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地理信息系统论文范文1
（1）代替传统教学用图。
对于中学地理教学来说，地图的作用是至关重要的，它是最为经常用到的教学工具，信息量比较大，且形象直观。为了培养学生的地理能力，首要的就是要培养其学习地图的能力，也就是说，要学会对地图进行阅读以及填绘和分析。传统教学中，一般都是利用教学挂图以及课本附图还有复合投影片等形式对地理分布知识进行讲授，虽然利用教学挂图和投影仪能够深化教学，可是在使用过程中会占用空间，容易损坏，而利用GIS技术自主制图，能够将教师的问题清晰反应出来，也不容易损坏。这样制作出来的地图，信息容量比较大，且精度比较高，表现形式具有丰富性，能够进行动态显示，容易对内容进行修改以及扩充，也能够结合具体需求提供信息，另外，它还可以将分布图以及信息数字进行结合，使学生具有量的概念。
（2）可以进行空间查询。
利用这一技术能够达到双向查询的效果。比如，在对我国省级行政区进行教学的过程中，教师可以利用动态闪烁的形式显示行政区名称以及简称还有位置和轮廓等，同时还要赋予其属性，能够随时对其面积以及人口还有社会情况和经济状况等进行查询。另外，这种可视化能够提升学生自身的感性认识，将其学习兴趣充分调动起来。
（3）使知识教学更加丰富。
GIS能够对传统观念和认识加以改变，使教学与学生都能够有全新心态对地理知识加以探索与学习，对学生思维理念加以培养，增加其个性化学生。教师在对研究课题进行确定以后，学生能够利用GIS数据库开展研究性学习，从多个方面对研究内容加以了解，对知识教学加以丰富，使学生学习能力和教师的教学水平得到提升。
二、在中学地理教学中对GIS使用的几点建议
（1）对相关教育资源进行建设。
从当前情况看，GIS技术成果一般都被用在商业中，在教学中的应用比较少，因此，要对中学地理教学过程中GIS技术的应用加以重视。对中学地理教育的相关软件以及地理数据资料进行开发，对教师进行GIS知识培训，是中学教师地理专业水平以及计算机操作水平得以提升。在对人才进行培养与培训的时候，一定要和中学教学进行衔接，多开设GIS课程，对相关教材以及案例数据进行编写与制作，使教师对学生的学习进行指导，教师要改变传统单纯教授知识的模式，而是要将教学过程变为提供以及加工地理信息并解决地理问题的一个过程。当前，由于计算机技术不断发展，教师要对免费资源进行科学利用，利用自身知识进行修改并利用。各级中学也可以和相关院校进行交流，使GIS技术和资源实现共享。
（2）对GIS教育加以普及。
在中学地理教学过程中，应用GIS技术，就是要求学生在对计算机相关知识进行掌握之后，可以利用GIS技术针对相关数据加以操作和处理，之后能够对实际问题进行解决。在当前社会中，GIS技术的作用越来越重要，因此，要确保这一技术在中学地理教学过程中得以普及。从当前情况看，我国很多地区的中学都设置了微机室，虽然在数量以及质量方面无法满足学生的需求，可是学校只要进行认真规划，合理进行利用，就能确保学生上机机会，使学生对GIS的基础知识进行操作应用，保证GIS技术的普及。
（3）对相关教育体系进行构建。
不能在大学才开始进行GIS教育，要融入在中小学教育过程中。结合教学环境要分地区以及分层次和分级别对GIS教育在中学阶段进行设置并逐步做好落实工作。要在教学过程中分成基本要求教学以及拓展教学和研究性教学，也可以根据课程设置的相关结构，将其分成必修课程和选修课程，构建一套完整的GIS系统。在中学地理教学过程中利用GIS技术，能够使学生对地理学科有一种正确的学习态度，和地理的前沿科技动态进行接触，坚持与时俱进的原则，为GIS人才以及地理学科人才和复合型人才的培养打下良好基础。
三、结语
地理信息系统论文范文2
一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此，广西基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。
1.1计算机硬件及网络环境
广西基础地理信息系统将以广西基础地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。
1.2软件环境
系统软件采用技术成熟、应用广泛的软件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及数据库管理软件。基础软件平台应选择国产软件，这对于将来的应用开发、数据安全及促进我国地理信息产业的发展均具有重要意义；在目前国产软件暂时不能满足要求的情况下，可先使用成熟的商业软件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保证数据将来能移植到国产软件平台。应用软件（数据采集、数据处理软件、图形图像处理等）宜采用成熟的国产化软件，如武汉测绘科技大学的数字摄影测量系统Virtuozo及测量平差软件包、中国测绘科学研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分应用软件自己开发，但要避免低水平的重复开发现象。
1.3技术标准体系
系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。
1.4管理体系
