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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。
关键词:地理信息科学 课程设置 人才培养模式
地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是在计算机软硬件支持下,研究地球表层,以空间数据库为基础,对数据进行编辑、综合分析、可视化表达,为政府管理、决策部门提供决策的技术系统。随着“数字地球”“数字中国”“数字城市”“数字校园”“智慧校园”的提出,面向社会需求发展需要,对GIS专业人才需求也不断扩大,各个高校都开设了地理信息科学专业,并制定了相应的课程及人才培养规划。目前,我国地理信息科学教育及其人才培养体系已呈现多元化、层次化和规模化的发展格局,大批相关的硕士和博士点正在建设与发展之中,GIS教育发展空前壮大,而GIS专业人才培养是地理信息产业化发展的核心和关键。在招生规模扩大和人才竞争激烈的情况下,探讨GIS专业人才培养模式研究与实践显得尤为必要。本文以吉林师范大学地理信息科学专业为研究对象,进行相关研究,研究内容有望对其他高校相关专业的建设有一定的借鉴意义。
一、地理信息科学专业课程设置存在的问题
地理信息科学专业人才培养应适应社会发展和经济建设需要,培养学生应该具备的的基本理论与综合技能,使毕业生能在高等学校或科研单位从事教学和科学研究,能在城市、环境和规划管理等领域从事有关的应用研究。目前GIS专业的课程设置还停留在表面知识的讲解上,并没有真正进行课程间的相互衔接和理解,主要表现在两个方面。
(1)从就业需求上没有达到企业的要求标准,高校的教学内容只是停留在知识表面上,用“泛”字可以概括,对GIS软件的操作不够熟练,更谈不上二次开发;程序的编写,也只是停留在基本程序的设计上,根本谈不上对于GIS的研发。
(2)从培养模式上和培养目标上看,20世纪90年代的地理信息系统专业迅速在中国高校中兴起,依托着以地理学为基础,教师队伍的专业性素质不强,使得大学本科生在软件应用方面,动手能力没有大专、高职的学生强,而软件开发的能力却没有计算机专业的学生强,这就导致了目前高校地理信息系统专业的学生就业“高不成、低不就,跳槽多”等现象。所以地理信息系统课程的设置改革及人才培养模式研究迫在眉睫。
二、教学方式方法改革
GIS专业是跨多个学科的综合性学科,这里不仅要求对其课程设置进行必要的有针对性的改革,同时也应该从教师队伍的学科体系建设方面进行一系列的改革,可以对部分专业课进行有针对性的座谈,邀请专家进行互动式的教学活动。聘请GIS软件开发人员与学生进行定期交流,了解国内外最新GIS软件发展趋势及公司的需求,比如超图公司举办的超图杯中国大学生GIS软件开发大赛,交流开发经验与心得,鼓励学生参加大赛,即提高了学生的开发能力,又为学生的就业增加了机会。鼓励专任教师积极申报省部级课题,整合GIS专业发展过程中存在的问题,并进行教学改革,都是一些不错的教学形式和方法。
三、GIS专业课程体系设置研究
社会在发展,教学内容必须与时俱进。为此,我系制定了地理信息系统专业的《学科基础课程建设实施方案》。由于GIS是一个非常年轻的专业,更是一门发展非常迅速的学科。1998年国家学位委员会才将其列入本科专业目录。到目前为止《地理信息系统专业指导性专业规范》仍处于调研与讨论过程中。因此如何制订出适合社会需要的GIS专业培养方案是课程体系改革工作的重点。
几年来,在制定每一届GIS专业培养方案时,根据系情、校情、国情对上一届GIS专业培养方案提出初步修改意见,充分讨论,形成一致意见,以使每一届GIS专业培养方案既合情合理,又与时俱进,既保证了GIS专业培养方案的基本特征,又力求有自己的培养特色。GIS专业的专业基础课及专业选修课均有不同课程在教学内容、课程体系上进行调整和改革。在课程设置上,增加GIS理论与方法课程的课时量;对其他相关辅助课程来说,如城市规划、自然地理学、经济地理学、资源管理、环境、生态等课程,可以安排一些在第一学年或第二学年进行学习,大三学生应适当增加与用人单位需求的一些编程课程,如网络技术等;结合GIS专业特色,也需适当增加一些人力资源管理方面的知识;鼓励学生进行跨专业选修其他相关课程等等;随着师资力量的增强,地信专业的课程将适时增加学生测绘专业能力的培养,增强毕业竞争力。
四、GIS专业人才培养模式转变研究
在人才培养模式方面,旅游与地理科学学院地理信息科学专业经历了从“教学”型向“教学-科研”型转变的过渡时期。近几年来,我院地理信息科学专业纵向课题项目“从无到有”,直接或间接地促进了GIS产业化,增强了专业教师及学生实践能力的培养;尽管取得一定的成绩,但缺少与社会紧密联系,还没能形成“教学与科研”相结合模式,到目前为止,还没有一项横向课题项目。因此地理信息科学专业要加强与地方政府、行业部门的联系,促进我院GIS产业和信息化的发展。同时,鼓励专业教师积极申报校级教研项目,通过校级项目的申报,可以整合GIS专业教学发展过程中存在的一些问题,通过发现问题,并采取相应的措施,不断完善GIS专业教学改革,这对专业人才培养极为有利。
五、结语
在“数字化时代”契机下,GIS专业得到极大发展。据不完全统计,全国有近百所高校开设了GIS专业,这对于GIS专业人员就业而言,是机遇,也是挑战;在面临着人才市场的激烈竞争,很有必要调整专业能力培养思路及理念;培养GIS专业理论与实践结合相能力,是当前GIS专业人才培养发展的必然。
参考文献:
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[2]李满春,戴葳巍,赵勇.GIS专业人才的素质特征、知识结构与培养方案研究[J].地理与地理信息科学,2004,20(2):26-29.
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[4]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界,2003,1(4):1-7.
