(一)地图实习
《地图学》是一门专业基础课。地图学是地理学的重要组成部分。地图是地理信息的载体,它既是各种涉及空间位置学科研究的先导,同时又是这些学科研究的归宿(以成图告终),也就是说,地图是地理研究的核心方法,地学类专业中各部门学科(课程)都离不开地图学。地图学也是一门技术基础课,通过探讨地图的实质、制作技术和应用方法,为学生学习后续课程和将来从事教学、科研工作打下良好基础。
1.地图学课程实验
实验的目的与要求:通过课程实验,学生应该掌握地图的基本知识和地图编制的基本原理,训练学生分析阅读使用地图和制作地图的基本技能,培养学生实践能力和创新意识以及实事求是、严格认真的科学态度,为后续课程学习打下基础。
实验项目内容
①地图投影变形分析。通过将地球仪上的澳大利亚和格陵兰岛用方格法转绘到图纸,并观察变形,使学生加深理解地图投影变形概念,了解经纬网在绘制地图时的骨架作用。
②制图基本功练习。通过学习常用制图工具的使用和制图字体书写练习,初步掌握各种绘图工具的使用、常用制图字体的书写、颜色的调配等制图基本功。
③地图的应用。通过阅读1:5万地形图和在1:5万地形图上进行坐标、直线距离、阅读地形图了解图中常用符号的意义,建立地貌及地物的空间概念,分析地理要素的分布和联系;在地形图上量算,培养地形图量算的基本技能,为更好地利用地图打下基础。
④地形图分幅编号。学习我国地形图常用的两种分幅编号方法,掌握用解析法计算地形图编号,加深对地形图的了解。
⑤编制专题地图。收集资料设计、通过专题地图的设计编制,掌握专题图常用表示方法的原理和应用。
2.地图学野外实习
通过练习地形图野外定向、确立站立点位置、观察周围地形地物进行对照读图,掌握地形图野外读图方法;通过练习用简易测量方法将调查对象填绘到地形图上,基本掌握利用地形图进行野外填图的方法和步骤。
(1)实习内容
用地形图(1:1万复印件局部)与实地对照,进行野外定向,确定站立点位置,进行野外填图。
①将读图路线和观察点标绘在图上;
②记录沿途观察到的各种地物;
③通过实地地形地貌与图上等高线形状的对照,深刻认识六种基本地貌形态和三种坡形;
④填绘实地发生变化的内容,包括水渠、道路、桥梁、果园、独立树、房、通讯电力线等;
⑤按实习路线写出读图报告,反映实习区域的地理特征和社会经济基本情况。
(2)实习方式
利用地形图进行实地考察,沿路确定几个观察点,在观察点将地形图同实地进行对照,并将观察结果填绘于图上,主要步骤如下:①地形图定向;②确定站立点位置;③读图并与实地对照;④野外填写图。
(3)实习地点:南宁市天雹水库及附近地区
(二)测量实习
1.《测量学》课程实验
了解普通测量常用的技术手段,掌握其基本原理和基本技能。培养学生的综合思考能力和实践动手能力以及实事求是、严格认真的科学态度。为今后步入社会打下基础。
实验内容:
①水准仪的认识与使用。学习安置水准仪,使用水准仪照准标尺读数使学生认识水准仪的基本构造,熟悉水准仪的操作过程。
②经纬仪的认识与使用。通过安置经纬仪,使用经纬仪十字丝纵线照准一明显目标中心,读水平角度值;使用经纬仪十字丝横线照准一明显目标顶端,读竖直角度值,认识经纬仪的基本构造,熟悉经纬仪的操作过程。
③距离量测。一是在较平坦空旷地面设置相距约
④全站仪的认识与使用。安置全站仪;用全站仪照准目标、设置、读数。从而认识全站仪的基本构造,熟悉全站仪的操作过程。
⑤角度观测。安置经纬仪(或全站仪);分别照准高低不同的两个指定目标,完成一个测回的观测、读数与记录过程。掌握角度测量原理,学习角度测量
⑥水准高程测量。一是给定一已知高程点,设计一经过某待定高程点的闭合水准路线;完成上述水准路线的观测、记录、计算过程。掌握水准测量原理,学习水准高程控制测量的基本方法。
⑦导线测量。一是给定一已知坐标点A以及以A为一端点的直线方向,设计一经过数个待定坐标点的闭合导线。二是完成上述导线的观测、记录、计算过程。掌握坐标测量原理,学习导线控制测量的基本方法。