严格地说，广西基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。
1.5数据库
数据库是系统的核心。广西基础地理信息系统的数据库部分包括：
管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。
技术数据库：所有的技术标准、设计书、技术文档说明等。
1/25万数据库：是全国1/25万数据库的分库，包括地形、地名、数字高程模型、景观影象四个部分。
1/5万数据库。
1/1万数据库及基础数字地面高程模型。
1/5千数据库（重点地区）。
数字正射影像库。
大地测量成果数据库。
地名数据库。
境界数据库：包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等。
其它专题数据库：如综合区情地理信息系统(9202)专题等。
3广西基础地理信息系统的建设方针
广西基础地理信息系统的建设拟本着“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的方针，综合利用地理信息系统（GIS）技术、办公信息系统（OIS）技术、计算机网络技术以及多媒体技术等技术手段，进行系统建设。同时，系统的建设要高起点并切合实际，以保证系统有较长的生命周期及良好的可扩展性。因此，该系统建设强调以下三个原则：
3.1实用性
确立以满足现代测绘管理工作为主要目标的思路。从实际出发，以解决实际应用问题为主，这样容易见效益，也使得系统自身能获得滚动发展和不断完善、扩充、更新的能力。
3.2先进性
当前，国内外地理信息系统技术应用已取得了一定的经验，因此，本系统的建设在技术方案、系统设计、运行管理等方面应具有一定的先进性，系统的开发建设应采用软件工程学所倡导的开发模式及最新的理论、技术和方法，系统的设计应采用可视化技术、数据流与控制流集成化、软件功能部件化等最新分析设计方法，同时，考虑到系统的发展完善，系统的软硬件配置将具有一定时期的先进性；另外对系统的运行管理要有较高的要求，以保证系统具有一定的先进性和较长的生命周期。3.3可扩展性
根据客观情况，广西基础地理信息系统的建设将是一个不断完善、逐步提高的长期发展过程，这样就要求系统具有较强的可扩展性。
事实上，广西基础地理信息系统的建设已经有了一定的基础：广西测绘局全局的数字化测绘生产已基本形成规模，计算机的使用已比较普遍，局属各单位基本上都建立了自己的局域网，各级领导对此已有一定的认识，1996年成立的广西基础地理信息中心已经从整体上考虑这方面的有关问题。只要领导重视，各方面共同努力，此项工作会取得较快的进展。
4须重点考虑的几个问题
广西基础地理信息系统的建设，在技术方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的建设方针，系统建设工作可顺利开展。在实施过程中，须重点考虑如下几个主要问题：
4.1经费投入问题
系统建设需要大量的经费投入。一方面，广西基础地理信息系统属于基础测绘项目，部分经费可从基础测绘经费中投入。另一方面，系统建设工作属科研项目，应投入部分科研经费。部分专题数据库建库经费可从专题经费中解决（如9202工程）。类似如地名数据库、境界数据库这样的专题建设费用可联合其它有关部门共同解决。
4.2管理问题
现代技术发展给测绘管理工作提出的挑战是不可避免的，与其被动地接受，不如主动地迎接。广西基础地理信息系统的建设，必定给测绘局乃至测绘系统的行政管理、生产、质量管理、测绘成果管理等带来重大变化。如测绘成果提供方式由现在的模拟产品方式向数字化产品方式过渡，再如数字摄影测量技术将使现在航测生产方法彻底改变，在相当长的一段时期内，模拟测绘产品与数字化测绘产品并存等等，其中有一系列问题需要研究和探讨。
4.3人才问题
技术的发展和应用离不开高素质的技术人才。测绘行业过去一段时期人才流失比较严重。新技术的发展与应用一方面可锻炼和培养人才，另一方面可吸引人才，给技术人才以用武之地。
4.4数据版权问题
模拟的测绘产品版权问题较好解决。受法律不健全、法制观念淡薄等客观条件的影响，数字化测绘产品的版权问题亟待解决，因为数字化产品一经提供，可以轻而易举地进行复制。要解决这个问题，除了法律外，还需要制定一系列的管理规章制度，如“权威数据审查制度”，当项目设计者提交设计成果时，同时应提交所使用的基础数据的来源证明，以限制数据的非法使用。
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【关键词】用电信息；采集系统；低压集中抄表；典型台区问题
在电力网络中，电能表是重要的计量设备，居民用电的总量随着经济的不断发展越来越多，由此也给电力部门再进行用电量抄录的时候工作量也越来越大，在强大的工作压力下，难免会出现一些纰漏，为了解决这个问题，就产生了电能表自动抄表系统，它是支撑智能电网建设的关键组成部分之一，是降低工作人员工作强度、提高企业管理水平的手段之一。现场的低压集中抄表台区的安装调试是用电信息采集系统非常重要的一个部分，而台区的采集成功率则是考察运行状态的重要参考，在提高采集成功率的时，遇到了一定的瓶颈 ，通过相关的现场调研，找出了几个典型的台区，针对这几种典型台区存在的问题，提出了自己的解决建议。
1 典型台区的相关介绍
一般来说，典型台区有这么几种：载波孤岛、载波串扰、大台区、低压量控卡表达区，下面进行分别介绍。
