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3s技術論文范文1
21世紀的社會需要的是有創新能力的人才，而在我國高校中仍然存在對學生創新能力培養的障礙，即被動實踐，大學生的創新能力應是創新思維、創新品格、知識儲備和實踐能力的統一體。無論是創新思維還是創新品格，都十分強調主動性——一種來自內心的強烈動力。因此在教學的各個環節，需要學生主動實踐。在“3S”技術教學中，教師設置獨特的學習情境，改變傳統教學內容，讓學生自己發現問題，解決問題，培養學生的創新能力。
一、“3S”技術的內涵
近年來，很多專業的本科教學開設地理信息系統課程（GIS）、遙感課程（RS）、全球定位系統（GPS）這三門課程，但學生缺乏三種技術手段的集成，而三者的集成（3S）技術在社會的各個領域都有廣泛的應用。
“3S”應用集成主要包括地球空間信息科學的技術體系、空間信息系統集成的重要手段和方法、集成模式與關鍵技術、空間數據庫及其組織、地球空間信息框架和空間信息系統功能、結構、核心技術及發展。其教學目標是使學生具備簡單的3S集成應用能力，具備針對具體問題和應用進行基于3S的空間信息系統設計和開發的能力。“3S”技術是地理信息系統（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統（GPS）的集成以及空間信息系統的實現主線，主要研究空間信息系統集成的特點、方法、過程和實現技術。學習這門技術，學生不僅要具備地理信息系統、遙感、全球定位系統及地理信息系統分析、設計與開發等方面的基礎知識，更要具備創新能力主動實踐，才能在未來很好的實現“3S”技術的集成。所以，開展“3S”技術的實踐訓練與研究，讓學生主動實踐，這一點對學生創新能力的培養非常重要。
二、創新能力的培養需要主動實踐
人們認識客觀世界的一種重要形式， 即一般與特殊之間的分析與綜合，需要借助主動實踐。實際上，對于大學生而言，主動實踐是創新能力培養的關鍵。創新能力就是一個（或群體）通過創新活動、創新行為而獲得創新成果的能力，是一個人在創新活動中所具有的提出問題、分析問題和解決問題這三種能力的總和。法國啟蒙教育家盧梭曾經講過：“形成一種獨立的學習方法，要比獲取知識更重要。”這說明只有學習者以自己獨有的方式主動地投入到學習活動中去，才能從根本上形成創新意識，獲得創新能力。學生作為實踐的主體應該如何去實踐，是一個思想活躍的主體對教學全過程進行認知、情感、行為方面的投入。在投入過程中盡可能選擇別人未曾處理過的對象，或者希望發現新的對象核心期刊目錄。這種“ 發現”或者可能是新原理的產生， 或者是知識的新集成，這樣的“發現”其實就是創新。創新能力的培養需要主動實踐。
三、創新能力培養的有效途徑
（一）設置不同的問題情境，培養學生的質疑力
質疑力本身就是“主動”的表現。同時質疑力也是想像力的基礎。“3S”技術實踐中是以培養質疑能力為主。例如在遙感數據的融合實踐中，通過同一數據不同波段的融合實驗，學生自己嘗試發現問題，進行各種融合運算，驗證融合結果的準確性。在實踐中擺正“主導”與“主體”的關系，敢于放手，引導學生提出問題，充分發揮學生的想像力。
（二）利用特殊案例教學，培養學生的觀察力
特殊案例教學是培養學生觀察力的很好手段。在“3S”教學中讓學生主動觀察和分析案例的過程與結果，找到獨特解決問題的方法。如GIS數據融合實踐中，以某典型地區與主要公路的數據融合為例進行教學時，學生自己主動觀察數據融合的結果，來發現數據融合的本質，學會數據融合的技術。
（三）通過小組競賽，培養學生的協同力
在實踐過程中，有很多項目是一個人無法完成的，需要多個人的協同作戰才能解決。以團隊形式進行研究項目比賽是培養學生協同力的一種重要方式，項目研究團隊的成員必須統一協調，密切溝通，這使得小組成員之間的溝通能力與合作精神得到了培養。如“3S”教學中可以設置不同的研究項目主動實踐，讓不同小組去完成同一個項目，展開小組競賽，這樣可以充分培養學生的團隊合作精神與協同能力。
（四）差異教學，充分挖掘學生的潛能
差異教學是指在集體教學中立足學生差異，滿足學生的不同興趣愛好，以促進學生在原有基礎上得到充分發展的教學。所以，在教學過程中根據學生的個體差異創造不同的教學情境，不同的學生采取不同的教學方式。例如，在“3S”教學中根據不同的學生的興趣愛好，設置不同層次的研究任務，以利于學生自主選擇自己感興趣的研究任務，這樣可以充分發揮學生的潛能和主觀能動性，培養學生的創新能力。
綜上所述，在“3S”技術教學中，應該采用多種途徑和方式，創建學生主動參與的教學環境和氛圍，引導學生主動實踐，培養學生的創新能力，實現創新人才的培養目標。
參考文獻
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3s技術論文范文2
論文關鍵詞：3S技術，城市規劃，城市管理
13S技術及各部分功能簡介
3S技術是遙感技術(Remote sensing，RS)、地理信息系統(Geography information system，GIS}和全球定位系統(Global positioning system，GPS)的有機集成，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術【1】。
2 3S技術在城市規劃中的綜合利用
在城市規劃領域，GIS 技術已被用于城市規劃的輔助設計、工程選址等工作，以及城市管理的規劃控制、輔助決策等工作。
2.1 GIS在城市規劃中的利用
GIS功能強大，在城市空間數據的輸入
編輯、空間數據處理、緩沖區分析、網絡分析、表面分析、流域分析、3D分析方面，幫助規劃人員解決城市規劃中所遇到的綜合和具體問題。
在城市建設過程中，地形數據是建設實施不可或缺的基礎數據之一，在地形數據完備的情況下，最關鍵的工作則是對收集掌握的地形數據進行分析。運用GIS技術地面數字高程及坡度坡向分析模型，可以生成三維立體地面景觀，生動形象地模擬出現實世界的城市地表起伏現狀城市管理，從而根據建設實施的要求，利用DEM數據估算建筑工程中需要挖填的土石方量，對實施工程的費用進行預算，從而對基地進行合理改造以節省工程成本。
城市的市政工程設施和公共服務設施規劃是城市規劃的重要內容，GIS的運用可以為工程選址、交通線路配置、地下各種管道配置等提供更為定量的分析，為規劃工作提供更為科學的依據。例如，GIS的網絡分析功能能根據網絡拓撲性質，在交通網上的兩點之間分析出最短路線及其長度和相關的具體信息，也可以比較分析各種管道的配置方案，確定最佳的地下管道布局方案。同時，GIS技術不僅能在規劃工作前期為規劃提供分析功能，而且能在規劃實施之后，對規劃成果進行科學的評價分析，從而為規劃提供改進和修整依據。例如，城市交通的發展常常落后于城市化的發展速度，導致城市交通擁擠和不合理，利用GIS技術可以對城市的交通現狀進行網絡分析功能對交通的可達性進行分析，從而為交通的改造工程提供指導。
