地理信息系统论文范文

地理信息系统论文范文第1篇

关键词多媒体技术，地理信息系统，空间数据，属性数据，区域分析，数据模型

现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计科技论文：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.

1多媒体数据的有效管理

通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.

1.1GIS数据库中多媒体数据的管理

1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.

有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据.

要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.

关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.

关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即01(目标从无到有)；10(目标从有到无)；1N(目标从一个变成多个)；N1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.

1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些GIS的应用中，认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型，使得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.

目前，多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中，就必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据.杨学良［2］就这个问题提出了3种技术策略：将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性)；将每个元组作为一个完整文件保存；元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项，而非格式化数据单独存贮.

对比这3种技术策略，第一种技术策略方法简单、容易实现，适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复，以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用，但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起，这既增大了应用程序设计的复杂性，又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此，我们认为，在第一种技术策略的基础上，增加一个或多个属性项，用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息，当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时，可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.

1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成

多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中，边统计、分析运算，边生成结果数据——多媒体数据.

1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术［3］，因此，空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有：地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.

为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果，我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实［4］是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感.比如，可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果，使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等，使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.

1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有：统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析，通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析，以及主成分分析等.

为了更加形象化，我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示，甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者，还可以配上解说词，以增加系统的感染力，而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.

2GIS应用系统中多媒体功能的实现

在GIS应用软件中进行多媒体功能实现，首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下，GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来，那么怎样实现区域分析中多媒体功能

2.1空间数据库中多媒体数据的播放

由前所述，空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据，这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数，必须根据时态GIS的空间数据库结构，设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.

下面简述动态显示时态GIS中ti～tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n，其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件，擦除ti状态有而ti+1状态无的信息，显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i＜j时，转(3)；否则结束.

如果用上述算法来实现动态显示时空过程，还有很多细节需要设计.首先，在(1)步骤，从基态开始，逐级逐步检索，每检索到一个状态差文件，就需根据差文件来生成该状态信息，直到ti状态处；其次，在(3)中，需要用到动画技术，擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容，而显示后一状态信息之前，需保存后一处信息内容，再予以显示新状态信息.

2.2属性数据库中多媒体数据的应用

一般来说，多媒体数据主要应用于两个方面：一个是简单播放；另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者，只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放；对于后者，这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF，根据多媒体数据的文件信息和数据流信息，通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.

3多媒体技术在GIS中的应用前景

(1)实现资源信息的科学管理，提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式，而在管理空间信息的同时，对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放，大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身，会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统，既能表明所售住房的空间位置，又能从中检索其住房环境及内部结构，而且可以动态地删去当天已售出的房子，给出不同价格等；旅游导游系统，可以在为观光游客制定导游路线时，就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.

总之，将多媒体技术和GIS技术相结合，是计算机应用领域的一个发展方向，它会改变人们的工作、生活、思维方式，推动信息社会的前进.

参考文献

1张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报，1996,(1):19～21

2杨学良.多媒体计算机技术及其应用.北京：电子工业出版社，1995.138～139

3边馥苓.地理信息系统管理和方法.北京：测绘出版社，1996.149

地理信息系统论文范文第2篇

印度黄檀是一种喜光落叶大乔木，属于豆科蝶形花亚科。它起源于印度干旱地区，具有速生、耐旱和耐瘠薄等优良特性。一年生印度黄檀幼苗的树高可达3m，胸径可接近10cm。在印度的分布区域内其绝对最高温度39qc～49℃，绝对最低温度4oC～6oC，年降雨量760～4570mm。印度黄檀能在瘠薄、疏松或低盐土中生长，但在干硬的粘土中，容易受到病害，成活率低J。印度黄檀具有多种的用途。它的叶子可以作饲料和药材，主干可以被加工制成世界上名贵的红木家具。在印度，除了柚木之外，印度黄檀是最重要的栽培树种。由于它的速生、耐旱和耐瘠薄等优良特性，无论在印度还是美国都被认为是一种理想的城市和园林绿化树种引。

2印度黄檀适生陛区划方法的研究现状

树种的适生性区划是林业区划的一种表现形式。林业区划是指根据林业的特点，在研究有关自然、经济和技术条件的基础上，分析、评价林业生产的特点与潜力，按照地域分异的规律进行分区划片。中国在1950年以后，为了大力发展农业，提高农业的经济效益，借鉴前苏联的农业科学技术，开展了农业区划工作。当时林业区划从属于农业区划。随着国民经济的发展，国家对林产品的需求量越来越大，而由于受林业本身生长周期长、见效慢等特点以及中国复杂的地理环境的影响，合理的林业区划对降低林业生产的风险、提高林业工作的效率和质量具有重要的作用。

目前，常用的林业区划方法可分为与计算机结合的数量定量区划方法和基于地理信息系统技术的区划方法7．引。在树种适生性区划研究当中，用得比较多的数量定量区划方法为传统的聚类分析方法、主成分分析法、模糊数学法和灰色关联度法。基于地理信息系统技术的区划方法是利用ArcGIS或ArcView等软件的空间分析和制图功能，结合由数量定量方法所建立的数学模型进行区划。

树种的区域性试验为数学建模提供了基础数据。显然，区域性试验数据的正确性是保证区划结果正确的前提。因此，对树种区域性试验方法的研究是适生性区划研究的一个重要部分。

2．1印度黄檀的区域性试验研究

由于印度黄檀对环境的适应能力比较强，许多国外学者对其进行了深入的研究，其中大多数的研究都从微观的角度来分析印度黄檀的生理特征，而对印度黄檀的区域性研究较少。国内对印度黄檀的专项研究仅见于中国林业科学研究院资源昆虫研究所对印度黄檀木材解剖构造及物理力学和化学性质的初步研究’加J，而对其区域性试验和适生性区划尚未见报道。印度黄檀的区域性研究主要体现在不同试验方法下印度黄檀与其它树种在适生性方面的比较研究。

IanHUNTER在印度的卡纳塔克邦对一年生的印度黄檀、赤桉和大桉幼苗分别做了4种不同的灌溉水平和9种不同的施肥量的研究。最后发现充足的水分和N肥量是印度黄檀快速生长的关键因素。PSMINHAS等用咸水和正常的沟渠水分别对印度黄檀和埃及树胶进行灌溉，得出咸水灌溉使得印度黄檀的生长量比用灌溉时少了53％。BSINGHandGSINGH在焦特布尔对4个月生的印度黄檀的繁殖苗做了5种不同灌溉水平的试验，证明了水分是影响印度黄檀生长的关键因子¨。由于印度黄檀属于喜光树种，在一定的水肥条件下，它的存活率跟种植密度大致成反比的关系。

在印度黄檀的区域性试验中，许多学者主要考虑了水分、土壤性质和种植密度的问题，而忽视了温度因子。在同一气候类型的区域内，由于地形起伏造成局部温度的差异也反映在同种植物生长的差异性上。

在印度黄檀的区域性试验中，应该重点考虑温度、水分、土壤性质和种植密度与生长量、保存率和结实率的关系，并对这些因素做出详细的数据记录，为适生数学建模提供准确的数据。

2．2数量定量区划方法

从2O世纪80年代末开始，数量定量的区划方法应用到林业区划当中，逐步取代传统的带有很大主观臆断性的林业区划方法’。康志雄等应用谱系图聚类分析方法，划分了长江流域以南的杨梅适生性分布区。谱系图聚类分析方法应用简单，但最大的缺点是聚类图不直观，而由星座图聚类分析方法得出的聚类图的效果显然是比较好的。陈建新等运用了主成分分析方法，突出了广东秃杉区划中贡献率较大的因子和优化了各因子在区划中的综合贡献率，取得了良好的区划效果。主成分分析法对多个变量起降维的作用，减少了计算量，但存在丢失有效信息的现象，并且不同统计软件下的主成分分析结果有一定的差别。

在区划过程中，有些个体是介于两个或两个以上的类别之间，带有模糊性。利用模糊数学进行区划更加符合实际。朱斌等对安徽省栽培苹果的生态气候条件进行了模糊聚类分析，初步划出了安徽苹果经济栽培南线引。宋于洋等将层次分析法和模糊数学综合评价法相结合，对新疆天然甜型葡萄酒原料种植区域进行了区划研究，得出了各个地区的适生性评分¨。模糊函数在确定适生性阀值水平时带有主观性，结合其它方法可以提高区划的准确度。

从系统论的角度看，林业生产系统是一个典型的本征灰色系统。树种适生性区划可以用灰色系统理论和方法来解决。张志刚等运用灰色关联度法分析了l0个杂种棉后代在不同生态点的主要农艺及经济现状进行了分析。为了更加客观地进行分类，李宝根在福建省森林景观资源等级区划中，先用灰色关联度法确定各因子的关联度值，再用聚类分析法进行分类，取得了满意的效果。灰色关联度法的计算比模糊数学法要简单，但是容易丢失区域间的边界信息。

利用数量定量方法进行区划，主成分分析法和聚类分析法忽略了引种地与种源产地之间的关系，模糊数学方法虽然较为合理，但计算量比较大。灰色关联度法相对模糊数学方法来说，虽然计算要简单，效果相似，但是与其它数量定量区划方法一样，模型需要大量的原始数据，并且区划结果难以保持区块的空间连续性和行政界线的完整性。

2．3基于地理信息系统技术的区划方法

应用地理信息系统技术进行树种适生性的区划，是目前比较流行的林业区划方法。相对于数量定量方法而言，它具有节省大量外业和内业的工作量以及制图效果好等优点。地理信息系统技术的区划一般先确定区划需要考虑的环境因子，利用DEM图、行政区划图等生成数据底图，再通过数量定量的方法建立各因子对区划的综合评价模型，得出各因子的评分，通过空间叠加分析生成区划图。

朱琳等采用模糊数学的综合评判方法，计算出各要素的隶属度，建立了单因子栅格图层。张超等先用逐步聚类的方法对福建永安县森林资源进行了预分类，然后用ArcGIS得出了以林班和以村为单位的永安市林业区划图引。数量定量方法得出的区划图往往忽视了地域之间的连续性。数量定量的方法与ArcGIS软件结合，能较好地保留地域间的连续性和快速有效地取得区划结果。数学模型是地理信息系统技术进行区划的基础。

ArcGIS在区划中的一个突出特点是可以通过空间插值的方法，根据已知点的数值来生成一些未知点的值J。姚圣贤等在樱桃气候的区划中运用ArcGIS的三角网距离加权平均法对光、温和水三要素进行内插J。为了达到空间插值的目的，在ArcGIS中建立环境因子数据库，利用现有的数据建立一个函数关系式，使这个关系式最大限度地逼近已知空间点的数据，通过ArcGIS的空间分析功能求出某一环境因子或综合的环境因子在某个地区的空间分布规律。ArcGIS的空间插值和分析功能节省了区划工作中大量的外业工作，提高了区划的精度。

3存在的问题及发展方向

印度黄檀是一种抗旱、抗瘠薄的喜光树种。在热带或亚热带地区，水分和土壤性质对其生长起重要的作用。许多研究针对其生长状况与水分、土壤肥力和种植密度之间的关系进行研究。对于区域性试验来说，目前的研究还不能全面反映综合的环境因子对印度黄檀生长状况的影响。

传统的林业区划方法与统计软件和分类绘图软件相结合，大大减少了计算量和提高了制图的效率。其应用简单、数量关系明确等优点仍然使它广泛应用于林业区划工作当中。但是，传统的林业区划方法需要大量的外业数据，而中国地形复杂多样，很多山头地块的数据难以从气象台站或外业调查中获取，区划图精度较低，效果粗糙，只能勉强满足大尺度范围内的区划要求。

利用地理信息系统技术进行区划，克服了传统林业区划中的缺陷，既节省了大量的外业工作，又提高了区划图的精度和效果。基于地理信息系统技术的区划结果，其准确性与选择的数学模型有很大的关系。数学模型的建立只是根据某一时段的环境值建立的，而且区划的效果也因不同的数学模型而有所差异。因此，如何选择和建立合适的数学模型以及如何开发出一个相对通用的区划系统必然是以后研究的方向。

在印度黄檀的适生性区划中，根据研究区域地形和气候的复杂性，可以把整个研究区域分成若干小区，实行分区建模，克服用一个模型推算整个区域环境因子空间分布情况的缺陷，提高区划的精度。

论文关键词：印度黄檀适生性区划区域性试验

地理信息系统论文范文第3篇

陈柳钦,湖南邵东县人,天津社会科学院城市经济研究所研究员,天津市知名青年学者,青年经济学家,产业经济、城市经济和城市金融问题专家。兼任教育部人文社会科学重点研究基地对外经济贸易大学中国WTO研究院特邀研究员,哈尔滨商业大学国际经济与贸易研究所研究员、经济学院教授,硕士研究生导师,哈尔滨理工大学客座教授,湖南科技大学商学院教授,天津理工大学经济管理学院硕士研究生导师,天津工业大学公共危机管理研究所特邀研究员,广西民族大学兼职教授。

摘要: “数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力,它不再是一个技术性概念,而是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态。本文阐述了“数字城市”的内涵,并对“数字城市”建设的内容与框架进行了细致的探讨。

关键词: 城市 信息化 城市信息化 “数字城市”

中图分类号: F49

一、“数字城市”兴起的背景

1998年1月31日,时任美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:二十一世纪认识地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的讲演中首次提出了“数字地球”的概念。戈尔指出:我相信我们需要一个“数字地球”,即一个以地球坐标为依据的、嵌入海量地理数据的、具有多分辨率的、能三维可视化表示的虚拟地球。详细地说,“数字地球”是指以地球为对象,以地理坐标为依据,具有多源、多尺度海量数据的融合,能用多媒体和虚拟现实技术进行多维的表达,具有数字化、网络化、智能化和可视化特征的虚拟地球。简单地说,“数字地球”是指数字化、信息化的地球。形象地说,“数字地球”是指整个地球经数字化后由计算机、数据库及通讯网络来管理的巨型信息系统。同时,“数字地球”也是全球定位系统、遥感、地理信息系统、宽带网络及虚拟现实等现代高科技的高度综合和升华,是当代科学技术发展的制高点。

1999年12月,来自20个国家的500余名科学家、工程师、教育学家、管理者及企业家汇聚北京,于“首届国际数字地球会议”召开之际发表了著名的《数字地球北京宣言》。宣言指出:21世纪是一个以信息和空间技术为支撑的全球知识经济的时代,强调综合全球对地观测系统、全球空间数据基础设施、全球导航与定位系统、地球空间信息基础设施及动态过程监控的重要性;认识到数字地球有助于回应人类面临的诸方面的挑战;倡议政府、科技界、企业等共同推动数字地球的发展;建议实施数字地球过程中,应优先考虑环境、灾害、资源、可持续发展与人类生活质量等方面。数字地球北京宣言的发表,标志着1998年戈尔提出数字地球概念后该领域在全球范围的正式推进。

随着信息技术的高速发展,互联网的普及、信息高速公路的建设、“数字地球”概念的提出和推广,全球掀起了一股强大的信息化浪潮。这股浪潮对世界各国的经济、政治、文化均产生了巨大的冲击,它使得一些传统的东西正在消逝,许多新事物、新现象层出不穷;它正在逐步改变人们的生产、生活方式及价值观念,促进人们进行新的社会变革。由于计算机技术的产生以及在各个科学领域的广泛应用,大大促进了网络技术、通信技术和空间分析技术等技术的发展,学科的相互交叉和技术的集成又不断地拓宽新的应用领域。信息技术与信息产业的发展已迈入了一个崭新的时代。这些先进的、改变城市功能的技术主要表现为:(1)高分辨率卫星遥感技术突飞猛进,极大地提高了地理信息获取和更新的能力;(2)宽带光纤和卫星通信为基础的互联网的迅速普及,极大地扩大了信息的通信交换能力;(3)分布式数据库和共享技术的发展,极大地提高了信息存储和管理能力;(4)仿真和虚拟技术的成熟,酝酿着信息应用技术领域的划时代变革。信息技术变革的大趋势必然深刻地影响到城市规划、建设和管理行业的信息技术应用领域。传统的城市规划、建设和管理不得不向“数字城市”靠近,并努力追寻“数字城市”的发展模式。

城市是社会经济要素高度集中的区域,是人类经济、政治和文化活动的中心,是人流、物流、资金流和信息流聚集和扩散的基地。进入21世纪,信息化进一步得到了广泛应用和高度渗透,信息技术正孕育着新的重大突破。信息资源日益成为城市发展的重要生产要素、无形资产和社会财富。同时,经济全球化是经济增长要素特别是技术、资本、人力资源、知识等诸要素,在资本追求经济效益最大化的利益驱动下所出现的全球性流动和组合,以至于国别经济和区域经济越来越多地被纳入了一体化的全球经济体系之中,人类社会经济发展的依赖性、互补性、关联性更为增强,各种商品在全球流通,为世界人类所共享。2000年6月5日～7日,联合国经济与社会事务部(UNDESA)和联合国开发计划署(UNDP)及亚太地区的城市市长参加的主题为“推动城市信息化,共创未来家园”的“亚太地区城市信息化高级论坛”,最后发表了《上海宣言》。该宣言指出,当今世界经济全球化已经成为人类社会发展的总趋势。信息化的程度和水平已经成为衡量一个城市经济社会发展综合实力和文明程度的主要指标。信息化正成为全球贸易、投资、资本流动和技术转移以及社会、经济、文化等一切领域发展的主要推动力。信息化建设将有利于促进人类的共同富裕和共同进步。加强对城市信息化的理解,推进城市信息化建设与合作,将成为城市发展的新主题和新动力。城市信息化的主要表现形式是“数字城市”的建设。从技术角度看,“数字城市”是城市信息化实现的技术基础,而且是城市信息化水平提高的一个重要特征。“数字城市”是社会信息化发展必然,是当今发达国家信息化发展的主要特征。全球信息化正在引发当今世界的深刻变革,重塑着世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局。全球信息化的出现使得互联网成为新世纪国人关注的热点,而“数字城市”则是热点中的焦点。

