地理信息科學和測繪工程范文
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地理信息產業發展從20世紀90年代初期進入起步階段。隨著社會進步,地理信息產業不斷發展,我國地理信息產業面對國際金融危機的沖擊仍然保持了強勁的發展勢頭,“十一五”期間增幅超過300%,2011年產業總產值突破1500億元,從業人員約80萬人,從業機構超過2萬家。國家測繪地理信息局推進地理信息產業的目標是到2015年年總產值超過3000億元,到2020年年總產值達到10000億元。1998年教育部頒布了我國新的《普通高校本科專業目錄》,其中對高校本科專業行了調整,專業由原來的504個調整為294個,教育部特別增設了地理信息系統專業,這一點說明地理信息產業的特殊優勢和生命力。2012年普通高等學校本科專業目錄再次調整,將地理信息系統專業改名為地理信息科學專業。經各種資料的統計表明,2000年有37所院校設立了GIS專業,2003年有93個高校開設了GIS專業,2007年全國共有161所高校設置GIS專業,2012年全國共有168所高校設置地理信息科學專業[1-2]。從而促進地理信息產業不斷發展壯大。
2地理信息科學專業發展面臨的問題與分析
2.1教師專業素養迫切需要提高
目前狀況是一些院校現有的地理信息科學專業教師是從相關學科轉入地理信息科學專業的,大多數是從學校畢業又走入學校,并沒有機會從事實際地理信息系統研究、開發和應用的經驗[3]。而地理信息科學技術本身發展又很迅速,這使得一些教師很難勝任所承擔的核心課程與專業課程教學任務。
2.2教材建設與培養目標脫節
由于軟件的更新速度飛快,相應的實驗教材很難跟上。據此有些人提出了要大膽嘗試采用電子教材,某些部門或是軟件出品單位不要只是將精力放在軟件使用幫助上,也應當隨之出品入門級或更高檔次的電子實驗教材,彌補實驗教材陳舊落后更新慢的問題。理論教材內容更新滯后非常明顯,與各人才培養層次與方向脫節,沒有針對各個培養層次和方向的統一化、系統化的教材的建設[4]。
2.3課程體系及教學內容與社會需要脫節
各高校開辦地理信息科學專業時,主要是依托已有相關專業構建課程體系,無論是學科基礎課程,還是專業核心課程的設置,皆與地理信息系統專業培養目標及社會需求脫節[5]。大多是根據本校的師資和學生的素質來設置相應的課程。還有因師資不足,涉及地理信息新理論、新技術、新方法的課程不能開設,學生空間分析、地理信息系統技術二次開發與應用的能力上得不到鍛煉,在工作中暴露出地理信息系統應用能力差的缺陷,直接影響到該學校地理信息科學專業人才培養的聲譽[6]。
2.4專業目錄名稱與本學科內涵不相適應
隨著形勢的發展,逐漸暴露出一些問題。從地理信息科學專業分層次的培養來看,名稱上存在不相稱,一些專家建議,對于理科院校或從地理科學為基礎發展起來的,完全可以稱為地理信息科學專業,但對于工科院校或從測繪等方向發展起來的,可以改稱為地理信息工程專業。筆者認為經過多年的磨合共融發展,也可能在將來二者會統一于新的名稱。
2.5資金投放不足
目前,高校地理信息科學專業建設與人才培養,同樣受到發展速度與投入增量不同步的影響,專業建設經費不足,儀器設備陳舊且不配套。特別是在一般本科類院校,在追求規模發展過程中,因資金不足與基礎設施建設需要,對教學儀器設備與運行保障經費采取緊縮政策[7]。
2.6全國地理信息科學專業的發展沒有一個統一的教育培養評價體系
對于這個專業培養的人才沒有相應評價體系。尤其針對一般本院校來說,不論是以測繪為基礎發展起來的,還是以地理科學為依托發展起來的地理信息科學專業,都沒有真正融入到全國地理信息科學專業的大圈子里。要真正服務社會,不應靠少數頂級院校的科學進展,更多是發揮好全國各地的地理信息科學專業的教育資源,讓地理信息科學的大眾化教育與培養復合型人才可以落到實處,從而彰顯地理視角。
3建議與發展策略
3.1地理信息科學教育應遵循應用科學的教育理念
這個專業無論是從測繪工科院校發展起來的還是從以地理學空間分析應用為主的理科發展起來的,大家都會認為本專業是理論實踐相結合的學科。從現在本科生、研究生的招生就業情況來分析,本科階段是扎實掌握基本理論的重要時期,研究生階段可注重與實踐相結合。大學本科階段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追尋市場,更不能成為步入社會的培訓場所。大學本科教育是思想和認知善惡發育成型的階段,讓學生有能力去追求知識與真理,這是大學本科的教學核心。只有這樣才能在以后的工作中具有更強的創新能力。
3.2培養空間思維的教學模式不能變
空間思維能力不只是讓人知道東西南北,更多是分析和解決問題的空間維度。從另一個角度來看,地理信息科學的普及也是對全民空間思維能力的培養,比如ESRI在美國會對小孩子進行免費的地理知識講解,使他們從小就能接觸到地理空間的概念,啟發了他們的空間想象力。
3.3人才培養上要在權威機構中劃分出層次
從地理信息產業發展來看,地理信息科學學位教育應強化技能培訓,這部分人才培養就落在一些以測繪為基礎的工科院校發展起來的地理信息科學專業的培養上,突出地理信息科學技術的開發與應用。而另一類別是以地理學為基礎發展起來的院校專業上應突出地學方面的應用。總之地理信息科學人才的培養既需要有能夠創新思路的人才,也要培養具有扎實知識的技能型人才,這樣才能共同推動地理信息科學和地理信息產業可持續發展。
3.4通過任教資格考試、技術水平認證來規范地理信息從業人員的水平
國家應有相應的政策法規來管理地理信息產業。規定必須要有相當水平的從業人員才能承接各種項目。原因就是地理信息產業的相關行業關系人類社會正常發展,如果政策法規跟不上,那么將會一片混亂。3.5為一線地理信息科學教育工作者申請教學或科研
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1.1教材針對性不強
針對地理信息科學專業而言,測量成果是地理信息系統的主要數據源之一,測量學是采集和獲取地球空間定位數據,建立基礎地理信息庫的一門測繪類課程,[3]但目前大部分有關測繪綜合實習的教材都傾向于測繪類專業,沒有針對地理信息科學專業的教材,且教學大綱和內容具有滯后性。因此,在教材方面應針對地理信息科學專業的特點制定測繪綜合實習教學內容,著重強調對測量學理論知識的彌補與擴張,強調其與地理信息科學的對地觀測體系、遙感、信息科學等方面的密切結合,更好地為數字地球、智慧城市建設服務。
1.2測繪實踐實驗課時數偏少
隨著測繪科技的發展,新方法、新儀器都導致了教學內容的增加,從而導致本專業學生在有限的測繪實習課時內只能掌握基本儀器如水準儀、經緯儀的實戰操作而對全站儀等先進電子測量儀器僅限于認識層面,造成許多學生不會操作全站儀。需增加測繪綜合實習課時以便學生在充分了解水準儀、經緯儀的基本構造、原理的基礎上具有熟練的實際操作技能,此外還能讓學生有充分時間了解全站儀并熟練應用全站儀進行角度、高差等測量。
2教學觀念和教學方法的改革
注重教學形式、教學內容及有效地組織教學活動可以最大限度發揮實踐教學的成效,能更好地促進理論教學和培養社會需要的人才。[4]我校地理信息科學專業相關老師和領導非常重視企業平臺等在測繪實踐課程中的作用,積極與南方測繪、南通測繪院等企業建立校企聯合,以這些企業為依托建立測繪產學研實踐教學基地,以達到資源共享。這種校企聯合辦學的模式有效地解決了學校教學資源不足的缺點;同時在參觀中學習是一種很好的教學方式,通過測繪實例展示和工程技術人員的現場講解激發學生的專業興趣。測繪綜合實習采取了相對自由的教學形式,在實踐教學方法上引入了引導式教學模式,學生由被動學習轉為主動學習,強調學生的動手能力。
實踐環節開始前,對全班學生進行分組,確定實踐任務要求學生提前預習;老師主要是布置相關任務,介紹測繪工作流程和大致方法,講解工作要領和注意事項。具體的測繪工作由實習小組獨立完成,以提高學生之間的團隊協作能力。在測繪實習過程中,指導老師進行現場指導并隨時對學生提問,要求學生有針對性地回答教師提出的問題。此外,為了避免團隊中個別學生的濫竽充數現象,在實踐中要求每個學生都會使用測量儀器并熟練了解各項技術標準,直到滿足技術要求為止,最終提交的實驗報告要求每人獨立完成。當測量結果誤差超限時,鼓勵學生獨立思考分析誤差產生的原因,應重測直到實驗數據滿足技術精度要求為止,達到提高學生分析問題、解決實際問題的能力并養成良好的測量習慣。
3綜合實習成績評定方法的改革
