地理信息科学研究方向精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇地理信息科学研究方向，期待它们能激发您的灵感。

篇1

近年来，环境信息科学(EnvironmentalInformationS。iences，或EnvironmentalInformaties，或Enviromatics)作为一门新兴的交叉学科得到了快速的发展，早期单一的工程方向“环境信息化”正在发展成为一门多学科理论交叉、多技术手段集成的新兴学科领域〔。国际环境信息科学学会(InternationalSocietyfo;EnvironmentalInformationSeienees，ISEIS)作为这一领域的学术组织，致力于发展信息技术在环境领域的应用，提供环境信息系统研究领域的多学科交叉，以促进环境信息系统研究领域的国际交流。国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈、3S技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技术的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

篇2

（邵阳学院，湖南 邵阳　422000）

摘　要：在人类知识体系的十一门类中，自然科学和社会科学是最重要的两个组成部分，地理科学则将两者巧妙地结合到了一起。在人类五大开放系统中，星际系统和社会系统是重要的两个组成部分，地理系统在二者的结合上也发挥了重要的作用。本文首先介绍了地理科学的地位和理论体系，然后介绍了地理科学和可持续发展之间存在的联系，最后在可持续发展战略下对未来地理科学的发展趋势做出了展望。

关键词 ：地理科学；可持续发展；地理系统工程

中图分类号：P90-4

文献标志码：A

文章编号：1000-8772（2015）08-0236-01

收稿日期：2015-02-06

作者简介：张轩凡（1992-），男，海南澄迈人，本科在读。研究方向：地理科学。

综合性和实践性是近代地理科学发展所体现出来的主要特点。地理科学的发展逐渐走向了数量化，地理科学的理论体系与社会生态以及其他学科都有联系。当前，地理科学的发展要按照钱学森教授所建立的科学思想，加大对地理科学的研究力度，加大在地理科学上的科研投资，这对解决我国甚至是世界范围内的环境污染、人口增长、以及区域发展等问题上具有重要的意义。

一、地理科学的地位及基本体系

（一）地理科学的地位

在钱学森教授总结的全人类研究的科学体系中，地理科学是十一个研究学科之一。地理科学在人类认识世界中发挥了重要的作用，同时，地理系统又是五大开放系统的重要组成部分。在人类知识体系中的十一门类中，自然科学和社会科学是其重要的组成部分，地理科学将两者巧妙地结合到一起，地理科学的地位之所以得到提高，是为了制定可操作性的可持续发展的目标。

（二）地理科学的科学体系

现代地理科学的科学体系有很多分类，马蔼乃曾将地理科学体系分为三个基本层次：以基础理论为主的理论地理科学；以技术科学为主的地理信息科学；以工程技术为主的地理系统工程，下面进行详细的分析。

1. 以技术科学为主的地理信息科学：原来的地理生态系统分为大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四部分，之后有关学者对其进行扩充，将人类圈、外层空间圈、地形圈和土圈纳入了其中；在社会系统上分为经济基础圈，上层建筑圈和意识形态圈。为了将各个圈层中的共同和不同区别开来，将基础的突破圈层结构深入到了独立因子层。为了建立地理信息模型，对独立因子层进行分析研究，之后在分析的基础上建立了地理相似准则，通过地理信息模型的建立能够很好地对未来地理现象进行预测。

2. 以技术科学为主的地理信息科学：对基本的地理信息进行整理和模型计算，在此基础上得到的模拟地理工程，为我国的可持续发展总结经验。在进行地理观测、地理地位、地理实验的数据处理上，一般用地理信息科学的相关技术进行分析。

3. 以工程技术为主的地理系统工程：地理系统工程是一个较为复杂的工程，其主要的任务就是处理好人地系统中的人地关系。地理系统工程和地理科学理论有着密切的联系，地理系统过程的健康发展能够实现地理科学的快速发展。