载波孤岛，主要是指由于供电线路过长或者遭遇了一定的干扰，导致了载波模块不能将相关数据准确的回馈到电能表，一般来说，这种现象在经济比较落后的乡村或者城市落后小区中存在的比较多；载波串扰，一般来说，现在的一些大规模居民小区都采用集中供电的方式，这样便于统一管理，可能会同时使用多个变压器，但是安装的集中器可能都是使用的同一载波模块，同频率载波信号通过变压器以及高压电力线对各个台区产生了串扰，这就会导致抄表的失败；大台区，一般来说，供电部门所管辖区域内每个集中器管理的电能表数量超过600只时，电网的整体覆盖面积过大，供电面积非常大，并且节点分布的非常分散，在进行抄表的时候，在规定时间内大台区一般无法准确的抄录完全部的相关用电信息，台区的成功率达不到相关的要求；低压量控卡表台区，一般来说，主要是指用电信息采集系统主站、网络表、规约集中器、量控卡表这些设备所组成的低压卡表集中抄表台区，相关的控制命令由主站发出，网络表是一个中间装置，通过485线，相关的控制命令通过网络表发给集中器，集中器执行主站的命令，再将执行的结果通过网络表的485线传回给主站。目前，我国非常重视智能电能表的推广，但是由于各方面的客观原因，当前仍然有很多低压卡表台区在运行，并且已经比较落后，整体环境非常复杂。
2 典型台区存在的问题以及处理建议
（1）载波孤岛。存在的问题：以某落后小区为例，该小区建造年代久远，供电线路多处发生了老化的现象，在小区的某号台区安装了400块电能表，供电线路采用了架空和地埋的方式，台变到最近电能表的总长度大约是190m，已经不在载波模块所能通信的范围以内了，因此集中器发生的载波信号无法传输到相关电能表，造成抄表的失败。解决方案：解决这个问题的关键，在于安装中继放大器，它作为一个中间传输装置使用，它能够将集中器的载波信号传输给智能表，其中载波中继放大器不需要对参数进行设置，它的电源是通过电力线路供给的，在安装中继放大器的时候，一定要高度注意相关测试问题，其通信距离不应该超过150m，在测试的时候，要使用载波监控器进行密切监控，分段测试中继放大器和集中器、中继放大器和电能表之间的通信情况，只有两者之间都不存在问题，才代表没有问题，那么这个安装点就是一个比较理想的中继安装点，假如测试后达不到相关的要求，可以考虑放置多个中继放大器，最多可以使用四个。
（2）载波串扰。以某居民小区的新建楼盘为例，该楼盘共有两个配电室，分成了十一个台区，大约4000户左右，1-6台区在一个配电室，7-11台区在另一个配电室，各集中器电压电流都是通过配电室引到地下楼道口，在配电室内，相邻台变的距离非常近，这就会造成串扰，导致抄表的效率过低。解决方案：找到了发生串扰的台区以后，将相关台区的集中器载波模块，从而停止了集中器的载波通信；使用载波监控器对相关台区的集中器电源端载波接受的报文进行监控，然后根据监控的结果确定出发生串扰的台区，同地址的报文越多，那么该台区串扰越严重；在发生载波串扰区域集中器电源安装好阻波器。
（3）大台区。以某小区最近新建的高层小区为例子，该小区目前入住率较低，大部分用户都在进行房屋的装修，该小区的某台区工有900块智能电表，分别分布在地下车库和两个楼座，这三个地方分别有三百块，在进行安装调试的时候，在该台区变压器的低压一侧仅仅安装了一台集中器，但是供电的线路过长，已经超过了载波模块所在的理想范围之内，台区的电能表数量太多了，这就导致了抄表的时间不够用。解决方案：为了能够达到预先的抄表效果，在该台区可以设置一个主集中器和多个子集中器，他们之间的功能各不相同，主集中器不仅负责该采集该台区的考核数据，还负载自己所在区域的电能表采集，子集中器则可以根据现场的实际客观情况进行安装，各自负载所规划范围之内的用户电能表信息采集。一般来说，主集中器会安装在配电室，而子集中器一般会安装在供电线路的负荷中心，其中心节点距离分布在线路上的电能表比较近的时候，整体的通信效果最好，相同载波模块的集中器在同时发送数据的时候，极有可能会造成数据之间的互相干扰，因此各集中器应该分时段运行。
（4）低压量控卡表台区。某落后小区为低压量控表台区，在该台区内，以平房为主，总共有140户，也就是有140块电能表，但是该台区的房子大部分都出租了，一户人家可能会住两户人家或者更多，因此该台区的负荷是非常大的，该台区内电线杆之间的距离较远，因此会造成整体的抄表率比较低，并且每日会产生波动，造成抄表的效果不够稳定，影响准确性。解决方案：可以在该台区安装中继放大器去处理低压量控卡表台区的抄表率过低的问题，在抄表失败的位置安装中继放大器，逐个确定，最多可以是四个，中继放大器在安装好了以后，必须要在集中器中加入它的相关档案信息，首先要将集中器的电能表档案予以清除，然后通过相关软件将中继继电器的地址写入到集中器中。
3 结论
台区是否能够正确的抄表是评价一个台区整体实用性的重要参考之一，针对用户信息采集系统低压集中抄表典型台区所存在的典型问题，对症下药，提出了解决的建议，通过技术手段不断的提高抄表的成功率，推进我国智能电网的建设，同时也希望本文能够给同仁们一些工作上的参考。
参考文献：
[1]李，唐如意，柴奕春.用电信息采集系统低压集中抄表典型台区问题分析及处理[J].河北电力技术.2013（11）.
[2]江骏.电力用户用电信息采集系统及其应用[J].供用电，2012（6）.
[3]林伟第.低压集中抄表系统技术探讨与未来发展方向[J].电子世界，2013（12）.
