地理信息科學研究方向精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇地理信息科學研究方向，期待它們能激發您的靈感。

篇1

近年來，環境信息科學(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作為一門新興的交叉學科得到了快速的發展，早期單一的工程方向“環境信息化”正在發展成為一門多學科理論交叉、多技術手段集成的新興學科領域〔。國際環境信息科學學會(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作為這一領域的學術組織，致力于發展信息技術在環境領域的應用，提供環境信息系統研究領域的多學科交叉，以促進環境信息系統研究領域的國際交流。國內在環境信息科學的一些主要論題包括環境信息系統、環境遙感、環境模型、環境可視化、環境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀90年代以來，環境信息化發展迅速，特別是從上至下的各級政府主管部門環境信息系統的建設極大地推動了這一工作的進展，環境地理信息系統則已成為實現環境信息化的主要途徑。地理信息系統在環境領域的應用，正在從初期的信息管理、環境專題制圖發展到Gls與環境模型集成陳、3S技術集成的多媒體環境系統、基于Gls的環境污染擴散模擬基于GIS的環境治理決策支持系統等。遙感技術在環境科學與工程領域有著廣泛應用，一些主要領域包括大氣污染遙感、水環境遙感、固體廢棄物遙感監測、城市熱島效應與熱環境監測、植被遙感、景觀格局遙感監測、海洋環境監測等。環境建模與模擬一直是環境工程研究的重要內容，一方面，各種數學模型、物理模型、統計模型在環境信息科學中得到大量應用，另一方面，基于環境過程機理的計算機模擬模型、元胞自動機(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環境領域受到重視。數據挖掘與知識發現是從海量數據庫中挖掘和提取對決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規則的過程，筆者在1999年即面向環境信息化與數據挖掘技術的發展，試圖將二者結合，提出“環境數據庫中的知識發現”并進行了初步研究。可視化是表達和傳輸環境信息有效的形式，通過三維可視化、三維模擬實現環境現象、過程的真實感表達，能夠更加逼真地傳輸環境信息。近年來，虛擬現實技術在環境科學與工程領域的應用中受到了研究人員的重視卿。“虛擬地理環境”是虛擬現實技術支持下地球科學研究的創新平臺，依托這一平臺，能夠進行環境科學與工程相關的理論研究、技術開發、工程實踐、模擬決策等活動。針對環境信息技術集成應用的趨勢，聶慶華提出了“數字環境”的概念，數字環境是環境信息化的過程和結果，是三維顯示的數字虛擬環境，包括環境信息數字化、環境信息傳輸網絡化、環境分析模型化和環境空間決策的智能化、環境過程和管理可視化。盡管國內目前在環境信息科學各個分支方向的研究非常活躍，但缺乏整體性、系統性的認識和探討。本文在分析環境信息科學研究進展的基礎上，基于環境信息流和信息分析處理構建了環境信息科學的體系結構，并以煤礦區環境監測治理與管理為例，全面分析了環境信息科學理論、方法與技術的應用，以期促進環境信息科學研究及其在構建和諧社會、推進可持續發展中的應用。

2環境信息科學的體系結構及其在煤礦區的應用

2.1環境信息科學的體系結構盡管環境信息科學的概念提出已有近20年的時間，但從目前國內外研究的現狀來看，對于環境信息科學的概念、學科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環境信息科學研究計劃中界定的范疇也不盡相同。因此，從促進環境信息科學研究的視角出發，首先需要對環境信息科學的體系結構進行界定。HuangGH等川提出的環境信息科學的構成要素及相互之間的關系，這是當前引用較多的環境信息科學體系結構。，環境信息科學是多學科集成的領域。傳感器綜合技術和通信技術的發展使得大尺度地面采樣技術成為可能，處理不同特征、尺度和復雜性問題的模型綜合成為新的挑戰，包括不同模擬、優化、評價模型以及相關信息技術與平臺的合并，不同技術輸人與輸出之間的聯接，社會經濟因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎上，HuangGH等提出基于環境信息科學研究的環境決策支持系統計算機系統，USGS的研究報告’)中，將環境信息科學定義為:環境信息科學是為加強對不同復雜程度的環境現象的理解，并提出新的認識的，集成物理、生物學、計算機和信息科學的多學科方法的研發、試驗和應用的學科。不同定義都強調環境信息科學的多學科交叉、以信息技術為支持、解決復雜環境問題的特點。Huang等川的觀點顯然更強調以遙感、地理信息系統和GPS技術為基礎的空間信息技術與環境科學和工程的交叉，而USGS的定義則重點強調了現代計算技術、人工智能等在環境領域的應用，特別是USGS在其未來環境信息科學發展規劃中重點強調了計算智能等技術的應用。基于以上觀點以及國內外研究的進展，結合我們的研究實踐與認識，以環境信息流和環境信息處理分析為主線，可以構建環境信息科學的體系結構環境信息科學的理論基礎來源于面向環境科學與工程領域需求的多學科理論交叉，技術支持在于面向環境信息流的多技術手段集成，最終通過不同學科領域方法模型的綜合，實現環境科學與工程各個階段、各個過程的目標和任務。因此，需要從多學科理論交叉與多技術手段集成的角度推進環境信息科學研究。

