前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇測繪工程與地理信息科學范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
在對學生成績總體評價方面,單位或企業都很看重學生的在校成績,希望學生成績在良好以上的單位占92.0%。在學生獲得各類證書方面,希望學生外語成績通過四六級考試的比例為72.0%,但有些單位不要求學生通過等級考試,這樣的單位有軟件公司和從事純測繪的單位。希望學生掌握計算機程序設計語言能力的單位占96.0%,但在計算機等級考試方面,希望學生過二、三級考試的單位占64.0%,也有28.0%的單位不需要學生過計算機等級考試,這樣的單位往往是行業管理單位或規模較小的單位。考慮學生是否具有“全國GIS應用水平考試證書”的單位不多,選擇可有可無的單位占80.0%,選擇需要的只占12.0%,“全國地理信息系統應用水平考試證書”考試是由地理信息系統軟件及其應用教育部工程研究中心組織的。目前除高校外,對大多數企業來講不是很了解,有待進一步加強宣傳力度,當其納入到政府行為的全國職業資格考試范疇時才會引起學生和用人單位的重視。在行業內地理信息系統軟件使用方面,有84.0%的單位要求學生熟練掌握地理信息系統軟件使用,說明單位看重學生的對行業內地理信息系統軟件的實際動手能力。在地理信息工程應用方面,希望學生在校期間參加過工程應用項目經歷的比例達84.0%,且92.0%的單位希望學生掌握了數據整理與建庫技術。在地理信息系統軟件開發方面,要求學生基本掌握或熟練掌握地理信息系統二次開發技術的比例達96.0%,要求熟練掌握的主要是地理信息系統軟件公司和信息中心等單位達48.0%。由于調查的是測繪地理信息行業,有68.0%的單位希望學生具有從事外業測繪工作的經歷和能力,不要求學生具備外業測繪能力的單位多數是軟件公司和信息中心。除外業測繪能力外,有96.0%的單位強調學生具有攝影測量與遙感方面的知識,因為企業都知道攝影測量與遙感技術是未來空間信息獲取的主要手段,此項知識的掌握有助于單位未來業務拓展。自學能力是一個人從事終生學習的基本要求,幾乎所有的單位都希望學生具有自學能力,有72.0%特別強調很需要,說明一個單位的發展離不開員工的知識更新。希望學生具有科學研究潛力的單位占80.0%,只有20%的單位不強調這一要求,其中私有企業幾乎都要求學生具有科學研究的潛力,表明企業要發展,必須要求員工具有科學研究潛力來保證。多數企業注重學生在校期間參加各類競賽活動并獲獎,有60.0%單位表示會優先考慮錄用獲得過各類競賽獎的學生,只有16.0%單位不會考慮。至于學生在校期間是否獲得獎學金,有60.0%的單位明確表示不考慮,表明單位注重學生實際能力的因素大于課堂考試成績因素。在團隊協作精神方面,有96.0%的單位強調學生這一素質,因此大學期間如何培養學生的團隊精神是今后學校應該關注的問題。就學生的交際能力方面,84.0%的單位表示學生應該具備較強的交際能力。在學生業余愛好方面,強調學生具有體育、藝術愛好的單位比例分別是48.0%和36.0%,也有20.0%的單位不對學生業余愛好提出要求。在學生生源的地域方面,有76.0%的單位不考慮學生的地域要求,希望學生來自農村或周邊省份的單位所占比例均為16.0%單位,這樣的單位是基礎測繪單位,希望學生能吃苦、穩定。在性別方面,有72.0%的單位不考慮學生的性別,有28.0%的單位希望是男生。這是由于GIS專業性質所決定,GIS專業人員大多在室內工作,男女生沒有什么太大的區別。而希望招收男生的主要是從事測繪與地理信息生產任務的單位。
2地理信息科學專業本科學生能力結構體系
2.1學生能力結構體系