⑧勾绘等高线。在给定地形点的作业纸上,用内插法手绘等高距为
⑨经纬仪测图。一是在图根点安置经纬仪,用极坐标法获取特征点角度、距离数据。
根据上述数据,在大平板上量画地物及地貌特征。掌握地图绘制原理,熟悉地形特征点的选取要点。
2.《测量学》野外实习
《测量学》是资源环境类专业必修的专业技术基础课程,是一门实践性很强的学科,野外测绘实习是本课程教学的重要组成部分。通过实习,使学生更好地理解、巩固所学的测绘理论,掌握基本概念。要求学生掌握一般常规仪器的操作方法,熟悉选点、观测、记录及资料整理等基本工作技能,了解野外地形图测绘的一般程序与过程。
(1)实习内容
①根据给定的起算数据布设测区首级闭合导线控制点。
②用水准测量方法施测并计算出控制点高程。
③用测回法施测并计算出控制点平面坐标。
④用经纬仪平板法施测并手工绘制测区1∶500大比例尺地形图。
⑤每个实习小组提交一份实习技术成果资料。
⑥每个实习学生提交一份实习技术报告。
(2)实习地点选择
测区应选择在交通方便,能安排40人食宿的地点,要求有明显地形起伏、无高大植被,有简单建筑物及一两种不同地类的区域,面积一般小于0.1平方千米。
遥感技术是在一定距离以外不直接接触物体而通过该物体所发射和反射的电磁波来感知和探测其性质、状态和数量的技术。
(一)《遥感概论》课程实验
1.实验的目的与要求
通过实验课的学习,使学生掌握遥感软件使用基本的基本方法,并能对遥感图像进行一些基本处理和分析,增强实际动手能力、分析问题解决问题的能力和创新能力。
2.实验项目内容
(1)ERDAS视窗操作和初步进行遥感影像处理。通过进行ERDAS视窗操作、用RGB三原色的不同比例合成不同颜色、用不同方式显示同一景遥感影像、查询像元灰度值、图像重采样,对图像进行简单的计算,熟悉ERDAS视窗操作的基本操作,并能进行初步遥感影像处理。
(2)从遥感影像测量理解地物光谱特征。通过察看图像的基本信息,反射波谱特征与像元颜色的关系,绘制地物的反射波谱曲线,绘制地物的散点图,加深对地物光谱特征的理解。
(3)遥感影像预处理。进行数据导入(导入、多光谱合成);几何纠正;图像镶嵌(图像拉伸、镶嵌);图像裁切(按坐标、按图形);图像融合;彩色合成。掌握遥感影像预处理的基本方法。
(4)遥感图像目视判读与制图。以某县或某一区域的遥感影像图为基础信息源,建立土地利用类型解译标志和根据判读标志进行目视判读。规范编绘成果图。掌握遥感图像目视判读的基本方法。
(5)遥感图像计算机解译。通过遥感图像非监督分类和遥感图像监督分类,掌握遥感图像计算机解译的基本方法。
(6)航空像片立体观察与判读。通过航空像片的常见标志识别,立体镜原理和使用方法学习,航空像片立体观察与判读,了解航空像片的常见标志、熟悉立体镜原理和使用方法、用立体镜对航空像片观察与利用航空像片进行初步判读。
(7)土地利用变化信息的提取。遥感土地利用类型解译标志的确立,不同时相遥感影像的判读,土地利用变化信息的提取,了解遥感技术在土地利用动态监测中的应用。
(二)《遥感概论》野外实习
遥感航片野外判读实习是遥感课程重要的教学环节。目的是掌握遥感解译的判读方法和技术,提高综合分析判读技能,进一步提高学生理论联系实际的能力,加深对遥感基本理论的理解。
1.实习内容:①测算航片平均比例尺;②建立本区域的航片判读标志;③进行土地利用类型判读与更新;④绘制天雹水库土地利用现状图。
2.实习地点:南宁市天雹水库。