1(略)
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9]、35技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟t‘’,‘“1、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见图l,这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。由图1可见,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,其结构(图略)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及主要技术方法(图略)。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。煤矿区环境信息科学综合研究与应用体系框架(图略)。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。
[关键词]信息科学;信息技术;旅游;交叉研究;系统综述
[中图分类号]F59
[文献标识码]A
[文章编号]1002—5006(2013)01—0114—15
1 引言
旅游领域正在经历着一个以商业实践和研究活动为平台的迅猛发展期,对于旅游研究者而言,把握领域最新研究进展、了解已被研究的内容以及思考未来的研究方向是非常重要的。在我国的旅游研究中,针对各种研究主题的综述性研究非常丰富,然而信息科学与旅游的交叉研究并没有得到足够的重视。
交叉研究或跨学科研究一词源于1926年美国哥伦比亚大学心理学家伍德沃斯(Woodworth)创建的英文形容词:interdisciplinary(跨学科的),指超过一个学科范围的研究活动。信息科学是一种横断科学与方法科学,在信息科学所涉及的4个方面研究中:(1)电子科学与技术、信息与通信系统、信息获取与处理;(2)计算机科学与技术、网络与信息安全;(3)控制理论与工程、系统科学与工程、人工智能与智能系统;(4)半导体科学与信息器件、信息光学与光电子器件、激光技术与技术光学,其中3个方面都与旅游研究在研究对象上发生交叉(如旅游博客数据挖掘、旅游推荐系统),且旅游研究也不断采用信息科学的理论与方法去解决问题(如人工智能在旅游预测中的应用、计算机仿真在游憩行为研究中的应用),体现了交叉研究和跨学科特征。信息科学与旅游的交叉研究客观存在,且已经经历了20多年的发展。
旅游研究一直是一个开放的体系,吸纳着其他学科的营养;信息科学与旅游研究的交叉与融合为解决旅游领域的新矛盾、新问题和探索新规律、新原理提供了新的思维方式和科学的研究方法,是信息时代旅游发展的产物与趋势。信息科学与旅游的交叉研究无论对旅游学术研究还是对旅游业发展都具有非常重要的意义,其研究进展应得到关注与重视。
已有关于信息科学与旅游交叉研究进展的综述研究川没有体现出两种研究的“交叉”性,即信息科学研究中有哪些以旅游为研究对象或者解决旅游领域的问题?旅游研究中涉及哪些信息科学方法与技术应用?这些问题的回答对于研究者广泛与深入开展信息科学与旅游的交叉研究具有重要意义。
为了较为全面地阐述信息科学与旅游研究之间的“交叉性”,本文采用系统综述方法对该交叉领域最近12年发表的文献进行了搜集、筛选、整理、归纳与分析.以期帮助相关研究者了解这一交叉领域的主要研究问题及所取得的研究进展,并对今后的深入研究有所借鉴与启发。
2 系统综述方法
系统综述(systematic review)又称系统评价,起源于医学领域,是指在复习、分析、整理和综合原始文献的基础上进行的二次研究方法,目前已经被广泛应用于循证医学(evidence—based medicine),逐步应用于社会学、教育学、图书情报等领域。系统综述可被精确区分为两种类型:(1)定性系统综述,原始文献的研究结果被分析与总结,但未经统计学合并;(2)定量系统综述,又称元(meta)分析或荟萃分析,应用统计学方法对若干个研究结果进行定量统计合并的过程。在某些不强调或较难实施统计学合并的研究领域,直接将定性系统综述称为系统综述,将其作为一种对某研究问题、主题或现象的可获得的所有研究进行评价和解释的方法,目标在于通过一种可信的、严格的以及可审计的方法来提供公正的研究评价。信息科学与旅游科学的交叉研究属于较难实现统计学合并的研究领域,因此本文采用定性系统综述方法,简称系统综述。
本文关于信息科学与旅游的交叉研究的系统综述研究包含如下步骤:
(1)确定研究问题
为了全面了解与分析信息科学与旅游的交叉研究现状,本文确定了如下系统综述的研究问题:①信息科学研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?②旅游研究中与信息科学相关的研究主要有哪些方面?③信息科学与旅游的交叉研究有哪些趋势?
(2)确定文献搜索策略
基于所确定的研究问题,设计如下文献搜索策略:
①搜索工具与数据库:采用Google Scholar、IEEE Xplore、ScienceDirect;
②搜索关键字:采用关键字组合“tourism”AND(“computer”OR“communication technology”),即“旅游”与“计算机”或“通信技术”同时出现;计算机科学与技术是信息科学研究领域中最为活跃的方向之一,计算机科学与技术、通信科学与技术在信息科学研究中具有一定的代表性;经过反复搜索测试,“计算机”与“通信技术”作为关键字与“旅游”进行组合搜索,搜索结果能够较为全面地覆盖信息科学与旅游的交叉研究,实现本文系统综述的研究目标;③搜索的时间范围:2000年之后。
(3)文献搜索
按照上述搜索策略分别在3个工具与数据库进行搜索。Google Scholar显示共有54500条结果(2011年12月22日),其只提供最相关的前1000条;IEEE Xplore(搜索字段为“摘要”)共搜索到46条结果(2011年12月24日);ScienceDirect(搜索字段为“题目”或“关键字”或“摘要”)共搜索到36条结果(2011年12月24日)。
(4)文献筛选
在上述搜索到的条目中,按照表1所示的文献入选和剔除标准,筛选用于本文系统综述的文献。
表1所示第一步完成后共有512篇文献入选。第二步经过多次逐步细化筛选,最终确定用于本文系统综述的入选文献共245篇,其中期刊论文158篇,会议论文87篇。245篇文献来自106种期刊和58种会议,文献来源分散且涉及领域广泛,有关文献来源、作者等的定量分析结果已另文撰写,本文则侧重对系统综述研究步骤(1)所确定的研究问题的回答。
(5)分析与完成报告
根据系统综述研究步骤(1)所确定的研究问题,对入选文献进行分类、分析与总结。分析结果见下一章节。
为了分别回答问题1与问题2,本文需要将入选文献划分为旅游研究和信息科学研究两种视角,分别简称为旅游类研究和信息类研究。而事实上,当两种研究产生交叉与融合,进行上述严格区分是较为困难的。为此,本如下处理:
(1)按照文献来源所属学科范畴进行划分,如来源于Tourism Management及《旅游学刊》的文献则划入旅游类,来源于Expert Systems with Applications及《计算机工程》的文献则划入信息类;
(2)按照期刊载文的学科范畴划分,如《华东经济管理》刊载旅游类文章,则归为旅游类,《北京工商大学学报(自然科学版)》刊载信息技术类文章,则归为信息类;
(3)按照入选文献的具体内容划分,一些综合性期刊无法直接确认属于哪一类,则阅读入选文章原文,如果偏重人文社会学视角,则归入旅游类;如果偏重信息科学及技术视角,则归入信息类。
由此,经管类、电子商务、地理类等期刊归入旅游类中,测绘类期刊归入信息类中;两类分别含有入选文献147篇和98篇。
3 综述结果与分析
3.1问题1:信息科学研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?