隨著我國城市化進程的不斷加快，許多非城市用地劃撥為城市用地，GIS可以在城市規劃改造、道路擴建、管道埋設等領域得到充分應用，如可以運用GIS定距離空間搜索功能和鄰域分析功能對道路的擴建工程提供指導，在道路的擴建過程中，可以基于道路的現狀數據進行領域分析，得出需要進行擴建的區域，提取區域內拆遷的居民住房和商店等的信息，對拆遷的補償費用作出預算等。利用定距離空間搜索功能，可以對多種道路改線方案作出分析和評價比較，計算速度快，可以節省城市規劃的費用。
GIS的發展是基于地圖數據庫的，同時GIS解決了地圖數據的存貯和可視化的矛盾，解決了大容量數據與高速查詢之間的矛盾城市管理，大大提高了地圖分析的靈活性，縮短了地圖更新的周期，擴大了地圖的應用范圍及研究領域【2】。利用GIS的可視化表現功能可以高效地在專題圖上標明各類用地界線、工廠、道路、商場、管道、建筑物、公交站點、綠化用地的分布位置，并區分和顯示出保留的和規劃的部分。對于工程設施的綜合圖而言，GIS可以方便的標明各項管道的分布位置、標高、坡度、各個管道在空間的相互關系。
2.2 GPS在城市規劃中的利用
城市規劃的前期工作大都是基于城市基礎數據的，基礎數據的收集工作是城市規劃過程中不可或缺的cssci期刊目錄。傳統的測量工作耗費的人力大，工作周期較長，使城市規劃工作的效率無法大幅提高。GPS的精確定位功能已經被廣泛地運用到數據收集工作中，它能方便、快捷、精確地定點測量高程數據，是城市規劃基礎數據的重要來源。
GPS導航功能已經被普遍運用到飛機、汽車、船只的日常運作中，提供了全新的導航和調度管理服務。如GPS在城市交通管理中的作用可以體現在對汽車行進進行正確指導等方面，對交通進行合理的疏導，提供實時路況信息，減少城市堵車現象，在城市交通管理和社會治安管理工作中發揮重要作用。GPS技術也為醫療、公安、保險、銀行等各類業務車輛提供了監控、調度和安全管理手段，因而有助于加強城市交通管理和社會治安管理工作。
2.3 RS在城市規劃中的利用
RS技術用光譜掃描儀或紅外掃描儀對地球表面的地物光譜或溫度特征進行記錄，通過計算機的數據或圖像處理分析地表特征[3]。RS信息作為原始數據，通過RS技術獲得的航空影像和各種分辨率的衛星圖像可以快速、準確、及時、真實地提供城市規劃方面的大量信息。城市規劃工作者可以對獲得的遙感影像數據進行判讀和解譯，從而快速提取城市的基本布局，了解城市建成區內各項建筑設施如工廠、學校、居民住房、商場以及水域、廣場、公園、公共綠地的分布現狀，這有利于提高城市規劃工作的效率和水平，同時還可以利用遙感監測結果檢查規劃的實施狀況，快速找出非法建設用地。
遙感技術在對城市環境的監測領域發揮著重要作用，遙感監測的區域面積大，獲取環境信息快速準確。例如利用被動式遙感，根據不同水質在遙感圖像上顯示的亮度差別，可以及時發現陸地淡水和海水的污染情況，提取污染范圍，所獲得的環境動態觀測數據，通過GIS的快速處理和分析，能夠及時發現環境的變化城市管理，便于采取相關措施控制環境污染，從而達到保護環境的作。空中的氣象衛星可以在短時間內重復觀察同一地區，為城市建設者提供實時的天氣信息，指導工程的實施工作。
我國是自然災害頻發的國家，如地震、洪水、干旱等對我國的經濟造成重大的損失。今年年初的西南大旱給西南五省廣大地區的人民造成了巨大的損失，通過主動式遙感可以及時調整監測區域，第一時間獲取受災地區的具體情況，對抗災救災工作提供決策指導，最大可能地減少損失。我國青海玉樹縣的地震給當地造成了巨大的人員和經濟損失，在無法通過人員直接掌握受災面積和受災程度的時候，通過及時的航空遙感影像可以快速提取出受災地區的真實情況，為抗震救災工作提供必要的指導，及時開展救援工作。
3 結語
3S技術在城市規劃工作中的應用前景十分廣闊，幾乎可以應用到城市規劃與管理的每一環節中，對提高規劃管理的質量、效率來說，作用是明顯的。如果將3S技術更為緊密地聯合起來處理規劃具體問題將有力地推動規劃的嚴密性，決策的科學性，規劃的合理性和管理的高質量、高效率，3S技術的發展勢必會極大地推動信息社會的經濟建設和可持續發展。
參考文獻
[1]楊香云.“3S”技術在城鄉規劃管理中的應用[ J ]. 能源與環境， 2009， 27:125.
3s技術論文范文3
關鍵詞：公路勘察；遙感技術；公路勘察設計；應用
1 遙感技術在各行業中的應用
1.1 遙感技術
遙感技術是從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線，對目標進行探測和識別的技術，例如航空攝影就是一種遙感技術。現代遙感技術主要包括信息的獲取、傳輸、存儲和處理等環節，完成上述功能的全套系統稱為遙感系統，其核心組成部分是獲取信息的遙感器。遙感器的種類很多，主要有照相機、電視攝像機、多光譜掃描儀、成像光譜儀、微波輻射計、合成孔徑雷達等。傳輸設備用于將遙感信息從遠距離平臺（如衛星）傳回地面站。信息處理設備包括彩色合成儀、圖像判讀儀和數字圖像處理機等。航空和航天遙感能從不同高度、大范圍、快速和多譜段地進行感測，獲取大量信息。航天遙感還能周期性地得到實時地物信息。因此航空和航天遙感技術在國民經濟和軍事的很多方面獲得廣泛的應用。例如應用于氣象觀測、資源考察、地圖測繪和軍事偵察等。遙感技術已被應用于國民經濟的各個領域，包括資源評估、環境監測、災害預警及其他地物變化的分析等。隨著遙感技術應用的廣度和深度發展，遙感技術的用途將大大擴展。
1.2 3S技術
3S技術指的是RS（遙感技術）、GRS（全球定位系統）、GIS（地理信息系統）技術。3S技術融合了現代通訊技術、計算機科技技術、衛星導航與定位技術、傳感技術及空間技術等，具有信息采集、模擬制圖及模型分析等多種功能。在實際應用中發現，融合3S技術能夠為公路勘察技術功能、數據資源的共享、結合提供有效的支撐。在利用GPS技術與RS技術探測公路實際情況時，可以使用相關資料及時獲取地理信息的三維圖像，并輸出地形的三維模型，有助于了解公路工程地形的實際情況。利用RS技術與GI技術時也可以獲得相對精確的勘探設計地形模型，有助于優化選線，這對于提高勘察設計效率有著重要意義。遙感與3S相結合，經過技術集成和開發，在實現信息分析解譯、完成山區、沙漠、黃土溝壑區高速公路方案優化方面，有事半功倍的效果。
2遙感技術在公路勘察設計中的應用
遙感圖像信息的宏觀真實性、實時性和信息豐富性，為資源環境調查及公路工程勘察設計提供了最方便快捷、準確實用的依據。而3S與3D（三維地模-數字地形模型）技術相結合，可以生成公路設計區真實地貌景觀，是全面認識公路交通自然環境，提高公路勘察設計水平的先進技術。
2.1遙感技術與公路測繪
遙感技術在公路測繪中得到了廣泛應用。早期的遙感資料由于受分辨率的限制，近年來，由于采用了新的技術思路，在大比例尺測繪和地質制圖中，遙感與地質測繪的符合程度和可兼容程度有了很大的改進，但在如何充分發揮遙感地質的認識上仍有待統一，否則遙感地質將無法健康發展下去。遙感在測繪中主要被用來測繪公路地形圖、制作正射影像圖和經專業判讀后編繪各種專題圖。而常規的測量方法不僅工作量大，而且還存在一些很難測定的空白點，遙感技術的發展恰恰能夠彌補這些不足。
