地理信息科學導論
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇地理信息科學導論范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。
地理信息科學導論范文第1篇
中圖分類號：G6420文獻標志碼：A文章編號：
10052909（2015）02002805
資源環境與城鄉規劃管理專業是1998年教育部根據社會經濟發展的需要和學科發展的形勢而設立的專業，發展至今，出現專業定位模糊，廣度大深度小，就業競爭力受限等諸多尷尬問題[1]。2012年，教育部第四次修訂《普通高等學校本科專業目錄》（下簡稱《目錄》），原資源環境與城鄉規劃管理專業被拆分為人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境兩個專業。2013年，人文地理與城鄉規劃專業招收第一屆本科生。該專業教育在國內剛剛起步，探索人才培養方法還是一個嶄新的課題。
南京郵電大學的人文地理與城鄉規劃專業，除同樣面臨新專業設置之初的機遇與挑戰外，還有其獨特的發展背景。2013年10月，經江蘇省政府研究并報教育部批準，南京郵電大學、南京人口管理干部學院實行合并辦學，組建新的南京郵電大學。在此之前，資源環境與城鄉規劃管理專業是南京人口管理干部學院特色專業之一，2002年開始招生，已有11年的辦學歷史，并已形成學歷結構、職稱結構合理，涵蓋地理學、規劃學、人口學等專業方向的教學科研團隊。2013年，根據《目錄》（2012版）要求，該專業開始
轉型，招收人文地理與城鄉規劃
專業第一屆本科生。合校前后，專業所依托的院校學科基礎全然不同，依據新南郵的學科特色構建專業培養體系成為專業發展必須認真研究的課題。
文章從教育部的專業導向、人才市場需求兩方面梳理人文地理與城鄉規劃專業基礎定位。結合南京郵電大學自身特色，以大數據時代智慧城市的建設與應用要求為導向，尋求信息科學與地理學、規劃學的結合點，并據此提出以信息科學應用為特色的人文地理與城鄉規劃專業課程體系構建原則與核心框架。
一、人文地理與城鄉規劃專業定位基本要求
人文地理與城鄉規劃專業基礎定位應重點考慮兩方面要素：一是教育部設置該專業的目標與要求，二是社會對專業人才的需求。
（一）專業設置導向
地理學和城鄉規劃專業是我國城鄉規劃人才培養的兩大主要來源[2]。前者以南京大學、中山大學、北京大學、華東師范大學等傳統地理強校為代表，主攻宏觀層面規劃，擅長理論探索、機理剖析與經濟社會綜合分析；后者以清華大學、東南大學、天津大學等建筑學老八校建筑老八校指之初最早開設建筑學、城市規劃相關專業的八所高校，包括清華大學、東南大學、同濟大學、天津大學、華南理工大學、重慶建筑大學（已并入重慶大學）、哈爾濱建筑大學（已并入哈爾濱工業大學）和西安建筑科技大學。
為代表，主攻微觀層面規劃，擅長空間設計與形體表達。兩者各具特色，各有專攻。
1998版《目錄》中涉及城鄉規劃的專業有地理科學類下屬的“資源環境與城鄉規劃管理”和土建類下屬的“城市規劃”。這一專業設置與上述兩大源頭相對應。2012年《目錄》調整，城鄉規劃相關專業仍為兩個，一是地理科學類下屬的“人文地理與城鄉規劃”，二是建筑類下屬的“城鄉規劃”。與1998版《目錄》相比，保留了地理、建筑兩個學科門類下的城鄉規劃相關專業設置，但將原資源環境與城鄉規劃管理專業拆分為人文地理與城鄉規劃、自然地理與資源環境兩專業。結合2012版《普通高等學校本科專業介紹》（見表1）不難發現，教育部認可并引導地理學、建筑學下兩規劃專業各自特色發展。地理學下屬的人文地理與城鄉規劃專業，應區別于工學下屬的城鄉規劃專業，做到強化主線，收縮口徑，夯實基礎，對口應用——立足宏觀、中觀區域層面，以地理學理論為基礎，強化綜合分析能力培養。（二）人才應用需求
教育部為人文地理與城鄉規劃專業設置的發展導向是否適應市場對規劃類人才的需求，是專業定位必須要論證的第二重標準。
如將城鄉規劃系統細分，可分為規劃編制與規劃管理兩個方面。僅就規劃管理來說，地理學專業背景的規劃工作者往往具有相對綜合的專業知識儲備和縝密嚴謹的邏輯思維能力，具備作為管理者的全局意識與綜合協調能力。
規劃編制工作又可分為宏觀、中觀、微觀等不同的區域尺度層面。具有地理學專業背景的規劃工作者擅長區域分析與經濟、社會綜合分析，在區域規劃、城市總體規劃等宏觀層面規劃中發揮核心作用并承擔大部分工作，在控制性詳細規劃這一中觀尺度規劃工作中也能發揮重要作用。
針對具體某項規劃工作，其工作流程又可劃分為規劃分析、規劃方案與成果表達三個步驟。在成果表達的制圖工作中，地理學背景規劃工作者確有一定劣勢。但在規劃分析和方案設計階段，地理學背景規劃工作者發揮的作用與建筑學背景規劃工作者旗鼓相當。
綜上，地理學背景規劃工作者往往具有系統全面的知識儲備和突出的綜合分析能力，在各類規劃工作中發揮重要作用（見圖1），不可或缺。強化地理學基礎、重視機理分析能力培養的人文地理與城鄉規劃專業人才培養要求也完全符合市場對專業人才的實際需求。
二、信息科學與地理學、規劃學學科融合的理論與實踐基礎
（一）地理信息系統的規劃應用
地理信息系統科學是地理學中的重要分支，作為空間科學與信息科學的重要結合點，技術發展與應用已較為成熟。與CAD等繪圖軟件相比，GIS（地理信息系統）工具的特點與優勢在于空間數據的組織、管理與分析，能夠有效管理和處理海量數據，關聯空間數據和屬性數據。某種程度上可認為是繪圖軟件與統計分析軟件的集成。