2.2環境信息科學在煤礦區綜合應用的研究從一定意義上來講，環境信息科學并不是一門獨立存在的新興學科，而是諸多學科的交叉和集成。不同學科在研究過程中，特別是遙感與地理信息系統應用、資源環境規劃與城鄉管理、環境影響評價、信息科學、計算機技術等領域都從不同的角度開展著與環境信息科學密切相關的內容，這些學科的研究成果是促進環境信息科學發展的基礎和關鍵。換言之，以前進行的研究工作往往是從環境信息科學的開展的相關論題研究，其重點還在于不同學科方向，但已經構成了環境信息科學研究的基礎層。為了促進環境信息科學的研究，需要改變從外部到內部的“包圍型”研究模式，努力推進從核心到的“拓展型”發展模式，即從環境信息流出發，組織和集成相關學科的研究，特別是在不同學科交叉鏈接的關鍵論題上開展深入研究，以便形成適應環境信息科學體系與研究需求的理論方法體系和應用技術系統。煤礦區作為1種以資源開采為驅動力發展起來的特殊地理區域，由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區)破壞上覆巖層原始應力狀態，導致地下水流失、地面塌陷，進而引發土壤污染、水土流失，礦山排研形成的研石山壓占大量土地，堆積物導致嚴重大氣污染和土壤損害，甚至引發各種地質災害。因此，煤炭區是1種典型的由于礦山開采導致的景觀破壞、環境污染、生態退化的復雜區域，煤礦區的環境問題具有明顯的復雜性。目前，對于煤礦區生態環境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發研究開采沉陷與地表變形預計、監測與治理;(2)從煤礦區土地資源管理角度出發研究煤礦區土地利用/覆蓋變化與生態響應;(3)從煤礦區地質環境角度出發研究礦區地質環境評價與地質災害預防，(4)從煤礦區水資源環境角度出發研究礦井水害、水污染與水資源調控;(5)從景觀格局生態學角度出發研究煤礦區景觀格局;(6)從地理環境演變角度出發研究煤礦區地理環境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應用角度出發研究礦區資源環境遙感與信息系統;(8)從大氣污染角度出發研究煤礦區大氣污染評價與控制;(9)從經濟學角度出發研究煤礦區環境經濟評價;(10)從管理學與可持續發展角度出發研究煤礦區環境規劃、環境管理與可持續發展決策;等等。對以上不同視角的研究進行綜合分析，可以看出多主題、多要素的時空環境信息是其中的關鍵，任何視角的研究都需要充分的信息和數據的支持、需要環境信息和背景信息的集成、需要計算機信息系統和分析工具的支持、需要環境知識和其它領域知識的交叉和集成。因此，從環境信息科學的角度出發，可以集成現有的研究工作，充分應用相關學科已有研究成果，通過成果整合與集成，在推進環境信息科學研究的同時，也進一步推動相關領域的研究。實現整合的關鍵在于不同研究視角之間的關聯關系構建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統相互作用。按照該研究框架，煤礦區環境信息科學的重點在于多學科研究的交叉點，主要包括:(l)基于采礦環境影響機理的模型建立、參數獲取;(2)各種環境模型的建立、參數提取與模型驗證(面向環境系統分析的環境評價、污染擴散、環境演變模型和面向環境管理決策的規劃模型、優化配置、動態演變模型以及環境保護治理與生態重建方案設計);(3)面向環境監測的遙感信息源選擇與圖像處理、環境信息提取與分析，以及組織、集成與管理多種環境相關信息的數據庫設計與建立;(4)環境信息系統、地理信息系統平臺下的模型解算與解釋、分析結果可視化與應用;(5)集成信息、模型、數據庫、系統、知識的環境決策支持系統(專家系統)構建。(6)資源一環境一人類一計算機系統中的信息流與信息應用。

篇2

（邵陽學院，湖南 邵陽　422000）

摘　要：在人類知識體系的十一門類中，自然科學和社會科學是最重要的兩個組成部分，地理科學則將兩者巧妙地結合到了一起。在人類五大開放系統中，星際系統和社會系統是重要的兩個組成部分，地理系統在二者的結合上也發揮了重要的作用。本文首先介紹了地理科學的地位和理論體系，然后介紹了地理科學和可持續發展之間存在的聯系，最后在可持續發展戰略下對未來地理科學的發展趨勢做出了展望。

關鍵詞 ：地理科學；可持續發展；地理系統工程

中圖分類號：P90-4

文獻標志碼：A

文章編號：1000-8772（2015）08-0236-01

收稿日期：2015-02-06

作者簡介：張軒凡（1992-），男，海南澄邁人，本科在讀。研究方向：地理科學。

綜合性和實踐性是近代地理科學發展所體現出來的主要特點。地理科學的發展逐漸走向了數量化，地理科學的理論體系與社會生態以及其他學科都有聯系。當前，地理科學的發展要按照錢學森教授所建立的科學思想，加大對地理科學的研究力度，加大在地理科學上的科研投資，這對解決我國甚至是世界范圍內的環境污染、人口增長、以及區域發展等問題上具有重要的意義。

一、地理科學的地位及基本體系

（一）地理科學的地位

在錢學森教授總結的全人類研究的科學體系中，地理科學是十一個研究學科之一。地理科學在人類認識世界中發揮了重要的作用，同時，地理系統又是五大開放系統的重要組成部分。在人類知識體系中的十一門類中，自然科學和社會科學是其重要的組成部分，地理科學將兩者巧妙地結合到一起，地理科學的地位之所以得到提高，是為了制定可操作性的可持續發展的目標。

