導語：如何才能寫好一篇地理信息知識服務內容，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：地理信息 ， 共享，立法

Abstract: in order to ensure that the geographical information sharing law is the science of the legislation, objectivity, and practical, better for geographic information industry services, geographic information sharing management must be the relevant policy fully embody and carry out the geographical information sharing in laws. This paper from the geographic information of the protection of the regulations, protecting and promoting the geographic information industry development, the provisions on the geographical information infrastructure construction and the regulations of protecting, geography the sharing of information management and geographic information sharing in the implementation of law of the legal responsibility to determine five aspects are discussed.

Keywords: geographical information, share, legislation

中圖分類號：C922文獻標識碼：A 文章編號：

如何確保地理信息共享法具有立法的科學性、客觀性和實踐性，更好地為地理信息產業服務，必須將地理信息共享管理的有關政策充分體現和貫徹在地理信息共享法中，我認為在地理信息法（草案）中應確立如下條款：

一、關于地理信息產權的保護的規定

我國的地理信息法應當確立對地理信息產權的保護。內容為：一是通過確定地理信息可以成為個人財產，對其予以保護；二是通過確定地理信息產權的特性，對其采取有別于其他物權的保護方式。

1、信息將成為信息社會重要的財產形式或者社會財富的重要來源

對地理信息產權的保護首先要確定地理信息可以成為個人財產，同時對其保護方式又與物質、能量不同有其自身的特點[1]。

首先，地理信息可以成為個人財產的客體。其依據是發展地理信息產業的需要，并且也符合我國當前的法律規定。為加速發展地理信息產業，需從地理信息的生產、流通和共享使用等各個環節入手。確定地理信息產業可以成為個人所有，是調動個人來投資生產和經營使用地理信息的最有效的方法。并且也只有允許個人擁有這種財產，才能使信息成為社會主要的財產形式。事實證明唯有允許個體經濟、私營經濟的存在并組成產權多元結構才能推動和加速我國社會經濟的發展。

2、地理信息產權的性質特征

地理信息產權的性質特征一是信息產權的法定性：地理信息作為一種財產，與知識產權和物權一樣必須有國家法律的明文規定，才可行使。二是信息產權的無形性。地理信息是人們腦力勞動的成果，是無形的，如果不借助于一定的載體來存儲顯示和傳輸，任何人都無法利用。三是信息產權的排他性。知識產權的排他性是從知識產權法律關系上說的，作為知識產權人的一項權利，知識是產權人專有的或壟斷的，如果不經產權人同意，任何人都不得加以傳播和利用。地理信息產權與知識產權一樣，法律也必須賦予排他性這種權利，以維護信息產權人的合法權益。四是地理信息產權的地域性。地域性是知識產權國際法的一項制度，即指依某國法律而取得的知識產權，只能在該國有效，而在其他國家是無效的或不受保護的。地理信息產權與知識產權一樣，需要通過國際協議來擴大其保護范圍。五是信息的時間性。法律對知識產權的保護都規定一定的期限，超過此期限，知識產權的專有權就歸于消滅，轉變為全社會的財產。地理信息產權的保護也是有時間性的，例如：歐盟對數據庫的保護期為25年。六是信息產權的公開性。知識作為一種財產權具有公開性，即發明人必須公開其發明內容，才能獲得專利權，地理信息產權的保護也具有這種公開性，這是保護的前提。由于地理信息具有上述特性，為此可以針對其與一般物權的不同和與知識產權的相似性，在立法中采取相應的措施，確立對它的規范。

二、關于保護和促進地理信息產業發展的規定

當前以計算機、通訊系統和互聯網絡等高科技作為支撐平臺而發展起來的所謂電子商務、電子政府、數字地球、網絡城市等，預示著時代已經正式跨入信息社會，無疑信息化水平成為衡量綜合實力和競爭能力的標志，而信息化水平的高低取決于信息技術與信息產業發展的水平，為此發展包括地理信息技術和產業在內的信息產業，是時代的要求。所以必須把保護和促進地理信息產業發展的規定寫入共享法草案中。

1、無償共享和有償共享關系的處理

如何處理地理信息的無償共享和有償共享的關系，大致可以根據地理信息的基礎性、公益性和商品性，國家投資與單位、個人投資，現行法律的規定等三大原則來處理。根據基礎公益性與商品性為標準來區分有償或無償共享，是指依據地理信息的使用目的或用途來決定的。但根據國家投資與單位或個人投資來處理二者的使用關系就存在著較大的分歧。國外就存在著對立的觀點：一是認為無償使用是建立在政府投資的基礎上的，而政府投資來源是公民的納稅。因此公民使用地理信息的費用早已經支付了，任何收費都是對公民的二次收費。二是認為用大多數人的納稅，只提供給少數人免費使用，是違反了成本的公平分攤。對于我國來說，絕大多數基礎公益性地理信息都是由國家投資生產的，因而第一個原則和第二個原則存在著統一性，至于第三個原則，現行法律的規定，則顯然是依據第一個原則制定的。因此，地理信息的無償性還是有償性界限的區分標準仍是使用目的。為此建議應當在地理信息共享法中規定“國家投資的基礎性、公益性地理信息可以在無償共享的基礎上，開展有償服務（指用于商業目的），而對基礎性、公益性地理信息的無償共享，并不包括復制、包裝和分發等服務費用。

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依托科普場館，面向社會開放

黑龍江省測繪地理信息科技館全面充分地展示了各個時期的地圖產品、測繪儀器、測繪成果等發展歷程。

測繪地理信息技術基礎知識科普展廳，從什么是測繪、什么是地圖、什么是地理信息技術等最基本的測繪概念開始，按測繪學科規律詳細展出。有依據年代不同排列的測繪及地理信息工作者在具體的測繪生產科研工作中使用的國家標準、行業標準和規范圖示；有傳統手工繪制的地圖產品；有我們在地圖上經常能看到的象形符號，如天安門、紀念塔、百貨商店等。大家在這里還能了解到過去地圖制圖工作者檢查國界線使用的標準畫法圖，以及省界、縣界畫法標準圖。在這里我們可以一步一步地了解測繪的全過程，了解測繪地理信息在國民經濟建設、社會發展及國防建設中的作用，比如南極科考、三峽工程、西氣東輸、青藏鐵路、南水北調、防災減災、資源普查、科學研究、文化教育、規劃設計、決策管理等方面，都和測繪息息相關。

地圖發展展區展示了從古到今地圖的發展，遠古時代的木板星象圖、古代地理工作者繪制的黃河地圖、秦墓中出土的地圖復本等，以及唐、宋、明、清的地圖，分城市圖、山河圖、建筑圖、天文圖等，種類齊全。大家在這里會發現地圖信息越詳盡越接近現代地圖。這些古地圖由簡單的工筆描摹到精確的經緯刻畫，都顯示了測繪技術的一步步發展。只有經過了歲月的堅實積累，才能有我們今天測繪科學的飛速發展。

極地科普教育基地展區內容豐富，這里展示了黑龍江測繪地理信息局自參加了南極科學考察活動以來積累的豐富的圖文和實物資料，系統地展出極地（主要是南極）自然環境、國際南極探險史和我國極地科學考察研究情況，同時闡述進行極地科學考察研究的政治、經濟與科學意義；以圖文形式展示南極長城站、中山站、昆侖站等景觀，以及冰山、極光、風雪、動物等極地風光；以沙盤形式展示南北極地貌；展出我國極地測繪科考成果；以多媒體音像、電影播放等方式，展示極地地貌、地質結構等自然環境；以南極科考人員實際生活、工作的實物，展示人類為揭開那些未知的科學之謎，前仆后繼，艱苦奮斗的探索歷程。

測繪儀器展區展示了各時期國內外測繪儀器及測量附屬工具，展示了手工繪制地圖使用的制圖工具。展品大到測繪航空攝影無人機，小到繪制地圖筆尖。航測儀器展區展示了代表各個時期、各個工序的先進儀器。這里還有很多野外測量露營時使用的帳篷、手電筒和做飯用的鍋碗瓢盆等，再現野外測繪工作者風餐露宿的艱苦場景。

測繪高新技術展區，融科學性、知識性、趣味性、互動性于一體，圖文并茂地全面展示了豐富的衛星遙感技術、自動化測圖技術、地理信息成果、全球定位系統、網絡時代的虛擬現實技術及戰場仿真技術等，都在經濟建設和國防建設中發揮著越來越重要的作用。