地理信息系统论文范文4
【论文摘要】目前国内外的地理学科发展都出现了综合化、应用化的趋势。现代高等教育以培养具有创新精神、创新和实践能力及创业精神，适应我国经济社会发展需要的高素质人才为目标。全面素质教育需要通过更新教育观念、优化教育结构、创新教育模式、深化教学改革、促进教育资源共享等全面提升高等教育教学质量的措施来实现。开放式教学实践活动对地理学科的教育、教学内容与方法进行全面改革和整合，构建符合时代要求的学生思想品德、综合知识和能力体系。
跨学科的交叉研究是当代科学研究的重要特征，学科交叉孕育出新的学科生长点并大大促进了科学研究重大发现和重大突破。自然科学领域各个学科的交叉研究已相当普遍，更进一步的社会科学与自然科学的交叉研究是跨学科交叉研究中迈出的一大步，正在兴起[1]。
地理学是古老的学科，但已不再是夕阳学科。由于卫星遥感技术、地球定位技术等现代科学技术的应用及地理信息系统和计算机网络等信息研究平台的建立，使之具有强大的工具性和实用性特征，在高等教育、科学研究、经济建设和社会应用等各个领域都发挥着重要的作用。现代信息技术已经成为地理学科开放式教学实践活动的重要基础。
1 综合知识体系对地理教育的要求
现代科学研究的巨大挑战是科学研究问题的空前复杂化，其对象已经不是简单的孤立系统，而是涵盖更大的范围，因而跨学科研究成为必然趋势。由于空间技术的发展，使人类有能力对地球环境进行整体观测，特别是卫星遥感技术，提供了对地球整体环境进行长期、立体监测的手段;计算机技术的发展为收集、处理、分析有关地球环境的海量信息，开展复杂的数学分析与数值模拟提供了必要的工具。
改革开放以来，素质教育已经成为人才培养方向和目标。在基础教育领域，更加关注中小学生综合素质的提高。如浙江省、武汉市等一些地区已经将物理、化学、生物和自然地理等理科课程综合设置为《科学》课程，将政治、历史、人文地理等文科课程综合设置为《历史与社会》课程。但是，高等教育师范专业的各个学科还是独立发展，仍然缺乏教学内容的整合以及学科和专业之间知识的渗透、融合与开放。
地理学的研究对象是地理环境，是一个包括自然、经济、人文三大环境的复合系统。要了解各个地理圈层间信息传递的产生机理、表达方式，圈层间信息流的形成、传递、整合、集成和存储并且利用信息流调控物质流和能量流。必须应用系统论的观点，把一个地区的人类活动与所处的地理环境看作是一个内在联系的系统，研究人与自然之间相互作用的规律，协调人地关系，实现人类社会的可持续发展。人地关系的研究为各种地理事件的发生、发展的原因与机制探讨、影响评价和对策提出，提供一个基本思路。通过研究、评价人地关系及其紧张程度，进而提出对策协调人与自然的关系[2]。地理学科研究内容不仅构成公民生活必要的知识和能力基础，全面素质教育还可以利用地理学科所提供的素材、工具和研究方法。
2 综合性是地理学科开放的研究优势
地理学科因其涉及自然科学和人文社会科学领域，研究对象要素众多、研究领域广泛和极强的综合性特点，使其具有独特的学科研究优势。新地理学不仅继承了因果原则、综合原则、比较原则和范围原则等传统地理学的研究原则，而且广泛使用了现代遥感技术、地理信息技术和虚拟数字地球系统等新兴应用技术，从而改变了地理学研究方式、方法，提高了工作效率。遥感方法视野广阔、信息更新速度快、精确度高，提供了广阔空间的同质资料，使定量研究有了很好的信息平台并且使地理学的预测方法成为可能。为地理学科开放式教学实践活动创造了条件。
目前，人类活动正以多种方式强烈地影响地表自然环境的发展和演化，人类活动诱发的变化大大超过了自然变率，其范围和影响可与许多大的自然因素和自然过程相提并论。人类活动驱动着多重相互作用，并以复杂的方式通过地球系统产生级联效应。全球变化不能理解为简单的因果关系，人类活动的级联效应之间相互影响，而且局地和区域尺度的变化以多维方式相互作用[2]。危险而复杂的人地关系现状、演化趋势及其综合性的研究特点也要求地理学科必须构建开放式的教学体系。
3 地理学科开放式教学实践活动的实施
3.1 整合课程资源，发挥地理学在整个科学体系中的作用
环境教育课程能够在开放式教学实践活动中发挥重要作用。与人类活动直接或间接相联系的全球持续变暖、干旱化和土地沙漠化等一系列人类面临的严重环境问题使人类不得不思考生存环境的未来变化，不得不警觉未来可能发生的环境灾难，而有序人类活动可以避免环境的持续恶化，实现人地协调发展[1]。否则，可持续发展将仅停留在一个空洞的概念上，难以落实、无法操作，所以有序人类活动是实现可持续发展战略目标的有效手段或措施，并成为环境教育的重要命题。通过地理学科课程的开放和多学科课程资源的交流与共享，实现师范院校各专业课程资源的整合，使学科综合研究的特长和优势得到彰显，也使地理学科在整个科学体系中的作用得到充分发挥。
3.2 加强计算机课程的学习和计算机技术的应用
掌握计算机的基本知识和常用操作方法是对学生工具使用能力的要求，也是现代文明人类应该具备的一种基本素养。计算机课程既要培养学生实际的操作技能，更要培养学生利用计算机解决问题的能力和现代科学意识。
