地理信息科學(xué)概念

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地理信息科學(xué)概念范文第1篇

甘肅省張掖中學(xué)734000趙春云

張掖市肅南縣位于張掖市的西南部，是河西走廊一個著名的少數(shù)民族自治縣，是甘肅省和青海省的交界地，也是全國唯一的裕固族自治縣，本縣現(xiàn)有裕固族、藏族、漢族、蒙古族等16個民族.少數(shù)民族人口2.12萬，占56.5%；裕固族人口1.02萬，占27%.

肅南縣是一個少小民族裕固族聚居區(qū)域，相對漢族區(qū)域而言地域比較分散偏遠，學(xué)生分布在各個偏遠的牧區(qū)，有著很強的民族情感.由初中進入高中后，來自各牧區(qū)的學(xué)生進入陌生的學(xué)習(xí)環(huán)境，面臨學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，接受集體住宿集中管理的約束，要去適應(yīng)這種集體生活，顯得有些不適應(yīng).再加之課業(yè)負擔(dān)重，難度大，遠離父母的關(guān)心呵護，就漸漸產(chǎn)生了焦慮情緒、畏懼情緒和對學(xué)習(xí)的厭倦情緒.有的學(xué)生聽課注意力不集中，逃課上網(wǎng)，直至自動輟學(xué)，讓家長和老師很為之惋惜.

面對這一少部分學(xué)生的厭學(xué)情緒，最關(guān)鍵的是培養(yǎng)他們對學(xué)習(xí)的濃厚興趣.老師應(yīng)該從學(xué)生的角度出發(fā)，了解學(xué)生的需求，研究學(xué)生的個性差異，因材施教，穩(wěn)住學(xué)生的情緒，以取得好的教學(xué)效果.在日常教學(xué)中，教師要精心設(shè)計課堂，通過探索各種適應(yīng)新課程教學(xué)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，盡可能讓學(xué)生主動探究從而使教學(xué)更具實效性.

應(yīng)如何用新課改思維理念激發(fā)民族地區(qū)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望呢？

一、教師要立足學(xué)生實際情況，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的進而樹立學(xué)習(xí)信心

在教育教學(xué)中，立足社會生活這個大課堂，給學(xué)生介紹本民族地區(qū)的氣候地理自然資源豐富物產(chǎn)等特點，介紹裕固族悠久的歷史燦爛的文化，當(dāng)前改革開放建設(shè)成就，以及和發(fā)達地區(qū)、世界先進水平的差距.讓學(xué)生產(chǎn)生對自己民族的自豪感和自信心，肩負起發(fā)展本民族經(jīng)濟文化的責(zé)任感.如介紹代表肅南歷史文化的“格薩爾王傳”、優(yōu)美的自然風(fēng)景區(qū)馬蹄寺、文殊寺、玉水苑和中華裕固風(fēng)情走廊等重點景區(qū)；介紹肅南有耕地7萬畝和170萬公頃的草原.水資源豐富，年蘊藏量可以發(fā)電204萬千瓦.祁連山橫貫整個肅南縣全境，冰川總儲量非常大，達到了159億立方米，本縣現(xiàn)有有水源涵養(yǎng)林33萬公頃，我們總非常自豪的說這是河西地區(qū)乃至內(nèi)蒙古西部的“生命線”和“綠色水庫”.但在2015年7月4日，山洪暴發(fā)，幸好無人傷亡.恰好我們講到人教版高中《數(shù)學(xué)》選修2-3的《離散型隨機變量的均值與方差》，而第63頁的例3恰好就是防御洪水的一例.把某地改成肅南，此題學(xué)生很容易就理解了.例題講完，又給同學(xué)們講了，豐富的資源是肅南發(fā)展經(jīng)濟的巨大優(yōu)勢.要把這些資源優(yōu)勢變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢是需要依靠發(fā)達的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù).為此，需要我們認(rèn)真學(xué)習(xí)，掌握扎實的現(xiàn)代科學(xué)知識和現(xiàn)代化建設(shè)的本領(lǐng).

二、在數(shù)學(xué)課教學(xué)中要善于聯(lián)系肅南實際，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

如在學(xué)習(xí)解三角形時，課講完后，同學(xué)們還是不會做題，我就布置作業(yè)，測量肅南縣紅灣寺大經(jīng)輪的高，工具自備.同學(xué)們七嘴八舌的討論需要哪些工具，我只提醒借一只測角儀.2009年9月肅南縣斥巨資在縣城以南的樺樹林建造了一座大經(jīng)輪.放假回來，同學(xué)們給出了基本高度20米，和實際相差4.62米.同學(xué)們敘述了測量過程：首先用細棉線繩測量出了大經(jīng)輪的周長，測了三次，求了平均值，求出了大經(jīng)輪的直徑.其次，確定同一直線上兩點，用米尺測出兩點之間的距離，用測角儀分別在兩點處記錄與大經(jīng)輪頂所夾的角.然后，利用正弦定理求三角形的方法，求出大經(jīng)輪的高.這恰好就是我們?nèi)私贪娓咧小稊?shù)學(xué)》必修五第13頁的例3.同學(xué)們自然而然的學(xué)會了三角形的這種解法.在講等差數(shù)列時，例舉馬蹄寺臺階數(shù)，第一層5級，第二層10級，第三層15級，臺階數(shù)構(gòu)成了等差數(shù)列.知識的引入利用他們身邊的實例，不但自然貼切而且還極大地激發(fā)出了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.這一節(jié)課同學(xué)們討論的很熱烈，許多概念都基本討論出來了.本節(jié)課上的非常成功.在知識的教學(xué)中，以肅南廣袤的草原為情景，進行數(shù)學(xué)問題的教學(xué)設(shè)計，讓學(xué)生既親切又直觀，既接近實際生活，讓教學(xué)進入情感領(lǐng)域，又激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其興致盎然地進入探求新知識的心理狀態(tài)，要盡可能的憑借情境創(chuàng)設(shè)把知識傳授、能力培養(yǎng)和智力開發(fā)，以及情感態(tài)度價值觀教育有機地結(jié)合起來，從而促進學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高.

三、要打造高效課堂，多讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)自主探究，保持他們濃厚的學(xué)習(xí)興趣

在導(dǎo)入新課后，教師應(yīng)提出所要探究的問題，教給學(xué)生研究的方法，引導(dǎo)學(xué)生動手、動腦進行實驗觀察，找出材料所包含問題的信息.讓他們相互交流討論，充分發(fā)表自己的見解.學(xué)生通過積極參與，輕松地掌握所學(xué)知識，并為自己的收獲而高興，感到學(xué)習(xí)是一種輕松快樂的事.

