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关键词:CDIO;数据库;教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)35-8339-02
近年来,随着生源数量的下降及招生计划的增加,招生形势日趋严峻,高校的发展极不平衡。各高校越来越重视人才培养质量建设,而课程建设是人才培养的核心,是高校内涵建设的关键。
CDIO教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,是“做中学”的一种模式。清华大学在“数据库系统原理”、“数据结构”课程中采用了CDIO教育理念,取得了满意的教学效果。国内外的经验表明CDIO的教育理念和方法是先进可行的,适合教育教学过程的改革。
1 CDIO教育模式
从2000年起,美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院等4所大学经过4年的探索研究,创立了CDIO工程教育改革模式。CDIO代表构思(Conserve)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate),是一套完整的工程教育理念和实施体系。CDIO提出了系统的能力培养、全面地实施指引(包括培养计划、教学方法、学生考核以及学习构架)以及实施检验的12条标准,具有可操作性,能够满足人才质量的要求。
CDIO模式以产品研发到产品运行的生命周期为载体,培养学生“做中学”和“基于项目教学和学习”的理念,增强学生自主学习能力、团队协作能力及解决问题的能力。
数据库技术是高校计算机应用技术专业及相关专业的核心课程,通过对该课程的学习,可以使学生理解和掌握数据库技术,培养学生利用所学知识解决实际问题的能力,为后续课程的学习奠定基础。国内很多高校加大了该课程的改革力度,做了很多探索和实践。
2 课程的改革措施
基于CDIO理念,我们经过几年的探索和实践,把培养学生动手能力、实践能力和可持续发展能力放在突出的地位,在数据库课程的教学中,我们的思路和做法如下。
2.1 确定有效的课程培养目标
我国高等职业教育的培养目标是实用技能型人才。以前高职教育中存在着不少问题,如重理论轻实践、忽视团队协作精神及开拓创新能力培养等,现在高职教育越来越重视技能的培养。
本课程以培养学生应用数据库的主要技能和职业素养为主线,围绕数据库的设计与管理、数据表的设计与管理、数据的查询、视图的应用、存储过程的使用等内容展开,最终培养学生开发中小型MIS系统并具有操作管理后台数据库系统的能力。
课程的知识目标是培养学生掌握数据库及其对象的设计、创建、管理与维护。课程的能力目标一是培养学生管理企业数据库的能力;二是培养学生利用数据库技术开发项目的能力。课程的素质目标是培养学生严谨的工作态度、扎实的动手能力及团结协作能力。
2.2 整合课程教学内容体系
我们改革了数据库课程的教学内容体系,建立课程理论内容体系、基本实践能力训练和综合应用能力训练三级结构。
课程理论内容体系主要包括数据库的基本理论;通过对数据库基础、SQL语言、数据库设计理论、数据库完整性等知识的学习,使学生具有基本理论知识。
基本实践能力训练是将一个大的系统项目分解成了十二个实验子项目,配合课程理论知识内容进行单项能力训练。
综合应用能力训练主要鼓励学生参加课程项目设计与开发,设计的题目可以由教师提供也可以由学生自主设计题目,鼓励学生以团队为单位,培养学生解决问题的能力及团队合作能力。
2.3 改革课程的课堂教学,提高课堂效率
运用CDIO理念,在课堂教学教程中我们联系生活讲概念,利用实例讲方法,通过实做懂理论。
我们设计了课堂教学六步法及教学过程设计八步法。
课堂教学六步法:任务导入任务分析示范引导学生模仿纠错重做总结提高。
将教学过程设计分为“八步”:第一步,课前思考,提出本次课的项目任务;第二步,提出本次课要达到的教学目标;第三步,学习新知识;第四步,案例应用练习;第五步,学生交流;第六步,教师讲评;第七步,课堂小结;第八步,布置课后思考。
