生物信息学基础范文

生物信息学基础篇1

关键词：生物信息学 交叉学科 学生培养

一、生物信息学的产生

生物学是一门古老的学科，在人类历史发展的长河中，人类从未停止过对生命奥秘的探索。人们逐渐认识到，虽然生物种类多种多样，但是它们的最基本分子却是相同的。DNA、RNA和蛋白质等分子构成了生命的基本单位，再由细胞到组织、器官，最后器官系统组成完整的生物体。

传统的生物学研究中，由于受到技术水平的限制，生物学家多采用低通量的生物实验方法，其研究对象通常是一个基因或者几个基因组成的通路。在这种情况下，实验后的简单观察就可以满足研究需要。随着生物研究的不断深入，积累了大量实验数据，人们不禁想到，如何把不同的实验结果整合起来？另一方面，随着生物技术的发展，大量新兴技术出现，产生了海量的数据。例如90年代兴起的基因芯片技术，单张芯片就可以测定成千上万个基因在某一状态下的表达情况。1990年启动的人类基因组计划更为生命科学的研究提供了海量的序列数据。面对如此多的数据，以前依靠生物实验研究单个或几个基因的方法很难再适用，生命科学、统计学、计算机科学和信息科学等若干学科的交叉学科――生物信息学应运而生。生物信息学以计算机、统计、模式识别等方法为手段，以生物数据为研究对象，通过对大量生物数据的储存、处理和分析，提取其中有意义的生物知识[1]，从而最终揭示蕴藏在核酸序列和蛋白质序列中的信息，对了解生命活动的基本规律出贡献。

二、生物信息学在生命科学研究中的作用

作为一门新兴的学科，大家对生物信息的作用并不十分明确。很多人认为生物信息学只是为实验科学服务。从广义上讲，这种说法也不无道理，但是生物信息学并不是实验科学的附属品，与生物实验一样，它也是解决生物问题的一种手段。为了解决生物问题，生物学家依靠的是实验台，生物信息学家依靠的是计算机。

在生命科学的发展过程中，以分子生物学的产生为界，可以分为传统生物学和现代生物学。传统生物学和现代生物学取得的成就为生命科学的发展做出了巨大贡献。人类基因组计划启动以来，人们一度认为只要把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余，但是真实的情况远不像想象的那样简单。人类的个体发育开始于一个单细胞受精卵，受精卵经过一系列的细胞分裂和分化，产生具有不同形态和功能的细胞，不同细胞之间相互作用构成各种组织和器官。虽然人类基因组中有两万多个基因，但是在单个细胞当中，同时起作用的基因往往是很少的。有些基因只在特定阶段起作用，有些基因只在特定组织起作用。只关心某个基因或蛋白的功能是不够的，因为在不同时空条件下，同一个基因或蛋白的功能可能不同。生物是一个复杂的系统，其表型和功能不仅体现于基因数量和序列的不同，更体现在基因、蛋白以及其他生物分子之间的相互作用之中。因此，把研究对象当成一个整体，系统地分析内部的相互关系尤其重要。但是无论是传统生物学还是现代生物学，都是一门实验学科，生物学的发展中缺乏一种系统思想。生物信息学可以从大量生物数据中提取有意义的生物知识，通过对已有数据的总结，进一步推测生物体的某些性质和变化趋势，生物信息学为大量生物数据的整合提供了可能，与生物实验一样，是生物研究中的一种重要途径。

三、生物信息学学生的培养

生物信息学是一门交叉学科，要求学生具有较好的分子生物学、计算机科学、数学和统计学素养，目前国内只有少数几个学校设立了生物信息学本科专业，大部分的学生都是进入研究生阶段才开始生物信息学的培养。在进入生物信息学专业前，本科阶段可能接受过计算机、统计学、信息学、生物学等某一方面的教育，但要进行生物信息学的研究，大多需要补充其他方面的知识。

生物信息学研究可以分为两类：第一，在深刻理解生物问题的基础上，利用计算技术解决生物问题，第二，为生物学家提供性能更好的方法（算法）。理工科背景学生的生物知识较少，但是对于各种计算方法的原理和使用非常熟悉，对于这类学生的培养，第二类问题比较适合他们入门。在生物信息领域，有很多经典的分类问题。这些问题已经明确了分类目标，并且大都有通用的数据集。但是这类工作也受到了生物学家的质疑，因为大部分工作都是把已有的经典算法用在生物数据上，由于对生物问题不够了解，最后成为只有做生物信息的人才看的方法。这也在一定程度上导致了部分生物学家对生物信息存在偏见，认为生物信息就是提出新算法，做一些数据库。要想真正让生物学家认识到生物信息学的重要性，就要以解决生物问题为根本出发点，即使是做预测方法，也要建立在解决生物问题的基础上。做出更好预测方法的关键是深入理解生物问题并抓住关键特征。举个例子，要把男生和女生分开，我们可以根据很多特征，比如身高、体重、头发长短，虽然大多数情况下来说，男生比女生高、比女生重、比女生头发短。但是只基于这些特征还是会造成很多的分类错误，因为这些特征不是男生女生差别的最根本因素。如果我们是根据性染色体来分，那正确率的提高就非常显著了。在预测问题中，利用五花八门的方法并不是关键，如何能够对生物问题深入了解并找到关键特征，才是最主要的。

作为一门新兴的学科，大家对生物信息的了解还很少，很多人对它的定位也不同。但既然是生物信息，就是先生物后信息，可见生物的重要性。所以，在生物信息的研究过程中，对生物问题只限于表面地理解，势必不能做出好的工作。只有对生物问题有了深入了解，才能发现其中的问题。能够找到值得做的问题，可以说工作已经成功了一大半。当然，解决问题过程中也会有很多困难，比如发现了值得研究的课题，但在解决的过程当中发现某些数据无法获得，或者某些技术超出了自己的能力范围。在这种情况下，可以首先想想有没有其它变通的办法可以解决问题，如果经过慎重的考虑都无法找到，就要果断的放弃。这里要强调一定要慎重考虑，不能遇到一点困难就放弃。

相比理工科背景的学生，生物背景的学生有着扎实的生物学知识基础。但是如果是从本科阶段直接进入生物信息学，由于还没有进行过实验操作，他们对生物问题的理解也很难非常深入。不管是理工科背景还是生物背景的学生，丰富的生物学知识都是进行好的生物信息学研究的前提。在培养学生时不可忽视对其基础生物学知识的传授和教育，并适当引导其对生物学问题的思考。生物学问题可以很大也可以很小。大的生物学问题任何一个懂得基础生物学知识的人都可以提出，但也是最难解决的，比如到底是什么改变使细胞恶变，自身免疫病是如何形成的，心血管病糖尿病等复杂疾病是如何发生的，为何有人容易生某种病而其他人不易感。小的生物学问题就是各自领域的具体研究课题，比如表观遗传学领域的DNA去甲基化酶是否存在，基因表达调控领域的转录起始频率是如何决定的，RNA领域的大量非编码RNA的作用，蛋白修饰领域新发现的修饰如何调控蛋白的功能等等。在脑中提出并试图思考一系列大大小小的生物学问题是对学生培养目标的第一步。这些问题的产生的前提是对生物学知识的熟悉掌握。然而在对学生培养的过程中没必要也不可能告诉他们所有的知识，生物学知识教育的原则是为他们打开门，当他们思考问题的时候知道去哪里找到相关的知识。

另一方面，只有生物学基础知识和问题是不够的。很多问题在生物信息学产生之前就存在了，传统的方法无法带给人们问题的答案。人们一直期待新的方法去理解和解决这些问题。生物信息学的产生无疑提供给人们另一种思考生物问题的方式，为一些经典问题的解决提供了可能。例如最近的大规模的肿瘤基因组测序和分析使我们发现了很多新的肿瘤相关基因[2]。对于生物背景的学生，在教学中要把这样的例子介绍给学生，生物背景的学生在理解信息学理论方面会存在困难。最初很难要求他们理解所有具体过程。但是至少要让他们知道这些方法的基本原理，还有在什么情况下使用。这样在以后的研究中遇到类似问题才能想到应该选择什么样的信息学工具去解决，在具体应用过程中加深对整个过程的理解。生物背景的学生如果想成为生物信息学专家，只会应用是不够的，补充一些计算机、统计、信息方面的基础知识是必不可少的。

生物信息学是一门仍处在快速发展之中的学科。还没有一本教材能够满足生物信息学教学的需要，生物信息学立足于分子生物学、模式识别、计算机科学与技术、数学和统计学等学科，所以学生要先对这些学科的基本概念和系统有一个较为全面和直观的认识，为日后的科研打下坚实的基础。另外，培养过程中要包括大量的实例介绍，对一些重要的应用还加以详细解剖，使得同学们不再仅掌握理论，而是能够学会如何在实际工作中灵活应用这些理论。在此基础之上，向同学们推荐一些最新的论文、期刊、参考读物和相关的学术报告，让同学们能够切身感受到学科发展的前沿，培养学生的创新能力。21世纪是生命科学的时代，也是信息科学的时代。生物信息学在这样的历史条件下产生并壮大，它作为多个领域的交叉新兴学科，对生命科学研究有着巨大的推动力。生物信息学是一门应用性非常强的学科，也是一门非常活跃的前沿学科，良好的教学效果必须以先进的内容体系为基础，我们应时刻注意以科研促进教学，教学科研相长，使教学研究达到更高的水平。

[参考文献]

[1]蒋彦等.基础生物信息学及应用[M].北京：清华大学出版社,2003

[2]Stratton M.R.,等.Exploring the Genomes of Cancer Cells: Progress and Promise [J].Science,2011,331(6024): 1553-1558.

