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在對(duì)學(xué)生成績(jī)總體評(píng)價(jià)方面,單位或企業(yè)都很看重學(xué)生的在校成績(jī),希望學(xué)生成績(jī)?cè)诹己靡陨系膯挝徽?2.0%。在學(xué)生獲得各類證書(shū)方面,希望學(xué)生外語(yǔ)成績(jī)通過(guò)四六級(jí)考試的比例為72.0%,但有些單位不要求學(xué)生通過(guò)等級(jí)考試,這樣的單位有軟件公司和從事純測(cè)繪的單位。希望學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言能力的單位占96.0%,但在計(jì)算機(jī)等級(jí)考試方面,希望學(xué)生過(guò)二、三級(jí)考試的單位占64.0%,也有28.0%的單位不需要學(xué)生過(guò)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試,這樣的單位往往是行業(yè)管理單位或規(guī)模較小的單位??紤]學(xué)生是否具有“全國(guó)GIS應(yīng)用水平考試證書(shū)”的單位不多,選擇可有可無(wú)的單位占80.0%,選擇需要的只占12.0%,“全國(guó)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平考試證書(shū)”考試是由地理信息系統(tǒng)軟件及其應(yīng)用教育部工程研究中心組織的。目前除高校外,對(duì)大多數(shù)企業(yè)來(lái)講不是很了解,有待進(jìn)一步加強(qiáng)宣傳力度,當(dāng)其納入到政府行為的全國(guó)職業(yè)資格考試范疇時(shí)才會(huì)引起學(xué)生和用人單位的重視。在行業(yè)內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件使用方面,有84.0%的單位要求學(xué)生熟練掌握地理信息系統(tǒng)軟件使用,說(shuō)明單位看重學(xué)生的對(duì)行業(yè)內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件的實(shí)際動(dòng)手能力。在地理信息工程應(yīng)用方面,希望學(xué)生在校期間參加過(guò)工程應(yīng)用項(xiàng)目經(jīng)歷的比例達(dá)84.0%,且92.0%的單位希望學(xué)生掌握了數(shù)據(jù)整理與建庫(kù)技術(shù)。在地理信息系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方面,要求學(xué)生基本掌握或熟練掌握地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的比例達(dá)96.0%,要求熟練掌握的主要是地理信息系統(tǒng)軟件公司和信息中心等單位達(dá)48.0%。由于調(diào)查的是測(cè)繪地理信息行業(yè),有68.0%的單位希望學(xué)生具有從事外業(yè)測(cè)繪工作的經(jīng)歷和能力,不要求學(xué)生具備外業(yè)測(cè)繪能力的單位多數(shù)是軟件公司和信息中心。除外業(yè)測(cè)繪能力外,有96.0%的單位強(qiáng)調(diào)學(xué)生具有攝影測(cè)量與遙感方面的知識(shí),因?yàn)槠髽I(yè)都知道攝影測(cè)量與遙感技術(shù)是未來(lái)空間信息獲取的主要手段,此項(xiàng)知識(shí)的掌握有助于單位未來(lái)業(yè)務(wù)拓展。自學(xué)能力是一個(gè)人從事終生學(xué)習(xí)的基本要求,幾乎所有的單位都希望學(xué)生具有自學(xué)能力,有72.0%特別強(qiáng)調(diào)很需要,說(shuō)明一個(gè)單位的發(fā)展離不開(kāi)員工的知識(shí)更新。希望學(xué)生具有科學(xué)研究潛力的單位占80.0%,只有20%的單位不強(qiáng)調(diào)這一要求,其中私有企業(yè)幾乎都要求學(xué)生具有科學(xué)研究的潛力,表明企業(yè)要發(fā)展,必須要求員工具有科學(xué)研究潛力來(lái)保證。多數(shù)企業(yè)注重學(xué)生在校期間參加各類競(jìng)賽活動(dòng)并獲獎(jiǎng),有60.0%單位表示會(huì)優(yōu)先考慮錄用獲得過(guò)各類競(jìng)賽獎(jiǎng)的學(xué)生,只有16.0%單位不會(huì)考慮。至于學(xué)生在校期間是否獲得獎(jiǎng)學(xué)金,有60.0%的單位明確表示不考慮,表明單位注重學(xué)生實(shí)際能力的因素大于課堂考試成績(jī)因素。在團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神方面,有96.0%的單位強(qiáng)調(diào)學(xué)生這一素質(zhì),因此大學(xué)期間如何培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神是今后學(xué)校應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。就學(xué)生的交際能力方面,84.0%的單位表示學(xué)生應(yīng)該具備較強(qiáng)的交際能力。在學(xué)生業(yè)余愛(ài)好方面,強(qiáng)調(diào)學(xué)生具有體育、藝術(shù)愛(ài)好的單位比例分別是48.0%和36.0%,也有20.0%的單位不對(duì)學(xué)生業(yè)余愛(ài)好提出要求。在學(xué)生生源的地域方面,有76.0%的單位不考慮學(xué)生的地域要求,希望學(xué)生來(lái)自農(nóng)村或周邊省份的單位所占比例均為16.0%單位,這樣的單位是基礎(chǔ)測(cè)繪單位,希望學(xué)生能吃苦、穩(wěn)定。在性別方面,有72.0%的單位不考慮學(xué)生的性別,有28.0%的單位希望是男生。這是由于GIS專業(yè)性質(zhì)所決定,GIS專業(yè)人員大多在室內(nèi)工作,男女生沒(méi)有什么太大的區(qū)別。而希望招收男生的主要是從事測(cè)繪與地理信息生產(chǎn)任務(wù)的單位。
2地理信息科學(xué)專業(yè)本科學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系
2.1學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系
人的能力是在人的生理素質(zhì)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)教育和培養(yǎng),并在實(shí)踐過(guò)程中吸取前人的智慧和經(jīng)驗(yàn)而形成和發(fā)展起來(lái)的。能力=知識(shí)+科學(xué)方式+技能[6,7]。地理信息科學(xué)是一門(mén)集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)以及管理科學(xué)等學(xué)科為一體的交叉學(xué)科,這就要求GIS專業(yè)的學(xué)生不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還應(yīng)該具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和軟件開(kāi)發(fā)能力,同時(shí)自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)生適應(yīng)未來(lái)學(xué)科發(fā)展和拓展應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)[8]。具體來(lái)講,對(duì)一個(gè)GIS本科生的基本要求是:起碼要熟練掌握一門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,能夠開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的GIS應(yīng)用模塊,能夠掌握二種以上的常見(jiàn)地理信息系統(tǒng)軟件,并至少具有一種二次開(kāi)發(fā)的能力,盡最大可能讓學(xué)生參與相關(guān)的科學(xué)研究與實(shí)用地理信息工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)[9]。由此可見(jiàn),GIS專業(yè)學(xué)生能力除一般大學(xué)生所具備的能力和素質(zhì)之外,更要突顯以下七個(gè)方面的能力:專業(yè)基礎(chǔ)理論與前沿技術(shù)、地理信息系統(tǒng)軟件使用與數(shù)據(jù)采集處理能力、空間數(shù)據(jù)建模與分析能力、地理信息工程建設(shè)能力、地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力、自主學(xué)習(xí)能力以及GIS科研與創(chuàng)新能力等。基于上述分析,我們可以構(gòu)建地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系,通過(guò)專家打分后采用改進(jìn)的層次分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得到各結(jié)構(gòu)項(xiàng)的權(quán)重[10-12],如表2所示。在該能力結(jié)構(gòu)體系中,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的基礎(chǔ)理論、兼顧學(xué)生的基本技能,同時(shí)也突出了地理信息系統(tǒng)工程應(yīng)用的特點(diǎn)和創(chuàng)新能力。權(quán)重的高低并不代表知識(shí)重要程度,因?yàn)楸碇械?個(gè)方面的知識(shí)和能力是地理信息科學(xué)專業(yè)所必須具備的,它是指各知識(shí)結(jié)構(gòu)在整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的比例,可以成為地理信息科學(xué)專業(yè)課程體系設(shè)置的基礎(chǔ)。