“面向旅游”并不特指专用于或专门针对旅游的研究,而是指其研究问题由旅游领域而产生,或者旅游是其最为典型的应用。面向旅游的信息科学研究几乎涉及了信息科学研究范畴的各个方面,而许多研究领域更是体现了信息科学领域较新及较前沿的研究方向与热点,如表2所示。面向旅游的信息科学研究中最受关注的研究主题是应用系统、人工智能、地理信息系统、移动应用、推荐系统以及语义网与本体等;而Web服务、虚拟现实、普适计算、计算机仿真也受到了一定程度的关注。下面对表2排序前10的研究主题的进展情况进行详细阐述。
3.1.1
应用系统
应用系统指面向各种终端设备,如电脑、手机、PDA(掌上电脑)、电话等使用者的可用人机交互系统,也包含网站(Web)应用系统。本文为了强调移动应用和推荐系统两类特殊的应用系统,在本类研究主题统计中将其排除,另列类别。应用系统研究占据了面向旅游的信息科学研究的较大比重。一方面是因为信息科学向旅游研究中进行渗透的最初方式正是其在旅游行业中的实际应用;另一方面是人选文献中我国研究占据较大比重且较集中于该类研究。
应用系统的相关研究可分为:①战略设计或实施建议,如航空业信息技术应用战略与战术研究,以及非洲撒哈拉以南地区的旅游组织实施电子商务的建议;②技术架构设计,如基于面向服务的体系架构(service oriented architecture,SOA)的旅游资源信息服务模型研究;③系统设计与开发,如一种智能旅游行程导航系统,以及四川、山西和赣东北等目的地或区域管理信息系统的设计与开发。
3.1.2人工智能
人工智能是面向旅游的信息科学研究较多采用的方法与技术,可将相关研究分成以下几个方面:①推理,即采用人工智能推理技术支撑各种应用系统,如基于贝叶斯网的旅游行程推理;②数据挖掘,如旅游突发事件预测预警、消费者特征分析、基于机器学习的旅游博客观点挖掘以及数据仓库技术在旅游业中的应用;③主体(agent),如主体旅游者进行数据采集、分析并向旅游者进行旅游推荐弛;④评价,如基于神经网络的上海旅游可持续发展能力评价;⑤决策支持,如旅游目的地选择决策支持系统。
3.1.3地理信息系统
旅行活动是一种人地关系,地理信息是设计与开发各种旅游应用系统的重要信息资源,地理信息系统就是为这些应用系统提供地理信息使用接口的重要支撑系统。个性化目的地推荐系统、基于短信服务的餐馆推荐系统、导航系统、位置服务系统、旅游资源监控预警系统以及古建筑信息系统等应用系统都离不开地理信息系统的支撑。上述“应用系统”主题研究中,几乎所有面向目的地与区域的管理信息系统的设计与开发都离不开地理信息系统。有关旅游地理信息系统本身的研究也较为活跃,如雅安市WebGIS(万维网地理信息系统)的实现研究、基于WebGIS的旅游地理信息系统研发以及泰山三维(3D)地理信息系统的研发。
3.1.4移动应用
移动通信技术,特别是移动终端技术的快速发展,使得面向旅游者手持终端(如手机、PDA)的各种移动应用得到了迅猛发展。相比较于传统的计算机应用,移动应用较好体现了旅游以“人为中心”而不是计算机为中心的理念。相关研究主要集中于面向旅游者服务的信息推送与搜索、导航、实时路线及目的地推荐;并向普适计算的方向进行扩展,如手机电子门票、基于全球定位系统的车辆监控与导航以及手机与环境之间的交互游戏等。除了面向旅游者服务外,移动应用研究还包含面向旅游研究者、旅游公共管理与服务部门以及旅游企业的旅游行为数据采集与分析,如可通过基于手机数据的散客流分析,对目的地住宿的可容纳量进行估算。移动应用中与位置信息相关的应用也被称为位置服务,如位置信息服务、导航以及实时路线推荐等。
3.1.5推荐系统
推荐系统是为解决互联网“信息过载”问题而提出的一种个性化服务,帮助用户从大量信息中发现其可能感兴趣的或者满足其需求的资源,如信息、服务以及商品等,并自动生成个性化推荐。目前,推荐系统在旅游中的典型应用为旅游行程规划,可面向旅游电子商务用户,也可面向互联网用户;可规划旅行的时间、地点以及活动等全套行程规划引,也可推荐旅游目的地、餐厅以及住宿等。推荐系统主要采用人工智能、语义网、移动应用、定位与地理信息系统等技术。相关研究还涉及用户个性语义模型、系统架构设计等方面。
3.1.6语义网和本体
语义网(semantic Web)是传统网站的一种扩展。在语义网中,信息具有明确的含义——语义,人类语言与机器语言之间能够相互理解,机器能够自动地处理和集成网上对于人而言可用的信息,使得人与机器之间的交流变得像人与人之间交流一样顺畅。本体(ontology)是用来描述网络文档中术语的明确含义及其之间关系的技术,能够实现语义网信息处理的自动化,提高网站搜索的准确性以及网站服务质量。旅游领域是语义Web与本体研究的问题来源与典型应用对象,如基于语义Web与本体技术的旅游中小企业间信息交换、动态生成客户供给的客户关系管理、旅游网站信息系统、旅游目的地管理系统以及旅行推荐系统。这些系统能够对旅游领域知识进行本体表达,从而集成对于用户有用的或者满足用户需求的语义信息;其中,旅游知识域的本体表达、行程规划的语义信息推理是实现这些系统的关键技术。
3.1.7Web服务