二、地理科学和可持续发展之间的相互关系

地理科学发展之初是“地理环境决定论”，之后过度到“人类中心主义”，接着又发展到当前的可持续发展阶段。地理学科因为自身存在的特点，与可持续发展存在着一定的联系，可持续发展的基本理论研究是地理科学研究的重要组成部分。

（一）研究主题

处理好人与自然的关系，是可持续发展研究的最终目的，这也正是地理科学研究的主题。

（二）研究内容

可持续发展主要的研究内容就是处理好人口、环境、资源等在人类社会发展中存在的问题，可持续发展研究的内容，绝大部分都是在地理科学的基本场所——地球表层上进行的。可持续发展研究的各个领域涉及到地理科学研究领域的很多方面。

（三）研究优势

可持续发展基本理论的研究最终是要在不同的区域落实，而区域开发恰好是地理科学研究的重要领域。在进行可持续发展研究时，要明确具体的研究范围，在明确研究范围的前提下进行操作才具有可行性。目前，我国很多区域的发展中都贯彻了这一思想，并且已经取得了较好的成果。

三、在可持续发展视角下，对地理科学的展望

人类历史是不断发展的。近几年，人类传统的发展观念已经逐渐被可持续发展观所取代，而处理好人口、资源、环境和社会发展之间的关系，解决好他们在发展过程中出现的问题和矛盾成为当今中国发展的主题。地理环境是人类赖以生存的基础，可持续发展基本思想的落实必须以地理环境为基础，可持续发展是未来地理科学发展的主要方向，将会对地理科学的基本理论体系产生冲击，地理科学将会迎来新的发展趋势。

在可持续发展的视角下，地理科学朝着综合化、整体化、系统化的趋势发展，且向技术化和社会化方向倾斜，最终为实现可持续化创造条件。

四、结语

随着人类社会的不断发展，人口、资源、环境等方面的问题日益突出，这些问题的解决往往不是单一的学科研究所能完成的。可持续发展观念的提出，将给地理科学的发展带来春天。地理科学要结合自身的特点，总结自身的优势，同可持续发展相结合，投入到社会生产实践中，从而实现可持续发展研究的地理科学方向。

参考文献：

[1] 刘凯, 吴国玺. 地理科学发展的哲学思考——以本体论与科技革命视角[J]. 资源开发与市场,2010(8).

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【关键词】地理科学 网络化 信息化 现代化

20世纪，我国的地理学在科研方向取得了一些骄人的成绩，为我国的科学和教育以及经济建设做出了不小的贡献。然而在社会一日千里的发展下，给地理科学带来了危险与机遇，一方面地理学面临被解体或被覆盖的境地的严峻的挑战；另一方面，空间技术以及计算机技术等一些高新技术的出现和发展，对地理科学提供了新的机遇。本文，就地理科学的信息化与现代化方面展开进一步的探究。

一、关于地理科学的相关简介

（一）地理科学的概念。

“地理科学”这一概念，是由我国著名科学家钱学森在1986年提出的，与社会科学、自然科学等学科并列，一共分基础理论层次、技术理论层次和技术层次三个层次，多在一些师范类学校开设。那么什么是地理科学研究的主要对象呢？实际上就是我们所说的人地系统。地理信息科学的战略领域一共包括三方面：地理空间和认知模型、地理概念的计算机实现以及信息社会的地理学。为了构建21世纪信息时代新世纪的新兴地理学科，地理科学要向着信息化和现代化发展，主要是借助信息化的力量，大力推动地理科学的现代化和结构性调整进程。

（二）新时期地理科学面临的挑战。

首先，地球表层系统的复杂性极大，无法以精确的定量进行相关的描述。其次，人地关系变化速度十分快，人类认识与预警能力完全不能跟上其变化。另外，地理学与其它学科之间的竞争相当剧烈，有可能解体或者被其他学科给覆盖。不仅如此，在地理学科中地球表层系统的模糊性和科学价值精确性两者相冲突。

