導語：如何才能寫好一篇遙感科學與技術研究方向，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】地震;遙感影像;遙感技術現狀;信息提取

眾所周知，中國由于歷史原因，大多數的建筑物抗震性不夠好，抗震級別不高，一旦地震發生，災害性非常嚴重，如汶川地震，破壞性非常大，在十幾秒內就造成嚴重的財產和人身傷害。遙感影像技術的產生和今年的發展為地震的預報與防御以及災后的救援重建工作都帶來了極大的方便。

1.地震災害

地震是一種自然現象，又可以成為地動，地振動，是由于地殼快速釋放能量的過程中造成了振動，在這期間會產生地震波。而引起地面震動（即地震）的主要原因就是覺得地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，使得板塊邊沿及板塊內部產生錯動和破裂，從而造成地震現象。

地震會帶來嚴重的災害，造成嚴重的人身財產損失。地震最直接的災害是地震的原生現象，比如因為地震斷層錯動和地震波引起地面振動而引起的災害。主要表現為：地面被破壞，普通城鎮容易造成建筑物與構筑物的倒塌損壞，靠近山區可能引起山體等自然物的破壞（比如泥石流、滑坡等），若是海底地震，沿海區可能引起海嘯等，后果破壞程度大，后果嚴重。并且，地震往往帶來的除了直接破壞外還伴有次生災害。比如房屋倒塌后火源失控引起火災;災區水源、供水系統破壞或者被污染，使得災區生活環境惡化，造成瘟疫等等。

地震往往瞬時成災，讓人措手不及，并由于地震使得大量房屋倒塌，造成大量人員傷亡。所以如何能夠準確勘探地震，并能夠在地震發生后及時有效的獲取災情信息成為重點研發方向。

2.遙感影像

遙感，[remote sensing]，從中文解釋上來看，可以簡單理解為遙遠的感知，泛指一切無接觸的遠距離的探測;從科技層面上來看，遙感就是通過人造地球衛星上的遙測儀器對地球表面及資源（如樹木、草地、土壤、水、礦物、農家作物、魚類和野生動物等的資源管理）進行感應遙測以及監視管理的一種科學技術手段。遙感是20世紀60年代初發展起來的以航空攝影技術為基礎的一門新興技術。1972年美國發射了第一顆陸地衛星，這就標志著航天遙感時代的來臨。經過幾十年的迅速發展，成為一門實用的，先進的空間探測技術。

遙感影像（Remote Sensing Image）是指紀錄各種地物電磁波大小的膠片（或相片），在遙感中主要是指航空像片和衛星相片。一般遙感影像，數據類型比較多，需要通過金字塔加速、幀緩存技術、多種數據格式等方法進行圖像處理，方便遙感影像的顯示。

3.遙感信息提取技術

遙感信息提取是遙感成像過程的一個逆過程，是從遙感對地面實況的模擬影像中提取相關的信息，反演地面原型的一個過程。遙感信息提取需要根據專業的要求，運用物理模型、解譯特征標志和實踐經驗與知識，定性、定量的提取出物理量、時刻分布、功能結構等有關信息。

3.1遙感信息提取方法

常用的遙感信息提取方法主要是兩大類的：一是目視解譯;二是計算機信息提取。

3.1.1目視解譯

目視解譯主要是利用圖形的影像特征和空間特征以及多種非遙感信息資料相組合，用過運用相關的規律，進行綜合分析和邏輯推理的思維過程。現在多通過人機交互，應用圖像處理方法增強影像，提高影像的視覺效果，使之能夠翻譯到計算機屏幕上。

3.1.2計算機信息處理

計算機信息處理就是利用計算機進行遙感信息的自動提取，這就必須使用數字圖像了。這種處理方式原理是由于不同地物在同一波段、同一地物在不同波段都會呈現出不同的波譜這一特征，通過對某種地物在各個波段呈現的波譜曲線進行分析，然后根據其特點進行了相應的增強的處理之后，在遙感影像上就能夠識別并且提取同類的目標物。

4.遙感影像震害信息提取技術研究

遙感影像震害信息提取技術是通過對某一地區的衛星圖像或者航空照片進行對比分析，比較同一地區在不同的時期所拍攝到的建筑物的遙感影像來判斷該地區地表的變化。由于今年來科學技術的不斷發展和創新，遙感影像的分辨率和震害信息提取技術也得到了相應的發展，改善了以往遙感震害信息提取技術存在的結果精度低，震害識別對象單一，遙感地震應急軟件平臺不都完備的問題，并產生了新的提取方案。

4.1提出基于面向對象分類的震害信息提取技術

面對對象分類方法需要充分考慮地物的大小，結構，形狀等基本幾何特點，利用對象和周圍的環境之間的聯系，借助于對象特征知識庫以此來完成信息的提取。這種信息提取技術有利于提高分類的精準度。

這一信息提取技術主要涉及三個方面的關鍵技術即影像分割、影像對象特征的定量描述以及影像分類。對于影像分割，常用的方法是多尺度分割技術，能夠精準的分辨出地物目標的分類。而影像對象特征主要是通過利用影像對象的光譜、形狀和紋理特征制作相應的數學模型，從而進行表達描述。對于影像分類的方法最常用的就是模糊數學分類的方法。

4.2基于震害知識庫的震害信息提取技術

建立震害知識庫，這體現的是遙感影像分析技術通過對人類思維方式的模擬來提取遙感信息。在模糊分類推理機制的分類系統中，引入越多的專家知識，越能夠豐富分類系統，使得推理更加的合理，能夠更加符合人類的思維方式，這樣產生的分類結果也就更加精確。由于知識庫是人工智能和數據庫系統相結合的產物，知識庫中的知識數據越豐富，推理規則也就越完善，這樣計算機系統的智能化程度就越高，為遙感震害影像信息提取分析人員提供的數據就更加完善，為影像分類是提供的特征參數依據就更加精準，從而能夠提高遙感影像震害信息提取的準確性。

4.3通過高分辨率的衛星提取震害信息

隨著科技的發展，安裝有高分辨率遙感器的人造衛星普遍投入使用，以及雷達遙感無人飛機等高科技產品的飛速發展，遙感影像震害信息的提取技術所得到信息本身的精確度就得到了很大的提升，提取到的信息也必然更為準確迅速而有效，

結語

隨著社會的進步，科學的不斷發展，遙感影像震害信息提取技術必將不斷發展，其信息的精確度、及時性都將得到很大的提高，對地震等災害的預防以及災后的救助都能提供極大的便利。

參考文獻：

[1] 趙福軍.遙感影像震害信息提取技術研究[D].中國地震局工程力學研究所，2010.

[2] 殷亞秋.遙感影像震害信息提取技術研究[J].科技傳播，2011，（16）：228，234.

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【關鍵詞】科學化；營林；重點

0.引言

隨著“人類社會可持續發展”戰略的全面實施，森林將在保障經濟穩定增長、環境不斷改善和社會不斷進步方面發揮越來越重要的作用。所以只有通過科學營林，才能把握熱點，趕超前沿，引領未來，全面促進林業科技的發展，提高林業在人民經濟和社會發展中的地位。植樹造林不是簡單地栽樹綠化，而是要求植樹要科學化，撫育管理要精細化，這樣才能適應新的形勢發展需要。因此，科學營林也是為了盡快提高林業生態效益和經濟效益。本文著重分析一下科學營林工作的重點。

1.科學營林工作的重點

1.1樹立科技興林基礎地位

現代林業肩負著生產功能、社會功能和生態環境功能的任務。因此在可持續發展中，賦予林業以重要地位，當前我省森林植被覆蓋率低，立地條件差，生態環境不容樂觀，要想發展林業，科技是唯一生產力，因此，觀念改變是發展林業科技的動力。要徹底改變人們的思想，必須實行“走出去，引進來”的辦法，走出觀摩先進科學技術帶來的成效，以此來增加人們應用科技的信心；引進來就是要把學到的先進技術應用到我們的生產中來，讓他發揮最大的作用。

1.2深化體制改革

雖然我省各地市林業局、省直林局都成立了科技科，但科技科發揮的作用很小，相當一部分就是單位擺設。所以必須進一步加大林業科技體制改革力度，在機構調整、資源優化、人才應用、制度創新等方面下功夫。一是要通過改革組建知識全面、年齡結構豐富的科技隊伍。二是鼓勵科技人員深入基層，參與科技示范區、重大工程、產業開發基地建設、科技服務工作。三是對有突出貢獻的科技人員實行重獎。四是加大科技資金投入。一方面增加政府財政投資渠道，另一方面多方吸引社會對林業科技的投入。五是建立科技資金專用賬戶，確保科技資金專款專用，保證科研項目或科技活動的正常進行。

1.3更新林業研究手段和儀器設備

由于長期的信息閉塞，我們現在的研究層次基本上都是膚淺的，大部分是在搞重復研究，必須從新的角度與高度出發。林區所用儀器普遍老化，3S技術在林區得不到充分利用，必須更新設備，引進科學管理系統，以此來提高林區工作效率。

1.4加強人才培養力度

由于林區高學歷人工作人員少，掌握技術又有限，引進人才成本又比較高，所以加強本地人才培養是林業科技發展的首要問題。可以通過項目培養、也可通過技術交流培養、還可以專門派人學習。這些年林業科技發展速度明顯加快，但是學習、交流機會還是屈指可數，上級部門應該給予基層科技工作者更多的學習、交流、培訓機會，使林區逐步建立一只適應林區科技發展的高素質科技創新隊伍。

1.5做好病蟲害防治

森林病蟲害的防治工作，以突出營林措施和生物防治措施為主，堅持“預防為主，科學防控，依法治理，促進健康”的方針，堅持因地制宜，充分運用生物、物理、天敵等相輔相成的系統防治措施，防止環境污染，大力提倡防治無公害防治措施，把森林，病蟲鼠害控制在不成災的水平，以達到保護環境和促進林木速生豐產的目的。認真地調查森林病蟲害，以便掌握森林病蟲害種類組成及種群動態及發生發展趨勢、森林病蟲的變化情況，探討其發生發展規律，為科學準確的森林病蟲害的預測預報、防治措施的制定以及天敵的利用提供科學依據。同時及時認真做好森林病蟲的種類、數量、分布、林木被害程度的分析。根據林木生長狀況、危害程度及癥狀，正確鑒定森林病蟲種類，掌握其生物特性及在不同環境中的生長規律，抓住最佳防治時機，制定科學合理的綜合有效的防治措施，以達到最佳治理效果。同時把森林病蟲害造成的經濟損失降到最低。人為進行捕殺、阻隔、誘殺、高溫處理及應用遙感等新技術進行防治稱為物理機械防治，這種措施具有不污染環境，不傷害天敵，便于開展群眾性工作等特點；但此種措施工效低、費工、局限大，應根據規律及勞力情況具體掌握。同時，應結合其他防治措施，利用自然界中天敵昆蟲病原微生物、線蟲、蜘蛛、食蟲鳥以及其它食蟲動物等有益生物來控制病蟲害。此措施對維持生態平衡，對森林病蟲害有長期抑制作用。

1.6調整人工林撫育間伐政策

撫育間伐原本是營林性質，而非經營性質，撫育間伐材質量差，收益低，投入大，大多數林農不愿撫育間伐，重造輕管現象非常嚴重，因此應調整撫育間伐政策，對撫育間伐材應取消限額管理，取消各種稅費，給予政策扶持，以此鼓勵林農加大投入適時進行中幼林撫育間伐，營造健康森林。

