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地理信息科学的应用范文1
信息技术环境下的教与学，提高信息技术理念，研究现代教育信息技术发挥最大的效益，通过信息技术与地理学科实践的研究与探索，信息技术与地理课程的整合将带来课程内容、课程实施、课程评价和课程资源的变革，信息技术与地理课程整合强调一种和谐与自然，最终达到改善学习者学习的目的。
常规的地理课堂教学，教学知识讲授方式依然在使用有限的教科书上的内容，而作为教师的我们，必须想尽一切可以操作的方式让学生理解、感悟、学会、喜欢我们的地理课。有限的地理教学教具（如地理挂图、课本插图等）的使用，都不能生动地让学生理解一些抽象的地理现象和地理原理，如世界地理部分的海陆的变迁等知识。而在信息时代的今天，随着多媒体信息技术广泛应用于我们日常的课堂教学，教师可以获得地理学科各个方面所有的内容，拓展我们的地理课堂，开阔学生的视野，优化课堂教学。教师在课堂上可以展示精心制作的课件，播放视频图像、录像等资料，来创设课堂教学情境，激发学生学习兴趣，让抽象变为形象，帮助学生理解重点难点，使学生在乐中学，乐中练，使课堂变得更加生动有趣，大大提高了课堂效率，使我们的课堂发生了翻天覆地的变化。
例如，我在精讲学习人教版七年级上册第三章《多变的天气》一课时，导入新课的环节就是运用事先准备好的一段天气预报网页导入的，这样设计就由同学们熟悉的天气预报引入新课，大大激发了学生们学习这一课的兴趣与热情。在这里用到了幻灯片、网页的链接，简单明了地达到了预期的教学效果，然后由浅入深地让学生讨论天气预报的内容。如气温、降水、风力、阴晴等等，用不同的幻灯片在大屏幕上去展示，让学生明确或者说出每一张图片代表的是什么？各种颜色代表什么意思？指出哪些地方是晴天，哪些地方是阴天或有雨？最后，教师做出课堂小结，学生梳理知识树。让学生根据天气预报设计假如去某地旅游，准备出行的装备，穿衣指数、雾霾程度等。这样一堂课完整地上下来，使学生在轻松愉快的氛围中完成了本课的学习任务，而教师也明确地完成了本课预设的教学目标。让学生“身临其境”，这样教学就达到了事半功倍的效果。在我们日常的初中地理教学中，多媒体信息技术的使用，会激发学生对地理的兴趣，创设良好的地理学习氛围，调动学生学习地理的兴趣，能够让学生愉快接受新知识，使学生真正地成为地理课堂的主人，让学生学习对生活有用的地理。
信息技术与地理课程整合应用在教学中还可以体现在重难点知识的突破上。例如，在讲授人教版八年地理下册第五章《中国的地理差异》时体现得更加明显。讲关于“四大地理区域的差异”内容时，“秦岭―淮河”一线的地理意义等内容用常规的教学手段很难表现，由于缺乏可视性，学生不易理解，更不易掌握，效果不理想。用多媒体的教学软件就不一样了，首先以幻灯片的方式呈现该地域的地图，在电子版地图上落实秦岭、淮河，说明“秦岭―淮河一线”的地理意义，培养学生的地理思维能力。分别用三张幻灯片呈现三个步骤：第一步运用在总论中学过的知识，归纳“秦岭―淮河一线”以北地区和以南地区的地理差异；第二步，说明“秦岭―淮河一线”在我国不同的自然地区划分中的地理意义；第三步，特别是应用可以控制的多媒体软件，可以适时呈现教学中的重难点以及难以理解的问题，有效地突破还能收到很好的教学效果。
整合收集文本的地理信息，培养学生独立自主的学习能力，能够营造和谐的地理学习氛围。运用信息技术可提高学生的读图能力，培养学生的思维能力和应用地图的基本素养教学中，本着从实际出发、因地制宜的原则，挖掘和发挥传统的各种技术手段在教学中的积极作用，根据教材的特点，充分利用多媒体课件。制作时，为了使课件有丰富的感染力和表现力，力求做到色彩搭配合理，图形比例准确，得出所要掌握的地理基本规律。结合地理学科教学本身的特点，以便更好地服务我们实际的地理课堂教学。运用信息技术设备理进行地理教学与信息技术的整合，摸索最佳的教育教学方法。利用可利用的时间，把传统的课堂教学模式转变为一种有声有形、师生互动、快速便捷、及时反馈的教学模式，力求实现最优化的教学目标，让我们的地理课堂更加充满生机和活力。