科技館全天候面向學生、社區居民及社會各界免費開放，以推動公民科學素質建設，通過傳播與普及測繪地理信息科普知識，展示測繪事業與地理信息產業的發展歷程，宣傳其在服務經濟建設和維護國家安全中的重要性，弘揚測繪精神，提高全民科學素質為目的，讓參觀者感受科學技術的進步，切身體會到科學技術是第一生產力。

測繪科普走進大學校園，走向社會

近年來，科普基地在黑龍江測繪地理信息局極地測繪工程中心的配合下，到省科技館、大學生科技活動周、哈爾濱工業大學等高校、哈爾濱市第三中學等舉辦南極測繪科考報告會及展覽會。使學生們了解到測繪在南極科學考察中的重要作用，宣傳測繪在服務經濟建設和維護國家安全中的重要性，弘揚測繪精神，使青少年進一步認識測繪，熱愛測繪，有效地開展了測繪科學知識的普及工作，取得了良好的社會效果。

科普基地幾年來一直與黑龍江工程學院、東北林業大學等院校開展校園測繪技能競賽等科技活動月活動，包括水準儀測量競賽、全站儀數字測圖技能競賽、GPS-RTK數字測圖技能競賽、全站儀放樣比賽、數字攝影測量工作站模型定向、內業計算、專業知識問答、定向運動等多種技能競賽，極大地豐富了測繪科普內容。其中與黑龍江工程學院測繪工程學院共同主辦的“測繪杯暨測繪科技活動月”活動，有全省多個高校代表隊參加，擴大了科普基地的影響力。黑龍江工程學院、哈爾濱市勘察測繪研究院也先后建設開放了測繪展館，3個展館互借展品，互為補充，成為全國測繪科普工作的亮點。

通過“黑龍江省科普月”、“中國測繪法宣傳日”等活動，展出根據主題精心制作的科普展板，包含應急測繪、地理信息技術、南極科考測繪先行、地理國情普查監測、智慧城市云平臺、天地圖、測量標志保護等豐富多彩的科普宣傳內容，同時展出測繪應急監測車和無人機實物，發放宣傳材料并講解測繪科學知識、南極科考和國家版圖知識等，融大眾性、服務性、知識性、趣味性于一體，讓社會公眾進一步認識測繪地理信息工作的重要性及其與百姓生活的息息相關。

【基地簡介】

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關鍵詞:地理信息系統;實驗;原則

地理信息系統原理課程有較強的理論性和技術性，其理論抽象，技術復雜，難以理解，不便掌握，成為課程教學的難點。因此通過科學的實驗項目與內容設計，讓理論與實踐結合，是不二之選，而實驗設計的原則與方法則是首先要考慮的。

1課程性質

地理信息系統學科是融地理科學、計算機、遙感和地圖學于一體的邊緣學科，是“用于回答地理學問題的藝術、科學、工程和技術”的統稱[1]。它首先是一個信息系統，只是數據管理的難度高于一般系統；它既是一門多學科交叉學科，還是一門技術性很強的學科，雖外觀表現為計算機軟硬件，內涵卻是數據的流動；兼具工具、資源和學科三大屬性，它有以空間操作和分析專業提供空間問題答案的工具屬性，以整合多源數據與資源體現資源性，而學科屬性則是指其相對獨特的研究對象和技術體系，并正在逐步地發展為關于地理空間信息處理的專門技術、服務和科學等。地理信息系統原理課程是地理信息科學、測繪科學與技術、遙感科學與技術及相關專業的入門課程，也是學生的第一門專業主干核心課程，擔負學科導論的作用。故課程具有理論性、技術性、實踐性、綜合性、先導性，它是確定教學目標、教學內容和教學方式的前提。

2實驗教學要求

2.1總體教學目標

作為入門基礎課程，旨在通過本課程的學習，讓學生樹立正確的空間認知觀，了解數據采集規范，掌握數據輸入、處理技術，熟悉基本空間分析和建模分析方法，明確GIS技術與專業應用的結合手段，提高解決實際問題的能力，學會平臺軟件的使用。具體教學內容可劃分為基本理論、系統技術和應用方法三大模塊。基本理論包括基本概念、信息傳播理論、空間定位基礎、空間分析理論及學科發展等，技術系統涵蓋系統配置、數據結構、輸入輸出系統、空間數據管理、用戶界面和支撐軟件操作等，應用方法涉及專題分析模型、系統設計、各類技術手段及實際問題與技術的結合方法等，它們以知識的邏輯結構，形成相對固定的教學順序。而伴隨著地理信息科學的推廣，將有更多創新的理論、思路、技術和實用模型被充實進來。課程教學目標可分為了解、理解、掌握三個層次，而課程學習中需深入理解和掌握的內容較多。概念多而嚴密，須加以深刻理解，并區分與日常生活和相關學科概念的內涵異同；其理論是學科的支撐，是地理信息科學的基石，恰恰是陌生的；技術系統———功能實現，雜亂、抽象、技術性強；應用方法，缺少思路，難以捉摸，難與具體決策結合；即使于了解層面，也需了然于胸，否則影響后續教學。既要求宏觀體系的把握，又要細節的理會。綜上所述，本課程教學具有任務重、類型多樣、涉獵面廣、知識點豐富、知識體系龐雜等特點，構成大一統的內容體系。教學過程表現出內容“虛”，理解難，基礎內容多，要求學生基礎全面、學習能力強，成為了教學的難點。化解以上問題，常輔以閱讀材料、使用相關教學法和實驗等手段。

2.2實驗設置問題

有學者通過社會需求、教與學三個方面的分析，對理工科的教學方法進行研究，提出引導高校理工科學生“應用創新”的授課方法和手段，從而將教學落實到“實處”，成為有影響的教改思想。也有學者提出立體化教學方法、問題教學法等，皆為多手段并用，讓學生充分參與，親自動手。而隨著地理信息科學的出現，有研究者提出針對地理信息科學方法論的教學機制，建立了地理信息本體論、科學方法、技術方法及創新機制與策略的教學體系，同樣強調創新。前述方法中最突出的要求就是理論與實踐結合。在教學過程中設立課程實驗，這已是通行的方法。實驗所用軟件有MapInfo、ArcView、ArcGIS等等，它們雖有所差異，但都是成熟的支撐平臺，均能滿足課程需要。但現有實驗存在針對軟件功能而設置的問題[2-3]，如設立初識軟件、數字化、數據庫管理、數據操作、空間分析、制圖等實驗，重心是軟件操作和功能實現，其實是一種驗證實驗，雖然對理解教學內容似乎起到一定作用，但往往目的并不突出，與理論教學和知識體系結合不緊密，并非針對課程，無法達到以實驗鞏固、化解知識的目標，突顯教學目標和實驗設計的矛盾。因此實驗設置的目標就必須針對課程內容、教學目標和實驗存在的問題展開，以此探討設計原則。

3實驗設計的原則

3.1一般原則

這是所有實驗設置必須遵守的共同原則。首先是科學可行性原則。原理、方法、材料和結果要滿足科學性，符合客觀規律，不違背基本知識、基本原理，邏輯正確。做到實驗目的明確、原理正確、手段恰當。其次是對照性原則。通過對照實驗的設計消除無關變量影響，必須嚴格控制，要平衡和消除無關變量對實驗結果的影響。再次是可重復性原則。實驗都必須能夠重復，這是可靠性的標志，也就是在相同實驗條件下必須做多次獨立重復實驗，避免偶然性，提高試驗可靠程度，要求控制實驗條件、實驗變量下重復實驗，消除無關條件的干擾。還有就是最經濟原則。不論什么實驗，都有它的最優選擇方案，這包括在資源的使用及時間的損耗上，可用產出和投入的比值來衡量，不可超越所擁有的實驗條件。此外還有隨機性原則。即研究樣本可以從總體中任意抽取[4]。而平衡原則、彈性原則也是需要遵循的。

