)一的、可共享的信息管理與服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(如綜合市情系統(tǒng)、城市規(guī)劃系統(tǒng),智能交通系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育或醫(yī)療系統(tǒng)等),為市政府提供決策支持、為民眾提供服務(wù)。它具有使現(xiàn)代城市管理更快捷高效、使城市居民更輕松方便的眾多優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)城市可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)主要方向?！皵?shù)字城市”是21世紀(jì)城市發(fā)展的新主題,也是提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平提高的新動(dòng)力。在這種認(rèn)識(shí)下,“數(shù)字城市”不再是一個(gè)技術(shù)性概念,“數(shù)字城市”是現(xiàn)代科技、社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)影響下的新城市形態(tài),建立在已有的物質(zhì)城市基礎(chǔ)上,結(jié)合多種學(xué)科技術(shù),實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

三、“數(shù)字城市”的內(nèi)容與框架

楊開(kāi)忠、沈體雁(2001)認(rèn)為,作為城市空間信息運(yùn)行系統(tǒng),“數(shù)字城市”是一個(gè)包括運(yùn)行機(jī)制與保障系統(tǒng)、空間信息技術(shù)系統(tǒng)、空間信息增值服務(wù)活動(dòng)與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、社會(huì)文化系統(tǒng)等層面在內(nèi)的多層次框架體系。段學(xué)軍、顧朝林等(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”由下列體系構(gòu)成:數(shù)據(jù)獲取與更新體系、數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存體系、信息提取與分析體系、網(wǎng)絡(luò)體系、應(yīng)用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務(wù)體系、專業(yè)人員體系、用戶體系、教育體系、標(biāo)準(zhǔn)與互操作體系、法規(guī)和財(cái)經(jīng)體系等(見(jiàn)圖1)。“數(shù)字城市”的功能結(jié)構(gòu)為:(1)數(shù)字商務(wù),包括網(wǎng)上貿(mào)易、虛擬商場(chǎng)、網(wǎng)上市場(chǎng)管理等;(2)數(shù)字金融,包括數(shù)字銀行、數(shù)字股市、數(shù)字期貨、數(shù)字保險(xiǎn)等;(3)數(shù)字社會(huì),包括數(shù)字影院、戲院、數(shù)字旅游、網(wǎng)上辦各種手續(xù)等;(4)數(shù)字教育,包括虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬圖書館等;(5)數(shù)字醫(yī)院,包括網(wǎng)上健康咨詢、網(wǎng)上會(huì)診、網(wǎng)上護(hù)理等;(6)數(shù)字政務(wù),包括數(shù)字會(huì)議、數(shù)字議會(huì)等?？苡杏^(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”不僅包括城市的數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字生活、數(shù)字政府、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字社區(qū)和數(shù)字家庭等,而且包括城市的數(shù)字地籍、數(shù)字規(guī)劃、數(shù)字水系、數(shù)字交通、數(shù)字電力、數(shù)字通信、數(shù)字旅游、數(shù)字生態(tài)、數(shù)字抗災(zāi)、數(shù)字商務(wù)和數(shù)字金融等。同時(shí),寇有觀還建立了一個(gè)“數(shù)字城市”系統(tǒng)框架。這個(gè)“數(shù)字城市”系統(tǒng)是城市公用信息平臺(tái)上的空間信息獲取更新處理和應(yīng)用系統(tǒng),包括城市公用信息平臺(tái)(網(wǎng)絡(luò)體系)、城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、城市地理空間數(shù)據(jù)交換中心、行業(yè)空間數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)獲得和更新體系、數(shù)據(jù)庫(kù)體系、應(yīng)用體系、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系等(見(jiàn)圖2)。

姜愛(ài)林(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”構(gòu)建的基本框架應(yīng)包括5個(gè)方面:(1)通過(guò)推動(dòng)信息化建設(shè),使政府的宏觀調(diào)控機(jī)制與培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制達(dá)到有機(jī)的統(tǒng)一,形成公平、有序的市場(chǎng)秩序。(2)加強(qiáng)政策法規(guī)建設(shè),體現(xiàn)管理意識(shí),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。(3)建好地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái),促進(jìn)基礎(chǔ)信息資源有效共享。(4)建立應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮和智能交通管理兩個(gè)綜合性應(yīng)用系統(tǒng),帶動(dòng)一批行業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)。(5)推進(jìn)基礎(chǔ)教育信息化,培養(yǎng)信息化人才,為構(gòu)筑學(xué)習(xí)型城市服務(wù)。

