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[關鍵詞] 基礎地理;信息系統;安全;風險評估
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2015 . 21. 082
[中圖分類號] TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2015)21- 0155- 03
1 引 言
風險是以一定的發生概率的潛在危機形式存在的可能性,而不是已經存在的客觀結果或既定事實。風險管理是通過對風險的識別、衡量和控制,以最小的成本將風險導致的各種損失結果減少到最小的管理方法。隨著信息化向縱深發展,基礎地理信息系統被廣泛應用,但信息安全方面的威脅也大大增加,具體到市縣級基礎地理信息系統中存在各類風險,這些風險有著自身的特點,對系統的影響也隨著不同階段而不同。其中信息安全風險是指系統本身的脆弱性在來自環境的威脅下而產生的風險,這些風險會對信息系統核心資產的安全性、完整性和可用性造成破壞。對測繪行業信息安全風險的評估是進行有效風險管理的基礎,是對風險計劃和風險控制過程的有力支撐,而如何識別和度量風險成為一個難題,目前測繪地理信息行業沒有一個行業性安全評估類或者安全管理類規范標準,通用安全評估規范在很多方面對于測繪地理信息系統復雜性和行業特點缺乏適用性,往往較難落地,為此提出市縣級國土資源基礎地理信息系統安全風險評估規范研究。
2 國內外信息安全風險評估的研究現狀
信息安全風險評估經歷了很長一段的發展時期。風險評估的重點也由最初簡單的漏洞掃描、人工審計、滲透性測試這種類型的純技術操作,逐漸過渡到技術與管理相結合的科學方法。由于信息安全問題的突出重要性,以及發生安全問題的后果嚴重性,目前評估工作已經得到重視和開展。國內外很多學者都在積極投身于信息安全的研究,期望找到保護信息安全的盔甲。美國在信息安全風險管理領域的研究與應用獨占鰲頭,政府控管體制健全,己經形成了較為完整的風險分析、評估、監督、檢查問責的工作機制。DOD作為風險評估的領路者,1970年就已對當時的大型機、遠程終端作了第一次比較大規模的風險評估; 1999年,美國總審計局在總結實踐的基礎上,出版了相關文檔,指導美國組織進行風險評估;2001年美國國家標準和技術協會(NIST)推出SP800系列的特別報告中也涉及到風險評估的內容;歐洲各國對信息安全風險一直采取“趨利避害”的安全策略,于2001-2003年完成了安全關鍵系統的風險分析平臺項目CORAS,被譽為歐洲經典。我國信息安全評估起步較晚,2003年7月,國信辦信息安全風險評估課題組啟動了信息安全風險評估相關標準的編制工作;8月,信息安全評估課題組對我國信息安全工作的現狀進行了調研,完成了相關的評估報告,總結了風險評估是信息安全的基礎性工作;2004年3月國家《信息安全風險評估指南》與《信息安全風險管理指南》的征求意見稿;2005年2月至9月,開始了國家基礎信息網絡和重要信息系統的信息安全風險評估試點工作;2007年7月我國頒布了《信息安全技術信息安全風險評估規范》(GB/T 20984一2007)并于2007年11月1日實施;2008年4月22日,在國家信息中心召開了《信息系統風險評估實施指南》預制標準第二次研討會,此次會議主要就標準工作組制定的《實施指南》目錄框架進行了詳細研究與討論,《信息系統風險評估實施指南》作為GB/T 20984-2007《信息安全風險評估規范》和《信息安全風險管理規范》之后又一技術性研究課題,將充實信息安全風險評估和風險管理具體實施工作。
3 市縣級基礎地理信息系統安全風險評估規范研究方法和手段
3.1 市縣級基礎地理信息系統安全風險評估規范研究方法
市縣級基礎地理信息系統安全風險評估規范研究通過綜合分析評估后的資產信息、威脅信息、脆弱性信息,最終生成風險信息。資產的評估主要從保密性、完整性、可用性三方面的安全屬性進行影響分析,從資產的相對價值中體現了威脅的嚴重程度;威脅評估是對資產所受威脅發生可能性的評估;脆弱性的評估是對資產脆弱程度的評估;具體如下:
(1)資產評估。資產評估的主要工作就是對市、縣、鄉三級基礎地理信息系統風險評估范圍內的資產進行識別,確定所有的評估對象,然后根據評估的資產在業務和應用流程中的作用對資產進行分析,識別出其關鍵資產并進行重要程度賦值。根據資產評估報告的結果,可以清晰的分析出市、縣、鄉三級基礎地理信息系統中各主要業務的重要性,以及各業務中各種類別的物理資產、軟件資產和數據資產的重要程度,從而得出信息系統的安全等級。同時,可以明確各業務系統的關鍵資產,確定安全評估和保護的重點對象。
在此基礎上,建立針對市、縣、鄉三級基礎地理信息系統中的資產配置庫,對資產的名稱、類型、屬性以及相互關系、安全級別、責任主體等信息進行描述。
(2)威脅評估。威脅是指可能對資產或組織造成損害事故的潛在原因。威脅識別的任務主要是識別可能的威脅主體(威脅源)、威脅途徑和威脅方式,威脅主體是指可能會對信息資產造成威脅的主體對象,威脅方式是指威脅主體利用脆弱性的威脅形式,威脅主體會采用威脅方法利用資產存在的脆弱性對資產進行破壞。
在此基礎上,充分調研,分析現有記錄、安全事件、日志及各類告警信息,整理本行業信息系統在物理、網絡、主機、應用和數據及管理方面面臨的安全威脅,形成風險點列表。
(3)脆弱性評估。脆弱性是指資產或資產組中能被威脅所利用的弱點,它包括物理環境、組織機構、業務流程、人員、管理、硬件、軟件及通訊設施等各個方面,這些都可能被各種安全威脅利用來侵害一個組織機構內的有關資產及這些資產所支持的業務系統。
通過研究,將建立本行業的涉及主要終端、服務器、網絡設備、安全設備、數據庫及應用等主要系統的基線庫,從而為脆弱性檢測在“安全配置”方面提供指標支撐。
(4)綜合風險評估及計算方法。風險是指特定的威脅利用資產的一種或一組脆弱性,導致資產的丟失或損害的潛在可能性,即特定威脅事件發生的可能性與后果的結合。在風險評估模型中,主要包含信息資產、脆弱性、威脅和風險四個要素。每個要素有各自的屬性,信息資產的屬性是資產價值,脆弱性的屬性是脆弱性被威脅利用后對資產帶來的影響的嚴重程度,威脅的屬性是威脅發生的可能性,風險的屬性是風險發生的后果。
綜合風險計算方法:根據風險計算公式R= f(A,V,T)=f(Ia,L(Va,T)),即:風險值=資產價值×威脅可能性×弱點嚴重性,下表是綜合風險分析的舉例:
注:R表示風險;A表示資產;V表示脆弱性;T表示威脅;Ia表示資產發生安全事件后對組織業務的影響(也稱為資產的重要程度);Va表示某一資產本身的脆弱性,L表示威脅利用資產的脆弱性造成安全事件發生的可能性。
風險的級別劃分為5級(見表1),等級越高,風險越高。
各信息系統風險值計算及總體風險計算則按照風險的不同級別和各級別風險的個數進行加權計算,具體的加權計算方法如下。
風險級別權重分配:
極高風險 30%
高風險 25%
中風險 20%
低風險 15%
很低風險 10%
各級別風險個數對應關系(即各級別風險相對于很低風險的個數換算):
極高風險 16
高風險 8
中風險 4
低風險 2
很低風險 1
風險計算公式R’=K(av,p,n)=av×p×n,其中,av代表各級別風險求平均后總和,p代表相應的風險級別權重,n代表相應的風險個數權重。
總體風險值=R’(極高)+ R’(高) + R’(中) + R’(低) + R’(很低)
3.2 市縣級基礎地理信息系統安全風險評估規范研究的手段
(1)專家分析。對于已有的安全管理制度和策略,由經驗豐富的安全專家進行管理方面的風險分析,結合江蘇省基礎地理信息系統安全建設現狀,指出當前安全規劃和安全管理制度存在的不足,并給出安全建議。
(2)工具檢測。采用成熟的掃描或檢測工具,對于網絡中的服務器、數據庫系統、網絡設備等進行掃描評估;為了充分了解各業務系統當前的網絡安全現狀及其安全威脅,因此需要利用基于各種評估側面的評估工具對評估對象進行掃描評估,對象包括各類主機系統、網絡設備等,掃描評估的結果將作為整個評估內容的一個重要參考依據。
(3)基線評估。采用基線風險評估,根據本行業的實際情況,對信息系統進行安全基線檢查,拿現有的安全措施與安全基線規定的措施進行比較,找出其中的差距,得出基本的安全需求,通過選擇并實施標準的安全措施來消減和控制風險。所謂的安全基線,是在諸多標準規范中規定的一組安全控制措施或者慣例,這些措施和慣例適用于特定環境下的所有系統,可以滿足基本的安全需求,能使系統達到一定的安全防護水平。
(4)人工評估。工具掃描因為其固定的模板,適用的范圍,特定的運行環境,以及它的缺乏智能性等諸多因素,因而有著很大的局限性;而人工評估與工具掃描相結合,可以完成許多工具所無法完成的事情,從而得出全面的、客觀的評估結果。人工檢測評估主要是依靠具有豐富經驗的安全專家在各服務項目中通過針對不同的評估對象采用顧問訪談,業務流程了解等方式,對評估對象進行全面的評估。
