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3s技术论文范文1
21世纪的社会需要的是有创新能力的人才，而在我国高校中仍然存在对学生创新能力培养的障碍，即被动实践，大学生的创新能力应是创新思维、创新品格、知识储备和实践能力的统一体。无论是创新思维还是创新品格，都十分强调主动性——一种来自内心的强烈动力。因此在教学的各个环节，需要学生主动实践。在“3S”技术教学中，教师设置独特的学习情境，改变传统教学内容，让学生自己发现问题，解决问题，培养学生的创新能力。
一、“3S”技术的内涵
近年来，很多专业的本科教学开设地理信息系统课程（GIS）、遥感课程（RS）、全球定位系统（GPS）这三门课程，但学生缺乏三种技术手段的集成，而三者的集成（3S）技术在社会的各个领域都有广泛的应用。
“3S”应用集成主要包括地球空间信息科学的技术体系、空间信息系统集成的重要手段和方法、集成模式与关键技术、空间数据库及其组织、地球空间信息框架和空间信息系统功能、结构、核心技术及发展。其教学目标是使学生具备简单的3S集成应用能力，具备针对具体问题和应用进行基于3S的空间信息系统设计和开发的能力。“3S”技术是地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）的集成以及空间信息系统的实现主线，主要研究空间信息系统集成的特点、方法、过程和实现技术。学习这门技术，学生不仅要具备地理信息系统、遥感、全球定位系统及地理信息系统分析、设计与开发等方面的基础知识，更要具备创新能力主动实践，才能在未来很好的实现“3S”技术的集成。所以，开展“3S”技术的实践训练与研究，让学生主动实践，这一点对学生创新能力的培养非常重要。
二、创新能力的培养需要主动实践
人们认识客观世界的一种重要形式， 即一般与特殊之间的分析与综合，需要借助主动实践。实际上，对于大学生而言，主动实践是创新能力培养的关键。创新能力就是一个（或群体）通过创新活动、创新行为而获得创新成果的能力，是一个人在创新活动中所具有的提出问题、分析问题和解决问题这三种能力的总和。法国启蒙教育家卢梭曾经讲过：“形成一种独立的学习方法，要比获取知识更重要。”这说明只有学习者以自己独有的方式主动地投入到学习活动中去，才能从根本上形成创新意识，获得创新能力。学生作为实践的主体应该如何去实践，是一个思想活跃的主体对教学全过程进行认知、情感、行为方面的投入。在投入过程中尽可能选择别人未曾处理过的对象，或者希望发现新的对象核心期刊目录。这种“ 发现”或者可能是新原理的产生， 或者是知识的新集成，这样的“发现”其实就是创新。创新能力的培养需要主动实践。
三、创新能力培养的有效途径
（一）设置不同的问题情境，培养学生的质疑力
质疑力本身就是“主动”的表现。同时质疑力也是想像力的基础。“3S”技术实践中是以培养质疑能力为主。例如在遥感数据的融合实践中，通过同一数据不同波段的融合实验，学生自己尝试发现问题，进行各种融合运算，验证融合结果的准确性。在实践中摆正“主导”与“主体”的关系，敢于放手，引导学生提出问题，充分发挥学生的想像力。
（二）利用特殊案例教学，培养学生的观察力
特殊案例教学是培养学生观察力的很好手段。在“3S”教学中让学生主动观察和分析案例的过程与结果，找到独特解决问题的方法。如GIS数据融合实践中，以某典型地区与主要公路的数据融合为例进行教学时，学生自己主动观察数据融合的结果，来发现数据融合的本质，学会数据融合的技术。
（三）通过小组竞赛，培养学生的协同力
在实践过程中，有很多项目是一个人无法完成的，需要多个人的协同作战才能解决。以团队形式进行研究项目比赛是培养学生协同力的一种重要方式，项目研究团队的成员必须统一协调，密切沟通，这使得小组成员之间的沟通能力与合作精神得到了培养。如“3S”教学中可以设置不同的研究项目主动实践，让不同小组去完成同一个项目，展开小组竞赛，这样可以充分培养学生的团队合作精神与协同能力。
（四）差异教学，充分挖掘学生的潜能
差异教学是指在集体教学中立足学生差异，满足学生的不同兴趣爱好，以促进学生在原有基础上得到充分发展的教学。所以，在教学过程中根据学生的个体差异创造不同的教学情境，不同的学生采取不同的教学方式。例如，在“3S”教学中根据不同的学生的兴趣爱好，设置不同层次的研究任务，以利于学生自主选择自己感兴趣的研究任务，这样可以充分发挥学生的潜能和主观能动性，培养学生的创新能力。
综上所述，在“3S”技术教学中，应该采用多种途径和方式，创建学生主动参与的教学环境和氛围，引导学生主动实践，培养学生的创新能力，实现创新人才的培养目标。
参考文献
[1]陈朝晖，王瑛.大学生创新能力现状与主动实践理念探析[J].高教论坛， 2008（4）：55-61
[2]李培根.主动实践：培养大学生创新能力的关键[J].中国高等教育， 2006（11）：18
[3]刘宏武.主动参与教学模式[M]. 北京：中央民族大学出版社，2004.161-168
[4]许建领.大学参与性教学[M].青岛：中央海洋大学出版社，2006.23-31
[5]许建领.创新能力培养与应用教程[M]. 青岛：航空工业出版社，2004.3-4
3s技术论文范文2
论文关键词：3S技术，城市规划，城市管理
13S技术及各部分功能简介
3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information system，GIS}和全球定位系统(Global positioning system，GPS)的有机集成，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术【1】。
2 3S技术在城市规划中的综合利用
在城市规划领域，GIS 技术已被用于城市规划的辅助设计、工程选址等工作，以及城市管理的规划控制、辅助决策等工作。
2.1 GIS在城市规划中的利用
GIS功能强大，在城市空间数据的输入
编辑、空间数据处理、缓冲区分析、网络分析、表面分析、流域分析、3D分析方面，帮助规划人员解决城市规划中所遇到的综合和具体问题。
在城市建设过程中，地形数据是建设实施不可或缺的基础数据之一，在地形数据完备的情况下，最关键的工作则是对收集掌握的地形数据进行分析。运用GIS技术地面数字高程及坡度坡向分析模型，可以生成三维立体地面景观，生动形象地模拟出现实世界的城市地表起伏现状城市管理，从而根据建设实施的要求，利用DEM数据估算建筑工程中需要挖填的土石方量，对实施工程的费用进行预算，从而对基地进行合理改造以节省工程成本。
城市的市政工程设施和公共服务设施规划是城市规划的重要内容，GIS的运用可以为工程选址、交通线路配置、地下各种管道配置等提供更为定量的分析，为规划工作提供更为科学的依据。例如，GIS的网络分析功能能根据网络拓扑性质，在交通网上的两点之间分析出最短路线及其长度和相关的具体信息，也可以比较分析各种管道的配置方案，确定最佳的地下管道布局方案。同时，GIS技术不仅能在规划工作前期为规划提供分析功能，而且能在规划实施之后，对规划成果进行科学的评价分析，从而为规划提供改进和修整依据。例如，城市交通的发展常常落后于城市化的发展速度，导致城市交通拥挤和不合理，利用GIS技术可以对城市的交通现状进行网络分析功能对交通的可达性进行分析，从而为交通的改造工程提供指导。