2.2能力結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用
東華理工大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)從1999年開(kāi)設(shè),專業(yè)教師一直在探索該專業(yè)學(xué)生能力體系結(jié)構(gòu),并根據(jù)能力結(jié)構(gòu)體系制訂和修訂教學(xué)計(jì)劃。東華理工大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)是依托測(cè)繪學(xué)科開(kāi)設(shè)的,所以東華理工大學(xué)的特色在于突出空間信息的獲取與表達(dá)、地理信息工程開(kāi)發(fā)與建設(shè)兩個(gè)方面。對(duì)此,東華理工大學(xué)加強(qiáng)了測(cè)繪類和計(jì)算機(jī)類課程的理論與實(shí)踐性教學(xué)的比重,體現(xiàn)理論與實(shí)踐性課程“四年不斷線”的教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)思路。例如,測(cè)繪類課程開(kāi)設(shè)了地圖學(xué)、測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差基礎(chǔ)、攝影測(cè)量學(xué)、GPS測(cè)量原理、遙感原理等課程;計(jì)算機(jī)類課程開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、C語(yǔ)言、高級(jí)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)地圖制圖、GIS二次開(kāi)發(fā)等課程;實(shí)踐性課程有數(shù)字化測(cè)圖軟件(測(cè)量學(xué))、GIS軟件及應(yīng)用、遙感軟件及應(yīng)用,GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、專業(yè)綜合實(shí)習(xí)、生產(chǎn)(畢業(yè))實(shí)習(xí)。這樣保證了學(xué)生從大一到大四每年都能在測(cè)繪類、計(jì)算機(jī)類、實(shí)踐類三方面都有相應(yīng)的理論課程或?qū)嵺`性教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)鞏固學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐能力、對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)起到了很好的推動(dòng)作用。此外,東華理工大學(xué)還注重為學(xué)生提供科技創(chuàng)新與動(dòng)手能力的機(jī)會(huì),例如實(shí)行本科生導(dǎo)師制、鼓勵(lì)學(xué)生參加老師生產(chǎn)型或研究型課題、引導(dǎo)學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新與競(jìng)賽活動(dòng)等。實(shí)踐表明,通過(guò)教學(xué)計(jì)劃的調(diào)準(zhǔn),學(xué)生能力有穩(wěn)步提高的趨勢(shì)。例如,東華理工大學(xué)2013屆地理信息科學(xué)專業(yè)有一個(gè)本科生就成功地在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研發(fā)了一個(gè)“基于GIS的高校餐飲物流配送管理信息系統(tǒng)”,并應(yīng)聘到上海誠(chéng)信所從事軟件開(kāi)發(fā)工作,這與平時(shí)東華理工大學(xué)加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)與能力培養(yǎng)是分不開(kāi)的。
關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù)技術(shù);測(cè)繪地理信息;應(yīng)用對(duì)策
大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,在很多領(lǐng)域具有非常重要的影響。當(dāng)前,信息獲取的手段越來(lái)越豐富,信息量也越來(lái)越大,對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展具有一定的推動(dòng)作用。但對(duì)信息科學(xué)合理的應(yīng)用和有效儲(chǔ)存、管理也是目前各行業(yè)需要著重思考的問(wèn)題。大數(shù)據(jù)技術(shù)在具體應(yīng)用中,為諸多領(lǐng)域提供了可靠的發(fā)展空間,測(cè)繪地理信息不僅有利于經(jīng)濟(jì)建設(shè),而且有利于推動(dòng)社會(huì)發(fā)展,因此,要保證測(cè)繪地理信息的準(zhǔn)確性、可靠性,就要認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的必要性。
1測(cè)繪地理信息發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)存問(wèn)題
1.1測(cè)繪地理信息發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái),經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,各種先進(jìn)技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用相對(duì)比較廣。3S技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化,推動(dòng)了測(cè)繪地理行業(yè)的信息化建設(shè)和發(fā)展。與此同時(shí),測(cè)繪的生產(chǎn)主體模式也逐漸發(fā)生了根本性的變化,大量外業(yè)測(cè)量工作在具體開(kāi)展中被業(yè)內(nèi)的地理信息處理逐漸取代。可見(jiàn),測(cè)繪地理信息服務(wù)范圍在不斷擴(kuò)大。
1.2測(cè)繪地理信息存在的問(wèn)題
測(cè)繪地理行業(yè)中,傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用效率、測(cè)繪結(jié)果無(wú)法滿足實(shí)際要求。針對(duì)目前存在的各種問(wèn)題,提出針對(duì)性的解決對(duì)策,以此來(lái)保證測(cè)繪地理信息的準(zhǔn)確性、有效性。1)測(cè)繪地理信息通常會(huì)被采集到各種不同類型的傳感器中,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)快速合理的獲取和應(yīng)用。通過(guò)靜態(tài)空間的數(shù)據(jù)方式,逐漸轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)化的時(shí)空信息,特別是在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下,無(wú)論是數(shù)據(jù)獲取還是在生產(chǎn)方式等方面,都已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)。直接造成數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,雖然計(jì)算機(jī)硬件以及對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中也在不斷提升,但還是無(wú)法滿足數(shù)據(jù)管理以及儲(chǔ)存各方面的需求。2)不同類型的先進(jìn)技術(shù)手段在很多領(lǐng)域中被挖掘和利用,包括高分衛(wèi)星遙感技術(shù)、激光雷達(dá)等各種不同類型的技術(shù)手段。由于目前測(cè)繪地理信息對(duì)信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求在不斷提升,數(shù)據(jù)種類也在逐漸朝著多樣化的趨勢(shì)發(fā)展,大量的人工作業(yè)模式也逐漸朝著自動(dòng)化的趨勢(shì)發(fā)展。此時(shí),計(jì)算機(jī)在各項(xiàng)業(yè)務(wù)的具體處理方面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展背景下,對(duì)各種不同類型的信息產(chǎn)品提出的需求非常大。測(cè)繪地理信息的服務(wù)范圍也在不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致邊緣模糊狀態(tài)比較嚴(yán)重,甚至還會(huì)引起跨界[1]問(wèn)題。這種形勢(shì)下如果一直沿用傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)、測(cè)繪成果,很難滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的個(gè)性化需求。測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、收集以及應(yīng)用,要能夠體現(xiàn)全局性的特征,所以對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)有效的分析和處理能力提出了更高的要求。