張靜(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的主要內(nèi)容有3項(xiàng):(1)信息基礎(chǔ)設(shè)施,要有高速寬帶網(wǎng)絡(luò)和支撐的計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng),也就是說(shuō)“數(shù)字城市”的第一項(xiàng)任務(wù)是解決“修路”的問(wèn)題,即為“數(shù)字城市”建立一條信息高速公路。(2)數(shù)據(jù)和信息,特別是“空間數(shù)據(jù)”。據(jù)統(tǒng)計(jì),人類生活和生產(chǎn)的信息有80%與空間位置有關(guān)。“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)平臺(tái)是城市空間數(shù)據(jù)框架,這個(gè)框架提供一個(gè)可以精確地、始終如一地獲取、配準(zhǔn)和集成城市空間信息的基礎(chǔ)。它包括空間控制數(shù)據(jù),航測(cè)與遙感影像數(shù)據(jù),各種比例尺地形圖數(shù)據(jù)庫(kù),以及相關(guān)的專題數(shù)據(jù)庫(kù)等等。(3)人,管理“數(shù)字城市”和使用“數(shù)字城市”的人。與管理我們的“現(xiàn)實(shí)城市”相對(duì)應(yīng),管理“數(shù)字城市”要逐漸建立起相應(yīng)的機(jī)構(gòu)和規(guī)范,要不斷地對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行建設(shè)、更新、維護(hù)和升級(jí),并協(xié)調(diào)用戶的訪問(wèn)。除管理“數(shù)字城市”的人之外,培養(yǎng)使用“數(shù)字城市”的人也是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。只是建設(shè)了“數(shù)字城市”而沒(méi)有人用,也是一種浪費(fèi),也產(chǎn)生不了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。只有成千上萬(wàn)的企業(yè),成百萬(wàn)、上千萬(wàn)的市民應(yīng)用“數(shù)字城市”才可以產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

段學(xué)軍(2003)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的基本框架由6個(gè)方面構(gòu)成:(1)數(shù)據(jù)獲取與更新體系。包括各類遙感設(shè)施,即高分辨率高光譜衛(wèi)星、星―機(jī)―地?cái)?shù)據(jù)接收設(shè)施、地面臺(tái)站及人文、經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)獲取設(shè)施等。(2)數(shù)據(jù)處理儲(chǔ)存體系。包括高密度高速率的海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)施,多分辨率海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存貯、壓縮、處理技術(shù),元數(shù)據(jù)管理技術(shù)、空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等。(3)數(shù)據(jù)信息提取與分析體系。包括數(shù)據(jù)互操作、多源數(shù)據(jù)集成、海量空間數(shù)據(jù)的智能提取與分析、決策支持等設(shè)施與技術(shù)。(4)網(wǎng)絡(luò)體系。包括高速寬帶網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)、支持基于網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算的操作系統(tǒng)、基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、分布處理和互操作協(xié)議等。(5)應(yīng)用模型體系。為用戶提供實(shí)際應(yīng)用的解決方案,利用其我們將能夠更好地認(rèn)識(shí)和分析所觀測(cè)到的海量數(shù)據(jù),從中找出規(guī)律和知識(shí)。(6)專用軟件體系。完成城市信息處理、實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市”功能的基本工具,包括數(shù)字圖象處理軟件、GIS軟件、統(tǒng)計(jì)分析軟件、數(shù)據(jù)可視化軟件等。承繼成等(2003)提出,“數(shù)字城市”內(nèi)容框架包括基礎(chǔ)設(shè)施、資源管理和應(yīng)用服務(wù)三部分。基礎(chǔ)設(shè)施包括通訊層、數(shù)據(jù)層、保障層三部分。管理層主要是指對(duì)“數(shù)字城市”信息基礎(chǔ)設(shè)施的管理及信息數(shù)據(jù)資源的集成與融合、應(yīng)用的集成與融合的管理。應(yīng)用服務(wù)層包括基礎(chǔ)公共服務(wù)層、管理應(yīng)用層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、服務(wù)應(yīng)用層(見(jiàn)表1)。