在戈尔于1998年9月首先提出了“数字化舒适社区建设”的倡议后,许多国家已经对“数字城市”开展了相应的工作。比如欧洲“数字城市”(EDC)中的虚拟赫尔辛基很有特色,3D界面是其一个非常重要的组成部分。日本的“数字京都”(DCK)项目始于1998年10月,目的是使其成为京都的社会信息主干,其设计思想是真实和活动。“真实”是指该“数字城市”是为实际的用户服务的,而不是虚拟城市;“活动”是“数字城市”中的数据采集于现实的动态数据。“数字京都”中的新技术开发,处于国际领先地位。新加坡提出了“智能城市”的设想,为国民提供一个综合业务数字网和异步数字用户专线,将新加坡90%的家庭连接在一起,实现“网上生存”的梦想。随后,一些发展中国家也纷纷制定城市信息化发展政策,这些信息化城市或地区统一命名为“数字城市”。在国内,近十多年来,深圳、北京、海口、济南、广州等城市和国内著名科研院校相继建立了一批专业数据库和应用开发系统,为“数字城市”的研究积累了经验和数据。“数字城市”已成为我国各主要地、市进入21世纪后,在新的时代背景、经济背景、技术背景下,运用并发展空间技术、信息技术、网络技术,最终将其集成并渗透到现代城市生活方面的一项重要的标志性建设。

目前,“数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。深入开展“数字城市”的研究,积极推进“数字城市”的建设,无论是对当前,还是对未来城市发展,都具有十分重要的意义。

二、“数字城市”的内涵

由于“数字城市”是一个正在发展演变的概念,人们对它至今没有统一和权威的解释,存在很多的争论和思考。

台湾学者林峰田(1999)认为,“数字城市”是一项从人员组织、经费、法令、土地使用等各种配合条件,到包括硬件、软件和科技在内的基础设施,再到数据资料及其应用服务,直至社会文化五个层面的多层结构的城市大系统,他提出理想的“数字城市”应能达到三个目标:第一,有效支援城市产业发展,提高城市竞争力;第二,满足市民日常的交通、购物、娱乐、休闲、安全、教育、医疗等需求,保障市民知与言的权利;第三,创造地方特色自主意识的网络文化。

承继成(2000)认为,信息化是指数字化、网络化和智能化的全部过程。因此,信息化城市,也可以叫“数字城市”(或数码港)、网络城市和智能城市。俞正声(2000)认为,所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样,是对城市发展方向的一种描述,是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。这将是世纪之交最重要的技术革命,将深刻改变人们习惯的工作方式、生活方式甚至风俗习惯和思维方法。宋建元等(2001)认为,“数字城市”即城市数字化,是指充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代科学技术,对城市基础设施和与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用,具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系。郝力(2001)认为,从信息化广义角度看,“数字城市”即是空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统。“数字城市”是物质城市在信息世界的反映和升华。从城市规划、建设和管理的狭义角度看,“数字城市”可概括为“43VR”,即地理数据4D化;地图数据三维化;规划设计VR(Virtual Reality,虚拟现实)化。地理数据4D化指城市空间基础地理信息数据库包括数字线划图(DLG)、数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像地图(DOM);地图数据三维化指地图数据由现在的二维结构转换为三维结构;规划设计VR化指规划设计和规划管理在4D数据、三维地图数据支撑下,将现有的二维作业对象和手段升级为三维和VR结合的作业对象和手段。

杨开忠、沈体雁(2001)认为,一般所指的“数字城市”是以3S技术和互联网技术为支撑的城市空间信息运行系统,是一个包括城市空间信息运行机理、空间信息运行技术系统、空间信息服务与产业体系和社会文化在内的多层框架。也就是说,“数字城市”工程建设要在城市空间信息认知机制和资源配置机制的作用下,采用数字化的空间信息技术手段对作为物质实体的城市系统,特别是对与地理空间相关的经济社会现象进行数字化重现和虚拟,从而促进人们对城市的认识,规划建设和管理,进而促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅与协调,提高城市竞争力和市民生活质量。赵燕霞、姚敏(2001)认为,“数字城市”就是以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅应该包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还应该包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市巨系统。周晓颖、章申鲁(2001)认为,“数字城市”是综合运用现代高新技术,对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统,具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。它与城市地理信息系统的主要区别在于,对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分化、自动或半自动智能决策,直接为社会公众提供便利的信息服务。王浒等(2001)认为,“数字城市”就是基于城市空间信息基础设施之上的城市居民社会信息生存空间。通过运用数字地球的关键技术,如数据挖掘、知识提取和虚拟现实技术,“数字城市”中广泛的、多源的空间信息将被有效的集成和管理。最终,“数字城市”将提供给公众和企业的不仅是虚拟的用户界面以实现所谓的“数字生存”,更重要的是将辅助政府制定城市管理的综合决策。

“数字城市”也称信息城市、智能城市,以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市信息系统。顾朝林等(2002)认为,“数字城市”是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、建设和管理,服务于政府、企业、大众的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。牛文元(2002)认为,“数字城市”是从工业时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般是指城市“自然、社会、经济”系统的范畴中,能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。

张静(2002)认为,“数字城市”应是四维(三维坐标加时间维)的、可视化的城市,不但包括城市三维空间的所有信息,而且还包括城市各种现象的历史、现状与未来信息,更为重要的是应包括人的信息如位置,甚至思维信息,是一个四维的空间信息系统。通俗一点讲,“数字城市”是指在城市规划、建设、管理以及生产生活中,利用数字化技术、信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字、信息及各种信息资源加以整合并利用。城市规划者、管理者和生活者,可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中,进行规划、决策、管理和生活,其感觉就像漫步于现实的街道上或是承坐直升飞机俯瞰城市一样。李京文、甘德安(2002)认为,信息化的实质就是数字化、网络化和智能化,因此,“数字城市”广义上指城市信息化,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,其本质是对物质城市及其相关现象(经济社会特征)统一的数字化重现和认识,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调高速。这些学者把“数字城市”等同于单一的城市信息化建设,认为“数字城市”建设就是当前信息化发展过程中城市对信息化的一种回应。

李琦等(2003)认为,“数字城市”是从信息化角度,对信息时代及准信息时代城市状态的形象化刻化,表征在园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上,信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态。“数字城市”工程就是要在集成化高速宽带城市通讯网络基础设施、城市空间数据基础设施、城市信息安全基础设施建设的基础上,整合城市信息数据资源,连接城市信息化孤岛,开展面向政府、企业、公众的个性化、多样性综合信息应用服务,同时,促进城市领域(行业)信息化建设,以信息化带动工业化,促进传统产业结构调整,优化城市产业结构、生态结构与城市空间规划,促进工业化与信息化的持续协调发展。刘忻(2003)认为,“数字城市”从功能上讲是城市信息的数字化、网络化、智能化、可视化,即将城市的各种信息,如城市管理、城市设施、自然资源、社会资源、人文环境、经济、历史等各方面信息,以数据形式整理、加工、存储、分类、管理,通过计算机网络实现全社会的信息共享、共建、交流、再现,通过对城市信息的综合分析和模型化处理,提高决策水平和应用效率,最大限度地发挥资源潜力,为城市发展和提高居民生活质量服务。从技术上讲,“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术、大规模存储技术、数据仓库技术为基础,以宽带网络技术和现代通信技术为桥梁,结合3S技术、遥测、虚拟现实技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类描述,并通过城市管理与决策模型及其他应用模型,优化资源配置,提供科学决策的现代化工具。从理论上讲,“数字城市”在地理信息科学基础上,结合计算机及网络理论、现代城市理论、决策理论、控制论、系统论,复杂理论等,在计算机及网络中虚拟城市,并结合不同部门、不同层次的信息交流、融合和挖掘,实现城市的综合信息管理系统。

姜爱林(2004)认为,从城市建设的角度看,“数字城市”就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中,充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用的一种系统工程或管理模式。从信息化角度看,“数字城市”是以信息技术为支撑、以信息产业为主导、以信息服务为中心的一系列数据库和信息系统的一种城市发展模式。

戴汝为(2005)认为,“数字城市”是一类开放的复杂巨系统。“数字城市”在功能、结构和庞大、复杂的多层次系统,及与周边、全国以至世界的联系等方面,无不具备着开放的杂巨系统的特性。

谢明(2005)认为,“数字城市”是对城市发展方向的一种描述,是对组成城市的各种要素和现象的一种数字化重现和认知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生产生活,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流更加顺畅和协调。“数字城市”的建设基于地理信息系统、全球定位系统、遥感、网络、多媒体、虚拟仿真等技术,综合城市空间和人文信息,服务于城市规划、城市建设和管理、经济社会发展等各个方面。

江绵康(2006)认为,“数字城市”是“数字地球”的主要空间节点,是“数字地球”的重要组成部分,是“数字地球”在城市的具体体现。所谓“数字城市”,通俗地讲是指在城市的生产、生活等活动中,利用数字技术、信息技术和网络技术,将城市的人口、资源、环境、经济、社会等以数字化、网络化、智能化和可视化的方式加以展现。“数字城市”的本质是把城市的各种信息资源整合起来加以充分利用。

杜灵通、韩秀丽(2007)认为,可以将“数字城市”定义为利用各种信息获取、存储、传输、表达、处理等支撑技术,将表征真实城市的信息数字化,形成一个虚拟的城市实体,并利用这个数字化城市实体来解决各种各样的现实问题。它的目的跟数字地球一样,都是为了解决现实的自然和社会活动中诸方面的问题。

彭学君、李志祥(2007)认为,“数字城市”是指一个由数字技术支撑的信息化的城市,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,它应该能够自动和非自动地获取与城市有关的海量数据,并从中挖掘出有价值的信息为城市规划、建设、管理和可持续发展提供决策支持和具有数字实验室特性的技术系统,是一种虚拟城市模型。

李宗华(2008)认为,“数字城市”概念可以分为广义的和狭义的两种。广义上指城市信息化。它既是城市信息化总的概述,又是城市信息化的目标,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调。“数字城市”是为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段,是对城市发展方向本质特征的一种描述。狭义上是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感系统(RS)、网络等关键技术,建设服务于城市规划、建设、管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

陈建军(2010)认为,“数字城市”具有双重含义:一方面,是指以遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等空间信息技术为主要手段,对地理信息资源进行整合,构建“数字城市”地理空间框架,建设城市地理信息公共服务平台,是城市实体在计算机中的虚拟表达;另一方面,是指以城市地理信息公共服务平台,通过城市信息基础设施建设,开发、整合、利用各类信息资源,实现城市的经济、社会、生态各个运作层面的智能化、网络化、数字化。

尽管对于“数字城市”的定义还无法形成统一的标准化定义,但从专家们的意见和城市信息化实施的过程看,其狭义上的理解取得了比较一致的看法,“数字城市”就是基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。从信息化广义角度看,城市系统处于一个开放的环境中,需要不断的和环境交换物质、信息和能量,是一个复杂的信息系统。

总之,“数字城市”是信息时代背景下城市及其理论发展的一种必然,是现代城市发展的必经之路。它是以信息技术为支撑、以信息服务为中心的一种城市发展模式;它以可视化、网络化、智能化的表达方式对物质城市进行数字化的再现与升华,形成统一的、可共享的信息管理与服务数据库系统(如综合市情系统、城市规划系统,智能交通系统、远程教育或医疗系统等),为市政府提供决策支持、为民众提供服务。它具有使现代城市管理更快捷高效、使城市居民更轻松方便的众多优点,是未来城市可持续发展的一个主要方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力。在这种认识下,“数字城市”不再是一个技术性概念,“数字城市”是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态,建立在已有的物质城市基础上,结合多种学科技术,实现城市的可持续发展。

三、“数字城市”的内容与框架

杨开忠、沈体雁(2001)认为,作为城市空间信息运行系统,“数字城市”是一个包括运行机制与保障系统、空间信息技术系统、空间信息增值服务活动与产业系统、社会文化系统等层面在内的多层次框架体系。段学军、顾朝林等(2001)认为,“数字城市”由下列体系构成:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规和财经体系等(见图1)。“数字城市”的功能结构为:(1)数字商务,包括网上贸易、虚拟商场、网上市场管理等;(2)数字金融,包括数字银行、数字股市、数字期货、数字保险等;(3)数字社会,包括数字影院、戏院、数字旅游、网上办各种手续等;(4)数字教育,包括虚拟教室、虚拟实验、虚拟图书馆等;(5)数字医院,包括网上健康咨询、网上会诊、网上护理等;(6)数字政务,包括数字会议、数字议会等。寇有观(2001)认为,“数字城市”不仅包括城市的数字经济、数字社会、数字生活、数字政府、数字企业、数字社区和数字家庭等,而且包括城市的数字地籍、数字规划、数字水系、数字交通、数字电力、数字通信、数字旅游、数字生态、数字抗灾、数字商务和数字金融等。同时,寇有观还建立了一个“数字城市”系统框架。这个“数字城市”系统是城市公用信息平台上的空间信息获取更新处理和应用系统,包括城市公用信息平台(网络体系)、城市空间数据基础设施、城市地理空间数据交换中心、行业空间数据工程数据获得和更新体系、数据库体系、应用体系、动态监测体系等(见图2)。

姜爱林(2002)认为,“数字城市”构建的基本框架应包括5个方面:(1)通过推动信息化建设,使政府的宏观调控机制与培养竞争机制达到有机的统一,形成公平、有序的市场秩序。(2)加强政策法规建设,体现管理意识,实现可持续发展。(3)建好地理信息系统基础数据平台,促进基础信息资源有效共享。(4)建立应急联动指挥和智能交通管理两个综合性应用系统,带动一批行业信息系统建设。(5)推进基础教育信息化,培养信息化人才,为构筑学习型城市服务。

张静(2002)认为,“数字城市”的主要内容有3项:(1)信息基础设施,要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统,也就是说“数字城市”的第一项任务是解决“修路”的问题,即为“数字城市”建立一条信息高速公路。(2)数据和信息,特别是“空间数据”。据统计,人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关。“数字城市”的基础平台是城市空间数据框架,这个框架提供一个可以精确地、始终如一地获取、配准和集成城市空间信息的基础。它包括空间控制数据,航测与遥感影像数据,各种比例尺地形图数据库,以及相关的专题数据库等等。(3)人,管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。与管理我们的“现实城市”相对应,管理“数字城市”要逐渐建立起相应的机构和规范,要不断地对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级,并协调用户的访问。除管理“数字城市”的人之外,培养使用“数字城市”的人也是一项重要的基础工作。只是建设了“数字城市”而没有人用,也是一种浪费,也产生不了社会经济效益。只有成千上万的企业,成百万、上千万的市民应用“数字城市”才可以产生巨大的社会经济效益,促进国民经济的快速发展。

段学军(2003)认为,“数字城市”的基本框架由6个方面构成:(1)数据获取与更新体系。包括各类遥感设施,即高分辨率高光谱卫星、星―机―地数据接收设施、地面台站及人文、经济等数据获取设施等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施,多分辨率海量数据实时存贮、压缩、处理技术,元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)数据信息提取与分析体系。包括数据互操作、多源数据集成、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务、分布处理和互操作协议等。(5)应用模型体系。为用户提供实际应用的解决方案,利用其我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据,从中找出规律和知识。(6)专用软件体系。完成城市信息处理、实现“数字城市”功能的基本工具,包括数字图象处理软件、GIS软件、统计分析软件、数据可视化软件等。承继成等(2003)提出,“数字城市”内容框架包括基础设施、资源管理和应用服务三部分。基础设施包括通讯层、数据层、保障层三部分。管理层主要是指对“数字城市”信息基础设施的管理及信息数据资源的集成与融合、应用的集成与融合的管理。应用服务层包括基础公共服务层、管理应用层、业务应用层、服务应用层(见表1)。

岳为民(2003)从“数字昆明”的角度指出,“数字城市”的基本框架是由“一个关键、三个基础、三条主线、七大支柱”构成:(1)一个关键。就是城市数据的全面规范和高度共享。(2)三个基础。即信息基础设施、空间基础数据及管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。(3)三条主线。第一,政府管理与决策行为的数字化(数字政府);第二,企业经营管理行为的数字化(数字企业);第三,市民生活的数字化(数字生活);(4)七大支柱:即政府上网、电子商务、信息产业、信息港、智能建筑、智能交通与城市规划、建设和管理信息化。

姜爱林(2004)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”的技术组成包括:(1)宽带多媒体网络;(2)电子地图及网站服务系统;(3)高分辨率卫星、航空遥感技术;(4)三维地理信息系统技术;(4)OPEN GIS标准、远程互操作、互运算等信息共享技术;(5)虚拟仿真技术;(6)“数字城市”信息模型与体系结构,包括城市建筑、交通、能源、通信、服务、文化设施和行政管理的信息模型及体系结构;(7)“数字城市”的运行管理技术,包括通信网络系统及其管理,数据组织及数据转换,决策模型管理,城市信息安全保障机制;(8)“数字城市”的功能系统,包括公用信息平台,专业信息平台等。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。王凤霞、张超(2004)在“数字地球”和“数字城市”的基础上,提出了“数字上海”总体框架模型(如图3所示)。

谢明(2005)综合当时我国“数字城市”建设和发展的情况提出,“数字城市”框架主要由以下四个方面构成:(1)数据获取和更新体系。通过各种手段获取的“数字城市”相关信息,包括城市空间数据框架(基础电子地图、卫星影像、航空影像)、城市规划建设信息、城市社会经济信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理过程中对各种信息进行更新的机制。(2)数据存储、加工和管理体系。该部分内容包括建立起海量数据存储体系,实现数据的高速存取,并在空间定位的基础上实现对信息的加工和管理,包括元数据管理、空间数据仓库、多源数据集成与互操作、海量空间数据的职能提取与分析、辅助决策支持等。(3)网络支持体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务等,共同构成支撑“数字城市”的基础网络体系。(4)专用软件和辅助决策支持系统。用于完成城市信息处理、实现“数字城市”各基础功能的工具软件,包括数字图像处理软件、地理信息系统软件、统计分析软件、数据可视化软件等等,并由此衍生出基于各种决策模型的辅助决策系统和应用解决方案。