GIS(地理信息系统)是以地理空间为基础,采用地理模型分析方法,实施提供多种空间和动态的地理信息,是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统(GIS)技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术,在资源与环境应用领域中,它发挥着技术先导的作用。GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息,对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价,而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较,也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,明显地提高工作效率和经济效益,为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。
(一)《地理信息系统》课程实验
通过实验课的学习,使学生掌握地理信息系统构建的基本过程及地理信息系统开发的基本技能,培养学生实践动手和开发设计及和创新能力。
1.实验项目内容
(1)初识MapInfo软件(或其它GIS软件)。进行地理数据可视化:打开Mapinfo自带的数据中国省区图,浏览人口数据,显示人口密度图、显示人口年龄结构图。操作电子地图:使用漫游工具,使用放大和缩小工具,控制图层在缩放范围内显示,使用INFO工具查看地图信息。地理查询与分析:在中国省区图上选取1990年人口数在平均人口数以上的省区,查找京广铁路穿越的省份,分析北京某商业中心
(2)屏幕图形数字化和编辑。准备扫描图象:准备好一幅南宁市政区图,识别投影与坐标系,选取至少四个控制点,记下坐标,然后将纸图扫描成栅格图格式保存;进行栅格图象配准:选择投影和单位,输入控制点,编辑控制点;新建数字化图层,将点、线、面分别放在不同的图层中;跟踪屏幕数字化南宁市政区图。掌握手工数字化的基本原理、方法和步骤,熟悉Mapifo主要绘图和编辑工具的使用。
(3)MapInfo与数据库:空间库与属性库、无缝图层的建立。建立南宁市政区与社会经济之间的ER模型,并转换为关系数据库模型;建立河流、行政边界、道路、行政区三个图层,对三个图层数字化;对行政区建立属性数据库。具体属性项如下:以县界划分行政区,每个行政区属性包括:行政区编码(ID),行政区名,面积,人口,生产总值,第一产值,第二产值,第三产值,固定资产等要素。掌握运用ER模型进行GIS数据库设计的基本方法,掌握利用Mapinfo 建立GIS 数据库的方法。
(4)地理分析功能、空间数据与属性数据的双向查询。运用Mapinfo语言编程对各县进行面积和距离量算;缓冲区分析:以南宁到各县的平均距离为半径做缓冲区;空间叠置分析:将上个步骤生成的缓冲区与行政区图进行叠置,进行地理连接,然后在用“包含于”进行查询。对行政区图层进行人口密度查询,距离查询,社会经济查询等。目的掌握GIS空间分析中的图形运算的基本算法,理解GIS空间分析的主要内容和原理,学会运用主要GIS软件进行空间分析操作和SQL查询。
(5)用户界面设计和模块设计、MapInfo与其他程序的集成方法(OLE)。编辑好南宁市政区图,把Mapinfo 地图嵌入到WORD或EXEEL中;打开各个GIS桌面软件,比较各个GIS系统用户界面设计的异同,设计南宁市旅游信息系统(或土地利用规划管理信息系统)界面及功能模块;用Mapinfo二次开发工具Mapbasic进行南宁市旅游信息系统(或土地利用规划管理信息系统)界面及其中一个模块的设计开发。掌握Mapinfo嵌入到OLE容器的方法,学会用GIS二次开发工具进行用户界面设计和功能模块设计。
(6)专题地图的绘制。在制作好的南宁市行政区划图上完成人口密度分布专题图、社会经济统计专题图的绘制;将制作好的专题图按地图制作标准进行排版布局,打印出图。学会使用GIS工具进行专题地图的绘制、布局、打印。