通過加強實踐教學的管理和考核可以很好地提高實踐教學的成效。測量學實驗課是認識測量儀器和鞏固理論知識的基礎,通常是根據實驗課時數與理論課時數的比例關系,確定實驗課的考核評分辦法確保每個學生具有單獨進行儀器操作的機會。測繪綜合實習主要過程是通過團隊協作完成相應實際任務,是對學生測量技能的提高階段,對學生進行分組,每組8人左右。在實行新的教學考核方式以前,實習成績的評定往往是對每個小組進行整體打分,個人考核是由組長在小組內進行比較、權衡,這樣缺乏縱向的、組與組之間的比較,且組長往往顧及同學情誼平均分配成績,不能很好體現埋頭苦干同學的付出。為了改善這種平均主義的現象,實習考核改變了以前以實習小組為單位考核的辦法,考核對象細化到每位學生,按照其出勤、實習表現、分析測量誤差的能力表現等多方面、多角度進行考核。同時,考核成績與學生在測繪實習過程中團結協作、吃苦耐勞、勇于奉獻的精神相結合,全面考核學生的測量業務能力和綜合素質,具體評價指標為:出勤占10%,主要反映學生學習和參與的積極性;儀器操作能力、數據處理和分析能力、繪圖能力考核占50%,該項考核指標是從學生的專業技能方面考慮;團結協作能力占20%,由小組組長和組員認定;實習報告占20%。學生的實習報告內容主要包括:實習技術總結和分析、實習心得體會和對實習及教學方式的意見與建議。考核機制的改革有效地促進了學生主動參與實習的積極性,動手能力和專業興趣有了明顯提高,增強了專業素養。通過目前2011級學生專業實習的效果和反饋情況看,這種考核有效地促進了學生的學習動力、鞏固了學生測量技能。
4結語
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關鍵詞:地理信息系統精確定位應用
中圖分類號: C931.6 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著現代測繪技術的飛速發展,測繪在經濟社會發展和人們的生活越來越密切,與我們的生活息息相關。例如,神舟六號的發射、回收,需要測繪的支持;國家“十二五”要制定各類和區域地域、空間有關系的規劃,需要測繪保障;在汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流等地質、氣象的重大災害的應急救災和災后重建,需要測繪先行;各類大型工程的建設,需要測繪貫穿其中;老百姓要出去旅游、出行、探險,需要測繪的服務。因此,現代測繪技術和我們經濟社會發展,和老百姓的生活密切相關。
1.現代測繪技術簡介
測繪技術起源于社會的生產需求,有著悠久的歷史,并隨社會的進步而發展。現代測繪就是以計算機技術、光電技術、網絡通訊技術、空間科學、信息科學為基礎,以全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)為技術核心,將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位子信息。
當前,我國測繪地理信息事業正處于轉型發展的重要時期。“十二五”測繪地理信息發展的總體戰略是“構建數字中國、監測地理國情,發展壯大產業、建設測繪強國”。它要求積極促進地理信息應用社會化,大力發展衛星導航、位置服務、現代測繪裝備制造、網上地圖服務以及經營性測繪等產業,測繪的應用更為廣泛。
2.測繪技術在精確定位與導航的應用
人們進入了使用電子地圖時代,隨著汽車技術的不斷進步,車載導航系統作為高附加值的電子產品在汽車里所占的比重越來越高。同時,互聯網基礎設施的完善,智能手機的普及,電子地圖、手機導航的需求量和使用量也越來越大,生活中,人們利用電子地圖尋找美食、店鋪等。測繪技術正逐漸滲透到我們生活的各個層面,為我們生活的便利、豐富添彩。
GPS即為全球定位系統,是美國從20世紀70年代開始研制,于1994年全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。各種類型的GPS接收機體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測。GPS已遍及國民經濟各種部門,并開始深入人們的日常生活。
由中國自主研制和建立的用于導航和定位的北斗衛星導航系統,與美國GPS、俄羅斯格羅納斯、歐盟伽利略系統并稱全球四大衛星導航系統。目前,北斗衛星導航系統開始正式向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務。
3.現代測繪技術在農業信息化方面的應用
進入21世紀后,測繪新技術應用到農業生產中,農業信息化成為了農業發展的重要標志,許多發達國家的信息農業已經進入了新的階段,出現了數字農業、智能農業、精細農業等來稱謂以信息為基礎的農業。農業信息化系統通過GIS與GPS、RS以及INTERNET的集成,實現農業相關資源信息的搜集、監測和分析。我國的農業信息化工作起步較晚,自20世紀80年代以來,開展了數據庫與信息管理系統、遙感、地理信息系統等技術應用于農業,已取得一些階段性成就。當前,加強農業信息化建設是農業現代化建設的重中之重。
目前在農業生產實踐中應用較多的是地理信息系統技術(GIS),利用GIS技術建立農田土地管理、自然條件、作物產量的空間分布等的空間數據庫;對作物苗情、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬,為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息。再利用GPS技術對采集的農田信息進行空間定位;利用遙感技術(RS)技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息;GPS、RS、GIS技術及自動化控制技術為支撐的精確農業將促進現代農業的發展。它能夠收集土地利用現狀、植被分布、農作物的生長情況、農作物的災情分布、土壤肥力等多種信息,將信息技術與農藝、農機有機地結合起來,最大限度地優化各項農業資源與生產要素的合理分配,獲取高產量和最大經濟效益,同時又能有效地保護生態環境和農業自然資源,有利于農業的可持續發展。
4.現代測繪技術在綜合防災減災中的應用
現代測繪新技術實現了對災害過程的實時監測,為各級領導、各級部門的指揮調度、快速響應、聯合行動提供著可靠依據。災害嚴重地威脅著人類的生存與發展。防災減災是一項系統工程,災害的監測、預報、評估、恢復、管理等每一個過程都與地理空間信息密切相關,地理空間信息分析和處理已經成為防災減災的重要手段。尤其目前將“3S”(即是地理信息系統GIS、遙感RS、和全球定位系統GPS)集成使用,可以更好的預測預報災害,并為相關部門提供實時的決策參考。
例如,應用GPS技術可監測活斷層的現今活動狀態和構造應力場狀態,利用測出的地殼變形資料等可對地震活動進行預測,也是對地震活動、地震危險性評價的依據;RS可進行對活斷層
遙感技術(RS)能對大江、大河和湖水水位進行及時監測, RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍,為防災、抗災提供準確信息。遙感技術還可調查地下水資源狀況,監測水污染。在水利樞紐工程竣工后,需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型,應用GIS的分析決策功能,可以方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設計工作,為開發利用水資源提供科學依據。目前,我國許多地方和部門建立了眾多的災情預報系統,它們將在防災、抗災、救災中發揮重大作用,為我們的生命和財產安全提供保障。
5.現代測繪技術推進數字城市建設
“十二五”期間,將在全國全面推進數字化城市建設,力爭完成全部333個地級市和部分有條件的縣級市的數字城市建設。
建設地理信息數字城市,所涉及到的幾乎所有的管理和運營對象都與地理空間位置有關。地理信息系統(GIS)是重要的基礎,它管理城市基礎地形數據、城市部件數據等空間數據,以及基于空間數據的分析和處理。城市管理本身也從單純的管理、執法,向管理、執法與服務相結合過渡。借助GIS這個平臺,城市管理能為市民提供更好的城市基礎功能和公共空間服務,使全體市民都能夠公平合理地分享。
結束語
測繪是社會發展的助推器,為城市經濟社會發展和信息化建設提供了有力支撐,為促進科學發展、構建和諧社會將作出更大的貢獻。
參考文獻
[1]廖克等. 地球信息科學導論[M]. 北京:科學出版社,2007.