在美國，GIS已成為專業規劃師的標準工具，脫離GIS的規劃編制、規劃管理幾乎不存在，GIS用于地圖處理、規劃管理、分析與決策支持、公眾參與等方面[3]。在我國，GIS在規劃領域的應用相對有限& mdash;—在規劃管理系統的設計構建中應用廣泛，在規劃編制中應用較為粗淺，主要用于自然地理環境要素分析與公共服務設施、基礎設施的規劃選址分析。規劃工作者如能全面掌握地理信息系統原理及其軟件的規劃領域系統應用，則能順應這一趨勢，在規劃工作中更好地發揮作用。
（二）大數據時代海量空間數據的獲取與處理
與發展成熟但應用不足的地理信息系統分析方法相比，大數據時代空間數據獲取與應用則呈現出海量數據、先進技術與跨學科創新思維三大特征《大數據時代——生活、工作與思維的大變革》中指出，數據本身、技能與思維是大數據價值鏈的三個構成。 。
隨著信息網絡的迅速發展，百度、谷歌等搜索引擎，阿里、京東、亞馬遜等電子商務公司與騰訊等網絡服務運營商掌握海量用戶數據。隨著智慧城市理論的興起與“物聯網”的建設，行政管理機構也將成為大數據的掌控者。海量數據如何提升城鄉規劃的科學性與適用性，大數據如何為規劃所用，相關研究也陸續展開。
國內外有學者通過挖掘網絡數據、居民行為數據，對居民時空行為、城市空間與城市等級體系進行研究[4]。如以百度指數為依據對比分析城市間聯系強度[5]，通過微博數據挖掘分析網絡社會空間特征[6]等。空間數據的采集與分析已從利用單一GIS 軟件向多種信息設備相結合的階段轉變[4]。
針對智慧城市的建設熱潮，國內有學者積極開展現行規劃體系的“智慧”響應探索，提出在區域城鎮體系規劃、城鎮總體規劃及詳細規劃三大層次的規劃建設中應用智慧城市數據信息、融入智慧城市建設理念的思路與要點[7]。如城鎮體系規劃層次借由新信息技術強大的數據分析能力充分挖掘區域內各城市優勢發展的方向與重點，城市總體規劃層次應考慮采取合適的路網形式，合理規劃智慧交通基礎設施等。
這一背景要求規劃工作者不斷學習新的數據獲取與挖掘方法，探索并掌握大數據規劃應用的方式途徑。
三、以信息科學應用為特色的人文地理與城鄉規劃專業課程體系構建
（一）基本原則
南京郵電大學的人文地理與城鄉規劃專業發展，應在滿足專業基礎定位要求的同時，結合院校優勢學科——信息科學、地理學、規劃學三者的交叉領域，以地理學、規劃學為基礎，以信息科學應用為特色。其課程體系構建應遵循夯實地理學基礎、圍繞規劃應用主線、突出空間信息挖掘與分析能力培養的原則。
1.夯實地理學基礎
地理學基礎理論、方法與分析能力的培養是人文地理與城鄉規劃專業區別于工學下屬城鄉規劃專業的核心內容，體現專業定位的基本要求。通過基礎必修課程學習，了解地理學基礎理論框架與范疇、邊界與特色，掌握學科基本概念、理論與方法，是專業人才培養的根基。課程設置中，自然地理學、經濟地理學、人文地理學等地理學基礎課程必不可少。
2.突出空間信息挖掘與分析特色
大數據時代，應強化網絡數據挖掘與信息設備數據采集、大數據分析等理論方法的學習與能力培養。為此，應以數學、計算機、網絡等知識系統強化為基礎，通過設置地理信息系統、數據庫技術與應用、數理統計應用等與地理、空間規劃相關的信息技術類課程，培養學生的空間數據獲取與分析能力。
3.圍繞規劃應用主線
無論是地理學基礎分析能力的培養還是空間數據獲取與分析能力的訓練，最終應落實到進行空間分析、指導空間規劃上來。城鄉規劃應用是專業教育知識體系構建的主線，相關課程設置與能力培養都應圍繞這一主線展開。因此，城鄉規劃基礎知識的全面系統掌握對于夯實專業的基礎定位至關重要。為使學生對城鄉規劃領域基本概念、理論、研究方法等有相對全面系統的認識，城市規劃原理、城鄉規劃學導論等應作為專業基礎課程設置。
（二）課程體系框架設計
以上述原則為依據，結合南京郵電大學學科設置特色與要求，初步設定人文地理與城鄉規劃專業核心課程體系。該體系包含專業基本知識、專業特色知識兩大模塊，從通識教育、專業教育兩個層面設置課程（見圖2）。其中，專業基本知識模塊強化地理學、規劃學基礎理論與方法的學習，專業特色知識模塊突出空間信息獲取與分析特色技術應用能力的培養。
通識教育層面，設置高等數學、高級語言程序設計、數據庫技術與應用、概率論與數理統計等課程。除高等數學外，其他課程均為學校特色公共基礎課程。此類課程為培養空間數據獲取與分析能力奠定了扎實的數理基礎。
專業教育層面，將自然地理學、經濟地理學、人文地理學、城市規劃原理、城鄉規劃學導論、地理信息系統原理等全面系統介紹學科基礎理論、概念、方法的課程設置為專業基礎課程，將城市地理學、計量地理學、人口地理學、城市總體規劃、村鎮規劃、網絡地理信息系統、計算機輔助設計等深入介紹分支學科發展及強化實踐應用的課程設定為專業課程。
這一課程體系僅就專業核心課程進行設定。在核心課程之外，可根據需求選擇性設置地圖學、城市經濟學、城市社會學、社會調研方法等輔助課程，有助于學生全面系統掌握專業分析研究方法。具體課程體系建設中，還需針對課程設置順序、各學期學時與學分安排、實踐教學環節設計、教學大綱編寫等深入研究。
四、結語
目前在人文地理、城鄉規劃的研究與實踐領域，空間信息采集、挖掘與分析技術應用相對粗淺，存在領域狹小，工具單一，深度不足等問題。但隨著大數據時代生活、工作方式的變革與智慧城市建設的深化，基于大數據應用的空間分析思維與技術必將在規劃領域發揮重要作用。面向應用的人才培養，應考慮增加信息類課程的設置以迎接大數據時代海量數據分析應用的挑戰，而信息技術類專業，應針對不同領域的需求，增補相應領域的基礎知識課程。如面向智慧城市建設應用的信息技術類專業人才，應對規劃原理、規劃基本分析方法等城鄉規劃領域基礎知識有所了解。
上述背景下，文章結合人文地理與城鄉規劃專業的發展定位和信息技術的學科優勢，提出專業課程體系構建原則，為后續學校本專業培養方案設置擬定思路，并為其他院校該專業發展提供借鑒。
參考文獻：
[1]陳郁青.人文地理與城鄉規劃專業教育體系構建新路徑[J].閩江學院學報，2014（1）：103-107.