课程围绕“案例模仿”、“项目教学”,创设了正向迁移的条件,学生在每一次任务完成中获得的知识、技能和态度,可以迁移到后面的项目或任务的完成中,有效地促进学生职业能力、职业素养和可持续发展能力的形成。
2.4 改革课程的整体设计,重视学生综合能力的提高
按照CDIO标准,在整合课程教学内容的基础上,我们将课程教学的整体设计分为三个环节:第一环节(1-12周)进行理论基础知识学习与基本实践能力的训练,我们设计了十二个单项实验子项目。第二环节(13-16周)进行课程设计,将学生每6人组成一个小组,小组间开展项目竞赛。第三环节(17-18周)总结提高阶段,各小组交流项目设计,互相取长补短,共同提高。
1)重视第一堂课设计。整个课程的第一堂课,要让学生对课程的整体有个鲜明的第一印象,对课程的学习充满兴趣和期待。首先进行课程说课,简单介绍课程内容、特点、课程的项目任务及课程考核方式;然后演示上一届学生的数据库课程设计项目,引发学生的兴趣;最后让学生模拟体验网上购物,与学生分析“网上购物”系统中数据库所起的关键作用,从而激发学生强烈学习欲望及浓厚学习兴趣。
2)增加课程设计项目,提高学生综合能力。
课程设计是数据库知识与编程能力的综合应用,以培养学生的综合能力。可以由教师提供项目供学生选择,如学生公寓管理系统、学生档案管理系统、学生成绩管理系统、图书管理系统、汽车销售管理系统、网上书店等;或者由学生自己拟定与数据库相关的题目。教师首先指导学生进行需求分析设计;然后由学生完成概念结构设计、逻辑及物理结构设计、数据库实施和维护的设计;最后完成编码的实现。在进行项目软件开发时,鼓励学生自主选择C/S架构或B/S架构及开发语言平台,如VB、VC、ASP、C#等,充分锻炼学生发现问题、解决问题的能力,以达到综合应用知识的能力。
3)项目交流展示,提高学生团队协作能力及创新能力
各小组非常重视项目交流展示环节,小组成员分工明确,各自发挥自己的特长主动承担前台设计、后台代码设计、文档的撰写、演示文稿的制作等。通过作品的展示、评价和答辩,使学生的团队精神、综合应用能力得到锻炼。
在课程设计以外,还鼓励学生参加各种竞赛,通过竞赛,使学生的知识面加宽,同时也提高了学生解决实际问题的能力。
3 课程的改革效果
我们将数据库课程的教学改革在10计算机应用、11软件成功地进行了实践,取得了很好的教学效果,受到了学生的欢迎,教学测评成绩名列前茅。10应用的牛继春同学利用VB、数据库技术开发的图书管理系统,我院师生给予了高度评价,该生目前到北京的一家公司顶岗实习;10应用的孙攀同学利用数据库技术与ASP动态网页技术开发的网站后台管理系统,受到了企业的欢迎,目前在烟台商机互联有限公司顶岗实习,从事动态网站开发工作;11软件的李振同学开发的网上购物系统,不仅受到了全校师生的好评,2012年7月该生到北京中软国际进行实训,其数据库应用开发能力受到了中软国际工程师的高度评价,比同期参加实训的部分本科生的能力都强。
本学期本课程正在11计算机应用、11网络进行实践,我们期待有更大突破。
4 结束语
经过实践检验,将CDIO理念应用到数据库课程的教学改革,取得了满意的效果。教无定法,作为教师我们要不断探索教学方法,培养学生自主探究, 相互协作的能力,从而达到发展思维能力。
参考文献:
[1] 温荷,罗频捷.基于CDIO的高职院校创新教学模式[J].职业教育研究,2012(01).
关键词:虚拟校园 GIS 空间数据库
中图分类号:TP393.18 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)12-0235-02
1、引言
所谓虚拟校园,即以现代计算机网络技术、信息技术和虚拟现实技术为基础,对校园进行多分辨率、多尺度、多时空的三维描述,用于模拟和表达校园的地形地貌、建筑和交通等环境中的现象和过程。虚拟校园利用现代信息技术手段和工具,实现从环境、资源到活动的全部数字化,在传统校园基础上构建数字空间以拓展现实校园的时空维度,从而提升了校园管理的效率,扩展了传统校园的功能。虚拟校园是利用先进的信息技术,实现从传统的资源信息到活动的全部数字化,拓宽了时空的维度,构建集成的、智能的工作和生活环境,创新教学和管理模式,实现可视化的校园。虚拟校园不仅是现代高校信息化建设的目标,也是高校整体综合实力的重要体现。