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關鍵詞: 數字化測繪;應用技術;基礎地理信息系統;構建;研究
1 數字化測繪技術
近年來,隨著我國社會經濟的快速發展和科學技術的不斷進步,測繪技術也在不斷提高,而且正在朝著多樣化方向發展。目前數字化測繪技術主要有全球定位系統(GPRS)、地理信息系統(GIS)和數字化測繪與地面測量技術。
1.1 全球定位系統
全球定位系統(GPRS)是目前的一種新型測繪、測量方法,已被廣泛應用于各種測繪實踐,為現代工程定位測量準備了有利條件。全球定位系統(GPRS),即“衛星授時測距導航或全球定位系統”,可提供連續、動態的三維位置和時間速度信息,定位精度非常高、而且測量的時間比較短,操作方便。全球定位系統主要應用于工程測繪、地形測圖、確定及測量臨水準點。工程測繪是調查工作的重要組成部分,通過全球定位系統可縮小街坊外與街坊內界址點,確保測繪精度,只需一人即可實現區域地形測定。同時,利用繪圖軟件,大大提高了工作的效率、降低了成本;臨水準點測量主要采用了一般測量技術,因沒有嚴密預算和考察,很可能使出水準點距離較遠,若采用GPRS進行確定,則可有效協調外業觀測進程,以提高效率。
1.2 地理信息系統
地理信息系統(GIS)是現代信息科學的延伸,并在社會各項建設事業中發揮著重要的作用。該技術主要是利用計算機科學技術、測繪遙感科學與技術、空間科學信息科學與技術、環境科學與技術以及管理科學與技術。從實踐來看,它的主要在于將數據采集、管理、分析、存儲、三維顯示以及成果的輸出集于一身,同時還具有空間提示、預報預測以及輔助決策等強大功能。從其發展趨勢來看,地理信息系統正在朝著數據信息的多維化、標準化、集成化、網絡平臺化、智能化和社會應用化方向發展。
1.3 數字化測繪與地面測量
所謂數字化測繪與地面測量,主要是指地圖數字化技術和數字化成像技術的使用,其中地圖數字化技術主要是對原來的地圖實施數字化處理,并對已有的地圖假設現勢性、比列尺以及精度等都滿足條件。在數字化轉化儀器中比較常用,有手扶跟蹤數字化、掃描矢量化等。數字化成像技術主要是針對傳統作業條件差、程序復雜以及數據處理和繪圖復雜等現狀研發的,其精度比較高、方便作業、勞動強度降低。該技術在很多工程建設項目中具有較高的使用價值,比如原圖數字化,主要適用于某地區所用到的數字地形圖因其他因素的影響而未能完成的情況,該技術可充分利用地形圖,計算機、數字化掃描儀,并配以數字化軟件就能正常工作;再如地面數字測圖,若在沒有大比例尺地圖情況下,可直接采用地面數字測圖進行測圖,其地圖精度較高,一般可將誤差控制在5厘米以內。
2 數字化測圖和信息化測繪要求之間的區別
2.1 數據獲取有差別
一般而言,數字化測圖軟件具有數據處理和轉換功能,因數據之間的的格式不同,轉換是會丟失一些信息,轉換數據的編輯作業量也非常的大。在野外測量時,因通視、分幅以及測點連接順序等因素的限制,很容易導致空間目標的存諸不完整。圖形實體經轉換入庫后,實際上是處于一種分段的狀態,并沒有整體的概念。比如河流,信息化要求河流必須要用面來表示,因諸多因素的存在實際測繪成圖時,常常存在著邊界不清等現象,海域范圍線孔河流入海口界線表示不清。
2.2 存儲形式有差別
數字化測圖與信息化測繪目的有所不同,存儲形式也不盡相同。測圖目的在于成圖,有圖幅之概念。為保持一致性,測圖生產管理時多采用了圖幅管理這一概念,但即便采用了數據庫方式進行存儲,也仍然會保留圖幅痕跡。信息化測繪的目的在于服務,為數據最終應用的最大化,在實體表示和數據存儲上均對實體進行定位。比如以點狀物雕塑表示,成圖卻采用了多條線組合體來表示;信息化測繪采用的是單一點表示雕塑位置,其它信息的更改,如雕塑圖片、創作年份以及作者等采用的是屬性方式進行存儲。
2.3 可視化要求有差別
數字化測圖目的在于成圖,在此過程中可先不考慮數據冗余和存儲空間等等限制性因素,可直接利用點、線和面來分類表示實體,這也是信息化存儲過程中的基本要求,其中可視化是后續應用過程中的具體要求。為達到圖示的直觀和清晰表示之目的,地形圖的規范對地物表示有具體要求,比如地下室的入口和坡向等都有可視化的符號進行表示。
2.4 屬性要求有差別
制圖核心問題在于選擇地面景觀,其內容要重于技術。空間對象及其屬性選擇,仍要按圖式要求內容篩選。對于一般數字測圖軟件而言,屬性數據主要是通過圖形顏色、大小和線型等方式表達,該內容可通過圖形實現可視化,而無需屬性數據庫支持。實踐證明,采集屬性數據同樣是按照圖式的要求進行的。若建立地理信息系統,則這些屬性數據將難以滿足各種統計和分析模式之需求。例如建筑結構屬性數據,圖式要標注名稱、層數和材質等內容,這些數據可利用圖形、注記形式展現出來。信息化測繪不僅要測繪制圖,而且還要為各行業的發展提供所需空間位置信息數據,同時還要利用這些數據實現虛擬系統,并將地表情形通過真三維、真紋理和真尺度重新建立起來。從實踐來看,為數字化測繪而建的基礎地形數據庫,存在著這樣的特點,即數據組織按地形圖的規范組織、數據生產和維護方式按地形圖圖幅管理維護、數據采集的種類按規范選擇采集。
3 基礎地理信息系統構建
通過以上分析,筆者認為要構建一套科學完善的基礎地理信息系統,可從以下幾個方面著手:
3.1 信息化測繪目標
從實踐來看,數字地球、基礎地理框架以及基礎地理服務信息等內容,都要求由原來的數化測繪轉變成信息化測繪。信息化測繪體系的主要研究內容是信息的獲取、分析、管理和輸出,通過這些活動可初步建立一個信息化測繪服務體系,而且可以基本上實現基礎地理信息的獲取、更新、智能化處理、一體化管理以及網絡化管理和分;同時還可以實現地理信息資源的增值和融合服務,并使其面向市場實現社會化,這樣也可以為社會的發展提供多方位、多尺度和多形式的服務。
3.2 生產管理系統一定要完善
要構建基礎地理信息系統,只有目標是不夠的,基礎地理信息數據庫的維護一定要有比較完整和完善的生產和管理系統,這是保證數據質量和及時更新的關鍵。一般而言,信息化生產管理過程中所產生的數據信息,實際上就是元數據信息;根據信息化測繪對地理信息庫提出的要求,可從以下幾個方面加強對元數據系統的管理。
1)元數據管理基本單元已由原來的模式逐漸向自然基本單元方向轉變,很多圖幅基本管理單元或管理模式,已經對基礎地理信息采集產生了嚴重的影響,即地物實體圖幅接邊非自然的斷開,或者人為的造成了地物實體客觀離散。實踐證明,將自然界線范圍作為基本管理單元,能夠最大限度保留信息的完整度。
2)在元數據信息的管理模式基礎之上,3G技術的使用將其作為數據維護的基礎。在當今通訊3G時代,不僅通訊帶寬有了保障,而且在線數據的維護方式逐漸成為可能。
3)對元數據信息進行補充和完善。信息化服務要求元數據信息必須要完整,當以圖幅作為基本管理模式向自然實體轉變以后,元數據描述對象同樣也由圖幅轉變為更細化的地物實體,同時元數據信息也變得更加準確和真實。
4)建立地理信息網絡化分發平臺。信息化測繪的最終目的在于服務,因此它要求測繪手段和測繪產品必須隨著技術進步而不斷的發展。對于信息化測繪服務而言,它所強調的服務應當有實時保障和實時服務等內容,除了測繪產品現勢性要求強以外,還要保證服務獲取的速度快。由此可見,做好測繪服務需借助現代化網絡技術,建立地理信息網絡化分發平臺。
4 結語
總而言之,在不斷完善和改進數字化測繪技術基礎上,構建基礎地理信息系統,以實現信息數據的實時獲取和實時處理,這對社會各行業的尤其是工業發展具有重大的推進作用,因此應當對其給予足夠的重視。
參考文獻:
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【關鍵詞】地質測繪;測繪技術;應用;發展
引言
地質的測繪主要是運用地質相關的理論對工程項目的建設及地質進行精密的觀測和分析,了解對于建筑區各個工程地質的內在條件和它們之間的密切關系,然后按照測繪比和論文的尺寸把它們更好地繪制在圖紙上,并且通過勘測和試驗等編制成工程地質圖,作為工程勘測的首要的資料,供給對于項目各個部門的參考。對于長期的地質測繪它依靠于經緯儀、平板儀、水準儀這三種較為局限的應用,在未來的發展中,逐漸的采用了相對來說較為先進的技術設備和設計的理念。現代的地質繪圖技術主要依賴于衛星導航定位系統、遙感勘測技術和地理信息系統技術。
1、工程地質測繪
工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,在諸項勘察方法中最先進行。按一般勘察程序,主要是在可行性研究和初步勘察階段安排此項工作。但在詳細勘察階段為了對某些專門的地質問題作補充調查,也進行工程地質測繪。
工程地質測繪是運用地質、工程地質理論,對與工程建設有關的各種地質現象進行觀察和描述,初步查明擬建場地或各建筑地段的工程地質條件。將工程地質條件諸要素采用不同的顏色、符號,按照精度要求標繪在一定比例尺的地形圖上,并結合勘探、測試和其他勘察工作的資料,編制成工程地質圖。這一重要的勘察成果可對場地或各建筑地段的穩定性和適宜性做出評價。