數(shù)學(xué)教學(xué)要采用多種教法，最大限度調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要讓學(xué)生對課堂保持一種新鮮感.這就要求在新授課上教師應(yīng)該使用靈活多變的方法，要使用新課程教學(xué)的新方法新思路調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

四、課堂教學(xué)中讓每個學(xué)生都能展示自己的學(xué)習(xí)所得，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣

在學(xué)生思考和討論之后，教師結(jié)合自己已準(zhǔn)備好的新授課的教學(xué)設(shè)計，針對各學(xué)習(xí)小組提出的問題進行點撥、講解、評議.讓學(xué)生自己回答、展示課堂上學(xué)習(xí)所得，教師及時對各小組的表現(xiàn)進行評價；也可讓他們聯(lián)系自己生活的實際，談?wù)剬λ鶎W(xué)知識的感悟和啟發(fā)，升華出新知識來.尤其要發(fā)揮女生的語言優(yōu)勢，鼓勵女生多談學(xué)習(xí)體會.提高女生學(xué)習(xí)興趣，有意識地在例題教學(xué)或練習(xí)題中鼓勵并啟發(fā)她們進行“說題活動”. 多措并舉，激發(fā)學(xué)生的求知欲，能夠使自己的進步，及時得到老師的肯定，而變得樂學(xué)起來，讓課堂因師生互動而精彩.

五、做好課后輔導(dǎo)工作，讓學(xué)生溫故知新，使興趣之火持續(xù)燃燒

地理信息科學(xué)概念范文第2篇

1　地理科學(xué)在科學(xué)體系中的地位

錢學(xué)森在20世紀(jì)80-90年代逐步完成了總結(jié)全人類研究的科學(xué)體系。概括起來分11個門類、5大巨系統(tǒng)、4項建設(shè)（圖1、圖2、圖3、表1），下面分別表述原著與解解的內(nèi)容。

附圖

圖1　錢學(xué)森論人類的知識體系

Fig.1 The statement of human knowledge system by Qian Xuesen

錢學(xué)森將當(dāng)今人類對科學(xué)知識的體系，分為數(shù)學(xué)科學(xué)、自然科學(xué)、地理科學(xué)、社會科學(xué)、建筑科學(xué)、軍事科學(xué)、人體科學(xué)、思維科學(xué)、行為科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與美學(xué)11個體系。對上述人類知識體系解讀，可以將自然科學(xué)、社會科學(xué)和地理科學(xué)作為客體世界的主要研究對象；而人體科學(xué)、思維科學(xué)和行為科學(xué)作為人類主體的主要研究對象；建筑科學(xué)界于客體與主體科學(xué)之間；軍事科學(xué)實際上是指謀略科學(xué)（包括經(jīng)濟、政治、軍事等），是在掌握所有科學(xué)基礎(chǔ)上的智慧較量；美學(xué)是縱貫于各個學(xué)科的；數(shù)學(xué)科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)是橫貫于各個學(xué)科的。因此有以下的科學(xué)分類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（圖2）。

附圖

圖2　科學(xué)分類的網(wǎng)絡(luò)體系

Fig.2 The network system of science classification

在五個開放的、復(fù)雜巨系統(tǒng)中（圖3），地理系統(tǒng)與星系系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)并列，其中的物理、地理、事理、人理、腦理中的“理”都是指研究的“規(guī)律”。

錢學(xué)森提出的社會主義總體設(shè)計部（表1）中，除了政治文明建設(shè)、物質(zhì)文明建設(shè)、精神文明建設(shè)外，特別提出地理建設(shè)，筆者將其修改為地理系統(tǒng)工程，并增加了人口、科教、城鎮(zhèn)、資源、災(zāi)害、產(chǎn)業(yè)。

表1　社會主義建設(shè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（略有修改）

Tablel The system structure of socialism construction

附圖

2　地理信息科學(xué)

20世紀(jì)70年代以來，隨著航天技術(shù)的迅猛發(fā)展，來自外層空間的遙感、遙測、定位、通訊信息海量地增加；隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，處理與解決這些海量數(shù)據(jù)的能力大幅度地提高。地理信息系統(tǒng)、地理專家系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)應(yīng)運而生，使得地理信息科學(xué)首先獲得發(fā)展的機會。正是地理信息科學(xué)這門用高新技術(shù)武裝起來的技術(shù)科學(xué)的發(fā)展，帶動了整個地理科學(xué)的建立與發(fā)展。

附圖

圖3　五個開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

Fig.3 Five open complex giant system

地理信息科學(xué)的主要內(nèi)容就是天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括航天信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（外層空間衛(wèi)星之間的信息網(wǎng)絡(luò)）、地面的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、天地之間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分，是有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)連通的一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1998年筆者發(fā)表了“航天信息與地理信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其應(yīng)用”的論文[5]，2002年又發(fā)表了“論地理信息科學(xué)的發(fā)展”[6]一文。兩篇論文基本上代表了地理信息科學(xué)的創(chuàng)始與發(fā)展，當(dāng)前各行各業(yè)都在進行數(shù)字化或信息化的建設(shè)，實際上都是天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)中的部分子網(wǎng)絡(luò)或子系統(tǒng)。地理信息科學(xué)中最重要的原創(chuàng)性的成果是遙感信息模型與地理信息編碼模型。

隨著遙感信息的大量獲取，數(shù)學(xué)家以模式識別為工具對遙感信息進行圖像處理與分類，使用的數(shù)學(xué)工具主要是數(shù)理統(tǒng)計的方法，把遙感信息看成是沒有成因關(guān)系的隨機變量；物理學(xué)家則把獲取遙感的物理過程視為遙感信息的成因，因此采用反演的方法，使用輻射傳輸方程為主的數(shù)學(xué)工具，事實上不承認(rèn)地理現(xiàn)象的不確定性；大多數(shù)地理學(xué)家將遙感信息當(dāng)成系列成圖的基礎(chǔ)信息，快速、準(zhǔn)確地制作系列地圖。地圖是符號系統(tǒng)，其信息量遠不可與遙感信息量比較，地圖學(xué)家把遙感信息轉(zhuǎn)化成符號系統(tǒng)的系列圖譜。遙感信息模型則是將地理復(fù)雜現(xiàn)象中的非遙感信息轉(zhuǎn)變?yōu)闅w一化的影像信息，與遙感信息一起用方程、統(tǒng)計與相似準(zhǔn)則結(jié)合，也即演繹邏輯、歸納邏輯與類比邏輯結(jié)合；確定性與不確定性（包括隨機的不確定性、模糊的不確定性、灰色的不確定性、分形的不確定性）辯證統(tǒng)一；圖像與方程（一個像元或一個圖斑、一個方程）耦合；抽象思維與形象思維互動而建立起來的一種地理復(fù)雜信息模型[7-9]。這種信息模型只有在遙感技術(shù)的推動下才有可能產(chǎn)生。這種信息模型是遙感信息與地理信息連接的紐帶。

