地球空间信息技术

地球空间信息技术（精选8篇）

地球空间信息技术 篇1

在全球化、数字化与信息化的环境下, 地球空间信息技术、通信技术的重要性愈加显著, 前者涉及的技术主要有卫星定位系统、地理信息系统及遥感等, 同时其运用了计算机技术、通讯技术等, 以此实现了对空间数据信息的有效采集、分析、存储、显示、传播及运用, 后者主要分为有线通信与无线通信技术, 待二者集成后, 信息的时效性、完整性及控制性将更加显著, 同时先进技术在各领域的应用成效也将更加凸显。

1地球空间信息技术与通信技术集成的必要条件

地球空间信息技术中最为典型的便是“3S”技术, GPS、GIS及RS, 其特点为自动化、数字化与标准化, 近些年, 网络、通信技术迅猛发展, 如:宽带网络技术、WAP技术、调频副载波技术等, 各先进技术为地球空间信息技术和通信技术集成提供了可靠的保障, 具体的支持条件如下:

1.1分组化与大容量化的电信网

为了适应不同信息的处理与传送需求, 电信网不断发展, 由电路交换网发展为分组网, 此时借助TCP/IP协议, 大幅度简化了网络间连接, 同时, 也增加了网络带宽及信息流量, 进而满足了不同用户及业务发展的需要, 此时为海量空间数据传输奠定了基础。

1.2宽带化与无线化的接入技术

当前, 通信网发展的难点之一便是接入网问题, 特别是宽带化问题, 制约多媒体通讯发展。近几年, 接入技术在通信工程方面的应用日渐广泛, 同时基于此技术的多点分配系统、移动宽带系统及无线ATM等应用研究也随之增多, 进而为空间数据的帆布、分析及处理等提供了技术支持。

1.3高码率的移动通信

目前, 移动通信业务发展具有大数据量及实时化的特点, 原有的2MB/s码率不能适应用新宽带业务的需求。根据国内外研究可知, 第四代移动通信系统, 采用了10MB/s码率, 高码率满足了海量数据传送的需求, 保证了其实时性与有效性, 进而推动了移动通信及空间信息技术发展。

1.4多媒体的通信终端

网络界及电信业界均十分关注信息网络服务的创新, 为了增强其多样性与规范性, 对不同的技术进行了运用, 经过各技术优势的充分发挥, 减低了信息资源及用户访问位置的双重限制, 同时提出了新型通信终端, 如:IP电话、家庭信息终端等, 此类终端均具有较强的移动化与多媒体化, 特别是无线终端, 其凸出的兼容性与互操作, 为空间数据的交互及适时处理提供了雄厚保障。

2地球空间信息技术与通信技术集成的模式及问题

2.1集成模式

首先, 关于GPS集成, 通过GPS和通信技术的集成, 引起了空间定位技术的变革, 主要表现为:借助GPS对三维坐标测量方法, 扩展了测绘定位技术的应用范围, 由陆地、近海发展到整个海洋及外层空间, 同时也增强了其动态性、实时性及精准性。自二者集成后, 在工程、导航等方面均发挥着积极的作用, 如:水电站大坝、大型滑坡、航空飞行、车辆管理等。以大坝为例, 采用GPS和数字微波、光纤通信技术, 构建了安全监测系统;以车辆管理为例, 借助GPS和移动通信技术, 构建了车辆监控和调度系统。

其次, 关于GIS集成, 在Client/Server结构下, 用户可对服务其上的数据及程度等进行调用, 同时借助Internet GIS或Web GIS, 用户可对地理空间数据进行远程寻找, 如:图形、图像等, 并且可对不同的地理空间展开分析。如:无线终端空间信息服务系统, 其主要是借助WAP技术实现的;网络GIS, 其主要是通过Internet与IP技术实现的。

最后, 关于RS集成, 遥感信息应用分析正由单一、静态转向为复合、动态, 同时借助计算机及相关软件, 也逐渐实现了定量自动制图, 同时, 经过多年的探索与研究, 促进了遥感技术的发展及其应用领域的扩展, 如:天气预报、城市规划、环境管理等。

2.2主要问题

2.2.1空间数据压缩与解压缩

在空间信息集成过程中, 急需解决多源数据处理问题, 面对海量空间数据, 数据传输、存储等问题均将会不断涌现。为了适应大量数据发展的需要, 不仅需要宽带高速网, 还需要对其进行压缩, 同时还应关注空间数据的管理及使用问题, 如:数据库构建、数据分布、通信传播等, 因此, 实践中应关注空间数据压缩及解压缩问题, 其中涉及的技术指标主要有压缩速度、压缩比及压缩质量, 三者相互影响、相互制约, 通过不断的研究, 提出最优条件, 方可实现上述问题的有效处理。在处理实践中采用小波技术, 其良好的时频分析能力、变焦性能等, 均适应了空间数据压缩与解压缩处理需求, 在相关理论支持下, 结合空间数据的特点展开研究, 吸引了国内外众多学者, 经分析构建了空间数据压缩与解压缩模型, 从而保证了空间数据的无约束通信。

2.2.2空间数据浏览

无线通信协议 (Wireless communication protocol, WAP) 作为开放式全球标准, 其主要用于移动电话、计算机间的通信, 从技术层面分析可知, 无线互联作为窄带网, 其所处网络环境具有不稳定性, 同时对各项技术均有着较高的要求, 因此, 在此基础上浏览空间数据难度较大。在研究过程中应结合WAP的特点, 关注服务器端, 以此降低客户端的负荷, 同时要增强WAP应用的个性化与本地化特点, 并且要保证其交易环境的稳定性与可扩展性, 在此情况下, 为了有效服务器空间数据组织, 要求空间数据浏览技术应具备兼容性、交互性与扩展性。

2.2.3空间数据库管理

数据管理中数据库扮演着重要的角色, 其应拥有一体化与现势性, 在研究过程中主要数据源应为元数据及分布式基础空间数据, 结合对外服务的内容, 对空间数据进行加密处理, 同时公开发布的内容应为基础性、公益性空间数据, 此类数据需要经源数据分析、变化及提取从而获得。在发布信息过程中计算机网络为载体, 同时要对分布式数据库、虚拟现实技术、空间数据搜索引擎等进行应用, 以此提高信息服务的质量。

