引论：我们为您整理了13篇地理信息科学进展范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
主办单位：河北省地理科学研究所;北京大学遥感与地理信息系统研究所
出版周期：双月刊
出版地址：河北省石家庄市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1672-0504
国内刊号：13-1330/P
邮发代号：18-27
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1985
期刊收录：
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
中国人文社会科学引文数据库(CHSSCD―2004)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
篇2
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。
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T098 表面技术
E135 冰川冻土
N008 兵工学报
R730 兵工自动化
N085 兵器材料科学与工程
G018 病毒学报
C060 波谱学杂志
V040 玻璃钢/复合材料
A808 渤海大学学报自然科学版
M005 材料保护
M103 材料导报
Y007 材料工程
M010 材料开发与应用
M008 材料科学与工程学报
M006 材料科学与工艺
N026 材料热处理学报
M009 材料研究学报
* M704 材料与冶金学报
K512 采矿与安全工程学报
H009 蚕业科学
H525 草地学报
H234 草业科学
H527 草业学报
H538 草原与草坪
E543 测绘工程
E600 测绘科学
E615 测绘科学技术学报
E510 测绘通报
E152 测绘学报
E164 测绘与空间地理信息
L017 测井技术
Y022 测控技术
R711 测试技术学报
H001 茶叶科学
G264 肠外与肠内营养
N024 车用发动机
E113 沉积学报
E547 沉积与特提斯地质
E102 成都理工大学学报自然科学版
G670 成都医学院学报
G019 成都中医药大学学报
V050 城市规划
V028 城市规划学刊
X043 城市轨道交通研究
X046 城市交通
H023 畜牧兽医学报
H218 畜牧与兽医
N060 传感技术学报
R532 传感器与微系统
G458 传染病信息
X010 船舶工程
X633 船舶力学
* X635 船海工程
G322 创伤外科杂志
* G552 磁共振成像
D013 催化学报
E144 大地测量与地球动力学
E146 大地构造与成矿学
R051 大电机技术
中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊） 2013
2013年新入选 CODE 期刊名称
H038 大豆科学
U512 大连工业大学学报
X024 大连海事大学学报
H005 大连海洋大学学报
X001 大连交通大学学报
J024 大连理工大学学报
G020 大连医科大学学报
E109 大气科学
* E091 大气科学学报
L512 大庆石油地质与开发
L004 大庆石油学院学报
S086 单片机与嵌入式系统应用
H040 淡水渔业
N004 弹道学报
T500 弹性体
T941 当代化工
Y503 导弹与航天运载技术
* Y585 导航与控制
N019 低温工程
V020 低温建筑技术
C055 低温物理学报
E133 地层学杂志
E130 地理科学
E584 地理科学进展
E639 地理空间信息
E315 地理信息世界
E305 地理学报
E310 地理研究
E527 地理与地理信息科学
E024 地球化学
E142 地球科学
E115 地球科学进展
E004 地球科学与环境学报
E153 地球物理学报
E308 地球物理学进展
E656 地球信息科学学报
E300 地球学报
E549 地球与环境
V031 地下空间与工程学报
E357 地学前缘
E306 地震
E150 地震地质
E118 地震工程与工程振动
E143 地震学报
E112 地震研究
E362 地质科技情报
E139 地质科学
E026 地质力学学报
E009 地质论评
E127 地质通报
E010 地质学报
E151 地质与勘探
E525 地质与资源
E132 地质找矿论丛
G005 第二军医大学学报
G021 第三军医大学学报
E301 第四纪研究
R007 电波科学学报
篇4
关键词 ：地理科学；可持续发展；地理系统工程
中图分类号：P90-4
文献标志码：A
文章编号：1000-8772（2015）08-0236-01
收稿日期：2015-02-06
作者简介：张轩凡（1992-），男，海南澄迈人，本科在读。研究方向：地理科学。
综合性和实践性是近代地理科学发展所体现出来的主要特点。地理科学的发展逐渐走向了数量化，地理科学的理论体系与社会生态以及其他学科都有联系。当前，地理科学的发展要按照钱学森教授所建立的科学思想，加大对地理科学的研究力度，加大在地理科学上的科研投资，这对解决我国甚至是世界范围内的环境污染、人口增长、以及区域发展等问题上具有重要的意义。
一、地理科学的地位及基本体系
（一）地理科学的地位
在钱学森教授总结的全人类研究的科学体系中，地理科学是十一个研究学科之一。地理科学在人类认识世界中发挥了重要的作用，同时，地理系统又是五大开放系统的重要组成部分。在人类知识体系中的十一门类中，自然科学和社会科学是其重要的组成部分，地理科学将两者巧妙地结合到一起，地理科学的地位之所以得到提高，是为了制定可操作性的可持续发展的目标。
（二）地理科学的科学体系
现代地理科学的科学体系有很多分类，马蔼乃曾将地理科学体系分为三个基本层次：以基础理论为主的理论地理科学；以技术科学为主的地理信息科学；以工程技术为主的地理系统工程，下面进行详细的分析。
1. 以技术科学为主的地理信息科学：原来的地理生态系统分为大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四部分，之后有关学者对其进行扩充，将人类圈、外层空间圈、地形圈和土圈纳入了其中；在社会系统上分为经济基础圈，上层建筑圈和意识形态圈。为了将各个圈层中的共同和不同区别开来，将基础的突破圈层结构深入到了独立因子层。为了建立地理信息模型，对独立因子层进行分析研究，之后在分析的基础上建立了地理相似准则，通过地理信息模型的建立能够很好地对未来地理现象进行预测。
2. 以技术科学为主的地理信息科学：对基本的地理信息进行整理和模型计算，在此基础上得到的模拟地理工程，为我国的可持续发展总结经验。在进行地理观测、地理地位、地理实验的数据处理上，一般用地理信息科学的相关技术进行分析。
3. 以工程技术为主的地理系统工程：地理系统工程是一个较为复杂的工程，其主要的任务就是处理好人地系统中的人地关系。地理系统工程和地理科学理论有着密切的联系，地理系统过程的健康发展能够实现地理科学的快速发展。
二、地理科学和可持续发展之间的相互关系
地理科学发展之初是“地理环境决定论”，之后过度到“人类中心主义”，接着又发展到当前的可持续发展阶段。地理学科因为自身存在的特点，与可持续发展存在着一定的联系，可持续发展的基本理论研究是地理科学研究的重要组成部分。
（一）研究主题
处理好人与自然的关系，是可持续发展研究的最终目的，这也正是地理科学研究的主题。
（二）研究内容
可持续发展主要的研究内容就是处理好人口、环境、资源等在人类社会发展中存在的问题，可持续发展研究的内容，绝大部分都是在地理科学的基本场所——地球表层上进行的。可持续发展研究的各个领域涉及到地理科学研究领域的很多方面。
（三）研究优势
可持续发展基本理论的研究最终是要在不同的区域落实，而区域开发恰好是地理科学研究的重要领域。在进行可持续发展研究时，要明确具体的研究范围，在明确研究范围的前提下进行操作才具有可行性。目前，我国很多区域的发展中都贯彻了这一思想，并且已经取得了较好的成果。
三、在可持续发展视角下，对地理科学的展望
人类历史是不断发展的。近几年，人类传统的发展观念已经逐渐被可持续发展观所取代，而处理好人口、资源、环境和社会发展之间的关系，解决好他们在发展过程中出现的问题和矛盾成为当今中国发展的主题。地理环境是人类赖以生存的基础，可持续发展基本思想的落实必须以地理环境为基础，可持续发展是未来地理科学发展的主要方向，将会对地理科学的基本理论体系产生冲击，地理科学将会迎来新的发展趋势。
在可持续发展的视角下，地理科学朝着综合化、整体化、系统化的趋势发展，且向技术化和社会化方向倾斜，最终为实现可持续化创造条件。
四、结语
