中国地图制图学与地理信息工程进展报告(2019—2023)

本报告根据2019年以来中国在地图学与地理信息技术方面的进展状况,对地图学理论、数字地图制图与出版技术、国家基础地理信息数据库更新、地理信息技术和产业发展、地理信息应用与服务、地图集编制出版、新型在线地图等方面所取得的成就和进展进行总结,报告最后对中国地图学与地理信息工程发展趋势进行了展望。

地理信息科学专业学生的海洋素养

本文首先分析了海洋素养的内涵,以及GIS专业学生的海洋素养所应包含的内容;然后探讨了培养海洋素养的方式,包括参与海洋相关科研项目、学科竞赛和海洋相关课程的学习与实践等系统训练;最后,以武汉大学地理信息科学专业为例,从课程教学、三创训练和就业趋势等方面分析了GIS专业学生的海洋素养情况,认为地理信息科学专业学生在GIS实践能力方面表现突出,且具有很好的海洋素养。

机载激光雷达的标准化进展分析

在分析美国激光雷达标准化新进展的基础上,以USGS颁布的《激光雷达基础规范》为例,探讨了机载LiDAR标准化的关键技术内容和关键技术指标,剖析了美国激光雷达新技术的标准化特点和优势。研究发现USGS在LiDAR新技术标准的制定、更新以及应用等方面具有一些好的做法,其标准化的模式和思路对于我国测绘地理信息新技术标准的研发和制定具有一定的借鉴和参考价值。

森林火灾应急救援情景演化Web三维模拟——以四川省西昌市泸山“3.30”森林火灾为例

目前大多数森林火灾信息系统局限于对林火要素的单一模拟,对森林火灾应急响应情景演化过程进行综合性表达的系统较少。本文构建基于知识元和元胞自动机的多要素、多事件情景演化模型,采用Cesium创建森林火灾应急救援情景演化模拟的三维地理信息系统;通过四川省泸山“3.30”森林火灾的实际应用案例验证了可行性和有效性。结果表明:系统模型能够较准确地模拟林火扩散范围;系统模拟1 h林火扩散并可视化所需时间约为10s,手动修正火灾扩散范围更新速度快于5s/次;系统可以清晰地模拟森林火灾中火焰扩散、地面扑火、隔离带开辟、飞机扑火等过程中各要素的动态变化。研究成果可为森林火灾灭火救援工作提供决策支持,有助于提高森林火灾应急救援能力,减少火灾对环境和经济造成的损失。

基于纸质出版地图集的在线定制式地图服务研究--以《广东省地图集》为例

随着地图的普及和社会要求的增加,我国出版了大量不同主题的纸质地图集产品,积累了数量可观的、具有研究价值和史料价值的各种专题数据。目前,已有相关研究多在纸质出版地图集的互联网展示及空间分析应用,而在线定制方向仍然缺乏。因此,本文以《广东省地图集》为例,对纸质出版地图集和互联网地图进行比较分析,构建纸质出版地图集的数据优化技术;设计在线地图服务的技术框架,并结合地图切片服务等技术,实现纸质出版地图集的定制服务。结果表明,本服务在个性化地图定制方面具备良好的体验。这说明了研究成果是对纸质出版地图集的良好延伸和拓展,可为进一步挖掘纸质出版地图集数据的价值提供技术参考。

城市三维地图综合表达研究——以深圳市为例

三维地图综合表达是当前时空信息可视化的重要工作之一。现有相关研究缺乏适用于各类型应用场景的通用设计方法;且相较于二维,三维地图表达结构更为复杂,需要表达的空间信息与属性信息更加丰富,导致信息载负量增大,从而在一定程度上制约了三维地图的应用广度与深度。本文首先分析城市三维场景中的信息载负,对城市场景进行解构,引出三维地图的概念并分析其场景—类型—内容的关系,归纳场景中的城市地理要素;其次,从视觉变量、地图符号和设计框架三方面对三维地图常用表达方法进行分析,基于三维视觉变量理论设计三维符号,构建从视觉变量输入到三维符号输出全过程的综合表达方法;最后,以深圳市为例进行比较分析。结果表明:与已有成果相比,在数据体量大大增加的情况下,三维地图量减少了87%,渲染速度提高了约90%。本文方法在同等信息负载的情况下有效减少了符号的复杂程度,优化了三维符号的抽象程度,提高了三维地图的表达效果,这说明具有可行性。