根據研究內容的不同,工程地質測繪可分為綜合性測繪和專門性測繪兩種。綜合性工程地質測繪是對場地或建筑地段工程地質條件要素的空間分布以及各要素之間的內在聯系進行全面綜合的研究,為編制綜合工程地質圖提供資料。在測繪地區如果從未進行過相同的或更大比例尺的地質或水文地質測繪,那就必須進行綜合性工程地質測繪。專門性工程地質測繪是對工程地質條件的某一要素進行專門研究,如第四紀地質、地貌、斜坡變形破壞等;研究它們的分布、成因、發展演化規律等。所以專門性測繪是為編制專用工程地質圖或工程地質分析圖提供資料的。無論何種工程地質測繪,都是為工程的設計、施工服務的,都有其特定的研究目的。
2、現代測繪技術的應用
現代測繪技術作為一門新的信息科學在經濟和社會可持續發展的諸多領域正發揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現代測繪技術在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和地理信息系統的發展情況。
2.1礦山測量方面
遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間,并積累了豐富的經驗。應用遙感資料,可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源,對礦區環境進行監測,為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用,所有這些,都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。
2.2濕地方面
利用遙感技術對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術多層次、多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據,通過地理信息系統技術進行相關數據的實時更新,并對這些數據進行空間分析,可得到濕地的動態變化情況。
2.3水利工程方面
遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測,可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍,為防災、抗災提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后,需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。
2.4地理信息系統的發展
從系統角度看,在未來的幾十年內,地理信息系統(GIS)將向著數據標準化(Interoperable GIS)、數據多維化(3D&4D GIS)、系統集成化(Component GIS)、系統智能化(Cyber GIS)、平臺網絡化(Web GIS)和應用社會化(數字地球DE)的方向發展。Interoperable GIS 互操作地理信息系統(Interoperable GIS)是GIS系統集成平臺,它實現在異構環境下多個地理信息的系統或其應用系統之間的互相通信和協作,以完成某一特定任務。Web GIS 基于WWW的地理信息系統(Web GIS)是利用Internet技術在Web上空間信息供用戶瀏覽和使用。Digital Earth 它是對真實地球及其相關現象統一性的數字化重現和認識,其核心思想是用數字化手段統一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源,從而完成數字地球的核心功能,光纜、衛星通信技術以及計算機網絡等技術則完成海量空章數據的傳輸任務。
3地質測繪技術發展
3.1大地控制測量。
控制測量是地質測繪的基礎,地質礦區布設平面控制的方法,一是在國家一、二等三角控制下進行三、四等三角點的加密,另一是在國家一、二等三角點下不能加密情況下布設獨立的三、四等三角或五秒小三角鎖網作為礦區基本“平面控制.獨立的三角鎖網必須測定鎖網的起算邊長。我單位在上世紀末期引入載波靜態相對定位技術即多臺套GPS接收機結合后處理軟件以來,精密控制測量就不再限制于通視條件、距離條件這些因素,控制測量的工作模式有了很大的改觀,對于相對獨立斷點分布的礦區工程點不再需要長遠距離的測三角鎖從其他地方引入控制點,只需從起算點采用邊點連接跳躍式地可以直接引入到測區,極大地簡化了工作步驟,節省了時間和人力。
3.2地形測量技術。
地形測量的加密圖根控制,傳統的方法是在礦區基本控制點下布設測角圖根線形鎖及測角交會點,現在則采用導線測量、GPSRTK模式,極大地減少工作量,也提高了精度。
地形測量是地質測繪工作重要的任務,長期以來的測圖方法,以大平扳儀測圖,至今在大比例尺地形測圖中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主導地位的已經是全野外數字化測量了,采用全站儀、RTK一天的工作量已是大平板儀所不能比擬,完全不可同日而語了。
4、結語
現代科學技術發展的綜合化整體方向極大地影響著現代測繪科學的發展趨勢,這種趨勢表現在現代測繪新理論的概括性增強,測繪新技術的技術綜合程度提高,各專業學科之間的相互交叉與滲透,測繪學與其它門類科學的聯系增強加大,測繪學吸收和移植其它學科成果的速度加快,這種學科內外的綜合化發展,將使現代測繪學不斷開拓出新的領域。測繪將成為構建“數字地球”、“數字中國”的主力軍。
5、參考文獻:
[1]曹幼元,賀躍光. PDA GPS在地質測繪中的應用[J].測繪技術裝備,2005,(4).
[2]魏建華,張展,許月光.工程地質測繪中的幾個研究對象[J].黑龍江水利科技,1999,(4).
篇6
【關鍵詞】工程測量;全球定位技術(GPS);地理信息技術(GIS);遙感技術(RS)。
一、概述
工程測量學是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設實現的理論方法和技術的一門應用性學科。它主要以建筑工程、機器和設備為研究服務對象。工程測量學的研究領域既有相對的固定性,又是不斷發展變化的。工程測量學的主要任務是為各種工程建設提供測繪保障,而測繪技術就相當重要了。新的測繪技術不僅提高了工程測量的效率,同時也減輕了工程人員的負擔,減小了誤差,提高了測量的精度。在這里將講述幾種新的測繪技術,即全球定位技術GPS;地理信息技術GIS;遙感技術RS,本文簡稱3S。
二、3S技術
1、全球衛星定位技術(GPS)
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,于1994年全面建成,具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS衛星定位技術具有如下的優勢:
(1)測量成果相對精度高,質量可靠。點位范圍可以方便地控制在0.5米之內,并且點與點之間誤差均為隨機誤差,不會產生累積誤差。
(2)定位系統可以全天候作業,不受視線通視影響。
(3)可實時提供定位點的坐標及其點位精度,方便快捷,定位情況一目了然。
(4)野外作業簡單,效率高,自動化程度高,大大減小了勞動強度,可節約大量的人力物力資源。
GPS接收機的改進,廣域差分技術、載波相位差分技術的發展,加之美國SA技術的解除,使得GPS技術在導航、運載工具實時監控、城市規劃、工程測量等領域有了更為廣泛的應用。
2、地理信息技術(GIS)
GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程,還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前,GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學,而且已經成為一門新興的產業,在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術,為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息,以建立各類專業信息系統,從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
3、遙感技術(RS)
遙感技術的概念:遙感,就是遙遠的感知,簡稱RS,是一種不通過直接接觸目標物而獲取其信息的一種技術。由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎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獲取,為應用于工程測量領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。
由于遙感探測范圍大,獲取資料速度快、周期短,受地面限制少,因而廣泛應用于資源普查、災害監測、工程建設及規劃等各個領域。
三、總之,3S(GPS、GIS、RS)技術的結合,取長補短,是一個自然的發展趨勢,三者之間的相互作用行成了“一個大腦,兩只眼睛”的框架,即GPS與RS為GIS提供區域信息及空間定位信息,而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成,使之成為科學的決策依據。
參考文獻:
[1] (1)胡伍生,高成發.GPS測量原理及其應用[M].北京:人民交通出版社,2002.