2、空间数据库设计
GIS即地理信息系统,其核心即为空间数据库。三维地理空间定位和数字化表达是地理信息系统的根本特征,地形数据作为空间数据库的特定结构的数据集合,或数据集合的总体,被包含在地理信息系统中,成为它的核心部分的实体。
虚拟校园除了物理上的校园地理信息以外,还包含逻辑上的学院系别、学生信息、教师信息等。虚拟现实技术作为虚拟校园的一个重要组成部分,能为用户提供直观的人机交互终端平台。GIS涵盖的空间范围是没有限制的,可以是一个地区、城市,也可以是一个国家、甚至是全球范围的地理信息。虚拟校园处理的范围主要是一个完整的学校,或者是跨越多校区的地理空间、多时空多角度的立体校园等。虚拟校园需要空间数据库技术作为支撑,存储、管理和检索空间数据。空间数据库设计步骤如图1。首先要对虚拟校园的空间数据库进行需求分析,根据现实的需要进行设计与规划,将要达到一定程度的目的需求。现在很多高校都在不同的城市不同的地区分布着不同的校区,在实施组织管理方面有相当的难度,但这正好为虚拟校园的应用提供了一个可以发挥的舞台。如,设计东华理工的虚拟校园首先需要考虑南昌、抚州两地三校区的校园布局,在此基础上进行虚拟校园的设计。根据需求分析进行虚拟校园的概念化设计,将教学楼、办公楼、实验楼、宿舍楼等地理实体转换到地图上来需要进行的概念和理论上的工作。完成了虚拟校园的概念设计,根据概念设计的总体思想进行虚拟校园的逻辑和物理方面的设计。在实地测量中提取校园的二维信息,建立三维模型几何数据、纹理数据和3DS模型数据,结合航空、遥感或卫星影像进行虚拟校园的三维场景制作。
3、建立空间数据库概念模型
在虚拟校园的空间数据库中首先要确定虚拟校园的一般实体和地理实体,以及各实体的属性和实体间的联系。根据数据库的E-R模式确定各个单元空间的E-R关系图形,并将空间E-R图进行组合优化,将E-R图转换成GIS可以识别的数据模型。E-R模型是一种重要的语义数据模型。在数据库设计阶段,E-R模式已经成为一种普遍的、标准的据库模式建立范型,由此获得数据库模式为E-R模式。在空间数据库设计阶段,E-R模型一般采用图形描述,表示方式简洁直观,相对关系模型等它更符合人们的认知习惯。
建立虚拟校园首先要利用E-R方法建立虚拟校园空间数据库概念模型。我们首先要确定虚拟校园的一般实体和地理实体,由各个实体的特征确定各实体的属性和实体间的关系,根据单元空间的实体间关系确定各个单元空间E-R,并将单元空间的E-R图组合优化,最后将组合后的空间E-R图转换成GIS可获取使用的数据模型。图2即为利用E-R方法建立虚拟校园空间数据库概念模型流程图。
4、建立空间数据库的E-R模型
完成前期的概念、逻辑和物理方面的工作后,下一步需要建立虚拟校园空间数据库的E-R模型。根据提取的各校区的二维平面信息、三维几何模型、纹理数据采集、3D模型数据和航空遥感影象进行各校区的三维场景制作。三维场景制作包括建筑物纹理影射、地面景观制作、DEM和DOM制作等。建筑物纹理映射分屋顶纹理和侧面纹理,地面景观制作包括小桥、喷泉、树木、草地和公共设施等。
5、建立虚拟校园的空间数据库
三维模型几何数据是由AutoCAD、3Dmax等制作且提取的信息。根据三维模型几何数据、纹理数据、3D模型数据、遥感和航空影像数据进行三维场景制作,其中包括建筑纹理映射、地面景观制作和DOM、DEM制作等。在实际应用中不断完善虚拟校园的空间数据库模型,生成三维景观模型,实现三维浏览、三维查询和三维分析等功能。
6、结语
目前,由虚拟地球、虚拟城市衍生而来的虚拟校园已经获得了一定的重视和发展。由于虚拟校园支持跨越空间和时间维度,未来虚拟校园的应用将会更加广泛。
参考文献
[1]刘亚彬,刘大有.空间推理与地理信息系统综述[J].软件学报.2000(12).
[2]邬伦等编著.地理信息系统教程[M].北京大学出版社,1994.
[3]徐建英.基于GIS的城市交通规划系统研究[D].西安科技大学,2006.
[4]沈龙凤.基于GIS煤矿监测系统空间数据库的研究[D].河北工程大学,2007.