我国测绘地理信息团体标准的发展现状与对策研究

团体标准是我国标准化体制改革产生的新生事物,已成为我国新型标准体系的重要组成部分。目前测绘地理信息团体标准化工作在我国刚刚起步,相关政策只是从宏观上提出对团体标准的鼓励和支持,具体措施和相关管理机制在操作层面上还鲜有明确规定,公众对于团体标准的认知和定位也存在一定的差异。在分析国际上两种主要标准化体制下团体标准定位与作用差异的基础上,梳理了我国新型标准体系中团体标准与国家标准、行业标准、地方标准的关系,剖析了我国测绘地理信息团体标准的发展现状与存在的问题,提出了相关发展对策与建议,为测绘地理信息团体标准的发展和管理工作提供了参考。

地理信息科学一流本科专业核心课程体系设计与实践

随着地理学、测绘科学与技术、信息技术等学科的发展,地理信息科学(GIS)专业核心课程体系面临修订和完善的需求。如何设计适合本专业的课程体系,以及需要参考哪些因素,是亟待讨论的问题。本文在对比分析北京大学、南京大学和北京师范大学GIS专业核心课程体系基础上,详细讨论了武汉大学GIS专业核心课程体系的设计原则和实践过程,提出了影响课程体系设计的若干因素,包括学科支撑、社会需求、师资结构等,可为其他高校GIS专业课程体系设计提供有益借鉴。

兼具核心素养与创新发展思维的三维GIS原理与应用课程建设研究

核心素养与创新发展思维的培养,对于双一流大学本科教育具有重要的意义。本文针对武汉大学三维GIS原理与应用的课程体系建设,从核心素养与创新发展思维培养的角度进行研究,在分析国内外课程开设情况的基础上,提出三维GIS课程的教学目标,并对课程内容、实践设计等进行讨论,旨在通过三维空间思维和创新能力的培养,对提高学生运用三维GIS技术解决实际问题能力的课程体系进行研究,为地理信息科学专业三维GIS领域的课程建设提供有益的参考。

地理信息科学专业的国际化办学模式探索

本文系统介绍了武汉大学地理信息科学专业创新人才培养中国际化办学的研究和实践成果。首先,拓宽学生国际视野和强化国际化办学理念,在全球范围之内“找标杆”,鼓励学生开展创新实践活动;其次,构建国际化课程体系,包括全英文和双语教学课程以及现有一般课程教学材料的英文化,引进实习和培训教材;再次,培养国际化师资团队,包括现有教师队伍的国际化建设和多途径引进国际化教师队伍;然后,开展教育和学术交流,包括人才培养模式的国内外比较、常态化交流渠道建设和国际交流学术基地建设;最后,打造富于学校特色的国际化办学模式,包括开展中外联合课程和以交换为基础的联合教学等。

地图新表达:虚实叠置

著名地图学家、中国工程院院士王家耀说:“地图是表达复杂地理世界的人类最伟大的创新思维。”一直以来,地图世界精彩纷呈,优秀作品层出不穷。相信很多人都曾经有过把各种各样的地图“叠置”起来看的想法,使多种空间数据叠置显示。这或许也是加拿大测量学家罗杰·汤姆林森在1963年首次提出地理信息系统(GIS)这个概念的动因之一,之后他建立了世界上第一个地理信息系统一一加拿大地理信息系统(CGIS),为了能够看得更广、更全和更深入,该系统把地图“叠置”起来,并由此给GIS软件带来了“图层”这个沿用至今的重要概念。