（三）地理科学的研究趋势走向。

关于21世纪地理学研究主要趋势有着以下的变动：第一，地理学研究生态化，并且地理学开始着手研究人文化；第二，自然地理研究热点又增加了一个，那就是界面研究；第三，地理学重大题材也在更新，全球研究已经被纳入其中；第四，地研究愈来愈受重视，并且在不久的将来很快成为地理学重大领域。

二、关于网络化对地理科学的重大影响探究

随着信息技术日新月异的更新，网络世界正在对人们的生活和工作进行着全新的改变，我国的教育对此也深表重视。而现代地理科学的时空限域，是人类社会已经面临后工业期以及信息期。据资料显示，早在1992年美国已经提出了两门新的地理学科，那就是通讯地理学和信息地理学。美国地理信息与分析国家中心曾经与大学地理信息科学研究会提出了一个新的概念――“数字世界”，在这一中心地理科学战略领域有三方面内容：信息社会的地理学、地理概念的计算机实现以及地理空间认知模型。

由于受到了信息技术的惊人进步的影响，社会和经济生活方式也正因此发生着改变，地理学的研究核心――时空观和人地关系也同样面临着更新的挑战。关于一些传统的空间观受到了严重的挑战，信息地理研究出现开始从现实空间向虚拟空间转变。

三、关于地理科学整体和传统的优势的探究

关于地理科学整体的、传统的优势主要体现在以下三方面上：

（一）地理科学这门学科，对时间与空间分布规律十分重视，并且强调研究时间与空间相互转换的问题。通常，我们依据地球自转和公转的规律对地理坐标系进行相关的确定。在古代，人们用天文与时间定位来对地球的经纬度进行测定。然而，当年的那些计量地理学太早熟了，但是在如今的网络时代计量地理学很有可能通过融合区位理论、空间分析，提出一些有助于资源再分配与区域重组问题的新方法。

（二）地球信息资源极大丰富。21世纪的今天，我们可以借助先进的卫星遥感技术对地球进行全天候的观测。生态网络台站、地壳深钻、冰岩态、海洋浮标、地壳深钻、地震台站等等，我们都从其身上看到了自动化的影子，对地球进行多维动态监测以及为相关的虚拟实现提供了足够的数据。网络信息时代的带来，给我们带来了巨大的机遇，我们要借此对地球信息科学进行大力发展和壮大，并且借助先进的网络技术大力推动地理科学本身的现代化和结构性的调整。

（三）地理科学是一门取法自然并且以人为本的综合性学科。古地理科学的体系，主要是以自然地理学为主。在19世纪和20世纪，地理科学进行了一些专业专门化的改变。地理科学这门学科，接触都是冰川、泥石流、沙漠、湖泊、高原、滑坡、山地等等这些自然现象，关于我国的自然资源与环境特点，在进行地图测绘以及卫星遥感等一些科研工作时，都要充分考虑到自然因素和社会因素。

四、信息化和现代化下的地理科学的探究

随着互联网的发展以及移动通讯技术的出现，关于传统的时空概念早已经陈旧不堪，如今人们对信息化和现代化下的地理科学进行了一个重新的认识，主要体现在空间结构、商业地理、行为地理、人地关系以及空间形态这五个方面。我们只有通过加大现在的教育改革力度，才能更好地发展地理学科，造就出一批具有符合时代的地理学思想家和战略家，并且在地理科学研究的过程中对定量化方法进行探究使其符合时代要求，总结、集成以及创新相关的地理学方法论。未来的地理学科的相关重大课题，要紧跟时代的要求和现状，提高地理科学科研水平，使其研究理论和成果要具有一定的震撼性和权威性。

【参考文献】

[1]、樊杰.人文―经济地理学和区域发展研究基本脉络的透视――对该领域在中国科学院地理科学与资源研究所发展历程的讨论[J].地理科学进展，2011，04：387-396.