随着人类社会的不断发展，人口、资源、环境等方面的问题日益突出，这些问题的解决往往不是单一的学科研究所能完成的。可持续发展观念的提出，将给地理科学的发展带来春天。地理科学要结合自身的特点，总结自身的优势，同可持续发展相结合，投入到社会生产实践中，从而实现可持续发展研究的地理科学方向。
参考文献：
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地理信息系统，简称GIS，是一种结合了地球科学、空间科学、信息科学3种混合交叉的综合学科，主要应用信息科学和管理的计算机技术。地理信息系统能够搜集、存档、分析和提档各种信息。GIS既能整合属性数据，还可以整合空间数据，建立起地理的空间模型，再把模型存储入计算机，日后能够及时、方便的查询到有用的地理信息，方便描述、模拟和预测。
1 地理信息系统的简介和发展历程
地理信息系统，英文简称GIS，从20世纪60年代出现，历经了数十载，已经发展成一门新兴地理科学。GIS能够综合考虑地域因素、地理分析、前景动态，做出主观判断，因此，常称GIS为地理学科的第3种语言。地理信息系统拥有信息收集、存储、分析、对比、解释和输出等功能。由于这种系统的特点鲜明，所以在世界范围内应用的很广泛，发展十分迅速。现在，就我国来说，地理信息系统主要应用在城市建设、国土规划、森林监察、农作物管理和水土资源管理等方面。
地理信息系统以计算机技术和传感技术为基础，以建立空间信息模型为表现形式，对整个地域的地理信息进行全方位的掌控。地理信息系统会分析数据、分析结果，及时更新数据库里的信息，同时应用传感技术对特殊的影像进行高精度的测量，又构建模拟的数学模型。地理信息系统会编码每个点的坐标，形成先定位，后定性的搜索模式。地理信息系统还能进行多层次的数据分析，结合传感器的反馈数据，自动制图。能够处理空间数据是地理信息系统与其他系统区别的标志，也是地理信息系统的技术要点。
2 GIS在水文学及水资源管理中的应用
2.1 GIS在水文模拟中的应用
许多水文学的案例都具有三维空间特点，所以水文模拟一般采用三维空间分配模型。GIS在水文模拟中的应用，主要指的是获得、显示和操作与分配模型有关的空间数据和实验结果，进而细化水文模型，得到水文学的实质，深入了解水文学。GIS其实由2个单独的实体构成，只有把2者结合才能得到科学的地理数据，所以通过加强2个实体间的结合来改造水文模拟。最新的方法是把统计分析技术和数学方法结合，在水文模拟中取得了不错成就，例如洪水预测、水污染预估和水文分析等。
2.2 GIS在水文数据管理中的应用
水文数据的结构较复杂，GIS的使用，使水文数据的管理变得轻松。一般水文数据的管理包含地理数据的管理、矢量和标量数据的管理、传感数据的管理和水文模拟数据的管理等。
在我国，GIS主要用于管理水质数据、供水数据和传感数据等。因为水质部门对水质数据的准确度要求高，所以GIS在水质部门的应用力度在逐年攀升。由于目前GIS技术的发展，水文工作者可以进行深层次的研究，结合现代的制图软件和自动制图工具，GIS的利用率已经很高。GIS不仅实现了数据管理和分析的能见性，还把传统的数据管理层次提高了。
2.3 GIS在水资源和环境管理中的应用
全球变暖等气候问题和环境保护问题一直是世界范围内的热点问题，其中水资源和环境管理是其一部分内容。GIS在水资源和环境管理中的主要作用引导决策者做出最科学的判断、对水资源管理制定目标、进行规划和透明化技术等。
由于GIS在水资源管理中是灵活性较大的技术，所以它可以打破传统管理中的束缚。外国在这方面提前做出表率，已经在GIS的基础上建立了各种不同尺度的计划，有的国家已经应用GIS对水资源管理系统做出模拟预判，有很好的发展前景，为以后国家水资源的管理政策的制定提供了合理的方向。GIS同样广泛地应用于区域水资源和环境管理中。例如，英国利用沿岸植物品种数据的多变量生态分析来识别英国河流的环境优化程度，将GIS综合到数据管理系统中，把可视化、扩散模拟和地域分析结合起来产生实际的或模拟的环境优化程度，求得由植物品种信息得出的与环境优化程度密切相关的成果。
我国从20世纪90年代就建成了国家级的地理信息系统，在全国水资源规划管理中同样有着举足轻重的作用。例如，南水北调工程在计划之初就做好了各种模拟和预判。在国内，上海市环境管理部门于20世纪80年代末开始GIS的应用研究，并建立了黄浦江流域水环境地理信息系统，系统具有动态监测显示、水污染过程模拟及取水口水环境管理功能，并可对水质进行快速的预测分析。
3 结语
由于21世纪是信息化的时代，计算机的应用可以对信息做出快速和准确的预判。GIS拥有很强的数据管理和分析能力，可以为水文学和水资源管理做出很大贡献。水资源管理会涉及到许多方面，在对水资源进行管理时，需要应用合理的系统，再结合科学的方法和计算机技术来进行管理。GIS正在朝着人工智能的方向发展，水资源管理者的任务正在减轻，所以，只有建立起完善的水资源管理系统，才能对水资源进行现代化的管理。
参考文献
[1] 魏文秋，于建营.地理信息系统在水文学和水资源管理中的应用[J].水科学进展.1997，8（3）.
篇6
国内地理信息系统（GIS）专业自1998开设至今已经有近15年的历史了，目前国内设置GIS专业的高等院校已近200所。在此期间，GIS科学技术的不断发展、GIS应用水平的不断提升使得整个空间信息产业对GIS人才的需求也逐渐增强。GIS教育也正在蓬勃发展之中，面对社会对人才要求的不断提高，出现了系列值得关注的问题：譬如学校传统的教育培养模式是否需要进行调整？传统的教育内容是否能够满足需求？怎样的培养模式才能够加强人才的竞争力？如何根据社会需要和学生需求以及学校特点合理地构建一套GIS创新型人才培养体系是专业建设急需解决地问题。
培养应用型、创新型的GIS人才一直是我们作为GIS教师的目标与责任。对此，本文分析了目前我国GIS专业本科生培养的现状及存在的一些问题，针对GIS专业人才培养改革的迫切需要，系统探讨了如何充分发挥GIS专业特色，培养应用创新型人才的措施和方法；结合首都师范大学地理信息系统国家特色专业人才培养的具体实践，详细论述了特色专业人才培养体系在建设理念、师资队伍、条件平台、课程教材、实验教学等方面的建设举措和进展，为其它相关高校专业建设和人才培养提供可供借鉴的思路和方案。
1 建设目标与举措
首都师范大学地理信息系统专业成立于2001年，以“教学、科研、团队协调发展，学科、专业、课程相互促进”为发展理念，依托“211工程”重点建设学科、4个国家、省部级优秀教学平台和4个国家和省部级科研创新平台等，高水平科研与教学相互结合和促进，加强开放、交流与合作；深入开展以促进学生知识、能力、素质协调发展为目标的创新性教学改革，完善人才培养体系。经过近10年的建设，在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科年轻、发展又快，地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题，实习实践有待加强，学生培养与国际接轨等老问题和层出不穷的新问题。
因此，本专业以人才培养为中心，以行业对人才的需求能力为出发点，研究人才知识结构与需求趋势，以高水平师资队伍建设、课程体系与教材建设、教学模式与方法改革、实践体系改革等建设为过程和手段，构建应用创新型人才培养体系和方案；建设一支掌握先进教育技术、教学水平高、实践与科研能力强、熟悉行业人才需求的队伍；建设校内校外相结合、国内国外项联系、实验与实习相贯通、应用与创新同步的立体化人才培养平台。
围绕该建设目标，在具体建设过程中，采取下列措施。
（1）实践教学体系改革：结合目标定位，深入调研国内外知名高校的专业课程体系，结合学校实际，改革现行课程体系，加强实践教学体系建设；使课程体系能力模块化，理论、实践与应用创新三位一体化，模块之间链接化，实践技能训练综合化，选修课组方向化，专题设计创新化。主动适应社会需求和创新性人才培养的需求。（2）课程内容与教材改革：针对现有课程内容重复性较大、部分授课内容老化的不足，依据人才培养目标改革教学内容和教材体系，决定课程内容的新旧取舍。保证教学内容的经典与前沿相结合，理论与实践相结合；保证课程群模块内部以及模块之间的有机衔接；结合教学实践和经验，开展教材建设，重点建设面向新培养目标的特色教材和实践教材。（3）专业师资队伍改革：优化教师与科研队伍，建立完善的GIS教学科研体系，包括高素质的教学队伍和齐全的教学实验设备。在本科生课程授课师资体系中，聘请高水平校外专家进本科生课堂；专业核心平台课推行教学水平较高的主讲教师负责制；推进产学研的紧密结合。（4）教学手段与方法改革：紧紧围绕应用创新人才培养的目标，积极推动和引导教学方法改革，采用问题式、讨论式、任务驱动式、现场实践式等多样化教学方法，改变传统教学中教师主动、学生被动的教学方式，提高学生学习兴趣，使学生主动发现问题、思考问题，培养学生从解决实际问题的角度理解知识、应用技术、创新发展。（5）人才培养模式改革：加强学生实践能力特别是综合应用实践的锻炼，为应用创新大好基础；注重个性化培养，优选若干具有潜质的学生开展研究型学习，实现人才培养模式的创新；通过制度建设和管理体制改革，建立一套能培养学生创新意识、创新思维、创新能力的运行机制；鼓励学生参加科研活动，设立科研创新学分与创新奖学金，利用学术报告、发表学术论文、各种科技大赛获奖、参加教师科研、申报科研立项等多种渠道，引导学生进行创新。