(5)滲透測試。在整個風險評估的過程中,結合外部滲透測試的方式發現系統中可能面臨的安全威脅和已經存在的系統脆弱性。
【關鍵詞】地理信息系統 無線網絡規劃 應用 研究
【中圖分類號】U475 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2013)04-0082-01
無線網絡規劃和優化是一項循序漸進、不斷深化的持續性系統工程。網絡優化包含覆蓋優化、話務量優化、設備優化、干擾信號分析以及資金優化使用等一系列優化方式,各種優化方式的綜合形成了網絡的整體優化,并貫穿于網絡發展的全過程。綜合分析移動通信網絡建設的業務層面,G1S技術在移動通信網絡規劃和優化中的應用可歸納為以下五個范疇,可視化管理、模型化預測、定量化分析、智能化診斷、科學化決策。
1 G1S技術在移動通信網絡規劃中的應用
網絡發展滾動規劃是通過對市場需求的預測、網絡現狀以及通信技術發展情況的分析,對企業近幾年內網絡發展、建設的規劃,對企業的長期發展具有重要的意義。但是規劃所需基礎數據的收集工作量巨大,網絡滾動規劃工作的第一個步驟就是收集網絡各個專業的原始數據,對網絡現狀進行分析。在以往的滾動規劃工作中,需要各個專業的人員對網絡現狀進行手工統計,不僅工作量大,而且數據準確性也無法保證。滾動規劃編制初稿一般需要較長的時間完成,而基礎數據的收集、整理、核對占用了大半的時間。在建立資源管理系統后,充分利用資源管理系統的資源優勢,通過增加資源管理系統的功能,可以迅速準確地提供滾動規劃所需的數據,大大減少數據統計的工作量,提高工作效率,集中精力對網絡發展趨勢進行認真的研究。
1.1可視化管理
GIS技術所提供的空間定位基準,可以有效組織專題數字地圖、網絡資源位置、鄰小區關系、話務量分布、信號覆蓋范圍等信息,客觀地再現基站、小區等網絡資源的實際分布,充分體現整個無線網絡的拓撲結構和資源配置。同時又可以提供友好靈活的人機交互接口,即以專題數字地圖作為操作背景,顯示出無線網絡規劃和優化后所得到的覆蓋圖、干擾圖等結果數據,實現專題數字地圖、網絡資源分布以及分析結果數據的可視化管理。
1.2模型化預測
GIS技術可以對真實自然的地理環境精確建模。以奪間數據模型為信息載體,按照無線電波沿距離和時間的衰減規律,以及受地形地物因素影響的傳導損耗,快速建立無線電波傳播模型。結合大量實測數據和當地的具體情況,可以進一步調整預測模式,找到適合實際的參數因子,幫助修正預測模型算法,使得預測模型更為靈活和精確。
1.3定量化分析
借助于GIS技術的無線網絡覆蓋預測模型以及專題數字地圖,并結合基站選擇、天線方位和射頻場強等相關參數設置,可以計算出各點位電波經干擾與衰減后的信號場強。運用無線網絡規劃和優化設計方法,依據預測精確計算結果,可以進行定量的總體覆蓋分析、網絡干擾分析、鄰小區分析、指定小區場強覆蓋分析、最佳服務區域分析、次佳服務區域分析和切換區域分析等。
1.4智能化診斷
根據移動通信網絡的動態監測和實際路測,結合基于GIS技術的定量化分析,可以確定無線網絡的運行狀況,發現無線網絡存在的客觀問題。針對測試區域無線網絡的實時信號場強、通話質量、時間提前量以及干擾情況等測試數據,依靠GIS技術進行智能型無線網絡優化和分析診斷,建立與基站和小區數據的自動關聯,從而對無線網絡進行測試、分析和評估。指出發生嚴重話務擁塞和掉話區域,快速定位問題基站,發現網絡存在的問題區域和影響網絡運行質量的直接原因,并自動生成規定格式的詳細診斷報告。
1.5科學化決策
綜合數據倉庫、知識庫技術和無線網絡的數據資源,GIS技術可以將綜合分析評價結果作用于數字地圖上,直觀地用圖形界面予以表達。輔以設置網絡參數和調整設備配置等技術手段,能夠及時模擬網絡參數指標調整后的發展情況,定量預測未來變化趨勢,從而得出解決問題的可能方案。
2 基于GIS的無線網絡規劃具體內容
2.1傳播模型的校正
傳播模型是移動通信網小區規劃的基礎,傳播模型的準確與否關系到小區規劃是否合理,運營商是否以比較經濟合理的投資滿足了用戶的需求。因此,根據基站類型、地形地貌數據等,結合路測數據,校正傳播模型,建立合適有效的傳播模型,并直觀地顯示給網優人員。
2.2基于地理信息的通信網場強覆蓋分析
基于GIS技術的通信規劃軟件所使用的地圖數據是數據地圖,把影響到電磁波傳播的地形地貌地物等轉化為可視化屬性,將必要的信息通過地圖顯示出來,如基站、天線類型及天線方向等,通過傳播模式計算不同邊界場強的覆蓋半徑,并用不同的顏色來充色不同場強的覆蓋區域,直觀演示場強覆蓋的優劣。
2.3基于地物地貌性質和電磁波傳播特性的仿真分析
移動通信是以電磁波傳播的方式進行通信的。電磁波的傳播特性是移動通信的基礎。由發射機發射的電磁波在到達接收機(手機等)之前不僅存在和其它大氣層傳播所遇到的相當嚴重的傳播路徑損耗,而且還受到地面傳播路徑損耗的影響。地面傳播路徑損耗受地形地貌、建筑物、水域、移動物體和植被等環境因素的影響,從而產生多徑衰落和時延擴散等。仿真分析還設計到了傳播模型的設計,對于特定的環境要選定適合自己的傳播模型。
3 結束語
近年來,地理信息系統技術發展迅速,另一方面,計算機科學的飛速發展為地理信息系統提供了先進的工具和手段都為地理信息系統的發展提供了良好的契機。實踐證明,GIS在各行各業中的應用,都帶來了不同的社會效益和經濟效益,在信息通信行業也不會例外。數字地圖為網絡規劃提供了基礎的平臺,地理信息系統中的空間分析功能則為鏈路預算、覆蓋預測提供了有效的方法和手段。未來的信息通信領域,GIS都將成為一種有效的管理手段,尤其隨著第三代移動通信網絡的發展,無線網絡規劃對于地理信息系統的需求會越來越迫切。相信很快,GIS將會成為人們辦公和社會生活中不可缺少的一種手段。
參考文獻
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【關鍵詞】卓越工程師實踐教學地理信息系統
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)03-0003-02
1.引言
2010年教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”),該計劃是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。
武漢理工大學作為教育部首批“卓越工程師教育培養計劃”試點院校,“卓越計劃”的主要目標是著力提高學生的工程意識、工程素養和工程實踐能力,培養適應我國經濟社會發展需要的各類工程技術人才。地理信息系統(GIS)專業是一門工程性和實踐性很強的學科,如何培養出高素質的、具有很強的工程實踐能力的專業型地理信息系統人才,是擺在我們面前的一道難題。
國外大學地理信息系統的培養目標定位于講授GIS理論及實踐應用,要求學生掌握基本的GIS理論和GIS應用[1]。在實踐課程設置方面,將實踐教學與理論課程結合得更為緊密,集中安排類似于課程設計的實踐環節,部分課程將實習穿插其中,重視測量工程、自然地理、人文地理、經濟地理的野外實踐,一些高校在課程實踐教學中率先開始使用面向專題應用的實踐教學模式,突出學生在專題應用情境等實踐中學習[2],強調學生的專業應用技能培養,要求學生必須在GIS實驗室中完成一定的研究實驗和創新實驗。
目前我國GIS專業本科教育發展很快,從工程實踐教學體系上不同背景GIS專業都汲取其各自學科的營養精華,重視GIS綜合性實踐活動的改革與建設,強調在人才培養上的教學與科研相結合,理論與工程實踐相結合,取得了顯著的成效[3],但是與國外相比,在學生工程實踐能力的培養方面還存在不足。有些教師存在重視基本原理和基本方法等理論方面的教育,對實踐教學重要性的認識仍然不足。長期的應試教育,造成部分學生只重視理論課而輕視實驗課,甚至相當一部分學生對實驗課敷衍了事,更別談向工程型人才轉變了。因而從現在開始,應該著手對GIS實踐教學體系和內容進行系統的研究,根據各學校GIS專業學科優勢、企事業合作特點和特有的實踐教學平臺構建相應的實踐教學模式,為特定的工程領域培養受歡迎的GIS人才。
2.研究意義
地理信息系統是一門技術性、實踐性很強的新學科,是與計算機技術、地理學、測繪學、統計學等密切相關的一門交叉性、邊緣性學科[4]。目前,GIS專業已經在城市規劃管理、交通運輸、測繪、環保、農業、地質、制圖等領域發揮了重要作用,取得了良好的經濟效益和社會效益[5]。正由于地理信息系統是一門多學科結合的綜合性學科,實踐性很強,研究GIS專業的實踐教學改革來培養更高素養的卓越工程師具有非常重要的意義。