2.科學營林工作的發展方向

2.1經營技術集約化進一步加強

人工林集約經營技術主要集中在良種選育、定向培育、速生密植、病蟲害防治等方面實現高科技化，尤其在無性系選育、造林機械化和防治綜合化方面出現技術密集的加強趨勢。

2.2森林多樣性研究是中國林業的重要課題

隨著森林資源的減少、生態環境惡化、物種銳減，生物多樣性保護已引起世界各國的極大關注，二十一世紀，生物多樣性研究重點將是：確定動植物主要的分類和功能，開展區域生物多樣性研究；生物多樣性組成、結構及隨人類經營活動變化規律的研究；生物多樣性與人類干擾關系的研究；可持續利用生物多樣性的社會、經濟途徑、經濟效益與保護關系的研究；生物多樣性中長期發展戰略及其政策體系的研究；利用地理信息系統技術建立動植物分布預測模型等。

2.3生物技術應用水平進一步提高

二十一世紀，林業生物技術研究方向和重點是：利用生物工程技術培育林木新品種，大幅度提高生長量；大力開發生物固氮和菌根技術；應用基因重組技術研究微生物殺蟲劑和木質素降解酶；提高林木的各種抗性；加速各種優良品種系的繁殖和脫毒復壯、進入工廠化批量生成；研究林木生成剩余物提取蛋白飼料的技術等。

2.4高新技術的滲透將大大加快

高新技術除生物工程這一熱點外，主要是計算機技術和遙感技術的更進一步應用，多技術的耦合速度、強度和程度將進一步加深、森林采伐運輸和營林機械化將由全盤機械化向生產、檢驗、管理全面自動化方向發展；木材加工生產工藝自動化、連續化及其計算機技術、過程邏輯控制和產品質量控制技術研究將得到發展，產業化速度加快。

2.5森林生態與環境的研究

森林是全球生態環境問題的核心。由于森林資源的破壞，全球生態環境日趨惡化。研究重點是加強有關大氣污染對森林的影響、植樹造林和毀林對氣候的潛在影響、大氣變暖對森林生態系統的影響等方面，以及提高森林的多種環境保護功能方面的研究。 [科]

【參考文獻】

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關鍵字：土地利用、動態變化、遙感技術、動態監測

中圖分類號：P285.2 文獻標識碼： A

0 前言

土地資源是重要的生產資料，是人們賴以生存和發展的基礎。近年來，隨著全球人口的不斷增加,經濟的不斷發展，土地資源超量開發，人類生存環境受到了嚴重的威脅，土地利用/土地覆蓋變化已經成為影響全球環境變化的一個重要原因。1993年“國際地圈與生物圈計劃”(IGBP)和“全球變化人類影響和響應計劃”(HDP)共同將土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)列為全球變化研究的核心計劃[1]。土地利用/土地覆蓋現狀既反映了過去土地利用歷史，又強有力地影響著未來的土地利用方向，因此及時掌握土地利用變化信息已顯得非常重要。遙感技術以其快速、準確、準時、周期性短等優點在土地利用/覆蓋變化的動態監測中顯示出明顯的優勢，在國內外得到了廣泛應用。綜合國內外學者的研究成果，現將遙感技術在土地利用類型調查中的研究方向從以下方向進行闡述。

1遙感圖像的選擇

1.1最佳時相的選擇

正確選擇遙感圖像能大大提高解譯的速度和精度。其中時相是反映遙感圖像特征的重要因素之一。以植被景觀為例進行研究，關于植被景觀遙感最佳時相的選擇，張銀輝等指出不同時相遙感圖像的選擇對分類精度具有很大的影響，因植物物種、長勢及生長階段等不同而在遙感圖像上有不同的光譜表現形式[2~3]。鄒尚輝[4]根據植物光譜的種間變化及物候變化和太陽高度角對植物光譜的影響，研究了湖北省及北亞熱帶植被分類的最佳時相選擇問題，指出最佳時期主要集中在4月下旬至5月中旬和10月下旬至次年3月下旬。程弘等[5]通過對TM影像在甘肅省白龍江林區(總面積56.8’萬ha)森林資源調查中的應用實踐，將遙感圖像識別的最佳時期定為秋季和春季。姜曉華等[6]探討了應用兩期遙感數據目視解譯調查新伐區的方法，以及所用數據的最佳時相，指出調查新伐區最理想的時相是8、9月份。林輝[7]以山東、河南、江蘇、安徽的平原地區為例，結合生產實踐對TM圖像在森林資源清查中應用的處理問題作了探討.并指出其時相選擇最好在10月中下旬及11月上旬，而山區的選擇，較為理想的則是4月、5月、10月、11月。一般時相的選擇應在林木生長較為旺盛的時期，但這只是一個總的原則，還要根據不同地區、不同清查需求而定。楊朝俊等[8]概述了植被調查中利用遙感技術的最佳時相的選擇，分析了四川森林植被的特點及其遙感干擾信息的物候特點。根據影響遙感時相選擇的平臺、太陽高度角和代表光譜等因素，針對四川不同地區森林植被遙感識別的特點，按照5個區域提出了四川森林植被遙感識別的最佳時期，主要集中在10月下旬至3月下旬。以上學者分別對不同研究地點的最佳時相進行了研究，最佳時相的選擇除受遙感平臺、太陽高度角和代表光譜等因素影響外，受地理位置和植被的特性影響也較大。因此，最佳時相的選擇具有一定的地域性和特定性。同時，也有學者將最佳時相的選擇，用于對農作物的分類，也得出了相同的結論[9~10]。

1.2圖像類型和比例尺的選擇

目前對圖像類型的選擇和比例尺的研究還不太成熟，沒有統一的定論。張銀輝等以對土地利用與土地覆蓋的研究為例，指出大區域范圍研究一般采用低分辨率的大尺度圖像(如:NOAA/ AVHRR 1km數據)，局部區域的土地利用調查一般采用高精度高分辨率的MSS圖像、TM圖像、SPOT圖像或它們之間的結合等。姜曉華等除確定遙感判讀的最佳時相以外，又將采伐區目視判讀用圖的最佳比例尺定為l:2.5萬。

2解譯范圍在遙感圖像上的定位

準確界定研究區的范圍是遙感在土地利用類型提取中的首要工作。林桂蘭等[11]以廈門市飲用水源中的北溪引水渠(管道)和坂頭水庫為例，根據飲用水源保護區劃分原則，研究了基于數字化的地形圖建立數字高程模型并自動生成匯水區盆地和流域范圍的GIS技術、獲取相關自然環境專題信息的遙感技術、以及綜合利用社會和自然等多種數據源進行保護區范圍界定的方法。利用GIS技術對區域界定確屬一種精度較高的方法，但遙感圖像的數據量一般都很大，少則幾百兆，GIS軟件很難處理如此大的圖像數據。再者，利用GIS軟件進行影像區域界定后，能被遙感判讀軟件如 Erdas Imagine分析的文件類型十分有限，導致圖像的精度明顯降低，甚至不能滿足需要。

王小龍等[12]采用相似三角形原理，結合海島多年的潮汐分析，在高分辨率遙感數據的支持下，可以比較準確地確定海島潮間帶范圍，特別是對于分辨率為lm左右的IKONOS和 Quick Bird圖像，提取結果保持了較高的一致性。使用該種幾何方法對研究區域進行界定，雖然取得了較好的效果，但是此方法對圖像資料的要求比較高、成本也較高，故也具有很大的局限性。

陸海英等[13]在ArcGIS和 Erdas Imagine軟件的支持下，綜合考慮建筑物的物理特性和光譜特征，以及城市擴展的規律，將遙感數據、城市建成區邊界以及行政邊界圖疊置起來進行提取，該方法使用方便，操作簡單，判讀精度也比較高，是對生態旅游地范圍精確界定問題的發展和完善。但特別注意的是必須使遙感影像與地形數據、行政區等矢量圖層具有一致的坐標系統。

3幾種土地利用類型的遙感采集技術

3.1常見的遙感解譯方法

劉玉萍[14]以遙感的功能為基礎，闡述了遙感目視判讀在土地利用類型劃分及森林生態變化監測評價研究中的應用和方法，應以常規法和遙感相結合。為森林生態系統恢復提供依據和決策支持。張飛等[15]主要是對遙感影像進行非監督分類，分類后采用合并類、上下文分析、聚類處理等，如果發現精度較低則再次進行解譯，再評價，直至獲得一個符合精度要求的非監督分類影像。田靜毅等[16]采取監督分類和目視解譯相結合的方法判讀遙感影像，提取土地利用類型預解譯圖。在室內完成的圖件往往存在錯誤或者難以確定的類型，需要進行野外實地調查與驗證。全斌等[17]采用人機交互式解譯并結合自動分類對2001年 Landsat TM影像進行解譯。張玉進等[18]根據2001年野外實地考察的經驗，采用最大似然分類法對上述3個時期的遙感影像進行監督分類，實際操作在軟件PCI下進行，最終分類精度均在85%以上，符合研究所要求的精度.吳泉源等[19]利用多期遙感數據，采用目視解譯和人機交互計算機分類技術提取 1984至2004年間龍口市海岸帶土地利用信息，從土地利用總量變化、土地利用變化速度、土地利用類型之間的相互轉化、土地利用類型變化的海岸區位效應等方面分析龍口市海岸帶動態變化特點。梁偉等[20]據 1975年的Landsat MSS、1986年和 1997年的1月 Landsat TM影像資料，運用遙感影像計算機自動分類方法獲取土地利用信息，用GIS空間分析方法以及數理統計方法全面分析了黃河中游多沙粗沙區1975~1986年和1986~1997年兩個時期內各土地利用類型的變化幅度、變化速度、數量變化的區域差異、變化方向以及變化方向的區域差異等。

3.2 高分辨率圖像的遙感解譯方法

田建林等[21~22]利用Quick Bird影像數據進行土地利用類型調查過程中采用計算機圖像預處理與人工目視判讀的方法獲取相對準確的土地利用類型信息。也利用高分辨率衛星遙感影像代替航空遙感影像進行土地利用現狀調查。主要采用目視判讀和外業調查的方法來完成遙感圖像的判讀。目視判讀的難點是對易混淆地類和森林類型的判讀，包括草地與農田、灌木叢與果園地、經濟林與用材林、陡坡地與常年早地等。通過適當的前期圖像處理，以建立解譯標志為基礎，采用綜合的判讀方法可將上述類型大部分判讀出來。

3.3 遙感解譯與其他知識相結合的方法

劉云等[23]借助TM遙感影像采用兩種方法來解譯北京昌平沙河區景觀土地利用：其一是利用TM影像的4、5、3波段的假彩色合成來該地區的土地利用解譯；其二是借助TM影像3和4波段計算的NDVI來判定土地利用，并與土地統計數據對比，結果表明第一種方法解譯城郊景觀的土地利用類型效果較好，而第二種方法對有植被覆蓋的土地利用類型解譯較好。李愛農等[24]針對我國西南地區地貌類型復雜、土地利用多元化的特征，著重研究了在大面積的土地利用調查中應用遙感圖像自動分類方法來獲取土地利用信息的一整套技術路線和方法；將非監督分類、監督分類以及野外調查、專家知識和特殊地區的分區分類有機地結合起來，大大提高了可操作性和分類精度。李春華等[25]以福州市瑯歧島土地覆蓋/土地利用類型為例，以遙感影像解譯知識為基礎，使用TM、Aster的融合影像和NDVI生成的植被覆蓋度影像，并結合DEM、土地利用等地理輔助數據，將DEM和NDVI因子作為待分類影像的波段加入其中，構成新的待分類影像，運用Bayes分類方法，通過循環迭代的方法消除先驗概率對分類精度的影響，實例證明比運用單一的分類方法精度明顯提高。張春桂等[26]應用新一代對地觀測衛星EOS的MODIS數據，在地理信息系統的支持下，對2001~2005年福州地區不同地表類型的歸一化植被指數年際動態變化進行計算分析，在此基礎上開展福州地區土地利用/覆蓋變化的監測研究，并初步分析了土地變化的驅動力。結果表明：基于MODIS的歸一化植被指數對區域土地利用/覆蓋的年際變化反映是敏感的，應用MODIS數據可以監測區域土地利用/覆蓋變化的空間分布和面積大小。