生物信息学基础篇2

关键词：生物信息学 教材 分析

中图分类号：G4233文献标识码：A文章编号：1009-5349（2017）06-0019-02

近些年，生物信息学顺应时代变化而成为生命科学的新兴领域。[1]生物信息学主要是对核酸和蛋白质两个大方向的数据进行处理与分析。[2]目前，生物信息学作为基础课程在各高校生物科学专业及相关专业开设。其教学质量的高低对于培养学生的综合能力具有重要的意义。[3]因此，各高校在教材选择、课程安排、教学内容、实践教学等方面不断进行改进。[4]优秀的生物信息学教材是提高教学质量的基础。对不同的教材进行对比分析，从中选取适合相关专业的教材，是教师的必要工作。本文对五种生物信息学教材进行分析，为不同专业对于教材的选择提供参考和建议。

一、研究方法及教材简介

（一）文献研究法

笔者主要从以下三个方面进行文献检索。首先，搜索与生物信息学教材分析相关的著作。其次，利用中国知网、万方数据库等检索与教材分析相关的期刊论文。最后，借鉴优秀教师的教案，仔细阅读并进行分析。深入了解相关生物信息学教材分析的背景以便进行整理分析。

（二）对比研究法

本文主要选取了五种生物信息学教材，根据教材的基本框架结构及特点，对其进行对比分析，分析总结不同教材之间异同。

二、生物信息学教材分析

随着课程改革的不断完善，针对不同地区、不同专业，教材的使用也趋向多元化。生物信息学教材是教师进行教学活动的基础。对不同的生物信息学教材进行对比，以便教师作出最适合的选择。如表1所示，对五种教材从宏观角度进行内容上的分析。

如表1所示，从中可看出这五种教材从整体编写方面，都涵盖了核酸和蛋白质两个主要层面。主要内容包括：生物信息学的概念及发展历程、数据库的介绍、生物信息学常用统计方法、基因组学、蛋白质组学等几大方面。并且，大多数教材都附有思考题，有利于学生课后对知识进行运用及加深理解。只是随着生物信息学的飞速发展，不同版本的教材增添了新的相关的知识。同时不同教材的侧重点略有差异。

另一方面，从表1中可看出，五种教材所包含的章节为7到15章不等。这说明，随着科学技术的不断发展，更多的前沿知识不断地填充到教材中。所以，随着时间的变化，不同的教材，具有各自的特色。

首先，教材的侧重点不同。随着各物种的基因组计划的不断完成，生物信息学发展实现了质的飞跃。并且融入到各个领域中。例如：由李霞、雷建波编写的《生物信息学》，侧重介绍了生物信息学与疾病的相关联性。教材在内容和形式上有所创新。突出实用性，以临床实际问题作为编写出发点；而刘娟编写的《生物信息学》一书中，以丰富的实例，重点介绍了相关数据库和软件的功能、应用策略和使用方法。在章节编排上涉及微阵列数据分析的内容，突出了生物信息学与数学的融合。

其次，不同教材的难度存在差异性。陶士珩编写的《生物信息学》较基础，包含了生物信息学基本内容，力求使学生全面了解和掌握生物信息学领域的重要基础知识与基本操作技能。而陈铭编写的《生物信息学》，根据生物信息学多学科融合的特点，增添编程与统计学知识，教材所涉及的知识范围广泛。使得无论是对教师还是学生来讲，都要求具有深厚的学科背景。

最后，学科之间联系程度差异。生物信息学作为一项生物科学的工具，不仅仅应用于生物学，同时，在医学、农业专业、计算机科学等领域。[10]但不同教材所体现生物信息学与其他学科的联系程度不尽相同。例如：吴祖建编写的《生物信息学分析实践》一书，主要包含了数据库检索、引物设计、序列分析等诸多技术问题。书中以图表形式为主，文字介绍为辅，以让学生学会操作为主，将生物信息学与计算机科学紧密结合。

三、结语

生物信息学重要特点为学科交叉性，涉猎范围广。不同的生物信息学教材适用于不同专业。本文对五种教材进行对比分析，根据教材不同特色并结合不同专业特点，为教师选择适合的教材提出建议。陶士珩、刘娟编写的两版不同《生物信息学》，内容基础，适用农业专业和师范专业作为教学用书；李霞、雷健波编写的教材，主要突出了与医学相关联系，适用于医学专业用书；陈铭、吴祖建所编写教材，注重与计算机科学的关联，实践性强，有利于培养学生动手操作能力，适用于计算机专业。

参考文献：

[1]朱杰.生物信息学的研究现状及其发展问题的探讨[J].生物信息学，2005，3（4）：185-188.

[2]赵屹，谷瑞升，杜生明.生物信息学研究现状及发展趋势[J].医学信息学杂志，2010（5）：2-6.

[3]倪青山，金晓琳，胡福泉等.生物信息学教学中学生创新能力培养探讨[J].基础医学教育，2012，14（11）：816-818.

[4]向太和.我国现有《生物信息学》教材和网络资源的分析[J].杭州师范学院学报（自然科学版），2006，5（6）.

[5]陶士珩.生物信息学[M].北京：科学出版社，2007.

[6]刘娟.生物信息学[M].北京：高等教育出版社，2014.

[7]吴祖建.生物信息学分析实践[M].北京：科学出版社，2010.

[8]陈铭.生物信息学（第二版）[M].北京：科学出版社，2015.

[9]李霞，雷建波.生物信息学（第二版）[M].北京：人民卫生出版社，2015.

[10]高亚梅，韩毅强.《生物信息学》本科教学初探[J].生物信息学，2007，5（1）：46-48.

Abstract：Teaching material is the premise to realize the teaching process， has an important position in the whole teaching system.Teaching material not only is the source of knowledge， is also a tool to promote the development of students.Aimed at the analysis and research of the teaching material is the basis of teaching reform.Therefore， analysis of different materials research， choose suitable teaching materials， is necessary for teachers' work.Nearly 10 years， this article selects five bioinformatics related textbooks， carries on the analysis， in order to reach for different professional for the purpose of provide reference and Suggestions for the selection of teaching materials.

生物信息学基础篇3

摘要：生物信息学是较新的交叉学科，大部分文献资料都是英文的，对学生的专业英Z能力要求较高，仅靠开几门课远远不够。应用驱动的生物信息学专业英语教学体系在大学英语和专业英语课程的基础上，以应用为驱动和引导，以网络资源查询、专业软件使用及专业文献资料的阅读及写作为核心内容，使学生在课程设计、综合实验及科研等实践过程中提高专业英语水平，收到了良好的效果。

关键词：应用驱动；生物信息学；专业英语

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0232-02

一、前言

生物信息学是近年新兴的一门交叉学科，其研究内容包含了生物信息的获取、处理、储存、分发、分析和解释等在内的所有方面，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义（张春霆，2000）。与其他的生物学专业一样，该专业要求学生掌握基本的专业英语阅读和写作能力；同时，由于是新兴专业，其大部分专业资料，包括专业网络资源、常用软件和文献资料等大都是英文，并且对生物学、计算机及数学领域的专业英语词汇都有一定要求，因此，生物信息学专业对于专业英语的要求比其他专业更高一些。近年，人们陆续提出将任务或项目驱动教学法（周冬菊等，2011）、CBI（Content-based Instruction）专业英语教学法（智慧，2011）等应用于生物类专业英语教学，并强调网络资源和应用（刘进平等，2011，2013）以及科研文献（方强&赵威，2014）等在生物类专业英语教学中的作用。重庆邮电大学生物信息学院生物信息学本科专业通过总结不同的教学方法，结合生物信息学专业自身的特点，系统地提出了应用驱动的生物信息学专业英语教学体系，并收到了良好的教学效果。

二、体系构成

应用驱动的生物信息学专业英语教学体系由两部分组成：①基础部分，包括大学英语和生物信息学专业英语；②应用部分，包括双语教学课程、生物信息学网络资源、生物学软件及专业文献资料阅读及写作。内容由浅到深，从基础教学逐步过渡到专业应用。整个体系以应用为驱动和向导，其核心内容是网络资源查询、专业软件使用及专业文献资料的阅读及写作，其形式主要为课程设计、综合实验及学生课外科研。

1.大学英语。大学英语教学分为基础阶段和应用提高阶段（田志环，2008），大学英语是基础阶段的主要英语教学形式，在高中阶段语法学习的基础上，巩固提高学生的英语听、说、读、写能力，为后面的应用阶段英语教学奠定基础。

2.专业英语课程。生物信息学专业英语课程是基础阶段到应用提高阶段的过渡，其教材根据本专业的特点采用自编教材，内容除生物信息相关内容外，还兼顾生物、计算机和数学（主要是概率统计）等领域。生物信息学专业英语课程内容分三个层次：专业英语，主要是理科专业英语的特点，常用句型；生物类专业英语，主要是了解生物学专业名词的构词特点及熟悉常见生物学专业名词；生物信息学专业英语，了解生物信息学常见的研究领域，熟悉生物信息学专业词汇。内容从一般到特殊，学生通过该课程的学习初步了解生物信息学专业英语的特点，掌握基本的专业词汇。

3.双语教学专业课。生物信息学专业的双语课程是整个专业英语教学体系的核心，是学生掌握专业英语词汇的主要途径。双语课程包括分子生物学、进化生物学、Perl程序设计等，其教材采用国外原版教材（影印版），教师上课幻灯片主要用英语，讲解用英语+汉语，配合学生的课前预习和课后复习，在掌握专业知识的同时，熟悉生物信息学专业词汇，提高专业英语阅读能力。