岳為民(2003)從“數(shù)字昆明”的角度指出,“數(shù)字城市”的基本框架是由“一個(gè)關(guān)鍵、三個(gè)基礎(chǔ)、三條主線、七大支柱”構(gòu)成:(1)一個(gè)關(guān)鍵。就是城市數(shù)據(jù)的全面規(guī)范和高度共享。(2)三個(gè)基礎(chǔ)。即信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及管理“數(shù)字城市”和使用“數(shù)字城市”的人。(3)三條主線。第一,政府管理與決策行為的數(shù)字化(數(shù)字政府);第二,企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理行為的數(shù)字化(數(shù)字企業(yè));第三,市民生活的數(shù)字化(數(shù)字生活);(4)七大支柱:即政府上網(wǎng)、電子商務(wù)、信息產(chǎn)業(yè)、信息港、智能建筑、智能交通與城市規(guī)劃、建設(shè)和管理信息化。

姜愛(ài)林(2004)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術(shù)組成、組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等方面。“數(shù)字城市”的技術(shù)組成包括:(1)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò);(2)電子地圖及網(wǎng)站服務(wù)系統(tǒng);(3)高分辨率衛(wèi)星、航空遙感技術(shù);(4)三維地理信息系統(tǒng)技術(shù);(4)OPEN GIS標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)程互操作、互運(yùn)算等信息共享技術(shù);(5)虛擬仿真技術(shù);(6)“數(shù)字城市”信息模型與體系結(jié)構(gòu),包括城市建筑、交通、能源、通信、服務(wù)、文化設(shè)施和行政管理的信息模型及體系結(jié)構(gòu);(7)“數(shù)字城市”的運(yùn)行管理技術(shù),包括通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理,數(shù)據(jù)組織及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,決策模型管理,城市信息安全保障機(jī)制;(8)“數(shù)字城市”的功能系統(tǒng),包括公用信息平臺(tái),專業(yè)信息平臺(tái)等?！皵?shù)字城市”組織結(jié)構(gòu),即“數(shù)字城市”工程將通過(guò)建設(shè)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),整合城市信息資源,建立電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會(huì)保障等空間信息管理服務(wù)系統(tǒng)。王鳳霞、張超(2004)在“數(shù)字地球”和“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)上,提出了“數(shù)字上?！笨傮w框架模型(如圖3所示)。

謝明(2005)綜合當(dāng)時(shí)我國(guó)“數(shù)字城市”建設(shè)和發(fā)展的情況提出,“數(shù)字城市”框架主要由以下四個(gè)方面構(gòu)成:(1)數(shù)據(jù)獲取和更新體系。通過(guò)各種手段獲取的“數(shù)字城市”相關(guān)信息,包括城市空間數(shù)據(jù)框架(基礎(chǔ)電子地圖、衛(wèi)星影像、航空影像)、城市規(guī)劃建設(shè)信息、城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理過(guò)程中對(duì)各種信息進(jìn)行更新的機(jī)制。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加工和管理體系。該部分內(nèi)容包括建立起海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速存取,并在空間定位的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的加工和管理,包括元數(shù)據(jù)管理、空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、多源數(shù)據(jù)集成與互操作、海量空間數(shù)據(jù)的職能提取與分析、輔助決策支持等。(3)網(wǎng)絡(luò)支持體系。包括高速寬帶網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)、支持基于網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算的操作系統(tǒng)、基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等,共同構(gòu)成支撐“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系。(4)專用軟件和輔助決策支持系統(tǒng)。用于完成城市信息處理、實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市”各基礎(chǔ)功能的工具軟件,包括數(shù)字圖像處理軟件、地理信息系統(tǒng)軟件、統(tǒng)計(jì)分析軟件、數(shù)據(jù)可視化軟件等等,并由此衍生出基于各種決策模型的輔助決策系統(tǒng)和應(yīng)用解決方案。

寇有觀(2006)認(rèn)為,“數(shù)字城市”總體框架可以概括為五大平臺(tái)、五個(gè)中心、五類應(yīng)用、五大工程,政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范體系和安全、組織、資金、人才保障體系等。五大平臺(tái)是信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、公用信息平臺(tái)、專題信息平臺(tái)(多個(gè))、空間信息平臺(tái)和決策支持平臺(tái)。五個(gè)中心包括信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中心、信息資源管理中心、身份認(rèn)證中心、信息服務(wù)中心和決策支持中心。五類應(yīng)用包括電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會(huì)服務(wù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行服務(wù)和城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與運(yùn)營(yíng)。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社會(huì)勞動(dòng)保障信息工程、社區(qū)服務(wù)信息工程和金旅工程?！皵?shù)字城市”大力推進(jìn)地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)在城市的應(yīng)用。