地理信息科学的应用范文2
关键词：信息技术；高中地理；课堂教学；应用
信息技术指的是现代教学工具、互联网、信息教学平台还有其他的教研工具，对于高中地理教学而言，需要坐在课堂中，通过教材展开对全宇宙的地理信息的学习和掌握，对于当前的学生而言具有刻板性，同时对于想象力日益浅薄的高中学生而言，想象世界各地的地理位置、地势特征、环境特征等也具有一定的难度。在遇到抽象的地理知识课堂教学时，如何将抽象的概念具体化也成为教师教学中的重要难题。因而在高中地理教学课堂中使用信息技术不仅仅是大势所趋同样是学科使然。
一、高中地理教学课堂信息化的特殊性
从上文中我们可知，高中地理教学课堂对于教学信息化的依赖性较强。一是因为地理这一学科是依赖于信息技术所构建起来的，在地理教材的编写中，不想语文、政治、历史等是根据传统文化再添加一些时代意义所编写出来的，而是通过对现实存在的地理情况进行充分掌握，再根据新课程标准下对学生地理素质的需求所进行编写的，即高中地理是基于信息技术所展开的一门学科，因而信息技术从始至终贯穿到高中地理教学课堂中；二是在开展高中地理课堂教学时主要是要求学生能够养成信息化的思维方式，如对于地球自转产生时差这一知识点，要求学生能够站在信息化的角度，将这一知识点进行扩展学习，而不是单单对“地球自转产生时差”这几个字进行记诵。
二、信息技术在高中地理教学课堂的具体应用
1.多媒体信息技术在高中地理教学课堂中的应用
多媒体信息技术是高中地理教学课堂中最基础也最常见的应用方式，主要有互联网、投影仪等的使用。在地理教学课堂中使用多媒体技术丰富了地理教学课堂的教学方式，提升了学生对地理知识的学习兴趣和学习的主动性。如某高中地理课堂教学中，教师通过导学案的方式，让学生对地中海气候进行课前预习，学生通过互联网对地中海这一地区的温度变化进行查阅，发现地中海沿岸地区在夏季的时候温度高，但是降水量不足，而在冬季时却降水充沛，当地常见的植物的橄榄。通过这一系列信息的收集和掌握，学生对地中海气候特征及当地的生活习性，经济发展情况有了初步掌握，对于地理教学活动的展开奠定了基础。
2.GPS、GIS等信息技术在高中地理教学课堂中的应用
GPS、GIS是最常见的地位系统，能够对当前的全球的地理环境的变化进行系统的掌握。如台风的形成的学习中，某沿海高中地理教师通过对台风路径图的分析，让学生掌握台风的成因，这一举动有效地拉近学生地理知识生活化的距离。另外GIS、GPS等技术不仅仅为地理课堂教学提供资源参考，引起学生注意力。同时还可以使学生养成理性的地理思考能力，即在地理学习中能够以GPS的视角来俯视地球运动，使教学活动动态化发展，提高学生的地理专业水平。
3.微信等社交技术在高中地理教学课堂中的应用
随着微信等社交软件的发展，当前高中地理教学活动中也广泛的利用社交网站来展开信息共享、小组合作、集体讨论活动。一般情况下，教师通过微信来分享前一天的地理课堂教学内容，并要求对第二天的课堂进行预习，这相当于一个导学案的载体作用。如，各大高中学校每个班级都有微信群，教师每天在群里分享一些地理知识竞答题，并通过一些奖励形式让学生投入到这样的学习活动中，有效的延续了地理教学课堂活动内容。
总之，信息技术在高中地理教学课堂中的应用的全方面的，但同时也会存在一些漏洞，在一定程度上阻碍学生的学习发展，因而在未来需要对存在的不足进行改善创新，保证信息技术能够发挥其积极作用。
三、未来信息技术在高中地理教学课堂的创新运用
信息技术在高中地理教学课堂中存在以下的问题，在未来需要针对这些问题，提出妥善的处理方式，正确引导信息技术在高中地理教学课堂中的全面发展。
首先是缺少系统化的教学信息平台，即信息技术对于高中地理教学课堂的应用是碎片化、零散化的，这不利于形成系统的、科学的教学方式。在未来要求利用信息技术构建地理资源共享平台，将所有的信息技术都归纳其中，保证地理课堂教学活动能够全面、系统的发展。