4.网络资源。随着生物信息学的快速发展，网络上英文的生物信息学资源也越来越多，主要包括生物学数据库、多媒体生物信息学资料（如新一代测序仪介绍等）及公开课视频资料。网络生物数据库如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物学数据及分析工具，内容系统完整，更新速度快，是生物科研工作者的宝库，同时也是生物信息学专业英语学习的宝贵资源。这些数据库的帮助页面有详细的资源介绍及使用方法说明，若能仔细阅读，在学习这些网络资源的同时，专业英语能力也会有极大的提高。另外，网络上的很多公开课，如亚利桑那大学的“生物多样性”、可汗学院的“生物学”及“概率”、麻省理工学院的“生物学导论”等，都是很好的在线学习资源。

5.生物信息学软件。生物信息学领域很多常用的软件，如序列比对软件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系统发育分析软件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML，新一代测序数据分析软件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息学领域的很多软件的界面及帮助文档都是英文，在掌握使用这些软件的同时，也可以熟悉相关领域的英文专业词汇。

6.专业文献资料阅读。在学生的生物信息学课程设计、生物信息学综合实验、毕业设计、科研班及创新实验等课程及活动中，需要阅读适量的英文文献。在前面掌握了一定量的专业词汇的基础上，通过英文文献资料的阅读，进一步提高了学生的专业英语阅读水平，并初步掌握生物信息学专业英语写作的基本要求，对于学生以后的研究生阶段的学习或专业相关工作奠定了专业英语基础。

三、教学效果

专业英语学习的最终目的是应用，主要包括专业英语文献资料的阅读及论文写作，因此，对于教学效果也主要从阅读和写作两方面进行评价。

1.专业英语阅读。经过几年系统的专业英语学习，学生从入学时觉得专业英语神秘莫测，看到英文资料就跳过，到毕业时能比较顺利地阅读专业文献资料，查询GenBank等英文专业数据库，也不再害怕使用英文界面的专业软件。

2.专业英语写作。在专业英语阅读能力提高的基础上，学生的专业英语写作能力也有了较大提高。尤其是科研班的同学，基本上可以用英语将自己的科研工作总结成论文初稿，毕业论文中的英文摘要也较少出现语法和拼写错误。

经过四年的学习，学生生物信息学专业英语的阅读和写作能力都有了较大提高，为进一步的学习和工作打下了良好的基础。

四、结语

该体系以应用为导向，从基础到应用，由易到难，主要培养学生的生物信息学专业英语阅读能力，兼顾专业英语写作训练，取得了较好的效果。英语的学习是一个积累与逐步提高的过程，专业英语更是如此，尤其是专业词汇的积累需要大量的阅读与写作实践。因此，要使学生学好专业英语，仅靠开几门课是远远不够的。学生通过课程设计及生物信息学综合实验等应用性课程及课外科研活动，在掌握了专业知识的同时提高了专业英语阅读和写作能力，为进一步深造打下基础。

参考文献：

[1]张春霆.生物信息学的现状与展望[J].世界科技研究与发展，2000，26（2）.

[2]周冬菊，牛睿祺，张延萍，周惠云，梁菊.任务驱动法对制药工程专业英语教学效果的提升作用[J].现代医药卫生，2011，27（15）.

[3]智慧.基于CBI教学理念的生物信息学专业英语教学模式设计[J].创新教育，2011，（28）.

[4]刘进平，庄南生，王英，唐燕琼，许云，黄小龙.生物类专业英语利用互联网资源辅助教学法[J].科技信息，2011，（14）.

[5]刘进平，庄南生，王英，唐燕琼，许云，黄小龙.“以应用为中心”的生物类专业英语教学改革与实践[J].大学教育，2013，（12）.

[6]方强，赵威.将科研文献引入生物科学专业英语的教改实践和探讨[J].教育科学论坛，2014，（32）.

[7]田志环.生物学专业英语教学的探索与实践[J].高教论坛，2008，（5）.

收稿日期：2016-11-26

生物信息学基础篇4

设纲要》精神，加快国家科技基础条件平台（以下简称平台）建设，为全社会科技进步与自主创新提供有效支撑，特制定本实施意见

。

一、目标与实施原则

（一）目标

到2010年，建立与平台建设和管理相适应的政策法规和制度规范，初步形成以共享为核心的制度框架；搭建由研究实验基地和大

型科学仪器设备共享平台、自然科技资源共享平台、科学数据共享平台、科技文献共享平台、成果转化公共服务平台和网络科技环境

平台等六大平台为主体框架的国家科技基础条件平台，为各类科技创新活动提供公平竞争的环境，使全社会成员都能享受到科技进步

的成果。

主要目标：建成资源丰富、面向社会开放的重要科技基础条件资源的信息平台，率先实现资源信息共享；建设和完善区域大型科

学仪器设备协作共用网，推动全国仪器设备资源高效利用；新建一批大型科技基础设施，整合、优化各类重点实验室，初步形成国家

研究实验基地；建成以20余个资源、环境等领域的观测、考察数据中心和科学数据网为主构成的科学数据共享平台；实现外文科技期

刊网上资源种类占国际主要科技期刊资源的50%以上，实时服务系统延伸到县市；在自然科技资源领域，农作物、林木、微生物等种质

资源保存率和利用率实现大幅度提高；建成全国统一规范的科技成果与技术交易信息平台，在能源、材料、制造业等重点行业建立共

性技术服务平台，为国家支柱产业的创新和发展提供技术支撑。

（二）实施原则

1．有限目标，科学部署。贯彻落实《20*－2010年国家科技基础条件平台建设纲要》精神，根据国家中长期科技、经济和社会发

展的需求，确定平台建设的有限目标，强化科学部署和严格论证，按轻重缓急分阶段实施，成熟一个启动一个。

2．分层建设，分级管理。根据国家、行业部门（单位）（以下统称部门）、地方科技、经济发展的需要和科技基础条件资源的特

点，分层次开展平台建设，国家层面的平台建设在部门和地方资源整合的基础上进行；明确各级管理机构的责任和权利，分级加强管

理；促进军民优势科技基础条件资源的有机结合和高效共享。

3．整合为主线，共享为核心。贯彻“整合、共享、完善、提高”的平台建设方针，按照不同类型科技基础条件资源的特点和发展

规律，采取灵活多样的整合方式和共享模式，实现科技基础条件资源高效利用，积极推进与国际科技基础条件资源互补、共享。

4．调控增量，激活存量。有效调控新增经费，调整支出结构，统筹协调涉及平台建设的经费，提高经费的使用效益；有效调控新

增科技基础条件资源，激活存量资源，最大限度发挥现有资源的潜能。

二、国家科技基础条件平台建设重点

（一）研究实验基地和大型科学仪器设备共享平台

1.全国大型科学仪器设备协作共用网

对全国单台（套）价值50万元以上，总价值超过150亿元的科学仪器设备资源进行信息整合，形成全国性的共享网络;在北京、上

海、武汉、广州等八个中心城市现有科学仪器协作共用网取得成效的基础上，继续依靠各地发挥中心城市的辐射作用，推动区域性的

资源共建共享工作，实行政府引导和市场竞争相结合，调动科技人员积极性，提高科学仪器的综合使用效益。

国家大型科学仪器中心和各级分析测试中心集聚了我国各类先进的大型科学仪器设备，是全国大型科学仪器设备协作共用网的重

要组成部分，要加强这些中心的能力建设，提高仪器设备装备水平，开展分析测试新技术、新方法的研究、整合和推广工作，为基础

研究、高新技术发展、行业技术进步提供支撑;在综合集成现有优势资源的基础上，在生命科学、材料科学、资源环境等领域新建若干

国家大型科学仪器中心。

2.研究实验基地

进一步强化“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，在国家、部门、地方现有实验室资源整合的基础上，在生命、海洋、医学