针对地理教育专业使用“地理信息系统”的特殊需要和学生的个体差异，要求学生加强高等数学中的线性代数和计算机数据库等内容的学习，掌握具有地理专业特色的计算机应用技术。开放式的教学实践活动要求该课程建立能够激励学生学习兴趣和推动自主学习能力发展的评价体系。
3.3 互联网成为地理学科开放式实践活动的重要工具
国际互联网被定义为商务、政府和个人计算机在世界范围的电子通讯网络。计算机信息技术对人类社会全方位的渗透以及国际互联网的广泛使用，使知识获取、转化、技术推广、成果交流、教学手段乃至整个教育领域的面貌焕然一新。
3.3.1 互联网信息资源改变了传统学习的模式
互联网是开放性的，具有微观有序、宏观无序的特点。网络形成了庞大的多学科、多文种而又分散、无序的数字化信息。学生先要学会使用互联网信息搜索引擎工具，然后才能快速查阅和检索学习过程中所需要的信息和资料。 转贴于
学生在互联网上不仅可以了解到世界文化的发展，而且能够对不同的文化进行比较。他们利用互联网赋予的“力量”，对于他们应该学习什么以及怎样学习、怎样尊重权威的传统智慧有了个人的认识和见解。不盲从、不迷信。他们在探究自己感兴趣问题时，遇到困惑会到互联网上去寻求答案。他们也向老师请教，但如果老师给出的答案无法令人信服，就会引经据典地指出在互联网上找到的结论或解释，还可能提出自己的看法，并且唤醒内心潜藏的创造激情，引燃创新的思维火花。探究性、互动式的教学过程和不迷信权威、不盲从的开放性学习方法大大提高了学生的质疑和创新能力。
3.3.2 互联网能够增进师生互动和提高
网络信息资源还具有交互性。网络在使用过程中可以在读者之间、读者和信息资源之间实现互动，使计算机网络工具成为实现开放式的地理教学实践活动的有效手段。除了在课堂使用网络资源开展教学之外，课后教师使用电子邮件布置和批改作业;使用电子邮件公告阅读参考书目、课程复习思考题、学习内容要点和问题讨论提纲;使用电子邮件传送、修改毕业论文。师生之间通过在线提问、观点质疑、公布讨论结果。利用网络，学生能够多角度观察不同地理空间的地带性和非地带性差异或者同一个地理空间的要素特征、分布和演化过程。在信息化时代，地理教学和学习模式改革的大潮已经势不可挡。教师不得不面对这样一个现实:学生有条件通过各种媒体获得有关信息来检验课堂上教师的教学内容和“灌输”的结论。网络讨论突破了时空障碍，加强了师生的沟通和交流，增进了教学过程的互动性，实现了师生在思想上互相启迪、借鉴，教学相长、互相促进，也大大提高了教学效果和学习效率。
3.3.3 引导学生正确利用网络学习资源
但是，在网络资源利用上也是有利有弊的。例如在互联网信息材料的搜集、处理和利用上，无节制、不加甄别地使用互联网信息的倾向会使人们渐渐地放纵、懒惰和“白痴化”。因为通过Google，困难问题能够找到容易的答案，但是学生却无法分辨这些答案究竟是来自严谨治学，还是仅仅来自浅薄的观察和粗浅的概念[3]。因此，必须教会学生对互联网上“鱼龙混杂”的信息资源进行必要的分类和甄别，对各种各样的研究结论进行审慎的分析和缜密的思考，引导学生正确利用网络学习资源。利用搜索引擎获取信息只是让我们做事情更有效率，但是决不能取代我们的思考。
3.3.4 推广网络球面坐标工具的应用
Google Earth是一种个人电脑桌面应用程序，能够以Web方式浏览虚拟数字地球系统，从而实现全球地理数据共享与三维仿真。它能够实现城市和旅游区地形和重要建筑物的三维仿真、显示三维影象地图，广泛应用于区域规划、农业区划和旅游区规划等实际工作中。2007年8月，Google Earth还增加了Switch to sky功能，提供在线浏览宇宙深空天体和天体系统的光影图像、太阳系天体的周年运动及它们的天文数据检索功能。对中学地理教师来说，Google Earth是一个功能强大的球面坐标搜索工具和天文观测、天体坐标定位以及天体、天体系统信息检索的工具。可是关于它的应用有很多中学地理老师还不知道。开放式的地理教学可以让学生从了解它到对它产生兴趣，到熟练掌握和运用它的天球坐标功能及地图搜索功能。使用Google Earth使整个地理学习过程变得生动、有趣。
3.4 加强实践课程的教学
开放式的教育需要开放的课堂，需要加强实验和实习教学工作。使学生通过不同层次的观测、观察、操作和实验活动，掌握基本的方法和操作技能，加深对地理科学基本概念的理解，达到具有初步进行综合实验的能力水平。把遥感技术、地理信息系统技术和计算机应用技术应用到实验中去，通过实验手段的改进和教学内容的深化，形成多学科融合，互相借鉴、综合发展、不断创新的实验教学体系。同时，全面激发学生学习的主动性和自觉性，使学生能真正学有所获、学以致用。
4 结语
地理学科开放式教学实践活动可以借助于地理学科文理兼容的综合研究优势，以环境和可持续发展教育内容作为开放性课堂教学和研究的主题，以信息化的科研环境作为重要的研究条件，通过对多个学科和专业一些相关课程资源的利用和整合，发挥地理学科资源在整个高等教育教学体系中的作用。
参考文献
[1] 叶笃正，符淙斌等.有序人类活动与生存环境[J].北京，地球科学进展2001.16(4)P453-459.