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【关键词】测绘；发展；探测技术；应用

测绘学是一门关于地球空间信息的学科，是采用各种方法和手段研究空间对象的定位、描述和表达，动态变化与监测，并将所获得的各种空间信息进行加工、存储与处理，使之综合应用于经济建设、国防建设、科学研究、社会发展等各个领域中所形成的一门学科。测绘科学既是地球学科的重要分支，又是一门工程应用学科，她服务于各种工程建设，包括地面、空中、地下、水下各种民用工程、矿山工程、海洋工程、军事工程、环境工程、生态工程等领域。现代测绘科学研究的主要对象是空间信息，而以空间信息理论为核心的测绘学科，与地学、生态、环境、城建土地管理等相关学科都有密切的联系。现代测绘高新技术，往往是多种专业技术的综合系统，只有将各类知识融会贯通，构成有机的知识网络，才能适应现代科技相互交叉、渗透、移植的特点。测绘的范围从地面扩展到整个近地空间，加之通讯、计算机网络等信息技术，给测绘学的发展提供了广阔的发展空间。随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展。

现代测绘技术主要有：（1）空间测绘技术（2）航空、卫星重力探测技术（3）航空航天遥感技术（4）地图制图与地理信息系统技术（5）GPS、GIS、RS的三S集成技术。测绘科学与技术下设大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程三个研究方向。

大地测量学与测量工程专业是培养具备地面测量、海洋测量、空间测量、摄影测量与遥感以及地图编制等方面的知识，能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、陆海空运载工具导航与管理、城市和工程建设、矿产资源勘察与开发、国土资源调查与管理等测量工程、地图与地理信息系统的设计实施和研究、环境保护与灾害预防及地球动力学等领域从事研究、管理、教学等方面工作的工程技术人才。

摄影测量与遥控专业是结合摄影测量（解析摄影测量、数字摄影测量）、地理信息系统、图象信息处理以及遥感的系统理论和有关仪器设备的原理，培养从事摄影测量与遥感技术领域的地图制作，建立地理信息系统，进行资源调查以及近景摄影测量生产与研究的高级工程技术人才。

地图制图学与地理信息工程已从传统的地图绘制发展成为运用现代计算机技术与信息通信工程。

现代测绘学的内容广泛，任务涉及面大，是现代高新技术互相渗透的结果。现代测绘学与传统的测绘学有所不同，它不只是手段先进，方法新颖，而且其研究和服务的对象、范围越来越广泛，重要性越来越显著。

如上所述，现代测绘学是一门科学性、技术性很强的学科。对于国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域，是一门重要的基础科学。

在工程建设方面，工程的勘测、规划、设计、施工、竣工及运营后的监测、维护都需要测量工作。在军事上，首先由测绘工作提供地形信息。在战略的部署、战役的指挥中，除必须究和服务的对象、范围越来越广泛，重要性越来越明显。如上所述，现代测绘学是一门科学性、技术性很强的学科，对于国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域，是一门重要的基础科学。

测绘工作是国民经济建设和社会发展的一项前期性、基础性工作，是构成地理信息产业的基础和主干。它为国家经济建设和社会发展提供与地理位置有关的各种专题性和综合性的基础信息，其成果是进行资源调查、环境监测、农田建设、能源、交通、水利等大型工程建设、城乡规划建设、土地开发利用、重大灾害监测预报和科学研究、国防建设以及国家宏观管理决策必不可少的基础资料。

随着空间科学、信息科学和计算机技术的飞速发展，测绘科学技术也进入了一个新时代。目前，国内外测绘科学技术的发展出现了下列主要趋势：

（1）大地测量自采用快速高精度空间定位技术，特别是GPS技术以来，逐步从静态大地测量发展到动态大地测量，作用范围从地球局部区域扩展到全球，研究对象从地球表面几何形态深入到研究地球内部物理结构及其动力学机制，传统大地测量理论和技术将产生重大变革。应用大地测量技术对地壳运动和海平面变化进行精确监测和研究，及时对因环境变化而产生的自然灾害做出精确预报将受到普遍的重视。