2.2 遙感技術與地質勘察
傳統的工程地質調繪（地質測繪）是依靠技術人員的野外作業來實現的，費時費力，效率不高，而且由于人的視野受到地形和植被的遮擋，許多地質問題不易觀察搞清。遙感圖像信息的豐富性，為工程地質人員提供了最直觀調繪依據，可以大大加快工作的速度。我國公路遙感技術應用開始于1990年代中期，主要利用遙感信息調查路線帶工程地質及不良地質現象。遙感技術具有宏觀性強、影像逼真、信息量豐富等特點，對地形地貌、地質構造、不良地質和特殊地質均有比較直觀的反映，在工程區域地質條件評價、公路走廊帶選擇、路線方案比選、病害成因及其影響評價方面具有常規手段和傳統方法所無法比擬的優勢。在實踐的操作當中需要結合地質地貌的特征，運用地形的基本條件，開展路線的平縱勘察以及方案的設計。針對路線的設計，需要適應地形的特征，而不應當刻意的、片面的、過分的追求設計的高標準。一般來講設計的實際標準不能小于規定的標準，并且加大設計方案的比較和選擇力度，對一些有價值的設計方式需要進行深入的分析與勘測。針對不良的地質施工環境，諸如采空區以及巖溶地區等等，還需要運用現代化的新型技術，航測數模技術以及航測遙感技術等等，通過計算機技術來計算出最佳的地質設計路線，進而在設計和施工的過程當中合理的避開一些較難進行防治的復雜路段，達到方案優化的目的和效果。
2.3 遙感技術與公路選線
公路選線是公路勘察設計的重要環節，要求設計的路線方案既經濟合理，又快速高效，并且安全可靠。因此，對高新技術勘察手段的應用要求也越來越高。遙感技術通過遙感影像和遙感數據，對公路工程的地質情況進行分析，結合現場地質勘察以及鉆探技術，可以幫助地質勘測人員完成對公路沿線工程地質、水文地質等的分析和判斷，提供給路線設計人員進行地質選線。在該工程中，需要首先對公路沿線范圍內相關的衛星影像資料、遙感數據資料以及地質資料等進行收集和整理，然后利用高分辨率衛星影像以及多光譜衛星影像等，對公路的地質地貌、構造分布、工程地質條件等進行全面細致分析，從而為路線方案的選取提供有效的參考依據和建設性意見，確保公路路線的合理性。
2.4 遙感技術與公路隧道選線
高等級公路隧道規模一般比較大，隨著長大隧道的出現，投資巨大，選擇最優線位往往可以節約數千萬甚至數億元的投入，其意義是非常重大的。遙感技術在公路隧道的選線優化工作中具有關鍵作用。高等級公路施工過程中隧道的占得部分規模較大，隨著大隧道的出現，投資金額的增長，如果選擇最優線位通?？梢怨澕s將近數千萬甚至數億元的投資款，有非常重大的意義，由此可知，遙感技術在公路隧道的設計的選線優化工作中起到了很關鍵的作用。
結束語
應用衛星多光譜遙感、微波遙感探測技術對公路規劃勘察區進行工程地質環境、隱伏構造信息及不良地質信息分析技術的研究，開展了3D-GEO系統軟件開發及其在公路工程深部立體圖形圖像解析及選線中的應用研究，為優化公路規劃設計方案，提高勘察設計質量和速度提供技術支持。在公路工程地質勘察應用中取得了較好的效果及顯著的經濟效益和社會效益。
參考文獻
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3s技術論文范文4
論文摘 要：現代信息技術在水文領域中的應用不斷完善和發展，特別是在最近幾年之中，ANN技術、3S技術與水文模型的整合研究的發展，有助于開創水文研究的新領域。本文主要通過對RS、ANN、GIS、GPS等技術的研究，從防汛抗旱、水文預報、保護水環境生態、水土保持這四個方面，闡述了現代信息技術在水文領域的應用
RS技術在水文領域中的應用分析
遙感技術，即RS技術廣泛應用于對旱情的檢測與評估、檢測水質、監測和評價土壤侵蝕和洪澇災害等水文領域之中，取得了明顯的經濟效益。在洪澇災害之中經常會使用遙感技術。緊急救災、災后重建和快速反應是遙感技術應用集中的主要方面。例如，我國早在80年代就利用了MSS數據檢測到了三江平原的洪澇災害。之后民政局、中科院和水利部門都進行了相關的研究工作，在實踐之中取得了顯著的成效。遙感技術可以大幅度的減少洪澇災害的損失，尤其是在災后重建等當面，與其他普通手段相比具有全面性、客觀性和快捷性的優勢。遙感技術評估在災害的監測評估方面也有了顯著的發展。通過對土壤表面發射的電磁能量來測量估計土壤的濕度，再加上實測數據的支持，可以實現對旱情的遙感監測。同時還可以通過對作物的長勢、地表溫度的監測來監測旱情。通過了解不同地域的具體情況，建立針對它們的具體模型。我國目前建立在遙感技術基礎之上的監測模型包括熱慣量模型、作物缺水指數模型、植被指數模型和植被地表溫度空間模型、氣象模型、水文模型和微波模型等。使用遙感技術可以更快速和更低廉的獲取大面積土壤的水分信息。因為監測模型的簡繁程度有很大差異，所以遙感技術的使用范圍和使用精度也有不同。我國目前已經建立了初步的旱情遙感技術監測體系，在一些試點地區獲得了顯著的成效。遙感技術在水質監測之中也有很大的作用。運用遙感監測技術，可以動態的監測地表水質在時間和空間上參數的變化情況，具體表現在對濕地的評價、和測定水質參數等方面。遙感技術在水質監測方面的應用已經開始在實踐生產之中使用，隨著它在水質監測領域的地位更加重要，它的發展也不斷完善。
GPS技術在水文領域中的應用分析
全球衛星定位系統，即GPS技術，具有自動化、高效率、精確度高、全天候的優點，成功應用于工程測量、航空攝影、資源勘測、地球動力學、大地測量、水文領域之中，取得巨大的社會效益和經濟效益。水利信息與空間地理位置有很大的關系，GPS可以更準確的獲取水利信息的空間位置，可以運用在減災防汛和水下地形測量等方面。使用全球衛星定位技術，可以及時準確的定位災害的發生地點，尤其是在使用了無線通話功能之后，實現了雙向的通話功能，使指揮中心和災害現場能夠自由及時的對象，方便二者進行溝通，對緊急情況做出應急反應。以往在汛期來臨時，在大堤上排查險情，在發現了險情隱患之后，通過對講機向指揮部門匯報，耽誤了搶險時間，而且無法準確的描述出險情發生的位置。一旦報警系統上運用了GPS技術，能夠在第一時間將災害的發生地點和災害類別傳送到指揮中心，可以對險情做出有效的反應。在運送搶險物資的車輛中，安裝GPS監控系統，編碼后的汽車可以將其定位信息傳送到指揮中心，指揮中心在接受到定位信號之后，可以將移動的船只和車輛的位置在地圖上動態的顯示出來。再配合電子地圖，例如公路交通圖、水系分配圖、居民區分布圖、物資倉庫分布圖等，利用網絡的分析功能，可以將搶險物資以更快捷的方式送入受災群眾手中。而水下地形的測量在水庫、港口、碼頭和橋梁的建設之中起著很大的作用，尤其是在減災防洪的過程之中，會帶來巨大的社會效益。
3 GIS技術在水文領域中的應用分析