地理信息系統(tǒng)本來就是為了制作地圖而創(chuàng)建的，因此地圖學(xué)家將從遙感中提取的系列地圖存入地理信息系統(tǒng)，是順理成章的。但是這種地理信息系統(tǒng)無論空間分析功能多么強大，也不可能進行模型計算，外掛、內(nèi)嵌種種方式都不可能解決直接進行模型計算問題。系列地圖存入計算機的圖形庫時，信息又是冗余的，因此帶來一系列與計算機技術(shù)發(fā)展格格不入的疑難，最為典型的是數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)挖掘說明存在數(shù)據(jù)庫中的信息有冗余。遙感信息模型的運算要求地理信息系統(tǒng)可以直接進行模型計算，由此地理信息編碼模型應(yīng)運而生[10，11]。傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)以圖形的疊合(Overlay)為主；而能夠進行遙感信息模型運算的地理信息系統(tǒng)則以像元或圖斑中的多位編碼的抽取(Extract)為主。這又是完全相反的途徑。地理信息編碼模型還是地理定量信息與定性信息轉(zhuǎn)化的紐帶，也是地理信息系統(tǒng)中屬性庫與地理專家系統(tǒng)中知識庫聯(lián)系的橋梁。

總之，天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，研究這個巨系統(tǒng)的地理信息科學(xué)的內(nèi)容遠遠超過了3S(Remote Sensing，Global Positioning System，Geographical Information System)的范圍，而是以天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為核心的天—地—人—機系統(tǒng)。地理信息科學(xué)雖然是從屬于地理科學(xué)的技術(shù)科學(xué)，但是地理信息科學(xué)的誕生與發(fā)展是引領(lǐng)地理科學(xué)成長的核心力量，因此本刊更名時，將地理信息科學(xué)與地理科學(xué)相提并論，突出了地理信息科學(xué)的重要性。

3　地理系統(tǒng)工程

地理系統(tǒng)工程當(dāng)前尚未被廣泛認(rèn)識，已經(jīng)認(rèn)識到的也僅僅是系統(tǒng)工程在地理學(xué)中的應(yīng)用。當(dāng)?shù)乩硇畔⒖茖W(xué)中的模型在實踐中應(yīng)用時，必然會涉及地理系統(tǒng)工程的可操作性。地理遙感復(fù)雜信息模型的建立，可以進行定量預(yù)報和回溯，因此為地理系統(tǒng)工程打下了工程的基礎(chǔ)。國民經(jīng)濟的主戰(zhàn)場主要包括人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害、城鎮(zhèn)、基建、產(chǎn)業(yè)等8個方面，這8個方面是互動的。中國的人口問題、西部開發(fā)問題、21世紀(jì)水資源問題、能源問題、洪旱災(zāi)害問題、環(huán)境問題、生態(tài)農(nóng)業(yè)問題、城鎮(zhèn)體系問題、基建布局問題、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)整問題以及相互之間的協(xié)調(diào)發(fā)展問題，無不屬于地理系統(tǒng)工程。

地理現(xiàn)象是復(fù)雜現(xiàn)象，地理系統(tǒng)是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。當(dāng)研究西部開發(fā)時，如果國家各個部門各行其是，石油開發(fā)只考慮石油開采與輸送管道；交通只考慮公路建設(shè)；鐵路只考慮鐵路建設(shè)；水利只考慮南水北調(diào)問題；城鎮(zhèn)建設(shè)只考慮城市規(guī)劃等，那么整體的西部地區(qū)有可能產(chǎn)生許多事倍功半的現(xiàn)象，例如修了公路沒有物資運輸；城市居民結(jié)構(gòu)不盡合理；勞動力與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不配套等。錢學(xué)森的社會主義總體設(shè)計部就是要把地理系統(tǒng)工程與政治文明建設(shè)、物質(zhì)文明建設(shè)、精神文明建設(shè)系統(tǒng)地結(jié)合起來，地理系統(tǒng)工程僅是其中的一個子系統(tǒng)。而人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害、城鎮(zhèn)、基建、產(chǎn)業(yè)是地理系統(tǒng)工程中的子系統(tǒng)。人口中的數(shù)量、素質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分布是人口系統(tǒng)中的要素；資源中的礦產(chǎn)資源、水資源、生物資源、土資源、大氣資源等又是資源系統(tǒng)中的子系統(tǒng)；大氣環(huán)境、水環(huán)境、土環(huán)境、生物環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境是環(huán)境系統(tǒng)的子系統(tǒng)；交通、鐵路、航運、航空、供排水、供電、供氣、供暖、電訊、電視、計算機網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)建設(shè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)等。系統(tǒng)嵌套系統(tǒng)，分層次子系統(tǒng)與交叉子系統(tǒng)，構(gòu)成完整的、開放的、復(fù)雜的巨系統(tǒng)。

研究開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法，首先是將系統(tǒng)分解為多層次的子系統(tǒng)，明確其中的交叉子系統(tǒng)；其次是從定性到定量地確定子系統(tǒng)中各個要素與指標(biāo)體系；第三是根據(jù)指標(biāo)（相似準(zhǔn)則）建立模型進行預(yù)測預(yù)報；最后是檢驗該巨系統(tǒng)的效益與效率。當(dāng)前大多數(shù)是分別研究人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害、城鎮(zhèn)、基建、產(chǎn)業(yè)等子系統(tǒng)，在一個地區(qū)全面研究區(qū)域地理系統(tǒng)工程的有效實例不多，區(qū)域經(jīng)濟地理的研究還遠遠夠不上地理系統(tǒng)工程。筆者曾在2000年底提出中國水資源、水災(zāi)害、水環(huán)境、生產(chǎn)用水、生活用水統(tǒng)一解決的洪水充分利用，全國水系網(wǎng)絡(luò)化與渤海淡化的地理系統(tǒng)工程，中國科技報曾進行報道，之后筆者在“21世紀(jì)黃河系統(tǒng)工程方略”一文中進行闡述，首先所能進行的研究是虛擬地理系統(tǒng)工程。全國水系網(wǎng)絡(luò)化與渤海淡化是21世紀(jì)的世紀(jì)工程，尚需有識之士共識，廣泛地深入研究，進一步的論證。轉(zhuǎn)貼于

如果沒有以高新技術(shù)武裝起來的地理信息科學(xué)的支撐，研究復(fù)雜的地理系統(tǒng)工程就是空想，然而所幸的是人們已經(jīng)掌握了地理信息科學(xué)的許多關(guān)鍵技術(shù)，地理系統(tǒng)工程的實踐指日可待。

4　理論地理科學(xué)

地理信息科學(xué)一方面可以進一步為地理系統(tǒng)工程提供研究方法與手段；另一方面又為理論地理科學(xué)提供技術(shù)基礎(chǔ)。從遙感信息模型發(fā)展到地理復(fù)雜信息模型再到地理數(shù)學(xué)[8]，為理論地理科學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

理論地理科學(xué)中首要的是建立開放的復(fù)雜巨地理系統(tǒng)的理論；其次是地理類比的廣義相似理論[13]；第三是一般地理復(fù)雜模型理論與地理數(shù)學(xué)；第四是地理數(shù)學(xué)在部門地理—部門子地理系統(tǒng)工程與區(qū)域地理—區(qū)域地理系統(tǒng)工程中的應(yīng)用。理論地理科學(xué)如果不能指導(dǎo)部門子地理系統(tǒng)工程的研究和區(qū)域地理系統(tǒng)工程的研究，那么就失去了理論意義。