（2）摄影测量的发展经过模拟摄影测量、解析摄影测量时代，已经于本世纪90年代进入到数字摄影测量时代。数字化摄影测量系统已经进入商品化的阶段；将数字摄影测量系统与地理信息系统结合，促进了测绘生产过程的数字化和自动化；利用GPS确定航摄外方位元素，从而实现无地面控制点或少地面控制点的航空摄影测量，摆脱繁重的野外控制测量工作。

（3）遥感技术正朝向多种传感器、多级分辨率、多频谱、多时相的信息获取和快速实时的智能化信息处理的方向发展。利用遥感技术对大陆、海洋、大气等地球环境的变化进行长期观测和分析，已经与遥感制图、地球资源调查一样成为遥感技术的主要方向。高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪、合成孔径雷达等新型传感器及其影象信息处理系统日益受到普遍重视。

（4）地理信息系统已在某些专业得到应用并进入商品化生产的阶段，计算机技术和通讯技术的迅速发展，使GIS向多样化和分布式处理迈进。在侧重信息存储、数据库建立、查询检索、统计分析和自动制图等基本功能的基础上，GIS逐步进入开发分析、评价、预测、决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段。

（5）地图学的发展呈现出多层次、多领域、多时态、多功能的特点，遥感技术、地理信息系统技术、机助制图技术与多媒体技术的发展将使地图制图学的基本理论、技术方法和手段、工艺过程发生根本性的变化。研究解决利用遥感技术和其它手段快速更新地图信息，实现地图内容的自动综合，以及研制实用化专题地图设计专家系统、地图自动编辑制版系统和地图信息分析应用专家系统，是当今地图制图技术发展的关键。

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关键词：中美高校；地理学专业；课程设置；启示

中图分类号：K92

文献标识码：A

如何优化课程结构一直是国内高校地理科学专业不断探索的问题，高校地理科学专业课程的构建对学生在专业方面的知识结构、能力培养、素质养成影响深远，课程体系特色的积累可形成学生在求职和未来工作岗位上的重要优势。美国是世界上高等教育比较发达的国家，其地理系的设立比较早，课程设置和地理学人才培养等方面具有丰富的经验。为此，本文选择美国近十所重点大学的地理系，对其专业/方向划分和课程设置进行分析和评价，总结其特点，并与国内高师院校地理科学专业进行对比分析，以期吸收、借鉴美国一些比较成熟的经验，为我国高师院校地理科学专业课程体系改革和人才培养提供有益借鉴。

1 美国大学地理学专业课程设置概况

美国高校的课程设置和国内有很大的差异。由于文化背景和高等教育体制的不同，前者更具独立性，各院校系所开设的课程各有千秋，而后者统一性却比较突出。但是，通过调查美国地理专业历史悠久、师资力量雄厚、有较高知名度的近十所学校（加州大学伯克利分校、宾夕法尼亚州立大学、威斯康星大学麦迪逊分校、明尼苏达大学、纽约州立大学水牛城分校、爱荷华大学、克拉克大学、华盛顿大学、加州大学圣芭芭拉分校）课程设置情况，了解他们的专业（方向）划分、应修专业课程数、学校开设专业课程总门数、主要专业必修和选修课等基本概况，还是能够发现一些共同特点。见微知著，了解美国大学地理学专业课程设置的一般特点和规律，对我国地理科学专业课程改革和人才培养将有所启迪。

1.1 学位授予和专业（方向）类型

美国大学地理系学生可以申请理学和文学两种不同学位，这一点不同于中国。比如，在宾夕法尼亚州立大学、明尼苏达大学主修地理的学生，根据所修课程的不同，毕业时可以拿到理学士（Bachelor of Science，BS）和文学士（Bachelor of Art，BA）两种学位证书。学院为申请两种学位证书的学生分别提供了一套完整的地理专业学习方案，相同之处在于均可以学到自然地理和人文地理的基本概念和理论、培养运用地理技术（如绘图和空间分析）解决实际问题的能力；区别在于文学士偏重学习社会和行为方面的地理学，理论方面的学习和学分要求相对较少；理学士强调地理学的环境视角和地理信息科学，专业性更强和学分要求较高。威斯康星大学麦迪逊分校、加州大学圣芭芭拉分校、爱荷华大学、华盛顿大学的地理系也都有BA和BS的区分，其余很多学校则没有该区分。