其次，是当前更多形式的信息技术在高中地理教学课堂中的利用，一旦学生自控能力降低或是使用不当，很容易使信息技术成为阻碍地理课堂学习的最大对手，因而要求能够规范信息技术的使用范围，即能够使地理教学课堂中所使用的信息技术仅先于地理学习。换言之，就是形成独属于地理学科的搜索app。
只有充分掌握信息技术在高中地理教学课堂中使用的不足和缺陷，才能提出有效的应对措施，最终达到高中地理教学课堂质量的提升。
四、结语
综上所述，信息技术对于高中地理教学的利大于弊，教师、学生都通过信息技术获得更为浅显易懂的地理知识。目前在高中地理教学课程中，最基础的信息技术在于多媒体技术的应用，通过多媒体课件、动态图等的制作和运用，使学生对地球运动、全球等大概念有了初步的掌握，其次是GPS、GIS技术的运用，通过GPS、GIS技术教师能够轻易对全球各地进行定位，展开相关知识点的掌握，学生也能在脑海中形成类似于GPS定位系统运行规律的解决问题的思维；最后是对微信等社交技术的运用，微信加强了教师同学生之间的互动沟通，使学生能够对地理课堂要学的、已学的知识进行复习或是提前预习。在未来，还可以构建地理教学平台，实现高中地理教学课堂资源的共享。
参考文献：
[1]王林.信息技术在高中地理教学中的应用研究[D].曲阜师范大学，2012.
[2]牟琳.地理信息系统在高中地理合作学习中的实践与探索[D].四川师范大学，2012.
[3]旋晓伟，王林，王晓青.信息技术在高中地理教学中的应用调查研究[J].曲阜师范大学学报（自然科学版），2013，01：125-128.
地理信息科学的应用范文3
【关键词】可调钠浓度；心理干预；血液透析；低血压
Adjustable sodium concentration joint psychological intervention in uremia hemodialysis patients. Application of hypotension
WuRiuhe1 ZhouShuyan1 ZhouSuling1 ZhouLei2【Abstract】Objective To observe the concentration of sodium adjustable joint psychological intervention on patients with hypotension in hemodialysis patients. Methods: The effects of psychological intervention combined adjustable sodium concentration dialysis hypotension in 36 patients were treated for 12 weeks. Finally, observe the effect. Results: After treatment, blood pressure drop during dialysis significantly reduced, with significantly different before treatment (P
【Key words】sodium adjustable, psychological interventions, hemodialysis, hypotension
【中图分类号】R425【文献标识码】B【文章编号】1005-0515(2010)012-0022-02
透析相关性低血压是维持性血液透析的常见并发症[1]，部分透析中顽固性低血压常规措施难以纠正，加重心、脑等重要脏器低灌注，影响透析充分性。改善透析中低血压可提高透析疗效，延长内瘘使用时间，防止血管通路闭塞，改善患者生存质量。本课题研究了可调钠浓度与心理干预联合应用，现报告如下。
1 资料与方法