如果沒有以高新技術(shù)武裝起來的地理信息科學(xué)的支撐，研究理論地理科學(xué)也是空想，然而所幸的是人們已經(jīng)掌握了地理信息科學(xué)的許多關(guān)鍵技術(shù)，理論地理科學(xué)的建立指日可待。

5　地理科學(xué)在可持續(xù)發(fā)展信息社會中的作用

地理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了“地理環(huán)境決定論”、“人類中心主義”，然后達到了地理科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展的階段。地球上人類消耗的資源、能源是極其不平衡的，按照發(fā)達國家的水平，一個地球是滿足不了全人類的需求的。可持續(xù)發(fā)展只有在信息社會中才能實現(xiàn)，人類一方面需要依靠科學(xué)技術(shù)開發(fā)資源，如太陽能的利用，靠基因工程使綠色植被更多地利用太陽輻射，靠納米技術(shù)直接轉(zhuǎn)化太陽能為電能；另一方面是靠信息技術(shù)節(jié)省資源、能源，如天地信息一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就是信息社會的重要支柱之一，靠航天技術(shù)獲取外層空間信息源，靠計算機技術(shù)建立信息網(wǎng)絡(luò)。由此可見，地理信息科學(xué)在可持續(xù)發(fā)展信息社會中的作用[14]。隨著地理信息科學(xué)的發(fā)展，地理系統(tǒng)工程與理論地理科學(xué)的發(fā)展，將為國民經(jīng)濟的主戰(zhàn)場做出重要的貢獻。

由上分析，可見地理科學(xué)與地理信息科學(xué)已經(jīng)被廣泛共識，地理系統(tǒng)工程與理論地理科學(xué)的發(fā)展尚不夠充分，因此本刊更名為“地理與地理信息科學(xué)”是適時的，是既有繼承性又有發(fā)展性的；是既有前瞻性又有現(xiàn)實性的。在這里我們希望地理科學(xué)界的同仁，切不要輕視技術(shù)，高新技術(shù)恰恰是新理論、新應(yīng)用的強大推動力。

參考文獻

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地理信息科學(xué)概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃；專業(yè)定位；課程體系；信息科學(xué)

中圖分類號：G6420文獻標(biāo)志碼：A文章編號：

10052909（2015）02002805

資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是1998年教育部根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展的需要和學(xué)科發(fā)展的形勢而設(shè)立的專業(yè)，發(fā)展至今，出現(xiàn)專業(yè)定位模糊，廣度大深度小，就業(yè)競爭力受限等諸多尷尬問題[1]。2012年，教育部第四次修訂《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》（下簡稱《目錄》），原資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)被拆分為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理與資源環(huán)境兩個專業(yè)。2013年，人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)招收第一屆本科生。該專業(yè)教育在國內(nèi)剛剛起步，探索人才培養(yǎng)方法還是一個嶄新的課題。

南京郵電大學(xué)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，除同樣面臨新專業(yè)設(shè)置之初的機遇與挑戰(zhàn)外，還有其獨特的發(fā)展背景。2013年10月，經(jīng)江蘇省政府研究并報教育部批準(zhǔn)，南京郵電大學(xué)、南京人口管理干部學(xué)院實行合并辦學(xué)，組建新的南京郵電大學(xué)。在此之前，資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是南京人口管理干部學(xué)院特色專業(yè)之一，2002年開始招生，已有11年的辦學(xué)歷史，并已形成學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)合理，涵蓋地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)、人口學(xué)等專業(yè)方向的教學(xué)科研團隊。2013年，根據(jù)《目錄》（2012版）要求，該專業(yè)開始

轉(zhuǎn)型，招收人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃

專業(yè)第一屆本科生。合校前后，專業(yè)所依托的院校學(xué)科基礎(chǔ)全然不同，依據(jù)新南郵的學(xué)科特色構(gòu)建專業(yè)培養(yǎng)體系成為專業(yè)發(fā)展必須認(rèn)真研究的課題。

文章從教育部的專業(yè)導(dǎo)向、人才市場需求兩方面梳理人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)基礎(chǔ)定位。結(jié)合南京郵電大學(xué)自身特色，以大數(shù)據(jù)時代智慧城市的建設(shè)與應(yīng)用要求為導(dǎo)向，尋求信息科學(xué)與地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)的結(jié)合點，并據(jù)此提出以信息科學(xué)應(yīng)用為特色的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構(gòu)建原則與核心框架。

一、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)定位基本要求

人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)基礎(chǔ)定位應(yīng)重點考慮兩方面要素：一是教育部設(shè)置該專業(yè)的目標(biāo)與要求，二是社會對專業(yè)人才的需求。

（一）專業(yè)設(shè)置導(dǎo)向

地理學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)是我國城鄉(xiāng)規(guī)劃人才培養(yǎng)的兩大主要來源[2]。前者以南京大學(xué)、中山大學(xué)、北京大學(xué)、華東師范大學(xué)等傳統(tǒng)地理強校為代表，主攻宏觀層面規(guī)劃，擅長理論探索、機理剖析與經(jīng)濟社會綜合分析；后者以清華大學(xué)、東南大學(xué)、天津大學(xué)等建筑學(xué)老八校建筑老八校指之初最早開設(shè)建筑學(xué)、城市規(guī)劃相關(guān)專業(yè)的八所高校，包括清華大學(xué)、東南大學(xué)、同濟大學(xué)、天津大學(xué)、華南理工大學(xué)、重慶建筑大學(xué)（已并入重慶大學(xué)）、哈爾濱建筑大學(xué)（已并入哈爾濱工業(yè)大學(xué)）和西安建筑科技大學(xué)。

為代表，主攻微觀層面規(guī)劃，擅長空間設(shè)計與形體表達。兩者各具特色，各有專攻。

1998版《目錄》中涉及城鄉(xiāng)規(guī)劃的專業(yè)有地理科學(xué)類下屬的“資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理”和土建類下屬的“城市規(guī)劃”。這一專業(yè)設(shè)置與上述兩大源頭相對應(yīng)。2012年《目錄》調(diào)整，城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)專業(yè)仍為兩個，一是地理科學(xué)類下屬的“人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃”，二是建筑類下屬的“城鄉(xiāng)規(guī)劃”。與1998版《目錄》相比，保留了地理、建筑兩個學(xué)科門類下的城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)專業(yè)設(shè)置，但將原資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)拆分為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然地理與資源環(huán)境兩專業(yè)。結(jié)合2012版《普通高等學(xué)校本科專業(yè)介紹》（見表1）不難發(fā)現(xiàn)，教育部認(rèn)可并引導(dǎo)地理學(xué)、建筑學(xué)下兩規(guī)劃專業(yè)各自特色發(fā)展。地理學(xué)下屬的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，應(yīng)區(qū)別于工學(xué)下屬的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)，做到強化主線，收縮口徑，夯實基礎(chǔ)，對口應(yīng)用——立足宏觀、中觀區(qū)域?qū)用?，以地理學(xué)理論為基礎(chǔ)，強化綜合分析能力培養(yǎng)。（二）人才應(yīng)用需求