Web服务(Web services)是Web上数据和信息集成的有效机制,是解决Web上各种应用系统高维护与更新代价的最为合理的解决方案。因此,Web服务在旅游中主要用于信息集成、交换以及系统之间的互操作。Web服务技术对于旅游目的地管理而言非常重要,能够实现旅游目的地营销系统与旅游企业之间以及目的地旅游企业之间的异构数据交换、共享以及集成。Web技术还是Web推荐系统的重要技术之一,能够获取推荐系统所需的动态与实时的万维网数据。
3.1.8虚拟现实
虚拟现实技术主要用于旅游目的地、景区、景点的市场营销。国内的相关研究集中于旅游目的地、景区及景点等的虚拟展示,如西安市360度全景虚拟旅游系统、北京妙峰山古建筑群的网络虚拟漫游系统、村镇民俗旅游资源的立体展示。郑鹏等认为这是一种旅游产品的虚拟试用体验。而国外的相关研究则侧重于游客的现场体验,特别针对历史文化遗产与遗迹,如意大利的PEACH(personal experience with active cultural heritage,个性化体验活动的文化遗产)项目针对提升游客在博物馆对于文化遗产的体验以及马来西亚凯利城堡(Kellie’s Castle)的虚拟旅游原型研发。虚拟现实技术在旅游中的应用还包含了旅游开发与遗产保护,如十三陵景区的虚拟复原。
3.1.9普适计算
普适计算模式下人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。由于移动终端设备及其应用的发展,普适计算在旅游研究中非常活跃,如一种面向移动终端的基于旅游本体的信息广播与推送方法研究,用以解决传统移动终端对于旅游者需要花费昂贵的“漫游”网络连接费用以及需要主动获取信息等问题;一个面向德国雷根斯堡(Regensburg)游客的移动终端游戏的设计与应用,游客可以通过在空中晃动手机来与游戏中的历史人物沟通,该游戏以一种有趣的方式向游客介绍雷根斯堡的历史。普适计算是我国目前形成研究热点的物联网应用的基础理论与技术之一。
3.1.10计算机仿真
计算机仿真技术研究中面向旅游的研究包含基于概率统计方法对上海旅游服务系统顾客满意度进行仿真以及基于系统动力学方法对新度假制度对城郊旅游的影响进行仿真等。
3.2问题2:旅游研究中与信息科学相关的研究主要有哪些方面?
旅游研究中与信息科学方法与技术相关的研究范围较为广泛,表3显示本文入选文献中归入旅游类的研究主题共有43种。其中最受关注的研究主题是电子商务、网站评估以及在线消费者行为。人工智能、移动通信、地理信息系统等信息科学方法与技术在旅游中受到了相应重视。旅游网站空间、系统评价、网络营销、应用系统以及正在大范围普及的Web 2.0互联网应用模式也受到了旅游研究的重视。信息科学领域中的某些前沿研究也在旅游研究中得到了关注,如计算机仿真、推荐系统、Web服务、语义网与本体。
进一步对表3各类主题的文献内容进行剖析与归纳,可以得到以下旅游研究中与信息科学方法与技术相关的6个研究范畴:
3.2.1信息技术对旅游的影响
信息技术对旅游的影响研究主要包含信息技术对旅游产业的影响与信息技术在旅游中的应用影响两个方面。其中,信息技术在旅游中的应用影响又分为现状研究、作用研究、影响因素研究等方面。
信息技术对旅游产业的影响主要体现在其对传统旅游产业价值链的重构上,集中表现于电子商务对旅游产业的影响、新型电子中介(供应商、互联网门户网站、拍卖网站、数字电视、移动商务等)对传统电子中介(计算机订座系统、全球分销系统等)的影响、信息技术对分销渠道的影响。
信息技术在旅游中的应用现状研究主要侧重于旅游企业,如电子商务在北京旅游企业中的应用现状、土耳其旅行社对互联网的使用情况、爱尔兰旅游中小企业和乡村微型住宿业对信息技术使用情况的分析、南非中小旅游企业对于信息技术使用的状况研究。
信息技术对旅游的作用研究既包含旅游企业整体层面,如信息技术对埃及中小接待企业发展的积极作用、知识管理对于澳大利亚旅游业的作用等;又包含旅游企业的某项具体功能,如信息技术应用对于泰国酒店运营效率的作用;还包含旅游资源开发与保护方面,如计算机技术对于泰国古建筑重建的重要作用。
信息技术应用的影响因素研究对于旅游业如何有效应用信息技术而言是非常重要的。相关研究包含:①电子商务的应用影响,如泰国旅游企业应用电子商务的影响因素、酒店业应用电子商务的影响因素②网络营销对旅游企业的影响,如互联网广告对旅行社运营的影响;③旅游企业对技术应用的态度,如希腊旅行社对互联网技术的使用情况与态度;④旅游者对信息技术使用的态度,如游客在度假时是否愿意使用基于技术的信息、影响旅游者使用互联网进行旅游规划的因素。
3.2.2信息技术在旅游中的应用模式
目前,信息技术在旅游中的应用模式研究主要集中于电子商务模式、网络营销以及Web 2.0。电子商务模式的相关研究有区域旅游电子商务开发计划研究、旅游电子商务模式现状与趋势研究、旅游电子商务模式以及运营模式研究等。
网络营销是除了电子商务之外信息技术在旅游中最主要的应用模式。网络营销研究多围绕网站展开,如英国农村接待企业网站营销现状研究、塞尔维亚旅游网站网络促销现状和形式研究、美国旅游官方网站网络营销使用分析、旅游目的地营销组织网站的客户需求研究。此外,在线葡萄酒旅游以及在线客户关系管理都是一种网络营销方式。