2測(cè)繪地理信息中對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的合理應(yīng)用
信息社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)提出的要求越來(lái)越高,對(duì)各種不同類型的海量數(shù)據(jù)展開(kāi)科學(xué)合理的儲(chǔ)存、管理以及計(jì)算,都是比較常見(jiàn)的處理手段。在實(shí)踐中,針對(duì)各種不同類型的數(shù)據(jù)信息展開(kāi)處理時(shí),通常情況下需要利用TB級(jí)或者更大量級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善處理,這些都是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)根本無(wú)法完成的任務(wù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,會(huì)涉及分布式計(jì)算等,打破了測(cè)繪地理信息的發(fā)展瓶頸。
2.1地理信息數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和管理
大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)踐中應(yīng)用地理信息數(shù)據(jù)涉及到的內(nèi)容有很多,不僅涉及到各種不同類型的圖形、數(shù)據(jù)庫(kù)等具有結(jié)構(gòu)化特征的數(shù)據(jù)內(nèi)容,而且還涉及文檔內(nèi)容、表格等具有非結(jié)構(gòu)化特征的數(shù)據(jù)信息。針對(duì)結(jié)構(gòu)化特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí),要構(gòu)建數(shù)據(jù)處理平臺(tái),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理,以此來(lái)達(dá)到良好的處理效果。在這一基礎(chǔ)上,可以通過(guò)Hadoop分布式的處理平臺(tái)作為基礎(chǔ),對(duì)HDFS進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用,有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集群的合理構(gòu)建。數(shù)據(jù)管理集群的節(jié)點(diǎn)數(shù)量通常情況下可以直接與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)量規(guī)模、近期的需求情況等進(jìn)行科學(xué)合理的配置,以此為基礎(chǔ),有利于實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作的集中化處理,以此來(lái)保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存、計(jì)算等各項(xiàng)工作真[2]正落到實(shí)處。與此同時(shí),可以通過(guò)對(duì)Hbase數(shù)據(jù)工廠的科學(xué)合理應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)大量半結(jié)構(gòu)化、各種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的針對(duì)性的分析和處理。針對(duì)已經(jīng)生成結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),可以直接儲(chǔ)存到對(duì)應(yīng)的Hadoop數(shù)據(jù)庫(kù)中,以此來(lái)保證數(shù)據(jù)信息的合理性、可靠性以及安全性。除此之外,要對(duì)Hive的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)展開(kāi)科學(xué)合理的布設(shè)和應(yīng)用,該數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)置目[3]的就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)合理的管理和控制。由此可以看出,Hive、Hbase在實(shí)踐中的聯(lián)合式應(yīng)用,有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化這兩種不同類型地理信息數(shù)據(jù)的集群式管理,同時(shí)還可以保證儲(chǔ)存的可靠性。最后,通過(guò)對(duì)MapReduce的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)分布式的計(jì)算和分析,通過(guò)Hadoop集群當(dāng)中的并行計(jì)算方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有大量數(shù)據(jù)針對(duì)性的處理。在此基礎(chǔ)上,有利于形成一個(gè)基礎(chǔ)的框架模式,以此來(lái)保證地理信息檔案對(duì)應(yīng)的大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)能夠得到合理構(gòu)建和落實(shí)。
2.2測(cè)繪地理信息時(shí)空數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理
計(jì)算機(jī)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中整體處理能力普遍有所提升,間接為測(cè)繪地理信息的效率、質(zhì)量提升提供了保證。大數(shù)據(jù)分布處理技術(shù)在具體應(yīng)用中最為明顯的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的批量化處理,處理速度相對(duì)比較快。無(wú)論是圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的圖計(jì)算,還是全局?jǐn)?shù)據(jù)的查詢和計(jì)算分析等,不同類型結(jié)構(gòu)地理信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用,有利于工作效率[4]和質(zhì)量提升。某專家在實(shí)踐中,通過(guò)對(duì)多源、多時(shí)相等各種不同類型的數(shù)據(jù)展開(kāi)合理的處理,并進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù)等各種不同類型的試驗(yàn)操作。發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中數(shù)據(jù)源為資源3號(hào)的2衛(wèi)星影像,其自身的對(duì)應(yīng)面積為270000km,通過(guò)應(yīng)用PixelGrid-SAT軟件可以實(shí)現(xiàn)DEM、DOM等成果的制作和分析,還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DSM的提取、糾正等各種操作,以此來(lái)保證信息獲取、處理過(guò)程的時(shí)效性,高質(zhì)量地完成測(cè)繪地理信息的處理。
3結(jié)語(yǔ)