由于美国大学可根据自身学科发展情况设置专业或方向，名称也可不同。不同院校的同一专业或相近专业的课程设置各有侧重。但是，从总体来说，美国大学地理系与我国基本类似，即多数院校涵盖自然地理、人文地理、地理信息科学三个专业（majiors）/方向（options）/领域（areas）/组群（clusters）（见表1）的课程。比如，威斯康星大学麦迪逊分校地理系分设地理学和地图学与地理信息系统两个专业（majors），地理学专业又分出自然地理学、人地关系研究和人文地理学三个方向（options）。宾夕法尼亚州立大学的地理专业设立于地球与矿物科学学院，其地理学理学士分设综合地理学、地理信息科学、自然地理、人文地理四个方向（options）。明尼苏达大学、爱荷华大学的地理专业均设立四个主要领域（primary ar eas）。多数高校像宾夕法尼亚州立大学一样，不分专业，只划分不同方向，学生根据自己的兴趣及将来所要从事的职业，通过选择不同的课程来达到不同方向的学分要求。

1.2 课程开设基本情况

美国大学的课程体系分为两大模块，分别为通识教育模块和专业教育模块。本文主要介绍专业教育模块的课程设置。各学校所开设的专业课的门数和种类很多，不仅涵盖了地理学主干理论，还涉及到各个细小分支学科以及理论与现实问题的结合。专业课和我国类似，也分为必修课（core or required）和选修课（selectives）。所有专业课分为不同的课程组，学生只需在每个课程组中选择满足学分要求的课程即可达到毕业要求。比如，威斯康星大学麦迪逊分校地理系将开设的专业课分为五个课程组（five groups），分别为：自然地理、人文地理、人与环境相互作用研究、区域与全球系统研究、制图与地理信息科学。每个组均包括基础、中级和高级三个层次的课程。一些交叉性的课程分别开设在不同的课程组里，学生只需选择其中之一即可。一般来说，课程编号的首位数字越大代表所开设课程越难，一些较简单的课程（一般为学科基础课）主要面向低年级学生开设，较难的课程（多为研究和应用型课程）仅向高年级的学生（本科三四年级以及研究生）开放。对主修、辅修或双学位地理专业的学生，要求其选择不同数量的不同课程组课程。

2 美国大学地理系课程设置总体特点

2.1 方向划分相对自由.突出学校优势并注重学科交叉

由于美国大学在专业或方向划分上相对自由，不同学校可根据实际情况设立适合自己的专业或方向，并且，在设置专业或方向时充分彰显研究优势。比如，俄亥俄州立大学地理本科教育在全美排名第四位，在环境与全球化研究方面有专长，该校就设立了“环境与社会”、“大气与气候研究”、“城市区域与全球研究”、“GIS与空间分析”四个方向。克拉克大学地理本科教育在全美排名第一，根据自己学校的特长设立了“全球环境研究”和“地球系统科学”两个方向；明尼苏达大学设立了“人地系统整合研究”方向。纽约州立大学水牛城分校地理系已经形成了“空间分析”、“区域研究”、“人地关系”、“地球科学”4个传统优势，因此设立了“城市与区域分析”、“地球系统科学”、“国际企业与全球贸易”等方向。

此外，在设置方向时，注重地理学与其他学科的交叉。比如，明尼苏达大学的“生物地理学”、爱荷华大学的“地理与社会变化”、俄亥俄州立大学的“环境与社会”、华盛顿大学的“环境、经济和可持续发展”、“全球化、健康和发展”等方向体现了地理学与生物学、社会学、经济学、环境科学、医学、地质等学科的交叉。学科间的交叉有利于学科之间相互渗透及边缘学科的发展，也有利于学生的知识结构趋于多样化和毕业后就业。