(1)實踐教學能作為理論教學的重要補充內容。GIS專業培養的卓越工程師,不但要有深厚的理論基礎,而且要掌握過硬的實踐技術,而實踐教學可以彌補學生在動手能力方面的欠缺。
(2)實踐教學能顯著提高教學質量。通過實踐教學可以將理論與實踐很好的結合起來,使得稍顯枯燥的理論課程更容易被學生接受,更能激發學生的學習興趣,也能夠讓學生了解GIS專業在社會中的應用領域和發展方向,讓學生自主學習。
(3)實踐教學能培養“來之能戰”的卓越工程師。實踐教學在培養學生的創新思維、科研能力方面的作用重大,在培養人才方面起著不可取代的作用。通過課內實驗、課程設計、自主創新、企事業合作等實踐教學全面增強學生獨立分析和解決問題的能力、創造性思維能力,為將來工作和走向社會奠定了強大的基礎。
3.研究內容
本研究以武漢理工大學資源與環境工程學院GIS專業的實踐教學為研究對象,以資源、環境的特定應用領域為主線,旨在提高學生的實踐動手能力,并以學校提出的“卓越人才工程培養”為契機,分析GIS專業的實踐教學的現行模式的優缺點,提出新的實踐教學要求、實踐教學內容、實踐教學方法和模式,提高教學水平和教學質量,培養合格的GIS人才。
(1)分析GIS專業實踐教學現行模式的優缺點。經過8年的地理信息系統專業的建設,武漢理工大學資源與環境工程學院的GIS專業的實踐教學模式取得了一定的成績,提高了學生的動手能力,學生在課內實驗、項目研發、創新實驗、GIS競賽方面都有了長足的進步,并且學生近幾年的就業率也比較高,說明該專業培養的人才也得到了社會的認可。但科技和社會都在進步,現行的實踐教學模式也有待加強,比如如何更好的激發學生的自主學習和創新能力就是擺在我們面前的問題。
(2)研究GIS專業實踐教學要求。在科技進步飛速發展的今天,討論GIS專業實踐教學的基本要求。任何GIS專業的發展必須依托相關的其他學科的發展,將GIS技術用于具體的行業領域,才能使GIS永葆活力。本研究結合武漢理工大學資源與環境工程學院的優勢學科(資源、環境),以資源、環境領域的專題應用為主線,以礦業資源、礦山環境為特定發展領域,探究GIS專業的實踐教學要求。
(3)研究GIS專業實踐教學內容。不同學校、依托不同的專業,GIS專業實踐內容會有所不同。該文中所有的實踐內容以資源、環境為主線,以提高學生的動手能力為指導,以培養卓越工程師為目標,來制定相應的實踐內容。在實踐教學內容的制定過程中,盡量做到實踐課和理論課的平衡,以實踐課來強化對理論課的理解,以理論來加強對實踐的指導。實踐教學內容應從課程實踐、野外實踐、創新實踐、項目實踐、競賽實踐、企業實踐等方面來全方位考慮,針對學生的不同特長,從不同的實踐方面來分別培養,從而做到由易到難,學生更容易掌握實踐內容,提高自己的實踐動手能力,培養出不同方向發展的專業型人才。
(4)研究GIS專業實踐教學方法。好的方法是事情成功的一半,因此,在確定了實踐教學內容后,就要制定能取得良好效果的教學方法。基本上來說, GIS專業實踐教學方法可以概括為“先易后難”、“老師引導、學生自主”、“重視專題、加強應用”。“先易后難”就是首先通過簡單的應用為引入點,以一個簡單的GIS應用作為案例,激發學生對于GIS專業的興趣,然后學生才愿意在更深入的方面做些實踐,可以先進行課程實踐和野外實踐,然后過渡到競賽實踐、企業實踐和創新實踐。“老師引導、學生自主”就是在實踐的過程中,不能像傳統的填鴨式教育一樣,要充分發揮學生的自主學習能力和敢于創新能力,給出一個問題,讓學生自己設計實驗方案和過程,培養學生解決科研問題的能力。“重視專題、加強應用”就是要以資源、環境這個特定領域為專題方向,引導學生將GIS技術應用到該領域,同時,鼓勵學生參與各類型的競賽項目,向學生提供參與教師項目和企業合作的機會,強化GIS在該專業領域的應用,以GIS專業來解決該領域的問題。同時,資源、環境優勢學科領域也可以拓寬GIS專業的發展方向。
(5)研究GIS專業的實踐考核方法。課程考核是促進學生學習的重要動力機制,也是考查學生學習效果的一種手段。雖然考核不是目的,但是可以通過考核適當給學生壓力,讓學生主動對不熟悉的內容進行鞏固,達到增強學習效果的目的。對于實踐的考核不能采用傳統的筆試考核方式,要研究新的考核辦法。可以通過老師出題,學生上機的方式來及時考核。也可以讓學生自主選題,給出規定的時間后,讓學生準備報告,現場答辯并演示選題成果。也可以讓合作企業對學生的實踐效果進行評價。通過多種考核方式,能夠全方位提高學生的實踐動手能力,為學生的工程化訓練提供最終的考評結果。
4.研究方法
(1)對比研究。國內外已經有很多學者和教學研究者對實踐教學改革都進行了探索[6-8],因此,可以基于國內外GIS專業(尤其是與資源、環境的優勢學科相關的GIS專業)的實踐教學體系、方法和模式,對比武漢理工大學資源與環境學院GIS專業的實踐教學體系、方法,分析該體系、方法的優缺點,好的方法繼續保持并深化,有缺陷的地方提出相應的改革措施。
(2)調查研究。調研國內資源、環境領域的研究前沿,將GIS專業的實踐教學內容與資源、環境領域的熱點研究問題進行關聯,對于武漢理工大學資源與環境工程學院的GIS專業來說,應該將礦山GIS作為最主要的應用領域,所有實踐的內容以此為主線,培養為資源、環境領域服務的專門GIS工程人才。
(3)實例研究。基于實踐教學內容中的課程實踐、野外實踐、創新實踐、項目實踐、競賽實踐等方面,以資源、環境領域為主線,在各個實踐方面具體實施,驗證實踐內容和實踐教學方法的效果。
(4)統計研究。通過采用調查問卷的形式來收集相關信息,比如就業率、競賽成績、創新成果、參與項目、企業合作成績等,經過統計分析,來評價這些實踐教學內容的教學效果。
5.總結
地理信息系統的實踐教學對培養高素質的工程師具有很重要的意義,通過教學實踐的改革研究,可以推動GIS專業人才創新能力的提高,可以培養“來之能戰”的專業型工程人員,促進GIS專業的就業率。而且始終以資源、環境特定應用領域為切入點,所以實踐教學的內容、實踐教學方法的成果可以推廣到其他類似的高校和科研單位,為其他高校和科研單位的人才培養提供一定的借鑒作用。甚至可以將實踐教學成果進行提煉、總結,建立GIS實踐示范工程,建設較高水平的科技創新基地,最后將其轉化成科研成果和生產力。
參考文獻
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關鍵詞:地理信息技術;中學地理教育;應用;新課標
一、地理信息技術的概況
所謂3S技術即全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)的總稱。因為三者常常集成為一個綜合的應用系統,GPS進行實時定位,RS進行數據采集更新,GIS進行空間分析和綜合處理等。其實三者既相對獨立,又密切關聯。3S在農業、工業、國防、交通、環保等眾多領域得到廣泛應用,并且不斷拓展應用范圍,取得了巨大的社會效益和經濟效益,受到世界各國的重視和社會公眾的關注,是當前IT界及相關應用行業的熱門技術之一。
1.GPS是近年來高速發展的最具開創意義的高新技術之一,因其全球性、全能性、實時性、全天候的連續高精度導航定位、測速、授時等功能和技術優勢,廣泛應用于各個領域。
2.遙感(RS)是在高空或遠距離處,利用傳感器接受物體輻射的電磁波信息,經加工處理成可識別的圖像或電子計算機用的記錄磁帶,揭示被測物體的性質、形狀和變化動態。遙感具有感測范圍大、綜合宏觀的特點;信息量大、手段多、技術先進的特點;獲取信息快、更新周期短、動態監測的特點;用途廣、效益高的特點。
3.地理信息系統(GIS)是利用現代計算機系統和數據庫技術,用以輸入、編輯、分析、儲存及顯示空間及其屬性的地理資料系統。GIS能把圖形管理系統和數據管理系統有機地結合起來,不但克服了數據庫和圖形系統各自固有的局限性,而且使二者的優勢相聯合,優勢更加突出,功能倍增。
二、中學地理課程中進行地理信息技術教育的重要性
目前3S技術是解決人口、資源、環境及經濟發展等重大地理問題的重要手段和關鍵技術。因此,《普通高中地理課程標準》要求:新的高中地理課程在必修、選修模塊中必須介紹有關3S的知識,這是課程內容本身的要求。
隨著科學技術的快速發展,地理信息技術也在不斷更新與升級。地理信息系統技術、遙感技術,以及全球定位系統都成為地理信息技術的重要組成部分。教育改革的深入,使得地理信息技術成為高中地理教學的重要內容,同樣也使其成為高中地理教學的重要輔工具。目前,中學生普遍不喜歡地理課,《普通高中新課程試驗監測報告》顯示:在七門學科當中,地理僅排在物理之后,居于第二難學課程,造成這一結果的一個重要原因是目前地理課程教學手段落后,在中學地理教學過程中,大多數教師仍然偏重如何輔助學生記憶,其手段仍然是以地理掛圖和幻燈片等作為輔助工具,學生感到枯燥無味,因而教學效果不甚理想。因此地理教學改革的一個重要課題是使課堂教學整體優化,將信息技術引入地理教學,是改革教學方法和教學模式的重要途徑之一,結合地理學科的特點,將信息技術中的高端3S技術用于地理教學,是地理教學發展的必然。