2 课程与教材建设
在课程设置方面，本专业的专业课程分为三大系列：计算机科学类（数据结构、数据库、计算机图形学、计算机图象处理、C语言、C++、VB、JAVA等面向对象的编程技术）、地理科学类（自然地理学、人文地理学、环境学、国土资源学、城市规划等）和地理信息系统科学与技术类（地图学、地理信息系统、计算机制图、遥感、全球定位系统、组件GIS、WEBGIS、ARCGIS、PCI等）。学生必须修满教学计划培养方案规定的180学分方能毕业。课程147学分（含实习18分），其中通识教育51分，专业基础28分，专业核心25分，专业方向课43分；实验教学33学分。
团队教师积极进行教学改革。所有专业课必修课均配备优秀教材（其中自编教材20%），引进和选用外文教材3门，必修课配备率达17%。6门课程中采用学生参与课堂讨论的方式进行教学，收到良好效果，获得三项学校探究式课程建设立项。90%课程参加学校课程建设，其中优秀课程20%。90%专业基础课和专业核心课由副教授以上的教师主讲，所有的教授、副教授都为本科生授课或做学术报告。实验指导教师多为博士和副教授。所有教学实习都指派有副教授以上教师指导学生。获得“北京市教育科学研究优秀成果一等奖”等教学奖励22项，其中包括地理信息系统国家精品课程1门、北京市精品课程1门。
根据教学改革的指导思想，本专业积极推进优秀教材建设，力求理论教材和实验教材在内容设计上注重理论基础、实验内容技术与方法的综合性、区域性、应用性和先进性，并体现理论与基础、室内与野外、经典与先进的有机结合。自编的系列实验教材和讲义，基本体现了教材建设的理念。截至目前，本专业已经主编专著和教材25部，其中包括《地理信息实验系列教程》、《遥感图像处理系列教程》等实验教材4部，参编教材4部。目前中心自编实验教材与讲义，对于充实地理学发展前沿起到了重要的作用。教学过程中针对本校不同专业、不同课程的特点，进行优化组合。有3本教材入选国家“十五”、“十一五”教育部规划教材，1项教材获北京市精品教材。
3 实践教学体系建设
本专业的实践教学以地理科学与技术国家级实验教学示范中心为建设单位，以地理信息系统系列课程为建设平台，分别建立了基础、专业、野外综合、探究性的实验教学平台。其中，由3个基础实验室（测量与地图实验室、遥感实验室、GIS实验室）和5个专业实验室（GPS实验室、卫星遥感数据接收实验室、车载三维信息获取实验室、三维激光实验室、虚拟地理环境实验室）组成课内实验平台，由5个野外综合实习基地（秦皇岛地质地貌、野鸭湖湿地自然保护区、北京金山测量与地图、北京地面沉降监测、北大方正3S技术开发与应用实习基地）组成校外综合实习、实践平台，由五个省部级重点实验室组成实验教学与科研创新平台。
在实践教学体系建设上，地理信息系统专业构建了符合学科特点、兼顾学习规律的“基础实验-综合实验-设计实验-研究创新”四级逐步提高的“一体化、多层次、开放式”的创新性实验教学体系。
实验课程、实验项目设计的总体思想是“以学生为本，传授知识、培养能力和素质提高协调发展”。在实验课程设计中，加强理论与技术应用的有机结合，加强地理新技术的应用；在实验项目设计中，鼓励教师依托科研项目开设综合性、创新性实验项目；扶持特色实验课程和项目的发展；加强学生自主学习、合作学习、探究学习的能力训练。
实践教学内容上，强调体现区域性、综合性、实践性的学科特点，根据专业和课程特色，分层次设立基本型、综合型、设计型、创新型实验，构建“基本理论验证-基本技术操作-开发应用创新”的多级实验内容。坚持“室内基础实验与野外综合实践相结合”、“地理信息科学基础理论与高新技术相结合”、“高水平科学研究与创新型实验设计相结合”，以培养具有扎实地理信息科学基础理论、基本知识与基本技能，掌握现代地理技术并具有应用创新精神的地理信息科学与技术复合型人才。
由专职、兼职教师组成的实验教学队伍，保证了科学研究与实验教学的有机结合。目前任职教师中，有70%的教师承担了各级各类科研项目，较好地提升了理论课、实验实习课的教学内容。如在ARCINFO地理信息系统实验课程中，任课教师依托所承担的“国土资源大调查项目—— 数字国土”，设计了基于ARCINFO的土地利用空间数据库建设实习；在GIS空间分析实验课中，依托863项目“GIS在农村社会经济统计分析中的应用”设计了基于GIS的人口空间自相关分析实习项目等等，保证在实验教学中前沿性科研的实验内容占一定的比例。
实验教学与科研、工程和社会应用实践结合主要表现在三个方面：一是地理信息科学基础理论与地理新技术相结合；二是高水平科研与创新型实验相结合；三是野外实习基地在遴选中遵循了区域性、综合性、先进性的原则。
4 人才培养体系建构
地理信息系统专业以学生为本，积极开展人才培养体系建设。初步搭建了本科—硕士—博士—博士后较为完善的人才培养体系，并初步建立了“五个结合”的人才培养模式，即“地理信息科学基础理论与地理信息高新技术相结合”、“室内基础实验与野外综合能力培养相结合”、“高水平科学研究与创新型教学相结合”、“本科生、研究生探究式教学相结合”、“教学示范辐射与合作交流相结合”，形成了“基础实验—综合实验—设计实验—研究创新”四级逐步提高的实验教学模式。在狠抓学生专业学习基础上，本专业根据用人单位需求，研究就业市场信息，力求为学生就业加强服务。通过组织地理信息系统应用、开发竞赛的各类活动，提高学生实践活动能力。联系高水平的业内人士来做报告，为学生将来就业搭建起人脉网络。学生科研立项和毕业论文依托科研、工程和社会应用实践等项目的比重逐年提高，选题的准确性、方法的先进性和成果的应用性都有显著的提高。主要举措体现在以下几点。
（1）高水平科研与教学相互促进，力争为每一位师生提供适宜发展的学术空间。集成5个省部级重点实验室优势资源，建立创新教育平台，并与教学平台有机结合；师生借鉴科研思路，开展创新教育和研究性学习；学生探究式学习有效地反哺了教师创新教育能力。（2）以高新技术应用激发学习热情，培养学生掌握高新技术应用“一技之长”。获国家科技进步奖、国家专利的成果，转化为自主知识产权的实验教学仪器和软件，激发学生探究式学习兴趣、培养解决地理学实际问题能力；通过增设5门探究式实验课、出版10部实验教材、建设国家精品课程、精品教材等与国内外50多所大学共享互动、不断提高。（3）让学生在科研和学科竞赛中掌握高新技术深入应用。依托团队主持的国家级项目，组织70%的本科生参加科研，先后获国家、省部、校级立项191项，38篇。2008年，3项本科生科研项目入选“国家大学生科学研究与创业行动计划”。在全国、省部、校级大学生挑战杯赛、数学建模与计算机应用、GIS软件开发等竞赛中获奖120多人次。（4）营造实验教学国际化环境，培养实际工作能力。与欧美7所大学联合开展中国地理实习，已成为固定环节，有效激发了师生教与学的兴趣、培养合作学习能力；与6个国际品牌的遥感、GIS软件公司合作，建立ARCGIS、ENVI、PCI、JX-4、EZMAP、IMAGEINFO实训基地，有效促进了师生专业软件应用能力与国际接轨。
近年来，本科生毕业论文80%是依托教师的科研项目开展的，部分本科生的科研成果在教师承担的科研项目中得到了沉淀。本科生的实践和创新能力也有了显著的提高，参与创新、训练、竞赛活动的学生达60%，获校级大学生科研立项38项，获实验室开放基金43项；获全国大学生“挑战杯”大赛北京市一等奖、全国大学生数学建模与计算机应用竞赛北京市一等奖、北京市数学建模竞赛一等奖等国家、省部级和校级各种奖励47项。
学生的学习质量逐步提高，带来的社会声誉逐步上升。考研率突破45%，陆续有10余名学生成功申请出国交流学习计划并出国继续攻读硕士学位。近三年中本科生英语四级累计通过率93.5%以上，一次就业率均达到98%以上。
5 结语
地理信息系统专业成立以来，在师资队伍、平台建设、教学改革等方面取得了一系列成绩。但是鉴于地理信息系统学科即年轻、发展又快，地理信息系统专业本、硕、博课程都存在一定的问题。为此，我们开展并将继续延续地理信息系统应用创新型人才培养体系建设，继续完善以地学高新技术应用为特色的实验教学体系和培养模式，努力将高水平科研成果转化为实验教学的先进仪器和软件，显著提高学生学习热情和应用高新技术解决实际问题的能力，明显提升教师团队创新教育能力。
参考文献
[1] 宫辉力，李小娟，赵文吉，等，地理学创新型人才培养—— 理念与改革实践[M]，北京大学出版社，2008：1-6.
[2] 宫辉力，李小娟，赵文吉，等.地理信息系统国家特色专业建设与发展[J].中国大学教育，2009（11）：41-46.
