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地理信息科學進展范文1
[關鍵詞]信息科學；信息技術；旅游；交叉研究；系統綜述
[中圖分類號]F59
[文獻標識碼]A
[文章編號]1002—5006（2013）01—0114—15
1 引言
旅游領域正在經歷著一個以商業實踐和研究活動為平臺的迅猛發展期，對于旅游研究者而言，把握領域最新研究進展、了解已被研究的內容以及思考未來的研究方向是非常重要的。在我國的旅游研究中，針對各種研究主題的綜述性研究非常豐富，然而信息科學與旅游的交叉研究并沒有得到足夠的重視。
交叉研究或跨學科研究一詞源于1926年美國哥倫比亞大學心理學家伍德沃斯（Woodworth）創建的英文形容詞：interdisciplinary（跨學科的），指超過一個學科范圍的研究活動。信息科學是一種橫斷科學與方法科學，在信息科學所涉及的4個方面研究中：（1）電子科學與技術、信息與通信系統、信息獲取與處理；（2）計算機科學與技術、網絡與信息安全；（3）控制理論與工程、系統科學與工程、人工智能與智能系統；（4）半導體科學與信息器件、信息光學與光電子器件、激光技術與技術光學，其中3個方面都與旅游研究在研究對象上發生交叉（如旅游博客數據挖掘、旅游推薦系統），且旅游研究也不斷采用信息科學的理論與方法去解決問題（如人工智能在旅游預測中的應用、計算機仿真在游憩行為研究中的應用），體現了交叉研究和跨學科特征。信息科學與旅游的交叉研究客觀存在，且已經經歷了20多年的發展。
旅游研究一直是一個開放的體系，吸納著其他學科的營養；信息科學與旅游研究的交叉與融合為解決旅游領域的新矛盾、新問題和探索新規律、新原理提供了新的思維方式和科學的研究方法，是信息時代旅游發展的產物與趨勢。信息科學與旅游的交叉研究無論對旅游學術研究還是對旅游業發展都具有非常重要的意義，其研究進展應得到關注與重視。
已有關于信息科學與旅游交叉研究進展的綜述研究川沒有體現出兩種研究的“交叉”性，即信息科學研究中有哪些以旅游為研究對象或者解決旅游領域的問題？旅游研究中涉及哪些信息科學方法與技術應用？這些問題的回答對于研究者廣泛與深入開展信息科學與旅游的交叉研究具有重要意義。
為了較為全面地闡述信息科學與旅游研究之間的“交叉性”，本文采用系統綜述方法對該交叉領域最近12年發表的文獻進行了搜集、篩選、整理、歸納與分析.以期幫助相關研究者了解這一交叉領域的主要研究問題及所取得的研究進展，并對今后的深入研究有所借鑒與啟發。
2 系統綜述方法
系統綜述（systematic review）又稱系統評價，起源于醫學領域，是指在復習、分析、整理和綜合原始文獻的基礎上進行的二次研究方法，目前已經被廣泛應用于循證醫學（evidence—based medicine），逐步應用于社會學、教育學、圖書情報等領域。系統綜述可被精確區分為兩種類型：（1）定性系統綜述，原始文獻的研究結果被分析與總結，但未經統計學合并；（2）定量系統綜述，又稱元（meta）分析或薈萃分析，應用統計學方法對若干個研究結果進行定量統計合并的過程。在某些不強調或較難實施統計學合并的研究領域，直接將定性系統綜述稱為系統綜述，將其作為一種對某研究問題、主題或現象的可獲得的所有研究進行評價和解釋的方法，目標在于通過一種可信的、嚴格的以及可審計的方法來提供公正的研究評價。信息科學與旅游科學的交叉研究屬于較難實現統計學合并的研究領域，因此本文采用定性系統綜述方法，簡稱系統綜述。
本文關于信息科學與旅游的交叉研究的系統綜述研究包含如下步驟：
（1）確定研究問題
為了全面了解與分析信息科學與旅游的交叉研究現狀，本文確定了如下系統綜述的研究問題：①信息科學研究中面向旅游的研究主要有哪些方面？②旅游研究中與信息科學相關的研究主要有哪些方面？③信息科學與旅游的交叉研究有哪些趨勢？
（2）確定文獻搜索策略
基于所確定的研究問題，設計如下文獻搜索策略：
①搜索工具與數據庫：采用Google Scholar、IEEE Xplore、ScienceDirect；
②搜索關鍵字：采用關鍵字組合“tourism”AND（“computer”OR“communication technology”），即“旅游”與“計算機”或“通信技術”同時出現；計算機科學與技術是信息科學研究領域中最為活躍的方向之一，計算機科學與技術、通信科學與技術在信息科學研究中具有一定的代表性；經過反復搜索測試，“計算機”與“通信技術”作為關鍵字與“旅游”進行組合搜索，搜索結果能夠較為全面地覆蓋信息科學與旅游的交叉研究，實現本文系統綜述的研究目標；③搜索的時間范圍：2000年之后。
（3）文獻搜索
按照上述搜索策略分別在3個工具與數據庫進行搜索。Google Scholar顯示共有54500條結果（2011年12月22日），其只提供最相關的前1000條；IEEE Xplore（搜索字段為“摘要”）共搜索到46條結果（2011年12月24日）；ScienceDirect（搜索字段為“題目”或“關鍵字”或“摘要”）共搜索到36條結果（2011年12月24日）。
（4）文獻篩選
在上述搜索到的條目中，按照表1所示的文獻入選和剔除標準，篩選用于本文系統綜述的文獻。
表1所示第一步完成后共有512篇文獻入選。第二步經過多次逐步細化篩選，最終確定用于本文系統綜述的入選文獻共245篇，其中期刊論文158篇，會議論文87篇。245篇文獻來自106種期刊和58種會議，文獻來源分散且涉及領域廣泛，有關文獻來源、作者等的定量分析結果已另文撰寫，本文則側重對系統綜述研究步驟（1）所確定的研究問題的回答。
（5）分析與完成報告
根據系統綜述研究步驟（1）所確定的研究問題，對入選文獻進行分類、分析與總結。分析結果見下一章節。
為了分別回答問題1與問題2，本文需要將入選文獻劃分為旅游研究和信息科學研究兩種視角，分別簡稱為旅游類研究和信息類研究。而事實上，當兩種研究產生交叉與融合，進行上述嚴格區分是較為困難的。為此，本如下處理：
（1）按照文獻來源所屬學科范疇進行劃分，如來源于Tourism Management及《旅游學刊》的文獻則劃入旅游類，來源于Expert Systems with Applications及《計算機工程》的文獻則劃入信息類；
（2）按照期刊載文的學科范疇劃分，如《華東經濟管理》刊載旅游類文章，則歸為旅游類，《北京工商大學學報（自然科學版）》刊載信息技術類文章，則歸為信息類；
（3）按照入選文獻的具體內容劃分，一些綜合性期刊無法直接確認屬于哪一類，則閱讀入選文章原文，如果偏重人文社會學視角，則歸入旅游類；如果偏重信息科學及技術視角，則歸入信息類。
由此，經管類、電子商務、地理類等期刊歸入旅游類中，測繪類期刊歸入信息類中；兩類分別含有入選文獻147篇和98篇。
3 綜述結果與分析
3.1問題1：信息科學研究中面向旅游的研究主要有哪些方面？
“面向旅游”并不特指專用于或專門針對旅游的研究，而是指其研究問題由旅游領域而產生，或者旅游是其最為典型的應用。面向旅游的信息科學研究幾乎涉及了信息科學研究范疇的各個方面，而許多研究領域更是體現了信息科學領域較新及較前沿的研究方向與熱點，如表2所示。面向旅游的信息科學研究中最受關注的研究主題是應用系統、人工智能、地理信息系統、移動應用、推薦系統以及語義網與本體等；而Web服務、虛擬現實、普適計算、計算機仿真也受到了一定程度的關注。下面對表2排序前10的研究主題的進展情況進行詳細闡述。
3.1.1
應用系統
應用系統指面向各種終端設備，如電腦、手機、PDA（掌上電腦）、電話等使用者的可用人機交互系統，也包含網站（Web）應用系統。本文為了強調移動應用和推薦系統兩類特殊的應用系統，在本類研究主題統計中將其排除，另列類別。應用系統研究占據了面向旅游的信息科學研究的較大比重。一方面是因為信息科學向旅游研究中進行滲透的最初方式正是其在旅游行業中的實際應用；另一方面是人選文獻中我國研究占據較大比重且較集中于該類研究。
應用系統的相關研究可分為：①戰略設計或實施建議，如航空業信息技術應用戰略與戰術研究，以及非洲撒哈拉以南地區的旅游組織實施電子商務的建議；②技術架構設計，如基于面向服務的體系架構（service oriented architecture，SOA）的旅游資源信息服務模型研究；③系統設計與開發，如一種智能旅游行程導航系統，以及四川、山西和贛東北等目的地或區域管理信息系統的設計與開發。
3.1.2人工智能