參考文獻：

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[關鍵詞]高校 GIS教育 專業 人才培養

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）20-0015-03

一、引言

自1991年聯合國亞太環境規劃署視察并援助安徽GIS技術項目以來，安徽GIS產業走過了20年的發展歷程，全省各行業GIS技術應用蓬勃發展。近年來，隨著GIS產業的發展納入《中國國民經濟與社會發展第十一個五年規劃綱要》，安徽省GIS產業已初具規模，市場需求旺盛并快速發展，使得我省乃至全國對GIS相關專業的人才需求日益增加。

為全面掌握安徽省GIS教育現狀，安徽省地理信息中心組織調查了有關高等院校、科研院所及企事業單位，并結合相關統計資料、教育科研網、中國教育在線及各高校招生就業等網站進行綜合調研，在此基礎上總結了安徽省高校GIS教育和人才培養的現狀，結合社會需求分析了存在的問題，并提出建議，為安徽GIS教育水平的提升提供參考。

二、安徽省高校GIS教育現狀

（一）GIS專業設置現狀

截至2012年底，宿州學院地球科學與工程系已系統開展了GIS相關專科教育；已設置并招收GIS專業本科生的有滁州學院、合肥工業大學、安徽師范大學、安徽理工大學、安徽建筑大學、安徽科技學院、安徽大學、池州學院和銅陵學院等9所高校。

其中，滁州學院GIS本科專業2009年被教育部遴選為國家級特色專業建設點，安徽師范大學GIS本科專業設立“安徽自然災害過程與防控研究”省級實驗室、“資源環境與地理信息工程”省級高校工程技術研究中心。合肥工業大學、安徽師范大學、安徽理工大學擁有培養GIS專業人才的碩士點，全省沒有GIS專業的博士點，但部分院校已陸續開展GIS相關專業的博士培養工作。

（二）GIS本科專業發展

因為針對研究生的教學方式、培養方案與本科生差別較大，與生源專業、導師研究方向等多種因素密切相關，具有差異化和個性化等特點，且安徽省GIS專業碩士點較少，招生時間不長，招生人數不多，因此安徽省高校GIS教育主要集中在本科生的培養上。

自2001年合肥工業大學開設GIS本科專業以來，安徽師范大學、安徽理工大學等高校也陸續開設GIS本科專業，隨著各學校師資力量的壯大和軟硬件的加強，招生人數也逐年上升，全省高校面向全國每年新招GIS本科專業學生由2001年的30余人增加到2012年的600余人，為我省乃至全國培養了一批GIS專業人才。以下將分析安徽省已完成四年度GIS本科教育的6所高校GIS教學情況。

（三） GIS本科專業課程體系建設

1.課程構成

合理的課程設置，尤其是專業核心課程的設置，是GIS人才培養體系建設中的重要問題。據調研，GIS本科專業課程體系主要由以下幾部分構成。

（1）公共基礎課：是教育部或所在高校指定的必修課程，包括數學與自然科學類、計算機基礎類、語言類、人文社會科學類、經濟管理類、體育藝術類等。

（2）公共選修課：由各高校統一安排，學生根據個人興趣愛好在通識教育課程中選取學習的課程，它有利于擴展學生的基礎理論知識，構建更科學、合理的知識結構。

（3）專業基礎課：指與專業知識、技能直接聯系的基礎課程，是必須學習掌握的課程，主要包括測繪類、計算機類、地理類、其他類等。

（4）專業選修課：指學生根據專業的培養要求與自己的學習方向有選擇地學習的課程，有利于拓寬專業知識面與應用技能，并為發展特定方向的研究能力奠定基礎。

（5）實踐及其他：主要包括課程設計、社會調查、實習、畢業論文、軍訓、公益勞動等。

2.課程設置及學時劃分

GIS是多學科相互融合交叉的，因此地理類、計算機類、測繪類和GIS類的課程組成了GIS專業課程的基礎。各校總學分設置相差不大，但在課程構成上各有側重。在偏工科為主的合肥工業大學、安徽理工大學、安徽建筑大學等院校中，應用性較強，高等數學等公共基礎課程在總學分的比重較大，均在30%以上，其中安徽理工大學公共基礎課比重最大為39.5%。而偏理學的安徽師范大學、滁州學院、安徽科技學院更側重地理類、計算機科學類及GIS類課程的教學，專業基礎課在總學分中的比重較大，均在35%以上，其中安徽師范大學比重最大為51.2%。公共選修課各校學分設置基本類似，比重差別不大。安徽理工大學、安徽建筑大學、滁州學院和合肥工業大學專業選修課比重較大，均在13%以上，體現了對學生個人興趣和研究方向的重視與培養。

3.實驗與實踐環節設置

GIS是綜合性的交叉學科，也是實踐性極強的學科，僅靠課程是遠遠達不到培養目標要求的，還要從提高學生的實踐能力和創新能力上下功夫，設置豐富的實踐類課程。通過幾所高校調研，我省GIS本科生實踐課內容一般有如下幾個方面：入學教育、軍事訓練、社會實踐和公益勞動等；專業實驗課教學；創新實驗和素質拓展；生產單位實踐及畢業實習、論文設計。

目前6所高校已建立GIS專業實驗室，基本滿足學生上機實踐的需要，其中安徽師范大學實驗室數量最多，面積較大，安徽理工大學GPS等相關測繪硬件設備最多。地理信息系統、測量學、地圖制圖、圖形圖像處理等課程實習都涉及專業軟件，專業軟件平臺主要有ArcGIS、SuperMapGIS、MapGIS、Mapinfo等GIS軟件，ERDAS、ENVI等遙感軟件，南方CASS等數字測圖軟件。

（四）師資力量

師資力量是科學規范的教學過程的首要保證，高素質的教師隊伍不僅要求教師要有較高的專業知識、良好的個人品質，而且整個隊伍的專業結構、年齡結構、學術結構、職稱結構、學緣結構等方面必須保持合理。根據2010年底各高校反饋數據，6所高校GIS本科專業師資力量，博士學歷42人，碩士學歷55人，本科學歷3人；助教9人，講師56人，副教授24人，教授11人，學術帶頭人6人，集中于碩士學歷，講師職稱。教師人數滁州學院最多，安徽理工大學次之，安徽建筑大學和安徽科技學院最少。專業結構對比分析，合肥工業大學偏GIS，安徽師范大學和滁州學院偏地理，安徽理工大學和安徽科技學院偏測繪。從教師年齡結構來看，各高校35歲及以下青年教師比例較大。

三、安徽省GIS產業人才需求

安徽省GIS產業應用范圍從最初的土地規劃、資源管理、水利防汛擴展到了幾乎所有與空間信息相關的各行業，根據ESRI中國（北京）有限公司2009年不完全統計數據顯示，其公司ARCGIS產品2005年-2009年在安徽的銷售量分別是2004年的3.9倍、5.7倍、14.7倍、19.3倍和22.4倍。ARCGIS作為全球使用量最大的GIS平臺產品，其在安徽省的銷售增長比例，客觀地反映出安徽省地理信息系統應用快速增長的態勢。GIS多元化應用、快速發展的局面使得我省對GIS專業人才的需求也呈現出多層次的趨勢，因此，有必要對我省GIS人才需求進行探討，以利于各高校完善學科建設，優化人才培養模式，培養出適應社會多層次需求的GIS相關專業人才。

（一）事業單位公開招考及高校人才引進

省直事業單位對GIS專業人才的需求主要集中于遙感與地理信息系統、與GIS相關的測繪工程及計算機等專業，學歷層次以本科及以上學歷為主，近兩年人才需求量加大。與省直單位相比，各地市對測繪工程、攝影測量與遙感等GIS相關專業人才的需求集中于傳統的國土、城建、測繪管理、規劃、水利等行業，學歷層次均要求在本科或碩士，除個別崗位注明適合男性外，其他崗位無性別要求。

目前我省很多高等院校現有GIS專業教師中部分是從其他學科通過短期培訓或自學方式轉入本專業的，可能存在研究、開發和應用的實踐經驗較少的情況，需要加大專業培訓力度和人才引進來提高學校的整體GIS教學水平和大型科研項目實施能力，這對提高學生畢業設計質量和實現人才培養目標至關重要。根據各高校反饋信息，目前我省各高校均有GIS專業人才引進計劃，主要集中于遙感、GIS軟件設計、GIS系統開發等研究方向。

（二）企業人才需求

近年來，安徽省一批軟件企業紛紛涉足GIS領域，對GIS人才的需求也大量增加。各企業通過專業人才網站、行業或單位網站、論壇、人才交流會等方式招聘，類型包括程序員、資深開發、測試、技術支持、數據處理、市場、營銷、項目經理、高層管理及其他。

本文調查了相關企業122個招聘崗位，按照類型進行分類，并統計性別傾向、學歷傾向和注重角度等特點。目前所緊缺的GIS人才工作性質為技術類崗位，程序員（35%）和數據處理人員（24%）是目前最緊缺的，資深開發人員次之，因此技術研發類崗位將是未來一段時間內畢業生需求最多的方向。從性別傾向來看，目前正在招聘的崗位中56%基本不考慮性別差異，但是仍有39%的崗位傾向選擇男性，與傾向女性的5%有較大差距。從學歷來看，本科生（38%）需求最大，碩士和專科生次之，但是也有相當的崗位不限學歷，因為從企業注重的角度中可以看出，未來發展潛力和動手操作能力，短期內盡快上崗是最重要的，而學生的在校成績、是否學生干部等不是企業最關注的角度。

四、面向需求的GIS人才培養存在的問題

教師隊伍和課程設置有進一步改進的空間。由于近幾年來我省GIS產業發展較快，GIS專業畢業生就業率較好，很多高校紛紛申請開設GIS專業，但是各校的師資力量和教學設備實際并不能完全滿足教學要求，部分院校師資力量不足，GIS專業技術力量有待提高。

學生的實踐和創新能力有待進一步提高。GIS實踐性極強，需要通過實踐課程來提高學生的實踐和創新能力。各高校雖設置了較豐富的實踐課體系，但仍然存在著部分畢業生編程基礎較差，不能滿足社會需求的情況。

五、對策與建議

根據社會需求確定各高校專業培養目標，調整和優化人才培養方案。各高校教學思路、教學目標與課程設置應順應社會需求做出新的調整，按照社會各行業的需求來制定GIS專業人才培養的目標。在保持原有專業特色的情況下，進一步加強復合型人才的培養。目前，部分高校對GIS專業人才培養方案進行了大幅度的修改，并積極采用工程教育（CDIO）理念和教學大綱，將會對GIS專業人才培養起到積極的作用和深遠的影響。

加強專業核心課程師資隊伍建設。各高校應針對現狀有選擇地引進計算機、地理、GIS、遙感及測繪等專業教師，充實GIS專業教師隊伍，提高綜合實力，鼓勵優秀青年教師進行在職教育，提高GIS專業師資隊伍的素質。注意開展教師梯隊人才建設，培養學術帶頭人，定期開展核心課程教學觀摩或教學經驗交流活動，逐步提高核心課程授課教師水平。

加強專業實踐環節的重視程度。加強實驗室和實習基地的建設，培養學生動手解決問題和學術創新能力；加強畢業論文的實踐性，與學校的科研項目掛鉤，讓學生參與解決實際問題，使能力較強的學生參與基礎軟件或應用系統的研發；充分利用社會資源為學生創造實踐機會，安排到相關3S企業、生產單位及各級地理信息中心進行掛職鍛煉，提高綜合能力。

