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。

地理信息科学专业学生数学素养的培养

地理信息科学专业涉及地理学、测绘学、数学、计算机等多个学科,就培养角度而言,地理信息科学一方面强调地理学和测绘科学的知识学习,另一方面强调以数学素养为代表的素质教育。本文重点探讨了数学素养、核心要素和专业课程学习之间的关系,并探究实践对数学素养培养的影响。以武汉大学地理信息科学专业4届学生成绩为例,分析了数学素养及其与专业课程学习之间的相关性。分析结果表明:数学素养有助于地理信息科学专业课程的学习和深化。地理信息科学专业课程教学中需要激发学生的数学思维,这样不但有助于学生数学素养的提升,更加有助于对专业课程的理解和升华。同时,实践是检验和锻炼数学素养最好的方式,学生应在实际实践中不断提高自身数学素养与综合能力。

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。

省级土地整理项目动态管理信息系统设计与应用

研究目的:通过信息化手段解决省级国土主管部门的土地整理项目管理问题。研究方法:系统分析法,实例验证法。研究结果:设计了系统的数据库及软件功能结构,并设计了时空数据的一体化存储管理方案,实现了多部门多层级之间的数据共享接口、项目动态监管模型以及项目预警模型。研究结论:系统成功的应用于广西壮族自治区土地整理项目管理工作之中,该系统设计方案可行有效。

基于插件技术的多用途土地评价信息系统研究

研究目的:研制多用途土地评价信息系统,实现不同类型评价业务、评价方法模型的系统集成。研究方法:在分析与归纳现有评价技术流程的基础上,建立多用途土地评价的"业务结点—业务过程"逻辑关系模型,并设计包含数据接口、专业算法和应用表现等层次结构的评价业务插件和调用插件的宿主程序架构。研究结果:开发了土地评价业务结点插件库,在统一的数据库和软件平台上,实现了多用途土地评价业务需求环境下的系统功能集成。研究结论:基于插件思想设计的业务结点插件和宿主模型,有效地解决了多用途土地评价业务的系统集成问题,开发的评价业务结点插件库提高了相关业务系统的开发效率。

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。

开发区土地集约利用评价省级成果管理系统研究

研究目的:研制开发区土地集约利用评价成果管理软件,实现省级行政区划范围内开发区土地集约利用评价项目成果数据的规范管理,为决策应用提供分析支持。研究方法:从开发区、时点、专题、格式等角度分析项目成果数据特征并设计系统的数据模型,根据项目成果数据汇总、管理与应用的业务需求设计系统的运行环境、功能结构和关键的技术方法,运用ArcGIS EngineV 9.3组件和高级编程工具Visual Studio 2008实现系统软件的开发。研究结果:基于ArcGIS的Personal Geodatabase设计关系数据模型,实现了"多开发区、多时点"的集约利用评价项目的"多专题、多格式"成果数据集成存储,设计并开发了结合C/S与B/S架构的成果管理系统软件。研究结论:本文研究设计的系统软件有效实现了开发区土地集约利用评价成果数据的提交入库、审查、统计分析等业务,对省级国土管理部门实施开发区土地的集约利用监管与调控具有重要意义。

临海市基本农田信息化建设及具体应用

分析了基本农田信息化建设的现状,提出了临海市基本农田信息化建设的总体框架。阐述了基本农田信息系统的建设,以及基本农田信息系统的具体作用。对于各地的基本农田信息化建设具有一定的借鉴意义和价值。