随着我国城市化进程的不断加快，许多非城市用地划拨为城市用地，GIS可以在城市规划改造、道路扩建、管道埋设等领域得到充分应用，如可以运用GIS定距离空间搜索功能和邻域分析功能对道路的扩建工程提供指导，在道路的扩建过程中，可以基于道路的现状数据进行领域分析，得出需要进行扩建的区域，提取区域内拆迁的居民住房和商店等的信息，对拆迁的补偿费用作出预算等。利用定距离空间搜索功能，可以对多种道路改线方案作出分析和评价比较，计算速度快，可以节省城市规划的费用。
GIS的发展是基于地图数据库的，同时GIS解决了地图数据的存贮和可视化的矛盾，解决了大容量数据与高速查询之间的矛盾城市管理，大大提高了地图分析的灵活性，缩短了地图更新的周期，扩大了地图的应用范围及研究领域【2】。利用GIS的可视化表现功能可以高效地在专题图上标明各类用地界线、工厂、道路、商场、管道、建筑物、公交站点、绿化用地的分布位置，并区分和显示出保留的和规划的部分。对于工程设施的综合图而言，GIS可以方便的标明各项管道的分布位置、标高、坡度、各个管道在空间的相互关系。
2.2 GPS在城市规划中的利用
城市规划的前期工作大都是基于城市基础数据的，基础数据的收集工作是城市规划过程中不可或缺的cssci期刊目录。传统的测量工作耗费的人力大，工作周期较长，使城市规划工作的效率无法大幅提高。GPS的精确定位功能已经被广泛地运用到数据收集工作中，它能方便、快捷、精确地定点测量高程数据，是城市规划基础数据的重要来源。
GPS导航功能已经被普遍运用到飞机、汽车、船只的日常运作中，提供了全新的导航和调度管理服务。如GPS在城市交通管理中的作用可以体现在对汽车行进进行正确指导等方面，对交通进行合理的疏导，提供实时路况信息，减少城市堵车现象，在城市交通管理和社会治安管理工作中发挥重要作用。GPS技术也为医疗、公安、保险、银行等各类业务车辆提供了监控、调度和安全管理手段，因而有助于加强城市交通管理和社会治安管理工作。
2.3 RS在城市规划中的利用
RS技术用光谱扫描仪或红外扫描仪对地球表面的地物光谱或温度特征进行记录，通过计算机的数据或图像处理分析地表特征[3]。RS信息作为原始数据，通过RS技术获得的航空影像和各种分辨率的卫星图像可以快速、准确、及时、真实地提供城市规划方面的大量信息。城市规划工作者可以对获得的遥感影像数据进行判读和解译，从而快速提取城市的基本布局，了解城市建成区内各项建筑设施如工厂、学校、居民住房、商场以及水域、广场、公园、公共绿地的分布现状，这有利于提高城市规划工作的效率和水平，同时还可以利用遥感监测结果检查规划的实施状况，快速找出非法建设用地。
遥感技术在对城市环境的监测领域发挥着重要作用，遥感监测的区域面积大，获取环境信息快速准确。例如利用被动式遥感，根据不同水质在遥感图像上显示的亮度差别，可以及时发现陆地淡水和海水的污染情况，提取污染范围，所获得的环境动态观测数据，通过GIS的快速处理和分析，能够及时发现环境的变化城市管理，便于采取相关措施控制环境污染，从而达到保护环境的作。空中的气象卫星可以在短时间内重复观察同一地区，为城市建设者提供实时的天气信息，指导工程的实施工作。
我国是自然灾害频发的国家，如地震、洪水、干旱等对我国的经济造成重大的损失。今年年初的西南大旱给西南五省广大地区的人民造成了巨大的损失，通过主动式遥感可以及时调整监测区域，第一时间获取受灾地区的具体情况，对抗灾救灾工作提供决策指导，最大可能地减少损失。我国青海玉树县的地震给当地造成了巨大的人员和经济损失，在无法通过人员直接掌握受灾面积和受灾程度的时候，通过及时的航空遥感影像可以快速提取出受灾地区的真实情况，为抗震救灾工作提供必要的指导，及时开展救援工作。
3 结语
3S技术在城市规划工作中的应用前景十分广阔，几乎可以应用到城市规划与管理的每一环节中，对提高规划管理的质量、效率来说，作用是明显的。如果将3S技术更为紧密地联合起来处理规划具体问题将有力地推动规划的严密性，决策的科学性，规划的合理性和管理的高质量、高效率，3S技术的发展势必会极大地推动信息社会的经济建设和可持续发展。
参考文献
[1]杨香云.“3S”技术在城乡规划管理中的应用[ J ]. 能源与环境， 2009， 27:125.
3s技术论文范文3
关键词：公路勘察；遥感技术；公路勘察设计；应用
1 遥感技术在各行业中的应用
1.1 遥感技术
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线，对目标进行探测和识别的技术，例如航空摄影就是一种遥感技术。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节，完成上述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多，主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台（如卫星）传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。遥感技术已被应用于国民经济的各个领域，包括资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。随着遥感技术应用的广度和深度发展，遥感技术的用途将大大扩展。
1.2 3S技术
3S技术指的是RS（遥感技术）、GRS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）技术。3S技术融合了现代通讯技术、计算机科技技术、卫星导航与定位技术、传感技术及空间技术等，具有信息采集、模拟制图及模型分析等多种功能。在实际应用中发现，融合3S技术能够为公路勘察技术功能、数据资源的共享、结合提供有效的支撑。在利用GPS技术与RS技术探测公路实际情况时，可以使用相关资料及时获取地理信息的三维图像，并输出地形的三维模型，有助于了解公路工程地形的实际情况。利用RS技术与GI技术时也可以获得相对精确的勘探设计地形模型，有助于优化选线，这对于提高勘察设计效率有着重要意义。遥感与3S相结合，经过技术集成和开发，在实现信息分析解译、完成山区、沙漠、黄土沟壑区高速公路方案优化方面，有事半功倍的效果。
2遥感技术在公路勘察设计中的应用
遥感图像信息的宏观真实性、实时性和信息丰富性，为资源环境调查及公路工程勘察设计提供了最方便快捷、准确实用的依据。而3S与3D（三维地模-数字地形模型）技术相结合，可以生成公路设计区真实地貌景观，是全面认识公路交通自然环境，提高公路勘察设计水平的先进技术。
2.1遥感技术与公路测绘
遥感技术在公路测绘中得到了广泛应用。早期的遥感资料由于受分辨率的限制，近年来，由于采用了新的技术思路，在大比例尺测绘和地质制图中，遥感与地质测绘的符合程度和可兼容程度有了很大的改进，但在如何充分发挥遥感地质的认识上仍有待统一，否则遥感地质将无法健康发展下去。遥感在测绘中主要被用来测绘公路地形图、制作正射影像图和经专业判读后编绘各种专题图。而常规的测量方法不仅工作量大，而且还存在一些很难测定的空白点，遥感技术的发展恰恰能够弥补这些不足。