GIS本科教育:开放、开源与开发

随着地理信息知识结构的不断发展,社会人才需求呈现多样性,传统的本科教学方式不足以应对高水平的科研和工作要求,更科学高效的本科培养方案亟待提出。为响应以"成人"统领"成才"的教学指导方针,将GIS的基础理念、专业知识和方法技术贯彻到本科生的教学之中,本文提出GIS本科教育3个创新思想——开放、开源与开发,创建了一套"多学科、多方法、多技巧"的立体式培养方案,结合地理信息科学的专业特点在现有教学方式的基础上进行了突破性的设想和改革,将GIS的本科教学变成一种知识领域更加全面、方法技术更加前沿、实践方式更加多样的专业人才培养模式。该教学理念有利于本科学生充分认识所学知识,在理论基础的支持上能更快速地提升空间思维素养和增强实践开发能力,是GIS本科教育方法上的有益探索。

新媒体语境下地理信息科学专业学生的空间思维培养

空间思维是地理科学认知学习与研究的基本思维模式。为满足新媒体融合背景下地理信息科学专业的素质人才培养需求,本文设计了包括地理空间模拟体验、空间信息地图绘读、隐喻信息语义认知和地理系统综合分析等针对空间思维能力训练的教学内容;明晰了地理空间思维在信息感知与整理、隐含信息挖掘、信息表达视觉化、行业服务支撑、空间治理决策等新媒体信息深度挖掘方向上的应用。本文研究有利于本科学生充分利用新媒体学习工具、系统化专业知识体系和提高自身地理空间思维素养,可以为地理信息科学本科专业教学提供有益的探索。

基于Flash技术的专业互动多媒体网络地图的构建

在介绍专业互动多媒体网络地图及 Flash技术特点的基础上 ,分析利用 Flash技术构建专业互动多媒体网络地图的解决方案 ,并着重讨论在 Flash技术支持环境中地图数据在客户端与服务器端的获取与组织方式 ,以及实现地图信息查询的方法。

地图应用新场景:智能汽车

地图作为描述客观世界的载体,通过精确、定量的符号表达空间的位置、形态等信息,揭示不同场景下人、事、物的复杂空间结构和关系,指导人们认识和改造客观世界。无论是城市规划中的道路布局设计、紧急救援中的最佳路线选择,还是物流配送中的路径优化,地图都发挥着不可或缺的作用。近年来,科技革命和产业变革推动汽车工业迈向智能化发展,催生了具备环境感知、智能决策和自动控制功能的智能汽车,为地图提供了全新的应用场景。

地图新交互:时空动态

人类与世界的交互是一个多维、复杂且不断演变的过程,人类感知、学习和探索等行为无一不体现出对客观世界强烈的好奇心,正是这种好奇心驱使人类一次又一次地进行技术革命。进入ICT(信息与通信技术)时代后,层出不穷的新技术使得人类能更轻易地接收和理解客观世界反馈的信息,如智能穿戴(新终端)、5G网络(新通信)和人工智能(新计算)等。

地图新感知:激光点云

人类始终在追求用更为精确的方式来捕捉、描述和表达复杂的现实世界。感知能力是人类对复杂现实世界进行认知和理解的基础。何为感知?“感”是指通过感官接收客观世界的信息,“知”则是基于这些信息形成对现实世界的初步认识。“感”在不同的阶段具有不同的含义。在古代,“感”体现为人类通过自然感官(如视觉、听觉、触觉等)来理解和解释客观世界。

区域电子地图工程设计模式研究

在大量实践的基础上,总结并设计了一种任务驱动型工程建设模式,以便使新系统开发者更容易理解其设计思路,作出有利于系统复用的选择,最终为同类实践活动提供可操作的参考方案。

地理信息科学专业学生三维GIS实践能力培养

新型智慧城市建设进程导致三维GIS实践能力成为地理信息科学专业学生核心竞争力,这给地理信息科学专业实践教学带来新挑战。本文针对地理信息科学专业学生三维GIS实践能力培养新要求,探讨相应教学内容和实践途径:从三维数据表达视角看,包括三维场景认知和三维模型构建;从三维空间分析视角看,包括空间坐标系、三维空间算法和空间分析应用等;从三维GIS系统开发视角看,包括三维数据服务、三维场景构建和三维系统开发等,可为国内地理信息科学专业建设提供有益探索和参考。