三、地理信息技術在中學地理教學中的輔助作用
1.地理信息系統(GIS)在中學地理教學中的應用
在日常的地理教學中,無論是新課的開展,還是練習中都會遇到很多地理信息數據老化,數據缺乏的問題。很多時候教師和學生都能發現使用的地圖中有很多給出的信息已經和實際情況出現了較大的偏差。一般地圖無法滿足我們的應用需求。而解決這些問題正是地理信息系統的強項,我們可以借助與此相關的軟件工具輔助地理教學,輕易地解決在地理教學中遇到的一些難題。陳述彭院士曾說過:“如果說地圖是地理學的第二代語言,那么地理信息系統就是地理學的第三代語言。”
比如,我們在對地理基礎教學中對地形部位的講述中常常難以用語言表述,而常用的等高線地形圖缺乏對山峰、山脊、山谷、鞍部等這些概念的直觀形象的表達。而利用GIS的數字高程模型(DEM)模塊來創建數字高程模型,就能直觀地讓學生對各種地形部位進行觀察,甚至可以讓學生自己通過上機操作,加深體驗。這種教學就能明顯地提高學生的積極性和主動性。加深學生對地形部位的特征的理解,讓學生有身臨其境的感覺。
我們在對某些人文地理課程的實踐中,還可以利用MapInfo軟件對某個區域的某些地理數據進行專題地圖的制作,如對工業區位的選擇,通過將某區域的交通、資源、人口等數據輸入,進行可視化表達,可以分圖層查詢,顯示或疊加相關信息,讓學生更加直觀地分析和解決問題。
2.遙感(RS)技術在地理教學中的應用
在中學地理教學中,RS技術可以廣泛地應用于輔助教學,提高教學效果。在本人的教學實踐中,應用得最多的還是對自然災害和環境保護的這一部分內容。
利用遙感技術能夠監測自然災害的發展變化,比如,我們經常可以看到的最常用的遙感影像圖就是每日氣象預報的衛星云圖。利用這些處理后的遙感圖像我們能夠對氣象災害進行預測、預報,并能夠適時地采取應對措施。
利用遙感技術能夠監測河流水質、土壤的利用狀況、作物的生長情況等,幫助我們分析環境的變化,還可以通過遙感影像圖輔助講授環境變化的整體性與變化過程。
3.全球定位系統(GPS)技術在中學地理教學中的應用
在中學地理教學中,GPS的輔助作用并沒有GIS和RS廣泛,但是他在我們的生活中是應用得最為普遍的一種技術,因為學生對它相對的更加熟悉。比如說學生經常用手機發送動態的時候經常可以在動態后可以看到他們的具置。
在中學地理教學中,我們可以適當地利用某些軟件,比如Google earth軟件中的GPS定位,模擬飛行器等來提升課堂的氣氛。比如,在講述某個地理區域時,讓學生上機定位,帶領大家先領略當地風光。通過“旅行”,他們發現了那些地理環境要素特征。帶著興趣走進地理課堂,不失為一個新穎的導入方式。
四、對于自身在中學地理教學中地理信息技術的應用存在的問題和建議
在我們的中學地理教學中,地理信息技術仍只是作為輔助工具來使用,在現行的新課標教材中也只是被作為一種背景資料來引用,沒有做詳細的介紹。而且,地理信息技術本身是一門實踐性較強的學科,而我們的學生的素質,加上教師本身對這門技術性課程的技術掌握不夠純熟,所以在我們的教學中往往就缺乏學生的實踐能力的培養,只能作為提高數據資料的輔助工具。
為了更好地將地理信息技術應用到我們的高中地理新課標教學中去,我個人認為自身還有很多的東西要學習和探索。需要不斷加強自己對地理信息技術的理解和操作能力,只有自己能對這門技術充分掌握和吸收,才能促進自身業務水平的提高。
參考文獻:
論文關鍵詞:地理信息系統,地理教學,比較
0 引言:
“3S”是英文遙感(Remote Sensing RS)、地理信息系統(Geographicalinformation System GIS)、全球定位系統(Global Positioning System GPS)的縮寫。目前,在《普通高中地理課程標準》中要求如下:新的高中地理課程在必修、選修模塊中必須介紹有關3S的知識,這是課程內容本身的要求。另一方面,“3S”技術是地理課程獨特的輔助教學技術。但是,中學生普遍不喜歡地理課,在《普通高中新課程試驗監測報告》中顯示:所學七門學科當中,地理僅排在物理之后,居于第二難學課程,造成這一結果的一個重要原因是目前地理課程教學手段落后,因此地理教學改革的一個重要課題是使課堂教學整體優化,將信息技術引入地理教學,是改革教學方法和教學模式的重要途徑之一,結合地理學科的特點,將信息技術中的高端3S技術用于地理教學地理信息系統,是地理教學發展的必然。
1 幾種地理教學法
1.1地理讀圖啟發式教學
所謂讀圖啟發式教學,指“在地理教學過程中,通過讀圖提出問題,利用讀圖把問題引向深入,運用地圖去解決問題”的一種教學模式。地理讀圖啟發式教學是大面積提高地理課堂教學質量的有效途徑,它對于學生綜合能力的培養是一種較好的教學模式。但是其唯一的缺陷就是課前需大量的收集地圖,并且很難找到與課程匹配的地圖,這就大大的限制了該方法的使用。
1.2 現代媒體教學法
現代教學媒體主要包括幻燈、投影、錄音、錄像、電視、計算機等。這些媒體具有形聲性、再現性和先進性的特點,主要以圖像和聲音的形式傳遞信息,可使學生真正做到眼耳并用、視聽結合,使知識傳遞、接受、記憶變得比較容易。如地球公轉的規律及其產生的地理現象通過多媒體模擬、分解宇宙天體的運動規律,分秒之間直觀立體地表現了四季更替、晝夜變化的復雜過程,使學生能“飛”離地球,從宇宙空間的各個不同角度俯視我們這顆美麗的星球。抽象的知識轉化為具體的視覺圖像,變難為易,變枯燥為生動,使學生樂看、樂聽、樂學、樂思,大大地激發了學生的學習興趣核心期刊。但是現代媒體教學法基本上都是“各自為政,互不干涉“的局面,很難將其統一。
1.3 傳統板書教學法
地理教學板書、板圖、板畫內容豐富,復雜多樣,在有限的黑板上難以充分展示出來。課堂上的教學掛圖是學生獲取知識的重要來源,它往往又是信息容量大、要素繁多、不分主次,而且能見度低,不利于學生的學習由簡單到復雜、由淺入深的發展。地理教學名詞概念多,原理、規律也不少,往往需要借用掛圖來幫助學習理解、類比歸納,實現圖文轉換,一般情況下45分鐘內不易完成任務。用一般的教學手段難以實現地理信息系統,這就妨礙了學生認知過程由感性上升到理性的發展。
1.4 GIS與計算機網絡教學法
GIS與計算機網絡教學法,就是集制圖、分析、運用、于一體,利用GIS軟件制作出符合課程的系統,并且可以多次使用,畫面實現分段、選擇、修改、縮放、分割,然后在局域網中。其不足的是對老師的要求較高。需要不斷完善知識與能力結構,勇于實踐各類創新教學方式,全身心投入到培養祖國新一代人才的偉大事業中去。現行大綱在闡明了教學目的和任務,規定與編排了各章節的教學摘要求。
2 GIS與其它常見教法在地理教學中的比較
2.1 GIS可以替代地理掛圖
地理學是一門內容豐富的科學。運用GIS輔助地理教學,能夠改變以往以地理教科書、地圖冊、教學掛圖等呈現地理教學內容的方式。對于靜態的、感性的地理知識,GIS可以使其可視化,使我們對于空間定事物的輪廓、狀態、地理事物的位置、地理事物的分布模式以及所學區域全貌或感興趣的特定區域,都有一個非常直觀的感知,對于地理事物的空間關系的認識更為生動、形象、具體。例如在講中國的疆域時我們通常會選擇中國政區圖,使學生對中國的海陸疆界有一個整體的認識。但是當分析中國的鄰國,特別是我國的西部邊疆與吉爾吉斯斯坦、阿富汗、巴基斯坦相鄰的部分時學生就無法觀察清楚了,這時如果應用Google Earth軟件的自由放大功能就可以對地圖的任何一個局部進行無級放大,使學生一日了然。如圖1:
圖 1 Google Earth查詢圖
【關鍵詞】水利工程 勘察選址
1 引言
隨著我國經濟的不斷發展和社會的進步,水利工程作為一個重要的公共基礎設施,在一定程度上與經濟的發展和社會穩定有著密不可分的聯系。近年來,雖然我國水利水電工程選址勘測技術越來越成熟,提高了水利工程勘察選址的工作效率,但是從當前水利水電工程選址勘察現狀來看,還存在著諸多的問題,對工程選址的分析不夠深入和具體,甚至還出現了選址錯誤等問題,不僅不利于水利水電工程建設的順利進行,還無法保障工程質量。因此,深入探討水利工程勘察選址,與水利工程建設質量的提高有著極其重要的意義。
2 水利工程選址中需要注意的問題
2.1環境問題
一直以來,水利工程勘察選址都比較重視工程對周圍環境帶來的巨大影響,并且在選址的過程中,就運用科學的手段對水利工程建設可能產生的弊端進行預測和分析,然后由于不同地區的地質環境存在著一定的差異性,并且有明顯的區域性特征,所以,不同工程條件、不同水利工程以及不同地區都有明顯區別。同時,由于修建大型水利工程,可能會改變周圍的局部小氣候,使該地區的水流量和氣候發生改變,而且還會影響周圍的生態環境,所以環境問題是水利工程勘察選址需要注意的一個問題。