人的能力是在人的生理素質的基礎上,經過教育和培養,并在實踐過程中吸取前人的智慧和經驗而形成和發展起來的。能力=知識+科學方式+技能[6,7]。地理信息科學是一門集計算機科學、地理學、測繪科學、環境科學、空間科學以及管理科學等學科為一體的交叉學科,這就要求GIS專業的學生不僅要有扎實的理論基礎,還應該具有較強的動手能力和軟件開發能力,同時自主學習能力是學生適應未來學科發展和拓展應用領域的基礎[8]。具體來講,對一個GIS本科生的基本要求是:起碼要熟練掌握一門計算機語言,能夠開發簡單的GIS應用模塊,能夠掌握二種以上的常見地理信息系統軟件,并至少具有一種二次開發的能力,盡最大可能讓學生參與相關的科學研究與實用地理信息工程項目的開發[9]。由此可見,GIS專業學生能力除一般大學生所具備的能力和素質之外,更要突顯以下七個方面的能力:專業基礎理論與前沿技術、地理信息系統軟件使用與數據采集處理能力、空間數據建模與分析能力、地理信息工程建設能力、地理信息系統二次開發設計能力、自主學習能力以及GIS科研與創新能力等。基于上述分析,我們可以構建地理信息科學專業學生能力結構體系,通過專家打分后采用改進的層次分析法進行綜合評價得到各結構項的權重[10-12],如表2所示。在該能力結構體系中,強調學生的基礎理論、兼顧學生的基本技能,同時也突出了地理信息系統工程應用的特點和創新能力。權重的高低并不代表知識重要程度,因為表中的7個方面的知識和能力是地理信息科學專業所必須具備的,它是指各知識結構在整個知識結構中的比例,可以成為地理信息科學專業課程體系設置的基礎。
2.2能力結構體系應用
東華理工大學地理信息科學專業從1999年開設,專業教師一直在探索該專業學生能力體系結構,并根據能力結構體系制訂和修訂教學計劃。東華理工大學地理信息科學專業是依托測繪學科開設的,所以東華理工大學的特色在于突出空間信息的獲取與表達、地理信息工程開發與建設兩個方面。對此,東華理工大學加強了測繪類和計算機類課程的理論與實踐性教學的比重,體現理論與實踐性課程“四年不斷線”的教學計劃設計思路。例如,測繪類課程開設了地圖學、測量學、測量平差基礎、攝影測量學、GPS測量原理、遙感原理等課程;計算機類課程開設了計算機基礎、C語言、高級程序設計、數據結構、數據庫原理與地圖數據庫、計算機地圖制圖、GIS二次開發等課程;實踐性課程有數字化測圖軟件(測量學)、GIS軟件及應用、遙感軟件及應用,GIS設計與開發、專業綜合實習、生產(畢業)實習。這樣保證了學生從大一到大四每年都能在測繪類、計算機類、實踐類三方面都有相應的理論課程或實踐性教學環節,對鞏固學生的理論知識與實踐能力、對學生能力培養起到了很好的推動作用。此外,東華理工大學還注重為學生提供科技創新與動手能力的機會,例如實行本科生導師制、鼓勵學生參加老師生產型或研究型課題、引導學生參加各類科技創新與競賽活動等。實踐表明,通過教學計劃的調準,學生能力有穩步提高的趨勢。例如,東華理工大學2013屆地理信息科學專業有一個本科生就成功地在網絡環境下研發了一個“基于GIS的高校餐飲物流配送管理信息系統”,并應聘到上海誠信所從事軟件開發工作,這與平時東華理工大學加強學生知識結構與能力培養是分不開的。
關鍵詞:大數據技術;測繪地理信息;應用對策
大數據技術的廣泛應用,在很多領域具有非常重要的影響。當前,信息獲取的手段越來越豐富,信息量也越來越大,對整個社會的發展具有一定的推動作用。但對信息科學合理的應用和有效儲存、管理也是目前各行業需要著重思考的問題。大數據技術在具體應用中,為諸多領域提供了可靠的發展空間,測繪地理信息不僅有利于經濟建設,而且有利于推動社會發展,因此,要保證測繪地理信息的準確性、可靠性,就要認識到大數據技術應用的必要性。
1測繪地理信息發展現狀及現存問題
1.1測繪地理信息發展現狀
近年來,經濟發展水平不斷提升,各種先進技術在各領域中的應用相對比較廣。3S技術的應用,實現了對傳統測繪技術的改進和優化,推動了測繪地理行業的信息化建設和發展。與此同時,測繪的生產主體模式也逐漸發生了根本性的變化,大量外業測量工作在具體開展中被業內的地理信息處理逐漸取代。可見,測繪地理信息服務范圍在不斷擴大。
1.2測繪地理信息存在的問題
測繪地理行業中,傳統技術應用效率、測繪結果無法滿足實際要求。針對目前存在的各種問題,提出針對性的解決對策,以此來保證測繪地理信息的準確性、有效性。1)測繪地理信息通常會被采集到各種不同類型的傳感器中,以此來實現快速合理的獲取和應用。通過靜態空間的數據方式,逐漸轉變成動態化的時空信息,特別是在當前物聯網時代背景下,無論是數據獲取還是在生產方式等方面,都已經呈現出明顯的變化趨勢。直接造成數據量越來越大,雖然計算機硬件以及對應的儲存設備在實際應用中也在不斷提升,但還是無法滿足數據管理以及儲存各方面的需求。2)不同類型的先進技術手段在很多領域中被挖掘和利用,包括高分衛星遙感技術、激光雷達等各種不同類型的技術手段。