人工智能是面向旅游的信息科學研究較多采用的方法與技術，可將相關研究分成以下幾個方面：①推理，即采用人工智能推理技術支撐各種應用系統，如基于貝葉斯網的旅游行程推理；②數據挖掘，如旅游突發事件預測預警、消費者特征分析、基于機器學習的旅游博客觀點挖掘以及數據倉庫技術在旅游業中的應用；③主體（agent），如主體旅游者進行數據采集、分析并向旅游者進行旅游推薦弛；④評價，如基于神經網絡的上海旅游可持續發展能力評價；⑤決策支持，如旅游目的地選擇決策支持系統。
3.1.3地理信息系統
旅行活動是一種人地關系，地理信息是設計與開發各種旅游應用系統的重要信息資源，地理信息系統就是為這些應用系統提供地理信息使用接口的重要支撐系統。個性化目的地推薦系統、基于短信服務的餐館推薦系統、導航系統、位置服務系統、旅游資源監控預警系統以及古建筑信息系統等應用系統都離不開地理信息系統的支撐。上述“應用系統”主題研究中，幾乎所有面向目的地與區域的管理信息系統的設計與開發都離不開地理信息系統。有關旅游地理信息系統本身的研究也較為活躍，如雅安市WebGIS（萬維網地理信息系統）的實現研究、基于WebGIS的旅游地理信息系統研發以及泰山三維（3D）地理信息系統的研發。
3.1.4移動應用
移動通信技術，特別是移動終端技術的快速發展，使得面向旅游者手持終端（如手機、PDA）的各種移動應用得到了迅猛發展。相比較于傳統的計算機應用，移動應用較好體現了旅游以“人為中心”而不是計算機為中心的理念。相關研究主要集中于面向旅游者服務的信息推送與搜索、導航、實時路線及目的地推薦；并向普適計算的方向進行擴展，如手機電子門票、基于全球定位系統的車輛監控與導航以及手機與環境之間的交互游戲等。除了面向旅游者服務外，移動應用研究還包含面向旅游研究者、旅游公共管理與服務部門以及旅游企業的旅游行為數據采集與分析，如可通過基于手機數據的散客流分析，對目的地住宿的可容納量進行估算。移動應用中與位置信息相關的應用也被稱為位置服務，如位置信息服務、導航以及實時路線推薦等。
3.1.5推薦系統
推薦系統是為解決互聯網“信息過載”問題而提出的一種個性化服務，幫助用戶從大量信息中發現其可能感興趣的或者滿足其需求的資源，如信息、服務以及商品等，并自動生成個性化推薦。目前，推薦系統在旅游中的典型應用為旅游行程規劃，可面向旅游電子商務用戶，也可面向互聯網用戶；可規劃旅行的時間、地點以及活動等全套行程規劃引，也可推薦旅游目的地、餐廳以及住宿等。推薦系統主要采用人工智能、語義網、移動應用、定位與地理信息系統等技術。相關研究還涉及用戶個性語義模型、系統架構設計等方面。
3.1.6語義網和本體
語義網（semantic Web）是傳統網站的一種擴展。在語義網中，信息具有明確的含義——語義，人類語言與機器語言之間能夠相互理解，機器能夠自動地處理和集成網上對于人而言可用的信息，使得人與機器之間的交流變得像人與人之間交流一樣順暢。本體（ontology）是用來描述網絡文檔中術語的明確含義及其之間關系的技術，能夠實現語義網信息處理的自動化，提高網站搜索的準確性以及網站服務質量。旅游領域是語義Web與本體研究的問題來源與典型應用對象，如基于語義Web與本體技術的旅游中小企業間信息交換、動態生成客戶供給的客戶關系管理、旅游網站信息系統、旅游目的地管理系統以及旅行推薦系統。這些系統能夠對旅游領域知識進行本體表達，從而集成對于用戶有用的或者滿足用戶需求的語義信息；其中，旅游知識域的本體表達、行程規劃的語義信息推理是實現這些系統的關鍵技術。
3.1.7Web服務
Web服務（Web services）是Web上數據和信息集成的有效機制，是解決Web上各種應用系統高維護與更新代價的最為合理的解決方案。因此，Web服務在旅游中主要用于信息集成、交換以及系統之間的互操作。Web服務技術對于旅游目的地管理而言非常重要，能夠實現旅游目的地營銷系統與旅游企業之間以及目的地旅游企業之間的異構數據交換、共享以及集成。Web技術還是Web推薦系統的重要技術之一，能夠獲取推薦系統所需的動態與實時的萬維網數據。
3.1.8虛擬現實
虛擬現實技術主要用于旅游目的地、景區、景點的市場營銷。國內的相關研究集中于旅游目的地、景區及景點等的虛擬展示，如西安市360度全景虛擬旅游系統、北京妙峰山古建筑群的網絡虛擬漫游系統、村鎮民俗旅游資源的立體展示。鄭鵬等認為這是一種旅游產品的虛擬試用體驗。而國外的相關研究則側重于游客的現場體驗，特別針對歷史文化遺產與遺跡，如意大利的PEACH（personal experience with active cultural heritage，個性化體驗活動的文化遺產）項目針對提升游客在博物館對于文化遺產的體驗以及馬來西亞凱利城堡（Kellie’s Castle）的虛擬旅游原型研發。虛擬現實技術在旅游中的應用還包含了旅游開發與遺產保護，如十三陵景區的虛擬復原。
3.1.9普適計算
普適計算模式下人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行信息的獲取與處理。由于移動終端設備及其應用的發展，普適計算在旅游研究中非?；钴S，如一種面向移動終端的基于旅游本體的信息廣播與推送方法研究，用以解決傳統移動終端對于旅游者需要花費昂貴的“漫游”網絡連接費用以及需要主動獲取信息等問題；一個面向德國雷根斯堡（Regensburg）游客的移動終端游戲的設計與應用，游客可以通過在空中晃動手機來與游戲中的歷史人物溝通，該游戲以一種有趣的方式向游客介紹雷根斯堡的歷史。普適計算是我國目前形成研究熱點的物聯網應用的基礎理論與技術之一。
3.1.10計算機仿真
計算機仿真技術研究中面向旅游的研究包含基于概率統計方法對上海旅游服務系統顧客滿意度進行仿真以及基于系統動力學方法對新度假制度對城郊旅游的影響進行仿真等。
3.2問題2：旅游研究中與信息科學相關的研究主要有哪些方面？
旅游研究中與信息科學方法與技術相關的研究范圍較為廣泛，表3顯示本文入選文獻中歸入旅游類的研究主題共有43種。其中最受關注的研究主題是電子商務、網站評估以及在線消費者行為。人工智能、移動通信、地理信息系統等信息科學方法與技術在旅游中受到了相應重視。旅游網站空間、系統評價、網絡營銷、應用系統以及正在大范圍普及的Web 2.0互聯網應用模式也受到了旅游研究的重視。信息科學領域中的某些前沿研究也在旅游研究中得到了關注，如計算機仿真、推薦系統、Web服務、語義網與本體。
進一步對表3各類主題的文獻內容進行剖析與歸納，可以得到以下旅游研究中與信息科學方法與技術相關的6個研究范疇：
3.2.1信息技術對旅游的影響
信息技術對旅游的影響研究主要包含信息技術對旅游產業的影響與信息技術在旅游中的應用影響兩個方面。其中，信息技術在旅游中的應用影響又分為現狀研究、作用研究、影響因素研究等方面。
信息技術對旅游產業的影響主要體現在其對傳統旅游產業價值鏈的重構上，集中表現于電子商務對旅游產業的影響、新型電子中介（供應商、互聯網門戶網站、拍賣網站、數字電視、移動商務等）對傳統電子中介（計算機訂座系統、全球分銷系統等）的影響、信息技術對分銷渠道的影響。
信息技術在旅游中的應用現狀研究主要側重于旅游企業，如電子商務在北京旅游企業中的應用現狀、土耳其旅行社對互聯網的使用情況、愛爾蘭旅游中小企業和鄉村微型住宿業對信息技術使用情況的分析、南非中小旅游企業對于信息技術使用的狀況研究。
信息技術對旅游的作用研究既包含旅游企業整體層面，如信息技術對埃及中小接待企業發展的積極作用、知識管理對于澳大利亞旅游業的作用等；又包含旅游企業的某項具體功能，如信息技術應用對于泰國酒店運營效率的作用；還包含旅游資源開發與保護方面，如計算機技術對于泰國古建筑重建的重要作用。
信息技術應用的影響因素研究對于旅游業如何有效應用信息技術而言是非常重要的。相關研究包含：①電子商務的應用影響，如泰國旅游企業應用電子商務的影響因素、酒店業應用電子商務的影響因素②網絡營銷對旅游企業的影響，如互聯網廣告對旅行社運營的影響；③旅游企業對技術應用的態度，如希臘旅行社對互聯網技術的使用情況與態度；④旅游者對信息技術使用的態度，如游客在度假時是否愿意使用基于技術的信息、影響旅游者使用互聯網進行旅游規劃的因素。
3.2.2信息技術在旅游中的應用模式
目前，信息技術在旅游中的應用模式研究主要集中于電子商務模式、網絡營銷以及Web 2.0。電子商務模式的相關研究有區域旅游電子商務開發計劃研究、旅游電子商務模式現狀與趨勢研究、旅游電子商務模式以及運營模式研究等。