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篇5

測繪工程領域專業學位碩士研究生是從事大地測量、海洋測量、投影測量與遙感、地圖制圖、地理信息系統、土地管理信息系統等高層次應用型專業技術人才。主要研究方向有動態大地測量與環境變化及災害監測、空間大地測量理論與技術、精密工程測量與三維工業測量、海洋測量技術、交通導航工程、土木工程測繪、海洋工程測繪、水利工程測繪、礦山工程測繪等。開展測繪工程領域專業學位碩士研究生的培養主要目的是為了解決測繪行業及相關工程部門高層次創新型、應用型、復合型人才緊缺的矛盾，面向生產第一線培養高層次工程技術和工程管理人才。通過培養，測繪工程領域專業學位碩士研究生應掌握所從事工程領域堅實的基礎知識和寬廣的專業知識，以及解決工程問題的科學的研究方法以及現代化技術手段，具有獨立承擔工程技術或工程管理工作的能力，具有較高的綜合素質、較好的職業素養、較強的創新能力和適應能力。基于測繪工程領域專業學位碩士研究生的人才培養目標和研究方向，構建科學的培養模式，設置合理的課程體系，對實現人才培養目標至關重要。

2測繪工程領域專業學位碩士研究生的培養模式

根據人才培養標準，借鑒我國的測繪行業目前正處于升級轉型期，各事業單位、國企、民營企業單位都亟需掌握基礎理論、能從事高新技術工程的人才。從人才培養和企業需求兩方面入手，設計以下培養模式。

2．1“高校＋企業＋項目”模式

這種模式的核心是與企業聯合培養。以校企共建專業學位碩士研究生聯合培養基地或聯合實驗室為培養平臺，充分利用校企雙方在人才、技術、設備和環境方面的資源，優勢互補，以企業的生產或科研項目為牽引，通過共同承擔科研項目或共同完成生產項目，為專業學位碩士研究生培養提供良好的工程環境，營造真實的工程氛圍，同時創造良好的社會和經濟效益，實現合作雙贏。這種培養模式的關鍵是調動企業的積極性，讓企業能夠從專業學位研究生的聯合培養中得到利益，嘗到甜頭，彌補企業在培養專業學位研究生方面的投入，保障專業學位研究生實踐教育與科研生產緊密結合。

2．2“培養＋就業”模式

這種模式是以就業為導向，兼顧研究生和企業雙方利益，保證企業能引進需要的專業人才。專業學位碩士研究生與企業雙方有合作意向后，簽訂就業意向協議。企業投入一定的培養經費，指定專門的工程技術人員作為第二導師，實際參與企業的生產和科研項目，專業學位碩士研究生畢業后必須到企業任職若干年。這樣，如果是在職學員就讀新模式的全日制工程碩士學位更容易得到企業的支持，有利于校企聯合培養基地建設，非在職人員也能較好地解決本人的就業問題，一舉兩得。

3課程體系的設置與建設

按照2009年教育部《關于做好全日制碩士專業學位碩士研究生培養工作的若干意見》有關課程設置文件精神，以培養測繪工程高層次創新型、應用型、復合型人才為目標，遵循實用性、針對性、創新性和綜合性原則，融合“卓越工程師教育培養計劃”實施方案和“CDIO”工程教育理念，參照國家“注冊測繪師”任職資格標準，構建全新的課程體系。

3．1課程設置突出職業色彩

全日制專業學位碩士研究生培養因其生源的特殊背景，所應掌握基礎知識的廣度和專業知識的深度以及研究能力和工作能力等方面特點，導致了其課程體系構建必須遵循以下規律：課程教學從強調學科內容轉變為強調學生的經驗和體驗；課程體系從單一教材轉向強調教師、學生、教材、環境因素的整合；關注學生職業背景及工程體驗，在課程教學中加重職業的色彩，強調理論性和職業性的完美統一。

3．2課程體系構建

1）以企業需求和職業能力培養為導向，構建課程體系。由于專業學位碩士教育作為具有顯著職業背景的一種學位教育，其目的是培養具有扎實理論基礎，并適應特定行業或職業實際工作需要的應用型高層次專門人才。所以，專業學位碩士研究生課程體系的構建必須從深入行業企業調研入手，認真分析行業背景、企業技術現狀和人才需求，根據國家及行業發展需求確定專業學位碩士研究生人才培養目標；以培養職業所需要的“構想—設計—實現—運行”能力為主線，對照行業企業所需的知識、技術和能力，遵循理論與實踐相結合的原則，進行職業核心能力分析與目標設計；提煉專業核心知識和能力要素，明確理論課程設置、實踐環節安排和學位論文方向等內容，以此構成專業學位碩士研究生的課程體系。2）按模塊化組織教學內容。專業學位碩士研究生課程體系構建應以職業需求為目標，改變以往以學科知識為基礎設計課程體系的傳統，按照行業企業所需的知識、技術和能力，按理論與實踐相結合的原則進行學科知識重組。為此，黑龍江工程學院測繪領域專業學位碩士研究生課程的設置從行業發展需求出發，在遵循學科和知識內在聯系規律的基礎上，以職業能力培養為主線設置課程體系。在組織課程體系時，實現教學內容的模塊化。1）公共必修課模塊：主要包含自然辯證法、外業、知識產權課程。與此同時，設置信息檢索、資源環境與可持續發展、工程建設管理、計算機網絡技術與應用等公共選修課。主要目的是使學生具備一定的政治思想品德、較高的學術基礎、較好的職業素養，重在培養專業學位碩士研究生的科學意識和必要的知識修養。2）基礎理論模塊：主要包括應用數理統計、高等應用測量、現代測量數據處理、軟件工程課程，主要目的是夯實專業學位碩士研究生的專業基礎，為專業課學習創造條件。3）專業課模塊：包括專業必修課和選修課。專業課以專業知識和實踐能力為本位進行設計，適當把“注冊測繪師”職業資格認證所要求的知識、能力和職業素養進行歸納、凝練，融合到專業學位碩士研究生教育的部分課程及相關的各種教育教學活動中，形成若干模塊化課程，為學生參加職業資格應試打下基礎，推動專業學位碩士研究生培養與國家職業資格考試內容的銜接，使學生具備一些崗位需要的專項知識和能力；根據學生可能的就業去向，設置現代工程測量技術研究及應用、地理信息工程、遙感信息工程、GNSS技術研究與應用等方向模塊課程供學生選擇。4）學位論文與專業實踐模塊：這一模塊是培養專業學位碩士研究生的綜合環節，也是比較重要的一環。它是在理論課程學習的基礎上，經過在企業的綜合實踐，結合自己所參與的實際工程項目進一步鍛煉提高專業學位碩士研究生的學術水平和職業綜合能力。

3．3與職業任職資格對接

形成專業學位碩士研究生職業素質指導與訓練研究是新課程體系建設的目標之一。依據國家“注冊測繪師”資格認證標準，以“測繪工程案例”教學及以滿足“注冊測繪師”任職資格為核心設計課程教學體系，補齊測繪工程技術人員通過國家注冊測繪師資格考試困難之短板題，專業學位碩士研究生能順利通過任職資格考試，獲得國家承認的任職資格，同時提高他們的工程技術應用能力和工程項目的管理能力。

3．4將實踐教學環節納入課程體系

目前，我國專業學位碩士研究生教育的主要手段還是課程教學，它包括理論教學和實踐教學兩種形式。以往工程實踐能力培養的缺失在課程教學方面較為突出，為避免專業學位碩士研究生課程設置一直存在的知識傳授和能力培養之間不能兼顧的矛盾，專業學位碩士研究生的課程體系構建要以提高學生工程技術應用能力、管理能力、創新能力為核心，繼承測繪工程學院辦學傳統，發揮專業學科優勢，利用合作企業測繪工程項目資源，產學研結合，企業深度參與理論與實踐課程設置、實施及管理，構建測繪專項設計實踐、工程項目設計實踐、工程項目實施實踐、工程項目管理實踐、測繪新技術應用創新實踐等實踐教學體系，以企業為主導，全面參與課程體系的構建及實施。

4結束語

篇6

前不久，中關村開放實驗室第六批共25家實驗室舉行了集體授牌儀式。

截至目前，中關村開放實驗室掛牌數量已突破百家，達到109家。五年來累計推動包括檢測認證、技術攻關、試驗指導與合作研發等在內的2.8萬項服務，受益示范區企業1.25萬家次，實現了創新要素的高效聚集，搭建了政產學研介五位一體的創新服務平臺，形成了促進科技創新、成果轉化的合作機制，為示范區自主創新能力的提升發揮了重要作用，開放實驗室已成為首都獨具特色的科研創新群體之一。

開放的平臺

中關村開放實驗室是市發改委、市科委、市財政局、中關村管委會為充分整合北京地區高科技創新資源優勢，推動產學研結合，積極促進科技成果向現實生產力轉化而推動的一項重點工作。此項工程自2006年6月正式啟動。

運行五年來，通過不斷開展體制、機制創新，深入挖掘優質高科技資源，積極引導協調服務，助力企業創新發展，中關村開放實驗室在聚集科技資源、建立科學管理機制和促進產學研合作方面都取得了一系列成績，已成為集科研人才、專業設備、高精尖技術及產業化項目信息等多種資源于一體的開放服務創新平臺，成為首都獨具特色的最豐富、最寶貴科研資源的創新群體，品牌影響力顯著提升。

目前，中關村開放實驗室的數量已經突破百家，達到109家。這其中既有國家遙感應用工程技術研究中心、國家網絡新媒體工程技術研究中心等國家級重點實驗室，又有北京大學網絡與信息安全實驗室、北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗室等院校資源，還有中關村生命科學園開放實驗室、中關村軟件園公共技術服務實驗室這類重點為產業園區企業服務的公共平臺。

坐落于石景山區玉泉路19號的中科院高能物理所網絡安全開放實驗室，是依托中科院高能所于2006年正式成立的。該網絡安全實驗室建立的數據密集型網格平臺處于國內外先進行列，已成為全球高能物理網格系統的重要組成部分。

實驗室先后承擔了國家科技支撐計劃、自然科學基金、863、973、部委專項等40多個網格計算（云計算）與網絡安全項目研究工作，獲得國家科技進步二等獎等多項獎勵。

目前，實驗室擁有300多個CPU，90TB磁盤空間構成的高性能計算集群系統，建立了網絡安全攻防實驗環境，為企業深入研究和開發創造了硬件條件。在網絡攻防、入侵檢測、取證分析、陷阱誘騙 BIOS安全檢測、網絡內容還原、安全評估檢測等方面，積累了豐富的技術和經驗。自實驗室成立以來，在業界課題的研究攻關工作中已有多項創新性成果獲獎并進行產業化。

北京大學與北京市教委共建的空間信息集成與3S工程應用北京市重點實驗室，在遙感技術、地理信息系統等領域的理論研究、開發和教學方面形成學科優勢。曾作為主要成員參與了國家發改委高技術產業重大專項“車載導航/動態信息服務終端的產業化”項目、北京交通委、北京奧組委“北京市交通綜合信息平臺 ”設計項目等，取得了豐碩的成果。

北京航空航天大學的虛擬現實技術與系統國家重點實驗室，依托北京航空航天大學計算機科學與技術、控制科學與工程和機械工程三個一級學科，通過不同學科方向的合作、交叉，開展虛擬現實領域的基礎研究、應用基礎研究和戰略高技術研究，進行原始創新和集成創新，并在主要研究方向上設立了實驗室開放研究基金。

中關村開放實驗室匯聚了行業創新要素資源，為企業發展提供了智力平臺。北京大學實驗動物中心是目前國內僅有的幾家通過國際實驗動物管理評估及認證組織認證的實驗平臺之一，2010年再次通過（AAALAC）三年復審完全認證。實驗室具有同時開展30000只鼠、200只猴、200只兔、20只羊、100只犬和50頭小型豬的實驗能力；具有實驗動物轉基因制備技術平臺、實驗動物影像學技術和實驗動物抗體制備技術等實驗平臺，不僅服務于中關村企業，也積極向北京企業開放，可為企業提供多種技術服務。