、农业、林业、地学等重要基础学科和部分前沿学科领域，组建一批重点实验室，为科技、经济和社会的可持续发展提供重要支撑。

根据国际发展趋势和我国科技、经济和社会发展的迫切需求，建设若干为多学科研究服务并具有强大支撑能力的重大科技基础设

施，以支撑新兴学科和相关技术的发展与突破。

3.野外科学观测研究台站体系

按照不同类型野外台站的特点，结合不同学科领域和区域科学发展的需求，以现有野外科学观测研究台站为基础，遴选出百余个

具有代表性的野外科学观测台站，在“合理布局、突出重点、分阶段稳步实施”的原则下，进行整合与布局，改造并完善野外台站动

态观测与研究所需要的野外仪器设备、站内试验室、标本和数据存储等实验研究基础设施，分别形成生态系统观测研究台站网络、材

料环境腐蚀野外观测研究台站网络、地球物理野外观测研究台站网、特殊环境和特殊功能观测研究台站网，使其成为推动我国经济建

设与生态、环境、资源协调发展的重要基础。

4.计量基标准体系及检测技术体系

建立和完善以量子物理为基础的、高准确度和高稳定性的计量基标准体系，重点完善长度、力学、光学、热工、无线电、时间频

率、电学、电离辐射、声学、化学等计量领域的计量基准、社会公用计量标准；加强重要标准物质研究，建立生物技术、信息技术等

领域的计量基标准。解决量值传递及量值溯源的关键技术，建立完善计量基准标准共享服务平台。

建立和完善满足国民经济建设和社会发展需要、与国际接轨的检测资源共享体系。重点解决涉及国家与社会公共安全、人身健康

、食品安全、公平贸易、环境保护等领域的在线、快速测试技术及检测技术标准；着力解决新材料、新能源、新工艺、信息工程、生

物技术、现代农业、大型工程等领域重要参量的有效测量；建立完善国家检测/校准资源共享服务平台。

（二）自然科技资源共享平台

1.植物种质资源

重点开展农作物、林木、多年生和无性繁殖作物、热带作物、牧草植物、药用植物、野生植物等种质资源整合共享体系建设。加

强植物种质资源共享条件建设，形成新型共享机制，提高保存设施的水平，实现约45万份植物种质资源实物共享。

2.微生物菌种资源

整合具有一定科学意义、有实际或潜在研究应用价值的细菌、真菌、病毒及相关的信息资源，重点开展农、林、医、药、食品、

兽医、海洋基础研究及教学实验用微生物菌种资源的共享体系建设；建立国家微生物菌种资源库和服务管理信息系统，整合共享微生

物菌种资源约10万株。

3.人类遗传资源

结合我国人种特点和民族众多的国情，以我国各民族生命健康和人种安全关系密切的少数民族遗传资源、特殊健康体质人群遗传

资源、亚健康人群遗传资源为重点，整合共享人类遗传资源约15万份。

4.动物种质资源

根据国家经济和科技发展的需求，充分调研我国动物种质资源的发展现状，筛选、整合现有的畜禽、水产、特种经济动物、寄生

虫、经济昆虫等种质资源，开展珍稀、濒危动物的种质资源库建设。选择具有种群数量优势的单位，进行种质资源共享体系建设。

5.标本类资源共享体系

重点开展动物标本、植物标本和菌物标本等生物标本资源的整合共享体系建设，实现约1000万号生物标本的整合共享；开展岩矿

标本、化石标本和国家紧缺与战略性矿产资源的矿床模型整合共享体系建设。

6.实验动物遗传资源及实验细胞库

整合目前国内已有实验动物遗传资源，开展常用实验动物品种资源的种子中心建设，建立以7～10个国家实验动物种质资源中心及

20～30个功能独特的实验动物种源单位共同形成的实验动物遗传资源共享服务体系。在此基础上，通过研究开发、自主创新、国际合

作等不同方式，不断扩大资源种类。建成细胞株（系）近千种、容量超过5,000份、符合国际标准的国家实验细胞库。

7.自然科技资源虚拟博物馆

按照统一的数据标准和数据质量规范，对植物、动物、人类遗传种质、微生物菌种、生物标本、岩矿标本和矿床模型、实验材料

等资源开展数字化建设工作，实现约1,100多万份（号）自然科技资源信息共享；形成自然科技资源虚拟博物馆，推动我国的自然科技

资源信息的全面共享。

（三）科学数据共享平台

1.科学数据共享中心

针对国家长期布局的公益性、基础性科学数据采集系统持续积累的科学数据，重点对观测性、考查与监测性数据汇交整理，按照

行业特点整合集成规模化的主体数据库，建设和完善包括气象、测绘、地震、水文水资源、农业、林业、海洋、国土资源、地质与矿

产、对地观测等领域在内的10余个国家科学数据共享中心，实现数据采集、加工、保存的标准化、规范化，使科技人员可以方便地获

取科学数据，保证科技创新活动的顺利开展。

2.科学数据共享网

在数据资源管理相对分散的科学技术领域，集成研究机构、高等院校、企业和科技人员拥有的数据资源，按照学科领域构建主体

数据库，在地球系统、医药卫生、基础科学、能源与交通等领域建设约11个科学数据共享网。按照统一的标准规范，建立科学数据共

享信息系统；开展科学数据元数据资源目录库建设及其检索等系统的开发；形成科学数据共享平台信息系统。

（四）科技文献共享平台

1.科技图书文献信息保障系统

以国家科技图书文献中心为主体，按照“统一采购，规范加工，联合上网，资源共享”的原则，扩大科技期刊、图书、科技报告

、会议论文、学位论文、声像文献等文献资源的收集和服务；到2010年外文科技期刊总量达到约30,000种以上;以国家科技图书文献网

络服务系统为基础，加强与高校文献资源保障系统、国家图书馆等科技文献信息服务系统的互联与对接，实现外文科技期刊网上资源

种类占国际主要刊物的50％以上；向用户提供网络化、集成化和可定制的文献信息服务；实施精品战略，提高我国科技期刊的水平和

质量，增强国际影响力。

2.专利文献共享服务系统

以国家知识产权专利文献资源为主，收集我国相关部门和世界各国的专利文献信息，使专利文献收藏数量占全世界出版专利文献

总量的比例由目前的80%左右提高到90%以上；建立联合目录和全文数据库，构建从目录到全文的检索和传递公共服务系统。

3.标准文献共享服务系统

以国家标准文献资源为基础，整合行业、部门与地方标准文献，提高我国标准文献收藏比率；建设标准文献全文数据库；开发标

准检索、阅览和服务系统，形成完善的标准文献的检索与传递公共服务系统；推动我国和世界各国以及主要国际组织的标准文献信息

网的链接，拓展标准文献的资源和服务范围。

（五）科技成果转化公共服务平台

1.科技成果信息服务体系

以全国科技成果信息服务网络为基础,集成科技成果信息、技术交易服务、工程化中试、创业孵化相关的信息资源，完善成果信息

资源库、技术交易数据库及创业孵化服务数据库，构建基本覆盖全国主要行业和区域的科技成果转化信息共享服务网络，促进科技成

果转化信息服务深入到基层中小企业和农村。

2.公益与行业共性技术转化平台

建立行业技术评价推广服务体系，制定重大共性技术、公益性技术推广绩效评价体系；整合重点共性技术开发、中间试验、产品

测试等领域的基础条件资源，在国家安全、社会公益领域和能源、材料、制造业等重点行业，每年选择建立10个左右公益与共性技术

转化中心，提高公益性技术和产业共性技术、关键技术的集成、配套能力和工程化技术服务水平。构建国家、部门和地方在公益性技

术、共性技术转化方面的协同工作网络平台。

3.技术标准支撑体系

开展农业、能源、环境、公共健康与安全等方面的基础性、公益性技术标准研究和信息、新材料、先进制造与自动化、生物等高

新技术领域的重要技术标准研究；开展与技术性贸易措施预警工作相关技术标准的支撑性研究，提高应对国际竞争的能力；构建全国

技术标准研究信息共享服务平台，整合建立与技术标准相配套的研究和验证的工作体系，提高技术标准研究能力。

（六）网络科技环境平台

1.国家科技基础条件平台应用服务支撑系统

围绕国家科技基础条件资源信息共享的目标，制定统一的平台信息系统标准规范，集成研究实验基地和大型科学仪器设备共享平

台、科学数据共享平台、自然科技资源共享平台、科技文献共享和科技成果转化公共服务平台等信息资源，形成统一的平台应用服务

系统，实现与全国科技信息服务网的互联与对接，向科技工作者和科研管理人员提供方便、快捷的资源信息服务。

2.网络计算应用系统

依托成熟的网络计算技术，在全国范围规划建设若干个计算节点，在气象、地震、医药等领域开展网络计算环境系统和网络计算

重大应用示范系统建设，为重大科学发现和前沿科学技术研究的突破提供重要手段，为国民经济建设提供支撑服务。

3.网络协同研究与工作环境

充分利用国家网络基础设施,建设分布于全国的视频、音频及数据交互服务系统，开发便捷的网络协同研究工具软件包，形成网

络协同研究公共支撑系统；建立大型科学仪器设备远程操作应用示范系统，打破科研工作中的地域和时空界限，促进我国科研方式的

变革。

4.全国科普数字博物馆

联合有关部门，汇集国内现有的数字博物馆资源和相关科技资源信息，通过开展优秀科普作品评选征集活动、择优购买版权、扶

持开发创作等方式，最大限度地把可利用的社会科普资源进行数字化入库，制定规范要求，综合集成，实现与相关科技信息资源的连

接，形成全国科普数字博物馆，为我国科学知识的普及和全民素质教育提供基础性支撑。

5.全国科技信息服务网

整合各类科技信息资源，建成技术先进、资源共享的部级科技信息资源库，提供分类科学、实用有效的科技信息；形成以1个国

家级、30个省级科技信息服务节点及部分地区科技信息服务节点为支撑的全国科技信息资源加工处理、共享利用体系；建立县（市）

科技信息服务平台试点示范，扩展基层科技信息的推广应用渠道。

三、组织实施

（一）加强组织领导

1.平台建设是一项涉及诸多方面的系统工程，需要加强领导，精心组织安排，切实将各项工作落到实处。国务院有关综合部门成

立国家科技基础条件平台建设领导小组，负责平台建设整体规划和相关政策法规的制订工作，对平台建设重大问题进行协商和协调，

联合审定平台重大建设任务，组织跨部门、跨行业、跨地区科技基础条件资源的整合与共享工作；发挥平台建设部际联席会和平台建

设专家顾问组的作用，保障平台建设规范、有序地开展。

平台建设领导小组具体办事机构设在科技部。

2.各部门、地方是平台建设组织实施的主体，负责本部门、地方平台建设规划和实施工作。

各地要根据本地特点和需求，成立本地方平台建设领导小组，采取有效的组织保障措施，加强科技基础条件平台建设。

（二）加大投入力度，明确投入渠道

1．各级财政根据需要安排平台建设资金；原有用于支持文献、数据、种质等资源采集，仪器设备购置和基本建设等科技基础条件