（二）地理科學的科學體系

現代地理科學的科學體系有很多分類，馬藹乃曾將地理科學體系分為三個基本層次：以基礎理論為主的理論地理科學；以技術科學為主的地理信息科學；以工程技術為主的地理系統工程，下面進行詳細的分析。

1. 以技術科學為主的地理信息科學：原來的地理生態系統分為大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈四部分，之后有關學者對其進行擴充，將人類圈、外層空間圈、地形圈和土圈納入了其中；在社會系統上分為經濟基礎圈，上層建筑圈和意識形態圈。為了將各個圈層中的共同和不同區別開來，將基礎的突破圈層結構深入到了獨立因子層。為了建立地理信息模型，對獨立因子層進行分析研究，之后在分析的基礎上建立了地理相似準則，通過地理信息模型的建立能夠很好地對未來地理現象進行預測。

2. 以技術科學為主的地理信息科學：對基本的地理信息進行整理和模型計算，在此基礎上得到的模擬地理工程，為我國的可持續發展總結經驗。在進行地理觀測、地理地位、地理實驗的數據處理上，一般用地理信息科學的相關技術進行分析。

3. 以工程技術為主的地理系統工程：地理系統工程是一個較為復雜的工程，其主要的任務就是處理好人地系統中的人地關系。地理系統工程和地理科學理論有著密切的聯系，地理系統過程的健康發展能夠實現地理科學的快速發展。

二、地理科學和可持續發展之間的相互關系

地理科學發展之初是“地理環境決定論”，之后過度到“人類中心主義”，接著又發展到當前的可持續發展階段。地理學科因為自身存在的特點，與可持續發展存在著一定的聯系，可持續發展的基本理論研究是地理科學研究的重要組成部分。

（一）研究主題

處理好人與自然的關系，是可持續發展研究的最終目的，這也正是地理科學研究的主題。

（二）研究內容

可持續發展主要的研究內容就是處理好人口、環境、資源等在人類社會發展中存在的問題，可持續發展研究的內容，絕大部分都是在地理科學的基本場所——地球表層上進行的。可持續發展研究的各個領域涉及到地理科學研究領域的很多方面。

（三）研究優勢

可持續發展基本理論的研究最終是要在不同的區域落實，而區域開發恰好是地理科學研究的重要領域。在進行可持續發展研究時，要明確具體的研究范圍，在明確研究范圍的前提下進行操作才具有可行性。目前，我國很多區域的發展中都貫徹了這一思想，并且已經取得了較好的成果。

三、在可持續發展視角下，對地理科學的展望

人類歷史是不斷發展的。近幾年，人類傳統的發展觀念已經逐漸被可持續發展觀所取代，而處理好人口、資源、環境和社會發展之間的關系，解決好他們在發展過程中出現的問題和矛盾成為當今中國發展的主題。地理環境是人類賴以生存的基礎，可持續發展基本思想的落實必須以地理環境為基礎，可持續發展是未來地理科學發展的主要方向，將會對地理科學的基本理論體系產生沖擊，地理科學將會迎來新的發展趨勢。

在可持續發展的視角下，地理科學朝著綜合化、整體化、系統化的趨勢發展，且向技術化和社會化方向傾斜，最終為實現可持續化創造條件。

四、結語

隨著人類社會的不斷發展，人口、資源、環境等方面的問題日益突出，這些問題的解決往往不是單一的學科研究所能完成的。可持續發展觀念的提出，將給地理科學的發展帶來春天。地理科學要結合自身的特點，總結自身的優勢，同可持續發展相結合，投入到社會生產實踐中，從而實現可持續發展研究的地理科學方向。

參考文獻：

[1] 劉凱, 吳國璽. 地理科學發展的哲學思考——以本體論與科技革命視角[J]. 資源開發與市場,2010(8).

篇3

【關鍵詞】地理科學 網絡化 信息化 現代化

20世紀，我國的地理學在科研方向取得了一些驕人的成績，為我國的科學和教育以及經濟建設做出了不小的貢獻。然而在社會一日千里的發展下，給地理科學帶來了危險與機遇，一方面地理學面臨被解體或被覆蓋的境地的嚴峻的挑戰；另一方面，空間技術以及計算機技術等一些高新技術的出現和發展，對地理科學提供了新的機遇。本文，就地理科學的信息化與現代化方面展開進一步的探究。

一、關于地理科學的相關簡介

（一）地理科學的概念。

“地理科學”這一概念，是由我國著名科學家錢學森在1986年提出的，與社會科學、自然科學等學科并列，一共分基礎理論層次、技術理論層次和技術層次三個層次，多在一些師范類學校開設。那么什么是地理科學研究的主要對象呢？實際上就是我們所說的人地系統。地理信息科學的戰略領域一共包括三方面：地理空間和認知模型、地理概念的計算機實現以及信息社會的地理學。為了構建21世紀信息時代新世紀的新興地理學科，地理科學要向著信息化和現代化發展，主要是借助信息化的力量，大力推動地理科學的現代化和結構性調整進程。

（二）新時期地理科學面臨的挑戰。

首先，地球表層系統的復雜性極大，無法以精確的定量進行相關的描述。其次，人地關系變化速度十分快，人類認識與預警能力完全不能跟上其變化。另外，地理學與其它學科之間的競爭相當劇烈，有可能解體或者被其他學科給覆蓋。不僅如此，在地理學科中地球表層系統的模糊性和科學價值精確性兩者相沖突。