3.2專有原則

除通用原則外，結合課程特點還應該有需要遵守的專門原則。理論性原則。這是針對課程全新晦澀的理論和易混的概念，要求實驗服務于理論，實驗結論落實于理論、原理，而非別處，以實驗加深對理論的理解。操作性原則。服務于技術操作功能，突出系統的基本功能和應用功能，便于學生對知識體系的把握。應用性原則。服務于應用，與方法結合，鍛煉學生解決實際問題的能力。融合性原則。基于邊緣交叉的學科性質，適當擴充，顧及其他，讓學生擴大知識面。總之要服務于教學目標。實驗內容設置應包含訓練、綜合、分析和驗證多類別。具體的實驗設計涉及實驗目的、實驗內容、方案設計等，宜展開后續研究。

4總結

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關鍵字：網絡地理信息；面向服務構建；移動；模式

地理信息系統作為一種對空間信息收集、存儲、分析和表達的信息管理系統近年來在計算機技術的推動下得到了前所未有的發展。當前在互聯網無所不及的環境下，地理信息系統網絡成為其發展的必然趨勢，同時地理信息系統的網絡化也增強地理信息系統的可用性和便捷性[1-2]。本文通過分析移動設備、定位系統、無線網絡環境與地理信息服務各種技術，初步探討無線網絡地理信息系統設計[3]。

一、網絡地理信息信息系統的組成

網絡地理信息系統結合移動設備、定位系統、無線網絡環境與地理信息服務四種技術。移動設備是空間服務框架中的終端設備，提供使用者設定約制條件與觀察查詢結果，整個系統框架在設計上對移動設備有一定的局限性，在評估移動設備是否符合系統時，需考慮其運算能力、作業平臺、輸出輸入接口、電源、供應以及接駁其它硬件裝置(如定位系統、無線網絡)的能力。定位系統是系統框架中形成空間約制條件的基礎，而空間條件的設定是觸發空間服務的必要條件，在評估一項定位系統是否通用時，必須特別考慮其涵蓋范園、通用環境、定位精度、定位坐標基準與投影方式與更新頻率。無線網絡環境負責移動用戶與網絡地理信息服務器間的相互溝通，在評估一個無線網絡環境是否通用時，必須特別考慮到無線網絡傳輸速率、覆蓋范圍與使用成本，傳輸速率影響了系統的運作效率，覆蓋范圍限制了可以使用服務的范園，而使用成本則影響用戶的使用意愿。

二、網絡地理信息服務標準

開放式地理信息服務平臺(Open Location Service)計劃是OGC為了整合即將快速發展的地理信息服務并增強互操作性而制定的一套規范，其認為地理信息服務可透過核心服務與附加服務交相應用所組成，其中核心服務包括了索引服務、間道服務、地理編碼服務的、展示服務、路徑規劃服務，而附加服務OGC目前僅提出導航服務。規范中并不限制各服務的后端數據格式與操作方法，而是透過空間服務可延伸描述語言(XLS，XML for Location Service)定義了空間服務之間的標準溝通接口，使得處于異質環境中的各空間服務可以透過此接口相互交換信息，真正達到開放概念下的信息共享與交互操作的目標。

其中，OGC WMS標準提供了基于網絡地理信系統訪問遙感影像數據的標準接口，該標準除了提供互操作外功能，WMS規范另外一個重要特點是提供了靈活的接口訪問。基于WMS標準的網絡客戶端可以請求任意數量的遙感影像圖層，不限制邊界范圍，兼容各種坐標系統，根據客戶需求返回所需的圖片格式。但是其局限性是是WMS必須實時處理目標請求的內容返回目標所需要的內容，提供WMS的服務器具有較高的性能，或者根據需求采用集群服務配置，同時為了減少對服務器性能的依賴，可以采用緩存請求處理過的圖片來提高WMS的性能[4]。

三、網絡地理信息應用技術

1、網絡服務

單一任務的應用程序在因特網上使用HTTP通訊協議與開放式標準的數據格式(例如XML)提供服務，網絡上不論何種操作平臺的計算機都可以透過管道找到并觸發服務。網絡服務在架構上可以分為服務提供者(Provider)、服務消費者(Requester)與服務中介者(Broker)三個組件。三者訪問均透過HTTP接口以符合簡單對象存取協議(SOAP，Simple Object Access Protocol)的封包彼此交換信息[10]。

2、服務架構

面向服務架構(SOA，Service Oriented Architecture)的主要目標是運用服務、介面、連接與信息的概念建立應用系統的執行環境，這個環境提供標準的信息定義、多樣化的接口與彈性的連接方式，讓不同技術的服務可以協同運行。面向架構使用XML與Web Services為底層基礎，解決通訊協議與數據溝通的問題，而且包含安全、交易、商業流程整合等功能，使面向架構成為最有彈性的系統整合方案。

3、空間數據庫

空間數據庫系統指的是提供空間數據形態與空間查詢語言，并且具有空間索引與空間連結的數據庫系統。由此的建立空間數據模型與定義原語是空間數據型態、空間位置與空間操作，空間數據庫能將任何空間數據模型化后直接儲存于數據庫中，并可進行空間操作分析或查詢空間數據。

四、網絡地理信息系統框架設計

本文根據面向服務的概念，提出一個分散的三層式架構概念，分別為信息層、應用層與客戶層，三者各自以網絡服務的型態存在，使得看似彼此互不相關計算機節點，可透過框架中預先設立的標準接口彼此互相溝通。信息層作為據實際存在的節點，由各數據生產單位各自維護，一方面避免單一服務器上數據繁雜造成的高負載，一方面較易確保數據隨時處于最新狀態；應用層作為選取與整合各種實體信息之中介平臺，負責接受與理解客戶端的需求，進而利用內建特定領域知識存取與整合信息層中各式各樣的數據；客戶層作為輔助使用者以直覺的方式完成觸發服務鏈運作，并將服務內容以適當的方式展示給使用者。以網絡服務技術建構而成的信息層、應用層與客戶層，本質上非常容易透過因特網的特性分散在不同的地理位置。此架構的特色在于應用層本身未必需要儲存任何使用者直接需求的數據，而是以整合信息層中之實體數據為主要任務，因此如何快速的查詢適合的信息層相關信息服務，便是一個強調開放的地理信息服務框架是否成功的重要因素。如同人們利用搜索引擎查找網絡中動輒數以億萬計的網頁，這些分散在因特網的各種網絡服務也必須透過某種程度的目錄服務才能被有效率的應用。而目錄服務可以被視為類實體數據以服務的型態提供給使用者。

客戶層為整個地理信息服務框架中的終端使用者，其主要的功能有三：(1)以引導式對話窗口輔助使用者處理與應用層之間復雜交流；(2)持續追蹤使用者行走路線的機制來達到主動推送服務(Pull Service)的概念；(3)依照使用者使用移動設備等級不同，提供不同復雜程度的使用者操作接口。

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一、臺灣高中地理“核心能力”

臺灣高中地理《課程綱要》五大組成部分（表1）中，地理“核心能力”與課程目標并重，表明臺灣地理教育重視對學生核心能力的培養。其中地理“核心能力”要求與課程目標要求一致，從通論地理和區域地理兩方面闡述，體現了臺灣對形成和培養學生地理學科核心能力的重視。

臺灣《課程綱要》中闡述的地理“核心能力”內容豐富，內涵深廣，對學生地理學科能力的培養做出明確的要求（表2）。

通過對臺灣高中“地理核心能力”具體要求的分析，得出其“核心能力”主要體現在以下幾方面（表3）。概言之，地理核心能力注重培養學生提出、分析和解決地理問題的能力，強調在活動中培養地理認知能力、地理信息能力和地理實踐能力，強調學生的表達、參與和交流。

二、臺灣高中地理“核心能力”的功能

1.促進地理學習能力發展

地理“核心能力”的提出，對地理教學和學生發展產生了重要的推動作用。按照“核心能力”的要求，通過學習系統地理知識，學生能養成良好的地理學習習慣，掌握科學的地理學習方法，促進學生學習能力的發展。如通論地理中一級核心能力第三條要求對應的第四條二級要求（表2），學生經過不斷學習逐漸形成分析地理數據、繪制圖表、撰寫報告的能力，在以后學習中遇到類似的分析、獲取地理信息和繪制圖表的問題時，便可從容應對和解決，從而提升地理學習能力。