地理信息系統，即GIS，是在計算機軟件和硬件系統的支持下的特定的空間信息系統，可以采集地球表層的相關地理分布數據，同時對數據進行儲存、運算、分析、管理、描述和顯示。我國目前的地理信息系統已經廣泛的使用在減災防汛、水土保持、水環境等水文領域。在減災防汛的領域之中，GIS技術可以預測預報城市的積水和退水狀況、管理更新現有的排水設施情況、對排水設施進行設計和規劃。規劃城市綠地的面積和位置。分析暴雨的空間特征、對積水街道和暴雨的分布進行可視化的顯示、儲存具有分辨率高、層次多、更新頻率快的數據，并對數據進行維護和管理。地理信息系統在再請評估方面也有很大的作用，例如管理基礎背景數據、查詢空間和屬性數據、對數據進行統計、顯示和檢索。GIS技術在水土保持之中的應用十分全面。主要包括判斷是否發生土壤侵蝕、土壤侵蝕的程度劃分、計算土壤侵蝕量、評價水土保持的效益、泥沙輸移的狀況、預測和模擬土壤的侵蝕過程等。在水土保持之中往往直接使用GIS作為建立模型的平臺，這是與GIS在其他領域的使用中最大的區別。遙感技術、地理信息技術和全球衛星定位系統，即3S技術的集成使用為空間信息的管理、分析、應用、更新、獲取和存儲等方面提供了技術支撐。使用RS技術采集圖像信息，使用GPS技術提供主要的位置信息，最后使用GIS使用一些技術手段，例如分析應用和圖像處理等。將這三個技術緊密的結合起來，可以提供精確的數據資料的文本資料，可以通過動態電子地圖的使用查看不同水文領域的信息，同時可以借助人工神經網絡的實施，對洪峰流量、降水等水文要素進行科學、合理的分析，為減災防汛提供科學的依據。
4 ANN技術在水文領域中的應用分析
ANN技術，即人工神經網絡技術，是使用數學方法對自然神經或人腦進行模擬和抽象，是一種模仿人腦結構的信息處理系統。在水文領域，ANN技術主要可以進行洪水的預報和降雨流量預報等。人工神經網絡技術具有適應能力強、計算速度快和自主學習能力強的功能。首先對輸入條件和輸出條件進行分析。輸入條件包括降雨歷時、降雨量、降雨過程、河道基流等。輸出條件包括出口段面的流量信息。輸入層、輸出層和隱層這三個部分一起構成了降雨徑流的預報模型。防洪的非工程性措施是洪水預報，做出及時的洪水預報可以幫助相關部門制定準確可行的防洪決策。ANN技術在水文預報方面的作用主要通過實測資料，使用神經元的模擬關系，模擬影響洪水的其他因素和洪水之間的關系。
5 結語
總之，現代化的信息技術支持可以促進水文信息化建設，本文講述的RS技術、GIS技術、GPS技術和ANN技術都在水文領域之中得到了廣泛的使用。隨著社會主義現代化進程的不斷加快，國家過度重視信息的基礎設施建設，使水文技術和現代信息技術共同發展。
參考資料：
[1] 陳潔.遙感和水問題 [M]．北京：人民水利水電出版社，2005，40，47．
3s技術論文范文5
（1寧夏大學新技術應用研究開發中心，銀川750021；2寧夏大學資源環境學院，銀川750021；3北京地拓科技發展有限公司，北京100084）
摘要：為科學管理畜牧業、合理利用草場資源，研究并建立畜牧業管理信息系統成為實現半干旱半荒漠地區畜牧業高效管理及可持續發展的迫切需要。本研究從防治草原荒漠化的角度出發，基于地理信息系統(GIS)、遙感(RS)和全球定位系統(gps) “3S”技術提出了半干旱半荒漠地區縣一級畜牧業管理信息系統開發與設計的原則與方法，著重對縣一級畜牧業管理信息系統數據庫的結構與功能進行了初步設計。目前“3S”技術支持下的草地畜牧業管理信息系統在國內畜牧業管理上的應用還處于研究階段，至今還沒有產生一套完善的系統可以推廣使用，本研究對該系統的最終建立具有一定的理論指導意義。
關鍵詞 ：“3S”技術；管理信息系統；畜牧業；荒漠化
中圖分類號：S812.5 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0974
Preliminary Study on County Level Animal Husbandry MIS in Semi-arid and Semi-desert RegionHan Lei1, Zhan Xiuli2, Zhao Jinxu3
(1Research Center of New Technology Application and Development, Ningxia University, Yinchuan 750021,Ningxia，China;2School of Recourses and Environment, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ningxia, China;3Beijing Datum Science and Technology Development Co., Ltd., Beijing 100084, China)
Abstract: Developing an animal husbandry management information system for scientific management ofanimal husbandry and rational utilization of grassland resources has become an urgent need in achievingefficient management and sustainable development of animal husbandry in semi-arid and semi-desert region.In view of combating grassland-desertification, this paper proposed a technical route and a practical way fordeveloping the animal husbandry management information system (MIS) based on 3S technology. Theobjectives and principles for establishing the database of this system was elaborated. Meanwhile, the structure,technical feasibility of the system and system function was designed preliminarily. 3S technology developsrapidly, however, currently there was no developed MIS for the area of grassland animal husbandrymanagement, this study demonstrated a realistic significance for the final establishment of this animalhusbandry MIS in the future.