3地球空间信息技术与通信技术集成的具体运用

3.1数字城市

在城市建设发展过程中, 人们对其认识与了解需求日渐增多, 为了更加直观、真实地感受自身活动的场所, 因此, 对数字城市给予了高度关注。当前, 数字城市的形式主要有3种, 第一种为平面图, 此时的信息源主要来自于文本形式;第二种为电子地图, 其借助二维站点, 呈现了城市地图及风景画;第三种为三维虚拟城市模型, 其借助不同的信息系统, 为人们提供了各异的信息服务。第三种形式对未来数字城市发展有着积极的影响, 其为人们的日常工作、生活与学习提供了丰富的城市信息, 如:交通、旅游、服务机构等, 同时其信息还具备实时性与多样性特第三, 进而为数字城市建设提供了信息支持。

3.2智能交通

在社会发展过程中, 交通拥堵问题十分严重, 为了减少拥堵问题, 提高交通资源利用率, 需要借助智能交通系统, 其融入了通信、定位、传感器等技术, 其对交通信息实现了实时的采集与传递, 并且提供了最优交通模型, 进而利于缓解交通压力。在建设智能交通时, 应充分利用空间定位技术、信息采集及更新技术、通信技术等, 由于城市快速发展, 其交通网建设周期日渐缩短, 因此, 地理信息需要不断更新, 并且要使其具有全面性、实时性与准确性。在实践中利用卫星遥感、航空摄影测量成图方式及3S自动道路测量系统, 可有效、快速、准确获取及更新地理信息, 从而为智能交通系统建设的提供了必要的信息数据。同时, 此系统中最为重要的组成部分之一便是通信, 相关技术直接影响着车辆的定位、调度及管理, 因此, 交通运输和远程通信的有机联系是必要的, 当前, 主要的通信手段有无线电、无形、广播呼叫等, 在实际选择时应结合具体的分析, 以此保证通信的适宜性与合理性。

3.3精准农业

我国作为农业大国, 在先进技术支持下, 随之出现了集约化农业, 为了推动农业实现可持续化发展, 精准农业得到了人们的高度关注, 它主要是融合3S、通信技术、自动化技术及农业、植物生理学、地理学及土壤学等, 在此基础上, 对农业生产实行全方位、实时性监测, 在获取农作物生长、发育等信息后, 经诊断与分析, 提供适合的改进方案, 以此提高作业的质量与效果。在精细农业发展过程中, 需要借助航空遥感采集网, 待掌握农作物征兆图后, 经影像处理后, 监测其变化, 并利用农作物专家系统数据库, 展开分析与判断, 此后, 制定改进计划, 再通过GPS引导, 保证各项作业任务的完成。

4总结

综上所述, 地球空间信息技术和通信技术的集成是必要的, 本文分析了二者集成的必要条件、主要模型及关键问题, 同时分析了其在数字城市、智能交通及精准农业等方面的运用, 相信, 经不断探索, 二者集成应用成效将更加显著。

参考文献

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[2]刘丰.地球空间信息技术与通信技术的集成研究[J].数字技术与应用, 2014, 11:49.

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[4]黄健.基于3DWeb GIS技术的地质灾害监测预警研究[D].成都理工大学, 2012.

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[7]王春锋.软件定义可重构卫星网络系统研究[J].中国电子科学研究院学报, 2015, 05:455-459.

地球空间信息技术 篇2

【关键词】空间信息技术；水利信息管理；运用

1、空间信息技术在水利信息管理中运用的重要性

所谓的空间信息技术通常指的是包括GIS技术、卫星遥感技术、GPS技术和空间数据信息管理技术等，随着时代的发展无论在理论研究还是实际应用中都取得了巨大的进步。水利工程是国民经济建设的重要组成部分，对于信息的综合分析和管理的需求较大。同时，水利设施又和地域性紧密相关，空间信息技术在水利信息管理中的运用十分契合水利工程对于信息化建设的要求。通过空间信息技术对于水利工程中的水利设施、水资源分布、数据信息遥感测量、DEM数据和水利工程水文信息数据的观测等多方面内容都可以采用空间信息技术进行整合，引入不同功能的信息技术形式，组建成一个综合性的空间信息管理体系，可以很好的应对水利设施的日常水情监控、预报和防控。

2、空间信息技术在水利信息管理中的运用

2.1大量数据信息的管理

大量的数据管理是信息化工作的基本内容之一，也是一个信息管理系统成功运用的关键。水利信息管理工作中的数据通常指的是大量的区域矢量地形图、遥感影像数据信息、DEM数据和航空影像数据信息、水利设施参数信息，以及一些实时的文字、图片和视频信息等，其总量可达几百GB，因此，对于信息管理系统的存储能力和数据引擎技术的要求较高，通常采用分类和分层的组织方式可以较好的实现数据信息的管理和存储工作。

2.1.1数据库信息技术的管理。数据库是管理数据的存储终端，是进行所有数据存储和管理的系统。水利信息管理过程中因为其数据内容较为广泛，并且数据含量巨大，数据格式分布各异，因此，必须具备一个强大的数据存储和管理系统，对数据信息进行统一的高效管理。数据的存储和管理通常需要具备高效的硬件存储能力和科学的数据存储方式的设计，也是数据信息管理的重点和难点。也就是说需要在数据管理系统上通过合理的层次结构设计同高效的硬件存储技术相结合，实现数据库信息的技术的高效性集成化管理。2.1.2数据引擎技术的管理。数据引擎技术即Spatial Data Engine（SDE），也作空间数据引擎技术，是一项中间性技术，主要作用于程序和关系数据库管理之间，可以匹配相关数据库进行数据存储和对于复杂的空间地理信息数据进行管理。通过该引擎技术用户可以直接访问空间信息数据，而避免了数据格式、存储位置和储存方式以及数据结构等问题的影响。目前应用空间数据引擎技术比较成熟的产品是ERSI推出的ArcSDE软件，该软件采用开放式的客户端服务器设置体系，通过TCP-IP技术接受和处理客户应用程序的数据信息请求。其数据传输模式采用异步缓冲机制，可以很好的提高网络传输效率，使用户在大量的数据中可以快速的找到需要的数据信息。