[2]陳昆 侖，李 丹，王 旭. 學科調整背景下人文地理與城鄉規劃專業的機遇與發展[J].高等建筑教育，2013，22（6）：22-25.
[3]宋小冬，鈕心毅.城市規劃中GIS應用歷程與趨勢——中美差異及展望[J].城市規劃，2010（10）：23-29.
[4]秦 蕭，等. 大數據時代城市時空間行為研究方法[J].地理科學進展，2013（9）：1352-1361.
[5]熊麗芳，等. 基于百度指數的長三角核心區城市網絡特征研究[J].經濟地理，2013（7）：67-73.
[6]甄 峰，王 波，陳映雪. 基于網絡社會空間的中國城市網絡特征——以新浪微博為例[J].地理學報，2012（8）：1031-1043.
地理信息科學導論范文第2篇
關鍵詞：數字城市、基礎地理信息、數據整合
1 數字城市
數字城市具有廣義和狹義兩種概念，廣義上講就是城市信息化，是綜合利用地理信息系統、遙感、全球定位系統、網絡、多媒體及虛擬現實等技術，建立電子政府、電子商務企業，通過發展信息家電、遠程教育、網上醫療，建立信息化社區。狹義的數字城市是指利用數字地球理論，基于3S等關鍵技術，建設服務于城市規劃、建設、管理，服務于政府、企業、公眾，服務于人口、資源、環境、經濟社會可持續發展的地理空間信息基礎設施和管理信息系統。通俗的講數字城市是指在城市規劃建設與運營管理以及城市生產與生活中，利用數字化信息處理技術，將城市的各種信息資源加以整合利用。
數字城市有基礎的三部分組成：第一部分是信息基礎設施，是由高速網絡支持的計算機服務系統及網絡交換系統；第二部分是數字城市的基礎框架，由各類基礎地理信息組成，在數字城市建設中，基礎地理信息數據是“數字城市”建設框架的主要內容，同時也是數字城市三維建模的基礎；第三部分是數字城市的管理使用者，城市空間信息基礎設施與數字城市是城市各職能部門與城市空間信息基礎設施的集成，它包括城市規劃、建設、國土資源、市政公用設施、環保、電信、消防、防震減災預測等。
2 基礎地理信息的現狀
數字城市建設中充分利用現有資料可以大大的節約建設成本及縮短建設周期，基礎數據是對城市目前發展狀況的真實反映，只有保持了現勢性及必要的精度，才能充分發揮城市基礎地理信息的作用，更好地為城市發展規劃做好保障服務。但由于數字城市建設中所收集來的各類基礎地理信息數據從數據形式、數學基礎及提供部門等存在多源性、多維性、類型多樣性、動態性、關聯性等特點，因此必須根據數字城市建設的相關規范進行整合才能利用。基礎地理數據進行整合時應根據數字城市的相關規范和要求從數據的格式、數據的測繪基準、數據的現勢性等方面進行。
（1）數據格式的統一
各部門根據自身需要實測和收集的基礎數據，由于使用數據平臺、應用需求不同，數據格式五花八門，另外各部門數據采集的技術手段、技術方法、時間不同，造成數據的不一致性，各部門間很難進行數據交換和信息共享。要充分利用這些數據，必須使用相關軟件對數據進行處理，將各類數據轉換為數字城市建設認可的、統一的數據格式，如DLG常見的數據格式為dxf、shapefile等。
（2） 數據的現勢性
隨著社會經濟的快速發展，城市建設與改造使得城市現狀發生很大的變化，已有的空間地理數據都不是最新的現狀數據，現勢性不強，因此，已有基礎地理數據的更新是建設“數字城市地理空間框架建設”必須解決的問題之一。
（3） 測繪基準的統一
空間數據在獲取時各部門根據自己的使用方便及要求，使用的測繪基準也不相同，這些數據如果不通過投影變換根本無法直接疊加在一起使用，因此數據收集時應注意收集數據的測繪基準信息，以便在數字城市建設中方便投影變換，統一數據的測繪基準，進行數據的無縫銜接。
3 基礎地理信息數據整合要求及方法
數字城市建設需整合各部門的數據，如測繪、國土、建設、交通、水利、電力等各個部門的數據，他們所提供的數據在采集、編輯機數據庫建設等方面均參照本行業的技術標準，如在數學基礎、建庫標準空間數據分層、屬性信息及質量等方面均不相同。因此針對以上的因素，在數據進行整合時應由一下幾個環節，具體流程如圖1所示。
（1）數據的收集與分析
數據需收集測繪、國土、建設、交通、水利、電力等各個部門的相關數據。數據收集完成后，應首先分析源數據的數學基礎、數據庫建設標準及空間分層、屬性信息及數據質量等，找出與數字城市建設標準及要求間的差異，建立新舊標準及各矢量圖層之間的關系對照表。
（2）數據轉換及入庫
數據進行數據格式轉換、投影變換、分類代碼的轉換、圖層的定義及重新分類、已有屬性信息的提取等處理，使之初步符合數字城市建設的技術標準。
矢量格式轉換后數據應滿足以下要求：空間實體無丟失，空間實體幾何精度符合要求，空間實體屬性內容無缺失，不改變實體之間、實體與屬性之間的關系。DOM數據轉換后數據應滿足以下要求：DOM數據的顏色不失真，DOM數據分辨率不降低。DEM數據轉換后數據應滿足以下要求：格網點的平面坐標應保證正確，格網點的高程值應保證正確。
數據轉換入庫后應進行數據編輯處理、接邊處理、拓撲關系處理、屬性信息檢查及補錄等工作。