大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下大數(shù)據(jù)技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用,對(duì)測(cè)繪地理信息工作的展開(kāi)具有非常重要的影響。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用,不僅有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪地理信息各種海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、處理以及分析和管理等問(wèn)題的妥善處理,而且有利于保證各種不同類型數(shù)據(jù)信息處理效率和質(zhì)量的提升。在保證自身分析能力、服務(wù)水平提升的同時(shí),推動(dòng)地理信息行業(yè)穩(wěn)定、高質(zhì)量發(fā)展,滿足時(shí)代提出的個(gè)性化需求。081HuabeiNaturalResources華北自然資源論文
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近年來(lái),城市建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域都有對(duì)GIS技術(shù)的需求,在城市管理、城市規(guī)劃、市政工程、交通設(shè)施、公共服務(wù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等城市建設(shè)方面都廣泛地應(yīng)用了GIS技術(shù),效果顯著,GIS在城市建設(shè)中為政府提供了強(qiáng)有力的管理規(guī)劃和決策工具。主要以面向建設(shè)行業(yè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)為鮮明特色的城建類高校應(yīng)以培養(yǎng)應(yīng)用型、高素質(zhì)人才為根本,對(duì)學(xué)生要求實(shí)踐能力強(qiáng),實(shí)踐是衡量是否培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的人才的重要標(biāo)準(zhǔn),提高實(shí)踐教學(xué)水平是城建類院校的當(dāng)務(wù)之急。天津城建大學(xué)立足天津、面向全國(guó),服務(wù)我國(guó)城鎮(zhèn)化和城市現(xiàn)代化建設(shè),構(gòu)建了城市規(guī)劃與建筑、城市建設(shè)、城市生態(tài)與環(huán)境、城市經(jīng)濟(jì)與管理、數(shù)字城市、城市文化等6個(gè)學(xué)科群。天津城建大學(xué)從2008年開(kāi)始招收地理信息科學(xué)專業(yè)本科生,每年招收兩個(gè)班,到2013年7月,已培養(yǎng)了兩屆畢業(yè)生,共108名,其中有18名同學(xué)考取了研究生。目前天津城建大學(xué)已經(jīng)初步形成較完善的教學(xué)體系,培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的地理信息科學(xué)人才,但是在很多方面還有待深層次的改革與完善,另外還要積極拓展就業(yè)渠道。目前,天津城建大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)建設(shè)中存在一些問(wèn)題:人才培養(yǎng)目標(biāo)定位不準(zhǔn),人才培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)需求脫節(jié);課程體系過(guò)于龐雜,主次關(guān)系不明確,難以使學(xué)生掌握系統(tǒng)性的專業(yè)知識(shí);地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的開(kāi)展往往跟不上理論教學(xué),造成理論與實(shí)踐相對(duì)脫節(jié)。同時(shí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容簡(jiǎn)單孤立、系統(tǒng)性差、連貫性缺乏,多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,學(xué)生的綜合能力沒(méi)有得到全面培養(yǎng)。為了緊跟時(shí)代步伐和適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需求,地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位應(yīng)適應(yīng)社會(huì)對(duì)地理信息科學(xué)人才新的需求。根據(jù)天津城建大學(xué)性質(zhì)和專業(yè)特點(diǎn),確定符合本校實(shí)際的地理信息科學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)。通過(guò)本課題的研究,促進(jìn)天津城建大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)的教學(xué)改革和發(fā)展;進(jìn)一步更新教育觀念,修訂培養(yǎng)目標(biāo),改革教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)方法,尤其重視應(yīng)用能力的培養(yǎng),以適應(yīng)科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)要求,培養(yǎng)能與社會(huì)多元化人才需要結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的畢業(yè)生,真正實(shí)現(xiàn)為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)的目的。
二、研究方法
1)文獻(xiàn)研究法:文獻(xiàn)研究法作為一種單獨(dú)的研究方法,通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的分析,獲得對(duì)事物及現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)。目前,對(duì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位已有了研究成果,課題組檢索相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料,合理利用已有的著作、論文,通過(guò)對(duì)資料的系統(tǒng)分析、梳理和歸納,并進(jìn)行文獻(xiàn)綜述,分析和研究應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位,總結(jié)并借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。
2)調(diào)查研究法:對(duì)天津城建大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的情況進(jìn)行調(diào)查問(wèn)卷,掌握第一手資料;到相關(guān)院校實(shí)地走訪,結(jié)合他人的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行深入的分析。通過(guò)調(diào)研,收集有關(guān)地理信息科學(xué)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀的信息和數(shù)據(jù),進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理,對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量以及實(shí)踐過(guò)程中存在的問(wèn)題和困難進(jìn)行分析。
三、城建類高校地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位
3.1確定地理信息科學(xué)人才培養(yǎng)方向與要求