2.2WebGIS技术在水利信息管理中的运用

WebGIS技术是GIS技术发展出来的一个主流技术，主要建立在internet的连通性和互动性基础上的将GIS服务实现网络平台化的一种新型服务方式。同传统形式的GIS技术或者局域网技术相比较而言，其摆脱了平台相关性，具有更加广泛的范围范畴，操作简单，计算负载能力平衡高效，系统设计成本较低。随着一项新型技术Ajax （Asynchronous JavaScript AndXML）的引入，WebGIS技术更加具有功能性，对于水利信息管理工作具有很高的适应性，也是水利信息管理平台建设的重要需求。

2.3空间分析技术在水利信息管理中的运用

空间分析技术一般指的是基于地理对象实现对地理空间布局的数据信息进行分析的方法。从本质上来讲是GIS的核心技术支持和灵魂，也是GIS技术有别于其他一般的信息系统或者电子地图系统技术的重要标志性特点之一。在水利信息管理中运用空间分析技术可以对水利系统中的水文信息数据和地理信息数据提供实时有效的支持，可以作为水利信息管理中水文预测、灾害预警以及损失评估等各个方面工作的精准数据支持，同时，还可以根据可靠的数据信息进行综合性分析，为水利工程的决策、险情分析和防控工作提供真实可行的技术支持。

2.4三维可视化技术在水利信息管理中的运用

所谓的三维可视化技术是建立在以DEM、DOM和三维模型等基础上的将数据通过三维坐标系进行地貌重现和精准定位的技术。三维可视化技术结合GIS系统应用，可以实现DEM数据通DOM数据的有机契合，从而达到直观反映当前地理、地貌以及地理位置的三维场景，为水利工程的建设、监测和决策提供更加真实的演示平台和决策支持。

3、空间信息技术在水利信息管理中运用的需求

水利信息管理系统中对于信息的查询、监测的有效性要求十分严格，空间信息技术的运用可以提高水利工程工作的精准性和便捷性。通过计算机技术和空间信息技术的结合可以建立一个综合性的水利信息管理平台，对于水利部门的工作人员提供更加有效的水利信息查询、监测服务，同时还可以起到辅助决策的作用。水利信息管理对于空间信息技术的需求主要表现在以下几个方面：

（1）覆盖范围性和海量数据管理能力。水利系统的地域性较强，水利数据信息量大，对于系统的覆盖范围要求十分苛刻，系统设计需要满足水利信息区域内的二维和三维地图的实景重现性，以便满足用户可以在终端就可以对水利工程的相关信息进行查询和定位，满足远程监控的性能需求。另外，对于海量数据的处理能力可以通过空间信息数据库进行分类、分层式的管理，将所有的数据信息建档，并实时更新，作为决策的主要依据。（2）灾害预警和信息共享性。不可否认，水利工程的信息管理系统的基本任务之一就是实现对于可能发生的洪涝灾害进行准确的评估和分析，通过空间信息技术可以建立仿真模型，对水利系统可能发生的险情进行有效的预测。同时，结合计算机网络技术，可以使水利部门同其他相关部门连接起来实现数据和信息共享，为信息传递提供多向性。（3）系统开放性。水利信息管理系统随着水利工程的完善和改动，还必须具备升级能力，以便符合水利工程的实际情况。因此，对于系统的开放性和可扩展性的设计要求也必须做好充分的准备。

4、结语

综上所述，空间信息技术在水利信息管理中的运用是水利工程信息管理的需求所在，也是水利工程管理在新时期下实现信息管理的数字化和智能的基本要求和必然发展方向。在实际的应用过程中还需要结合水利工程现状做好相关技术的整合和优化，为人们快速的提供相应的详细数据支持，对预防和应对水利工程自然灾害有着十分重要的现实意义。参考文献

[1]孙海，王乘，吴栋，曾钢良.空间信息技术在水利信息管理中的应用[J].人民长江， 2007，10.

[2]张穗，谭德宝，崔远来，汪朝辉，张治中.空间信息技术在灌区信息化中的应用探讨[J].长江科学院院报，2010（01）.

[3]谭德宝，李青云，黄奇.空间信息技术在长江水利信息化中的应用及展望[J].长江科学院院报，2004（03）

[4]毛广元，李宁，赵莹.3S技术在水利信息化中的应用与展望[J].内蒙古水利，2009（06）.

通过信息技术创新改善地球环境 篇3

“创新杯” (Imagine Cup) 是微软公司鼓励学生团队运用自己的想象力, 用科技手段解决世界上最棘手挑战的一项全球赛事。“创新杯”在迈入第6年之际, 吸引了来自全世界124个国家和地区的超过20万名学生报名参赛。今年, 摆在学生们面前的挑战是:“运用科技和想象, 创造一个环境可持续发展的世界”。

这听起来似乎有点讽刺。科技是一种能够为人类带来巨大好处的工具, 但今天人类所使用的科技却在无意中造成了环境的退化。全球经济增长使得数十亿人得以通过更多的技术来改善他们的生活, 但如能源消耗和二氧化碳排放量增加等副作用也随之而来。

然而, 要解决我们当前的环境难题, 除了明智决策和行为改变之外, 还需要更多更好的技术。毫无疑问, 这一点已可以从很多技术领先的组织中获得证明, 它们已开始走上可持续性发展之路。

比如, 微软始终致力于发展其各项前沿技术, 以推进其业务和设施的可持续性发展。无论如何, 微软在可持续性方面的最大贡献将来自软件创新, 这将使其世界各地的用户纷纷受益。

目前, 微软最新的电脑操作系统能帮助提高台式机和服务器的能源利用效率。如需要, Windows Vista能够实现轻松断电并随时恢复工作, 并允许网络管理员为其组织下的所有电脑设置节能政策。

尽管如此, 控制电脑和其他数字设备的动力能源仅占世界能源消耗的一小部分。更大的节能潜力在于控制软件能耗以提高能源利用效率, 例如增加运输能源利用效率, 或者降低建筑物供热和制冷过程的能耗。

展望未来, 微软利用核心的软件创新优势, 涉足了许多领先的研究项目和合作, 以帮助解决世界所面临的环境挑战。很多这方面的工作主要由公司的全球智囊团——微软研究院进行。该研究院拥有800名研究人员, 囊括了部分世界上最优秀的电脑科学家、社会学家、心理学家、数学家、物理学家和工程师。

例如, 在英格兰剑桥的微软研究院实验室中, 科学家们正与欧洲科学机构European Science Initiative合作, 开发新的计算工具和方法, 以帮助预测和减轻地球生命支持系统中的变化。微软研究院同时还在研究如何改善数据传输、野生动物保护和数据中心的效率。