2.2 紧密结合全球变化.突出人文关怀

美国大学在课程设置上注重结合全球变化，对与全球人类生存、生活相关的方向特别关注，对于自然环境的变化、社会文化及人口的变化、人类与环境的交互发展等均非常重视。比如，加州大学伯克利分校开设“全球化”、明尼苏达大学开设“我们正在全球化的世界”、俄亥俄州立大学开设“不平等的发展与全球化”等课程。宾夕法尼亚州立大学开设“能源政策发展”、“发展中国家地理”、“全球变暖的人类影响机制”、“财产与全球环境”、“全球经济中的劳动力”、“国际事务中的地理环境”、“权利与公平”等课程。华盛顿大学开设“数字地球”、“俄罗斯景观变迁”、“女性与城市”、“城市社会公平”、“健康地理”、“全球经济迁移”、“潮湿热带的生态可持续发展”等课程。这些课程的开设有利于培养学生对全球变化和当代政治与经济的关注与思考，使其养成敏锐的洞察力与深刻的分析能力。

2.3 区域地理和乡土地理特色突出

课程设置的多样性和灵活性是美国大学的一个突出特点。国家对地理系的课程设置有一个官方的基本标准，但是各个学校在具体实施时具有充分的灵活性和自主性。特别是选修课，可以充分根据地域特点和学校具体情况进行设置。像宾夕法尼亚州立大学、威斯康星大学麦迪逊分校、华盛顿大学等开设的选修课涉及到细小分支学科、世界区域地理、美国乡土地理等，比如“妇女地理”、“法律地理”、“更新世冰川地质”、“全球气候变暖争论”、“森林地理”、“东亚政治经济发展”、“非洲地理”、“美国西部”、“西欧历史地理”、“北美历史文化经济”、“美国种族阶层和贫穷地理”等。

2.4 强调地理技术类课程.重视实践环节和科研能力培养

地理技术类课程在美国高校地理学专业课程中占比例较大，极受重视，各校地理系普遍开设有诸如计量地理学、地理信息科学原理、GIS和空间分析、GIS应用、野外调查、制图设计、遥感等课程。该类课程可作专业方向课程，而且一般为专业必修课程（见表1）。并且，该类课程一般会占到专业必修课课程数量的1/3～1/2和应修课程数的1/4左右。

美国大学实践和研究性课程种类较多，有“独立研究（Independent Study）”、“研讨（Seminar）”、“专题（Topics）”、“论文（Thesis）”、“实习（Internship）”等各种类型，并且所占学分较多。在明尼苏达大学，“绘图实习（Cartography Internship）”占2-7个学分，“专题（Topics）”占3学分，“新生研讨”（Freshman Seminar）占3学分，“高年级项目研讨”（Senior Project Seminar）占4学分。学生在各种实践和研究性课程学习中，需要做到主动参与而非被动接受，通过查阅各种资料、共同讨论以及撰写作业或论文，真正锻炼了利用所学地理知识独立思考、解决实际问题的能力，使学生将来能够更好地从事科研和各项工作。

2.5 选修课门类众多.授课方式灵活多样

美国大学地理选修课程“广而多”，内容丰富，涉及面宽。不过，要完成毕业目标对学生的学分要求并不是非常高。如表1所示，六所大学学生应修的专业课程数从十几门至二十几门不等，但是学校开设的课程总门数则多达几十甚至上百门，这样学生自主选择性强，可以选修那些自己感兴趣或者对自己将来的发展有帮助的课程。

其次，各门选修课程开设的频率不同。在威斯康星大学麦迪逊分校，一些主干课程（如全球自然环境、环境自然系统、人文地理学导论、城市导论、区域发展与规划等）每学期都开设，部分课程（如气候学、自然环境分析、全球变暖争论、美国西部、欧洲地理、土壤地理学等课程）是一学年或隔年开设一次，而有的课程（如地貌学、高级景观地理、历史环境变迁、人类活动空间组织、人口迁移与分散、西方社会健康与财富等课程）仅偶尔开设。