通過(guò)到其它高校和就業(yè)單位調(diào)研,全面了解目前社會(huì)對(duì)高校地理信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)中學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)以及對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的需求,同時(shí)全面掌握全國(guó)高校地理信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大學(xué)地理信息科學(xué)人才的培養(yǎng)方向:培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字測(cè)圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技能及其在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用本領(lǐng)能夠在城建、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、測(cè)繪、資源環(huán)境、交通、土地管理等領(lǐng)域從事與地理信息科學(xué)相關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理等工作的應(yīng)用型人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)并掌握地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的基本理論和基本知識(shí),受到應(yīng)用基礎(chǔ)研究思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,具有較好的科學(xué)素養(yǎng),具有地理信息系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)的基本技能及初步的教學(xué)、研究、開(kāi)發(fā)和管理能力。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力:掌握地理信息科學(xué)、地理學(xué)基本理論基本技能;掌握地理信息系統(tǒng)空間分析方法與應(yīng)用軟件、遙感圖像處理和地學(xué)信息提取技術(shù)、GPS定位原理與應(yīng)用,具有空間分析的基本能力;了解地理信息系統(tǒng)與遙感領(lǐng)域研究發(fā)展前沿,能熟練地運(yùn)用地理信息系統(tǒng)、遙感與GPS定位系統(tǒng)技術(shù)解決地理學(xué)中的信息采集、分析處理和決策支持等相關(guān)問(wèn)題;④掌握一門(mén)外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能;⑤具有創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)同攻關(guān)能力,具備一定的地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)或具體應(yīng)用能力。
3.2專業(yè)培養(yǎng)方式
1)課堂教學(xué):通過(guò)課堂教學(xué)使學(xué)生充分掌握GIS基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)。在課堂教學(xué)方面注重優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,增大課堂知識(shí)量,提高課堂教學(xué)效率,完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系,充分調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,注重采用啟發(fā)式、提問(wèn)式、研討式等教學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的良性循環(huán)。
2)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué):通過(guò)課內(nèi)GIS基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科學(xué)研究能力。天津城建大學(xué)四門(mén)課開(kāi)設(shè)了課內(nèi)實(shí)驗(yàn),如地理信息系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)、GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)、GIS空間分析原理與方法實(shí)驗(yàn)、GIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。任課教師確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在指導(dǎo)教師的幫助下,由學(xué)生獨(dú)立完成,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3)實(shí)習(xí)教學(xué):目的是鞏固學(xué)生地理信息科學(xué)的基本理論,使學(xué)生系統(tǒng)掌握地理信息的理論技術(shù)和應(yīng)用的基本技能。使學(xué)生能從事地理信息系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)和地理信息工程的設(shè)計(jì)、建立與應(yīng)用工作。適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)人才要求,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、一專多能的應(yīng)用性專門(mén)人才。既培養(yǎng)學(xué)生上機(jī)操作的實(shí)踐能力,更好地掌握應(yīng)用主要商用地理信息系統(tǒng)軟件,同時(shí)又培養(yǎng)利用常用地理信息系統(tǒng)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神,從而達(dá)到通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)鞏固和拓展理論知識(shí)的目的。遙感實(shí)習(xí)進(jìn)一步加深對(duì)相關(guān)專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解;掌握遙感影像處理的一般流程;熟悉專業(yè)軟件的使用方法;培養(yǎng)一絲不茍的工作態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作精神。培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行遙感技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際操作能力,要求理解遙感圖像目視解譯,了解遙感影像的幾何校正、增強(qiáng)處理和計(jì)算機(jī)分類。熟悉遙感影像獲取原理,理解從遙感影像中獲取各種信息的處理流程和方法,并熟練掌握一種或幾種專業(yè)應(yīng)用軟件。GIS程序設(shè)計(jì)主要包括GIS軟件設(shè)計(jì)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)兩部分的內(nèi)容,分為需求分析、項(xiàng)目管理方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)部署、運(yùn)行和維護(hù)等階段。空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是GIS軟件設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一,進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并提出空間數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)方案??臻g數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要任務(wù)是將設(shè)計(jì)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn),并將采集的空間數(shù)據(jù)入庫(kù),建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
4)畢業(yè)實(shí)習(xí):是地理信息科學(xué)專業(yè)本科生教學(xué)的必要環(huán)節(jié),是畢業(yè)生走向工作崗位之前的一次綜合性實(shí)習(xí),是對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的一次初步的綜合考核。通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí),使學(xué)生進(jìn)一步理解和領(lǐng)會(huì)所學(xué)的基本理論,了解地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,較為系統(tǒng)地掌握地理信息系統(tǒng)的基本技能,把所學(xué)知識(shí)與解決實(shí)際問(wèn)題相聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,從而提高學(xué)生從事實(shí)際工作的能力。同時(shí),通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí),為畢業(yè)設(shè)計(jì)收集必要的資料,做好技術(shù)、知識(shí)、資料的準(zhǔn)備工作。5)其他方式:通過(guò)天津城建大學(xué)學(xué)生科技活動(dòng)資助項(xiàng)目和天津城建大學(xué)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目管理辦法提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才。讓學(xué)生積極參加教師的科研項(xiàng)目,鼓勵(lì)學(xué)生參加各種GIS競(jìng)賽活動(dòng),如MapGIS二次開(kāi)發(fā)大賽、ESRI杯中國(guó)大學(xué)生GIS軟件開(kāi)發(fā)大賽、SuperMap杯全國(guó)高校GIS大賽等,通過(guò)競(jìng)賽能夠培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。