1．1 对象选择2009年2月至2010年9月本院血液透析患者中透析性顽固性低血压36例，其中男20例，女16例，年龄24~70岁，透析龄1．5～6年，出现透析低血压平均(40±3．5)个月。其中IgA肾病9例，糖尿病肾病7例，高血压肾损害5例，多囊肾4例，痛风肾3例，其他7例，肾移植慢排1例，随机分为A和B（可调钠与心理干预联合应用组），每组18例，两组具有可比性。
1.2 使用机器、材料 使用费森B008透析机，采用F6透析器，透析液为河北紫薇山制药厂的碳酸氢盐透析液。
1.3 透析方法 均使用碳酸氢盐透析液，透析液流量为500ml/min，血流量为200～260ml/min，透析液温度均为36.5~37.00C，透析时间为4~4.5小时，36例病人均避免在透析时进食。A组采用一般透析。透析液中钠离子浓度为138mmol/L，超滤率恒定。B组的透析液中钠离子浓度分为10个时段，从高到低呈斜线分配，一般设定最高值为150mmol/L，最低值为135mmol/L。同时给予心理干预，其心理干预包括： ①社会支持。我们争取家属的配合,劝导家属在患者面前不仅要保持良好的心境,还要经常安慰鼓励患者,以减轻患者的心理负担。②沟通交流。透析中多与患者交谈,尊重和关心患者,给予热情耐心的开导,帮助他们解除顾虑,消除紧张的心理,树立与疾病作斗争的信心。③激发患者的生活热情。通过一些生动有趣的故事,讲一些有启发性的事例,激发他们对生活的热情。④让患者了解血液透析。向患者讲解血液透析的目的、原理、全过程及其必要性和血液透析过程中严密的监护措施,减轻患者恐惧和抗拒的心理。不用其他药物，个别适量补充生理盐水或高渗葡萄糖。记录透析前、透析中2小时，透析结束前3次血压。
1.4 低血压判定标准:①血压突然下降，伴有症状；②收缩压下降大于40mmHg(1 mmHg=0.133kp)，或舒张压下降大于20mmHg；③透析中平均动脉压较透前下降30 mm Hg或收缩压降至90 mm Hg以下，伴有头晕、乏力、出汗、视物模糊、肌肉痉挛、抽搐、恶心、呕吐等症状，经常规措施(吸氧，降低血流量，调整超滤量，提高透析液钠浓度，降低透析液温度及补充生理盐水或高渗葡萄糖)难以纠正。
1．5 疗效判断:显效：收缩压比治疗前升高超过20 mmHg ，无临床症状；有效：收缩压比治疗前升高超过10~20 mmHg，无临床症状；进步：收缩压比治疗前升高超过5～10 mmHg，但仍有头晕、出汗，需少量补充生理盐水或高渗葡萄糖；无效：收缩压比治疗前比较升高
1.6 统计方法:所有数据均以均数±标准差表示，采用配对t检验，计数资料采用X2检验，P＜0.05为有显著性差异。
2 结果
2.1 透析中血压比较:两组的透析前、透析2小时血压无明显改变（P＞0.05）；透析结束前B组血压明显高于A组（P＜0.05）。（表一）。
2.2 透析中出现低血压症状的频次比较 B组头晕、出汗、恶心、呕吐、心悸甚至晕厥等低血压症状的频次为17例次(4.18%),A组为97例次(26.11%),B组明显低于A组（P＜0.05）。
2.3 透析前后血钠浓度比较A组和B组透析前后血钠浓度均无明显差异 （P＞0.05）。
3 讨论
血液透析中低血压发生率高达15％ 一50％[3]，最常见原因是超滤引起有效循环血容量减少[4]。症状性低血压是血液透析的主要并发症之一，可表现为头晕、恶心、呕吐、心律失常、意识丧失、心跳骤停甚至死亡，临床上观察大多见①血容量过度下降；②血管张力下降；③透析中的心脏收缩和舒张功能异常[5]。血容量过度下降可导致有效循环血量的减少，它是引起透析中低血压的首要诱发因素。