（三）地理科學的研究趨勢走向。

關于21世紀地理學研究主要趨勢有著以下的變動：第一，地理學研究生態化，并且地理學開始著手研究人文化；第二，自然地理研究熱點又增加了一個，那就是界面研究；第三，地理學重大題材也在更新，全球研究已經被納入其中；第四，地研究愈來愈受重視，并且在不久的將來很快成為地理學重大領域。

二、關于網絡化對地理科學的重大影響探究

隨著信息技術日新月異的更新，網絡世界正在對人們的生活和工作進行著全新的改變，我國的教育對此也深表重視。而現代地理科學的時空限域，是人類社會已經面臨后工業期以及信息期。據資料顯示，早在1992年美國已經提出了兩門新的地理學科，那就是通訊地理學和信息地理學。美國地理信息與分析國家中心曾經與大學地理信息科學研究會提出了一個新的概念――“數字世界”，在這一中心地理科學戰略領域有三方面內容：信息社會的地理學、地理概念的計算機實現以及地理空間認知模型。

由于受到了信息技術的驚人進步的影響，社會和經濟生活方式也正因此發生著改變，地理學的研究核心――時空觀和人地關系也同樣面臨著更新的挑戰。關于一些傳統的空間觀受到了嚴重的挑戰，信息地理研究出現開始從現實空間向虛擬空間轉變。

三、關于地理科學整體和傳統的優勢的探究

關于地理科學整體的、傳統的優勢主要體現在以下三方面上：

（一）地理科學這門學科，對時間與空間分布規律十分重視，并且強調研究時間與空間相互轉換的問題。通常，我們依據地球自轉和公轉的規律對地理坐標系進行相關的確定。在古代，人們用天文與時間定位來對地球的經緯度進行測定。然而，當年的那些計量地理學太早熟了，但是在如今的網絡時代計量地理學很有可能通過融合區位理論、空間分析，提出一些有助于資源再分配與區域重組問題的新方法。

（二）地球信息資源極大豐富。21世紀的今天，我們可以借助先進的衛星遙感技術對地球進行全天候的觀測。生態網絡臺站、地殼深鉆、冰巖態、海洋浮標、地殼深鉆、地震臺站等等，我們都從其身上看到了自動化的影子，對地球進行多維動態監測以及為相關的虛擬實現提供了足夠的數據。網絡信息時代的帶來，給我們帶來了巨大的機遇，我們要借此對地球信息科學進行大力發展和壯大，并且借助先進的網絡技術大力推動地理科學本身的現代化和結構性的調整。

（三）地理科學是一門取法自然并且以人為本的綜合性學科。古地理科學的體系，主要是以自然地理學為主。在19世紀和20世紀，地理科學進行了一些專業專門化的改變。地理科學這門學科，接觸都是冰川、泥石流、沙漠、湖泊、高原、滑坡、山地等等這些自然現象，關于我國的自然資源與環境特點，在進行地圖測繪以及衛星遙感等一些科研工作時，都要充分考慮到自然因素和社會因素。

四、信息化和現代化下的地理科學的探究

隨著互聯網的發展以及移動通訊技術的出現，關于傳統的時空概念早已經陳舊不堪，如今人們對信息化和現代化下的地理科學進行了一個重新的認識，主要體現在空間結構、商業地理、行為地理、人地關系以及空間形態這五個方面。我們只有通過加大現在的教育改革力度，才能更好地發展地理學科，造就出一批具有符合時代的地理學思想家和戰略家，并且在地理科學研究的過程中對定量化方法進行探究使其符合時代要求，總結、集成以及創新相關的地理學方法論。未來的地理學科的相關重大課題，要緊跟時代的要求和現狀，提高地理科學科研水平，使其研究理論和成果要具有一定的震撼性和權威性。

【參考文獻】

[1]、樊杰.人文―經濟地理學和區域發展研究基本脈絡的透視――對該領域在中國科學院地理科學與資源研究所發展歷程的討論[J].地理科學進展，2011，04：387-396.

篇4

【關鍵詞】測繪；發展；探測技術；應用

測繪學是一門關于地球空間信息的學科，是采用各種方法和手段研究空間對象的定位、描述和表達，動態變化與監測，并將所獲得的各種空間信息進行加工、存儲與處理，使之綜合應用于經濟建設、國防建設、科學研究、社會發展等各個領域中所形成的一門學科。測繪科學既是地球學科的重要分支，又是一門工程應用學科，她服務于各種工程建設，包括地面、空中、地下、水下各種民用工程、礦山工程、海洋工程、軍事工程、環境工程、生態工程等領域。現代測繪科學研究的主要對象是空間信息，而以空間信息理論為核心的測繪學科，與地學、生態、環境、城建土地管理等相關學科都有密切的聯系。現代測繪高新技術，往往是多種專業技術的綜合系統，只有將各類知識融會貫通，構成有機的知識網絡，才能適應現代科技相互交叉、滲透、移植的特點。測繪的范圍從地面擴展到整個近地空間，加之通訊、計算機網絡等信息技術，給測繪學的發展提供了廣闊的發展空間。隨著數字地球構想的實施，測繪學面臨一個歷史性的發展新機遇，傳統的或現代測繪學將以地球空間信息學的新面目立于地球科學分支學科之林，以更強的活力向前發展。