城市住宅房产税征收对武汉市土地财政收入影响分析

旨在预测住宅房产税征收对武汉市土地财政收入的影响,为政府制定房产地产市场调控政策提供参考.设计了以住宅房产税税率和征税房产比例为输入变量、土地财政收入为输出变量的结构化预测分析模型,结合武汉市房地产市场情况确定了模型的相关参数指标,在参考国内外住宅房产税征收相关指标的取值范围基础上确定可行的住宅房产税税率和征税房产比例指标组合,对武汉市的土地财政收入指标的变化进行了预测分析.研究结果表明:武汉市各级房产地产市场的土地收入都将会受到住宅房产税征收影响随征税房产面积比例、住宅房产税税率的增加,土地财政收入变化总体上呈现由负到正的增加趋势,其中一级房地产市场的住宅用地出让收益和二级市场的商品房开发税费、商品房交易税费下降,三级房地产市场的二手房交易税费上升.房产税征收总体上不会导致土地财政收入断崖式下降.维持武汉市土地财政收入不变较为合理的征税房产面积比例、住宅房产税税率的包括[15%,1.0%]、[20%,0.8%]、[25%,0.7%]3个指标组合.武汉市政府财政收入对房地产业的依赖程度较大,在我国住宅房产税政策逐步推进和城市土地供给紧缩的背景下,具有重要意义.

基于多目标微粒群优化算法的土地利用分区模型

土地利用分区实质上是一个多目标的土地利用空间优化问题,将传统分区方法用于解决多目标优化问题明显不足。该文提出了一种基于多目标微粒群优化的土地利用分区模型,构建了土地利用分区的属性约束指标,提取4个能够体现土地利用分区目的及意义的目标函数,即分区间差异性最大区内相似性最强、空间分区集中连片、土地利用效益最大化、土地适宜性评价指数最高,同时考虑了土地利用分区图上最小图斑面积、用途区面积、用途转换规则3类约束条件,并详细阐述了算法的核心思想、编码策略、状态更新机制及其算子等内容,最后以湖北省宜城市为例,对模型的可行性和有效性进行验证,结果表明通过对目标的权重调控可以得到不同目标偏好的土地利用分区方案,该文所构建模型在土地利用规划实践中具有可操作性。

城镇商业用地基准地价的容积率修正系数编制新方法

研究目的:建立一种具有理论基础的城镇商业用地基准地价容积率修正系数编制方法,为宗地评估提供更科学的参数标准。研究方法:基于竞租理论和最大效用原则等理论综合分析房屋楼层用途分布的经济驱动和土地收益随楼层递增而递减的变化特征,确定了均质区域内存在楼层用途由商业向住宅转换的分布特征及以转换层为临界点的收益分段递减规律;据此设计了以商业与住宅用地级别叠加划分均质区域R、统计方法确定临界楼层k、住宅级别基准地价确定临界楼面地价P的参数确定方法,基于城市房屋重置价格和典型楼盘的楼层售价的剩余法确定k+1层—顶层之间地价比值作为商业楼层系数并计算商业楼层地价,继而结合商业首层楼面基准地价回归分析拟合第1—k层之间的商业楼层修正系数;以此统计不同容积率和建筑密度条件下的宗地地价与基准地价的比值作为修正系数值。研究结果:基于上述思路设计了针对城镇商业用地基准地价容积率修正系数的系统编制技术流程,以四会市城镇商业用地基准地价容积率修正系数编制进行了实例说明。研究结论:本方法在广东省汕头市潮阳区、四会市、饶平县等城镇基准地价评估中得到实践应用,验证了其可行性与合理性,丰富、完善了中国基准地价评估的技术流程。

基于主成分Logistic模型的退耕还林工程农户参与意愿分析——以四川省雅安市为例

分析新一轮退耕还林工程四川省农户参与意愿的影响因素,可为优化实施政策提供参考。以参与意愿为因变量,以工程项目政策、农户自身条件和区位影响等3类因子指标为自变量,构建了造林营林和林下种养两类项目农户参与意愿的Logistic模型,并设计了主成分回归的求解方法。以四川省雅安市为抽样区,调查获得了246个农户的意愿问卷,分析结果表明:主成分Logistic模型拟合精度较高、回归系数符合参与意愿的影响逻辑判断;影响农户参与造林营林项目意愿的因子有户主年龄B1和产品产生周期长短A7综合的主成分因子H11、启动资金保障A4,反映了农户对该类项目回报周期过长、初期资金不足等问题的担忧;影响农户参与林下种养项目意愿的因子为家庭劳力规模B3、项目区的区位C2,反映出该类项目受家庭劳动力不足、因地区远而产品经济难实现的制约影响。本文针对上述问题给出了提高农户参与积极性的政策建议。将先验分析和回归分析有机结合的主成分Logistic建模克服了纯数理统计方法的局限性,研究区具有地域代表性,可为类似地区退耕还林工程实施提供借鉴。