2.2水文問題
水利水電工程會影響該地區的水文情況,一般來說,主要表現在以下幾個方面:(1)汛期時,水利工程往往會儲存大量的水資源,并且在非汛期時,也會對河流的水進行截留,這就容易降低周圍的地下水位,從而對生態環境造成一系列破壞;(2)由于減少了河流水流量,會減弱河流的自凈能力,使水質明顯惡化。
2.3質量問題
通常情況下,水利工程勘察選址的質量問題主要體現在以下幾個方面:(1)水利工程勘察選址過程中用到的計算方式、理論、想法以及數據往往會和實際情況產生出入,不能對理論公式進行靈活運用,無法實現理論與實踐相結合;(2)水利工程勘察選址報告的內容比較空泛,缺乏具體內容,不能將選址地點的諸多利弊準確的說出來,考察不全面,缺乏充分的論證;(3)部分選址報告沒有對該地區的整體可行性進行分析,不能一次性通過審查,浪費人力、財力和物力資源,并且容易造成工程延誤。
2.4技術問題
由于不同地區的地質環境、氣候條件等都存在著個體差異性,所以水利水電工程的勘察選址具有一定的難度,并且還容易受到當地當地條件的影響,雖然我國的水利水電工程勘察技術得到了進一步發展,但是依然不夠先進,所以在水利工程勘察選址的過程中,不僅要將科學技術作為指導,還應該與當地的實際情況相結合,運用各種方法,做到因地制宜,并對選址地點的環境、地質、人口以及水文等因素進行科學分析,盡量實現勘察選址報告的科學性、有效性和合理性。
3 各種方法對水利工程勘察選址的影響
3.1運用全球定位系統(GPS)
隨著全球定位系統的進一步發展,該技術在現代社會中被得到廣泛運用,并且也逐漸運用在各種水利工程勘察選址的分析中,該技術可以很好地解決跨越溝渠山澗、遠距離建設水利工程等問題。此外,即使在人工勘察無法到達的地區,也可以運用天空優勢,將現有的各種數據綜合起來,對人口、水文、環境以及地質等各方面情況進行全面分析,不僅可以使勘察選址時間縮短,在一定程度上還能增強勘察選址的可行性和精確度。
3.2運用遙感技術
遙感技術是比較常用的一種技術,將遙感平臺的高度作為基本依據,通常可以將遙感分為3大類,分別是地面遙感、航空遙感以及航天遙感。遙感技術具有立體成像感、視野遼闊、全景覆蓋以及收集信息豐富和快等優點。并且操作比較簡單,所以在水利水電工程中有關相關環境以及工程地質問題的研究與調查中被得到廣泛運用。一般來說,遙感技術的優點主要體現在以下2個方面:(1)由于遙感圖形擁有立體模式,可以提供地質構造的大量宏觀信息,并且能夠將該區域的地貌地形、水資源分布情況以及地質條件特征反應出來,有助于了解該地區地質構造的穩定性;(2)通過遙感圖像,尤其是紅外彩色影像,可以判斷某一區域巖溶水文條件的好壞,與其它探測技術相比,遙感技術的優勢比較明顯,并且通過紅外光的差異性,還能對該區域的植被分布情況、地下泉水以及地下水情況進行判斷,有助于施工建設。比如黃河萬家寨、高壩洲以及清江招來河等水利水電工程都是通過遙感技術的彩紅外航片解譯來對巖溶的滲漏問題進行研究,并且獲得較好了勘察效果。
3.3地理信息系統(GIS)
地理信息系統也是比較常用的一種水利水電工程勘察選址技術。這一技術具有較多的優點,能夠自動制作勘察過程中需要的柱狀圖、坡面圖以及平面圖等,此外,還可以對遙感技術拍攝的數據、影像、圖片以及空間立體分析、數據管理等進行綜合處理。隨著現代科學技術的不斷發展,地理信息系統的發展也越來越成熟,并且在水利工程勘察選址中發揮著極其重要的作用。所以,在水利水電工程的勘察選址中,運用好地理信息系統,在一定程度上可以確保水利水電勘察選址工作的順利有序進行。
4 結語
綜上所述,水利水電勘察具有時間長、工作復雜、難度大等特點,是水利水電工程建設順利進行的一個重要保證。因此,一定要充分認識到水利水電勘察選址的重要性,在實際的工作中,對工程建設的利弊進行全面分析,并且運用好全球定位系統、遙感技術以及地理信息系統等多種現代勘測技術,盡量實現水利工程勘察選址的科學化、現代化和合理化,為水利工程建設質量的提高提供有效保障。
參考文獻:
[1]肖正岐.有關水利工程勘察中地質問題的分析[J].黑龍江科技信息,2012,32(9):278.
【關鍵詞】中學生;地理信息素養;培養策略
一、地理信息素養的內涵
1、地理信息素養的定義
信息素養是一種可以通過教育所培育的,在信息社會中獲得信息、利用信息、開發信息方面的修養與能力。它包含了信息意識與情感、信息倫理道德、信息常識以及信息能力等多個方面,是一種綜合性的、社會共同的評價;信息素養也是人們對信息活動的態度以及對信息的獲取、分析、加工、評價、創新、傳播等方面的能力。地理素養,是一個人由訓練和實踐而獲得的地理知識、地理技能、地理能力、地理意識、地理情感等的有機構成與綜合反映。地理素養既內化為隱性的素質,又外顯為具體的行為。地理信息素養是包攝于地理素養和信息素養的一個下位概念,是地理素養的重要組成部分。關于地理信息素養的定義目前學術界有很多種說法,在現在信息社會背景下,筆者認為地理信息素養是指通過地理教育活動所形成的甄別、獲取、評價、處理、加工、運用地理信息解決實際問題、提高工作與學習效能的意識、知識、能力和道德。對于這一概念,可以從以下四個方面去理解:
(1)生成過程的后天性:地理信息素養不是先天自發形成的,而是在后天的環境和教育下逐漸習得生成的。甄別、獲取、評價、處理、加工、運用地理信息的意識、知識、能力和道德都只可能在后天的理論和實踐學習中逐漸形成和提高。
(2)培養方式的多樣性:這里的教育包括學校教育、家庭教育、社會教育等一切有意識和無意識的教育活動。例如:對于地理信息素養的培養,家中有聯網電腦或住址離網吧較近的學生主要通過網絡窗口來培養,有從事地理相關工作親屬的學生主要是采取耳濡目染、潛移默化的方式,對信息技術感興趣而又無前兩種條件的學生則可以主動參加社會培訓班來培養。
(3)形成環境的依賴性:受教育者地理信息素養的形成及提高離不開其所處環境的相關軟硬件條件。軟件層面是指受教育者周圍的群體(親屬、教師、學生等)所具備的地理信息素養水平和由此形成的氛圍,硬件層面是指受教育者所處的家庭、學校、社會能為其提供的信息工具和資源。
(4)組成內涵的全面性:從橫向上來看,地理信息素養包括地理信息意識、地理信息知識、地理信息能力和地理信息道德等四個維度;從縱向上來看,地理信息素養包括受教育者對地理信息進行甄別、獲取、評價、處理、加工和運用等的綜合能力。
2、地理信息素養的結構組成
筆者認為地理信息素養的組成包括四個方面:地理信息意識(敢不敢與想沒想到)、地理信息知識(知不知)、地理信息能力(會不會)和地理信息道德(對不對),其中地理信息能力所占的權重最高對照于目前學術界對信息素養組成的研究。
(1)地理信息意識
地理信息意識是指個體對地理信息做出的能動反應,表現為個體對地理信息的敏感程度、對地理信息價值的判斷力、洞察力以及對地理信息需求的自我意識,是整個地理信息素養的前提,它要求學生有敏銳的感受力和持久的注意力,能夠意識到地理信息的作用,對地理信息有積極的內在需求。具備地理信息素養的人能明確自己什么時候需要地理信息、需要什么樣的地理信息并把這種信息需求準確表達出來,在遇到地理信息時能夠及時準確的對其進行分析、甄別、篩選,將其納入到自己的信息庫,作為貯備資源。地理信息意識越強,對地理信息就越敏感、越重視,可以在瞬息萬變的信息海洋中捕捉到有用的地理信息,從而引發積極思考,解決地理問題。
(2)地理信息知識
地理信息知識是個體具有地理信息素養的基礎,指對信息學、信息源、信息傳播過程、信息工具及地理信息類型、地位、作用、價值等方面知識的了解和掌握。這主要涉及到信息學、傳播學以及圖書館情報學方面的知識。信息學知識如信息技術的基本常識、信息系統的簡單工作原理、信息系統的結構與各個組成部分、信息技術的作用與影響、信息技術有關法律與道德問題等,傳播學知識如信息傳播的條件、信息傳播的模式、影響信息傳播的因素等,圖書館情報學方面的知識如信息源的類型、信息源的選擇方法等。
(3)地理信息能力
地理信息能力是地理信息素養的核心,指個體在生活、學習中查找、整理加工、傳遞交流和利用地理信息的一種直接或潛在的能力,包括地理信息檢索、收集和存儲能力、地理信息加工處理能力和地理信息技術的利用能力等,表現在個體對地理信息技術的應用上,包括地理信息的理解、甄別、選擇、獲取、管理、處理、生成、傳遞能力。例如:能夠從眾多的地理信息中選擇出自己需要的部分,通過計算機、圖書館等各種渠道搜集地理信息,對收集到的地理信息進行指定格式的轉換、處理和分類管理,整合各種地理信息制作出所需的地理課件,操作地理多功能教室的各種設備,合理利用地理天文臺、地理園等資源開展地理教學,引導學生進行課外地理觀察和教學等。
(4)地理信息道德
地理信息道德從屬于思想道德,指個體在信息法律意識和信息倫理道德等方面的素養,要求個體在獲取、利用、加工和傳播地理信息的過程中必須遵守一定的倫理規范,不能危害社會或侵犯他人的合法權益。