寇有观(2006)认为,“数字城市”总体框架可以概括为五大平台、五个中心、五类应用、五大工程,政策、法规、标准、规范体系和安全、组织、资金、人才保障体系等。五大平台是信息网络平台、公用信息平台、专题信息平台(多个)、空间信息平台和决策支持平台。五个中心包括信息网络互联中心、信息资源管理中心、身份认证中心、信息服务中心和决策支持中心。五类应用包括电子政务、电子商务、社会服务、经济运行服务和城市规划、建设、管理与运营。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社会劳动保障信息工程、社区服务信息工程和金旅工程。“数字城市”大力推进地理信息系统、卫星定位系统和遥感技术在城市的应用。

孙旭阳、冯一民(2006)认为,“数字城市”的建设内容主要包括7个方面:(1)城市信息基础设施建设。(2)城市基础数据库建设。(3)电子政务建设。(4)电子社区建设。(5)公共信息服务体系建设。(7)数字行业应用建设。吴庆双(2007)认为,“数字城市”的构成体系包括:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作系统、法规与财经体系等。

马娟、秦凯(2007)认为,“数字城市”建设的主要任务包括:城市地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等,以及实现覆盖整个城市的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。

彭学君、李志祥(2007)认为,数字化城市涵盖了整个城市各方面的信息及应用,总体上可分为三个层次十个组成部分。三个层次为信息基础层、应用层、综合决策层。十个组成部分包括:城市公用信息网络平台和骨干网、空间数据等基础设施、政府类应用、企业类应用、公众类应用、区域类应用、数字门户网站、信息资源管理中心、城市综合决策指挥系统、政策法规规章及管理制度和技术标准及各种应用规范。

李宗华(2008)认为,“数字城市”涉及城市信息化的方方面面,总体上可以分为3个层次、9个组成部分,它们构成一个统一的整体(如图4所示)。3个层次为:基础层、管理层和应用层。9个组成部分为:城市信息基础设施、城市空间数据基础设施、空间信息资源管理与交换中心、法律法规与政策、技术与标准、政府类应用、行业类应用、企业类应用和公众应用。

曹蕾(2009)认为,“数字城市”的内容可以概括为4个方面:城市基础设施数字化,城市信息和交换网络化,城市生活和管理智能化和城市空间数据可视化。“数字城市”框架体系大体由3部分组成:(1)基本平台部分,主要为城市综合信息平台、城市空间基础信息平台和城市电信基础设施平台;(2)“数字城市”服务对象(用户),该部分主要为政府、企业、社区、公众构成的各类应用系统,作为核心应用系统是“数字城市”发挥作用的根本;(3)关键技术,它是“数字城市”的技术支撑,主要为计算机技术、海量数据存储技术、宽带网络技术、3S技术、对地观测技术、虚拟现实技术、互操作技术等。

张立平(2009)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。“数字城市”是城市信息技术的综合应用,也是当前信息技术应用最广泛的领域。就这个意义而,“数字城市”应用十分广泛,归纳起来主要有12个方面:电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配。“数字城市”的体系结构包括:(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及地下等自然地理数据的自动获取系统,城市基础设施数据的实时获取和更新体系,城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存储、压缩、处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络,支持基于网络的分析式计算操作系统,基于对象的分布式网络服务,分布处理和互操作协议等。(5)应用体系。包括城市规划、地籍管理、城市防灾、城市交通等。同时还包括城市网络生活方式等。(6)管理体系。包括专业人员小组、教育培训、安全管理、系统维护、标准与互操作规范、相关法规等。

马佩勋、谢海波(2009)认为,“数字城市”的框架体系涵盖了城市建设的各个方面,是由战略政策层、信息基础层、应用服务层和分析决策层组成的有机整体。战略政策层包括“数字城市”的发展战略及总体框架、信息技术标准、政策法规规章制度和技术保障体系等;信息基础层由城市公用信息网络平台、中心骨干网、区域骨干网、通信管线、空间数据、业务标准体系和协调维护机制等组成;应用服务层根据“数字城市”功能特征分为电子政务、电子商务、城市规划建设及运行、经济运行服务和社会综合服务等五类应用;决策分析层是跨行业、跨区域的综合性应用系统,主要包括城市智能交通管理系统、城市环境监测分析系统、城市发展预测决策系统和城市防灾、救灾及应急处理系统等。基本框架如图5所示,战略决策决定和指导信息基础建设,并在此基础上实施应用服务,通过决策分析又反过来指导战略决策的制定。

四、小结

“数字城市”是空间时代与信息社会发展历史的必然产物,同时,又是城市可持续发展与整体功能提升的必然依托,是新的经济建设增长点,这一特点决定了其发展将是跨越式的。“数字城市”为认识物质城市打开了新的视野,对城市规划、城市建设和城市管理展示出了一系列全新的理念,为调控城市、预测城市、经营城市提供了革命性的手段。“数字城市”的战略研究、数据和技术集成框架等基础研究和原型系统建设,必然与其应用研究相辅相成,齐头并进。“数字城市”建设是一个非常庞大的系统工程,涉及城市社会、经济、文化、政治、环境等各个方面,是多学科的融合体,因此,不仅要有先进的技术为基础,更需要管理体制、机制和政策作保障,还需要市民和整个社会信息素质的提高。(编辑:何乐)

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[29]戴汝为:《数字城市――类开放的复杂巨系统》[J],《中国工程科学》2005年第8期。

[30]谢明:《数字城市建设与发展探讨》[J],《中国科技信息》2005年第14期。

[21]寇有观:《“数字城市”的规划研究》[J],《电脑知识与技术》2006年第18期。

[32]杜灵通、韩秀丽:《基于数字地球思想的数字城市研究》[J],《地理空间信息》2007年第1期。

[33]彭学君、李志祥:《数字城市及其系统架构探讨》[J],《商业时代》2007年第8期。

[34]吴庆双:《建设数字城市的若干问题探讨》[J],《中国科技信息》2007年第6期。

[35]马娟、秦凯:《数字城市建设的初步探讨》[J],《科技咨询导报》2007年第1期。

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[38]曹蕾:《数字城市基本框架及关键技术》[J],《交通科技与经济》2009年第2期。

[39]马佩勋、谢海波:《数字城市的基本框架与关键技术研究》[J],《长沙民政职业技术学院学报》2009年第3期。

[40]陈建军:《数字城市:智慧城市》[J],《国土资源导刊》2010年第1期。

地理信息系统论文范文第4篇

关键词:虚拟地理环境；概念；探索

中图分类号：B929 文献标识码：A 文章编号：

1前言

近年来，随着计算机技术和地理信息技术的不断发展，研究人员利用虚拟现实技术在地理学研究上展开了大量的尝试，在技术应用、相关信息系统研发及理论研究上均取得了突出的成果，并在不断的探索与总结的基础上，逐步形成了虚拟地理环境的概念。

虚拟地理环境概念自提出以来，经过十多年的发展，目前已经逐渐被广大研究人员所接受，但尚未形成统一的认识。为明确界定虚拟地理环境的研究内容与边界，部分研究人员对虚拟地理环境的定义及其理论与方法展开了讨论。

龚建华、林珲等人通过一系列的论文和专著，较为系统的开展了虚拟地理环境理论和方法的探讨，认为虚拟地理环境是以化身人、化身人群、化身人类为主体的一个虚拟共享空间与环境，它既可以是现实地理环境的表达、模拟、延伸与超越，也可以是指赛博空间中存在的一个虚拟社会（社区）世界。并进一步提出了关于虚拟地理环境的研究框架（龚建华等，2006,2009；林珲等，2005，2007，2009；龚建华、林珲、鲁学军，2002），把信息（地理）哲学和非线性科学作为研究虚拟地理环境的基础性理论，把可计算人地关系作为虚拟地理环境的理论核心，围绕该核心研究与虚拟地理环境相关的人地系统论、地理认知、地理计算和人工智能。

闾国年（2009）认为，虚拟地理环境研究在计算机网络和虚拟三维空间环境下，通过分布式协同交互，实现地理环境可视化的表达、地学问题的分析处理、地理规律的提炼、地理现象的模拟、地理环境变化的再现与预测以及人类活动影响的评价，探索地球各圈层内部的结构特征、分布规律、演化过程以及圈层之间物质流、能量流、信息流的传递方式及其动力学机制。

朱庆认为虚拟地理环境可以简单定义为真实地理环境在计算机中的一种抽象数字化的逼真表示，使人们可以探查汇集有关的自然和人文信息，并与之互动。

以上对虚拟地理环境定义体现了虚拟地理环境研究领域的不同侧重点，强调网络空间载体下三维空间的计算机实现，强调化身人的参与性，而忽视了其它维度、其它形式的虚拟地理环境，忽视了将虚拟作为一种手段来对人类无法触及的地理环境的研究，同时也忽视了对虚拟地理环境本身作为一种虚拟存在的环境系统的研究。

2虚拟地理环境的概念

2.1 虚拟地理环境概念的形成

虚拟地理环境源自于地理环境，是地理环境与现代虚拟技术和手段相结合的产物，是地理环境在现代科学技术辅助下的一个延伸。因此，要正确认识什么是虚拟地理环境，我们首先需要了解地理环境的概念。

地理环境是指一定社会所处的地理位置以及与此相联系的各种自然条件的总和，包括气候、土地、河流、湖泊、山脉、矿藏以及动植物资源等。可分为自然环境(或自然地理环境)、经济环境(或经济地理环境)和社会文化环境。它具有三个特点：(1)具有来自地球内部的内能和主要来自太阳的外部能量，并在此相互作用；(2)它具有构成人类活动舞台和基地的三大条件，即常温常压的物理条件、适当的化学条件和繁茂的生物条件；(3)这一环境与人类的生产和生活密切相关，直接影响着人类的饮食、呼吸、衣着、住行。

在传统技术条件下，研究人员主要通过实地调查和统计分析的方式对地理环境中的现象及规律进行研究。受各种条件限制，人们对涉及时间跨度比较长或是自然条件比较恶劣而无法到达区域的地理环境现象和规律及其对人类生产生活的影响无法开展有效研究，如深海地理环境、地下环境、地壳运动等。随着科学技术的发展，研究人员有了更多的现代化手段来开展地理环境研究，虚拟化就是其中一个重要的研究手段，尤其是以计算机为基础的数字虚拟技术，为现代地理学的发展和繁荣做出了不可磨灭的贡献。研究人员首先抽象化的建立现实地理环境的各种运行模型，输入实际的或调整后的参数，并利用计算机强大的运算能力和可视化表达能力，以虚拟的形式来实现一个类真实或虚构的地理环境，以研究各种地理环境问题。我们称这样的环境为虚拟地理环境。

在研究人员建立的众多虚拟地理环境中，有一部分只在实验室中运行，用于研究特定的地理环境问题；有一部分走向了大众化，并被人们所接受，而逐渐形成了一个实际运行中的虚拟地理环境。在这个环境中，人们可以通过化身（Avatar）的形式参与进去，开展各种社交、商务、娱乐等活动。如此一来，这个虚拟地理环境就逐渐活了起来，成为了现实地理环境的一个虚拟化扩展，成为了人类活动的另一个舞台，成为了一个以虚拟化形式存在的“实体”地理环境，影响着人类的生产生活。

由此，本文认为，虚拟地理环境可以定义为：以目标地理环境为原形，以虚拟化技术为基础而建立的一种抽象化的地理环境。它既可以是现实地理环境的表达、模拟、延伸与超越，也可以是虚拟空间中存在的一个虚拟社会（社区）世界。

2.2 虚拟地理环境的两方面含义

通过以上的定义，我们可以看出，虚拟地理环境包含两个方面的含义：

一方面，它是一种技术手段，是在现代科学技术的基础上，以虚拟化的方式开展地理环境研究，其目的是探索地理环境的运行规律，研究解决地理环境中的各种问题。通过虚拟化的方式，研究人员可以精确化的模拟各种自然、经济及社会人文地理环境，检验各种复杂的运行模型，可以通过与环境中的各要素进行交互与互动，或改变一些前置条件来影响虚拟地理环境的发展，以观察不同条件对地理环境的影响，进而总结出一般规律，为现实地理环境工作提供指导和决策支持。而这些是以往传统研究手段所无法做到的。虚拟地理环境作为一种研究手段一经提出，便极大的影响地理环境科学研究领域，推动着地理环境科学研究的快速发展。

另一方面，它是一种虚拟存在，是研究的对象。随着虚拟地理环境的发展，尤其是被大众所接受，越来越多的人参与到虚拟地理环境中去以后，虚拟地理环境便逐渐成为现实地理环境在虚拟空间的一个延伸与超越，并对经济及社会人文地理环境产生着巨大的影响，进而间接的影响着自然地理环境发展。在这种情况下，虚拟地理环境的重点不再是其实现的手段与方法，而是应用虚拟化方法所产生的虚拟地理环境本身。由于虚拟地理环境作为一种虚拟存在的“实体”地理环境时间还不长，因此人们还无法完全认识在这个环境下各要素之间的关系以及其对现实地理环境的影响。在未来一段时间内，这方面的研究将是虚拟地理环境研究的主要内容。

2.3 虚拟地理环境的研究内容

根据虚拟地理环境两方面含义的不同，其研究内容也有比较大的差别，因此，本文对研究内容的讨论也将分两部分进行。

地理信息系统论文范文第5篇

关键词：建筑；自动消防设施；新技术；管窥

中图分类号：TU976+.5 文献标识码：A

1 火灾自动报警系统性能不断提高

1.1 火灾探测报警时间提前

随着科技的进步，火灾报警系统也在进行快速的革新，火灾的发生将会为人们带来巨大的损失，所以说对火灾隐患进行提前探测，极早的发现火灾隐情，避免灾情发生。如今研制的激光式和吸气式火灾探测器，灵敏度非常高，可以对空气中易燃易爆气体的密度，浓度变化等进行预测，对于隐藏火灾隐患可以及时的发现，有时甚至是提前几小时或者是几天。这种火灾探测报警器比较适合应用在面积比较大的空间内，具有非常高的性价比。

1.2 火灾探测报警可靠性提高

在以往的火灾探测报警器中，存在火灾的探测出现误报现象，影响到了报警器的准确性，也影响了人们的正常工作和生活，所以说提高报警的可靠性将是报警器主要发展的方向。随着信息技术的发展，将各种网络技术和先进设备应用到探测器中，大大的提高了报警的可靠性。比如说双波段红外火焰探测器，在对火灾预测方面，可以通过对不同特征的波段进行信息采集，然后做出正确判断，这就是技术的进步。报警器的可靠性提高了火灾预测的效率，对人们的工作和生活提供了更加安全的保障。

1.3 探测报警智能化

探测报警的智能化将为火灾的判别提供了更加可靠的依据，智能化也提高了工作效率，大大的减少了因为人工判断而出现的误判。将现代的信息技术和先进的技术设备应用到探测报警中，对于火灾的防范在准确性和可靠性方面有所提高。

1.4 火灾探测报警系统的网络化

在信息网络化高速发展的形势下，在消防技术方面应用的更加广泛。通过计算机网络将探测的数据进行传输，实现对分析数据的统一管理，远程监测等，将对火灾探测进行更加系统化的管理，网络化和自动化也将是火灾自动报警发展的主要趋势。

2 消防系统智能化、防火设计性能化

2.1 智能消防系统成为智能建筑的重要组成部分

智能建筑是采用先进的电子信息技术对建筑设备进行自动监控、对信息资源进行有效管理和对用户提供信息服务的新型建筑。智能建筑管理系统由楼宇自动化系统（BAS）、通信自动化系统（CAS）、办公自动化系统（OAS）、计算机网络系统（CNS）、综合布线系统（SCS）等构成。其中，楼宇自动化系统主要包括机电设备自动化系统、消防自动化系统、安全防范系统等。消防自动化系统（FAS）是楼宇自动化系统的重要组成部分，是智能建筑中一个重要子系统，为火警预报、火灾扑救、保障人身和财产安全起到了不可替代的作用，尤其是智能住宅方面，则表现为网络技术应用和控制方式的变化：建筑电气接口标准化、设备控制智能化、系统功能集成化。可以预计随着计算机、自动控制、通信技术的不断发展及关键技术的突破，消防自动化系统必将朝着集成化、智能化、协调化方向发展。

2.2 建筑防火设计向性能化方向转移

在建筑防火中以性能为基础的设计方法，首先应确定该建筑的消防安全目标，然后应用消防工程学原理和安全评估方法，对其火灾危险性进行量化分析，然后再预测各种可能起火条件下所造成的火、烟蔓延途径和人员疏散情况，最后再选择消防设施并进行评估，校核预先的消防安全目标是否达到。这种设计方法更为科学合理，有助于发挥设计人员的设计才华和创造性，也适应了建筑技术发展和建筑艺术推陈出新的需求。

3 自动灭火技术的进步

3.1 新型灭火剂

3.1.1 特种灭火剂

扑救A类火灾的“水添加剂”型灭火剂，包括强化水、乳化水、润湿水、滑溜水、粘性水、增稠水和抗冻水等。“水系灭火剂”在水中增加了发泡剂、表面活性剂、溶剂、助剂等。

3.1.2 哈龙替代物――洁净气体

卤代烷灭火剂（如哈龙1301、1211、2402等）被发现对大气臭氧层具有明显的破坏作用，因而替代哈龙用的气体灭火介质被提上研究日程。目前较理想的哈龙替代物有如下几类：HBFC（氢溴氟代烷）、HCFC（氢氯氟代烷）、HFC（氢氟代烷）、CFC（氯氟代烷）、PFC（全氟代烷）、FIC（氟碘代烷）、IC（惰性气体）等。

3.2 新型灭火技术

3.2.1 气悬体消防系统

该系统由俄罗斯开发研究成功，其主要部件是多个气悬体发生器。当气悬体发生器周围温度达到100～120℃时，发生器内的烟火剂便会被点燃。在烟火剂的温度和喷发作用下，气悬体发生器可将内含的灭火粉喷出。这种灭火粉的单个颗粒平均尺寸仅1μm，可以充分覆盖在燃烧物的表面，终止燃烧反应。

3.2.2 细水雾灭火技术的应用

通过改变水的物理特性达到提高灭火效果的目的，如细水雾、超细水雾灭火技术。由于细水雾的粒径在40～200μm范围内，表面积较一般水滴大1700倍，在火场中能完全蒸发。所以，吸热效率高，冷却效果好。细水雾灭火技术具有灭火快、用水省、水渍损失小等优点，有的产品还具有抑制火灾烟气浓度、提高火场能见度的作用，因此具有很好的推广应用前景。

3.2.3 消防机器人走向应用

在消防技术领域不断的研发新的技术手段，发生火灾的时候，现场的情况非常复杂，有些时候是人力所无法解决的，而消防机器人的出现很好的解决了这个问题。消防机器人将日常中对于火灾现场的救援情况通过程序的编制植入到系统中，然后通过外部材料的加工可以实现多功能的火灾救援任务。例如在火灾现场烟的浓度比较大，并且具有化学腐蚀性的物质，那么通过人力来进行救援就会非常的困难，而通过消防机器人就可以很好的解决这个问题。在火灾现场对于各种复杂的情况和人力所不能解决的问题，都可以通过机器人来处理，这就是消防技术发展的新阶段。

4 建筑中的消防工作将是保证建筑安全的重要措施，所以说要对消防设施和消防技术不断的进行创新，以保证建筑的安全。随着科学技术的进步，在消防设施中越来越多的应用到自动化和智能化的方式，这是未来消防工作发展的新方向。在能源和资源的使用方面，也将会向着可持续发展，环保节能的方向发展。

参考文献

[1]唐祝华.21世纪洁净气体灭火新技术的开拓、发展与眺望.