在与欧洲环境署 (EEA) 所进行的一项新的为期5年的联盟中, 微软正帮助开发一个能够帮助整个欧洲500多万民众获取环境信息的在线门户网站。该联盟属于欧洲环境署建立全球环境变化观测计划的一部分。

这些都是微软的一些努力。他们最终可能会采纳一些来自参加本届创新杯大赛学生的奇思妙想。

例如, 阿尔及利亚Poly Geek团队所提供的软件解决方案——Pick-Me Up, 根据上班族的兴趣为其自动安排拼车, 从而减少汽车尾气的排放量。用户可以从手机或掌上电脑访问全球定位系统和地理信息服务, 以确定附近与其路线相同的搭车客。

地球空间信息技术 篇4

一、创设情境 感受学习乐趣

鲁迅先生说过，没有兴趣的学习，无异于一种苦役。在传统教学中，教学内容的呈现方式多表现为单一性，而小学生生性好动，自控力差。多媒体能使抽象的几何问题动态化，枯燥的问题趣味化，静态的问题动态化，复杂的问题简单化。利用多媒体把几何知识放在一个生动活泼的，贴近生活的情境中去学习，更容易激发学生的学习兴趣。例如教学《平移和旋转》时，先分别出示游乐园的一些游乐项目的动态画面，如：旋转木马、观缆车、大浪淘沙、小火车、缆车等，集声、像、动画于一体，创设一个和谐的学习气氛，拉近学生与数学的距离，感受到数学学科的趣味性。

二、观察比较 感悟图形特征

观察在数学，特别是在几何知识学习过程中的作用很重要。学生从看图到认识图形都离不开观察。利用多媒体，让图形的某些部分闪烁，配上悦耳的声音，引起学生的注意力，引导学生观察图形的表面现象，并学习掌握图形的本质特征，教会他们进行分析、比较，培养学生发现问题、解决问题的能力。例如教学《图形的旋转》时，预设：由一个基本图形A旋转一次可能得到什么图形？让学生动手操作汇报后，媒体演示学生的3种不同的转法(如图1)。

引导学生观察比较，发现每一次旋转，图形都必须绕一个固定点进行旋转。再次通过媒体的演示，并闪烁旋转中心，从而使学生感受到旋转中心的存在。学生在观察媒体的演示后进一步发现了问题：为什么同样是图形A绕着点O进行旋转，得到的图形却不一样呢？这时候，进一步闪烁旋转的过程，及时打出表示顺时针方向、逆时针方向的箭号；旋转前后对应的两条边所形成的夹角。学生感悟到旋转时的另外的两个要素——旋转角度和旋转方向。学具的操作和多媒体的演示有机结合，学生在一次又一次地操作、观察、比较下，知识的建构由浅入深，循序渐进，充分感受到旋转中心、方向、角度三要素，这样的教学，有助于拓展学生的思维，培养学生的观察能力，空间想象力，增强学习的信心。

三、动态演示 构建数学模型

几何图形是小学数学重要组成部分，虽然学生在生活积累一定的感性经验，但是空间观念十分抽象。为了使学生能很快地抓住问题的实质，可以通过多媒体，以不同角度形象演示知识发生过程，把图形进行分、移、拼、旋转，具有较强的表现力和感染力，使学理解知识的产生、发展过程，从而构建学生的知识体系。例如教学《图形的旋转》时，我们知道旋转作为生活中常见的数学现象，只有在运动时，学生才能较好地掌握规律和特征。而教材只展现静止的图片，如果不借助媒体的演示，学生是难于了解由一个简单的图形经过旋转制作出复杂图形的过程。此时，恰当合理地应用形象、直观的多媒体教学手段，展示基本图形图A绕着点O顺时针90度旋转3次得到风车的设计过程，再展示图A绕着点O逆时针90度旋转3次得到风车的设计过程（如图2），使学生了解要得到同样的图形可以有不一样的设计方法。通过多媒体演示，实例观察，使学生获得大量生动、具体和直观的感性认识，有助于形成深刻的印象，开拓视野，加快构建数学模型的速度。

四、展示欣赏 激活创新思维

图形本身处处充满美的韵律。教师在平时的课堂教学中，如能适时、适度、适量运用多媒体辅助教学，并和其他手段结合在一起，不仅有效地帮助学生理解几何知识，还引导学生去发现美，欣赏美，创造美，从而培养学生的美感和良好情操，促进学生创新素质的发展。例如在教学《图形旋转》后，在悦耳的音乐中，展示常见的精美旋转图案和物品，在欣赏美的同时，学生的创作欲望被充分调动起来。此时，教师顺水推舟，让学生充分发挥自己的能动性，进行创新设计自己喜欢的旋转图形。学生设计出的作品让老师大饱眼福，叹为观止。利用多媒体的优势，一方面关注学生的审美体验，培养学生审美情趣，另一方面激发学生的创新思维。

总之，利用多媒体辅助进行教学是教育改革实践中的新探索，不仅能调动学生的学习积极性，而且学生在获得空间与图形的知识的同时，空间观念，推理能力等因素也能得到发展。多媒体也必将给空间与图形这一领域的教学带来深刻的影响。

地球空间信息技术 篇5

思想品德课的内容可谓博大精深,古今中外、天文地理、政治、经济、文化、历史等学科都有涉及。不但内容丰富,而且理论性强,学生理解有一定的难度。天祝藏族自治县是新中国成立以来周恩来总理亲自批示的第一个自治县,历史悠久,资源丰富,文化底蕴深厚,地方色彩突出。基于此,教师可充分挖掘一些学生耳熟能详的乡土资源和时政热点,利用信息技术整合到思想品德课堂教学当中,既增强了背景材料的实效性,也淡化了教学内容的抽象性,能为课堂教学奠定一定的情感基调和氛围,这种情感设计也是课堂教学成败的基础。

二、确立目标,教学内容地域化

教学目标确立的合理与否是课堂教学成败的灵魂。要实现教学目标,素材的选择至关重要。如,在讲解“地方的特色经济”一课时,为实现“特色”这一目标,教师可以就地取材,利用天祝经济信息网和农业网上提供的资料,让学生选取特色资源作为素材,了解和掌握特色经济在我国国民经济中的重要作用。也可以选取我县的几大品牌:白牦牛方面,如“走向世界的名片———天祝白牦牛”珍稀畜种,天润公司开发的国家A级白牦牛绿色食品等;生态旅游方面,如国家级森林保护区———天祝三峡原始林,神奇的自然风景———马牙雪山和药水神泉等。这些素材可借助信息技术,用文字、图片、动画、视频等形式展现在学生面前,以乡土化的素材和地域化的资源凸现出“地方特色”这一目标。

