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一、激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)地理問題
探究式學(xué)習(xí),又稱問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)。因此探究式學(xué)習(xí)的起點(diǎn)是提出問題,終點(diǎn)是解決問題??茖W(xué)家愛因斯坦說過:“發(fā)現(xiàn)與提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要?!敝袑W(xué)地理課程標(biāo)準(zhǔn)也明確提出:“嘗試從學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)地理問題?!币虼耍l(fā)現(xiàn)并提出有挑戰(zhàn)性、有吸引力、有探究價(jià)值的問題非常重要。那么如何才能使學(xué)生提出的問題有層次有價(jià)值呢?
首先,要善于根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)問題情境。教師要激起學(xué)生對地理現(xiàn)象和地理事物的好奇心,提高學(xué)生探究問題的主動性,進(jìn)而在教師的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)并提出有意義的問題。問題情境的創(chuàng)設(shè)要具備導(dǎo)學(xué)價(jià)值,能夠激活學(xué)生的思維。作為導(dǎo)入新課的情境材料可以選擇具有典型性的材料,例如嫦娥奔月、鄭和下西洋、麥哲倫航海等;也可以選取富有時(shí)代性的情境材料,如“蛟龍”入海、南方五?。ㄊ校┰夂北?zāi)害、云南盈江發(fā)生5.8級地震等。
其次,要正確選擇適合運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)方式的地理內(nèi)容。我們可以把地理知識分為 “是什么”和“為什么”兩大類。如地理名稱、概念、事實(shí)、原理等屬于“是什么”的問題,這類問題不需要探究。“為什么”類問題,是指地理知識產(chǎn)生、發(fā)展過程的知識。這類知識只有通過學(xué)生的探究和實(shí)踐才能被深刻理解和掌握,因此這類地理知識更適合運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)。
二、鼓勵(lì)學(xué)生提出假說或猜想
假說是探究式學(xué)習(xí)的核心。德國科學(xué)家魏格納就是借助假說,經(jīng)過大量的調(diào)查和研究,終于在1912年提出了“大陸漂移說”。地理課堂探究式學(xué)習(xí)在提出問題以后,就要鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)以往的知識與經(jīng)驗(yàn),大膽地提出自己的假說或猜想,然后通過搜集相關(guān)信息資料加以驗(yàn)證。也許有些假說的驗(yàn)證會受到教學(xué)條件的限制,但是我們重在過程而非結(jié)果。
收集有關(guān)的地理信息是驗(yàn)證假說或猜想的基礎(chǔ)。我們可以通過各種途徑、形式搜集數(shù)據(jù)資料,充分利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng),或者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)地考察等。首先要教育學(xué)生根據(jù)論證假說的需要,選擇合適的方法,制定相應(yīng)的收集信息計(jì)劃,明確收集信息的范圍以及收集信息的方法。初步學(xué)會收集一手和二手信息資料的方法,具備從信息資料中提取有價(jià)值的信息的能力。同時(shí)要求學(xué)生逐步養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)的科學(xué)探究態(tài)度,必須忠于事實(shí),既注重有利于假設(shè)的信息的選擇,也不能忽視不利于假設(shè)的信息,對與假設(shè)對立的信息也應(yīng)進(jìn)行收集。例如讓學(xué)生收集信息探究珠穆朗瑪峰為什么變“矮”了,原來測得的珠峰海拔高度是8848.13米,最新的海拔高度數(shù)據(jù)是8844.43米。要驗(yàn)證假設(shè),論據(jù)是必須的,學(xué)會并善于收集信息有助于探究問題的全面解決,這在探究式學(xué)習(xí)中是必不可少的環(huán)節(jié)。
四、讓學(xué)生學(xué)會整理地理信息
《全日制義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn) 》中指出:“初步學(xué)會根據(jù)收集到的地理信息,通過比較、抽象、概括等思維過程,形成地理概念,進(jìn)而理解地理事物分布和發(fā)展變化的基本規(guī)律?!闭矸治鍪占降牡乩硇畔?,對它們進(jìn)行抽象歸納、綜合概括,是一項(xiàng)重要的思維訓(xùn)練和探究能力的訓(xùn)練,是科學(xué)探究能力的培養(yǎng),對學(xué)生的終身學(xué)習(xí)非常重要。教師要指導(dǎo)學(xué)生如何處理地理信息,讓學(xué)生學(xué)會繪制各種圖表,結(jié)合電腦繪圖,以便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析,更要注重點(diǎn)撥學(xué)生通過分析各種地理信息間的聯(lián)系與差異,爭取發(fā)現(xiàn)更新更有價(jià)值的地理信息。
五、得出結(jié)論,解釋假說
關(guān)鍵詞:供水管網(wǎng);供水需求;計(jì)算機(jī);地理信息系統(tǒng)
中圖分類號:TP313文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2012)18-4549-02
Geographical System of Water Supply Network in the City
YAO Chun-xia
(Repair Center of Hefei Water Supply Group Co., Ltd., Hefei 230001,China)
Abstract:With the accelerating pace of city construction, Water supply networks is feeling more and more pressure. The traditional manu al method has been unable to adapt to the huge demand for water supply. Therefore, establishing and improving the city water supply sys tem, which used the geographic information system technology, is a necessary way in today’s society.