篇7
一、湿地地理信息系统的发展现状
我国对于湿地的研究相对比较晚，随着社会的发展、科学技术的进步，逐渐出现许多的湿地信息保护系统，近几十年来，建立了湿地地理信息系统，该系统可以充分结合湿地的特点，根据湿地的实际情况设计相关的管理与维护的技术。湿地地理信息系统的功能主要包括查询、浏览、管理、分析等。根据相应的系统功能可以将系统分成两类：查询服务型与决策支持型，前者的功能主要就是利用相应的数据库为相关人员提供湿地的信息；后者可以进行集成处理形成相应的信息对湿地的情况开展总体评价工作，同时可以辅助相关的管理人员制定合理、科学的湿地管理与维护措施以及相应的发展计划。随着地理信息技术的不断发展与进步，相应的系统功能也在不断的增多，预测、可视化、空间分析以及数据综合管理等将会成为该系统主要的发展方向。
二、湿地地理信息系统的建设及关键技术
（一）研究区域的概况
鄱阳湖湿地的位置在长江中下游的南岸，水系流域的面积为16.21万平方千米，占据了整个长江流域面积的百分之九。鄱阳湖湿地发挥着降解污染、调节气候以及调洪蓄水等作用，是我国重点生态自然保护区与商品粮的生产基地，在这两方面有着非常重要的意义。
（二）系统结构的设计
湿地地理信息系统就是利用地理信息技术、遥感技术以及全球定位技术这三个技术，为整个流域的实际情况提供场景再现，同时为湿地流域的洪水预报、灾情评估、水利工程建设、生态保护以及信息管理等方面提供相应的技术保障。该系统的软件研发主要是以3D网络地理信息技术为平台，数据库管理主要是以Orcal为平台，在逻辑结构方面而言，将划分为数据层、业务层以及表示层；在硬件结构角度而言，将其划分为数据服务器层、网络服务器层以及客户层。
（三）数据库的建设
针对鄱阳湖湿地的实际情况，其系统数据库的建设主要包括物理数据库、数据检查、数据入库、数据索引、质量检测以及数据验收等环节。系统数据平台根据相应类别可以将其划分为各种业务与空间地理信息这两种数据库。其中业务数据主要包括环境监测、野外生态观测、湿地样品信息；社会信息、人文信息、经济信息；湿地植被、水文以及土壤等生态信息；灾情、工情、水情等信息；专业模型、行政划分、专家知识库；辅助数据库以及与湿地管理有关的各种法律法规、文件等数据。空间数据主要包括比例尺为1：250000鄱阳湖的数字地图；比例尺为1：5000、1：1000等重点区域、城市以及提防的数字地图；比例尺为1：100000、1：10000等重点干、支流的数字地图；以及用来构建图形信息的数字高程、数字模型、数字影像等多尺度数据。
在构建数据库的过程中，一定要时刻注意系统整体的协调性与一致性。将辅助信息数据库当成是整体系统的规范与标准，无论是构建什么样的数据库都要根据此数据库的有关规范与标准进行相关部分的设计，而所有的数据也要根据此数据库中相关的规范、标准以及编码信息执行相应的具体操作，进而保证数据可以进行高效、精确的运行，在开展交互的过程中不会出现任何差错。在数据库系统中，地物是其中最为基本的单元，在整个系统结构中发挥着核心的作用。实时信息数据库与历史信息数据库中的数据主要就是利用地物的唯一编码实现与地理信息数据库中的数据一一对应的，同时也为相关数据的分析与管理奠定了坚实的基础。除此之外，还可以利用空间图形不同要素的不同存放、空间索引的构建以及属性与空间之间的联系等手段，优化数据库的相关功能。
（四）空间数据库的更新与维护
利用重新构建、重新组织以及加强对系统运行完整性与安全性的控制等方式对空间数据库开展相应的更新与维护，以此来增强数据库利用的效率与运行的周期。同时，在卫星影像或者航空中利用全数字摄影测控技术提取出比例各不相同的4D数据产品，主要有数字线化、数字影像、数字高程等，全自动、全数字、高效快速以及大范围的提取地形、水利以及地貌等要素信息。此种方式的使用有效的冲破了传统方式自动化技术水平比较低、人工投入比较多以及批量处理能力比较低的劣势，有效的完成了对空间数据库信息的更新。除此之外，卫星遥感影像技术也得到了一定的应用，尤其是在商业领域中应用了1米分辨率的伊科诺斯卫星影像传感器与0.62米分辨率的快鸟卫星影像传感器等，在一定程度上推进了数字化水利建设的发展。
（五）系统集成技术的研发
系统集成的研发是一项非常重要的创新性研究。对于湿地地理信息系统的建设而言，其是一项非常复杂的工程，需要对不同的模型、模块、子系统等进行研发，并且执行系统集成，比如地理信息模块、洪水模拟模型、专用数据库等展开集成，利用总控制程序构建防洪调度系统，实现系统与模型之间的集成，完善系统运行的各项功能。在此系统设计中，模型集成技术是一个比较困难的方面，也是项目运行的关键技术，一定要充分考虑以下几点：一是，模型组件化的设计，分离了用户界面与系统程序，在运行的过程中不展开人机对话操作；二是，规范化与标准化模型的输入与输出，建立相应的预报模型库，进而设计相应的预报方案；三是，利用XML格式的文件将模型计算结果以及参数等相关数据信息储存在数据库当中，方便分离其与模型程序。
（六）3D网络地理信息系统技术
3D网络地理信息系统技术的出现，突破了传统网络地理信息系统数据的发送方式，为空间信息的发送提供了新的技术途径。该技术的使用能够使服务器与客户端之间的空间数据不用直接传输，而是传输一些KML文档或者影像图片等。影像数据会事先被分成不同的比例，之后按照相应的要求形成图片，当相关用户发出请求的时候，服务器就不用对数据进行相应的复杂处理，只要按照用户的要求改变一下图片的尺寸，选择形成的相应图片进行拼接，最后返回给用户。这样的技术可以有效的减少服务器与带宽的运行负荷，为空间数据的发送提供了新的解决途径。
结束语：
总而言之，在地理信息系统中湿地地理信息系统占据着非常重要的位置，需要进行不断的分析与研究，进而创新出更好的技术手段与方法。随着科学技术水平的不断提高，湿地地理信息系统也取得了一定的成效，并且在各个方面也得到了一定的突破。所以，加强对湿地地理信息系统的研究是一个值得探讨的问题。
参考文献：
[1]陈建群，王振兴，朱建军等.湿地地理信息系统建设及关键技术研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2012（02）.
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随着旅游行业的高速发展和“互联网+”的兴起，虚拟旅游的研究已经逐渐成为热点。GIS （地理信息系统）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，Web-GIS（网络地理信息系统）是Internet技术应用于GIS开发的产物。
北海老街（珠海路）是北海市历史文化名城的核心开发街区，对北海的旅游产业起着支撑作用。珠海路历史悠久，商业传统优良，是北海历史和风俗及市民生活的浓缩地带。旅游产业规模不断扩大，经济效益日益突出，然而一些问题也日益凸显，对外宣传力度不够，不能及时的旅游信息和进行旅游咨询活动，市场潜力未得到充分开发。应用Web-GIS等技术实时旅游信息、实现数据共享，使游客能够直接通过互联网实现数据访问，实现空间数据浏览、查询，对促进北海老街的旅游发展具有非常重要的意义。
2 Web-GIS概述
网络地理信息系统（Web Geographic Information System，Web-GIS），是指基于Internet平台，运用在Internet上的地理信息系统，包括Web-GIS浏览器、Web-GIS服务器、Web-GIS编辑器、Web-GIS信息四个部分，是地理信息技术和互联网技术结合的产物。Web-GIS与传统GIS相比具有如下优势：全球化服务应用、分布式动态系统，良好的可扩展性、良好的兼容性等。
Web-GIS主要具有如下几个功能：
（1）在全球范围内通过多种手段获取地理信息，把已存在的图形数据转化为 Web-GIS 的基础数据，提高数据共享和传输效率；
（2）不同地区的客户端利用浏览器的交互能力，实现图形及属性数据的查询检索；
（3）实时完成在服务器端为浏览器端提供模型参数的分析与计算，并即时将计算结果以图形或文字等方式返回至浏览器端；
（4）将Internet上空间分布的信息进行组织管理，为客户端提供基于空间分布的多种信息服务，提高资源利用。
计算机软硬件和网络技术的快速发展，地理空间信息科学的飞速发展以及人们对信息需求的不断增加，这些都给Web-GIS的开发和应用提供了非常广泛的空间：如与多媒体技术、虚拟现实技术的结合，基于移动端Web-GIS的研发，基于网格计算的Web-GIS系统模式等。Web-GIS将为电子商务、电子政务等多种信息化建设提供巨大的技术支持平台。
3 虚拟旅游系统的功能设计
依据北海老街旅游的基本情况，将系统功能分为三大模块：空间数据管理模块，系统查询模块，系统维护模块。
3.1 空间数据管理模块
该模块对空间数据库中的数据进行分析，需要具备动态管理功能，能够及时根据北海老街基础设施更新、景点内部扩建和改建动态更新数据库信息。（1）图形显示模块：完成图形的大小缩放、显示全图等基本图形处理功能。（2）空间分析模块：使用Web-GIS便捷的空间分析能力可以在地图上简单的实现半径查找，如通过Web-GIS分类查找老街景点情况，以及商店、饭店等功能性设施。（3）多媒体显示模块：借助多媒体，实现路线漫游跟踪和快速显示，并可以对各主要景点进行多媒体演示，通过图像、视频、音频等多媒体信息全面介绍老街的最新旅游风貌。（4）虚拟三维显示模块：虚拟现实（Virtual Reality）利用计算机生成模拟环境，给用户提供现场多感觉通道，根据不同的使用需求，探寻一种最佳的人机交互方式，使游客通过特殊交互设备身临其境，实现虚拟旅游，获得身临其境的感受。
3.2 系统查询模块
该模块为用户提供多种查询功能，按照查询对象类型的不同，分为以下几个部分：（1）景区地理信息查询：查询从北海主要地标（如：北海站、福成机场、南珠汽车站、银滩、北部湾广场等）到达景区的路线。（2）景区景点分布查询：用户可以根据需要查询各类景点的位置，如基督教堂，博物馆等。（3）功能性查询：查询餐饮娱乐信息，并完成餐饮住宿的在线预订。
3.3 系统维护模块
实现快捷方便的系统维护和数据升级，提供可靠的旅游信息供用户准确的下载，为游客和旅游管理人员提供有力的信息支持。
4 Web-GIS的构造模型
本系统采用当前主流的浏览器服务器（B/S）模式，该模型为三层结构体系：数据库服务器、Web-GIS应用服务器和客户端。数据库服务器和Web-GIS应用服务器被区分开来，客户端采用通用的Web浏览器。相对于传统的两层结构，客户端在该模式下可以使用通用的浏览器，支持多种操作系统，具有操作简单、使用和开发成本低等特点。另一方面，数据库服务器、Web-GIS应用服务器的分离，大大降低了服务器的负载。
用户通过Web浏览器向Web-GIS应用服务器发出请求， Web-GIS应用服务器接收到请求后从数据库服务器中读取数据， Web-GIS应用服务器根据用户请求，或直接在服务器端处理数据并将结果发送到客户端，或者将数据发送到客户端由客户端自行处理。浏览器服务器三层结构如图1所示：