網絡營銷是除了電子商務之外信息技術在旅游中最主要的應用模式。網絡營銷研究多圍繞網站展開，如英國農村接待企業網站營銷現狀研究、塞爾維亞旅游網站網絡促銷現狀和形式研究、美國旅游官方網站網絡營銷使用分析、旅游目的地營銷組織網站的客戶需求研究。此外，在線葡萄酒旅游以及在線客戶關系管理都是一種網絡營銷方式。
隨著互聯網技術的發展，Web 2.0作為一種新型的互聯網應用模式受到了旅游領域的高度關注。相關研究可以分為如下幾個方面：①營銷，即基于Web 2.0的網絡營銷方式，這是目前旅游研究領域最為關注的方面，如Web 2.0對克羅地亞旅游產品的營銷作用研究、博客對于旅游市場營銷的中介作用；②旅游者行為與服務，如Web 2.0下網絡旅游消費行為模式及旅游網站應用研究、基于Web 2.0的用戶個性化定制研究以及基于人工智能技術的微博“旅游情感”數據挖掘；③網站分類，如Web 2.0旅游網站的分類機制研究。
此外，面向產業價值網絡的四川旅游信息資源整合推進模式和機制是一種信息技術在旅游中應用模式的有效探索。
3.2.3信息技術在旅游中的應用評價
網站評價是信息技術應用評價研究中最主要的內容。從評價對象上看，相關研究涉及官方旅游網站、目的地營銷組織網站、各國及地區旅游網站；從評價內容上，包含有效性評價、可用性評價、使用分析、功能分析、網站設計、網站旅游本體分析、游客價值以及網站訪問者分析等；從評價方法上有調查法、啟發式方法、數據包絡分析法、內容分析法、網站日志分析法、領域本體分析法等。
隨著移動通信技術的發展，移動應用在旅游領域得到了廣泛應用，針對移動應用系統的評價研究也受到研究者的關注，如從用戶角度對移動應用進行評價、各種移動旅游者指南功能與可用性評價。
3.2.4信息社會視角的旅游研究對象
較傳統旅游研究對象，如旅游資源、旅游企業以及旅游者等，信息社會視角的旅游研究對象發生了擴展，如從旅游者的地理時空變化擴展到了在線旅游者行為變化，從旅游資源的空間格局擴展到了旅游網站的網絡結構等。
在線旅游者行為研究中最受關注的是消費行為研究，如消費影響因素與滿意度、忠誠度與推薦行為、在線分享行為。隨著社會網絡的形成，在線旅游者的情緒研究得到關注，如通過旅游者在論壇、博客（微博）上的評論分析旅游者情緒，相關方法包含內容分析、統計與語言學分析、人工神經網絡方法以及數據挖掘技術等。一項研究還將旅游者的博客進行了計算機可視化，用來輔助其他旅游者的旅行計劃。此外，旅游目的地營銷組織網站的旅游者在線行為也受到研究者的關注。
目的地地理尺度的旅游網站空間結構也受到研究者的關注，主要包含方法研究與案例研究。方法研究有統計方法以及網絡拓撲圖方法等；案例包含歐洲、意大利厄爾巴島]以及河北省等。
旅游虛擬社區是社會信息化背景下形成的新型社區，部分旅游研究者對其給予了關注，如針對具有中國文化背景的芒果社區網（Mango）的綜合性研究。
3.2.5社會信息化下的旅游研究方法
社會信息化下的旅游研究方法包含兩個方面的含義。
一是指傳統旅游研究方法可借助社會信息化背景進行擴展，如網絡調查方法擴展了傳統現場發放問卷的調查方法；基于射頻識別（RFID）與全球定位系統（GPS）技術的追蹤系統擴展了傳統旅游者游憩行為問卷調查方法，并提高了數據的精度；遙感與地理信息系統（RS&GIS）技術可提高旅游資源監測的準確性等。
二是指旅游研究方法對于信息科學方法與技術的借鑒。人工智能是旅游研究中采用最多的信息科學方法與技術，其在旅游研究中的應用可以分為以下幾個方面：①需求預測，如基于人工神經網絡的西班牙巴利亞利群島旅游時間序列預測、遺傳算法在旅游需求預測中的應用、模糊時間序列及灰色理論在短時間序列旅游需求預測中的應用以及人工智能方法與其他預測方法的比較；②在線行為分析，如基于機器學習（machine learning）的在線消費者行為數據挖掘；③基于主體（agent）的旅游系統仿真研究，采用人工智能研究領域的重要分支——多主體系統（multi-agent system，MAS）對多層面、多地理尺度旅游系統進行計算機仿真，探索旅游主體之間的相互作用與規律，如基于多主體的旅游空間結構演化研究、旅游者在目的地以及景區范圍的動態性研究。
計算機仿真方法與技術在旅游研究中的應用也受到了旅游研究者的關注，具體研究包含以下幾個方面：①預測，如旅游收入預測；②旅游經濟研究，如區域旅游經濟系統動力學分析；③旅游主體行為研究，如上述人工智能研究中基于主體的旅游系統仿真研究。
地理信息系統（GIS）是信息科學與地理科學的交叉研究領域，作為旅游研究的一種研究方法或工具，主要被用于旅游資源評價。
3.2.6旅游領域中的信息科學研究
隨著移動終端設備在旅游者中的普及，旅游研究者對移動應用的相關研究給予了較大關注，如上下文適應的移動應用體系框架設計、上下文相關的信息推動服務系統設計以及用于博物館導游的多媒體技術研究。語義網與本體是信息科學的前沿領域，但由于其對于提升面向旅游者的網絡服務質量具有非常重要的作用，也受到了旅游研究者的關注，如用于搜索引擎的旅游域語義表示研究。智能系統作為信息科學的前沿領域，在旅游研究中也受到了關注，除了綜述性研究外，還出現了有關智能系統設計方面的研究。
應用系統的規劃建議與系統結構設計是旅游研究者較為關注的信息技術研究，如基于知識管理視角的目的地管理系統設計。而其中以我國的相關研究為最多，如贛東北網絡旅游信息系統研究、上饒市旅游資源信息系統。
數字旅游是一種典型的旅游與信息技術的綜合叉研究主題，在我國旅游研究領域受到了關注，既包含了偏重技術的研究，如數字旅游的體系框架，也包含了圍繞數字旅游系統建設的保障體系研究，如相關政策法規方面的研究。
3.3問題3：信息科學與旅游的交叉研究有哪些趨勢？
盡管信息科學與旅游的交叉研究在近12年間經歷了快速發展，但其仍然屬于新興交叉學科，其發展需要相關學者更為廣泛與深入的探索研究。在本節，筆者在對最近12年信息科學與旅游的交叉研究進行系統整理的基礎上，通過捕捉旅游類與信息類研究共同關注的研究主題（表4），以及基于筆者對信息科學以及旅游研究趨勢的把握，找到信息科學與旅游交叉研究中的研究重點，其反映了兩類科學的交叉發展趨勢，或者研究者們重新認識某些對該交叉領域的發展來講非常重要的問題。以下分別對它們進行闡述：
3.3.1人工智能在旅游領域的深入應用
人工智能方法與技術是信息技術發展的高級階段，研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術，涉及知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面的研究內容。盡管目前人工智能在旅游中的應用以旅游需求預測最為成熟，然而其相關理論、方法與技術并沒有在旅游領域中得到充分應用。如何充分利用人工智能方法與技術來有效處理與使用旅游數據、信息與知識，深入挖掘旅游者、旅游公共管理與服務部門以及旅游企業的特征、存在的問題并進行決策支持，是信息科學與旅游科學交叉研究中較為迫切與前沿的問題。
3.3.2基于語義網與本體的旅游推薦系統
語義網與本體研究是信息科學領域的前沿領域，是海量網絡信息之間相互理解的基礎?；ヂ摼W的發展使得傳統面向旅游者的“線下”服務擴展至“線上”，包含以傳統計算機為中心的和以新興各種移動終端為中心的“線上”服務，“線上”服務質量對于信息時代的旅游者體驗是非常重要的?；谡Z義網與本體技術的旅游推薦系統正是提升網絡服務質量的有效方法與工具，如何將語義網、本體技術以及旅游推薦系統進行理論、方法以及應用上的有效集成，使其對旅游者具有實際應用價值，是信息科學與旅游科學交叉研究中的另一個前沿問題。
3.3.3
普適計算與旅游（物聯網、移動互聯與旅游）
普適計算是我國目前形成研究熱點的物聯網應用的基礎。隨著移動終端設備及其應用的發展，傳統以計算機為中心的網絡服務擴展至以移動終端一旅游者為中心，基于普適計算模式的連接物與物、人與物、人與人的物聯網以及各種移動應用系統在旅游研究與實際應用中得到了重視。然而，無論是普適計算還是物聯網，在信息科學研究中都是前沿領域，存在許多未解問題，因此，普適計算以旅游領域為問題域或典型應用，將同時有助于其本身以及旅游問題的解決。
地理信息科學進展范文2
關鍵詞：人文地理與城鄉規劃；專業定位；課程體系；信息科學
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：
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[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.