篇7
關鍵詞:數字測繪技術;地質勘查;發展探討;發展方向
中圖分類號:P2文獻標識碼: A
引言
測繪工作是國民經濟建設和社會發展的一項前期性、基礎性工作,是構成地理信息產業的基礎和主干。它為國家經濟建設和社會發展提供與地理位置有關的各種專題性和綜合性的基礎信息,其成果是進行資源調查、環境監測、能源、交通、水利等大型工程建設、城鄉規劃建設、土地開發利用、重大災害監測預報和科學研究、國防建設以及國家宏觀管理決策必不可少的基礎資料。而數字化測繪技術展現了地球科學技術、空間科學技術、信息科學技術等學科領域交叉融合、服務人類發展的一個重要方向。
一、地質測繪相關問題的概述
1、地質測繪是為進行地質調查和礦產勘查及其成果圖件的編制所涉及的全部測繪工作的總稱。目前我們了解的地質測繪主要包括地質點測量、地質剖面測量、物化探測量、礦區控制測量、礦區地形測量、勘探網布測、勘探工程定位測量、坑探工程測量、井探工程測量、貫通測量、露天礦測量、地表移動觀測以及有關圖件的繪制、印制和地質礦產信息系統的建立。而在我們生活中主要應用的就是工程地質測繪,這種測繪方式只要是運用地質和工程地質理論對于工程建設有關的各種地質現象進行觀察和描述,初步查明建設場地或建筑地段的工程地質條件。
2、數字化測繪技術的優點分析
(1)它可以通過計算機的模擬,在屏幕上直觀生動地(分層)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改變和彌補了傳統產品線條、符號和數字、文字等綜合包羅,非具一定專業知識才能讀懂的缺陷。(2)數字化測繪產品在使用、維護和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時保持產品信息的現實性,可以隨時補充修改,隨時出新圖提供使用。(3)根據不同用戶的需要,可以對產品的各種要素進行數據再加工,得到不同用途的圖件,而且還可以隨意對圖形進行拼接、縮放,用途更廣泛。(4)利用數字化(地形、地籍)測繪成果,作為底圖,可在計算機上進行各種規劃與設計(如土地資源開發規劃和城市道路網的設計等),可方便地進行許多方案的設計與比較,對各種要素的統計、匯總、疊加、分析非常方便、準確。
二、數字化測繪的主要內容
(1)將地圖數字化。當需要某一地區的數字地圖,如果由于測量經費不足或是時間不允許,而不能對某一地區進行數字地圖的繪制時,此種方法可以快速的解決這類問題。將現有地圖數字化,就是經過利用計算機及其軟件、掃描儀、數字化儀和繪制儀等對地圖進行處理,在規定的時間內快速得到一幅數字化地圖。一般采用掃描矢量法,掃描矢量法的精度較高,但其主要依賴于原圖的繪制精度。在掃描的時候難免受到一些影響而產生誤差,并且其繪制的結果主要是將原圖數字化,導致其時效性不足。所以這種方法只能是應急需要,不可作為資料保存,但也可以根據實際情況,通過進一步測量對得到的數字化地圖進行補充和更新,對一些具體事物的坐標進行精確調整,這樣可以提高數字地圖的精確程度以及實效性。
(2)數字化地圖測繪。目前,這種方法是我國在測繪時所選擇的主要方法。由于沒有地圖可以進行數字化或者測繪的地圖要求比例很大都會選用這樣方法。數字化地圖測繪的精度非常高,一般可以將標記事物的精度控制在5cm 左右。
三、數字化測繪的具體方法
1、攝影測量。攝影測量學是通過對所攝物體的相片進行的分析、研究,確定所攝物體的形狀、大小、性質和空間位置的一門科學和技術,是測繪科學的一個重要分支。依據獲得相片的方法的不同和攝影距離的遠近可分為航天攝影測量、航空攝影測量、地面攝影測量、水下攝影測量、近景攝影測量、顯微攝影測量。
2、地理信息系統技術。作為現代信息科學及其延伸的一部分,地理信息系統(G IS)在現代信息社會發揮著至關重要的作用。G IS技術主要利用了計算機科學技術、測繪遙感科學與技術、空間科學信息科學與技術、環境科學與技術以及管理科學與技術。因其采用了諸多科學技術,優勢不僅在于集地理數據采集、分析、管理、存儲、三維顯示以及成果的輸出,還可以進行空間的提示、預測預報和輔助決策,功能強大豐
富。在未來很長的一段時間內,地理信息系統將向著數據多維化、數據標準化、系統集成化、平臺網絡化、系統智能化以及應用社會化方向發展。
3、遙感技術。現代遙感技術系統主要由空間信息采集系統、地面接收和預處理系統、地面實況調查系統和信息分析應用系統四部分組成。遙感技術的出現在一定程度上提高了人們對生存環境的認識能力,比傳統的野外測量得到的數據更加精確,且觀測的范圍更加廣泛,對于靜態及動態物體都能在瞬間成像,大大“加寬”了人眼所能觀察的光譜范圍。隨著航空航天影像信息獲取手段朝著多平臺、多時相、多傳感器、高分辨率、高光譜和快速機動的方向發展,高分辨率衛星遙感影像將成為地理空間信息獲取與更新的主要數據源。
四、數字測繪技術在地質勘查中的具體應用
1、作業模式的選擇。數字測繪作業模式主要有編碼和無碼兩種,其中編碼模式要求作業員熟悉編碼,多進行信息交流,作業速度較慢,尤其在地形復雜的環境下,作業難度較大,而且容易出錯。無碼模式較為簡便,不容易出現錯誤,測繪速度快。數字測繪設備以往多是電子手簿,但在實際使用中容易受與全站儀不通視的影響,而且它對繪圖員的要求較高。電子平板的造價較高,并且惡劣環境下缺乏可靠性,不便于攜帶,但測繪速度快。因此需要根據測繪條件等情況來綜合考慮,選擇最適合的作業模式。
2、地質勘查中測繪技術的基本框架。現代測繪技術是運用到地質勘查中的一些先進的技術和方法,它是融地質勘查外業、內業于一體的綜合性作業系統。其最大優點就是在完成地質勘查的同時可建立地籍數據庫,并通過一定的途徑建立地籍管理系統,為實現電子政務和現代地籍管理奠定基礎。
3、加強地質勘查信息化建設工作步伐。地質勘查系統將成為國土資源綜合信息系統的一個重要的基礎信息平臺,地質勘查信息化建設后,將首先使地質勘查工作實現自動化,提高工作效率。同時,還可實現“日日登記、時時更新”的工作模式,顯著提高數據管理的審批效率,促進數據管理的規范化、科學化、法制化建設,日后可以實現與其他系統集成、整合,滿足如規劃、土地評估、統計等等方面的應用。未來,地質勘查信息成果將在相關領域充分共享,進而大大提高對地勘結果的利用率。
五、數字測繪技術在地質勘察中大的發展方向
地質礦產勘查開發的基礎就是地質測繪,地球信息學和測繪學的技術體系和工作模式是以 3s 一體化或集成為主導空間信息技術體系,發展方向是:高科技、自動化、實時化和數字化,以及多功能化等方向。控制測量也逐漸發展成為 GPS、ISS 最終實現技術換代;地形測繪則要發展加速投影和攝影測量以及遙感應用的結合,還有多種遙感手段和數據信息的處理技術,以有效的提高地質遙感的水平;勘探工程測量應逐漸擴大和吸收衛星源射電干涉系統、慣性測量系統和全球定位系統技術的應用,大規模的應用現代數據處理技術,以提高地勘工程測量的速度和精度,普及電磁波測距儀和電子速測儀的應用。
結束語
由此可見,地質測繪在地質勘查中有著十分重要的作用,也不單是地質勘探的基礎,還是地質勘探的核心,在工作中它不僅對地形、工程和地質進行詳細的勘探,還有效的對工程的各個項目進行有序的規劃。因此,我們在進行地質測繪,應該注意每一個細節,避免錯誤的發展從而造成不必要的損失。
參考文獻
[1]李志成.測繪技術在地質勘查中的應用及發展方向淺析[J].黑龍江科技信息.2011(35)
[2]王新亮,王洋.數字測繪技術在地質勘查中的應用[J].產業與科技壇.2011(20)
篇8
關鍵詞:GIS應用,問題,創新,發展