由于目前測繪地理信息對信息數據質量的要求在不斷提升,數據種類也在逐漸朝著多樣化的趨勢發展,大量的人工作業模式也逐漸朝著自動化的趨勢發展。此時,計算機在各項業務的具體處理方面經常會出現嚴重不協調的問題。在現代化社會發展背景下,對各種不同類型的信息產品提出的需求非常大。測繪地理信息的服務范圍也在不斷擴大,導致邊緣模糊狀態比較嚴重,甚至還會引起跨界[1]問題。這種形勢下如果一直沿用傳統的測繪技術、測繪成果,很難滿足現代化社會發展的個性化需求。測繪地理信息數據的產生、收集以及應用,要能夠體現全局性的特征,所以對數據實時有效的分析和處理能力提出了更高的要求。
2測繪地理信息中對大數據技術的合理應用
信息社會對大數據技術提出的要求越來越高,對各種不同類型的海量數據展開科學合理的儲存、管理以及計算,都是比較常見的處理手段。在實踐中,針對各種不同類型的數據信息展開處理時,通常情況下需要利用TB級或者更大量級的數據進行妥善處理,這些都是傳統數據處理技術根本無法完成的任務。大數據技術在實際應用中,會涉及分布式計算等,打破了測繪地理信息的發展瓶頸。
2.1地理信息數據的儲存和管理
大數據時代背景下,大數據技術實踐中應用地理信息數據涉及到的內容有很多,不僅涉及到各種不同類型的圖形、數據庫等具有結構化特征的數據內容,而且還涉及文檔內容、表格等具有非結構化特征的數據信息。針對結構化特征的數據進行處理時,要構建數據處理平臺,對數據進行分類管理,以此來達到良好的處理效果。在這一基礎上,可以通過Hadoop分布式的處理平臺作為基礎,對HDFS進行科學合理的應用,有利于實現數據集群的合理構建。數據管理集群的節點數量通常情況下可以直接與現有的數據量規模、近期的需求情況等進行科學合理的配置,以此為基礎,有利于實現所有節點協同工作的集中化處理,以此來保證各項數據信息的儲存、計算等各項工作真[2]正落到實處。與此同時,可以通過對Hbase數據工廠的科學合理應用,實現對大量半結構化、各種非結構化數據的針對性的分析和處理。針對已經生成結構化的數據,可以直接儲存到對應的Hadoop數據庫中,以此來保證數據信息的合理性、可靠性以及安全性。除此之外,要對Hive的數據倉庫展開科學合理的布設和應用,該數據倉庫的設置目[3]的就是為了實現對結構化數據合理的管理和控制。由此可以看出,Hive、Hbase在實踐中的聯合式應用,有利于實現結構化、非結構化這兩種不同類型地理信息數據的集群式管理,同時還可以保證儲存的可靠性。最后,通過對MapReduce的應用,實現分布式的計算和分析,通過Hadoop集群當中的并行計算方式,實現對現有大量數據針對性的處理。在此基礎上,有利于形成一個基礎的框架模式,以此來保證地理信息檔案對應的大數據處理平臺能夠得到合理構建和落實。
2.2測繪地理信息時空數據的運算和處理
計算機技術在實際應用中整體處理能力普遍有所提升,間接為測繪地理信息的效率、質量提升提供了保證。大數據分布處理技術在具體應用中最為明顯的優勢是可以實現對大規模數據的批量化處理,處理速度相對比較快。無論是圖結構數據的圖計算,還是全局數據的查詢和計算分析等,不同類型結構地理信息數據的應用,有利于工作效率[4]和質量提升。某專家在實踐中,通過對多源、多時相等各種不同類型的數據展開合理的處理,并進行數據入庫等各種不同類型的試驗操作。發現在實踐中數據源為資源3號的2衛星影像,其自身的對應面積為270000km,通過應用PixelGrid-SAT軟件可以實現DEM、DOM等成果的制作和分析,還可以實現對DSM的提取、糾正等各種操作,以此來保證信息獲取、處理過程的時效性,高質量地完成測繪地理信息的處理。
3結語
大數據時代背景下大數據技術的引進和應用,對測繪地理信息工作的展開具有非常重要的影響。大數據技術的應用,不僅有利于實現對測繪地理信息各種海量數據儲存、處理以及分析和管理等問題的妥善處理,而且有利于保證各種不同類型數據信息處理效率和質量的提升。在保證自身分析能力、服務水平提升的同時,推動地理信息行業穩定、高質量發展,滿足時代提出的個性化需求。081HuabeiNaturalResources華北自然資源論文
參考文獻:
[1]鄔明權,王標才,牛錚,黃文江.工程項目地球大數據監測與分析理論框架及研究進展[J].地球信息科學學報,2020,22(07):1408-1423.