地理信息系统论文范文5
1 景观地理学的源流
本世纪初景观地理学在德国的兴起，标志着用发生学的观点和综合分析的方法划分地表类型并研究其发展演变的近代地理学的诞生。景观一词源于德语Landschaft，具有地表可见景象的综合和某个限定性区域的双重含义。施吕特尔(O.Schluter1872-1952)是德国景观学派的创始人，他是从自然与人文现象的综合外貌角度来理解景观，倡导景观研究作为地理学的中心问题，探索由原始景观变成人类文化景观的过程。帕萨格(S.Passarge)创造了景观地理学一词，于1913年建立了一套地理学性质的景观学体系，强调对分类要素的描述和解释。他在小区域的详细考察方面及在全球范围内对景观学的发展作出了贡献。其代表作有：《景观学基础》和《比较景观学》，他还提出了城市景观、空间景观等概念，力求完善景观形态与分类的解释。由于中欧地区有限的生态地理空间和较长的开发历史，使得景观外貌呈现出高度的人文化，同时由于德国地理学研究有着很深的地质地貌学渊源，因而德国的景观地理学以重视人文景观及具有强烈的地理、地貌学色彩为其特色，制图分析是其主要研究方法。1939年特罗尔(G.Troll)在利用航空像片判读进行东非土地利用研究时，提出了"将地理学的区域空间分析与生态学的结构功能研究相结合"的景观生态学新方向，这一思想对欧 美各国的景观学研究产生了重大影响。
美国的景观地理学深受德国的影响，索尔(C.O.Sauer)也是从地貌入手转入文化地理研究，他于20年代中期发表的著作"景观形态学"，把景观看作地表的基本单元，认为景观是由 自然与文化要素两部分叠加而成。以他为代表的伯克利(Berkeley)学派研究了大量景观变迁的实例，揭示了人在改变地球面貌中的作用，促进了景观学派的发展。
按照A.F.伊萨钦科的观点(1959)，景观学说与自然地理分异理论和综合自然区划一起构成了俄国与苏联景观地理学的三大理论成就。与德国和美国的地理学家不一样，原苏 联的地理学家多偏重于自然景观的研究，认为自然景观即自然综合体是自然地理学的主要研 究对象，景观的类型方向和区域方向并存。这当然是与原苏联的国土辽阔、开发程度较低有关。贝尔格(L.S.Berg)发表了"苏联景观地带"提出了关于自然区以下尺度土地单元的等级与类 型划分的景观学说，主要依据植物群落和地形单元的组合。1942年苏卡切夫(V.N.Sukachev)提出了与生态系统相近似的生物地理群落概念，并将其作为景观的最小单元，重点研究群落各组成成分之间的物质循环与能量交换。60年代，苏联开始了景观结构与功能的定位实验研究，着重于水热平衡、生物地球化学过程的监测和实验，波雷诺夫(B.B.Poleinov)建立了景观地球化学的研究方向，卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景观学定义和景观分类、类型和结构等概念。A.A.克劳克利斯的"实验景观学"和B.Б.索恰瓦的"地理学系统学说导论"作为其理论总结，反映了苏联地理景观研究的实验思想、系统思想和生态学方向的新趋势。
德国和苏联在景观地理学方面的理论成就，特别是关于自然区划和土地单元的等级、类型划分的理论与方法，在第二次世界大战以后激发了欧美各国广泛的应用研究，包括景观及其以下尺度的土地资源分类、评价和区划规划、景观制图、景观设计和综合管理。其中荷兰、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亚和英国等国的工作形成了很有特色的理论和方法体系，特别是引进生态学的思想和方法，广泛应用遥感和地理信息系统手段为景观学的新发展注入了强大的活力。概言之，1950年以前的景观学主要是地理学性质，植被、土地利用与环境的关系只是作为自然综合体中不同要素的相互关系。其后的景观学经过三十多年的应用与发展，生态系统概念的影响日渐深入，生物(包括人类)与环境的关系问题成为景观结构的中心，研究从分析走向预测。80年代以来，景观学再次成为地理科学中的瞩目问题，在景观的形态与发生、景观的稳定与演化、景观的分析与综合、景观与环境、景观的价值与应用等方面都有长足的发展，并产生了若干新的分支，如景观生态学、景观地球化学、人文景观学等。
2 景观地理学的推陈出新
景观学本来是从综合自然地理学中脱胎而来，在苏联经多方面发展，景观地理学形成了第一个高峰，但是后来一些学者的经院式研究使其逐步进入了死胡同。80年代以后北美景观生态学的兴起，为景观学带来了新的理论突破，加之在广泛应用中的技术发展，形成了景观学的第二个高峰。目前新一代的景观科学可以景观生态学为代表，在理论层面上包括原有的景观地理学和景观地球化学等，在应用层面上包括景观建筑规划学，景观生态建设(建设地理学与建设生态学)等和众多的交叉分支学科。除了研究范围的扩大与原有研究内容的深化，景观科学的推陈出新还突出表现在以下几个方面：
1)新一代景观科学突破了原先只是从类型和区域角度对自然综合体进行研究，发展到从过程与类型(或区域)两方面对自然-人文综合体进行有强烈应用色彩的研究。除空间结构与地域分异以外，地理过程与生态过程也成为研究的重心。
2)从单纯的地理过程研究发展到人地相互作用过程的研究。人地关系中地域关系的优化是区域可持续发展研究的基础，而以可持续空间格局的研究为热点。在景观和区域尺度上对人地关系的调整和构建可称之为景观生态建设，这应成为建设地理学的研究重点。
3)学科的交叉融合极大地丰富和发展了景观科学，并形成了若干新的学科框架体系。如理论地理学与宏观生态学的交叉形成了景观生态学；而在应用层面上，可以说建设地理学与生态工程学的交叉形成了景观生态建设这一新的研究范畴。国际景观生态学会的新会章中对于景观生态学作出了如下的新定义(IALE mission statement， 1998)："景观生态学是对于不同尺度上景观空间变化的研究，它包括景观异质性的生物、地理和社会的原因与系列，无疑它是一门连接自然科学和相关人类科学的交叉学科。"可见景观研究还涉及自然与人文科学的交叉，如景观生态美学、生态经济学与环境伦理学等。
