3S技術(shù)在傳統(tǒng)地理實習(xí)中的應(yīng)用

摘 要：以地學(xué)高新技術(shù)應(yīng)用為特色的地理學(xué)實驗教學(xué)，為傳統(tǒng)地理實習(xí)提供新的思路和實習(xí)模式。地理學(xué)領(lǐng)域中的3S技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的高新技術(shù)，全球定位系統(tǒng)（GPS，Global Positioning System）能夠快速準確地提供導(dǎo)航定位服務(wù)，地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）則能夠高效管理分析地理信息，遙感技術(shù)（RS，Remote Sensing）則可以提供宏觀、綜合的遙感圖像來協(xié)助識別地物信息和地質(zhì)地貌現(xiàn)象。通過3S技術(shù)（GPS，GIS，RS）的輔助教學(xué)，不僅能夠提高學(xué)生在野外實習(xí)中的效率，增強實習(xí)效果，而且提高了學(xué)生掌握地學(xué)高新技術(shù)深入應(yīng)用的能力。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù) 地質(zhì)地貌識別 植被識別 旅游規(guī)劃管理

中圖分類號：G421 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0213-02

地理學(xué)是一門理論性和實踐性都很強的科學(xué)，突出特點是綜合性、區(qū)域性和實踐性。地理學(xué)與其他學(xué)科教學(xué)的一個重要區(qū)別就是需要野外實習(xí)。野外實習(xí)對于地理專業(yè)的學(xué)生來說，是一種有效愉快的學(xué)習(xí)方式，是通過實地考察實踐整合地理概念和理論的一個重要途徑，也是學(xué)生理解課堂地理知識的最好方法，野外經(jīng)驗同時也是一個地理專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。所以野外實習(xí)對于地理教學(xué)有著重要的作用，是連接課堂教學(xué)和非課堂教學(xué)的橋梁。因此，在野外實習(xí)的教學(xué)上，教師優(yōu)化教學(xué)手段，不但可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性優(yōu)化教學(xué)效果，更可以加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，豐富學(xué)生野外實習(xí)經(jīng)驗。

傳統(tǒng)的地理實習(xí)是教師根據(jù)實習(xí)目的選擇合理的實習(xí)地點和路線，通過地形圖、羅盤等工具進行導(dǎo)航定位，到達指定觀察點進行學(xué)習(xí)講解。然而，這些傳統(tǒng)輔助工具存在一些不足，例如：高精度地形圖不易獲得，羅盤操作精度不高。在野外行進時，尤其在地形復(fù)雜的地區(qū)，空間定位和方位識別的準確性和快速性是決定野外實習(xí)效率的重要因素。與此同時，學(xué)生通常是在事先勘測的路線上進行實習(xí)，這就容易造成對實習(xí)區(qū)域地物信息、地質(zhì)地貌現(xiàn)象的不完全認識。

空間信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使現(xiàn)代地理學(xué)從常規(guī)的野外采樣觀測向“天—空—地”立體化動態(tài)監(jiān)測方向發(fā)展。隨著3S技術(shù)的發(fā)展，3S技術(shù)一體化集成日趨成為發(fā)展的主流，在野外地理實習(xí)中發(fā)揮的作用越來越明顯。遙感技術(shù)由于其范圍廣、速度快、信息廣的特點，已經(jīng)成為當(dāng)今空間信息獲取和更新的一個重要手段和工具。GPS則有著精度高、操作簡便、提供三維坐標、觀測時間短、全天候作業(yè)等的特點，在定位及導(dǎo)航方面扮演了重要的作用。GIS作為3S技術(shù)的核心，可以對空間信息和屬性信息進行信息管理、定量分析、綜合評價以及輔助決策服務(wù)。3S技術(shù)宏觀、快速和準確的特點彌補了傳統(tǒng)工具在野外實習(xí)時的不足，對學(xué)生綜合理解掌握3S技術(shù)以及野外地理實習(xí)效果的提高都發(fā)揮了重要的作用。

1 遙感技術(shù)和GPS在地質(zhì)地貌識別中的應(yīng)用

衛(wèi)星遙感圖像直觀、綜合、宏觀的特點，不僅在巖性識別上有著很重要的作用，在地質(zhì)構(gòu)造方面，也提供了大量的地質(zhì)信息。經(jīng)過計算機圖像處理技術(shù)的增強圖像，能夠突出這些地質(zhì)形跡，客觀形象地反應(yīng)了區(qū)域構(gòu)造特征與差異，為分析地質(zhì)構(gòu)造開拓了一個嶄新的技術(shù)途徑。而GPS則可以對典型地質(zhì)地貌觀測點進行快速、準確地導(dǎo)航定位，改善野外實習(xí)效果。GIS技術(shù)則可以實現(xiàn)各種專題圖的數(shù)字化，建立圖形和屬性相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫，制作專題制圖，尤其是利用DEM高程數(shù)據(jù)，還能使各種專題制圖立體顯示，提供了多視角、多層面觀察分析地形地貌的新途徑。