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地理信息科學進展范文3
[關鍵詞] 地圖制圖 地理信息 空間數據庫 可視化 數據挖掘 網格
地圖制圖學與地理信息工程是研究利用圖形科學、抽象概括地反映自然地理和社會經濟各種要素和現象的空間分布、相互聯系、空間關系及其動態變化，并對空間地理環境信息進行獲取、智能抽象、存儲、管理、分析、處理和可視化，建立相應的空間信息系統，以圖形和影像方式傳輸空間地理環境信息的科學。
隨著計算機、遙感技術的發展以及多學科理論的相互滲透，以地理空間信息數據庫、計算機地圖制圖、地理信息系統和計算機網絡技術為主體的數字化地圖制圖，已經取代了傳統手工地圖制圖，并正向以地理空間信息綜合服務為核心的信息化地圖制圖與地理信息系統轉變，地理空間信息獲取的天、空、地一體化、信息處理的智能化、信息服務的網絡化正在成為信息時代地圖制圖學與地理信息工程學科的新特征。當前，我省地圖制圖與地理信息系統工程的技術與應用發展與全國先進省份相比，還存在一定的差距。因此，進一步總結我省地圖制圖學與地理信息工程學科的發展狀況，分析所面臨的挑戰和機遇，明確今后一段時期的發展方向，是十分必要的。
1 地圖制圖學與地理信息工程學科取得的進展
地圖制圖學與地理信息工程學科有其特殊的社會任務和科學任務。它的社會任務是：從社會需求出發，設計和制作不同種類的地圖，建立各類空間數據庫和專題地理信息系統，為資源調查與開發、工程建設與規劃、環境監測與災害治理、宏觀管理與社會應用等服務。它的科學任務是：為完成其它任務提供一系列理論、方法和技術支持，如地圖空間認知理論、地圖自動綜合理論和方法、空間數據不確定性理論和數據質量控制技術、空間數據分析、數據挖掘與知識發現方法、空間信息可視化與虛擬現實技術、基于網格的地理空間信息管理與服務技術等。近年來，我省地圖制圖學與地理信息工程學科取得了一些重要進展。
1.1 地圖制圖生產進一步實現了由手工模擬地圖制圖向現代計算機數字制圖的轉變
“十五”期間，我省地圖制圖生產基本實現了由傳統的手工地圖制圖技術向現代計算機數字制圖技術的跨越式發展，地圖制圖與出版的數字化與一體化已成為我省地圖制圖生產的基本技術手段，基本改變了地圖制圖技術的落后狀況，提高了成圖速度，縮短了成圖周期，適應了經濟建設和社會發展的需求。目前，常見的地圖制圖數據模型有兩種：面向計算機地圖制圖的數據模型和面向GIS的建庫數據模型。前者以滿足地圖制圖規范與圖式要求為核心，強調要素的符號化，以制圖效率與質量作為評價標準，適合于地圖制圖；后者以地理空間對象（包含圖形信息、高程信息和空間關系信息）的表達為核心，不強調物理特征的符號化表達，以檢索查詢和空間分析效率作為評價標準，適合于計算機識別、空間分析和計算（簡燦良，2008）。有的專家提出一種同時面向地圖制圖和GIS的數據模型，將矢量地理信息與符號化地圖圖形數據進行有機融合，在統一平臺上一次性地完成地理信息的生產和更新、地圖制作及圖形信息再現。
1.2 初步構建了我省基礎空間數據庫，空間數據索引技術研究進一步深入
繼建立我省l:25萬、1:5萬數字線劃圖（DLG）數據庫、數字高程模型數據庫、數字正射影像數據庫等之后，又建成了我省1:1萬數字線劃圖（DLG）數據庫、數字高程模型數據庫、數字正射影像數據庫( 葉榮青，2007 )。各設區市l:2000、1:1000、1:500基礎地理信息數據庫也在建設之中，基本建立了福建省地理空間基礎框架，為我省區域經濟規劃、防災減災、科學管理和重大工程建設提供了及時可靠的基礎地理空間信息保障。但海量空間數據的組織與快速檢索仍是空間數據庫領域的一個重要問題。一種大數據量森林場景組織及其實時繪制方法（李建微、陳崇成等，2007），針對森林場景建模的復雜性和大數據量等特點，并在對比分析各種場景組織算法的基礎上，闡述了采用八叉數結構(Octree)來組織森林場景的流程，提出了層次包圍盒+線性邊緣檢測的預裁剪算法，并將該算法應用于大數據量森林場景的實時繪制；通過實驗結果進行分析，得出了八叉樹結構對場景不同劃分深度對繪制效率影響的規律，對大數據量的組織管理，進行有益探索。
1.3 省、市地圖集的編纂出版水平有了新的提高
20世紀70年代以前，由于受制圖技術手段、印刷工藝的制約，地圖產品多數為手工繪制或單色機器印刷的單張圖，地圖表現形式單調，內容簡單。地圖集（冊）的編制出版工作也受技術制約，發展緩慢。1962年，我省編制出版了第一本《福建省地圖集》，直到1989年才編制出版第二本《福建省海岸帶與海涂資源綜合調查地圖集》。1995年之前，編制出版全國范圍的地圖冊一本，全省范圍的地圖冊兩本。上述圖集（冊）均為手工繪制，地圖符號、線劃較為粗糙，色彩表現力不強，內容詳盡程度也受到一定影響。90年代后期，計算機技術的快速發展和四色印刷技術的應用，地圖集（冊）的編制和出版也有了新的提高。相繼編制出版了《福建省農業地圖集》（1995）、《福建省海島資源綜合調查地圖集》（1997）、《福建省自然地圖集》（1998）、《福建省普通地圖集》（1999）、《福建省歷史地圖集》（2004）、《福建省文物地圖集》（2007）、《福建省行政區劃地圖集》（2007）、《中國精品地圖冊》（2007）、《中國高速公路營運里程及城鄉公路網地圖集》（2007）、《中國城市間快速行車指南地圖集》（2007）、《福建省情地圖集》（2008），編制出版了全國性、區域性和?。ㄊ小⒖h）地圖冊幾十種。此外，還與臺灣大輿出版社聯合編制出版了《臺灣省地圖冊》。同時，還編制出版了福州、廈門、泉州市多媒體電子地圖。地圖集（冊）的編制呈現多方位、多品種、形式多樣、內容豐富、信息量大的發展態勢，其應用已涉及到各行各業，在國民經濟建設、社會發展、政府輔助決策中發揮了重要作用。
1.4 電子地圖和地理信息系統技術緊跟國內先進水平，地理信息服務形式更加多樣化
隨著地理信息系統技術、計算機地圖制圖技術和空間數據庫技術的發展，各種專業應用GIS中的電子地圖、多媒體電子地圖(地圖集)、網絡電子地圖、導航電子地圖等多種地圖可視化系統應運而生。例如，福建省地圖出版社編制出版的《福州市電子地圖》（2001）、《泉州市多媒體電子地圖》（2003）、《福建省城市三維電子地圖》（2007）；福建省基礎地理信息中心研制的《福建省三維電子地圖》（2007）；福州市勘測院編制《福州之窗電子地圖》（2004）等。與此同時，用戶范圍也更加大眾化。
近年來，我省地理信息系統技術快速發展，緊跟國內先進水平。福州大學參與研究的國家863 計劃“面向網絡海量空間數據處理的大型GIS 開發”項目立足技術創新，在解決面向空間實體及其關系的數據組織、高效海量空間數據的存儲與索引、分布式計算等關鍵技術問題的基礎上，開發了具有我國自主知識產權的、可支持國家級空間基礎設施建設的大型地理信息系統（GIS）基礎軟件平臺?？臻g數據庫服務器和空間應用服務器可以在Unix/Linux 大型服務器上運行，具有TB 級空間數據處理能力、安全級別達到B2 級，可以支持局域、廣域網絡環境下空間數據的分布式計算，可供國家級空間數據處理與交換中心以及大型GIS 應用工程使用。此外，福州大學還在國內率先成功研究開發了基于XML Web Services技術、SOA體系架構和SaaS運行模式的城市空間信息網絡服務平臺，通過對地理信息內容和GIS 功能的集中管理，并為應用開發人員提供基于Web Services 的二次開發接口，實現與各種Web 應用的快速集成，從而為地理空間信息的應用提供了基于GIS信息與應用的公共服務平臺，為我國“數字城市”、政府和企業信息化建設提供了一種經濟適用的地理空間信息應用解決方案。地理信息系統研究結合福建省情，立足解決區域發展的實際問題，在不同行業得到廣泛應用。
3S 綜合應用與服務體系。福州大學通過開展二期國家863課題研究，以多時相、多類型的衛星遙感數據（包括微波雷達遙感數據和光學遙感數據）為信息源，以國產地理信息系統軟件為分析和管理工具，以全球定位系統為空間定位手段，以寬帶網絡技術為信息傳輸，開展面向福建省國土資源、農業、海洋環境和林業動態監測、數據更新、信息管理和共享服務應用示范系統的研究和開發；開發了省級、行業級和縣市級等不同空間尺度和主題層次的業務運行示范系統，實現業務運行的面向用戶的數據交換、互操作和應用服務。建立了“省―地（市）―縣”三級國土資源環境和林業專題應用示范系統；開發區域海洋區劃和省級海洋監測集成與服務系統；開展網絡和通信技術在“3S”應用系統中的集成，面向林業監測應用的多源遙感數據融合算法、面向林業或海洋應用的數據挖掘、空間信息的表達、網絡共享與服務等關鍵技術的研究。如福建省林業信息共享服務平臺中的信息共享方案設計（梁娟珠、涂平，2006），以“數字林業”建設為背景，針對信息共享服務平臺建設中的信息共享體系結構、數據庫共享方案、數據交換體系三個主要方面提出福建省林業信息共享方案，并對信息安全問題進行了論述?；谑。厥校h信息共享平臺的大型3S 綜合應用與服務體系，其成果先后獲得福建省科技進步一等獎和國家科技進步二等獎。