教育部為人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)設(shè)置的發(fā)展導(dǎo)向是否適應(yīng)市場對規(guī)劃類人才的需求，是專業(yè)定位必須要論證的第二重標(biāo)準(zhǔn)。

如將城鄉(xiāng)規(guī)劃系統(tǒng)細分，可分為規(guī)劃編制與規(guī)劃管理兩個方面。僅就規(guī)劃管理來說，地理學(xué)專業(yè)背景的規(guī)劃工作者往往具有相對綜合的專業(yè)知識儲備和縝密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力，具備作為管理者的全局意識與綜合協(xié)調(diào)能力。

規(guī)劃編制工作又可分為宏觀、中觀、微觀等不同的區(qū)域尺度層面。具有地理學(xué)專業(yè)背景的規(guī)劃工作者擅長區(qū)域分析與經(jīng)濟、社會綜合分析，在區(qū)域規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等宏觀層面規(guī)劃中發(fā)揮核心作用并承擔(dān)大部分工作，在控制性詳細規(guī)劃這一中觀尺度規(guī)劃工作中也能發(fā)揮重要作用。

針對具體某項規(guī)劃工作，其工作流程又可劃分為規(guī)劃分析、規(guī)劃方案與成果表達三個步驟。在成果表達的制圖工作中，地理學(xué)背景規(guī)劃工作者確有一定劣勢。但在規(guī)劃分析和方案設(shè)計階段，地理學(xué)背景規(guī)劃工作者發(fā)揮的作用與建筑學(xué)背景規(guī)劃工作者旗鼓相當(dāng)。

綜上，地理學(xué)背景規(guī)劃工作者往往具有系統(tǒng)全面的知識儲備和突出的綜合分析能力，在各類規(guī)劃工作中發(fā)揮重要作用（見圖1），不可或缺。強化地理學(xué)基礎(chǔ)、重視機理分析能力培養(yǎng)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)要求也完全符合市場對專業(yè)人才的實際需求。

二、信息科學(xué)與地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)學(xué)科融合的理論與實踐基礎(chǔ)

（一）地理信息系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)科學(xué)是地理學(xué)中的重要分支，作為空間科學(xué)與信息科學(xué)的重要結(jié)合點，技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用已較為成熟。與CAD等繪圖軟件相比，GIS（地理信息系統(tǒng)）工具的特點與優(yōu)勢在于空間數(shù)據(jù)的組織、管理與分析，能夠有效管理和處理海量數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。某種程度上可認(rèn)為是繪圖軟件與統(tǒng)計分析軟件的集成。

在美國，GIS已成為專業(yè)規(guī)劃師的標(biāo)準(zhǔn)工具，脫離GIS的規(guī)劃編制、規(guī)劃管理幾乎不存在，GIS用于地圖處理、規(guī)劃管理、分析與決策支持、公眾參與等方面[3]。在我國，GIS在規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用相對有限& mdash;—在規(guī)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)建中應(yīng)用廣泛，在規(guī)劃編制中應(yīng)用較為粗淺，主要用于自然地理環(huán)境要素分析與公共服務(wù)設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃選址分析。規(guī)劃工作者如能全面掌握地理信息系統(tǒng)原理及其軟件的規(guī)劃領(lǐng)域系統(tǒng)應(yīng)用，則能順應(yīng)這一趨勢，在規(guī)劃工作中更好地發(fā)揮作用。

（二）大數(shù)據(jù)時代海量空間數(shù)據(jù)的獲取與處理

與發(fā)展成熟但應(yīng)用不足的地理信息系統(tǒng)分析方法相比，大數(shù)據(jù)時代空間數(shù)據(jù)獲取與應(yīng)用則呈現(xiàn)出海量數(shù)據(jù)、先進技術(shù)與跨學(xué)科創(chuàng)新思維三大特征《大數(shù)據(jù)時代——生活、工作與思維的大變革》中指出，數(shù)據(jù)本身、技能與思維是大數(shù)據(jù)價值鏈的三個構(gòu)成。 。

隨著信息網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，百度、谷歌等搜索引擎，阿里、京東、亞馬遜等電子商務(wù)公司與騰訊等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運營商掌握海量用戶數(shù)據(jù)。隨著智慧城市理論的興起與“物聯(lián)網(wǎng)”的建設(shè)，行政管理機構(gòu)也將成為大數(shù)據(jù)的掌控者。海量數(shù)據(jù)如何提升城鄉(xiāng)規(guī)劃的科學(xué)性與適用性，大數(shù)據(jù)如何為規(guī)劃所用，相關(guān)研究也陸續(xù)展開。

國內(nèi)外有學(xué)者通過挖掘網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、居民行為數(shù)據(jù)，對居民時空行為、城市空間與城市等級體系進行研究[4]。如以百度指數(shù)為依據(jù)對比分析城市間聯(lián)系強度[5]，通過微博數(shù)據(jù)挖掘分析網(wǎng)絡(luò)社會空間特征[6]等?？臻g數(shù)據(jù)的采集與分析已從利用單一GIS 軟件向多種信息設(shè)備相結(jié)合的階段轉(zhuǎn)變[4]。

針對智慧城市的建設(shè)熱潮，國內(nèi)有學(xué)者積極開展現(xiàn)行規(guī)劃體系的“智慧”響應(yīng)探索，提出在區(qū)域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃及詳細規(guī)劃三大層次的規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)用智慧城市數(shù)據(jù)信息、融入智慧城市建設(shè)理念的思路與要點[7]。如城鎮(zhèn)體系規(guī)劃層次借由新信息技術(shù)強大的數(shù)據(jù)分析能力充分挖掘區(qū)域內(nèi)各城市優(yōu)勢發(fā)展的方向與重點，城市總體規(guī)劃層次應(yīng)考慮采取合適的路網(wǎng)形式，合理規(guī)劃智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施等。

這一背景要求規(guī)劃工作者不斷學(xué)習(xí)新的數(shù)據(jù)獲取與挖掘方法，探索并掌握大數(shù)據(jù)規(guī)劃應(yīng)用的方式途徑。

三、以信息科學(xué)應(yīng)用為特色的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構(gòu)建

（一）基本原則

南京郵電大學(xué)的人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)發(fā)展，應(yīng)在滿足專業(yè)基礎(chǔ)定位要求的同時，結(jié)合院校優(yōu)勢學(xué)科——信息科學(xué)、地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)三者的交叉領(lǐng)域，以地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)為基礎(chǔ)，以信息科學(xué)應(yīng)用為特色。其課程體系構(gòu)建應(yīng)遵循夯實地理學(xué)基礎(chǔ)、圍繞規(guī)劃應(yīng)用主線、突出空間信息挖掘與分析能力培養(yǎng)的原則。

1.夯實地理學(xué)基礎(chǔ)

地理學(xué)基礎(chǔ)理論、方法與分析能力的培養(yǎng)是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)區(qū)別于工學(xué)下屬城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的核心內(nèi)容，體現(xiàn)專業(yè)定位的基本要求。通過基礎(chǔ)必修課程學(xué)習(xí)，了解地理學(xué)基礎(chǔ)理論框架與范疇、邊界與特色，掌握學(xué)科基本概念、理論與方法，是專業(yè)人才培養(yǎng)的根基。課程設(shè)置中，自然地理學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)、人文地理學(xué)等地理學(xué)基礎(chǔ)課程必不可少。