本次以柳江盆地為例分析遙感技術(shù)在地質(zhì)地貌實習(xí)中的應(yīng)用。柳江盆地位于秦皇島市區(qū)之北的撫寧縣境內(nèi)，屬石門寨鎮(zhèn)管轄?？偯娣e約180 km2，盆地中心南距秦皇島市23 km。在柳江盆地范圍內(nèi)，各時代地層的發(fā)育具有代表性且連續(xù)出露，巖石類型也較齊全，地質(zhì)構(gòu)造清晰直觀，外動力地質(zhì)作用現(xiàn)象較多。

1.1 遙感技術(shù)識別巖性和地質(zhì)構(gòu)造

在巖石巖性的識別上，由于不同巖石的反射光譜有差別，在遙感影像上，不同類型巖石的色調(diào)往往也不相同。同時，在內(nèi)外營力的共同作用下，巖石會組合成不同的形狀，這也是識別巖石類型的重要標志。沉積巖最大的特點就是成層性，膠結(jié)良好的沉積巖出露充分時，可在較大范圍內(nèi)呈條帶狀延伸。在高分辨率的遙感影像上可以顯示出沉積巖的走向和傾向；巖漿巖多呈團塊狀和短的脈狀；變質(zhì)巖是由巖漿巖和沉積巖變質(zhì)而來，在遙感影像上的顯示特征與原始母巖的特征類似，由于經(jīng)受過變質(zhì)，其影像特征更為復(fù)雜。圖3可以看到不同的巖石在顏色、紋理上有明顯的差異，其中A處為沉積巖，B處為變質(zhì)巖，C處為巖漿巖。

利用遙感影像除了識別大規(guī)模地質(zhì)構(gòu)造和實習(xí)地的巖石巖性，還可以識別一些地貌特征，比如河流的切割、山地河谷出口處、沖積-洪積扇的分布。如果僅僅通過傳統(tǒng)的野外實習(xí)方式，沒有遙感影像的輔助，很難從整體上對實習(xí)區(qū)的地質(zhì)地貌特征有一個比較全面、正確的認識。

1.2 GPS進行空間定位

2 遙感技術(shù)在植被地理實習(xí)中的應(yīng)用

由于受到植被內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、土壤水分等因素的影響，不同植被類型在遙感圖像上的像元亮度值就會呈現(xiàn)不同的范圍，加上不同植被類型在紋理信息、分布信息、面積信息等屬性各有不同。因此，借助于遙感影像可以直觀地識別霧靈山植被類型及其分布特點，進而幫助學(xué)生更直觀、精準地分析植被分布特點。例如，霧靈山氣候垂直變化明顯，形成了不同的溫度-濕度組合和植被類型，導(dǎo)致植被的垂直分布規(guī)律十分明顯。由于山體成東北-西南走向，山體陰陽坡差異也很突出。陽坡植被大致可以分為低中山松櫟林帶、中山針闊混交林帶、山地草甸帶三個帶。低中山地帶森林植被多遭破壞，占優(yōu)勢的植被類型為中生和旱生中生落葉灌叢，中山針闊混交林帶主要分布著以云杉占優(yōu)勢的針葉林，由于人為影響，針葉林呈散生狀態(tài)存在。山地草甸帶植物群落較多，垂直分布較為明顯。

3 GIS技術(shù)在旅游規(guī)劃管理中的應(yīng)用

野外實習(xí)是旅游開發(fā)和規(guī)劃教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分。黃山地區(qū)旅游規(guī)劃實習(xí)主要旨在通過對黃山地區(qū)旅游景觀的構(gòu)成、特征的分析和對主要旅游資源的調(diào)查評價進而學(xué)習(xí)掌握旅游開發(fā)規(guī)劃的基本技能。GIS技術(shù)在旅游管理的野外實習(xí)中的應(yīng)用主要包括：旅游資源的開發(fā)和旅游線路的規(guī)劃設(shè)計。

旅游資源的調(diào)查涉及資源信息的獲取、匯總管理及分析制圖。由于旅游資源分布的廣域性決定了調(diào)查研究的覆蓋面廣，傳統(tǒng)的方法受到人力、物力及自然條件等制約，覆蓋面不足且精度低。一個地區(qū)是否具有開發(fā)的價值，受到很多因素的制約和影響，傳統(tǒng)的人工記錄管理資源數(shù)據(jù)的方式使得分析評價缺乏綜合性，而GIS恰恰彌補了這種不足?？梢酝ㄟ^選取地理條件、景觀資源、交通便利性、周圍環(huán)境開發(fā)程度等各種重要制約作用的因子，利用GIS空間分析和疊加功能評價旅游開發(fā)適宜度。

在旅游線路的設(shè)計上，通過GIS的路徑分析功能，可以篩選出路徑合理的旅游資源進行組合，這種路線選擇方式避免了人為分析設(shè)計的主觀性，可以選擇出最優(yōu)的旅游線路。圖5為以黃山風(fēng)景區(qū)為例，選取所需旅游景點，得到的時間較短，費用較少，線路利用率較高的最佳路線。

4 結(jié)論

3S技術(shù)在野外地理實習(xí)中發(fā)揮了不可替代的作用，不僅提供了宏觀、清晰的影像信息，快速、準確的定位導(dǎo)航服務(wù)，而且能夠科學(xué)、定量地整合地理信息進行評估分析，大大提高了學(xué)生野外實習(xí)的效果。

參考文獻

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