2.2 遥感技术与地质勘察
传统的工程地质调绘（地质测绘）是依靠技术人员的野外作业来实现的，费时费力，效率不高，而且由于人的视野受到地形和植被的遮挡，许多地质问题不易观察搞清。遥感图像信息的丰富性，为工程地质人员提供了最直观调绘依据，可以大大加快工作的速度。我国公路遥感技术应用开始于1990年代中期，主要利用遥感信息调查路线带工程地质及不良地质现象。遥感技术具有宏观性强、影像逼真、信息量丰富等特点，对地形地貌、地质构造、不良地质和特殊地质均有比较直观的反映，在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势。在实践的操作当中需要结合地质地貌的特征，运用地形的基本条件，开展路线的平纵勘察以及方案的设计。针对路线的设计，需要适应地形的特征，而不应当刻意的、片面的、过分的追求设计的高标准。一般来讲设计的实际标准不能小于规定的标准，并且加大设计方案的比较和选择力度，对一些有价值的设计方式需要进行深入的分析与勘测。针对不良的地质施工环境，诸如采空区以及岩溶地区等等，还需要运用现代化的新型技术，航测数模技术以及航测遥感技术等等，通过计算机技术来计算出最佳的地质设计路线，进而在设计和施工的过程当中合理的避开一些较难进行防治的复杂路段，达到方案优化的目的和效果。
2.3 遥感技术与公路选线
公路选线是公路勘察设计的重要环节，要求设计的路线方案既经济合理，又快速高效，并且安全可靠。因此，对高新技术勘察手段的应用要求也越来越高。遥感技术通过遥感影像和遥感数据，对公路工程的地质情况进行分析，结合现场地质勘察以及钻探技术，可以帮助地质勘测人员完成对公路沿线工程地质、水文地质等的分析和判断，提供给路线设计人员进行地质选线。在该工程中，需要首先对公路沿线范围内相关的卫星影像资料、遥感数据资料以及地质资料等进行收集和整理，然后利用高分辨率卫星影像以及多光谱卫星影像等，对公路的地质地貌、构造分布、工程地质条件等进行全面细致分析，从而为路线方案的选取提供有效的参考依据和建设性意见，确保公路路线的合理性。
2.4 遥感技术与公路隧道选线
高等级公路隧道规模一般比较大，随着长大隧道的出现，投资巨大，选择最优线位往往可以节约数千万甚至数亿元的投入，其意义是非常重大的。遥感技术在公路隧道的选线优化工作中具有关键作用。高等级公路施工过程中隧道的占得部分规模较大，随着大隧道的出现，投资金额的增长，如果选择最优线位通常可以节约将近数千万甚至数亿元的投资款，有非常重大的意义，由此可知，遥感技术在公路隧道的设计的选线优化工作中起到了很关键的作用。
结束语
应用卫星多光谱遥感、微波遥感探测技术对公路规划勘察区进行工程地质环境、隐伏构造信息及不良地质信息分析技术的研究，开展了3D-GEO系统软件开发及其在公路工程深部立体图形图像解析及选线中的应用研究，为优化公路规划设计方案，提高勘察设计质量和速度提供技术支持。在公路工程地质勘察应用中取得了较好的效果及显著的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]袁江红，杨厚波.测绘技术在公路勘察设计中的应用[J].科技资讯，2006（28）：17-18.
[2]戴文晗.遥感与3S技术开发及在公路勘察设计中的应用[A].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C].2002年.
[3]杨长根，陈彦恒.现代测绘技术在铁路勘测设计一体化中的应用[J].铁道勘察，2009（4）：67-69.
3s技术论文范文4
论文摘 要：现代信息技术在水文领域中的应用不断完善和发展，特别是在最近几年之中，ANN技术、3S技术与水文模型的整合研究的发展，有助于开创水文研究的新领域。本文主要通过对RS、ANN、GIS、GPS等技术的研究，从防汛抗旱、水文预报、保护水环境生态、水土保持这四个方面，阐述了现代信息技术在水文领域的应用
RS技术在水文领域中的应用分析
遥感技术，即RS技术广泛应用于对旱情的检测与评估、检测水质、监测和评价土壤侵蚀和洪涝灾害等水文领域之中，取得了明显的经济效益。在洪涝灾害之中经常会使用遥感技术。紧急救灾、灾后重建和快速反应是遥感技术应用集中的主要方面。例如，我国早在80年代就利用了MSS数据检测到了三江平原的洪涝灾害。之后民政局、中科院和水利部门都进行了相关的研究工作，在实践之中取得了显著的成效。遥感技术可以大幅度的减少洪涝灾害的损失，尤其是在灾后重建等当面，与其他普通手段相比具有全面性、客观性和快捷性的优势。遥感技术评估在灾害的监测评估方面也有了显著的发展。通过对土壤表面发射的电磁能量来测量估计土壤的湿度，再加上实测数据的支持，可以实现对旱情的遥感监测。同时还可以通过对作物的长势、地表温度的监测来监测旱情。通过了解不同地域的具体情况，建立针对它们的具体模型。我国目前建立在遥感技术基础之上的监测模型包括热惯量模型、作物缺水指数模型、植被指数模型和植被地表温度空间模型、气象模型、水文模型和微波模型等。使用遥感技术可以更快速和更低廉的获取大面积土壤的水分信息。因为监测模型的简繁程度有很大差异，所以遥感技术的使用范围和使用精度也有不同。我国目前已经建立了初步的旱情遥感技术监测体系，在一些试点地区获得了显著的成效。遥感技术在水质监测之中也有很大的作用。运用遥感监测技术，可以动态的监测地表水质在时间和空间上参数的变化情况，具体表现在对湿地的评价、和测定水质参数等方面。遥感技术在水质监测方面的应用已经开始在实践生产之中使用，随着它在水质监测领域的地位更加重要，它的发展也不断完善。
GPS技术在水文领域中的应用分析
全球卫星定位系统，即GPS技术，具有自动化、高效率、精确度高、全天候的优点，成功应用于工程测量、航空摄影、资源勘测、地球动力学、大地测量、水文领域之中，取得巨大的社会效益和经济效益。水利信息与空间地理位置有很大的关系，GPS可以更准确的获取水利信息的空间位置，可以运用在减灾防汛和水下地形测量等方面。使用全球卫星定位技术，可以及时准确的定位灾害的发生地点，尤其是在使用了无线通话功能之后，实现了双向的通话功能，使指挥中心和灾害现场能够自由及时的对象，方便二者进行沟通，对紧急情况做出应急反应。以往在汛期来临时，在大堤上排查险情，在发现了险情隐患之后，通过对讲机向指挥部门汇报，耽误了抢险时间，而且无法准确的描述出险情发生的位置。一旦报警系统上运用了GPS技术，能够在第一时间将灾害的发生地点和灾害类别传送到指挥中心，可以对险情做出有效的反应。在运送抢险物资的车辆中，安装GPS监控系统，编码后的汽车可以将其定位信息传送到指挥中心，指挥中心在接受到定位信号之后，可以将移动的船只和车辆的位置在地图上动态的显示出来。再配合电子地图，例如公路交通图、水系分配图、居民区分布图、物资仓库分布图等，利用网络的分析功能，可以将抢险物资以更快捷的方式送入受灾群众手中。而水下地形的测量在水库、港口、码头和桥梁的建设之中起着很大的作用，尤其是在减灾防洪的过程之中，会带来巨大的社会效益。
