關於地理地質研究論文

　　隨著科學技術的不斷進步,地理資訊系統技術已經從理論研究過渡到實用化、產業化階段,在諸多領域中得到了廣泛應用。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　篇一

　　《 地理資訊系統的開發工具及其在地質災害研究中的應用進展 》

　　摘要： 地理資訊系統技術***GIS***已經廣泛滲透到了多種學科領域，從比較簡單的、單一功能的、分散的系統 發展 到多功能的、共享的綜合性資訊系統，並向多媒體GIS、智慧化、三維、虛擬現實及 網路 方向發展，新興的地理資訊系統將運用專家系統知識，進行 分析 、預報和輔助決策。本文介紹了地理資訊系統的開發工具，從專業開發工具的組成結構上，可以歸納為整合式GIS、模組化GIS、元件式GIS和網路GIS等幾個主要類別; 總結 了地理資訊系統在地質災害 研究 中的 應用 及其在地質災害評價和管理、地質災害的危險度區劃評價和GIS與專家系統的整合應用的進展態勢。

　　關鍵詞： 地理資訊系統 整合式GIS 模組化GIS 元件式GIS 網路GIS 地質災害

　　1地理資訊系統的基本概念

　　地理資訊系統 ***Geographic Information System，GIS*** 是介於資訊 科學 、空間科學和地球科學之間的交叉科學與新技術學科，它是 計算 機科學、遙感技術、資訊工程與 現代 地學 理論 和 方法 的有機結合。地理資訊系統是基於資料庫系統、地圖的視覺化和地理資訊的空間分析的計算機系統，處理的資料是具有地理特徵和表徵地學現象之間空間關係的屬性資料。地理資訊系統的主要功能有：採集、儲存、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種資料[1，2]，進行資料維護與更新、區域空間分析、多要素綜合分析和動態預測[3]等。

　　地理資訊系統，按其 內容 可以分為三大類[ 4] ： ***1***專題資訊系統，它是具有有限目標和專業特點的地理資訊系統，為特定的專門目的服務，如水資源管理資訊系統、礦產資源資訊系統和水土流失資訊系統等。***2***區域資訊系統，主要以區域綜合研究和區域的資訊服務為目標，可以有不同的規模，如加拿大國家地理資訊系統和我國黃河流域資訊系統等。***3***地理資訊系統工具，它是一組具有圖形影象數字化、儲存管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理資訊系統基本功能的軟體包。地理資訊系統的任務，就是對地球表層人文 經濟 ***包括人類工程活動***和 自然 資源及環境多種資訊進行綜合管理與分析。

　　2 地理資訊系統的開發工具

　　近年來 GIS應用系統發展迅猛，GIS工具軟體版本也不斷更新升級，比較鮮明的發展動向有[5]：***1***各GIS軟體工具廠商在優化效能的同時，重視發展Internet 上的GIS;***2***更換開發語言和開發模式，更換或擴充套件到Windows NT 平臺;***3***在空間資料庫管理方面，客戶/伺服器體系結構仍是GIS 軟體追求的目標;***4***除了屬性資料外，人們也希望圖形資料採用關係資料庫管理系統或面向物件的資料庫管理系統;***5***理論研究方面，時空資料的處理及其三維或四維GIS仍然是一個研究熱點;***6***為了進行空間資料共享和交換，各國都制定了空間資料的交換格式;***7***元資料***Metadata***的記錄、處理與標準也是GIS技術發展的一項重要內容;***8***對GIS軟體 影響 較為深刻的技術還有元件物件模型***COM***，軟體廠商已由原來向用戶提供系統轉為提供物件型別庫或ActiveX控制元件。

　　在地理資訊系統的發展過程中， 目前 已出現了大量的 GIS系統專業開發工具。從這些專業開發工具的組成結構上，可以歸納為整合式GIS、模組化GIS、元件式GIS和網路GIS等幾個主要類別[6]。

　　***1*** 整合式 GIS

　　整合式 GIS指集合各種功能模組的大型GIS系統軟體包。ESRI公司推出的Arc/Info，Genasys公司的GenaMap, MapInfo 公司的MapInfo，AutoDesk公司的AutoMap，Maptitude[7], MapGIS, MapEngine[8], TitanGIS等都是整合式的GIS開發工具。整合式GIS系統的優勢是各項功能已形成獨立的完整系統，提供了強大的資料輸入輸出功能、空間分析功能、良好的圖形平臺和可靠效能，缺點是系統複雜、龐大和成本較高，並且難於與其它應用系統整合。