3.3理論課程體系研究
1)公共基礎(chǔ)課主要包括大學(xué)英語(yǔ)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等課程。這些課程是為提高人才基本素質(zhì)需要而設(shè)置的專業(yè)通修課平臺(tái),為培養(yǎng)學(xué)生的二次開(kāi)發(fā)能力做好鋪墊。
2)學(xué)科基礎(chǔ)課包括工程圖學(xué)、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字測(cè)圖原理與方法、C#程序設(shè)計(jì)等。主要為學(xué)生奠定好專業(yè)基礎(chǔ),
3)專業(yè)基礎(chǔ)課主要包括經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、遙感技術(shù)與應(yīng)用、衛(wèi)星定位原理與應(yīng)用、地圖學(xué)與地圖設(shè)計(jì)。這些課程為專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定必要基礎(chǔ),是學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)技能必修的重要課程。
4)專業(yè)課主要包括地理信息系統(tǒng)原理、GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、GIS空間分析原理與方法、GIS軟件應(yīng)用和空間數(shù)據(jù)庫(kù)等。這些專業(yè)知識(shí)和專門(mén)技能的課程使學(xué)生掌握必要的專業(yè)基本理論、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能,了解地理信息科學(xué)專業(yè)的前沿科學(xué)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì),培養(yǎng)分析解決地理信息科學(xué)專業(yè)范圍內(nèi)一般實(shí)際問(wèn)題的能力。
5)選修課包括專業(yè)選修課和公共選修課,開(kāi)設(shè)了城市GIS技術(shù)與方法、數(shù)字城市、城市遙感、城市規(guī)劃原理。通過(guò)這些課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解遙感和GIS技術(shù)在城市擴(kuò)張、城市空間基礎(chǔ)設(shè)施管理、城市規(guī)劃制定與實(shí)施、城市管理功能、土地利用/覆蓋、城市環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用。專業(yè)選修課在學(xué)生掌握了必備的專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,為了提高學(xué)生的專業(yè)水平、拓展專業(yè)素質(zhì)、了解專業(yè)前沿和交叉學(xué)科新知識(shí)、新技術(shù)、新方法等而設(shè)置的。公共選修課是學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣和實(shí)際需要而選擇修讀課程,該課程有利于提高學(xué)生的素質(zhì)修養(yǎng)、開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、拓寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。
3.4實(shí)踐教學(xué)研究
實(shí)踐教學(xué)是深化理論課程知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的有效途徑[12]。地理信息科學(xué)是一門(mén)偏重于技術(shù)與實(shí)踐的學(xué)科,應(yīng)在注重學(xué)生理論素質(zhì)培養(yǎng)的同時(shí),加強(qiáng)應(yīng)用能力和實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。實(shí)習(xí)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容:GIS基礎(chǔ)與開(kāi)發(fā)方面、遙感方面和測(cè)量方面。實(shí)踐開(kāi)設(shè)形式包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)兩個(gè)模塊。對(duì)于課內(nèi)實(shí)驗(yàn),目前開(kāi)設(shè)了地理信息系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)、GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)、GIS空間分析原理與方法實(shí)驗(yàn)、GIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用等。對(duì)于實(shí)習(xí),目前開(kāi)設(shè)了地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)習(xí)、遙感實(shí)習(xí)、GIS程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)、數(shù)字地形圖測(cè)繪實(shí)習(xí)、衛(wèi)星定位原理與應(yīng)用實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的建設(shè),加強(qiáng)校企合作。培養(yǎng)學(xué)生從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編輯到數(shù)據(jù)庫(kù)管理、空間分析再到系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的動(dòng)手能力,熟練操作常用地理信息科學(xué)軟件,并面向工程應(yīng)用前沿與前沿領(lǐng)域開(kāi)展科學(xué)研究和工程實(shí)踐,拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生科研立項(xiàng),參加GIS大賽,并積極參與老師所研究的項(xiàng)目。完善實(shí)踐教學(xué)體系,強(qiáng)化實(shí)習(xí)基地建設(shè)。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:工程測(cè)量;地理信息系統(tǒng);聯(lián)系;發(fā)展展望
Abstract: the engineering survey and geographic information system with belong to surveying and mapping discipline, engineering survey focused on data acquisition, geographic information system focused on data processing and management, geographic information system is a new technology of the discipline of surveying and mapping, and computer contact closely, geographic information system technology will be applied in engineering measure, to promote the development of engineering measurement, both in urban planning and construction occupies an important position. In order to ensure that the rationality of the urban planning and construction and scientific, effective play engineering survey and geographic information system of combining the surveying and mapping technology, this paper briefly analyzes the engineering survey and geographic information system of contact, and the future development direction put forward the good prospects.