3 GIS技术在水文领域中的应用分析
地理信息系统，即GIS，是在计算机软件和硬件系统的支持下的特定的空间信息系统，可以采集地球表层的相关地理分布数据，同时对数据进行储存、运算、分析、管理、描述和显示。我国目前的地理信息系统已经广泛的使用在减灾防汛、水土保持、水环境等水文领域。在减灾防汛的领域之中，GIS技术可以预测预报城市的积水和退水状况、管理更新现有的排水设施情况、对排水设施进行设计和规划。规划城市绿地的面积和位置。分析暴雨的空间特征、对积水街道和暴雨的分布进行可视化的显示、储存具有分辨率高、层次多、更新频率快的数据，并对数据进行维护和管理。地理信息系统在再请评估方面也有很大的作用，例如管理基础背景数据、查询空间和属性数据、对数据进行统计、显示和检索。GIS技术在水土保持之中的应用十分全面。主要包括判断是否发生土壤侵蚀、土壤侵蚀的程度划分、计算土壤侵蚀量、评价水土保持的效益、泥沙输移的状况、预测和模拟土壤的侵蚀过程等。在水土保持之中往往直接使用GIS作为建立模型的平台，这是与GIS在其他领域的使用中最大的区别。遥感技术、地理信息技术和全球卫星定位系统，即3S技术的集成使用为空间信息的管理、分析、应用、更新、获取和存储等方面提供了技术支撑。使用RS技术采集图像信息，使用GPS技术提供主要的位置信息，最后使用GIS使用一些技术手段，例如分析应用和图像处理等。将这三个技术紧密的结合起来，可以提供精确的数据资料的文本资料，可以通过动态电子地图的使用查看不同水文领域的信息，同时可以借助人工神经网络的实施，对洪峰流量、降水等水文要素进行科学、合理的分析，为减灾防汛提供科学的依据。
4 ANN技术在水文领域中的应用分析
ANN技术，即人工神经网络技术，是使用数学方法对自然神经或人脑进行模拟和抽象，是一种模仿人脑结构的信息处理系统。在水文领域，ANN技术主要可以进行洪水的预报和降雨流量预报等。人工神经网络技术具有适应能力强、计算速度快和自主学习能力强的功能。首先对输入条件和输出条件进行分析。输入条件包括降雨历时、降雨量、降雨过程、河道基流等。输出条件包括出口段面的流量信息。输入层、输出层和隐层这三个部分一起构成了降雨径流的预报模型。防洪的非工程性措施是洪水预报，做出及时的洪水预报可以帮助相关部门制定准确可行的防洪决策。ANN技术在水文预报方面的作用主要通过实测资料，使用神经元的模拟关系，模拟影响洪水的其他因素和洪水之间的关系。
5 结语
总之，现代化的信息技术支持可以促进水文信息化建设，本文讲述的RS技术、GIS技术、GPS技术和ANN技术都在水文领域之中得到了广泛的使用。随着社会主义现代化进程的不断加快，国家过度重视信息的基础设施建设，使水文技术和现代信息技术共同发展。
参考资料：
[1] 陈洁.遥感和水问题 [M]．北京：人民水利水电出版社，2005，40，47．
3s技术论文范文5
（1宁夏大学新技术应用研究开发中心，银川750021；2宁夏大学资源环境学院，银川750021；3北京地拓科技发展有限公司，北京100084）
摘要：为科学管理畜牧业、合理利用草场资源，研究并建立畜牧业管理信息系统成为实现半干旱半荒漠地区畜牧业高效管理及可持续发展的迫切需要。本研究从防治草原荒漠化的角度出发，基于地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(gps) “3S”技术提出了半干旱半荒漠地区县一级畜牧业管理信息系统开发与设计的原则与方法，着重对县一级畜牧业管理信息系统数据库的结构与功能进行了初步设计。目前“3S”技术支持下的草地畜牧业管理信息系统在国内畜牧业管理上的应用还处于研究阶段，至今还没有产生一套完善的系统可以推广使用，本研究对该系统的最终建立具有一定的理论指导意义。
关键词 ：“3S”技术；管理信息系统；畜牧业；荒漠化
中图分类号：S812.5 文献标志码：A 论文编号：2013-0974
Preliminary Study on County Level Animal Husbandry MIS in Semi-arid and Semi-desert RegionHan Lei1, Zhan Xiuli2, Zhao Jinxu3
(1Research Center of New Technology Application and Development, Ningxia University, Yinchuan 750021,Ningxia，China;2School of Recourses and Environment, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ningxia, China;3Beijing Datum Science and Technology Development Co., Ltd., Beijing 100084, China)
Abstract: Developing an animal husbandry management information system for scientific management ofanimal husbandry and rational utilization of grassland resources has become an urgent need in achievingefficient management and sustainable development of animal husbandry in semi-arid and semi-desert region.In view of combating grassland-desertification, this paper proposed a technical route and a practical way fordeveloping the animal husbandry management information system (MIS) based on 3S technology. Theobjectives and principles for establishing the database of this system was elaborated. Meanwhile, the structure,technical feasibility of the system and system function was designed preliminarily. 3S technology developsrapidly, however, currently there was no developed MIS for the area of grassland animal husbandrymanagement, this study demonstrated a realistic significance for the final establishment of this animalhusbandry MIS in the future.