论文摘要:地理信息系统,它能把各种信息用地理和相关的视图结合起来,利用计算机图形与数据库技术来采集,分析数据,从而为土地利用,城市规划以及政府部门管理提供新知识为工程设计和规划,管理决策服务。作为基础测绘测量,需要不断地学习,不断地更新技术,学好用好地理信息系统,为社会提供更好的数字产品。
地理信息系统技术在中国的出现和发展已经经过了近20年的历程,国内外著名的地理信息系统软件在中国的各个行业均得到了广泛应用,在所有利用地理信息系统技术建设的应用系统中,地理信息系统的一个最基本职能就是管理数字地形图,让用户能够轻松地利用它快速地检索所需要地区的地形数据,并按照用户需要的格式进行输出。我们目前接触过的地理信息系统有多种,但对其数据管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系统的数据管理方式
1 .1地理信息系统定义
地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统,它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Internte、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据,从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务。此多种应用系统应用到地质测绘业,就可以产生事半功倍的效果,能大大提高工作效率和质量管理水平,同时也是地质测绘服务业的重大创新和革命。
1.2空间数据的描述方式和特征
测量工作的土要成果是与地理位置相关的信息,这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X. Y. Z点串表现的点、线或多边形,这种形式为矢量形式;还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形,如图片、图像等,这种方式称为栅格形式。现在测量的成果多为矢量形式,矢量形式是空间数据的主要表达方式之一,矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征:
(1)每个空间对象都具有空间坐标,即空间对象隐含了空间分布特征;
(2)非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求,因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统;
(3)空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系,因而增加了问题的复杂性;
(4)分类编码特征,明确每一个、每组空间对象;
(5)海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。
1.3地理信息系统的数据管理方式
基于空间数据具有自身的上述特殊特征,国内外对空间数据的管理进行了大量研究和开发,长期以来,地理信息系统空间数据的管理方法主要有以下4种类型。
(1)文件与关系数据库混合管理系统
由于空间数据具有其自身的上述特殊特征,这种关系数据库管理系统难以满足要求,囚而大部分CIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据,用商用关系数据库管理系统管理属性数据,它们之间的联系通过目标标识或者内部连接码进行连接。
(2)全关系型空间数据库管理系统
全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展,由CIS软件在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据,也能管理非结构化的图形数据。
(3)对象——关系数据库管理系统
由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要,所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展,通过定义操纵各种空间对象的API函数,使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。
(4)面向对象空间数据库管理系统
目前,面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理,因为它不仅支持变长记录,而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求,定义出合适的数据结构和一组操作。
2、空间数据的无线管理
现在的测量均是将测区按某种比例尺划分成若干图幅进行,在测区表现和浏览方面不直观。地理信息系统可以管理多种测量数据之后,通过地理信息系统的空间数据的无缝管理,也就是将测量的成果成片的管理起来,形成一个完整的提供作体系,在地质测绘的工作中,使我们可以直观的了解整个测区,以达到最为理想的工作效果。
实现无缝空间数据库有两个不同的阶段:
