地理信息科学技术范例

1岩土工程勘察一体化

由于现代化信息技术的进步发展，岩土工程勘察和工程设计也得到了进一步的提升，然而限于一些客观因素和综合条件，岩土工程勘察设计还是存在不少有待改进的地方，如勘察资料太过地质专业化，不同领域专业设计内系统联系不足，封闭独立性强，尤其是数字化地图和设计系统之间缺乏贯通。另外部分行业工程还存在设计系统软件功能不完善、勘察信息技术化程度较低，使得其综合系统空间特征分析能力和数据研究结果与市场行情不符，也落后于实际功能使用。为确保有效克服并改善这一现状，就必须要构建岩土工程勘察数字一体化系统，确保该多专业学科综合系统能够在统一框架结构和和谐工作环境中进行勘察、设计，确保其系统工程设计和具体实施的准确性和有效性能够大大提高，这也有利于提高岩土工程勘察设计工作效率和质量。一般岩土工程勘察一体化主要包括纵横向一体化和松散密切一体化，所谓的岩土工程勘察一体化，则是借助岩土工程勘察测绘技术，依据其相应工程数据库系统，利用网络通信和CAD手段通过相应计算机软件来有机集成并整合工程项目所有相关信息，并构建相应的计算机辅助信息处理程序，使得岩土工程勘察能够由原来的手工完成转变为现代化CAD技术完成，这种岩土工程勘察一体化系统能够有效进行信息化数据采集、数字化综合处理勘察资料、自动化处理图文信息，高效智能化实现工程设计，由于该信息系统能够产生极大的社会价值和应用价值，在加上其创立构建的全新数据分析流程也需要结合工程项目实际工作进行，因此岩土工程勘察系统中的地理信息系统、地质统计信息、岩土工程建模、数据库系统等等也必须要充分引进市场先进计算机体系和行业经验信息，这样才能够使得该系统在实际工作中发挥其应有的价值和功能，才能够使得其岩土工程勘察设计工作做到最佳，从而给我国社会带去更多的经济效益。

2岩土工程场地方域数字化—地理信息系统

岩土工程场地方域数字化也就是岩土工程项目地理信息系统，简称GIS，基于互联网技术的WebGIS具备分布式应用结构、广泛的访问范围、独立的平台和成本低的系统，这门系统涵盖了计算机信息科学技术、地理学等多门学科知识，主要是在计算机硬、软件和系统信息科学理论支持下，科学综合分析和规范管理空间物理力学信息的地理数据，从而为该工程项目决策规划和管理研究提供所需信息，这对各种野外场地工程勘察测量工作极为有利。虽然地理信息系统与岩土工程勘察设计一体化是不同领域，然而岩土工程力学信息里面包含了诸多地理信息，这些信息都与空间坐标相关，而后者工作必须在空间信息基础上进行设计分析、评估决策，也就是说岩土工程勘察设计需要全面地理信息的支持，而地理信息系统则就是有效采集、管理和分析各种空间信息的系统，因此将地理信息系统综合运用到岩土工程勘察设计工作中就能够充分借助GIS强大的数据采集、空间分析查询和管理效能来对岩土工程勘察设计、具体实施所需多种信息进行准确分析和高效管理，与传统勘察设计相比，地理信息技术应用优势十分明显：首先，地理信息系统采集处理数据快速且高效，其数据采集质量更高，数据来源更广；其次，岩土工程勘察设计数据内容复杂，形式多样，而地理信息数据库就能够准确描述表达空间实体，且其图形、图像和属性数据高度集成准确，从而为勘察设计信息、科学构建规范专业设计、分析评价和辅助决策模型提供了全面信息支持功能；然后，GIS中拓扑叠加、缓冲区、数字地形等空间分析功能也能够发挥其良好的分析效能；最后，GIS还具备高效的可视化操作效能，从而使得岩土工程勘察设计可视化操作平台成为可能。