随着互联网技术的发展,Web 2.0作为一种新型的互联网应用模式受到了旅游领域的高度关注。相关研究可以分为如下几个方面:①营销,即基于Web 2.0的网络营销方式,这是目前旅游研究领域最为关注的方面,如Web 2.0对克罗地亚旅游产品的营销作用研究、博客对于旅游市场营销的中介作用;②旅游者行为与服务,如Web 2.0下网络旅游消费行为模式及旅游网站应用研究、基于Web 2.0的用户个性化定制研究以及基于人工智能技术的微博“旅游情感”数据挖掘;③网站分类,如Web 2.0旅游网站的分类机制研究。
此外,面向产业价值网络的四川旅游信息资源整合推进模式和机制是一种信息技术在旅游中应用模式的有效探索。
3.2.3信息技术在旅游中的应用评价
网站评价是信息技术应用评价研究中最主要的内容。从评价对象上看,相关研究涉及官方旅游网站、目的地营销组织网站、各国及地区旅游网站;从评价内容上,包含有效性评价、可用性评价、使用分析、功能分析、网站设计、网站旅游本体分析、游客价值以及网站访问者分析等;从评价方法上有调查法、启发式方法、数据包络分析法、内容分析法、网站日志分析法、领域本体分析法等。
随着移动通信技术的发展,移动应用在旅游领域得到了广泛应用,针对移动应用系统的评价研究也受到研究者的关注,如从用户角度对移动应用进行评价、各种移动旅游者指南功能与可用性评价。
3.2.4信息社会视角的旅游研究对象
较传统旅游研究对象,如旅游资源、旅游企业以及旅游者等,信息社会视角的旅游研究对象发生了扩展,如从旅游者的地理时空变化扩展到了在线旅游者行为变化,从旅游资源的空间格局扩展到了旅游网站的网络结构等。
在线旅游者行为研究中最受关注的是消费行为研究,如消费影响因素与满意度、忠诚度与推荐行为、在线分享行为。随着社会网络的形成,在线旅游者的情绪研究得到关注,如通过旅游者在论坛、博客(微博)上的评论分析旅游者情绪,相关方法包含内容分析、统计与语言学分析、人工神经网络方法以及数据挖掘技术等。一项研究还将旅游者的博客进行了计算机可视化,用来辅助其他旅游者的旅行计划。此外,旅游目的地营销组织网站的旅游者在线行为也受到研究者的关注。
目的地地理尺度的旅游网站空间结构也受到研究者的关注,主要包含方法研究与案例研究。方法研究有统计方法以及网络拓扑图方法等;案例包含欧洲、意大利厄尔巴岛]以及河北省等。
旅游虚拟社区是社会信息化背景下形成的新型社区,部分旅游研究者对其给予了关注,如针对具有中国文化背景的芒果社区网(Mango)的综合性研究。
3.2.5社会信息化下的旅游研究方法
社会信息化下的旅游研究方法包含两个方面的含义。
一是指传统旅游研究方法可借助社会信息化背景进行扩展,如网络调查方法扩展了传统现场发放问卷的调查方法;基于射频识别(RFID)与全球定位系统(GPS)技术的追踪系统扩展了传统旅游者游憩行为问卷调查方法,并提高了数据的精度;遥感与地理信息系统(RS&GIS)技术可提高旅游资源监测的准确性等。
二是指旅游研究方法对于信息科学方法与技术的借鉴。人工智能是旅游研究中采用最多的信息科学方法与技术,其在旅游研究中的应用可以分为以下几个方面:①需求预测,如基于人工神经网络的西班牙巴利亚利群岛旅游时间序列预测、遗传算法在旅游需求预测中的应用、模糊时间序列及灰色理论在短时间序列旅游需求预测中的应用以及人工智能方法与其他预测方法的比较;②在线行为分析,如基于机器学习(machine learning)的在线消费者行为数据挖掘;③基于主体(agent)的旅游系统仿真研究,采用人工智能研究领域的重要分支——多主体系统(multi-agent system,MAS)对多层面、多地理尺度旅游系统进行计算机仿真,探索旅游主体之间的相互作用与规律,如基于多主体的旅游空间结构演化研究、旅游者在目的地以及景区范围的动态性研究。
计算机仿真方法与技术在旅游研究中的应用也受到了旅游研究者的关注,具体研究包含以下几个方面:①预测,如旅游收入预测;②旅游经济研究,如区域旅游经济系统动力学分析;③旅游主体行为研究,如上述人工智能研究中基于主体的旅游系统仿真研究。
地理信息系统(GIS)是信息科学与地理科学的交叉研究领域,作为旅游研究的一种研究方法或工具,主要被用于旅游资源评价。
3.2.6旅游领域中的信息科学研究
随着移动终端设备在旅游者中的普及,旅游研究者对移动应用的相关研究给予了较大关注,如上下文适应的移动应用体系框架设计、上下文相关的信息推动服务系统设计以及用于博物馆导游的多媒体技术研究。语义网与本体是信息科学的前沿领域,但由于其对于提升面向旅游者的网络服务质量具有非常重要的作用,也受到了旅游研究者的关注,如用于搜索引擎的旅游域语义表示研究。智能系统作为信息科学的前沿领域,在旅游研究中也受到了关注,除了综述性研究外,还出现了有关智能系统设计方面的研究。
应用系统的规划建议与系统结构设计是旅游研究者较为关注的信息技术研究,如基于知识管理视角的目的地管理系统设计。而其中以我国的相关研究为最多,如赣东北网络旅游信息系统研究、上饶市旅游资源信息系统。
数字旅游是一种典型的旅游与信息技术的综合叉研究主题,在我国旅游研究领域受到了关注,既包含了偏重技术的研究,如数字旅游的体系框架,也包含了围绕数字旅游系统建设的保障体系研究,如相关政策法规方面的研究。
3.3问题3:信息科学与旅游的交叉研究有哪些趋势?