关于景观生态建设可定义为一定区域、跨生态系统、适于特定景观类型的生态建设措施，以景观单元的空间结构调整或重新构建为基本手段，改善受胁迫或受损失的生态系统的功能，提高景观系统的总体(生物)生产力。其主要内容包括：景观空间结构的调整，优化组合原有景观组分或引入新的成分；控制人类活动的方式与程度，补偿与恢复景观的生态功能；按生态学规律进行可更新自然资源的开发与生产活动；建设与自然系统和谐协调、适于人类生存的可持续景观模式等 转贴于 3 景观生态学的理论贡献
景观生态学在当代景观科学中的"一枝独秀"，是因为其认识论和方法论上的进步，为一种正在形成中的"尺度-等级系统"新模式作出了重要的理论贡献。从科研认识论的角度对于景观生态学的核心概念和一般原理可作如下归纳：
3.1 景观系统的整体性和景观要素的异质性
景观是由景观要素(elements)有机联系组成的复杂系统，含有等级结构，具有独立的功能特性和明显的视觉特征，是具有明确边界、可辨识的地理实体。一个健康的景观系统具有功能上的整体性和连续性，只有从系统的整体性出发来研究景观的结构、功能和变化才能得出正确的科学结论。景观系统同其它非线性系统一样，是一个开放的、远离平衡态系统，具有自组织性、自相似性、随机性和有序性等特征。异质性本是系统或系统属性的变异程度，而对空间异质性的研究成为景观生态学别具特色的显著特征，它包括空间组成、空间构型和空间相关等内容。异质性同抗干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有密切关系，景观异质性程度高有利于物种共生而不利于稀有内部种的生存。景观格局是景观异质性的具体表现，可运用负熵和信息论方法进行测度。景观异质性也可理解为景观要素分布的不确定性，其出现频率通常可用正态分布曲线描述。
3.2 景观研究的尺度性
尺度是研究客体或过程的空间维和时间维，可用分辨率与范围来描述，它标志着对所研究对象细节了解的水平。在景观学研究中，空间尺度是指所研究景观单元的面积大小或最小信息单元的空间分辨率水平，而时间尺度是其动态变化的时间间隔。景观生态学的研究基本上对应于中尺度范围，即从几平方公里到几百平方公里、从几年到几百年。
格局与过程的时空尺度化是景观生态学的研究热点，尺度分析和尺度效应受到格外重视和发展。尺度分析一般是将小尺度上的斑块格局经过重新组合而在较大尺度上形成空间格局的过程，与之相伴的是斑块形状趋向规则化以及景观类型的减少。尺度效应表现为：最小斑块面积和随尺度增大而增大，其类型则有所转换，景观多样性减小。通过建立景观模型和应用GIS技术，可以根据研究目的选择最佳尺度，并对不同尺度的研究成果进行转换。由于景观尺度上进行控制性实验代价高昂，因此尺度的转换技术愈显重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度约束体系的限制，至今仍是一难点。
时空尺度的对应性、协调性和规律性是一重要特征，通常研究地区越大、相关的时间尺度越长，生态平衡即自然界在动荡中表现出的与尺度有关的协调性。生态系统在小尺度上常表现出非平衡特征，而大尺度上仍可体现出与平衡模型相似的结果，景观系统常常可以克服其中局部生物反馈的不稳定性。
尺度性与持续性有着重要联系，细尺度生态过程可能会导致个别生态系统出现激烈波动，而粗尺度的自然调节过程可提供较大的稳定性。在较高尺度上，作为非线性耗散系统演化中一种普遍现象的混沌可提高景观生态系统的持续性而避免碎裂种群(Metapopulation)灭绝。大尺度空间过程包括土地利用和土地覆盖变化、生境破碎化、引入种的散布、区域性气候波动和流域水文变化等。在更大尺度的区域中，景观是互不重复、对比性强、粗粒格局的基本结构单元。景观和区域都在"人类尺度"上即在人类可辨识的尺度上来分析景观结构，把生态功能置于人类可感受的范围内进行表述，这尤其有利于了解景观建设和管理对生态过程的影响。在时间尺度上，人类世代即几十年的尺度是景观生态学关注的焦点。
3.3 景观结构的镶嵌性(Mosaic)
景观空间异质性通常表现为梯度与镶嵌，后者的特征是对象被聚集形成清楚的边界，连续空间发生中断和突变。土地镶嵌性是景观的基本特征之一，forman提出的斑块-廊道-基质模型即是对此的一种理论表述。 景观斑块是地理、气候和生物、人文因子影响所成的空间集合体，具有特定的结构形态，表现为物质、能量或信息的输入与输出单位。斑块的大小、形状不同，有规则、不规则之分；廊道曲直、宽度不同，连接度也有高有低；而基质更显多样，从连续到孔隙状，从聚集态到分散态，构成了镶嵌变化、丰富多采的景观格局。空间格局是景观功能流的主要决定因素，而这些景观形态结构又是昨天的流所产生。结构和功能，格局与过程之间的联系和反馈是景观生态学的基本命题。
景观镶嵌的测定包括多样性、边缘、中心斑块和斑块总体格局测定等方面，包括多样度、优势度、相对均匀度、边缘数、分维数、斑块隔离度、易达性、斑块分散度、蔓延度等指标。此外，网络理论、中心位置理论、渗流理论(随机空间模型)等也被用于景观空间结构的研究。
3.4 生态流的空间聚集与扩散
生物物种与营养物质和其它物质、能量在景观组分间的流动被称为生态流(eco-flow)，它们是景观中生态过程的具体体现。受景观格局的影响，这些流分别表现为聚集与扩散，以水平流为主，它需要通过克服空间阻力来实现对景观的覆盖与控制。物质运动过程同时总是伴随着一系列能量转化过程，斑块间的物质流可视为在不同能级上的有序运动，斑块的能级特征由其空间位置、物质的组成、生物因素以及其它环境因素所决定。