[2]黃軍政.大數據及其對測繪地理信息工作的啟示[J].工程建設與設計,2020(12):245-246.
[3]羅國輝,黃斌.研究大數據時代測繪地理信息服務面臨的機遇與挑戰[J].居舍,2019(01):175.
近年來,城市建設的各個領域都有對GIS技術的需求,在城市管理、城市規劃、市政工程、交通設施、公共服務、動態監測等城市建設方面都廣泛地應用了GIS技術,效果顯著,GIS在城市建設中為政府提供了強有力的管理規劃和決策工具。主要以面向建設行業和城鎮化建設為鮮明特色的城建類高校應以培養應用型、高素質人才為根本,對學生要求實踐能力強,實踐是衡量是否培養出適應社會發展的人才的重要標準,提高實踐教學水平是城建類院校的當務之急。天津城建大學立足天津、面向全國,服務我國城鎮化和城市現代化建設,構建了城市規劃與建筑、城市建設、城市生態與環境、城市經濟與管理、數字城市、城市文化等6個學科群。天津城建大學從2008年開始招收地理信息科學專業本科生,每年招收兩個班,到2013年7月,已培養了兩屆畢業生,共108名,其中有18名同學考取了研究生。目前天津城建大學已經初步形成較完善的教學體系,培養滿足社會需求的地理信息科學人才,但是在很多方面還有待深層次的改革與完善,另外還要積極拓展就業渠道。目前,天津城建大學地理信息科學專業建設中存在一些問題:人才培養目標定位不準,人才培養目標與企業需求脫節;課程體系過于龐雜,主次關系不明確,難以使學生掌握系統性的專業知識;地理信息科學專業實驗室的建設遠遠滯后,實踐教學環節的開展往往跟不上理論教學,造成理論與實踐相對脫節。同時專業實驗課程內容簡單孤立、系統性差、連貫性缺乏,多以驗證性實驗為主,學生的綜合能力沒有得到全面培養。為了緊跟時代步伐和適應形勢發展的需求,地理信息科學專業的人才培養目標定位應適應社會對地理信息科學人才新的需求。根據天津城建大學性質和專業特點,確定符合本校實際的地理信息科學人才培養目標。通過本課題的研究,促進天津城建大學地理信息科學專業的教學改革和發展;進一步更新教育觀念,修訂培養目標,改革教學內容、課程體系和教學方法,尤其重視應用能力的培養,以適應科學發展觀的指導要求,培養能與社會多元化人才需要結構相適應的畢業生,真正實現為地方經濟社會發展服務的目的。
二、研究方法
1)文獻研究法:文獻研究法作為一種單獨的研究方法,通過對文獻的分析,獲得對事物及現象的正確認識。目前,對人才的培養目標定位已有了研究成果,課題組檢索相關的國內外文獻資料,合理利用已有的著作、論文,通過對資料的系統分析、梳理和歸納,并進行文獻綜述,分析和研究應用型人才的培養目標定位,總結并借鑒國內外先進的人才培養經驗。
2)調查研究法:對天津城建大學地理信息科學專業畢業生的情況進行調查問卷,掌握第一手資料;到相關院校實地走訪,結合他人的經驗,進行深入的分析。通過調研,收集有關地理信息科學人才培養現狀的信息和數據,進行相應的數據統計和處理,對人才培養質量以及實踐過程中存在的問題和困難進行分析。
三、城建類高校地理信息科學專業人才培養目標定位
3.1確定地理信息科學人才培養方向與要求
通過到其它高校和就業單位調研,全面了解目前社會對高校地理信息科學專業教學中學生培養目標以及對學生實踐能力的需求,同時全面掌握全國高校地理信息科學專業教學中的改革方向及研究成果。制定出天津城建大學地理信息科學人才的培養方向:培養具備地理信息系統、遙感技術、衛星定位技術、數字測圖、計算機應用技術的基礎理論、基本知識、基本技能及其在專業領域內的具體應用本領能夠在城建、地理國情監測、測繪、資源環境、交通、土地管理等領域從事與地理信息科學相關的應用研究、技術開發、生產管理等工作的應用型人才。本專業學生主要學習并掌握地理信息系統、遙感技術、衛星定位技術、地理學、計算機應用技術方面的基本理論和基本知識,受到應用基礎研究思維和科學實驗訓練,具有較好的科學素養,具有地理信息系統研究、設計的基本技能及初步的教學、研究、開發和管理能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:掌握地理信息科學、地理學基本理論基本技能;掌握地理信息系統空間分析方法與應用軟件、遙感圖像處理和地學信息提取技術、GPS定位原理與應用,具有空間分析的基本能力;了解地理信息系統與遙感領域研究發展前沿,能熟練地運用地理信息系統、遙感與GPS定位系統技術解決地理學中的信息采集、分析處理和決策支持等相關問題;④掌握一門外語和計算機應用技能;⑤具有創新意識和協同攻關能力,具備一定的地理信息系統設計、開發或具體應用能力。