2、培養中學生地理信息素養的必要性
1、新課程改革要求關注中學生的地理信息素養的培養
《普通高中地理課程標準(實驗)》將“培養公民必備的地理素養”作為課程的基本理念之一,其“知識與技能”“過程與方法”目標中,關于地理學科能力有四項具體規定,其中第二個層級為地理信息加工能力,包括搜集、整理、分析地理信息和把地理信息運用于地理學習過程的能力。在“基本理念”中指出“強調信息技術在地理學習中的應用”;在“實施建議”中提出“重視地理教學信息資源和信息技術的利用”;在“內容標準”中規定了學習“地理信息技術應用”的基本內容。如:要求“結合實例,了解遙感在資源普查、環境和災害監測中的應用” ;“舉例說出全球定位系統在定位導航中的應用”;“運用有關資料,了解地理信息系統在城市管理中的功能”; “了解數字地球的含義”,并在“活動建議”中要求通過“收看相關電視節目,如DISCOVERY等,了解在野外考察中GPS的功能”;“用電子地圖(網絡或光盤形式)查詢城鎮、交通、旅游等信息”,通過收集和分析地理信息,培養學生獲取地理信息和運用地理信息的能力。
2、國際地理課程的發展要求重視中學生地理信息素養的培養
國際地理課程突飛猛進的發展,在1992年的《國際地理教育》中的“技能”目標為:利用由文字、圖片和符號資料構成的教科書、圖畫、圖表、文獻、示意圖和地圖,以及通過野外觀察和制圖、會見采訪、解釋第二手資料、應用統計數據等形式警醒地理主題和有關問題的研究學習,學生們將能夠發展和形成以下方面的能力:明確問題和爭端;發展一般性結論;收集組織信息;應用一般性結論;處理資料;做出判斷;解釋資料;做出決策;評價資料;根據調查結果和價值觀念采取行動。這些都對高中生的地理信息素養提出了較高要求。縱觀歷屆國際地理奧林匹克競賽,盡管具體題型和內容的涉及不盡相同,但都有一個“野外考察”環節,通常是要求考生在考察現場后準確繪制圖表或給出問題解決的方案,這實際就是提取、表達、分析、創造信息的過程,體現了國際地理教育對學生地理信息素養的較高期望。
3、信息化社會的到來呼喚中學生提高地理信息素養
21世紀是信息爆炸的世紀,隨著數字地球、“3S”等地理信息技術的突飛猛進,如何使學生在面對浩如煙海的地理信息時能正確篩選、評價、分析和應用考驗著我們的地理教育。信息化時代的到來對人才培養的標準有了更高的要求。“美國教育技術CEO論壇2001年第4季度報告提出21世紀的能力素養包括:(1)基本學習技能(即:讀、寫、算);(2)信息素養;(3)創新思維能力;(4)人際交往與合作精神;(5)實踐能力,”信息素養是其中一個要素,這表明:信息素養越來越受到國際社會的重視,是21世紀衡量個人綜合素養的重要指標之一,是推動科技創新、國家進步的重要因素,是國際競爭的實力之一。“地理教育應該教育學生懂得如何獲得與生活密切關聯的各類信息,有微觀的、宏觀的,以及教會學生如何處理和分析這些信息,而許多情況,這些信息就是地理觀念上的信息,或者叫地理信息”,即信息化社會的到來呼喚高中生提高地理信息素養。
信息技術的應用也變的普遍起來,對于信息技術有這樣一個定義“凡是能夠提高或擴展人類信息能力的方法和手段的總稱即信息技術。這些方法和手段主要是指完成信息產生、獲取、存儲、檢索、識別、交換、處理、控制、分析、顯示及利用的技術。具體來說,應該包括手段和方法兩個方面,前者是物化形態的技術,如:印刷媒體、電子媒體、計算機網絡等,后者是智能形態的技術,指運用信息媒體對各種信息進行采集、加工、存儲、交流、應用的方法。“以計算機技術、多媒體技術、網絡技術等支撐的教育方式發揮了常規教育方式所無法達到的效益:可以減少40%的時間和30%的經費,學習速度可以提高30%-50%。”固多媒體技術具有立體、交叉、高速、便捷和美觀的特點,通過集成文本、聲音、圖形圖像、動畫于一體,可以化靜為動,虛擬抽象的地理過程;“信息高速公路”建設帶來的數字化潮流改變了傳統的信息檢索方式和閱讀方式,為教師和學生高效、便捷地獲取信息提供了技術支持;遠程教育和網絡教育突破了時空限制,使不同年齡、不同地區的人們都能共享豐富的教學資源,通過虛擬電子課堂上的交互活動協作學習,實現快樂、高效的學習。這些現代化信息技術的出現和發展,也要求我們中學生必須具備一定的地理信息素養。
三、中學生地理信息素養現狀分析
1、高中生地理信息意識現狀分析
應試教育造成的“慣性”和地理課堂“培養地理學習興趣”功能的不足使中學生課內地理信息意識明顯高于課外;師生關系的嚴肅性和學校信息技術教育的“乏力”束縛著學生向地理教師和網絡求助的熱情;男女生的心理發展特點使其地理信息意識有別(男生多喜歡野外考察、動手實踐等探索活動,而這正是許多地理類電視節目和雜志的特色內容)。
2、中學生地理信息知識現狀分析
“考什么,教什么,學什么”的宗旨使學校、家庭、學生對課外地理信息知識的重視度不夠;舊的地理課程標準中對高中生地理信息知識的掌握水平未作要求;地理教材中欠缺對地理信息知識的編寫;某些地理教師自身的地理信息知識有限。
3、中學生地理信息能力現狀分析
學校有限的信息技術教育條件使學生沒有充足的上機鍛煉機會;學業負擔繁重的和高中生較低的自制能力使其在有限的上機時間中更傾向于聽歌、看電影等娛樂放松活動;地理信息理解、甄別、選擇和獲取能力或多或少在平時的地理課堂中有所訓練,所以相對較強,而地理信息的管理、處理、生成和傳遞能力因訓練不足而相對較弱。
4、中學生地理信息道德現狀分析
高中生課堂以外與地理信息接觸的機會并不多,且對課外地理信息的需求有限,所以,其地理信息道德普遍較高。最后,教育經費的不足限制了學校對信息教育技術的投入,使學校的信息教育環境不及家庭。
四、我國中學生地理信息素養培養目標
通過以上對我國中學生地理素養的現狀分析的基礎上,筆者認為我國中學地理課程的培養目標如下表。
維度 內涵
地理信息意識 關注地理信息,主動貯備有用地理信息
知道自己什么時候需要地理信息
明確表達自己地理信息需求的內容、性質和范圍.
地理信息知識 了解地理信息的類型、作用和價值
知道常用的地理信息源
明確基本的計算機和網絡知識
地理信息能力 理解能力 理解地理信息的內涵,并習得相應的符號操作
甄別能力 能判斷地理信息的可靠性、權威性、時效性、準確性和完整性
選擇能力 從眾多的信息中選出自己需要的地理信息
獲取能力 利用現代地理信息手段,通過各種途徑收集地理信息
管理能力 對已有地理信息進行梳理、分類和存儲管理
處理能力 分析、加工新地理信息或促進新舊地理信息的整合
生成能力 通過觀察、抽象、歸納、分析等過程,生成新的地理信息
傳遞能力 明白易懂的表達自己生成的地理信息,或與他人交流地理信
地理信息道德 在法律允許的范圍內獲取、應用地理信息
五、中學生地理信息素養的培養策略
1、積極營造良好的地理信息環境
地理信息素養本身有較強的操作性和實踐性,它的培養離不開對基本信息工具的應用,離不開地理信息技術的學習及使用,也離不開大量的地理實踐活動。因此,要培養學生的地理信息素養,首先就必須積極地營造良好的地理信息環境。
(1)加強硬件設施方面的建設
良好的地理信息環境最基本的是硬件設施,硬件設施的支撐是整個地理信息素養培養最基本的物質條件。發達國家非常重視基礎設施的建設,把網絡的連接和配備多媒體計算機作為整個國家教育信息化系統的重要組成部分。我國最近幾年也加快了這方面的建設,2000年,教育部制定了加快中國教育信息化的“校校通”計劃,“校校通”教育工程目標是:用5~10年時間,使全國90%左右的獨立建制的中小學校能夠上網,使中小學師生能共享網上教育資源,提高中小學的教育教學質量。2007年,在重慶的40個區縣中,有21個區縣建成了教育城域網,在12564所普通中小學里,建成校園網的學校只有2304所。另外,全市中小學有計算機25萬臺,但全市的中小學有450萬人,學生人機比為18:1。
(2)建立并完善軟件資源和信息化資源
計算機和網絡環境是高中生獲取地理信息的一個平臺,實際上是由軟件資源實現。教學軟件資源直接影響著學生獲取地理信息的數量與質量,因此,學校要堅持軟件和地理信息資源的開發與管理,包括教學、課件實例與精品網絡課程、數字圖書館等資源的建設。另外,還包括基本的計算機和網絡的普及知識,如電子郵件的使用、如何使用瀏覽器和搜索引擎供給搜索地理信息、如何利用資料庫下載地理數據、利用電子表格和數據庫統計獲得地理數據以及如何參加網上討論組等。這些軟件資源都可以通過校園網絡平臺電子閱覽室和多媒體設備提供給教師和學生,以方便教師進行教學,也使中學生能夠訪問到本校圖、文、聲并茂的電子文獻資源,開拓學生的學習視野,擴大知識面,從而使中學生在優良的地理信息環境接受更多的、新的地理知識。
2、立足地理課堂,培養學生的地理信息素養
課堂教學是地理教學的基本途徑,是學生學習地理知識的主渠道,也是學生獲取地理信息的最重要的方式,因此,培養學生的地理信息素養必須立足地理課堂。