资源建设的经费渠道保持不变，并根据需要进一步加大投入力度。

2．各地方财政负责地方平台建设的投入，各部门负责落实本部门平台建设的经费，中央财政平台建设专项经费主要支持跨部门、

跨行业、跨地区的平台建设。

3．政府资金要发挥引导、调控作用，调动有关企业、社会组织的积极性，鼓励政策性金融机构等为平台建设投融资提供便利条件

。

4．各级财政应根据需求安排平台运行经费，运行经费要与绩效考评挂钩。具体管理由科技等相关主管部门和财政部门共同负责。

（三）强化监督管理

1.制定相关的管理办法和制度，实行对平台建设项目和运行全过程的规范管理。

2.建立以绩效考评为基础的奖优罚劣制度，对执行良好的项目、运行服务效果好的平台和在平台建设中有特殊贡献的科技工作者

给予表彰，及时调整或中止执行不力的项目，充分体现“谁先共享，谁先受益”。

3.平台建设工作要公开透明，充分利用现代信息技术，建立平台建设项目和平台运行情况数据库，及时将平台建设项目和平台运

行情况向社会公示，发挥社会监督作用。

4.财政部门、科技等相关主管部门负责平台建设专项资金的监督管理，提高资金的使用效益。

（四）实行新型管理模式和运行机制

1.强化牵头部门（地方）的权利和责任。平台建设项目实行项目储备及滚动支持的机制，对于跨部门、跨行业、跨地区的平台建

设项目，国家科技基础条件平台建设领导小组确定拟实施项目的牵头部门（地方），由牵头部门（地方）负责，联合各有关部门、地

方根据整体框架和项目实施方案，明确各方任务和责任，负责协调各方面关系，保障平台建设项目顺利实施和完成。

2.实行资源整合、制度规范以及队伍建设三结合的项目管理模式。在平台建设项目执行过程中，制度规范、标准规范以及专业化

人才队伍建设要结合具体科技基础条件资源的平台建设同时开展，项目验收时，每一个建设项目成果都应成为服务于科技进步与创新

的资源共享平台。

3.建立有效的平台运行管理机制。资源共享平台必须建立、健全资源汇交管理制度，制定可行的共享服务方案，保障一定规模的

相关科技基础条件资源持续增加、不断汇集和对社会开放服务，有一批较高水平的专业人员队伍和稳定的工作场所；组织管理模式实

行“理事会领导下的主任负责制”；成立用户委员会、专家委员会，对平台的运行服务加强监督指导。

4．建立科学的人才评价标准和培养方式。建立符合科技基础条件工作特点的人才评价标准，设置相应的岗位，在有条件的领域推

行上岗资格认证工作;设置与科技基础条件资源相关的学科专业，培养高层次的人才，开展从事科技基础条件资源有关工作的专业科

技人员技能培训和在岗继续教育工作；形成一支高素质、专业化的科技基础条件管理与技术支撑的人才队伍。

（五）营造共享的社会环境

1.建立健全相关政策法规体系，形成公共资源共享的文化，宣传和弘扬科技基础条件资源共建共享的理念，提高社会公共资源的

共享意识。

2.通过平台的开放共享，创造社会成员享有使用科技资源和参与科技创新的公平机会；与科普活动相结合，为提高全民科学文化

生物信息学基础篇5

关键词：物联网；高职院校；课程体系；专业方向

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）32-7368-03

物联网（The Internet of things）的概念是1999年提出的，是将所有物品通过射频识别（RFID）、全球定位系统、红外感应器和激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来[1]，进行通讯和信息交换，实现智能识别、定位、跟踪和管控的一种新兴信息技术。它有两层意思：第一，互联网仍是物联网的核心和基础，是互联网的延伸和扩展；第二，引入了人与物之间的交流，实现相互之间的信息交换和通信。作为新一代信息技术，物联网是继计算机、移动互联网之后又一次信息产业发展的浪潮。2009年11月，总理发表了《让科技引领中国可持续发展》的讲话，指示要突破物联网、传感网关键技术，物联网产业随机被列入国家五大新兴产业之一。2012年2月，我国工信部了《物联网“十二五”发展规划》。

截止2010年3月，已有近700所高校向教育部提交了设立物联网相关专业的申请。其中37所院校获准开设物联网相关专业，并从2011年起开始招生。从目前的发展趋势来看，物联网涉及到国民经济的各行各业和社会生活的各个领域，它不仅是技术问题，还包括社会和企业管理等多方面，因此，该领域需要大量既懂技术又会管理的人才。作为培养高级技术应用型人才的高职院校，应适应时代和科技发展，探索物联网相关课程的教学设置，重点培养物联网应用的相关人才。

1 高职物联网专业人才培养目标

通过调查、专家座谈和查阅资料等多种途径，对物联网技术应用领域的市场需求、岗位设置、工作任务性质及职能要求等进行调研，确定了高职物联网技术应用专业人才的就业岗位，明确了人才培养目标。物联网技术应用专业主要面向物联网感知设备应用、物联网通讯设备应用、物联网开发和集成、物联网管理和服务等就业岗位[2]，培养物联网建设技术人员、物联网产品应用技术人员、物联网应用软件开发技术人员、物联网应用系统集成、管理和维护人员等。因此，面向技术应用的高职物联网专业人才培养的目标是：具有扎实的专业基础知识、良好的团队合作精神、较强的分析和解决实际问题能力，并且掌握物联网相关知识，具备物联网建设、应用、管理和维护等能力的高级技能型人才。

2 高职物联网专业人才的知识和能力要求

物联网的产业链主要涉及对物的感知、对数据的传输和处理三个环节。每个环节需要不同的技能和知识，对学生的能力要求也都不同。其中，对物的感知主要是通过传感器等设备来获取对物的感知信息，涉及到物联网中的硬件系统[3]，需要硬件电路设计和制造人员以及电子设备技术人员。获取物的感知信息后，通过网络进行数据传输，这个环节主要涉及通讯和计算机网络技术，需要计算机网络通信人员。最后的数据处理环节对数据进行整合、分析，进而实现应用，主要涉及系统分析，需要系统设计、应用和管理人员。因此，高职物联网专业人才的培养工作，应根据物联网产业链的不同环节对人才的不同需求而有针对性的进行。

3 高职物联网专业课程体系建设

课程体系的建设关系到人才培养目标的实现，是专业建设和发展的关键环节。高职院校在构建课程体系时要对物联网技术应用人才的岗位进行调研与分析，以市场需求为导向，从物联网技术架构出发，考虑应用方向与应用领域，与典型企业合作，根据企业实际的物联网工程项目的实施来构建相应的课程体系。

高职物联网课程体系建设由三大课程模块组成，即公共基础课程、专业基础课程和专业核心课程，三大课程模块是相互依存的有机整体。下面以物联网的三层技术架构，即感知层、网络层和应用层为主线，以各种公共课程为基础，结合当前高职院校实际，分析高职物联网课程设置，如图1所示。

1） 感知层：是物联网识别物体、获取信息的来源。由各种感知设备构成，包括二维码标签、温湿度传感器、RFID标签和读写器、GPS、摄像头等传感器设备。在该层课程设置方面，应与硬件技术相关的学科作为专业基础课，如：电子线路基础、计算机操作系统等，与传感器技术、信息获取等软件技术相关的学科作为专业核心课，如：传感器技术、RFID技术及应用、嵌入式应用系统开发等。

2） 网络层：是整个物联网的中枢部分，负责传递和处理感知层获取的信息[4]。由各种网络组成，包括互联网、云计算平台、网络管理系统、广电网等。高职物联网专业在该层的课程设置要以计算机网络和通信等基础知识作为专业基础课程，如：通信原理、计算机网络基础等，以网络应用与管理等技术作为专业核心课程，如：无线网络技术、物联网组网技术、网络设备配置与管理等。

3） 应用层：是用户和物联网进行交互的接口，与行业需求紧密结合，实现物联网技术的智能应用。与之对应的课程设置应以各种面向对象的编程语言和工具为专业基础课程，如：C语言程序基础、数据库原理与应用等，以面向智能应用的相关技术作为专业核心课程，如：智能家居应用技术、制造业ERP技术应用、物联网系统集成与管理等。

4 高职物联网专业方向设置

物联网涉及领域广泛，包括大量学科和技术，如：计算机科学与工程、电子信息与通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子与电气工程、电子商务等。根据高职院校专业招生情况，现将高职物联网专业方向设置如下：

4.1 物联网自动控制

培养目标：面向机械电子行业，培养具有扎实的机械及电子理论知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，熟练掌握传感器技术、单片机技术、电子电工技术、嵌入式系统开发技术等，具备在物联网相关机械和电子类企业工作的高素质技能人才。

专业基础课程：电子线路基础、计算机操作系统、单片机原理等。

专业核心课程：射频识别技术及应用、传感器技术、单片机技术及应用、嵌入式系统开发技术、无线传感网络、微波与天线技术等。

4.2 物联网网络信息系统

培养目标：面向计算机网络和信息系统行业，培养具有扎实的计算机网络和信息管理系统理论知识，较强的实际动手能力、可持续发展的创新精神，熟练掌握物联网信息系统的设计、开发、使用、维护和系统集成等知识，并且能完成物联网信息系统集成及相关技术与产品的应用推广[5]，能在各种物联网开发、应用领域工作的应用技能型人才和管理人才。

专业基础课程：计算机网络基础、软件工程、通信原理、数据结构、管理信息系统、数据库原理及应用、物联网网络安全技术等。

专业核心课程：C语言程序基础及设计、Java程序设计、数据库开发及应用、管理信息系统应用等。

4.3 智能车联网

培养目标：面向未来智能汽车行业，培养具有扎实的专业理论知识、良好团队协作能力、较强的实践能力，掌握智能车联网基础知识和原理，具备车联网组建、管理、应用和维护，车联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才[6]。

专业基础课程：车载技术、网络通信技术、蓝牙技术、无线网络技术、交通导航与信息服务、智能交通管理等。

专业核心课程：RFID技术与高频技术、传感器网络与检测技术、GPS定位技术、网络设备配置与调试、短距离无线通信技术、移动互联网通信技术等。

4.4 智能农业管理

培养目标：面向未来智能农业生产和管理行业，培养具有扎实的智能农业管理理论知识、良好的团队合作能力、较强的分析和解决问题能力，掌握智能农业管理相关知识和原理，具备农业管理信息采集及处理、农业生产经营管理、智能粮库管理、农业生态智能监测等能力的高素质应用型人才。