3.2專業培養方式
1)課堂教學:通過課堂教學使學生充分掌握GIS基礎理論和基本知識。在課堂教學方面注重優化教學內容,增大課堂知識量,提高課堂教學效率,完善教學評價體系,充分調動教師和學生的積極性和主動性,注重采用啟發式、提問式、研討式等教學方法,實現教與學的良性循環。
2)課內實驗教學:通過課內GIS基本實驗技能訓練,培養學生的動手操作能力和科學研究能力。天津城建大學四門課開設了課內實驗,如地理信息系統原理實驗、GIS設計與開發實驗、GIS空間分析原理與方法實驗、GIS軟件應用實驗。任課教師確定實驗內容,在指導教師的幫助下,由學生獨立完成,培養學生發現問題、思考問題和解決問題的能力。
3)實習教學:目的是鞏固學生地理信息科學的基本理論,使學生系統掌握地理信息的理論技術和應用的基本技能。使學生能從事地理信息系統軟件開發和地理信息工程的設計、建立與應用工作。適應經濟建設人才要求,為國民經濟建設培養具有創新能力、厚基礎、寬口徑、高素質、一專多能的應用性專門人才。既培養學生上機操作的實踐能力,更好地掌握應用主要商用地理信息系統軟件,同時又培養利用常用地理信息系統軟件解決實際問題的能力和創新精神,從而達到通過上機實驗鞏固和拓展理論知識的目的。遙感實習進一步加深對相關專業理論知識的學習和理解;掌握遙感影像處理的一般流程;熟悉專業軟件的使用方法;培養一絲不茍的工作態度和團隊合作精神。培養學生進行遙感技術應用的實際操作能力,要求理解遙感圖像目視解譯,了解遙感影像的幾何校正、增強處理和計算機分類。熟悉遙感影像獲取原理,理解從遙感影像中獲取各種信息的處理流程和方法,并熟練掌握一種或幾種專業應用軟件。GIS程序設計主要包括GIS軟件設計和空間數據庫設計兩部分的內容,分為需求分析、項目管理方案設計、系統總體設計以及系統詳細設計、系統部署、運行和維護等階段。空間數據庫系統是GIS軟件設計的核心內容之一,進行空間數據庫系統設計的主要任務是確定空間數據庫的數據模型以及數據結構,并提出空間數據庫相關功能的實現方案。空間數據庫系統實現的主要任務是將設計的空間數據庫系統的結構體系進行編碼實現,并將采集的空間數據入庫,建立空間數據庫管理系統。
4)畢業實習:是地理信息科學專業本科生教學的必要環節,是畢業生走向工作崗位之前的一次綜合性實習,是對所學理論知識的一次初步的綜合考核。通過畢業實習,使學生進一步理解和領會所學的基本理論,了解地理信息系統技術的發展及應用,較為系統地掌握地理信息系統的基本技能,把所學知識與解決實際問題相聯系,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,從而提高學生從事實際工作的能力。同時,通過畢業實習,為畢業設計收集必要的資料,做好技術、知識、資料的準備工作。5)其他方式:通過天津城建大學學生科技活動資助項目和天津城建大學國家級大學生創新創業訓練計劃項目管理辦法提高學生解決實際問題的能力,增強學生的創新能力和在創新基礎上的創業能力,培養適應創新型國家建設需要的高水平創新人才。讓學生積極參加教師的科研項目,鼓勵學生參加各種GIS競賽活動,如MapGIS二次開發大賽、ESRI杯中國大學生GIS軟件開發大賽、SuperMap杯全國高校GIS大賽等,通過競賽能夠培養學生的專業興趣,激發學生的創新熱情。
3.3理論課程體系研究
1)公共基礎課主要包括大學英語、大學計算機基礎、高級程序設計語言C、高等數學、大學物理等課程。這些課程是為提高人才基本素質需要而設置的專業通修課平臺,為培養學生的二次開發能力做好鋪墊。
2)學科基礎課包括工程圖學、線性代數、概率與數理統計、數據庫技術與應用、計算機圖形學、數據結構、數字測圖原理與方法、C#程序設計等。主要為學生奠定好專業基礎,
3)專業基礎課主要包括經濟地理學、攝影測量學、遙感技術與應用、衛星定位原理與應用、地圖學與地圖設計。這些課程為專業課學習奠定必要基礎,是學生掌握專業知識技能必修的重要課程。