現代測繪技術主要有：（1）空間測繪技術（2）航空、衛星重力探測技術（3）航空航天遙感技術（4）地圖制圖與地理信息系統技術（5）GPS、GIS、RS的三S集成技術。測繪科學與技術下設大地測量學與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學與地理信息工程三個研究方向。

大地測量學與測量工程專業是培養具備地面測量、海洋測量、空間測量、攝影測量與遙感以及地圖編制等方面的知識，能在國民經濟各部門從事國家基礎測繪建設、陸海空運載工具導航與管理、城市和工程建設、礦產資源勘察與開發、國土資源調查與管理等測量工程、地圖與地理信息系統的設計實施和研究、環境保護與災害預防及地球動力學等領域從事研究、管理、教學等方面工作的工程技術人才。

攝影測量與遙控專業是結合攝影測量（解析攝影測量、數字攝影測量）、地理信息系統、圖象信息處理以及遙感的系統理論和有關儀器設備的原理，培養從事攝影測量與遙感技術領域的地圖制作，建立地理信息系統，進行資源調查以及近景攝影測量生產與研究的高級工程技術人才。

地圖制圖學與地理信息工程已從傳統的地圖繪制發展成為運用現代計算機技術與信息通信工程。

現代測繪學的內容廣泛，任務涉及面大，是現代高新技術互相滲透的結果。現代測繪學與傳統的測繪學有所不同，它不只是手段先進，方法新穎，而且其研究和服務的對象、范圍越來越廣泛，重要性越來越顯著。

如上所述，現代測繪學是一門科學性、技術性很強的學科。對于國民經濟建設、國防建設以及科學研究等領域，是一門重要的基礎科學。

在工程建設方面，工程的勘測、規劃、設計、施工、竣工及運營后的監測、維護都需要測量工作。在軍事上，首先由測繪工作提供地形信息。在戰略的部署、戰役的指揮中，除必須究和服務的對象、范圍越來越廣泛，重要性越來越明顯。如上所述，現代測繪學是一門科學性、技術性很強的學科，對于國民經濟建設、國防建設以及科學研究等領域，是一門重要的基礎科學。

測繪工作是國民經濟建設和社會發展的一項前期性、基礎性工作，是構成地理信息產業的基礎和主干。它為國家經濟建設和社會發展提供與地理位置有關的各種專題性和綜合性的基礎信息，其成果是進行資源調查、環境監測、農田建設、能源、交通、水利等大型工程建設、城鄉規劃建設、土地開發利用、重大災害監測預報和科學研究、國防建設以及國家宏觀管理決策必不可少的基礎資料。

隨著空間科學、信息科學和計算機技術的飛速發展，測繪科學技術也進入了一個新時代。目前，國內外測繪科學技術的發展出現了下列主要趨勢：

（1）大地測量自采用快速高精度空間定位技術，特別是GPS技術以來，逐步從靜態大地測量發展到動態大地測量，作用范圍從地球局部區域擴展到全球，研究對象從地球表面幾何形態深入到研究地球內部物理結構及其動力學機制，傳統大地測量理論和技術將產生重大變革。應用大地測量技術對地殼運動和海平面變化進行精確監測和研究，及時對因環境變化而產生的自然災害做出精確預報將受到普遍的重視。

（2）攝影測量的發展經過模擬攝影測量、解析攝影測量時代，已經于本世紀90年代進入到數字攝影測量時代。數字化攝影測量系統已經進入商品化的階段；將數字攝影測量系統與地理信息系統結合，促進了測繪生產過程的數字化和自動化；利用GPS確定航攝外方位元素，從而實現無地面控制點或少地面控制點的航空攝影測量，擺脫繁重的野外控制測量工作。

（3）遙感技術正朝向多種傳感器、多級分辨率、多頻譜、多時相的信息獲取和快速實時的智能化信息處理的方向發展。利用遙感技術對大陸、海洋、大氣等地球環境的變化進行長期觀測和分析，已經與遙感制圖、地球資源調查一樣成為遙感技術的主要方向。高分辨率衛星攝影系統、高分辨率成象光譜儀、合成孔徑雷達等新型傳感器及其影象信息處理系統日益受到普遍重視。

（4）地理信息系統已在某些專業得到應用并進入商品化生產的階段，計算機技術和通訊技術的迅速發展，使GIS向多樣化和分布式處理邁進。在側重信息存儲、數據庫建立、查詢檢索、統計分析和自動制圖等基本功能的基礎上，GIS逐步進入開發分析、評價、預測、決策支持模型以及增加智能化功能的發展階段。

（5）地圖學的發展呈現出多層次、多領域、多時態、多功能的特點，遙感技術、地理信息系統技術、機助制圖技術與多媒體技術的發展將使地圖制圖學的基本理論、技術方法和手段、工藝過程發生根本性的變化。研究解決利用遙感技術和其它手段快速更新地圖信息，實現地圖內容的自動綜合，以及研制實用化專題地圖設計專家系統、地圖自動編輯制版系統和地圖信息分析應用專家系統，是當今地圖制圖技術發展的關鍵。