三、设置情境,教学内容问题化

所谓教学内容问题化,是指创设一种情境,让学生整个学习过程成为“问题解决”的过程。“问题”既是教学活动的开端,也是贯穿整个教学过程的主线。爱因斯坦曾说:“提出正确的问题,往往等于解决了问题的一半。”问题的设计是否具有开放和探究的价值是教学成败的根本。根据思想品德学科的性质和特点,可以将教学内容问题化。

如,在讲解“环境问题”时,教师可以利用天祝经济信息网上提供的我县旅游胜地“石门沟”的一扇门——优质石灰石山被炸时的烟尘迷漫和炸后的残缺不全景象(图片、文字、视频、解说)来引出环境问题的内容,而后因势利导,提出“我县还有哪些环境问题”、“造成我县环境问题的原因有哪些?”“我们应该采取什么措施来治理?”等等。利用多媒体网络技术为学生创设逼真的学习情境,通过这些现实的、生动的、信息化了的知识模型,让学生透过现象探索本质,对现实生活的感性认识上升到对理论知识的理性思维,自然地培养和造就学生的认知能力和创新能力。

四、自主学习,教学过程探究化

教学过程的设计是否紧密和合理是教学成败的关键。新课改强调的学习方式是“研究性学习”,要求“结论过程化,原理情景化”,变以前的单一教育结构为现在的多元教育结构,而探究化教学模式突出的是实践性、开放性、自主性和过程性。如,在讲解“我国的民族关系”一课时,教师可借助我县民族地区这一特点,汇编整理15个少数民族的相关资料,让学生围绕“我县的民族关系是什么?”“处理民族关系的原则有哪些?”等问题进行自我探究或集体讨论,教师以平等的姿态参与和引导学生讨论,从而由点到面,总结出我国新型的民族关系和处理民族关系的原则;并由我县是“全国自治第一县”引导民族区域自治制度;同时学生中间少数民族居多,可以“在学校和班级生活中,我如何与各民族的同学友好相处?”这样的实践探究活动让学生交流反馈,教师归纳总结,引出我国公民如何履行民族团结义务的知识点,这样能使教学过程由传统的传承型转变为探究型。

五、借助网络,教学活动网络化

地球空间信息技术 篇6

风景园林学是保护、规划、设计和可持续管理人文自然环境的综合性学科[1]。在世界性的环境生态危机不断加深的背景下, 空间与生态问题逐渐成为风景园林的中心课题。风景园林从业人员必须树立强烈的生态理念, 在掌握空间分析方法的基础上, 正确地认识并引导规划设计与建设的实施。20世纪后半叶, 不少学者提出了面向园林规划的、区域规划的生态分析模型。不断发展的景观生态学及其指数方法大量应用在景观分析中, 从而使我们能够深入理解景观结构与动态过程, 并为城乡规划、风景园林规划提供了客观的依据。风景园林的规划与分析离不开空间信息技术的支撑。

改革开放以后, 我国逐渐建立现代风景园林专业。随着中国城市化进程的加深和环境生态危机的涌现, 风景园林专业逐渐受到重视, 社会需求大幅增加[2]。中国的风景园林专业属于工学和农林学科领域, 在教育方法上比较重视空间规划设计、植物配置与设计制图方面的训练, 缺乏对于空间信息处理技能的基本训练, 而中国空间技术的进步也未能与蓬勃发展的风景园林教育有效结合。在中国城镇化发展与生态危机不断加深的背景下, 风景园林从业人员必须面对更加复杂的社会与自然方面的问题, 处理海量的多源异构数据, 因此掌握一定的空间信息分析技术显得尤为迫切。高等院校的风景园林专业教育应考虑纳入相应的空间信息技术教学内容, 这对于进一步改进现有的教学内容是有益的探索。

二、“数字地球”与3S技术

“数字地球”是空间信息技术发展中的重要概念。“数字地球”的构想是美国副总统戈尔于1998年提出的, 其实质是网络基础设施、数据库与计算机构成的数字化地理虚拟系统, 目的是使人们能够通过数字化信息网络, 自由地链接、调用地理信息。“数字地球”的核心是3S集成技术。

3S包括GPS、RS和GIS。GPS即全球定位系统, 可通过坐标系统进行全天候精确定位、定性和定时, 在导航、测绘、军事、农业、考古等方面的应用前景广阔。RS即遥感技术, 各类卫星遥感能够全天候对地表实时监测, 深入、准确地监测地表景观的状态。GIS即地理信息系统, 是各类空间数据与属性数据的集成数据库平台, 能够进行各类空间分析、演变分析与三维成像。GIS、RS与GPS所采用的数据格式具有共通性, 能够达到无缝连接, 极大地拓展了风景园林中分析、规划与设计的一体化能力。

三、空间信息技术促进风景园林专业技能变革

空间信息技术的发展能够大幅促进我国风景园林专业技能的变革。主要的变化包括空间数据、景观的监测与分析、工作效率化方面。

风景园林研究、规划和设计均涉及各类空间数据。对于规划设计人员来说, 获取、处理有效的数据是重要的专业技能。针对基础数据内容庞杂、种类繁多且尺度不一的特点, 我国已经着手建设地图数据库、测绘档案等数据基础设施。各类商业遥感影像也是重要的数据源, 可以根据用户要求有针对性的调取。规划设计人员能够在GIS平台上, 对空间数据进行分析, 从而准确地掌握基地的地表状况, 提高规划设计方案的合理性。

风景园林从业人员可以利用遥感技术对地貌景观进行广域、实时、高精度的监测, 并通过GIS进行定量化分析;通过RS和GIS技术, 规划师可以定量地掌握绿地植被分布状态, 在GIS中可以进行时间序列演变分析、土地适宜性评价、热岛分析、空间分析 (包括网络分析、可达性分析、叠加分析等) 、景观指数分析等, 为绿地规划、城乡与区域规划提供基本的依据。