长期血液透析患者，由于身体出现许多不适的感觉,工作能力、自理能力下降甚至丧失,生活质量降低,给家庭和单位增添了许多生活上和经济上的负担,因此出现焦虑、恐惧、自责、抗拒等各种不良心理反应。在接受血液透析治疗过程中,穿刺等侵袭性操作会令病人有疼痛的感觉,严重的疼痛可加重病人的病情,增加其对疼痛的敏感性[6]。并且,血液透析中可出现以下常见并发症:低血压、肌肉痉挛、恶心呕吐、头痛、胸痛和背痛、皮肤瘙痒、发热寒颤。因此,血液透析实施心理干预是很有必要的。尿毒症患者接受血液透析时，通过倾听与交谈,全面了解病人的病情及进行心理评估,并根据不同年龄、不同病情、不同文化程度、不同心理状况实施不同的心理干预,加以护士耐心细致的讲解，大大减轻了患者对疾病的焦虑、恐惧心理和对家庭、单位的负罪感及对治疗和护理的抗拒心理,增强了患者战胜疾病的信心。减少并发症的发生，提高治疗效果。
可调钠透析是指透析液中钠浓度从透析开始时到透析结束时呈由高到低或由低到高，或高低反复变化，而透析后血钠浓度恢复正常的透析方法。我们采用的可调钠透析方法是线性递减可变钠模式。血液透析中应用钠曲线模型旨在找到一个适合患者的血浆钠浓度，从而达到对脱水的最大耐受程度，高钠透析时，透析液钠离子向血液弥散，使血清钠离子浓度增高，血浆晶体渗透压增高，有利于细胞内及组织间的水分向血管移动，保持血浆容量，有利于超滤脱水，透析液开始钠离子浓度最高，为150 mmol/L，每2个时段透析液钠离子浓度下调3mmol/L，这样，透析结束前48分钟至下机时的透析液钠离子浓度最低，为135 mmol/L，使透析后血钠浓度正常，不会引起体内钠潴留，减少透析后的相关并发症，对于高度浮肿的病人应用此方法更为优越。有研究表明可调钠与标准钠透析时透析液钠总量相等，从患者体内清除钠量相同，表明可调钠透析不增加患者钠负荷，不增加患者透析间期体重[7]。
本课题研究表明，可调钠浓度联合心理干预对血液透析患者低血压的治疗观察，为透析患者提供了新的思路，临床可以推广。
参考文献
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[5] 王海燕，主编.肾脏病临床概览 北京大学医学出版社 2010，499
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[7] 周亦伦，刘惠兰，等.钠与超滤模式对血液透析中的作用［J］.中国血液净化,2003,11（2）:617
地理信息科学的应用范文4
地理信息产业发展从20世纪90年代初期进入起步阶段。随着社会进步,地理信息产业不断发展,我国地理信息产业面对国际金融危机的冲击仍然保持了强劲的发展势头,“十一五”期间增幅超过300%,2011年产业总产值突破1500亿元,从业人员约80万人,从业机构超过2万家。国家测绘地理信息局推进地理信息产业的目标是到2015年年总产值超过3000亿元,到2020年年总产值达到10000亿元。1998年教育部颁布了我国新的《普通高校本科专业目录》,其中对高校本科专业行了调整,专业由原来的504个调整为294个,教育部特别增设了地理信息系统专业,这一点说明地理信息产业的特殊优势和生命力。2012年普通高等学校本科专业目录再次调整,将地理信息系统专业改名为地理信息科学专业。经各种资料的统计表明,2000年有37所院校设立了GIS专业,2003年有93个高校开设了GIS专业,2007年全国共有161所高校设置GIS专业,2012年全国共有168所高校设置地理信息科学专业[1-2]。从而促进地理信息产业不断发展壮大。
2地理信息科学专业发展面临的问题与分析
2.1教师专业素养迫切需要提高
目前状况是一些院校现有的地理信息科学专业教师是从相关学科转入地理信息科学专业的,大多数是从学校毕业又走入学校,并没有机会从事实际地理信息系统研究、开发和应用的经验[3]。而地理信息科学技术本身发展又很迅速,这使得一些教师很难胜任所承担的核心课程与专业课程教学任务。
2.2教材建设与培养目标脱节
由于软件的更新速度飞快,相应的实验教材很难跟上。据此有些人提出了要大胆尝试采用电子教材,某些部门或是软件出品单位不要只是将精力放在软件使用帮助上,也应当随之出品入门级或更高档次的电子实验教材,弥补实验教材陈旧落后更新慢的问题。理论教材内容更新滞后非常明显,与各人才培养层次与方向脱节,没有针对各个培养层次和方向的统一化、系统化的教材的建设[4]。