Key words: 3S Technology; Management Information System (MIS); Animal Husbandry; Desertification
0 引言
草畜资源的协调发展一直以来都是草畜平衡研究的核心，长期以来，由于草畜平衡发展上各因素间的不协调，造成畜牧业的不稳定发展，掠夺式的经营又导致了土地沙漠化加剧、生态环境恶化升级、载畜能力不断下降[1-2]。为有效改变这种恶性循环，实现草畜资源的协调发展，必须建立一套切实可行的管理系统对草地资源进行科学准确的分析，根据不同类型草场的不同生产潜力，合理调度、配置牲畜的数量和种类[3-4]。畜牧业管理信息系统，就是综合利用GIS 软件，遥感、GPS定位等高新技术手段，同时也吸收传统调查、监测以及管理的长处，将地理、气象、人文、土壤、植被、畜牧、自然灾害等信息，统一到计算机系统之中，通过对信息的分类、加工、评价、分析，得到一系列用来指导畜牧业管理决策的信息或知识[5]。因此开发建立畜牧业管理信息系统，不仅可以为半干旱半荒漠地区畜牧业的管理和决策提供技术支持，同时信息数据库的建立对干旱半干旱荒漠地区合理利用草场资源、维护荒漠草原生态平衡具有重要意义。
从功能上来讲，畜牧业管理信息系统是GIS 与MIS（管理信息系统）在畜牧业上的综合应用。目前“3S”技术支持下的草地畜牧业管理信息系统在国内畜牧业管理上的应用还处于研究阶段，至今还没有产生一套完善的系统可以推广使用。最早卫亚星等[6]提出了用Visual Basic 语言建立草地畜牧业管理系统的方法；吴全等[7]开发出“中国西部草地资源信息系统”，该系统具有草地分类和载畜量估算2 个主要功能，但是没有考虑到畜牧业管理的需要，而且不适于在小尺度上的应用；张学俭等[8]基于“3S”技术对宁夏重点风沙区生态环境综合治理项目信息管理系统进行了开发与设计，为草地畜牧业管理系统的功能设计提供了重要参考；随后王庆[9]2008 年利用ArcGis 9.0 Desktop 建立了宁夏盐池县草畜资源基础数据库，并分析和估算了草场载畜量以及草地畜牧业管理需求。畜牧业是农业发展的重要内容，目前，中国农业和农村经济的发展正处于升级换代的阶段，畜牧业信息化对促进荒漠化地区经济发展具有深远的意义。基于此，本研究根据畜牧业信息化管理的需求，初步设计了半干旱半荒漠地区县一级畜牧业管理信息系统的结构与功能，为今后该系统的最终建立提供了理论依据，给改造传统畜牧业、开拓现代畜牧业提供参考。
1 畜牧业信息化管理的需求
（1）以GIS为开发平台，将与畜牧业管理相关的属性数据和空间数据输入计算机，建立项目区的图形图像数据库、小班（地块）档案数据库以及遥感动态监测体系，为项目建设提供空间信息和属性信息查询、更新、统计分析，科学管理和辅助决策支持，实现畜牧业全过程数字化和可视化管理。
（2）最大可能地满足县一级畜牧业综合管理的业务要求，系统采用面向对象的语言开发，在窗口中实现各种业务的统计分析处理，结果通过图标和专题图的形式表现。
（3）系统设计与开发过程中，在确保系统实用的同时，充分利用信息技术发展的最新成果，使系统具有较强的可扩展性和对需求变化的自适应能力，以适应将来系统数据增加和功能扩展的变化。
2 系统结构与功能设计
2.1 系统结构设计
整个系统采用Client/Sever 结构，客户端为基于GIS软件开发的应用程序，服务器端采用SQL Sever 管理各类数据库，系统主要由数据库编辑、数据查询、地形分析、专题图制作、资源评价、管理决策、效益评价及灾害监测8个子系统组成[10-11]，其组成结构见图1。2.2 数据库数据组织与加工
根据数据库系统和地理信息系统各自的特点，通过属性数据管理和GIS 的集成，结合各种评价方法与数学模型，实现对畜牧业数据信息的动态管理[7]，如图2所示。
2.2.1 数据组织
（1）基础数据的获取。建立一个能满足研究目标服务的信息数据库最基本的工作首先就是基础数据的选取，一般可分为下列6 个类型：社会经济状况、耕地及农作物播种情况、林业建设情况、草场及其建设情况、畜牧业生产情况及气象气候资料等[12]。
（2）地图及影像资料的收集。地图资料包括地形图、土地利用现状图、草场类型图、土壤类型图等；利用不同时期的遥感资料可以进行动态比较分析。
2.2.2 资料加工处理
（1）地形图及专题图矢量化。应用GPS进行地理坐标的数据测定，使用扫描仪或数字化仪将纸质地形图扫成栅格图片，利用北京54 坐标系统的文件配准方法对栅格图片进行配准，利用矢量化软件如R2V对地图资料进行矢量化，将结果导入GIS系统。
（2）数据表连接。本系统的空间数据以图层为基本单位，图层数据包括2 种，一种是空间分布的目标（用实体图形表达），一种是目标属性数据（用属性表或属性库表达）。图层目标和目标属性数据是通过目标关键字紧密相联的，这样便于空间查询、管理和分析，这种关联既可以满足从图形到属性的查询，又可以从属性到图形进行查询。
（3）属性编码。对地图属性要素进行编码，是规范管理、利用数据库，减少数据存储的有效途径之一。根据有关国家标准对地图属性要素进行编码，可以为其他单位、系统所接受。与GIS 有关的标准有：GB2260—80《中华人民共和国行政区划代码》，GB/T13923—92《国土基础信息数据分类与代码》，GB14804—93《1:500、1:1000、1:2000 地形图要素分类与代码》，GB/T 5660—1995《1:5000、1:10000、1:25000、1:100000地形图要素分类与代码》等[5]。
2.2.3 系统数据库的建立
（1）栅格数据库。包括遥感影像类数据库和地图栅格数据库。遥感图像经图像处理软件处理后，在GIS 软件中建库；地图栅格数据在扫描配准后同样在GIS中建库。
（2）矢量数据库。包括基本地形图的矢量数据库、土地利用现状图、草场分布图矢量数据库等。
（3）属性数据库。包括地形数据，如数字地面高程数据以及由此产生的坡度、坡向数据等；地面测试数据，如不同时期地面植被、土壤、气象、水文等数据；现状数据，如土地利用类型、分布、植被类型等。
（4）报表文档数据库。包括各种统计报表、管理文档、规划设计报告等，另外可以添加各种模型如效益评估模型等。
2.3 系统功能设计
本研究设计的畜牧业管理信息系统具备8 个子系统，图1 中前4 个子系统为该管理信息系统的基本功能，后4 个为系统的拓展功能，需要以GIS 作为开发平台，采用符合工业标准编程语言如C++、VBA、Delphi等开发工具进行二次开发实现[5]。
（1）数据的输入与输出。数据输入功能是整个系统的基础部分，它主要目的是把经过数据采集整理好的图形属性数据以图形的形式在系统中显示出来，为其他功能模块的使用提供数据来源。此外，系统提供项目信息的多方面和多形式输出。输出内容包括项目区的图形、图像、图表、文本等各种信息。输出形式包括屏幕显示、打印图表、绘制地图、数据文件等。
（2）查询检索。本系统在专题数据库与图形数据库之间建立了密切联系，因而可以对图形数据和属性数据进行一体化信息查询，查询方式可分为图形查询、属性查询和数据库查询3 种方式，通过这几种方式把经过数据采集和变更调查输入的图形数据和属性数据，按照各种给定的查询条件进行查询。
（3）数据统计。在数据库中进行查询检索时，可以将查询到的具有指定专题值的数据记录或者具有指定专题值某一范围的记录进行统计。比如可以对所有地类面积进行统计，可以对2 年数据进行对比统计，也可以就各个乡镇的面积进行统计等。
（4）专题地图制作。专题图包括现状专题图和规划专题图。直接从地理空间数据库中筛选有关某一专题现状的属性数据，以不同的颜色、图案表示，如土地利用现状图、草场类型图等。还可以根据不同专题的需要，把规划的内容表现在地图上，例如土地利用规划图、畜牧业发展规划图等。