[2]宋红冰.21世纪消防预测[J].火警，2002（2）.

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[5]吴成东.国内外智能建筑技术发展[J].建筑智能化.

地理信息系统论文范文第6篇

【关键词】 地理科学 成就 问题 展望 福建

以人类生存环境、人地关系和区域为主要研究对象的地理科学，是一门包含自然科学、人文社会科学和工程技术科学的综合性学科。钱学森院士以其独特的视角认为地理科学是与自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、文艺科学、军事科学、行为科学相并列的科学部门[1]，将地理学推向一个更高的层次。

我国地理学已取得骄人的进展，表现在科学研究方向的突破、对国家建设的贡献、研究手段的革新、对科学和教育的促进作用、对社会的贡献等方面[2]。福建地理科学的发展，是我国地理科学发展的一部分，在理论与技术及其实践中都取得明显进展，在地方经济建设中发挥了重要的作用。

一福建地理学的主要成就

（一）研究方向的拓展

地理科学是以综合和实践为主要特点的科学，其独特的视角和研究方法，与目前全球变化研究、地理系统科学、可持续发展理论所强调的综合和集成不谋而合。福建地理学者结合学科特点，经过研究机构的结构性调整和重组、重要科研项目的启动与实施、人才队伍的培养与形成等各方面的努力，在科学发展和可持续发展的背景下，不断扩展其研究的方向。福建地理工作者通过野外调查、室内实验分析，根据长期研究积累的资料，在资源与环境研究、区域自然地理与农业区划、生态功能区划和海洋功能区划、生态监测理论与方法、水土流水与生态调控、海平面变化、区域发展与规划、城市与人口及区域可持续发展、城镇体系规划、生态环境综合信息图谱、地空耦合技术等优势领域开展研究，取得显著进展。尤其是近年来，福建地理工作者在野外观测平台和重点实验室建设的基础上，结合现代先进技术，在地球表层生态系统及过程，亚热带森林生态系统碳氮循环与全球变化，地理信息科学与电子地图与信息图谱，生态农业，城市化发展和人口循环流动等理论与实践方面取得一系列的重要成果，获得突出的成果。特别是在重大战略领域如土地利用/土地覆被变化、人地关系地域研究和重要学科方向上向纵深突破。尤其是我省地理学者对改革开放以来中国人口城镇化空间模式的研究，引起相关领域国际学术组织和权威专家的高度重视。与此同时，许多学者也参与了中学地理、高等院校地理教学改革和教材的编写，发表了许多著作。福建地理学者在学术领域的地位也得到显著提高，发表在国内、国际优秀学术期刊的论文数量也大幅度增长。地理工作者涉足的领域，已经突破了传统地理学的范围，与自然、人文、社会等众多学科不断的交叉融会，与人口、资源环境、经济与社会可持续发展等全球问题密切相关。

(二)对地方社会经济建设的贡献

地理科学除了本身的规律与发展的轨迹，又与社会发展紧密相关联，可以说社会经济建设发展的需求是地理科学与资源科学的原动力[3]。新中国成立后，我省地理工作者组织和参与完成了国家和地方经济建设密切相关的一系列关于自然条件、国土资源、农业发展、产业布局、城市化等方面的研究任务,包括福建省海岸带和海涂资源社会经济调查、梅花山自然保护区综合科学考察、农林、茶果、蔬菜、橡胶、宜林地的调查研究、武夷山生物多样性生态调查等各类考察研究；福建省简明综合农业区划、福建农业综合自然区划、莆田农业区划试点研究、大比例尺海洋功能区划等各类区划研究；福建省中长期科技发展规划、福州市国土资源综合评价、漳州市国土规划、湄洲湾区域国土总体规划、九龙江流域国土整治等国土规划研究；海沧投资区资源合理开发利用与保护、土地利用总体规划、区域旅游资源及开发研究、房地产市场研究、景观生态建设与社会可持续发展示范工程、特色农业信息化的示范应用研究、福建人口流动研究、城市化问题、生态环境遥感监测与规划建设、生态省建设条件分析与战略思考等发展战略领域的研究。在这个过程中，为地方各级政府和社会提供大量的决策建议和宝贵的科学资料与科学依据。例如，2002年8月完成的《福建省生态环境现状调查》，对我省的陆域和海域生态环境首次进行全面系统的调查总结，系统地反映我省生态环境现状及发展趋势，同时还分析了我省生态环境保护建设中存在的问题和成因，提出进一步改善我省生态环境的对策与建议，为区域经济的结构战略性调整和重大建设项目合理布局提供决策依据，为生态省的建设发挥了积极的作用。在此基础上，又进行了全省生态功能区划工作，根据福建生态环境要素特征、生态环境敏感性和生态服务功能的空间分域规律，将福建省分为5个生态区、17个生态亚区和106个生态功能区。全省生态功能区的划分已作为《福建建设生态省规划纲要》的重要组成部分。再如，在2003年“数字福建”重大应用项目――《福建省生态环境动态监测与管理系统》研究中，应用先进的“3S”和多媒体、互联网技术，通过野外实地调查研究，建立能动态监测、高效管理、综合分析、适时的全省生态环境动态监测体系和决策支持与管理信息系统，同时实现网络信息共享。该项目的建成，可为环保、气象、测绘、林业、海洋等部门提供服务，这将极大地推进我省生态环境工作的现代化和信息化，为制定生态环境保护规划与政府综合决策提供科学依据，对全面贯彻落实《全国生态环境保护纲要》，实施可持续发展战略，实现省委、省政府提出的生态省建设的宏伟目标均有积极的促进作用，对我国东部地区以及全国生态环境动态监测体系的建设也将发挥重要的示范作用。

此外，我省利用地缘优势，与台湾本领域学术界建立了密切的学术联系，在促进闽台资源环境领域的学术交流和科技合作方面开拓了新局面,在海峡两岸资源的永续利用方面起到了积极作用，也对我省建设海峡西岸经济区作出了贡献。

福建地理工作者的上述工作，在协调人类认识地表环境、协调人地关系、促进自然资源和自然条件的合理利用等方面起着不可替代的作用，使得可持续发展观念和科学发展观更加深入人心，在相当程度上改变了人们的行为和工作方式，为福建步入小康社会和精神文明建设有不可磨灭的贡献。

（三）研究手段的革新

福建省地理科学于20世纪80年代和90年代，在经过长期的基础理论研究和经验积累的基础上，也开始了研究技术手段的革新，主要表现在开展定位和实验研究，使地理学多由定性的描述转向定量的观测分析。在不断调整创新和增强实力的过程中，地理学在本省得到了长足的进步，先后建立和加强了若干新的研究基地和重点学科，加强了地理学作为基础学科的地位，突出了地球系统科学和可持续性科学的内容，同时也继续派生出了一些新的研究领域和应用方向。

①重点实验室和野外实验地（站）建设：在福建师范大学地理科学学院相继建立了亚热带资源与环境福建省重点实验室和福建省湿润亚热带生态地理过程高校重点实验室；在漳州市漳浦县马坪镇建立了规模特色农业生产模式试验样区，进行果园生态栽培试点、农果牧系统生态模式、景观生态规划等研究；在长汀县和田镇建立了野外实验站，进行水土保持、水土流失综合治理、山地生态整治与生态产业关键技术、山地生态系统重建等研究；在闽江口建立了湿地研究观测场，进行海滨河口湿地生态系统过程研究。

②地理信息系统实验室的建立：20世纪80年代以来，福建省多所高校建立了GIS实验室，并开设了GIS专业，促使空间分析方法愈来愈多地在各种预报、预测和发展研究领域中得到应用，从资源卫星和气象卫星等对地观测平台获取地球表面遥感数据，拓展了地理学的观测视野，也为各高校及社会输送了大批的GIS专业人才。地理信息系统科学技术不仅推动了我省地理科学的发展，也为各种涉及空间数据分析的学科提供了新技术手段。

③新方法的引入和新领域的派生：将数学、物理、化学、生物等科学方法与地理科学研究相结合，将系统论、信息论、耗散结构理论等新的理论应用于许多研究领域，将模型建立和空间分析在区域研究和城市发展规划中逐步推广，这大大加强了地理学这一古老学科的活力。近年来，生态学、水科学、信息科学、经济学、农学等领域与地理学相互交叉，地理学充分吸收百家之长，壮大自身力量，同时也在相当程度上促进了自然资源和自然条件的合理利用，阻止了人与环境之间关系恶化的趋势。

我省地理学界不断扩大与国际地理界的联系和交流，吸收一些新的地理学说和新的工作方法，以适应全球化新时代。

二福建地理学发展面临的主要问题

谨观慎思我省地理学的发展历程，在一代代地理人的共同努力下，所取得的成绩是有目共睹的，但是将其放诸全国乃至整个世界地理学发展进程的大背景之下，我们仍然看到了许多不足之处。

（一） 侧重重复性的应用研究，忽视学科本身的发展

由于市场经济的导向作用，相当一部分研究力量流向一些课题经费较多、见效快的短线研究，不少地理工作者追求一种“短、平、快”式的研究模式。经济的发展为我们提供了更多、 更新的应用领域。任何一门学科最终都是为人类生产生活服务的，地理学也不例外。发挥其优势，让它服务于社会，本是无可厚非的，但是纵观近年来福建地理学者所做的工作发现，不少应用研究都是出于一种纯粹的收益目的，较少体现为国家全局性和重大地区性科学问题和应用问题，忽视学科本身的发展。而且许多研究属于重复性工作，用一个地区做过的模式来套做另外的地区的现象相当普遍。正是由于这样一种工作模式在相当程度上导致了学科本身发展的滞后。近年来，福建地理学界的理论建树明显少了，虽有一些理论方面的教材和专著问世，但缺乏重大学科理论建设的论著。

（二） 学科整合不足，学术走向迷茫，基础研究逐渐弱化

一方面学科交叉与分支迅速，地理学出现模糊化、边缘化与空洞化；另一方面地理学同其它学科之间甚至在地理学分支学科之间的融合明显不足，其综合性仍处于较低层次。

当前 ,解决资源环境安全、生态建设与区域可持续发展等一系列重大问题 ,都离不开地理学的研究。但是 ,彻底解决这些问题 ,也必然需要与大量的其他学科 ,特别是应用学科的不断交叉。包括环境学、生态学、大气科学以及经济学和社会学等在内的多种学科 ,大量介入资源的利用与保护、环境变化与治理以及社会经济发展规划等这些地理学的传统优势研究领域。地理学研究的主体与科学问题不断受到其他学科的关注与渗透 ,地理学的理论和方法 ,在许多领域得到重视和应用。后者在利用了地理学研究成果，取得成功的同时也常常掩盖了地理学研究的基础成就。地理学在与其它学科交叉的同时 ,常常也会偏离地理学发展的主干 ,转为其他学科的分支 ,从而造成地理学研究出现“范围边缘化、对象模糊化”。地理学分支学科发展迅速，从解决具体问题的角度来看，分支学科的发展是成功的，但是各分支学科发展不平衡，缺乏有效集成，对综合地理学的忽视和削弱，使得地理学的“内容空洞化”。表面上来看，地理学与各学科及其下分支学科间交叉、组合应用，然而从深层次上来讲，这种交叉组合是远远不够的，只是一种初级阶段的融合[4]。

作为自然科学和社会科学的桥梁，地理学本来应该在学科交叉以认识和解决复杂问题上做出独特贡献，但由于其内部的自然研究和人文研究融合不足，真正的综合性成果仍然乏善可陈，还出现了两极化的倾向，一是越来越专，一是越来越泛[2]。最终使得地理学研究对象不明确，学术走向迷茫，甚至有走向“死胡同"的危险。在这种形式下，地理学的基础研究也逐渐弱化，基础科学和统一地理学的基本思想、基本概念和经典理论等方面的研究被严重削弱。

（三）发挥区域优势进行特色研究不够

福建地处东南一隅，因山川阻隔，形成一个相对独立的地理单元，其独特的地理环境为地理工作者提供了很好的研究素材；福建与祖国腹地相对隔离，却又面向开放大洋，又由于其“侨乡”优势及对特区位，使福建成为一个矛盾的、复杂的经济个体。这种“复杂”与“矛盾”决定了其经济发展的有别于其它省份的“个性”。这些都是福建地理工作者应该关注的，然而从目前来看我们做的仍然不够。

福建面朝广阔的太平洋，基于海洋有很多的特色研究，如海洋产业发展与布局、海洋资源开发与可持续发展研究、滨海旅游空间结构研究 、海洋生态研究、海洋地缘政治研究等。在这些方面地理学介入太少，没有做足工作。

（四）地理学教育欠缺，学术梯队建设不够完善

长期以来，在基础教育阶段，地理学科遭受着不公正的待遇，被视为“小学科”,这导致许多学生地理思想缺失，向高校输送的高质量地理人才也明显不足。而在高校地理教育中，存在着学科发展不平衡，高校之间培养综合地理学人才不平衡，教材系统不健全、不规范的现象。

学术也需要“积聚”，但目前福建省内从事地理研究的单位很少，这不利于学术上的交流和信息的共享。将福建整个地理学界作为一个整体来看，我们和北京、江苏等“地理大省”存在很大差距。这使得我们在承接全国性大课题以及召开全国性、国际性重要会议、开展国际合作方面明显处于劣势。

高校地理专业学生都应该是科研的生力军，是学术梯队中的重要一环，但这一环目前却有脱节的危险。很多学生不具备独立科研的能力，其中既有自身的原因，也有教育模式的原因，应引起整个地理学界的高度重视。

三 福建省地理学发展建议与展望

福建省地处海峡西岸，地理区位优越，经济发展迅速，但也肩负着优化经济结构、合理利用资源、保护生态环境，促进人口―资源―环境可持续发展等重大任务。显然，地理学是实现这些重大任务的支撑学科之一。

地理学应为一系列重大的决策问题提供科学依据。这些决策问题是重大的资源利用和自然保护问题、重大自然灾害的治理问题、地区开发战略和发展问题等。在21世纪发展中，这些问题将进一步突出。在所有的福建省区域性问题中，地理学家要重视闽西地区、沿海地区的生态环境和发展问题。在新的历史时期，政府决策的许多问题，地理学家都可以参与工作，要通过这些重大问题的研究，进一步提高地理学的决策应用价值，对地区一系列重大问题，需要建立起迅速反应的能力。

在愈来愈多的新学科出现和参与福建省的资源环境和发展问题研究的情况下，地理学面临着严峻的挑战。为了弘扬地理学传统，为社会和科学发展作出更多的贡献，地理学要立足于自己的优势和学科特点，找准自己的方向，特别注意发现新的问题和新的领域。

（一） 主要发展方向

(1)国土整治研究。21世纪，我们必须明确地理学能给政府和人民解决什么问题，包括区域性的资源开发利用、生态环境退化的监控与治理、全球变化及其区域响应等。水土流失问题、主要江河水质生态安全问题、滨海湿地退化问题等也将是地理学长期的研究目标。

（2）可持续发展研究。这个方向自20世纪60年代在国际上逐步形成以来，已经成为地理学发展的主流之一。福建省经济高速发展,强烈地改变着自然和社会经济结构，这些问题的研究，可为实施可持续发展战略服务。地理学家和地理工作者要了解福建省的自然、资源与环境、社会和城乡发展，包括城市发展与规划、区域发展及可持续发展、农村发展等，就需要进一步开展地区经济与社会及城乡发展的研究。

(3)地理信息应用研究。GIS技术、RS技术、空间数据的应用是地理学也是地球科学发展的重要推动力量。地理学科应进一步发展地理信息科学的应用研究，为区域社会经济可持续发展与生态环境保护提供分析预报和决策支持的新的技术手段；为地球科学及其他有关学科研究提供时空信息并进行资源与生态环境研究分析、预测预报和时空调控的科学基础。

（4）生态系统地理过程与全球变化的区域环境响应研究。生态系统地理过程与全球变化的区域环境响应的研究成为重点领域之一。在新的世纪，其研究方向也发生了重大调整：第一，从认识地球系统基本规律的纯基础研究为主，扩展到与人类社会可持续发展密切相关的一系列生存环境实际问题的研究；第二，研究人类活动对环境变化的影响，扩展到研究人类如何适应全球环境的变化；第三，在更高层次上进行生态系统地理过程的综合集成研究。这些计划的制定与实施，对全球变化的区域响应、自然过程主导的自然适应过程和人类活动主导的有序人类适应过程的基础理论研究和应用研究，必将提出新的要求[5]。