Key words: 3S Technology; Management Information System (MIS); Animal Husbandry; Desertification
0 引言
草畜資源的協調發展一直以來都是草畜平衡研究的核心，長期以來，由于草畜平衡發展上各因素間的不協調，造成畜牧業的不穩定發展，掠奪式的經營又導致了土地沙漠化加劇、生態環境惡化升級、載畜能力不斷下降[1-2]。為有效改變這種惡性循環，實現草畜資源的協調發展，必須建立一套切實可行的管理系統對草地資源進行科學準確的分析，根據不同類型草場的不同生產潛力，合理調度、配置牲畜的數量和種類[3-4]。畜牧業管理信息系統，就是綜合利用GIS 軟件，遙感、GPS定位等高新技術手段，同時也吸收傳統調查、監測以及管理的長處，將地理、氣象、人文、土壤、植被、畜牧、自然災害等信息，統一到計算機系統之中，通過對信息的分類、加工、評價、分析，得到一系列用來指導畜牧業管理決策的信息或知識[5]。因此開發建立畜牧業管理信息系統，不僅可以為半干旱半荒漠地區畜牧業的管理和決策提供技術支持，同時信息數據庫的建立對干旱半干旱荒漠地區合理利用草場資源、維護荒漠草原生態平衡具有重要意義。
從功能上來講，畜牧業管理信息系統是GIS 與MIS（管理信息系統）在畜牧業上的綜合應用。目前“3S”技術支持下的草地畜牧業管理信息系統在國內畜牧業管理上的應用還處于研究階段，至今還沒有產生一套完善的系統可以推廣使用。最早衛亞星等[6]提出了用Visual Basic 語言建立草地畜牧業管理系統的方法；吳全等[7]開發出“中國西部草地資源信息系統”，該系統具有草地分類和載畜量估算2 個主要功能，但是沒有考慮到畜牧業管理的需要，而且不適于在小尺度上的應用；張學儉等[8]基于“3S”技術對寧夏重點風沙區生態環境綜合治理項目信息管理系統進行了開發與設計，為草地畜牧業管理系統的功能設計提供了重要參考；隨后王慶[9]2008 年利用ArcGis 9.0 Desktop 建立了寧夏鹽池縣草畜資源基礎數據庫，并分析和估算了草場載畜量以及草地畜牧業管理需求。畜牧業是農業發展的重要內容，目前，中國農業和農村經濟的發展正處于升級換代的階段，畜牧業信息化對促進荒漠化地區經濟發展具有深遠的意義?；诖耍狙芯扛鶕竽翗I信息化管理的需求，初步設計了半干旱半荒漠地區縣一級畜牧業管理信息系統的結構與功能，為今后該系統的最終建立提供了理論依據，給改造傳統畜牧業、開拓現代畜牧業提供參考。
1 畜牧業信息化管理的需求
（1）以GIS為開發平臺，將與畜牧業管理相關的屬性數據和空間數據輸入計算機，建立項目區的圖形圖像數據庫、小班（地塊）檔案數據庫以及遙感動態監測體系，為項目建設提供空間信息和屬性信息查詢、更新、統計分析，科學管理和輔助決策支持，實現畜牧業全過程數字化和可視化管理。
（2）最大可能地滿足縣一級畜牧業綜合管理的業務要求，系統采用面向對象的語言開發，在窗口中實現各種業務的統計分析處理，結果通過圖標和專題圖的形式表現。
（3）系統設計與開發過程中，在確保系統實用的同時，充分利用信息技術發展的最新成果，使系統具有較強的可擴展性和對需求變化的自適應能力，以適應將來系統數據增加和功能擴展的變化。
2 系統結構與功能設計
2.1 系統結構設計
整個系統采用Client/Sever 結構，客戶端為基于GIS軟件開發的應用程序，服務器端采用SQL Sever 管理各類數據庫，系統主要由數據庫編輯、數據查詢、地形分析、專題圖制作、資源評價、管理決策、效益評價及災害監測8個子系統組成[10-11]，其組成結構見圖1。2.2 數據庫數據組織與加工
根據數據庫系統和地理信息系統各自的特點，通過屬性數據管理和GIS 的集成，結合各種評價方法與數學模型，實現對畜牧業數據信息的動態管理[7]，如圖2所示。
2.2.1 數據組織
（1）基礎數據的獲取。建立一個能滿足研究目標服務的信息數據庫最基本的工作首先就是基礎數據的選取，一般可分為下列6 個類型：社會經濟狀況、耕地及農作物播種情況、林業建設情況、草場及其建設情況、畜牧業生產情況及氣象氣候資料等[12]。
（2）地圖及影像資料的收集。地圖資料包括地形圖、土地利用現狀圖、草場類型圖、土壤類型圖等；利用不同時期的遙感資料可以進行動態比較分析。
2.2.2 資料加工處理
（1）地形圖及專題圖矢量化。應用GPS進行地理坐標的數據測定，使用掃描儀或數字化儀將紙質地形圖掃成柵格圖片，利用北京54 坐標系統的文件配準方法對柵格圖片進行配準，利用矢量化軟件如R2V對地圖資料進行矢量化，將結果導入GIS系統。
（2）數據表連接。本系統的空間數據以圖層為基本單位，圖層數據包括2 種，一種是空間分布的目標（用實體圖形表達），一種是目標屬性數據（用屬性表或屬性庫表達）。圖層目標和目標屬性數據是通過目標關鍵字緊密相聯的，這樣便于空間查詢、管理和分析，這種關聯既可以滿足從圖形到屬性的查詢，又可以從屬性到圖形進行查詢。
（3）屬性編碼。對地圖屬性要素進行編碼，是規范管理、利用數據庫，減少數據存儲的有效途徑之一。根據有關國家標準對地圖屬性要素進行編碼，可以為其他單位、系統所接受。與GIS 有關的標準有：GB2260—80《中華人民共和國行政區劃代碼》，GB/T13923—92《國土基礎信息數據分類與代碼》，GB14804—93《1:500、1:1000、1:2000 地形圖要素分類與代碼》，GB/T 5660—1995《1:5000、1:10000、1:25000、1:100000地形圖要素分類與代碼》等[5]。
2.2.3 系統數據庫的建立
（1）柵格數據庫。包括遙感影像類數據庫和地圖柵格數據庫。遙感圖像經圖像處理軟件處理后，在GIS 軟件中建庫；地圖柵格數據在掃描配準后同樣在GIS中建庫。
（2）矢量數據庫。包括基本地形圖的矢量數據庫、土地利用現狀圖、草場分布圖矢量數據庫等。
（3）屬性數據庫。包括地形數據，如數字地面高程數據以及由此產生的坡度、坡向數據等；地面測試數據，如不同時期地面植被、土壤、氣象、水文等數據；現狀數據，如土地利用類型、分布、植被類型等。
（4）報表文檔數據庫。包括各種統計報表、管理文檔、規劃設計報告等，另外可以添加各種模型如效益評估模型等。
2.3 系統功能設計
本研究設計的畜牧業管理信息系統具備8 個子系統，圖1 中前4 個子系統為該管理信息系統的基本功能，后4 個為系統的拓展功能，需要以GIS 作為開發平臺，采用符合工業標準編程語言如C++、VBA、Delphi等開發工具進行二次開發實現[5]。
（1）數據的輸入與輸出。數據輸入功能是整個系統的基礎部分，它主要目的是把經過數據采集整理好的圖形屬性數據以圖形的形式在系統中顯示出來，為其他功能模塊的使用提供數據來源。此外，系統提供項目信息的多方面和多形式輸出。輸出內容包括項目區的圖形、圖像、圖表、文本等各種信息。輸出形式包括屏幕顯示、打印圖表、繪制地圖、數據文件等。