专业基础课程：农业设施智能化管理、生态环境监测与治理、灌溉技术应用、地理地质信息应用技术、智能粮库管理技术等。

专业核心课程： RFID技术与高频技术、传感器网络与检测技术、无线网络技术、网络设备配置调试与管理、短距离无线通信技术、数据库原理及应用、大数据处理和存储技术等。

4.5 智能医疗服务

培养目标：面向未来智能医疗系统行业，培养具有扎实的智能医疗服务基础知识、优良的医德医风、良好的协作能力和心理素质，掌握智能医疗设备和信息系统的使用和维护、智能医疗档案管理等能力的新型高素质技能人才。

专业基础课程：基础医学、预防医学、管理学、卫生统计学、流行病学等。

专业核心课程：RFID技术与高频技术、无线网络技术、传感器网络与检测技术、智能医疗档案管理系统等。

5 结束语

本文在分析物联网发展形势的基础上，首先明确了高职物联网专业人才培养的目标，从物联网产业链的三个环节出发，分析了高职物联网专业人才的知识和能力要求。结合当前高职院校实际，以物联网的三层技术架构为主线，研究了高职物联网专业课程体系建设，最后设置了五个专业方向和相关课程。

参考文献：

[1] 李春杰，李丹，陆璐.信息技术专题研究[M].吉林：吉林大学出版社，2012.

[2] 周观民，王东霞.高职物联网应用技术专业建设探索[J].济源职业技术学院学报，2012（6）.

[3] 杨从亚.高职物联网专业建设探索[J].职业技术教育，2010（10）.

[4] 朱平，顾卫杰.基于技术框架的高职物联网专业课程体系的构建[J].教育与职业，2012（5）.

[5] 胡颖.高职物联网技术专业建设探讨[J].辽宁高职学报，2011（9）.

生物信息学基础篇6

关键词：物联网；实践教学；项目实训

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2922-03

1背景

物联网源于传感网和射频识别技术，通过网络技术将传感网信息和RFID信息进行远距离识别和处理。国际电信联盟在2005年了针对物联网的年度报告“Internet of Things”，报告指出RFID和智能计算等技术开启全球物品互连的时代，信息与通信技术的发展已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，物联网时代即将来临[1]。一般认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征[2]。

近年来物联网在学术界和产业界来得到广泛关注，2008年国际上召开了第一届国际物联网学术交流会[3]，欧洲物联网研究项目组2009年11月物联网战略路线图，促进射频识别和物联网产业在欧盟发展，欧盟委员会提出针对物联网行动方案，明确表示在技术层面将给予大量资金支持。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。物联网可广泛应用于产业，环境和社会领域。典型应用案例包括物流业务，制造业的产品跟踪，食品药品安全，环境监控，绿色节能，社会服务等多个方面。当前无线射频识别产业市场规模超过100亿元。我国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，年产量达24亿只，市场规模超过900亿元，其中，微机电系统（MEMS）传感器市场规模超过150亿元；通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器（M2M）终端数量接近1000万，形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计，我国2010年物联网市场规模接近2000亿元[4]。

在全国范围的物联网技术发展热潮下，物联网技术人才紧缺问题日益突出。我国物联网技术的发展从根本上取决于相关人才的素质和结构。产业的竞争从根本上就是人才的竞争，未来中国物联网产业的强劲发展，需要大力培养物联网技术专门人才，不断提高相关人才的素质和知识结构，以及不断的完善人才的合理结构与供应体系。物联网技术也必将成为我国信息领域的一个关键学科，在未来我国信息产业的发展与升级中发挥核心的作用。

2物联网专业定位与培养目标

物联网行业作为一项战略性新兴产业，其繁荣发展需要大量精通物联网信息技术的科学技术人才。我国非常重视物联网产业的发展，被列为国家五大新兴战略性产业之一，一些城市也把物联网产业列为新的经济增长点。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，物联网产业的长足发展将直接推动物联网工程专业类毕业生的就业工作。面对国家产业发展的战略重点和激烈的人才竞争，面向市场需求，加大物联网工程技术人才培养力度，已经成为当前高等教育改革与发展的一项重要和紧迫任务。

物联网工程专业面向现代信息处理技术，针对国民经济信息化建设和发展的需要，本专业培养的学生要求德智体全面发展，具备扎实的计算机科学技术、现代传感器和无线网络技术、射频与微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理、系统工程等基础理论和技术，能够系统地掌握物联网专业的相关基础理论、科学方法和实践技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力的复合型高级工程技术人才。

物联网工程专业本科生培养的基本思路是强化基础、注重实践。针对物联网产业的人才需求，本科生阶段强调宽口径培养，不具体细分专业培养方向，但考虑专业方向课程模块设置，从而使得毕业生既具备扎实的专业基础和宽广的知识面，又比较深入地认识某类系统和应用领域。物联网工程专业的基础课程应涵盖计算机科学与技术基础、通信技术、无线传感器网络技术、物联网工程基础、电子信息技术基础以及数学、外语等基础课程。物联网工程专业的专业课程应覆盖物联网系统设计与开发、网络工程、数字化技术、信息安全技术、嵌入式系统、软件开发技术等。

本专业以通信技术、计算机网络和无线传感器网络为重点专业方向，学生主要学习传感器技术和计算机通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法，受到物联网技术实践的基本训练，经过系统化学习和实践锻炼，学生应该具备从事物联网的设计、开发、调试和工程应用的基本能力。

3物联网专业实践课程建设

我校在2011年申请物联网工程专业并获得批准，成为国内较早开展物联网专业教学的高校。我校物联网工程专业依托计算机系下进行建设，相关基础专业如计算机科学技术，软件工程，电子工程，通信工程等已经发展多年，拥有相关的软硬件条件，具有实践环节教学经验，是物联网工程专业建设的基础。

当前高等教育必须把加强学生能力培养放到首位[5]，物联网专业特点主要体现综合性，实践性和工程性，物联网综合性体现在涵盖范围广，涉及具体产业多，与产业接触紧密。为了达到培养目标，培养学生实践动手能力尤为重要。物联网实践课程需要以专业基础课程为基础，面向真实完整的物联网工程项目设计实践内容。在实践学习中以团队协作作为主要学习方式，从具体的实践活动中训练动手能力和协作开发项目能力。作为从2010年才开始设置的新型专业，关于物联网专业教学研究成果还相当匮乏，本节结合当前物联网专业发展和行业技术发展的实际情况，对物联网专业实践环节的教学内容与教学方法进行探索。

3.1专业实践教学内容设计

目前国内物联网专业主要依托计算机学院来建设，因此计算机专业核心课程尤其是程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络以及组成原理也应是必修课程。物联网专业核心课程包括物联网导论，无线传感器网络，射频与无线通信等。实践环节课可设置在基础理论课之后，在二年级可以开始展开基础的实践课程教学，然后逐步进入到结合实际的物联网项目实训环节，在实训环节中，通过引入企业实际物联网项目对学生进行训练。物联网涵盖范围非常广泛，综合了计算机，微电子，通信等多个领域知识，其中部分新型技术难度较大。在实践环节中一般不需要学生深入理解无线传感器网络，射频识别等电路基础，能够在了解基本结构基础上进行开发设计即可。实践环节更多注重于物联网的实际应用，通过应用项目实例来加深对物联网的认识，锻炼动手能力，培养合格的物联网专业人才。根据物联网体系的层次划分，从物联网应用层案例，物联网网络层案例以及感知层案例出发设计对应的实践内容，最后通过对实际项目分析学习项目设计规划能力，如表-1所示。

针对实践教学内容，采用课程实践与项目实训相结合的方式。对核心课程的教学实践安排在每门基础课程理论课程同步进行，通过基础性实践来强化理论课程知识理解和实践能力提高。在基本实践环节之后进行综合实训实践过程，学生以团队方式参与具有企业实际背景的物联网项目实例，训练物联网工程设计规划和实施能力，并参观企业真实物联网项目工程。

具体专业课程与实践环先后关系可见图1，在图1中可知物联网综合实践环节是在专业课程基础上的进一步提高，是训练学生动手能力提高实践能力的关键一环。

选择合适的实践内容之后需要采用一定的教学方法进行实践教学。与专业课程的理论学习不同实践教学更注重培养学生的实际动手能力。

3.2专业实践课程教学方法探讨

物联网专业培养人才应该紧密结合工程实际，目前校企合作物联网建设迅速开展，我们也将努力和物联网企业合作，加强产学研合作，进行联合人才培养。通过多种渠道建立健全物联网实训项目库，如高校中一卡通、校园百事通等物联网建设项目。实践教学在物联网专业建设中具有举足轻重的作用。通过实践教学培养学生的创新能力和实践设计能力，可采用的实践教学方法包括：

1）项目实例驱动教学法

物联网工程专业是培养物联网项目集成方向的工程技术与管理人才，物联网实践教学内容必须紧密结合实际，立足业界需求。在实践教学中，针对基础课程的实践教学可以分解项目原型到各门课程中；在物联网综合实训实践中，以企业物联网项目具体案例在分析。针对学生实际能力，可以通过简化需求来降低难度，但所有实践项目必须结合实际。教师通过对企业物联网项目的分析讲解来帮助学生对项目的认识，学生通过团队合作以小组形式参与实训项目开发。通过项目实例驱动，提高学生学习兴趣，锻炼实际的动手能力。

2）跨年级结合的创新实践教学

由于物联网综合实践环节设计内容多，难度大，对其中部分大型实训项目可以采用跨年级段合作训练的方式，发挥传帮接代的优点。如高年级的同学负责项目的需求分析，项目规划设计等方面工作，而低年级同学从程序设计出发，完成其中的部分功能，通过参与大型创新实训过程可以提高自己的动手实践能力，学习项目设计和管理能力。这种滚动式结合方式不仅提高学生水平，还可以使得实践环节的实训项目可以持续开发。不断提高实践环节的难度，使之更切合工程实际。

4结束语

物联网产业需要大量的专业型人才。如何培养适合产业需求的人才还处在尝试阶段，借鉴相关专业培养经验，对物联网专业建设尤其是物联网专业实践环节建设进行了探讨。我们认为加强物联网实践环节建设，必须加强校企合作，通过引入实践物联网项目来设计合理的实践内容。将基础实践环节和项目实训相结合，采用科学的教学方法引导学生自主学习，提高实践能力，培养合格的物联网专业人才。目前物联网专业建设还处于起步阶段，这方面经验还非常缺乏，如何合理制定实践环节培养方案还需要进一步的深入研究。

参考文献：

[1] International Telecommunication Union. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things, 2005.