　　***2*** 模組化 GIS

　　模組化 GIS系統是把GIS系統按功能劃分成一系列模組，運行於統一的基礎環境中。Intergraph公司的MGE是具有代表性的模組化GIS系統。模組化GIS系統具有較強的工程針對性，便於開發和應用。

　　***3*** 元件式 GIS

　　元件式 GIS是隨著近年來計算機軟體技術的發展而產生的，代表了GIS系統的發展潮流。元件式GIS具有標準的元件式平臺，各個元件不但可以進行自由、靈活的重組，而且具有視覺化的介面和使用方便的標準介面。元件式GIS平臺的核心技術是Microsoft的元件物件模型***Component Object Model，簡稱COM***技術[9]，新一代元件式GIS大都是採用ActiveX控制元件技術來實現的，如Intergraph 公司推出的Geomedia，ESRI公司推出的MapObjects, MapInfo公司推出的MapX，中科院地理資訊產業發展中心開發的ActiveMap, 北京靈圖公司開發的三維虛擬現實地理資訊系統VRMap等。這類GIS系統提供的是為完成GIS系統而推出的各種標準ActiveX控制元件和型別庫***Type Library***,使GIS系統開發者不必掌握專門的GIS系統開發語言，只需熟悉基於Windows平臺並且支援ActiveX控制元件技術的通用整合開發環境，瞭解元件式GIS各個控制元件***包括物件***的屬性、方法和事件，就可以實現GIS系統。所以，元件式GIS在系統的無縫整合和靈活方面具有優勢，從一定意義上講，它代表了GIS系統的發展方向。

　　***4*** *** 4***網路GIS***Web GIS***

　　進入上世紀 90年代後期，資訊科技迅猛發展，新的資訊科技層出不窮。隨著電信網、有線電視網、Internet三網融合步伐的加快和第二代Internet技術的日趨成熟，Internet正日益成為資訊化 社會 人們聯絡、交流、獲取資訊的重要工具。Internet技術改變著世界。戈爾所倡導的“數字地球”概念引起了人們廣泛的關注，Internet環境下的空間資訊處理技術也愈來愈受到重視，它把多維虛擬現實技術***Virtual Reality***、計算技術、遙感技術***Remote Sensing***、地理資訊系統、全球定位系統***Global Position System***、網路技術等作為主要的技術支撐系統。GIS的網路化應用趨勢已成為必然。Web GIS 是指基於Internet平臺的地理資訊系統，又稱為因特網GIS***Internet GIS***。Internet技術的發展，使地理資訊系統發生了質的飛躍，對傳統意義上的GIS帶來了極大的衝擊，導致了Web GIS 時代 的開始。以單機或區域網為操作平臺的工作模式終將被Internet 操作平臺所取代。

　　利用這種新方法，從 WWW的任意一個節點，Internet的使用者都可以瀏覽到Web GIS站點上的地理資料，製作專題圖件，進行空間查詢檢索以及空間分析，地理資料的概念已經擴充套件為分散式、超媒體特點的、相互關聯的資料，使GIS進入千家萬戶。終端使用者可以在任何時候、任何地點共享、使用各GIS服務商或政府機構提供的空間資訊、應用服務。通過一個簡單的瀏覽器就可以訪問經過複雜的專業GIS分析產生的簡潔、直觀的結果。可以互動式訪問動態更新的地圖網址，在Internet網上完成單機系統常見的各種基於地圖的GIS資訊查詢功能。另外，Internet與元件物件模型技術相結合，進一步發展了基於分散式元件模型的Web GIS。空間資料庫供應商在伺服器上儲存資料的同時，根據資料元的格式安裝操縱該資料的控制，使用者在網上可呼叫不同的控制元件和資料，在本機或某個伺服器上進行分散式元件的動態組合和空間資料的協同處理與分析，完全實現遠端異構資料的共享。