省級政務信息共享平臺。福州大學通過國家863課題開展省級政務信息共享平臺開發與應用研究。建立 “省－地（市）－縣”政務信息寬帶網絡之上的信息共享服務樞紐。實現了分布式政務信息的訪問、查詢、轉換、下載、交換和集成，并提供用戶管理、安全管理、數據目錄管理、異構數據共享和交換、協同辦公服務、分布式異構數據庫的集成與應用等綜合服務功能。面向電子政務的地理信息服務研究，根據電子政務建設對地理信息服務的實際需求，提出了地理信息服務體系和面向電子政務的地理信息服務層次結構模型，提出了“體、層、條、塊”的地理信息服務體系分類方法，并用“塔、層、面、塊”的塔型結構予以表達。探索和基本解決了面向電子政務的地理信息服務體系建設中的地理信息交互式可視化表達等五項關鍵技術。如數字區域應用基礎設施研究（吳升、王欽敏等，2006），針對當前數字區域工程建設普遍存在的一些問題，提出“數字區域”應用基礎設施的概念，對其研究背景、參考模型和面向信息共享的公共應用服務平臺進行了論述。數字區域應用基礎設施是在區域網絡基礎設施和數據基礎設施上層的基礎設施，它為電子政務、電子商務、數字城市等各種數字區域信息化應用工程提供基礎性的應用服務支撐。由專業信息服務機構、管理辦法、標準規范、關鍵技術和公共應用服務平臺構成。信息服務機構是數字區域應用基礎設施的主體，是有效聯系信息需求方和信息擁有方的橋梁；公共應用服務平臺是數字區域應用基礎設施的核心，為區域信息共享和交換提供了統一的構架和解決方案。其中，元數據管理和目錄服務平臺為信息的和查詢提供了“一站式”入口；信息共享與協作服務平臺實現分布式數據庫的信息共享和交換；地理空間信息網絡服務平臺實現對地理空間信息的集中式共享。最后，總結了“數字福建”應用基礎設施建設的成果，對“十一五”“數字福建”工程的需求和發展作了展望。面向電子政務的地理信息系統研究（盧毅敏、汪小欽等，2006），主要針對電子政務GIS中基于Web的地圖技術、空間元數據技術、空間信息協同組織技術、空間信息可視化表達技術、地理編碼技術等關鍵技術進行了具體的討論與應用。
1.5 地圖自動制圖綜合研究取得了實質性進展
人在制圖綜合過程中的思維方式主要表現為抽象思維、視覺思維。計算機能在多大程度上模擬人在制圖綜合過程中的思維方式，認知科學采用功能模擬的方法來研究人腦思維規律，通過計算機按照模擬模型來模擬人腦的思維過程。其模擬結果的正確程度完全取決于模擬模型和輸入數據是否客觀、正確反映了人腦思維系統。當前計算機模擬包括制圖綜合過程中基于聯系的歸納推理、基于過程的形式推理和基于規則的演繹推理；而對于制圖綜合過程中的視覺思維，計算機模擬起來就困難了。同時，用計算機模擬制圖綜合過程中人腦的思維方式，求解制圖綜合的問題，無論是數據處理還是知識處理，都必須具備問題形式化、可計算性、合理的復雜度等三個前提條件，這都是難度很大的問題。國內很多學者在解決自動綜合的許多難題方面做了大量的工作，包括基于知識的自動綜合處理模型、基于遺傳算法的自動綜合處理模型、基于ABTM的自動綜合處理模型、基于彈性力學原理的自動綜合關系處理模型、基于數學形態學和神經網絡的自動綜合處理模型等等。特別是提出了自動綜合鏈及其自動生成的理論和方法，以及據此建立的自動綜合過程控制模型，為電子計算機按照模擬模型來模擬人在制圖綜合過程中的思維方式創造了十分有利的條件。福州市勘測院研制1:500到1:2000城市大比例尺地圖縮編系統，系統基于Visual Studio .Net開發平臺、FME2004數據轉換平臺，綜合應用C＃、、FMEObjects、MDL、數據庫、XML等計算機技術，采用MVC設計模式設計的、面向對象的組件式技術進行開發。實現要素合并、要素化簡、要素抽稀、要素移位以及縮編知識庫維護等。
1.6 空間數據不確定性研究進一步深化
空間數據的不確定性主要探討和研究空間數據誤差和不確定性，及其誤差傳播和控制的方法。不同空間分辨率DEM提取坡度不確定性研究（陳楠、湯國安等，2006）運用信息論與統計學一些指標及比較分析的方法，以1:1萬DEM為研究對象｡定性地分析了在黃土丘陵溝壑區DEM空間分辨率對所提取的坡度信息的不確定性影響，并建立了定量的計算公式｡黃土高原丘坡信息DEM提取算法的應用（陳楠、王欽敏等，2006），選擇代表黃土高原地貌類型（丘陵溝壑區､梁峁區､高原丘陵過渡區）的75個樣區（每個樣區約4 km2），以1:1萬水平分辨率為5m的DEM為研究對象，研究不同算法對提取地面坡度精度的影響，提出了對坡度和坡向精度進行評價的指標，并獲得了以上指標與分辨率的函數關系，所得函數關系可為實際工作部門選取適宜的DEM分辨率提供依據。
1.7 虛擬現實技術向通用化和實用化發展
空間信息可視化與虛擬現實技術過去主要集中在虛擬地理環境的基礎理論及相關學科應用技術的引進和研究。福州大學2002年以來選擇大場景、高復雜度、強交互的虛擬森林環境為研究對象，提出了基于虛擬現實、空間信息技術、圖形學等原理的分布式虛擬森林景觀的構建原理，并在國際上首次按單樹建模―林分場景―森林景觀等三級尺度實現的技術體系。該研究小組已成為國內進行系統地、持續開展虛擬森林環境的3個研究小組之一。主要完成的成果包括:（1）基于OpenGL開發了一個參數化單樹建模工具，并在其它應用項目得到推廣應用；（2）開發成功面向森林經營管理需要的虛擬森林環境。該平臺實現2維GIS與3維仿真功能的緊密結合；（3）基于HLA的開發分布式協同森林滅火仿真原型系統。（4）基于本體技術開展了面向滅火決策的領域本體知識庫系統的研究與原型系統開發；（5）開展了基于L-system的南方果樹-芒果、龍眼的建模，實現了果樹在年周期和生命周期內的生理生態生長發育過程3D表達；（6）初步探索了顧及光合作用的果樹生長的數學建模、三維建模，展示了在不同環境因子和經營參數控制下龍眼的生長變化過程。林開輝，陳崇成等（2006）針對虛擬森林滅火仿真需要多種不同要素同時參與滅火仿真的功能需求，提出了一種基于HLA 的可擴展的分布式森林滅火仿真體系結構。可用于地理多維信息的綜合管理、協同規劃、設計與決策等，可為數字省、數字城市、數字行業建設提供方法和技術支撐。虛擬現實技術中場景的建模和控制一直是人們關注的焦點，江輝仙、林廣發等（2006）應用虛擬現實地理信息系統（VRGIS）技術建立庫區三維仿真系統，結合影響水土流失的各種因素，利用GIS對空間數據處理和分析的特殊功能，實現水土流失監測預報系統數據與圖形的有機結合，提高水土流失監測預報的準確性。系統具有三維性、交互性、多媒體集成性和境界逼真性。省基礎地理信息中心基于三維地理信息系統軟件開發福建省三維基礎地理信息平臺（政務網），實現三維地理信息的查詢、瀏覽，政務信息的查詢、瀏覽，專題地理信息的加載及地名地址信息的上傳、標注等功能；開發了基于三維基礎地理信息的地震救災、地質災害、森林防火、核電規劃、交通規劃、城市三維、旅游三維、治安管理等專題三維地理信息系統。
1.8 空間數據挖掘和知識發現研究越來越受重視
面向地學和資源環境等領域應用的空間數據挖掘，除了能提取地理實體幾何特征知識外，還能發現空間分布、空間關聯、空間層次、空間演變等知識。福州大學面向資源與環境問題，以多源、異構的海洋、林業、國土等行業環境監測數據（如各類監測臺站、衛星遙感等平臺的監測數據）為對象，開展多尺度空間數據的可視化挖掘提供理論框架、技術方法和原型系統研究，在空間離群點的識別與分析、空間關聯規則提取、高維空間數據聚類、高分辨率光學遙感數據聚類等空間數據挖掘算法以及在空間數據挖掘的原始數據、挖掘結果的可視化表達以及挖掘過程的可視化交互探索方法等方向取得進展，推動了地區空間數據深度挖掘的研究與應用水平，空間數據挖掘和知識發現取得了顯著進展。（1）基于時空統計的方法，如鐘春棋、曾從盛（2007），基于RS與GIS的福州市景觀格局動態演化研究，在RS與GIS技術支持下，利用1986年、1993年和2000年3期TM遙感影像，選取反應景觀空間結構和景觀異質性的指數，分析了福州市區景觀格局及動態變化的特征。（2）基于空間關聯規則的方法，主要指空間對象之間的空間和非空間關系，如廈門市濕地時空演化的遙感動態分析（李春華、沙晉明，2007）：以廈門市近20年來多時相遙感數據為數據源，采用RS和GIS技術提取濕地動態變化信息；綜合運用多項式回歸、馬爾可夫模型、虛擬地理環境技術對廈門市濕地時空演化趨勢進行模擬分析和定量預測研究，建立廈門市濕地動態變化系列圖譜。邱炳文， 王欽敏等（2007）采用Moran's I系數的自相關圖來表示土地利用及其影響因子的空間自相關性特征，并且在此基礎上建立了土地利用與影響因子的空間自回歸方程。（3）基于求解問題不確定性的方法，包括粗集理論(Rough Set Theory)和云理論(Cloudy Theory)；（4）基于可視化的方法，如土地利用與土地覆蓋變化信息的圖譜研究（余明、李慧珍，2007），應用RS和GIS復合技術提取土地利用信息圖譜，從現狀結構、發展變化（凈變化與相互轉化）等方面進行土地利用信息定性和定量的分析，并建立了實驗區土地利用演變過程和空間擴展圖譜，其研究和建立的土地利用斑塊形態與擴展圖譜,在一定程度上反映了地學信息圖譜的“形-數-理結合”和“系列化”、“譜系化”、“模型數值化”的特征。（5）基于人工智能的方法，如陳楠、王欽敏等（2006）基于BP神經網絡自動提取溝谷研究，提出了將提取溝谷的過程轉化為根據地形因子綜合判定地貌類型的過程的思想。應用BP神經網絡分析了6種地形因子與溝谷地形的相互關聯關系。
1.9 地理信息網格與知識網格創新研究出現良好開端