Key words:water supply network; water demand;computer; geographic information system
當(dāng)今社會,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)大量融入人們的生活、工作以及企業(yè)、政府的信息化建設(shè)中。地理信息系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的其中一種,在城市建設(shè)、地理勘探、供電供水等各方面都起著不可或缺的作用。
地理信息系統(tǒng)(GIS)是利用計(jì)算機(jī)的輸出、輸入、查詢,并結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)對地理信息進(jìn)行分析的一門綜合性技術(shù),以地理空間數(shù)據(jù)位基礎(chǔ),通過系統(tǒng)建立、空間操作與模型分析,為企業(yè)管理、城市規(guī)劃等提供有效的信息。從上世紀(jì)70年代起,國際上開始把這門技術(shù)應(yīng)用于城市建設(shè)。而隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,從上世紀(jì)90年代開始應(yīng)用于中國的城市建設(shè)。
城市供水管網(wǎng)對于一個(gè)城市的日常生活、生產(chǎn)和各項(xiàng)設(shè)施來說,起著至關(guān)重要的作用,一旦發(fā)生中斷或者混亂,將造成無法估計(jì)的影響和損失。目前,國內(nèi)很多城市的供水公司都采用地理信息系統(tǒng)(GIS)建立了供水管網(wǎng)專用的信息管理系統(tǒng),GIS已經(jīng)成為供水行業(yè)必不可少的管理工具。
該文通過安徽某城市所使用的供水管網(wǎng)系統(tǒng),詳細(xì)介紹了供水管網(wǎng)地理系統(tǒng)在城市中的應(yīng)用。
1系統(tǒng)概述
安徽某城市的供水管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)非常龐大、復(fù)雜,其中包涵了1:500地形圖共約2200張,1:2000管網(wǎng)圖大約150余張,直徑100毫米以上供水管網(wǎng)約2800公里,覆蓋面積約370平方公里,各項(xiàng)配套設(shè)施近4000個(gè),以及所對應(yīng)的位置詳圖,供應(yīng)人口約350萬。
為滿足以上需求,該城市供水公司對供水管網(wǎng)綜合管理GIS系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)與設(shè)計(jì),對所轄區(qū)域內(nèi)的供水管網(wǎng)和各項(xiàng)配套設(shè)施進(jìn)行了圖形數(shù)據(jù)和所有信息的錄入工作,在數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)集成的指導(dǎo)思想下,在原始GIS的基礎(chǔ)上,開發(fā)出GIS多個(gè)子系統(tǒng),提供了空間分析、設(shè)施管理、客戶服務(wù)等多項(xiàng)功能,其應(yīng)用包括建設(shè)、運(yùn)維、管理客服等諸多部門,形成了一套適合供水公司的供水管網(wǎng)地理信息應(yīng)用系統(tǒng)。
目前,國內(nèi)使用的地理信息系統(tǒng)大致有ARC/INFO、GENAMAP、SPACE-MEN等。這些國外軟件都是一些通用性非常強(qiáng)的系統(tǒng)。就他們所能處理的范疇,遠(yuǎn)超出供水行業(yè)的專業(yè)要求,但是在專業(yè)程度上,不可以直接使用,必須深入的進(jìn)行研究以及二次開發(fā)工作。
建立GIS系統(tǒng),需要一套完整準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù),包括兩個(gè)方面:屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)。為便于綜合處理,必須在各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間建立關(guān)聯(lián),同時(shí),要盡可能的減少數(shù)據(jù)信息冗余,這就需要對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的分析,這是GIS系統(tǒng)最終能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
2系統(tǒng)功能分析
建立供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng),主要工作是系統(tǒng)軟件開發(fā)和基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的收集整理,其中,基礎(chǔ)信息的收集整理是供水公司的核心工作。
供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)是以供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)為核心,集成了管網(wǎng)實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測系統(tǒng) (SCADA)、自來水營業(yè)抄表計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等信息化技術(shù)和現(xiàn)代化管理手段的一個(gè)整合平臺。該系統(tǒng)的主要功能有如下幾點(diǎn):