（2）查詢檢索。本系統在專題數據庫與圖形數據庫之間建立了密切聯系，因而可以對圖形數據和屬性數據進行一體化信息查詢，查詢方式可分為圖形查詢、屬性查詢和數據庫查詢3 種方式，通過這幾種方式把經過數據采集和變更調查輸入的圖形數據和屬性數據，按照各種給定的查詢條件進行查詢。
（3）數據統計。在數據庫中進行查詢檢索時，可以將查詢到的具有指定專題值的數據記錄或者具有指定專題值某一范圍的記錄進行統計。比如可以對所有地類面積進行統計，可以對2 年數據進行對比統計，也可以就各個鄉鎮的面積進行統計等。
（4）專題地圖制作。專題圖包括現狀專題圖和規劃專題圖。直接從地理空間數據庫中篩選有關某一專題現狀的屬性數據，以不同的顏色、圖案表示，如土地利用現狀圖、草場類型圖等。還可以根據不同專題的需要，把規劃的內容表現在地圖上，例如土地利用規劃圖、畜牧業發展規劃圖等。
3 系統功能的拓展
3.1 畜牧管理
畜牧業管理信息系統就是要為決策服務，一般流程如下：
（1）確定草場類型。通過系統查詢可得到該地塊的土壤類型、土地利用類型、坡度、水分條件、光溫條件，由這些因素決定地塊利用方向，立地條件好的可以作為人工草場經營，否則作為天然草場。
（2）牧草品種的選擇。根據立地條件和牧草的適宜性來選擇牧草品種，原則上選擇對環境適宜性好、適口性好、產量高的牧草品種，在天然草場更新和人工草場建設中推廣。
（3）估測牧草產量。主要依據往年統計資料和環境因子對牧草生長的影響。估產的方法有：根據遙感資料估產；建立數學模型，計算環境因子（光熱、水土等）生產潛力、牧草在此環境下生產能力；樣地調查可以作為驗證。
（4）放牧方式確定。根據草場條件選擇放牧方式，如草場條件較好，可以自由放牧或輪牧，而對于生態環境破壞比較嚴重的草場、已經荒漠化或者有潛在荒漠化危險的草場，就應該禁牧，對草場進行封育保護。
（5）確定放牧的牲畜品種。為了合理、充分利用草場資源，主要依據草場的質量，例如牧草品質、適口性、飲水范圍等，確定放牧牲畜品種、搭配比例。
（6）確定載畜量。根據牧草產量和質量，以及飼養標準需要量來確定草場適宜的載畜量。同時根據統計資料計算實際載畜量，適當調整，具體方法見農業部《天然草地合理載畜量的計算》(NY/T 635—2002)。
3.2 草場災害的監測與防治
利用遙感技術與畜牧業管理信息系統，可以對草地自然災害進行及時的監測和預報。根據監測預報信息，及時預防，救災減災，減少損失。
（1）依據衛星雪蓋資料提取積雪范圍、面積、厚度等信息建立雪災資料庫，包括雪災發生的地區、時間、降雪、積雪、牲畜死亡數、牲畜受災數、成畜死亡率、受災牧戶數、受災人數、持續時間、交通中斷、仔畜成活率、死亡人數、電力損失等[13]，利用遙感資料MODIS數據與GIS 空間分析技術，可準確評估和預報雪災害程度及時為抗災保畜提供依據。
（2）遙感監測草地火災發生位置、過火面積、預測火災發展動態可起到減災效果，并且為救災提供信息支持。草原火災預警以數理統計和過程模擬為主，分別從火源、地理因素、可燃物類型與特征、氣象條件等方面構建草原、森林火險預報指標體系和預報模型，構造火災危險指數[14]。Brillinger 等[15]利用Logistic 回歸模型預測森林野火發生的概率，均得到了理想的預測結果。此外，美國Lawrence Livermore 國家實驗室和Los Alamos國家實驗室開發的野火自動氣候火險預測模型NWPP，可以對火行為進行動態預測，并為撲火和滅火等提供技術支持[16]。
（3）干旱導致牧草減產，嚴重時會使牲畜缺少飲用水，遙感影像與氣象數據結合，確定草地旱災的范圍及程度，繪制旱情分析圖，便于多方面采取措施抗旱保畜保苗。采用MODIS陸地表面溫度數據和MODIS植被指數數據，建立干旱指數模型，反演其溫度植旱指數(TVDI)；用植被供水指數(VSWI)監測草原旱情的發生、發展和加重過程[17]。
（4）遙感技術對鼠蟲害的宏觀監測可及時預報鼠蟲災危害面積及遷移方向，可建立早期預警體系。目前，可滿足草地鼠害監測要求的有TM 和SPOT、Quick等[18]衛星遙感資料，配合地形地勢圖、土壤類型圖、植被類型圖、水系分布圖、優勢種害鼠區域分布圖等建成空間數據庫，把鼠害的發生、危害程度、各種氣象因子等建成屬性數據庫，利用GIS 的空間數據庫操作和圖形處理分析等功能，就可產生關于害鼠暴發、危害等信息，從而制定相應的管理決策措施[19]。
3.3 工程規劃
工程規劃以空間數據庫為基礎，結合分析和評價模型，爭取經濟效益、社會效益、生態效益達到最佳組合。傳統的規劃，需要做大量的地面調查和基礎測量工作，而且資料不容易更新，利用信息系統做工程規劃，不僅具有數據庫數據容易更新的優勢，而且可以結合預測模型、效益評價，給出最佳方案。
3.4 效益評價
效益評價的方法一般可采用投入產出分析法，將生產過程中的投入和產出數據列在一個表格上，即投入產出表，建立數學模型，研究投入與產出之間的數量關系。李新文等[20]針對草原建設工程項目構建了效益評價指標體系共包括5 個準則層指標（生態效益、經濟效益、環境效益、社會效益、景觀效益）、15 個指標層指標和68 個分指標層指標，能夠為進行草場建設效益評價提供基本參照。張艷榮等[21]基于模糊綜合評價法構建了畜牧業效益評價模型，克服了單指標評價、人為等因素對評價結果的影響，能較好地結合效益評價中的定量指標和定性指標，全面綜合地分析和評價畜牧業效益，分析結果具有可靠性、客觀性。
4 結論
本研究主要面向縣級畜牧管理部門，以防治草原荒漠化的角度出發，基于“3S”技術、數據庫技術和管理信息系統等技術，對縣一級畜牧業基礎信息數據庫和管理信息系統進行了功能設計。通過對相關數據進行采集、管理、分析、評價、模擬和顯示，本研究基于“3S”技術初步設計的畜牧業管理信息系統具有以下4個特點：
（1）能夠及時向用戶提供動態的空間地理信息。
（2）根據查詢到的全部基礎數據和專業數據，可以迅速產生、輸出相關的專題圖。
（3）通過建立數學模型，可以實現草場估產、草場質量等級評價、災情預報等功能，從而為草場利用規劃、畜牧經營管理提供信息和手段。
（4）畜牧業管理信息系統可以產生很多過去只有通過大面積調查才能得到的數據，例如土地利用類型及面積、植被類型及分布狀況等。這些數據主要通過3S 技術獲得，特別是實時變動的數據，與常規統計數據相比，更為精確，而且利用這些數據，可以對現有的統計數據進行科學的驗證。
由于管理信息系統的建設本身就是一項復雜的系統工程，筆者研究的縣一級草地畜牧業管理信息系統僅僅對其結構與功能進行了初步設計，并對今后該系統功能的拓展內容進行了研究綜述，應用到實際生產中，其功能也有待進一步完善。
5 討論