2.3课程体系及教学内容与社会需要脱节
各高校开办地理信息科学专业时,主要是依托已有相关专业构建课程体系,无论是学科基础课程,还是专业核心课程的设置,皆与地理信息系统专业培养目标及社会需求脱节[5]。大多是根据本校的师资和学生的素质来设置相应的课程。还有因师资不足,涉及地理信息新理论、新技术、新方法的课程不能开设,学生空间分析、地理信息系统技术二次开发与应用的能力上得不到锻炼,在工作中暴露出地理信息系统应用能力差的缺陷,直接影响到该学校地理信息科学专业人才培养的声誉[6]。
2.4专业目录名称与本学科内涵不相适应
随着形势的发展,逐渐暴露出一些问题。从地理信息科学专业分层次的培养来看,名称上存在不相称,一些专家建议,对于理科院校或从地理科学为基础发展起来的,完全可以称为地理信息科学专业,但对于工科院校或从测绘等方向发展起来的,可以改称为地理信息工程专业。笔者认为经过多年的磨合共融发展,也可能在将来二者会统一于新的名称。
2.5资金投放不足
目前,高校地理信息科学专业建设与人才培养,同样受到发展速度与投入增量不同步的影响,专业建设经费不足,仪器设备陈旧且不配套。特别是在一般本科类院校,在追求规模发展过程中,因资金不足与基础设施建设需要,对教学仪器设备与运行保障经费采取紧缩政策[7]。
2.6全国地理信息科学专业的发展没有一个统一的教育培养评价体系
对于这个专业培养的人才没有相应评价体系。尤其针对一般本院校来说,不论是以测绘为基础发展起来的,还是以地理科学为依托发展起来的地理信息科学专业,都没有真正融入到全国地理信息科学专业的大圈子里。要真正服务社会,不应靠少数顶级院校的科学进展,更多是发挥好全国各地的地理信息科学专业的教育资源,让地理信息科学的大众化教育与培养复合型人才可以落到实处,从而彰显地理视角。
3建议与发展策略
3.1地理信息科学教育应遵循应用科学的教育理念
这个专业无论是从测绘工科院校发展起来的还是从以地理学空间分析应用为主的理科发展起来的,大家都会认为本专业是理论实践相结合的学科。从现在本科生、研究生的招生就业情况来分析,本科阶段是扎实掌握基本理论的重要时期,研究生阶段可注重与实践相结合。大学本科阶段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追寻市场,更不能成为步入社会的培训场所。大学本科教育是思想和认知善恶发育成型的阶段,让学生有能力去追求知识与真理,这是大学本科的教学核心。只有这样才能在以后的工作中具有更强的创新能力。
3.2培养空间思维的教学模式不能变
空间思维能力不只是让人知道东西南北,更多是分析和解决问题的空间维度。从另一个角度来看,地理信息科学的普及也是对全民空间思维能力的培养,比如ESRI在美国会对小孩子进行免费的地理知识讲解,使他们从小就能接触到地理空间的概念,启发了他们的空间想象力。
3.3人才培养上要在权威机构中划分出层次
从地理信息产业发展来看,地理信息科学学位教育应强化技能培训,这部分人才培养就落在一些以测绘为基础的工科院校发展起来的地理信息科学专业的培养上,突出地理信息科学技术的开发与应用。而另一类别是以地理学为基础发展起来的院校专业上应突出地学方面的应用。总之地理信息科学人才的培养既需要有能够创新思路的人才,也要培养具有扎实知识的技能型人才,这样才能共同推动地理信息科学和地理信息产业可持续发展。
3.4通过任教资格考试、技术水平认证来规范地理信息从业人员的水平
国家应有相应的政策法规来管理地理信息产业。规定必须要有相当水平的从业人员才能承接各种项目。原因就是地理信息产业的相关行业关系人类社会正常发展,如果政策法规跟不上,那么将会一片混乱。3.5为一线地理信息科学教育工作者申请教学或科研
地理信息科学的应用范文5