一是在逻辑概念上的“无缝”组织阶段。所谓逻辑要领上的“无缝”组织,只是从用户的视角来看待空间数据库,它基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想,并建立了一个“无缝”GIS数据库。然而,它们仍然只是一种逻辑概念上的“无缝”组织,能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边,但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理,对同一地物实体在多个几何标识和同一地物标识间进行后台关联处理,对用户来说是不可见的,因而说是逻辑上的“无缝”组织。
优点:在用户视点上,系统便于操作,在一定程度上解决了传统地理空间数据库的组织弱点。
缺点:因为其物理底层依然是分幅方式管理地图,其分割地理实体的机制依旧,通过多个几何标识进行后台关联处理使系统的灵活性降低;查询检索依然不便(通过关联涉及多图幅或多专题):地理实体的完整性与一致性维护;数据分步管理等对“关联机制”的“压力”;插入或修改数据库会使“关联机制”不得不作相应的变动。所以逻辑上的“无缝”在本质上依然没有解决问题。
二是在逻辑上和物理概念上真正的地理空间数据库无缝组织阶段。物理概念上真正的地理数据无缝组织是从底层、从设计者的视角解决了传统GIS的分幅管理的问题使客观对象在地理数据库中以唯一的几何和物理标识被记录,这样从本质上(物理结构)使客观世界中的完整地物对象得以在计算机中被存贮。这样,不但从用户视角看,其在逻辑上是无缝的,同时从设计者视角看,其物理地层结构也是无缝的。
优点:从内到外统一了逻辑与物理的“无缝”概念,从本质上解决了GIS数据组织上的弱点问题。
缺点:数据的入库要求过于严格,在现实情况下有一定的难度;对己有GIS数据库的改造工作量较大。
关键词:地理信息系统 区域商业环境 区域经济发展 区域营销战略
信息和信息技术加剧了全球化进程、塑造了新的生产方式、改变了商业规则,自然也影响到区域经济发展的策略、规划和实施。随着地理信息技术的广泛应用和地理数据的长期积累,地理信息和地理信息系统在区域性商业和经济活动中,将越来越重要。据估算,超过80%的商业和经济数据具有空间特性或与位置有关;有效地开发和利用这些空间性的数据,可以优化配置资源,降低商业运行成本,并规划、监测、改善区域商业和经济环境。地理信息系统可以应用到社会经济数据的管理、分析、描绘,为解决复杂的区域经济问题提供地图表现、区域营销、空间决策支持、空间规划等服务。本文从理论上探讨地理信息、商业环境和区域经济发展间的关系,并结合中国广东的区域发展状况,系统地分析地理信息和地理信息技术在商业和区域经济中的应用,旨在改善区域商业环境,提高区域经济竞争力和塑造区域形象,为区域经济的持续增长创造条件。
1 从区域商业和经济的角度看地理信息系统
学术界对于地理信息系统概念的理解是比较多样化的。地理信息系统(GIS)是一门新技术,在其产生后短短的三、四十年的历史中得到了迅速的发展,一个十分重要的原因在于GIS集数据库、制图、空间分析功能为一体,并以对空间数据进行分析的功能为其特色。GIS的出现为各行各业繁杂的数据管理、多源的成果表达形式和空间数据分析提供了最为快速、方便、准确的方法和手段。地理信息系统是一门多学科的边缘综合性学科,其核心技术是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析。在应用领域中,它和遥感系统(RS)、全球定位系统(GPS)密切结合,更加发挥出它的巨大作用,使其在调查、分析、决策、管理和控制等方面显示了它的不可替代的支持功能。
地理信息系统在研究、开发和市场化方面取得了很大的进展,主要表现在四个方面:①地理信息系统的组织结构,从单用户的桌面系统和专业化的部门系统,转向融入业务流程的企业级系统,以及基于Internet的公众参与系统;从单一的结构层次和客户机-服务器模式二层结构,转向基于Web技术的三层结构。②地理信息系统的认识论、方法论和实际应用方面的研究越来越多样化,传统的以数据、技术和应用为主体的信息系统,强调空间数据模型、空间分析、空间可视化、智能信息技术等;以信息学、地理学和社会学理论为基础的地理信息科学,着重研究使用地理信息和地理信息技术背后的一系列技术和理论问题。③强调开放型的地理信息系统,即基于Internet的、可互操作的、可公众参与的地理信息系统,目的是为开发商提供一系列地理信息标准和地理信息技术方案,最终为社会提供廉价的地理信息和相应的应用服务。④地理信息市场正日益扩大,正逐渐从以政府部门为主的专业用户市场,转向以私人机构为主的商业用户市场,地理数据正直接或间接地渗透到包括商业和经济在内的各种社会活动中。
地理信息系统使用多种空间模型,如点—场模型、网格模型、拓扑模型、对象模型等,并配合关系型或对象型数据库管理系统,来表现不同尺度的自然和社会现象,广泛地应用于空间数据管理、空间规划、空间决策、资源分配、区域营销等方面。很多商业组织,包括政府医疗部门、零售商、直销商等,越来越对带有位置信息的社会经济数据感兴趣。由于希望减少决策方面的不确定性和风险,人们总是倾向于掌握更多的信息,倾向于规划和控制未来的行为;地理信息和地理信息技术,将会随着相关工具研究和开发的成熟,逐渐渗透到经济活动的很多方面。从空间经济角度看,地理信息系统是一个能够改变空间经济体系的重要元素之一。在区域经济发展过程中,地理信息技术是(现有的或潜在的)广泛应用于战略决策、方案评估和决策实现的重要技术手段之一。在日常商业和经济活动中,大规模地使用地理信息和地理信息系统,似乎并不遥远;工业界的微软公司正在研究将数字地图技术嵌入到日常办公软件中,Open GIS联盟正致力于定义和开发标准化的可互操作的开放式地理信息系统 。