知識網格是網格發展最新階段或表現形式，它是在人工智能和知識管理的基礎上形成的網格，是集計算網格和信息（數據）網格、知識發現平臺、決策支持系統為一體的智能網格。福州大學將時空數據挖掘、空間決策支持系統、信息可視化和人-機交互等技術引入網格計算環境，基于主流網格中間件Globus成功開發地理知識網格平臺（GeoKS-Grid），形成數據資源管理中心、資源監控中心、任務管理中心、數據挖掘與決策服務中心、網格平臺管理中心等主要模塊，并在系統上部署了一系列網格服務，如基于MST的空間離群挖掘服務（以福建沿海土壤地球化學異常分析為例）、基于本體知識推理的土壤適宜性評價服務（以福建沿海地區熱帶水果種植應用為例）、空間關聯規則挖掘服務（以漳浦縣林種與影響因子關聯分析為例）、城市空氣高架點源污染模擬服務（以廈門市SO2為例）、城市短期電力負荷預測服務（以廈門市為例）、海上化學品泄露污染擴散模擬服務（以福建湄洲灣易溶液化品為例）。該平臺擁有地理知識發現和輔助時空決策分析的功能，促進網絡地理信息共享與服務從單純的信息交換和互操作、集成處理上升到時空數據挖掘服務、決策服務的深層次轉變，為地理知識服務網格平臺成為一個可視化、交互式、智能型的地學問題協同式求解環境奠定基礎。
1.10 地圖制圖學與地理信息工程理論研究
地圖制圖學與地理信息工程學科中除了地圖投影、地圖綜合和地圖符號等傳統理論外，又增加了地圖空間認知理論、地理信息傳輸理論、地圖視覺感受理論、地圖模型理論、地理空間信息語言學理論、地學信息圖譜理論、空間數據的不確定性理論等，地圖制圖學與地理信息工程科學的理論體系正在逐步形成。許多現代數學方法都在地圖制圖學與地理信息工程科學技術中找到了自己的切入點，特別是現代數學方法在地圖自動綜合和空間數據不確定性研究中的應用。我省在這一方面取得一定的進展。
福建師大地理科學學院和福州大學空間信息工程研究中心致力于空間數據挖掘與信息共享的理論、方法與技術的研究與應用示范研究。師大地理科學院作為主要成員參編的《地圖學基礎》由高等教育出版社出版，該書被全國高校選作教材，并獲全國普通高等院校優秀教材二等獎；《地圖學原理》由科學出版社出版（2004年）；《地圖學》課程被評為福建省優秀課程；《地圖學的改革與建設》經國內專家鑒定為國內先進水平，獲福建師大優秀教學成果一等獎。《地球信息科學導論》由科學出版社出版（2007年），作為地圖學與地理信息系統專業博士與碩士研究生教材。福大空間信息工程研究中心近幾年從事數字區域的理論、技術與應用，地理信息的建模理論與分析技術，空間數據挖掘的理論與方法，數據傳輸與信息安全技術等應用研究。《人口經濟學中的GIS與定量分析方法》（王欽敏等）運用GIS 理論、方法分析人口空間分布與相關自然和經濟因子間的定量關系。建立了人口空間分布與經濟發展之間關系的微分方程組模型，運用穩定性理論揭示兩者之間的非線性動力學機制。對人口空間遷移變化與經濟發展之間的關系建立數學模型，為人口空間遷移預測及政府決策提供參考。
以上所述地圖制圖學與地理信息工程學科取得的進展基本反映了近年來本學科發展的面貌。
2 地圖制圖學與地理信息工程學科的發展趨勢和任務
通過總結地圖制圖學與地理信息工程學科技術取得的進步、存在的問題和差距，進一步分析空間信息科學技術的發展及面臨的機遇和挑戰。
2.1 以空間認知為核心的地圖制圖學與地理信息工程學科理論體系將進一步深化
空間認知理論是地圖制圖學與地理信息工程學科的認識論和方法論基礎。在空間認知理論的指導下，地圖投影、制圖綜合、地圖符號等傳統地圖制圖學的基本理論將在新的條件下進一步深化；地理信息傳輸、地圖視覺感受、地圖模型、地理空間信息語言、地學信息圖譜、空間數據與空間分析的不確定性等地圖制圖學與地理信息工程學科的新理論在整個理論體系中的地位和作用、相互聯系、內容的深層次研究將取得進展。目前，在地圖空間認知研究方面，理論體系尚不完善，空間認知過程研究不夠深入。現有的GIS 數據模型缺乏跟蹤現實世界實體變化的能力，因為它只保存實體的現勢數據，隨著地理信息系統在行業應用的普及和深入，人們開始認識到地理信息系統應該具有描述現實世界中各種時空變化的能力，既可以分析其過去，又可以預測其未來（發展趨勢）。這種想法導致了時空地理信息系統和時空數據模型概念的提出。今后要重點研究：(1)空間認知理論體系框架；(2)空間認知過程、實驗方法與技術；(3)地圖可視化系統中的“人―地圖”關系及表示方法。
地學信息圖譜研究不僅局限于表現，更是一種分析方法。地學信息圖譜是圖形、方法和認知三者的綜合與統一。地學信息圖譜的研究起步工作主要有三方面：區域地理單元及其等級體系；地理單元的遙感影像特征分析；地學信息的表達方法。
2.2 地圖自動制圖綜合及其過程控制的智能化將取得進展并得到應用
在基于大比例尺地圖數據庫生產小比例尺地圖、多比例尺地圖數據庫的自動派生及一體化更新和 GIS中多尺度空間數據顯示等環境下，基于保質設計的空間數據的自動綜合及其過程控制的智能化研究都是必要的。目前的研究離實際應用還有很大的差距：一是自動綜合模型、算法還不具普適性；二是自動綜合結果還有不盡人意。今后研究的重點問題主要包括：(1)幾何信息的尺度依賴與空間認知理論的聯系；(2)多尺度空間數據庫的數據模型與數據結構；(3)網絡環境下的空間數據多尺度表達與在線式自動綜合理論與方法；(4)智能技術支持下的地圖自動綜合決策分析與自適應操作；(5)自動綜合的智能化、過程控制與質量評價；(6)三維城市模型的自動綜合；(7)地圖自動綜合的人機協同機制。
2.3 地理空間信息數據庫多源、多尺度數據一體化及面向對象發展
我省基本實現多源、多尺度矢量數據、影像數據和高程模型數據一體化管理。需進一步研究：(1)矢量數據、影像數據與數字高程模型數據融合的理論和方法；(2)海量數據高效快速索引技術；(3)基于圖形、影像與數字高程模型數據一體化的完全面向對象的方法；(4)基于矢量、影像與高程模型數據融合的地學空間分析理論與方法；(5)基于矢量、影像與數字高程模型數據融合的三維可視化理論與技術。
2.4 空間信息可視化與虛擬現實技術向與GlS集成的一體化和實用化方向發展
空間信息可視化及在此基礎上發展起來的地形仿真和地理環境虛擬現實技術，為人類的地理環境感知提供一種新的、更強大的工具。近些年來，出現不少利用現有的圖形圖像軟件與動畫軟件制作的地學信息可視化產品，如應用3DS制作動畫，完成預定路線的地景觀察；運用OpenGL在微機或工作站上實現實時交互的、可立體觀察的虛擬地形仿真；運用Performer及MultiGen(三維建模軟件)在SGI工作站上完成地景建模與實時顯示；運用VRML(虛擬現實建模語言)在網絡上傳播虛擬地景信息等?？臻g信息可視化與地理環境虛擬現實技術作為地圖學新的生長點，對于拓寬地圖學的研究領域和促進地理信息系統理論與技術的進步將產生重要作用。但是，從地理信息系統和空間信息可視化與虛擬現實的關系來看，地理信息系統具有強大的海量空間數據存儲、管理、處理和分析功能，空間信息可視化與虛擬現實具有多維動態可視化和實時交互式操作的效果，兩者優勢互補，集成與一體化是一個必然的趨勢。需重點研究：(1)地理信息系統(GIS)與虛擬現實(VR)集成；(2)空間數據多尺度可視化表達的自適應地圖符號系統；(3)面向時空模擬與仿真的演化模型；(4)空間信息可視化人機自適應界面；(5)多維動態空間數據模型及其表達體系；(6)基于空間信息可視化的協同工作與決策支持。
2.5 空間數據挖掘和知識發現的研究正在興起，并向智能化發展
空間數據挖掘和知識發現是空間分析的拓展、延伸和深化，需重點研究：(1)空間數據挖掘與知識發現的理論體系；(2)空間數據挖掘與知識發現方法(基于時空間統計分析、基于空間關聯規則、基于求解問題不確定性、基于可視化、基于人工智能等)；(3)面向決策支持主題的分布式空間數據提取、預處理、變換、挖掘、模式解釋／知識評估；(4)數據挖掘數據、算法、可視化的有機結合(形、數、理的統一)。
2.6 GIS運行實現跨平臺、互操作、資源共享和協同
地理信息系統(GIS)就其運行方式而言，經歷了由單機向網絡發展的過程，網絡地理信息系統(Web GIS)正逐步成為主流產品。目前的Web GIS還存在著數據和功能相對綁定、處理功能相對簡單、系統之間缺乏良好的互操作性等許多問題，還不能實現真正意義上的跨平臺、互操作、資源共享和協同工作。重點研究：(1)基于信息網格的新一代地理信息系統，即網格地理信息系統體系結構和總體方案；(2)基于信息網格的地理空間信息管理與服務標準和規范；(3)Grid與Agent集成模型；(4)地理空間信息服務與Grid集成模型；(5)基于網格的空間數據訪問與集成。
基于網絡服務的GIS 應用軟件平臺研究與開發是要研究、開發基于網絡服務的GIS 應用軟件平臺，實現分布式多源異構地理信息的互操作和綜合利用。通過對地理信息內容和GIS 功能的集中管理，并為應用開發人員提供基于Web Services 的二次開發接口，實現與各種Web 應用的快速集成。主要技術特點表現在：為用戶尋找地理信息服務提供統一的入口和中介；提供基于GML 和Web Services 的地理內容和功能服務；自主開發、開放、跨平臺、可擴展。