4)專業課主要包括地理信息系統原理、GIS設計與開發、GIS空間分析原理與方法、GIS軟件應用和空間數據庫等。這些專業知識和專門技能的課程使學生掌握必要的專業基本理論、專業知識和專業技能,了解地理信息科學專業的前沿科學技術和發展趨勢,培養分析解決地理信息科學專業范圍內一般實際問題的能力。
5)選修課包括專業選修課和公共選修課,開設了城市GIS技術與方法、數字城市、城市遙感、城市規劃原理。通過這些課程的學習,使學生了解遙感和GIS技術在城市擴張、城市空間基礎設施管理、城市規劃制定與實施、城市管理功能、土地利用/覆蓋、城市環境遙感監測等方面的應用。專業選修課在學生掌握了必備的專業知識的基礎上,為了提高學生的專業水平、拓展專業素質、了解專業前沿和交叉學科新知識、新技術、新方法等而設置的。公共選修課是學生根據個人興趣和實際需要而選擇修讀課程,該課程有利于提高學生的素質修養、開發學生的創新意識、拓寬學生的知識領域。
3.4實踐教學研究
實踐教學是深化理論課程知識,培養學生應用能力的有效途徑[12]。地理信息科學是一門偏重于技術與實踐的學科,應在注重學生理論素質培養的同時,加強應用能力和實踐創新意識的培養。實習主要包括三個方面的內容:GIS基礎與開發方面、遙感方面和測量方面。實踐開設形式包括課內實驗教學、實習兩個模塊。對于課內實驗,目前開設了地理信息系統原理實驗、GIS設計與開發實驗、GIS空間分析原理與方法實驗、GIS軟件應用實驗、數據庫技術與應用等。對于實習,目前開設了地理信息系統基礎實習、地理信息系統應用實習、遙感實習、GIS程序設計實習、數字地形圖測繪實習、衛星定位原理與應用實習、畢業實習和畢業設計。加強實驗室環境的建設,加強校企合作。培養學生從數據采集、數據編輯到數據庫管理、空間分析再到系統開發的動手能力,熟練操作常用地理信息科學軟件,并面向工程應用前沿與前沿領域開展科學研究和工程實踐,拓寬應用領域。鼓勵學生參與大學生科研立項,參加GIS大賽,并積極參與老師所研究的項目。完善實踐教學體系,強化實習基地建設。
四、結束語
關鍵詞:工程測量;地理信息系統;聯系;發展展望
Abstract: the engineering survey and geographic information system with belong to surveying and mapping discipline, engineering survey focused on data acquisition, geographic information system focused on data processing and management, geographic information system is a new technology of the discipline of surveying and mapping, and computer contact closely, geographic information system technology will be applied in engineering measure, to promote the development of engineering measurement, both in urban planning and construction occupies an important position. In order to ensure that the rationality of the urban planning and construction and scientific, effective play engineering survey and geographic information system of combining the surveying and mapping technology, this paper briefly analyzes the engineering survey and geographic information system of contact, and the future development direction put forward the good prospects.