尽管信息科学与旅游的交叉研究在近12年间经历了快速发展,但其仍然属于新兴交叉学科,其发展需要相关学者更为广泛与深入的探索研究。在本节,笔者在对最近12年信息科学与旅游的交叉研究进行系统整理的基础上,通过捕捉旅游类与信息类研究共同关注的研究主题(表4),以及基于笔者对信息科学以及旅游研究趋势的把握,找到信息科学与旅游交叉研究中的研究重点,其反映了两类科学的交叉发展趋势,或者研究者们重新认识某些对该交叉领域的发展来讲非常重要的问题。以下分别对它们进行阐述:
3.3.1人工智能在旅游领域的深入应用
人工智能方法与技术是信息技术发展的高级阶段,研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术,涉及知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面的研究内容。尽管目前人工智能在旅游中的应用以旅游需求预测最为成熟,然而其相关理论、方法与技术并没有在旅游领域中得到充分应用。如何充分利用人工智能方法与技术来有效处理与使用旅游数据、信息与知识,深入挖掘旅游者、旅游公共管理与服务部门以及旅游企业的特征、存在的问题并进行决策支持,是信息科学与旅游科学交叉研究中较为迫切与前沿的问题。
3.3.2基于语义网与本体的旅游推荐系统
语义网与本体研究是信息科学领域的前沿领域,是海量网络信息之间相互理解的基础。互联网的发展使得传统面向旅游者的“线下”服务扩展至“线上”,包含以传统计算机为中心的和以新兴各种移动终端为中心的“线上”服务,“线上”服务质量对于信息时代的旅游者体验是非常重要的。基于语义网与本体技术的旅游推荐系统正是提升网络服务质量的有效方法与工具,如何将语义网、本体技术以及旅游推荐系统进行理论、方法以及应用上的有效集成,使其对旅游者具有实际应用价值,是信息科学与旅游科学交叉研究中的另一个前沿问题。
3.3.3
普适计算与旅游(物联网、移动互联与旅游)
普适计算是我国目前形成研究热点的物联网应用的基础。随着移动终端设备及其应用的发展,传统以计算机为中心的网络服务扩展至以移动终端一旅游者为中心,基于普适计算模式的连接物与物、人与物、人与人的物联网以及各种移动应用系统在旅游研究与实际应用中得到了重视。然而,无论是普适计算还是物联网,在信息科学研究中都是前沿领域,存在许多未解问题,因此,普适计算以旅游领域为问题域或典型应用,将同时有助于其本身以及旅游问题的解决。
[关键词] 地理信息系统;集成二次开发;基础开发
1、地理信息系统内涵
地理信息系统,是20世纪60年代创立并发展起来的新兴技术,英文全称为为Geographical Information System,简称GIS,地理信息系统融合多种学科,包括地图学、遥感学、测绘学、空间科学、环境学、信息科学、管理科学、计算机科学等,是现代用来分析和处理海量地理数据的重要技术手段,不同的应用领域对地理信息系统有不同的定义,有的侧重GIS的技术内涵进行定义,有的偏重GIS的应用功能进行定位。比如有的把它定义为对空间数据进行采集、存贮、提取、分析以及显示的工具,有的定义为协助发展和规划,进而做出决定的工具,无论侧重哪个方面,GIS都是利用现代科技手段获取地球信息,利用数学方法完成信息之间的转换、预测、验证。这一过程的核心是计算机技术,数据库、地图可视化和空间分析是基本技术,地球系统内的信息流组成其主要研究内容,主要研究和服务对象是资源环境。地理信息系统与其他信息系统相比,它的显著优势是具有处理空间分布数据的能力。通过有效结合属性数据和空间数据,再利用计算机技术进行分析、处理,最后用图表或曲线形式反映出来,为社会服务。
2、地理信息系统应用开发的方式
地理信息系统的开发方式包括基础开发、借助GIS工具进行二次开发和集成二次开发,在基础开发过程中,开发者不依赖GIS软件,而是利用程序设计语言采集、处理、分析空间数据信息,采用相关算法进行独立设计。这种开发方式可以大大节省成本,但是设计复杂需要大量人力物力,并且功能无法与商业化GIS软件相比。借助GIS工具进行二次开发,当前大多数软件商都向开发者推荐利用GIS软件开发宏语言,用户利用宏语言能够非常方便地进行二次应用,但是这种开发方法的宏语言非常有限。集成二次开发是利用专业的GIS工具软件,实现GIS的基本功能,利用可视化开发工具作为开发平台,进行二者的集成开发。目前主要有OLE/DOE技术和GIS组件技术。
3、地理信息系统应用现状
3.1应用于矿产资源调查、预测。近年来,随着地理信息系统的不断发展,越来越多地被应用到矿产资源的调查、评价与预测中,这种应用在地理信息系统产生初期就受到国内外找矿工作者的关注。在矿产勘查阶段使用该技术,能够帮助找矿工作者准确快速判断地形,了解地貌露头岩组合特性,以及地下构造形态、断层走向等信息,工作者可以通过掌握这些信息,绘制出常规测绘无法达到地区的地形图,如沙漠、高原、戈壁等,对找矿工作者有很大帮助。
3.2应用在城市规划和管理领域。城市规划和管理涉及的要素非常广泛,包括人口、交通、环境、资源、金融、经济等等,GIS数据库管理可以把这些信息全部纳入城市系统,然后进行城市多目标的开发规划。近年来,GIS技术在我国取得了非常显著的成果。北京、上海、天津,深圳等发达城市已将建立了相当完善的GIS管理系统,还有一批城市如海口、洛阳等地正在积极筹备建设城市GIS系统,GIS系统的建设大大提高了城市的管理水平,促进了城市飞速向前发展。
3.3应用在水文和水利领域。GIS技术可以用来研究河流治理、水污染以及洪水安全保障等方面的问题。GIS技术有着传统方法无法企及的优越性,不仅速度快而且信息量庞大,并可实现思维的可视化,通过对水情、水库、雨量信息的掌握,可以高效解决水文模型研究中一直存在的数量不足、信息量单一的问题,大大丰富了水文地质的研究领域,提高了水文模型研究的精度。我国的黄土高原小流域动态监测系统研究、黄河三角洲洪水灾情分析系统研究、黄土高原三川河流区域治理与开发信息系统研究等在这方面的应用研究比较突出。
3.4在人们生活中的应用。近年来,GSM移动通信技术取得了飞速发展,使得GIS的应用范围扩展到人们的生活中,集成GIS、GPS、GSM技术已经在车辆安全防范系统和调度系统内得到应用。有效地帮助人们反劫防盗,为医疗救护提供有效引导,举个医疗救护方面的实例,当患者向急救中心寻求救助时,监控中心可以通过GIS电子地图查找患者的具置,同时搜索最近的急救车进行救援,大大提高了救援效率,为患者争取了宝贵的时间,当患者进入救护车后,监控中心利用双向通话功能,对救护车上的施救医生进行指导,通过GIS的最优路径功能,指引救护车用最快速度到达医院。患者、家属、医生之间也可以通过GIS,并有效结合GPS、GSM无线通信和网络,可以建立全方位的沟通体系,帮助患者进行及时、有效的治疗。如果在车辆移动目标、重点保护单位、家居等安装GPS、GSM无线通信设备,那么无论我们在哪里在干什么事情,都可以通过由GIS、GPS、互联网等无线通信技术组成的综合服务系统中获得帮助和商务服务,使我们真正处于全方位、立体的数字化生活中。
本文主要介绍了地理信息系统在不同领域的应用现状,地理信息系统的发展速度非常快,应用范围越来越广泛,并且随着第三产业的发展,地理信息系统的发展空间将进一步扩展,不仅为人们提供功能更加丰富的服务平台,并且极大地促进我国的经济发展。
参考文献:
[1]张金区.轻量级网络地理信息系统研究与应用[D].北京:中国科学院博士后研究报告,2012.