1)電子圖冊運(yùn)維管理:可以講數(shù)字化儀、野外全站儀和掃描儀等設(shè)備所采集的圖像輸入進(jìn)圖形數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),支持編輯數(shù)據(jù)庫中的圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),支持其它數(shù)據(jù)格式的GIS系統(tǒng)文件的輸入、輸出,支持GIF、PS等多種格式的圖像輸出,并且支持多圖層管理,可以將任意文件設(shè)置為所需要的背景底圖。
2)管網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲和管理:建立在大型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,如SQLserver、Oracle等,各子系統(tǒng)之間能夠統(tǒng)一操作管理界面和分層管理,并能夠共享數(shù)據(jù)庫,可以直接讀取遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備自動采集的數(shù)據(jù),也可以通過手動輸入、刪除、編輯、查詢等手段記錄供水管網(wǎng)的各項(xiàng)屬性及其變化,提供基于地理位置的查詢,能夠精確統(tǒng)計(jì)和分析用戶所指定的類別、屬性和范圍等數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞:地理教學(xué) 高中地理 教學(xué)改革 探究教學(xué)
隨著2006年普通高中新課程改革的實(shí)施,新形式下的高中地理教學(xué)改革高度重視培養(yǎng)學(xué)生的地理技能和能力。新的地理教育觀認(rèn)為,學(xué)習(xí)地理知識是一個(gè)終身的過程。高中地理教育應(yīng)該以學(xué)生發(fā)展為本,十分重視培養(yǎng)學(xué)生的地理教育技能和能力。這也是國際高中地理教育的共同趨勢。在這樣的趨勢下,現(xiàn)階段高中地理課程有了新的基本理念。培養(yǎng)現(xiàn)代公民必備的地理素養(yǎng),滿足學(xué)生不同的地理學(xué)習(xí)需要,重視對地理問題的探究,強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用,注重學(xué)習(xí)過程評價(jià)和學(xué)習(xí)結(jié)果評價(jià)的結(jié)合。
一、新課標(biāo)下高中地理探究教學(xué)
探究式學(xué)習(xí)指的是學(xué)生在學(xué)科領(lǐng)域或活動實(shí)踐中,通過發(fā)現(xiàn)問題、調(diào)查研究、實(shí)踐操作、總結(jié)交流等活動,獲得知識、技能、方法和態(tài)度的學(xué)習(xí)方式。在教學(xué)中,要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一種類似與學(xué)術(shù)研究的情境,引導(dǎo)學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題、實(shí)驗(yàn)操作、調(diào)查研究、搜索與處理信息、表達(dá)與交流等探究活動,獲得知識、技能、情感、態(tài)度、方法、探索精神和創(chuàng)新能力的發(fā)展,這種教學(xué)方式就叫探究式教學(xué)。
探究式教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,掌握科學(xué)學(xué)習(xí)方法,樹立科學(xué)態(tài)度具有重要意義。許多國家積極倡導(dǎo)探究式教學(xué)方式,在高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)中明確對探求式學(xué)習(xí)方法的要求。
地理探究教學(xué)所要追求的能力目標(biāo)主要有:培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生的信息意識和主動獲取信息、處理信息的能力;培養(yǎng)學(xué)生的研究意識和獨(dú)立思考解決問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生的群體意識和自主活動能力、合作交往能力;培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造思維能力、動手實(shí)踐能力;體會地理研究的過程、學(xué)會地理方法。
地理探究教學(xué)所要追求的情感目標(biāo)主要有:探究知識的欲望、研究地理問題的興趣和熱情;崇尚科學(xué)的態(tài)度和實(shí)事求是的精神;知難而進(jìn)、刻苦勤奮的意志和獻(xiàn)身科學(xué)的精神;利用科學(xué)促進(jìn)社會發(fā)展的價(jià)值觀。
二、探究性教學(xué)的步驟及舉例
地理探究教學(xué)的基本步驟:第一提出地理問題;第二提出假設(shè)或猜想;第三收集證據(jù);第四整理分析資料;第五得出結(jié)論;第六表達(dá)與交流。
第一提出地理問題。學(xué)習(xí)要求――在觀察、調(diào)查、閱讀等情境中發(fā)現(xiàn)問題,嘗試提出可以通過科學(xué)探究來解決的問題;達(dá)成目標(biāo)――能對地理事物和現(xiàn)象產(chǎn)生好奇心,提出可能通過探究解決的問題,領(lǐng)會提出問題的途徑和方法,理解提出問題對科學(xué)探究的意義;引導(dǎo)探究的策略――教師必須提供某種有意義的問題情境,使學(xué)生產(chǎn)生提出問題的興趣,問題,問題可以是學(xué)生自己提出的,也可以是教師通過特殊的問題情境誘導(dǎo)學(xué)生提出的,甚至可以是教師或教材提出的。