Keywords: engineering measurement; Geographic information systems; Contact; Development prospect
中圖分類號:B929文獻標識碼:A 文章編號:
在城市建設中,必須先進行相關數據測量并繪制地形圖,才能進行決策、規劃和設計,以及項目實施等工作。所以,測繪工程是規劃建設、工程施工的重要依據,是建設項目順利施工的重要保證,也是房產、土地管理的重要手段。工程測量與地理信息系統作為測繪學科的兩大技術,對國民建設起著非常重要的作用。本文詳細論述工程測量與地理信息系統的聯系與發展展望,以便使測繪技術更好地應用于城市規劃與建設。
一、工程測量與地理信息系統的聯系
(一)工程測量定義
工程測量是工程、工業和城市建設以及資源開發勘測的設計、施工、竣工、變形監測分析與預報和運營管理各個階段中進行的各種測量工作的總稱,是工程項目實施的重要依據,并指導著工程施工。
(二)地理信息系統定義
地理信息系統是指采集、輸入、存儲、管理、分析和查詢顯示與地理相關數據信息的計算機信息系統,廣泛應用于資源管理、土地規劃、環境監測、城市規劃等領域,為分析和決策提供重要的數據支持。
(三)兩者之間的關系
文中不止一次提到工程測量與地理信息系統均是測繪工程學科的分支,只是二者研究的側重點不同。工程測量側重于數據的獲取,為工程施工組織設計提供基本依據,地理信息系統側重于數據的處理與管理,通過數據分析提供決策依據。隨著計算機和信息技術的快速發展,工程測量與地理信息系統結合發展,已經廣泛應用于工程、土地資源規劃管理、軍事等領域。
對建筑工程施工項目而言,工程測量與地理信息系統都可以采集和表示地物和地貌的形狀、大小、位置等空間位置信息,按照設計將建筑物的形狀、大小、位置準確地在實地標定出來,并可在施工過程中實時監測建筑的變形速率、變形量、傾斜度及各種技術工藝的精確度,然后將信息正確地記錄下來,進而規范建筑工程。
除此之外,地理信息系統中的信息數據庫為城市規劃建設的重要數據來源,尤其基礎地理信息、土地使用狀況、基礎設施建設、環境保護方面的信息在國民經濟中起著很重要的作用。其中,基礎地理信息包括矢量化地形圖、空間信息統計資料等,為城市規劃提供全方面的信息和數據,有利于保證規劃的合理性和科學性。而工程測量主要應用于工程項目,勘測設計時可從地理信息系統中獲取需要的地理信息,從而掌握工程項目涉及的自然、地理、人文環境等信息,用于施工組織設計的編制等工作。
二、工程測量與地理信息系統的發展展望
(一)工程測量發展展望
隨著信息技術的發展與應用,先進的地面測量儀器、數字化成圖、GPS定位技術、攝影遙感測量、精密工程測量等技術,在我國已深入應用于各個領域,使得工程測量朝著內、外業作業一體化,數據獲取及其處理自動化,測量過程控制和系統行為智能化,測量成果和產品數字化,操作工藝簡單化的方向發展,新型工程測量具有連續、動態、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便的特點。為了更好地解決各種復雜問題,應進一步加強信息技術在工程測量中的應用,不斷提升工程測量技術的先進化程度,深化影像和數據處理方面的功能。從工程測量技術應用方面來看,工程測量正逐漸脫離傳統的測量與三維工業測量方式,朝著現代化、技術化、精細化方向轉變。
(二)地理信息系統發展展望
地理信息系統不僅僅是測繪工程的分支學科,更是一門多技術交叉的空間信息科學,隨著信息技術的發展及應用領域不斷擴大,地理信息系統技術取得了快速發展并成為一種關系國家安全的戰略性技術,必須不斷開發與研究地理信息系統技術,不斷提高其技術水平而走在技術發展的前沿。為此,從空間信息維護、管理角度分別對地理信息系統提出了發展要求,促使其不斷發展與完善。
關鍵詞:GPS、GIS、RS、3S;應用與研究
3S(GPS、GIS、RS)集成技術在發達國家已經得到廣泛的應用,隨著計算機技術的廣泛應用,空間技術的交叉滲透,信息科學技術蓬勃發展,3S集成技術正在不斷的完善和發展,全球定位技術(GPS)、地理信息技術(GIS)、遙感技術(RS)等各種新技術在工程測量中得以應用和研究。
一、工程測量中的全球衛星定位技術(GPS)
GPS系統包括三大部分:空間部分――GPS衛星星座;地面控制部分――地面監控系統;用戶設備部分――GPS信號接收機。GPS接收機的改進,廣域差分技術、載波相位差分技術的發展,使得GPS技術在導航、運載工具實時監控、城市規劃、工程測量等領域有了更為廣泛的應用。
RTK(Real Time Kinematics,實時動態)技術是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式,是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的GPS接收機再利用0TF(運動中求解整周模糊度)技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此,RTK被廣泛應用于圖根控制測量,地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
二、工程測量中的地理信息(GIS)技術