[2]刘云浩等物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.

[3] Floerkemeier C. Langheinrich M, Fleisch E, Mattern F. The Internet of Things: Lecture Notes in Computer Science. Springer, 2008, 49-52.

[4]物联网“十二五”发展规划[Z].工业和信息化部,2011.

生物信息学基础篇7

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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘要：随着测绘技术的不断发展，传统模拟测绘模式已经演变为数字化测绘模式，如今正在向信息化测绘新阶段转化。测绘成果负载着大量的信息，对于各地的城市规划、生产、生活、旅游、交通、金融、能源等等各方面都有重要意义。本人在总结分析不同管理模式和方法的基础上，提出了如何管理和维护城市地理信息系统数据库，以提高城市现代化管理水平，并结合工作实际，在此方面进行相关探讨。 关键词：信息化测绘;数据库;GIS;数据采集 Abstract: With the continuous development of Surveying and mapping technology, traditional analog mapping model has evolved into a digital mapping mode, are now to the new stage of Informatization Surveying and mapping transformation. Surveying and mapping results carry a large amount of information, which has important significance to the city planning, production, throughout life, tourism, transportation, finance, energy and so on. Author summarizes the different management mode and method, put forward how to manage and maintain the city geographic information system database, in order to improve the management level of modern city, and connecting with the working practice, this discussion. Key words: information mapping; database; GIS; data acquisition 中图分类号：P25 引言：随着科学技术、信息技术的快速发展和地理信息系统进入实用化，市场出现大量的基础地理数据的需求，它对城市地理信息系统数据库的建设和采集维护提出了很高的要求，例如:基础地理数据的时效性、准确性方面。相关采集维护部门使用了数据库和GIS等新技术对地理信息进行管理和维护，在技术的各个发展阶段采用了各种管理方式和建库模式。 一、城市地理信息系统建库方法及模式 1.基于文件方式的管理数据库 在应用初期，应用系统所需要的基础地理信息，多数向测绘部门购买，而测绘部分所拥有的地理信息通常采用各种图形文件存储，例如：CAD图形，而信息的使用者为了方便对数据的查询、提取和维护等管理工作，通常采用数据库的方式将地理信息的相关信息进行有效的管理。即：分别维护地形图和数据库。它的特点就是数据库与图形数据相对独立，数据库的安全性差和局限性强，时效性差。 2.以地形图为基础的建库模式 一般将地图上的内容按照GIS的数据要求(即：点、线、面注记),按要求转换成GIS的数据格式，而且利用GIS的一些数据库存储技术，将基础地理信息以数据库的形式保存起来。 3.独立于地形图之外的建库模式 在建库过程中最大考虑GIS用户的利益需求，建立了区别于基础地形图测量的建库模式，测绘成果基础地形图只是作为数据库更新维护的一种数据源，目前地形图仍然是数据库更新维护的主要数据源，这样在数据库的更新维护和建设中有如下特点：数据库能完全满足GIS用户的需要，数据库中数据要素分类就是当前GIS用户所需要的地理要素，如行政区划、道路要素、河流要素等，即通常所说的三线一区划，外加使用频率较高的建筑物、绿化等要素。数据库的时效性较前两种模式有了很大的提高;同时数据库的更新维护工作比较复杂，由于基础地形图仍然是数据库进行更新维护的主要数据源，而数据库的设计室直接针对GIS用户使用并没有考虑基础测绘的成果标准，这样在数据库的更新维护中就势必增加额外的工作量。 二、基于测绘的面向对象建库模式及实现 为了最大化地克服以上建库模式的缺点，在建库过程中既考虑GIS应用的需要，也考虑到最大更新手段测绘的具体要求，建立面向地理实体对象并以测绘作为主要更新手段的基础地理数据库建库模式，过程如下： 1. 库结构中要素分类时对测绘过程、标准的考虑 根据在城市基础数据库中的作用不同分成三大类： 1.1 GIS需要但是基础测绘不能实地采集的数据，如行政区划、街道面、邮政区划等要素，这些要素在基础测绘中虽然不可能直接采集得到，但是可以借助基础测绘或者其它形式的信息获取。 1.2 基于GIS的需要而且是基础测绘能可采集的要素，如建筑物的结构、楼层、门牌号等，道路要素的材料、宽度、车道数等，绿化要素的面积、植物种类等，各种管线要素的分类等等。这些要素针对GIS用户数据使用的情况分析和基础测绘的方便考虑，不同的要素区别对待，建筑物在GIS分析使用要求其整体完整性，在基础测绘也能保证其完整性，所以在测绘更新维护中就要求超越图幅的范围保证实体的完整性;绿化在GIS分析中使用大多数是用来显示物种和统计面积，这样在测绘更新维护中可按照图幅的要求，在图幅范围内保证绿化的完整性，必要时可以与图幅边界构成封闭绿化面。 1.3 GIS用户不常用但是基础地形修测必须表示的地理要素与文字注记类，这些要素可以按照实大小区别表示，或可采用点状要素的形式来表示，在比例尺范围内能表示就按比例来表示，如漏斗、电线塔等实体;文字注记的内容除了按照地形图的注记要求外在实体的属性中同时输入，这样就能同时保证地形图的出图和GIS的查询分析。 2.建库过程中测绘成果的利用 为了使用已有的测绘成果，可以利用相应的工具将数据转换成其他的格式。在转换过程中需要加强质量控制，从而保证没有信息损失和信息转换误差。 2.1保证符号库的统一 在地形图中很多地物多以符号块表示，数据库的建设过程中要考虑到不同时期的地形图由于采用的标准不一致可能存在相同类型地物采用不同符号块的情况，在采用工具转换之前必须将这些同样类型不同符号块的实体采用统一的符号块来表示。 2.2线状地物的同类连接和共边的处理方法 在CAD环境中存在较大的灵活性，在线状地物表示时可能存在同一实体多段表示的情况，为了地物表示的合理性和不影响GIS分析，需要将这种类型的实体加以相应的连接处理;在地形图中为了图面的美观，对于共边的地物进行了人为的处理，但可能缺乏科学性，为了减少这种误差，需要进行处理，如围墙和建筑物相交时，在地形图表示上扩大了围墙的表示，压缩了建筑物的真实范围，在处理时，取围墙的中间位置作为围墙的位置和建筑物的边界。 2.3面状地物的封闭性检查 为了提高工具的处理效率和保证入库过程的顺利，对于建筑物、河流、绿化等面状地物必须检查封闭情况，从而保证面状地物的完整性。 2.4注记位置的调整 为了能自动化提取地形图中某些注记作为地物实体属性转换进来，为了图面的美观，注记的插入点可能在较小面积或不规则建筑物的外面，这样在处理的过程中需要把注记移到建筑物内，以保证处理时能准确识别。 2.5测绘工作对数据库时效性的保障作用

数据库在设计过程中需考虑测绘过程的结构要求和要素分类，在基础测绘的同时就可以直接利用的数据，采用特定的编辑软件对数据进行修改，经比较后取得信息，直接加以利用。从而保证了基础数据库的现实性要求。 2.6 数据库成果的利用及过程质量监控

在数据库中不仅保留了基础地理信息，同时保存了有关维护的信息，通过完整的管理系统在过程上保证了数据库成果的合理使用与质量控制。 三、城市地理信息系统数据库的构成 1. 城市地理信息系统基础线划图(DLG)

矢量数据库是传统空间地理信息的主要表现形式，也是目前应用最广泛的空间信息产品。空间信息矢量图数据库包括了各种基本比例尺数据库：1：500、1：1000、1：2000、1：1：1万、1：5万、1：10万等多种比例尺的地形图数据库，根据具体需要,采用分步建库的原则。 2.地下管线综合数据库 在城市管线普查和竣工测量档案资料的基础上，对城市地下管线及其它地物的空间分布信息进行数据采集、处理、存储、分析和输出的综合性空间信息。 3.城市基础正射影像图(DOM) 通过航空摄影或其它遥感数据经过传感器取向纠正和地形影响的消除后形成的图像。 4.元数据库 是对地理空间数据的描述，包括数据集的数据分类名称、比例尺、数据生产时间和生产者等，以利于用户了解使用数据库，提高数据库的共享度和利用价值。 5.区划与地名数据库 这些地名主要是自然地理的名称、市政设施以及公园、旅游区、保护区、名胜古迹、纪念地，各级政府所在地等，依此建立的地名数据库。同时根据具体情况又采集了道路名称、铺设材料、宽度等属性信息，还采集了道路两侧有现实意义兴趣点门牌号信息，如医院、超市、宾馆、车站等等。 四、结语

生物信息学基础篇8

关键词：信息化测绘；数据库；GIS；数据采集

Abstract: in the surveying and mapping technology development today, surveying and mapping subject has completed by traditional analog to digital surveying and mapping of surveying and mapping process of change, is now surveying and mapping to new phase transformation and information across. Surveying and mapping results are not features of the landscape and simple accumulation, in addition has a load information for city planning, production, life, tourism, transportation, finance, energy and so on various aspects are of significance. For the definition and management of surveying and mapping results are constantly changing, all kinds of data maintenance and continuous updating the constantly increasing demand, keep the space database processing.along also appears more and more important. Summarized and analyzed the different management mode and method was put forward on the basis of how to maintain and manage urban geographical information system database, to improve the urban modernization management level. Combining with the actual work, and on this are discussed.