矢量數據編輯處理完成后應滿足：要素分層符合規范設計要求，圖層設計及整理要求應符合數據庫標準，屬性數據填寫正確，數據代碼正確。數據接邊后應保證分層實體及屬性值應保持一致，圖層內部及圖層間拓撲關系正確；接邊時低精度數據服從高精度數據。影像數據整理鑲嵌需具有相同分辨率的才能鑲嵌。并且應保證：地理覆蓋完整，鑲嵌后無模糊或重影、色調均勻、紋理清晰。DEM數據接邊重疊區格網點高程值一致。
（4）數據質量檢查
數據整合完成后，應進行質量檢查，檢查數據的數據基礎的正確性、數據的完整性、邏輯一致性、合理性、屬性數據正確性、附屬資料完整性等內容。
4 結束語
數字城市建設是一個龐大的系統工程，充分利用現有基礎數據，可以提高數字城市建設速度，降低經濟運行成本。基礎地理信息數據應在采集、數據庫建設等采用國家統一標準，實現各行業數據的共享，更好的數字城市建設與應用、經濟建設服務。
參考文獻：
[1] 陳倬，，李成名，李海明，毛東軍.數字城市與城市信息系統建設[J].地理信息世界，2008（5）.
[2] 承繼成， 林暉， 周成虎， 等. 數字地球導論[M]. 北京： 科學出版社， 2000.
[3] 邊馥苓， 王金鑫. 論數字城市工程及其技術體系[J]. 武漢大學學報（ 信息科學版）， 2004， 29 （ 12 ）： 1045-1049.
[4]陳延媛.淺論基礎測繪在數字城市建設中的應用[J].科技傳播，2011（03）.
地理信息科學導論范文第3篇
[關鍵詞] 財經沙盤 IT 數據倉庫 OLAP 地理信息
1.系統簡介
財經沙盤是一套新型財政綜合管理與決策支持系統。該系統以建立完整、有效和實時的財經數據信息采集體系為基礎，以先進的數據倉庫和地理信息技術為支撐，以專業的統計分析和數據挖掘技術拓展深層應用，從而將政府財政綜合管理涉及的各領域、各部門、各行業的數據快速收集、提取、整理、展現，同時提煉出圖、表、數、聲、影等不同形式的結構化信息，以大屏幕液晶觸摸屏為載體，通過城市多媒體數字地圖，直觀地反映本區域宏觀經濟概況、公共財政運行、稅源動態分布，以及各經濟職能部門和企事業單位的動態數據和歷史數據，為決策層提供一個直觀、方便、可視化的經濟運行沙盤，從而實時掌控經濟運行和發展全局，同時輔助領導綜合管理和科學決策。
2.系統軟件設計關鍵技術
財經沙盤的技術設計遵循了先進性、實用性、整體性與簡易性原則，以數據倉庫、OLAP、GIS技術為核心，采用java開發語言，利用java中的mvc技術搭建開發框架，采用數據庫Oracle、web服務中間件weblogic、gis等構建而成。
2.1 以數據體系為基礎，以數據倉庫為支撐
財經數據信息采集體系首先要對計劃收集的數據進行分析，然后整理出數據的結構體系。經過數據的抽取(extract)、轉換(transform)、加載(load)等三個主要步驟，而抽取、轉換、加載的軟件工具通常稱為ETL。對數據進行抽取、轉換、加載后，形成各種不同應用領域的數據庫，以面對不同的應用主題和管理需求。
財經數據總庫實際上也是一個數據庫，只不過這個數據庫是將原來形成的各種分散在各個不同數據庫、各種數據表中的數據進行匯總處理，并按照各種應用集成在一起，為統一的歷史數據分析及未來的遠期行為預測提供平臺，對信息處理分析提供支持。
財經數據總庫是一個面向主題的、集成的、時變的、非易失的數據集合，支持管理決策的全過程。主題、集成、時變、非易失這四個特征是財經沙盤數據倉庫的應用功能比其他普通數據庫強大的主要原因。
2.2 運用OLAP，籌建聯機分析系統
財經沙盤運用OLAP（On-Line Analysis Processing）聯機分析處理系統，可以快速集成、整理、分析用戶需要的數據信息，集中展現，并快速形成用于決策的信息資源。
OLAP的主要特點是直接仿照用戶的多角度思考模式，預建多維數據模型，快速從各個角度獲取數據信息，也能動態地在各個角度之間切換，或進行多角度綜合分析，具有極大的靈活性。
OLAP的基本多維分析操作有鉆取（Drill-up、Drill-down）、切片（Slice）和切塊（Dice）以及旋轉（Pivot）等。
鉆取。改變維的層次，變換分析的粒度。它包括向下鉆取（Drill-down）和向上鉆取（Drill-up）。Drill- up是在某一維上將低層次的細節數據概括到高層次的匯總數據，或者減少維數；而Drill-down則相反，它從匯總數據深入到細節數據進行觀察或增加新維。
切片和切塊。在一部分維上選定值后，關心度量數據在剩余維上的分布。如果剩余的維只有兩個，則是切片；如果有三個或以上，則是切塊。
旋轉。變換維的方向，即在表格中重新安排維的放置，例如行列互換。
數據倉庫技術與OLAP的關系是互補性的。OLAP系統一般以數據倉庫為基礎，從數據倉庫中抽取出詳細數據，經過聚集運算供前端工具展現。其中關系OLAP、多維OLAP、混合OLAP是基本的三種類型。在財經沙盤技術設計中，采用了混合OLAP類型，將關系OLAP和多維OLAP的優點結合起來。
OLAP是共享多維信息的、針對特定問題的聯機數據訪問和分析的快速軟件技術。它通過對信息的多種可能的觀察形式進行快速、穩定一致和交互性的存取，允許管理決策人員對數據進行深入地觀察。