2.突出空間信息挖掘與分析特色

大數(shù)據(jù)時代，應(yīng)強化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘與信息設(shè)備數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析等理論方法的學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)。為此，應(yīng)以數(shù)學(xué)、計算機、網(wǎng)絡(luò)等知識系統(tǒng)強化為基礎(chǔ)，通過設(shè)置地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用等與地理、空間規(guī)劃相關(guān)的信息技術(shù)類課程，培養(yǎng)學(xué)生的空間數(shù)據(jù)獲取與分析能力。

3.圍繞規(guī)劃應(yīng)用主線

無論是地理學(xué)基礎(chǔ)分析能力的培養(yǎng)還是空間數(shù)據(jù)獲取與分析能力的訓(xùn)練，最終應(yīng)落實到進行空間分析、指導(dǎo)空間規(guī)劃上來。城鄉(xiāng)規(guī)劃應(yīng)用是專業(yè)教育知識體系構(gòu)建的主線，相關(guān)課程設(shè)置與能力培養(yǎng)都應(yīng)圍繞這一主線展開。因此，城鄉(xiāng)規(guī)劃基礎(chǔ)知識的全面系統(tǒng)掌握對于夯實專業(yè)的基礎(chǔ)定位至關(guān)重要。為使學(xué)生對城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域基本概念、理論、研究方法等有相對全面系統(tǒng)的認(rèn)識，城市規(guī)劃原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)導(dǎo)論等應(yīng)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置。

（二）課程體系框架設(shè)計

以上述原則為依據(jù)，結(jié)合南京郵電大學(xué)學(xué)科設(shè)置特色與要求，初步設(shè)定人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)核心課程體系。該體系包含專業(yè)基本知識、專業(yè)特色知識兩大模塊，從通識教育、專業(yè)教育兩個層面設(shè)置課程（見圖2）。其中，專業(yè)基本知識模塊強化地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)基礎(chǔ)理論與方法的學(xué)習(xí)，專業(yè)特色知識模塊突出空間信息獲取與分析特色技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

通識教育層面，設(shè)置高等數(shù)學(xué)、高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等課程。除高等數(shù)學(xué)外，其他課程均為學(xué)校特色公共基礎(chǔ)課程。此類課程為培養(yǎng)空間數(shù)據(jù)獲取與分析能力奠定了扎實的數(shù)理基礎(chǔ)。

專業(yè)教育層面，將自然地理學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)、人文地理學(xué)、城市規(guī)劃原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)導(dǎo)論、地理信息系統(tǒng)原理等全面系統(tǒng)介紹學(xué)科基礎(chǔ)理論、概念、方法的課程設(shè)置為專業(yè)基礎(chǔ)課程，將城市地理學(xué)、計量地理學(xué)、人口地理學(xué)、城市總體規(guī)劃、村鎮(zhèn)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計等深入介紹分支學(xué)科發(fā)展及強化實踐應(yīng)用的課程設(shè)定為專業(yè)課程。

這一課程體系僅就專業(yè)核心課程進行設(shè)定。在核心課程之外，可根據(jù)需求選擇性設(shè)置地圖學(xué)、城市經(jīng)濟學(xué)、城市社會學(xué)、社會調(diào)研方法等輔助課程，有助于學(xué)生全面系統(tǒng)掌握專業(yè)分析研究方法。具體課程體系建設(shè)中，還需針對課程設(shè)置順序、各學(xué)期學(xué)時與學(xué)分安排、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計、教學(xué)大綱編寫等深入研究。

四、結(jié)語

目前在人文地理、城鄉(xiāng)規(guī)劃的研究與實踐領(lǐng)域，空間信息采集、挖掘與分析技術(shù)應(yīng)用相對粗淺，存在領(lǐng)域狹小，工具單一，深度不足等問題。但隨著大數(shù)據(jù)時代生活、工作方式的變革與智慧城市建設(shè)的深化，基于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的空間分析思維與技術(shù)必將在規(guī)劃領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。面向應(yīng)用的人才培養(yǎng)，應(yīng)考慮增加信息類課程的設(shè)置以迎接大數(shù)據(jù)時代海量數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的挑戰(zhàn)，而信息技術(shù)類專業(yè)，應(yīng)針對不同領(lǐng)域的需求，增補相應(yīng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識課程。如面向智慧城市建設(shè)應(yīng)用的信息技術(shù)類專業(yè)人才，應(yīng)對規(guī)劃原理、規(guī)劃基本分析方法等城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域基礎(chǔ)知識有所了解。

上述背景下，文章結(jié)合人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的發(fā)展定位和信息技術(shù)的學(xué)科優(yōu)勢，提出專業(yè)課程體系構(gòu)建原則，為后續(xù)學(xué)校本專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置擬定思路，并為其他院校該專業(yè)發(fā)展提供借鑒。

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地理信息科學(xué)概念范文第4篇

關(guān)鍵詞 ：地理信息系統(tǒng) 發(fā)展 應(yīng)用

1.地理信息系統(tǒng)的定義與發(fā)展目標(biāo)

地理信息系統(tǒng)（GIS， Geographic Information System）是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值[1]。

國家測繪地理信息局日前印發(fā)了《測繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱要》，目標(biāo)是到2015年，建成數(shù)字中國地理空間框架和信息化測繪體系。規(guī)劃還提出，爭取把地理信息產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。統(tǒng)計顯示，截至“十一五”末，我國地理信息產(chǎn)業(yè)總值突破1000億元；而到“十二五”末，這一數(shù)字有望突破2000億元。倍增的規(guī)模將給地理信息產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)帶來巨大的市場空間。

2.地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)主要有五個部分構(gòu)成，及硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)庫、空間分析模型和系統(tǒng)管理人員、系統(tǒng)開發(fā)人員和數(shù)據(jù)處理及分析人員。其中，核心部分是硬件、軟件系統(tǒng)[2]。

2.1 硬件系統(tǒng)

計算機硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的實際物理裝置的總稱。是構(gòu)成GIS的物理外殼。根據(jù)句構(gòu)成GIS規(guī)模的不同，分為基本設(shè)備和擴展部分兩大部分?；静糠职ㄓ嬎銠C主機、存儲部分、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。擴展設(shè)備部分包括解析測圖儀、圖像處理系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實與仿真系統(tǒng)、各類測繪儀器、GPS、數(shù)據(jù)通信端口、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。它們用于配置GIS的單機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等不同規(guī)模模式。以及以此為基礎(chǔ)的一半GIS應(yīng)用系統(tǒng)、導(dǎo)航GPS系統(tǒng)和能夠與傳感設(shè)備聯(lián)動的GIS。

（1）GIS單機系統(tǒng)模式。GIS單機系統(tǒng)是一臺計算機為核心，由存儲設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備共同組成的GIS硬件系統(tǒng)，提供單用戶操作。