3S技术是遥感技术(Remote Sensing,简称RS)、地理信息系统(Geographic Information System, 简称 GIS)和全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。3S技术是现代技术发展的先导,对全世界的科技进步发挥着重要的作用,在测绘、农业、林业等领域也有着广泛的应用。
随着“3S”技术的不断发展,将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S”一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础,将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来,构成一个强大的技术体系,可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。
通过“3S”技术的实习,提高学生综合实践能力,掌握GPS的定位并进行野外考察样点数据采集方法,掌握利用采集控制点对影像图进行几何校正,进而监督分类,建立专题图的方法。
1.实习内容:
(1)利用准动态GPS进行学校控制网构建:手持GPS进行野外考察数据样点的采集,主要包括:一是根据国土资源局土地类型的划分类别进行土地利用状况特征点的采点;二是明显地物点的地理坐标采集工作:其中土地利用状况特征点的采点为提取不同土地利用在遥感图像上的纹理特征提供依据,明显地物点的地理坐标作为影像几何校正控制点和结果比较分析样点。
(2)利用野外采集的明显地物点地理坐标,对高分辨率遥感图像进行几何校正,并利用部分样点对校正结果进行分析,使校正结果满足要求即偏差不超过一个像元。
(3)利用野外采点数据,据国土资源局土地类型的划分类别建立相应的训练区,对高分辨率遥感影像进行监督分类,生成土地利用分布图。
(4)利用部分野外采点数据,对专题图校正和精确度分析,在总体精度达到85%的基础上,建立校园土地利用专题图。
实习材料:手持GPG,准动态GPS,遥感影像、遥感软件EPDAS,地理信息系统软件Arcview GIS.
2.实习地点:学校校园
广西师范学院资源与环境信息系统重点实验室是广西高校重点学科与重点建设实验室。1998年获地图学与地理信息系统硕士学位授予权,2000年获得学士学位授予权,2002年成为自治区级重点建设学科和重点实验室, 2005年成为自治区级重点学科和重点实验室。学科实验室现拥有服务器、工作站、计算机、工程扫描仪、宽幅彩色绘图仪、全站仪和GPS接收机等设备,以及ARC/INFO、SUPERMAP、MAPGIS、ERDAS等软件共339台套,软硬件资产达400万元,其中万元以上的68多台套件,实验室软硬件设备条件在区内领先、国内处于先进水平。同时,该学科与广西气象局、北京超图股份有限公司共建有气象GIS应用联合实验室。
该实验室以全球变化与可持续发展理论、地球信息科学理论为基础、以3S技术和数学模型为工具,以资源、环境与发展等各方面的问题为研究对象,围绕空间分析与系统模拟、RS与GIS关键技术、科学数据集成与共享技术、资源环境与区域发展等专题,开展“喀斯特土地利用与石漠化综合研究”、“县域国土空间与区域发展系统信息化研究”、“水土流失遥感监测生态安全研究”、“北部湾环境演变与信息集成研究”和“地理信息系统应用与开发”等方面的研究。拥有的功能实验室:
(1)地理信息系统与遥感实验室
遥感与测绘实验室是资源环境信息系统广西高校重点实验室的重要组成部分,是我院地理信息系统专业、地理科学专业、土地资源管理专业和环境科学专业理论联系实际培养学生动手能力的场所,同时也是教师开展各种科研活动的技术支撑。实验室配有强大的图形工作站和高性能服务器,大型遥感图像处理软件、地理信息系统等软件设施。在面向广西经济建设和可持续发展战略需求基础上,主要开展遥感信息获取、遥感应用研究,以及遥感与地理信息系统应用开发研究,为我院本科教学、硕士生培养和教师科研提供技术支持,同时为广西经济建设和社会可持续发展提供科技服务。