5 结束语
北海作为国内著名的沿海旅游城市，拥有独特的自然和人文景观，由于北海市旅游信息的封闭性，阻碍了北海旅游业的发展。经过多次的实地调查和数据采集，我们开发设计了北海老街虚拟旅游信息系统，旨在探索一种全新的旅游模式。
本系统的特点主要体现在，使用Web-GIS技术，采用浏览器服务器三层结构实现浏览、查询、缩放、测量等功能，客户端采用通用web浏览器访问系统资源，操作性大大提高，同时降低了服务器的负载。
参考文献
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一、什么是地理信息技术
地理信息技术是指GIS、RS、GPS（即地理信息系统、遥感、全球定位系统）和数字地球技术。GIS是在运用计算机系统，针对地球表层空间中的相关地理分布数据进行系统的采集、存储、运算、管理、分析等技术的一个运作系统。RS是指通过对遥感器的利用，从高空中探测地球上物体的属性，通过不同的感知信息的传输，来识别地面上的物体。GPS是指利用卫星导航，来地地面距离进行精细的测量和时间的预测，是一种将卫星和通讯信息结合起来的新型科学技术。数字地球技术是指把地球上所有的信息通过数字化的处理后，利用计算机网络系统来管理信息。
二、地理信息技术在地籍管理系统中运用的重要性
（一）转变了传统的地籍管理方法
传统的地籍管理是通过人手的方式对地籍数据进行检查、管理和更新，这种费时费力的管理模式已经无法再满足现代社会高速发展的要求，地理信息技术的应用就是一种新型的地籍管理方法的运用，是一场技术的改革，使新型的科技管理代替了传统的管理方法，使地籍管理进入信息化的高速时代。
（二）地籍管理工作更加科学、高效，地籍管理系统更加的全面和完善
地理信息技术是科技含量相当高的现代技术，它们在地籍管理系统中的运用，将会利用现代化的科学技术对地籍信息进行更详细的、科学的搜集和分析，将会使使各种地籍管理所需要的信息搜集更加的快速，搜集的信息科学含量更高、更精准。这些科学的信息的搜集将会使地籍管理系统中的数据和信息更加的准确，能够为后期土地的规划提供更科学的信息数据库。同时也满足了社会各界对土地信息全面查询和快速更新的要求，建立了一个全面完善的地籍数据库供社会各界和不同人群进行查询。
三、地理信息技术在地籍管理系统中的应用
（一）地籍信息化管理
GIS和数字地球技术利用现代科学技术对地籍信息进行搜索和分析，使地籍信息可以通过计算机系统建立一个可供查询的资源参考，使地籍信息不再是人手的搜集和纸质的存档。通过地理信息技术的应用，地籍信息的搜集和存储逐渐转变为了计算机科学技术的运用，地籍信息化通过计算机和通讯系统初步形成。地籍信息可以通过计算机平台建立一个信息化的地籍管理系统，使地籍信息可以通过计算机技术自动的进行分类和存档，在查询时也能够在第一时间快速的检索出来。
（二）地籍信息数据库的建立
通过RS，地籍信息管理工作中可以搜集到海量的地籍信息，搜集到那些人手不能轻易搜集到的数据，同时通过高空遥感，又可以快速的搜集各类所需信息并且及时的传达到地面，使搜集工作更加的快速和准确。各类精准和全面的地籍信息的搜索和存储，通过新型的地理信息技术的运用和计算机技术平台，我们可以建立一个系统而全面的地籍信息数据库，供今后的地籍信息管理工作提供了信息参考和制定执行计划的依据。地理信息技术使用后必然会得到大量的数据信息，传统的存档和人手保存的方式已经不能接受海量的数据信息更新工作，因此，计算机信息数据库的建立可以使地籍管理工作更加的方便，节省人力和财力。而目前我国已经将地籍信息数据库的建立作为了地籍管理工作中最重要的工作之一。
（三）地籍信息网络系统的初步形成
GPS是实现计算机和通讯技术相结合的地理信息技术，它通过定位，将所需的信息通过通讯信号传输和接收，使现代地籍管理工作能够得到更加精准的数据和资源。并且通过全球网络系统将这些数据传输出去，人类可以通过计算机平台实现信息的交换，在网络上进行地籍管理工作的实施和探讨，使地籍管理工作不再是某个机构和国家的特定工作，信息的交流构建了地籍信息网络系统，使地籍信息能够在全球进行分享，地籍管理工作可供参考和借鉴的信息资源更加丰富。
四、结语
虽然，地理信息技术作为一种新型的科学技术，在地籍管理系统中的应用还没有全面普及，并且运用其中的时间很短。但是就目前地籍管理工作的成果来看，地理信息技术为我国的地籍管理工作带来了相当多的便利，使我国的地籍管理工作在短期内取得了突破性的进展，我国地籍管理工作逐渐开始采用现代计算机和通讯技术代替了传统的人手，使地籍信息搜集、查询、更新有了更好的平台，并且地籍信息管理工作也更加简单和快速。无疑，地理信息技术为地籍管理系统的建立提供了更加科学全面的技术支持，我国的地籍管理系统将在地理信息技术的应用中逐渐全面完善，我国的地籍管理工作也将走上高速科学的发展道路。
参考文献
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[2]张吉福，肖林萍，邹仁均.地籍管理信息系统若干问题的探讨[J].测绘，2013（04）
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1、非GIS专业开设GIS课程的必要性
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[1]。从上世纪60年代初开始兴起，经过50多年的发展，GIS已经渗透到与空间信息相关的各个行业，成为各个行业解决问题的基本工具，从而使得GIS专业人才的需求大量增加。由于GIS是一门集计算机科学、地理学、测绘、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科[2]。相对于GIS专业的学生，非GIS专业学生基础知识掌握不够，对GIS先行课程如计算机、地图学、地理学、测绘学、数据结构、数据库等知识不甚了解。导致非GIS专业的学生在学习该课程时抓不住重点，觉得理论性太强，学习很吃力，和本专业联系不大，不敢兴趣。所以非GIS专业的GIS课程设计与教学方法必须结合本专业的特点进行设置。
2、课程教学安排的探讨
非GIS课程的设计应紧密结合本专业，使学生掌握GIS的基本概念，熟悉数据的组织和管理常采用的方法，掌握空间数据的采集、输入和编辑等基本内容和方法，熟悉GIS空间分析的基本方法，能够以GIS软件为基本工具，解决自己所学专业领域实际问题。为了实现这个目标，必须根据专业需求制定教学大纲、教学计划和实纲，确定合理的课时、学分、授课方式、实验内容等，根据专业需求进行内容的筛选，在理论课和实验课之间进行合理课时分配，确定考核形式和要求。
2.1教学内容组织
地理信息系统是一门典型的交叉型边缘学科，其显著特点是多学科集成，涉及的知识面广，发展与内容更新的速度快，渗透性和空间抽象性强，研究对象的空间尺度变化大。对于非GIS专业而言，由于专业课程的限制，在基本知识缺乏的情况下，对地理信息系统课程教学内容组织和筛选就显得尤为重要。
因此，在编制非GIS专业的教学大纲时，应考虑非GIS专业学生的专业背景，让学生了解GIS的发展历史、现状及未来发展趋势，对GIS有基本的认识与了解。同时，让学生熟练掌握GIS的数据来源，利用GIS专业软件进行数据采集和编辑、空间分析以及GIS产品的制作与输出的方法。了解地理信息系统数据库、地理信息系统模型与建模等部分内容。培养非GIS专业学生利用GIS知识解决问题的基本意识，增强学生利用GIS处理本专业基本问题的能力。
2.2理论教学模式
非GIS专业的地理信息系统课程宜采用灵活多变的教学模式。理论课程采用多媒体进行教学，在教学行式上，采取讲解、演示、课堂讨论和案例分析等多种形式相结合，针对不同专业需求，选择相应的学习形式，突出重点、培养学生灵活的思维模式和学习方法，通过具体实例让学生了解GIS在实际生活中的应用。如对比学生熟悉的选课以及查询成绩的教学管理系统与地理信息系统，让其了解其他管理信息系统与“地理”信息系统两者之间的区别与联系，增加学生的学习兴趣与热情。非GIS专业开展GIS课程的目的是为其专业提供一个GIS分析手段，最终目的还是要用来解决其专业领域的问题。因此，在讲解GIS在本专业的具体应用时，采用案例分析的方式，使学生熟悉利用GIS解决实际问题的流程和空间分析的基本方法与特点。但是，在案例的选择非常重要，应选择学生所学专业领域相关的应用案例。
2.3实验教学内容的选择
上机实验是从理论到实际应用的重要环节，许多内容如数据采集、编辑、空间查询与分析、地图的编制与输出等都必须通过实验，才能够真正理解和掌握。同时激发同学们进一步学习的欲望。实验内容设计除与教学内容同步外，还应与相关专业紧密结合，最好是以学生所学专业问题为实验目标，选取适量的实验数据，通过GIS的不同专业软件操作，达到解决问题的目的。软件一般选择比较成熟的ESRI公司的ArcView软件和ArcGIS软件。从简到难，要求学生对这2款软件的界面、基本功能以及一般的空间分析功能能够熟练的操作。针对不同专业需求，实验的具体内容应尽可能地与其专业知识相结合。通过实验操作，使学生能够利用所学的GIS知识，与专业相结合来解决专业领域的问题。有助于提高学生的学习效果，加深学生对GIS理论知识和本专业之间的联系。通过这样的实验课程，不但加深了对GIS的基本功能的了解，而且能够利用GIS工具解决专业实际问题的方法，从而达到真正的学以致用。
2.4考核方式上选择
要想培养学生的创新性思维模式、拓宽在GIS领域的知识，就必须改变考试方法和考试内容，使考试方式灵活多样。要抛开传统的对课本内容死记硬背，出现高分低能现象的考试形式，针对非GIS专业地理信息系统的教学目标和课程本身的特点，可以采用如课后作业、实验成果、读书报告、设计、考试等多种方式相结合，成绩按一定比例分配的考核行式。这样使学生能抛开课本，养成随时查阅相关资料的习惯，并能分析研究问题，提出自己的见解。为了真实反映学生的学习效果，最后针对考试的内容要合理的选取：除了考查学生对基本知识掌握的程度，还需要考核学生与实验相关的软件操作能力和实际应用分析能力。通过这样的形式，改变学生临时抱佛脚的不良学习风气，能较好的体现教学效果，促进学生的学习积极性。
3.结束语
由于GIS本身的特点以及在各个行业的应用、以及GIS空间分析能力的不断提高，使得GIS被越来越多的专业所应用。然而针对不同专业和技术背景的人员，对GIS的理论及应用的掌握是有所不同的。非GIS专业教学过程中应采取与专业紧密结合的多样化教学方式，从多环节进行合理的设置和优化。另外，加强GIS授课者自身综合素质的培养，提高其相关专业水平，也是促进GIS教学质量提高的重要指标。
参考文献：
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[4] 陈建飞等.地理信息系统导论[M].北京：科学出版社，2010.