而決策數據是多維數據，多維數據是決策者進行決策參考的主要內容， OLAP專門設計用于支持復雜的分析操作，側重對決策人員和高層管理人員的決策支持，可以根據分析人員的要求快速、靈活地進行大數據量的復雜查詢處理，并且以一種直觀而易懂的形式將查詢結果提供給決策人員，以便準確地掌握財政信息的運行特點，了解對象的要求，從而制定出正確的決策方案。
2.3用GIS系統展示地理財經全貌
GIS(地理信息系統，Geographic Information System)是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學發展起來的一個學科。GIS系統把地圖這種獨特的視覺化效果與地理分析、數據統計與分析集成在一起，使之區別于其他信息系統，在政府、財政、企事業單位的應用中發揮著重要作用。
從技術與應用的角度看，GIS是解決空間問題的工具、方法和技術；從學科的角度看， GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科，具有獨立的學科體系；從應用功能上看，GIS具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能；從系統學的角度看，GIS具有一定結構和功能，是一個完整的系統。概而言之，GIS是一個基于數據庫管理系統（DBMS）的分析和管理空間對象的信息系統，以地理空間數據為操作對象是地理信息系統與其他信息系統的根本區別。
在財經沙盤中，GIS中最重要的是基礎空間地理數據、財經地理數據。GIS系統在財經沙盤中的作用主要體現在：
（1）財經數據的空間地理分布；
（2）企業及財務指標的空間地理分布；
（3）單位及相關數據信息的直觀展現；
（4）重點項目、重點投資及相關信息的空間分布；
（5）工農業生產數據信息地理分布；
（6）政府債務項目、種類、數量、績效數據信息空間分布；
（7）行政區劃及行政信息地理空間展現；
（8）基于二維、三維地圖的數據分析與應用。一圖勝千言，基于圖層的觀察思考、分析研究更加直觀、高效，更容易觸動大腦的靈感而帶來意想不到的效果。簡單地說，財經沙盤的地理信息系統，就是對綜合處理地理財經空間數據技術系統的一種嘗試與突破。
3.結束語
財經沙盤作為一種新型的管理決策支持系統，整合了零散的管理信息，提供給管理者更大更全面的視角。該系統融合了數據倉庫、數據挖掘、GIS等前沿技術，這在全國各地財政信息化建設上尚無先例，無論在技術應用上還是在設計理念上均處于領先水平。
參考文獻：
[1]Pang-Ning Tan：《數據挖掘導論》，人民郵電出版社2006年版.
[2]Terry Halpin：《信息建模與關系數據庫》，電子工業出版社2004年版.
[3]畢瑞祥：《財政信息化研究》，經濟科學出版社.
[4]吳越勝，李新磊：《Eclipse 3.0程序開發技術詳解》 清華大學出版社.
地理信息科學導論范文第4篇
關鍵詞:計算機導論;課程構建;教學實踐
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
“計算機導論”是學習計算機知識的入門課程,是計算機科學與技術專業完整知識體系的緒論,其重要作用在于讓剛入學的學生了解計算機專業知識能解決什么問題,作為計算機專業的學生應該學什么,使他們產生強烈的學習興趣,同時為后續課程的學習打下良好的基礎。
目前國內相當一部分大學“計算機導論”課程的定位是培養學生敢用、會用計算機的能力和主動利用計算機去解決本專業問題的意識、培養學生的自學能力和較快接受新技術、新方法的能力。2003年11月在桂林召開“全國計算機科學與技術方法論”會議后,較嚴格的區分了什么是“計算機導論”課程,什么是“計算機文化基礎”或“計算機操作初步”課程。但是,由于“計算機導論”課程長期定位不清,使得在教學中仍存在以下兩個主要問題:
(1) 關于課程內容的設置存在爭論。一種觀點認為應該在課程中加入包含計算機操作初步如Office、Windows等工具使用的實踐教學環節,以便學生能夠盡快學會使用計算機,提高學生的學習興趣;另一種觀點認為應在教學中介紹有關計算機系統、程序設計語言、軟件工程等專業知識的入門知識點及與信息技術有關的社會人文知識等,使得學生對所學專業有一個比較深入的了解,并對后續課程的學習有一個概括了解,為今后的學習打下良好的基礎。對于前者,有一定基礎的學生認為自己完全掌握了課程所授知識,喪失了學習興趣;而對于后者,以國內翻譯或影印的國外著名教材為代表,內容較深,且有相當的廣度(包括有算法、數據結構、操作系統、計算機網絡、人工智能、軟件工程等內容),不足之處在于教材的結構不太合理,各章節的聯系也較松散,另外,在講授各領域時,顧及面太多,以致有學科內容“濃縮版”的嫌疑。我國學者董榮勝教授提出解決“計算機導論”課程的關鍵在于學科認知模型的構建,探索出從學科的思想、方法這個較高的層面講授“計算機導論”課程的新途徑。然而,由于教材內容較為抽象,使得教學效果并不明顯。