引言
GIS是地理信息系統(Geographical Information Systems)的英文縮號,是構建“數字城市”和“數字地球”的核心技術。不論是地理信息系統、地理信息軟件,還是地理信息科學、地理信息服務,其英文縮寫都是GIS,但每一個概念的形成到發展都差不多經歷了十年,GIS學科的形成與發展非常巧地與GIS中的“S”內涵豐富聯系在一起。美國環境系統研究所公司(簡稱ESRI公司成立于1969年),是全球最大的GIS技術和服務提供商,她的ArcGIS解決方案已經迅速成為提高政府部門和企業服務水平的重要工具。目前Arc GIS系列產品已遍布全球200多個國家和地區,超過百萬個用戶單位、涵蓋幾乎所有的GIS應用領域,其中包括美國最大的200個城市中幾乎所有的政府部門,超過2/3的500強企業和7000余所高等院校。而目前我們經常在使用的各種GIS軟件也是在其基礎上再次開發延伸。
1目前GIS問題存在與解決
GIS是一門綜合交叉的空間信息科學,它與古老的地理科學以及測繪科學
有著千絲萬縷的聯系。目前GIS已經發展成為一門集計算機科學,地理學、測繪科學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學等多門科學為一體的新興的綜合性邊緣學科。作為一門新興的邊緣、交叉學科、GIS具有獨特的理論基礎、知識結構、技術體系,以及功能特征,成為當代科學的前沿和一個跨學科的科學領域。但同時由于我國各部門各行業的管理體制以及教育體制等因素,造成很多學校和單位不管條件如何,為了跟風設置GIS專業多、人員多、設備投入多,而研究產生的數據資料成果質量不高,且還各自封鎖,造成重復投入,各成體系,浪費驚人,“高投入、低產出”,缺少真正的核心技術。因而當務之急亟需糾正浮躁作風,針對性地集中力量開發和解決社會對GIS技術真正需求。
2GIS的應用、創新
GIS是以地理空間數據庫為基礎,在計算機軟硬件的支持下,對空間相關
數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示,并采用地理模型分析方法,適時提供多種空間和動態的地理信息,為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。我國的GIS技術經過20世紀七八十年代的啟蒙,80年代未90年代的發展推廣,以及新世紀以來的全面應用和普及,從最初的空間數據管理與應用發展為廣泛的地理空間信息服務,GIS的應用已經滲透到國民經濟的各個領域,GIS技術與產業獲得了迅猛發展,國際與國內相關的交流與合作也日趨頻繁。而在測繪領域的“3S”技術中GIS是核心,為此也對GIS提出了挑戰——需要創新。
2.1 GIS學科創新
創新是一個民族發展壯大的靈魂,創新也是一門學科保持旺盛生命力的源泉。而GIS從上世紀60年代萌芽開始,已超過半個多世紀的歷程,一些基本理論與技術問題已解決。隨著計算機軟硬件、“3S”等技術的發展,GIS經歷了面向數據處理,面向空間分析兩個階段;目前,簡單的空間數據表達,已不能滿足各行業對海量空間和非空間數據進行數據挖掘,從而進行輔助決策的要求,空間信息工程正進入面向空間輔助決策階段。同時,新一代計算機網絡、網格和通信息技術發展,也為空間信息系統的深層應用提供了條件和環境,地理信息科學正面臨著新的發展機遇,傳統的以空間信息處理為主體的GIS,正逐步被以空間信息為載體,海量(天量)空間與非空間數據挖掘和處理為主體的新的空間信息工程所取代,地理信息正在進入以大技術、大平臺、大共享、大應用為特征的現代地理信息系統工程新階段。。
2.2 GIS理論創新
沒有理論創新,技術不會有根本的突破、現代的GIS理論與技術根本上是基于傳統的地圖模型,即利用坐標串來描述和表達空間信息。這種靜態的基于地圖模型的傳統GIS空間數據模型面向的是空間數據,尤其是地圖數據而不是直接面向空間信息,也就是空間信息必須用某種算法從空間數據中導出。在網格等新技術背景下,基于這種模型的空間信息共享面臨著“空間數據的基準不一致,空間數據的時態不一致,語義描述的不一致以及數據貯存格式的不一致”等四大障礙,這即是導致“空間信息孤島”產生的根源。目前,主要還是利用開放的空間數據標準來解決;要從根本上解決這個問題還需要研究新的數據模型理論,例如基于哲學認知的本體理論就是一個研究的熱點。傳統2維的空間數據模型,主要以簡單的符號化方法來表現空間信息,具有很大的局限性;3維數據模型則以仿真手段為主,真實地還原空間信息本身的空間特性,但3維的空間數據模型和數據結構要比2維復雜得多,有關3維空間數據模型與數據結構的研究是目前學科前沿研究的熱點和難點之一。。
2.3 GIS技術創新
技術創新在GIS學科領域占有十分重要的位置。計算機軟硬件技術的發展,直接導致了GIS的誕生,將計算機技術應用于空間數據管理就產生了GIS;基于傳統的地圖2維空間數據模型,經典的集中式結構GIS利用空間數據文件和關系型屬性空間數據庫相結合的方式,管理、存儲、表達(可視化)和推演(空間分析)空間信息是GIS最為成熟的技術。計算機網絡技術的發展,導致了分布式網絡GIS的產生;基于局域網技術,人們發展了基于客戶端服務器(C/S)結構的GIS,開創了分布式GIS的先河; C/S結構實現了客戶端服務器端的計算平衡,并使空間信息的共享達到了一個前所未有的水平;隨著Internet的飛速發展,人們很快在C/S結構的基礎上,發展了多層的瀏覽器/服務器(B/S)結構(WebGIS),這種結構克服了C/S結構中“胖客戶端”的弊端,無論在哪里,只要有一個普通的瀏覽器,就可以登錄WebGIS系統,用戶和數據徹底分開,結構上更加松散,但目前WebGIS技術還很不成熟,在很多方面亟等發展,例如;瀏覽器通過中間件與應用和數據服務器進行通信和連接,那么有關GIS的各種中間件,包括控件、組件和智能體技術研究十分火熱;為便于網絡傳輸空間數據的解壓縮技術研究十分關鍵;分布式數據與數據倉庫技術(實現圖形數據、屬性數據、影像數據、DEM數據、專題數據和統計數據的一體化、檔案化管理)基于空間數據倉庫的知識挖掘技術,分布式空間數據共享技術、空間信息的Web服務技術,瀏覽器端的空間數據可視化技術,基于WebGIS的輔助空間決策技術等都是WebGIS的技術前沿領域。
現代大科學的一種發展趨勢就是科學技術化,技術科學化,科學技術一體化。這種特點在地理空間信息科學中表現得尤為明顯。如上述所提到的空間數據模型、空間信息共享、空間數據挖掘、虛擬地理環境等,理論與技術的特點都很明顯,且二者密不可分,這就要求現代高級的GIS人才,要同時具有較強的理論與技術創新能力。。
3結束語
隨著GIS技術的不斷發展,目前世界上常用的GIS軟件已達400多種、我
國的GIS軟件也由2004年的51個、05年的66個一直在逐年增加。它們大小不一,風格各異,各種GIS專業應用中的電子地圖、多媒體電子地圖、網絡電子地圖、移動設備導航電子地圖等多種地圖可視化系統應運而生,用戶范圍也更加大眾化。而今后更應從空間數據挖掘和知識發現研究、虛擬現實技術的實用化、地球空間信息網格技術、空間數據不確定性與數據質量控制等需要進一步推進GIS技術的創新,并對目前GIS爆炸式的發展更應引起我們足夠的注意、研究與理性的思考。
主要參考文獻:
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﹝2﹞ 邊馥苓·我國高等GIS教育:問題、創新與發展﹝J﹞地理信息世界2007.2.