GIS是集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。
地理信息系統就是一個專門管理地理信息的計算機軟件系統,它不但能分門別類、分級分層的去管理上述信息;而且還能將它們進行各種組合、分析、再組合、再分析等;還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統還有一個特殊的"可視化"功能,就是通過計算機屏幕把所有的信息逼真地再現到地圖或遙感像片上,成為信息可視化工具,清晰直觀的表現出信息的規律和分析結果,同時還能動態的在屏幕上監督"信息"的變化。總之,其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程,還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。
三、工程測量中的遙感( RS)技術
遙感(RS)技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
遙感數據的處理――通常是圖像形式的遙感數據的處理,主要包括糾正(包括輻射糾正和幾何糾正)、增強、變換、濾波、分類等功能。
(一)圖像糾正圖像糾正是消除圖像畸變的過程,包括輻射糾正和幾何糾正。輻射畸變通
常由于太陽位置,大氣的吸收、散射引起;而幾何畸變的原因則包括遙感平臺的
速度、姿態變化,傳感器,地形起伏等,幾何糾正包括粗糾正和精糾正兩種,前
者根據有關參數進行糾正;而后者通過采集地面控制點(GCPs, Ground Control
Points),建立糾正多項式,進行糾正。
(二)增強增強的目的是為了改善圖像的視覺效果,并沒有增加信息量,包括亮度、
對比度變化以及直方圖變換等。
(三)濾波濾波分為低通濾波、高通濾波和帶通濾波等,低通濾波可以去除圖像中的
噪聲,而高通濾波則用于提取一些線性信息,如道路,區域邊界等。濾波可以在
空域上采用濾波模板操作,也可以在頻域中進行直接運算。
(四)變換包括主成分分析(Principal Component Analyst),色度變換以及傅立葉
變換等,還包括一些針對遙感圖像的特定變換,如纓帽變換。
(五)分類 利用遙感圖像的主要目的是為了提取各種信息,一些特定的變換可以用于提取信息,但是最主要的手段則是通過遙感圖像分類(Classification)。
四、GIS與遙感的集成及具體技術
地理信息系統是用于分析和顯示空間數據的系統,而遙感影象是空間數據的一種形式,類似于GIS中的柵格數據。因而,很容易在數據層次上實現地理信息系統與遙感的集成,但是實際上,遙感圖像的處理和GIS中柵格數據的分析具有較大的差異,遙感圖像處理的目的是為了提取各種專題信息,其中的一些處理功能,如圖像增強、濾波、分類以及一些特定的變換處理等,并不適用于GIS中的柵格空間分析,目前大多數GIS軟件也沒有提供完善的遙感數據處理功能,在一個遙感和地理信息系統的集成系統中,遙感數據是GIS的重要信息來源,GIS則可以作為遙感圖像解譯的強有力的輔助工具,而遙感圖像處理軟件又不能很好地處理GIS數據,這需要實現集成的GIS。
在軟件實現上,GIS與遙感的集成,可以有以下三個不同的層次:1)分離的數據庫,通過文件轉換工具在不同系統之間傳輸文件;2)兩個軟件模塊具有一致的用戶界面和同步的顯示;3)集成的最高目的是實現單一的、提供了圖像處理功能的GIS軟件系統。
五、GIS與全球定位系統的集成及具體技術
GPS作為實時提供空間定位數據的技術,可以與地理信息系統進行集成,GPS與GIS集成也是最有發展前景的集成,也是最容易實現的集成。這種集成的主要思路是把DGPS的實時數據通過串口實時進入GIS中,然后對數據進行處理,如通過投影變換將經緯度坐標轉換為GIS數據所采用的參照系中的坐標,最后進行各種分析運算,其中坐標數據的動態顯示以及數據存儲是其基本功能。
六、工程測量中的3S集成技術
3S(GPS、GIS、RS)技術的結合,取長補短,是一個自然的發展趨勢, 3S集成不是GPS、GIS、RS的簡單組合,而是一種利用現代化技術、遙感技術、定位技術、圖像和圖像處理技術與計算機于一體,向GIS和RS數字圖像處理系統提供足夠的數量、精度、可靠性、完備性的空間數據,通過空間分析、預測、決策,確保地理系統問題的優化、系統解決。3S集成是高度自動化、實時化、智能化對地觀測系統,并有自動、實時地采集、處理和更新數據的功能。單純從軟件實現的角度來看,開發3S集成的系統在技術上并沒有多大的障礙。目前一般工具軟件的實現技術方案是:通過支持柵格數據類型及相關的處理分析操作以實現與遙感的集成,而通過增加一個動態矢量圖層以與GPS集成。對于3S集成技術而言,最重要的是在應用中綜合使用遙感以及全球定位系統,利用其實時、準確獲取數據的能力,降低應用成本或者實現一些新的應用。3S集成技術的發展,形成了綜合的、完整的對地觀測系統,提高了人類認識地球的能力;相應地,它拓展了傳統測繪科學的研究領域。作為地理學的一個分支學科,Geomatics產生并對包括遙感、全球定位系統在內的現代測繪技術的綜合應用進行探討和研究。同時,它也推動了其它一些相聯系的學科的發展,如地球信息科學、地理信息科學等,它們成為“數字地球”這一概念提出的理論基礎。