景观空间要素间物种的扩散与聚集，矿质养分的再分配速率通常与干扰强度成正比，穿越边缘的能量与生物流随异质性的增大而增强。无任何干扰时，景观水平结构趋势于均质化，而垂直结构的分异更加明显。
生态流的传输机制有风、水、飞行动物、地面动物和人，其驱动力可分为扩散、传输和运动，后二者是景观尺度上的主要作用力。扩散形成最少的聚集格局，传输居中，而运动可在景观中形成最明显的聚集格局。
景观的边缘效应对生态流有重要影响，它可起到半透膜的作用，对通过的生态流进行过滤。此外，在相邻景观要素处于不同发育期时，可随时间转换而分别起到源和汇的作用。
3.5 景观演化的不可逆性与人类主导性
景观变化的动力机制有自然干扰与人类活动影响两个方面。由于当今世界上人类活动影响的普遍性与深刻性，对于作为人类生存环境的各类景观而言，人类活动对于景观演化无疑起着主导作用，通过对变化方向和速率的调控可实现景观的定向演变和可持续发展。
景观稳定性取决于景观空间结构对于外部干扰的阻抗及恢复能力，其中景观系统所能承受人类活动作用的阈值可称为景观生态系统承载力。其限制变化为环境对人类活动的反作用，如景观空间结构的拥挤程度、景观中主要生态系统的稳定性、可更新自然资源的利用强度、环境质量以及人类身心健康的适应与感受性等。
景观系统的演化方式有正、负反馈两种。负反馈有利于系统的自适应和自组织，保持系统的稳定，是自然景观演化的主要方式；而不稳定则与正反馈相联系。从自然景观向人工景观的转化多为正反馈，如围湖造田、毁林开荒和城市扩张等。耗散结构理论揭示，非平衡不可逆性是组织之源、有序之源，通过涨落达到有序。景观系统的演化亦符合这一规律，人类活动打破了自然景观中原有的生态平衡，放大了干扰，改变了景观演化的方向并创造出新的生态平衡，重新实现景观的有序化。
3.6 景观价值的多重性
景观作为一个由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体，兼具经济、生态和美学价值，这种多重性价值判断是景观规划和管理的基础。景观的经济价值主要体现在生物生产力和土地资源开发等方面，其生态价值主要体现为生物多样性与环境功能等方面，这些均已研究清楚。而景观美学价值却是一个范围广泛、内涵丰富，比较难以确定的命题。随着时代的发展，人们的审美观也在变化，人工景观的创造是工业社会强大生产力的体现，城市化与工业化相伴生；然而久居高楼如林、车声嘈杂、空气污染的城市之后，人们又企盼着亲近自然和返回自然，返朴归真成为时尚。
关于景观美学值量的量度可从人类行为过程模式和信息处理理论等方面进行分析，不同民族和文化传统对此有深刻影响。如中国的园林景观和欧洲相比特色较鲜明，它注重野趣生机、自然韵味，情景交融、意境含蓄，以小见大、时空变换，增加景观容量与环境氛围。
价值优化是管理和发展的基础，景观规划和设计应以创建宜人景观为中心。景观的宜人性可理解为比较适于人类生存、体现生态文明的人居环境，包括景观通达性、建筑经济性、生态稳定性、环境清洁度、空间拥挤度、景观优美度等内容，当前许多地方对于居民小区绿、静、美、安的要求即是这方面的通俗表达。景观特别重视景观要素的空间关系，如形状和大小、密度和容量、连接和隔断、区位和层序……，如同它们所含有的物质和自然资源质量一样重要。如城市景观规划应注意合理安排城市空间格局，相对集中开敞空间(open space)，建筑空间要疏密相间；在人工环境中努力显现自然；增加景观的视觉多样性；保护 环境敏感区和推进绿色空间体系建设。
4 景观规划建筑学的实际应用与发展
景观规划建筑学(Landscape Architecture)是适应现代社会发展需要而产生的一门工程应用性学科，它是景观科学与建筑学的交叉，城市规划、风景园林设计与景观生态学的交叉。这门学科在美国已有百余年的历史，F.L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念，并首先在纽约中央公园的设计和建造中提出了一系列建设城市公园绿地系统的思想，?quot;创造性地利用景观，使城市环境变得自然而适于居住"，使自然与城市生活相融合，将生态思想与景观设计相结合，美国许多大学开设"景观规划建筑"课程远早于景观生态学，但是80年代以后北美景观生态学的兴盛无疑为景观建筑与景观规划注入了新的活力。这一阶段有3本有影响的书，即I.Mcharg 1969年出版的"设计结合自然"(Design With Nature)，C.A.Smyser1982年出版的《自然的设计》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市 形态与自然过程》(City from and Nature Process)，他们在应用中丰富和发展了景观生态学的思想，并将景观规划建筑学纳入到现代景观科学的范畴。
关于"景观建筑"(Landscape Architecture)通常定义为集中活动区建筑物与周围环境的整体 配置与构建，可分为小区(Site)、城市(Urban)和区域(Region)等不同尺度的景观设计和规划，包括土地发展规划、生态规划、景观设计和人文因素等不同侧重点。近来关于人居环境的研究渐成热点，其内容包括自然环境、人口(居民)、社会结构、建筑与城市以及交通、通讯网络等。景观规划建筑学在人居环境研究中起到了十分重要的作用。城市属于一种人工创造的、以建筑物为基质的特殊人类文明景观，具有高密度(空间拥挤)、高流量(能流、物流、信息流大)的特点，景观建筑规划追求的目标是把自然引入城市和使建筑体现文化。这门应用学科的发展具有鲜明的时代特征，符合人类走向绿色文明的浪潮，同时也推动了景观科学的革新和发展。
5 我国景观生态学研究的重要成果