(實(shí)例)在教學(xué)“南極洲有豐富的煤炭資源”時(shí),首先,提供相關(guān)資料和信息:南極洲煤炭分布圖及煤炭儲量;提示煤炭形成的重要條件――濕熱的氣候、茂密的森林;南極洲景觀圖片;南極洲氣候特點(diǎn)。接著,讓學(xué)生利用上述信息提出問題。再根據(jù)提出的問題進(jìn)行猜想和提出假設(shè)。
第二提出假設(shè)或猜想。學(xué)習(xí)要求――根據(jù)已有的知識經(jīng)驗(yàn),或者收集相關(guān)信息,將已有的地理知識與問題聯(lián)系,提出對問題解答的猜測和假設(shè);達(dá)成目標(biāo)――能針對所提出的問題,依據(jù)已有的科學(xué)知識、經(jīng)驗(yàn),通過思考作出猜想假設(shè);引導(dǎo)探究的策略――讓學(xué)生廣泛開展討論、合理猜想。引導(dǎo)學(xué)生考慮我們能作什么樣的預(yù)測和假設(shè)?應(yīng)以什么為中心展開探究?鼓勵(lì)學(xué)生提出盡可能多的、能夠解決思想中暴露出來的不一致或不足之處的假設(shè)。
(實(shí)例)準(zhǔn)備材料:一盆冰,一盆熱水,一根香煙或一束草,一只長方形玻璃缸。把冰和熱水分別放置在玻璃缸的兩端,把點(diǎn)燃的香煙(或草)放入玻璃缸中,觀察描述煙在裝冰和熱水的盆子上面是如何運(yùn)動的,在兩盆之間煙又是如何運(yùn)動的。讓學(xué)生觀察此試驗(yàn)然后提出問題,做出假設(shè)和猜想,探究結(jié)論。
第三收集信息:學(xué)習(xí)要求――為驗(yàn)證猜想和假設(shè),通過各種途徑、形式收集數(shù)據(jù)資料,決定收集資料的范圍和要求,并制訂相應(yīng)的計(jì)劃;達(dá)成目標(biāo)――能針對探究的目的和條件,選擇合適的方法,考慮影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素,理解制訂計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對科學(xué)探究的意義;引導(dǎo)探究策略――指導(dǎo)制訂探究計(jì)劃,明確要收集哪些方面的證據(jù)以及收集證據(jù)的方法,讓學(xué)生初步學(xué)會收集一手和二手資料的方法,具有初步的從一手或二手資料中提取有價(jià)值的科學(xué)信息的能力。
(實(shí)例)給出資料:一段關(guān)于法國突降大雪,引起交通阻塞的報(bào)道;諸葛亮借東風(fēng)的故事;夏收季節(jié)天氣與小麥?zhǔn)崭畹膱?bào)道;寒潮天氣預(yù)報(bào),提醒市民增添衣服。讓學(xué)生說明四則材料提供了哪些信息,并加以總結(jié)。
第四整理分析資料:學(xué)習(xí)要求――使用有關(guān)設(shè)備和材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、觀察、檢索,安全地操作、記錄觀察和測量的結(jié)果;達(dá)成目標(biāo)――整理資料能夠選取資料繪制成地圖,制成圖表、表格、模式圖等,能夠運(yùn)用其他媒介手段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、歸納;分析資料,學(xué)會運(yùn)用統(tǒng)計(jì)等方法分析地理信息、資料,學(xué)會運(yùn)用地圖等手段進(jìn)行推理和得出結(jié)論,學(xué)會從各種信息源中選擇地理信息進(jìn)行分析、綜合、評價(jià)、預(yù)測等思維活動引導(dǎo)探究策略――指導(dǎo)學(xué)生繪制圖表的方法,教給學(xué)生一定的統(tǒng)計(jì)分析方法,指導(dǎo)學(xué)生利用信息源,指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用其他媒介手段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、歸納。
第五表達(dá)與交流:學(xué)習(xí)要求一表達(dá)自己在探究過程中形成的見解,并且和別人進(jìn)行交流;達(dá)成目標(biāo)――能用語言、文字、圖表等方式表示探究的過程和結(jié)果,能傾聽和尊重他人提出的不同見解,并交換意見,認(rèn)識表達(dá)與交流對科學(xué)探究的意義;引導(dǎo)探究策略――培養(yǎng)學(xué)生能夠從各種探究結(jié)果中得出有用的概念,作出明確表述,對問題的答案進(jìn)行檢驗(yàn)與評價(jià),采用恰當(dāng)方式總結(jié)和表達(dá)結(jié)論。
三、地理探究式教學(xué)應(yīng)注意的問題
探究式教學(xué)有助于引起學(xué)生的主動探究,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)演示所包含的原理或規(guī)律,激發(fā)學(xué)生在自己已有知識的基礎(chǔ)上展開分析、進(jìn)行歸納,從而形成地理原理或規(guī)律;教師還可以通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)讓學(xué)生親手操作、觀察和討論,使地理原理看得見、摸的著,從而能真正理解知識,有助于學(xué)生的學(xué)習(xí);教師還可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo),結(jié)合學(xué)生生活和社會現(xiàn)實(shí)選取具有典型意義的“案例”,讓學(xué)生進(jìn)行分析、思考、論證、評價(jià)等一系列自主探究、相互合作交流的獲得,從而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo),培養(yǎng)探究能力;還可以引導(dǎo)學(xué)生通過假設(shè)式探究來化“復(fù)雜”為“簡單”,從而破解復(fù)雜地理問題。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:GIS 地質(zhì) 災(zāi)害評價(jià) 應(yīng)用