Keywords: engineering measurement; Geographic information systems; Contact; Development prospect
中圖分類號(hào):B929文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
在城市建設(shè)中,必須先進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量并繪制地形圖,才能進(jìn)行決策、規(guī)劃和設(shè)計(jì),以及項(xiàng)目實(shí)施等工作。所以,測(cè)繪工程是規(guī)劃建設(shè)、工程施工的重要依據(jù),是建設(shè)項(xiàng)目順利施工的重要保證,也是房產(chǎn)、土地管理的重要手段。工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)作為測(cè)繪學(xué)科的兩大技術(shù),對(duì)國(guó)民建設(shè)起著非常重要的作用。本文詳細(xì)論述工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)的聯(lián)系與發(fā)展展望,以便使測(cè)繪技術(shù)更好地應(yīng)用于城市規(guī)劃與建設(shè)。
一、工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)的聯(lián)系
(一)工程測(cè)量定義
工程測(cè)量是工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開(kāi)發(fā)勘測(cè)的設(shè)計(jì)、施工、竣工、變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào)和運(yùn)營(yíng)管理各個(gè)階段中進(jìn)行的各種測(cè)量工作的總稱,是工程項(xiàng)目實(shí)施的重要依據(jù),并指導(dǎo)著工程施工。
(二)地理信息系統(tǒng)定義
地理信息系統(tǒng)是指采集、輸入、存儲(chǔ)、管理、分析和查詢顯示與地理相關(guān)數(shù)據(jù)信息的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于資源管理、土地規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域,為分析和決策提供重要的數(shù)據(jù)支持。
(三)兩者之間的關(guān)系
文中不止一次提到工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)均是測(cè)繪工程學(xué)科的分支,只是二者研究的側(cè)重點(diǎn)不同。工程測(cè)量側(cè)重于數(shù)據(jù)的獲取,為工程施工組織設(shè)計(jì)提供基本依據(jù),地理信息系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)的處理與管理,通過(guò)數(shù)據(jù)分析提供決策依據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的快速發(fā)展,工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)結(jié)合發(fā)展,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程、土地資源規(guī)劃管理、軍事等領(lǐng)域。
對(duì)建筑工程施工項(xiàng)目而言,工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)都可以采集和表示地物和地貌的形狀、大小、位置等空間位置信息,按照設(shè)計(jì)將建筑物的形狀、大小、位置準(zhǔn)確地在實(shí)地標(biāo)定出來(lái),并可在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑的變形速率、變形量、傾斜度及各種技術(shù)工藝的精確度,然后將信息正確地記錄下來(lái),進(jìn)而規(guī)范建筑工程。
除此之外,地理信息系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)庫(kù)為城市規(guī)劃建設(shè)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源,尤其基礎(chǔ)地理信息、土地使用狀況、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、環(huán)境保護(hù)方面的信息在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著很重要的作用。其中,基礎(chǔ)地理信息包括矢量化地形圖、空間信息統(tǒng)計(jì)資料等,為城市規(guī)劃提供全方面的信息和數(shù)據(jù),有利于保證規(guī)劃的合理性和科學(xué)性。而工程測(cè)量主要應(yīng)用于工程項(xiàng)目,勘測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)可從地理信息系統(tǒng)中獲取需要的地理信息,從而掌握工程項(xiàng)目涉及的自然、地理、人文環(huán)境等信息,用于施工組織設(shè)計(jì)的編制等工作。
二、工程測(cè)量與地理信息系統(tǒng)的發(fā)展展望
(一)工程測(cè)量發(fā)展展望
隨著信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器、數(shù)字化成圖、GPS定位技術(shù)、攝影遙感測(cè)量、精密工程測(cè)量等技術(shù),在我國(guó)已深入應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,使得工程測(cè)量朝著內(nèi)、外業(yè)作業(yè)一體化,數(shù)據(jù)獲取及其處理自動(dòng)化,測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為智能化,測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化,操作工藝簡(jiǎn)單化的方向發(fā)展,新型工程測(cè)量具有連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。為了更好地解決各種復(fù)雜問(wèn)題,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)信息技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用,不斷提升工程測(cè)量技術(shù)的先進(jìn)化程度,深化影像和數(shù)據(jù)處理方面的功能。從工程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用方面來(lái)看,工程測(cè)量正逐漸脫離傳統(tǒng)的測(cè)量與三維工業(yè)測(cè)量方式,朝著現(xiàn)代化、技術(shù)化、精細(xì)化方向轉(zhuǎn)變。
(二)地理信息系統(tǒng)發(fā)展展望
地理信息系統(tǒng)不僅僅是測(cè)繪工程的分支學(xué)科,更是一門(mén)多技術(shù)交叉的空間信息科學(xué),隨著信息技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,地理信息系統(tǒng)技術(shù)取得了快速發(fā)展并成為一種關(guān)系國(guó)家安全的戰(zhàn)略性技術(shù),必須不斷開(kāi)發(fā)與研究地理信息系統(tǒng)技術(shù),不斷提高其技術(shù)水平而走在技術(shù)發(fā)展的前沿。為此,從空間信息維護(hù)、管理角度分別對(duì)地理信息系統(tǒng)提出了發(fā)展要求,促使其不斷發(fā)展與完善。
關(guān)鍵詞:GPS、GIS、RS、3S;應(yīng)用與研究
3S(GPS、GIS、RS)集成技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,空間技術(shù)的交叉滲透,信息科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展,3S集成技術(shù)正在不斷的完善和發(fā)展,全球定位技術(shù)(GPS)、地理信息技術(shù)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)等各種新技術(shù)在工程測(cè)量中得以應(yīng)用和研究。
一、工程測(cè)量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)
GPS系統(tǒng)包括三大部分:空間部分――GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分――地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分――GPS信號(hào)接收機(jī)。GPS接收機(jī)的改進(jìn),廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展,使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測(cè)量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。