基于GML 的網絡地理信息系統研究?；贕ML 的網絡GIS，是指GIS 中的所有數據都是表現為GML 文檔，這與傳統的GIS 不同。由于管理的數據對象發生了變化，傳統的GIS 技術不能直接用于GML 數據的管理，因此必須研究基于GML 數據的管理技術，同時作為一個完整的網絡GIS，地圖信息可視化是必不可少的一部分，因此必須對基于GML的空間數據可視化進行研究。研究的具體內容包括：基于GML 的空間數據管理技術；基于GML 的多源異構空間數據集成和轉換；GML 數據的Web 可視化研究；基于GML 的網絡GIS 原型系統。
2.7 空間數據不確定性由理論研究向空間數據質量評價與控制的實用化發展
由于現實世界的復雜性和模糊性以及人類表達能力的局限性，空間數據不可避免地表現出某種不確定性，研究空間數據采集、處理、分析和應用過程中的不確定性理論，直接關系到空間數據生產和應用過程中的質量控制、GIS空間分析的可靠性和數字地圖產品應用的可靠性。其重點研究：(1)空間數據不確定性與數據質量的內容及評價指標體系；(2)空間數據不確定性理論及其可視化方法；(3)屬性數據不確定性理論與方法；(4)數字高程模型(DEM)數據的不確定性理論與方法；(5)空間數據不確定性關系模型和空間分析的不確定性；(6)多尺度空間數據融合的不確定性；(7)空間數據基于不確定性的數據質量評估與控制模型。
2.8 嵌入式地理信息系統將向更廣泛的應用領域滲透
地理信息系統（GIS）的應用領域和應用模式與計算機技術的發展密切相關，早期開發的GIS是基于工作站和桌面PC機的，這類計算機計算能力強、存儲容量大，能滿足GIS對計算機的性能要求。隨著嵌入式硬件技術（如嵌入式處理器、存儲器）和軟件技術（如編譯器、圖像壓縮算法、集成開發環境）的快速發展，GIS技術逐漸應用于嵌入式系統中，構成嵌入式地理信息系統。嵌入GIS由于其具有功耗低、資源消耗少、可靠性高、響應速度快、體積小和重量輕等優點，廣泛應用于基于位置的服務LBS、車載導航儀、移動信息終端等嵌入式系統中，實現地圖瀏覽、地圖縮放、路線分析、數據檢索及地形分析等基本功能。重點研究：(1)嵌入式GIS通用硬件平臺；(2)嵌入式GIS中間件技術；(3)強實時響應關鍵算法；(4)多種數據融合和高效空間數據壓縮算法；(5)支持二次開發的EGISM應用軟件開發包。
未來地圖制圖學與地理信息工程學科的發展和理論和技術：
第一，空間認知理論將促進地圖制圖學與地理信息工程學科的進一步理論化和科學化；
第二，基于保質設計的空間數據自動綜合與細節分層(LOD)技術將促進空間數據的多尺度、多分辨化；
第三，空間信息可視化與虛擬現實技術將促進地理環境的沉浸化；
第四，空間數據挖掘與知識發現技術將促進由源于符號獲取信息到源于信息獲取知識，實現知識獲取的自動化；
第五，網格(Grid)技術推動新一代地理信息系統的誕生，將促進資源共享與解決問題協同化；
第六，基于面向對象方法發展面向Agent技術將促進智能化；
第七，地理空間信息獲取、處理與應用的一體化技術將促進GIS真正意義上的時態化；
第八，空間信息技術的全面嵌入和廣泛應用將促進普適化。
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課題組成員：
1．簡燦良，福建省基礎地理信息中心，教授高工。
2．吳 升，福州大學，教授。
3．陳崇成，福州大學，教授。
4．戴文遠，福建師范大學，副教授。
地理信息科學進展范文4
3．1數據庫治理系統
長期以來，交通部門要使用和維護大量的信息，在很多情況下都是多個交通信息系統共存于同一個部門中，而且每一個交通信息系統只能處理某一類數據信息（如高速公路規劃網、公路治理系統以及事故信息等）。GIS－T的數據治理系統的關鍵技術在于通過建立數據模型和數據交換的框架，把上述不同的數據存儲于一個統一的數據治理系統中，任何部門都能訪問到該系統中符合本部門要求的數據，同時能對這些數據進行分析和建模，然后進行治理和決策。
3．2數據協同
交通數據一般都是由多個機構提供并維護，數據類型、數據標準難以統一。每個數據源可能都有自己的數據模型。數據模型的不同和使用方法的多樣性給數據治理分析造成了很大問題。由于數據位置、拓撲結構、分類、命名和屬性、線性測量的誤差，導致不同來源數據的統一過程比較復雜，結果存在很大的不確定性。要使GIS技術在交通領域取得進展，必須借助數據協同技術，從地圖的匹配算法、交通數據的錯誤模型和錯誤傳播（尤其是一維數據模型）、數據質量標準和數據交換標準三個方面解決數據統一的問題。
隨著地理數據越來越廣泛的應用，協同性主題逐漸成為GIS－T領域中的一個最為緊迫的課題。在具體的數字街道數據庫、緊急事件的安排和調度系統、車輛導航系統以及ITS（智能交通系統）的各個部分（包括測量使用者和運輸控制中心或者信息服務提供商之間的無線通訊）都必須應用數據協同技術。
3．3實時GIS－T
地理數據的收集是一個持續的過程。近年來，已經開始出現實時基礎上的數據操作。例如，帶有全球定位系統GPS的車輛提供速度、位置等要素信息到運輸治理中心，治理中心再根據發送的交通信息將猜測信息返回給車輛，這樣就組成了地區的阻塞治理系統。由此可見，進行實時數據的存儲、恢復、處理和分析需要更快的數據訪問模式、更強大的空間數據融合技術以及動態路由算法。
3．4龐大的數據集
現實世界的交通問題涉及到龐大的地理數據和復雜的網絡。地理信息科學對地理可視化和數據采集的規則、技術發現和數據獲得的計算方法進行了研究和集成，同時也促進了GIS－T的發展。
由于交通數據集大小的不同，就需要經常更新系統設計，這個系統設計包括了信息顯示的精確性、速度上的優化、算法運行時間與流程中的分析工具以及網絡分析的優化。
3．5分布式計算
互聯網技術提供的可連接性改變了計算機、應用軟件、數據和用戶之間的關系。計算機已經形成了一個可移動的、分布式的、普遍存在的實體?；诨ヂ摼W的GIS應用變得越來越普遍（包括在交通領域中）。以通訊網絡技術為基礎的分布式計算技術可以有效地使用本地和遠程的計算資源，借助完善的系統資源，實現適時應用的構想。
4GIS－T中面臨的問題及解決方案
4．1多格式數據源集成問題
GIS中最基礎的部分是數據，在GIS－T中也不例外。但是多年來，一方面由于缺乏權威的專業數據公司制作并出售基礎的地理數據，所需的數據來源沒有保證，導致了大量的人力物力花費在制作基礎數據的工作上；另一方面，對已有的數據沒有充分加以利用，各部門積累下來的基礎數據由于數據格式和規劃不統一，難于共享利用，這樣不僅加大了成本，而且還延長了建設的周期。因此，實現多源數據集成、解決多格式數據源集成是近年來GIS－T系統研制開發的重要課題。目前，方案有以下3種：
（1）據格式轉換模式：把其它的數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換后，復制到當前系統的數據庫或文件中。
（2）數據互操作模式：這是OpenGISConsortium（OGC）制定的規范，GIS互操作是指在異構數據庫和分布式計算的情況下，GIS用戶在相互理解的基礎上，能夠透明地獲取所需的信息。
（3）直接數據訪問模式：就是在一個GIS軟件中實現對其它軟件數據格式的直接訪問，用戶可以使用單個GIS軟件存儲多種數據格式。
4．2交通地理現象的表達
GIS－T中涉及3類模型：①區域模型，即在跨越空間時代表連續變化的現象；②離散實體模型，也就是離散的實體（點、線或多邊形）及其相關屬性的集合的抽象表達；③網絡模型，代表拓撲連接的嵌于地表的線性網絡變化的抽象表達。由于交通系統自身的特性，應用于交通系統的數據模型幾乎都沒有超出上述的三種模型的范圍。
在對交通模型進行表達的時候，可以用許多具有多種屬性的線段代表道路網，用離散點代表各種道路網中的標志性地物，用線性網絡代數對交通網絡進行分析，這些方法對實現道路交通系統的計算機表示起到了一定的作用。在交通領域中，圍繞以弧和點的概念建立的網絡模型起的作用是最重要的。實際上，在許多交通應用中，只需要單個的表示數據的網絡模型就可以了。這種應用的例子包括：
（1）人行道以及其它設備治理系統；
（2）實時與下線行程安排；
（3）基于網絡的交通信息系統和行程計劃任務；
（4）導航系統；
（5）實時交通堵塞治理和事故發現等。
5結語
在交通領域，GIS－T被公認為21世紀的支柱性產業，是信息產業的重要組成部分。隨著GIS技術研究的進一步深入，目前GIS－T中存在的問題會逐步得到解決，這必定會促進GIS－T的各個方面的應用和發展，大大地改變交通現狀，帶動整個交通行業的突飛猛進，成為促進經濟發展的重要動力。
參考文獻
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地理信息科學進展范文5
Abstract: This paper analyses and discusses the definition of GIS and its connotation and denotation,the trend of GIS technology progress from space information acquisition,processing and management,highlighting the vigorous vitality and broad application prospect of the GIS technology.