中圖分類號:P5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0009-02
災(zāi)害是人類社會共同的敵人。地質(zhì)災(zāi)害是自然災(zāi)害的一種,是在地質(zhì)作用下,地質(zhì)自然環(huán)境惡化,造成人類生命財(cái)產(chǎn)損毀或人類賴以生存和發(fā)展的資源、環(huán)境發(fā)生嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象或過程。常見的地質(zhì)災(zāi)害形式主要有6種,它們分別是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)是通過對地質(zhì)災(zāi)害活動程度以及對地質(zhì)災(zāi)害各種活動條件的綜合分析,評價(jià)地質(zhì)災(zāi)害活動的危險(xiǎn)程度,確定地質(zhì)災(zāi)害活動的密度、強(qiáng)度(規(guī)模)、發(fā)生概率(發(fā)展速率)以及可能造成的危害區(qū)的位置、范圍。其評價(jià)的核心是地質(zhì)災(zāi)害的活動強(qiáng)度,一般情況,致災(zāi)作用的活動程度決定了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性的大小、危險(xiǎn)性的大小。從定性分析看,地質(zhì)災(zāi)害的活動強(qiáng)度越高,危險(xiǎn)性越大,災(zāi)害的損失越嚴(yán)重。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)是在大量收集、分析處理地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)評價(jià)模型,計(jì)算各評價(jià)單元的危險(xiǎn)性,然后劃分出相應(yīng)的危險(xiǎn)性級別,進(jìn)而進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃,為國家進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
我國是世界上地質(zhì)災(zāi)害危害最嚴(yán)重的國家之一。地質(zhì)災(zāi)害已嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,威脅著人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全,成為影響我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。近年來我國地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,已成為人們普遍關(guān)心的主要問題之一。因此,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)工作能為國家進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù),對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和減輕意義重大,直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。
地質(zhì)災(zāi)害的形成是一個(gè)極其復(fù)雜的問題、受很多因素影響,而這些因素本身具有不確定性、模糊性以及與各地質(zhì)因素相互作用的復(fù)雜性等特點(diǎn)。而且,地質(zhì)災(zāi)害是一種活躍的動態(tài)環(huán)境變化過程,它的預(yù)測與防治是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,所涉及的數(shù)據(jù)信息是巨大的。通過人工管理檔案的方式采用大量的地質(zhì)災(zāi)害信息,這不但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力而且效益不好;同樣,采用傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)的方法進(jìn)行信息收集、傳輸、處理和決策,缺乏空間特性和空間分析能力,這些傳統(tǒng)的、分散式的數(shù)據(jù)信息管理己無法反映當(dāng)前日益嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀,不能很好的反映出地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特性,這就給地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)的研究帶來一定困難。目前,地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)的方法有很多,可分為定性和定量方法。