2 从地理学看区域商业环境
改善投资和商业环境,吸引区外和国外的直接投资,不仅被发展中国家,也被发达国家用来作为区域经济发展的重要手段之一。二战后,在美国、英国和荷兰等西方国家中,一个重要的城市经济发展目标就是营造良好的企业运行环境,从而吸引外国投资。当今中国的经济发展正处于资源驱动的成熟期和投资驱动起步期,吸引资本是区域经济发展的重要手段之一。为制定“适当”的区域经济发展政策,政府需要及时地理解、评估、监测本地的商业运行环境和变化趋势,为投资人提供宏观的指导和服务。商业环境的概念对于处在经济转型期的需要引入市场机制的中国,具有特别重要的意义。
定义什么是商业(投资)环境并不是一件容易的事情,因为精确地定义商业的概念也是困难的。不同的学科背景,不同的学者对商业环境的认识也有差别。简单地理解,商业环境是商业组织所处的外部环境,包括背景性的环境和运行性的环境。从国际商业的角度,商业环境指一个公司之外的,影响到公司的全部要素之和。为了便于“管理”商业环境,学者们提出了一些模型,如国内模型、国际模型和工业模型。
空间性是商业环境的重要特征之一。考虑到有多种多样的因素影响到整个商业活动,不同的区域具有不同的商业环境。即使对于同一地理区域,不同的商业组织,由于其业务范围的差异,将形成多个主观性商业环境认知。随着商业目标的变化和商业决策的调整,企业也需要重新调整对于外围环境的认识。另一方面,在不同尺度的地理区域中,商业环境的概念具有明显的差异;对于不同空间尺度的商业环境的研究,例如全球和国际性的宏观区域、国家和区域性的中观区域、城市和本地性的微观区域,强调的重点往往是不一样的,研究目的也不相同。
研究区域商业环境对于中国的区域经济发展具有重要意义。理解商业空间特征,把握空间变化趋势,监测商业环境的变化,宏观上和中观上可以为区域经济发展提供战略决策信息,制定总体规划,微观上也可为投资者提供指导和服务。从本地政府的角度,研究本地区域性的商业环境,可以帮助本地企业家和潜在的投资者,为他们提供决策信息,分析市场范围和价值,有利于制定公司远期发展目标。
3 地理信息系统与区域营销战略
简单地理解,区域营销(Place-marketing)“理论”主要是从城市规划理论和市场营销理论相结合而发展来的。一个地方或区域,具有一定数量的“资源”,如基础设施、房地产、公园、大学、博物馆、海滩、居民等。区域营销理论将地方或区域资源当作是产品,将这些区域内的投资者、游客等买家当作是消费者。区域营销的发展策略包含两大要素:区域规划、开发和产品营销。区域规划、开发主要是为了改善本地的硬件和软件环境;区域产品营销,一方面着重分析本地的市场状况,以市场构成指导地方的规划和建设,另一方面,通过多种手段,塑造本地形象,吸引消费者。区域营销在不同的社会背景、不同的发展目标和不同的发展阶段,有不同的方式和策略。
区域营销作为区域发展策略在北美和西欧的一些城市的实施相对比较成功,但也存在一些不足的地方。传统的区域营销理论着重从本地角度研究区域的“产品”、“消费者”和“市场”,以此作为振兴区域城市经济、塑造区域形象、选择样板项目、销售本地产品和服务的基本依据。以区域营销作为区域规划工具有一定的局限性,也往往有不少误区。第一,将营销学的概念引入区域发展策略时,并不容易有效地鉴别区域的消费者,依此制定的目标和战略规划存在一定的不确定性。第二,区域营销注重本地的发展,往往可能和相邻的区域在竞争方面产生冲突,若多个地区同时竞争相同的资源和客户,可能会产生一些负面效应。第三,地理的空间要素,虽然在一些区域营销理论的论述中提到,但很少深入地讨论。第四,信息技术,特别是地理信息技术,与区域营销间的关系,也几乎没有理论方面的讨论和实践方面的验证。
地理信息系统正逐渐被营销学接受,成为营销管理的重要工具之一;它可以应用到以营销学为基础的区域营销战略中,改进传统的区域营销手段。一方面,地理空间是经济的重要因素之一,Krugman认为“跨越空间的交易存在费用,生产中存在规模经济”;专长于空间信息管理和分析的地理信息系统,是区域经济管理的重要工具。另一方面,基于地理位置的人口统计和社会经济数据统计,很大程度上改变了以往的市场分析方法,也为商业带来了新的营销手段。从地理信息科学的角度,重新审视区域营销策略,提供新的区域营销工具,可以在一定程度上弥补传统区域营销理论的不足。
基于地理信息和地理信息系统,区域营销的内容、目标、手段、数据和技术有了进一步的扩充和提高。如果存在小尺度空间上的人口统计数据、社会经济统计数据、基本的地理区域数据、适当的消费行为调查数据和研究模型,地理信息系统可用来方便地分析市场的组成结构和空间形态,从而为本地的设施管理和公共服务(如健康服务、交通和通讯设施服务、紧急情况服务、土地利用管理、城市空间规划等)提供有效的决策支持信息。基于Internet网络的多媒体信息技术和地理信息系统,可以打破区域空间限制,在全球范围内塑造区域形象和组织“促销”。区域营销需要的技术和数据在美国已经基本成熟,低价位的软件工具和空间数据,已形成一定的市场规模,很多官方和私人机构的网站上也已经有相当多的数据供应。在中国,计算机化的数据积累比较少,地理信息系统也相对昂贵,区域营销的手段还比较单一;但随着中国内部和国际间区域竞争的加剧,环境与资源问题的突出,地理信息系统有很广阔的应用潜力,将成为区域经济发展的重要工具。