近年来，环境信息科学(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作为一门新兴的交叉学科得到了快速的发展，早期单一的工程方向“环境信息化”正在发展成为一门多学科理论交叉、多技术手段集成的新兴学科领域〔。国际环境信息科学学会(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作为这一领域的学术组织，致力于发展信息技术在环境领域的应用，提供环境信息系统研究领域的多学科交叉，以促进环境信息系统研究领域的国际交流。国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈、3S技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。
2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用
2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技术的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。
2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。
地理信息科学的应用范文6
在对学生成绩总体评价方面,单位或企业都很看重学生的在校成绩,希望学生成绩在良好以上的单位占92.0%。在学生获得各类证书方面,希望学生外语成绩通过四六级考试的比例为72.0%,但有些单位不要求学生通过等级考试,这样的单位有软件公司和从事纯测绘的单位。希望学生掌握计算机程序设计语言能力的单位占96.0%,但在计算机等级考试方面,希望学生过二、三级考试的单位占64.0%,也有28.0%的单位不需要学生过计算机等级考试,这样的单位往往是行业管理单位或规模较小的单位。考虑学生是否具有“全国GIS应用水平考试证书”的单位不多,选择可有可无的单位占80.0%,选择需要的只占12.0%,“全国地理信息系统应用水平考试证书”考试是由地理信息系统软件及其应用教育部工程研究中心组织的。目前除高校外,对大多数企业来讲不是很了解,有待进一步加强宣传力度,当其纳入到政府行为的全国职业资格考试范畴时才会引起学生和用人单位的重视。在行业内地理信息系统软件使用方面,有84.0%的单位要求学生熟练掌握地理信息系统软件使用,说明单位看重学生的对行业内地理信息系统软件的实际动手能力。在地理信息工程应用方面,希望学生在校期间参加过工程应用项目经历的比例达84.0%,且92.0%的单位希望学生掌握了数据整理与建库技术。在地理信息系统软件开发方面,要求学生基本掌握或熟练掌握地理信息系统二次开发技术的比例达96.0%,要求熟练掌握的主要是地理信息系统软件公司和信息中心等单位达48.0%。由于调查的是测绘地理信息行业,有68.0%的单位希望学生具有从事外业测绘工作的经历和能力,不要求学生具备外业测绘能力的单位多数是软件公司和信息中心。除外业测绘能力外,有96.0%的单位强调学生具有摄影测量与遥感方面的知识,因为企业都知道摄影测量与遥感技术是未来空间信息获取的主要手段,此项知识的掌握有助于单位未来业务拓展。自学能力是一个人从事终生学习的基本要求,几乎所有的单位都希望学生具有自学能力,有72.0%特别强调很需要,说明一个单位的发展离不开员工的知识更新。希望学生具有科学研究潜力的单位占80.0%,只有20%的单位不强调这一要求,其中私有企业几乎都要求学生具有科学研究的潜力,表明企业要发展,必须要求员工具有科学研究潜力来保证。多数企业注重学生在校期间参加各类竞赛活动并获奖,有60.0%单位表示会优先考虑录用获得过各类竞赛奖的学生,只有16.0%单位不会考虑。至于学生在校期间是否获得奖学金,有60.0%的单位明确表示不考虑,表明单位注重学生实际能力的因素大于课堂考试成绩因素。在团队协作精神方面,有96.0%的单位强调学生这一素质,因此大学期间如何培养学生的团队精神是今后学校应该关注的问题。