（二）发展地理学的方法论

21世纪在地理学各分支学科继续发展的情况下，要求我们在地理学的方法论方面作深入探讨并取得某些共识，地理学不是各种有关专业的简单汇合，而是具有明确的核心和一致性。地理学已经具有一套比较完善的方法论概念，但要进一步发展。

(1)区域概念。包括全球的概念、区域差异和区域相互依赖性的概念，没有区域就没有地理学。针对不同的空间尺度界定不同的区域论题，研究发生在区域中的过程和演变规律，而不是静态地研究区域。各种地带和各种类型地域（流域、区域、地方)的研究、全球变化的区域响应、陆地生态系统的演变、温室气体增加的影响等,在不同区域是不一样的，因为地表各种过程在不同时空尺度表现差异及其自身的抗干扰能力和恢复能力不同。在人文领域内，区域一体化和多样化发展，是地理学研究和教学的基本范畴。

(2)统一地理学的观念。这种观念强调研究人类活动成为一大驱动因素的地球表层系统及其中的“人―地”地域系统。几十年以来，特别是近年来，老一辈地理学家就强调对重大的地理学问题开展综合性多学科交叉研究的极端重要性。自然地理学不考虑人类的活动和人文地理学忽视自然和生态基础都是致命的弱点。现代地理学的基本特点是：统一地理学、全球地理学和有人的地理学[6]。

(3)将格局和过程关系的研究作为重要的观点和技术路线。发生在各种类型和各种尺度的区域中的过程必然产生一定的格局，而格局的变化又会影响到自然、生态、社会发展的进程，这就产生了格局和过程间相互作用的研究。这种相互作用还表现在区域之间的相互依赖性，包括不同尺度区域之间的相互依赖性。如对不同时间序列、不同空间尺度的土地利用和土地覆被变化的研究就是如此。

（三） 加强学科交叉与融合研究

要以综合的观点和学科交叉的方式研究地球表层系统的演变及其动态机制。地球表层系统包括区域性的自然系统、人―地系统和社会经济系统三个子系统。自然系统中我们关注自然支配的环境变化，这方面的问题仍需进一步研究。核心问题是“人地关系地域系统”。要探讨这个系统的内部组成、主要关联及其与外部环境的关系，揭示人类对环境变化的感知和响应，以及人类对环境的利用和影响及环境对人类的影响。在较小空间尺度上，揭示地表物质元素转化与迁移的机制；在宏观层面上，研究气候变化和全球物质反映之间的关系。从不同的空间尺度研究人口、资源、环境之间关系实质，并寻找解决的途径。通过较小尺度的研究，经过尺度转换，为大范围区域的区域开发与国土整治提供理论基础和政策依据。为了促进地理学理论和地理学思想的创新，需要各种科研机制来促进对跨越多时空尺度的复杂问题和多学科交叉联系问题的研究。

（四）要面向全国、面向世界、提高科研竞争力

福建经济发展的程度在不断提高，福建在中国乃至国际的影响日益扩大，地理学在更大程度地发展是必然要求。因此，要加强全国、全球问题的研究，并力争在国际性会议上的交流中不断展示成果，甚至我们要培养将主要精力用于全国、全球问题研究的科研专家，积极参与国家和国际研究计划。

（五）促进技术创新，以信息化推动地理学的发展

信息化使现实空间表征的理论方法得到了革命性的发展。GIS和RS技术的应用通过时空数据和空间分析，使我们可以更迅速更好地认识相互联系事物的本质和区域间的差异及其相互依赖。为了深入研究和揭示地球表层动态系统中物质循环和要素作用机理，必须重视地理学的实验研究，并使微观和宏观研究相结合。但是，这些不能代替样本研究，不能代替考察和观测等，否则，我们就不能认识“真实世界”及其动态系统，改进真实系统的描述。大型工程的战略研究为福建大规模建设时期所急需，目前尚很薄弱。发展工程地理学，既适应这种需求，又开拓了地理学的应用领域。

（六） 加强地理学的教学工作

地理学是21世纪人才必备的素养，各地都越来越重视地理教育。为了适应福建省21世纪社会经济发展的需要，在高等学校地理学的课程设置及课程建设问题上，急需加强概论性的地理学及其中的自然地理学、人文地理学与地球信息科学的基础课程，核心地理学课程必须保持和创新。21世纪的地理学，需要在人才培养上注意全面、综合性的理论思维，要适应实践和科学的发展，开创新的地理学课程，提高学生的地理理解力。

让青少年了解国情和培养爱国主义是基础教育的主要目标之一。当今世界，资源、环境、人口、发展等全球性问题越来越尖锐，而地理学是各基础学科中最能综合、直接地解决这些问题的课程。因此，世界各国、各地区都越来越重视地理基础教育。地理学要通过基础教育和科普工作，培养人们的地理学观念，努力提高一般人口的地理学能力，推动地理学的发展。

（七） 形成福建特色的现代地理学体系

福建地理学应该在适应现代科学技术综合化、整体化和系统化的发展趋势的同时，结合福建的地理特点，加强内部联系，改善研究方法和手段。要利用闽特的区位优势,形成具有地方特色的科学研究理念、因地制宜的科学研究理论、定性描述与定量分析相结合的研究手段，注重多学科相结合，发挥地理学综合性和实践性的特点，构建具有福建特色的现代地理学体系。

参考文献

[1]钱学森.论地理科学[M]．杭州：浙江教育出版社，1997．

[2]蔡运龙，陆大道，周一星等． 地理科学的中国进展与国际趋势[J]． 地理学报，2004，59（6）．

[3]路甬祥． 地理科学与资源研究的发展趋势[J]． 地理学报，2005，60（3）．

[4]葛全胜,吴绍洪,朱立平，等. 21 世纪中国地理学发展的若干思考[J].地 理研究，2003，22（4）：406-414.

[5]符淙斌，董文杰，温刚，等.全球变化的区域响应与适应[J].气象学报，2003，61（2）：245～250.

[6]陆大道，蔡运龙.我国地理学发展的回顾与展望―地理学：方向正在变化的科学[J].地理科学进展，2001，16（4）：467～472.

课题组成员：

1.曾从盛:福建师大地理科学学院副院长，研究员，博士生导师

2.郑达贤:福建师大地理科学学院教授,博士生导师

3.袁书琪:福建师大地理科学学院副院长,教授,博士生导生

4.朱宇:福建师大地理科学学院研究员,博士生导师

5.王维奇:福建师大地理科学学院

6.张林海:福建师大地理科学学院

7.雷波:福建师大地理科学学院

地理信息系统论文范文第7篇

谭其骧1983年就已经指出：历史地理作为一门学科虽已存在几十年，但迄今尚未建立起一个比较完整的体系，一个重要原因是各地区历史地理研究还基本没有开展起来，因此这门学科无论在纵的方面还是横的方面都还有很多空白无法填补②。朱士光1999年指出：历史地理学理论建设滞后，不仅湮没消蚀了学科固有的理论光芒，还使学科属性与归依问题出现新的模糊认识，并且因学科今后发展的主导方向不明朗而影响到学科整体的顺利发展。有鉴于此，朱士光倡议充分发挥历史地理学科特点，注意吸取有关学科理论原理，采用先进技术手段，进一步抓好人地关系研究，应将研究对象时间下限延至当今，同时将研究内容扩大到包括对当前环境变迁动态的评估及对今后环境变迁趋势的预测等方面③。下面分四个方面作一初步总结。

一、地理学的观点

历史地理学的研究对象是整个人类历史时期地理环境变迁及其规律，这个地理环境既指自然、也包括人文地理环境，所以历史地理学就其学科性质而言，它是一门地理科学，是地理学的一个组成部分；但就研究所依据的资料和方法而言，它又具有历史学科的属性。所以有人说历史地理学“它是在两个母体中孕育、发展起来的学科”④。

侯仁之最早阐明了历史地理学是现代地理学一个组成部分的基本观点。他着重说明历史地理学与沿革地理学之间的本质区别，指出今天的地理不是自古以来就是如此，而是从以往不同时代的地理中发展演变而来的，今天地理上的一切现象都植根在过去的地理中，且有它发展演变的客观规律存在，因此他系统地阐述了历史地理学的研究对象、任务、方法和意义，说明历史地理学是现代地理学的向后延伸部分，其主要研究对象是人类历史时期地理景观的变化，主要工作不仅要复原过去的地理景观，而且还要探求其发展演变的规律，阐明当前地理景观的形成和特点⑤。

谭其骧、史念海两位对侯仁之阐述的观点均表示赞同。谭其骧承认：“就学科的性质而言，历史地理学并不属于历史学，而是地理学的一个分支”⑥，“历史地理学的研究对象是历史时期的地理”，“它是一门地理科学，是地理学的一个组成部分”⑦。史念海则认为：“以前历史地理学还属于历史学的范畴，自然要运用治史的方法进行探索”，“既然是地理学的组成部分，就该兼用地理学的方法从事研究”⑧；曾明确地表示：“中国历史地理学应该是属于地理学的范畴，但也可以作为历史学的辅助学科”⑨。他在别的论文中，系统而又概括地阐述了中国历史地理学悠久的渊源及其发展过程，充分肯定了历史地理工作者对国家建设所做出的成绩，鼓励大家继续发扬历史地理学有用于世的作用，以期这门学科不断发展和壮大⑩。韩光辉回顾了中国、欧美、俄国历史地理学发展的全过程，得出全世界历史地理学发展均存在沿革地理研究、近代历史地理和现代历史地理学三个阶段的结论(11)，与侯仁之的观点殊途同归。

历史地理学作为现代地理学的一个组成部分——一个迅速发展起来的新学科，发展到20世纪80年代初已是无可争辩的事实(12)。虽然在基本理论问题已取得共识，但面临的新形势对学科理论又提出了新的要求。侯仁之的《再论历史地理学的理论与实践》(13) 就是对此作出的回答。他认为，历史地理的研究范围，必须扩展到地质史的最后时期，也就是随着人类的活动能力逐渐加强，并开始在自然环境上产生了日益显著的影响以后的时期，指出目前我国地理学正经历着一个重大的变革，而且是极有利于历史地理学的发展。他科学地倡议开展系统的“区域链”研究，对整个历史地理学科都具有指导意义。90年代初，他又高瞻远瞩地指出：“可以用之于研究当前地理问题的现代科技手段，如何引用到过去时代的地理问题的研究中来，正是我国历史地理学今后发展的关键所在”(14)。他的这一系列论文阐明了历史地理学作为现代地理学一个组成部分的重要意义和作用，从而为现代中国历史地理学奠定了坚实的理论基础。

二、历史学分支的观点

历史地理学中的沿革地理在我国具有悠久的历史。沿革地理主要是研究历代疆域、政区、地名、水道的因袭与更易，长期以来是历史学的一门辅助学科，它的成果长期被视为给历史学的研究提供一个空间舞台。按过去的四部分类法，地理著作一般都归入史部，沿革地理自然属历史学范畴，历史地理学科从而也属于历史学，所以以前有的学者将它作为治史的四把钥匙之一，但是至今还有学者将历史地理学狭隘地理解为考证古地名方位的(15)。

现在学界多数人赞成侯仁之的意见，历史地理的学科属性是毫无疑问的；但也应该充分注意其他意见中的合理部分，历史地理研究的对象虽然不是历史，但由于是历史时期的地理现象主要依靠历史文献记载，使用历史学的研究方法，其成果更多的是为历史学所利用。地理学本身的研究范围就包括了自然、人文两个主要方面，历史地理学具有一部分人文社会科学的特性是很自然的事。

在1982年召开的全国历史地理学术讨论会上，谭其骧作《在历史地理研究中如何正确对待历史文献资料》的学术报告(16)。他针对那种认为研究历史地理只需要多做野外考察、只需要学会地理学的研究方法的片面认识，指出就研究方法而言，历史学的方法的重要性至少不下于地理学的方法。事实证明，离开了文献资料，不仅历史经济地理、人文地理无法研究，就是历史自然地理的研究也不能取得应有的结果。

历史地理学界以往的研究过于偏重古代，研究时段的下限应该与当代相衔接，这一状况近年虽有所改变，仍然是一个薄弱环节，因而邹逸麟、吴松弟呼吁历史地理工作者“尤其要注重研究与经济建设有关的重大课题”，建议“历史地理学研究的历史时代应尽量后移，尤其要加强对明清乃至民国时期历史地理的研究”，“注意将历史状况与现今状况进行比较，在深入细致研究的基础上找出规律性的东西”(17)。的确，历史地理学在边界谈判、政区改革、地区差异、经济开发、城市规划、生态保护、减灾防灾、人口与移民、民族分布、国土整治等很多方面都能提供决策咨询，可以“古为今用”，所以他们的呼吁是十分中肯的。

三、异彩纷呈的新说

历史地理学属地理学也好、属历史学也好，都有各自的道理。值得注意的是，学者们还从不同角度提出了层出不穷的新说，认为它是边缘学科者有之、认为它是社会学科者有之、认为它是独立学科者有之，有学者还引进、介绍、总结国外的历史地理学理论(18)。

最早提出历史地理学是边缘学科观点的是黄盛璋。还在20世纪60年代，他对历史地理的研究对象和范围、任务和作用、学科性质、研究方向等问题，系统地提出了自己的意见和看法，认为历史地理学就其学科分类说，是地理科学的一部分，就其学科性质说，则既是历史学和地理学之间的边缘科学，又是自然科学和社会科学之间的边缘科学；提出无论从学科的研究规律或学科的研究特点看，历史地理学的研究重心都必须放在人类改造自然的问题上(19)。钮仲勋也认为它是一门新的边缘学科(20)。后来黄盛璋发表《论历史地理学与地理学》(21)，再次强调“历史地理学是地理科学一个分支，也是历史科学与地理科学之间的边缘科学”。

盛叙功认为它属于社会科学范畴。他在《历史地理刍议》(22) 一文中，极力反对把历史地理学分属于自然和社会两个不同科学范畴，他认为研究历史上自然地理环境变化的只“应属于古地理学或自然史的领域”，而历史地理学应该“是研究各个历史时期各个社会发展阶段上，人类在地球上的活动发展变化和地区分布的规律和特点的科学”，“属于社会科学的范畴”。

青年学者尹国蔚回顾了中外学者关于历史地理学科性质的历史说、地理说、边缘学科说等各种观点，比较分析了关于这一理论问题中存在的四种矛盾，即二元性论、边缘与非边缘之争、自然与人文之争、历史地理从属于现代地理的自相?龟酰?衔?敝两袢眨?岳?返乩硌Э菩灾实娜鲜恫挥υ汆笥诖?彻勰畹氖?浚?煌?Э瞥錾淼娜舜邮抡庀罟ぷ髡?盟得骼?返乩硌У牟缶?睿?蚨????返乩硌е匦露ㄒ逦?核??美?费У姆椒ǘ?抢?贰⒗?玫乩硌У姆椒ǘ?堑乩恚?肜?贰⒌乩硐喙囟?墙橛谄浼浠虮咴担??且幻殴赜谟惺芬岳醋匀挥肴宋牡乩硐窒蠹姘?⑿畹亩懒⒌淖酆闲匝Э?23)。李令福也认为，历史地理学今后可能走向独立，成为一门既不属于历史学、也不属于地理学，而是一门关于有史以来自然与人文地理现象兼包并蓄的综合性独立学科(24)。这个观点正确与否有待于学术界的检验，但这种勇于探索、对传统观点提出挑战的精神则是值得提倡的。

“历史地理学已经存在几十年了，但今天我们依然要呼唤它的新生”。这是孙天胜、曹诗图在《历史地理学的名实之辨》一文(25) 中提出的观点。该文从学科性质、历史根源及客观现实等方面入手，指出“历史地理学”命名上存在着名、实不符问题，认为目前的历史地理学研究内容应归属于地理历史学的学科范畴。在这里，他们提出如此前所未有的观点和名词，虽未必能得到学术界的普遍认同，但也许会促进学科理论探讨的进一步深入。

四、学科体系及各分支学科理论的探讨 改革开放以来，对历史地理学科理论的探索已不限于学科整体，20世纪90年代以来已经深入到历史自然地理、历史人文地理各个分支领域。

编绘历史地图是历史地理学领域取得的最突出的成就，早在20世纪30年代即有讨论(26)，《中国历史地图集》、《北京历史地图集》、《西安历史地图集》分别是复旦大学、北京大学、陕西师大历史地理学术单位的代表作，因此历史地图编绘的经验、教训值得总结。《中国历史地图集》除了内容丰富、收罗宏博的特点外，还在科学性、思想性和精确性方面大大超过了其他同类地图集。黄盛璋《编制历史地图的一些理论与方法上初探》对历代疆域、政区、交通、产业分布地图的绘制提出了一套系统的做法(27)。韩光辉、尹钧科、俞美尔在全面总结《北京历史地图集》方面连续发表三篇论文(28)，就历史地图集的编制内容、性质、理论基础、历史地图（集）与读史地图（集）的本质区别等基础理论问题，以及历史地图（集）的总体设计和技术处理的具体细节进行了深入系统的探讨，这对促进我国城市和区域历史地图（集）的研究编制将有所裨益。有的学者还提出了历史地图为国家制定长远规划提供宏观趋势图幅的设想(29)。不过，总体上对这方面的理论性研究还相当缺乏，对已有历史地图的评论也很不够。

若说在编绘的方法上有所新的突破，则要数20世纪末开始的chgis项目。 葛剑雄认为：理想的数字化历史地图集不仅将基本解决《中国历史地图集》这类印刷地图所难以解决的矛盾，而且汇时间、空间、人类活动的各种信息于一体，成为一套具备各种不同层次的检索手段和链接、完全开放的、具有无限开发潜力的历史地理信息系统，成为各类历史地理信息可靠的空间平台。经过多年的探索与筹备，“中国历史地理信息系统”（china's historical geography information system，缩写为chgis）项目已于2000年启动(30)。