（2）GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式是有計算機企業(yè)網(wǎng)、服務(wù)器群、客戶機群、磁盤存儲系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等支持客戶/服務(wù)器（C/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供一個機構(gòu)內(nèi)的多用戶操作。

（3）GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式是有因特網(wǎng)、服務(wù)器群、客戶機群、磁盤存儲系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等支持瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供因特網(wǎng)上許可用戶的多用戶操作。一般是由企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)共同組成的客戶/服務(wù)器，瀏覽器/服務(wù)器的混合模式。

2.2 軟件系統(tǒng)

GIS的軟件系統(tǒng)構(gòu)成了GIS的核心，關(guān)系到GIS的功能。GIS軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)按照從高到低分為，GIS與用戶的接口、通信軟件（用戶界面、通信軟件）；

GIS應(yīng)用功能（二次開發(fā)系統(tǒng)）；GIS基本功能軟件（商業(yè)化的GIS工作平臺）；

標(biāo)準(zhǔn)軟件（圖形圖像處理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、系統(tǒng)庫、程序設(shè)計等）；網(wǎng)絡(luò)管理軟件、工具軟件；操作系統(tǒng)。

GIS基本功能軟件是由GIS軟件商開發(fā)的，提供GIS基本功能和開發(fā)環(huán)境的商

業(yè)軟件。多數(shù)GIS工程應(yīng)用首先是基于這個商業(yè)平臺，經(jīng)過二次開發(fā)來完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占據(jù)GIS市場的主導(dǎo)地位。當(dāng)前，GIS軟件可運行于Unix，WindowsXP、等操作系統(tǒng)，多數(shù)軟件都提供不同的操作系統(tǒng)的軟件版本。

根據(jù)GIS概念和功能，GIS基本軟件由六大子系統(tǒng)組成，即空間數(shù)據(jù)輸入與格式轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、圖形與屬性編輯子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲與管理子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理與空間分析子系統(tǒng)、空間輸出與表示子系統(tǒng)和用戶接口。

3.地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)按照應(yīng)用模式可以分為兩類[3]：一是，科學(xué)研究工具。對于科學(xué)計算結(jié)果的獲得和分析，把GIS作為科學(xué)研究的輔助手段。它主要應(yīng)用于有關(guān)地學(xué)領(lǐng)域的科研項目研究中。它不僅需要用到GIS通用軟件所提供的功能，還要用到各種專業(yè)分析模型。二是，辦公服務(wù)系統(tǒng)。辦公服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用于涉及空間數(shù)據(jù)的政府部門以及企業(yè)，以提高管理效率、制定好的決策和實現(xiàn)組織目標(biāo)。

3.1 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃

根據(jù)農(nóng)作物生長發(fā)育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區(qū)劃片的，在某種農(nóng)作物的氣候可種植區(qū)內(nèi)還有不同的地物類型，不同的農(nóng)作物要求不同的地理環(huán)境。

3.2 城市大氣污染模擬

基于GIS建立大氣污染擴散模型，1）模擬污染物的空間分布，評價不同區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量；2）將污染物空間分布與人口密度空間進行復(fù)合分析，確定受污染影響的人口數(shù)目；3）預(yù)測在給定氣象條件下污染物的空間分布；4）確定不同點源對整個研究區(qū)污染總量的貢獻；5）為污染整治，如降低排放量、甚至關(guān)閉某些污染源，提供決策依據(jù)；6）如果要增加污染點源，可以比較不同的方案（如煙囪的位置，高度等），從中選擇最優(yōu)方案；7）在城市規(guī)劃時，作為確定不同用地（居住、工業(yè)、商業(yè)等）的分布。

4.結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)是近20年來新興的一門集地理學(xué)、計算機、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)、遙感技術(shù)方面的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作，能在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、災(zāi)害、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的政府部門、金融機構(gòu)、公司、高校、規(guī)劃設(shè)計院所，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。

參考文獻：

[1] 楊開忠，沈體雁.試論地理信息科學(xué)[J].地理研究.1999（03）

[2] 張青鎖.地理信息系統(tǒng)介紹[J].河南地質(zhì).2000（D3）

[3] 馬藹乃.論地理科學(xué)的發(fā)展[J].北京大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.1996（01）

地理信息科學(xué)概念范文第5篇

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；發(fā)展歷程；應(yīng)用開發(fā)；數(shù)字城市

中圖分類號：C922 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

地理信息系統(tǒng) ( Geographical Information System ,GIS) 地理信息系統(tǒng)技術(shù)是一種采集、 處理、傳輸、存儲、管理、查詢檢索、分析、表達和應(yīng)用地理信息的計算機系統(tǒng)，也稱為空間數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)。它通過對空間和時間數(shù)據(jù)信息的組織管理和處理分析，可以滿足使用者對研究對象的分析、評價和決策是集計算機科學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興邊緣學(xué)科。

1 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程

地理信息系統(tǒng)起源于 20 世紀(jì) 60 年代加拿大和美國學(xué)者的在土地和交通方面的地理信息研究。1962年加拿大測量學(xué)者 R.F.Tomlinson 提出用計算機處理和分析地籍?dāng)?shù)據(jù)并建議加拿大聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局研發(fā)地理信息系統(tǒng)；1963 年由 R.F.Tomlinson 組織研究開發(fā)的計算機地理分析系統(tǒng)研發(fā)成功，正式命名為加拿大地理信息系統(tǒng)（Canada Geographic Information System,簡稱 CGIS）。而幾乎在同一時期， 美國西北大學(xué)的DuaneF.Marble 在研究城市交通過程中，也提出了建立地理信息系統(tǒng)的思想。作為一種建立在空間信息采集、模擬、處理、檢索、分析和表征基礎(chǔ)上的決策支持系統(tǒng)。而數(shù)字地球、地球信息科學(xué)（Geo-Information Science）等概念的提出和理論上的探討，更是將地理信息系統(tǒng)的發(fā)展推向一個嶄新的高度。 數(shù)字地球概念的正式提出源于美國前副總統(tǒng)戈爾 1998 年 1 月 31 日在加利福尼亞科學(xué)中心的一次講演， 在該講演中戈爾正式提出數(shù)字地球的概念。 戈爾在其講話中提到的數(shù)字地球指的是一個內(nèi)嵌海量地理信息、三維、多分辨率的地球的數(shù)字表示(“Amulti-resolution,three dimensional representation of the planet, intowhich we can embed vastquantities of geo-referenced data”) 。

2 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的一般方式

2.1 基礎(chǔ)開發(fā)

在開發(fā)過程中，開發(fā)者不依賴于任何 GIS 工具軟件， 而是利用程序設(shè)計語言對空間數(shù)據(jù)進行采集、編輯和處理分析，采用相關(guān)的算法進行獨立設(shè)計。 該方式的好處是無須依賴任何商業(yè) GIS 工具軟件，可減少開發(fā)成本。 缺點是設(shè)計和實現(xiàn)比較復(fù)雜，需要大量人力和財力，并且很難在功能上與商業(yè)化 GIS 工具軟件相比。

2.2 借助 GIS 工具進行二次開發(fā)