(1)樹立正確的教學理念,激發學生對地理的興趣
地理教師的教學理念是培養高中生地理信息素養的重要環節。地理教師應以“學習生活中的地理”、“學習對終身發展有用的地理”的理念為指導開展教學,精選教學內容,改變教學方式。通過生動、有趣的地理教學案例和研究性學習活動,提高學生對地理科學價值的認識,激發學習地理的動機。
(2)具體指導訓練學生地理信息收集、處理、運用的方法
高中生的地理學習過程,核心是及時通過收集地理信息、分析地理信息和應用地理信息來學習地理知識與原理,解決地理問題的過程。而高中生對如何收集地理信息、如何分析地理信息、如何利用收集到的地理信息解決問題以及如何準確地表達地理信息等缺乏基本的方法,遇到需要解決的地理問題時,往往不知道從何下手。因此,教師必須給予足夠的方法指導,即激發學生的思維,幫助學生掌握搜集、處理、運用地理信息的各種具體方法,培養學生的地理信息素養,為學生發揮自己的才智提供和創造必要條件。
3、以地理信息技術為載體,培養學生的地理信息能力
在信息時代,教育的目的不僅僅是教會學生知識,更應該是以學生發展為根本,全面提高學生的素質。地理信息技術在信息社會中有著舉足輕重的地位和作用,新一輪高中地理課改在地理課程中設置了“地理信息技術應用”模塊,是普及地理信息技術基礎知識的有效途徑。地理信息技術的掌握是地理信息素養的一項重要內容,而地理信息技術的核心是地理信息系統的學習,即對學生進行相關地理信息系統內容的學習和時間操作,提高學生對GIS的了解和對GIS軟件的使用能力。通過對GIS的學習提高學生的信息能力,關鍵是讓學生懂得GIS、學會使用和操作地理信息系統的軟件。此外,信息系統的使用能力本身也是地理信息能力的體現,可以說,地理信息素養方面會不會與能不能的要求中最基本的就是信息系統的使用能力。
4、加強教師地理信息素養的培養
在計算機和網路已進入人們生活的每一個角落的今天,教師的角色已經從傳統的傳道、解惑者轉變為學生的引導者、學習活動的組織和評價者、學生學習的激勵者。教師地理信息素養的培養,不僅是教師自身發展的需要,也是地理教學的需要。教師信息意識的強弱,信息處理能力的高低都影響著學生的學習能力、學習效果,影響著學生地理信息素養的形成。因此,在當前教育體制下,我們要積極引導和確立教師“終身學習”的觀念,改革教師職前教育的教育方法,同時也要加強在職教師培訓,以增強教師地理信息素養的培養。
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【關鍵詞】地理信息系統;礦井地質;構建
礦井安全生產設計很大程度上是依賴于充分的、可靠的地質條件基礎,實際工作面回采不可靠和事故因素也主要是對礦井開采地質條件缺乏全面的系統掌握以及相關技術手段的預警預報。影響工作面回采安全性的地質因素是多方面,比如構造地質條件、礦井水文地質與瓦斯地質等,它們直接關系到礦井高產高效與地質安全保障。為此,筆者結合計算機技術、GIS 技術以及空間數據庫技術和相關專業模型來構建礦井地質保障信息系統,為礦井高產高效奠定基礎。
1 地理信息系統技術簡介
地理信息系統(GIS)技術是以地理空間為基礎,采用地理模型分析方法,實時提供多種空間和動態的地理信息,是一種為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。在資源與環境應用領域中,GIS技術發揮著技術先導的作用,它不僅可以有效地管理具有空間屬性的各種資源環境信息,對資源環境管理和實踐模式進行快速和重復的分析測試,便于制定決策、進行科學和政策的標準評價,而且可以有效地對多時期的資源環境狀況及生產活動變化進行動態監測和分析比較,也可將數據收集、空間分析和決策過程綜合為一個共同的信息流,明顯地提高工作效率和經濟效益,為解決資源環境問題及保障可持續發展提供技術支持。文中主要是對GIS技術應用于煤礦礦井地質保障信息系統進行著重地闡述。
2 系統驅動模型
礦井地質保障信息系統完全是一個基于分布式網絡環境下的數據驅動系統,是一個基于多層數據、信息與任務的協作體系模型,如圖1 所示。其頂層是目標任務層,即用戶請求需要完成的目標任務組,它是基于不同專業主體成員協調解決沖突、集成數據或信息協作處理完成;中間層是信息層,即為完成不同的目標任務提供所需的信息,包括空間與非空間信息兩部分,并在必要時不同信息需要相互協作;底層當然是分布于網絡中的異構數據源,含空間與屬性等多源數據,它是信息形成的基礎,也是一切任務成功處理的基礎。隨數據源(煤層厚度及其變化、頂底板巖性空間分布與穩定性、構造地質、礦井水文地質與瓦斯地質等相關數據)的變化,就可能引起地質問題的產生,這必將引起相關信息層與任務層的變化,系統用戶層(主體成員)必須依據不同的目標任務實現影響礦井安全生產的地質問題預測預報與決策報告分析。
圖1 基于數據驅動的分布式應用模型
數據層、信息層、任務層和用戶層之間的通信主要通過HTTP協議、網絡技術和空間元數據等實現,即集中管理的地測部門可以通過網絡通信實現不同礦井地質問題的處理,同時可以提供給更高一級的主管部門應用。
3 系統體系構造
根據上述分析及介紹可以知道,礦井地質保障信息系統屬于一個以數據驅動為基礎的系統,而且如果數據源不同,那么就會傳達不同的地質問題的信息,那么在實際的分析過程中勢必會應用不同的地質專業模型及空間分析的方法來加以實現,在實現的途中,需要緊密地聯系基礎地質測量數據。那么,由此可知,系統并非一個孤立的信息系統,必須要以空間數據庫實現多源動態數據信息的共同驅動來加以實現。下面就是對該系統中的各個組成部分進行闡述及分析。
3.1 數據源
數據源的提出主要是基于不同地質問題的變化而提出的,這些可能會發生地質變化的問題主要包括煤層厚度、頂底板巖性空間分布及穩定性、礦井水文地質及瓦斯地質等方面。數據源是通過信息層面加以傳遞和反映的,那么這就使得數據源的重要性有所體現。例如煤層厚度如果超過工作面采高且撇頂煤時,由于煤層松軟極易造成漏頂,導致頂板管理不便。這對于快速、準確地采取相關的措施是十分有必要的;又如構造地質數據,其反映了瓦斯在礦井中的滯留情況,那么對于預防礦井瓦斯爆炸具有很大的作用。而且,高產高效礦井地質保障信息系統的預測及分析報告、決策分析是與往常的動態地測量空間數據是分不開的,測空間數據主要包括被測圖形的數據及其相關屙I生數據。所有的數據源均來源于生產技術層應用不同的技術手段獲得,并依據相關專業系統實現動態存儲,為礦井安全生產提供重要數據保障。
(1)頂底板巖性空間分布與穩定性相關數據。頂底板巖性及其厚度變化可能會導致頂板垮落、底鼓及煤巖層突出等危險。
(2)構造地質數據。構造是瓦斯與礦井水突出的重要地帶,極其容易造成地質災害。
(3)瓦斯地質數據。主要是瓦斯含量與富集區的預測,主要結合瓦斯地質圖與實時監控系統實現預測預報。
(4)其他地質異常數據。主要是巖漿侵人體、巖溶陷落柱與煤層沖刷帶等,它們的出現也將影響到綜采工作面的布置等。
3.2 該模型支持的專業軟件系統
一般而言,系統體系中的專業軟件系統主要包括數據源管理數據庫系統、以及專家會診地質問題系統。在這其中,數據源管理數據庫系統是一個基礎性的數據庫。數據一旦發生驅動,那么礦井發生的地質問題就能夠很好地進行判斷。而且還有人應有空間分析方法形成基于空間數據的地質問題決策報告,真正解決分布式環境下基于GIS的高產高效礦井地質保障問題。
3.3 空間數據存儲平臺
對于礦井地質保障信息系統而言,其依據是與礦井地質、保障相關的數據源、信息必須對其存儲在空間等。而且,圖形庫主要存儲13常動態變化的采掘煤礦工程的平面、瓦斯地質圖及礦井水文;知識庫主要是專家層形成的經驗眭知識,便于地質問題的辨別與分析;方法庫主要是不同數據源引發地質問題來進行判斷的;根據瓦斯及水害等不同的危險數據源所建立起來的相應專業模型,可以建立起來一整套較為完整的專業模型,這個模型需要有2個依據,也就是要遵循一定的規則,這2個原則是:(1)需要建立礦井下的瓦斯地質區域圖(這些區域主要包括瓦斯突出危險區域、高濃度瓦斯區域及瓦斯突出危險區等),這個瓦斯地質區域圖主要是依據礦井的地質調經及煤層賦存的情況所建立的;(2)對礦井一下可以采煤的區域及將來可以采煤的區域是否可以劃歸為瓦斯警戒區域進行確定,這個主要依據的是采掘工程平面圖的動態采掘信息及與之相關的瓦斯分區共同產生作用所建立起來的瓦斯分布區。
4 支持系統的幾種關鍵技術
4.1 鉆、物探技術
在礦井地質保障信息系統之中,鉆、物探技術較為重要,而且這2種技術發展的也比較成熟,而且將這2種技術運用于實際的礦井保障信息系統之中的時間也相對較長,在實際的實踐過程中,得到了成功的驗證,因此成為了數據源獲取的較為重要的手段。
4.2 監測監控系統