RTK(Real Time Kinematics,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPS定位測(cè)量方式,是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測(cè)量是將1臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上,再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí),也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào),經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量;流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用0TF(運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度,最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。RTK測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn),僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn),便可以高精度、快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo),利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí),也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進(jìn)行施工放樣。因此,RTK被廣泛應(yīng)用于圖根控制測(cè)量,地籍、房地產(chǎn)測(cè)繪、數(shù)字化測(cè)圖及施工放樣等各種工作中。
二、工程測(cè)量中的地理信息(GIS)技術(shù)
GIS是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺(tái)和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。
地理信息系統(tǒng)就是一個(gè)專門(mén)管理地理信息的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),它不但能分門(mén)別類、分級(jí)分層的去管理上述信息;而且還能將它們進(jìn)行各種組合、分析、再組合、再分析等;還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統(tǒng)還有一個(gè)特殊的"可視化"功能,就是通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕把所有的信息逼真地再現(xiàn)到地圖或遙感像片上,成為信息可視化工具,清晰直觀的表現(xiàn)出信息的規(guī)律和分析結(jié)果,同時(shí)還能動(dòng)態(tài)的在屏幕上監(jiān)督"信息"的變化。總之,其技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程,還在于它的空間提示、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。
三、工程測(cè)量中的遙感( RS)技術(shù)
遙感(RS)技術(shù)由于大面積的同步觀測(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì),得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來(lái)獲取,為應(yīng)用于工程測(cè)量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
遙感數(shù)據(jù)的處理――通常是圖像形式的遙感數(shù)據(jù)的處理,主要包括糾正(包括輻射糾正和幾何糾正)、增強(qiáng)、變換、濾波、分類等功能。
(一)圖像糾正圖像糾正是消除圖像畸變的過(guò)程,包括輻射糾正和幾何糾正。輻射畸變通
常由于太陽(yáng)位置,大氣的吸收、散射引起;而幾何畸變的原因則包括遙感平臺(tái)的
速度、姿態(tài)變化,傳感器,地形起伏等,幾何糾正包括粗糾正和精糾正兩種,前
者根據(jù)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行糾正;而后者通過(guò)采集地面控制點(diǎn)(GCPs, Ground Control
Points),建立糾正多項(xiàng)式,進(jìn)行糾正。
(二)增強(qiáng)增強(qiáng)的目的是為了改善圖像的視覺(jué)效果,并沒(méi)有增加信息量,包括亮度、
對(duì)比度變化以及直方圖變換等。
(三)濾波濾波分為低通濾波、高通濾波和帶通濾波等,低通濾波可以去除圖像中的
噪聲,而高通濾波則用于提取一些線性信息,如道路,區(qū)域邊界等。濾波可以在
空域上采用濾波模板操作,也可以在頻域中進(jìn)行直接運(yùn)算。
(四)變換包括主成分分析(Principal Component Analyst),色度變換以及傅立葉
變換等,還包括一些針對(duì)遙感圖像的特定變換,如纓帽變換。
(五)分類 利用遙感圖像的主要目的是為了提取各種信息,一些特定的變換可以用于提取信息,但是最主要的手段則是通過(guò)遙感圖像分類(Classification)。
四、GIS與遙感的集成及具體技術(shù)
地理信息系統(tǒng)是用于分析和顯示空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng),而遙感影象是空間數(shù)據(jù)的一種形式,類似于GIS中的柵格數(shù)據(jù)。因而,很容易在數(shù)據(jù)層次上實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與遙感的集成,但是實(shí)際上,遙感圖像的處理和GIS中柵格數(shù)據(jù)的分析具有較大的差異,遙感圖像處理的目的是為了提取各種專題信息,其中的一些處理功能,如圖像增強(qiáng)、濾波、分類以及一些特定的變換處理等,并不適用于GIS中的柵格空間分析,目前大多數(shù)GIS軟件也沒(méi)有提供完善的遙感數(shù)據(jù)處理功能,在一個(gè)遙感和地理信息系統(tǒng)的集成系統(tǒng)中,遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要信息來(lái)源,GIS則可以作為遙感圖像解譯的強(qiáng)有力的輔助工具,而遙感圖像處理軟件又不能很好地處理GIS數(shù)據(jù),這需要實(shí)現(xiàn)集成的GIS。
在軟件實(shí)現(xiàn)上,GIS與遙感的集成,可以有以下三個(gè)不同的層次:1)分離的數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)文件轉(zhuǎn)換工具在不同系統(tǒng)之間傳輸文件;2)兩個(gè)軟件模塊具有一致的用戶界面和同步的顯示;3)集成的最高目的是實(shí)現(xiàn)單一的、提供了圖像處理功能的GIS軟件系統(tǒng)。
五、GIS與全球定位系統(tǒng)的集成及具體技術(shù)
GPS作為實(shí)時(shí)提供空間定位數(shù)據(jù)的技術(shù),可以與地理信息系統(tǒng)進(jìn)行集成,GPS與GIS集成也是最有發(fā)展前景的集成,也是最容易實(shí)現(xiàn)的集成。這種集成的主要思路是把DGPS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)串口實(shí)時(shí)進(jìn)入GIS中,然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,如通過(guò)投影變換將經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)所采用的參照系中的坐標(biāo),最后進(jìn)行各種分析運(yùn)算,其中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是其基本功能。
六、工程測(cè)量中的3S集成技術(shù)
3S(GPS、GIS、RS)技術(shù)的結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì), 3S集成不是GPS、GIS、RS的簡(jiǎn)單組合,而是一種利用現(xiàn)代化技術(shù)、遙感技術(shù)、定位技術(shù)、圖像和圖像處理技術(shù)與計(jì)算機(jī)于一體,向GIS和RS數(shù)字圖像處理系統(tǒng)提供足夠的數(shù)量、精度、可靠性、完備性的空間數(shù)據(jù),通過(guò)空間分析、預(yù)測(cè)、決策,確保地理系統(tǒng)問(wèn)題的優(yōu)化、系統(tǒng)解決。3S集成是高度自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、智能化對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng),并有自動(dòng)、實(shí)時(shí)地采集、處理和更新數(shù)據(jù)的功能。單純從軟件實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看,開(kāi)發(fā)3S集成的系統(tǒng)在技術(shù)上并沒(méi)有多大的障礙。目前一般工具軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案是:通過(guò)支持柵格數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的處理分析操作以實(shí)現(xiàn)與遙感的集成,而通過(guò)增加一個(gè)動(dòng)態(tài)矢量圖層以與GPS集成。對(duì)于3S集成技術(shù)而言,最重要的是在應(yīng)用中綜合使用遙感以及全球定位系統(tǒng),利用其實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的能力,降低應(yīng)用成本或者實(shí)現(xiàn)一些新的應(yīng)用。3S集成技術(shù)的發(fā)展,形成了綜合的、完整的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng),提高了人類認(rèn)識(shí)地球的能力;相應(yīng)地,它拓展了傳統(tǒng)測(cè)繪科學(xué)的研究領(lǐng)域。作為地理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,Geomatics產(chǎn)生并對(duì)包括遙感、全球定位系統(tǒng)在內(nèi)的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的綜合應(yīng)用進(jìn)行探討和研究。同時(shí),它也推動(dòng)了其它一些相聯(lián)系的學(xué)科的發(fā)展,如地球信息科學(xué)、地理信息科學(xué)等,它們成為“數(shù)字地球”這一概念提出的理論基礎(chǔ)。
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