(2) 關于是否應該針對不同學生進行分層次教學存在爭論。不可否認,進入大學的學生來自全國各地,地域差異、貧富差異、文化差異、接受能力差異等因素導致學生起點不一樣,對“計算機導論”這門課的正確定位,不僅對提高學生的學習興趣和學科畢業生的就業問題具有重要的意義,同時對保持學科對優秀學生的吸引力,進而得到其他專業和社會的尊重也具有十分重要的意義。
因此針對以上問題,如何構建“計算機導論”課程內容成為一個亟待研究的內容。本文在多年教學實踐的基礎上,對“計算機導論”課程的構建進行了大膽的探索,經過一個周期(四年)的實踐,取得了預期的效果。
2課程構建
為了兼顧不同層次的學生,我們將課程分為課堂教學和實踐教學兩個部分,各占32個學時。課堂教學以學科知識體系、學科方法論、社會和職業道德為主,使學生了解計算機專業知識可以解決什么問題、怎樣解決;作為計算機專業的學生應該學習什么、如何學;一名合格的計算機專業大學畢業生應該具備什么樣的素質和能力、可以擔當的工作崗位有哪些等。實踐教學則以計算機基礎操作為主,針對不同層次的學生開展不同單元的訓練,使得學生保持濃厚的學習興趣,對課程的教學內容既有感性認識,又有理性認識。
2.1 “計算機導論”課程內容構建
我們將“計算機導論”課堂教學內容分為計算機基礎、學科知識及課程體系、學科典型問題、學科方法論、社會和職業道德五個模塊,這些模塊涉及范圍廣泛但具有一定深度,使得學生覺得有一定難度,但并非完全不可理解。各知識模塊包含的內容如下:
(1) 計算機基礎
主要包括計算機發展簡史、目前計算機發展趨勢、著名的計算機公司、著名的計算機科學家、計算機學術組織和期刊雜志、計算機獎項、計算機系統結構及工作原理、數據的表示、存儲和處理等。
(2) 科知識及課程體系
主要包括學科專業劃分、各專業培養目標、核心知識領域(Area)、核心課程的設置、計算機硬件基礎、計算機軟件基礎、網絡基礎等。
(3) 學科典型問題
以數據的表示、存儲、處理為主線,主要包括問題的抽象建模(以哥尼斯堡七橋問題為例)、可計算問題(以梵天塔問題為例)和不可計算問題(以停機問題為例)、算法復雜性問題(以阿姆達爾(G.Amdahl)定律說明串行與并行算法,以找零問題和背包問題為例說明P類問題、NP類問題以及NP完全性問題的關系,并給出一種簡單的貪婪解決算法)、軟硬件資源分配問題(以哲學家共餐問題為例)、計算機網絡的協議設計問題(以兩軍問題為例)、智能計算問題(以圖靈測試、西爾勒的中文屋子以及博弈問題、新的智能計算方法為例)等。
(4) 學科方法論
主要包括學科專業教學背景、學科定義、學科方法論、學科的認知模型、學科的核心概念、學科中的數學方法、系統科學方法和形式化技術等。
(5) 社會和職業道德
主要包括學生的素質和能力培養、計算機水平和認證考試分類、計算機專業畢業生就業崗位介紹、二十一世紀企業需要的人才特征、學科的社會背景、學科職業和道德責任、計算機系統的風險和責任、知識產權、隱私和公民自由、計算機安全等。
2.2計算機基礎操作實踐教學內容構建
關于計算機基礎操作,獨立于“計算機導論”課堂教學,主要分為Windows操作系統的使用、辦公自動化套裝軟件的使用、電子郵件軟件的設置和使用及在國際互聯網(Internet)上瀏覽查找信息的操作、常用應用軟件的使用等四個模塊。每個模塊分為必做項目和提高項目,以針對不同基礎的學生開展實驗教學活動。各模塊包含的內容如下:
(1)Windows操作系統的使用
主要包括Windows的啟動、關閉和幫助系統、桌面、窗口和菜單的操作、中文輸入法的使用、資源管理器的使用、桌面的規劃和任務欄的設置、“我的電腦”的使用、控制面板的操作、MS-DOS方式(命令提示符)下的常用命令使用等。
(2) 辦公自動化套裝軟件的使用
主要包括MS-Office簡介、中文2000簡介、WPS簡介、文檔的基本操作及排版、表格設計、圖文混排、Word提高、工作表的基本編輯和格式化、圖表的應用、數據管理和分析、演示文稿的制作和放映等。
(3)Internet操作
主要包括常用瀏覽器介紹(IE、Netscape、FireFox、騰訊QQ瀏覽器、Opera、RSS等)、瀏覽器的設置和使用、Google、Baidu等搜索引擎的使用、電子郵箱的申請、撰寫、發送和接收電子郵件等。
(4) 常用應用軟件的使用
主要包括壓縮軟件的使用(Winrar和Winzip、圖像壓縮軟件和視頻壓縮軟件等)、媒體播放軟件的使用(RealPlayer、Microsoft Media Player、豪杰超級解霸、暴風影音等)、圖像瀏覽及處理工具的使用(Flash SlideShow Builder、Photoshop、ACDSee Photo Manager)等。
3教學實踐
目前我國有本科院校近八百所,開設有“計算機科學與技術”專業的院校大約占79%,按照教育部的劃分,“計算機類專業”還包括軟件工程、網絡工程,“信息技術相關專業”包括:地理信息系統、電氣信息工程、電子信息工程、電子信息科學與技術、光信息科學與技術、生物信息學、通信工程、微電子學、信息安全、信息對抗技術、信息工程、信息與計算科學、自動化等。這些專業與計算機科學與技術專業之間雖有嚴格的界定,但是在教學中這些非計算機科學與技術專業開設了很多本專業的基礎課和專業課,從而使得計算機科學與技術專業的畢業生普遍存在專業特色不明顯、競爭優勢不強等問題。