畜牧業管理信息系統將實現草地資源管理的自動化，可以通過遙感監測反映出草地退化、土地利用變更等信息，以便及時采取對策。應用該系統，可以根據草地資源的變化、實地調查數據以及氣候因素（主要是降水），實時反映出指定草場在一定時期內的合理載畜量，評估草地承載潛力或超載率，以此作為草畜平衡管理的依據。此外，通過遙感、GPS定位等高科技手段獲得大面積測量數據，避免了耗費大量人力、物力進行地面調查，隨著科技的發展和測量精度的提高，會逐漸減少對地面調查的依賴，同時能及時對系統數據庫進行更新；利用GIS 的信息指導管理MIS 的知識庫支持決策，畜牧業管理信息系統實現了畜牧業的科學化、現代化管理；利用計算機管理，操作便捷，實用性強，既吸收了傳統管理的長處，又彌補了傳統方法的不足，具有實際的應用價值。
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3s技術論文范文6
關鍵詞：地理信息系統；立體人才培養模式；課程體系；實踐教學
1997年教育部對我國高等教育專業目錄進行了修訂，在地理學一級學科下增設了地理信息系統本科專業。將近10年時間，全國已有100多所高校建立了該專業，其中大部分依托原有的地理學、測繪工程等專業，因此專業培養模式和課程體系存在著較大差異。2003年8月，地理信息系統協會召開了首屆GIS專業教育研討會，提出了GIS專業課程體系設置方案，提出“低年級寬口徑、高年級分類培養”的基本模式，但沒有涉及到農林院校。隨著地球信息科學和現代林業科學的發展，GIS技術在林業中的應用范圍不斷拓廣，層次不斷深入，建立適應地理學類專業基本要求、又具有森林資源與生態環境應用特色的立體人才培養模式和專業發展平臺，以及立體化課程體系和實踐教學體系，對于GIS教育和現代林業的發展都具有重要意義。北京林業大學GIS專業是在擺脫原有專業的情況下設立的全新專業，因此建立新的立體化課程體系具有必要性和可行性。
一、專業定位與特色
GIS專業的基本特點是該專業屬于新興的綜合性、交叉性學科范疇。根據專業人才培養的基本要求，通過對國內外GIS專業教學模式和課程設置的充分調研，結合我校的特點，適應林業和生態環境建設對創新性人才的需求，我們提出“立足林業，服務生態”的辦學理念。通過專業建設，形成既適應地理學類專業基本要求、又具有森林資源與生態環境應用特色的立體人才培養模式和專業發展平臺，以充分體現該專業的交叉性、邊緣性、綜合性和技術性，服務于生態環境建設。通過培養方案修訂、課程體系優化、教學內容和手段改進、實踐教學環節改革，構成專業建設的系統性工程，形成完善的立體人才培養模式，建立起專業發展平臺，構建立體課程體系，使人才培養模式、課程體系、教學內容和手段等各個環節都得到極大的改造和提升，形成創新性人才培養和專業發展、學科發展的新特點，即：重視基礎、面向應用、突出重點、深入前沿、分類培養、拓寬口徑。
我校地理信息系統專業的特色在于培養學生的地理信息系統設計、開發和地球信息科學綜合應用能力，以資源與環境調查、信息管理、監測、評價、預測及決策為主要應用方向。學生主要學習地理信息系統和地圖學、遙感技術、衛星定位系統等方面的基本理論和基本知識，受到應用基礎研究、技術開發方面的科學思維和科學實驗的訓練，具有地理信息系統研究、設計與開發的基本技能及初步的教學、研究、開發和管理能力。專業定位概括為：3S理論技術基礎扎實(專業的根本，提高培養層次)；立足林業，服務于生態環境建設(體現專業特色)；適當兼顧其他領域應用(拓寬就業渠道)。 br>
二、專業培養目標和培養方式
(一)專業培養目標
GIS專業主要培養具備地理信息系統與地圖學的基本理論、基礎知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在城市、區域、資源、環境、交通、人口、住房、土地、基礎設施規劃和管理、政務商務管理等領域從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：
1.掌握數學、計算機科學、地理學、信息管理等方面的基本理論和基本知識；
2.掌握地理信息系統和地圖學的基本理論、基本知識和基本實驗技能，以及地理信息系統技術開發的基本原理和基本方法，具有地理信息系統設計與開發、空間信息處理分析、系統管理和維護的能力；
3.掌握森林資源與生態環境調查、監測、評價、信息管理的基礎知識；
4.了解國家科學技術、知識產權、可持續發展戰略等有關政策和法規；
5.了解地圖學與地理信息系統學科的理論前沿、應用前景和最新發展動態，以及地理信息系統產業發展狀況，具有較強的學習能力和創新意識；
6.受到應用基礎研究、技術開發方面的科學思維和科學實驗的訓練，具有一定的從事科學研究工作的能力；
7.掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；具有一定的實驗設計，創造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫論文，參與學術交流的能力。
(二)專業培養方式
GIS專業以課堂教學、實踐教學、畢業論文、綜合實習為主要培養方式，由技術應用人才、地理信息系統設計與開發人才、科學研究人才、創新型拔尖人才四個層次構成立體人才培養模式。
1.通過課堂教學使學生掌握本專業的基本理論、技術和基礎知識。教學過程中以教師為主導、學生為主體，充分發揮學生的能動性，采用啟發式、研討式等教學方式，加強學生的自學能力，培養學生勤于思考、善于提出問題并獨立解決問題的能力；
2.通過實踐教學加強學生的基本技能，培養學生的動手能力。主要通過綜合性設計性實驗的合理安排以及綜合性實習，培養學生分析問題和解決問題的能力；
3.通過畢業論文和綜合實習環節，訓練學生的表達能力和寫作能力，以及掌握文獻資料的能力，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力、獨立工作的能力；
4.通過設置名師教室、科研訓練學分和創新學分，使學生了解學科發展的前沿，培養創新意識和創新能力以及團隊意識；
5.通過第二課堂、社團活動等加強素質教育，使學生具有一定的管理組織能力，積極參與多方面的社會服務與公益活動，樹立服務社會的思想。
三、立體人才培養模式和課程體系
立體人才培養模式的基本思想是嚴格按照因材施教的原則，改革傳統的一刀切這種單一的人才培養方式，根據生源的不同特點、興趣和基礎，將人才培養目標劃分為不同層次，根據不同層次的培養目標制定相應的培養計劃，提出不同的培養要求，學生畢業后達到不同的專業層次。
(一)立體人才培養模式
由技術應用人才、地理信息系統設計與開發人才、科學研究人才、創新型拔尖人才四個層次構成金字塔培養模式。
第一層次(技術應用人才)：培養掌握地球信息科學基礎理論和技術，面向廣大行業服務的應用型人才。要求學生具有扎實的計算機、地學、數學基礎，面向多行業應用，熟悉和了解森林資源與環境調查、監測與評價，土地資源評價，房地產評估，地籍與 施工測量，區域分析與規劃等多學科的基礎知識與基本技能，特別是森林生態學、森林經營與管理、資源調查監測與評價、災害監測等方面的基礎知識與基本技能，能夠勝任林業和生態環境建設領域有關空間信息獲取、管理、分析等工作。
