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地理信息系統論文范文1
（1）代替傳統教學用圖。
對于中學地理教學來說，地圖的作用是至關重要的，它是最為經常用到的教學工具，信息量比較大，且形象直觀。為了培養學生的地理能力，首要的就是要培養其學習地圖的能力，也就是說，要學會對地圖進行閱讀以及填繪和分析。傳統教學中，一般都是利用教學掛圖以及課本附圖還有復合投影片等形式對地理分布知識進行講授，雖然利用教學掛圖和投影儀能夠深化教學，可是在使用過程中會占用空間，容易損壞，而利用GIS技術自主制圖，能夠將教師的問題清晰反應出來，也不容易損壞。這樣制作出來的地圖，信息容量比較大，且精度比較高，表現形式具有豐富性，能夠進行動態顯示，容易對內容進行修改以及擴充，也能夠結合具體需求提供信息，另外，它還可以將分布圖以及信息數字進行結合，使學生具有量的概念。
（2）可以進行空間查詢。
利用這一技術能夠達到雙向查詢的效果。比如，在對我國省級行政區進行教學的過程中，教師可以利用動態閃爍的形式顯示行政區名稱以及簡稱還有位置和輪廓等，同時還要賦予其屬性，能夠隨時對其面積以及人口還有社會情況和經濟狀況等進行查詢。另外，這種可視化能夠提升學生自身的感性認識，將其學習興趣充分調動起來。
（3）使知識教學更加豐富。
GIS能夠對傳統觀念和認識加以改變，使教學與學生都能夠有全新心態對地理知識加以探索與學習，對學生思維理念加以培養，增加其個性化學生。教師在對研究課題進行確定以后，學生能夠利用GIS數據庫開展研究性學習，從多個方面對研究內容加以了解，對知識教學加以豐富，使學生學習能力和教師的教學水平得到提升。
二、在中學地理教學中對GIS使用的幾點建議
（1）對相關教育資源進行建設。
從當前情況看，GIS技術成果一般都被用在商業中，在教學中的應用比較少，因此，要對中學地理教學過程中GIS技術的應用加以重視。對中學地理教育的相關軟件以及地理數據資料進行開發，對教師進行GIS知識培訓，是中學教師地理專業水平以及計算機操作水平得以提升。在對人才進行培養與培訓的時候，一定要和中學教學進行銜接，多開設GIS課程，對相關教材以及案例數據進行編寫與制作，使教師對學生的學習進行指導，教師要改變傳統單純教授知識的模式，而是要將教學過程變為提供以及加工地理信息并解決地理問題的一個過程。當前，由于計算機技術不斷發展，教師要對免費資源進行科學利用，利用自身知識進行修改并利用。各級中學也可以和相關院校進行交流，使GIS技術和資源實現共享。
（2）對GIS教育加以普及。
在中學地理教學過程中，應用GIS技術，就是要求學生在對計算機相關知識進行掌握之后，可以利用GIS技術針對相關數據加以操作和處理，之后能夠對實際問題進行解決。在當前社會中，GIS技術的作用越來越重要，因此，要確保這一技術在中學地理教學過程中得以普及。從當前情況看，我國很多地區的中學都設置了微機室，雖然在數量以及質量方面無法滿足學生的需求，可是學校只要進行認真規劃，合理進行利用，就能確保學生上機機會，使學生對GIS的基礎知識進行操作應用，保證GIS技術的普及。
（3）對相關教育體系進行構建。
不能在大學才開始進行GIS教育，要融入在中小學教育過程中。結合教學環境要分地區以及分層次和分級別對GIS教育在中學階段進行設置并逐步做好落實工作。要在教學過程中分成基本要求教學以及拓展教學和研究性教學，也可以根據課程設置的相關結構，將其分成必修課程和選修課程，構建一套完整的GIS系統。在中學地理教學過程中利用GIS技術，能夠使學生對地理學科有一種正確的學習態度，和地理的前沿科技動態進行接觸，堅持與時俱進的原則，為GIS人才以及地理學科人才和復合型人才的培養打下良好基礎。
三、結語
地理信息系統論文范文2
一個省級的基礎地理信息系統不是簡單的計算機軟硬件系統，而是基礎測繪管理工作的重要內容，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，廣西基礎地理信息系統主要由計算機硬件及網絡環境、軟件環境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
1.1計算機硬件及網絡環境
廣西基礎地理信息系統將以廣西基礎地理信息中心作為網絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點，構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主，網絡中心使用部分服務器及工作站，設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
1.2軟件環境
系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及數據庫管理軟件?；A軟件平臺應選擇國產軟件，這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義；在目前國產軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業軟件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保證數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件（數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產化軟件，如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分應用軟件自己開發，但要避免低水平的重復開發現象。