Key words: surveying and mapping information; Database; GIS; Data acquisition

中图分类号： P25 文献标识码：A文章编号：

0 引言

随着科学技术的迅猛发展、信息技术的迅猛普及和地理信息系统进入实用化阶段，市场出现大规模的基础地理数据的需求，这对城市地理信息系统数据库的建设和采集维护机制提出了很高的要求，如在基础地理数据的时效性、准确性上提出了更高的要求。基础地理信息的采集维护部门采用了数据库和GIS等的新技术对地理信息进行管理和维护，在技术的各个发展阶段采用了不同的管理方式和建库模式。

1 一般建库方法及模式

1.1 基于文件方式的管理数据库

在基础地理信息应用的初期，应用系统所需要的基础地理信息，多数向测绘部门购买，而测绘部分有固定的行业标准，所拥有的地理信息采用各种图形文件存储，例如cad图形，而这些信息的使用者为了方便对数据的查询、提取和维护等管理工作，大部分采用数据库的方式将地理信息的相关信息进行有效的管理。即地形图和数据库是分别维护的。它的特点就是数据库与基础地理图形数据相对独立，数据库存在一定的安全性和局限性，时效性差。

1.2 基于地形图幅的建库模式

为了减少地理信息使用部门后端使用过程中的数据处理量，将地图上的内容按照GIS的数据要求，即点线面注记按要求转换成GIS的数据格式，而且利用GIS的一些数据库存储技术，将基础地理信息以数据库的形式保存起来。

1.3 独立于地形图的建库模式

为了保证GIS用户对基础数据库数据的最大效益使用，在建库过程中最大考虑GIS用户的需求，建立了一种完全独立于基础地形图测量的建库模式，测绘成果基础地形图只是作为数据库更新维护的一种数据源，但是对于目前数据资源共享机制尚没有得到保证的情况下地形图仍然是数据库更新维护的主要数据源，这样在数据库的更新维护和建设中就具有以下特点：数据库能完全满足GIS用户的需要，因为在建库过程中考虑的就是最大满足GIS用户的需要，数据库中数据要素分类就是当前GIS用户所需要的地理要素，如行政区划、道路要素、河流要素，即通常所说的三线一区划，外加使用频率较高的建筑物、绿化等要素。数据库的时效性较前两种模式有了很大的提高；同时数据库的更新维护工作比较复杂，由于基础地形图仍然是数据库进行更新维护的主要数据源，而数据库的设计室直接针对GIS用户使用并没有考虑基础测绘的成果标准，这样在数据库的更新维护中就势必增加了一些不必要的工作量。

2 基于测绘的面向对象建库模式及实现

为了最大化地克服以上建库模式的缺点，在建库过程中既考虑GIS应用的需要，也考虑到最大更新手段测绘的具体要求，建立了面向地理实体对象并以测绘作为主要更新手段的基础地理数据库建库模式，具体过程如下：

2.1 库结构中要素分类时对测绘过程、标准的考虑

根据在城市基础数据库中的作用不同分成三大类：

a. GIS需要但是基础测绘不可能实地采集的数据，如行政区划、街坊面、邮政区划等要素，这些要素在基础测绘中虽然不可能直接采集得到，但是可以借助基础测绘得到的基础地理要素或者其它形式的信息获取。

b. GIS需要而且是基础测绘能实地采集的要素，如建筑物的结构、用途、楼层、门牌号等，道路要素的材料、宽度、车道数等，河流要素的流量、流向等，绿化要素的面积、植物种类等，各种管线要素的分类等等。这些要素针对GIS用户数据使用的情况分析和基础测绘的方便考虑，不同的要素区别对待，建筑物在GIS分析使用要求其整体完整性，在基础测绘也能保证其完整性，所以在测绘更新维护中就要求超越图幅的范围保证实体的完整性；绿化在GIS分析中使用大多数是用来显示物种和统计面积，一般绿化面积都比较大，这样在测绘更新维护中可按照图幅的要求，在图幅范围内保证绿化的完整性，必要时可以与图幅边界构成封闭绿化面。

c. GIS用户不常用但是基础地形修测必须表示的地理要素或文字注记类，这些要素可以按照实地地物的大小区别表示，在比例尺范围内不能表示的就采用点状要素的形式来表示，在比例尺范围内能表示就按比例来表示，如漏斗、电线塔等实体；文字注记的内容除了按照地形图的注记要求外在实体的属性中同时输入，这样就能同时保证地形图的出图和GIS的查询分析。

2.2 建库过程中测绘成果的利用

为了利用已有的测绘成果，可以利用一定的工具将这些数据转换成数据库要求的格式。在转换过程中需要加强一定的质量控制，以保证没有信息损失和信息转换误差。需要特别注意的一些问题是：

a 符号库的统一在地形图中不依比例尺的地物多以符号块表示，本数据库的建设过程中考虑到不同时期的地形图由于采用的标准不一致可能存在相同类型地物采用不同符号块的情况，在采用工具转换之前必须将这些同样类型不同符号块的实体采用统一的符号块来表示。

b 线状地物的同类连接和共边的处理在CAD环境中存在较大的灵活性，在线状地物表示时可能存在同一实体多段表示的情况，为了地物表示的合理性和不影响GIS分析，需要将这种类型的实体加以连接处理，如栅栏、围墙等起境界作用的地物；在地形图中为了图面的美观，对于共边的地物进行了人为的处理，但在地理实体的逻辑关系表示上可能缺乏科学性，为了减少这种误差，需要进行处理，如围墙和建筑物相交时，在地形图表示上扩大了围墙的表示，压缩了建筑物的真实范围，我们处理时，取围墙的中间位置作为围墙的位置和建筑物的边界。

c 面状地物的封闭性检查 为了提高工具的处理效率和保证入库过程的顺利，对于建筑物、河流、绿化等面状地物必须检查封闭情况，以保证面状地物的完整性。

d 注记位置的调整为了能自动化提取地形图中某些注记作为地物实体属性转换进来，如楼层信息，在地形图中自动注记的楼层，为了图面的美观，注记的插入点可能在较小面积或不规则建筑物的外面，这样在处理的过程中需要把注记移到建筑物内，以保证处理时能准确识别。

2.3 测绘工作对数据库时效性的保障作用

数据库在设计过程中充分考虑了测绘过程的结构要求和要素分类，在基础测绘的同时就可以直接利用的数据，采用特定的编辑软件对数据进行修改，经比较后取得对原始数据的修改状态信息，直接加以利用。于是基础测绘的现实性有了保障，这样也就保证了基础数据库的现实性要求。

2.4 数据库成果的利用及过程质量监控

在数据库中不仅保留了基础地理信息，同时保存了有关维护的信息，即数据的维护者、维护日期、最新版本、维护手段、质量情况等信息，通过完整的管理系统在过程上保证了数据库成果的合理使用和质量控制。

3 城市地理信息系统数据库的构成

3.1 城市基础线划图（DLG）

矢量数据库是传统空间地理信息的主要表现形式，也是目前应用最广泛的空间信息产品。空间信息矢量图数据库包括了各种基本比例尺地形图数据库：1：500、1：1000、1：2000、1：1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万等多种比例尺地形图数据库，根据社会需要和具体情况，采用分步建库的原则。

3.2 综合地下管线数据库

是在城市管线普查和竣工测量档案资料的基础上，对城市各种地下管线及其它地物的空间分布信息进行数据采集、处理、存储、分析和输出的综合性空间信息。

3.3 城市基础正射影像图（DOM）

是由航空摄影或其它遥感数据经过传感器取向纠正和地形影响的消除后形成的图像。许多地理要素，包括框架中的有些部分，可以从正射影像中解析出来。

3.4 元数据库

是对地理空间数据的描述，包括数据集的数据分类名称、比例尺、数据生产时间和生产者等，以利于用户了解使用数据库，提高数据库的共享度和利用价值。

3.5 区划与地名数据库

这些地名主要是自然地理实体的名称、市政设施以及公园、风景旅游区、自然保护区、名胜古迹、纪念地，各级政府所在地、企、事业单位等，建立的地名数据库。同时根据具体情况又采集了道路名称、铺设材料、宽度等属性信息，还采集了道路两侧有现实意义兴趣点门牌号信息，如银行、医院、超市、宾馆、车站等等。

4 结束语

使用基于测绘生产的基础数据库管理实现了测绘生产和基础地理信息应用的和谐统一，在时效性、准确性方面满足了地理信息用户对地理信息采集维护的高要求，从而在很大程度上也保证了数据库的有效性运行，并且极大地推动了地理信息系统在各行各业的使用和城市的可持续发展。

参考文献：

[1] 承继成等编.《数字城市理论、方法与应用》科学出版社.2003年.

[2] 承继成.《国家空间信息基础设施与数字地球》〔M〕.清华大学出版社.1999年.

[3] 张新长 张青年.《地理信息系统数据库》. 科学出版社. 2010年.

[4] 宋小冬 叶嘉安等编.《地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用》. 科学出版社. 2010年.