关于自然环境演变的研究，过去主要局限在有文字记载的近三、四千年的时期以内，极少涉及到“史前”时代。侯仁之指出最近研究的趋势已开始上溯到地质时代最后阶段的全新世，从而与古地理学的研究直接衔接起来，即从未经人类干预的原始地理景观的形成开始，去逐步复原在历史时期内由于人类活动而发生变化的整个过程。这必将更全面更深刻地揭示出人类活动如何一步又一步改变了大地的自然面貌，并为进一步利用自然改造自然提供更加可靠的科学依据(31)。张修桂认为：作为全新世环境研究的中坚力量的历史自然地理工作者，除了继续发挥本学科在晚全新世研究的优势、深入发掘历史文献资料进行科学地分析研究之外，应当努力吸取相关学科的理论与方法，并如侯仁之所倡导的拓宽自己的时空研究领域，更好地研究历史自然地理演变的全过程，为经济建设和环境保护工作做出更大的贡献(32)，并认为：“新中国成立以来，历史自然地理的研究是历史地理学领域中最具生命力、最为繁荣的一个分支学科”(33)。毛曦从人地关系论、历史文化地理学研究对象、历史文化发展连续性等方面论证了旧石器时代纳入历史地理学研究范围的必要性与可行性(34)。朱士光曾预言：“历史自然地理学将是中国历史地理研究中最有生机、最富社会价值的分支之一。历史自然地理学家应更加积极努力，把握当前的大好时机，大力进取，使历史自然地理学得以屹立于当今现代科学之林，发挥出自己应有的作用”(35)。

随着研究工作的继续深入，历史自然地理学逐渐与某些分支学科密切结合起来，从而派生出新的历史地理学的分支——“历史地貌学”。曾昭璇《我国某些历史地貌学问题的刍议》(36)，指出历史地貌学主要研究人类历史时期地貌的变迁，不但复原过去时代地貌情况，并且要寻找地貌变化规律性，说明目前地貌形成的过程和特点。他从理论高度提出独立框架，创建了历史地貌学这一历史自然地理的分支学科，填补了学科的理论空白，具有开创性的意义。曾昭璇、曾宪姗合著《历史地貌学浅论》(37) 是目前国内外这方面的第一部专著， 书中明确指出：历史地貌学是研究历史时代地貌的变迁即第四纪全新世以来的地貌发育，有两个具体任务：第一个是古代地貌的复原，第二个任务是地貌年代的确定。正是由于历史地貌学可对地貌发育过程的规律性进行科学的研究，人们便可根据其规律提出对生产实践的意见，这就反映了历史地貌学为生产建设服务的重要价值，展示了这个新兴学科发展的光辉前景。张修桂则提出了中国历史地貌学性质、对象、内容、方法等基本问题的构想(38)。历史地貌学的创立，是历史地理学界的一件大事，更是历史自然地理学研究的一个新的里程碑。

沙漠化是全球中纬度地带受到的共同威胁，中国的沙漠地貌面积广阔，沙漠研究走在世界前列。侯仁之开创了历史沙漠地理研究领域，成就斐然。李并成以河西走廊历史上的沙漠化研究为例，探讨了历史沙漠地理的有关理论问题，总结了沙漠化的四种途径（沙漠化发生的地域、沙漠化作用的途径，沙漠化发展的趋势、沙漠化土地的逆转），认为因绿洲水资源的移动和重新分布而导致绿洲的转移过程，并不一定意味着绿洲的缩小或消失，沙漠化土地在一定条件下是可以逆转的(39)。后来，李并成又探讨了人口因素在沙漠化历史过程中的作用(40)。这是对历史地貌学理论的深化。

沿革地理研究中，历代疆域与政区的研究是传统舆地学的核心内容之一，这方面的研究成果最为丰富、方法最为完善，但还没发展到历史政治地理学的程度。为此，周振鹤在《建构中国历史政治地理学的设想》(41) 作了系统论述。他认为观察中国古代的政治地理学可以从思想家对于理想政治制度中地理因素的阐述、历史学家或地理学家将地理要素作为政治体制一个组成部分的观点、政治家的利用地理因素解决政治问题的具体操作过程三方面着眼，指出政治地理学“对国家尺度而言，则有疆域的伸缩、与邻国的地缘关系，有边疆区与核心区的变迁，有首都定位的地缘政治基础等等。对地方尺度而言，重点则是行政区划与行政中心的变迁”。所以在他眼里，中国历史政治地理学的研究在行政区划方面应该包括以下三个步骤：第一，应该仍以复原疆域政区历史变迁的全过程为目的。第二，应该是就疆域政区本身的要素来进行分解式的以及政治学角度的研究。第三，工作的重点在于研究政治过程对地理区域变迁的影响。作者因此倡议，这一切都有待于我们从丰富的历史文献中去研究，“从而在历史政治地理研究方面以至政治地理理论建构方面作出我们应有的贡献”。在不远的将来，“历史政治地理学”有望取代传统的历代疆域与政区研究。

历史城市地理是历史地理学中最为成熟的一个分支。马正林阐述了城市历史地理学研究的对象和任务，认为作为历史地理学一个活跃分支的城市地理学，其研究对象是具有地理实体的城市，所谓地理实体就是指整个城市的地理基础、地理特征和地理价值；其研究任务就是要揭示地理条件在城市发展中的作用和规律性，为当前的城市规划、建设服务(42)。李孝聪认为，城市史和历史城市地理学的研究不能总局限于单一城市的描述，应从历代区域中心城市入手，阐明区域城市体系形成的原因和过程。同时，加强历史城市地域结构和文化分异的对比研究，将是多学科方法的引入和开展中、外城市比较研究的一条途径(43)。严艳等探讨了历史城市地理学的理论体系及其研究内容(44)。

中国古代以农立国，农业是先民的主要生产部门，所以历史农业地理研究应该是所有历史地理研究中最为主要的领域，可惜目前重视程度不够。最近20年来，在史念海倡导之下，这一领域取得了很大成绩，已出版专著十余部。王社教探讨了历史农业地理学的一些基本理论，认为它是研究历史时期农业生产诸要素的地域分布及其相互间作用、变化、发展规律的科学，其研究内容主要包括人口的增减和垦田的盈缩、农作物的构成及其分布、农业生产的区域差异、规律的总结等方面；可划分为区域性历史农业地理、专题性历史农业地理和历史农业地理学理论等多种类型和层次(45)。王社教《关于中国历史农业地理研究的几点思考》(46) 分析了现有的巨大成绩和在内容、理论、水平三方面的不足，指出了今后应加强对农林牧副渔各业的综合整体研究、积极开展对西部内陆地区的研究等四个努力方向。同样，李令福认为，历史农业地理学是历史地理学中历史经济地理学的一门分支学科，主要研究历史时期农业生产布局及其结构的演变发展过程与规律，具有鲜明的区域差异、时展与结构综合的特性，“时间”、“空间”、“部门”构成了历史农业地理学的三大要素(47)。萧正洪系史念海高足，其专著《环境与技术选择——清代中国西部地区农业技术地理研究》一书的出版，被认为“标志着历史农业地理学理论体系的完善和成熟”。

历史文化地理是新兴领域，近年的成果很多，但对于其理论探讨稍显不足。雍际春《论历史文化地理学的研究对象、科学内容及其任务》一文(49)，论述了历史文化地理学的一些基本理论问题，指出历史文化地理学研究的科学内容主要包括历史时期文化的源地、文化传播、文化区域、文化景观的空间分布以及文化与环境之间的相互关系等方面，并同时提出了六大研究任务。毛曦对历史文化地理学的学科界定、学科属性、主要内容、研究方法等问题进行了有益的探讨(50)。“历史宗教地理学”是介永强提出的概念，他认为历史宗教地理学是历史文化地理学的分支学科，是研究历史时期宗教形成、传播和发展的区域性特征及其分布变迁规律的一门学科，它包括理论、部门、区域三大部分，研究内容主要有历史时期宗教源地的形成、宗教传播的途径、宗教景观的分布、宗教的区域性特征以及历史时期地理环境与宗教发展的相互关系等，除历史学、地理学方法之外还需要借鉴民族学、文化学、考古学等成果和方法。

中国的古典文学发达，胡阿祥提出了“文学地理”新观念，并对于如何运用历史地理学的理论与方法来探讨历史时期文学现象的地理分布、组合及变迁，揭示文学与地域的关系等问题提出了一些很好的构想(52)。

中国自古以来就是多民族国家，故历史民族地理研究十分活跃。黄盛璋、孙进己、刘锡畴曾就历史民族地理学的有关理论问题发表了自己的见解(53)。李并成在《西北民族历史地理研究刍议》(54) 一文中将其归纳为，历史民族地理学研究的对象主要是历史时期不同地域上的民族及其民族群体的起源、发展、迁徙、演变的历史过程及这一过程和地理环境的关系，并倡议展开西北历史民族地理研究，包括民族分布地域、活动范围的进一步研究、民族迁徙路线的研究、民族城邑聚落的研究、民族古地名研究、民族农牧业土地开发及其对自然环境影响的研究等五个方面。提出这些认识，必将促进从地理角度研究有关民族问题。

龚胜生提出了创建历史医学地理学的设想(55)。他认为，历史医学地理学是研究历史时期人类疾病、健康与地理环境相互作用关系及其空间分布变迁规律的新兴学科。这门学科不仅对地理学、历史学、灾害学等学科理论体系完善具有重要意义，而且对地方病防治、人口优生优育、中药资源开发与保护、环境变化、健康预警等具有现实指导意义。其主要研究领域有历史疾病地理、历史健康地理、历史药物地理、历史灾害医学地理、历史医学地理学史、历史医学文化地理、历史环境医学地理、历史军事医学地理等。研究方法主要有历史文献分析、野外实地考察、医学地理制图等。他还对中国先秦两汉时期的疾病地理思想和健康地理思想作了深入探讨(56)。

历史社会地理是历史地理学的一个新兴分支，王振忠倡议最早，他的《社会史研究与历史社会地理》阐述了历史社会地理研究的价值和意义，认为它的研究内容是历史时期各地人群的形成、分布及其变迁，研究地理因素对社会现象的影响，社会风尚的区域特征等，力图汲取社会史、文化史及人类学研究的相关成果，对各地人群、社会现象及社会风尚等诸多方面作地理的透视。主要内容包括：1、 历史时期社区的地理研究，研究不同自然地理背景下，经过历史传承积淀而形成的社会文化及其在异地的扩散和传播。2、历史时期社会现象的地理研究，它包括“区域人群”、风俗地理和社会变迁，以及从事历史社会地理研究的基本史料的发掘和利用等(57)。吴宏岐等撰文《历史社会地理学的若干理论问题》(58) 认为，历史社会地理学来源于历史学、地理学和社会学，即是历史地理学一个带有部门性的综合性分支学科，也是社会地理学一个带时序性的分支学科，其研究对象是历史时期的社会，包括各种社会集团的区域分布、形成过程、空间结构、行为特征、心理差别、社会问题及时空演变系统，研究内容为历史时期的社区研究、不同区域人群兴衰的地理背景、不同区域人群的空间结构及时空演变规律、不同区域人群的社会行为和历史时期社会问题的空间研究。

关于历史科技地理，赵海军《论历史科技地理》(59) 在深入分析我国辉煌科技史基础上，阐明了进行历史科技地理研究的必要性，初步构建了历史科技地理学科的轮廓。

现代地理学发展趋势之一是展开区域研究，历史地理学也莫能外。1998年在沈阳召开的历史地理学术会议，主题就是历史区域地理。在历史区域地理学理论上，韩光辉、朱士光、邓辉、侯甬坚、鲁西奇均有建树(60)。侯甬坚探讨了华夏民族在先秦等时代业已形成的划分不同地带的区域观点，以及一整套原则(61)。鲁西奇继发表《论历史地理研究中的区域问题》后，又发表了续篇《再论历史地理研究中的区域问题》(62)，深入阐述了建立连续的区域历史地理剖面是历史区域地理研究的重要思路。

除了上述以外，还有学者呼吁建立其他的学科分支如历史边疆地理、历史灾害地理等(63)，因无公开，在此姑妄一提。

五、结语

笔者相信，学者们上述发表的关于历史地貌学、历史政治地理学、历史城市地理学、历史农业地理学、历史文化地理学、历史宗教地理学、历史民族地理学、历史医学地理、历史地图编制理论、历史社会地理、历史科技地理、历史区域地理等领域的探索，既为各相关的分支的进展提供了有益的基础，又具有理论指导意义，为历史地理学及各个分支学科建设和发展搭建了一个理论平台。

地理信息系统论文范文第8篇

伴随着预警理论的发展，安全生产预警研究工作经历了3个阶段，如图1所示。1)初期萌芽及发展。1888年，巴黎统计学大会上，法国经济学家福里利在《社会和经济气象》研究论文中，以黑、灰、淡红和大红等几种颜色来测定法国1877—1887年的经济波动，开启了预警理论的研究。20世纪30年代中期，经济监测预警系统兴起，随着年代不断改进、发展并进入实际应用时期。在这期间，美国创建哈佛指数法、扩散指数法、综合指数法等多指标信息综合方法对宏观经济进行预警。2)中期深化拓展。到20世纪70年代，经济预警系统不断完善简化，应用领域外推拓展，在自然灾害管理中得到应用。许多国家分别建立水文观测、地震测报、火灾监测等灾种的监测预警台站并联成网络，对自然灾害过程进行连续的监测和预警。预警系统在经济调控和灾害管理中所取得的丰硕成果，促使预警理论不断发展并推广应用于各个领域，具体为社会领域中的人口预警、食物安全预警、劳务预警等，环境领域中的气象预警、干旱预警、生态环境预警等。3)安全生产预警发展。基于成熟的预警理论，安全生产预警也不断发展，并应用于石油、化工、煤矿、冶金等高危行业。例如:Mironowicz等针对煤矿生产情况，对煤矿危险源进行监测并进行安全生产预警等。先期安全预警思想主要借鉴经济预警理论及方法，采用指数预警法对各行业进行安全生产预警，预警指标较少，预警结构功能单一。随后，安全生产预警系统采用事故统计模型来发现监测对象的波动规律，将选取的指标综合成一个数值，通过所属区间来判断系统发展状态。随着安全生产预警理论的发展，安全生产预警指标的选取主要通过安全系统论、事故致因理论以及历史事故等多方面进行选取，采用人工智能方法进行模型构建，并综合运用系统论、信息论、控制论的原理和方法，结合自动检测与传感技术、计算机仿真、计算机通信等现代高新技术，及时检测并反映系统的安全状态。

2安全生产预警的运用现状分析

安全生产预警作为安全问题事前管理以及事故控制的有效手段，起着举足轻重的作用。目前，安全生产预警已经被广泛应用于各个领域，笔者选取煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及道路交通安全预警等高危行业进行安全生产预警现状分析。

2．1煤矿安全生产预警

煤矿安全生产预警是以煤矿安全生产法律法规为依据，利用现代化工具和各种技术手段，收集各类数据如人、环、物等状况，同时针对安全生产活动进行评估、审核、整理、分析、监测，发出不同阶段的安全生产预警信号。国内在20世纪90年代后期出现了煤矿行业的微观预警，其思想和方法基本源于经济预警的基本理论。其后，张明从作业人员、设备设施、工作环境、管理状况方面建立了初步的煤矿安全生产预警指标体系，构建了基于模糊综合评判法的预警管理系统。牛强等利用自组织神经网络研究了煤矿安全生产预警模型和安全生产预警专家系统。随着人工智能技术以及计算机技术的发展，一些新兴的改进的方法也被提出，如丁宝成构建了基于模糊层次分析法及补偿模糊神经网络的煤矿安全生产预警组合模型。邵长安等构建了基于地理信息系统(GIS，GeographicInformationSystem)的煤矿安全生产预警系统，通过GIS技术对空间的动态数据进行收集及处理，并采用BP神经网络进行系统模型构建。这一系列的研究极大地推动了煤矿预警技术的发展，为预警技术在煤矿安全生产中的应用做出了积极的贡献。

2．2建筑施工安全生产预警

我国的建筑生产安全事故严峻程度仅次于矿山和危险化学品领域，严重影响了建筑业的可持续发展。国内外很多学者从20世纪六七十年代就开始对建筑业的安全和健康问题进行了大量深入细致的研究，主要通过调查统计方法建立模型，获取安全管理指数，进行建筑安全事故预警。目前，一些学者通过对建筑安全事故的成因分析，已研究了用预先危险性分析法、灰色综合评价方法等多种风险预测理论方法，对生产事故风险进行预警。冯利军通过事故致因理论以及危险源辨识对建筑安全事故成因进行了深刻的分析，建立了建筑安全事故成因诊断的分析模型(ARCTM，Acci-dentRootCausesTracingModel)。在建筑安全事故预警方法上，运用比较多的有基于模式分类的贝叶斯预警方法、神经网络方法以及遗传－神经网络法等。随着计算机技术的发展，一些学者也采用了新兴的方法进行事故预警，如赵平等强化人、机、环境、管理4方面的安全隐患信息和危险源的预警管理，采用多源信息融合技术的D－S证据理论法对不确定的复杂的工程数据进行定性分析和融合，用融合的最终数据判断施工项目的安全施工状态。针对建筑安全事故数据收集困难、数据集为小样本的特点，解决小样本数据集有特殊优势的支持向量机方法也逐步运用到建筑安全事故预警研究中。赵元庆等针对建筑施工项目安全风险评估的精度要求以及施工特点，首次提出基于粒子群算法优化的支持向量机方法，从人员、设备、材料、环境、技术以及管理几大方面进行指标选取，结果显示精度较高，具有一定的实际应用价值。