中關村生命科學園開放實驗室是屬于孵化器性質的實驗室，主要為中關村生命科學園區及部分園區外生物醫藥中小企業提供公共設備及技術檢測平臺，為企業開展創新孵化服務，其中不乏海歸人員帶回的優質項目。到目前為止，實驗室已為100余家企業提供了服務，服務項次達3萬余次，并與園區內外生物醫藥行業的多家企事業單位建立了長期的合作關系。

開放實驗室另一獨到之處在于科研人才和尖端設備的聚集優勢。國家人類基因北方研究中心于1998年成立之初就參與了“國際人類基因組計劃”，并完成了一系列重要的基因組研究項目。中心不僅擁有一批高素質的科研人員團隊，包括中心常務副主任沈巖院士以及150多名科研人員，還擁有用于高通量實驗分析、基因組學研究和蛋白組學研究的多臺/套高端實驗設備，包括DNA測序儀、微陣列芯片分析儀和實驗室自動工作站等，設備總價值4000余萬元。在甲型H1N1流感肆虐初期，兩例最早的病例血液樣本就是被送到該中心作基因測序的。目前中心已累積申請專利49項，獲批13項，均為發明專利。

從第一批的8家發展到第六批突破百家，中關村開放實驗室規模逐年持續擴大。目前掛牌實驗室成員既有清華、北大等知名高校的重點實驗室，又匯聚了中科院、軍科院、醫科院等國家研究院所、行業轉制院所的頂尖實驗室，為中關村重點產業的發展發揮了支撐作用。

2011年，中關村實驗室工程進一步突出了對符合中關村重點產業發展方向，長期以來服務于戰略性新興產業、服務中關村重點企業群體的實驗室掛牌開放，推動一批具備國家和行業資質的公共檢測平臺和來自于戰略性新興產業的知名企業實驗室掛牌開放。

目前，中關村109家開放實驗室中，包含國家工程（技術）中心及國家級重點實驗室28家、國家級認證中心17家；共有研究人員11429人，其中兩院院士49名，教授以上專家1088人，包括超高壓電子顯微鏡、百萬億次云計算平臺等高精尖檢測、研發設備6萬多臺（套），總價值超過64億元。

在創新產出方面，五年來累計申請專利4136項，創制各類技術標準2561項。此外，開放實驗室還擁有一大批技術領先、貼近市場需求、具有產業化前景的產業化成果項目。目前，中關村開放實驗室已經成為集科研人才、專業設備、高精尖技術及產業化項目等科技資源于一體的開放平臺。

產學研合作升級

開放實驗室是一項全新的系統工程，建立科學的管理運行機制至關重要。幾年來，開放實驗室工作辦公室在管理體系建設方面不斷探索，建立了實驗室掛牌申請、專項評審、運行評估、信息統計、產業化項目篩選、產學研對接等一系列規范的工作流程，即“十項制度”和“六大流程”，使各項工作趨于合理化、規范化，為更好的整合科技資源、組織創新交流、服務企業發展奠定了基礎。

例如通過設計信息模板，建立中關村開放實驗室信息采集和報送制度，增強了信息挖掘能力；通過聯絡員制度和網絡平臺的建立，一方面促進了交流互動，另一方面形成了高效的合作機制，樹立了良好的文化氛圍。

在宣傳方面，設計制作了介紹政策和實驗室資源的宣傳冊，利用媒體、網絡、展會、政策宣講會等多種途徑，向近千家企業推介，加大對中關村開放實驗室這一品牌的宣傳推廣。

有了良好的機制和健全的流程規章，各項基礎工作得以順利開展。圓滿完成年度實驗室掛牌申請受理、評審和專項資金補貼管理、運行評估等基礎性工作。在工作中突出對戰略新興產業的引導扶持，專項補貼逐漸呈現出新的特點：重點企業申報項目明顯增加；惠及企業大幅提高；對企業引導性作用明顯；對企業創新能力的推進作用日益凸顯。

五年來，中關村開放實驗室對分散于北京的眾多科研院所、高等院校科技資源進行有效整合、開放共享，掛牌實驗室積極發揮自身優勢，加大對企業的服務開放。

圍繞新興產業發展和企業自主創新能力提升，中關村開放實驗室工程共組織產學研合作活動兩百余場，其中包括但不限于與相關園區、行業產業聯盟共同開展政策宣講、調研高科技行業和骨干企業技術需求、組織科技合作對接交流等。通過企業科技研發需求與科技資源供給的有效對接，促進了科研成果產業化。目前已逐步規范形成六大服務方式即：雙走進（走進企業、走進實驗室）促進活動、分領域系列對接、牽線搭橋當紅娘、創新成果會、企業和實驗室交流座談等。

通過上述服務構建起“521”八種產學研合作模式即：五項共建包括企業與實驗室聯合承擔國家重大項目、建立國家科技基礎設施、建立企業實驗室和企業技術中心、進行項目研發和創制先進標準、建立人才培養基地；二項服務包括為示范區企業提供檢測認證和技術攻關服務；一項是科技成果轉化給示范區企業。

開放實驗室實現了不同要素組合、不同目標組合、不同機制合作、不同領域合作的政產學研相結合的合作格局。同時，根據示范區建設對開放實驗室工程的新要求，下一步將探索以企業為主體，開放實驗室積極參與，共同建設企業技術創新研究院的新型產學研合作形式（如科興疫苗產業創新研究院）。

截止到2011年上半年，掛牌實驗室累計為1.25萬家次企業提供了包括檢測、技術攻關、試驗指導與合作研發等在內的2.8萬項服務；承擔國家、北京市技術創新和產業化項目1859項，其中國家項目94項；聯合研制標準共163項；與企業合作開展技術成果轉移項目276項；與企業共建聯合研發機構77個，為示范區企業提供人力培養1103人，受聘到企業共159人。在推動科研資源開放和服務企業方面取得了很好的效果，為示范區自主創新能力的提升發揮了重要作用。

研究成果產業化

日前，修訂后的《中關村開放實驗室實施試行辦法》已經公布，按照新的辦法，將拓寬和加大對開放實驗室與相關企業開展合作項目的引導支持。

中關村開放實驗室有三個特點，分別是設備資源豐富、人才資源豐富、科技成果資源豐富。這些年來，企業根據自己的實際情況，已經逐步形成了與開放實驗室系統化的合作模式。如企業購買開放實驗室現有的科技資源成果；企業與開放實驗室一起申報國家科研課題；企業委托開放實驗室進行科技攻關，等等。

應當說，中關村開放實驗室成立的初衷即在于激活北京地區國家部委、院校、機關單位的科技資源，通過一定的工作機制，將這些豐富的科技資源結合到北京的高科技企業當中去，形成在北京落地的產業化項目。

為促進研究項目產業化，中關村實驗室目前已設立了專門的扶持資金，對評估合格的開放實驗室，中關村科技園區發展專項資金提供50萬元的一次性經費支持，補貼開放實驗室進行必要設備配備和認證所需費用。

同時，對于以優惠價格提供的分析檢測類服務，由實驗室持有關服務合同、收費單據等證明材料可提出資金補貼申請，中關村科技園區發展專項資金按實際優惠金額給予實驗室補貼，該補貼不超過標準收費的50%；對于研發類服務，由企業持有關服務合同、收費單據等證明材料提出資金補貼申請，中關村科技園區發展專項資金按照實際收費金額的50%給予補貼。這就是說中關村為企業在實驗室進行資源使用打折，促進企業與實驗室的資源協同共享。

中科院的高墻曾被外人視為不可逾越的科技。如今，中科院愿意放下身段，打破高墻，主動牽手企業實現產學研用。這一切，得益于中關村開放實驗室為雙方搭建的對接平臺。

中科院高能所一直走在中國自主創新科技的前沿領域， 2007年，中科院高能所網絡安全實驗室成為網絡安全領域首家掛牌的中關村開放實驗室。

開放實驗室掛牌后，對產學研用的促進效用很快得到印證。當年，中科院高能所網絡安全實驗室就承接了啟明星辰、網御神州、中科網威等多家專業網絡安全公司的科研合作項目，僅僅是和啟明星辰合作的一項中關村開放實驗室重大專項項目“綜合業務行為審計系統產業化”就為該企業帶來近億元的產值。

自加入中關村開放實驗室以來，中科院高能所網絡安全實驗室已經陸續承擔了近20項企業委托開發項目，和中關村高新技術企業共同申請并承擔了5個國家項目，獲得了10余項軟件著作版權并有兩項科研成果獲得省部級科技進步獎勵。

記者了解到，未來中關村開放實驗室工程將探索更長期的產學研合作方式，繼續積極探索產學研結合、產業化轉移的組織與機制的創新平臺。除了推進示范區重點企業與開放實驗室聯合承擔國家級項目，聯合共建研發平臺，進行技術轉移合作之外，還將加大面向重點企業的深度服務、個性化服務、持續。對“十百千”、“瞪羚”企業加強調研，發揮橋梁作用，推動企業和開放實驗室在人才培養、技術合作、共建實驗室和承接國家重大項目等方面進行多渠道多途徑的合作。

篇7

摘要：研究目的：本文將就GIS技術在農用地評價、城鎮建設用地評價以及工業用地評價三方面的發展應用做一個簡單的介紹。研究方法：收集近年來相關文獻資料，分析GIS技術在土地評價各個領域研究情況，加以總結歸納。研究結果：GIS技術在各類土地評價中發展較快，特別是土地適宜性的評價運用廣泛，GIS技術在未來土地評價中發展空間很大。

關鍵詞：GIS技術；土地評價；進展

隨著社會經濟的迅速發展，我國作為一個人口、資源大國，土地資源的評價工作不斷開展和細化，土地評價涉及土地的自然、經濟、區位及開發管理等諸多因素，主要集中在土地質量的分等定級上，近年來隨著土地評價工作的不斷深入，已經形成了一套比較完整的土地評價系統。其中。地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）技術作為一門新的技術手段，在20世紀70年代開始引入我國。GIS在我國土地評價中的應用起步較晚，但發展較快，引入后迅速運用到了土地評價工作中，更是在土地評價的各個領域得到更為深入的發展，其中，陳華[1]、倪紹祥[2]、史同廣[3]、邱炳文[4]等學者都對GIS技術在土地評價中的應用做過深入的分析，倡導GIS與遙感技術的結合，還對GIS評價方法進行了詳盡的綜述總結。本文就近年來農業用地、城鎮建設用地以及工業用地三方面，GIS技術在其中的運用、發展趨勢等做一個分析總結。

一、GIS技術在農業用地分等定級評價中運用廣泛

近年來GIS技術在農用地評價工作中得到了廣泛的運用，通過文獻分析，研究主要側重于運用GIS技術農用地的分等定級工作、農用地的適宜性評價兩大方面，尤其側重于農用地的分等定級的研究。

（一）、GIS技術在到農用地分等定級工作上的研究進展

20世紀50年代初期，我國農用地分等定級工作開始開展，70年代開始進入系統的工作階段。農業用地分等定級的原因是需要掌握定級范圍之內農業用地的質量情況，然后依次為依據進行評價，劃分出土地的級別，最終為確定農業用地基準地價提供依據，增加農業用地管理的科學性。農用地定級工作又是一項具有基礎性、公益性和戰略性的土地資源調查評價工作[5]，因此，GIS技術在農業用地分等定級工作上運用十分廣泛。

運用GIS在農用地評價中分等定級工作的開展，目前主要是定性研究和定量研究相結合進行，有研究者將定性分析的結果運用于農用地定級成果的調整和確定工作中，以此來提高農用地定級成果的精度[6]。在農用地分等定級工作中，王中就GIS分等定級的科學性進行了研究，并且給出了科學了論證[7]。而在分等定級是實際工作中，GIS技術運用也越來越多，張敏運用GIS數據庫在土地分等定級的基礎上，探索土地估價，以及土壤的成分的運算，以此來做了新浦鎮農用地的估價案例[8]。王淑梅等從GIS農用地定級數據處理上入手，進行了詳細的論述[9]。當然，在GIS技術評估的過程中，也會產生許多問題，針對這些問題，相關研究者也積極的做出了討論分析，相關需要注意的問題[10]以及在傳統農用地質量評價檢驗方法上引入新的數學模型相配合，力圖得到更加準確的評估效果[11]。