4 适应区域营销战略的区域地理信息系统(以广东为例)
广东区域经济发展面临不少问题,如环境和资源的矛盾比较突出,地区经济水平很不平衡,特别是持续经济增长动力不足等。从区域营销战略的思路出发,本节着重从三个层次探讨适应区域营销战略的区域地理信息系统:①将已有数据资源空间化,建立基于地理空间的社会经济数据库系统;②建立基于Internet网络的数据交换中心,供应廉价或免费的空间数据;③地理信息系统技术开发和应用推广。
社会经济数据库系统是区域经济决策的重要依据之一。传统的社会经济系统,其数据结构主要以关系型的数据库为主,按专题和时间序列设计成数据表格,在某种意义上,是将传统的印刷年鉴资料数字化,便于学者统计分析和建立区域经济分析模型。比较新的趋势是(很多国家的统计部门)直接出版数字化的统计和抽样资料,并引入地理空间概念。在地理信息系统的支持下,用户可以根据自己的专业概念和应用目的,将这些统计数据按照一定的框架、方法、模型进行显示、模拟、聚集、抽象、转换。但是,建立详尽的社会经济数据库系统不仅需要比较多的资源,而且尚有一定的技术难度。一个比较实际的做法是充分利用现有的统计资料,建立标准化的地理编码,将现有的统计数据和地理数据合成。
建立基于Internet网络的空间数据服务中心的最终目的,是为各种各样的用户供应廉价或免费的空间数据。建设空间数据服务中心,首先要建立或引用一套空间数据质量标准、交换标准和描述标准;然后在区域性的信息基础设施上建立基于Web站点的空间数据仓储,使用户能够检索到数据储备,并了解数据的主题、空间范围、质量、版权等;如果有需要,用户还可以方便、快速地获得所需的数据。初级的数据仓储,主要是将区域性的地理和社会经济数据,采用几种常见的数据格式,存储于Web服务器,用户可以通过专门网页进行数据查询和下载。再进一步,建立专门的空间数据仓储和数据交割中心,加上比较完备的元数据和目录索引技术(如ANSI NISO的Z39.50标准),构成空间数据基础设施。用户可以使用普通的数据引擎,使用关键字检索所需的空间数据。美国的大多数州已经建成了这样的数据服务中心。更先进的空间数据服务中心,是建立在“互操作”概念上的空间数据的共享、地理信息工具的共享;它的核心内容是分布式数据管理、协同计算,但这种理想的系统仍处于研究和开发的初级阶段。
区域地理信息系统的应用开发非常多样化,如:①规划用于基础设施、教育、研究开发和医疗服务方面的公共投资;②理性地分配自然资源和控制土地使用;③服务于商业机会的寻找、筛选和战略决策;④分析人口、社会经济活动的空间分布,模拟市场的空间分割;⑤为商业公司和政府部门提供决策信息等。这样的应用系统在中国目前还很少见或仅是原形系统,如服务于“招商引资”的京九铁路沿线投资环境信息系统。在美国已经有了一些应用的例子,如Economic Development Administration,Department of Commerce的Economic development geographic information systems,用于支持商业扩张和制定经济发展政策。开发多种多样的地理信息应用是区域营销战略成功的关键之一。
5 初步结论
面向商业和经济发展的地理信息系统仍然是一个比较新的概念,因而在实际应用中,会有很多不能确定的问题。其中两个最重要的问题是空间数据的缺乏和技术推广的困难。在中国,空间数据库的积累比较少,即使有一些数据存在,数据结构和格式也往往难于交换和共享;数据的积累需要消耗比较多的投资,这与中国的资金短缺相矛盾。同时,设计和实现可运行的、廉价的面向商业和经济发展的地理信息系统,对于现有的技术,也是一个很大的挑战。当前的GIS,仅只是“界面友好”,不是“应用友好”,只对GIS专业人员而言具有强大的功能,普通的用户却难于了解和掌握它。面向商业和经济发展的地理信息和地理信息技术,对经济的影响是长期性的,对于塑造灵活的、具有竞争能力的商业,在组织生产、营销、决策等方面具有一定的帮助作用;但另一方面,它需要高额资金投入,也要培养相应的专业人材,这些对于发展中国家并不是一件容易的事情。发展中国家的空间数据基础设施,几乎还没有启动,最多处于建设初期,空间信息仓储仍有待建立,更谈不上廉价的地理信息供应和地理技术服务。这些都会阻碍地理信息和地理技术的传播和推广。
地理信息系统与商业和经济(作为一般性的题目)和地理信息系统与基于区域营销的经济发展(作为一个子题目),都是复杂的研究课题,本文只是一个初步总结,还有很多课题需要深入地研究。在技术层次上,需要结合中国的经济和技术现状,积累数字化的地理信息,利用已经存在的数据,逐步建立空间数据基础设施和空间信息仓储,并向社会提供廉价的地理信息和地理信息技术。在区域商业和经济发展层次上,仔细考虑空间在商业和经济活动中的重要性,将地理信息系统作为区域发展的战略工具和可以降低商业运行(生产、运输、营销和零售)成本的日常工具。从经济学的角度,空间经济只是经济的一个侧面,地理信息和地理信息技术应当和其它经济工具协调使用、相互补充。在中国的现实状况下,如何有效地积累地理空间数据,推广地理信息技术,建设有效的空间信息服务体系,如何将之溶入企业和政府的管理、评估、规划和决策业务中,如何合理使用稀有资源、降低交易成本等,都需要更深入的研究。