2.彰顯地理學科實用性

地理“核心能力”強調提出和解決地理問題，注重在活動中培養學生的地理認知、地理信息、地理實踐等能力，強調學生的表達與參與，凸顯當代地理學科的特色，即為人類生產和生活服務，注重地理學科的實用性和應用性。學生通過對地理學科系統知識的學習，逐漸具備地理“核心能力”，能在實際生活中應用所學地理知識分析、解決地理問題，落實地理學科的應用性。如臺灣地理《課程綱要》通論地理一級核心能力要求第一條（表2），彰顯地理學科注重實用性和應用性的特點，重視培養學生運用地理知識，深化對地理現象、成因、分布的理解，進而解決地理問題的能力。

三、臺灣高中地理“核心能力”對內地的教學啟示

1.注重地理空間觀察力的培養

地理學科注重地理事物的空間分布和結構，注重闡明地理事物的空間差異和聯系，揭示地理事物空間運動和變化的規律。基于地理學科特點，教師應將學生對地理空間觀察力的培養作為學科核心能力來對待。培養學生的地理空間觀察力，要高度關注有關地球表層各種地理事物的空間位置關系的辨識與評析、空間排列狀態的觀察與歸納等內容的教學。如在講全球氣候類型分布時，可以引導學生聯想全球熱量帶的分布，觀察各種氣候類型的空間分布情況，進而歸納出熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶各有哪些氣候類型，并說明其分布規律。

2.注重地理過程分析能力的培養

中學地理有很多內容與“地理過程”有關，地理過程包括在一定空間范圍內，按一定周期運動或變化的地理循環過程，如水循環、巖石圈物質循環的內容；隨時間推移而出現的新舊更替的地理演變過程，如內外力塑造地表形態的內容；地理事物數量在一定時間內呈現的波動性變化過程，如人口數量增長的內容；地理事物或現象由某一中心向四周分散的地理擴散過程，如不同等級城市服務功能的演變、我國西北地區荒漠化的擴張等內容。所以，在高中地理教學中講到地球內部發生的地質運動、大范圍的水循環和人口遷移、經歷漫長歷史時期的地殼運動等內容時，可將其作為培養學生地理過程分析、想象與簡單預測能力的工具和載體。

3.注重地理信息加工能力的培養

信息加工能力是當代中學生學習能力的重要體現，培養學生搜集、整理和分析地理信息以及重組與應用已有地理信息獨立解決相關問題的能力是地理學科核心能力的一個重要方面。所以，在地理教學過程中，教師應創造實地觀察、觀測、調查訪問等活動情境，引導學生利用地圖、圖表、圖片積極參與收集、整理、分析地理信息的過程，從而獲得有用的地理信息，組織開展地理探究學習，培養和發展學生的地理信息加工能力。

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關鍵詞：地理信息系統；軟硬件；實現形式

地理信息系統（Geographic Information System簡稱GIS）是在計算機軟硬件支持下，以采集、存貯、管理、檢索、分析和描述空間物體的地理分布數據及與之相關的屬性，并回答用戶問題等為主要任務的技術系統。今天它已經發展成為跨學科，多方向的研究領域。

Mapgis是中國具有完全自主知識產權的地理信息系統專業軟件，它能為不同用戶提供地理信息服務。本文將從GIS課程教學設計的理念、設計思路與目標、教學內容及實施等方面進行探討。

一、課程設計理念

1.課程的設計思路

地理信息系統課程是地測專業學生必修的一門專業核心課程，GIS教育不能忽視基礎理論教學，作為高職院校的GIS課程分為兩個層次，一個是各種應用地理信息系統的開發層次，對高職學生很難勝任，另一層次主要是對專業地理信息系統軟件的使用，對這一層次的應用將是高職測量專業學生畢業就業的主要方向，同時也是高職學生就業的優勢。測繪采集的數據已經成為GIS重要的數據源，因此作為地測專業開設地理信息系統課程的主要目的是使學生能熟練操作GIS軟件，以GIS為工具，解決專業的技術問題。

（1）課程目標

本課程的教學目標是：使學生掌握地理信息系統的基本概念，具備利用GIS軟件實現地理信息數據采集、數據處理、數據管理、空間分析、地圖制作等專業技能。根據這個目標訂立教學大綱、授課計劃和實綱，確定合理的課時、授課方式、實驗比例等，根據地測專業需要進行內容的刪減和調整，在理論課和實驗課之間合理分配課時，確定考核辦法和要求。

（2）實驗課程設計

福建信息職業技術學院地籍測繪與土地管理信息技術專業的地理信息系統實驗課程共計32學時，實訓周26學時，基于Mapgis軟件的實驗課程教學設計主要是通過基礎實驗、綜合實驗以及真實項目三部分組成。實驗內容的選擇要遵循兩個原則，一個是實驗之間要相互聯系，不能相互孤立，老師要清楚地給予解釋的，同時學生也要親手實踐，以防止學習興趣降低，不利于教學。二是優化實驗內容，使實驗項目與實際應用相結合。項目設計應緊密與地測專業相結合，使學生了解其應用。

根據課程教學內容，結合Mapgis軟件特點以及地測專業的特點將地理信息系統實驗分為基礎性實驗、綜合性實驗、真實項目，見表1，目的是讓學生掌握空間數據采集、組織管理以及空間分析方法等技能。

二、教學內容的選取和實現形式

1.教學內容的選取

教學內容的選取分為兩個方面，一方面是GIS的基本原理；另一方面是GIS軟件的應用。前者主要學習概念和基本原理，避開一些復雜的算法，理論的學習為測繪學和地理信息系統軟件的學習架起一座橋梁。后者是將理論與實踐相結合，采取特定的數據來分析實際案例，達到理論教學與實驗教學的統一。實驗的學習是該課程的核心內容，是相關專業從事社會相關領域的重要實戰訓練，是抽象到具體的重要環節。對于非GIS專業的GIS課程的具體教學內容應根據開課專業特點、教學的目標以及培養方案的學時等具體情況進行調整、刪減或者拓寬應用。空間分析是GIS系統區別與其他信息系統的根本標志，也是GIS用來解決應用問題的基本手段。非GIS專業學生應該重點了解空間分析的基本概念、空間分析內容和空間分析技術的特點，以及用空間分析技術解決工程問題的流程，而不是學習復雜的空間分析算法和實現技術。

2.教學內容的實現形式

本課程要求學生在掌握基本概念和原理的同時，通過Mapgis軟件應用學習，掌握GIS的基本功能，特別是特有的空間分析功能。在教學中，采用Mapgis6.7軟件，并配有練習數據、實驗指導書、綜合項目等。練習的主要內容包括：點、線、面數據的采集、數據的組織與管理、空間分析等，通過以上課程安排，使學生在較短時間內對GIS的理論、技術與方法有一個全面而深刻的認識。

一體化的理論與實踐結合的教學模式加深了學生對GIS基本方法和原理的理解，提高了學生的實際動手能力。實驗課中以任務為驅動，激發學生學習的主動性，不僅有助于學生深入理解和掌握所學理論知識，而且能鍛煉學生的實踐技能，培養學生分析和解決實際問題的能力。在課程教學中，對GIS技術進行了深入的剖析，將教學內容按照GIS的基本功能劃分為相互聯系的教學單元，按照GIS數據處理流程進行連接，使整個教學過程前后連貫，一氣呵成。通過循序漸進的上機實習能夠掌握GIS的基本技術，培養學生分析和解決實際問題的能力。

地理信息系統是一門多學科交叉的學科，涉及面廣，知識點多，具有學科與技術的統一性，因此GIS的學習不僅僅是理論的學習，還包括GIS軟件的具體應用，通過項目的實際成果更加直觀顯示來幫助理解，結合地測專業特點，以國產軟件Mapgis為例，設計了理論與實踐教學內容，通過不斷更新思想，規范和完善地理信息系統實驗教學內容與教法，提高學生學習興趣，培養了學生自主承擔地理信息數據生產的崗位職業能力和素質。

參考文獻：

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關鍵詞國家空間基礎設施（NSDI）、"數字廣西"、地理空間基礎框架