[2]陈述彭.地球信息科学[M].北京:高等教育出版社,2007.
[3]黄杏元.地理信息系统概论[M].北京:高等教育出版社,2001.
如何提高学生的自身素质,而能更好地解决就业问题,笔者认为可从以下两个方面加以考虑。
1.学科定位不同的高校都有自己的学科定位,学生培养的目标不同,其课程设置及实践教学也有所不同。如何科学合理的进行专业的学科定位,是当前许多高校需要研究并解决的一个关键问题。2.实践教学体系设置由于GIS是一门应用性很强的学科。加之用人单位无一例外地都要求所聘毕业生要具有一定的动手能力,能够承担实际工作,胜任所聘工作岗位。因此GIS专业实践教学必须在注重“打好基础”的同时,注重“应用过关”,如何科学、有效地制定实践教学体系,是当前急需解决的问题。
二、地理信息科学专业发展的主要措施
建立和健全实践教学课程体系,提高学生对实践教学重要性的认识。深化实践教学管理,实施“实践教学导师负责制”,即每位教师分别负责几位学生,或每位教师按地域负责学生,如负责北京,负责上海,负责长春等实践教学基地,加强“实习+就业”培养模式,为毕业生就业提供良好的就业平台。
1.在课程结构上,要加大实践性教学的比重,把实践操作技能训练作为重要的教学内容。2.在理论课教学内容上,要与实践相结合。删减理论与实践脱节的内容,增加实用性内容,按市场需求,把新知识、新技术、新方法渗透到专业教学之中。3.在教学方法上,采用实践性教学,使理论课程的教学应用性和实践性大大增强。4.强化校内实训,成立兴趣小组,组织专业技能大赛。5.通过对专业实习基地调研,实训基地主要在一线城市,重点考虑北京、广州、上海等城市。6.确定实习基地,实习前动员,学生与实习基地双向选择,送学生到实习单位,检查学生实习情况,落实学生就业。
三、结语
在人们获得的信息中,80%都与空间信息有关。日常生活中离不开各种各样的空间位置信息。长久以来我们都是使用地图,以平面表示我们的世界。但是2005年Google公司推出的Google Earth给我们提供了一个全新的角度,让我们可以重新审视我们的世界。
Google Earth结合本地搜索和卫星图片,利用三维图像技术(3D),可以使我们看到更清晰的城市和地形的三维鸟瞰图像。乘上Google的航天器(浏览器),首先看到的是一个在太空中旋转的地球,随着操纵鼠标滚轮的旋转,你可以随意降低或升高飞行高度,直到要到达的地区上空,三维图有使我们身临其境的感觉。我们如果乘着“Google飞船”,一天就可以周游世界了。从北京紫禁城飞到纽约的曼哈顿,仅用了几秒钟的时间,比目前任何飞行器都快。你可以在曼哈顿的摩天大楼间,找到世贸中心的废墟,你甚至可以找到曼哈顿每个警察局、学校的位置。从东方明珠到艾菲尔铁塔,从欧洲到大洋洲任你选择目的地。闲暇时,还可以看看科罗拉多大峡谷、阿尔卑斯山,还有珠穆朗玛峰等名川大山。怎么样,不虚此行吧?
这神奇软件到底是什么呢?说它是地图,但是与我们平时用的地图不一样;说它不是地图,我们却可以把它当地图来用。原来这不是简单的地图,而是一个复杂的系统――地理信息系统的产物。
地理信息系统的英文是Geographic Information System,缩写为GIS。它是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而逐渐发展起来的一门新的学科。它在计算机软件和硬件支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。通俗地讲,就是把地球和人类的各种信息用地图(地理信息)串起来,装在电脑网络中,形成一个信息系统。世界上几乎所有信息都具有地理属性,比如资源、环境、灾害、人口、气象、生物、生态、水文等信息,我们就可以将这些信息与它们的地理属性如经纬度、海拔等串联起来。这样当我们找到某个地方的经纬度后就可以很清楚地知道这里环境怎么样,有什么资源,人口有多少等等信息。当然地理信息系统不仅仅是这些,还要在这些信息的基础上进行分析,为管理和决策提供支持。目前GIS已经应用于城市规划和管理、生态、环境管理与模拟、基础设施管理、地学研究与应用、可视化应用等许多领域。比如在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够实现其最大的服务面积等,都是GIS在城市规划和管理中的应用。另外可以用数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型,实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理。
随着科学的发展,多媒体、网络、三维图像技术的普及和完善,相信在不远的将来我们可以从计算机屏幕上或今后的网络电视上,利用鼠标或按钮随心所欲地拉近、推远、转动或放大这个地球。你既可以从太空观察地球,也可以利用声像、动画到长江三峡或到任何你想去的地方进行立体巡视,旅游观光,还可以“钻进”地球内部,看一看里面的岩层分布、地震活动等等。(文章代码:0411)
实践教学在地理信息科学专业整个教学工作中占有十分重要的位置。通过各类课程实验、课程设计、实习、科技活动等实践教学途径,构建较为完善的实践教学体系,强化地理信息科学专业学生的应用能力。
1.GIS数据采集与获取能力培养