針對這些問題,需要在“計算機導論”的課堂教學中充分把握專業特色,以深入淺出的方法對專業及整個知識和課程體系做一介紹,同時注意廣度與深度的把握。在我們的教學實踐中,始終把握一個學科主線:即什么能被(有效地)自動進行,也即數據(信息)的自動處理。為此我們在相關章節的講解中始終貫穿數據的輸入、表示、存儲、處理、輸出等概念和方法,使學生在了解課程體系時能夠知道為什么要學這些課程、怎樣學習這些課程,提高了一年級新生對整個學科的認識,激發了他們的學習興趣,可為以后的學習奠定良好的基礎。
在教學方法上,針對專業特點和學生特點,除教師用多媒體方式進行課堂講解外,還采用了許多靈活的教學方式:
(1) 相關內容(如計算機網絡概述)的講解采用國家級、省級精品課程課件,使學生感受到國家級、省級或校級名師的風采,同時對授課教師也是有力的促進。
(2) 讓學生主動參與到課堂教學中。現在的學生普遍基礎較好,為此,我們將一些小知識(如輸入、輸入、存儲設備等)的講解讓能力較強的同學承擔,他們利用實踐教學在互聯網上查到相關資料,然后在課堂上展示給其他學生,不僅鍛煉了學生的獲取信息、組織材料、語言表達能力,而且對其他學生也將起到示范作用。另外,針對課程內容我們精心準備了一些題目(如:計算機專業的畢業生是否不如相關專業的學生等),讓學生分組辯論,通過查資料、準備相關辯論內容等,不僅提高了學生團隊合作的精神,而且使學生感到“計算機導論”不再抽象,他們可以很好地理解,并愿意主動地去學。
(3) 對“計算機導論”課程進行拓展。由于課程涉及的內容較多、抽象性較強,而課時有限,因此在每章講完后,除布置課后作業外,還要求學生針對某一內容做拓展閱讀,如講完第一模塊計算機基礎后,要求學生了解除課堂教授的著名計算機公司外,還有哪些著名的計算機公司,它們的主要成就是什么等。這一措施激發了學生積極進取的精神。
(4) 加強學生進行集體項目和交叉項目的實踐。計算機科學與技術專業是一個實踐性、創新性較強的專業,為此,從學生開始學習“計算機導論”第一門專業基礎課開始,就應強調學生具有團結協作和創新的精神。為了實踐這一特色,在課程結束后,要求學生自愿組合寫課程報告,每組3～5人,除教師精心選編的題目外,可以自行選題,突出對專業和專業體系的認識與體會,讓學生從中學死記硬背的學習方法逐漸轉化為主動學習、教師引導自學為主的新學習方式,考試也從應試考試變為能力考試,為學生以后的學習起到良好的引導作用。
4結語
本文在多年教學實踐基礎上,對“計算機導論”課程的構建進行了大膽的探索,學生在經過一個學期的學習后,不僅可以掌握基本的計算機操作技能,而且對學科有了整體的認識,最重要的是提高了學生的學習興趣,使學生明確了努力的方向。在教學活動中我們深刻認識到,順應計算機學科迅速發展的趨勢,滿足國家發展對創新型人才的需求,設置合理的大學計算機專業課程,是一項需要持續研究的課題。
參考文獻:
[1] 中國計算機科學與技術學科教程2002研究組. 中國計算機科學與技術學科教程2002[M]. 北京:清華大學出版社,2002.
[2] Behrouz A. Forouzan.計算機科學導論[M]. 劉藝,段立,鐘維亞,等譯. 北京:機械工業出版社,2004.
[3] 董榮勝. 計算機科學導論――思想與方法[M]. 北京:高等教育出版社,2007.
地理信息科學導論范文第5篇
關鍵詞：空間數據 ; GIS ; 數據計算
0 引言
人防工程也稱人防工事，是指為保障戰時人員與物資掩蔽、人民防空指揮、醫療救護而單獨修建的地下防護建筑，以及結合地面建筑修建的戰時可用于防空的地下室。隨著數字技術與地球空間信息科學的不斷發展。在現代化城市建設中，已開始廣泛應用地理信息系統（GIS）技術處理空間數據及其有關各種城市信息的管理模式，這種高新技術的應用對現代化城市的總體規劃、合理布局、綜合平衡、科學決策等起著重要作用。鑒于此，開發基于GIS的人防工程信息管理系統是很有必要的。以城市地理信息為基礎，運用計算機技術對人防工程信息進行管理。不僅適應了人防建設信息化、正規化的要求；同時也適應了現代高技術戰爭的要求，達到快速反應，符合戰時指揮自動化的要求。
1. 系統總體設計
1.1系統實現的技術路線
根據人民防空管理信息系統建設的實際需求，綜合運用GIS技術、組件技術、數據庫技術、網絡技術等實現基于網絡的人防工程數據管理與服務系統。系統建設主要采用以下技術路線：1)系統采用C/S(客戶端/服務器)架構。客戶端軟件在微軟.net平臺下,運用ESRI公司的ArcGIS Engine9.0組件進行開發。
數據庫采用大型關系型數據庫Oracle 管理。通過ArcSDE空間數據庫引擎對空間數據及屬性數據進行管理,空間數據以Geodatabase的形式存放于服務器上。非空間數據以普通2維表的形式存儲在其他數據庫表空間中以方便維護與管理。3)建立竣工測量機制,研制開發數據維護、更新模塊,實行基礎地形數據和專題數據的維護與更新,保障系統數據的現勢性。
1.2 系統數據庫結構設計 ?