孫旭陽(yáng)、馮一民(2006)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的建設(shè)內(nèi)容主要包括7個(gè)方面:(1)城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。(2)城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。(3)電子政務(wù)建設(shè)。(4)電子社區(qū)建設(shè)。(5)公共信息服務(wù)體系建設(shè)。(7)數(shù)字行業(yè)應(yīng)用建設(shè)。吳慶雙(2007)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的構(gòu)成體系包括:數(shù)據(jù)獲取與更新體系、數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存體系、信息提取與分析體系、數(shù)據(jù)與信息傳播體系、數(shù)據(jù)庫(kù)體系、網(wǎng)絡(luò)體系、應(yīng)用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務(wù)體系、專業(yè)人員體系、用戶體系、教育體系、標(biāo)準(zhǔn)與互操作系統(tǒng)、法規(guī)與財(cái)經(jīng)體系等。

馬娟、秦凱(2007)認(rèn)為,“數(shù)字城市”建設(shè)的主要任務(wù)包括:城市地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、基礎(chǔ)地理信息采集體系的建設(shè)、政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)、技術(shù)支持體系的建設(shè)、地理空間信息交換網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)、組織機(jī)構(gòu)的建設(shè)等,以及實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)城市的多尺度、多分辨率、現(xiàn)勢(shì)性好的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。

彭學(xué)君、李志祥(2007)認(rèn)為,數(shù)字化城市涵蓋了整個(gè)城市各方面的信息及應(yīng)用,總體上可分為三個(gè)層次十個(gè)組成部分。三個(gè)層次為信息基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、綜合決策層。十個(gè)組成部分包括:城市公用信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和骨干網(wǎng)、空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)設(shè)施、政府類應(yīng)用、企業(yè)類應(yīng)用、公眾類應(yīng)用、區(qū)域類應(yīng)用、數(shù)字門戶網(wǎng)站、信息資源管理中心、城市綜合決策指揮系統(tǒng)、政策法規(guī)規(guī)章及管理制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及各種應(yīng)用規(guī)范。

李宗華(2008)認(rèn)為,“數(shù)字城市”涉及城市信息化的方方面面,總體上可以分為3個(gè)層次、9個(gè)組成部分,它們構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體(如圖4所示)。3個(gè)層次為:基礎(chǔ)層、管理層和應(yīng)用層。9個(gè)組成部分為:城市信息基礎(chǔ)設(shè)施、城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息資源管理與交換中心、法律法規(guī)與政策、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)、政府類應(yīng)用、行業(yè)類應(yīng)用、企業(yè)類應(yīng)用和公眾應(yīng)用。

曹蕾(2009)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容可以概括為4個(gè)方面:城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化,城市信息和交換網(wǎng)絡(luò)化,城市生活和管理智能化和城市空間數(shù)據(jù)可視化?！皵?shù)字城市”框架體系大體由3部分組成:(1)基本平臺(tái)部分,主要為城市綜合信息平臺(tái)、城市空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)和城市電信基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái);(2)“數(shù)字城市”服務(wù)對(duì)象(用戶),該部分主要為政府、企業(yè)、社區(qū)、公眾構(gòu)成的各類應(yīng)用系統(tǒng),作為核心應(yīng)用系統(tǒng)是“數(shù)字城市”發(fā)揮作用的根本;(3)關(guān)鍵技術(shù),它是“數(shù)字城市”的技術(shù)支撐,主要為計(jì)算機(jī)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3S技術(shù)、對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、互操作技術(shù)等。