3 系统功能的拓展
3.1 畜牧管理
畜牧业管理信息系统就是要为决策服务，一般流程如下：
（1）确定草场类型。通过系统查询可得到该地块的土壤类型、土地利用类型、坡度、水分条件、光温条件，由这些因素决定地块利用方向，立地条件好的可以作为人工草场经营，否则作为天然草场。
（2）牧草品种的选择。根据立地条件和牧草的适宜性来选择牧草品种，原则上选择对环境适宜性好、适口性好、产量高的牧草品种，在天然草场更新和人工草场建设中推广。
（3）估测牧草产量。主要依据往年统计资料和环境因子对牧草生长的影响。估产的方法有：根据遥感资料估产；建立数学模型，计算环境因子（光热、水土等）生产潜力、牧草在此环境下生产能力；样地调查可以作为验证。
（4）放牧方式确定。根据草场条件选择放牧方式，如草场条件较好，可以自由放牧或轮牧，而对于生态环境破坏比较严重的草场、已经荒漠化或者有潜在荒漠化危险的草场，就应该禁牧，对草场进行封育保护。
（5）确定放牧的牲畜品种。为了合理、充分利用草场资源，主要依据草场的质量，例如牧草品质、适口性、饮水范围等，确定放牧牲畜品种、搭配比例。
（6）确定载畜量。根据牧草产量和质量，以及饲养标准需要量来确定草场适宜的载畜量。同时根据统计资料计算实际载畜量，适当调整，具体方法见农业部《天然草地合理载畜量的计算》(NY/T 635—2002)。
3.2 草场灾害的监测与防治
利用遥感技术与畜牧业管理信息系统，可以对草地自然灾害进行及时的监测和预报。根据监测预报信息，及时预防，救灾减灾，减少损失。
（1）依据卫星雪盖资料提取积雪范围、面积、厚度等信息建立雪灾资料库，包括雪灾发生的地区、时间、降雪、积雪、牲畜死亡数、牲畜受灾数、成畜死亡率、受灾牧户数、受灾人数、持续时间、交通中断、仔畜成活率、死亡人数、电力损失等[13]，利用遥感资料MODIS数据与GIS 空间分析技术，可准确评估和预报雪灾害程度及时为抗灾保畜提供依据。
（2）遥感监测草地火灾发生位置、过火面积、预测火灾发展动态可起到减灾效果，并且为救灾提供信息支持。草原火灾预警以数理统计和过程模拟为主，分别从火源、地理因素、可燃物类型与特征、气象条件等方面构建草原、森林火险预报指标体系和预报模型，构造火灾危险指数[14]。Brillinger 等[15]利用Logistic 回归模型预测森林野火发生的概率，均得到了理想的预测结果。此外，美国Lawrence Livermore 国家实验室和Los Alamos国家实验室开发的野火自动气候火险预测模型NWPP，可以对火行为进行动态预测，并为扑火和灭火等提供技术支持[16]。
（3）干旱导致牧草减产，严重时会使牲畜缺少饮用水，遥感影像与气象数据结合，确定草地旱灾的范围及程度，绘制旱情分析图，便于多方面采取措施抗旱保畜保苗。采用MODIS陆地表面温度数据和MODIS植被指数数据，建立干旱指数模型，反演其温度植旱指数(TVDI)；用植被供水指数(VSWI)监测草原旱情的发生、发展和加重过程[17]。
（4）遥感技术对鼠虫害的宏观监测可及时预报鼠虫灾危害面积及迁移方向，可建立早期预警体系。目前，可满足草地鼠害监测要求的有TM 和SPOT、Quick等[18]卫星遥感资料，配合地形地势图、土壤类型图、植被类型图、水系分布图、优势种害鼠区域分布图等建成空间数据库，把鼠害的发生、危害程度、各种气象因子等建成属性数据库，利用GIS 的空间数据库操作和图形处理分析等功能，就可产生关于害鼠暴发、危害等信息，从而制定相应的管理决策措施[19]。
3.3 工程规划
工程规划以空间数据库为基础，结合分析和评价模型，争取经济效益、社会效益、生态效益达到最佳组合。传统的规划，需要做大量的地面调查和基础测量工作，而且资料不容易更新，利用信息系统做工程规划，不仅具有数据库数据容易更新的优势，而且可以结合预测模型、效益评价，给出最佳方案。
3.4 效益评价
效益评价的方法一般可采用投入产出分析法，将生产过程中的投入和产出数据列在一个表格上，即投入产出表，建立数学模型，研究投入与产出之间的数量关系。李新文等[20]针对草原建设工程项目构建了效益评价指标体系共包括5 个准则层指标（生态效益、经济效益、环境效益、社会效益、景观效益）、15 个指标层指标和68 个分指标层指标，能够为进行草场建设效益评价提供基本参照。张艳荣等[21]基于模糊综合评价法构建了畜牧业效益评价模型，克服了单指标评价、人为等因素对评价结果的影响，能较好地结合效益评价中的定量指标和定性指标，全面综合地分析和评价畜牧业效益，分析结果具有可靠性、客观性。
4 结论
本研究主要面向县级畜牧管理部门，以防治草原荒漠化的角度出发，基于“3S”技术、数据库技术和管理信息系统等技术，对县一级畜牧业基础信息数据库和管理信息系统进行了功能设计。通过对相关数据进行采集、管理、分析、评价、模拟和显示，本研究基于“3S”技术初步设计的畜牧业管理信息系统具有以下4个特点：
（1）能够及时向用户提供动态的空间地理信息。
（2）根据查询到的全部基础数据和专业数据，可以迅速产生、输出相关的专题图。
（3）通过建立数学模型，可以实现草场估产、草场质量等级评价、灾情预报等功能，从而为草场利用规划、畜牧经营管理提供信息和手段。
（4）畜牧业管理信息系统可以产生很多过去只有通过大面积调查才能得到的数据，例如土地利用类型及面积、植被类型及分布状况等。这些数据主要通过3S 技术获得，特别是实时变动的数据，与常规统计数据相比，更为精确，而且利用这些数据，可以对现有的统计数据进行科学的验证。
由于管理信息系统的建设本身就是一项复杂的系统工程，笔者研究的县一级草地畜牧业管理信息系统仅仅对其结构与功能进行了初步设计，并对今后该系统功能的拓展内容进行了研究综述，应用到实际生产中，其功能也有待进一步完善。
5 讨论
畜牧业管理信息系统将实现草地资源管理的自动化，可以通过遥感监测反映出草地退化、土地利用变更等信息，以便及时采取对策。应用该系统，可以根据草地资源的变化、实地调查数据以及气候因素（主要是降水），实时反映出指定草场在一定时期内的合理载畜量，评估草地承载潜力或超载率，以此作为草畜平衡管理的依据。此外，通过遥感、GPS定位等高科技手段获得大面积测量数据，避免了耗费大量人力、物力进行地面调查，随着科技的发展和测量精度的提高，会逐渐减少对地面调查的依赖，同时能及时对系统数据库进行更新；利用GIS 的信息指导管理MIS 的知识库支持决策，畜牧业管理信息系统实现了畜牧业的科学化、现代化管理；利用计算机管理，操作便捷，实用性强，既吸收了传统管理的长处，又弥补了传统方法的不足，具有实际的应用价值。
参考文献
[1] 庞吉林,张克斌,乔娜,等.基于RS 的盐池县近10 年植被覆盖度动态变化研究[J].水土保持研究,2012,19(4):112-115.
[2] 梁天刚,冯琦胜,夏文韬,等.甘南牧区草畜平衡优化方案与管理决策[J].生态学报,2011,31(4):1111-1123.
[3] 李青丰,齐智鑫.草畜平衡管理系列研究(4)——草畜平衡计算软件开发[J].草业科学,2012,29(1):117-120.
[4] 杨博,吴建平,杨联,等.中国北方草原草畜代谢能平衡分析与对策研究[J].草业学报,2012,21(2):187-195.
[5] 陆守一.地理信息系统[M].北京:高教出版社,2004:399.
[6] 卫亚星,陈全功,梁天刚.利用VB建立草地畜牧业管理系统[J]. 草业科学,2002,19(1):49-51.
[7] 吴全,杨邦杰,张松岭,等.基于3S技术的中国西部草地资源信息系统[J].农业工程学报,2001,17(5):142-145.
[8] 张学俭,张新华.宁夏重点风沙区生态环境综合治理项目信息管理系统的开发与设计[J].宁夏农林科技,2005(1):1-4.