第二層次(地理信息系統設計與開發人才)：在第一層次的基礎上，培養在計算機、信息科學等方面具有較為扎實的知識和技術，面向企業、科研單位、教學行業的GIS設計與開發人才。要求學生熟練掌握VC++、JAVA等程序設計語言和系統設計工具，數據庫管理和應用技術，軟件工程、數據結構等基礎理論和知識，了解GIS發展的最新動態，能夠從事GIS設計與開發工作。
第三層次(科學研究人才)：培養掌握學科前沿理論和技術，具有進一步培養潛力的高層次后備人才，畢業后可以直接進入碩士階段的學習和深造，或成為科研、教學行業的研究型人才。要求學生具備多學科交叉知識的背景，掌握人工智能、空間統計學等基礎理論，能夠利用地球信息科學與技術在資源環境領域從事科學研究工作。
第四層次(創新型拔尖人才)：這類人才應具備扎實的專業基礎和獨立從事研究、開發的能力，有一定的創新意識和創新能力，通過國際交流與合作，爭取到國外深造。
將該模式用一個圓錐體來表示，圓錐的每一個截面構成一個不同的培養層次，在二維截面上，表示該層次應具備的知識和技術，底面是該專業的基本要求。層次越高，人數逐漸減少，學生的知識儲備量是相應截面下圓臺的體積。通過該模式的培養，學生畢業后可以成為3S技術在資源環境中的應用人才、軟件開發人才、了解和掌握3S技術前沿信息的研究型人才以及高素質的拔尖人才。
根據此培養模式，在新的教學計劃中，將第一層次的基礎知識和基本技能培養作為專業基礎和主干課程，通過不同門類的專業選修課達到該層次不同行業應用型人才的要求；第二層次通過專業主干課和有關系統開發設計的專業選修課達到培養目標；第三層次在前兩個層次的基礎上，通過人工智能、空間統計學、數據挖掘與知識發現等理論、技術的學習，以及創新性實踐活動(如科研訓練)達到要求；第四層次通過從低年級的外語加強，到高年級的專業講座、名家講堂、導師導向培養等多種方式，培養拔尖人才。
轉貼于 (二)立體化課程體系的建設和優化
根據立體培養模式，建立理論——技術——應用的教學體系。與此相適應，在課程體系中，專業基礎課注重基礎理論的培養，要求深而廣；專業課的設置注重知識的深度，體現學科發展的前沿，從技術的角度加深；選修課則注重知識的廣度，體現資源與環境特色，面向實際應用。通過合理的課程設置，以3S技術在資源與環境中的應用為核心，加強相關學科的專業知識基礎，形成完整的知識結構體系，以適應本學科綜合性邊緣學科的特點。
1.課程設置原則
(1)體現林業特色。我校GIS專業在加強專業基礎的同時，應體現森林資源與環境應用的特色。因此，設置林業生態環境工程概論、森林資源監測與評價、森林生態學等課程。
(2)加強開發能力培養。根據GIS專業的基本要求以及社會需求，加強開發的基礎，使學生掌握GIS軟件開發的基本方法、開發環境的工具，適應多種行業對軟件開發人員的需求，設置VC++、C語言、GIS設計與開發等必修課，以及選修課Java語言、WEBGIS等。
(3)強化實踐環節。GIS專業是技術性很強的專業，對學生實際動手能力要求很高，因此實踐環節是教學效果和質量保障的關鍵。主要措施包括：綜合實習5周，時間按排在第六學期末的暑假，不占用正常教學時間，地點以校外實習基地為主，結合教師的科研課題，內容包括數據獲取的途徑和方法、應用主流平臺進行空間數據處理、模型與系統開發、數據維護等。
(4)盡早培養專業意識和創新意識。將遙感、GIS等主干課程設在二年級下半學期，使學生在二年級就開始接觸專業核心。在核心課程教學中增加講座、討論教學方式，該方式已經在目前的教學中嘗試并取得很好的效果。同時，設置“數據倉庫與知識挖掘”、“地學模型基礎”兩門選修課，跟蹤學科發展。
(5)強調課程之間的銜接，體現學科交叉的特征。由于學科的交叉性強，涉及計算機、地理學、數學、資源與環境等多種課程，課程之間密切相關，將“地球科學概論”與“系統科學概論”合并為“地球系統科學概論”，體現專業的特征。
(6)體現分類培養的理念。根據專業特點，同時體現我校的特色，拓寬專業渠道。選修課分為三類：開發類、應用類和前沿類課程。學生可以根據自身的特點選擇相應類別的課程，并自成體系。
2.基本課程設置
(1)主要專業基礎課：強調計算機、地學、數學基礎，以面向多種行業發展。
①計算機課程：包括計算機技術基礎(理)、VC++、數據結構、計算機圖形學、數據庫原理與技術、軟件工程等。
②地學基礎課程：包括自然地理學、地球系統科學概論、地圖學。
③數學課程：包括高等數學A、線性代數A、數理統計等。
④資源環境管理：包括林業生態環境工程概論、森林資源監測與評價。
(2)主要專業課：強調3S理論和技術的掌握。
包括專業概論、測量學、GPS原理與應用、計算機制圖、數字攝影測量、遙感原理與應用、地理信息系統原理與應用、遙感圖象處理、GIS設計與開發。
(3)專業選修課：注重計算機、數學、地學知識的擴展和在3S技術中的應用，與研究生教育銜接。
專業選修課包括：
①計算機科學：計算機網絡技術、多媒體技術及應用、微機原理、虛擬現實技術、計算方法、Java語言、人工智能、數據倉庫與知識挖掘。
②地學：經濟地理學、人文地理學。
③數學：地學模型基礎、多元統計分析。
④應用：土地評價與土地管理、地籍測量與管理、施工測量、森林生態學、WEBGIS、區域分析與規劃、資源環境信息系統、森林經營管理等。
通過以上課程設置，以3S技術在資源與環境中的應用為核心，加強相關學科的專業知識基礎，形成完整的知識結構體系，以適應本學科綜合性邊緣學科的特點。
四、立體實踐教學模式
在實踐教學方面，改革和完善實習、實驗內容，增加綜合性實習比重，以利于學生了解課程之間的聯系并聯系實際。立體實踐教學模式包括四個基本層次。
(一)課堂實驗
根據新的培養模式，對原有教學計劃中專業基礎課和專業課以及部分專業選修課的實驗環節進行系統分析和實驗效果跟蹤，根據跟蹤結果對部分實驗內容進行適當調整，增加綜合性設計性實驗的比重。
(二)課程實習
實習內容注重培養學生的綜合設計和開發能力，如在遙感圖象處理與應用、GIS開發與應用課程中，采用國際主流平臺培養學生的軟件設計和開發能力。組織學生到企業、科研院所參觀學習，增強學生對科研和生產應用的了解，以利于學生擴展就業思路，確定自身專業發展方向。
(三)綜合實習
通過項目研究，決定增加5周的綜合實習環節，以教學基地為主要平臺，聯合相關企業開展高年級綜合實習，由專業教師和企業、科研院所共同承擔指導工作，提高學生的綜合素質，將理論和技術應用于生產實際中。
(四)科研訓練
制定學生參與科研活動的計劃，并要求有科研課題的教師通過雙項選擇確定3～5名本科生參與課題研究。同時組織高年級的學生參加全國GIS設計大賽，學科教師為指導。