目前大多數(shù)的 GIS 軟件商都向開發(fā)者提供了利用自己的 GIS 軟件進一步開發(fā)的宏語言。 例如，MapInfo 公 司 的 Maplnfo Professional 有 MapBasic 語言，ESRI 公司的 AreView 提供有 Avenue 語言，Intergraph 公司的 Geomedia 等。 用戶利用這些宏語言可以方便地進行二次應(yīng)用， 但是由于宏語言功能極其有限， 不利于將信息管理系統(tǒng)的面向?qū)ο蠓椒ㄒ?GIS應(yīng)用中。

2.3 集成二次開發(fā)

集成二次開發(fā)是指利用專業(yè)的 GIS 工具軟件（如Maplnfo，ArcView 等 ），實現(xiàn) GIS 的基本功能，利用可視化開發(fā)工具，如 Delphi，Visual C++，Visual BasicPower Builder 等為開發(fā)平臺，進行二者的集成開發(fā)，目前主要有如下兩種方式：

1）采用 OLE/DDE 技術(shù)。采用OLE（ObjectLinking and Embedding，對象鏈接與嵌入）自動化技術(shù)或利用 DDE（Dynamic Data Exchang，動態(tài)數(shù)據(jù)交換）技術(shù)，用軟件開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應(yīng)用程序，以O(shè)LE 自動化方式或 DDE 方式啟動 GIS 工具軟件在后臺執(zhí)行，利用回調(diào)（Callback）技術(shù)動態(tài)獲取其返回信息，實現(xiàn)應(yīng)用程序中的地理信息處理功能。

2） 利用 GIS 組件技術(shù)。主流 GIS 軟件公司都提供有建立在OCX技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS 功能組件（如Mapinfo 公司的 MapX、ESRI 的 MapObjects 等），開發(fā)者可以利用自己所熟悉的常用編程工具，直接將 GIS功能嵌入其中，可以實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的各種功能。該方法可以將面向?qū)ο蠓椒☉?yīng)用于 GIS 開發(fā)過程中來，從而實現(xiàn)功能更為完善的綜合性的 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)。

3 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

人類的信息中有 80％與地理位置和空間分布有關(guān)，所以 GIS 具有非常廣泛地應(yīng)用。 經(jīng)過 40 多年的發(fā)展,GIS 已發(fā)展成為一種成熟的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)和方法,被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。 在資源開發(fā)、環(huán)境保護、城市規(guī)劃建設(shè)、土地管理、農(nóng)作物調(diào)查、交通、能源、通訊、地圖測繪、林業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)、自然災(zāi)害的監(jiān)測與評估、金融、保險、石油與天然氣、軍事、犯罪分析、運輸與導(dǎo)航、“110”報警系統(tǒng)、公共汽車調(diào)度等方面展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。這些領(lǐng)域?qū)⑹?GIS 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新的增長點。實際上，GIS 的應(yīng)用將加速度地深入人們的工作和生活的各個方面。由于地理信息在人類生活和國民經(jīng)濟中的重要作用，GIS 在未來的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢頭，成為 IT 高科技領(lǐng)域的核心技術(shù)。

3.1 GIS 與數(shù)字城市

GIS、RS（Remote Sensing，遙感）和 GPS（Global Positioning System,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) ）技術(shù)構(gòu)成了空間信息技術(shù)的主要部分，即通常所說的 3S 技術(shù)， 其中GIS 技術(shù)是核心技術(shù)。 城市是人類活動最活躍的環(huán)節(jié)，GIS 技術(shù)的應(yīng)用集中體現(xiàn)在城市應(yīng)用中。 近 2 年來，數(shù)字城市已經(jīng)成為國內(nèi)信息化的熱點問題，而且還有持續(xù)升溫趨勢。 而以 GIS 為核心的空間信息技術(shù)是數(shù)字城市的核心應(yīng)用技術(shù)，它與無線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)日趨融合在一起， 為城市生活和商務(wù)提供了一種立體的，多層面的信息服務(wù)體系。 數(shù)字城市建設(shè)包括 4部分內(nèi)容，即基礎(chǔ)設(shè)施、電子政務(wù)、電子商務(wù)及公眾信息服務(wù)。而 GIS 應(yīng)用貫穿上述 4 個部分和各個層面，從城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫到政府空間數(shù)據(jù)共享、電子商務(wù)物流配送以及基于網(wǎng)絡(luò)的公眾地理信息服務(wù)，GIS都發(fā)揮著不可缺少的作用。從具體的應(yīng)用來說，GIS 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)成數(shù)字城市的眾多行業(yè)，如城市規(guī)劃、城市地下管網(wǎng)、電力、電信、公安、消防、急救等方面。

3.2 GIS 與企業(yè)信息化

GIS 技術(shù)在企業(yè)整個商務(wù)過程中都能發(fā)揮重要的作用。以 GIS 為核心的空間信息技術(shù)可以無縫集成到企業(yè)信息化的整體業(yè)務(wù)平臺中，與企業(yè)的財務(wù)系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、工作流管理系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)等融合，并且在底層數(shù)據(jù)庫層面上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互調(diào)用。 當(dāng)建立在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上時則可以實現(xiàn)遠程和分布式計算。

3.3 GIS 與人們的生活

近幾年來， 隨著 GSM 移動通信技術(shù)的發(fā)展，GIS的應(yīng)用范圍迅速擴展到人們的日常生活中。 集成 GIS、GPS、GSM 的技術(shù)已開始廣泛應(yīng)用于車輛安全防范系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，為人們提供車輛反劫防盜、報警、道路指引、醫(yī)療救護以及在此系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上擴展各種電子商務(wù)增值服務(wù)。 以醫(yī)療救護為例， 當(dāng)患者向監(jiān)控中心請求急救時， 監(jiān)控中心可以從 GIS 電子地圖上查看到患者的具置，并同時搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者。 患者進入救護車后， 監(jiān)控中心可以通過雙向通話功能， 指導(dǎo)救護車上的醫(yī)生實施救護治療，同時通過 GIS 的最優(yōu)路徑功能，給救護車指引道路， 使其以最快的速度到達醫(yī)院或急救中心。 而在救護車行進的過程中，患者的家屬可以通過互聯(lián)網(wǎng)立即上網(wǎng)查詢救護車的行進位置及患者的狀態(tài)信息。通過 GIS，并結(jié)合 GPS 和 GSM 無線通信及網(wǎng)絡(luò)，使患者、家屬、救護車及醫(yī)生之間建立了無縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時的治療。

如果在車輛移動目標(biāo)、家居固定點目標(biāo)、重點保護單位甚至路燈上都安裝了 GPS、GSM 或其他無線通信設(shè)備，那么我們在城市生活中，無論是開車、行走或者是在單位、在家里，都可以通過由 GIS、GPS、互聯(lián)網(wǎng)以及無線通信技術(shù)構(gòu)成的綜合服務(wù)系統(tǒng)獲得急救、 報警和各種商務(wù)服務(wù)，真正使我們處于立體的、全方位的數(shù)字化生活中，體驗數(shù)字空間高科技價值。

參考文獻