定性的方法主要是根據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)對地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行定性描述,存在很大的主觀性;而定量的方法則是對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性進(jìn)行估計(jì),在很大程度上消除了定性方法的主觀性。GIS技術(shù)強(qiáng)大的空間信息管理和分析能力為地質(zhì)災(zāi)害的研究提供了強(qiáng)有力的工具、解決方案和獨(dú)特的研究方法,已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評價(jià)研究之中,正逐步成為本領(lǐng)域研究的發(fā)展方向之一。GIS技術(shù)不僅能有效地管理影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的各種內(nèi)在因素,又能有效地管理各種外部動力因素,使地質(zhì)災(zāi)害研究工作進(jìn)入一個(gè)新的信息化、數(shù)字化、定量化的階段。而層次分析法是一種解決多因素復(fù)雜系統(tǒng),能避免由人的主觀性所導(dǎo)致的權(quán)重預(yù)測與實(shí)際情況相矛盾的現(xiàn)象,是目前求取地質(zhì)災(zāi)害影響因子權(quán)重的較好方法,對描述因子的影響力有很好的效果;但該方法卻無法有效的反映評價(jià)結(jié)果的空間分布格局,存在一定的不足;而GIS技術(shù)具有較強(qiáng)的空間分析能力,恰好可以解決上述不足。
1 GIS技術(shù)的發(fā)展過程和趨勢
1.1 地理信息系統(tǒng)的概念
地理信息系統(tǒng)(GIS)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興技術(shù),圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉性、邊緣性的學(xué)科,是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、對數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實(shí)體及相互關(guān)系。通過對多因素的綜合分析,它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用需要的信息,并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。此外地理信息系統(tǒng)又是一門以應(yīng)用為目的的信息產(chǎn)業(yè),它的應(yīng)用可深入到各行各業(yè)。目前世界上常用的GIS軟件已達(dá)400多種。它們大小不一,風(fēng)格各異。國外較著名的有ARC/INFO,GENAMAP,MGE等;國內(nèi)較著名的有MAPGIS,Geostar和CITYSTAR等。雖然GIS起步晚,但它發(fā)展快,目前已成功地應(yīng)用到一百多個(gè)領(lǐng)域。
1.2 地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀
盡管現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)軟件很多,但對于它的研究應(yīng)用,歸納概括起來有兩種情況:一是利用GIS系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù);二是在GIS的基礎(chǔ)上,利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件。目前已成功地應(yīng)用到了包括資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個(gè)領(lǐng)域。在美國及發(fā)達(dá)國家,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用遍及環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測、投資評價(jià)、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來,隨我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展,加速了地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的進(jìn)程,在城市規(guī)劃管理、交通運(yùn)輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。
(1)地理信息系統(tǒng)在地理空間數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用;(2)GIS在綜合分析評價(jià)與模擬預(yù)測中的應(yīng)用;(3)GIS的空間查詢和空間分析功能的應(yīng)用;(4)GIS的輸出功能在地圖制圖中的應(yīng)用;(5)運(yùn)用GIS系統(tǒng),建立起專題信息系統(tǒng)和區(qū)域信息系統(tǒng);(6)地理信息系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結(jié)合的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);土地管理;應(yīng)用