1.3技術標準體系
系統應具有統一完整的技術體系，如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業標準，當沒有國標和行標時，可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外，還應有一批訓練有素的技術干部作為系統的支撐。
1.4管理體系
嚴格地說，廣西基礎地理信息系統是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統，因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。
1.5數據庫
數據庫是系統的核心。廣西基礎地理信息系統的數據庫部分包括：
管理數據庫：行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業管理、質量監督管理、測繪生產管理、技術管理等數據。
技術數據庫：所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。
1/25萬數據庫：是全國1/25萬數據庫的分庫，包括地形、地名、數字高程模型、景觀影象四個部分。
1/5萬數據庫。
1/1萬數據庫及基礎數字地面高程模型。
1/5千數據庫（重點地區）。
數字正射影像庫。
大地測量成果數據庫。
地名數據庫。
境界數據庫：包括國界、省界、地區界、市界、縣界、鄉界、村界、屯界等。
其它專題數據庫：如綜合區情地理信息系統(9202)專題等。
3廣西基礎地理信息系統的建設方針
廣西基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統（GIS）技術、辦公信息系統（OIS）技術、計算機網絡技術以及多媒體技術等技術手段，進行系統建設。同時，系統的建設要高起點并切合實際，以保證系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統建設強調以下三個原則：
3.1實用性
確立以滿足現代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發，以解決實際應用問題為主，這樣容易見效益，也使得系統自身能獲得滾動發展和不斷完善、擴充、更新的能力。
3.2先進性
當前，國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗，因此，本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性，系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及最新的理論、技術和方法，系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等最新分析設計方法，同時，考慮到系統的發展完善，系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統的運行管理要有較高的要求，以保證系統具有一定的先進性和較長的生命周期。3.3可擴展性
根據客觀情況，廣西基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程，這樣就要求系統具有較強的可擴展性。
事實上，廣西基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎：廣西測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模，計算機的使用已比較普遍，局屬各單位基本上都建立了自己的局域網，各級領導對此已有一定的認識，1996年成立的廣西基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視，各方面共同努力，此項工作會取得較快的進展。
4須重點考慮的幾個問題
廣西基礎地理信息系統的建設，在技術方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針，系統建設工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：
4.1經費投入問題
系統建設需要大量的經費投入。一方面，廣西基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目，部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面，系統建設工作屬科研項目，應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決（如9202工程）。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。
4.2管理問題
現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。廣西基礎地理信息系統的建設，必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡，再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變，在相當長的一段時期內，模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等，其中有一系列問題需要研究和探討。
4.3人才問題
技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才，另一方面可吸引人才，給技術人才以用武之地。