[9] 王庆.盐池县畜牧业管理信息系统的建立与应用研究[D].北京:北京林业大学,2008.
[10] 张慧霞,娄全胜.基于GIS的惠州西湖水环境管理信息系统的研建[J].水土保持研究,2006,13(1):130-132.
[11] 刘英敏,杨天行.密云水库及上游流域环境监测信息系统的设计与实现[J].水土保持研究,2006,13(1):197-199.
[12] 吴玲敏.基于GIS 草场牧户管理信息系统的研究[D].内蒙古农业大学,2009.
[13] 周秉荣,李凤霞,申双和,等.青海高原雪灾预警模型与GIS 空间分析技术应用[J].应用气象学报,2007,3(18):373-379.
[14] 崔亮,张继权,包玉龙,等.呼伦贝尔草原火灾风险预警研究[J].草业学报,2012,21(4):282-292.
[15] Brillinger D R, Preisler H K, Benoit J W. Probabilistic riskassessment for wild fires[J].Environmentrics,2006,17: 623-633.
[16] 刘兴朋.基于信息融合理论的我国北方草原火灾风险评价研究[D].东北师范大学,2008.
[17] 贺俊杰,王英舜,李云鹏,等.利用EOS/MODIS 植被供水指数监测锡林郭勒地区土壤湿度[J].中国农业气象,2013,34(2):243-248.
[18] 王玮,冯琦胜,于惠,等.“3S”技术在草地鼠虫害监测与预测中的应用[J].草业科学,2010,27(3):31-39.
[19] 王加,亭负旭,江苏红,等.“三江源”地区退化草原的鼠害监测技术[J].草业科学,2008,25(8):110-112.
3s技术论文范文6
关键词：地理信息系统；立体人才培养模式；课程体系；实践教学
1997年教育部对我国高等教育专业目录进行了修订，在地理学一级学科下增设了地理信息系统本科专业。将近10年时间，全国已有100多所高校建立了该专业，其中大部分依托原有的地理学、测绘工程等专业，因此专业培养模式和课程体系存在着较大差异。2003年8月，地理信息系统协会召开了首届GIS专业教育研讨会，提出了GIS专业课程体系设置方案，提出“低年级宽口径、高年级分类培养”的基本模式，但没有涉及到农林院校。随着地球信息科学和现代林业科学的发展，GIS技术在林业中的应用范围不断拓广，层次不断深入，建立适应地理学类专业基本要求、又具有森林资源与生态环境应用特色的立体人才培养模式和专业发展平台，以及立体化课程体系和实践教学体系，对于GIS教育和现代林业的发展都具有重要意义。北京林业大学GIS专业是在摆脱原有专业的情况下设立的全新专业，因此建立新的立体化课程体系具有必要性和可行性。
一、专业定位与特色
GIS专业的基本特点是该专业属于新兴的综合性、交叉性学科范畴。根据专业人才培养的基本要求，通过对国内外GIS专业教学模式和课程设置的充分调研，结合我校的特点，适应林业和生态环境建设对创新性人才的需求，我们提出“立足林业，服务生态”的办学理念。通过专业建设，形成既适应地理学类专业基本要求、又具有森林资源与生态环境应用特色的立体人才培养模式和专业发展平台，以充分体现该专业的交叉性、边缘性、综合性和技术性，服务于生态环境建设。通过培养方案修订、课程体系优化、教学内容和手段改进、实践教学环节改革，构成专业建设的系统性工程，形成完善的立体人才培养模式，建立起专业发展平台，构建立体课程体系，使人才培养模式、课程体系、教学内容和手段等各个环节都得到极大的改造和提升，形成创新性人才培养和专业发展、学科发展的新特点，即：重视基础、面向应用、突出重点、深入前沿、分类培养、拓宽口径。
我校地理信息系统专业的特色在于培养学生的地理信息系统设计、开发和地球信息科学综合应用能力，以资源与环境调查、信息管理、监测、评价、预测及决策为主要应用方向。学生主要学习地理信息系统和地图学、遥感技术、卫星定位系统等方面的基本理论和基本知识，受到应用基础研究、技术开发方面的科学思维和科学实验的训练，具有地理信息系统研究、设计与开发的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。专业定位概括为：3S理论技术基础扎实(专业的根本，提高培养层次)；立足林业，服务于生态环境建设(体现专业特色)；适当兼顾其他领域应用(拓宽就业渠道)。 br>
二、专业培养目标和培养方式
(一)专业培养目标
GIS专业主要培养具备地理信息系统与地图学的基本理论、基础知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施规划和管理、政务商务管理等领域从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
1.掌握数学、计算机科学、地理学、信息管理等方面的基本理论和基本知识；
2.掌握地理信息系统和地图学的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及地理信息系统技术开发的基本原理和基本方法，具有地理信息系统设计与开发、空间信息处理分析、系统管理和维护的能力；
3.掌握森林资源与生态环境调查、监测、评价、信息管理的基础知识；
4.了解国家科学技术、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规；
5.了解地图学与地理信息系统学科的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及地理信息系统产业发展状况，具有较强的学习能力和创新意识；
6.受到应用基础研究、技术开发方面的科学思维和科学实验的训练，具有一定的从事科学研究工作的能力；
7.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。
(二)专业培养方式
GIS专业以课堂教学、实践教学、毕业论文、综合实习为主要培养方式，由技术应用人才、地理信息系统设计与开发人才、科学研究人才、创新型拔尖人才四个层次构成立体人才培养模式。
1.通过课堂教学使学生掌握本专业的基本理论、技术和基础知识。教学过程中以教师为主导、学生为主体，充分发挥学生的能动性，采用启发式、研讨式等教学方式，加强学生的自学能力，培养学生勤于思考、善于提出问题并独立解决问题的能力；
2.通过实践教学加强学生的基本技能，培养学生的动手能力。主要通过综合性设计性实验的合理安排以及综合性实习，培养学生分析问题和解决问题的能力；
3.通过毕业论文和综合实习环节，训练学生的表达能力和写作能力，以及掌握文献资料的能力，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力、独立工作的能力；
4.通过设置名师教室、科研训练学分和创新学分，使学生了解学科发展的前沿，培养创新意识和创新能力以及团队意识；
5.通过第二课堂、社团活动等加强素质教育，使学生具有一定的管理组织能力，积极参与多方面的社会服务与公益活动，树立服务社会的思想。
三、立体人才培养模式和课程体系
立体人才培养模式的基本思想是严格按照因材施教的原则，改革传统的一刀切这种单一的人才培养方式，根据生源的不同特点、兴趣和基础，将人才培养目标划分为不同层次，根据不同层次的培养目标制定相应的培养计划，提出不同的培养要求，学生毕业后达到不同的专业层次。