参考文献
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关键词:地理信息系统;软硬件;实现形式
地理信息系统(Geographic Information System简称GIS)是在计算机软硬件支持下,以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性,并回答用户问题等为主要任务的技术系统。今天它已经发展成为跨学科,多方向的研究领域。
Mapgis是中国具有完全自主知识产权的地理信息系统专业软件,它能为不同用户提供地理信息服务。本文将从GIS课程教学设计的理念、设计思路与目标、教学内容及实施等方面进行探讨。
一、课程设计理念
1.课程的设计思路
地理信息系统课程是地测专业学生必修的一门专业核心课程,GIS教育不能忽视基础理论教学,作为高职院校的GIS课程分为两个层次,一个是各种应用地理信息系统的开发层次,对高职学生很难胜任,另一层次主要是对专业地理信息系统软件的使用,对这一层次的应用将是高职测量专业学生毕业就业的主要方向,同时也是高职学生就业的优势。测绘采集的数据已经成为GIS重要的数据源,因此作为地测专业开设地理信息系统课程的主要目的是使学生能熟练操作GIS软件,以GIS为工具,解决专业的技术问题。
(1)课程目标
本课程的教学目标是:使学生掌握地理信息系统的基本概念,具备利用GIS软件实现地理信息数据采集、数据处理、数据管理、空间分析、地图制作等专业技能。根据这个目标订立教学大纲、授课计划和实纲,确定合理的课时、授课方式、实验比例等,根据地测专业需要进行内容的删减和调整,在理论课和实验课之间合理分配课时,确定考核办法和要求。
(2)实验课程设计
福建信息职业技术学院地籍测绘与土地管理信息技术专业的地理信息系统实验课程共计32学时,实训周26学时,基于Mapgis软件的实验课程教学设计主要是通过基础实验、综合实验以及真实项目三部分组成。实验内容的选择要遵循两个原则,一个是实验之间要相互联系,不能相互孤立,老师要清楚地给予解释的,同时学生也要亲手实践,以防止学习兴趣降低,不利于教学。二是优化实验内容,使实验项目与实际应用相结合。项目设计应紧密与地测专业相结合,使学生了解其应用。
根据课程教学内容,结合Mapgis软件特点以及地测专业的特点将地理信息系统实验分为基础性实验、综合性实验、真实项目,见表1,目的是让学生掌握空间数据采集、组织管理以及空间分析方法等技能。
二、教学内容的选取和实现形式
1.教学内容的选取
教学内容的选取分为两个方面,一方面是GIS的基本原理;另一方面是GIS软件的应用。前者主要学习概念和基本原理,避开一些复杂的算法,理论的学习为测绘学和地理信息系统软件的学习架起一座桥梁。后者是将理论与实践相结合,采取特定的数据来分析实际案例,达到理论教学与实验教学的统一。实验的学习是该课程的核心内容,是相关专业从事社会相关领域的重要实战训练,是抽象到具体的重要环节。对于非GIS专业的GIS课程的具体教学内容应根据开课专业特点、教学的目标以及培养方案的学时等具体情况进行调整、删减或者拓宽应用。空间分析是GIS系统区别与其他信息系统的根本标志,也是GIS用来解决应用问题的基本手段。非GIS专业学生应该重点了解空间分析的基本概念、空间分析内容和空间分析技术的特点,以及用空间分析技术解决工程问题的流程,而不是学习复杂的空间分析算法和实现技术。
2.教学内容的实现形式
本课程要求学生在掌握基本概念和原理的同时,通过Mapgis软件应用学习,掌握GIS的基本功能,特别是特有的空间分析功能。在教学中,采用Mapgis6.7软件,并配有练习数据、实验指导书、综合项目等。练习的主要内容包括:点、线、面数据的采集、数据的组织与管理、空间分析等,通过以上课程安排,使学生在较短时间内对GIS的理论、技术与方法有一个全面而深刻的认识。
一体化的理论与实践结合的教学模式加深了学生对GIS基本方法和原理的理解,提高了学生的实际动手能力。实验课中以任务为驱动,激发学生学习的主动性,不仅有助于学生深入理解和掌握所学理论知识,而且能锻炼学生的实践技能,培养学生分析和解决实际问题的能力。在课程教学中,对GIS技术进行了深入的剖析,将教学内容按照GIS的基本功能划分为相互联系的教学单元,按照GIS数据处理流程进行连接,使整个教学过程前后连贯,一气呵成。通过循序渐进的上机实习能够掌握GIS的基本技术,培养学生分析和解决实际问题的能力。
地理信息系统是一门多学科交叉的学科,涉及面广,知识点多,具有学科与技术的统一性,因此GIS的学习不仅仅是理论的学习,还包括GIS软件的具体应用,通过项目的实际成果更加直观显示来帮助理解,结合地测专业特点,以国产软件Mapgis为例,设计了理论与实践教学内容,通过不断更新思想,规范和完善地理信息系统实验教学内容与教法,提高学生学习兴趣,培养了学生自主承担地理信息数据生产的岗位职业能力和素质。
参考文献:
[1]黄杏元,马劲松,汤勤.地理信息系统概论[M].北京:高等教育出版社,2001.
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