实验室主要研究方向有:遥感图像处理方法、遥感信息获取及应用研究,遥感机理及定量遥感研究;地理信息应用示范工程及其关键技术研究,包括遥感信息获取与处理、空间数据的数字化生产、资源与环境数据库建设与共享研究,组件式GIS、WebGIS技术应用开发研究等;支撑自然资源调查与评价、生态环境监测与评价、区域与城市规划、土地利用利用规划、灾害防治、可持续发展等领域的支撑研究。
(2)土地信息工程实验室
以自然地理学、土地资源学、土地规划学、地图学、测量学、地籍管理、“3S技术”等学科理论和方法为依托,承担《地籍管理》、《土地规划学》、《地籍与房产测量》等本科相关专业课程教学任务,培养学生掌握地籍调查的过程,并能用CASS进行相关地籍成果的绘制,熟悉土地登记和土地统计系列报表相关表格的填写,具备独立进行地籍相关工作的技能;掌握土地利用总体规划的编制方法和规划图件编绘技能,熟悉土地利用总体规划评审步骤,掌握土地整理工程设计的原理与方法,使其具备承担土地利用规划工作的能力与技能;了解地籍与房产测绘常用的技术手段,掌握其基本原理和基本技能。
该实验室为本科生系统掌握土地资源管理专业相关理论、方法和技术,提供一个规模化的模拟平台;为研究生的培养提供一个技术开发与应用的专业化平台;为教师承担土地资源保护与利用相关的课题,提供一个技术支撑平台。为完成省部级国土资源管理部门的城市土地利用、土地开发整理与复垦、农用地分等定级、规划环境影响评价等具体任务和宏观决策,提供技术依托。
(3)数字化制图实验室
数字制图实验室目前拥有计算机、彩色绘图仪、宽幅面扫描仪。数字化仪等先进仪器及ARC/INFO、Surpmap、Mapinfo、AUTOCAD、CASS、ETDAS9.1、城镇土地定级与基准地价更新系统等软件,主要为资源与环境科学学院地理信息系统、土地资源管理、地理科学和环境科学专业本科实践教学提供服务。承担《地理信息系统》、《GIS软件应用》、《数据库技术》、《遥感理论》、《遥感软件应用》、《地理信息系统设计与应用》、《计量地理学》、《c语言》、《计算机辅助设计》、《计算机制图》、《网页制作》、《Visualc》、《数据结构与算法》和《测量学》等本科专业课程教学任务,培养本科生计算机制图、数据采集与处理分析与系统开发的实践动手能力。实验室全方位向本科生开放,开发的实验项目有GIS软件应用软件应用、土地利用规划设计等,是资源与环境科学学院培养能适应社会需求,具有创新意识、知识全面、训练有素的高质量本科应用型人才的现代化实验教学基地。
(4)区域分析与空间信息服务实验室
区域分析与空间信息服务实验室旨在以区域合作为基础,围绕国土空间和区域发展两大主题展开深入研究,以空间经济和空间分析方法及技术研究为特色,建立一个围绕区域资源环境协调发展的跨学科开放性区域研究合作平台,以及基于现代地理信息系统和空间分析方法的科技创新平台。积极开展城市规划、区域规划、小城镇规划和区域可持续发展研究,解决21世纪广西区域经济社会发展与城市化进程中所面临的关键问题,进而为各级政府制定区域和城市发展战略以及相关政策提供科学依据,为制定切实可行的区域和城市经济社会发展总体规划、空间规划和各类专项规划提供专业化服务。目前的研究方向包括喀斯特土地利用与石漠化治理、生态经济与区域可持续发展、城乡规划与区域可持续发展、小城镇发展与新农村建设及3S技术应用等方向。为广西师范学院资源与环境科学学院的区域分析与空间信息科学领域的教学和科研活动,提供了有力的支撑,保障了教学科研活动的顺利进行。
此外,我校还与广西各市县国土资源局、环保局、地理信息中心、区测绘局、区气象局合作,建立地理信息系及统相关专业实习基地,依托稳定的实习基,鼓励学生积极参与到地方国土规划、城市规划、土地利用规划、生态规划和旅游规划等社会实践中去,通过基地实习,提高学生的信息技术运用能力的培养。