(一)立体人才培养模式
由技术应用人才、地理信息系统设计与开发人才、科学研究人才、创新型拔尖人才四个层次构成金字塔培养模式。
第一层次(技术应用人才)：培养掌握地球信息科学基础理论和技术，面向广大行业服务的应用型人才。要求学生具有扎实的计算机、地学、数学基础，面向多行业应用，熟悉和了解森林资源与环境调查、监测与评价，土地资源评价，房地产评估，地籍与 施工测量，区域分析与规划等多学科的基础知识与基本技能，特别是森林生态学、森林经营与管理、资源调查监测与评价、灾害监测等方面的基础知识与基本技能，能够胜任林业和生态环境建设领域有关空间信息获取、管理、分析等工作。
第二层次(地理信息系统设计与开发人才)：在第一层次的基础上，培养在计算机、信息科学等方面具有较为扎实的知识和技术，面向企业、科研单位、教学行业的GIS设计与开发人才。要求学生熟练掌握VC++、JAVA等程序设计语言和系统设计工具，数据库管理和应用技术，软件工程、数据结构等基础理论和知识，了解GIS发展的最新动态，能够从事GIS设计与开发工作。
第三层次(科学研究人才)：培养掌握学科前沿理论和技术，具有进一步培养潜力的高层次后备人才，毕业后可以直接进入硕士阶段的学习和深造，或成为科研、教学行业的研究型人才。要求学生具备多学科交叉知识的背景，掌握人工智能、空间统计学等基础理论，能够利用地球信息科学与技术在资源环境领域从事科学研究工作。
第四层次(创新型拔尖人才)：这类人才应具备扎实的专业基础和独立从事研究、开发的能力，有一定的创新意识和创新能力，通过国际交流与合作，争取到国外深造。
将该模式用一个圆锥体来表示，圆锥的每一个截面构成一个不同的培养层次，在二维截面上，表示该层次应具备的知识和技术，底面是该专业的基本要求。层次越高，人数逐渐减少，学生的知识储备量是相应截面下圆台的体积。通过该模式的培养，学生毕业后可以成为3S技术在资源环境中的应用人才、软件开发人才、了解和掌握3S技术前沿信息的研究型人才以及高素质的拔尖人才。
根据此培养模式，在新的教学计划中，将第一层次的基础知识和基本技能培养作为专业基础和主干课程，通过不同门类的专业选修课达到该层次不同行业应用型人才的要求；第二层次通过专业主干课和有关系统开发设计的专业选修课达到培养目标；第三层次在前两个层次的基础上，通过人工智能、空间统计学、数据挖掘与知识发现等理论、技术的学习，以及创新性实践活动(如科研训练)达到要求；第四层次通过从低年级的外语加强，到高年级的专业讲座、名家讲堂、导师导向培养等多种方式，培养拔尖人才。
转贴于 (二)立体化课程体系的建设和优化
根据立体培养模式，建立理论——技术——应用的教学体系。与此相适应，在课程体系中，专业基础课注重基础理论的培养，要求深而广；专业课的设置注重知识的深度，体现学科发展的前沿，从技术的角度加深；选修课则注重知识的广度，体现资源与环境特色，面向实际应用。通过合理的课程设置，以3S技术在资源与环境中的应用为核心，加强相关学科的专业知识基础，形成完整的知识结构体系，以适应本学科综合性边缘学科的特点。
1.课程设置原则
(1)体现林业特色。我校GIS专业在加强专业基础的同时，应体现森林资源与环境应用的特色。因此，设置林业生态环境工程概论、森林资源监测与评价、森林生态学等课程。
(2)加强开发能力培养。根据GIS专业的基本要求以及社会需求，加强开发的基础，使学生掌握GIS软件开发的基本方法、开发环境的工具，适应多种行业对软件开发人员的需求，设置VC++、C语言、GIS设计与开发等必修课，以及选修课Java语言、WEBGIS等。
(3)强化实践环节。GIS专业是技术性很强的专业，对学生实际动手能力要求很高，因此实践环节是教学效果和质量保障的关键。主要措施包括：综合实习5周，时间按排在第六学期末的暑假，不占用正常教学时间，地点以校外实习基地为主，结合教师的科研课题，内容包括数据获取的途径和方法、应用主流平台进行空间数据处理、模型与系统开发、数据维护等。
(4)尽早培养专业意识和创新意识。将遥感、GIS等主干课程设在二年级下半学期，使学生在二年级就开始接触专业核心。在核心课程教学中增加讲座、讨论教学方式，该方式已经在目前的教学中尝试并取得很好的效果。同时，设置“数据仓库与知识挖掘”、“地学模型基础”两门选修课，跟踪学科发展。
(5)强调课程之间的衔接，体现学科交叉的特征。由于学科的交叉性强，涉及计算机、地理学、数学、资源与环境等多种课程，课程之间密切相关，将“地球科学概论”与“系统科学概论”合并为“地球系统科学概论”，体现专业的特征。
(6)体现分类培养的理念。根据专业特点，同时体现我校的特色，拓宽专业渠道。选修课分为三类：开发类、应用类和前沿类课程。学生可以根据自身的特点选择相应类别的课程，并自成体系。
2.基本课程设置
(1)主要专业基础课：强调计算机、地学、数学基础，以面向多种行业发展。
①计算机课程：包括计算机技术基础(理)、VC++、数据结构、计算机图形学、数据库原理与技术、软件工程等。
②地学基础课程：包括自然地理学、地球系统科学概论、地图学。
③数学课程：包括高等数学A、线性代数A、数理统计等。
④资源环境管理：包括林业生态环境工程概论、森林资源监测与评价。
(2)主要专业课：强调3S理论和技术的掌握。
包括专业概论、测量学、GPS原理与应用、计算机制图、数字摄影测量、遥感原理与应用、地理信息系统原理与应用、遥感图象处理、GIS设计与开发。
(3)专业选修课：注重计算机、数学、地学知识的扩展和在3S技术中的应用，与研究生教育衔接。
专业选修课包括：
①计算机科学：计算机网络技术、多媒体技术及应用、微机原理、虚拟现实技术、计算方法、Java语言、人工智能、数据仓库与知识挖掘。
②地学：经济地理学、人文地理学。
③数学：地学模型基础、多元统计分析。
④应用：土地评价与土地管理、地籍测量与管理、施工测量、森林生态学、WEBGIS、区域分析与规划、资源环境信息系统、森林经营管理等。
通过以上课程设置，以3S技术在资源与环境中的应用为核心，加强相关学科的专业知识基础，形成完整的知识结构体系，以适应本学科综合性边缘学科的特点。
四、立体实践教学模式
在实践教学方面，改革和完善实习、实验内容，增加综合性实习比重，以利于学生了解课程之间的联系并联系实际。立体实践教学模式包括四个基本层次。
(一)课堂实验
根据新的培养模式，对原有教学计划中专业基础课和专业课以及部分专业选修课的实验环节进行系统分析和实验效果跟踪，根据跟踪结果对部分实验内容进行适当调整，增加综合性设计性实验的比重。
(二)课程实习
实习内容注重培养学生的综合设计和开发能力，如在遥感图象处理与应用、GIS开发与应用课程中，采用国际主流平台培养学生的软件设计和开发能力。组织学生到企业、科研院所参观学习，增强学生对科研和生产应用的了解，以利于学生扩展就业思路，确定自身专业发展方向。
(三)综合实习
通过项目研究，决定增加5周的综合实习环节，以教学基地为主要平台，联合相关企业开展高年级综合实习，由专业教师和企业、科研院所共同承担指导工作，提高学生的综合素质，将理论和技术应用于生产实际中。
(四)科研训练
制定学生参与科研活动的计划，并要求有科研课题的教师通过双项选择确定3～5名本科生参与课题研究。同时组织高年级的学生参加全国GIS设计大赛，学科教师为指导。