當前時期下,監測監控系統主要應用于3個方面的監測:礦井以下水位監測、瓦斯濃度監測及頂板壓力監測,這就使得上述幾個方面的數據源能夠進行動態地監控及及時地對報表進行分析。然而,對于GIS的空間分析目前還處于研發應用的推廣階段,也是礦井地質保障信息系統的比較關鍵的技術。
4.3 空間數據存儲
系統數據的多源性決定了其數據存儲的復雜性,主要涉及的關鍵技術有海量數據存儲技術、空間數據庫和數據倉庫技術。基于其數據的復雜多元化,必須采用合理的技術組織才能提高海量數據的存儲、管理效率和質量。
參考文獻:
摘要:本文是在分析現有GIS技術中森林資源資產評估應用的基礎上,從森林資源資產評估實踐需求出發,提出了以GIS技術為基礎建設森林資源資產評估系統,具體分析了系統設計目標、系統結構、系統功能和系統開發方式。基于GIS技術的森林資源資產評估系統的建立將為森林資源資產評估體系提供一種新的思路、技術和方法。
關鍵詞:GIS;森林資源資產評估;森林資源資產評估系統
1.引言
隨著我國林業產權制度改革的不斷深化,市場對森林資源資產評估業務需求越來越多。由于評估手段的技術研究方面仍比較落后,嚴重滯后于森林資源資產評估行業發展的要求。因此,森林資源資產評估手段的技術研究是評估業面臨的緊迫問題。如何提高工作效率和質量,成為評估技術研究的主要課題。由于森林資源的專業性和特殊性,評估實踐中涉及宗地分布地形圖、小班資源數據、相關技術經濟指標,如何通過一個方式將這些數據有機組合起來,生成評估工作所需要的成果,提高工作效率。GIS技術(地理信息系統)的應用為我們提供了一種解決問題的新途徑:即在計算機、網絡技術和數據庫技術的基礎上,引入GIS技術,建立以GIS技術為基礎的森林資源資產評估系統。GIS(地理信息系統)是一種通用型的技術系統,具有較強的數據管理和空間分析、可視化功能,但就具體的應用領域來說,仍然存在一定的局限性,不能滿足專業應用的需要。如果將森林資源資產評估專業模型與GIS有機結合,既充分利用GIS的數據管理能力和空間分析功能,又應用森林資源資產評估專業模型進行各項評估工作,無疑具有很強的優越性。本文在分析了前人對GIS在森林資源資產評估中應用領域研究的基礎上,并對基于GIS技術的森林資源資產評估系統的結構、功能和開發方式進行了探討。
2.研究現狀分析
目前學者對于GIS技術在森林資源資產評估應用研究非常少,主要有這幾種應用方式。學者于洋[1]利用ArcGIS9.0軟件,制作用材林各優勢樹種、各年齡面積分布圖、各齡組資產分布圖,用圖形比較直接形象直觀反映評估結果資產狀況。這種研究是將GIS和用材林資產評估模型分屬于兩個獨立的系統,沒有深度融合,僅僅停留在數據文件交換的水平上。張年生等學者[2]借助GIS的空間分析與顯示功能,結合計算機程序的靈活計算功能進行相應的程序設計,自動實現評估值的計算,為進行森林資源資產評估提供了一種新的方法和思路。這種系統設計思路的構想可移植性較差、設計還不夠全面。
本文是在分析現有研究現狀的基礎上,結合森林資源資產評估實踐具體需求的基礎,利用GIS技術,構建設一個基于完全一體化的內嵌式結合的森林資源資產評估系統。其基本方法是進行GIS的二次開發,建立森林資源資產評估模塊,構建出森林資源資產評估系統。一體化的內嵌式結合系統不僅能進行數據之間的交換,更主要的是實現了內核一體化,在操作方式、功能模塊方面可以進行內部無縫的鏈接,實現了整體的集成,如圖1所示。
3.系統設計
3.1系統設計目標
根據森林資源資產評估開展的實際情況,系統目標主要是解決森林資源資產評估工作計算量大、評估結果與圖面資料不夠直觀形象、項目管理松散等問。系統的目標為:①自動生成森林資源資產評估報告,提高工作效率。實現將采集的數據錄入系統后,直接生產評估報告。如業務流程相關文檔填寫、評估過程以及各種形式的評估結果匯總表和各種直觀的專題圖等通過計算機來完成,可以減輕工作人員的勞動強度,避免人為因素造成的失誤。
②輸出評估結果明細表、評估結匯總表及對應專題圖。
③力求系統具有較好的可移植性、數據共享性、開放性和擴展性。比如可以在該系統基礎,增加開發房地產估價、礦業權評估等模塊,可以進一步形成一個基于GIS技術的資產評估系統軟件,也可將該系統與RS軟件系統等連接問題。
④能提供森林資源資產評估系統管理功能,比如數據更新、評估項目管理等內容。
3.2系統設計的結構
系統是在森林資源資產評估系統界面下,調用森林資源資產評估模塊和信息查詢模塊進行評估和信息查詢。系統的邏輯結構如圖2所示:
模型庫是將森林評估技術規范標準(DB35/T642—2005《森林資源資產評估技術規范》)中的評估方法轉變成評估模型,主要由林木資產評估模型、經濟林資產評估模型、竹林資產評估模型、林地資產評估和森林景觀資產評估模型組成,共計5類資產29種具體方法。模型庫是按一定組織結構形式存儲多個模型的集合體,模型之間不僅可以相互獨立,而且可以互相組合。
知識庫存儲著森林資源資產評估專家相關知識和經驗,森林資源資產評估系統的專家知識來自以下幾個方面:①與評估有關的規范,如相關評估法律法規。②有關評估基礎理論和方法:包括評估方法的適用條件、公式計算方法等。③啟發性知識:在資產評估師的指導下,通過學量的評估案例,間接地獲取資產評估師的評估經驗。知識庫目的就針對評估對象,結合評估目的、收集資料情況及相關評估經驗,確定合適的評估方法。
GIS輔助評估部分的功能除了實現GIS軟件內部的分析顯示查詢的功能外,還需要利用GIS二次開發拓展其他的功能。
3.3系統數據庫設計
數據庫系統由數據庫和數據庫管理系統兩部分構成。數據庫管理系統[3]是用于描述、管理和維護數據庫的程序系統,主要負責數據庫的建立、刪除、修改與維護,以及數據的存儲、檢索、排序、統計等,現在應用較多的是關系數據庫如Microsoft Office Access 2007、Oracle9、SQLServer 2000等。數據庫中主要包括空間數據庫和屬性數據庫[5],其中對于空間數據庫的操作可以通過使用GIS軟件的控件開發進行,如Map Objects、ArcGIS、ArcObject。
數據庫中的空間數據一般是評估對象對應1∶10000地形圖,主要包括小班分布圖、林相分布圖、森林資源分布圖、行政區劃地形圖等。圖形數據的采集主要由地形圖、行政圖等地圖掃描、配準、矢量化輸入,并在ArcGIS9.0中對其進行配準并通過數據分層、屬性編碼和空間索引設計,建立空間數據庫。
屬性數據主要有采集和更新得到,采集是通過樣地調查數據和小班調查數據直接輸入或將已存在其他數據文件經過格式轉換讀取,更新是利用已有的調查成果數據,如一類、二類、三類調查、專項調查數據庫,根據變化情況,可對原有數據進行更新到評估時點數據。
3.4系統的功能設計
從總體來說,建立的森林資源資產評估系統既具有數據管理功能和事務管理功能一般信息系統的功能,同時它必須是一個決策支持系統,要求能夠把模型庫和數據庫結合起來輔助評估人員完成評估工作,降低評估人員工作勞動強度,減低評估人員的主觀臆測性,保證評估過程和結果的公正合理;森林資源資產評估系統要能保證評估人員的能動參與和決策,即從評估開始到評估結果最終確定的整個評估過程中,評估人員都參與其中,同時又要提供足夠的信息幫助評估人員做出判斷和決策。同時,還應保證系統的安全性和開放性方面的要求。根據森林資源資產評估的作業特點和GIS特點,基于GIS的森林資源資產評估系統功能設計如圖3所示。
4.系統開發
根據目前主流的GIS二次開發平臺,本系統以ESRI公司的ArcInfo為平臺,運用ArcObjects組件庫和可視化編程工具VisualBasic 7.0進行開發,即VisualBasic 7.0的應用程序中,利用AO直接將GIS功能嵌入其中,實現森林資源資產評估地理信息系統的各種功能。數據庫系統采用Microsoft Office Access 2007關系數據庫管理系統。系統將數據流向分成兩組:一是利用AO控件開發管理和控制空間數據,實現對空間數據的顯示、查詢和分析;二是利用ADO組件技術訪問屬性數據庫,實現空間和屬性數據的交互查詢。系統的開發結構如圖4所示。
5.結束語
本系統設計的目標是將森林資源資產評估工作程序化、軟件化,提高工作效率,提高評估結果計算準確性。系統所實現的功能主要是小班數據、相關技術經濟指標、地形圖數據管理,評估操作流程管理、評定估算、評估報告生成、報表和專題圖輸出。本系統就是利用GIS技術強大的信息儲存、管理、運算、動態管理及跟蹤、圖形顯示、二次開發等功能,結合森林資源資產評估技術規范,初步構建基于GIS技術支持下的森林資源資產評估系統。該系統的開發將為森林資源資產評估體系提供一種新的思路、技術和方法。目前來看,理論是完全可行的,但真正實現工作量非常大,有待學者進一步研究開發。(作者單位:江西環境工程職業學院)
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