中圖分類號:P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674—0432(2012)—08—0036—1
基金項(xiàng)目:科技部行業(yè)公益性項(xiàng)目(201111015—3)資助。
土地管理是一個(gè)相當(dāng)廣泛的概念,包含多種數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都具有圖形和屬性特征。土地管理涉及地貌、氣候、土壤、水文、生物等諸多因素,需要處理大量不同類型的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)多與空間位置密切相關(guān),以圖紙、文字或表格表示。利用地理信息系統(tǒng)可以把土地管理涉及的不同時(shí)間、類型的資源與環(huán)境數(shù)據(jù)存儲在一起,進(jìn)行統(tǒng)一管理和準(zhǔn)確分析。還可對結(jié)果進(jìn)行直觀顯示,精確、快速、美觀的打印輸出各種專題圖。
1 土地利用現(xiàn)狀調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測
美國、西班牙、希臘等國都曾應(yīng)用GIS進(jìn)行大范圍土壤調(diào)查。把GIS結(jié)合到農(nóng)學(xué)專業(yè)的大學(xué)課程中,指導(dǎo)學(xué)生怎樣把GIS和數(shù)字土壤調(diào)查作為土地利用決策的工具來使用。Ted K Bradshaw等將GIS與土地利用模型結(jié)合起來,預(yù)測了美國加利福尼亞中部鄉(xiāng)村2040年農(nóng)地轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘杏玫氐拿娣e和與之相關(guān)聯(lián)的農(nóng)村人口增長。
我國學(xué)者也在這方面進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐工作。龐治國等應(yīng)用“3S”技術(shù)對吉林省西部大安市鹽堿化土地資源進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查和監(jiān)測,并提出防治發(fā)展措施。張海玲等詳細(xì)論述了利用遙感與GIS進(jìn)行土地資源動態(tài)監(jiān)測的研究方法。
2 土地資源評價(jià)
利用GIS在美國密西西比州識別哪些含氫的農(nóng)田適合轉(zhuǎn)變?yōu)檎訚傻兀⒎治隽宿D(zhuǎn)換的私人和社會經(jīng)濟(jì)可能性。應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對菲尼縣土地進(jìn)行評估。Cochrane等把世界土壤和地形數(shù)據(jù)庫(SOTER)作為基本數(shù)據(jù)庫與GIS結(jié)合在一起,對巴西亞馬遜區(qū)域的土地資源的潛力進(jìn)行了評價(jià)。Rajendra等將遙感圖像解譯生成土地利用圖,與地形數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)輸入GIS,再結(jié)合實(shí)地調(diào)查收集的社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),選擇32個(gè)指標(biāo)測定泰國Sakaekrang地區(qū)的土地利用承載力。并指出土地質(zhì)量、農(nóng)場收入來源、土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量等11個(gè)解釋承載力水平的優(yōu)秀指標(biāo)。
我國學(xué)者對GIS在土地資源評價(jià)上的研究也取得了有意義的進(jìn)展。在理論方法探討中,盧遠(yuǎn)等論述了基于GIS的層次分析法對城鎮(zhèn)土地定級的評價(jià)方法和過程。吳次芳等探討了在地理信息系統(tǒng)支持下,城鎮(zhèn)土地動態(tài)評價(jià)的基本原理、方法程序和模型設(shè)計(jì)。在土地自動化評價(jià)和系統(tǒng)模型建立方面,許多學(xué)者在GIS的支持下,進(jìn)行了農(nóng)用土地定量化、自動化評價(jià)方法研究。一些學(xué)者還將相關(guān)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù),如模糊評價(jià)、物元分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等應(yīng)用到土地資源評價(jià)中。
3 展望
(1)與專家模型結(jié)合 盡管目前地理信息系統(tǒng)在土地管理領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用,但是應(yīng)用主要放在了利用地理信息系統(tǒng)對土地管理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、管理和簡單空間分析上,模型和模型管理系統(tǒng)還處于初級研究階段,難以解決土地管理中的復(fù)雜問題。因此將專家長期積累的知識溶入系統(tǒng),建立專家模型,使決策支持系統(tǒng)智能化,這將是今后研究的重點(diǎn)和發(fā)展的主要方向之一。
(2)與土地管理日常管理工作結(jié)合 開發(fā)出適用性強(qiáng)、操作簡單、功能強(qiáng)大的各種土地管理地理信息系統(tǒng)、向廣大土地管理和科研人員普及GIS知識是把GIS由科研推廣到實(shí)際應(yīng)用中的有效途徑。
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