　　已經有一些公司推出了 Web GIS，如AutoDesk公司的MapGuide，MapInfo公司的MapInfo ProSever，Intergraph公司的GeoMedia Web Map，ESRI公司的MapObjects Internet Map Sever for AcrView等。已經推出的Web GIS是利用現有的GIS軟體通過CGI或者Sever API構造的過渡產品，隨著元件式GIS的發展和分散式物件Web技術的逐漸成熟，未來的Web GIS將是基於COM/ActiveX或CORBA/Java技術開發的分散式物件GIS系統。

　　3 地理資訊系統在地質災害 研究 中的 應用 進展

　　目前 ，國內外利用地理資訊系統，主要用於研究國土和城市規劃、地籍測量、農作物估產、森林動態監測、水土流失、地下水資源管理[ 4] 和礦產資源勘查[ 10] 、潛力評價及開發[ 11] 等眾多領域。 GIS在地質災害研究中的應用大致有以下幾個方面：

　　***1*** 地質災害評價和管理

　　利用地理資訊系統的各種功能，建立地質災害空間資訊管理系統 [12，13，14] ，管理地質災害調查資料，顯示並查詢地質災害的空間分佈特徵資訊，評價地質災害的危害程度， 分析 地質災害和 影響 因素之間的關係，提出減輕和防治地質災害的措施，對將來可能發生的地質災害進行預測[ 15，16] 。戴福初等利用 GIS對香港地區的滑坡災害進行 歷史 滑坡編錄，分析滑坡的時空分佈特徵與動態和靜態環境因素之間的相關關係，對滑坡災害風險進行評價和危險區域劃分[17]。

　　***2*** 地質災害的危險度區劃評價

　　由於各種地質因素本身的不確定性，以及地質因素之間相互作用的複雜性，在收集大量的基礎地質環境資料前提下，利用 GIS對這些基礎資料進行有效地處理來提高資料的可靠性，通過選取合適的評價預測指標[18]，運用恰當的數學分析模型[19，20，21]，對研究區進行地質災害危險性等級的劃分，從而為地質災害的管理及防治和預警決策提供依據。

　　***3*** GIS與專家系統的整合應用

　　GIS與專家系統的整合應用中，GIS所起的作用主要是管理時空資料，進行空間分析;專家系統所起的主要作用是利用專家知識和空間目標的事實推理判定災害的危險度[22]。二者的結合將使專家經驗得到推廣，減少野外和室內手工作業工作量，使區域地質災害的動態管理成為可能。

　　4 結語

　　*** 1***地理資訊系統技術已經廣泛滲透到了多種學科領域，從比較簡單的、單一功能的、分散的系統 發展 到多功能的、共享的綜合性資訊系統，並向多媒體GIS、智慧化、三維、虛擬現實及 網路 方向發展，新興的地理資訊系統將運用專家系統知識，進行分析、預報和輔助決策。

　　*** 2***地理資訊系統的開發工具，從專業開發工具的組成結構上，可以歸納為整合式GIS、模組化GIS、元件式GIS和網路GIS等幾個主要類別。其中元件式GIS在系統的無縫整合和靈活方面具有優勢，代表了GIS系統的發展方向。

　　*** 3***地理資訊系統在地質災害研究中的應用方興未艾，尤其在地質災害評價和管理、地質災害的危險度區劃評價和GIS與專家系統的整合應用方面進展很快。

　　篇二

　　《 高師地理教育中地質學與地貌學教學中的焦點問題研討 》

　　[摘 要]地質學和地貌學是地理科學專業的重要課程，二者都是以地殼為研究物件，前者是側重於研究地球物質組成、地殼變動和地殼發展、演化規律的一門自然學科;而後者是研究地球表面各種地貌型別及其發生發展和分佈規律的一門自然地理學科。雖然二者研究的側重點有所不同，但是課程的特點均有綜合性、複雜性、實踐性等幾個特點。此兩門課程所講授的基本知識、基本理論和野外工作的某些基本技能、方法有著密切的因果關係。筆者針對目前地質學與地貌學課程所面臨的地位、實踐環節、任課教師素質等一些焦點問題進行了研究，並提出了相應的解決方法，以提高高師地理教學中地質學和地貌學的教學水平。

　　[關鍵詞]高師地理教育 地質與地貌學 教學 焦點問題

　　[中圖分類號] G652 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437***2015***06-0073-02