基于PSR模型的南方丘陵区土地整治可持续性评价——以武冈市为例

土地整治可持续性对维持社会经济的可持续发展具有重要意义,而目前针对南方丘陵区的土地整治可持续性研究相对较少。根据南方丘陵区土地整治区域特征,引入PSR模型,从土地整治社会福利、生态安全和资源经济三个层面出发构建可持续性评价指标体系,并以武冈市的土地整治项目区为样区,实现对该项目区的土地整治可持续性评价。结果显示:项目区土地整治社会福利、生态安全和资源经济三个层面的可持续性得分分别为0.815、0.732、0.753,可持续性评价综合得分为0.768。表明该项目区的土地整治工作具有中度可持续发展能力,在今后的土地整治工作中,应更加注重生态环境的改善,并在项目完成后加快相应规划的实施以确保土地整治项目所带来的成果得到充分利用。

基于耕地产能的区域人口承载压力研究——以广东省潮州市潮安区为例

旨在构建一套基于耕地产能分析区域人口承载压力的完整方法流程,以适应自然资源评价的系统化需求。在承载力概念基础上基于供需均衡关系定义了人口承载压力的基本计算框架,界定了公式计算所需的耕地粮食单产、人均热量消耗两类参数指标及包括无压力、压力平衡和压力过载等压力状态的分类标准,基于区域耕地产能核算成果、人口规模设计了区域人口承载压力的统计方法流程,拓展应用四象限分析法实现压力驱动原因的分析。以2015年潮州市潮安区为对象进行了实证研究,测算得到小康生活水平下全区粮食总需求216 335.91t,耕地粮食实际产能、人口承载力和人口承载压力指数分别为171 535.53t、816 834人和26.12%,人均耕地、利用效率和土地质量等综合影响导致不同乡镇压力差异化;提高土地利用强度或综合优化耕作系统可使区域耕地粮食产能、人口承载力和人口承载压力指数分别达到269 423.38t、1 282 967人和-19.70%,292 690.50t、1 393 764人和-26.09%,潮安人口承载压力可得到缓解;方法系统性得到了验证。研究解决了当前基于粮食安全的人口承载压力分析方法流程的完整性问题,可为区域耕地保护、粮食调配提供决策支持。

基于网络线索法的耕地质量监测采样野外调查设计

研究一种将人力、物料、时间等资源配置与业务流程设计集成的网络线索法,为耕地质量等别监测采样的野外调查方案编制提供技术支持。按照"先对象定位,再采样调查"的基本线索,以野外调查采样的对象集、事务集为结点,以调查对象遍历的空间路径和调查事务实施的逻辑路径为网络弧段,构建了复合网络模型;在此基础上设计了包括资源需求汇总、事务资源配置以及人员事务调度等内容的模型应用方法;以湖北省阳新县2015年度耕地质量监测为实例进行了方法验证。实例应用说明基于网络线索法可以:(1)梳理耕地质量监测采样野外调查完整的事务逻辑关系,实现调查方案的总体业务流程设计;(2)实现调查人员,包括运输、采样和记录工具的物料资源以及调查时间等3大类要素的需求汇总统计;(3)实现每一个事务结点所需调查人员配置、物料资源的分解及前驱后继传递关系配置;(4)明确每一个调查人员的业务顺序分工、承担事务结点的任务内容与使用的物料资源。网络线索模型显化了事务与资源之间的逻辑关系,可以很好地为耕地质量监测类似的、具有多任务并行特点的野外调查采样的工作实施方案设计提供方法参考。