2．3城市道路交通安全预警

道路交通安全预警，就是依据对道路交通事故发展稳定状况的判断，采用定性与定量相结合的方法，对道路交通安全发展态势进行过程描述、追踪分析和警情预报。国内交通安全预警理论的研究，包括高速公路交通安全管理、铁路交通安全管理、空中交通安全预警管理、城市道路交通安全预警以及交通灾害的研究。城市道路交通安全预警方法多样，基于车速的交通事故贝叶斯方法、模糊评判法等都是较为常用的预警方法。例如:王宁从宏观层面和微观层面分别构建了区域城市道路交通安全预警系统和局部城市道路交通安全预警系统的模型，采用贝叶斯矩阵法(BMOM，BayesianMethodofMatrix)预测交通事故，分析城市道路交通安全状况，根据预警等级进行报警。例如:宇仁德等针对道路交通监测数据多样性、空间性以及多属性等特点，建立了基于GIS的道路交通安全预警系统，构筑了数据采集与接收子系统、数据分析与处理子系统、数据查询子系统、事故评价、检测与预测子系统以及报警与调度子系统。此外，李玲琦对基于智能交通系统(ITS，Intelli-gentTransportSystem)的事故多发路段预警技术进行了研究，提取了运行车速作为单车运行状态下的事故前兆特征变量，建立了由交通环境信息采集、危险状态判别、预警信息和通信4部分组成的高速公路事故多发路段预警系统。

3各行业安全生产预警对比分析

煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及城市道路交通安全预警都是安全生产预警在重要行业的具体应用，安全生产预警系统要求首先对该行业生产事故影响因素分析，通过指标选取原则，从影响因素中提取指标，并采用层次分析法或者相对重要程度等级法进行指标权重的划分，再选取相应的数学方法构建预警模型，通过输出值确定安全状态，并相应的预警信号。不同行业安全生产预警的流程基本相同，但是仍旧存在一些差异，主要概括如下:

3．1指标的选取

煤矿安全生产预警中指标的提取主要包括作业人员、机械设备、工作环境、管理状况、地质条件等，大部分学者主要从以上5个方面进行指标体系的构建，部分学者则选取了煤层赋存条件及开采条件作为预警指标进行安全生产预警，指标覆盖性不够，因此预警效果不明显。建筑施工安全生产预警中指标的提取则主要从人、物、环境、管理4个方面进行，对建筑行业来说，物的因素主要指的是施工过程中所涉及的设备、材料、半成品、燃料、施工机械、机具、设施、能源等;此外，在建筑施工安全生产预警指标中，还考虑了安全投入这一因素。城市道路交通安全预警指标主要从人、车、道路、交通管理、交通环境5个方面进行了考虑。各行业安全生产预警指标的选取见表1。

3．2预警方法

安全生产预警是通过分析事故影响因素与事故发生或者事故发生风险之间的关系的技术，常用的预警方法包括指数预警法、统计预警法以及模型预警法，其中模型预警法主要用于监测点比较多、影响因素复杂的情况，包括灰色系统理论、模糊综合评判法、人工神经网络等。针对于不同行业的基本特点，安全生产预警方法的选取也不尽相同。煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及城市道路交通安全预警常用的方法见表2。

3．3运行效果

国内的煤矿预警研究早期主要借鉴经济预警的理论和方法，但经济运行机制与煤矿灾害的发生机理迥异，缺少对煤矿灾害预警机理的研究。同时，部分研究工作中构建的煤矿灾害指标体系主要针对水灾、火灾、瓦斯突出等某一具体灾害，不具有动态适应性。现今的煤矿安全生产预警系统能够从宏观上进行把握，针对煤矿的整个生产和安全系统进行全方位的系统设计，并且预警的准确程度也在逐步提高。

在建筑生产安全事故管理方面，绝大多数研究都是对建筑生产安全事故的事后分析，少数进行生产安全事故预警工作的研究也主要是利用传统的方法进行，建筑施工预警理论不成熟。要想在建筑安全生产预警方面取得一定的进展，就必须广泛借鉴其他学科，特别是人工智能、模式识别、人工神经网络、遗传算法等智能学科和非线性系统学科的研究成果。对于城市道路交通安全预警问题已经进行了大量卓有成效的理论研究和工程实践，但研究工作还相对较为零散，只是进行局部的指标体系设计，没形成一个清晰成熟的交通安全预警系统的概念。

4结论

1)单指标预警时可通过对各项指标的国家标准值进行预警阈值的确定，综合预警则通过事故等级或者安全状态各区间临界值，确定统一的预警阈值。

2)预警指标的选取涉及生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化等因素，根据各影响因素确定指标原则能够使指标的全面性和完整性得到保障。

3)安全生产事故影响因素众多，事故影响因素之间具有复杂的非线性关系，在经济预警方法的基础之上，结合企业以及各行业安全生产的特点，采用人工智能以及计算机技术进行预警，或者各类方法相结合进行预警是未来的发展方向。

4)预警对于企业安全生产的正常进行具有重要作用，能够为企业进行安全事故管理提供决策支持。预警指标选取、预警方法选择以及预警阈值的确定是安全生产预警研究的核心内容，众多学者的研究成果大都确立了“预警指标－预警方法－预警系统”的结构框架，但还缺乏深入的基础理论探讨，监测、预警和决策支撑体系的研究仍是薄弱环节，缺乏实际运用，大量的基础理论、概念框架、技术方法等问题还需深入研究。

地理信息系统论文范文第9篇

关键词：城乡规划学；课程体系；构建

中图分类号：G423.07 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0240-02

2011年4月，国务院学位委员会和教育部批准印发了《学位指导与人才培养学科目录（2011年）》，其中，“建筑学”一级学科中的“城市规划”二级学科被分离出来，并被设置为新的“城乡规划学”一级学科。这被认为是“我国国情所地，是从传统的建筑工程类模式迈向社会主义市场经济综合发展模式的需求，是中国特色城镇化道路的客观需求，也是中国城乡建设事业发展和人才培养与国际接轨的需要”[1]。随着这一宏观形势的变化，原来以培养城市规划与建设人才为主的城市规划专业（本科）课程体系，必然需要重新建构才能与学科的调整与发展相适应，才能与城乡社会经济发展建设对人才的需求相适应。

一、城乡规划学的内涵

1.城乡规划学是对城乡统筹问题的认同与回应。从21世纪开始，中国进入了“全面建设小康社会”的新时期，而实现这一目标的希望和出路则在于长期以来所形成的“二元社会结构”和“三农”问题的解决。为此，党的十六大报告提出了“统筹城乡经济社会发展”的号召；党的十六届五中全会提出了推进社会主义新农村建设的任务。据相关报道，2010年中国城市化率达到47.5%，三次产业结构为12.8：52.2：35.0，农业就业人数只占就业总人数20%。从目前的社会经济发展的水平和阶段看，中国总体上已经基本具备了城乡统筹协调发展的条件。因此，城乡规划学作为一级学科，建设与发展将有利于城乡统筹战略思想的有效实施。

2.城乡规划学将实现城乡一体化发展理论的统一。传统的城市规划理论一直都将城市物质空间作为研究的主体，将城市看作为一个放大的建筑物，一直过分地强调城市规划的工程技术性和审美意识。1960年后，欧美城市机体的高度复杂化和大规模的开发建设使得城市规划发展成为相对独立的学科领域[2]。随着中国工业化、城镇化的快速发展以及市场经济体制的建立，城市社会经济发展所带的问题也不断增多，以致于政治、文化、社会、经济、生态、环境、地理等其他学科理论和交叉思想不断来调整城市规划的理论基础和价值取向。如吴良镛院士提出了“广义建筑学”和“人居环境科学”；任致远研究员提出“城市科学”等。纵观世界城市规划理论的发展，从霍华德的“花园城市”、盖迪斯的“人与自然融合”到芒福德倡导的“区域整体协调”等思想，正如尼格尔・泰勒所言：二战以后到20世纪90年代西方现代城市规划经历了规划方法变革和规划重心的转移，在不断地批判与反省中，城市规划早已不再是早期单纯的空间设计，而走向了包含政治、经济、社会、生态等多方面内容的综合道路[3]。

3.城乡规划学的研究对象与内容。从传统的城市规划到现代的城乡规划学，不是单纯的物质空间研究范围的扩展问题，而是要研究城乡空间统筹中的社会、经济、环境等问题；也不是工程技术应用面的扩展问题，而是涉及公共政策、法律法规、历史文化等一系列问题。因此，城乡规划学的研究对象是城乡生产、生活空间安排、空间管制以及相互关系。研究内容包括：城乡区域社会经济发展、城乡土地统筹利用与设计、城乡土地利用空间管制、城乡生态环境建设与基础设施规划。

二、现有城市规划专业课程体系存在的问题

从1952年开始设立城市规划专业至今，已有约60年的发展历史，其专业的知识体系、课程体系、教育评估体系等是作为建筑学之中的“工学”门类来进行构建的。随着全球化进程和我国城镇化的快速发展，城乡规划学科的知识结构和职业需要已经远远超出了以“建筑学”为专业主体的传统内容[4]。因此，相对于新的城乡规划学，现有的城市规划专业课程体系存在的问题主要有以下三点：（1）重视城市物质空间规划与设计的教育和训练，使得学生在城市社会、历史、文化、宗教等方面的知识不足。比如始终强调“城市是扩大的建筑”这一设计理念。（2）重视规划技术手段和工具运用的教育和训练，使得学生在政策理解、法律运用、沟通协商等人文素质方面的能力不强。一方面表现在相应的课程缺乏，另一方面表现在训练或实践缺乏。（3）缺乏乡村自然、社会、经济等理论知识。由于学科发展长期以来都以城市的规划与设计为对象，不仅导致乡村理论研究十分薄弱，人才培养也局限于城市的发展与建设，在目前的新农村规划与建设中，就是沿用城市规划与设计的方法和思想。

三、城乡规划专业的课程体系设置

1.人才培养定位。以自然、社会、经济和人文构筑而成的城市与乡村是一个极其复杂、综合的巨型系统，是在各自不同或特定的地理条件下成长、发展起来的。城乡规划作为城乡社会经济建设的龙头，无疑是要致力于城乡空间的有序发展，致力于城乡自然、社会、经济、环境的一致性和协调性，从而为城乡居民提供一个舒适、健康的人居生态环境。因此，城乡规划教育不仅仅是知识的传授，更承担着培养有社会责任感的专业人才的重任。宋绍杭等认为，中国城市化发展和城乡统筹和谐发展态势，要求未来城乡规划专业人才要承担起城乡建设、区域发展与城镇化、城乡社会服务与物质形态设计、城乡规划管理与法制等重要工作[5]。

2.课程体系构建。根据人才定位，参照全国城市规划专业指导委员会建设的教学计划与课程设置，专业课程体系设置可划分为理科类、文科类和工科类课程等三大类。其中，理科类课程包括城乡地理学、景观生态学、资源学、空间经济学、可持续环境和系统论等；文科类课程包括城乡住房社会学、土地政治经济学、历史文化保护与更新、行政管理体与法规等；工科类课程包括城乡土地利用规划、景观设计、道路与交通、建筑技术、城市基础设施系统、城乡社区规划与建设、地理信息系统等。以上三大类课程体系中，理科类以培养理论基础为主，文科类以培养综合素质为主，工科类以培养技术技能为主，从而达到培养城乡规划综合型、创新型、社会型人才的目标。

传统的城市规划专业教育已经走过了60年，新的城乡规划学站在了时代的起点，抓住机遇，探索创新是当前城乡规划专业教育必然的选择和共同的问题。

参考文献：

[1]中国城市规划学会.关于广泛征求《增设“城市规划学”为一级学科论证报告》意见的涵[EB/OL].

http：//www.省略.cn/news/shownews.asp？id=232

[2]杨俊宴.城规专业学生能力结构的雷达圈层模型研究[C]//全国高等学校城市规划专业指导委员.2011全国高等学校城市规划专业教育指导委员会年会论文集.北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3]尼格尔・泰勒.1945年后西方城市规划思想流变[M].李白玉，陈贞，译.北京：中国建筑工业出版社，2006.

[4]赵万民，等.关于“城乡规划学”作为一级学科建设的学术思考[J].城市规划，2010，（6）.

[5]宋绍杭，等.地方工科院校规划人才培养模式的特色与路径探索――浙江工业大学城市规划专业办学思路[C]//全国高等学校城市规划专业指导委员.2011全国高等学校城市规划专业教育指导委员会年会论文集.北京：中国建筑工业出版社，2011.

地理信息系统论文范文第10篇

1.1 根据我国自然利用和经济发展的需要,建立了相当完整的学科体系

1952年全国进行高等院校院系调整,一些综合大学建立了地理学系,并属理科。在各大区与省师范院校中普遍设立地理学系,师资培养有很大进展。在几十年的教学和研究实践中,地理学的方向和领域不断发展。在“”前高等学校的地理教育,采用前苏联的教学体制,分专业教学,以二三级分支建立专业,加强了数理化自然科学,增加了实践时间,使地理人才培养有很大的发展。在为国家自然资源利用和经济社会发展服务过程中,地理学研究机构逐步增加,形成了相当完整的学科体系。首先是在中国科学院建立了综合性的地理学研究机构和有地区特色且针对我国特殊的地理问题的专业性地理学研究机构。改革开放以来,在综合大学和师范大学建立的研究机构更多。80年代我国人文地理学得到复兴,促进了应用地理、计量地理、旅游地理等学科的建立和发展。由地球信息科学家开拓的GIS在全国学术界和社会许多部门得到广泛的应用,推动了地球信息科学在我国的发展,初步建立起一个地理信息科学基本体系。地理学研究机构和地理研究的发展,使地理学在为国家目标服务和科学问题的研究方面发挥着极其重要的作用。

1.2 “以任务带学科”,提高了地理学的应用价值

“以任务带学科”是我国50年来地理学取得蓬勃发展的一条基本经验。地理学家组织与参与完成了国家一系列重大的关于我国自然条件、自然资源、农业发展方面的调查研究任务,包括大规模的地区综合考察、综合自然区划、农业区划、黄淮海平原的综合治理、国土规划和发展研究等。在这个过程中,大大提高了地理学应用价值和科学水平,也是大量分支学科发展和形成的基本动力。相应地为政府和社会提供了大量的建议和科学资料,在生产实践中产生了巨大的经济效益和社会效益。

1.3 理论研究在一些领域取得重要进展

50至60年代,提出了水热平衡、化学元素地表迁移和生物地理群落等自然地理学的三个方向。学术思想早于当前全球变化研究中逐渐获得共识的地球生物化学循环和地球系统科学的思想。通过实验研究在农田生态系统中水分循环和水盐运动规律及其与作物生长关系方面,在环境生物地球化学、环境背景值和环境健康方面,在地域分异规律与中国自然地理区划、土地类型与土地利用、区域自然地理以及农业区划、地域生产综合体与区位理论和空间结构理论方面,在青藏高原隆起及其影响,在专题地图学和综合制图的理论方面等重大的理论和实践问题上取得了一系列重要成果。近年来对地球表层系统理论、地图图谱和社会地理理论的探讨也取得了进展。

1.4 地理学的技术革命不断发展

50和60年代我国地理学即开始了技术革新。70年代末的腾冲遥感开拓了我国的遥感事业。同时开始探讨数学方法的应用。之后,模型建立和空间分析在区域研究和城市发展规划中逐步推广。系统论在地貌学及许多分支学科研究领域中的应用取得了明显的进展,推动了一系列重要科学问题研究的深入。改革开放以来,中国科学院、高等学校GIS实验室的建立,促使空间分析方法愈来愈多地在各种预报、预测和发展研究领域中得到应用。地理信息系统作为传统科学与现代技术相结合的产物,不仅推动了地理学的发展,也为各种涉及空间数据分析的学科提供了新技术方法。

1.5 编纂了一系列大型学术着作

过去的几十年中,以我国着名地理学家领衔组织编纂了一系列大型的地理学图书和图集,在建立我国地理学理论体系、积累地理学研究资料和向社会宣传大量研究成果方面起到了重要的作用。最突出的有:《中国自然地理丛书》、《中国自然地图集》、《中国土地利用图》、《中国经济地图》、《中国人口地图》、《中国农业地理丛书》、《中国人文地理丛书》等。

1.6 高等地理教育和高级地理学人才培养的形势较好

现在地理学一级学科的博士点在全国已有8个,二级学科自然地理的博士点9个,人文地理3个,区域经济的3个,地图和GIS的3个。自然地理、人文地理、区域经济、地图和GIS的硕士点共有92个。地理学培养的人才活跃在国家的规划、计划、环境和生态管理以及研究与教学等领域。

1.7 中等地理教育经历了艰难的发展

50年来我国中等地理教育出现了“两起两落”。目前国家教育部门,根据素质教育的要求,正在组织全国的专家大力进行国家基础教育课程改革。根据我国自然环境状况、发展状况和国际化的要求,制定教学大纲和编写地理基础教育教材,我国中学地理教育正在第三次崛起。目前的?+X"高考科目改革方案,将促使学校和学生恢复对地理学的重视。

今天,可以肯定地说,我国地理学的影响力在扩大,而且已经超出了专业的界限,地理学的决策应用价值大大加强了。地理学家的上述工作,在一定程度上促进了我国自然条件的合理利用,阻止了自然恶化的趋势,地理学的方法逐步为社会所了解和应用,地理学的成就在很

大程度上为社会所认同。甚至可以说,地理学的发展在某种程度上改变了人们的时空观念和有关领域的工作方式。今天,国家和社会如此地了解西部地区、黄土高原、黄河长江、青藏高原、黄淮海、国土开发和可持续发展;地理学家开辟的GIS和遥感应用技术如此在社会广泛应用并发挥着重要的作用等。地理学的一些基本观念如“区域”及“区域差异”、地图及GIS思想、“人地关系协调”等概念在愈来愈多的领域被采用。半个世纪以来,就为国家自然利用和经济发展研究的规模和在国家建设发挥的作用来讲,世界上没有哪一个国家的地理学能够与我国相比。