篇9
關鍵詞:基礎測繪;發展;測繪技術
中圖分類號:P20 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-08-0250-2
基礎測繪通過提供基礎地理信息數據,廣泛服務于經濟建設、國防建設、科學研究、文化教育、行政管理、人民生活等諸多領域,是國民經濟與社會發展必不可少的基礎性、前期性、公益性事業。
1 基礎測繪的定義
測繪是以計算機技術、光電技術、網絡通訊技術、空間科學、信息科學為基礎,以全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)為技術核心,將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位置信息,供工程建設的規劃設計和行政管理之用。
基礎測繪是指建立全國統一的測繪基準和測繪系統,進行基礎航空攝影,獲取基礎地理信息的遙感資料,測制和更新國家基本比例尺地圖、影像圖和數字化產品,建立、更新基礎地理信息系統。
2 我國基礎測繪發展現狀
國家基礎測繪設施工程的實施,推進了由傳統的紙質測繪時代邁向現在的數字時代的步伐。“數字中國”、“數字省(市)”地理信息空間基礎框架建設工程已經啟動。目前,全國第二次土地利用現狀調查已接近尾聲,同時建立了覆蓋全國的土地利用現狀數據,形成了1:10000的農村土地利用現狀數據庫和1:500的城鎮地籍數據庫系統,基本實現了測繪技術的數字化改造。隨著計算機技術、信息技術與數字化技術越來越多地應用于測繪領域,使得許多傳統測繪技術手段與測繪信息處理技術都有了質的飛躍。
3 目前我國基礎測繪存在的問題
隨著經濟社會的快速發展和自然環境的變化,基礎測繪信息必須不斷更新,對基礎測繪的保障服務功能也提出了更高的要求。目前,我國基礎測繪發展總體上與國際先進水平還存在著較大差距。主要有以下幾個方面原因:
3.1 地方政府重視不夠,對基礎測繪認識不到位
一些地方政府過度的追求經濟建設,忽視了基礎測繪及信息化建設工作,對基礎測繪的意義認識不夠深遠,有些地方甚至沒有編制基礎測繪規劃,更沒有將基礎測繪的發展與信息化建設結合起來,以至于信息化建設成果不能快速轉化為經濟和社會效益。同時由于一些地方測繪法制建設滯后.未制定完善的配套法律法規,加上政府缺乏對基礎測繪的有效宣傳,致使大眾沒有認識到基礎測繪的作用,基礎測繪沒有完全發揮應有的作用。
3.2 缺乏測繪數據共建共享機制
由于測繪數據的共享機制未完全建立,隨著經濟社會的快速發展,各企事業單位為滿足自身建設和管理的需要,自籌資金組織施測,造成同一地區不同單位重復測繪的現象,導致基礎測繪資源的嚴重浪費,而且還造成測繪基準不同、技術標準不一、成果質量不均等現象。
3.3 測繪人才隊伍不均衡、結構不合理
由于各地區經濟發展狀況的不同,導致各地區測繪人才分布不均衡。部分經濟條件較差的地區,由于財力問題,對基礎測繪投入少,造成基礎測繪隊伍經費來源不足,人才向沿海城市流失的現象嚴重。
測繪人才結構不合理。我國測繪隊伍大多為一些勞動密集型的測繪隊伍,缺乏高素質全面能型的領軍人才,一線工程技術人員知識更新達不到要求,嚴重影響了我國測繪事業的發展。
3.4 缺乏開發、創新能力
現階段,我國的基礎測繪仍然是勞動密集式生產,只是停留在對一些軟件的表面應用上。測繪技術單位通過實地調查、數據采集、矢量建庫而獲得經濟效益。而缺乏對數據的歸納整合,為政府及企業提供咨詢分析,輔助決策等服務。基礎測繪新技術的開發、創新的能力不足,數據的采集、管理與應用等方面的軟件開發能力薄弱,與國外先進水平還存在較大的差距,制約著測繪事業整體水平的提高。
3.5 基礎測繪應用的深度和廣度不夠
測繪產品不夠豐富,社會化程度不高。現階段,我國的測繪主要應用在國土、城建等一些建設部門,并沒有走入廣大人民的生活中,應用的范圍太小。同時,現有產品生產周期長,更新速度緩慢、種類少,致使一些用戶使用比較困難,侵權盜版、假冒偽劣產品層出不窮。應急保障能力不強,基礎地理信息現實性差。造成面對重大突發事件后,不能適應應急需求。
4 對我國基礎測繪發展的建議
4.1 明確職責,加大宣傳
進一步明確各級政府、測繪行政主管部門和其他有關部門在基礎測繪工作方面的職責分工,明確基礎測繪分級管理的內容,明確中央以及縣級以上地方人民政府在基礎測繪管理和保障方面的職責,將基礎測繪工作納入地方政府年度考核計劃。加大基礎測繪的宣傳和科普教育,讓社會各界都認清基礎測繪在信息社會中的重要作用。
同時,加快“十二五”測繪發展規劃和基礎測繪專項規劃編制工作。各地應全面總結“十一五”測繪規劃實施情況,研究提出“十二五”測繪發展總體目標、發展思路、發展重點、重大任務和重點工程。同時,制定“十二五”地理信息產業、測繪應急裝備、科技進步和創新、人才培養、測繪法制建設、精神文明建設與測繪文化建設等專項規劃。
4.2 建立地理信息的共享工作機制
加強大比例尺地形圖、現狀圖的測繪與低等級控制網建設,避免重復測繪。統籌省、市、縣級基礎測繪協調發展,實現省、市、縣三級基礎測繪成果共享體制。及時成果目錄,及時更新信息數據,促進基礎測繪成果廣泛應用。加強測繪與有關部門及企業的合作,加大各種專題管理系統和應用系統的研發力度。建立測繪與有關部門及企業之間的地理信息資源交換機制,利用專業地理信息更新基礎地理信息的相關要素。
4.3 加強人才的培養和引進
積極貫徹“科技興測、人才強測”戰略。堅持以人為本,努力形成優秀人才脫穎而出和人盡其才的良好環境。完善人才引進、培養、使用和評價制度,進一步優化人才結構。實施人才培養工程,制定人才隊伍建設的長期規劃和近期目標,有計劃有步驟地培養各類人才,特別是要著力培養復合型人才。把人才隊伍建設作為一項長期戰略任務始終抓緊抓實。
繼續抓好基礎測繪隊伍建設,加大測繪科技投入,積極引進新設備、新技術,努力打造一支管理科學、作風過硬、技術先進、裝備精良、結構合理的基礎測繪隊伍,促進各級基礎測繪工作健康發展。
4.4 加大基礎測繪的財政投入,加快自主創新
各級政府應加大科研經費的投入,增加地方測繪重點實驗室的建設,組織開展測繪科技發展和創新關鍵技術的研究。進一步完善創新體系,整合測繪科研院校力量,加強產學研的結合,整合科研力量,注重發揮企業在自主創新中的主體作用,發揮市場配置相關科技資源的基礎作用,大力發展綜合導航定位、移動測量、虛擬現實、網格地理信息系統以及地理信息安全處理等方面的核心技術。同時加強對外技術交流與合作,充分引進國際的最新研究成果及技術,不斷提升我國測繪的自主創新能力和國際競爭力。
4.5 加大基礎測繪的應用服務范圍
大力推動基礎測繪成果的應用,拓寬測繪應用服務范圍。推進大、中比例尺等測繪成果的廣泛應用,努力開發網絡地圖、導航電子地圖、影像地圖等公共產品。加強電子政務地理信息平臺、國民經濟與社會信息統計地理信息平臺、公共應急地理信息平臺等公共服務平臺,推進深層次測繪成果的社會化應用。
5 結語
總之,基礎測繪作為一項公益性、基礎性和前期性的工作,必須引起各界高度重視,在完善數字中國,地理空間框架建設,形成基礎地理信息更新、維護和推廣應用機制,基本建立信息化測繪體系,全面提升測繪保障能力和服務水平,要克服基礎測繪工作中存在的問題,緊跟世界新技術革命、新技術發展的趨勢,不斷增強自主創新能力,推動我國基礎測繪事業持續、健康、快速發展。
參考文獻
[1] 百度百科.
[2] 郭世珠.我國測繪業現狀及問題與建議[J].國土諺潭科拉笤理,2006.(3):100-102.