空間分析的基礎是數據庫，從數據庫中獲取相關的屬性信息，利用分析模型實現空間分析功能。因此，必須設計合理的人防工程數據庫結構。人防工程數據庫的設計主要從兩個方面進行考慮。1)要便于數據的組織、管理和應用, 既要滿足市人防辦管理部門的需要, 又要滿足區一級建設、管理部門的應用需求；要便于人防工程空間分析模型的建立與實現, 因為空間分析模型的建立與實現依賴于空間數據結構。
2. 數據的處理與管理
2.1系統數據體系
城市人防工程數據量大、類型多，從數據原始屬性來看，系統所需數據包括空間數據、屬性數據及多媒體數據等。其中，空間數據可進一步分為基礎地理空間數據和人防工程專題數據。基礎地理空間數據是系統進行空間地理定位的基礎，主要用于人防工程數據的空間定位及基礎地理環境信息的顯示，包括行政區劃、道路、水系、基本注記及有關的社會經濟要素。專題數據則是為了滿足城市人民防空管理工作需要的專業信息。
人防工程專題數據按照實際數據組織形式可分為4類，即規劃修建的人防工程、正常使用的人防工程、待報廢的人防工程和已報廢的人防工程。按照空間形態可分為點狀人防工程( 如防空警報器) 和面裝人防工程(如防空地下室)兩大類。對于每一類人防工程分別定義相應的出入口和通氣孔等數據圖層。人防工程的屬性數據主要有工程建設單位、建設時間、管理單位、建筑面積、工程結構形式、埋深、工程戰時用途、工程類型、防核能力、設計年限和報廢時間等。
2.2 數據的采集與管理
貴州某人防辦存儲著全市人防工程的各類數據，其中早期的數據大多以紙質的形式存儲，隨著近年來計算機應用技術的普及，現在竣工的大部分工程項目的設計由計算機輔助完成，部分工程保持有相應的電子文檔，這些文檔大多以AutoCAD的dwg文件存儲，并存儲有空間坐標。對于紙質圖紙可以1：2 000，1：500基本地形圖為基礎，通過實地修測后，以掃描數字化的方法轉換成電子文檔，并通過數據轉換、數據拼接、數據檢查等環節后，存儲于Oracle數據庫中。對于AutoCAD等電子文檔，則只需通過數據轉換、坐標轉換、數據拼接、數據檢查等環節后導入數據庫中。
3. 系統功能設計
3.1系統用戶管理
對用戶使用權限進行管理。根據系統的需要可靈活設置不同的用戶角色，各角色可靈活地分配不同的用戶權限。此外，還設計有申請功能，當用戶感到自己功能不夠時可以向系統管理員進行網上申請。
3.2系統數據管理
包括以下幾個模塊:
1)數據檢查：對擬入庫以及已入庫的數據給出檢查報告及處理辦法，確保整個系統數據使用的準確性和穩定性。
2)數據錄入：包括對系統各類專題數據庫的添加、編輯修改等操作，便于對數據庫實時進行更新與維護。
3)專題數據編碼：通過給各類專題數據賦相互間嵌套的編碼值，實現拓撲結構的自動掛接。
3.3圖層管理：
實現對各圖層數據的顯示控制、疊加順序控制、顯示顏色、模式設置、顯示比例尺控制等功能。
3.4日常瀏覽查詢
包括下列功能模塊:
1)視圖操作：包括圖形的縮放、平移、視圖回溯等功能。
2)快速定位：包括依據圖號、坐標、道路名、道路交叉口、地名等
多種方式查詢定位功能。
3)圖形、屬性間雙向查詢：實現從圖形到屬性, 從屬性到圖形的雙向的、可視
的互動。
4)條件查詢：提供多字段組合條件查詢, 以及SQL語句的查詢。
5)多媒體信息查詢：對各專題數據的多媒體信息進行熱鏈接, 實現多媒
體信息的顯示瀏覽。
3.5統計計算
對各類人防工程依據空間分布(如各行政區、街道、社區等)和工程屬性分類(如戰時用途、工程類型、防核類型等)進行分類統計計算, 生成專題統計報表和各類統計專題圖,并對各類統計結果進行綜合比較生成直方圖、餅圖、折線圖等統計圖表,同時將統計結果打印輸出或生成交換文件輸出。系統對統計計算設計了靈活的接口，用戶可以對統計項進行靈活的定制，以滿足不同類別統計的需求。
3.6空間分析
1)警報器的覆蓋范圍和新建警報器的選址分析在圖面上根據不同的警報器類型和功率標識出相應的覆蓋范圍，找出警報器覆蓋的盲區，輔助新建警報器的選址。
2)緩沖區分析：選擇要素，這個要素可以是點 、線或面，根據指定的緩沖區范圍生成緩沖區，可對緩沖區內的各類專題信息進行分析比較。
3)斷面分析：可以顯示任意一點人防工程空間上的相對位置關系，如可標識出工程的斷面情況、地面埋深等信息。
4)最優路徑分析：可分析出從某一點到另一點的最短或最優路徑，制定最佳的人員疏散方案。
5)人防工程載負量分析：通過疊加人口信息、城市功能分區、行政區劃等信息，分析人均人防工程的占有量和人防工程的空間分布密度，掌握人防工程的載負量，輔助人防工程規劃與建設。
3.7人防工程管理
包括人防工程規劃管理、新建人防工程管理、在用人防工程管理、在建人防工程管理和報廢人防工程管理等。
3.8應急預案
輔助制定應急預案，通過對人口分布密度、人防設施分布狀況等信息進行分析，給出人員疏散路徑和位置，并在計算機屏幕上進行模擬顯示。
3.9成果輸出
系統成果包括各類統計計算指標和專題數據。為方便用戶，系統內置了若干標準圖、表以供輸出。同時，系統支持Word，AutoCAD等格式文檔的輸出。為了防止大范圍數據導出導致的數據泄密，系統對導出的計算指標進行了權限控制，對圖形數據的導出限定了導出范圍，并做了日志記錄。
4 結束語：
城市人防工程信息管理系統的開發，是適應當前信息社會中管理現代化、城市信息化的需要，對于辦公一體化，提高工作效率具有推動作用；同時，需要隨著政府網絡建設的發展進一步的深入和完善。
參考文獻:
[1]、修文群)地理信息系統GIS數字化城市建設指南北京: 北京希望出版社,2001.
[2]、王風山,周先華,朱萬紅,等.基于GIS的人防工程信息管理系統的設計與實現[ J]. 解放軍理工大學學報(自然科學版),2004,5(10):74-78.
[3]、陳述彭.地理信息系統導論北京:科學出版社1999