　　地質學和地貌學是地理科學專業的重要課程，二者的側重點有所不同，但其課程均有綜合性、複雜性、實踐性等特點，課程的基本知識、基本理論和野外工作的某些基本技能、方法有著密切的因果關係。筆者根據長期從事地質學與地貌學教學的經驗，針對目前該課程所面臨的一些焦點問題進行了研討。

　　一、地質學與地貌學課程教學中面臨的焦點問題

　　***一***地質學與地貌學課程在地理專業中的地位不斷弱化

　　地質學與地貌學在研究和解決自然環境與人類密切相關的現實問題過程中，其獨特視角和研究方法是其他學科無可替代的，作為應用學科其實用價值日益彰顯。[1]

　　但是，目前地理科學明視訊記憶體在重人文地理、輕自然地理的傾向，同時地理科學專業為了開設新興課程和選修課程，將原本非常必要的基礎理論教育和基礎課程大量消減，地質、地貌學課程自然不能倖免，直接表現就是課時量大減，經費投入不足，其地位和重要性不斷弱化。[2]

　　***二***地質學與地貌學課程的實踐環節亟待加強

　　地質學與地貌學課程是研究地球的自然科學，研究物件具有鮮明的地域性特點，這就要求課程除了室內理論教學之外，還要有實踐教學。地質學與地貌學課程的實踐教學包括實驗室實習、野外實習和社會實踐等環節。目前，我國地理科學專業的教育和研究中，存在著重室內、輕野外，重建模、輕實踐，重理論、輕應用，重論文發表、輕成果轉化等令人擔憂的傾向。因此，高校地理科學的實踐教學亟待加強。

　　地質學與地貌學課程的難點是在講述地球的物質組成、地殼的構造變動、地理環境變遷、地貌形成與演化時需要學生建立起一定的空間感，這是實驗室實習解決不了的。因此學習地質、地貌知識的學生還需有一定的野外實習經歷。但由於經費問題、課時問題、安全問題、學生問題、師資問題等諸多因素的制約，目前許多師範院校的野外實習環節被大大地打了折扣，原來的短途實習取消，野外實習被壓縮，大多數院校的野外實習壓縮成一週的時間，而實習效果令人不敢恭維。

　　***三***地質學與地貌學基礎理論的教育和研究不斷削弱

　　筆者在研究上世紀初葉至30年代發行的《地學雜誌》中發現，這一中國最早的地球科學刊物登載了許多有關地球科學基礎理論的學術文章，辯證地論述了人地關係，地球上內外力地質作用的關係及其對地表形態和人文環境的影響等科學命題。[3]這在科學尚未普及的中國近代極大地開闊人們的科學視野，激發了地球科學工作者深入社會和投身大自然探索地球奧祕的激情。在地球科學的各個領域，許多學者就一些重大的基礎理論問題提出了具有獨到見解的系統學說。

　　改革開放以來，我國地球科學工作者積極參與了一系列重大的自然資源調查專案、國土開發和旅遊資源開發等專案，併產生了巨大的經濟效益和社會效益。但是現階段我國地球科學界存在只重視為實踐服務而忽視基礎理論研究和教學的傾向，地球科學基礎理論研究在上世紀一度出現“百花齊放、百家爭鳴”的繁榮景象，但如今早已風光不再，以至於近些年來我國地球科學領域在重大基礎理論研究方面並沒有突破性的進展。

　　***四***地質學和地貌學教師的專業素質有待提高

　　教育的首要問題是教師的問題，作為一名高校的專業課教師擔負著教書育人的雙重使命。作為一名有發展前途的地理專業的地質、地貌學任課教師必須有廣博的知識，從巨集觀上密切關注現代地理學的內涵和科學體系及發展趨勢，從中觀上能夠熟知高等師範院校地理學的學科體系與各分支學科的關係，從微觀上能夠駕馭自己教授的地質學與地貌學課程。

　　目前，各高校引進的地質學與地貌學教師的學歷很高，大多具有博士學位。然而這些教師雖然在某一領域有較高深的造詣，但是知識單一，不夠廣博，對地質學與地貌學總體把握不夠，且野外實踐的基本功底非常薄弱。同時，由於職稱壓力，教師從事科學研究的熱情高漲，但對教學的投入不足，沒有激情。