篇5

關鍵詞：中美高校；地理學專業；課程設置；啟示

中圖分類號：K92

文獻標識碼：A

如何優化課程結構一直是國內高校地理科學專業不斷探索的問題，高校地理科學專業課程的構建對學生在專業方面的知識結構、能力培養、素質養成影響深遠，課程體系特色的積累可形成學生在求職和未來工作崗位上的重要優勢。美國是世界上高等教育比較發達的國家，其地理系的設立比較早，課程設置和地理學人才培養等方面具有豐富的經驗。為此，本文選擇美國近十所重點大學的地理系，對其專業/方向劃分和課程設置進行分析和評價，總結其特點，并與國內高師院校地理科學專業進行對比分析，以期吸收、借鑒美國一些比較成熟的經驗，為我國高師院校地理科學專業課程體系改革和人才培養提供有益借鑒。

1 美國大學地理學專業課程設置概況

美國高校的課程設置和國內有很大的差異。由于文化背景和高等教育體制的不同，前者更具獨立性，各院校系所開設的課程各有千秋，而后者統一性卻比較突出。但是，通過調查美國地理專業歷史悠久、師資力量雄厚、有較高知名度的近十所學校（加州大學伯克利分校、賓夕法尼亞州立大學、威斯康星大學麥迪遜分校、明尼蘇達大學、紐約州立大學水牛城分校、愛荷華大學、克拉克大學、華盛頓大學、加州大學圣芭芭拉分校）課程設置情況，了解他們的專業（方向）劃分、應修專業課程數、學校開設專業課程總門數、主要專業必修和選修課等基本概況，還是能夠發現一些共同特點。見微知著，了解美國大學地理學專業課程設置的一般特點和規律，對我國地理科學專業課程改革和人才培養將有所啟迪。

1.1 學位授予和專業（方向）類型

美國大學地理系學生可以申請理學和文學兩種不同學位，這一點不同于中國。比如，在賓夕法尼亞州立大學、明尼蘇達大學主修地理的學生，根據所修課程的不同，畢業時可以拿到理學士（Bachelor of Science，BS）和文學士（Bachelor of Art，BA）兩種學位證書。學院為申請兩種學位證書的學生分別提供了一套完整的地理專業學習方案，相同之處在于均可以學到自然地理和人文地理的基本概念和理論、培養運用地理技術（如繪圖和空間分析）解決實際問題的能力；區別在于文學士偏重學習社會和行為方面的地理學，理論方面的學習和學分要求相對較少；理學士強調地理學的環境視角和地理信息科學，專業性更強和學分要求較高。威斯康星大學麥迪遜分校、加州大學圣芭芭拉分校、愛荷華大學、華盛頓大學的地理系也都有BA和BS的區分，其余很多學校則沒有該區分。

由于美國大學可根據自身學科發展情況設置專業或方向，名稱也可不同。不同院校的同一專業或相近專業的課程設置各有側重。但是，從總體來說，美國大學地理系與我國基本類似，即多數院校涵蓋自然地理、人文地理、地理信息科學三個專業（majiors）/方向（options）/領域（areas）/組群（clusters）（見表1）的課程。比如，威斯康星大學麥迪遜分校地理系分設地理學和地圖學與地理信息系統兩個專業（majors），地理學專業又分出自然地理學、人地關系研究和人文地理學三個方向（options）。賓夕法尼亞州立大學的地理專業設立于地球與礦物科學學院，其地理學理學士分設綜合地理學、地理信息科學、自然地理、人文地理四個方向（options）。明尼蘇達大學、愛荷華大學的地理專業均設立四個主要領域（primary ar eas）。多數高校像賓夕法尼亞州立大學一樣，不分專業，只劃分不同方向，學生根據自己的興趣及將來所要從事的職業，通過選擇不同的課程來達到不同方向的學分要求。

1.2 課程開設基本情況

美國大學的課程體系分為兩大模塊，分別為通識教育模塊和專業教育模塊。本文主要介紹專業教育模塊的課程設置。各學校所開設的專業課的門數和種類很多，不僅涵蓋了地理學主干理論，還涉及到各個細小分支學科以及理論與現實問題的結合。專業課和我國類似，也分為必修課（core or required）和選修課（selectives）。所有專業課分為不同的課程組，學生只需在每個課程組中選擇滿足學分要求的課程即可達到畢業要求。比如，威斯康星大學麥迪遜分校地理系將開設的專業課分為五個課程組（five groups），分別為：自然地理、人文地理、人與環境相互作用研究、區域與全球系統研究、制圖與地理信息科學。每個組均包括基礎、中級和高級三個層次的課程。一些交叉性的課程分別開設在不同的課程組里，學生只需選擇其中之一即可。一般來說，課程編號的首位數字越大代表所開設課程越難，一些較簡單的課程（一般為學科基礎課）主要面向低年級學生開設，較難的課程（多為研究和應用型課程）僅向高年級的學生（本科三四年級以及研究生）開放。對主修、輔修或雙學位地理專業的學生，要求其選擇不同數量的不同課程組課程。

2 美國大學地理系課程設置總體特點

2.1 方向劃分相對自由.突出學校優勢并注重學科交叉

由于美國大學在專業或方向劃分上相對自由，不同學校可根據實際情況設立適合自己的專業或方向，并且，在設置專業或方向時充分彰顯研究優勢。比如，俄亥俄州立大學地理本科教育在全美排名第四位，在環境與全球化研究方面有專長，該校就設立了“環境與社會”、“大氣與氣候研究”、“城市區域與全球研究”、“GIS與空間分析”四個方向。克拉克大學地理本科教育在全美排名第一，根據自己學校的特長設立了“全球環境研究”和“地球系統科學”兩個方向；明尼蘇達大學設立了“人地系統整合研究”方向。紐約州立大學水牛城分校地理系已經形成了“空間分析”、“區域研究”、“人地關系”、“地球科學”4個傳統優勢，因此設立了“城市與區域分析”、“地球系統科學”、“國際企業與全球貿易”等方向。