引入数字技术能够大幅提高工作效率。空间数字信息技术, 尤其是3S集成技术的不断发展与完善, 促进了数据与软件的无缝兼容, 推动了园林设计的自动化进程。设计自动化包括办公流程自动化、数据采集自动化、输入输出自动化、分析自动化和管理自动化。办公电子设备与软件集成化发展提高了数据传输与处理的效率, 国家大力推动的数据标准化与共享化也有力提升了规划设计人员采集、分析和处理数据的能力[3]。

四、高校风景园林专业空间信息技术教学的目的

(一) 加强对空间数据的理解

风景园林专业的规划设计课程涉及到空间数据的处理。空间信息技术教学实际上是围绕空间数据的获取、处理、分析而展开的。目前学生普遍缺乏对空间数据的理解, 对于空间数据的基本属性、数据的格式与转换、数据的来源缺少科学的认知。空间信息技术教学可以使学生深入掌握各类空间数据的特征、理解数据的含义和表达、了解数据的来源途径和获取方法, 熟练运用不同的空间数据格式转换技能, 为识别有效数据、处理数据奠定基础。

(二) 掌握空间数据的获取能力

空间数据来源广泛、质量混杂, 初学者往往难以理清数据的来源渠道。比如有学生在课题中利用遥感图像进行绿化地解析, 所采用的数据为网络下载的栅格数据, 这类数据失真性较大, 并不能用于绿地定量研究。出现这种错误的根本原因在于学生没有了解有效数据的获取途径。教学中应使学生了解国际、国家和省市等相关机构和商业公司发布的各类空间数据范围及其特性, 以及这些数据对于风景园林专业的用途, 使学生具有识别有效数据, 掌握有效数据获取途径的能力。

(三) 掌握基本的空间分析方法

深入、正确的空间分析是获得合理的规划设计方案的前提, 也是对规划设计方案进行调整的基础。因此, 应使园林专业学生了解、掌握利用GIS软件处理空间数据和进行空间分析的方法。GIS平台中的空间分析模块包括叠加分析、缓冲区分析、可达性分析、距离分析、表面分析、计量统计等功能, 可进行时间序列演变与空间格局的量化分析, 也可以利用统计结果进行各类景观指数的演算, 并制作相应的主题图, 作为规划设计的依据。

(四) 掌握数据库能力

数据库是对各类工作数据的管理平台。对于景观规划、园林遗产保护、园林植物与应用方向的学生来说, 需要收集、管理各类园林资源、植物和地理空间数据。而现实状况中, 这些数据往往数量庞大、来源复杂、格式多样, 如何管理好这些数据成为影响工作结果的重要因素之一。数据库是解决这个问题的重要方法。空间信息技术教学应使学生获得数据库构建技能, 进一步提升其管理数据、使用数据的能力与效率, 对其将来的工作具有很好的促进作用。

五、高校风景园林专业空间信息技术课程设置

风景园林专业是应用性较强的专业, 与社会实际需求结合紧密。而空间信息技术本身是系统性的科学, 因此需要以风景园林专业特点为中心进行知识点提炼, 建立有针对性和系统性的教学体系。风景园林专业课程包括理论与设计两大类型, 成系列的规划设计课程为教学体系的中心, 相关理论知识点是围绕提高学生规划设计能力这个目标来设置的。因此, 空间信息技术课程也应以园林规划设计为中心, 设置相应的教学内容, 通过培养学生空间数据处理技能达到提高规划设计能力的目的[4,5]。

一般来说, 高校园林专业所设置的园林规划设计系列课程包括园林设计与园林规划两大内容。园林设计是针对中小尺度的场地, 包括庭园设计、专类公园设计、综合公园设计、广场设计、居住区绿地设计、街旁绿地设计、带状公园设计等课程, 园林规划是在大尺度的场地上实施的绿地系统规划、风景区规划、度假区景观规划、滨水区景观规划等。设计的尺度越大, 与城市、社区以及自然环境的关系越复杂, 就越需要学生具备较好的数据收集和处理能力, 并能够掌握、应用一定的空间分析方法。

笔者认为, 针对园林专业课程内容和技能要求, 可将空间信息技术教学内容划分为三个模块, 每个模块有不同的教学内容与目的, 且与相应的园林教学课程相对应。三个模块包括基础模块、数据处理模块和空间分析模块, 基础模块是理论教学, 数据处理与空间分析模块是实践教学。基础模块以学生认知空间数据为基本目的, 主要包括空间数据的格式与分类、空间数据的作用与意义、地理坐标系统与地图学基本知识、3S技术原理、数据库基础、数据基础设施与常用空间数据源等教学内容。数据处理模块与园林设计课程相对应, 以学生在设计过程中能够正确获取、处理基地环境数据为目的, 教学内容包括DEM高程数据处理、GPS数据获取与转换、CAD文件格式转换、RS地物分析等。空间分析模块与园林规划课程相对应, 以学生在规划过程中能够进行科学地空间分析为根本目的, 主要教学内容包括叠加分析、缓冲区分析、可达性分析、距离分析等, 并使学生能够制作主题图, 作为规划的依据。基础模块、数据处理与空间分析三个模块教学内容应依次进行, 只有掌握前一个模块内容, 方能进行下一个模块的教学。

基础模块必须开设独立的课程, 数据处理与空间分析模块既可以是独立的课程, 也可以作为园林设计课程中的组成单元, 或者采用连续性的讲座形式。

六、难点与展望

在风景园林专业引入空间信息技术教学内容, 面临基础薄弱、师资和设备场地不足等问题。当前高校风景园林专业开设空间信息技术课程极少, 个别院校即便开设有GIS课程, 多以理论为主, 上机实践操作较少, 难以对园林规划设计课程产生实质的影响。尽管在科学研究和实际规划项目中, 运用遥感与GIS分析方法越来越多, 但是对于风景园林专业来说, 空间信息技术教学毕竟是新事物, 目前缺少这方面的教学实践积累和相应的教学研究, 只能是边尝试、边总结、边推进。

高校风景园林专业引入空间信息技术教学, 要求主讲教师不仅是园林规划设计和研究的专家, 还要熟悉3S等空间信息技术的理论与技能。目前这方面的师资严重缺乏. 虽然高校中不乏GIS、RS等专业的教师, 但这些老师不了解风景园林专业的特点, 所开设课程难以与园林规划设计课程衔接, 常导致学生听课后不知道如何运用。因此, 高校风景园林学科应大力引入擅长GIS、RS操作, 并有实际园林规划设计项目经验的专业老师, 解决这方面师资不足的问题。