　　二、高師地理教育中地質學與地貌學課程教學的改革

　　***一***正確認識地質學與地貌學課程的重要地位

　　地理科學本來就是自然地理和人文地理相互統一的科學，只有將自然地理學尤其是地質、地貌學課程放在應有的重要位置上，在基礎教育和在高等師範教育中普及地質、地貌學知識，使學生建構起必備的地質、地貌學知識結構，這才是提高學生科學素質、培養現代化有用人才的明智之舉。

　　***二***多渠道強化實踐教學環節

　　1.豐富室內試驗環節。重視常規的實驗室實習環節，同時為提高學生學習的興趣，實習必須與現實生活相結合，應在實驗室及展覽室增添與日常生活有密切關係的各種礦產標本、裝飾石材標本、觀賞石和寶玉石標本，使實習更加貼近生活和生產實際，提高本課程實習的實用性和趣味性。[4]

　　2.強化野外實踐環節。在實習經費、時間都比較緊張的情況下，地質學與地貌學野外實習要本著綜合利用實習資源的原則，精心設計實習路線和安排實習內容，力求取得事半功倍的效果。此外，野外實習更要密切聯絡當前人類關注的資源、環境問題，使實踐教學更具有社會針對性和應用價值。 　　3.補充社會實踐環節。要鼓勵和引導高校地理專業的學生與附近地區的地質公園、自然保護區、博物館、科技館建立密切聯絡，利用課餘時間以青年志願者活動形式擔當講解員和導遊員，利用所學的本領向社會大眾普及地球科學知識，這種實踐活動既豐富了學生的業餘文化生活，又鞏固了本課程的學習效果。

　　***三***從根本上提高師資隊伍素質

　　作為一名合格的地質學和地貌學的教師必須有正確的教育理念和科學的學術思想。在教書方面，教師最重要的職責是教育學生如何運用所學知識和技能有效地解決生活和工作中的實際問題。在育人方面，教師應將自己對地球科學知識的學習和教學感悟，昇華成對宇宙觀、世界觀、人生觀的理解，並通過言傳身教滲透給學生。

　　作為一名受學生歡迎的專業教師在教學工作中要有激情。教師要把個人的興趣愛好與所從事的專業工作有機結合起來。更何況隨著地質、地貌學的發展延伸，賞石文化、寶玉石鑑賞、地質旅遊在民間悄然興起，我們作為專業學者不妨也插上文化藝術的翅膀，使原本枯燥的教學內容不再索然無味，讓學生感知冰冷的石頭中蘊藏著科學的真諦和豐富的文化內涵。

　　***四***加強地質學與地貌學基礎理論的教育和研究

　　近幾十年來，隨著人類對自然系統的影響在程度和節奏上的不斷加大，地球表層系統處於持續的快速變化之中，人類對自然系統的關注度也日益增強，這為加強地質學與地貌學基礎理論的教育和研究提供了一個重要契機。

　　針對目前全球環境變化和社會經濟大規模的發展給現代地球科學提出的一系列重大理論問題和實際問題，將地質學與地貌學的研究和教育納入地球科學的整體系統進行深入探討，鼓勵學生們在上述有關基礎理論方面進行深入探究，使地球科學在基礎理論研究方面有重大的突破。

　　三、結束語

　　地質學和地貌學作為高等師範院校地理專業中相當重要的專業基礎課程，具有內容豐富、實踐性強、高度綜合的特點。培養一支高素質的專業教師隊伍，建立系統、完善的知識結構，設定生動的實踐教學體系，掌握先進的教學理念和創新性教學手段，是提高地質學和地貌學的教學水平的有力保障，將為培養高素質的複合型地理人才打下堅實的基礎。

　　[ 注 釋 ]

　　[1] 王穎.關於地球科學教育發展建議[J].中國大學教學，2010***12***：3-4.

　　[2] 王心源，常月明，高超，等.21世紀高等師範院校地理專業地質學教學體系改革研究[J].中國地質教育，2006***1***：98-103.

　　[3] 李兆江，劉焱.試論《地學雜誌》與中國近代地球科學[J].科學，2012***2***：50-54.

　　[4] 楊鳳根，駱祖江，候玉賓.從基礎地質學教學入手培養大學新生學地質的興趣[J].中國地質教育，2009***1***：132-135.

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