4.4數據版權問題
模擬的測繪產品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響，數字化測繪產品的版權問題亟待解決，因為數字化產品一經提供，可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題，除了法律外，還需要制定一系列的管理規章制度，如“權威數據審查制度”，當項目設計者提交設計成果時，同時應提交所使用的基礎數據的來源證明，以限制數據的非法使用。
地理信息系統論文范文3
【關鍵詞】用電信息；采集系統；低壓集中抄表；典型臺區問題
在電力網絡中，電能表是重要的計量設備，居民用電的總量隨著經濟的不斷發展越來越多，由此也給電力部門再進行用電量抄錄的時候工作量也越來越大，在強大的工作壓力下，難免會出現一些紕漏，為了解決這個問題，就產生了電能表自動抄表系統，它是支撐智能電網建設的關鍵組成部分之一，是降低工作人員工作強度、提高企業管理水平的手段之一?，F場的低壓集中抄表臺區的安裝調試是用電信息采集系統非常重要的一個部分，而臺區的采集成功率則是考察運行狀態的重要參考，在提高采集成功率的時，遇到了一定的瓶頸 ，通過相關的現場調研，找出了幾個典型的臺區，針對這幾種典型臺區存在的問題，提出了自己的解決建議。
1 典型臺區的相關介紹
一般來說，典型臺區有這么幾種：載波孤島、載波串擾、大臺區、低壓量控卡表達區，下面進行分別介紹。
載波孤島，主要是指由于供電線路過長或者遭遇了一定的干擾，導致了載波模塊不能將相關數據準確的回饋到電能表，一般來說，這種現象在經濟比較落后的鄉村或者城市落后小區中存在的比較多；載波串擾，一般來說，現在的一些大規模居民小區都采用集中供電的方式，這樣便于統一管理，可能會同時使用多個變壓器，但是安裝的集中器可能都是使用的同一載波模塊，同頻率載波信號通過變壓器以及高壓電力線對各個臺區產生了串擾，這就會導致抄表的失??；大臺區，一般來說，供電部門所管轄區域內每個集中器管理的電能表數量超過600只時，電網的整體覆蓋面積過大，供電面積非常大，并且節點分布的非常分散，在進行抄表的時候，在規定時間內大臺區一般無法準確的抄錄完全部的相關用電信息，臺區的成功率達不到相關的要求；低壓量控卡表臺區，一般來說，主要是指用電信息采集系統主站、網絡表、規約集中器、量控卡表這些設備所組成的低壓卡表集中抄表臺區，相關的控制命令由主站發出，網絡表是一個中間裝置，通過485線，相關的控制命令通過網絡表發給集中器，集中器執行主站的命令，再將執行的結果通過網絡表的485線傳回給主站。目前，我國非常重視智能電能表的推廣，但是由于各方面的客觀原因，當前仍然有很多低壓卡表臺區在運行，并且已經比較落后，整體環境非常復雜。
2 典型臺區存在的問題以及處理建議
（1）載波孤島。存在的問題：以某落后小區為例，該小區建造年代久遠，供電線路多處發生了老化的現象，在小區的某號臺區安裝了400塊電能表，供電線路采用了架空和地埋的方式，臺變到最近電能表的總長度大約是190m，已經不在載波模塊所能通信的范圍以內了，因此集中器發生的載波信號無法傳輸到相關電能表，造成抄表的失敗。解決方案：解決這個問題的關鍵，在于安裝中繼放大器，它作為一個中間傳輸裝置使用，它能夠將集中器的載波信號傳輸給智能表，其中載波中繼放大器不需要對參數進行設置，它的電源是通過電力線路供給的，在安裝中繼放大器的時候，一定要高度注意相關測試問題，其通信距離不應該超過150m，在測試的時候，要使用載波監控器進行密切監控，分段測試中繼放大器和集中器、中繼放大器和電能表之間的通信情況，只有兩者之間都不存在問題，才代表沒有問題，那么這個安裝點就是一個比較理想的中繼安裝點，假如測試后達不到相關的要求，可以考慮放置多個中繼放大器，最多可以使用四個。
（2）載波串擾。以某居民小區的新建樓盤為例，該樓盤共有兩個配電室，分成了十一個臺區，大約4000戶左右，1-6臺區在一個配電室，7-11臺區在另一個配電室，各集中器電壓電流都是通過配電室引到地下樓道口，在配電室內，相鄰臺變的距離非常近，這就會造成串擾，導致抄表的效率過低。解決方案：找到了發生串擾的臺區以后，將相關臺區的集中器載波模塊，從而停止了集中器的載波通信；使用載波監控器對相關臺區的集中器電源端載波接受的報文進行監控，然后根據監控的結果確定出發生串擾的臺區，同地址的報文越多，那么該臺區串擾越嚴重；在發生載波串擾區域集中器電源安裝好阻波器。
（3）大臺區。以某小區最近新建的高層小區為例子，該小區目前入住率較低，大部分用戶都在進行房屋的裝修，該小區的某臺區工有900塊智能電表，分別分布在地下車庫和兩個樓座，這三個地方分別有三百塊，在進行安裝調試的時候，在該臺區變壓器的低壓一側僅僅安裝了一臺集中器，但是供電的線路過長，已經超過了載波模塊所在的理想范圍之內，臺區的電能表數量太多了，這就導致了抄表的時間不夠用。解決方案：為了能夠達到預先的抄表效果，在該臺區可以設置一個主集中器和多個子集中器，他們之間的功能各不相同，主集中器不僅負責該采集該臺區的考核數據，還負載自己所在區域的電能表采集，子集中器則可以根據現場的實際客觀情況進行安裝，各自負載所規劃范圍之內的用戶電能表信息采集。一般來說，主集中器會安裝在配電室，而子集中器一般會安裝在供電線路的負荷中心，其中心節點距離分布在線路上的電能表比較近的時候，整體的通信效果最好，相同載波模塊的集中器在同時發送數據的時候，極有可能會造成數據之間的互相干擾，因此各集中器應該分時段運行。
（4）低壓量控卡表臺區。某落后小區為低壓量控表臺區，在該臺區內，以平房為主，總共有140戶，也就是有140塊電能表，但是該臺區的房子大部分都出租了，一戶人家可能會住兩戶人家或者更多，因此該臺區的負荷是非常大的，該臺區內電線桿之間的距離較遠，因此會造成整體的抄表率比較低，并且每日會產生波動，造成抄表的效果不夠穩定，影響準確性。解決方案：可以在該臺區安裝中繼放大器去處理低壓量控卡表臺區的抄表率過低的問題，在抄表失敗的位置安裝中繼放大器，逐個確定，最多可以是四個，中繼放大器在安裝好了以后，必須要在集中器中加入它的相關檔案信息，首先要將集中器的電能表檔案予以清除，然后通過相關軟件將中繼繼電器的地址寫入到集中器中。
3 結論
臺區是否能夠正確的抄表是評價一個臺區整體實用性的重要參考之一，針對用戶信息采集系統低壓集中抄表典型臺區所存在的典型問題，對癥下藥，提出了解決的建議，通過技術手段不斷的提高抄表的成功率，推進我國智能電網的建設，同時也希望本文能夠給同仁們一些工作上的參考。
參考文獻：
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[3]林偉第.低壓集中抄表系統技術探討與未來發展方向[J].電子世界，2013（12）.
地理信息系統論文范文4
【論文摘要】目前國內外的地理學科發展都出現了綜合化、應用化的趨勢?，F代高等教育以培養具有創新精神、創新和實踐能力及創業精神，適應我國經濟社會發展需要的高素質人才為目標。全面素質教育需要通過更新教育觀念、優化教育結構、創新教育模式、深化教學改革、促進教育資源共享等全面提升高等教育教學質量的措施來實現。開放式教學實踐活動對地理學科的教育、教學內容與方法進行全面改革和整合，構建符合時代要求的學生思想品德、綜合知識和能力體系。
跨學科的交叉研究是當代科學研究的重要特征，學科交叉孕育出新的學科生長點并大大促進了科學研究重大發現和重大突破。自然科學領域各個學科的交叉研究已相當普遍，更進一步的社會科學與自然科學的交叉研究是跨學科交叉研究中邁出的一大步，正在興起[1]。
地理學是古老的學科，但已不再是夕陽學科。由于衛星遙感技術、地球定位技術等現代科學技術的應用及地理信息系統和計算機網絡等信息研究平臺的建立，使之具有強大的工具性和實用性特征，在高等教育、科學研究、經濟建設和社會應用等各個領域都發揮著重要的作用?，F代信息技術已經成為地理學科開放式教學實踐活動的重要基礎。
1 綜合知識體系對地理教育的要求
現代科學研究的巨大挑戰是科學研究問題的空前復雜化，其對象已經不是簡單的孤立系統，而是涵蓋更大的范圍，因而跨學科研究成為必然趨勢。由于空間技術的發展，使人類有能力對地球環境進行整體觀測，特別是衛星遙感技術，提供了對地球整體環境進行長期、立體監測的手段;計算機技術的發展為收集、處理、分析有關地球環境的海量信息，開展復雜的數學分析與數值模擬提供了必要的工具。
改革開放以來，素質教育已經成為人才培養方向和目標。在基礎教育領域，更加關注中小學生綜合素質的提高。如浙江省、武漢市等一些地區已經將物理、化學、生物和自然地理等理科課程綜合設置為《科學》課程，將政治、歷史、人文地理等文科課程綜合設置為《歷史與社會》課程。但是，高等教育師范專業的各個學科還是獨立發展，仍然缺乏教學內容的整合以及學科和專業之間知識的滲透、融合與開放。
地理學的研究對象是地理環境，是一個包括自然、經濟、人文三大環境的復合系統。要了解各個地理圈層間信息傳遞的產生機理、表達方式，圈層間信息流的形成、傳遞、整合、集成和存儲并且利用信息流調控物質流和能量流。必須應用系統論的觀點，把一個地區的人類活動與所處的地理環境看作是一個內在聯系的系統，研究人與自然之間相互作用的規律，協調人地關系，實現人類社會的可持續發展。人地關系的研究為各種地理事件的發生、發展的原因與機制探討、影響評價和對策提出，提供一個基本思路。通過研究、評價人地關系及其緊張程度，進而提出對策協調人與自然的關系[2]。地理學科研究內容不僅構成公民生活必要的知識和能力基礎，全面素質教育還可以利用地理學科所提供的素材、工具和研究方法。
2 綜合性是地理學科開放的研究優勢
地理學科因其涉及自然科學和人文社會科學領域，研究對象要素眾多、研究領域廣泛和極強的綜合性特點，使其具有獨特的學科研究優勢。新地理學不僅繼承了因果原則、綜合原則、比較原則和范圍原則等傳統地理學的研究原則，而且廣泛使用了現代遙感技術、地理信息技術和虛擬數字地球系統等新興應用技術，從而改變了地理學研究方式、方法，提高了工作效率。遙感方法視野廣闊、信息更新速度快、精確度高，提供了廣闊空間的同質資料，使定量研究有了很好的信息平臺并且使地理學的預測方法成為可能。為地理學科開放式教學實踐活動創造了條件。
目前，人類活動正以多種方式強烈地影響地表自然環境的發展和演化，人類活動誘發的變化大大超過了自然變率，其范圍和影響可與許多大的自然因素和自然過程相提并論。人類活動驅動著多重相互作用，并以復雜的方式通過地球系統產生級聯效應。全球變化不能理解為簡單的因果關系，人類活動的級聯效應之間相互影響，而且局地和區域尺度的變化以多維方式相互作用[2]。危險而復雜的人地關系現狀、演化趨勢及其綜合性的研究特點也要求地理學科必須構建開放式的教學體系。
3 地理學科開放式教學實踐活動的實施
3.1 整合課程資源，發揮地理學在整個科學體系中的作用
環境教育課程能夠在開放式教學實踐活動中發揮重要作用。與人類活動直接或間接相聯系的全球持續變暖、干旱化和土地沙漠化等一系列人類面臨的嚴重環境問題使人類不得不思考生存環境的未來變化，不得不警覺未來可能發生的環境災難，而有序人類活動可以避免環境的持續惡化，實現人地協調發展[1]。否則，可持續發展將僅停留在一個空洞的概念上，難以落實、無法操作，所以有序人類活動是實現可持續發展戰略目標的有效手段或措施，并成為環境教育的重要命題。通過地理學科課程的開放和多學科課程資源的交流與共享，實現師范院校各專業課程資源的整合，使學科綜合研究的特長和優勢得到彰顯，也使地理學科在整個科學體系中的作用得到充分發揮。
3.2 加強計算機課程的學習和計算機技術的應用
掌握計算機的基本知識和常用操作方法是對學生工具使用能力的要求，也是現代文明人類應該具備的一種基本素養。計算機課程既要培養學生實際的操作技能，更要培養學生利用計算機解決問題的能力和現代科學意識。
針對地理教育專業使用“地理信息系統”的特殊需要和學生的個體差異，要求學生加強高等數學中的線性代數和計算機數據庫等內容的學習，掌握具有地理專業特色的計算機應用技術。開放式的教學實踐活動要求該課程建立能夠激勵學生學習興趣和推動自主學習能力發展的評價體系。
3.3 互聯網成為地理學科開放式實踐活動的重要工具
國際互聯網被定義為商務、政府和個人計算機在世界范圍的電子通訊網絡。計算機信息技術對人類社會全方位的滲透以及國際互聯網的廣泛使用，使知識獲取、轉化、技術推廣、成果交流、教學手段乃至整個教育領域的面貌煥然一新。
3.3.1 互聯網信息資源改變了傳統學習的模式
互聯網是開放性的，具有微觀有序、宏觀無序的特點。網絡形成了龐大的多學科、多文種而又分散、無序的數字化信息。學生先要學會使用互聯網信息搜索引擎工具，然后才能快速查閱和檢索學習過程中所需要的信息和資料。 轉貼于
學生在互聯網上不僅可以了解到世界文化的發展，而且能夠對不同的文化進行比較。他們利用互聯網賦予的“力量”，對于他們應該學習什么以及怎樣學習、怎樣尊重權威的傳統智慧有了個人的認識和見解。不盲從、不迷信。他們在探究自己感興趣問題時，遇到困惑會到互聯網上去尋求答案。他們也向老師請教，但如果老師給出的答案無法令人信服，就會引經據典地指出在互聯網上找到的結論或解釋，還可能提出自己的看法，并且喚醒內心潛藏的創造激情，引燃創新的思維火花。探究性、互動式的教學過程和不迷信權威、不盲從的開放性學習方法大大提高了學生的質疑和創新能力。
3.3.2 互聯網能夠增進師生互動和提高
網絡信息資源還具有交互性。網絡在使用過程中可以在讀者之間、讀者和信息資源之間實現互動，使計算機網絡工具成為實現開放式的地理教學實踐活動的有效手段。除了在課堂使用網絡資源開展教學之外，課后教師使用電子郵件布置和批改作業;使用電子郵件公告閱讀參考書目、課程復習思考題、學習內容要點和問題討論提綱;使用電子郵件傳送、修改畢業論文。師生之間通過在線提問、觀點質疑、公布討論結果。利用網絡，學生能夠多角度觀察不同地理空間的地帶性和非地帶性差異或者同一個地理空間的要素特征、分布和演化過程。在信息化時代，地理教學和學習模式改革的大潮已經勢不可擋。教師不得不面對這樣一個現實:學生有條件通過各種媒體獲得有關信息來檢驗課堂上教師的教學內容和“灌輸”的結論。網絡討論突破了時空障礙，加強了師生的溝通和交流，增進了教學過程的互動性，實現了師生在思想上互相啟迪、借鑒，教學相長、互相促進，也大大提高了教學效果和學習效率。
3.3.3 引導學生正確利用網絡學習資源
但是，在網絡資源利用上也是有利有弊的。例如在互聯網信息材料的搜集、處理和利用上，無節制、不加甄別地使用互聯網信息的傾向會使人們漸漸地放縱、懶惰和“白癡化”。因為通過Google，困難問題能夠找到容易的答案，但是學生卻無法分辨這些答案究竟是來自嚴謹治學，還是僅僅來自淺薄的觀察和粗淺的概念[3]。因此，必須教會學生對互聯網上“魚龍混雜”的信息資源進行必要的分類和甄別，對各種各樣的研究結論進行審慎的分析和縝密的思考，引導學生正確利用網絡學習資源。利用搜索引擎獲取信息只是讓我們做事情更有效率，但是決不能取代我們的思考。
3.3.4 推廣網絡球面坐標工具的應用
Google Earth是一種個人電腦桌面應用程序，能夠以Web方式瀏覽虛擬數字地球系統，從而實現全球地理數據共享與三維仿真。它能夠實現城市和旅游區地形和重要建筑物的三維仿真、顯示三維影象地圖，廣泛應用于區域規劃、農業區劃和旅游區規劃等實際工作中。2007年8月，Google Earth還增加了Switch to sky功能，提供在線瀏覽宇宙深空天體和天體系統的光影圖像、太陽系天體的周年運動及它們的天文數據檢索功能。對中學地理教師來說，Google Earth是一個功能強大的球面坐標搜索工具和天文觀測、天體坐標定位以及天體、天體系統信息檢索的工具?？墒顷P于它的應用有很多中學地理老師還不知道。開放式的地理教學可以讓學生從了解它到對它產生興趣，到熟練掌握和運用它的天球坐標功能及地圖搜索功能。使用Google Earth使整個地理學習過程變得生動、有趣。
3.4 加強實踐課程的教學
開放式的教育需要開放的課堂，需要加強實驗和實習教學工作。使學生通過不同層次的觀測、觀察、操作和實驗活動，掌握基本的方法和操作技能，加深對地理科學基本概念的理解，達到具有初步進行綜合實驗的能力水平。把遙感技術、地理信息系統技術和計算機應用技術應用到實驗中去，通過實驗手段的改進和教學內容的深化，形成多學科融合，互相借鑒、綜合發展、不斷創新的實驗教學體系。同時，全面激發學生學習的主動性和自覺性，使學生能真正學有所獲、學以致用。
4 結語
地理學科開放式教學實踐活動可以借助于地理學科文理兼容的綜合研究優勢，以環境和可持續發展教育內容作為開放性課堂教學和研究的主題，以信息化的科研環境作為重要的研究條件，通過對多個學科和專業一些相關課程資源的利用和整合，發揮地理學科資源在整個高等教育教學體系中的作用。
參考文獻
[1] 葉篤正，符淙斌等.有序人類活動與生存環境[J].北京，地球科學進展2001.16(4)P453-459.
地理信息系統論文范文5
1 景觀地理學的源流
本世紀初景觀地理學在德國的興起，標志著用發生學的觀點和綜合分析的方法劃分地表類型并研究其發展演變的近代地理學的誕生。景觀一詞源于德語Landschaft，具有地表可見景象的綜合和某個限定性區域的雙重含義。施呂特爾(O.Schluter1872-1952)是德國景觀學派的創始人，他是從自然與人文現象的綜合外貌角度來理解景觀，倡導景觀研究作為地理學的中心問題，探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。帕薩格(S.Passarge)創造了景觀地理學一詞，于1913年建立了一套地理學性質的景觀學體系，強調對分類要素的描述和解釋。他在小區域的詳細考察方面及在全球范圍內對景觀學的發展作出了貢獻。其代表作有：《景觀學基礎》和《比較景觀學》，他還提出了城市景觀、空間景觀等概念，力求完善景觀形態與分類的解釋。由于中歐地區有限的生態地理空間和較長的開發歷史，使得景觀外貌呈現出高度的人文化，同時由于德國地理學研究有著很深的地質地貌學淵源，因而德國的景觀地理學以重視人文景觀及具有強烈的地理、地貌學色彩為其特色，制圖分析是其主要研究方法。1939年特羅爾(G.Troll)在利用航空像片判讀進行東非土地利用研究時，提出了"將地理學的區域空間分析與生態學的結構功能研究相結合"的景觀生態學新方向，這一思想對歐 美各國的景觀學研究產生了重大影響。
美國的景觀地理學深受德國的影響，索爾(C.O.Sauer)也是從地貌入手轉入文化地理研究，他于20年代中期發表的著作"景觀形態學"，把景觀看作地表的基本單元，認為景觀是由 自然與文化要素兩部分疊加而成。以他為代表的伯克利(Berkeley)學派研究了大量景觀變遷的實例，揭示了人在改變地球面貌中的作用，促進了景觀學派的發展。
按照A.F.伊薩欽科的觀點(1959)，景觀學說與自然地理分異理論和綜合自然區劃一起構成了俄國與蘇聯景觀地理學的三大理論成就。與德國和美國的地理學家不一樣，原蘇 聯的地理學家多偏重于自然景觀的研究，認為自然景觀即自然綜合體是自然地理學的主要研 究對象，景觀的類型方向和區域方向并存。這當然是與原蘇聯的國土遼闊、開發程度較低有關。貝爾格(L.S.Berg)發表了"蘇聯景觀地帶"提出了關于自然區以下尺度土地單元的等級與類 型劃分的景觀學說，主要依據植物群落和地形單元的組合。1942年蘇卡切夫(V.N.Sukachev)提出了與生態系統相近似的生物地理群落概念，并將其作為景觀的最小單元，重點研究群落各組成成分之間的物質循環與能量交換。60年代，蘇聯開始了景觀結構與功能的定位實驗研究，著重于水熱平衡、生物地球化學過程的監測和實驗，波雷諾夫(B.B.Poleinov)建立了景觀地球化學的研究方向，卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景觀學定義和景觀分類、類型和結構等概念。A.A.克勞克利斯的"實驗景觀學"和B.Б.索恰瓦的"地理學系統學說導論"作為其理論總結，反映了蘇聯地理景觀研究的實驗思想、系統思想和生態學方向的新趨勢。
德國和蘇聯在景觀地理學方面的理論成就，特別是關于自然區劃和土地單元的等級、類型劃分的理論與方法，在第二次世界大戰以后激發了歐美各國廣泛的應用研究，包括景觀及其以下尺度的土地資源分類、評價和區劃規劃、景觀制圖、景觀設計和綜合管理。其中荷蘭、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亞和英國等國的工作形成了很有特色的理論和方法體系，特別是引進生態學的思想和方法，廣泛應用遙感和地理信息系統手段為景觀學的新發展注入了強大的活力。概言之，1950年以前的景觀學主要是地理學性質，植被、土地利用與環境的關系只是作為自然綜合體中不同要素的相互關系。其后的景觀學經過三十多年的應用與發展，生態系統概念的影響日漸深入，生物(包括人類)與環境的關系問題成為景觀結構的中心，研究從分析走向預測。80年代以來，景觀學再次成為地理科學中的矚目問題，在景觀的形態與發生、景觀的穩定與演化、景觀的分析與綜合、景觀與環境、景觀的價值與應用等方面都有長足的發展，并產生了若干新的分支，如景觀生態學、景觀地球化學、人文景觀學等。
2 景觀地理學的推陳出新
景觀學本來是從綜合自然地理學中脫胎而來，在蘇聯經多方面發展，景觀地理學形成了第一個高峰，但是后來一些學者的經院式研究使其逐步進入了死胡同。80年代以后北美景觀生態學的興起，為景觀學帶來了新的理論突破，加之在廣泛應用中的技術發展，形成了景觀學的第二個高峰。目前新一代的景觀科學可以景觀生態學為代表，在理論層面上包括原有的景觀地理學和景觀地球化學等，在應用層面上包括景觀建筑規劃學，景觀生態建設(建設地理學與建設生態學)等和眾多的交叉分支學科。除了研究范圍的擴大與原有研究內容的深化，景觀科學的推陳出新還突出表現在以下幾個方面：
1)新一代景觀科學突破了原先只是從類型和區域角度對自然綜合體進行研究，發展到從過程與類型(或區域)兩方面對自然-人文綜合體進行有強烈應用色彩的研究。除空間結構與地域分異以外，地理過程與生態過程也成為研究的重心。
2)從單純的地理過程研究發展到人地相互作用過程的研究。人地關系中地域關系的優化是區域可持續發展研究的基礎，而以可持續空間格局的研究為熱點。在景觀和區域尺度上對人地關系的調整和構建可稱之為景觀生態建設，這應成為建設地理學的研究重點。
3)學科的交叉融合極大地豐富和發展了景觀科學，并形成了若干新的學科框架體系。如理論地理學與宏觀生態學的交叉形成了景觀生態學；而在應用層面上，可以說建設地理學與生態工程學的交叉形成了景觀生態建設這一新的研究范疇。國際景觀生態學會的新會章中對于景觀生態學作出了如下的新定義(IALE mission statement， 1998)："景觀生態學是對于不同尺度上景觀空間變化的研究，它包括景觀異質性的生物、地理和社會的原因與系列，無疑它是一門連接自然科學和相關人類科學的交叉學科。"可見景觀研究還涉及自然與人文科學的交叉，如景觀生態美學、生態經濟學與環境倫理學等。
關于景觀生態建設可定義為一定區域、跨生態系統、適于特定景觀類型的生態建設措施，以景觀單元的空間結構調整或重新構建為基本手段，改善受脅迫或受損失的生態系統的功能，提高景觀系統的總體(生物)生產力。其主要內容包括：景觀空間結構的調整，優化組合原有景觀組分或引入新的成分；控制人類活動的方式與程度，補償與恢復景觀的生態功能；按生態學規律進行可更新自然資源的開發與生產活動；建設與自然系統和諧協調、適于人類生存的可持續景觀模式等 轉貼于 3 景觀生態學的理論貢獻
景觀生態學在當代景觀科學中的"一枝獨秀"，是因為其認識論和方法論上的進步，為一種正在形成中的"尺度-等級系統"新模式作出了重要的理論貢獻。從科研認識論的角度對于景觀生態學的核心概念和一般原理可作如下歸納：
3.1 景觀系統的整體性和景觀要素的異質性
景觀是由景觀要素(elements)有機聯系組成的復雜系統，含有等級結構，具有獨立的功能特性和明顯的視覺特征，是具有明確邊界、可辨識的地理實體。一個健康的景觀系統具有功能上的整體性和連續性，只有從系統的整體性出發來研究景觀的結構、功能和變化才能得出正確的科學結論。景觀系統同其它非線性系統一樣，是一個開放的、遠離平衡態系統，具有自組織性、自相似性、隨機性和有序性等特征。異質性本是系統或系統屬性的變異程度，而對空間異質性的研究成為景觀生態學別具特色的顯著特征，它包括空間組成、空間構型和空間相關等內容。異質性同抗干擾能力、恢復能力、系統穩定性和生物多樣性有密切關系，景觀異質性程度高有利于物種共生而不利于稀有內部種的生存。景觀格局是景觀異質性的具體表現，可運用負熵和信息論方法進行測度。景觀異質性也可理解為景觀要素分布的不確定性，其出現頻率通?？捎谜龖B分布曲線描述。
3.2 景觀研究的尺度性
尺度是研究客體或過程的空間維和時間維，可用分辨率與范圍來描述，它標志著對所研究對象細節了解的水平。在景觀學研究中，空間尺度是指所研究景觀單元的面積大小或最小信息單元的空間分辨率水平，而時間尺度是其動態變化的時間間隔。景觀生態學的研究基本上對應于中尺度范圍，即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年。
格局與過程的時空尺度化是景觀生態學的研究熱點，尺度分析和尺度效應受到格外重視和發展。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經過重新組合而在較大尺度上形成空間格局的過程，與之相伴的是斑塊形狀趨向規則化以及景觀類型的減少。尺度效應表現為：最小斑塊面積和隨尺度增大而增大，其類型則有所轉換，景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應用GIS技術，可以根據研究目的選擇最佳尺度，并對不同尺度的研究成果進行轉換。由于景觀尺度上進行控制性實驗代價高昂，因此尺度的轉換技術愈顯重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度約束體系的限制，至今仍是一難點。
時空尺度的對應性、協調性和規律性是一重要特征，通常研究地區越大、相關的時間尺度越長，生態平衡即自然界在動蕩中表現出的與尺度有關的協調性。生態系統在小尺度上常表現出非平衡特征，而大尺度上仍可體現出與平衡模型相似的結果，景觀系統常?？梢钥朔渲芯植可锓答伒牟环€定性。
尺度性與持續性有著重要聯系，細尺度生態過程可能會導致個別生態系統出現激烈波動，而粗尺度的自然調節過程可提供較大的穩定性。在較高尺度上，作為非線性耗散系統演化中一種普遍現象的混沌可提高景觀生態系統的持續性而避免碎裂種群(Metapopulation)滅絕。大尺度空間過程包括土地利用和土地覆蓋變化、生境破碎化、引入種的散布、區域性氣候波動和流域水文變化等。在更大尺度的區域中，景觀是互不重復、對比性強、粗粒格局的基本結構單元。景觀和區域都在"人類尺度"上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結構，把生態功能置于人類可感受的范圍內進行表述，這尤其有利于了解景觀建設和管理對生態過程的影響。在時間尺度上，人類世代即幾十年的尺度是景觀生態學關注的焦點。
3.3 景觀結構的鑲嵌性(Mosaic)
景觀空間異質性通常表現為梯度與鑲嵌，后者的特征是對象被聚集形成清楚的邊界，連續空間發生中斷和突變。土地鑲嵌性是景觀的基本特征之一，forman提出的斑塊-廊道-基質模型即是對此的一種理論表述。 景觀斑塊是地理、氣候和生物、人文因子影響所成的空間集合體，具有特定的結構形態，表現為物質、能量或信息的輸入與輸出單位。斑塊的大小、形狀不同，有規則、不規則之分；廊道曲直、寬度不同，連接度也有高有低；而基質更顯多樣，從連續到孔隙狀，從聚集態到分散態，構成了鑲嵌變化、豐富多采的景觀格局?？臻g格局是景觀功能流的主要決定因素，而這些景觀形態結構又是昨天的流所產生。結構和功能，格局與過程之間的聯系和反饋是景觀生態學的基本命題。
景觀鑲嵌的測定包括多樣性、邊緣、中心斑塊和斑塊總體格局測定等方面，包括多樣度、優勢度、相對均勻度、邊緣數、分維數、斑塊隔離度、易達性、斑塊分散度、蔓延度等指標。此外，網絡理論、中心位置理論、滲流理論(隨機空間模型)等也被用于景觀空間結構的研究。
3.4 生態流的空間聚集與擴散
生物物種與營養物質和其它物質、能量在景觀組分間的流動被稱為生態流(eco-flow)，它們是景觀中生態過程的具體體現。受景觀格局的影響，這些流分別表現為聚集與擴散，以水平流為主，它需要通過克服空間阻力來實現對景觀的覆蓋與控制。物質運動過程同時總是伴隨著一系列能量轉化過程，斑塊間的物質流可視為在不同能級上的有序運動，斑塊的能級特征由其空間位置、物質的組成、生物因素以及其它環境因素所決定。
景觀空間要素間物種的擴散與聚集，礦質養分的再分配速率通常與干擾強度成正比，穿越邊緣的能量與生物流隨異質性的增大而增強。無任何干擾時，景觀水平結構趨勢于均質化，而垂直結構的分異更加明顯。
生態流的傳輸機制有風、水、飛行動物、地面動物和人，其驅動力可分為擴散、傳輸和運動，后二者是景觀尺度上的主要作用力。擴散形成最少的聚集格局，傳輸居中，而運動可在景觀中形成最明顯的聚集格局。
景觀的邊緣效應對生態流有重要影響，它可起到半透膜的作用，對通過的生態流進行過濾。此外，在相鄰景觀要素處于不同發育期時，可隨時間轉換而分別起到源和匯的作用。
3.5 景觀演化的不可逆性與人類主導性
景觀變化的動力機制有自然干擾與人類活動影響兩個方面。由于當今世界上人類活動影響的普遍性與深刻性，對于作為人類生存環境的各類景觀而言，人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用，通過對變化方向和速率的調控可實現景觀的定向演變和可持續發展。
景觀穩定性取決于景觀空間結構對于外部干擾的阻抗及恢復能力，其中景觀系統所能承受人類活動作用的閾值可稱為景觀生態系統承載力。其限制變化為環境對人類活動的反作用，如景觀空間結構的擁擠程度、景觀中主要生態系統的穩定性、可更新自然資源的利用強度、環境質量以及人類身心健康的適應與感受性等。
景觀系統的演化方式有正、負反饋兩種。負反饋有利于系統的自適應和自組織，保持系統的穩定，是自然景觀演化的主要方式；而不穩定則與正反饋相聯系。從自然景觀向人工景觀的轉化多為正反饋，如圍湖造田、毀林開荒和城市擴張等。耗散結構理論揭示，非平衡不可逆性是組織之源、有序之源，通過漲落達到有序。景觀系統的演化亦符合這一規律，人類活動打破了自然景觀中原有的生態平衡，放大了干擾，改變了景觀演化的方向并創造出新的生態平衡，重新實現景觀的有序化。
3.6 景觀價值的多重性
景觀作為一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實體，兼具經濟、生態和美學價值，這種多重性價值判斷是景觀規劃和管理的基礎。景觀的經濟價值主要體現在生物生產力和土地資源開發等方面，其生態價值主要體現為生物多樣性與環境功能等方面，這些均已研究清楚。而景觀美學價值卻是一個范圍廣泛、內涵豐富，比較難以確定的命題。隨著時代的發展，人們的審美觀也在變化，人工景觀的創造是工業社會強大生產力的體現，城市化與工業化相伴生；然而久居高樓如林、車聲嘈雜、空氣污染的城市之后，人們又企盼著親近自然和返回自然，返樸歸真成為時尚。
關于景觀美學值量的量度可從人類行為過程模式和信息處理理論等方面進行分析，不同民族和文化傳統對此有深刻影響。如中國的園林景觀和歐洲相比特色較鮮明，它注重野趣生機、自然韻味，情景交融、意境含蓄，以小見大、時空變換，增加景觀容量與環境氛圍。
價值優化是管理和發展的基礎，景觀規劃和設計應以創建宜人景觀為中心。景觀的宜人性可理解為比較適于人類生存、體現生態文明的人居環境，包括景觀通達性、建筑經濟性、生態穩定性、環境清潔度、空間擁擠度、景觀優美度等內容，當前許多地方對于居民小區綠、靜、美、安的要求即是這方面的通俗表達。景觀特別重視景觀要素的空間關系，如形狀和大小、密度和容量、連接和隔斷、區位和層序……，如同它們所含有的物質和自然資源質量一樣重要。如城市景觀規劃應注意合理安排城市空間格局，相對集中開敞空間(open space)，建筑空間要疏密相間；在人工環境中努力顯現自然；增加景觀的視覺多樣性；保護 環境敏感區和推進綠色空間體系建設。
4 景觀規劃建筑學的實際應用與發展
景觀規劃建筑學(Landscape Architecture)是適應現代社會發展需要而產生的一門工程應用性學科，它是景觀科學與建筑學的交叉，城市規劃、風景園林設計與景觀生態學的交叉。這門學科在美國已有百余年的歷史，F.L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念，并首先在紐約中央公園的設計和建造中提出了一系列建設城市公園綠地系統的思想，?quot;創造性地利用景觀，使城市環境變得自然而適于居住"，使自然與城市生活相融合，將生態思想與景觀設計相結合，美國許多大學開設"景觀規劃建筑"課程遠早于景觀生態學，但是80年代以后北美景觀生態學的興盛無疑為景觀建筑與景觀規劃注入了新的活力。這一階段有3本有影響的書，即I.Mcharg 1969年出版的"設計結合自然"(Design With Nature)，C.A.Smyser1982年出版的《自然的設計》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市 形態與自然過程》(City from and Nature Process)，他們在應用中豐富和發展了景觀生態學的思想，并將景觀規劃建筑學納入到現代景觀科學的范疇。
關于"景觀建筑"(Landscape Architecture)通常定義為集中活動區建筑物與周圍環境的整體 配置與構建，可分為小區(Site)、城市(Urban)和區域(Region)等不同尺度的景觀設計和規劃，包括土地發展規劃、生態規劃、景觀設計和人文因素等不同側重點。近來關于人居環境的研究漸成熱點，其內容包括自然環境、人口(居民)、社會結構、建筑與城市以及交通、通訊網絡等。景觀規劃建筑學在人居環境研究中起到了十分重要的作用。城市屬于一種人工創造的、以建筑物為基質的特殊人類文明景觀，具有高密度(空間擁擠)、高流量(能流、物流、信息流大)的特點，景觀建筑規劃追求的目標是把自然引入城市和使建筑體現文化。這門應用學科的發展具有鮮明的時代特征，符合人類走向綠色文明的浪潮，同時也推動了景觀科學的革新和發展。
5 我國景觀生態學研究的重要成果