教学空间信息技术中的数据处理与空间分析内容, 注重对学生的实际操作训练。因此, 该部分教学需要专业实验室和上机设备, 还需购置相应的教学用软件。只有通过增加这方面的教学投入, 不断提升教学管理水平和设备使用效率才能解决目前高校存在的教学资源不足的问题。

随着中国经济发展和城市化进程加深, 环境生态问题日益严重, 风景园林学科将承担越来越重的社会责任, 必须根据社会情势调整现有的教学内容。随着社会对高校教育的要求越来越高, 国家不断增加对教育的投入, 大量的复合型人才、海内外高层次人才进入高校从事教学科研工作, 笔者相信, 师资问题和硬件问题都将获得解决, 通过不断的探索, 必然能够完善面向风景园林专业的空间信息技术教学体系。

摘要：本论文的目的是探讨如何在风景园林专业建设空间信息技术教学体系。本文阐述了“数字地球”和3S技术的内涵, 分析了空间信息技术发展对风景园林专业技能培养所产生的影响。在风景园林专业建立空间信息技术教学体系的目的在于:加强学生对空间数据的理解, 使学生掌握获取数据的能力与空间分析方法, 以及一定的数据库技能。本论文提出在教学内容上应围绕规划设计课程, 设置三个模块:基础模块、数据处理模块和空间分析模块, 各个模块应与相应的规划设计课程相组合, 且自成一体。本论文最后提出在风景园林专业建设空间信息技术教学体系的难点与解决措施。

关键词：风景园林专业,空间信息技术,教学

参考文献

[1]中国风景园林学会.2009-2010风景园林学科发展报告[R].北京:中国科技出版社, 2010, (4) .

[2]张启翔.关于风景园林一级学科建设的思考[J].中国园林, 2011, (5) :16-17.

[3]许浩.空间信息科学的发展对景观规划设计的影响[C].国际景观教育大会论文集, 2005, (10) :221-225.

[4]王浩, 苏同向, 赵兵.聚点成面、以面拓展、强化核心——南京林业大学园林规划设计教学体系的创新建设[J].中国园林, 2008, (1) :16-18.

地球空间信息技术 篇7

一般而言, 一个典型的煤矿地质测量空间系统包括三个层次, 其中第一层次是在煤矿地质测量基础数据中心的基础上, 开展数据的录用、查询、修改、处理以及汇总, 从而构建出煤矿生产所必须的统计表格以及专业成果图件;第二个层次主要实在网络环境之中实现煤矿地质测量数据的Web的浏览和查询工作, 从而给别的专业应用软件供应开放的数据接口;而第三个层次主要是在积累原始资料以及编制成果图件的基础上给煤矿的安全生产供应智能化的决策辅助条件。

2 煤矿地质测量空间信息系统的关键技术

2.1 煤矿地质测量空间信息的采集

2.1.1 建立煤矿地质、测量、采掘等多源基地基础数据库

因为煤矿生产是活跃、动态的一个过程, 因此在生产中会揭露许多实测的资料, 然后运用数据库对其开展管理是科学、合理的选择。就内容而言, 至少应该包括一些基本信息, 诸如:矿井地质、采掘、储量、水文地质以及测量等;就功能而言, 应该使得用户对这些数据报表、统计、修改、查询以及录入的需要得以满足, 并且为计算机成图系统供应相应的数据接口。为了使得局矿两级网络化管理需要得到满足, 往往选择使用大、中型关系数据库当做数据库基础平台, 比如说:Sql Sever2000、Db2、Sybase以及Oracle7等, 前台操作界面可以选择使用Power Build、Vb以及Dephi等开发;就设计而言, 系统可以应用基于B-S与C-S的二级管理模式, 换而言之, 针对地质测量工作的专业技术人员, 运用C-S模式对基础数据进行操作, 然后完成地测部门日常工作中对数据的维护与动态修改, 而对局级与矿级的领导, 应该运用B-S模式对基础数据库之中的数据进行访问, 查询相关信息, 并对现场生产进行指导。

2.1.2 从现有煤矿生产专业图件上获取数据

我国许多生产矿井都已经有了一定的开采历史, 积累了大量的生产图件以及生产资料。因为在图件编制过程中, 不仅要受到基础资料的影响, 还会受到专业知识的影响。现有的通过修改、积累所构成的现阶段成果图件难以通过不够完善的资料自动予以生成, 所以, 在现有的煤矿生产专业图件之中得到数据就变成了非常重要的方法。最常用的方法一是手扶跟踪数字化, 所获和扫描数字化法向量形式数据容易在计算机上处理, 但是劳动强度大、速度慢。二是扫描数字化, 操作简单, 数据转换方便。

2.1.3 通过其他通用软件接口获取数据

在过去尚未出现煤矿地质测量专业软件时, 许多煤矿生产企业都已在部分通用软件之上进行大量专业图件的编制工作, 同样也进行了大量相应数据的积累。所以, 一个专业的煤矿地质测量空间信息系统一定要拥有和别的通用软件相关的接口, 通过这一接口直接获得属性数据以及相关图形。

2.2 煤矿地质测量住哪也GIS平台的设计

OMT这一面向对象的软件开发方法主要是在面向对象思想的基础上, 运用抽象的问题思考模式, 将相关模型构造出来, 进而可以将问题空间的信息全面的捕捉到。可以将图形文件或者图形数据库当成描述专业数据模型的一套数据结构, 其主要包括定义操作实施的规则、作用于对象的操作以及各种对象等。在煤矿地质测量专业GIS平台设计之中, 一般选择使用层次结构的图形数据结构设计, 因为这一设计不仅便于描述, 还便于管理。在图形数据结构之中所有对象都是由其成员数据以及成员数据的操作所构成的, Windows的消息驱动结构以及面向对象技术推动软件开发取得质的飞跃。通过对象的继承性以及封装性, 大大提高了软件的代码可重用性、可维护性、可操作性、稳定性以及模块化等。除此之外, 专业煤矿地质测量图形数据库还需要对其专业特性予以充分考虑, 专业特性主要包括以下四点: (1) 成分特征:专业对象的表现形式、岩石符号以及独特的点线; (2) 时代特征:煤矿地质的年代顺序; (3) 动态特征:实体信息逐渐从灰转白, 空间关系不断明晰; (4) 空间特征:各地层间, 地层与构造间和各构造间的空间拓扑关系。