（二）、GIS技術在農用地適宜性評價上的研究進展

土地的適宜性評價是決定土地的用途以及土地適宜程度的基礎。近年來，針對農用地的土地適應性評價增多，多數研究開始嘗試運用模型進行農地的適宜性評價，而GIS技術在其中發展很快，通過對農用地的適宜性評價，最終根據適宜程度來判斷農用地的質量。

張成剛等利用GIS/RS技術，對冀北地區農用地進行了適宜性評價，以此分析各等級農用地的空間分布，最后提出農用地合理利用對策[12]。對于農用地的質量綜合評價以及單一的耕地質量評價管理，結合GIS技術，也有人做了相關的研究。在農用地適宜性評價工作中，多數學者都在嘗試把GIS技術作為一個評價的平臺和具體的方法進行推廣，從而為適宜性評價研究工作的開展提供一套技術方法。鄭磊介紹了土地適宜性評價中的常用模型，以大連市金州區為例做了相關的分析；有學者提出農田立地的概念，基于GIS技術來評價農田質量，為劃定基本農田提供客觀依據。當然，結合GIS農用地評價方法研究，在實際的操作中，研究者針對出現的問題，也樂于引入更多的數學評價模型，進行技術的改進，以提高農用土地適宜性評價的準確性及效率。

二、GIS技術在城鎮建設用地評價中的研究進展

我國是一個人口多、資源少的國家。改革開放以來，社會經濟快速發展，帶動了城鄉建設用地規模的迅速擴大。1978年我國的城鎮化率為17.92%，2013年迅速上升到53.7%。這時，出現的問題是土地城鎮化速度遠遠超過人口城鎮化速度，人地矛盾集中。這就迫切需要對城鎮土地利用進行評價研究，最大程度的節約和有效利用城鎮建設用地。通過分析，近年來GIS技術在城鎮建設用地評價研究進展中，主要集中在城鎮建設用地的有效利用評價和適宜性評價兩方面。

（一）、GIS技術在城鎮建設用地有效利用評價中的研究進展

由于土地具有稀缺性的特點，城鎮建設用地在土地評價中擁有很高的地位，結合GIS技術研究發展，對于城鎮建設用地有效利用評價主要集中在建設用地的擴展研究、利用現狀以及潛力研究幾方面。

在建設用地擴展研究探索中，湯君友等以“時間過程”與“空間格局”為主線，將區域城鎮建設用地擴展與自然交通條件和社會經濟條件相綜合，揭示無錫市城鎮建設用地擴展的時空分異規律。也有人對寶雞市1988 ～2005年中心城區城鎮建設用地擴展類型進行定量識別，試圖尋求一種優良的擴張模式。其中，還有人認為城鎮建設用地的擴展，除了考慮時間序列上的演變規律，相應的某一時期建設用地數量和結構的突然變化，也會對建設用地的使用帶來一系列的影響，周偉等就對三峽地區建設用地的變化和效益進行了評價。

（二）、GIS技術在城鎮建設用地適宜性評價中的研究進展

隨著城鎮化的不斷推進，在城鎮建設用地適宜性評價中，主要是考慮住宅用地、商業用等幾類建設用地的情況，圍繞社會經濟和自然生態兩方面進行城鎮建設用地適宜性評價研究。李亞奇等以GIS作為主要技術平臺，以嘉興市鳳橋鎮為案例進行實證分析，做了建設用地適宜性的研究。劉貴利圍繞3種主要建設用地類型，初步建立了建設用地適宜性評價方法程序。其中，也有學者對丘陵荒灘、黃土溝壑以及低緩坡度地區建設用地為研究對象，對自然條件不好的地區做土地適宜性的評價研究。

三、GIS技術在工業用地評價上的進展研究

要推進工業化發展的進程，需要消耗大量的土地資源作為代價，而城鎮工業用地需求量在未來社會發展中也非常大。通過文獻分析，對于工業用地而言，運用GIS技術重點集中在評價工業用地的節約利用以及適宜性、空間結構擴展方面。

（一）、GIS技術在工業用地節約度評價上的進展分析

在工業用地節約評價上，研究重點主要是從工業用地的利用潛力上進行開展，探索充分挖掘工業用地的潛力，以達到土地的節約利用的效果。如甄江紅以包頭市為例，根據評價標準劃分出低度利用、適度利用、集約利用及過度利用等土地利用類型，提出工業用地土地集約利用的途徑與措施。而蔣貴國在前者研究的基礎上，增加運用極限評價法和綜合評價法評價各工業功能區的土地集約利用程度和潛力挖掘程度，最后提出工業用地土地集約利用的途徑與措施。

（二）、GIS技術在工業用地適宜性和空間結構評價上的進展分析

由于工業用地自身發展與住宅用地、商業用地等的區別，在選址上更要考慮適宜性和空間結構組成。結合GIS技術評價工業用地適宜性研究上，重視城市生態環境的保護，生態適宜性評價廣泛開展；張樹深以大連市為例，引入概率神經網絡模型與GIS軟件結合，進行了工業用地生態適宜性分析[26]。也有人從保護城市生態環境的角度為城市的土地利用提出建議。

在GIS技術工業用地的空間結構擴展研究上，研究都是通過收集現階段的資料，或者結合RS遙感圖像，分析對比工業用地的結構變化，再發現相應的問題，最后找到整合工業用地的方法。吳兵等人揭示城市工業用地隨時間、空間變化的規律，闡明城市工業結構調整的方向。也有人用GIS支持的空間定量分析方法對工業用地立地條件進行評價，探討工業用地空間整合模式，再提出整合方案。

四、結論

目前，在土地評價的各個領域，結合GIS技術做評價分析的探討越來越趨向于綜合化、定量化和科學化，使土地評價工作的開展更加細致和精確，其中，結合GIS技術的土地適宜性評價非常廣泛和完善，在各類用地評價中也各有側重。當然，這其中也有不足之處，比如在農用地評價中，基本以耕地的分等定級研究為主體，在林牧等農用地上評價研究較少。在城鎮建設用地和工業用地評估上，側重于土地適宜性以及節約度的評估，而未來土地評價的發展，需要更新的評價方式以及提高評價的精確度、實用性。所以，未來GIS技術在土地評價工作中重要性越來越凸顯，與土地評價相關的GIS軟件的二次開發、結合數學模型的配合運用等都是新的發展方向。（作者單位：四川師范大學地理與資源科學學院）

參考文獻：

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[2]倪紹祥.近10年來中國土地評價研究的進展[J].自然資源學報.2003，18（6）：672-683

[3]史同廣.中國土地適宜性評價研究進展[J].地理科學進展.2007，26（2）：106-115

[4]邱炳文，池天河，王欽敏等.GIS在土地適宜性評價中的應用與展望[J].地理與地理信息科學.2004（5），20：20-44

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[7]王中，基于GIS分等定級-以無為縣為例.學位論文[D].2007.05

[8]張敏.基于GIS的農用地分等定級估價研究—以慈溪市新浦鎮為例.學位論文[D].2004.03.

[9]王淑梅，張永福，范兆菊.GIS的農用地定級數據處理淺析[J].烏魯木齊職業大學學報.2004（1），13：36-39.

[10]吳志偉，陳文波，余敦等.基于GIS的農用地分等研究-以江西省分宜縣為例[J].水土保持研究.2007（6），14：390-393.

篇8

關鍵詞：現代信息技術；精準農I；數據化；智能化

中圖分類號：F320.1 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4428（2017）03-11 -03

一、引言

精準農業是一種以大數據科學為核心的信息化的現代農業理念，其發展顛覆了我國日出而作日落而息的手工勞作方式，打破了粗放的傳統生產模式轉而邁向集約化、精準化、智能化、數據化，促使我國農產品由線上零銷售改成私人訂制。20世紀80年代，我國開始對精準農業進行研究，建立了小湯山國家精準農業研究示范基地和黑龍江友誼農場的“精準農業示范項目”試驗基地；2012-2013年在黑龍江墾區農機推廣產品中，GPS自動導航和駕駛系統全部由國外進口，這表明我國亟需自主研制開發精準農業設施裝備。總體上看，我國對精準農業的研究大多局限于對概念的補充和延伸，沒有形成系統成熟的學術思想。在實踐中，并未建立較大規模的試驗示范基地，基礎設施、經營規模和經濟效益等都不及發達國家。因此，需對精準農業的發展作進一步研究，以加快我國農業現代化進程。

二、精準農業內涵及主要技術組成

（一）精準農業內涵

精準農業（precision agriculture，PA）又稱精細農業，精確農業或處方農業，是以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式。它的全部概念建筑在“空間差異”的數據采集和數據處理上，在定位、導航的基礎上，根據管理單元的土壤特性和作物生長的需要，管理作物的每個生長過程及各種農資投放量，最大限度地發揮土壤和農作物的潛力，做到既滿足作物生長發育的需要，又減少農資的投入，從而降低物質消耗、增加產量、保護生態環境，實現農業的可持續發展。

（二）精準農業的核心技術組成

精準農業技術體系是支撐精準農業發展的關鍵部件，精準農業技術通常不以單項技術的形式出現，在組裝集成單項技術應用于農業生產的同時，形成了精準農業所獨有的技術體系，如產量圖、配備有“3S”技術的播種機、聯合收割機等。精準農業技術體系如圖1所示：

1.現代信息技術

現代信息技術主要由全球衛星定位系統、地理信息系統、遙感系統和計算機自動控制技術組成，其基本含義是把農技措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平的一套綜合農業管理技術。這項技術依賴全球定位系統和計算機控制定位，精確定量實施，極大地提高了種子、化肥、農藥的利用率，同時在管理決策環節上，可根據具體情況選擇“單純獲取高產”“以適量投入獲取較高經濟利潤”或“減少資源消耗、保護生態環境”等多種不同優化目標。

2.生物技術

生物技術是現代生物學與其相關學科交差融合的產物，其中核心是基因工程技術。隨著人們對動植物基因學和蛋白質學的認識，生物技術在農業生產中的應用越來越廣。通過對動植物基因重組，可增強農作物對生長環境的適應能力，增加農作物單產，減少農藥化肥的施用量，改善食物的營養結構和口感。例如，在棉花中引入抗蟲基因，可減少病蟲害對棉花的侵蝕，減少農藥的使用；在水稻中導入能產生維生素A的基因，可以提高稻米的營養價值。

3.工程裝備技術

農業工程裝備技術是精準農業發展的物質基礎，也是衡量精準農業發展水平的重要指標。用于我國精準農業生產的農機裝備主要有新型高效拖拉機、播種施肥灌溉機、精量植保機、節水灌溉與水肥一體化設備、高效能收獲機械等，可實現精準平整土地、建立模塊信息，為農作物生產管理收割做好準備。我國于2009年建立農業智能裝備工程技術研究中心，以自主研制適合我國農業發展的農業機械，近幾年，我國農機科技創新能力提升較快，2016年全國農作物耕種收綜合機械化率高達63%。

三、我國精準農業發展存在的問題

（一）發展精準農業的成本較高

精準農業技術在新疆兵團棉花的大面積種植應用中取得了客觀的經濟、社會及生態效益：平均單產增加17%，每畝播種量減少2千克，氮磷肥的利用率提高3%-8%。對農作物生長環境的檢測，節約檢測成本高達90%，檢測效率提高500%以上。但這些農業機械價格昂貴，適合大面積作業，主要面向大型農場。而我國地形復雜，以小農經濟為主，農戶多分散且產能較低，導致發展精準農業的成本較高，不適合我國目前的農業經濟發展水平和生產作業規模。