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1 引言
全球环境变化是当今环境研究的热点，也是地球信息科学的应用问题之一。土地利用变化通过与气候、生态系统过程、生物地球化学循环、生物多样性和人类活动的相互作用来影响全球变化，它是全球环境变化的主要驱动力之一，也是全球变化研究的中心内容。在全球尺度，土地覆盖变化是土地利用变化长期积累的结果。因为这些变化影响气候、土壤、植被、水资源和生物多样性等人类赖以生存的主要自然资源，所以它们在陆地生态系统中与可持续发展问题密切相关。
为了分析土地利用变化过程、景观空间异质性动态、人类对土地覆盖变化的反应，我们至少需要以下两个方面的数据：①过去各个历史时期的景观综合图和其它土地覆盖的间接证据；②反映近期土地变化的遥感数据。
为了整理来源于遥感和景观综合图等的有关信息，并在一个公用的空间框架中为地理、文化、政治、环境和统计数据提供输入、储存、处理、分析和显示能力，我们需要地理信息系统。
为了预测地球系统的变化趋势，数学模型是必不可少的。土地利用变化的数学模型包括基于变化格局外推的诊断模型和基于土地利用变化过程的动态集成模型。现有的数学模型综合了景观变量和变化的近因，可以进行短中期预测。
全球变化的长期预测需要分析土地覆盖变化在不同地理和历史背景下的主要人文驱动因素，分析气候变化和全球生物地球化学因素对土地利用和土地覆盖的影响。这些分析需要综合土地利用动态的案例研究，通过运用地学信息图谱对这些大量典型案例研究的对比分析，在区域尺度得出土地利用变化的一般结论。为了使这些研究从区域尺度上升到全球尺度，我们必须进一步分析空间异质性、技术创新、政策变化和城乡动态等问题[1]。
在全球环境变化方面我国已有很多研究成果[2～4]，同时也已产生了许多研究方法。例如，叶笃正等提出了全球变化的预研究方法[5]；张新时等改进了 holdridge 模型，并据此研究了气候变化对中国森林植被的可能影响[6]；李克让等开发了气候—森林响应动力学模型[7]。本文主要从地球信息科学的角度，讨论我们对全球环境变化系统研究方法的一些认识。
2 数据获取
第一手数据对全球环境变化研究是非常重要的，如果第一手数据有问题，那么下面的所有分析和预测都将是建立在沙滩上的空中楼阁[8]。早在 1960 年代初，作者之一（陈述彭）利用海南岛航空像片对包括坡度、土地利用、植被、土壤、坡向、地貌和地质多要素解译及地面实况进行了三级比例尺验证。在航空像片综合利用与农业综合制图的实验中，主张以地理的综合方法作为解决热带航空像片分析与农业制图的基本途径，即：按照地面控制考察与航空像片分析相结合的原则，从研究区域自然综合体的自然历史过程着手，摸清各种自然要素之间相互依存、相互制约的关系，综合利用航空像片，相互阐明，彼此印证。根据像片判读和量测的可能性，试制了大北部试点地区的 6 种基本自然条件与土地资源图：微地貌结构图、坡度组合图、植被图、土地利用图、土壤土质图和农用地形图[9]。
1978～1980 年间，中国科学院组织全国 80 多个单位，在云南腾冲地区首次进行了大规模的综合航空遥感试验。这次遥感试验分为 33 个专题进行，包括地质、农林、水资源、测绘制图等各个专业的解释制图工作，以及各种遥感仪器检验和波谱测试工作。在土地管理方面，根据地物波谱特性和遥感图像的亮度系数，对土壤进行聚类。通过彩色红外片的色散分析，鉴别主要森林树种，利用遥感图像解译立地因子，回归估算森林材积量和评价宜林地。利用彩色红外像片，从图像上直接解译 20 多种土地利用类型和土壤特性，确定植被覆盖率、森林和各类植被的覆盖面积，划分植被类型，确定森林植被的郁闭度、分层和高度等数量指标，分析生态环境条件并分出优势树种。在这次试验过程中，通过地面实况观察和航空像片解译，编制了试验区的自然景观图；结合应用土壤、植被、水分等参数，通过航测地形图的数据量测，建立了腾冲地区数字地形模型[10]。
1981 年，在渡口—二滩开展的第二步试验中，以航空遥感资料为基础，从土地覆盖和环境污染着手，试验多源的数据采集与空间配准的方法，探索了信息专题化和数字化的技术途径[11]。其试验内容包括：①彩色红外正射影像地图的编制；②土地覆盖图的编码；③社会经济统计数据的
自
1970 年代末以来，遥感技术在我国得到了较广泛的应用，例如：大地构造学理论与板块学说的验证，水、气动力学现象与自然历史轨迹的分析和生态系统的监测与环境科学的应用[12]，陕北黄土高原地区遥感应用研究[13]，资源环境动态遥感与模型分析试验研究[14]，三北防护林遥感综合调查研究[15]，城市遥感[16]和中国资源环境遥感宏观调查与动态研究[17]。
遥感图像和数据是现代地理信息的重要来源之一[18]。遥感图像是一种综合性的地理信息源（包括各种地理要素），同时，又是一种空间信息，为地理现象的空间分布提供了定位、定量的数据。遥感数据比地图更进一步强化了地理综合体的形象和概念，它提供了具有全息性质的交织在一起的可见景观实体影像。人地关系错综复杂，难解难分，通过其中相互依存、相互制约的关系，人们可能由此及彼、由表及里，超越直接的形象，借助于间接的标志，从中获取极其丰富的二次信息。因此，遥感是一种运用物理手段、数学方法和地学规律相结合的数据获取技术。在 20 世纪和 21 世纪之交的今天，遥感技术不再是孤立的系统，已达到了与全球定位系统、地理信息系统和网络技术紧密结合的水平，可以为全球环境变化研究提供多维和动态的网络数据。
3 地理信息系统
地理信息系统的发展可划分为 4 个相互重叠的阶段[19]：1950 年代到 1970 年代中期是地理信息系统的开拓阶段，1970 年代中期到 1980 年代初期是政府资助研究和正式试验阶段，1980 年代初期到 1980 年代后期是地理信息系统的产业化阶段，自 1980 年代后期以来地理信息系统进入工作台站网络化和多媒体阶段。我国自 1960 年代初期跻身于地理信息系统的探索、试验和发展以来，在研究方面基本上保持着与国际同步发展的水平[20]。
从历史发展来说，地理信息系统脱胎于地图[21]。地图和地理信息系统都是地理学的信息载体。其所以称为地理信息系统，是因为它的特定性质属于空间型，以区别于其它统计型的信息系统。它的主要特点是，每个数据项都按地理坐标来编码，即首先是定位，然后是各种定性、定量属性。以这些定位数据库为基础而发展起来，具备愈来愈完善的分析功能的信息系统，则统称为地理信息系统[22]。它的基本构成包括三部分，①地理基础：按经纬度、地形图格网或行政区划、流域等来建立格网的或多边形的地理坐标；②标准化和数字化：将统计数据、地图或影像加以规格化和数字化，以适应计算机输入和输出，以便于人文与自然要素之间的对比与相关分析；③多维结构：实现三维的空间信息结构并按时间序列延续，从而具备信息存储、更新和转换的能力[23]。地理信息系统是具有多层次数据结构、多功能综合分析能力的空间型信息系统，可把全球或地球的大量自然因子和人文要素的属性，按照地理位置建成关系数据库，再加上遥感卫星的周期性大范围扫描数据以及结合经济统计的实时传输，使数据保持在经常的更新状态之中。因此，我们可以根据地理系统建立空间分析模型，对全球环境变化进行动态模拟和预测[24]。
4 数学模型
建立新一代空间动态模型是全球变化研究面临的主要挑战[1]，而总结和评价现存的有关模型是新一代模型必不可少的基础。为此，我们自 1998 年 7 月开始进行数学模型文档库建设。由于资源环境数学模型的复杂性，有关模拟系统质量的隐含和明确假设对模型用户常常并不是不言自明的，所以，标准化数学模型文档库中的每一个模型包含有 6 个层次的信息，它们所包含信息的详细程度逐渐提高。即：①注册信息层：包括有关模型的整体信息，例如摘要、作者联系地址和参考文献等；②科技信息层：包含层次 1 中的所有信息以及模型的详细科技信息，例如，模型的数学方程、参数变量、隐含假设和资源环境背景等；③数学信息层：包含层次 2 中的所有信息及模型的数学基础；④过程信息层：包含层次 3 中的所有信息及模型的构建过程或论证过程；⑤程序信息层：包含层次 4 中的所有信息及模型的原程序；⑥案例信息层：包含层次 5 中的所有信息及模型的应用案例。
通过比较分析文档库中的模型，对现存建模方法的局限性和尚待创建的数学模型有了一个全面的认识，并因此派生了具有创新意义的模型。例如，以综合生物多样性模型[25]为核心的景观空间异质性动态模型体系，以生态系统稳定性模型[26]、连通性模型和基于植被指数的土地生产力模型为核心的土地利用变化过程模型体系，以数据挖掘模型[27]为核心的气候变化模型体系和以土地管理虚拟系统[28]为核心的人类对土地覆盖变化的反应模型等。