1．前言

1.1背景

隨著計算機技術、網絡技術的飛速發展，人類已進入以信息化為主要特征的新經濟時代，信息化是當今世界經濟和社會發展的趨勢。發達國家在加快信息基礎設施和空間基礎設施建設的同時，1998年1月，當時的美國副總統戈爾提出"數字地球"的概念。引發了繼"信息高速公路"、"知識經濟"以后的第三次信息浪潮。1998年6月，總書記在兩院院士會上提出了關于中國發展"數字地球"的思路，指明了發展信息技術，加快建設國家信息基礎設施，早日實現中國的"數字地球"，是我國爭先搶占世界科技、產業和經濟制高點，走向21世紀的知識經濟的發展戰略。十五期間，許多地區和部門相繼制定了數字省區和覆蓋本領域的數字工程項目發展規劃，如北京市已擬?quot;數字北京"總體框架和發展規劃，"數字海南"、"數字山西"、"數字福建"、"數字浙江"、"數字陜西"等規劃也在制定之中；國土資源部計劃用12年時間實施"數字國土工程"，交通部提出實施"智能交通"，國家海洋局提出"數字海洋"，國家測繪局提出建立"數字中國"地理空間基礎框架。2001年10月，繼53號文后，國家計委、國家地理空間信息協調委員會召開了"國家空間信息基礎設施發展戰略研討會"，指出"必須將國家空間信息基礎設施的建設和應用作為國民經濟和社會信息化的重要內容，應加快發展，以帶動地理空間信息技術的應用和相關產業的發展，并進一步推動經濟結構的戰略性調整"。更引發全國十幾個省、直轄市拉開建設"數字省區"地理空間基礎框架的序幕。

1.2目的和意義：

聯合國的一份報告表明，人類社會經濟生活中80％以上的信息與地理信息有關，地理信息技術大大改變人類觀測和認識地球的方式，已廣泛應用于資源調查、災害、環境檢測、規劃、電力、商業等領域，取得了顯著的經濟社會效益。成為21世紀國際競爭的制高點之一，其發展水平直接關系到國家的綜合國力和國防安全。"數字廣西"地理空間基礎框架的建設，將為廣西政府部門和各市縣的社會和經濟可持續發展提供規劃、設計和決策支持的基礎地理框架信息，為電子政務的實施提供統一標準的基礎地理信息支撐平臺和環境。

1.3主要內容：

"數字廣西"地理空間基礎框架的建設就是通稱國家空間基礎設施（NSDI）在廣西的具體表述。也是以3S（GIS－地理信息系統、GPS－全球定位系統、RS－遙感）技術為基礎，基礎測繪數據的生產和成果存檔、管理、分發服務系統在信息時代的具體表現形式和發展。

"數字廣西"地理空間基礎框架建設的主要任務包括：大地測量基準建設、廣西省級地理信息數據庫建設、基礎地理信息采集體系的建設、政策法規與標準體系的建設、技術支持體系的建設、地理空間信息交換網絡體系建設、組織機構的建設等，實現覆蓋整個廣西的多尺度、多分辨率、現勢性好的基礎地理信息數據。

1．4"數字廣西"地理空間基礎框架在各行業中的應用：

2．廣西實施該項工程已具備的條件

2.1區內環境：

以"信息化帶動工業化"是我國的戰略目標，作為經濟欠發達的廣西，其信息化建設起步并不晚，20世紀90年代，南寧、柳州、桂林、北海等城市的土地、規劃、環保等部門相繼完成了本行業的地理信息系統的建設。21世紀的今天，南寧、柳州、桂林列入國家級信息化試點城市，在這三個試點城市的帶動下，全區社會信息化建設全面展開，圍繞政府網的建設，各地根據實際情況懈骶嚀厴男畔⒒ㄉ琛H綾焙J械?quot;數字北海"項目，百色地區的"農業信息化示范項目"、防城港市的"港口信息化項目"、玉林市的"有線電視寬帶網工程"等，以及全國第一套應急聯動系統――南寧市社嵊繃低常?11）的初步建成，都為廣西的社會、經濟發展起到了不可估量的作用。預計到2005年，全廣西將鋪設光纖約4.8萬公里，每千人擁有計算機50臺，互聯網普及率達8％以上，信息產業增加值將達到250億元，占廣西國民生產總值的8％以上.

2．2廣西測繪局內環境：

國家測繪部門投資2.56億啟動"國家基礎測繪設施項目"建設，簡稱"大專項"建設。

廣西測繪局在國家測繪局和區政府的支持下，于2000年8月正式立項（總投資2700萬元），目前已完成基礎地理信息數據生產技術體系、基礎地理信息數據傳輸網絡體系的建設，基礎地理信息管理服務體系、空間定位綜合服務體系、廣西數字化基地大樓的建設正在如火如荼的進行中。廣西測繪局已建成主干千兆，百兆交換到桌面的局域網，裝備了若干臺企業級服務器、海量的磁盤陣列、磁帶庫、圖形工作站、高檔微機、大型彩色掃描儀、大幅面繪圖儀等硬件設備，以及數據庫軟件ORACLE，GIS軟件ARCGIS、Geostar、MapInfo、ERDAS、數字攝影測量系統、掃描矢量化系統等軟件。通過大專項的建設，還鍛煉出一批精通3S技術、計算機與網絡技術、測繪技術的綜合型人才。

1．基礎地理信息生產技術體系已初步建成：

目前，廣西測繪局已具備的1：1萬基礎地理信息數據年生產規模如下表所示：

數據類型

年生產能力（幅）

數據庫存儲（GB）

1:1萬DOM（數字正射影像圖）

1600

1600幅×45MB/幅=72

1:1萬DEM（數字高程模型）

1600

1600幅×5MB/幅=8

1:1萬DLG（數字線劃地圖）

880

880幅×4.5MB/幅=4

1:1萬DRG（數字柵格地圖）

1000

1000幅×5MB/幅=5

遙感影像數據

按1米分辨率計算,500幅×100MB/幅=50GB

注：按廣西"十五"計劃，需8～10年才能更新測繪完成全廣西1：1萬地圖。

3．建設原則和關鍵技術

3.1建設原則

"數字廣西"地理空間基礎框架的建設要貫徹"需求牽引、統籌規劃、統一標準、階段發展、面向應用、共建共享"的方針，堅持市場引導與政府調控相結合，引進和自主創新相結合，重點開發和普及應用相結合，調動各方面的積極因素，以應用促進發展。

3.2關鍵技術

海量數據庫存儲技術：目前，單是按覆蓋廣西的4D（DLG、DEM、DOM、DRG）測繪產品的數據量計算，就達到了TB級，如何采用關系數據庫（如ORACLE）管理海量空間數據，將是今后幾年內的研究熱點。

菘燜倩袢∈侄危喝綰緯浞擲?S技術及其集成，快速獲取信息也是一個值得研究的課題。

寬帶網絡：利用高速網絡實現信息共享和互操作。

虛擬現實技術：虛擬現實和三維模型是數字城市表現的主要形式。

知識產權問題：模擬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、制度外，還需在技術上研究加密手段。

空間數據庫更新與版本管理：為滿足國民經濟建設的需要，必須定期更新數據，保持基礎數據的現勢性。數據更新后，歷史數據仍須保存。因此必須建立一套有效的數據版本管理機制，確保有效數據能長期保存，又避免不必要的數據冗余。

4．現階段的主要任務

4.1數據標準和規范的制定。

數據標準是急待解決的問題。很多標準國家尚未出臺，必須加快基礎地理信息各類標準的制定，完善各種數據庫的建設標準、質量控制標準和安全保密標準，加快制定基礎地理信息的產品標準、信息交換標準和應用標準等。

4.2廣西省級基礎地理數據庫的建設

按基礎測繪分級管理的原則，國家負責1：100萬、1：25萬和1：5萬尺度的基礎地理信息生產、管理、服務和更新。省級政府部門負責1：1萬、1：5000比例尺甚至更大尺度的基礎地理信息生產、管理、服務和更新工作。其中1：1萬基礎地理信息數據庫的建設將是"數字廣西"地理空間基礎框架的核心和基礎。省級基礎地理信息數據庫的組成如圖所示：

4.3實施一批地理空間信息重點應用示范工程的建設

當前，人口、資源、環境等可持續發展是國家和地方政府最為關注的領域，為共享"數字廣西"地理空間基礎框架資源，應當把應用開發的重點放在人口地理信息系統、資源（國土、海洋、地礦等）地理信息系統、環境地理信息系統的開發研究中。同時作為廣西測繪局與區政府部門的合作項目――廣西綜合區情地理信息系統（9202工程）建設的延伸擴展，更要充分利用"數字廣西"地理空間基礎框架資源，結合西部大開發政府急于掌握的信息，急政府之所急，想政府之所想，積極與政府部門聯系、溝通，進一步完善綜合區情地理信息系統，注重反映廣西自然資源、經濟兩方面的信息。