（二）農業從業人員素質偏低

我國農業勞動力文化程度較低，近年來，市場的各種優質資源也逐漸由農村轉移到城市，在農村形成了“38、61、99”部隊、“空心村”“末代農民”等現象，進一步降低了農業勞動力的素質。文化知識的缺乏，降低了農業從業人員接受新事物、學習新技術的能力，導致一些高新技術成果難以推廣運用，阻礙了農業生產發展向高端升級的進程。雖然我國政府大力提倡精準農業的發展，但由于我國基礎薄弱，農民吸納新技術的能力差，精準農業在我國的推廣實踐困難重重。

（三）精準農業基礎設施不健全

我國精準農業技術裝備遠遠落后于世界先進水平，僅相當于發達國家20世紀60-70年代的水平。目前我國精準農業的生產機具多從國外進口，尤其是在技術含量較高的新型行業，這種差距還在不斷加大。精準農業裝備研發和創新的技術儲備嚴重缺乏，適用農業機具設備品種少、水平低，而且可靠性極差，遠不能適應精準農業發展的需要。另外，精準農業機械設備價格高昂，我國零散的農戶和小型農場無法承擔高額的費用，導致精準農業基礎設施嚴重缺乏。

（四）現代信息技術在精準農業生產中的應用有限

我國已利用現代信息技術建立了農業數據庫及農業信息系統，將3S等各項高科技應用到精準農業的生產發展中，并在北京、黑龍江、新疆等各地建立了大規模的精準農業實驗基地，在一定程度上解決了我國農業發展中存在的化肥農藥利用率低、勞動效率較低、環境污染嚴重等問題。總體來看，現代信息技術在我國精準農I中的應用仍處于初級階段，很多技術在精準農業中的應用都是空白。如：基礎設施建設、智能控制、機器人技術、VRA播種等現代信息技術在精準農業中的應用基本上都處于空白狀態。

四、我國精準農業發展的對策建議

（一）降低精準農業生產成本

加快精準農業核心技術研究，開發具有自主知識產權的、適合國情的低成本精準農業機械設備，促使農業科研成果轉化為現實的生產力；降低精準農業技術的應用成本，降低我國廣大農村地區邁向精準農業的門檻，改變我國精準農業“只有理論，不能實施”的尷尬局面；建立大型農場，發展多種形式的適度規模經營。培育新型經營主體，帶動適度規模經營發展，如農業專業大戶和家庭農場等，同時簡化精準農業技術，提高精準農業技術在生產實踐中的實用性和易用性，有效降低精準農業生產成本。

（二）提高農業從業人員的素質

精準農業是科技含量較高的新型農業發展方式，精準農業機械設備的操作需要豐富的專業知識，而“空心村”等現象導致我國農村人才匱乏，尤其是精通精準農業生產過程專業人才的匱乏。因此，必須從以下幾個方面提高精準農業從業人員素質：一，完善中小學課程，把精準農業添加到教科書中，保證下一代全面徹底地了解精準農業；二，加強對現有勞動者的專業化培訓，加快農業科技隊伍建設和農技推廣；三，培育新型職業農民，促使其在精準農業的發展中起到“領頭雁”的作用，為我國精準農業的發展提供人才保證。

（三）大力加強精準農業基礎設施建設

精準農業基礎設施主要指智能化精準農業裝備，其研究與開發是精準農業能否得到推廣實踐的關鍵。目前我國精準農業基礎設施較差，技術含量低，特別是大型的農機設備，幾乎是從國外進口的，因此應從不同層面加強精準農業基礎設施建設，改善精準農業生產條件。一是政府要加大對精準農業基礎設施建設的投資，加強智能化精準農業裝備技術的開發和實踐應用。二是增加精準農業主要農機裝備的生產數量，如多功能谷物精密播種機，可自動調控配比的自動定位施肥機和噴藥機，可控制噴水量的定位噴灌機等。

（四）拓寬現代信息技術在精準農業生產中的應用面

加快精準農業核心技術研究，簡化精準農業基礎設施建設步驟，降低精準農業基礎設施建設成本，促使盡可能多的農民將精準農業技術體系應用到農業生產中；建立一個完整的植物信息數據庫，在農作物生長的不同階段及時給出合理的操作建議；結合全國各地農業發展特點和現狀，加快自主研制開發適合不同模式精準農業發展的“3S”技術及高科技產品，并將“3S”技術及高科技產品全面運用于精準農業生產過程中，進一步拓寬現代信息技術在精準農業領域中的應用。

參考文獻：

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[12]何志文.我國精準農業概況及發展對策[J].中國農機化，2009，（06）：23-26.

[13]寧建.智能化精準農業裝備的發展趨勢[J].機電產品開發與創新，2011，（03）：77-79.

作者簡介：

篇9

關鍵詞：數字波束形成; 超寬帶雷達; 掃描； 指向性

中圖分類號：

TN957.5234

文獻標識碼：A

文章編號：1004373X(2012)05

0012

03

Implementation and research on digital beam scanning of

ad hoc network for ultra wideband radar

ZHANG Lin1, CHEN Feng2

(1.Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210014, China； 2.Nanjing 28th Institute, CETC, Nanjing 210014, China)

Abstract：

The simple principle and characteristics of ad hoc network for ultra wideband radar are introduced, the realization on digital beam forming scanning of ad hoc network for ultra wideband radar is analyzed, the side lobe and the low gain caused by the array time delay can be solved. Simulation results show that the method can gain a better performance of beam direction, and suppress side lobe well.

Keywords： DBF; UWB radar; scan; direction

收稿日期：20110831

基金項目：國家自然科學基金(61071145)；博士點基金(200802880014)資助項目

0 引 言

超寬帶信號相對帶寬與中心頻率之比大于25%，而現代傳統雷達的頻帶與中心頻率之比通常不超過10%。由于超寬帶雷達占據相對極寬的頻率范圍，其信號處于諧振區和瑞利區，具有較高的軍事應用價值，因此成為國內外研究熱點之一。

超寬帶雷達自組網是利用超寬帶信號進行地面探測，可以任意移動的，在任意時間都可工作的具有分布式架構的網絡結構，對分布式結構,采用統一的時間基準,對各雷達上報的航跡數據在時間上進行對準。在雷達網的數據融合處理中,對分布式數據處理中的航跡進行關聯,可采用統計假設檢驗方法、模糊航跡關聯方法或多維分配方法。

在超寬帶雷達自組網中對于近距離的探測，可以采用相對位置進行定位。由于沒有中心處理站，不需要UWB信息傳輸處理，但是可以利用UWB信號作為載體，在接收時，可以解調出UWB波形。對于直達波可以很好地抑制。基于UWB信號的接收陣列,通過控制時延及其分數時延補償，對單信號或是多信號形成波束并在期望方向上進行掃描，實現對目標的檢測與定位。

1 UWB雷達自組網接收陣列的數字波束形成掃描技術研究及實現

1.1 UWB雷達自組網的均勻陣列信號處理技術

基于時延控制的UWB陣列天線基本框架如圖1所示。以一維N個等距為d排列的接收陣列天線為例，假設各個脈沖輻射天線單元是全向性天線輻射，所以對于遠場區域，輻射信號源近似平行波，與法線成θ夾角方向。每個陣元接收信號后， 由于都存在一定的時延，對各通道的接收信號再進行時延補償，便可以在期望方向上形成波束進行掃描。

圖1 可調延時線的接收陣列結構

1.2 UWB雷達接收陣列的數字波束形成設計方案

UWB雷達接收陣列的數字波束形成是對接收信號進行數字化采樣而形成波束的，信號先經過MF(Match Filter)抑制噪聲，RF(Restoration Filter)脈沖整形，利用斜坡處理器(Slope Processor)可估計出入射方向θ，此時延遲調整器(Delay Adjust Computer)接收到一個電壓信號，更根據θ產生一個新的電壓信號，估計出各個陣元需要補償的時延誤差，并可以實時調整。經過A/D轉化高速采樣后，由于在時域上產生的時延誤差，對于這種可變時延電路的精確補償可以分為整數時延和分數時延補償，使各個接收陣列的輸出先經過數字延時線，實現整數倍采樣間隔的時延補償，然后再利用具有線性相位的FIR濾波器來補償分散的小數時延。輸出信號則會在期望方向上形成波束。

圖2中,選第0個陣列為參考信號,陣列中相鄰陣列接收到信號的時間差：

Δτ(θ)=dsin θc

(1)

式中：d為陣列距離;c為真空光速；θ為入射角；Δτ是相鄰間的時延；DL為數字延遲線；FD為分數延遲線；則第i個陣列(相對于參考信號)的時延為:

接收到的信號，經過A/D轉換，高速數字化采樣處理，采樣周期為T。

再經過每個通道的數字延遲線和FIR延遲補償濾波器對采樣后的信號

x(i)= x(t-Δτi(θ))施加一個時延補償Δτi～，當Δτi～的選擇與θ0方向有如下關系，便在方向θ0形成波束：

當在方向θ0形成波束時，即對每個通道上對來自θ0方向上的信號實現了完全的時延補償，同時陣列獲得了最大的輸出功率。陣列的輸出相應為各個通道的輸出相加之和。故輸出信號相加：

y(t,θ)=∑Ni=0x(t－Δτi(θ)+Δτ～i)

＝∑Ni=0xt+idc(sin θ0－sin θ)

(5)

當θ＝θ0時，便可形成波束指向，進而實現時域波束掃描。

2 仿真結果

采用高斯脈沖信號作為超寬帶雷達自組網的信號源，其脈沖信號的輸入形式、自相關函數及能量譜密度如圖3所示。

圖3 超寬帶雷達自組網脈沖信號的

輸入形式、自相關函數及能量譜密度

將高斯脈沖信號產生的時延控制陣列波束形和傳統的相控陣列中正弦信號產生波束形成做比較，由仿真結果比較可以得到，在天線間距d=0.3 cm,陣元數M=11，期望方向為0°時，圖4中上圖沒有旁瓣而且波束方向很好，圖4中下圖有旁瓣且波束展寬較寬。

圖4 高斯脈沖信號時延控制陣列波束形和

相控陣列正弦信號波束形成的比較

圖5為在d=cΔT/2,cΔT,3cΔT/2,2cΔT不同情況下的高斯脈沖信號作為信號源的峰值幅度方向圖。由仿真結果可以看出，其方向性仍很好且沒有旁瓣，所以超寬帶信號的陣列距離不受限制，這比傳統相控陣的陣列距離在d≤cΔT/2情況下將不出現柵瓣有很大的改進。

(高斯脈沖信號作為信號源)

3 結 論

DBF技術在軍用雷達和無線通信領域已得到了廣泛的應用。隨著雷達和通信領域超寬帶技術的發展，利用相控陣雷達相位控制技術實現波束形成已無法滿足UWB雷達的帶寬需求。利用精確的時延補償技術，可以克服不同時延帶來的一系列問題，獲得更好的波束方向和更佳的抑制旁瓣能力。

參 考 文 獻

［1］王敏,吳順君,楊淑媛.UWB脈沖信號的時域波束形成方法［J］.電波科學學報,2006,21(2):238243.

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［3］李海英，楊汝良.超寬帶雷達的發展、現狀及應用［J］.遙感技術與應用，2001，16(3)：178183.

［4］王敏,楊淑媛,吳順君.基于多速率濾波器組的UWB脈沖波束形成方法［J］.電子與信息學報，2006,28(12)：22142218.

［5］范占春,李會勇,何子述.基于分數時延FIR的寬帶數字陣波束形成［J］.雷達科學與技術,2008,6(6)：450452.

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［9］HUSSAIN Malek G M. Principles of space time array processing for ultrawideband impulse radar and radio communications \[J\]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2002, 51(3): 393403.

［10］SMITH Julius O. Interpolated delay lines ideal bandlimited interpolation and fractional delay filter design \[D\]. Stanford, California: Center for Computer Research in Music and Acoustics Department of Music, Stanford University, 2009.