在50年的发展过程中,我国地理学所走的道路也是有教训的。如片面地批判地理环境决定论,导致在环境问题和环境科学兴起之初处于被动;取消人文地理学,自然地理学与经济地理学存在分割状态;在相当长的时间里,缺乏与世界上大多数国家的学术交流;我们在理论的总结和创新方面仍然比较落后。

2 当前我国地理学发展的形势

改革开放以来,国内与地理学的发展和应用有关的产业部门、科研院所,进行了大量的关于我国自然资源、环境整治、GIS的应用及国土开发等方面的研究和发展,形成了异常活跃和竞争的局面。近年来,在国家体制向市场经济转轨、科研体制进行一系列改革的背景下,计划经济时代的科研计划、拨款制度、人事制度等已不复存在,而新的科教体制尚未规范和完善,地理学科研与教学单位面临着一系列实际问题,如教学经费的不足,“大锅饭”不再存在,各种竞争日益激烈,一些地理单位甚至缺乏基本的生存条件。这迫使地理单位进行改革,近年来我国地理学发展的总趋势是强化了社会需求和市场指向,出现了非常活跃的局面。

在一系列学术领域,地理学的地位受到挑战。地理学家曾经在这些领域作出了许多开拓性的贡献。如在农业区划、国土规划、GIS、城市研究、地区经济、旅游开发、全球变化、资源利用、环境保护、可持续发展等方面,现在地理学必须谋求新的发展和提高。随着人口、资源、环境、发展等全球性问题之重要性日益突出,很多学科占据了一些传统研究领域,如第四纪地貌、气候学的研究等。现在,地质学在向上扩,大气科学在向下沉,生态学和环境科学已自成体系,经济学在发展区域经济,社会学在研究地区发展不平衡,建筑学向城市规划扩展,凡此等等,地理学的一系列领域面临其他学科的竞争和挑战。

由于改革开放和社会主义市场经济的逐步建立,大学地理教育面临着如何培养适应市场需要的理论型、应用型、技术型和新的地理教育型的人才问题,部分专业存在着毕业学生的分配问题。由于其他学科和领域对人才的竞争,大学和科研机构的人才流失也比较严重。

在上述竞争背景下,高等学校地理学广泛地进行了改革和创新,出现了若干共同的趋势。在教学和研究的目标方面,普遍定位在资源环境问题、社会经济的发展与规划及GIS、遥感技术的应用。主要从事的领域涉及到资源利用与保护、土地管理、环境(包括生态)的变化与综合整治、国土规划与城市规划、区域开发与可持续发展、旅游发展与规划,GIS应用。相应地在高校地理院系伴随着机构的改变和名称的变化,普遍设立资源环境学院,包括资源、环境、地理、城市规划、旅游、土地管理等;师资的成分、教材的内容、培养方向等均发生了变化。这些变化适应了社会的需求,为解决实践问题作出了贡献,也拓宽了研究和教育领域,在一定程度上加强了基础研究,研究的数量也大大增加,并使师资、人才和招生生源得到了保障,毕业生分配有了较多且稳定的渠道,教育和科研经费也有了较多的来源。地理学科研机构的改革,实行绩效工资,将在SCI等检索刊物上发表文章作为考核和晋升的主要标准等,虽然其效果还有待观察,但显然加强了研究的专业化和研究论文的数量和质量,争取了更多的课题和经费,调动了研究人员创新的积极性,促进了优秀人才成长。

现阶段我国地理学发展也出现了一系列令人担忧的问题和倾向:

(1)地理学理论、基本概念和区域地理等经典内容的教学和研究被削弱了。教员为对付岗位责任制而疲于奔命,普遍重科研、轻教学。一些院系不仅改名,也改了专业方向,地理系在派生出旅游、房地产管理、环境学等方向的同时,本身迷失了方向,人地关系等地理学的核心和本质方面的研究和教学淡化了。由于理论研究的削弱,这些年来我国地理学的创新少了,还出现了自然和人文再次分离的苗头。

(2)地理学不同于某些实验室科学,需要有多种尺度的时间和空间研究。因此,定位台站的长期、连续观测和原始数据的分析研究,是地理学发展的基础之一,但除了在少数研究所外,这种工作愈来愈弱化。在科研院所,普遍存在忙于争课题和完成论文数量,不甘坐冷板凳做扎实细致工作的现象。在表面繁荣之下隐藏着一种浮躁之风,这样难于出“多年不鸣,一鸣惊人”的源头创新成果。在GIS和数量方法的应用取得明显进展的同时,地理学家对野外的考察研究也削弱了,一些资源环境和国土开发的重大课题的研究,需要台站进行长期观测的研究,但普遍存在野外工作的人员和时间“不到位”的现象。

(3)全国性的协作和重大课题的研究愈来愈困难。目前的科研机构和科研体制,注重科学家的个人创造性,在组织结构方面愈来愈小型化,研究目标愈来愈体现为,特别是在SCI、SSCI检索的期刊上。在这种情况下,一些大型的研究,如国家大区域的资源环境及发展的综合研究,大型地理丛书和综合性的学术着作的编写,以及其他围绕大项目的协作等明显削弱了。如果这种情况不能改变,地理学的应用价值就将下降。

(4)为争课题而迎合长官意志、政府行为和企业行为,科学研究的超前性和独立性被削弱。地理学研究落后于社会需求和科学发展前沿,缺乏敏锐揭示隐患及对一系列重要实践问题作出迅速反映的能力。

认真检讨我们与国际地理学发展的差距,发现我们对全球问题的研究还相当薄弱,地理学家还没有走出去,在把握全球性的重大问题的基础上开展我们的研究,并把研究成果推向国际;对国家重大的发展问题及其他决策问题的关注和研究薄弱, 特别是对高级理论性综合性人才的培养缺乏应有的关注,要注意培养世界一流的全球性理论和应用的高级人才、区域专家;对地理学发展的理论、发展方向的关注薄弱,与整个科学发展大趋势、其他学科发展前沿、科学哲学、国外地理学先进思想存在隔膜;信息化的应用仍不普遍。在地理学的基本观点方面,我们对全球问题的关注和研究不够。

3 21世纪我国地理学发展的展望

在为美国《科学》杂志撰写的社论“科学在中国:意义与承诺”中指出:“中国正处在发展的关键时期,面临着优化经济结构、合理利用资源、保护生态环境、促进地区协调发展、提高人口素质、彻底消除贫困等一系列重大任务。完成这些任务,都离不开科学的发展和进步。这就对中国的科技进步提出了紧迫的要求。”显然,地理学是实现这些国家重大任务的重要支撑学科之一。

我们要为一系列重大的决策问题提供科学依据。这些决策问题是重大的资源利用和自然保护问题、重大自然灾害的治理问题、国家的地区开发战略和发展问题等。在21世纪发展中,这些问题将进一步突出。在所有的区域性问题中,地理学家要重视我国西部地区的生态环境和发展问题。在新的历史时期,国家决策的许多问题,地理学家都可以参与工作。要通过这些重大问题的研究,进一步提高地理学的决策应用价值,对国家一系列重大问题,需要建立起迅速反映的能力。

70年代以来国际地理学的发展,愈来愈从注重由自然支配的环境变化转移到人类支配的环境变化;地理学家愈来愈重视参与全球问题和国际性的研究计划;加强了发展研究和发展规划研究;地理教育的主要内容愈来愈倾向于“我们共同的未来”;信息化成为地理学发展的重要推动力量。地理学家在参与国家和政府的决策方面也在表现出更大的积极性。最近美国出版的一部专着《改变世界的十大地理学思想》指出地图学和GIS思想、人类在人与自然关系中的调整、空间组织与相互依赖等地理思想,曾经和正在强烈地改变着这个世界,也是最有价值的研究领域[1]。

在愈来愈多的新学科出现和参与我国的资源环境和发展问题研究的情况下,地理学面临着激烈的竞争。为了弘扬地理学传统,为社会和科学发展作出独特的贡献,地理学必须根据自己的优势和学科特点,找准自己的方向,特别注意发现新的问题和新的领域。

3.1 关于21世纪我国地理学的发展方向

(1)国土整治研究。在21世纪来临时,我们必须明确地理学能给国家和人类解决什么问题,包括区域性的资源开发利用、生态环境退化的监控与治理、全球变化及其区域响应。全球环境变化和发展问题研究、全球一体化和多样化是国际地理学发展的基本方向。青藏高原问题及其对我国大的自然格局的影响是地理学重大的长期研究目标。各种特殊类型的区域,如湿地、湖泊、山地等的环境和利用问题。在所有的区域性问题中,地理学家要在更大程度上重视我国西部地区的生态环境和发展问题。加强资源环境的监测、保护、规划与整治研究,建立工程地理学。

(2)发展研究。这个方向自60年代在国际上逐步形成以来,已经成为地理学发展的主流之一。我国经济高速发展,强烈地改变着我国的自然和社会经济结构;我国发展面临着严峻的可持续性问题。这些问题的研究,可为实施可持续发展战略服务。地理学家和地理工作者要了解我国的自然、生态环境和城乡发展,包括城市发展与规划、区域发展及可持续发展、农村发展等,就需要进一步开展地区经济与社会及城乡发展研究。

(3)地理信息应用研究。GIS技术、遥感技术、空间数据的应用是地理学也是地球科学发展的重要推动力量。国家目标是发展地理信息科学,推动“中国数字地球”战略,为区域社会经济可持续发展与生态环境保护提供分析预报和决策支持的新的科学手段;为地球科学及其他有关学科研究提供时空信息并进行资源与生态环境研究分析、预测预报和时空调控的科学基础。与此同时,地图已经成为以数据形式存在的动态多维产品,地图图谱是促进GIS应用的发展、使我们对日益复杂和相互联系的事物的理解更加深刻的重要研究方向,这些技术可用于其他学科,但地理学对其发展和应用起到基本的作用。

3.2 地理学的教学改革问题

地理学是21世纪人才必备的素养,世界各国都越来越重视地理教育。美国1992年制定了面向未来的教育改革计划,规定地理学是所有大学和专业必修的五门课程之一(其余为英语、数学、物理、历史)。为了适应我国21世纪社会经济发展的需要,在地理学的课程设置及课程建设问题上,急需加强概念性的地理学及其中的自然地理学、人文地理学与地球信息科学的基础课程,核心地理学课程必须保持和创新。美国一些科学社会学者最近预测的知识经济时代创新领域中,有很大部分(如资源的可持续利用技术、环境保护技术、生态恢复技术)必须具备地理学基础。21世纪的地理学,不仅只是文理交叉的学科,而是可能分化成理论、应用与技术相互分离的教学、研究单位,因此,需要在人才培养上注意全面、全球综合性的理论思维,要适应实践和科学的发展,开创新的地理学课程。地理学若不能满足社会的需求,那么其他学科肯定会取而代之。如在哈佛大学商学院,“新经济地理学(the New Economic Geography)”已成为一门核心课程。

3.3 推进地理学理论和地理学思想的创新,加强基础理论的研究和教学

要以综合的观点和学科交叉的方式研究地球表层系统的演变及其动态机制。地球表层系统包括区域性的自然系统、人—地系统和社会经济系统三个子系统。自然系统中我们关注自然支配的环境变化,这方面的问题仍需进一步研究。如青藏高原的隆升及对我国和东亚环境的影响,我国的水土流失及沙漠化的自然因素等。在当今这个地球上,更重要的问题是人类支配的环境变化,核心是“人地关系地域系统”。要探讨这个系统的内部组成、主要关联及其与外部环境的关系,揭示人类对环境变化的感知和响应,以及人类对环境的利用和影响及环境对人类的影响。在较小空间尺度上,揭示地表物质元素转化与迁移的机制;在宏观层面上,研究气候变化和全球物质反映之间的关系。从不同的空间尺度研究人口、资源、环境之间关系实质,并寻找解决的途径。通过较小尺度的研究,经过尺度转换,为大范围区域的整治提供理论基础和政策依据。为了促进地理学理论和地理学思想的创新,需要加强与其他专业学者之间的联系和磋商,进行跨学科的交叉和渗透。

3.4 发展地理学的方法论

21世纪在地理学各分支学科继续发展的情况下,要求我们在地理学的方法论方面作深入探讨并取得某些共识,地理学不是各种有关专业的简单汇合,而是具有明确的核心和一致性。地理学已经具有一套比较完善的方法论概念。

(1)区域概念。包括全球的概念、区域差异和区域相互依赖性的概念,没有区域就没有地理学。针对不同的空间尺度界定不同的区域论题,研究发生在区域中的过程和演变规律,而不是静态地研究区域。各种地带和各种类型地域(流域、区域、地方)的研究、全球变化的区域响应、陆地生态系统的演变、温室气体增加的影响等,在不同区域是不一样的,因为地表各种过程在不同时空尺度表现差异及其自身的抗干扰能力和恢复能力不同。在人文领域内,区域或国家一体化和多样化发展,是地理学研究和教学的基本范畴。

(2)统一地理学的观念。这种观念强调研究人类活动成为一大驱动因素的地球表层系统及其中的“人—地”地域系统。在最近出版的《对地理学的再审视——对科学和社会的新联系》[2]一书中,地理学研究的地球表层系统被分解成三个系统:环境系统、人类社会系统和环境—社会系统。而且,地理学研究的重点是其中的环境—社会系统即环境—社会动力学。在汉城召开的第29届IGU大会上,前任IGU主席Messerli报告的主题就是:地理学研究的主要领域正在由自然支配的环境变化演变为人类支配的环境变化[3]。几十年以来,特别是近年来, 老一辈地理学家就强调对重大的地理学问题开展综合性多学科交叉研究的极端重要性。自然地理学不考虑人类的活动和人文地理学忽视自然和生态基础都是致使的弱点。现代地理学的基本特点是:统一地理学、全球地理学和有人的地理学。地理学的“研究重点放在各圈层的相互作用及其与人类活动造成的智能圈的耦合与联动上”[4]。

(3)将格局和过程关系的研究作为重要的观点和技术路线。发生在各种类型和各种尺度的区域中的过程必然产生一定的格局,而格局的变化又会影响到自然、生态、社会发展的进程,这就产生了格局和过程间相互作用的研究。这种相互作用还表现在区域之间的相互依赖性,包括不同尺度区域之间的相互依赖性。如对不同时间序列、不同空间尺度的土地利用和土地覆被变化的研究就是如何。IGBP的全球变化和陆地生态系统项目将格局和过程关系的研究作为重要的技术路线[5]。实地调查、区域比较、尺度转换等传统方法和新兴的空间分析、系统模拟是这种研究的基本方法。

3.5 扩大对相关国际性计划的参与和全球问题的研究

中国经济发展的国际化程度在提高,我国的国际影响日益扩大,我国地理学在更大程度地走向世界是必然要求。因此,要加强全球观念和加强全球问题的研究,并在国际性会议上和国际交流中不断展示我们的成果,甚至我们要培养将主要精力用于全球问题研究和参与国际学术活动的国际型的地理学家,积极参与国际和全球的研究计划。

3.6 加强地理实验和工程地理学研究,促进技术创新,以信息化推进地理学的发展

信息化使现实空间表征的理论方法得到了革命性的发展。GIS和遥感技术的应用通过时空数据和空间分析,使我们可以更迅速更好地认识相互联系事物的本质和区域间的差异及其相互依赖。为了深入研究和揭示地球表层动态系统中物质循环和要素作用机理,必须重视地理学的实验研究,并使微观和宏观研究相结合。但是,这些不能代替样本研究,不能代替考察和观测等,否则,我们不能认识“真实世界”及其动态系统,改进真实系统的描述。大型工程的战略研究为我国大规模建设时期所急需,目前尚很薄弱,建立工程地理学,既适应这种需求,又开拓了地理学的应用领域。

3.7 加强地理学的基础教育和科普工作

基础教育的主要目标之一是让青少年了解国情和培养爱国主义、国际主义的情感。为了“我们共同的未来”也是我国地理教育主要内容之一。当今世界,资源、环境、人口、发展等全球性问题越来越尖锐,而地理学是各基础学科中最能综合、直接地对付这些问题的课程。因此,世界各国都越来越重视地理教育。最近,办公室向党和政府官员推荐新编中学地理课本,说明地理学普及的重要性。要通过基础教育和科普工作,让国民中有愈来愈多的人了解什么是地理学,地理学能干什么,如何培养人们的地理学观念,推动地理学的发展。

4 结语

近年来我国正在实施“科技创新计划”和“教育振兴计划”,为地理学单位的改革和发展提供了较为优越的条件,也提出了更高要求,我们有条件在新的世纪中实现地理学的更大发展。地理学科研单位正在进行整合,一些单位进入中国科学院“创新基地”,内部组织结构和人员结构都有较大变化。高等学校地理院、系的改革以改名开始,随后也进行了不同程度的结构调整,“211工程”和理科基地建设使几个重点大学地理学得到很大程度的加强(但一般高校,尤其是普通师范学院,地理系仍然举步维艰)。袝"计划、杰出青年基金、“创新基地计划”和国家自然科学基金重大、重点项目、面上项目强调“源头创新”,进入这些计划和项目的单位和个人重视基础研究和理论研究,也有了进行这种研究的条件。长期以来,地理学家和地理学思想,对人类社会经济的发展作出了巨大的贡献。今天,我们的国家和全球的自然和社会经济结构正在发生剧烈的变化,向地理学提出了一系列重大的科学问题和实际问题。地理学,这门伟大的学问正面临着更大发展的机遇,全国地理学工作者联合起来,把我国由地理大国发展为地理学强国。

【参考文/！/献】

[1] Hanson S,ed.Ten Geographic Ideas That Changed the World [M].New Brunswich:Rutgers University Press.1997.

[2] Rediscovering Geography Committee.Rediscovering Geography:New Relevance for Science and Society [M].Washington:National Academy Press,1997.

[3] Messerli B,Martin Grosjean,Thomas Hofer,et al.From naturedominated to human-dominated environmental changes [J].IGU Bulletin,2000,50(1):23-38.

[4] Lubchenco J.Entering the century of environment:A new social contract for science [J].Science,1998,279:491-497.