4.4積極創造條件推進地理空間信息共建共享機制的建立

測繪部門多年來生產了大量的地理信息資料，它們在廣西的經濟建設和社會發展中發揮了公益性、基礎性的作用，但要在更深層次和更廣的領域應用，需要政府及各行業的通力合作。共建共享是避免重復建設、維護國家利益的必要措施，是"數字廣西"地理空間基礎框架建設中必須堅持的原則。這方面的教訓是屢見不鮮的，如廣西各地方土地部門有獨立的一套地籍圖，規劃部門有地形圖，房產部門有房產圖，每個部門都是投入巨資測繪、數字化，標準都不統一。實際上只要政府牽頭協調，各地測繪一套基礎地形圖，每個部門在其基礎上再采集各行業關注的要素（稱之為三圖合一）。這樣的結果是大大節約了經費，卻實現了各取所需，同時由于數據標準的統一，各行業能共享、交換成果。

要實現共建共享，一方面要積極推動地理空間信息政府協調機制的建立，充分發揮測繪部門的作用，加強與政府相關部門的合作，按照互惠互利的原則交換數據；二要研究制定共建共享的法規政策，明確規定知識產權的保護、用戶的權利和義務、有償使用等問題；三是測繪部門要在信息共建共享中發揮帶頭作用，進一步強化"四個主動服務"意識：主動為領導宏觀決策服務，主動為國家重大戰略、方針提供服務，主動為廣西重大基礎設施提供服務，主動為提高人民生活質量提供服務。為推進共建共享機制的建立作出應有的貢獻。

4.5建設基于WEBGIS的地理空間信息交換網絡體系。

"數字廣西"網站（）作為廣西測繪局的宣傳陣地及元數據窗口，應加強地理空間信息網站建設和網上地圖的開發，探索地理信息網絡服務模式，以適應網絡快速發展和廣大人民群眾對網上地圖的迫切需求。

5．極待解決的問題：

5.1政策方面的問題

去年廣西制定的《廣西廣西國民經濟和社會發展第十個五年計劃信息化重點專項規劃》中并沒有完整地將"數字廣西"地理空間基礎框架列入其中。廣西的信息產業在2000年全年的總產值為28.6億元，僅占全區GDP的千分之二，在全國排22位，在西部地區排第5位。可以看出，廣西的信息化總量還較低。基于"數字廣西"地理空間基礎框架的重要性和其能推動國民經濟和社會信息化跨越式發展。建議由區計委統一協調，廣西測繪局負責具體實施，各部門共同組成廣西地理空間信息協調委員會，加快制定"數字廣西"地理空間基礎框架的建設規劃工作。

5.2人才缺乏、財力支撐不足的問題：

測繪滯后于國民經濟建設的步伐，這是目前的尷尬現狀。主要的原因是財力投入的不足。

"數據是血液"，沒有了數據的"數字廣西"地理空間基礎框架，就是個空架子，其他行業的信息化也就沒有了與地理空間相對應的承載體。

"數字廣西"地理空間基礎框架的建設是多種高新技術的集成，需要一大批高素質的人才。目前，人才缺乏的問題還是比較突出。

6．結束語

廣西壯族自治區基礎地理信息中心作為廣西測繪局向社會提供基礎地理信息分發服務、應用開發的窗口和國家空間信息交換網絡的省級主節點，基本具備?quot;數字廣西"地理空間基礎框架建設的理論和實踐基礎。應發揮"數字廣西"地理空間基礎框架建設的主力軍作用，為我區信息化建設作出自己應有的貢獻。

【參考文獻】

1、羅滿建《國家空間信息基礎設施發展戰略研討會情況報告》

2、廣西區測繪局《國家基礎測繪設施項目廣西單位工程方案設計》

3、劉金長《建設廣西省級基礎地理信息系統》

4、廣西區基礎地理信息中心《廣西省級基礎地理信息系統可行性研究報告》

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關鍵詞：地理信息系統；軟件設計；教學；資源與環境

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）36-0192-03

教育部于1998年頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》，將原土壤與農業化學、農業環境保護、漁業資源與漁政管理以及農業氣象合并為農業資源與環境，屬于環境生態類[1，2]。按照專業規范的要求，農業資源與環境專業的業務培養目標是：培養具備農業資源與環境方面的基本理論、基本知識和基本技能，能在農業、土地、環保、農資等部門或單位從事農業資源管理及利用、農業環境保護、生態農業、資源遙感與信息技術的教學、科研、管理等工作的高級科學技術人才[3]。隨著本科專業目錄的調整，農業院校的土壤與農業化學專業更名為農業資源與環境專業，其課程設置和教學計劃也有較大的變化。各學校根據自身的實際情況，對有關課程設置的調整變化很大[4]。人類80%的信息都和空間位置有關，因此地理信息系統作為資源調查和評價過程中的重要工具，在資源環境專業中得到了充分的重視，因此越來越多的資源環境專業開設了地理信息系統和地理信息系統設計與開發相關課程。

從20世紀90年代開始，地理信息系統貫穿在數據采集、存儲、處理、管理、分析及決策中，為越來越多的領域提供動態模擬、統計分析、預測預報、決策支持等服務[5]。在資源與環境專業的教學過程中以培養學生的GIS軟件的應用能力為基礎上，更加側重培養學生的GIS系統的設計與應用開發能力，以提高學生解決不同實際問題的能力[6]。基于此，在本科教學方案中增設“GIS設計與開發”這門課程。目前“GIS設計與開發”作為資源與環境專業一門專業基礎課，具有較強實踐性、跨學科和領域等特點。針對資源與環境專業發展特點，本文討論了“GIS設計與開發”課程設置目標的教學內容、教學方式和考核形式及其特殊性，先修課程調整、綜合實習內容以及學生綜合能力培養上給出教學意見，提高教學質量。

一、教學目標

如何實現專題GIS應用系統，提高GIS應用水平和效益，本課程就是在這樣一個環境背景下產生的。“GIS設計與開發”是資源與環境專業學生的一門應用性很強的課程。該課程是在完成地理信息系統原理、遙感導論、數字圖像處理、GPS原理、地圖學、C語言、Windows程序設計、數據庫原理等基礎課程之后，綜合GIS、RS和GPS理論與計算機科學理論，以滿足特定的應用要求。遵循地理信息標準，運用軟件工程思想和方法，結合地理信息自身和相關應用領域的特點，設計和開發具有明確目標的信息系統。學生通過這門課的學習，掌握GIS設計與二次開發的基本原理、方法和工具，使學生具備地理信息系統二次開發的能力，熟悉空間數據庫設計的基本原理和方法，了解應用項目開發中組織和管理涉及到的基本概念和策略，提高運用所學知識解決資源與環境專業方面實際問題的水平，為畢業設計和后續其它課程的學習夯實基礎。

二、課程特點與基本要求

1.課程特點。（1）“GIS設計與開發”是一門具有學科交叉性特征的課程。該課程本身涉及到地理信息系統原理、地圖學、遙感原理、軟件工程、數據庫原理、Windows程序設計、數學建模等多個學科的內容，具有較為明顯的學科交叉性。就資源與環境專業而言，設計與開發更加側重數據的分析、處理和表達，因此在課程中更加側重數據的分析和制圖表達上，但是對一些基本的功能的要求也必不可少。故此，資源與環境專業在“地理信息軟件設計與開發”上應該兼顧所有的基礎學科，同時對數學建模相關課程有深入了解。（2）“GIS設計與開發”是一門不斷發展的課程。GIS基礎軟件與應用軟件受到計算機軟硬件技術的更新而不斷發展的，這也對GIS軟件設計與開發也提出了更高的要求。在教學中要不斷吸收新興技術，在教學過程中指導學生查閱與GIS軟件設計和軟件設計有關的新興資料，把握GIS的前沿動態。在教學過程中，適當的提出問題，調動學生積極查閱圖書文獻資料，培養學生積極學習態度和自學能力。（3）“GIS設計與開發”是一門實踐性很強的課程。要進行GIS軟件設計必須在軟件設計模式、集成開發環境的運用、軟件編碼等方面都較好的基礎，強調理論和實際應用的結合，根據具體情況解決具體問題。要求將設計與開發的理論與方式用于具體實踐工作中。在教學過程中設計了單獨的“地理信息軟件設計與開發”的實驗課程。實驗課程采用分解知識點進行訓練和綜合訓練解決實際問題的能力。

2.基本要求。學生較好地掌握地理信息系統項目組織和管理的特殊性和相關理論，學習GIS軟件設計的方法，理解其特殊性，為地理信息系統的設計與開發奠定基礎。能熟練運用一種程序語言和地理信息系統基礎平臺進行二次開發。掌握GIS軟件的二次開發的基本原理，熟悉組件式GIS軟件開發的基本架構，了解目前主流組件庫的基本特征，具備開發GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine進行GIS組件式二次開發。掌握如何將地理信息系統與應用模型及其他系統集成綜合解決和處理問題的基本方法，達到會設計與應用的目的。

三、教學設計

1.參考書選擇。由于“地理信息軟件設計與開發”這方面的教材比較少。教學過程中涉及到軟件設計的基本原理與方法，在教學過程中選擇Ian Sommerville編寫的《軟件工程》部分內容為指定閱讀材料；同時考慮到GIS軟件設計過程中的共性和特性，理論教學選擇吳信才等編寫的《地理信息系統設計與實現（第二版）》為參考書；課程是實驗采用ArcEngine進行二次開發，因此參考相關的二次開發教材，主要包括ArcEngine開發幫助、類圖等。同時給出部分圖書清單，要求學生自學完成C#程序設計和設計模式等相關知識。

2.開發環境。學生的先修課程包含C語言、數學建模及Matlab等課程。然而除了個別學生自學了VC程序設計之外，大部分不具備VC的開發能力。如果為了可視化編程選擇VC，則在有限的課時內，學生將投入大量精力來學習VC及MFC的基本開發技能。Matlab軟件是國際公認的最優秀的科技應用軟件。考慮到資源與環境專業背景，Matlab能在GIS開發中能夠很好的挖掘和分析資源環境數據。但是考慮到GIS需要管理海量的空間數據，然而常見的空間數據Matlab不能進行直接的支持。因此Matlab不能作為本課程的主要開發環境。結合學生現有的開發基礎，以及.NET在界面設計和面向對象的優勢，因此本課程選擇C#.NET作為高級語言開發環境。Visual Studio作為一個強大的開發環境，直接對C#等.NET原生語言支持。在Visual Studio 2010中對UML進行了支持，能夠創建UML類圖、活動圖、序列圖、用例圖和組建圖。利用對UML的支持，能夠很好的支持在課程中的設計和建模。

在二次開發控件主要選擇目前主流的ArcEngine提供的基本控件和類庫。利用ArcEngine來開發實現GIS相關功能，而其他關于資源與環境的信息挖掘則采用Matlab來實現，并通過Matlab Builder將Matlab代碼成為.NET程序集實現Matlab和.NET之間的互操作。

3.教學課程結構。“地理信息系統設計與開發”是我校資源與環境專業一門重要專業基礎課。總學時為48，其中理論課程為32學時，實驗課程為16學時。考慮到培養學生對GIS的實踐能力，理論課程和實驗課程比例達到了2：1，課程的教學內容如下表。

全部課程安排了16課時的實驗，其中C#開發4個課時，基于UML的GIS系統設計4個課時，最后還有8個課時進行ArcEngine的二次開發內容。每次實驗提交實驗報告及相關的源代碼和對應設計文檔，用以檢查教學效果，及時調整教學方案。

4.教學方法。“GIS設計與開發”教學主要借助多媒體等現代教學方法，理論教學配合對應內容演示，融合其它課程內容的方式。可以針對不同的教學內容采用不同的教學方式。例如，在講解GIS軟件設計的相關理論基礎時，進行啟發式教學，鼓勵學生提出問題，誘導學生思考并解決問題。互動式教學是課程講授的一種有效的教學方法，通過師生之間對同一問題的分析，促進對理論理解，對問題的分析方法理解，能營造良好的課堂氣氛，提高了教學效果。研究式教學方法也很重要，采用研究的方式與激勵學生查閱資料，了解未來的發展方向并闡述觀點。

5.考核形式。為了培養學生的創造性思維、動手能力和綜合素質，側重應用開發的角度來對學生進行綜合考察。本課程主要采用平時考核、最終試卷考試和實驗考查三方面相結合的方式對學生進行考核。由于沒有較完整的教材，教學過程中也采用了較多的新興資料，因此在課程學習過程中要求學生查閱指定內容的文獻資料，學生提交相關的讀書報告，以此作為平時成績考核標準之一；平時的出勤率和隨堂提問也作為平時成績一部分。實驗課程考核包含實驗完成代碼、設計文檔和實驗報告三個部分，能較好提高學生的實踐動手能力。考試內容包含了對學生對基本知識掌握程度的考察，還增加系統分析和設計討論題。該類題目有較大的靈活性，能夠考察學生綜合素質，同時能體現教學效果。學生最終的成績由3個部分組成：平時作業和出勤率占30%，實驗占30%，期末考試占40%。

四、教學建議

1.調整先修課程。任何一門專業課的開設都建立在先修課程基礎之上的。資源與環境專業在先修課程中雖然學習了“地理信息系統”、“遙感導論”、“數學建模”等課程。然而在理論教學課程中發現，學生對GIS的基礎知識理解不夠深入。如在簡介空間查詢時，需要先講解空間拓撲的相關知識，才能進一步簡介基于空間的查詢方式。其次，學生在實驗課程中動手能力表明，通識教育的高級程序語言現在還是側重基本語法，導致學生的應用開發能力難以滿足GIS開發的基本要求。因此，在通識教育過程中改變課程教學側重點，使之更加符合資源與環境專業的學習，便于后續課程的開展。

2.增加綜合實習。“地理信息系統設計與開發”是一門應用和實踐較強的課程，同時其中的軟件過程管理的內容又過于抽象，學生很難同時掌握基本的開發方法和軟件過程管理。因此增加2周（80課時）的課程實習。集中時間讓學生完整完成從設計到開發實現的過程，讓學生鞏固學習的GIS軟件的設計方法，理解軟件過程管理，同時強化學生的開發能力。在實驗課程中學生掌握了基本的設計理論知識和程序開發技能。通過綜合實習，能將學過的知識綜合起來加以應用，既培養學生的動手能力又加強學生的創新意識。實習將學生分為2個實習目標，每個內容約30人，其中包含5個實習小組，每個小組5～6人，每個小組圍繞實習目標完成不同的任務目標，由組長控制整個開發過程協調組員之間工作，在80課時內完成小型的GIS系統的設計與原型系統的開發任務。通過實習使得學生將基本的理論與應用開發聯系在一起。

3.培養綜合應用能力。本校的資源與環境專業主要研究方向有土地利用規劃、流域管理、土壤與環境污染評價、防治與規劃，耕地肥力管理、專家系統開發等。學生在畢業后，有很大一部分就轉到了相關應用領域工作，把GIS作為處理該領域的一種工具。在先修課程中主要是利用Matlab、SPSS等軟件對資源環境信息進行挖掘，同時也采用ArcGIS中的ArcTool工具包進行空間分析。因此在課程培養中需要結合上述的內容，需要培養學生綜合統計和空間分析知識來解決實際問題的能力，使得學生能夠為今后的工作和繼續深造打下堅實的基礎。

五、結束語

GIS的發展為資源與環境的飛速發展注入了新鮮的血液，提供了新的契機。在資源與環境專業設置地理信息課程是順應時展趨勢的。“GIS設計與開發”是資源與環境專業的一門重要課程，具有理論抽象和實踐較強的特點。因此，要改變傳統教學觀念，不斷改進教學方法，適時的調整和更新教學內容，充分調動學習的主動性，提高學生的綜合運用能力，力爭培養出具有良好專業基礎的地理信息應用人才。