3岩土工程场地物性数字化——地质统计学

所谓的地质统计学主要是基于区域化变量理论基础上发展起来的，通过变异函数来研究分析不同空间随机分布的结构性数据以及它们之间的空间格局变异状况，然后对这些数据进行专业评估分析或者模拟相关数据离散波动性，该学科包含了典统计学和空间统计学知识，主要就是针对地理地质的特征进行分析。在岩土工程勘察设计中，其勘察岩土性质与地质历史和应力等密切相关，尤其是岩土物性指标与其所处空间位置有很大联系，具备一定的空间相关性，而且这种相关性能够在土层随意两点中体现出来，且两点距离越大，其相关性会随之减少，反之则增加。一般描述岩土空间自然相关性主要借助随机场模型，利用方差折减系数来联系岩土物性中“点”与其所处空间的变异性来综合反映计算岩土物性相关距离，在分析岩土工程可靠性时就要依据该数据，这也是岩土工程可靠度研究的重要基础计算分析工作。岩土物性参数统计中，相关距离是其中重要的参数之一，一般土层剖面岩土物性完全相关距离以内，两点岩土物性完全相关，在限定相关距离意外，两点岩土物性相互独立，因此只要计算某工程特定土层岩土物性参数相关距离就能够直观了解该岩土地质物性状况，其相关距离计算方法主要有平均零跨法、相关函数法、递推平均法、回归模拟法等等，不同方法都有其相应的理论依据，其应用难易度和可靠度也都各有差异，各有其优势。

4岩土工程场地地层数字化——岩土工程建模

摘要：随着地理科学的不断发展，日益受到各国高度重视，自然科学和社会科学不断扩大。地理科学与可持续发展二者之间有着千丝万缕的联系，一直在不断发展，地理科学在可持续发展中发挥着越来越重要的作用。我国各地政府也采取了各种措施学习外国地理科学，促进本地区可持续发展，对我国地理科学的发展具有重要的意义。

关键词：地理；科学；可持续；发展

地理科学与可持续发展的价值是多方面的，不但包括经济层面上的，还包括生态层面上的。其中，经济价值通常意味着自然资源的消耗，而生态价值的实现则需要自然资源的保存。当前，我国要加大对地理科学的研究力度，同时国家要加大对地理科学的资金的投入力度，有效的解决好我国的环境污染与人口过快的增长的问题。

1地理科学的概述

地理科学是一种在计算机软硬件支持下对整个或部分地表空间的地理分布数据进行采集分析的系统。其采集自然地理数据包括：土壤、位置、地形、地质学、气候、水文、河流、资源、灾害等。地形对城市位置的影响主要体现在平坦的地形上，肥沃的土壤，易于繁殖和促进交通联系。沿海地区的气候条件通常比内陆地区好，人口也聚集，河流的运输和供水能力很大程度决定着城市的位置。首先，虽然经济因素和收入成本因素在决策过程中起更重要的角色，但是随着社会的发展和技术的改革，地理科学要素在可持续发展的作用越来越大，以地理信息进行处理、模型计算，直到虚拟地理现实、规律，虚拟地理工程，为可持续发展贡献地理科学的智慧，地理定位、地理实验、地理计量的数据可以用地理信息科学的技术统一分析、综合处理。例如：中国西部地区复杂、环境恶化、交通不便、经济落后、人烟稀少；东部地形比较平坦、人口密集、交通便利、经济发展、环境优越。水源丰富，热带雨林分布广泛，土壤肥沃，生物多样性丰富，促进农业、旅游业发展等。社会经济因素和自然地理互相交叉影响经济发展，集中储存、管理、运算、分析、显示于一体。目前国内外的相关学者对于某一个地区能够吸收地理科学的影响因子，突破圈层结构深入到了独立因子层，并进行多方面的讨论和研究，将主要因子归纳为GDP、地形和地貌等因素以及当地可持续发展规则制度在内的因素影响。其次，对于某一地区的地理位置以及文化环境等非地理因素的分析目前较少，研究大多数集中在以地理差异对于可持续发展的影响结果的分析上，分析不同地区的地理差异对于某个地区的选址以及生物多样性保护，防灾减灾等项目。地理因素的研究则主要体现在投资所在地区与投资者所属国家的相对距离。同时，要结合地理信息科学模型，采用地理信息科学技术，进行数据的再次分析。最后，是以工程技术为主的地理系统工程，由于地理系统的工程是一项相对比较复杂的工程，这项工程的主要任务就是处理好系统中人地之间的关系。