篇10
關鍵詞:一帶一路;西部;地理信息科學
引言
2015年3月,國家發改委、外交部以及商務部在海南博鰲亞洲論壇上聯合了《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》(以下簡稱《愿景與行動》)[1],標志著中國的“一帶一路”戰略正式進入全面推進與建設階段,已經成為繼“西部繼續開發開放、東部轉型走出去”之后,我國在新的歷史時期提出的持續開放的新戰略。事實上,“一帶一路”戰略并非偶然之舉,而是世界經濟格局變化和經濟全球化深入發展的必然結果,同時也是一個具有高度空間選擇性的戰略概念[2]。“一帶一路”強調經濟要素的自由流動、資源的高效配置以及市場深度的融合,傳遞一種合作、發展與共贏的理念[3]。然而,長期以來,國內對“一帶一路”沿線國家的研究與認識相對不足,對相關國家的基本國情、資源環境、社會經濟概況等數據信息的了解也是零散殘缺的,這種狀態不利于“一帶一路”的合作建設與共同發展。
地理信息科學(GIS)通過數字技術來描述與表達現實空間,與遙感(RS)、全球定位系統(GPS)共同構成了地理信息的3S技術,形成了對地球的數字模擬,使我們首次實現了足不出戶的了解地球。“一帶一路”在政策、經濟、文化、環境等多方面均面臨挑戰,亟待利用地理信息科學技術開展對“一帶一路”國家的相關研究。同時,西部地區作為“一帶一路”戰略的橋頭堡,其整體教育水平與我國東部地區仍然存在一定的差距。GIS是近幾十年發展起來的新興綜合性學科,在當前信息化潮流中,“一帶一路”戰略的實施能夠促進我國西部地區GIS人才培養的跨越式發展。基于此,本文從“一帶一路”的戰略角度出發,探討地理信息科學教育的新思路,為我國西部地區GIS及相關學科的教學提供理論參考。
“一帶一路”戰略與西部發展的內在聯系
中國西部是“一帶一路”戰略的重點區域,在《愿景與行動》中已經突出強調了西北地區作為絲綢之路經濟帶上重要的交通樞紐作用,建成面向中亞、南亞、西亞國家的通道、商貿物流樞紐、重要產業與人文交流基地。西南地區是形成21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經濟帶有機銜接的重要門戶。隨著一帶一路發展戰略的實施,西部地區將成為我國對外開放的前沿,兩者的內在聯系突出表現在以下幾個方面。
西部將成為開放前沿
近年來,隨著西部大開發戰略實施的深入,西部地區發展顯著加快。2014年,國務院相繼批復設立陜西西咸新區、貴州貴安新區以及成都天府新區三個國家級新區。目前,我國西部地區的國家級新區已達到5個,分別位于重慶(2010)、甘肅(2012)、陜西(2014)、貴州(2014)、四川(2014),體現出國家發展戰略的整體向西。然而,由于發展基礎、地理區位等限制,西部地區的整體發展與東部仍然存在一定的差距。“一帶一路”戰略將構筑新時期我國對外開放的格局,是西部地區跨越發展的新契機。在“一帶一路”戰略的支持下,西部地區能夠形成貫穿中西的對外經濟走廊,建立全方位對外開放格局,真正實現東部西部的均衡發展。
西部在“一帶一路”設施聯通中具有重要的區位優勢
“一帶一路”以交通運輸為紐帶,貫穿亞歐非大陸,一頭是活躍的東亞經濟圈,一頭是發達的歐洲經濟圈,中間廣大腹地國家發展潛力巨大,對基礎設施建設的需求旺盛。“一帶一路”的關鍵是交通節點的打造以及交通服務的一體化,通過促進互聯互通以及通關便利化,能夠大力開拓“一帶一路”沿線國家的市場,發展運輸服務貿易。西部地區在“一帶一路”的設施聯通中具有重要及獨特的區位優勢,如從重慶出發,經西安、蘭州、烏魯木齊到達俄羅斯、白俄羅斯、波蘭、德國、比利時的渝新歐國際鐵路,一直由于鐵路軌距等原因,造成運輸線路的長期不通暢。因此,設施聯通需要因地制宜,充分考慮沿線國家多沙漠戈壁、高山峻嶺的實際環境情況,開發具備高技術含量、統一技術標準的設施聯通網絡,最終實現“一帶一路”區域交通一體化。
西部是“一帶一路”能源開發與合作的重要契合點
我國所在的東北亞地區是全世界能源需求量最大的地區之一,能源領域的合作是一帶一路的重點區域。“一帶一路”沿線國家資源要素稟賦各異,與西部地區眾多產業存在優勢互補與互利共贏的合作空間。目前,我國油氣資源進口的主要通道是馬六甲海峽,存在一定的能源安全隱患。“一帶一路”戰略將廣泛聯系沿線國家,構建我國的陸上能源通道。通過尋找與沿線國家合作的契合點,加強能源資源深加工技術及傳統能源資源勘探開發合作,形成能源資源合作上下游一體化產業鏈。
西部地理信息教育融入“一帶一路”戰略的思路
“一帶一路”跨越亞、歐、非三大洲,沿線包括60余個國家40多億人口,存在涉及國家多、面積廣、氣候類型多樣等情況,在該區域內開展交通基礎設施、經濟貿易、資源開發、跨境生態環境保護、旅游文化等合作,必須充分利用現代化GIS與遙感技術,克服地理時空距離等方面的障礙和限制[4]。另一方面,通過GIS的廣泛應用,能夠獲得包括整個區域的基礎地理、自然資源、生態環境、人口與社會經濟等的空間分布格局、規模數量、構成質量以及時空分異和變化規律等第一手的信息,以研究市場資源要素之間的相關關系和影響機制,支撐區域重大建設工程的實施。
國家測繪地理信息局副局長李朋德指出:“一帶一路”需要地理信息作為支撐,以實現“一帶一路”各類信息的空間化集成。因此,在“一帶一路”背景下,西部的地理信息科學教育是“一帶一路”戰略發展的重要基礎之一。同時,考慮到GIS專業的學科交叉屬性以及較強的技術性與實踐性,西部的GIS教育面臨著新的挑戰與機遇。鑒于此,作者提出以下西部GIS教育的新思路。
1.強化GIS的基礎教育屬性
地理信息通過空間視角,將自然環境與人類活動聯系起來,并應用圖形進行空間表達。近年來,GIS的引用領域已經突破了地理界線,并迅速滲透到各行各業中。基于此,GIS的教育中需要充分考慮“一帶一路”戰略的需求,強化GIS的基礎教育屬性,強調相關專業的空間思考能力。事實上,GIS是一門面向應用的技術學科。因此,各個與空間相關的專業,包括政府公共管理、城市規劃、資源開發利用等均存在著GIS教育的需求,以協助解決各專業中相關的自然環境、社會經濟等問題。因此,有必要在這些相關專業中增加GIS原理與應用、遙感基礎原理等課程,讓相關專業學生認識GIS、了解GIS,以適應“一帶一路”戰略發展的需求。
2.以應用為導向,著重解決實際問題
在GIS教學中,充分考慮到GIS面向應用的屬性,強調GIS理論與應用的結合。如“一帶一路”戰略中的設施聯通必然涉及交通道路的規劃及設計等。在此過程中,每一個階段均涉及大量的GIS應用。以道路規劃為例,GIS的多源數據處理與空間分析能力使其具備獨有的優勢。在路網規劃中需要涉及多種空間與屬性信息,如土地利用、植被覆被、地形、人口及經濟等,而GIS與遙感能夠獲取這些信息的第一手資料。進一步利用GIS建立數據庫,并根據需求創建相關的專題地圖,能夠極大地提升工作效率,豐富數據的表達形式,是實施“一帶一路”戰略的重要科技參考。然而,目前西部的GIS培養過程中覆蓋面廣、專業性強、教學板塊多,導致部分學生存在“什么都懂,什么都不會”的問題。基于此,在GIS人才的培養中需要以具體應用為導向,增加相關實踐課程,著重于綜合解決實際問題的培養。
3.以共享數據為切入點,強化區域遙感應用
經過近幾十年的發展,相關地理信息空間數據尤其是遙感數據經過多平臺、多傳感器的長時間序列積累,GIS學科已經積累了海量數據。地理信息空間數據作為一種數據資源,其繼承與共享受到國內外的廣泛重視,如國內的地球系統科學數據共享平臺已經開展了相關的研究,整合了大量的地球信息科學數據資源。進一步考慮遙感科學的綜合性與可比性,在“一帶一路”地區開展基于遙感的國別研究,獲取相關區域的自然環境與社會經濟資料,如利用基礎地理信息資料及相關遙感數據分析區域生態環境歷史變遷、區域資源環境承載力及區域氣候條件與氣候變化等,均是“一帶一路”戰略的重要參考。
結語
在信息資源日益豐富與信息技術高速發展的今天,西部地區作為“一帶一路”戰略的橋頭堡,其地理信息教育具備趕超東部乃至國際先進水平的良好機遇。因此,需要相關科研與教學機構從“一帶一路”的戰略需求出發,強調GIS學科在不同專業中的基礎屬性,以應用為導向,以相關共享的地學數據為切入點,強化區域遙感應用,著重解決實際問題的培養,對于促進西部地理信息科學教育及服務社會可持續發展非常重要與迫切。
【基金項目:科技基礎性工作專項項目(2011FY110400)、重慶市基礎與前沿研究計劃項目(cstc2014jcyjA90012)、重慶市教委科學技術研究項目(KJ130625)、重慶師范大學本科人才培養升級改革試點項目(02020307-0021)。】
參考文獻
[1] 國家發改委,外交部,商務部.推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動.北京:外交出版社.2015.
[2] 杜德斌,馬亞華.“一帶一路”:中華民族復興的地緣大戰略.地理研究,2015.34(6):1005-1014.
[3] 劉衛東.“一帶一路”戰略的科學內涵與科學問題.地理科學進展,2015.34(5):538-544.
[4] 諸云強,孫九林,董鎖成等.關于制定數字“絲綢之路經濟帶”與信息化基礎設施建設科技支撐計劃的思考.中國科學院院刊,2015.30(1):53-60.
作者簡介: