遥感概论论文范文

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遥感概论论文

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1.引言

遥感是现代空间信息学的核心技术之一,其作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门[1]。自20世纪80年代以来,随着遥感技术的发展,我国各高等院校都相继开设了遥感课程[2]。《遥感概论》课程主要介绍了遥感基本理论、方法和应用技术,是我国高等院校地学类本科生的一门专业基础课程。高等学校地理学类教学分委员会2004年工作会议把《遥感概论》和其他六门地理学基础课定为地理学类有关专业必修的核心课程[3]。遥感技术快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求,本文在分析信阳师范学院遥感概论课程教学情况的基础上,结合实际条件及教学目标,对遥感概论实践教学进行了一系列改革探索。

2.高师遥感课程教学现状分析

信阳师范学院城市与环境科学院于2001年开设遥感类课程,并将其列为地理信息系统专业、地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业的一门重要专业基础课程。我结合多年来遥感概论课程教学,发现课程的教学与用人单位对遥感技术工作的需求不能很好地衔接,主要存在以下问题。

2.1教材相对快速发展的遥感技术滞后。

我校各专业采用的《遥感导论》是教育部面向21世纪课程教材,2001年出版后至今未修订再版,除部分印刷错误影响学生学习外,对近年蓬勃发展并广泛应用的QuickBird卫星影像、高光谱遥感技术等遥感探测技术和方法涉及较少,不能满足教学需求。另外,实验教学中我们采用国际先进的ERDAS IMAGING软件,但与遥感图像处理配套的上机实验教材缺乏,需根据本校实际进行编写,同时目前实验教学中所用数据主要为Landsat和Spot影像,而缺乏社会应用较广的雷达影像、QuickBird等卫星影像。

2.2各专业教学内容不同往往顾此失彼。

我院三个专业文理兼收,学生基础不同,预备知识普遍欠缺,教师在54个学时内既要讲明理论、补充遥感技术前沿发展又要开展实验课程教学,实属不易。且遥感技术已列入高中开设的地理选修课,自然灾害与防治和城市规划与生活等课程也用到遥感技术,这对高师地理教育提出了更高的要求。目前,仅地理信息系统专业开设了为期一周的遥感综合实习,实践课程偏少,难以提高各专业学生的动手能力。

2.3教学手段相对单一。

在多媒体教学过程中,教师准备全部实践材料,详细讲解,全程示范,学生按照指导书和教师要求按部就班模仿操作,实验过程中师生互动少。以教师讲授为主的学习方式,抑制了学生主观能动性的发挥,导致学生对实验指导书过度依赖,提高实践能力无从谈起。另外,目前考核仍以笔试成绩主,教学制度不够灵活,特别是培养目标、课程结构和内容、教学模式、教学制度和评价相互脱节。

3.遥感概论实践教学内容设计

3.1研究教材,构建科学的遥感课程实践教学体系。

遥感技术是一门新的学科,新理论、新方法、新的研究领域不断出现,要求教材建设必须与时俱进,及时补充新知识,以适应学科及社会对遥感人才的需求。遥感实践教材的建设一方面教材必须针对各专业的培养目标和教学大纲的基本要求,具有较高的专业针对性。同时,要有别于其他理论教材,重点突出应用技术的特点。另一方面教材要围绕技术应用能力训练主线,注重学生的认识和学习规律,以培养学生实践能力。在《遥感概论》教学中,教师要综合国内外已有的遥感实践教材,分析比较各种教材的特色及其不足,根据专业培养目标、学生未来就业,以及遥感人才的基本要求,以新的理念构建一套内容体系和结构相对合理、能反映出学科水平和发展趋势的、适应高师院校自身特点、开放的、科学的遥感实践教学内容教学体系。

3.2适当增加课时,完善和更新教学内容。

遥感是一门理论与实践并重的课程。在遥感课时总量有限的条件下,如何协调好高师地理课堂培养学生创新精神和地理信息系统专业、资源环境与城乡规划管理专业培养动手能力和创造能力是高师院校面临的挑战。由于我院各专业文、理兼收,学生基础不同,理解遥感基本理论存在困难,在课堂上授课教师可结合Q ickbird卫星数据在第二次国土资源调查中的应用等科研案例进行教学,让学生在实践中理解遥感理论。另外,我们要充分利用现代网络技术建立课程网站,提供新型的学习环境和学习平台,挖掘教学科研资源,开展教学互动,扩展学生学习的空间。我在教学过程中发现,有很多学生反映要求增加遥感实践课时,这说明学生对新技术学习的积极性很高,若适当增加实践课时,有助于开展综合型和研究型实验的多层次综合性的实践教学,提高学生的创新精神和动手能力,以适应我国遥感科学技术的发展和高素质人才培养的需要。

3.3教学方法、教学形式多样化,实现实习单位专业化。

在教学过程中为克服遥感实践课程教学课时不足,增加学生对遥感学习的兴趣和主动性,可开展读书报告、学年论文、野外调查等课外研究性学习,让学生通过查阅文献进行简单的研究,与课堂教学形成互补,拓展更加广阔的空间。另外通过学校、院系和个人广泛联系遥感专业高等院校和应用型实习单位,如武汉大学、南京大学、北京超图软件股份有限公司、武汉中地数码科技有限公司,等等。建立双导师管理机制,让学生直接参与到实习单位的科研、开发和生产工作中,让学生主动学习知识,锻炼学生获取知识、发现问题、解决问题的能力,从而提高教学效率。

4.结语

遥感是一门技术性和实践性很强的课程,我结合多年来高师院校遥感概论课程教学,针对目前存在的主要问题进行探索,提出了适合本校实际的遥感课程教学方法和教学体系。遥感技术的快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求,在教学中需要结合实际不断探索与实践,进一步提高学生的独立思考能力、创新能力和实践动手能力以满足社会发展需求。

参考文献:

[1]白淑英,沈润平,王莉等.遥感科学与技术专业综合实习教学环节改革[J].中国奥创新导刊,2009,(26):174.

[2]梅安新,彭望禄,秦其明等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001:

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本研究所选取的学校与地理科学专业的总学分和各模块的学分比例不完全相同,存在一定差异。在对各种不同类别的课程所占学分进行比较时,将各个学校的课程经过重新分类组合,主要有4类,即公共课程、专业课程、教育课程和实践课程,结果如表1。

[学分(比例)\&公共课程\&专业课程\&教育课程\&实践课程\&总学分\&北京师范大学\&44(27%)\&81(49%)\&10(10%)\&15(14%)\&166\&华东师范大学\&44(28%)\&74(47%)\&24(15%)\&16(10%)\&158\&东北师范大学\&51(33%)\&75(48%)\&25(16%)\&14(9%)\&155\&四川师范大学\&55(32%)\&73(43%)\&30(18%)\&12(7%)\&170\&湖南师范大学\&55(33%)\&79(48%)\&20(12%)\&12(7%)\&166\&徐州师范大学\&54(32%)\&78(45%)\&18(10%)\&22(13%)\&172\&长春师范学院\&60(34%)\&61.5(35%)\&21.5(12%)\&33(19%)\&176\&宁波大学\&50.5(30%)\&66.5(41%)\&33(20%)\&14(9%)\&164\&安庆师范学院\&57.5(31%)\&69(37%)\&24(12%)\&37.5(20%)\&188\&][表1][大学本科地理科学专业课程学分安排]

从表1可以看出,各学校的总学分存在一定的差异。大学本科地理科学专业所开设的课程中,专业课程所占比例最大,其次分别为公共课程、教育课程和实践课程。教育部重点高校――北师大、华东师大、东北师大这三所学校专业课程所占比例较大;教育课程也占有一定比例,均在10%~20%。宁波大学和东北师范大学的教育课程学分及其所占比例最大,这在一定程度上反映了这两所学校比较注重教师教育,教师教育课程开设得较多。

二、专业特色课程

在公共课程、专业课程、教育课程以及实践课程中,各学校的公共课程和实践课程基本相同,而专业课程和教育课程都有特色课程。研究所选取的各学校公共课程基本相同,大致包括政治、历史、数学、外语、体育、计算机;而实践课程则几乎完全一致,包括部门地理野外实习、综合自然地理野外实习、教育见习、教育实习、毕业论文。专业课程可以概括为“大同小异”,“大同”指这些学校都开设的专业课程,大致包括引入性课程和专业基础课程。引入性课程主要是《地理科学导论》。专业基础课程包括相关学科基础课程、部门地理课程、区域地理课程以及技术性课程。相关学科基础课程主要为物理、化学方面的课程。部门地理课程分为自然地理和人文地理两个方面,自然地理包括《地质学》、《土壤地理学》、《水文学》、《生物地理学》等,也包括环境方面的一些课程,如《环境科学导论》、《环境影响评价》等;人文地理包括《文化地理学》、《经济地理学》、《城市地理学》、《人口地理学》等;区域地理课程主要为《中国地理》、《世界地理》;技术性课程分为地图、地理信息系统、遥感方面的课程,如《测量与地图学》、《GIS概论与应用》、《遥感概论》等。专业课程中的“小异”主要是各个学校的专业拓展课程存在差异,这在一定程度上反映了学校地理科学专业的特色课程。如表2所示,北京师范大学的专业特色课程最多,主要集中在遥感方向。在乡土地理方面,北京师范大学有《乡土地理》,但湖南师范大学和徐州师范大学则有较为具体的乡土地理课程,分别为《湖南地理》和《江苏地理》。华东师范大学较为明显的专业特色课程主要是《河口与海岸》、《现代沉积学》、《环境考古》。笔者认为各所学校的专业特色课程一般与学校的优势专业方向以及该方向的教师有关。如北京师范大学地理科学专业李小文院士的研究方向为遥感;而华东师范大学有河口海岸研究所国家重点实验室以及研究该方向的陈吉余院士。另外,其余学校也有相应的专业特色课程,如湖南师范大学的《天体观测》和长春师范学院的《地球与宇宙》。

[学 校\&特 色 课 程\&北京师范大学\&《政治地理学》《交通地理学》《乡土地理》《GPS原理与应用》《地表水热平衡》《流域管理》《数字地面模型》《微波遥感》《遥感影像地学分析》《海洋遥感》《3S综合实习》\&华东师范大学\&《河口与海岸》《现代沉积学》《环境考古》《最新地理文献阅读》《软件工程与GIS设计》\&东北师范大学\&《湿地科学》《地理科学进展》\&四川师范大学\&《灾害学原理与减灾》\&湖南师范大学\&《天体观测》《城市气候学》《矿产资源学》《湖南地理》\&徐州师范大学\&《江苏地理》《海洋学》《工业地理学》\&长春师范学院\&《地球与宇宙》《可持续发展研究》\&宁波大学\&无\&安庆师范学院\&《地理调查研究方法》\&][地理科学专业特色课程][表2]

三、教师教育类课程

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中图分类号TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)71-0204-02

1遥感制图概论

遥感制图是指通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。遥感图象有航空遥感图象和卫星遥感图象,制图方式有计算机制图与常规制图。目前应用最多及着重研究的是利用Landsat的MSS图象制图。由于多波段的卫星图象具有信息量丰富、现势性强,利用它编图周期短等优点,在制图方面得到了广泛的应用。简单地说是通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程,可作为新编地形图的重要信息来源。

传统地图的制图方法是测绘,编绘。随着计算机及相关输入、输入设备的使用,出现了计算机地图制图,实现了工艺上和技术上的变革,产生了数字地图。遥感技术的兴起使传统的地图编制理论与方法发生了深刻的变革。因为遥感技术可以通过多平台、多波段、多时相的信息源,快速、真实地提供了丰富的制图信息。遥感技术在地图学领域的应用,也大大缩短了地图的成图周期。

2遥感制图方法分类

遥感技术的出现,使得制图方法拓宽,从而丰富了地图类型以及地图内容。从广义的概念上讲,遥感影像制图是由遥感影像加以特定地图要素的符号,比如境界线、风向、等压线,再辅以注记、说明、图廓、图框、图名、图例等成图。

2.1常规方法

常规方法制作遥感影像地图过程与步骤上与普通地图编制、生产流程基本相同,但是又有所区别,遥感影像地图主要用影像表现信息,需要进行影像处理,如滤波和变换;而且制图综合简单许多。

生产流程上包括:设计、选图像、选底图、影像纠正、制版、套印。

展开来讲,设计阶段:根据任务要求进行影像地图设计,确定资料,专题要素表示方法的选择,图面配置要求,生产流程,生产技术措施,质量管理方法等等;

选图像:要根据制图专题内容,选择恰当时相和波段的图像,对选好的图像进行预处理,对专题内容进行目视解译;

选底图:所选择的基础底图要反映出区域地理背景,对影像进行位置纠正,选择的底图范围要与制图范围相适应,比例尺与制图比例尺一致,要素相对要全面;

影像纠正:即要求影像与底图具有一致的坐标系统;

制版:使遥感影像解译形成的线划注记版,影像套合地图的基本要素有经纬网、高程点、等高线、交通网、境界线、居民点。

套印:分色、分色片、套印。

2.2计算机辅助制图方法

在计算机系统支持下,根据地图制图原理,应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术,实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。

需要计算机的软硬件设备进行处理,硬件设备包括输入设备、处理设备、输出设备。软件包括图像处理软件,地图编辑处理软件,专用制图软件。

生产流程包括:选图像、数字化,选底图,数字化,影像纠正与图像处理,影像镶嵌、地图拼接,影像与地图复合,制作符号注记层,图面配置,图件输出。

展开来讲,选图像、数字化:根据制图内容和要求选图像,包括时相、波段、多景图像来源尽可能统一图像质量,对于摄影胶片,需“数字化”黑白扫描,彩色扫描;

选底图:所选择的基础底图要反映出区域地理背景,对影像进行位置纠正,选择的底图范围要与制图范围相适应,比例尺与制图比例尺一致,要素相对要全面;

数字化:底图数字化的方法包括手扶跟踪数字化、屏幕数字化、扫描矢量化,步骤包括分幅、分层数字化,又要编辑、检查;

影像纠正与图像处理:几何纠正使得影像具有底图一致的坐标系统,方法上使用控制点纠正;图像处理上要做到消除噪音、去云、信息增强;方法上采用对比度变换、图像平滑、锐化、彩色合成、主成分变换等方法。

影像镶嵌、地图拼接:几何校正以及边缘灰度处理;

影像与地图复合:将统一区域的图像与图形准确套合;

制作符号注记层:即地图符号与注记的选择;

图面配置:图名、图例、图框、比例尺、指北针等等;

图件输出:利用设备输出

总结来讲:遥感制图包括遥感图像输入、数据预处理、图像识别分类、几何投影变换、影像图形输出等步骤。

2.3遥感制图中重要步骤

图像镶嵌:为了便于镶嵌,镶嵌要有足够宽的重叠区,最好不少于图像的1/5,如果过于狭窄,会影像镶嵌精度,特别是图像边缘会出现扭曲。镶嵌时最好先进行图像校正,这样精度会高些。

图像变换和增强:要注意综合使用各类方法,来突出相关的专题信息,提高图像视觉效果。综合使用光谱增强、彩色增强和空间增强。

3 发展前景

遥感制图按照表现内容可以分为普通影像地图和专题影像地图。按照获取遥感信息传感器可以分为航空摄影影像地图,扫描影像地图,雷达影像地图。

遥感影像地图在现代化的应用中具有明显的优势。其信息量丰富,与传统地图相比,遥感影像地图上没有信息空白区域。传统地图往往经过制图综合,地物分布信息被高度概括。形象直观,影像是经过“自然概括”的,而不是“人为综合、抽象”的。能直观形象地反映地势起伏等形态,增加了地图的可读性。具有一定的数学基础,与一般的遥感影像相比,遥感影像地图具有较为严密的数学基础,可以方便确定地理位置、进行地图量测与定量分析。现势性强,遥感技术可以快速、准确、动态地获取信息,遥感制图成图周期短。目前应用最多及着重研究的是利用Landsat的MSS图像制图。由于多波段的卫星图像具有信息量丰富、现势性强,利用它编图周期短等优点,在制图方面得到了广泛的应用。

4结论

随着数字环境和软硬件设备的飞速发展,遥感制图具有广阔的发展前景,多层次、多元化、系统化的遥感制图体系必将形成。

参考文献

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二、培养方案的基本框架与课程体系

1.培养方案的基本框架传统的教学计划是以知识的传授为主体,以课程设置为主线。在构建2013本科人才培养方案时,基于信息化测绘的特色,跳出了传统教学计划的框框,以素质教育为主体,以能力培养为主线,以学生个性发展为目标重塑了测绘工程专业本科培养方案的基本框架。测绘工程专业2013本科培养方案的制订遵循了以下5个原则:1)强化通识课程体系,促进通识教育与专业教育的有机结合,实施研究型测绘工程专业教育。2)打破学科壁垒,构建测绘工程专业和相关学科专业的共同学科基础课程平台,优化课程体系和结构,培养复合型宽口径高素质人才。3)深化实践教学改革,完善实践教学体系,改进实践教学方法,丰富实践教学内容,培养学生创新精神和实践能力。4)注重因材施教,为学生自主学习和研究创造条件,提供多样选择和路径,大胆探索拔尖创新人才培养模式。5)加强专业和课程创新探索与国际化建设,加大国外优质教学资源的引进力度,培养学生领导能力与国际视野。2.构建创新型、复合型课程体系2013测绘工程本科人才培养方案的课程结构总体分为通识课程、专业课程和任意选修课程三大部分。通识课程除“思想政治理论课程”“形势与政策、国情教育与社会实践”以及“英语、体育”课外,还包括交流与写作类、数学与推理类、人文与社会类、自然与工程类、艺术与欣赏类、中国与全球类、研究与领导类等七大领域,要求学生在每个领域选修一定的学分。交流与写作类课程有“表达与沟通”“科技写作”“PracticalEnglishWriting”等,主要是培养大学生交流沟通能力、表达能力、写作能力等;数学与推理类课程有“高等数学”“线性代数““概率论与数理统计”“C语言程序设计”等,主要是培养大学生数学素养、统计归纳能力、逻辑推理能力、形象思维能力、使用计算机解决实际问题能力等;人文与社会类课程有“道德、法律和公民意识“知识经济与知识产权”“《四书》导读”等,主要是培养大学生文学鉴赏能力、人文价值判断能力,提高对自身和社会深入思考能力等;自然与工程类课程有“地球科学概论”“大学物理”等,主要是培养大学生用自然科学和工程的方法分析和探索世界的能力等;艺术与欣赏类课程有“音乐欣赏”,主要是培养大学生艺术素养与欣赏能力等;中国与全球类课程有“中国文化概论”“西方哲学史”“世界文化与自然遗产”,主要是培养大学生了解中华文明,开阔世界眼界、国际化思维、战略思维等;研究与领导类课程有“组织行为学”“管理科学理论与方法”“网络信息检索”等,主要是培养大学生的领导能力、管理能力、研究能力等。专业课程有分学科基础(平台)课程、专业主干课程、实验和实践性课程3大系列。学科基础(平台)课程有:测绘学概论、GNSS原理及其应用、地理信息系统原理、遥感原理与应用、数字地形测量学、误差理论与测量平差基础、地图学基础、大地测量学基础,FORTRAN语言程序设计,UNIX/LINUX操作系统。专业主干课程:摄影测量学、物理大地测量学、大地形变测量学、空间大地测量学、工程测量学、变形监测数据处理、工业测量、航空与航天成像技术、数字摄影测量学、数字图像处理、GIS工程设计与实践、空间数据库原理。实验和实践课程:数字测图实习、误差理论与测量平差基础课程设计、大地测量课程设计与实习、工程测量学课程设计与实习、GNSS测量与数据处理实习、遥感实习、数字摄影测量实习、物理大地测量学课程设计与实习、大地形变测量学课程设计与实习、GIS课程设计与实习、空间数据库实习、毕业设计。10门学科基础(平台)课程是测绘工程专业所有专业方向的必修课,其中“测绘学概论”等8门课是测绘学科教学指导委员会规定的测绘工程专业的必修课,而“FORTRAN语言程序设计”“UNIX/LINUX操作系统”这两门课主要是针对信息化测绘要求加强计算机编程能力而增设的。专业主干课程、实验和实践课程则分两部分:一部分是所有专业方向必修的课程,另一部分则按专业方向分模块设计,具体情况见表1。在专业主干课程、实验和实践性课程中我们加大研究型课程的力度,每个模块的专业主干课程都配有课程设计或实习或者两者兼之,老师在主讲此类课程时把最新的研究成果加入,同时采用启发式教学,留问题让学生思考,一些问题的答案往往可以通过课程设计或者实习得到解决,这种主干课程配课程设计或者实习的模式实际上就是通过理论联系实际更有利于学生进行研究性学习。为加强专业的国际化建设,我们加大了国外优质教学资源的引进力度,在专业课程系列中,开设部分全英文或者双语课程,这些课程的教材大部分应用国外先进的原版教材,主讲这些课程的主要由学院聘请的外籍教授或有留学背景的教授、副教授。目前开设的课程有“误差理论与测量平差基础(er-rortheoryandleastsquareadjustment)”“GNSS原理及其应用(GNSS:principlesandapplications)”“大地测量学基础(fundamentalofgeodesy)”“工程测量学(engineeringgeodesy)”“物理大地测量学(physi-calgeodesy)”等。测绘工程专业学生毕业需要的学分是150学分,其中通识课程学分是66.5,占总学分(150学分)的44.3%,专业课程学分80.5,占总学分的53.7%。在专业教育中,其中必修课程学分39.5,占专业教育学分的49.1%;选修课程27学分,占专业教育学分的33.5%;集中实践教学8学分,占专业教育学分9.9%;毕业论文或设计6学分,占专业教育学分的7.5%;各专业方向的实践教学总学分(含毕业设计、课间实践教学和集中实践教学环节)情况是:大地测量学与卫星导航方向27.1学分,占总学分的18%;工程与工业测量方向29.8学分,占总学分的19.9%;航空航天测绘方向29.5学分,占总学分的19.7%;地理信息工程方向28.5学分,占总学分的19%,具体见表1。任意选修课程是作为专业补充或个人兴趣爱好而由学生自主选择的课程。学院鼓励学生跨院(系)、跨专业选修课程,学院对学生的选课给予必要的指导,培养方案中有3学分的任意选修课程,占总学分的2%。此外,我们注重因材施教,为学生自主学习和研究创造条件,提供多样选择和路径,将创新教育纳入课程体系,规定本科生在学习期间获得的创新学分可以作为任意选修学分。

三、测绘工程专业(卓越工程师教育培养计划)培养特色

武汉大学测绘工程专业2012年入选“卓越工程师教育培养计划”,测绘工程专业(卓越工程师)培养以“面向工程、面向未来、面向世界”的工程教育理念为指导思想,以测绘工程专业认证标准为培养依据,以测绘行业发展对工程技术人才需求为导向,与测绘企业密切结合,整合已有的专业课程,强调宽口径、厚基础,不细分专业方向;以卓越测绘工程师和注册测绘师后备人才为培养目标,强化培养学生的工程能力和创新能力,培养具有扎实的测绘工程理论基础,具备较强的数学、物理、计算机等相关学科基础知识,掌握全面的测绘技术,熟悉测绘管理与法律法规,具备卓越的解决测绘工程实际问题的综合能力,拥有测绘产品社会化服务的专业技能;加强工程实践环节,采用“3+1”校企联合培养模式,有一年时间在企业学习、实践,实行校企“双导师”制,着力提高学生的工程创新意识、测绘专业素质和工程实践能力。成为适应经济和社会发展需要的“厚基础、宽口径、高素质、强能力”复合型、创新型人才。2013版培养方案,对测绘工程专业(卓越工程师教育培养计划)培养方案也进行了修订,其中学科基础(平台)课程与测绘工程专业相同,而专业主干课程(包括物理大地测量学、工程测量学、摄影测量学、数字图像处理、GIS工程设计与实践和空间数据库原理)则涵盖测绘工程专业的4个专业方向。实验和实践课程进一步得到了加强,共分3个模块。一是工程基础实习模块,有“数字测图实习”“大地测量实习”“误差理论与测量平差基础课程设计”和“地图编制实习”;二是工程专业实习模块,有“GNSS测量与数据处理实习”“物理大地测量学实习”“工程测量学课程设计与实习”“摄影测量与遥感实习”和“地理信息系统实习”;三是工程综合实习模块,有“管理与市场开发实习”“测绘专题”“专业实习”。第三模块的工程综合实习以及本科毕业设计都将在企业完成。实践教学总学分(含课间、集中实践及毕业设计环节)是37.3学分,占总学分的24.9%,明显高于其他4个专业方向的实践教学所占的比例。测绘工程专业(卓越工程师)培养方案代表了工科教育的发展方向,它也与世界先进的工科教育理念相接轨,其最大的特色是行业企业深度参与培养过程,强化培养学生的工程能力,全面提升学生的创新意识、创新精神和创新能力。

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1997年教育部对我国高等教育专业目录进行了修订,在地理学一级学科下增设了地理信息系统本科专业。将近10年时间,全国已有100多所高校建立了该专业,其中大部分依托原有的地理学、测绘工程等专业,因此专业培养模式和课程体系存在着较大差异。2003年8月,地理信息系统协会召开了首届GIS专业教育研讨会,提出了GIS专业课程体系设置方案,提出“低年级宽口径、高年级分类培养”的基本模式,但没有涉及到农林院校。随着地球信息科学和现代林业科学的发展,GIS技术在林业中的应用范围不断拓广,层次不断深入,建立适应地理学类专业基本要求、又具有森林资源与生态环境应用特色的立体人才培养模式和专业发展平台,以及立体化课程体系和实践教学体系,对于GIS教育和现代林业的发展都具有重要意义。北京林业大学GIS专业是在摆脱原有专业的情况下设立的全新专业,因此建立新的立体化课程体系具有必要性和可行性。

一、专业定位与特色

GIS专业的基本特点是该专业属于新兴的综合性、交叉性学科范畴。根据专业人才培养的基本要求,通过对国内外GIS专业教学模式和课程设置的充分调研,结合我校的特点,适应林业和生态环境建设对创新性人才的需求,我们提出“立足林业,服务生态”的办学理念。通过专业建设,形成既适应地理学类专业基本要求、又具有森林资源与生态环境应用特色的立体人才培养模式和专业发展平台,以充分体现该专业的交叉性、边缘性、综合性和技术性,服务于生态环境建设。通过培养方案修订、课程体系优化、教学内容和手段改进、实践教学环节改革,构成专业建设的系统性工程,形成完善的立体人才培养模式,建立起专业发展平台,构建立体课程体系,使人才培养模式、课程体系、教学内容和手段等各个环节都得到极大的改造和提升,形成创新性人才培养和专业发展、学科发展的新特点,即:重视基础、面向应用、突出重点、深入前沿、分类培养、拓宽口径。

我校地理信息系统专业的特色在于培养学生的地理信息系统设计、开发和地球信息科学综合应用能力,以资源与环境调查、信息管理、监测、评价、预测及决策为主要应用方向。学生主要学习地理信息系统和地图学、遥感技术、卫星定位系统等方面的基本理论和基本知识,受到应用基础研究、技术开发方面的科学思维和科学实验的训练,具有地理信息系统研究、设计与开发的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。专业定位概括为:3S理论技术基础扎实(专业的根本,提高培养层次);立足林业,服务于生态环境建设(体现专业特色);适当兼顾其他领域应用(拓宽就业渠道)。 br>

二、专业培养目标和培养方式

(一)专业培养目标

GIS专业主要培养具备地理信息系统与地图学的基本理论、基础知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施规划和管理、政务商务管理等领域从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

1.掌握数学、计算机科学、地理学、信息管理等方面的基本理论和基本知识;

2.掌握地理信息系统和地图学的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及地理信息系统技术开发的基本原理和基本方法,具有地理信息系统设计与开发、空间信息处理分析、系统管理和维护的能力;

3.掌握森林资源与生态环境调查、监测、评价、信息管理的基础知识;

4.了解国家科学技术、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规;

5.了解地图学与地理信息系统学科的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及地理信息系统产业发展状况,具有较强的学习能力和创新意识;

6.受到应用基础研究、技术开发方面的科学思维和科学实验的训练,具有一定的从事科学研究工作的能力;

7.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。

(二)专业培养方式

GIS专业以课堂教学、实践教学、毕业论文、综合实习为主要培养方式,由技术应用人才、地理信息系统设计与开发人才、科学研究人才、创新型拔尖人才四个层次构成立体人才培养模式。

1.通过课堂教学使学生掌握本专业的基本理论、技术和基础知识。教学过程中以教师为主导、学生为主体,充分发挥学生的能动性,采用启发式、研讨式等教学方式,加强学生的自学能力,培养学生勤于思考、善于提出问题并独立解决问题的能力;

2.通过实践教学加强学生的基本技能,培养学生的动手能力。主要通过综合性设计性实验的合理安排以及综合性实习,培养学生分析问题和解决问题的能力;

3.通过毕业论文和综合实习环节,训练学生的表达能力和写作能力,以及掌握文献资料的能力,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力、独立工作的能力;

4.通过设置名师教室、科研训练学分和创新学分,使学生了解学科发展的前沿,培养创新意识和创新能力以及团队意识;

5.通过第二课堂、社团活动等加强素质教育,使学生具有一定的管理组织能力,积极参与多方面的社会服务与公益活动,树立服务社会的思想。

三、立体人才培养模式和课程体系

立体人才培养模式的基本思想是严格按照因材施教的原则,改革传统的一刀切这种单一的人才培养方式,根据生源的不同特点、兴趣和基础,将人才培养目标划分为不同层次,根据不同层次的培养目标制定相应的培养计划,提出不同的培养要求,学生毕业后达到不同的专业层次。

(一)立体人才培养模式

由技术应用人才、地理信息系统设计与开发人才、科学研究人才、创新型拔尖人才四个层次构成金字塔培养模式。

第一层次(技术应用人才):培养掌握地球信息科学基础理论和技术,面向广大行业服务的应用型人才。要求学生具有扎实的计算机、地学、数学基础,面向多行业应用,熟悉和了解森林资源与环境调查、监测与评价,土地资源评价,房地产评估,地籍与 施工测量,区域分析与规划等多学科的基础知识与基本技能,特别是森林生态学、森林经营与管理、资源调查监测与评价、灾害监测等方面的基础知识与基本技能,能够胜任林业和生态环境建设领域有关空间信息获取、管理、分析等工作。

第二层次(地理信息系统设计与开发人才):在第一层次的基础上,培养在计算机、信息科学等方面具有较为扎实的知识和技术,面向企业、科研单位、教学行业的GIS设计与开发人才。要求学生熟练掌握VC++、JAVA等程序设计语言和系统设计工具,数据库管理和应用技术,软件工程、数据结构等基础理论和知识,了解GIS发展的最新动态,能够从事GIS设计与开发工作。

第三层次(科学研究人才):培养掌握学科前沿理论和技术,具有进一步培养潜力的高层次后备人才,毕业后可以直接进入硕士阶段的学习和深造,或成为科研、教学行业的研究型人才。要求学生具备多学科交叉知识的背景,掌握人工智能、空间统计学等基础理论,能够利用地球信息科学与技术在资源环境领域从事科学研究工作。

第四层次(创新型拔尖人才):这类人才应具备扎实的专业基础和独立从事研究、开发的能力,有一定的创新意识和创新能力,通过国际交流与合作,争取到国外深造。

将该模式用一个圆锥体来表示,圆锥的每一个截面构成一个不同的培养层次,在二维截面上,表示该层次应具备的知识和技术,底面是该专业的基本要求。层次越高,人数逐渐减少,学生的知识储备量是相应截面下圆台的体积。通过该模式的培养,学生毕业后可以成为3S技术在资源环境中的应用人才、软件开发人才、了解和掌握3S技术前沿信息的研究型人才以及高素质的拔尖人才。

根据此培养模式,在新的教学计划中,将第一层次的基础知识和基本技能培养作为专业基础和主干课程,通过不同门类的专业选修课达到该层次不同行业应用型人才的要求;第二层次通过专业主干课和有关系统开发设计的专业选修课达到培养目标;第三层次在前两个层次的基础上,通过人工智能、空间统计学、数据挖掘与知识发现等理论、技术的学习,以及创新性实践活动(如科研训练)达到要求;第四层次通过从低年级的外语加强,到高年级的专业讲座、名家讲堂、导师导向培养等多种方式,培养拔尖人才。

转贴于 (二)立体化课程体系的建设和优化

根据立体培养模式,建立理论——技术——应用的教学体系。与此相适应,在课程体系中,专业基础课注重基础理论的培养,要求深而广;专业课的设置注重知识的深度,体现学科发展的前沿,从技术的角度加深;选修课则注重知识的广度,体现资源与环境特色,面向实际应用。通过合理的课程设置,以3S技术在资源与环境中的应用为核心,加强相关学科的专业知识基础,形成完整的知识结构体系,以适应本学科综合性边缘学科的特点。

1.课程设置原则

(1)体现林业特色。我校GIS专业在加强专业基础的同时,应体现森林资源与环境应用的特色。因此,设置林业生态环境工程概论、森林资源监测与评价、森林生态学等课程。

(2)加强开发能力培养。根据GIS专业的基本要求以及社会需求,加强开发的基础,使学生掌握GIS软件开发的基本方法、开发环境的工具,适应多种行业对软件开发人员的需求,设置VC++、C语言、GIS设计与开发等必修课,以及选修课Java语言、WEBGIS等。

(3)强化实践环节。GIS专业是技术性很强的专业,对学生实际动手能力要求很高,因此实践环节是教学效果和质量保障的关键。主要措施包括:综合实习5周,时间按排在第六学期末的暑假,不占用正常教学时间,地点以校外实习基地为主,结合教师的科研课题,内容包括数据获取的途径和方法、应用主流平台进行空间数据处理、模型与系统开发、数据维护等。

(4)尽早培养专业意识和创新意识。将遥感、GIS等主干课程设在二年级下半学期,使学生在二年级就开始接触专业核心。在核心课程教学中增加讲座、讨论教学方式,该方式已经在目前的教学中尝试并取得很好的效果。同时,设置“数据仓库与知识挖掘”、“地学模型基础”两门选修课,跟踪学科发展。

(5)强调课程之间的衔接,体现学科交叉的特征。由于学科的交叉性强,涉及计算机、地理学、数学、资源与环境等多种课程,课程之间密切相关,将“地球科学概论”与“系统科学概论”合并为“地球系统科学概论”,体现专业的特征。

(6)体现分类培养的理念。根据专业特点,同时体现我校的特色,拓宽专业渠道。选修课分为三类:开发类、应用类和前沿类课程。学生可以根据自身的特点选择相应类别的课程,并自成体系。

2.基本课程设置

(1)主要专业基础课:强调计算机、地学、数学基础,以面向多种行业发展。

①计算机课程:包括计算机技术基础(理)、VC++、数据结构、计算机图形学、数据库原理与技术、软件工程等。

②地学基础课程:包括自然地理学、地球系统科学概论、地图学。

③数学课程:包括高等数学A、线性代数A、数理统计等。

④资源环境管理:包括林业生态环境工程概论、森林资源监测与评价。

(2)主要专业课:强调3S理论和技术的掌握。

包括专业概论、测量学、GPS原理与应用、计算机制图、数字摄影测量、遥感原理与应用、地理信息系统原理与应用、遥感图象处理、GIS设计与开发。

(3)专业选修课:注重计算机、数学、地学知识的扩展和在3S技术中的应用,与研究生教育衔接。

专业选修课包括:

①计算机科学:计算机网络技术、多媒体技术及应用、微机原理、虚拟现实技术、计算方法、Java语言、人工智能、数据仓库与知识挖掘。

②地学:经济地理学、人文地理学。

③数学:地学模型基础、多元统计分析。

④应用:土地评价与土地管理、地籍测量与管理、施工测量、森林生态学、WEBGIS、区域分析与规划、资源环境信息系统、森林经营管理等。

通过以上课程设置,以3S技术在资源与环境中的应用为核心,加强相关学科的专业知识基础,形成完整的知识结构体系,以适应本学科综合性边缘学科的特点。

四、立体实践教学模式

在实践教学方面,改革和完善实习、实验内容,增加综合性实习比重,以利于学生了解课程之间的联系并联系实际。立体实践教学模式包括四个基本层次。

(一)课堂实验

根据新的培养模式,对原有教学计划中专业基础课和专业课以及部分专业选修课的实验环节进行系统分析和实验效果跟踪,根据跟踪结果对部分实验内容进行适当调整,增加综合性设计性实验的比重。

(二)课程实习

实习内容注重培养学生的综合设计和开发能力,如在遥感图象处理与应用、GIS开发与应用课程中,采用国际主流平台培养学生的软件设计和开发能力。组织学生到企业、科研院所参观学习,增强学生对科研和生产应用的了解,以利于学生扩展就业思路,确定自身专业发展方向。

(三)综合实习

通过项目研究,决定增加5周的综合实习环节,以教学基地为主要平台,联合相关企业开展高年级综合实习,由专业教师和企业、科研院所共同承担指导工作,提高学生的综合素质,将理论和技术应用于生产实际中。

(四)科研训练

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[中图分类号] G423.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)03?0054?04

针对当前工程人才培养存在重理论、轻实践,重论文、轻设计等问题,2010年教育部推出了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称卓越计划)。卓越计划是为了贯彻党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署的要求而提出的一项高等教育重大改革计划。其目的是提高学生的工程实践能力、设计能力和创新能力,培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的卓越工程师后备人才[1]。目前我国有61所高校被批准为卓越计划高校,其中部分高校开设了测绘工程专业(中南大学与黑龙江工程学院的测绘工程专业已被批准为“卓越计划”的试点专业)[2]。测绘工程专业是地学领域中实践性较强的专业之一,它涵盖了旧专业目录中的大地测量、测量工程、摄影测量与遥感(部分)和地图学等四个本科专业[3],这使得当前测绘工程专业培养要求具有更全面的专业基础知识。由于“3S”(GPS、RS、GIS)技术在测绘领域的应用和普及,使测绘工作从工具到理论都发生了根本的变化。专业整合、测绘新技术的发展及测绘学科内涵的不断扩展,使得测绘工程专业教育与教学必须跟上时代的步伐,“卓越计划”正符合测绘工程专业教育与教学改革的方向。“卓越计划”实施的关键之一是制定与之相适应的专业培养方案,它是从专业培养角度对卓越工程师培养提出的具体要求和措施,主要包括培养标准、课程体系及校企联合培养方案制定与实施方面的内容。本文针对信息化测绘系统下测绘工程专业的特点,分析制定测绘工程专业培养方案的制定原则,具体研究培养标准、课程体系及校企联合培养方案三个方面的内容,为制定和实施“卓越计划”测绘工程专业培养方案提供借鉴和参考。

一、制定原则

“卓越计划”培养方案的制定首先应对人才培养的层次定好位,然后根据专业特点,突出行业背景,注重创新能力、人文素养及生产管理能力的培养。

1. 人才培养层次的定位

行业和社会对工程人才的需求具有多样性,从工程师的类型来说,有服务型、生产型、设计型和研发型[4]。笔者认为卓越测绘工程人才的培养至少应该分两个层次,即生产设计型和生产研发型。他们的区别只是侧重点不同,前一层次应强调设计创新能力的培养,后一层则应多一些技术创新能力的培养。我国高校具有多种类型,主要可分为研究型和教学型两大类。我国不同类型高校的人才培养层次有明显的不同,本次参与“卓越计划”的高校包含这两大类型的高校,卓越工程师的培养也应根据学校的类型在培养层次上定好位。同时,在制定培养方案或具体措施时,还要考虑同一学校中学生的个体差异。

2. 测绘工程专业的特点

每个专业人才培养都应符合其专业的特点,制定培养方案时,必须根据专业特点设置课程体系并制定相应的教学方式。测绘工程专业的特点主要有:①实践性强。从工程设计、数据采集、数据处理到测绘产品制作,都需要很强的动手能力。主干课程都应安排较多的实验课程以及相对应的实践类课程,课程设置时,其占的总学时数应在30%以上。②专业涵盖面宽。从内容上来说,它涵盖了旧专业目录中的大地测量、测量工程、摄影测量与遥感(部分)和地图学等四个本科专业。因此,制定方案时要融合四个旧专业的主要内容,并以大地测量与测量工程的内容为重点。从专业服务来说,测绘工程技术可以应用于广泛的工作领域,如国土、矿业、城市规划、工程建设、国防等,这就需要开设相关专业领域的课程,如土木工程概论、地质学基础、城市规划原理等课程。③依赖工具。测绘科学是随着测绘工具发展而发展的,现代测绘基本上就是依托电子信息技术,包括体现测绘学科特色的“3S”技术。根据该特点,方案中应设置计算机技术与测绘专业结合紧密的课程,加强计算机应用技术能力的培养。

3. 行业背景不同

虽然许多高校都在向综合性大学发展,但大部分高校仍具有行业特色。各高校在测绘工程专业上一般也结合其行业特色进行人才培养,如:中南大学、中国矿业大学、山东科技大学、长安大学、河南理工等具有地矿特色,同济大学具有土木特色,西南交大具有铁路特色,河海大学具有水利特色等。课程设置时应考虑增加一些与行业特色相关的专业基础类课程,并在专业课程的课程内容中体现出行业特色。“卓越计划”将行业企业的参与作为实施该计划的前提,其中的校企联合培养阶段的培养方案可以更充分地体现行业特色。

4. 注重创新能力、人文素养及管理能力的培养

从培养学生的能力上讲,“卓越计划”要注重培养学生的工程实践能力、生产管理与企业经营能力及人文素养。实践是创新的基础,在创新能力培养方面,我校以教师科研项目和科研实验室向学生发为手段,联通教学和科研,采用案例、启迪、学科交叉、科研训练、自主设计实验等方式,打造学生创新能力锻造平台,并设置相应考核办法以及必须达到的学分要求。在工程专业的教育过程中除了专业的知识,还需要哲学、经济、法律等人文社会科学方面的知识[5],人文社科的知识素养往往决定了学生的创新视野和创新思维,培养方案中应加强人文素质方面的课程,我校结合“卓越计划”的培养特点,在全校开设了相应的课程。从培养人才层次来说,“卓越计划”培养的学生应该是今后本行业领域的领军人才,这就需要加强培养其领导管理能力,培养方案中除设置相应的管理类课程外,在课外研学中也应有所加强。

二、培养标准

培养标准是指学校层面制定的本校加入“卓越计划”的各个专业卓越工程师的培养标准。它是专业培养方案的核心内容,是参与高校制定的本校实施“卓越计划”的纲领性文件,一般在通用标准和专业标准的基础进行深化,强调实践创新能力、良好的人文素养及企业管理能力的培养。测绘工程专业总体应达到的标准是:具有扎实的自然科学基础和测绘工程理论知识、掌握测绘工程专业技能、具备空间信息综合处理能力、较强的测绘工程实践能力,具有良好的人文素养,知识更新与自我完善能力、良好的沟通与组织管理能力和国际视野的测绘工程专业高素质人才。培养的学生可从事测绘工程领域的科学研究、从事空间信息的采集、分析、整合、评价、决策等测绘工程领域的科技工作,也可承担企业管理、生产技术管理及企业市场经营等工作。能达到工程测量师技术能力要求时,可获得工程测量员的技术资格,并具有在毕业4年后能获得国家注册测绘师的能力。对应国家标准又可分为以下几个方面:

第一,具备良好的人文素养和职业道德、了解相应的法律法规,拥有对职业、社会、环境的责任感。

第二,掌握测绘工程专业所需的相应自然科学知识,具备扎实的测绘工程基础、专业理论基础和相关学科的基本理论知识,了解本专业的发展现状和趋势。①具备从事测绘工程学科所需的自然科学基础知识,包括高等数学、概率统计、大学物理等。②掌握测绘工程技术所需的工程科学基础知识,包括工程力学、电工电子学、计算机技术、实用数据处理、数字图像处理、土建工程、工程地质等相关学科的知识。具有应用工程基础知识解决实际测绘工程问题的能力。③掌握测绘工程专业基础理论与技术知识。包括空间信息数据采集、处理、表达与利用的基础理论、方法与技术,各种工程的勘测设计、施工及运营监测各阶段的测绘工作的理论方法与技术。具体包括大地测量、工程测量、摄影测量与遥感、地图编制与地理信息系统工程、地籍与房产测绘的理论与技术。

第三,具有解决工程实际问题的能力,较强的工程创新意识,能从事测绘工程设计与施工工作。

第四,能参与测绘工程生产过程和工程项目管理与实施,具有较好的组织管理和经营能力。

第五,善于沟通,能适应环境,不断学习,初步具有竞争和合作的能力。

三、课程体系与能力矩阵设计

培养标准细化后,就要建立相应的课程体系与“标准实现矩阵”,把相应的知识能力落实到具体的课程和教学环节。本方案的课程体系可以分为六类:

①基础课程。包括微积分、线性代数、概率论、数理统计、大学物理、计算机程序设计基础(C++)、测绘学概论、大学计算机基础、工程制图等。

②专业主干课程。包括测量学基础、误差理论与测量平差基础、控制测量学、摄影测量学、遥感原理与技术、工程测量、地理信息系统原理及应用、GPS测量与数据处理、测绘程序设计基础、地图学概论。

③“卓越计划”人文与管理特色课程。包括人际传播与沟通、文学与创意、经济法、领导学、测绘管理与法律法规、企业管理、公共关系学。

④校企联合培养专业课程。包括变形监测与数据处理、测绘工程监理、测绘管理与法律法规。

⑤行业特色课程。包括地下工程测量、地质学基础、土建工程概论。

⑥校企联合实践课程。包括测绘基本技能训练、测量学实习(含设计)、控制测量生产实习(含设计)、工程测量实习、企业综合实习、毕业设计(论文)。

其中,实践类课程可以全部或部分安排在企业进行。校企联合培养的课程也可以部分在企业进行或者由企业实践经验丰富的工程师进行专题讲座。课程体系建立后,应对照培养标准中知识能力大纲所列的知识、能力和素质方面的要素,与用于实现这些要素要求的每一门具体课程和教学环节一一对应起来,即建立起 “标准实现矩阵”(见表1)。在此基础上,拟定教学计划和各门课程的教学大纲,课程大纲的制定应对照知识能力大纲中各要素的要求对课程内容进行调整和更新。

四、校企联合培养方案

实践是工程人才培养的关键环节,“卓越计划”创立了高校与企业进行产学研结合的联合培养人才的新机制,目的是通过此方式解决工程人才培养中校企脱节的问题。依据“卓越计划”的要求,学生在4年的学习中,有一年时间是校企联合培养。我校测绘工程专业卓越培养方案分时段先后进入优秀测绘企业完成36周的工程实践,有5门课程校企联合授课。通过具体工程实践,参预测绘项目策划、技术设计、实施、技术总结、成果检查验收,使学生掌握测绘工程项目生产与管理的一般流程和方法。企业阶段的培养计划主要包括课程内容、基本要求及指导与考核方式等。

1. 校企联合培养的课程内容

主要包括:①测绘基本技能训练3周。要求了解测绘基础知识,掌握测绘仪器的基本操作方法,掌握距离、角度、高差测量以及方位角、坐标、高程确定的基本原理与方法。②测量学实习5周。掌握图根控制测量、小地区大比例尺数字测图的基本原理与方法,了解测绘成果检查验收的基本要求。③控制测量实习4周。掌握平面及高程控制网布设、观测及数据处理的基本原理与方法,并对控制测量成果进行二级检查、一级验收。④工程测量实习3周。深入实践,广泛接触各种工程项目,掌握工程测量、变形监测的技术与方法。⑤部分专业课程学习5周。主要包括测绘工程监理1周,企业实务1周,测绘管理与法律法规1周,变形监测与数据处理2周。⑥企业综合实习4周。到所在企业的总经办、总工办、生产部、综合部、法律部、财务部、市场部、质检部、后勤部、安全部等部门,学习测绘企业经营管理方法、测绘项目生产、技术管理过程。⑦毕业设计17周。在优秀测绘企业,综合应用所学理论知识和实践方法,完成综合性较强的测绘项目的技术设计、生产、检查验收和总结工作,其成果作为毕业设计提交学校。具体内容和计划由学校和相应的大型测绘企业结合实际企业生产情况、岗位需求、学生特点综合制定。

2. 校企联合培养阶段学体要求

①学生在企业学习期间,应根据各阶段实践的主要内容和校企联合培养计划,制定自身学习、工作计划。②掌握多种测绘仪器的操作及检校技能,掌握常规测量技术及现代测绘技术。③参加测绘项目的生产与管理,理论联系实际,验证巩固、深化所学理论知识,初步培养运用理论知识分析、解决工程实际问题的独立工作能力,努力提高测绘工程专业素养。④了解测绘企业及测绘项目管理和经营体制。⑤做好企业学习日志、学结和实践报告或论文。

3. 校企联合培养阶段的指导和成绩考核方式

校企联合培养阶段,学生的学习由在校教师和企业技术专家联合指导,并实行导师制。中南大学在实施“卓越计划”时,要求全面实行双导师制,即校内校外各有一位导师。校企联合培养首先根据企业实际需要由校企联合制订阶段培养计划和预期培养目标,学生在校企联合培养期间要随时向企业指导教师汇报学习进展,在校指导教师也会定期前往企业对学生进行现场考核和指导,督促学生按进度完成学习任务。

在校企联合培养期间,学生除了需要获得上述课程的各科学习成绩以外,还需要获得企业综合学习成绩,该成绩由三部分组成:①企业指导教师对学生的综合评价,包括学习态度、实践能力、综合素养等,该部分成绩占校企联合培养总成绩的40%。②学生撰写的毕业设计(论文),该部分成绩占总成绩的40%。③学生的论文答辩(答辩委员会由校企联合组成),该部分成绩占企业学成绩的20%。

五、结语

为推进卓越工程师教育培养计划,2011年教育部与国家测绘局决定联合实施测绘领域的“卓越计划”,并成立了工作组和专家组。以推进测绘领域的卓越计划的实施,协调相关政策措施,制定专业标准和实施方案,论证高校专业培养方案等工作。在此背景下,我校制定了“卓越计划”测绘工程专业培养方案。由于“卓越计划”刚开始实施,其标准体系和培养方案还需要在实践中检验,并探索完善之。

参考文献:

[1] 张文生,宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].西北工业大学学报(社会科学版),2011,31(1):77-92.

[2] 田青.教育部国家测绘局联合实施测绘领域卓越工程师教育培养计划启动[N].中国测绘报,2011-04-08(1).

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)09-0059-03

遥感是农业高等院校一些专业(如资源环境与城乡规划、土地资源管理、农业资源与环境、环境科学等)的本科生必修的专业核心课程。遥感技术已经广泛应用于社会生产的各个领域,培养遥感应用型的高级技术人才非常重要,但目前农业院校的遥感课程的教学体系、教学内容和教学方式难以适应遥感技术的快速发展,存在不少问题,使培养的人才与社会产生脱节。

一、农业院校遥感教学存在的主要问题

1.遥感课程理论多而杂、抽象化等特点,抑制了学生的学习兴趣。遥感技术具有理论抽象、知识点庞杂的特点,其多学科交叉,基础知识面广而杂,技术性和实践性较强且多应用于大型项目。农业院校的本科生一般是第一次接触,缺乏与课程相关的预备基础知识和背景知识,学习遥感课程太抽象,实际生活中也很难接触到遥感应用方面的项目,这样会导致学生觉得遥感课程“遥不可测”,具有一定的距离感和陌生感。另外,遥感课程在农业类院校中一般属于专业基础性学科,得不到足够的重视,以及学时不多等原因都在一定程度上抑制了学生的学习兴趣。

2.教材内容过于突出前沿科学,忽略了其应用性。现在的农业院校遥感教材已经采用国家农林类普通高等教育“十一五”、21世纪规划教材,虽然教学内容进行了更新,基本上不存在以前的内容过于陈旧的问题,但仍然出现不少问题。主要存在教学内容过于突出其前沿科学以及发展趋势,导致部分教学内容或过于深奥,或与农业类等相关专业的结合性不大,在农业院校等相关领域中几乎应用不到;如“微波遥感原理”深奥难懂,在农业院校相关专业几乎很少用到;又如“高光谱的影像分析”过于深奥,对于遥感课程学时很有限的农业院校本科生关联系不多且过于深奥。现在国民生产的各领域中广泛应用的遥感技术或结合性较强的教学内容,很少有教材提及或提及极少。如近年在灾害监测中广泛应用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW卫星数据WORLDVIEW;又如在农业中应用较多的测定地物光谱仪的设备和我国“北京一号”小卫星在北京近郊农业监测中应用等内容却无体现。脱离生产实践与应用的前沿技术,就像是没有方向的深海之舟,与农业类院校本科生的教学宗旨与教学目标背道而驰。

3.教学手段不够丰富,学生参与不够,缺乏学习热情。农业院校遥感课程虽然普遍使用了多媒体教学技术,但仍是以教师讲授为核心,缺乏形象教学必要的教学手段与辅助教学资料,很少有本科生参与教师的科研项目或大型的工程应用项目。由于时间等种种原因,也很少本科生参加课内外的遥感应用的体验与交流报告,缺乏学习遥感课程的源动力与热情。

4.现有的考试制度抑制了学生的创新。现有的考试制度以考试为主,侧重卷面成绩,试卷考核方式很难考验学生对理论体系的系统性掌握、知识点的内在联系以及实际技能的掌握程度与应用程度。农业院校的遥感实验课程学时设置少,实验个数少,实验成绩占课程成绩的比重不大,一般隶属于遥感课程理论教学的一部分,很少单独开设,实践环节教学得不到足够的重视,且多侧重实验报告成绩,忽视了实践环节学生能力的表现。现有的课程成绩构成缺乏讨论、专题制作、文献检索、学习报告等多手段,在一定程度上抑制了学生参与的积极性和主观能动性,导致学生自主学习的热情不够,缺乏创新的激情。

5.实践学时偏少,缺乏针对农业院校的上机教材。遥感实践课程少,难以培养学生的感性认识,动手能力的提高更是无从谈起。目前,与遥感课程配套上机的教材多是针对高等院校测绘类专业,缺乏与农业院校遥感课程配套的上机实验教材,市场上偶见农业院校专用教程,在内容的设置上与上机实验数据或样例数据方面却与测绘类专业并无多大区别。农业院校类本科生感觉不到遥感实践与专业的相关性或结合性,无法满足农业院校专业学生的实践教学的需求。

二、教学改革的基本内容与途径

1.教学内容的完善与改革。(1)教学内容的设置应重点突出。在农林院校遥感课程学时很有限,而遥感技术体系本身内容非常庞杂,教学内容与学时的设置除了体现理论的系统性,一定要注重各部分内容的内在的逻辑联系,突出主要内容和重要内容,必要时,应进行取舍。使学生对整个教学有一个比较宏观、层次清晰的印象,能够抓住遥感主要的原理和难点内容。农业院校的遥感课程主要内容包括航空像片与遥感相关的基本概念、地物的反射光谱特性、航空摄影测量的基础知识、遥感图像的像点误差、航空摄影测量的内外业、卫星传感器数据、遥感图像的目视判读与调绘、遥感数字图像处理原理与操作技能,以及遥感技术的应用案例,尤其是在农业领域的应用实例。(2)根据应用情况对前沿性内容取舍。现在很多教学改革过于突出课程的前沿性内容,但受到学时的限制,很难与生产实践或专业联系起来,学生感觉很陌生、很抽象,教学效果甚不理想。农林院校的遥感课程学时一般都很有限,在突出课程内容的系统性和重点内容的前提下,对于前沿性的内容,可结合授课专业情况进行灵活调整。若在相应专业领域中很少应用的可略讲或不讲(如微波遥感、高光谱);若在相应专业领域实践中有应用或应用较多的(如在农业和土壤学科应用较多的便携式地物波谱仪),可侧重于先进的仪器以及在科研或生产实践中的作用与功能。这样学生既不会感到深奥难懂,又会觉得该课程很贴合实际需求,这样就可在有限的学时取得较好的教学效果。(3)实验内容的调整。遥感课程实验内容的设置应与基本理论、基本方法相呼应,突出其主要技能、实践技能,平衡传统方法与现代作业方法,采用的实验器材或软件应与当地生产部门基本保持一致,若有条件应尽量将实验课单独开设。遥感技术在实际作业中,数据源以及产品都是采用遥感数字图像,因此,传统的遥感课程实验内容应根据行业发展情况适当地删除过时的实验,保留主要的遥感实验外,应尽量根据授课对象的就业方向、科研情况以及学时情况选择性地增加设置遥感数字图像处理的实验内容与课时数,如“熟悉ERDAS或ENVI遥感图像处理软件的基本操作”、“遥感数字图像的增强处理”、“遥感数字图像的几何处理”、“遥感数字图像的计算机自动分类”。

2.教学手段与教学方法的改革。(1)从兴趣点或生产应用入手展开教学。由于遥感课程理论知识点多而杂,在教学内容的组织上可从学生感兴趣的知识点入手,适当引用遥感在测绘、国土、农业等重要部门的一些视频资料。阐述基本原理与基本方法时注重加强学生思维的引导,主要内容与重点内容可采用精讲、细讲,生产中不常用的原理与方法采取学生课外自主学习为主,遥感在实践中应用可采取具体案例分析,这样既可保证激发学生学习的兴趣,在面上对遥感有全面的把握,又可在重点内容上有所深入。除了现代常用的多媒体教授的教学方法,可布置与课程内容相关且很有趣的课外小作业,如可通过让学生在Google Earth上查找校舍或旅游目的地的方式对卫星遥感数据的认识。(2)制作遥感教学辅助材料。遥感教学辅助材料包括航空图像与卫星遥感图像样片的制作、各类教学视频的制作、试题库与习题库的制作、遥感精品课程在线网址的收集,完善各种网络教学资源库的建设等。将生涩难懂且方便用于直观教学的遥感图像的分类与遥感图像的解译标志等内容制作教学样片,如可将全色图像、红外、彩红外、多光谱等航空像片与各种常用的卫星遥感数据制作样片,形象而直观,易于理解与记忆。对于比较抽象、生活中接触较少的知识点用于制作1~5分钟的辅助视频,如航空拍摄的过程、卫星遥感以及传感器的工作原理等。将近年来遥感技术应用于现实生活中有影响力的重大事件的新闻视频片段制作教学视频资料,如“国土部:用卫星遥感图片严查违法用地”、“我国‘北京一号’、‘小卫星’监测北京近郊农作物长势”、“汶川地震前后遥感图像前后对比”等新闻视频片段。教学辅助材料在有些教学内容方面可发挥很大的教学作用与效果。(3)重视遥感技术应用案例分析。一般农业院校的遥感技术的应用所占学时极少,与专业结合性不够。一般只是泛泛地提到或者一带而过,没有具体的案例或应用视频,学生缺乏对遥感技术实际应用情况的了解。可根据授课对象与专业方向选择教学辅助材料,根据授课对象及专业方向播放其相关内容,重点分析应用案例。如面向土管专业授课时可侧重土地资源调查与土地执法的案例分析;面向农资专业时,可侧重农作物长势监测与估产、光谱反射率的野外测定与分析等案例分析,面向环境类专业,可侧重环境监测与灾害监测的案例分析。(4)实现教学手段的多元化,激发学生学习热情。除了常用的多媒体教学与板书等教授方式外,还可适当采取学生教学的方式,加强与学生互动交流,提高学生自主学习的能力。利用课前与课间的时间或借助网络平台,与学生进行充分交流,及时掌握他们的兴趣、学习难点以及就业意向等,因材施教。利用国家、省和校级精品课程建设的成果,建立网络实践教学平台,实现网络互动式教学,设置“课件下载”、“实验报告上载”、“答疑”、“FTP”等功能。可借助与测量学等课程的重叠交叉知识,进行触类旁通式的教学。通过小型专题报告的形式,促使学生课外收集文献资料学习实践应用性强、与专业结合紧密的内容,择优以多媒体的形式课堂交流并点评,并作为学生课程考核的一部分,有意识地将教学内容与科研、就业与生产项目管理等结合起来,引导学生自主学习,激发学习的创造性。

3.建立考试制度的改革,提高其学习的积极性。进行课程考试制度的改革,改进考核方法,建立考察学生全面素质的考核体系、建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系,采取灵活多样的考试方式。在课程考试构成增加小型专题报告制作、文献检索与总结等,理论环节可增加课堂互动环节(如提问、讨论等)考核的比重;实践环节可强化动手实践与仪器操作的考核,淡化实验报告等书面成绩。通过建立考试制度的改革,促进学生积极学习。

三、教改效果分析

近年来遥感课程改革探索初步取得较为明显的成效,具体表现在以下几个方面。

1.学习态度的改变。学生对教学内容的兴趣和注意力明显提高,课堂互动变得更为积极,课外自主学习的激情提高,教学氛围良好,“教与学”变成了一件较为愉快的教学活动,学生对遥感方向的学术报告与毕业论文选题感兴趣的人数明显增加。

2.学生对遥感教学的评价。每学期都对全部遥感课程进行教学评估,学生无记名网上评教,结果表明总体优良。说明学生对于教学内容与教学形式是认可与肯定的。

3.学生的收获。国土资源管理、农业资源与环境等专业分别成立了兴趣小组,在老师的指导下能够独立完成校级创新型实验项目。学生的动手实践能力明显得到锻炼与提高,有机会参与到多项遥感技术应用的工程项目,特别优秀的学生能在测绘遥感相关的事业单位就业。也有本科生在国内的学术期刊上公开发表遥感领域内的科研论文。

虽然笔者针对农业类院校的遥感课程实践教学改革进行了探索与实践,然而,许多问题有待进一步探讨,诸如教学平台的完善、教学形式的改进、产学研实习基地建立、专业实践素材库的建立等。面向未来,我们需要更好地根据社会需求,积极进行遥感教学课程改革,为社会培养出更多的遥感应用型的高级人才。

参考文献:

[1]尹占娥.现代遥感导论[M].北京:科学出版社,2008.

[2]邓良基.遥感基础与应用[M].北京:中国农业出版社,2009.

[3]常庆瑞,蒋平安,周勇.遥感技术导论[M].北京:科学出版社,2004.

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[中图分类号] G424.1 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)07-0149-02

在传统工业生产及新材料研发领域,表面技术具有非常重要的地位。目前,材料表面技术概论课程已经成为许多高等院校金属材料、焊接、材料成型与控制、材料加工工程等专业的技术基础课程。通过该课程的学习,学生可以初步掌握材料的表面基础理论、表面涂层技术、表面涂层设计及表面质量检测技术等。这是一门所学内容可直接面向工业应用的专业课程,具有非常强的实践性,通过该课程的学习能够有效提高同学们运用所学知识解决实际问题的能力,培养学生的开拓创新能力,同时,也为学生学习其他相关课程、毕业设计和将来从事的生产技术工作奠定必要的专业基础。

该课程一般安排在大三下学期或大四上学期,是同学们学完物理化学、材料科学基础、材料工程基础等课程后的延伸课程。本课程授课内容虽然理论性不强,但涉及知识面广,包含了工业生产及科研中所能用到的各类表面技术知识,具有较强的专业性和实践性。针对这一特点及授课对象的知识储备程度,作者在多年教学实践的基础上,尝试从以下几个方面对材料表面技术概论课程进行教学改革,重点培养学生动手能力、设计能力和创新能力,锻炼并提高学生的科研素养。

一、科研与教学结合,培养学生的专业兴趣

对于高校教师来说,教学与科研是相辅相成、互相促进的。教学是高校教师的基本职责,是从事科研工作的基础和依托。科研能够让高校教师熟悉本学科的最新进展,有助于革新教学内容,反哺教学,不断的提高教学质量。[1]高校教师如果不开展科学研究,知识更新慢,授课内容得不到及时的更新,在教学过程中就难以引导学生积极地学习和思考,创新能力培养也就成为空谈。[2]在课堂教学中,教师应当结合自己的科研工作,及时地将表面技术领域的新动态、新技术和新工艺充实到教学内容中,鼓励有兴趣的同学进入实验室,成为老师的科研小助手。

山东科技大学材料学科在表面技术领域具有突出特色,拥有“山东省金属材料与表面工程研究中心”和“山东省耐磨耐蚀材料工程技术研究中心”两个省级工程技术研究中心。在硬件设备方面,拥有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、等离子熔敷、激光熔敷、物理气相沉积、化学气相沉积、微弧氧化等完善的表面技术实验设备,在师资队伍方面,拥有专业从事涂层技术和涂层材料开发的教授、副教授和讲师组成的科研和教学团队,为该课程的教学改革提供了强有力的支撑。在本课程教学中,积极鼓励学生参与到教师的科研项目中,成立科研兴趣小组,利用业余时间辅助老师承担部分科研工作,以提高学生的动手能力、分析能力和创新精神。学校每年组织一次面向学生的科研立项活动,鼓励学生根据自身爱好组建科技创新团队,承担部分小的科研课题,将课程学习与科研立项活动结合起来。在课题进行的过程中同学们协助自主设计实验方案,制备样品,分析检测,并在教师的指导下撰写科研论文或申请专利。在这一过程中,同学们的综合能力得到全面的锻炼,提高了对材料,特别是对表面技术的专业兴趣。

二、巧用多种教学方法,启发、引导学生思考

水无常态,教无定法。在材料表面技术概论的教学过程中,可根据授课内容,采用多种教学手段和教学方法,引导学生自觉的学习和思考。以热喷涂章节的教学为例,学习内容主要包括火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂三大部分,共安排8个学时的教学时间。由于在大学阶段专业课程的学习中,学生普遍反映实验偏少,动手机会偏少,不清楚所学知识能够应用在哪些领域,因此在该课程的教学中,针对上述问题,结合学校实验条件,安排了4个学时用于课堂理论教学,其中2个学时讲授热喷涂原理,2个学时讲授热喷涂材料及其应用。让学生对热喷涂技术原理、热喷涂材料有了全面的了解后,再安排2个学时的时间在实验室现场教学,主要内容包括参观、讲解火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂设备,演示喷涂过程;选取在工业和科研中应用到的典型热喷涂产品,给同学们讨论、分析讲解。如高炉风帽的热喷涂防护,首先给同学们分析高炉风帽的工作环境:风帽端部深入炉膛内部,工作温度在1400℃左右,承受炉料的冲刷作用,指出高温下炉料的冲刷作用是造成风帽失效的主要原因。如何解决这一问题?引导同学们思考,提出对防护涂层的基本性能要求:抗高温冲刷性能好,导热性差,具有热障功能。然后再提出问题:具有这种特性的涂层材料一般是什么,是金属、金属陶瓷或氧化物陶瓷吗?让同学们讨论,最后得出结论:氧化物陶瓷如Al2O3、ZrO2抗高温性能好,导热性差,可用于高炉风帽的表面防护涂层,这类涂层材料熔点高,一般采用等离子喷涂工艺制备涂层。采用这种现场参观、演示、讲解、提问和讨论的方式,大大提高了同学们学习该课程的兴趣。最后2个学时为热喷涂实验,由老师预先准备好标准规格的钢板,热喷涂材料,同学们在老师的指导下独立完成热喷涂前处理(主要是喷砂粗化)、喷涂、涂层质量检测等工作。通过这8个学时的学习,同学们对热喷涂技术、设备和热喷涂材料有了较为全面的认识和了解。

在课堂教学中,部分章节可以采取预先布置任务、分组讨论的方式,让学生参与到教学中来,成为课堂上的主体,教师在中间主要起到组织、引导和协调的作用。如在讲述电镀和化学镀这一章节时,可采用任务驱动法。老师在讲述完基本知识点后,给学生布置系列探究性学习任务,5-6人分成一个小组,指导学生通过学校图书馆提供的各种渠道查阅文献资料,如通过中国知网学术文献总库查阅中文期刊、学位论文以及会议论文,通过Elsevier、SpringerLink、EBSCO数据库平台查阅和下载英文论文等。各个小组根据老师分配的任务,查阅相关论文和信息,然后进行筛选、提炼、归纳和分析,完成综述性报告,并做成ppt形式,每个小组轮流在课堂上向大家展示和讲解。通过这种任务分配、查阅资料、信息检索与提炼、整理报告和汇报的过程,提高了学生的分析和归纳能力,部分同学还能在整理和查阅资料的过程中提出新的问题和看法,创新能力得到了很好的锻炼。

三、设计创新性实验,培养学生的综合能力

长期以来,材料专业基础课程辅助实验多数是验证型、演示型实验,由实验老师讲解实验内容,学生按照老师要求及实验指导书上规定的内容、方法和步骤机械的完成实验内容即可,在这一过程中需要学生自主设计和创新的地方较少。著名的美国教育家布鲁纳雷曾说过,知识乃是一个过程,不是结果。开设实验教学的真正目的不仅仅是为了去验证一些已知的结果,而是在实验过程中培养学生从事材料应用或科学研究的能力,并在此基础上开阔视野,发展思维,培养学生的专业兴趣。[3]多年的教学经验表明,合理设计课程实验,增加学生的动手机会,对提高课程教学的质量至关重要。我校材料学科以表面技术为特色,拥有包括热喷涂、物理气相沉积、微弧氧化、喷焊等较为齐全的实验条件,为本课程实验的设置和实施提供了有力的支撑。

在本课程教学中,设置了4学时的标准实验课程,以验证性为主,以加深学生对课本知识的理解。同时,通过这些验证性实验让学生了解和熟悉表面技术试验设备,为创新性实验做好准备。在本课程进行到中期的时候,给同学们布置创新性实验任务,内容可广泛选用在生活、工业或科研中遇到的,和表面技术有关的课题,如钢结构的长效防腐、高速公路护栏的防护涂层技术、门把手的装饰及防腐涂层技术、家用碳钢自来水管的防锈技术、水轮机叶片的抗冲蚀涂层技术、机械传动齿轮接触齿面的表面强化技术等,让学生根据自己的兴趣分组选择合适的题目,设计涂层工艺和涂层材料,并制订详细的实验方案,经指导教师审核后进入实验室,自主进行实验。为了确保该实践教学环节的质量,加强实验过程的管理,指导教师应做好实验进度跟踪和管理,做好实验安全培训,合理安排、协调公共实验设备的使用时间。对于学生在实验中遇到的难题,要及时的给予提示或协助解决。实验结束后,以小组为单位提交一份实验报告作为评分依据。通过创新性实验,学生经历了查阅、收集资料,设计实验方案,实验操作及实验数据分析等过程,熟悉了科研工作的基本环节,从事科研工作的能力得到了有效的锻炼。

四、结束语

在材料表面技术概论专业课程教学中,通过鼓励同学们进入实验室,协助老师承担部分科研工作,加强课堂教学内容和教学方法的改革,增加创新性实验等措施,有效提高了学生的动手能力和科研能力。尤其是创新性实验的设立,和传统专业课程辅助实验形成了良好的互补作用,对提高学生的综合素质、实践能力和充分发挥学生的创新能力起到了重要的促进作用。由于材料表面技术发展迅速,涂层新材料、新工艺革新非常快,在以后的教学中将及时更新授课内容,进一步强化实验教学,跟踪表面技术发展的新趋势,更好的培养学生的专业兴趣和科研能力。

[ 注 释 ]

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关键词:地理科学 实践教学 改革

1地理科学专业实践性课程的内涵

地理实践性课程的研究主要包括地理活动课程、地理研究性课题以及按教学计划规定的实验课、野外实习等通过实践方式实施教育教学的一类课程.地理活动课程是以综合性信息和直接经验为主要内容,以学生主体的学习活动及体验学习为主要形式,以促进学生的认识、情感、行为的统一协调发展为主要目标的课程及教学组织形式。活动课程不同于学科课程,它与学科课程相并列入高等院校课程计划,并以其鲜明的社会实践性、综合性、尊重学生主体及个性等特征,来弥补传统学科课程的不足与缺陷.地理研究性课题是近年来地理实践教学中新增的内容,这类课题对学生提出了研究性学习的要求.研究性学习指学生在教师指导下,模拟地理科学研究的方式,通过自主学习和亲身实践来获取知识,提高综合运用知识和探究问题的能力.研究性学习不是科学研究,其主要目的不是探究未知世界,而是一种综合性的学习方法。它主要强调学生对活动过程的体验,使学生学会学习、学会应用,而不是获得研究的结果.

2地理科学专业实践性课程存在的问题分析

2.1实践性教学中不注意调动学生的主观能动性

实践性教学指地理实验、实习、调查、考察等教学环节。据笔者调查了解,目前地理专业实践性教学更多的是强调学生直接经验的获取,忽视学生主观能动性,这不利于培养学生的创新意识和独立自主的实践能力。如地理实验主要是一些验证性的或熟悉仪器式的操作,在土壤氮、磷、钾、有机质等的测定,气象观测,河流流量的测量等实践教学过程中,一般都是教师先讲解原理、步骤、注意事项等内容,然后学生操作,学生完全按照老师的吩咐去做,最终得到老师预期的结果。在野外实习过程中,教师沿途滔滔不绝地讲述地质构造、地貌类型、土壤与植被等情况,学生则忙碌于记笔记,回去后整理笔记做出实习报告。这样的结果是学生的实践能力并不能得到实质性的锻炼。

2.2课堂教学重知识传授,轻问题探究

高等院校地理课堂教学中,普遍存在着重书本知识讲授,满堂灌的现象。围绕“讲义(教材)”教师讲、学生听,考试考“讲义(教材)”这一传统教学模式还大量存在。学生在教学活动中更多的是对书本知识的静态的识记,对于灵活运用理论知识分析、探究现实社会中的环境、资源以及区域社会经济发展等问题的能力则明显不强。因此,如何在理论课堂的教学过程中调动学生积极参与学习,积极思考现实问题,如何广泛联系现实生活中的实际问题让学生进行讨论和探究,这是地理教师应该思考的重要问题。

3地理科学专业实践性课程的改革措施探讨

3.1构建地理实践课程的完整体系

要促进地理科学专业学生的素质和能力培养,就要从整体上对一个地理科学专业的高校毕业生所需要的素质和能力进行综合的考虑,从而构建一个相对完整的地理科学专业的实践课程体系。首先,要使毕业生具备一个合格大学生的基本素质,就要对其进行思想道德素质教育、身心素质教育、科学文化素质教育和创新素质教育等各方面的素质教育,这些理论和实践课程的安排主要体现在公共基础课中,本文不作详细探讨。其次,一个地理科学专业的毕业生必须具备地理专业特有的素质和能力。我们可以根据地理学科现在的发展状况把课程分为三个大的模块―――自然地理学和环境科学、人文和经济地理学以及地理学的技术和方法,然后分别设置与各模块相关的实习和实验课程,再加上毕业前的生产实习和毕业论文写作,以及师范类毕业生要参加的教育实习,构成地理科学专业实践课程的完整体系。

3.2修订教学计划,调整实践教学内容

地理科学专业是对实践能力有较高要求的专业,其教学计划的内容应在增加实践教学课时的同时,对理论教学内容进行精选。地理科学专业的实践教学内容具体体现为土壤学、环境学课中的实验室教学实验,水文学、地貌学、植物地理、地质学的野外实习,地球概论、气象气候学的校外实习,人文地理学、经济地理学的区域地理实习,GIS、遥感概论的软件实习,以及体现学生综合能力的校内校外教育实习和毕业论文设计等。这些实习内容的安排要兼顾到系统性和阶段性,由简单到复杂,方式上由开始以老师指导为主到最后以学生亲自动手操作为主等。现代社会的地理教师需要具备强硬的业务能力,因此在校期间在安排实践教学内容时,应在每个年级根据学生的接受能力和不同阶段的教学计划,有针对性地、循序渐进地开展。此外,还可以通过假期的社会实践活动和社团活动增强师范生的交往沟通能力、活动能力、组织能力。

3.3搞好实习基地,创新管理体制

要搞好实验室和实习基地建设,创新管理体制。要及时完善地理实践课程所需的实验室和实验器材,保证实验器材的数量和质量,创造良好的实验教学条件。野外实习是实践课程体系中的重要部分,建设稳定的地理野外实习基地,有利于野外实习的顺利开展和实习效率的提高。另外,要创新实践课程的管理体制,使有限的时间和实习经费发挥出最大的效益,提高实践课程的实施效率。

4结 语

构建实践教学体系关系到人才培养的质量,通过改革实践教学,改变了学生长期以来被动、刻板的学习方式,学生主动学习的兴趣大增。同时也促进了教师自身素质的提高,密切关注本专业本学科的最新动态,不断更新教学理论,尽可能地为学生提供最先进的知识和技能。通过对实践能力培养模式的改革,互相促进的新型师生关系不断提高教学质量。对营造素质教育的环境以及创建学校创新教育体系都有积极的促进和推动作用。

参考文献:

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信息化测绘体系涵盖了地理信息获取、处理、管理、表达、更新、应用和服务的全过程,其主要特征为:测绘生产自动化、测绘成果多样化、测绘服务网络化及测绘产品社会化。信息化测绘技术是信息化测绘体系的基础,信息化测绘技术体系是在对地观测技术、计算机技术及通讯技术等支撑下的有关地理空间数据获取、处理、管理和分发服务的所有技术的集合。

南京林业大学是一所以工、农科为主,理、文、经、管、法协调发展的多学科性大学,测量学是开设面广、实践性强的一门专业基础课程。林业类专业如林学、生态学和森林工程等专业都开设测量学课程,测量学课程的授课计划学时依不同专业分别为48学时或64学时,包括课堂授课、课堂实验,外加开课学期末1周或2周的集中实习。

1测量学课程教学中存在的问题

1.1课程内容体系不完全合理

测量学课程教学内容以传统仪器获取地理信息的内容多,获得的成果也以纸质图为主,不利于扩大学生的知识面,也不便于激发学生的创造性,更没能充分体现信息化测绘体系下的测绘成果如何方便快捷地为林业服务,测绘新技术在林业中的应用等交叉融合教学内容比较薄弱。

1.2与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展

仪器设备的投入严重不足,导致实践教学的内容滞后于生产实践。测绘生产单位早已使用先进的仪器设备进行测绘生产,可是学校由于经费有限,有的购不齐这些仪器,有的虽然仪器种类齐全,但数量太少,学生仅能进行参观性实习,根本不能用于生产性实习。

1.3体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少

开设测量学课程的专业众多,但不同的专业有各自的特点,所以不同专业在掌握测绘基本知识和基本技能的,测量学在不同的专业中的应用应该各有特色。只有不断地完善课程内容设置,强化专业领域特色,才能满足社会对人才的需要,才能充分发挥测量学知识在林业中的应用。对于林业类专业的学生,应突出测量学中的中小比例尺的地形图或遥感影像图在林业资源调查和生态规划等中的应用,发挥大比例尺地形图在精细林业中的作用等。

1.4林业类专业的学生对该课程重视不够

由于测量学不是林业类专业的主干课程,他们认为不过是专业基础课,不太重要,学生普遍对这门课不够重视,加之实验实习使用的仪器设备相对落后,致使很多学生在以后的工作中遇到有关测量的问题不能轻松解决。

实验实习教学环节正是对理论知识进行验证、巩固和提高的过程,同时也是增强学生的动手能力和创新能力的机会。虽然测量学实践教学占有本课程总学时一半的比重,但学生对实践教学重要性认识不足,加之实验实习班级逐渐增多,而实验实习场地并没有相应扩大,实验实习考核较为弹性,学生只是被动地做验证性实验,没能结合林业类专业做些设计性和创造性实验。由于上述原因,导致学生对实验实习环节不是很感兴趣,不能充分达到实验实习教学的目的。

2基于信息化测绘体系的测量学教学改革

基于信息化测绘体系,结合林业科学的特点和要求,从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等多方面进行测量学教学改革。

2.1教材建设

教材建设是课程建设的—个重要环节。以现代教育理论为指导,前瞻测绘科技发展,面向社会,拓宽测绘领域,组织教师,协同相关高校的教师编写了《测量学》作为林业类专业的测量学教材。正确处理了传统测绘知识与现代测绘理论之间的关系,教材中既有先进的测绘仪器和技术,同时也保留了一部分传统的技术方法。通过学习让学生充分认识到测量学在林业科学和经济建设中的地位和作用。

2.2教学内容

顾及测绘科学技术的发展现状和林业类专业测量学教学的目标定位,将测量学教学内容划分为三部分:基础测绘、专业测绘和现代测绘,基础测绘部分包括:概论、高程测量、距离测量、角度测量、测量误差理论及地形图测绘等;专业测绘部分包括:生物多样性测量、林业资源调查及地形图在林业中的应用等;现代测绘部分包括:数字化测图、GNSS、数字摄影测量、遥感技术及GIS等技术及其在林业中的应用。其中,基础测绘部分是学习专业测绘的基础;专业测绘部分突出体现测量学与林业科学的结合;现代测绘部分主要介绍测绘新技术、新理论在林业中的应用,注重培养学生的创新能力,以适应现代社会和未来发展的要求。授课内容体系按照“基础一应用一提高”的基本思路,循序渐进,既符合高等教育教学规律,又较好的处理了传统测量技术与现代测绘技术内容之间的关系。

2.3加强实验实习环节的建设

(1)加大投入,更新实验设备。

测量学课程的建设和发展,应有基本的设备保障。测绘新科技的发展及新仪器的实用化,对教学硬件提出了更高的要求,学校应加大对测量学教学硬件的投入,建设现代化的测量实验室。教学仪器设备必须进行更新换代,除有传统的必要的仪器设备以外,还要有一定数量的新仪器和新设备,如全站仪、GPS接收机、数字成图软件、GIS软件以及遥感软件等。只有不断引进测绘新仪器和设备,并使之充分发挥效率,学生才能接触前沿知识,与时代同步发展。

(2)加强实验实习基地建设。

集中实习中,实习场地的选择至关重要。在校园内,科学地建设能够基本满足实验实习要求的场地,学生可在基地上进行测绘基本技能的实训。同时,在下属林场建立地形图识读实习基地,此基地地形起伏大、典型地貌明显、生物多样性丰富,可直接将大中小比例尺地形图应用在林业中。若条件允许,也可考虑将测量学集中实习与林业类专业的生产实践相结合。

(3)规范实验室管理。

对实验室实行规范化管理,全天开放实验室,让学生有机会到实验室做实验;建立实验设备共享体系,使学生根据需要选择仪器,以提高学生的动手能力和创新能力;建立仪器借还制度和设备损坏赔偿制度等。对仪器设备进行定期检验和维修,以提高仪器设备的使用效率;正确处理工程生产用仪器与学生实验实习用仪器的关系;加强与兄弟院校或生产单位的交流,到有先进仪器设备的单位参观学习,取人之长补已之短。

2.4考核制度改革

(1)试卷库建设。

为深化考试方法和考试内容的改革,推进考教评分离,使考试管理工作更加规范化、标准化及科学化,促进人才培养质量和办学水平的不断提高,建设了测量学课程试卷库。每份试卷包括选择题、填空题、名词解释、简答题、计算题、综合题和实践操作题等不同类型试题,保证了试卷库从不同角度、不同侧面较为全面考核学生掌握知识的情况,对学生的基本素质与智能进行多角度和多层次的测量,理解记忆、实践操作、综合分析、灵活运用及求异创新等能力应成为测试的重点。

(2)改革课堂教学考核办法。

考试试卷从试卷库中随机抽取,统一进行,阅卷采用流水作业,同一老师评阅同一道试题,评分标准统一了,考试成绩更具可靠性。同时,总评成绩由卷面成绩、到课情况、课堂互动、实验完成情况、作业完成情况及随机回答提问等方面组成。成绩评定方式有效保证了教学质量,端正了学生们的学习态度,认真地对待平时的作业,以更好地掌握测量学课程要求掌握的内容。

(3)改革实践教学考核办法。

由于实践教学自身特点,仅凭上交成果或主观印象来确定学生成绩并不科学,为此必须要量化考核标准,科学合理地安排考核内容和形式。实习成绩以学生在实习过程中的表现、仪器操作技能、成果质量、实习小结和实习日记来综合评定,更为客观公正地评定学生实践成绩。

2.5改革教学方法和手段

学生创新能力来源于学生扎实的学科基础知识、宽广的知识面和较强的动手能力。实现人才培养目标,提高学生的创新能力就必须更新教学观念,加强学生的能力培养。在教学观念上,传统教学只注重知识灌输,不注重技能的训练;只注重动脑能力的培养,忽视动手能力的锻炼;以考试为手段、以高分为目标,使学生偏重死记硬背,以致学生的质疑能力差、辨识能力差、创新意识弱以及创造能力得不到充分发挥。现代教学方法应提倡将学生从被动地学转变为主动地吸取,改变传统的以教师讲为主的教学形式,将“讲课、自学、讨论、实验、答疑”有机结合起来,多运用启发式教学,给学生留有思维的空间,激励学生自己提出问题、思考问题。逐步形成学生参与和师生双向交流的机制,让学生在不同的学习形式中找到学习的兴趣,从而调动学生学习的积极性和主动性。

制作和开发面向教学、面向学生并简单实用的多媒体课件,将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达,让学生身临其境,充满好奇和主动参与教学。进而达到增强教学效果和提高教学质量的目的。

2.6加强师资队伍建设

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中图分类号V474 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)44-0101-02

1 概述

成像卫星是利用卫星上所载的遥感器对地球表面进行探测以获取图像情报的人造地球卫星。它利用星载可见光相机、红外相机或合成孔径雷达等遥感器,从轨道上对目标实施侦察、监视、跟踪,以搜集指定目标的图像信息,具有覆盖范围广、运行时间长、不受国界和空域限制、无需考虑人员安全等独特优势。卫星设备把目标的图像信息记录在胶片或磁记录器上,然后通过返回式舱送回地面,或用无线电传输方式实时或延时传回到地面接收站[1]。成像卫星主要分为光学成像卫星和雷达成像(微波)卫星两大类,光学成像卫星采用可见光、红外、多光谱相机成像,而雷达成像卫星采用SAR遥感器进行成像。它们各自具有不同的特点,光学成像卫星的优点是空间分辨率高,但不能进行全天候、全天时工作。雷达成像卫星不受白天、黑夜及云雾的影响,而且具有一定的穿透能力。目前,成像卫星在军事侦察、灾害防治、环境保护、城市规划以及农业、气象等许多领域都发挥了重要作用,同时也得到了世界各国的高度重视[2-6]。

目前,成像卫星已经广泛应用到了灾害防治工作中,但是由于我国卫星发展起步较晚,现有的卫星资源数量和技术有限,资源卫星在应急灾害防治工作的作用尚未得到充分体现。应急条件就是指某个局部区域爆发战争或者出现重大突发性事件,比如一场突发的局部战争、防恐维稳、抗灾抢险等。在这种应急条件下,观测任务具有非常大的不确定性、异常的复杂性和很高的优先性,同时应急观测任务请求类型多样,比如多传感器覆盖观测、多时相观测、持续不间断观测、打击效果评估、伪装识别等。随着卫星数量的增加和技术的改进,如何统筹安排卫星的使用,以最大限度发挥其作用,将是一个紧迫的问题。而在这种应急条件下,现有成像观测系统对观测目标表现出观测能力不足,不能够满足用户应急处理的迫切需要。此时,就对卫星系统提出了更高的要求:平台构建迅速,获取信息快,重复观测周期短,覆盖率大。这些功能是现有单颗卫星在短期内难于做到的,并且临时发射卫星的成本和时间也是难以忍受的。为了弥补现有成像观测系统的不足,迅速提高成像观测系统的观测能力,根据应急任务需要,采用多颗不同类型的成像卫星进行协同调度,直接快速有效地满足应急任务的要求。通过多类型成像卫星协同调度得到的多类型成像卫星任务执行方案将能够反映卫星及地面站资源争用、任务取舍等卫星系统的实际应用特点。对成像卫星任务执行方案进行仿真并就任务完成率和资源占用率等指标进行统计,将能够合理评估卫星系统的任务执行能力和资源负荷水平。通过变换卫星系统的配置参数并反复进行规划调度和仿真,就可以得到对不同的卫星系统配置方案满足具体任务的能力评估结果,从而寻求最满意的卫星系统配置方案。

多星协同调度是卫星、星载遥感器及地面站资源分配和卫星观测调度方案核心内容,它本质上是一个优化决策过程,对于更好地利用成像卫星、星载遥感器及地面站资源,优化卫星系统整体性能,发挥它们的最大综合效益具有至关重要的作用。本文研究多星协同调度的模型及解决问题的方法,为提高卫星系统的综合效益提供理论支持和技术保障。

2 建立多星协同调度分析框架

建立框架是为给卫星协同调度提供一个大体的研究轮廓,明确了研究的边界范围。本文的框架主要包括三个级别:总控中心级、部门类别级和管控操作级。总控级主要是多星协同任务一个总的调度;部门级主要是一些不同类型的观测任务调度;管控级主要是一些具体的观测实施者。可以由图1清晰的表示出来。

在应急任务具体调度到哪类哪颗卫星进行完成时,多星协同调度框架中管控操作级必须向总控中心级和部门类别级进行任务调度情况信息反馈,弥补调度过程中的不足,反复进行调度和反馈,最终达到调度效果的最优化,只有通过增加反馈才能保持任务调度效率的提高,使应急任务能够在满足各项要求的前提下完成。

3 多星协同调度基本求解框架

多星协同调度本质上是一个优化决策过程,它能够更好地利用成像卫星和星载遥感器,并且优化卫星系统整体性能,发挥它们的最大综合效益具有至关重要的作用。本文研究综合考虑不同类型成像卫星协同调度机制和求解方法,为实现全球、全天候、全天时、多谱段、不同分辨率、不同频率的对地观测体系等的应用要求提供理论储备。

多星协同调度的总体研究目标可以总结为,面向未来成像观测体系的发展要求,以建立全球、全天候、全天时、多谱段、不同分辨率、稳定运行的成像观测体系为顶层目标,以多类型成像卫星协同为主要规划手段进行调度。该问题的求解框架大体可以由图2所表示出来。

规划主要处理的规划输入要素包括多类型成像卫星资源和多类型应急观测任务请求3种。参与调度的卫星资源种类主要有4种类型,包括可见光、红外、多光谱和SAR成像卫星;解决的应急任务主要包括排斥任务、互存任务、秩序任务、优先任务和组合任务等;规划的输出包括两大类:卫星动作和任务信息;其中卫星动作分为动作起止时刻、动作模式和动作类型等几种,动作类型又分为观测动作、实传动作和回放动作等;数传动作分为接收起止时刻和接收任务类型等,其中接收任务类型分为实传任务和回放任务两种;任务信息分为两个部分,卫星观测任务信息和数传接收任务信息,其中观测任务信息指卫星每次观测动作内观测到的任务信息,数传接收任务信息主要指每个接收时段内接收到的相关任务信息。

4 多星协同调度基本过程

多类型成像卫星协同调度过程是一个包含了多个步骤的复杂过程,下面给出多星协同调度基本过程,如图3所示。

各类型成像卫星一般在近地轨道运行,它根据用户的应急任务需求,对地面目标进行有选择性的观测成像。多类型成像卫星协同调度过程主要包括:

1)接收用户成像应急任务信息需求,分析用户应急任务需求;

2)针对复杂任务情况,分解任务,形成子任务,能够供成像卫星观测的无差别的网格静态点目标;

3)再根据卫星资源和任务的约束和特点,进行多星协同调度模型的建立;

4)利用软件工具,结合现有在轨成像卫星系统,对静态点目标进行覆盖性和适匹配性分析,形成一系列图表和报表,如网格点目标时间窗口列表等;

5)在报表和图表的基础上,结合具体观测能力指标,计算在轨成像卫星系统的观测能力;协同调度器结合具体的指标,通过问题求解获取应急补网方案,方案中包括多类型成像卫星运行轨道参数;

6)借助仿真工具、专家的丰富经验以及评估方法对协同调度方案进行评估,通过不断的修正方案,最后得到协同调度实施方案;

7)按照实施方案,迅速机动灵活地协同不同类型成像卫星对目标实施成像观测;用户最终获取所需的观测数据。

由于成像卫星的能力是有限的,而用户提交的任务需求可能比较多且时效性要求比较高。因此,在成像卫星正常工作时,卫星地面控制指挥系统必须根据应急任务请求,再考虑不同类型成像卫星的能力,对应急任务和各类型成像卫星进行整体优化调度,并制定卫星的成像计划,生成星载遥感器控制指令,经卫星地面测控设备将指令注入卫星,使得卫星按照指令依次执行各种动作,并完成用户所提交的各项应急任务。

5 总结与展望

目前关于卫星任务调度的研究大多针对单颗卫星、单类型卫星和面向简单观测任务请求展开,考虑的卫星观测过程和载荷约束相对简化,缺乏面向多类型成像卫星、应急观测任务请求、将多类型成像卫星观测与应急观测任务请求联合考虑的方法。

本文通过对多类型成像卫星任务调度的分析,针对不同的应急应用需求,为了成像卫星能够快速、准确和灵活地完成各项应急任务,提出了多星协同调度分析框架,明确了多星协同调度基本过程,研究了多星协同调度基本求解框架,迅速地为决策者提供最有效地完成应急任务的请求,其意义在于为下一步有效组织协调天地一体化的航天资源以支持多种类并发的应急行动,快速、准确、灵活、可靠地直接支持作战单元,全方位满足作战应用需求打下坚实基础。

论文面向光学、SAR、红外等多种类型的中低轨对地成像观测卫星协同调度的应用需求,以多类型成像观测卫星协同为手段,以满足多种类型的应急观测任务请求为出发点,在总结分析国内外相关研究工作的基础上,对多类型成像观测卫星联合任务规划中的若干关键技术进行了系统深入的研究,取得了一定的研究成果;这些研究还未得到实际应用,实验验证也是初步的,以后需要对上述研究成果进行更深入的实验验证并应用到工程领域。同时,对于迅速发展的卫星技术,这些工作是远远不够的,还存在大量需要解决的问题。如何根据整体空间任务目标需求,从单一的复杂系统(单颗卫星)向复杂的大系统(多类型卫星系统)扩展,研究多类型卫星系统自主协同运行的理论与方法,用以寻求满意的总体设计方案,成为迫切需要解决的重要课题。本文所研究的内容正是在这样一种背景下,就对地观测任务,力图解决分布式卫星系统任务协作的几个相关问题。在本文的工作基础上,可以考虑从以下几个方面进行更进一步的研究:

1)针对灵巧卫星的协同任务调度技术研究;

2)针对多个移动目标的多卫星协同任务规划技术研究;

3)针对卫星自主控制任务规划技术的研究;

4)基于传感器网络理论的卫星任务规划算法。

参考文献

[1]邱涤珊.航天装备军事应用[M].长沙:国防科学技术大学出版社,2005:63-66.

[2]总装备部卫星有效载荷及应用技术专业组应用技术分组.卫星应用现状与发展[M].北京:中国科学技术出版社,2001.

[3]王永刚,刘玉文.军事卫星及应用概论[M].北京:国防工业出版社,2003.

[4]任萱.军事航天技术[M].北京:国防工业出版社,1999.

篇12

中图分类号:C93文献标识码: A

美国副总统戈尔于 1998 年 1 月 31 日提出了数字地球的概念。这主要是由美国的国家目标和全球战略决定的。同样地,从我国的国家目标出发,我们需要一个中国数字地球或数字中国。由于数字地球不是一个孤立的项目,而是一项整体性的导向性的战略目标。因此,需要从战略的高度考虑土地管理信息系统的未来发展趋势。

一、土地管理信息系统概论

土地是人类立足的场所,生存的条件和使人类劳动能够得以全部实现的基本条件与基础。土地问题根本是一个管理问题。如何管理土地,使有限的资源达到最大的社会效益、经济效益、生态效益,实现资源的可持续发展就成了土地管理工作的首要问题。土地管理信息系统(LIS)是土地规划和管理定量化、科学化以及对土地信息进行快速查询、分析和更新的技术手段和方法,并为决策提供辅助支持。土地管理信息系统是基于信息技术的土地管理的最先进方式,是现代土地管理的基础和核心,是地理信息系统在土地管理方面的具体应用。所有和土地信息有关的系统都可以归入土地管理信息系统的范畴,包括城市规划、地籍管理、土地利用、资源开发、耕地保护、建设用地管理、土地定级估价等。

由上我们可以知道:土地管理信息系统由硬件、软件、数据、人和方法组成。硬件和软件为土地管理信息系统建设提供环境,数据是土地管理信息系统的重要内容,方法为土地管理信息系统建设提供解决方案,人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其他几个组成部分。土地管理信息系统的基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出,并在此基础上进行相关专业的研究与应用。土地管理信息系统的特殊功能有图形数据的输入与编辑,图层与图幅管理,建立拓扑关系,空间查询功能,属性数据的输入与编辑和空间分析功能。

二、土地管理信息系统的发展方向

2.1、土地信息管理的网络化。互联网具有不受时空限制能快速、直观的土地信息,对于合理保护、利用和开发土地资源,整合资源优势,最大限度的挖掘土地生产力,保证土地资源的可持续利用等方面具有积极作用。利用互联网空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询、制作专题图和分析的功能,已经成为土地信息系统发展的必然趋势。

为确保信息化标准建设的系统性和完整性,国土资源部已组织力量着手进行国土资源信息标准参考模型。国土资源数据模型和国土资源信息化标准体系等研究工作并取得了初步成果。为了协调和规范数据库标准,应用系统建设规范等工作标准的制定,国土资源部正在加紧国土资源信息元数据标准高层分类、编码及数据文件命名、以及相关的网络开发。规范网络系统建设、规范国土资源大调查、成果数字资料汇总规范等信息化标准的研究和制定工作。

2.2、土地管理信息系统的集成化、模块式。土地管理信息系统的一个重要功能是实时、准确的获取土地空间数据,包括土地地形地貌、土地利用情况、地籍资料等空间数据,这就要求土地管理信息系统的数据采集要求快速、便捷、准确。随着测绘科学技术的发展,产生了卫星遥感技术与全球定位技术,这两门技术为空间数据的快速采集提供了可能,地理信息系统科学为空间数据的压缩、管理提供了可能。遥感技术已经从多光谱卫星发展到主动雷达遥感,实现全天时全天候探测,空间分辨率也由30 米发展到亚米级,时间分辨率发展为 1 天,这为大面积土地利用信息实时采集提供强大的技术保障;全球定位技术(GPS)的地面数据采集也实现高精度、自动化,满足了地籍测量的基本要求。

就以城乡一体化的土地管理信息系统为例,本文发现:城乡一体化土地管理信息系统是一个对整个县级行政辖区范围内建成区和非建成区土地的权属、利用类型以及其他专题数据,在统一坐标系、统一 GIS 平台、统一分类体系、统一技术标准下实施统一管理的信息系统。即实现多尺度、多级区域、多专题数据融合成一体化的专题数据。因而在该管理信息系统中做好对各种数据的组织管理具有十分重要的作用。换言之,城乡一体化的土地管理信息系统在未来的社会发展中呈现出日渐集成化、模块化的发展态势。

2.3、土地管理信息系统的一体化。信息网络技术的应用是促进各国国民经济和社会发展的重要手段,随着信息网络技术突飞猛进的发展,信息网络技术已经渗透到了国民经济和社会的各个方面,其普及程度和社会化程度越来越高。全国国土资源信息网络系统的建设正在大规模建设中。目前,国土资源部内网和外网已经建成,形成了包括网络、应用、服务、开发、数据库和网管等平台的较为先进的局域网,系统各省级节点局域网有的在建设中,有的已经建设完成。各节点局域网的互联也即将开展。随着全国国土资源信息网络系统规模的不断扩大,网上应用系统的不断增多,系统的安全保密要求也越来越高。为了构建一个完整安全的网络系统。在建设网络平台、系统平台、应用平台、网管平台等的基础上,规划设计国土资源信息网络系统的安全保密系统,防范来自多方面的安全威胁,加强国土资源网络信息安全保密工作,保护网络系统的安全和信息的安全具有非常重要的意义。

三、结语

通过对城乡一体化中的土地管理信息系统的描述,本文一方面论述了未来土地管理信息系统发展的趋势,并指出我国在未来的土地管理信息系统的开发和创新中占据制高点。因此,应当清楚如下:城乡一体化土地管理信息系统的构建是一个涉及自然科学、社会科学、管理科学、计算机科学等学科内容,并受到政策、制度的影响,是一个长期而变化的过程。但由于时间和精力的局限,本文只以土地利用管理信息系统、地籍管理信息系统两项业务系统的整合进行研究,以达到“城乡一体”管理的功能。同时本文也并未对城乡一体化管理信息系统建立涉及到的所有技术进行分析研究,如工作流技术,在以后的研究工作中还需进一步研究。同时随着技术和应用的不断成熟,土地管理信息系统在国土管理中发挥着越来越重要的作用。土地管理信息系统不仅为我国的土地建设、发展提供了科学的管理平台,也为我国土地动态监测、土地利用规划提供决策依据。

参考材料

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