2可持续发展战略的概述

地理科学最初的主要的理论基础是“地理环境决定论”，随着年代的逐步发展，进一步过渡到了“人类中心主义”阶段，最后地理科学才发展到目前的可持续发展阶段。地理科学自身有许多显著的优点，与我国的可持续发展具有密切的联系。因此，首先要对可持续发展的观点进行研究。可持续发展理论是在20世纪80年代所提出的一项关乎人们未来生存发展诉求的重要理论，其核心内容包括当前人们在满足自身需求的同时不能够损害未来后代的生存利益。在此基础理论的影响下，逐渐展开了关于可持续发展理念的相关研究，并逐渐扩展到各个领域，许多专家学者也开始针对企业的可持续发展战略进行了相关研究。在进行可持续发展的研究工作的时候，一定要明确具体的研究范围，只有明确了研究范围，才能在这个前提下，进行具体可行的操作，具体的操作才具有可行性。在我国，很多区域之间的发展中，都运用了可持续发展的理论，并且都已经取得了相当良好的进展。国外专家学者在可持续发展理论的研究上有着丰富的成果，波斯和柯林斯曾提出12项关于企业生存发展的结论，该结论的提出打破了人们对于可持续发展战略的常规认识；彼得斯和沃特曼通过对可持续发展战略进行研究总结出了优质企业所应当具备的8点特性；德赫斯总结出了可持续发展战略所具备的四大特点：①能够根据地理环境及时做出战略调整；②营造良好的可持续发展战略工作环境增添归属感；③可持续发展战略自身能够具备创新思想和灵活发展的意识；④可持续发展战略上能够顺应环境及时做出改变。

一、运用多媒体技术丰富高中地理课堂教学

多媒体技术就是运用声音、文字、图像、视频和动画等多种多媒体技术来辅助地理课堂教学，运用多媒体技术可以有效地简化课堂教学环节，开展针对教学目标的合理教学，从而在地理课堂教学中实现了多媒体、教师和学生三位一体的教学氛围。在课堂教学中，高中地理老师一般通过运用多媒体技术，在课堂教学中营造一定的教学情境来辅助地理课堂教学。在实际课堂教学中，教师在上课前，预先准备好多媒体课件和教学工具，在课堂教学中，当老师讲解完课堂知识后，通过多媒体课件来展示课堂教学的重点和难点，答疑解惑，学生明白课堂教学知识后，教师再通过多媒体技术营造教学意境来引导学生分析、提高和掌握。期间，教师对于互动讨论过程全程掌控，而学生也在多媒体的辅助下完成知识点的熟悉和掌握。比如，运用声音、视频等多媒体技术来辅助课堂教学，教师可以将课堂讲解、背景视频和配乐有机结合起来，通过主题解说来介绍课堂教学内容，通过背景视频来让学生对于课堂教学内容能够深入浅出地了解，最后通过配乐来烘托课堂教学氛围，深化课堂教学主题，吸引学生的学习注意力。

二、运用GIS技术辅助高中地理课堂教学

GIS全称为地理信息系统，起源于上个世纪六七十年代，它是一门综合性的技术学科，融合了地理科学、计算机科学和信息科学等多种应用科学，成为了现代社会生产和生活中广泛应用的前沿科学技术。地理信息系统应用于辅助地理课堂教学具有非常突出的先天优势，其地理数据编辑和存储能够反映地理学科的空间性、区域性和综合性。在实际课堂教学中，教师可以根据课堂教学的内容，利用GIS数据时必须熟练，课堂教学前必须反复练习。教师在运用GIS软件辅助课堂教学过程中，必须时刻注意观察学生的兴趣点和意见反馈，保持学生学习的积极性和主动性。

三、运用网络信息技术拓展高中地理课堂教学

网络信息技术的飞速发展，极大拓展了高中地理课堂教学的广度和深度，充分利用网络信息技术，可以使得课堂教学摆脱了时间和空间的限制。在高中地理课堂教学中，教师可以充分利用互联网协助课堂教学，利用网络技术的丰富性、互动性和广泛性，适时地辅助学生的课堂学习，提高教师和学生之间的交流互动，培养学生对于学习地理的兴趣，激发学生的地理空间感和民族自豪感。在实际课堂教学中，教师在设置网络教学模式的时候，不能简单将学生推向网络就不管不问了，教师应该围绕同一个教学主题开展有针对性的教学课程设置，合理安排网络课堂教学内容。教师应该首先在课前准备和完善一个与当前课堂教学内容相关的学习主题，根据地理教学目标、地理教学内容和学生的认知水平，将学习主题划分成不同的版块，最后完善学生需要实现的学习目标，学生在登陆网络环境进行网络学习的过程中，教师应该对于学生的学习进度及时进行了解和互动，学生也应该将不懂的问题及时通过通讯工具和教师进行沟通，教师和学生的互动应该有序进行。

四、结束语

摘要:

以培养符合社会需求的人才为目标，将创新创业教育与人才培养体系、专业课程体系、专业课程体系、教学和实践平台深度融合，从而构建了多学科交叉、整合优化教学和实践资源，集业务素养、创新创业教育、产学研结合等为一体的高度融合的人才培养体系，培养具备较强的创新创业能力的应用型测绘类人才。

关键词:

创新教育;专业教育;测绘工程;深度融合;人才培养

近年来，国家高度重视创新创业教育，相继出台了一系列政策文件鼓励和支持创新创业教育。《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》(国办发〔2015〕36号)明确指出:“要积极推进高等学校创新创业教育改革。”在高校创新创业教育改革的机遇下，如何培养出适应社会需求的应用型人才是当前高校面临的最关键问题。为此，笔者以测绘工程、地理信息科学、计算机等优势交叉学科资源为基础，以课程改革与人才培养方案改革为重点，强化创新创业教育与专业教育的融合，将创新创业教育理念融入本科人才培养方案，以及专业课程和专业实践教学之中。

1创新创业教育与人才培养体系深度融合

1．1建立深度融合的人才培养体系

【摘要】通过分析我国水利水电工程地质勘察中存在的主要问题，研究怎样利用电子信息科学技术进行水利水电工程地质勘察工作，进而确保水利水电工程勘察的准确性，避免出现超投资、超工期等问题，完善勘测方式，确保水利水电工程顺利进行。

【关键词】地质勘测；水利水电工程；方法

1引言

水电工程是关乎国计民生的重大、综合性工程，加强水利水电地质勘测工作，可提升工程方案的有效性和可行性，并提升总体效益。随着水利水电工程项目规模的扩大、数量的增加，对地质勘测的质量和要求有了明显提升[1]。因此，应积极完善和提升勘测方式，优化勘察方案和技术应用效果，确保勘测结果的科学性和准确性。地质勘测施工方案设计的完善性是确保水利水电工程施工安全的基础保障，不仅可以提升水利水电工程的安全性和施工质量，而且可以充分发挥水利水电工程的价值，提升工程的社会效益和经济效益，确保水利水电工程稳定发展。本文针对水利水电工程地质勘测的主要方法及其发展进行研究。

2我国水利水电工程地质勘测中存在的主要问题

2.1地质勘测的质量问题

我国水利水电地质勘测工作的特征主要为复杂多变、任务繁多、涉及面广等[2]。在进行地质勘测工作时，一些工作人员往往会出现以下质量问题：1）实施工程地质勘测和分析时，工作人员并未按照现场实际状况，合理、科学地选择分析方式，运用相应计算公式，会影响勘测工作进度、勘测效果不理想及其他问题。2）大部分勘测工作人员无法准确、全面掌握水利水电工程地质勘测的难点和重点，对勘测方式的针对性、有效性考虑不足，未及时跟踪勘测技术，进而造成勘测效率低、勘测质量低的问题。在报告勘测结果时，也存在信息数据不全、报告不规范及其他问题。同时，也需进一步加强我国水利水电工程地质勘测的监督力度，进一步提升地质勘测质量重视度。

摘要：利用地理信息技术服务领导干部自然资源资产离任审计已成为一种拓展审计深度和广度的重要审计模式。根据主体功能区禁止开发区域资源环境审计的需求和特点，探索研究了一套利用地理信息技术进行审计指标内业核查分析、外业现场勘测的审计技术流程；并将其应用于福建省领导干部自然资源资产离任审计试点工作中，有效完成了审计证据的获取，提升了审计效率。

关键词：自然资源资产；离任审计；禁止开发区域；地理信息技术

领导干部自然资源资产离任审计是党的十八届三中全会提出的一项重要生态文明改革举措，也是中国特色社会主义审计制度的一项重大创新。与以往领导干部经济责任离任审计侧重财政财务收支，以及有关经济活动的真实性、合法性和效益不同，领导干部自然资源资产离任审计重点关注涵盖土地、森林、海洋、水、矿山、大气等自然资源资产实物量和生态环境质量变化情况[1-2]。自然资源资产具有明显的空间特性，由不同的管理部门管辖，由于信息化水平不一、行业标准不统一等原因导致传统的审计分析方法无法或不能客观真实地反映自然资源资产数量和质量上的变化情况，从而给自然资源资产离任审计和对领导干部客观评价带来难题[3-4]。主体功能区禁止开发区域是领导干部自然资源资产离任审计的重要内容，也是国家、地方法律法规严格规定的保护对象。禁止开发区域是主体功能区内保护自然文化资源的重点生态功能区域，也是推进生态文明、建设美丽中国的重要载体，在保护生物多样性、筑牢生态安全屏障、确保各类自然生态系统安全稳定和改善生态环境质量等方面具有重要作用。因此，研究禁止开发区域资源环境审计方法具有重要的实践价值。地理信息技术是在计算机软硬件支持下，运用系统工程和信息科学技术理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息技术[5]。本文探索运用RS、GPS、GIS等地理信息技术和基础测绘、地理国情普查等测绘地理信息成果进行禁止开发区域资源环境审计，以提高审计效率，满足领导干部自然资源资产离任审计工作对主体功能区划中禁止开发区保护核查的需要。

1禁止开发区域资源环境审计

根据国发[2010]46号《全国主体功能区规划》，禁止开发区域包括自然保护区、森林公园、湿地、风景名胜区、地质公园、世界文化自然遗产、重要饮用水水源地一级保护区等。根据《森林法》、《水法》、《野生动植物保护条例》等法律法规要求，不同的禁止开发区域类别具有不同级别的保护内容，如表1所示。禁止开发区域资源环境审计要从落实国家主体功能区划、发挥禁止开发区生态功能的角度，揭示违规开发建设、地方政府知法犯法、监管不到位等问题对主体功能区划落实和禁止开发区功能发挥造成的影响。揭示的问题包括历史问题和新增问题，对历史问题应提出合理可行的解决建议，对新增问题则应提出严格执法等建议。因此，审计重点检查禁止开发区域资源环境是否存在旅游开发、房地产开发、水（风）电开发、挖沙、采石、采矿、探矿、捕捞、养殖、开垦、放牧、砍伐、堆放垃圾、向保护区排污和其他违禁活动，同时对禁止开发区域面积的真实性进行审计。

2基于地理信息技术的审计方法

2.1数据准备

提  要：从传播学的角度说，人类文化演绎经历了三种不同形态：即口传文化、读写文化（纸录文化、图文文化）和电子文化或是视角文化。本文在简单阐释文化脉络的基础上，重点探讨两个问题：视角文化与话语文化之伯仲；地理学中的视角文化。在阐明视觉文化出现的必然性同时也揭示出:尽管图像对人类生活产生了巨大影响，大有取代文字之势，但其自身的局限性使之无法僭越语言而成为文化的主因，话语文化与视角文化的有机结合是人类文化的必然；从纸质地图到电子地图再到虚拟地理环境，地理学中的视角文化的内涵不断的延展，人类能身临其境的认识自身所处的环境。

关键词：视角文化；话语文化；地理学；地图；3S（GIS、RS、GPS）；虚拟地理环境（VGE）

    一、文化脉络阐释

    从传播学的角度说，人类文化经历了三种不同形态：即口传文化、读写文化（纸录文化、图文文化）和电子文化或是视角文化（影像文化、图片文化） 。口传文化的特征是有声言语，面对面的交流。读写文化也就是印刷文化。它依赖于书面文字来交流，是一种不在场的交流。虽然这两种文化都依赖于视觉，但是言语文字的重要性是显而易见的。电子文化是现代科学技术的产物，它产生远距传播和互动传播（远距传播比如说电视台，电视、广播这些都属于远距传播。互动式包括很多，比如说电视电话会议等）。电子文化相当程度上是一种视觉文化，因为它在图像制作、传输和接受变得越来越简单便捷。

    二、视角文化时代

    （一）视角文化的定义

    “视觉文化”一词最早出现于匈牙利电影理论家巴拉兹的《电影美学》中,其含义是“通过可见的形象来表达、理解和解释事物的能力[1]。尽管这个表述过于简单、狭隘,但视觉文化的表现媒介已被突显出来,即用形象来表达,而非语言。20世纪众多学者对此问题的研究极大地丰富了视觉文化概念,使之具有深刻的内涵和时代意义。如本雅明对机械复制时代电影的讨论、麦克卢汉对视听文化的见解、德波的“景观社会论”等等。我国学者周宪对视觉文化也颇有见地,他认为“视觉文化”有两个基本含义:“一是指一个文化领域,它不同于词语的或话语的文化,是视觉性占主因的当代文化;二是用来标识一个研究领域,是广义的文化研究的一个重要分支[2]。”

摘要：在网络信息技术不断发展的背景下，计算机应用技术得到了日新月异的提高，地理信息系统的技术管理也得到了进一步发展，依靠计算机技术逐渐对大地表层的空间信息和位置等一些地理数据进行收集、整合以及计算和管理。我国山洪灾害的频发和测绘工程的具体工作脉脉相通，有效和及时的预防及治理山洪灾害对社会的持续发展具有非常重要的意义。本文主要探究测绘工程对山洪灾害的治理方法，并实施有效的解决措施。

关键词：测绘工程；山洪灾害；防控治理；应用

1我国测绘工程在山洪灾害防控中的现状分析

我国在20世纪90年代初期，就派遣一批专家专门对山洪灾害进行研究，根据危险程度划分出山洪灾害的危险区，并且着重探索了山洪泥石流区，取得了一些有价值的成果。主要有以下三种方式，首先必须要对泥石流沟和非泥石流沟进行有效判断，利用综合指数来测定出泥石流的实际危险程度。结合泥石流沟的危险程度评价和分布情况予以划分。最后依据相关的统一指标对任意一条溪沟进行划分，对荒溪进行分类之后，一定要把危险区和非危险区恰当的划分出来。这些方法都需要在完成沟道的实地勘察工作之后，确保对山区的泥石流划分要科学和合理，这样就能够准确的预测出产生山洪泥石流现象的具体地理位置，但是这些方式会使工作量加大，执行起来也非常困难。目前我国现有的山洪灾害危险度的划分和灾情评估以及风险度评估的相关数据资料不是特别充足和详细，必须要通过测量的方式对山洪灾害的频率和强度以及承灾能力等各个方面进行探究，还要对发生山洪灾害的自然环境因素和人为因素进行充分考虑，但是这样的分析方法会浪费大量的时间和人力，受到各方面条件的约束，降低了评估的准确度。所以采用测绘工程的方式来对山洪灾害进行科学评估，可以最大可能地提高观测的效率，避免山洪灾害产生的长时间危害。

2GIS空间分析

地理信息系统叠加主要涵盖点与多边形叠加和线与多边形叠加以及多边形叠加等方式。山洪灾害数据主要以分层的方式体现，把地理景观根据主题进行分层提取。相同地区的整个数据层能够展现出该地区的实际景观的面貌。每个主题层都体现着一个数据层面，数据层面可以用点和线以及面图层文件的方式来展现。地形数据需要通过DEM数据进行地形研究得到。

1）点和多边形叠加