(1)地形测量与数字成图实习。地形测量与数字成图实习在第三学期开设,时间为4周。实习的主要内容为大比例尺地形图测绘练习,通过实习使学生熟练掌握全站仪、红外测距仪、DS3水准仪、DJ6经纬仪的使用,掌握小地区控制测量的实施、地物地貌的测绘方法及利用电子平板进行数字地形图成图的基本技能,使学生熟练掌握地形测量各种仪器、工具的操作和使用方法;熟悉数字测图的全过程,掌握地形测量的测、算、绘技能。(2)摄影测量实习。摄影测量实习在第五学期开设,时间为2周。实习的主要内容包括基于ASTER制作三维地形场景、基于SPOT异轨影像和航空像片制作三维地形场景,让学生掌握PCI、ENVI、ARCGIS软件的应用等能力。(3)房产与地籍测量实习。房产与地籍测量实习在第六学期开设,时间为1周。实习的主要内容为房地产分幅图编绘、界址点测量与宗地面积计算以及房产面积测算,使学生了解房产与地籍测量的内容和工作流程。(4)GPS测量实习。GPS测量实习在第六学期开设,时间为1周。实习内容包括技术设计书的编写、选点及标志埋设、外业观测、内业解算,使学生掌握GPS卫星定位技术的基本原理、GPS接收机的基本操作知识,能够利用GPS接收机进行实际作业,并能够比较熟练地运用随机软件和网平差软件进行GPS测量数据的处理与分析。(5)遥感原理与应用实习。遥感原理与应用实习在第六学期开设,时间为2周。实习针对一个具体的生产项目,按照遥感图像处理规范完成遥感图像的预处理、遥感图像的增强处理、遥感图像的分类、遥感成图等工作,让学生掌握ENVI软件应用能力。(6)控制测量与工程测量实习。控制测量与工程测量实习在第七学期开设,时间为3周。实习的主要内容为控制测量野外作业的基本技能训练,三、四等控制测量作业训练,等级导线的作业训练,GPS作业训练,使学生熟悉控制测量外业观测的基本技能和内业数据处理的方法与工程测量的基本方法。
2.GIS软件操作与应用能力培养
(1)城市规划原理课程设计。城市规划原理课程设计在第二学期开设,时间为2周。课程设计内容为居住区详细规划设计,主要包含居住区道路、住宅、公建及绿化的具体平面布置情况。采用需求调研、方案构思、方案完善修改和机房上机相结合的方式,最终完成规划平面图和户型平面2张图纸。(2)GIS基础实习。GIS基础实习在第四学期开设,时间为4周。实习内容包括ArcGIS软件的应用实习(地图矢量化、市级行政区划图制作、空间分析、数据转换及3D数据集成)以及MapGISk9的应用实习(校正影像图、地形图绘制、地形图编辑、地形图图幅入库),通过实习使学生熟练掌握GIS软件主要模块的使用。(3)城市GIS实习。城市GIS实习在第六学期开设,时间为2周。实习内容包括野外调查(实地调查获取益阳市基础地理城市数据库所需的基础地理图件)和室内作业(建立基于GEODATABASE益阳市基础地理城市数据库、建立局部三维场景),使学生掌握城市GIS项目开发与管理的基本技能。
3.GIS设计与开发能力培养
(1)数据库原理课程设计。数据库原理课程设计在第三学期开设,时间为2周。课程设计共分八个项目,分别是学生管理系统、图书馆管理信息系统、宾馆管理信息系统等。学生组成项目组,根据任务分组采用需求调研和机房上机相结合的方式,设计并实现基于数据库的管理信息系统的各项功能。(2)数据结构课程设计。数据结构课程设计在第四学期开设,时间为2周。课程设计内容根据指导老师给定的数据结构设计题目进行选择,通过数据结构综合设计使学生能将所学的GIS理论、GIS软件、GIS应用等进行综合整理。(3)面向对象程序设计课程设计。面向对象程序设计课程设计在第五学期开设,时间为2周。课程设计内容包括图书管理信息系统和学籍管理信息系统的设计和实现,五人一个小组,选择一个题目,学生按照软件过程的各个环节进行系统分析、设计、实现、集成、测试,锻炼学生项目实施的能力。(4)WEBGIS实习。WEBGIS实习在第五学期开设,时间为3周。实习内容包括基于Web的管理信息系统实现以及ArcGISserverwebadf的应用,使得学生掌握WebGIS开发平台及网站设计的基本流程,具有一定的WebGIS开发能力。(5)软件工程实习。软件工程实习在第六学期开设,时间为2周。实习包括完成软件的需求分析、总体设计、详细设计、原型软件设计与实现、软件测试、提交等内容,使得学生掌握GIS软件设计、编程、测试及维护的实用技术方法,按照GIS软件工程的要求进行实际软件项目的开发。(6)GIS二次开发实习。GIS二次开发实习在第七学期开设,时间为3周。实习内容为运用所学知识采用接口编程的技术和软件开发的思维方式开发一个管理信息系统或其他应用系统,系统内容结合生产单位的具体实践。培养学生综合利用C#和ArcEngine进行GIS二次的能力,加强接口的运用及学生对GIS二次开发方法的初步认识,提高软件系统分析能力和程序文档建立、归纳总结的能力。
4.综合能力培养
(1)GIS专业综合实训。GIS专业综合实训在第八学期开设,时间为8周。实训包括:实训一(2周)以益阳市内地形的测量数据为基础,完成1∶500地形图的编绘。实训二(2周)以湖南城市学院新校区和朝阳校区的测量数据为基础资料,要求把新旧两个校区数据(CASS数据)转换为MAPGIS数据,同时导出其属性,然后在MAPGIS的属性库管理和图形库管理中进行入库管理。实训三(4周)运用GIS软件工程思想对数字校园进行需求分析、总体设计、详细设计、开发并实现。实训以应用生产实际过程中的几个综合实践为素材,培养学生GIS综合应用能力和技巧。(2)毕业设计。毕业设计在第八学期开设,时间为12周。毕业设计采取由教师出题,学生根据自己的爱好选择相关题目再由教师根据题目的难度、学生的水平及其他情况综合评判选择合适学生的模式。毕业设计以个人为单位,教研室老师邀请生产单位技术人员一起担任毕业设计指导老师,对于由生产单位技术人员担任指导老师的学生,可前往生产单位开展毕业设计。毕业设计评分综合导师评分、评议员评分和答辩委员会评分。(3)岗位实习。岗位实习在第七、八学期开设,联系公司和单位,推荐优秀学生进入GIS公司实习,具体时间视实习生工作情况最终确定。通过岗位实践,让学生近距离接触GIS行业的生产应用,能够帮助他们了解社会对GIS人才知识、能力素质的要求,提高今后学习的针对性和有效性,培养学生吃苦耐劳、爱岗敬业的职业素养以及团队协作能力、人际交往能力。(4)GIS活动与资格认证。GIS活动与资格认证在各学期分散开展。联合生产公司合作举办各种GIS活动,组织学生参加GIS类竞赛和资格认证,让学生了解GIS前沿技术、应用前景和最新发展动态,增长见识,开拓视野,培养学生专业意识和自信心,同时在竞赛中和资格认证中锻炼实践能力,使得他们更具有就业竞争力。
二、结语