5 地学信息图谱
发展和完善一种方法来反演 (backcasting) 土地利用
和土地覆盖变化的过去和预测 (forec asting)其未来，是全球变化研究的具体目标之一[1]。地学信息图谱正是迎合这一研究目标的有效可选方法之一。
地学信息图谱是在继承中国传统研究成果的基础上，运用卫星遥感、全球定位系统、地理信息系统和信息网络等当代先进技术和现代科学理论发展起来的，它是一种图谱生成过程智能化的系统理论。地学信息图谱吸收了景观综合图简洁和数学模型抽象的特点，它的发展经历了景观制图实验[29]、图谱概念的提出[30]、图谱方法的
应用[31、32]和地学信息图谱理论[33]的形成 4 个阶段。地学信息图谱由征兆图、诊断图和实施图组成。征兆图是信息提取模型对有关数据的运行结果，可为我们进一步研究提供线索和依据[28]；诊断图可表达为各种基础图的不同组合，可反映资源环境动态的变化与发展趋势[34]；实施图以诊断图为依据，通过改变各种边界条件，分析推理不同控制条件下的决策方案，可为进行规划实验提供依据和预案[35]。
图谱是一种源远流长的中国传统方式，主要运用图型语言进行时间与空间的综合表达与分析；地学信息图谱则是应用地学分析的系列多维图解来描述现状，并通过建立时空模型来重建过去和虚拟未来[33]。也就是说，地学信息图谱不仅应用于数据采集和数据开发利用，而且服务于科学预测与决策方案的虚拟。地学信息图谱具有以下 4 个重要功能：①借助图谱可以反演和模拟时空变化，即可反演过去、预测未来；②可利用图的形象表达能力，对复杂现象进行简洁的表达；③多维的空间信息可展示在二维地图上，从而大大减小了模型模拟的复杂性；④在数学模型的建立过程中，图谱有助于模型构建者对空间信息及其过程的理解[35]。
6 讨论
事实上，许多科学家已经认识到了全球环境变化系统研究方法的重要性。例如，一些专家认为[36]，为了解决全球环境变化亟待解决的问题，必须重视以下几个最重要的方面：①优化卫星观测系统和地面监测网；②建立有效的地理信息系统，集成源于野外工作、航空照片、卫星影像和地图的有关数据；③构建和发展地球物理与生物过程模型、优化气候模型中的生物圈参数，以分析卫星观测的时间序列数据；④发展基于卫星观测数据、地理信息系统和分析模型的全球变化预测理论。有的专家
提出[37]，重建过去的生态景观过程、模拟当前的景观动态、分析其驱动因素、发展典型案例研究支撑的地理信息系统是最有前途的全球环境变化研究方法，数字影像处理、地理信息系统和数学模型的集成为我们更准确全面地监测和预测环境变化提供了新的可能性。
因为我们目前还没有精确、详细的全球尺度空间数据，所以空间抽样研究是全球变化研究的一个重要手段[1]。例如，根据土地覆盖变化的生态和社会经济敏感性以及我们现有的数据基础，我们可以首先对全球变化有重要意义的以下 4 个热点地区进行深入研究。
（1）黄河三角洲：它位于渤海湾和莱州湾的湾口，地处 37°20′～38°10′n、118°7′～119°10′e，属温带半湿润季风气候区。地下蕴藏着丰富的油气资源和其它沉积矿床，已建成我国第二个最大的石油工业基地。地面农业资源多种多样，拥有丰富的水沙资源、土地资源、草场资源和广阔的滩涂，生产潜力很大。但由于对黄河三角洲地区特殊的自然环境缺乏全面的认识，以及旱、涝、盐碱等不利因素的影响，生态平衡一度遭到破坏。为了为黄河三角洲的可持续发展建立遥感监测系统和资源与环境信息系统，1985 年 10 月国土资源卫星协调小组将黄河三角洲列为试验区之一[38]，到目前为止，已形成了较完整的时空动态遥感数据系列。
（2）珠江三角洲：珠江三角洲位于广东省中南部，濒临南海，是我国南亚热带最大的冲积平原。自 1978 年以来，成为我国层次最高、发展最快的改革开放先行地区[39]。未来的珠江三角洲将是一个经济快速发展、城乡融为一体的经济区和城市密集区[40]。为了保证珠江三角洲的可持续发展，我国即将启动珠江三角洲地区的 1∶1 万基础地理数据库建设，并运用 1m 分辨率以上的各种卫星数据，建立包括 1m 分辨率的资源、环境、社会和经济方面的多分辨率数据库。
（3）黄土高原：黄土高原水土流失非常严重，它不仅破坏了当地的生态环境，而且给黄河下游的海防带来了很大的威胁。为了全面了解土壤侵蚀状况和水土保持工作的进展情况，为综合治理和合理开发提供科学依据，1985 年我国起动了“黄土高原遥感系列制图”课题。根据调查结果将黄土高原分为剧烈侵蚀区、强烈侵蚀区、高强度侵蚀区、强度侵蚀区、中度侵蚀区和轻度侵蚀区、建立了黄土高原 1∶100000 资源与环境遥感调查数据库[41]。
篇12
地理信息系统是一个技术性的决策支持系统，是以地理空间数据库为基础，采用适当的地理模型和分析方法，适时的提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、评价、管理、定量分析和决策服务而建立的一类计算机应用系统。
1 GIS的发展
1.1 G18发展简史
20世纪60年代，为GIS的开拓期。加拿大测量学家R.F.Tom]inson首先提出地理信息系统的概念，把地图变成数字形式的地图，并领导建立了世界第一个地理信息系统――CGIS，它具有覆盖，测量，资料数字化扫描的功能，支持一个跨越大陆的国家坐标系统，将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”，并且将属性和位置的信息分别存储在单独的文件中，以实现专题地图的叠加、面积量算等。
20世纪70年代，为GIS的发展期。随着计算机软硬件技术飞速发展，GIS技术朝实用化方向发展。世界上先后出现了许多不同专题、不同规模、不同类型各具特色的GIS。如美国地质调查局研发了50多种地理信息系统用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息；法国建立了地理数据库GITAN系统和深部地球物理信息系统：瑞典的区域统计数据库、土地测量信息系统、城市规划信息系统等。
20世纪80年代，为G18的突破期，注重于空间决策支持分析。随着计算机技术的普及及计算机网络的建立，地理信息的处理效率和传输时效，尤其在栅格扫描输入的数据处理方面得到极大的提高。地理信息系统逐渐走向成熟，并进入多学科领域，从比较简单的、功能单一的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统，并向智能化发展，新型的GIS将运用专家系统知识进行分析、预报和决策。
20世纪90年代以来，为GIS的普及期。随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS由单机、静态、二维向网络、动态、多维的方向发展，为满足了不同人群的需求建立了事务处理系统(TPS)、管理信息系统(MIC)、决策支持系统(DSS)、人工智能和专家系统(EC)。GIS进入各行各业，成为许多机构的必备系统，成为现代化最基本的服务系统。
1.2 我国的GIS发展概况
1980年，中科院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室标志着我国的G18研究工作的起航，虽然起步较晚但发展迅速。世界的G18技术已经趋于成熟，为我国快速发展G18技术创造了条件。我国以改革开放为契机，加强了与国外的学术和技术的交流，并进行了一系列的理论探索和区域性研究，为我国GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。
1985年以来，GIS作为政府行为，正式被列入了国家科技攻关计划，筹建了一个新型的开放性研究实验室――国家资源与环境系统实验室，并完成了技术引进，数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等，在全国大地测量和数字地面模型建立的基础上，建成了1：100×104国土基础信息系统和全国土地系统；1：400×104全国资源和环境信息系统；1：250×104水土保持信息系统。