張立平(2009)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術(shù)組成、組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等方面?！皵?shù)字城市”組織結(jié)構(gòu),即“數(shù)字城市”工程將通過(guò)建設(shè)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),整合城市信息資源,建立電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會(huì)保障等空間信息管理服務(wù)系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”是城市信息技術(shù)的綜合應(yīng)用,也是當(dāng)前信息技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。就這個(gè)意義而,“數(shù)字城市”應(yīng)用十分廣泛,歸納起來(lái)主要有12個(gè)方面:電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市智能交通、市政基礎(chǔ)設(shè)施管理、公共信息服務(wù)、遠(yuǎn)程教育、社會(huì)醫(yī)療保障、社區(qū)管理、突發(fā)事件處理、城市環(huán)境檢測(cè)、智能化小區(qū)、水網(wǎng)調(diào)配?！皵?shù)字城市”的體系結(jié)構(gòu)包括:(1)數(shù)據(jù)獲取與更新體系。包括城市地表、上空及地下等自然地理數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取系統(tǒng),城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取和更新體系,城市人文、經(jīng)濟(jì)、政論等社會(huì)數(shù)據(jù)的變更與監(jiān)控系統(tǒng)等。(2)數(shù)據(jù)處理儲(chǔ)存體系。包括高密度高速率的海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)施、多分辨率海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地存儲(chǔ)、壓縮、處理技術(shù)、元數(shù)據(jù)管理技術(shù)、空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等。(3)信息提取與分機(jī)體系。包括數(shù)據(jù)互操作、多元數(shù)據(jù)集成、信息智能提取分機(jī)、海量空間數(shù)據(jù)的智能提取與分析、決策支持等設(shè)施與技術(shù)。(4)網(wǎng)絡(luò)體系。包括高寬帶網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò),支持基于網(wǎng)絡(luò)的分析式計(jì)算操作系統(tǒng),基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù),分布處理和互操作協(xié)議等。(5)應(yīng)用體系。包括城市規(guī)劃、地籍管理、城市防災(zāi)、城市交通等。同時(shí)還包括城市網(wǎng)絡(luò)生活方式等。(6)管理體系。包括專業(yè)人員小組、教育培訓(xùn)、安全管理、系統(tǒng)維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)與互操作規(guī)范、相關(guān)法規(guī)等。

馬佩勛、謝海波(2009)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的框架體系涵蓋了城市建設(shè)的各個(gè)方面,是由戰(zhàn)略政策層、信息基礎(chǔ)層、應(yīng)用服務(wù)層和分析決策層組成的有機(jī)整體。戰(zhàn)略政策層包括“數(shù)字城市”的發(fā)展戰(zhàn)略及總體框架、信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)規(guī)章制度和技術(shù)保障體系等;信息基礎(chǔ)層由城市公用信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、中心骨干網(wǎng)、區(qū)域骨干網(wǎng)、通信管線、空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系和協(xié)調(diào)維護(hù)機(jī)制等組成;應(yīng)用服務(wù)層根據(jù)“數(shù)字城市”功能特征分為電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市規(guī)劃建設(shè)及運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行服務(wù)和社會(huì)綜合服務(wù)等五類應(yīng)用;決策分析層是跨行業(yè)、跨區(qū)域的綜合性應(yīng)用系統(tǒng),主要包括城市智能交通管理系統(tǒng)、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)、城市發(fā)展預(yù)測(cè)決策系統(tǒng)和城市防災(zāi)、救災(zāi)及應(yīng)急處理系統(tǒng)等?；究蚣苋鐖D5所示,戰(zhàn)略決策決定和指導(dǎo)信息基礎(chǔ)建設(shè),并在此基礎(chǔ)上實(shí)施應(yīng)用服務(wù),通過(guò)決策分析又反過(guò)來(lái)指導(dǎo)戰(zhàn)略決策的制定。

四、小結(jié)

“數(shù)字城市”是空間時(shí)代與信息社會(huì)發(fā)展歷史的必然產(chǎn)物,同時(shí),又是城市可持續(xù)發(fā)展與整體功能提升的必然依托,是新的經(jīng)濟(jì)建設(shè)增長(zhǎng)點(diǎn),這一特點(diǎn)決定了其發(fā)展將是跨越式的。“數(shù)字城市”為認(rèn)識(shí)物質(zhì)城市打開(kāi)了新的視野,對(duì)城市規(guī)劃、城市建設(shè)和城市管理展示出了一系列全新的理念,為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)城市、經(jīng)營(yíng)城市提供了革命性的手段?！皵?shù)字城市”的戰(zhàn)略研究、數(shù)據(jù)和技術(shù)集成框架等基礎(chǔ)研究和原型系統(tǒng)建設(shè),必然與其應(yīng)用研究相輔相成,齊頭并進(jìn)。“數(shù)字城市”建設(shè)是一個(gè)非常龐大的系統(tǒng)工程,涉及城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、政治、環(huán)境等各個(gè)方面,是多學(xué)科的融合體,因此,不僅要有先進(jìn)的技術(shù)為基礎(chǔ),更需要管理體制、機(jī)制和政策作保障,還需要市民和整個(gè)社會(huì)信息素質(zhì)的提高。(編輯:何樂(lè))

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