2.3 煤矿地质测量专业图形的自动生成

煤矿地质以及测量图件中, 常用的测量图件主要有三种, 分别是:柱状类、剖面类以及平面类。 (1) 柱状类:煤岩层对比图、煤层小柱状、综合柱状图以及钻孔柱状图; (2) 剖面类:巷道素描图、采区剖面图以及地质剖面图; (3) 平面类:工作面循环图表、采区布置图、排水系统图、通风系统图、水平切面图、三下压媒图以及各类等值线图等。

2.3.1 柱状类图纸的处理

在地质图纸之中柱状类图纸是最为规范的, 其主要是对钻孔穿过区域地层或者地层进行的说明性描述。在对柱状类图进行绘制时一定要重视各栏间的协调关系、岩层的说明文字、地质系统以及岩性符号等, 除此之外, 还需要对柱状类图纸格式的定义予以考虑。

2.3.2 剖面类图形的处理

所谓的剖面类图形就是指沿主要石门与勘探方向开展切绘, 图纸基本上能够将这一剖面上的标志层、含水层、地层界线以及煤层的位置与构造形态等反应出来。其是对煤矿地质构造、布置勘探生产工具、储量计算、开展采掘设计、以及编制综合地质图纸等的重要资料, 同时也是煤矿地质工作中一个重要的基础图纸。

3 结束语

综上所述, 通过对煤矿之中煤矿地质测量工作的地位的分析与讨论, 结合现在最新计算机技术来进行信息的收集、储存、处理以及分析等的研究工作, 将煤矿地质测量空间信息系统建立了起来, 取得了管理的网络化、决策支持的智能化、煤矿地质测量信息采集的多源化以及和别的系统的集成, 这同样也是未来煤矿地质测量空间信息系统的大体发展方向。

摘要：在煤矿生产中煤炭地质测量工作是一项最重要、最基础的工作, 其能够对煤矿的生产能力与煤矿的安全生产产生非常重要的影响。本文介绍了煤矿地质测量空间信息系统的框架体系, 分析了煤矿地质测量空间信息系统的关键技术。

关键词：煤矿地质测量,空间信息系统,关键技术

参考文献

[1]孙瑛琳.空间信息系统在煤矿地质测量的关键技术研究[J].煤炭技术, 2010 (29) :152-153.

地球空间信息技术 篇8

【关键词】空间与图形；信息技术

“空间与图形”是小学数学的重要组成部分，由于受小学生空间观念和空间想象能力的限制，许多时候学生对这部分内容很难理解和掌握。在教学中，应注重所学知识与日常生活的密切联系；应注重使学生在观察、操作等活动中，获得对简单几何体和平面图形的直观经验。”但毕竟数学是高于生活的，是生活的提炼。特别在空间图形的教学上，要把学生日常见过的各种图形进行集中汇集，概括总结同一图形的特征和性质 。利用信息技术技术为“空间与图形”信息的立体化、形象化呈现，提供了技术平台。帮助学生从直观到抽象，再由抽象达到具体表象的知识转型。 有利于培养学生观察认识周围事物间的数量关系和形体特征的兴趣和意识，提高同学们的空间想象能力。

一、利用信息技术创设情境，激发学习兴趣

信息技术进一步把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起，产生出一种新的图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式，而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于教学过程具有重要意义，它能够有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机。交互性是信息技术计算机所独有的，正是因为这个特点使得信息技术不仅是教学的手段方法，而且成为改变传统教学模式乃至教学思想的一个重要因素。

二、利用信息技术变抽象为具体，突破重难点

信息技术为小学数学教学过程提供生动形象的感知材料，在教学空间与图形的知识时，有些概念的建立只靠教师语言传递，学生往往理解起来比较困难，而利用信息技术辅助教学则能弥补这一缺陷。如：《圆的面积》一课中，教学中让学生把圆分成16等份、32等份后进行拼成长方形这一教学过程很难操作。但借助信息技术辅助手段可以很直观的把圆分成16等份、32等份、64等份、128等份……拼合后归纳得出，分的等份越多，拼出的图形越接近长方形。

三、利用信息技术，归纳总结

空间与图形教学中有些问题即使是借用直观的教具，也很难用三言两语说清楚的，这时教师就可以利用信息技术直观性强、便于操作观察的特点来组织教学，使学生趣味横生，加深理解。 如：圆柱体积公式的推导。把圆柱的底面平均分成若干等份，然后把圆柱切开，拼起来，圆柱体就转化成一个近似的长方体。假如平均分成16等份，还可以利用教具向学生演示，但平均分32份、64份就很难向学生呈现。这时也可利用多媒体课件向学生展示：分的份数越多，拼起来的图形就越接近长方体，让学生心服口服。通过信息技术辅助手段，使学生切实经历圆柱体积公式，引导学生观察长方体的长宽高分别是圆柱的哪部分，从而归纳总结出圆柱体积公式。圆柱的体积推导过程中都包含极限的数学思想，传统教学手段难以达到这个要求，学生无法体验，如果没有计算机的帮助，想象能力好的同学还行，想象能力一般或较差的同学便只能靠死记硬背。在教学中利用计算机，便可弥补这个不足。把复杂的、精细的实验变化展现在学生面前，使抽象的数学知识以直观的形式出现，缩短了客观事实与学生之间的距离，有效地化解了数学的重难点，实现知识的再创造，更好地帮助学生构建新知识。

四、利用信息技术技术，培养学生的空间意识

在数学的图形教学中，有不少的教师会发现，好多的学生缺少空间观念，这将导致学生一些认知上的模糊和错误，巧妙的利用电脑，发挥它直观性和演示性很强的优点，必将大大提高学生的空间观念。如：《体积单位间的进率》教学中，传统教学是通过把棱长是1分米的正方体化成单位是10厘米的正方体求体积，得出1立方分米=1000立方厘米，学生的直观感受不深刻。但是通过多媒体演示，先摆出一行10个1厘米的正方体，再摆出10列1厘米的正方体，最后摆10层1厘米的正方体。学生不仅得出1立方分米=1000立方厘米，培养学生的空间意识，归纳总结后还能得出1立方米=1000立方分米。