此外，在設置方向時，注重地理學與其他學科的交叉。比如，明尼蘇達大學的“生物地理學”、愛荷華大學的“地理與社會變化”、俄亥俄州立大學的“環境與社會”、華盛頓大學的“環境、經濟和可持續發展”、“全球化、健康和發展”等方向體現了地理學與生物學、社會學、經濟學、環境科學、醫學、地質等學科的交叉。學科間的交叉有利于學科之間相互滲透及邊緣學科的發展，也有利于學生的知識結構趨于多樣化和畢業后就業。

2.2 緊密結合全球變化.突出人文關懷

美國大學在課程設置上注重結合全球變化，對與全球人類生存、生活相關的方向特別關注，對于自然環境的變化、社會文化及人口的變化、人類與環境的交互發展等均非常重視。比如，加州大學伯克利分校開設“全球化”、明尼蘇達大學開設“我們正在全球化的世界”、俄亥俄州立大學開設“不平等的發展與全球化”等課程。賓夕法尼亞州立大學開設“能源政策發展”、“發展中國家地理”、“全球變暖的人類影響機制”、“財產與全球環境”、“全球經濟中的勞動力”、“國際事務中的地理環境”、“權利與公平”等課程。華盛頓大學開設“數字地球”、“俄羅斯景觀變遷”、“女性與城市”、“城市社會公平”、“健康地理”、“全球經濟遷移”、“潮濕熱帶的生態可持續發展”等課程。這些課程的開設有利于培養學生對全球變化和當代政治與經濟的關注與思考，使其養成敏銳的洞察力與深刻的分析能力。

2.3 區域地理和鄉土地理特色突出

課程設置的多樣性和靈活性是美國大學的一個突出特點。國家對地理系的課程設置有一個官方的基本標準，但是各個學校在具體實施時具有充分的靈活性和自主性。特別是選修課，可以充分根據地域特點和學校具體情況進行設置。像賓夕法尼亞州立大學、威斯康星大學麥迪遜分校、華盛頓大學等開設的選修課涉及到細小分支學科、世界區域地理、美國鄉土地理等，比如“婦女地理”、“法律地理”、“更新世冰川地質”、“全球氣候變暖爭論”、“森林地理”、“東亞政治經濟發展”、“非洲地理”、“美國西部”、“西歐歷史地理”、“北美歷史文化經濟”、“美國種族階層和貧窮地理”等。

2.4 強調地理技術類課程.重視實踐環節和科研能力培養

地理技術類課程在美國高校地理學專業課程中占比例較大，極受重視，各校地理系普遍開設有諸如計量地理學、地理信息科學原理、GIS和空間分析、GIS應用、野外調查、制圖設計、遙感等課程。該類課程可作專業方向課程，而且一般為專業必修課程（見表1）。并且，該類課程一般會占到專業必修課課程數量的1/3～1/2和應修課程數的1/4左右。

美國大學實踐和研究性課程種類較多，有“獨立研究（Independent Study）”、“研討（Seminar）”、“專題（Topics）”、“論文（Thesis）”、“實習（Internship）”等各種類型，并且所占學分較多。在明尼蘇達大學，“繪圖實習（Cartography Internship）”占2-7個學分，“專題（Topics）”占3學分，“新生研討”（Freshman Seminar）占3學分，“高年級項目研討”（Senior Project Seminar）占4學分。學生在各種實踐和研究性課程學習中，需要做到主動參與而非被動接受，通過查閱各種資料、共同討論以及撰寫作業或論文，真正鍛煉了利用所學地理知識獨立思考、解決實際問題的能力，使學生將來能夠更好地從事科研和各項工作。

2.5 選修課門類眾多.授課方式靈活多樣

美國大學地理選修課程“廣而多”，內容豐富，涉及面寬。不過，要完成畢業目標對學生的學分要求并不是非常高。如表1所示，六所大學學生應修的專業課程數從十幾門至二十幾門不等，但是學校開設的課程總門數則多達幾十甚至上百門，這樣學生自主選擇性強，可以選修那些自己感興趣或者對自己將來的發展有幫助的課程。

其次，各門選修課程開設的頻率不同。在威斯康星大學麥迪遜分校，一些主干課程（如全球自然環境、環境自然系統、人文地理學導論、城市導論、區域發展與規劃等）每學期都開設，部分課程（如氣候學、自然環境分析、全球變暖爭論、美國西部、歐洲地理、土壤地理學等課程）是一學年或隔年開設一次，而有的課程（如地貌學、高級景觀地理、歷史環境變遷、人類活動空間組織、人口遷移與分散、西方社會健康與財富等課程）僅偶爾開設。

第三，美國教師在授課方面具有相當的自主性和靈活性。學生上課大多沒有固定教材，學校給出的課程大綱也只是導向性的，因此，同一門課程可能會因不同的授課教師而強調不同的方面。每個學生所選修的課程都不盡相同，常常是選修同一門課的學生都在一起上課。