21世纪人类社会全面进入信息时代，GIS作为一门多技术交叉的信息空间科学，不断地用新的技术和方法来装备自己。在我国，全国开发了一系列空间信息软件和制图软件，建立大量数据库和一些具有分析和应用深度的地理模型和基础性的专家系统，完成了一批综合性、区域性和专题性的系统，如中国科学院的中国国土基础信息系统、资源开发模型工具库系统、黄河下游洪水险情预警信息系统等。GIS的研究逐步与国民经济建设和社会需求相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。
2.GIS的发展前景
2.1 地理信息系统与数字地球
数字地球是地理信息系统的延伸，是“3S”(全球定位系统GPS、地理信息系统G18和遥感Rs，简称“3S”)技术发展的必然产物。数字地球是一种可以嵌入海量地理数据、多分辨率和三维的地球表示，即在全球范围内建立一个以空间位置为主线，按地理坐标整理构建一个全球信息模型，描述地球上每一点的全部信息，使地理信息可随时随地的为任何人任何事服务。数字地球在当前的工农业建设中的重大作用已初见端倪，它必将在林业、水产、交通、地矿、通信、教育、资源、环境、人口、军事、新闻媒体、城市建设等众多领域产生巨大的社会和经济效益。
2.2 GIS在抗灾减灾中的应用
近年来，全球的自然灾害频发，给人类社会带来了巨大的生命和财产损失，我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，因而我国的自然灾害防范应对形势更加严峻，亟需建立更加有效的自然灾害管理系统。G18技术可为其提供空间数据和相关属性数据的快速存取和管理及分层可视化功能；提供空间、属性数据一体化分析和多种空间决策功能，并可与灾害分析预测模型相结合，快速生成有效的决策支持信息。在1991年江淮等地发生的重大洪涝灾害中，我国综合应用遥感、通信和G18技术建立的国家防洪遥感信息系统发挥了重大作用。随着综合减灾研究的进行，GIS技术将会更加广泛的应用于灾害的监测和预报，自然灾害评估，灾害应急救助救援，灾害保险与恢复等领域。
3.结语
在高度信息化的时代，地球数字化、网络化的信息科学技术的时代，G18技术将更加受到重视，在全球享受GIS技术带来巨大便利的同时，GIS技术的研究与应用必将进一步深化，GIS必将在经济建设、资源管理、环境工程等各个领域发挥越来越大的作用。
参考文献：
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1.前言：
由于地理空间非常复杂，人们不可能观察到现实地理世界的所有细节，因此地理信息对地表的描述总是近似的，而这个近似的程度如何则反映了对地理现象及过程的抽象的程度或者抽象尺度。因此尺度是所有地理信息的基本、重要特征，不同的尺度所表达的信息是有很大差异的。尺度问题已经被UCGIS列在地理信息科学未来研究的十大优先领域。Haggett也指出地理学研究中必须解决与尺度相关的三个问题，即：尺度覆盖，尺度关联以及尺度标准。很多学者在多个研究领域对尺度问题进行了研究[1-12]，如遥感科学，地图学，空间统计学，生态学，地理信息科学等。
基于此，对尺度和尺度转换概念的正确理解是至关重要和迫切的。
2.尺度与尺度转换
2.1 尺度的概念
尺度是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。即尺度通常有时间和空间两方面的含义，同时尺度往往以粒度和幅度来表达。空间粒度指最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积(如像元)；时间粒度指某一现象或事件发生的(或取样的)频率和时间间隔。幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。具体来说，所研究对象的范围决定该研究的空间幅度；而研究项目持续多久，则确定其时间幅度[24]。Thompson早在1917年就指出，“尺度的影响，不仅仅是尺度本身，而是与其周围的环境紧密联系”。尺度一词的含义比较复杂，在不同学科领域，同一术语如Scale 表达了不同的含义如表1所示：
表1 尺度在不同学科下的概念[15]
术语 含义 使用领域
尺度 指的是一个事物或过程经历时间的长短或在空间上涵盖范围的大小
广泛应用
绝对尺度 实际的距离、方向、形状和几何特征等
相对尺度 利用相对的距离、方向、形状和几何特性以及特定的函数关系表达绝对尺度
制图比例尺 地图距离和地球表面实际距离的比率 地图学
分辨率 测量的精确程度、空间采样单元的大小 遥感
粒径 给定数据的最大分辨率 景观生态学
范围 研究区域 的大小或考虑的时间范围
支集 度量或定义（属性）值的空间 地统计学
步长 相邻现象、采样或分析单元间隔的度量 空间分析生态学
2.2尺度转换的概念
尺度转换是利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上的现象，既可以是向上尺度转换，也可以是向下尺度转换。根据王劲峰等对尺度转换的定义,统一将较小尺度观测结果获得较大尺度信息的向上尺度转换过程称为尺度扩展；而把大尺度上的信息分解到更小的尺度的过程称为尺度收缩。常用关于空间尺度转换的表述如表2[16]。
表 2 尺度转换的分类
转换分类 英文表述 其他中文表述 具体含义
尺度扩展
Upscaling
Scaling-up
Top-down
向上尺度转换
尺度上推 从较小尺度（空间）观测中获得较大尺度空间信息的过程：是将尺度从精确的尺度（高分辨率）向模糊的尺度转换的过程。
尺度收缩
Downscaling
Scaling-down
Bottom-down
向下尺度转换
尺度下推 从较大尺度（空间）的信息分解到较小的尺度（空间）上的过程：是将信息从模糊的尺度向精确的尺度转换的过程。
3.尺度与尺度转换的重要性
尺度是空间数据的重要特征,是数据建模和表达时的空间范围、粒度、细节的相对大小。不同尺度内的空间信息密度有很大的差异。在地理科学及许多相关研究领域中，数据来源的一个重要特点是其来自于观测数据而不是实验数据。这些观测数据一般由计数单元采样而得，而计数单元的大小又是尺度的指标。因此从数据来源的角度，其尺度特征往往是被预先决定的。可是在实际研究中，观测问题、研究问题以及最终的应用层次之间往往存在尺度的不一致性，从而导致尺度转换在地学和相关学科领域中不可避免。
另外，由于空间数据库对尺度的依赖性，也决定了对尺度转换的必要。空间数据库的尺度依赖表现在：
1)在不同尺度上观察，空间形态的表示可能不同；
2)在特定的尺度上，某些空间形态和过程可能会观察不到，而且其研究得出的结论不一定适用于其它尺度；
3)研究变量之间因果关系的方法会受观察尺度的影响，从而使获取的规律或知识出现偏差甚至错误。
由于空间尺度的依赖性，某一空间目标，随数据模型的尺度不同，其目标的特征(空间形态、关系、属性)也会发生改变，从而引起目标结构也发生变化。正是由于观测的尺度、研究的尺度、应用的尺度以及地理现象本身的运行尺度之间的不一致，尺度问题在地理学及相关学科中不可避免。
4.尺度与尺度选择
由于尺度依赖性的存在，在尺度研究领域，尺度效应和尺度选择是紧密联系在一起的，是“尺度科学”的重要内容之一。理论上讲, 应该选取能够将生物、非生物和人类过程关联起来的最佳尺度, 但是尺度选择却经常按照感知能力或技术的、逻辑的限制来完成。一般尺度的选择受到研究项目的状况、研究对象的性质和复杂程度等一系列因素的影响和制约，在充分考虑这些因素的情况下, 尺度选择应该具有层次性, 即至少要包括核心尺度, 小尺度组分和大尺度背景三个层次。确定最适合尺度的方法可能完全是经验主义的，另外，根据多元回归分析在不同尺度上的解释能力，也可以帮助确定合适的研究尺度。也有学者认为，在地理学研究中，往往不只存在一个单一的最佳尺度，因此，需要采用多尺度分析来进行研究。
5. 地理科学尺度研究需要解决的问题
根据近几年一些学者对尺度问题的的研究成果，及研究过程的具体需求，将地理科学的尺度问题面临的挑战[15]总结如下：1）空间异质性如何随尺度改变；2）过程研究中速率变量如何随尺度改变；3）优势或主导过程如何随尺度变化；4）过程特性如何随尺度改变；5）敏感性和可预测性如何随尺度改变；6）干扰因素的尺度效应如何表达；7）尺度转换能否跨越多个尺度或尺度域；8）噪声成分是否随改变等。
现在多数学者都已认识到科学研究中尺度问题的重要性，面对这些挑战性问题，相信他们在进一步的研究中会个个击破的。
参考文献：
[1]孙庆先，方涛。郭达志．空间数据挖掘中的尺度转换研究[J].计算机工程与应用,2005．16：17