地图历史与文化课程思政建设探索

地图历史与文化课程以地图发展为主线,融合地图历史与地图文化于一体,涉及自然地理、社会文化、政治经济等诸多内容,课程内容和课程思政具有天然的关联性。本文结合地图历史与文化课程的内容与特点,探讨了课程思政建设思路,在专业知识讲授中引入思政要素,力求“专”与“红”同向同行,形成协同效应,实现全方位育人。

样本稀疏情景下的县域乡镇基准地价评估方法

研究目的:构建针对县域乡镇基准地价评估的方法流程,以解决土地市场交易样本稀疏对传统方法应用的限制问题.研究方法:基于乡镇间等、乡镇内部级和乡镇末级土地价格三个方面影响地价的关系特征,构建与之对应的"等别-地价"关系模型和"级别-地价"关系模型;通过前者确定各乡镇的最高地价P_(max),应用成本逼近法集成征地税费、开发成本及土地增值等变量估算各乡镇最低地价P_(min);然后在所求地价区间[P_(min),P_(max)]内利用已知样本构建最高地价P_(max)和最低地价P_(min)约束下的"级别-地价"关系模型;或对比各乡镇内部土地级别的衰减特征,分析级别变化梯度相近的乡镇测算模型,利用最高地价P_(max)和最低地价P_(min)的约束对其进行修正得到待测算乡镇的"级别-地价"关系模型;通过上述两种方法建立样本稀疏情景下的地价模型,进而内插得到乡镇内部的基准地价.研究结果:设计了上述思路的技术流程和指标处理方法,以百色市隆林各族自治县为研究区域对方法进行了验证,结果符合当地实际情况.研究结论:提出的方法具有充足的理论依据,从多个角度来降低样本缺失对地价评估结果的影响,克服了传统方法模型应用于县域乡镇基准地价评估的不足,可以丰富和完善我国基准地价评估的方法体系.

使用自组织映射网络识别城市道路主要结构

城市道路中主要结构的识别在路网综合、多尺度路网建模、导航等方面起着关键作用。本文提出一种使用自组织映射(SOM:the Self-Organizing Map)网络来同时识别城市道路中多行道和立交桥的方法。首先计算道路网眼的几何形态特征指标,然后利用SOM对道路网眼进行分类,根据得出的网眼和道路的空间关系来提取路网中的主要结构。实验结果表明,该方法能有效地识别出城市道路中的多行道和立交桥。

基于DEM提取流域特征影响因子的分析

基于DEM的流域特征提取,受数据源、分辨率、重采样技术等因子影响。为系统地评价不同地貌类型对各影响因子的敏感程度,本文提出一种多指标因子分析模型,综合分析不同因子对流域特征,如流域面积、河流分叉比、河网密度、流域长度、流域坡度、流域高程、流域形状等的客观影响。实验过程选取山地、丘陵、平原地形的中小流域为研究区域,以ASTER 30m重采样生成的40—100m分辨率DEM,ASTER 30m、SRTM 90m和GMTED2010 250m的3种数据源及4种重采样技术生成的DEM场景为实验数据。结果表明:分辨率对流域特征影响最敏感,数据源次之,重采样技术不太敏感。山地地形下的流域特征变化趋势性显著,适合山地中小流域的分辨率为最高分辨率,数据源为SRTM,重采样技术为最邻近分配法。丘陵、平原地形评价结果具有随机性。

使用LightGBM识别城市道路格网模式

在分析格网模式下城市道路网几何形态及空间分布特点的基础上,运用矩形度、平行度、主方向一致度、质心方向一致度、形状相似度等指标描述道路网眼特征,构建道路网模式识别输入参数组合,然后应用LightGBM方法对道路网眼进行分类,根据输出结果识别道路网格网模式。实验结果表明,该方法可以比较准确地识别城市道路网格网模式。