關鍵詞: GIS;空間數據庫;元數據;移動GIS;LBS;網格GIS
Key words: GIS;spatial database;metadata;mobile GIS;LBS;grid GIS
中圖分類號:TP391文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)13-0162-02
0引言
人們日常生產、生活所使用的各類信息中有80%左右與空間位置相關,有效地利用這些信息將大幅提高我們的生活質量、工作效率,并有利于促進國民經濟和社會的可持續發展。GIS作為空間信息處理、存取、管理的有效工具已得到廣泛應用,并在與計算機技術、網絡技術、數據庫技術、通信技術等多種高新技術的交叉融合過程中凸顯出其特有的生命力和創造力。
1GIS內涵的擴展
GIS(Geographic Information System,地理信息系統)是在計算機軟硬件支持下,采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和顯示空間信息的一種技術系統。在應用的驅動下,GIS以一種軟件系統而逐漸融合多種高新技術,呈現出多元化的特點,產生了不同的應用分支。同時,其技術特色不斷遷移、功能日漸強大、內涵不斷擴展,形成了以“系統、科學、服務”三位一體論認識GIS的觀點。首先,GIS在蓬勃發展的過程中,吸納了地理學、制圖學、遙感、計算機科學等領域的相關理論和方法,其成功應用已不局限于單一產品所能提供的解決方案,這對于消除航空攝影測量、遙感、大地測量學、地圖學、測量和地理學之間的傳統隔閡具有獨特的貢獻。這時的GIS已由一種技術逐漸豐富,成為與計算機技術、地理學、測繪學密切相關的一門新興學科,形成了自成體系的基本理論、技術系統以及應用方法[1]。因此,有學者提出了GI-Science(地理信息科學)的GIS內涵外延的觀點。其次, Web服務等的出現將人類引入了一個更為廣闊的數字空間。Web服務通過開放、標準、成熟的技術和方法將已有的軟件資源進行包裝,形成統一的服務形式,屏蔽其間的差異?！败浖褪欠铡?理念的創新不僅影響了軟件開發的模式,也引發了人們對GIS的重新認識。一種以GI-Service認識GIS的觀點悄然而生,GIS的內涵也再次得以豐富和擴展[3]。
2GIS技術進展
數據被喻為GIS的“血液”。人們通過GIS來采集、傳輸、處理、存儲、顯示、分析數據,從無序、海量的空間數據中獲取有用的、直觀的、全面的各類信息,進而抽取出知識,達到提高認識、輔助決策等目的。GIS與數據進行以上交互的過程,就是與多種技術、學科融合,相互促進的過程。圖1描述了GIS以數據流動為主線時涉及的主要學科與技術。
2.1 空間數據的獲取與處理技術空間信息的獲取方式有GPS、數字攝影測量、RS、野外人工測量、地圖掃描數字化等。這些技術和方法可為GIS提供高精度定位數據、航片、DEM、數字正射影像、掃描柵格影像等多源多尺度數據。航空航天遙感傳感器技術的快速發展使得數據獲取呈現出三多(多平臺、多傳感器、多角度)和三高(高空間分辨率、高光譜分辨率和高時相分辨率)等特點[4];利用載波相位差分技術,GPS定位精度可達厘米級;而3S技術集成方法的逐漸成熟與應用,減少了GPS與RS獲取數據的中轉而直接進入GIS,達到實時獲取空間數據的目的;利用遙感制作數字正射影像在生產部門也廣為應用,具有很強的實效性。與此同時,基于統計信息和圖像內容的目標識別與分類的數據融合技術的逐漸成熟,以及壓縮倍率高、速度快的影像數據壓縮方法的成功推出,為GIS數據處理技術的發展開辟了廣闊的前景[4];并行計算、網格計算等理論與方法的成熟則為實現高效的GIS數據處理提供了軟硬件環境基礎;GIS空間數據不確定性與質量控制等理論研究的深入,與信息論、模糊數學等學科的交叉,以及不確定性模型、誤差傳播模型和空間數據質量模型的建立,實現了空間數據質量指標的檢驗和評價[5],為GIS空間數據的處理和應用提供了科學依據和保證。
2.2 空間數據管理技術空間數據涉及空間位置和地物實體間的空間關系。空間數據的時空特性使得其有別于常規事務型數據,具有關系復雜、非結構化、數據量大、多比例尺、隨時間變化等特點。這增添了空間數據管理的難度,成為影響GIS性能的瓶頸,也是主導GIS發展方向的關鍵支撐技術之一。
2.2.1 空間數據庫技術空間數據的幾何圖形數據和屬性數據的管理先后經歷了以下幾種管理方式[6]:①文件系統統-管理;②文件與關系數據庫混合管理;③全關系型空間數據庫統一管理;④對象關系型數據庫管理;⑤面向對象空間數據庫管理,它采用面向對象數據模型對空間數據進行表達和描述,它支持變長記錄、對象嵌套、信息繼承與聚集,克服了對象關系型數據庫面向對象操作時存在的諸多不足。當前比較成熟的面向對象數據庫管理系統有Objectivity/DB、Versant等。以上幾種方式在豐富空間數據管理手段的同時,也促使空間信息管理與數據庫理論和方法的融合,形成了空間信息科學嶄新的研究領域――空間數據庫。
2.2.2 元數據技術數字地球六大關鍵技術之一的元數據是空間數據管理的另一重要工具[7]。元數據是關于數據的內容、質量、狀況和其他特性的描述性數據[8],針對空間數據進行描述、解釋而形成空間元數據。在空間信息應用領域,空間元數據已逐步形成以元數據標準、元數據庫、元數據服務模型為應用框架的元數據服務體系。元數據標準的編制為元數據的共享和規范化應用奠定了基礎,ISO/TC211和FGDC等均推出了空間元數據標準[9]。我國也已先后推出國標《地理信息元數據》以及行業標準《水利地理空間數據元數據標準》。當前較為成功的元數據服務模型有FGDC的Clearinghouse?？臻g元數據應用體系的形成,促進了信息共享和資源的可持續利用,也為海量空間數據的管理、使用提供了有效、直接的手段,推動了空間數據管理技術的進步。
地理信息科學進展范文6
一、地理信息系統的概念
地理信息系統簡稱為GIS，是以地理空間數據庫為基礎，依靠計算機硬件的支持，對空間相關數據進行采集、管理、操作、模擬、分析、顯示，運用地理模型的分析方法，提供多種空間及動態地理信息，為地理研究決策提供服務建立起來的計算機技術系統。目前，GIS的應用領域非常廣泛，有礦產資源開發、環境污染與治理、城市規劃與管理、天氣預報、防災減災以及公共交通與管理等領域。
二、地理信息系統的發展現狀
1.系統技術方面
地理信息技術的發展具有網絡化、智能化以及集成化的特點，依據GIS技術的應用發展情況，可以總結出地理信息技術的三個發展階段：第一個階段是桌面工具時代；第二個階段是網絡地圖展示時代；第三個階段是Web 2.0時代。從平臺的轉變我們可以看出，GIS的工作平臺由單機向網絡工作環境的轉變，不僅實現了通過互聯網、下載、瀏覽信息，還實現了以Web為基礎的GIS查詢與分析。Web2.0與Web 1.0相比，交互性更強，用戶集內容使用者和內容提供者與一體。系統集成化使GIS軟件具有多種不同功能，成為可以實現自我軟件管理的組件，使數據能在系統內和系統間自由流動。
2.系統應用方面
GIS應用呈現出企業化、社會化、全球化、大眾化等特點，已經實現了從面向專業技術領域服務向社會化地理信息服務的轉變。GIS通過與RS、GPS的進一步結合，可以進入更多的宏觀與微觀領域并形成新的產業，大大推動GIS的應用，使GIS轉化為生產力，更好地為經濟發展和社會進步服務。隨著信息技術的發展以及企業信息化水平的提高，包括企業GIS系統在內的企業內部信息化建設，以企業內部應用為目的的業務系統取得了較快發展。企業GIS可以在一個單位的多個部門得到應用，通過建立一個長期穩定運行的系統可以實現資源共享，共同為企業多種業務系統提供空間數據和服務，為企業不同部門提供空間信息。
三、地理信息系統的發展前景
1.開放GIS研究
開放GIS通過采用新技術和商業方式達到提高地理信息處理的互用性，減少非互用性對工業界、教育界、藝術界的負面作用。美國開放式GIS協會以建立全國和全球范圍信息基礎設施為目標，以方便人們自由使用地理信息和自由處理地理信息；甚至為當前還未進入地理信息處理的產業開辟新的地理信息處理市場，為社會帶來新的商業模式和商業利益。這其中包括：地理信息處理商、計算機生產者、系統整合者、電訊公司，甚至高等院校都加入了此協會，形成了軟件規范及新的商業途徑。
2.GIS網絡化
計算機技術對GIS發展起的作用是巨大的。網絡技術使數據庫在地理位置上以分布式的方式而存在，這樣的存在方式使得數據庫可以進行局部生產、更新、管理、維護。網絡的開放性特點又使分布的數據庫可以共享使用。萬維網的發展為GIS數據提供了更大范圍的、出版、獲取、查詢途徑。地理數據不僅可以根據地理位置、專題內容、使用價格進行查詢，還可以直接在網上進行數據的各種操作，使用網絡提供的模型模擬，產生新的數據結果。遺憾的是，當前網絡在GIS上還有一定的局限性：一方面，鑒于GIS龐大的數據容量導致網絡寬帶不具備滿足地理數據傳輸的能力；另一方面，如何使網絡有效應用于GIS中，仍然是需要探索的難題，許多技術在GIS領域與商業化、實用化還有差距，仍處在研究和實驗階段。
3.GIS構件化
組件技術是近二十年興起的面向對象技術進入到成熟的實用化階段。組件技術概念模式下，軟件系統被當作相互協同工作的對象集合，并且每個對象都可以提供特定服務、發出特定消息，以便其他對象了解。組件式GIS系統通過適當抽象GIS功能，通過組件形式提供給開發者，會有傳統GIS工具無法企及的優點（如：組件式GIS系統價格便宜、小巧靈活）。在組件模型中，各組件可以實現與自己關系最緊密的系統功能。組件化GIS平臺具有集中提供空間數據管理的能力，與數據庫系統靈活連接，使用戶可以取得較好的性能價格比或者開發GIS應用系統。這樣，VB、VC、Notes等都可以直接成為GIS的優秀開發工具，并且能充分發揮它們各自的優點。
4.與云計算技術有效結合
隨著GIS技術的不斷網絡化以及云計算技術的飛速發展，地理信息系統的需求也在不斷擴展，并對GIS系統平臺的性能提出了更高的要求。為了對現有的資源進行整合，以更高的性能滿足GIS系統平臺的需求，需要推進云計算技術與GIS的快速結合。目前，國內外大型地理信息系統軟件平臺都推出了云服務功能，且已經成為了發展中的重要增長點。
四、結束語