作者簡介：

張 琳 女，1986年出生，江西景德鎮人，碩士研究生。主要研究方向為UWB波束形成。

陳 峰 男，1983年出生，江蘇徐州人，碩士研究生，工程師。主要研究方向為系統工程。

(上接第11頁)

故前面的結論同樣適用于以平均費用最低為目標的最佳維修間隔期計算，即:

3 結 語

維修策略的制定實際上是建立在系統可靠性工程基礎之上。在制定反艦導彈發射裝置維修策略時，必須充分利用該裝備的可靠性論證、設計及試驗所得到的結果。在設備或部件維修方式選擇時，需要利用其設計規范和該裝備的FMEA分析結果，這是制定最佳維修策略的基礎。

最佳維修時間的確定依賴于對設備或部件故障模型的了解。在已知設備或部件可靠性分布的基礎上，才可能確定最佳維修時間。但實際上，反艦導彈發射裝置的維修策略需要在其裝備部隊時制定，此時，設備或部件的可靠性信息較少，甚至沒有。為了解決上述矛盾，可廣泛收集設備或部件的有關使用信息和專家經驗信息，利用這些信息制定關鍵設備或部件的維修時間，作為反艦導彈發射裝置初期使用的維修策略。隨著設備或部件的使用信息積累，可進一步對其維修方式和維修時間進行確定，以獲得最佳維修策略。

參 考 文 獻

［1］張鈞聲．維修性工程理論與應用［M］．北京：昆侖出版社，1988.

［2］王宏濟．維修性設計指導［M］．北京：昆侖出版社，1988.

［3］單志偉．裝備綜合保障工程［M］．北京：國防工業出版社，2007.

［4］李相平,李世忠,張剛.反艦導彈毫米波主被動復合制導導引頭設計探討［J］.現代電子技術,2008,31(3):4345.

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篇10

關鍵詞：智能航道；科技；工作思路

中圖分類號：U612.32 文獻標識碼：A 文章編號：1006―7973（2016）12-0037-03

長江航運是我國綜合交通運輸服務體系的重要組成部分，相比較于民航、公路、鐵路等其它運輸方式，長江航運的信息化水平還有較大差距，尚不能滿足現代化長江航運服務的需求，制約著綜合交通運輸發展的推進，在內河航道擴能和安全保障服務能力方面都有較大的提升空間。隨著國民經濟的快速發展，黨和國家政府高度重視長江航運的發展，在大力發展長江等內河航運的基礎上，將依托長江黃金水道建設長江經濟帶提升至國家戰略，長江航運的發展迎來了歷史性機遇。

十二五以來，長江數字航道建設正式啟動，長江航道科技及信息化建設快速發展，數字航道的建設將會顯著提升長江航道維護管理能力和服務水平，實現航標、水位、工作船舶等航道要素動態監測和及時維護，航道維護資源的科學配置和聯網調度，主要航道要素信息的可靠，對長江干線航道安全暢通及信息服務水平提升起到明顯作用。航道數字化的高級發展階段是智能化，未來內河航道的發展方向必然是智能航道，交通運輸部已將智能航道技術列為未來重點研究方向。數字航道的建設成果為智能航道建設奠定了基礎，智能航道將在數字航道的基礎上，利用傳感器、物聯網、人工智能等技術，智能感知航道要素信息，通過數據分析及挖掘等技術，實現航道規劃科學化、管理現代化，為長江航運提供準確、實時、便捷的航道服務。

長江智能航道的發展方向也對航道科技工作提出了新的要求，科技工作在長江航道發展中起到支撐和引領的作用，智能航道的建設離不開航道科技工作，而航道科技工作也會推動智能航道的建設。為此，本文分析了長江智能航道的概念和特點，針對智能航道的關鍵技術提出了航道科技工作的思路。

1 智能航道

1.1 智能航道概念

目前智能航道在l展方向、基本概念等方面都取得了初步的突破，但是整體研究還處于起步的階段。智能航道是以數字航道建設為基礎的，智能感知航道要素數據，利用航道要素數據建立廣泛互聯、深度融合、智能應用、機制完善的智能航道運行服務體系，實現航道資源的物聯化、航道信息的互聯化和航道管理服務的智能化。

數字航道的建設解決了航標、水位、船舶等航道要素信息的自動獲取，智能航道在此基礎上，擴大航道要素感知種類數量，進一步提升各類航道要素數據的智能感知能力，形成全河段、全天候航道要素感知能力，為航道維護管理決策和社會公共服務提供實時的、全面的航道數據。同時智能航道利用數據分析及挖掘等技術，將海量的航道數據實現從數據到到洞察力的過程，達到典型航道要素的短期預測預報，提升航道維護管理研判及決策能力，為社會公共大眾提供個性化、可定制的航道信息服務，從而真正體現出智能航道的智能化。

1.2 智能航道的特點

（1）系統全面感知航道要素。通過各類智能感知方式，形成固定式與移動式、接觸式與遙感式、專業化與社會化相結合的感知系統，從水上、水下等全方位實現航道要素信息全河段、全天候獲取，對航標、水位、水流、洲灘岸線、河床地形、霧情、能見度、典型河段監控、航道整治建筑物、控制河段交通流等航道要素實現自動獲取。

（2）便捷友好交互航道信息。通過物聯網技術，將外場終端、控制終端、服務系統等各類設備連入長江航道廣域網，基于智能航道的平臺，實現全面的互聯互通以及航道信息的便捷友好交互。

（3）實時提供航道信息服務。航道信息服務的重要特點之一就是實時性，具有實時性的航道信息服務才是有價值的。利用數據挖掘等人工智能技術，對海量的航道資源數據進行分析處理，挖掘數據的應用價值，實現航道信息定制化服務。

（4）低碳環保養護航道。智能航道利用遙測遙控與現代傳感技術，實現各類航道要素的自動獲取，達到航道遠程監管，改變了傳統維護管理模式，減低了資源消耗。同時利用航道要素信息為長江航道的維護管理提供決策分析，更加低碳經濟地開展航道維護管理工作。

2 智能航道下科技工作思路

2.1 加強數據庫頂層設計研究

智能航道的核心在于“智能”二字，“智能”的表現在于將航道要素數據轉化為一種預判和洞察力，從而為航道維護管理提供研判和決策，以及預測航道要素的未來發展趨勢。要實現“智能”二字，需要海量的航道要素數據作為支撐，通過數據融合和挖掘等技術實現智能化。對于海量的航道要素數據，要做到有據可查、標準規范、集中管理、交換便捷等需求，必須做好數據庫頂層設計。

一個良好的頂層設計有助于航道要素數據的存儲、融合、提取、分析以及挖掘。數據庫頂層設計關注的不僅僅是數據本身，是要建立一個數據管理系統。系統的基礎是各類基礎IT設施，平臺將其虛擬化為設備資源服務，為航道要素數據分析和挖掘所需要的計算能力提供基礎支撐。數據管理系統的核心是各類航道要素數據，將數據進行融合、整合形成符合預定數據規范的數據庫。在設備資源和數據庫的基礎上，結合各類專家數學模型，對所獲得的航道要素等數據進行實時分析和處理，實現航道演變趨勢預測、航運通航狀態預測等智能化功能，最終通過PC、平板電腦、智能手機等終端將分析結果給用戶，不同的用戶根據各自不同的需求利用分析結果進行綜合評判或者獲取自己需要的數據，同時系統能夠獲取用戶使用內容、使用習慣等，后續為用戶提供個性化的定制服務。

2.2 加強航道要素智能感知研究

航道動態監測平臺是數字航道建設工程的重要建設內容，航道動態監測平臺全面、實時掌握航道各類動靜態信息監測與控制，是航道部門開展各類業務應用的基礎，平臺基于統一的電子航道圖數據和GIS平臺，輔助航道管理部門實現航標遙測遙控、水位遙測遙報、航道維護尺度監測等功能。航道動態監測平臺包含航標動態監測、水位動態監測、工作船舶動態監測等功能。

航道動態監測平臺解決了航標、水位、工作船舶等航道要素信息的實時采集和展示，但是僅僅以上三種航道要素的智能感知遠遠不能滿足智能航道的需求，智能航道需要建立包含多種航道要素數據的大數據平臺，用于數據融合處理和數據挖掘，從而從數據中獲得數據變化的規律。要建立航道要素數據的大數據，需要能夠及時獲取當前航道要素信息的瞬時值。為此，需要進一步加強航道要素智能感知研究，在數字航道建設成果的基礎上，擴大感知航道要素的范圍，提高航道要素感知的實時性、準確性以及穩定性。智能航道需要的感知航道要素不僅僅是航標、水位、工作船舶等，還需要包含水流、洲灘岸線、河床地形、霧情、能見度、典型河段監控、航道整治建筑物、控制河段交通流等航道要素數據，實現航道要素的數字化采集以及預處理的能力，形成各類要素數據的統一管理。完成各類感知系統的整合，

航道要素的感知還要體現出智能化，各類航道要素數據包括用戶行為建立相應的數據庫。與航道相關的文檔數據、圖片數據、音視頻數據等結構化、半結構化、非結構化數據都要錄入航道要素數據庫。數據的全面性非常重要，只有感知全部數據，才可能掌控航道狀態，預測航道狀態和發展趨勢。

2.3 加強演變分析和預測預報能力研究

智能化是指現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用。智能化的主要特點有具有感知能力、具有記憶和思維能力、具有學習能力和自適應能力、具有行為決策能力，具備以上特點則稱為智能化系統。智能航道是一個智能化系統，前文所述的航道要素智能感知指的是感知能力，如何讓智能航道具備記憶和思維、學習、自適應、行為決策等能力，是現階段航道科技工作的研究重點，同樣也是難點。

記憶和思維、學習、自適應、行為決策等能力是智能化的核心，是利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、聯想、決策，是一種思維和智慧的結果。從智能航道的角度來說，就是對未來航道的一種洞察力，包含演變分析和預測預報的能力，通過基于大數據的融合和挖掘，逐步形成水位、水深、水流泥沙沖淤等要素信息的模擬分析、預測預報及綜合利用能力，著重建立長江干線航道水位短期預測技術體系以及長江干線航道水位感知點布設方法；實現航道運行狀態的模擬分析及航道條件的預測預報，支撐航道的精細化養護和航行安全的提前主動預警

2.4 加強航道綜合信息服務能力研究

長江航道維護管理是一項公益事業，最直接的服務對象就是通航船舶，因此提高航道綜合信息服務能力是建設智能航道的最終目的。加強航道綜合信息服務能力的研究，要從服務的手段、服務的形式、服務的內容等方面著手。

目前電子航道圖是長江航道非常重要的對外服務手段，在智能航道的條件下，當前電子航道圖的功能還有較大的提升空間，增加電子航道圖的航道變化模擬分析的功能，進一步提升電子航道圖的智能性、功能性和實用性；同時加強長江航道測繪技術的發展，特別是一體化測繪和快速測繪，提高電子航道圖的快速更新能力。此外充分借鑒當前信息化領域的現代科技手段，著力提升信息服務的多樣性、移動性、實時性，實現以電子航道圖為內容、移動智能終端、船舶終端、門戶網站等多平臺的智能個性化服務。

3 展望

智能航道技術將會推動我國內河水運的加速發展，O大地提升長江航道的信息化和科技水平，將長江航道的傳統維護管理方式轉變為智能服務模式。智能航道的建設離不開航道科技，航道科技為智能航道建設起到技術支撐和引領的作用，其為智能航道提供信息化基礎設施建設思路，也為智能航道關鍵技術研究提供技術支持，為此，本文闡述了智能航道所涉及的關鍵技術，針對關鍵技術提出了智能航道下航道科技工作的思路，充分發揮科技的推動作用，為智能航道建設打好基礎。

參考文獻：

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[3]李學祥，李昕，徐秀梅. 物聯網在長江干線航道的應用研究[J].航道科技，2014（7） ： 13-16.