就学生的交际能力方面,84.0%的单位表示学生应该具备较强的交际能力。在学生业余爱好方面,强调学生具有体育、艺术爱好的单位比例分别是48.0%和36.0%,也有20.0%的单位不对学生业余爱好提出要求。在学生生源的地域方面,有76.0%的单位不考虑学生的地域要求,希望学生来自农村或周边省份的单位所占比例均为16.0%单位,这样的单位是基础测绘单位,希望学生能吃苦、稳定。在性别方面,有72.0%的单位不考虑学生的性别,有28.0%的单位希望是男生。这是由于GIS专业性质所决定,GIS专业人员大多在室内工作,男女生没有什么太大的区别。而希望招收男生的主要是从事测绘与地理信息生产任务的单位。
2地理信息科学专业本科学生能力结构体系
2.1学生能力结构体系
人的能力是在人的生理素质的基础上,经过教育和培养,并在实践过程中吸取前人的智慧和经验而形成和发展起来的。能力=知识+科学方式+技能[6,7]。地理信息科学是一门集计算机科学、地理学、测绘科学、环境科学、空间科学以及管理科学等学科为一体的交叉学科,这就要求GIS专业的学生不仅要有扎实的理论基础,还应该具有较强的动手能力和软件开发能力,同时自主学习能力是学生适应未来学科发展和拓展应用领域的基础[8]。具体来讲,对一个GIS本科生的基本要求是:起码要熟练掌握一门计算机语言,能够开发简单的GIS应用模块,能够掌握二种以上的常见地理信息系统软件,并至少具有一种二次开发的能力,尽最大可能让学生参与相关的科学研究与实用地理信息工程项目的开发[9]。由此可见,GIS专业学生能力除一般大学生所具备的能力和素质之外,更要突显以下七个方面的能力:专业基础理论与前沿技术、地理信息系统软件使用与数据采集处理能力、空间数据建模与分析能力、地理信息工程建设能力、地理信息系统二次开发设计能力、自主学习能力以及GIS科研与创新能力等。基于上述分析,我们可以构建地理信息科学专业学生能力结构体系,通过专家打分后采用改进的层次分析法进行综合评价得到各结构项的权重[10-12],如表2所示。在该能力结构体系中,强调学生的基础理论、兼顾学生的基本技能,同时也突出了地理信息系统工程应用的特点和创新能力。权重的高低并不代表知识重要程度,因为表中的7个方面的知识和能力是地理信息科学专业所必须具备的,它是指各知识结构在整个知识结构中的比例,可以成为地理信息科学专业课程体系设置的基础。
2.2能力结构体系应用
东华理工大学地理信息科学专业从1999年开设,专业教师一直在探索该专业学生能力体系结构,并根据能力结构体系制订和修订教学计划。东华理工大学地理信息科学专业是依托测绘学科开设的,所以东华理工大学的特色在于突出空间信息的获取与表达、地理信息工程开发与建设两个方面。对此,东华理工大学加强了测绘类和计算机类课程的理论与实践性教学的比重,体现理论与实践性课程“四年不断线”的教学计划设计思路。例如,测绘类课程开设了地图学、测量学、测量平差基础、摄影测量学、GPS测量原理、遥感原理等课程;计算机类课程开设了计算机基础、C语言、高级程序设计、数据结构、数据库原理与地图数据库、计算机地图制图、GIS二次开发等课程;实践性课程有数字化测图软件(测量学)、GIS软件及应用、遥感软件及应用,GIS设计与开发、专业综合实习、生产(毕业)实习。这样保证了学生从大一到大四每年都能在测绘类、计算机类、实践类三方面都有相应的理论课程或实践性教学环节,对巩固学生的理论知识与实践能力、对学生能力培养起到了很好的推动作用。此外,东华理工大学还注重为学生提供科技创新与动手能力的机会,例如实行本科生导师制、鼓励学生参加老师生产型或研究型课题、引导学生参加各类科技创新与竞赛活动等。实践表明,通过教学计划的调准,学生能力有稳步提高的趋势。例如,东华理工大学2013届地理信息科学专业有一个本科生就成功地在网络环境下研发了一个“基于GIS的高校餐饮物流配送管理信息系统”,并应聘到上海诚信所从事软件开发工作,这与平时东华理工大学加强学生知识结构与能力培养是分不开的。