3 國內高校地理科學專業人才培養和課程設置

3.1 人才培養目標

作為高等教育的傳統專業，地理專業已在我國近百所大學開設，這些大學絕大多數是高師院校，少量是綜合性大學。部屬高師院校，往往既有地理科學專業，也有地理教學專業（師范類）；綜合型大學，只有地理科學專業；省屬高校，往往僅有地理科學（師范類）（見表2）。師范類和非師范類在人才培養目標上有較大區別。比如北京師范大學地理學與遙感學院就明確指出，“地理科學專業旨在培養優秀地理科學研究的后備人才和從事教學、科學研究、開發和管理工作的高級專門人才，或繼續攻讀碩士、博士學位的人才”，“地理科學（師范生）旨在培養運用現代教育技術開展地理學教學、熱愛教學事業的優秀中學地理教師”。簡言之，非師范類以培養從事地理科研的人才為主，師范類以培養中學地理教學骨干為主。

3.2 課程設置整體狀況

師范類和非師范類人才培養目標的不同直接決定了課程設置上的差異，最突出地表現在師范類學生要修滿教師教育課程。不論是綜合性大學還是高師院校，不論是部屬還是省屬高師，所開設的專業課程都基本圍繞自然地理、人文地理、區域地理、地理技術4個主題組建專業課程群，減少相互重復和過度交叉，使課程之間關系清晰。這一點類似于美國將課程分為不同的課程組，既著意培養學生堅實而廣闊的學術基礎，又增加了學生選擇的自主性，讓學生選擇自己感興趣或想要深入研究的某個領域，從而更好地與未來工作和研究生教育相銜接。在傳統課程和優勢科研領域的基礎上，各高校確認和新設了一些主干和特色課程，如南京大學開設“海洋科學導論”、“中國水問題”等課程；華東師范大學開設“河口與海岸”、“流域過程”、“城市環境過程”等課程。

由于地理專業非師范類學生不必學習地理教育課程，所以，為他們設置的專業選修課程門數遠遠多于非師范類。由表2可以看出，為地理科學專業、地理科學專業（師范類）學生開設的專業必修課、選修課基本一致，課程總數大致在40-55門；但是華東師范大學和北京師范大學為非師范類學生開設的專業課程總數分別為73門和84門，既有廣度，又有深度。

3.3 課程設置的不足

通過比較，可以發現，國內高校地理科學專業所開設的專業基礎課和美國基本相同，均主要集中于自然地理學及其分支學科、人文地理、GIS、地理科學導論等。不足之處在于專業選修課程總數偏少，特別是國內高師院校為地理科學（師范類）學生開設的專業選修課數量明顯不足；涉及世界區域地理、全球視野的課程偏少，國內高校很少開設非洲地理、俄羅斯地理、美國地理、加拿大地理、全球化等相關課程；國內課程整體上偏重于理論和宏觀，應用類、綜合類、交叉性的課程偏少，緊密結合社會發展動態變化的課程偏少；雖然國內也有野外實習、畢業論文設計等實踐性教學環節，“前沿講座”類似于美國的“專題（Topics）”，但是缺少類似于美國“研討課”（seminar）和“獨立研究（Independent Study）”的課程，并且國內受實習經費緊張所致，實踐課程越來越形式化。

4 對我國高校地理科學專業課程改革的啟示

4.1 發揮學科傳統優勢.重視實踐應用

一方面，我們可以借鑒美國大學充分發揮自身學科優勢的特點，所設立的方向（或課程組）不必求全，而在于將各自的學科傳統與區域特色在專業課程體系中得以充分體現。另一方面，圍繞社會經濟發展和市場需求，設立一些應用性較強、與實踐結合較緊密的方向，這樣不僅更有利于應用型地理人才的培養，也更有利于激勵教師不斷發展其研究方向和教學科研相互促進。比如，山東省高校地理科學專業可利用山東半島藍色經濟區和黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃上升為國家戰略的契機，增設“山東區域地理”、“山東海洋地理”等課程。

4.2 及時調整選修課.課程設置盡量靈活和多樣化

國內高校應該更加廣泛地開設專業選修課，進一步提高專業選修課的比例，為學生營造一個更加廣闊的專業學習空間。選修課可以根據教學科研需要隨時調整，不要一味拘泥于不變的“剛性“計劃。不論是對師范類還是非師范類學生，都應注意增加實踐應用課程、分支及相鄰學科課程，增加“全球轉向”課程，培養學生應用專業理論解決實際問題的能力和具有學術研究的全球視野。

4.3 強化實踐類課程和課程實踐性教學.著力動手能力

首先，增加地理技術訓練和野外實習的學時數，加大野外實習經費投入和建立穩定的野外實習基地，保證實習時間、實習內容、實習范圍等滿足實踐教學的正常需要。

其次，改變教師傳統課堂授課方式，增加課程實踐性。比如部分課程可以嘗試設計一些學生自學環節和實踐環節，讓學生將自學及實踐成果互相交流，形成類似于美國“seminar”的課堂教學，激發學生學習潛能。

第三，完善本科生參與科研的機制，鼓勵本科生在課程學習之余積極參與教師科學研究。雖然讓每位同學都參與到教師的科研項目中比較困難，但是，可以嘗試小組合作的形式，這樣既培養學生團結協作精神，又能鍛煉運用理論知識解決實際問題的能力。