參考文獻：

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地理學是以研究宏觀世界為主的一門科學。龐大的地理單元，繁雜的自然現象，豐富的地理信息，都必須通過地圖中的各種符號才能反映出來。因此，學習地理首先必須要學會認識地圖，要能夠準確認讀各種常用地理符號———圖例，并通過圖例，在地圖中找出這種地理信息，結合方向和比例尺等工具，準確理解地理事物的空間方位、范圍大小、各種自然屬性等地理知識。比如對方位的認讀，習慣上都是按照一般定向法，即“上北下南，左西右東”來認讀，有的地圖是通過經緯線來確定方向的，但有時根據特殊的繪圖需要，它的地理方向還可以通過圖中專門給出的指向標來確定。因此在教學中必須向學生說明在讀圖時圖例的重要性。又比如，在高度的認讀中常見的有分層設色地形圖和等高線地形圖，尤其是等高線地形圖通過對等高線的疏密程度來判斷坡度陡緩的變化趨勢，學生往往很難理解。教師要將其作為重點內容加以突破，教給學生讀圖的方法，培養讀圖識圖的能力。

二、在地圖中獲取地理信息的能力

學習地理必須要學會在地圖中獲取地理信息，而學生要能夠從地圖中獲取各種地理信息，必須掌握各種圖例的含義，因為圖例是地圖的語言。學會了圖例的意義，也就是學懂了地圖的語言，因而也才能夠通過地圖獲取各種豐富的地理信息，這既是地理學習的一種方法，又是地理學習的一種能力。在這一知識的教學中，要結合生活中的實例，通過類比的方法讓學生準確地理解和掌握常用圖例，使學生能夠讀懂一般性的地圖。對特殊需要的地圖，要讓學生習慣于通過圖中所給的圖例來認讀。

三、類比聯想能力

地理學研究的空間龐大，事物繁雜，各種地理現象使很多學生在學習中往往熱衷于死記硬背，缺乏理解和思考，這就導致了知識點太多，太難記的畏難情緒的產生。其實，地球雖大，地理區域也比較多，各種地理現象在不同的地理區域千差萬別，但是它還有共同的一面，就是各個地理區域所處的經緯度位置、海陸位置，以及地形因素等主要因素決定著該地的各種自然地理現象，進而也制約著各種人文因素的形成。因此，在學習中學生只要牢牢抓住了這些，通過與已有知識進行類比聯想，認真地加以思考和研究，那么，各種地理知識的形成（包括自然的和人文的）和掌握就會是輕而易舉的小事了。

四、綜合分析能力

地理現象的形成因素往往是多方面的。比如，影響氣候的因素就包括經緯度位置、海陸位置、地形因素、洋流因素等多種因素。分析一個區域的氣候，必須綜合考慮這些因素才能得出正確的判斷，而對于人文地理的產生原因則更為復雜，除受自然因素的制約外，還要考慮歷史的和現實的各類其他因素的共同影響。所以要想學好地理，必須學會綜合各類制約因素，進行認真細致和科學的分析，才能做出準確的判斷，也才能把一些地理事物的感性認識內化為自己的理性認識，進而轉化為一種對知識的探究精神和創新能力。

五、圖表制作能力

學生地理知識的獲取，更多地來源于地理圖表所提供的信息，而地理圖表又是地理信息的承載工具，要用好這一工具，首先就要掌握這一工具的基本屬性，而從工具的制作和運用原理出發進行研究是有效掌握和使用工具的最好方法。因此，在對地理知識的學習中，既要學會使用工具，又要學會制作工具，即學生不但要善于從教材所提供的各類圖表中發現和獲取知識，而且要善于運用已有知識和各種信息繪制出一些簡單的圖表，在繪制圖表的活動中進一步系統化知識，鞏固和提高地理學習能力。

六、地理觀察能力

篇10

關鍵詞：地理信息系統；特點；安全機制

Abstract: Geographic information systems, it can combine all kinds of information with a view of geography and related to the use of computer graphics and database technology to collect, analyze data, so as to land use, urban planning and management of government departments to provide new knowledge for the engineering design and planning, management decision-making services. Measurement as the basic surveying and mapping, need to keep learning and constantly updated technology, learn to make good use of geographic information systems, provide the community with better digital products.Keywords: geographic information systems; characteristics; security mechanism

中圖分類號：F512.99 文獻標識碼：A

1、地理信息系統的內容概述 1 .1 地理信息系統定義： 地理信息系統是近十幾年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。此多種應用系統應用到地質測繪業，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是地質測繪服務業的重大創新和革命。 1.2 空間數據的描述方式和特征：測量工作的主要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X.、Y.、Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式。現在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關。空間數據主要具有以下幾個基本特征： ①每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征； ②非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統； ③空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性； ④分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象； ⑤海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。

2、地理信息系統的特點

與獨立主機結構的GIS相比，地理信息系統的出現使GIS大眾化及空間數據的共享成為可能，這主要是因為地理信息系統具有傳統GIS無法比擬的優點。具體表現在：2.1 大規模降低成本，全面取代GIS桌面系統。無論是以何種機構來組織開發的地理信息系統，它都是一個多用戶的空間信息系統。用戶無需擁有自主版權的GIS軟件系統就可以通過網絡使用GIS功能。2.2 使企業的事務與GIS專業有機結合。地理信息系統的出現可以使企業成員的交流合作與GIS專業操作有機結合，構成企業群體生產力。2.3 地理信息系統中的WebGIS采用網頁操作取代傳統GIS的窗口操作，簡單易用，降低了操作難度。2.4 GIS處理能力大為提高。由于地理信息系統是一個任務分布處理系統，可以充分利用網絡資源，采用分布式協同計算來完成復雜、計算量大的地理空間計算任務。這是一種比較理想的全局優化模式。2.5 地理信息系統是一個動態系統，可以根據用戶的請求隨時向用戶動態提供其所需的空間信息服務，為用戶提供個性化空間信息服務。2.6 跨平臺性好。地理信息系統的分布性、多用戶特點決定了地理信息系統必須具有較強的跨平臺性能，即能夠適用于異構系統。2.7 互操作能力強。2.8 利用地理信息系統容易實現大范圍的數據分發。總之，與傳統GIS相比，地理信息系統具有明顯的優勢，這也使得地理信息系統能夠得到廣泛應用和迅速發展。

3、地理信息系統的安全機制分析

共享數據不等于無限制地隨意使用數據，惡意的個人或團體有可能在沒有得到授權的情況下非法復制、傳播版權保護的內容。因此，需要對具有版權的數據實施有效保護，否則將會挫傷數據生產者的積極性，導致所能獲得的共享數據越來越少。有效的版權保護是空間信息共享中需要考慮的一個重要問題。一般認為，空間信息的安全主要包括空間信息的訪問安全、空間信息的傳輸安全和機密空間信息的隱藏等幾個方面。3.1 空間信息的訪問安全對于版權保護的地理空間數據，安全保護的一般方法是在服務器端控制不同用戶對地理空間信息源的訪問，對版權保護的地理空間數據，只提供給授權用戶訪問以防止非法信息的獲取。權限的控制可以在操作系統級，也可以在網絡防火墻或數據庫層次進行授權。總之，版權保護就是在服務器端通過某種措施，控制不同用戶對數據的訪問權限。3.2 空間信息的傳輸安全地理空間信息的傳輸安全措施主要是防止空間信息在網絡中傳輸被非法截獲、復制和修改，保證地理空間數據網上傳輸的安全性與保密性。由于密碼技術是保護信息安全的主要手段之一，因此使用密碼技術不僅可以保護空間信息的機密性，而且可以保護信息的完整性和確定性，防止信息被篡改、偽造和假冒。網絡加密常用的技術有鏈路加密、節點加密和端到端加密三種。數據的加密是由各種加密算法具體實現的，這些算法的目的是以盡可能小的代價提供盡可能高的安全保護能力。在多數情況下，數據加密是保證信息傳輸中機密性的最有效的方法。到目前為止已經公布發表的各種加密算法多達百種。3.3 機密空間信息的隱藏信息隱藏是將一個消息隱藏在另一個消息中。有些空間信息，如軍事基地，也許只希望部分授權用戶可以看到，或者說對普通用戶來說需要保密，這時候就要將空間信息中的這些機密信息隱藏起來，并且同時不影響隱藏了機密信息后的空間信息的使用價值，這也是空間信息安全中需要重點解決的問題。①從隱藏機密信息的偽遙感影像中提取嵌入機密信息的影像塊，然后利用JPEG標準量化表對該影像塊進行量化，以提取機密信息；②用相同的密鑰生成二值混沌序列對提取的機密信號進行解密；③進行十進制編碼與解壓縮，可提取出機密子影像；④將機密信息子影像與隱藏機密信息的偽遙感影像進行綜合，即可恢復遙感影像原貌。