第三，美国教师在授课方面具有相当的自主性和灵活性。学生上课大多没有固定教材，学校给出的课程大纲也只是导向性的，因此，同一门课程可能会因不同的授课教师而强调不同的方面。每个学生所选修的课程都不尽相同，常常是选修同一门课的学生都在一起上课。

3 国内高校地理科学专业人才培养和课程设置

3.1 人才培养目标

作为高等教育的传统专业，地理专业已在我国近百所大学开设，这些大学绝大多数是高师院校，少量是综合性大学。部属高师院校，往往既有地理科学专业，也有地理教学专业（师范类）；综合型大学，只有地理科学专业；省属高校，往往仅有地理科学（师范类）（见表2）。师范类和非师范类在人才培养目标上有较大区别。比如北京师范大学地理学与遥感学院就明确指出，“地理科学专业旨在培养优秀地理科学研究的后备人才和从事教学、科学研究、开发和管理工作的高级专门人才，或继续攻读硕士、博士学位的人才”，“地理科学（师范生）旨在培养运用现代教育技术开展地理学教学、热爱教学事业的优秀中学地理教师”。简言之，非师范类以培养从事地理科研的人才为主，师范类以培养中学地理教学骨干为主。

3.2 课程设置整体状况

师范类和非师范类人才培养目标的不同直接决定了课程设置上的差异，最突出地表现在师范类学生要修满教师教育课程。不论是综合性大学还是高师院校，不论是部属还是省属高师，所开设的专业课程都基本围绕自然地理、人文地理、区域地理、地理技术4个主题组建专业课程群，减少相互重复和过度交叉，使课程之间关系清晰。这一点类似于美国将课程分为不同的课程组，既着意培养学生坚实而广阔的学术基础，又增加了学生选择的自主性，让学生选择自己感兴趣或想要深入研究的某个领域，从而更好地与未来工作和研究生教育相衔接。在传统课程和优势科研领域的基础上，各高校确认和新设了一些主干和特色课程，如南京大学开设“海洋科学导论”、“中国水问题”等课程；华东师范大学开设“河口与海岸”、“流域过程”、“城市环境过程”等课程。

由于地理专业非师范类学生不必学习地理教育课程，所以，为他们设置的专业选修课程门数远远多于非师范类。由表2可以看出，为地理科学专业、地理科学专业（师范类）学生开设的专业必修课、选修课基本一致，课程总数大致在40-55门；但是华东师范大学和北京师范大学为非师范类学生开设的专业课程总数分别为73门和84门，既有广度，又有深度。

3.3 课程设置的不足

通过比较，可以发现，国内高校地理科学专业所开设的专业基础课和美国基本相同，均主要集中于自然地理学及其分支学科、人文地理、GIS、地理科学导论等。不足之处在于专业选修课程总数偏少，特别是国内高师院校为地理科学（师范类）学生开设的专业选修课数量明显不足；涉及世界区域地理、全球视野的课程偏少，国内高校很少开设非洲地理、俄罗斯地理、美国地理、加拿大地理、全球化等相关课程；国内课程整体上偏重于理论和宏观，应用类、综合类、交叉性的课程偏少，紧密结合社会发展动态变化的课程偏少；虽然国内也有野外实习、毕业论文设计等实践性教学环节，“前沿讲座”类似于美国的“专题（Topics）”，但是缺少类似于美国“研讨课”（seminar）和“独立研究（Independent Study）”的课程，并且国内受实习经费紧张所致，实践课程越来越形式化。

4 对我国高校地理科学专业课程改革的启示

4.1 发挥学科传统优势.重视实践应用

一方面，我们可以借鉴美国大学充分发挥自身学科优势的特点，所设立的方向（或课程组）不必求全，而在于将各自的学科传统与区域特色在专业课程体系中得以充分体现。另一方面，围绕社会经济发展和市场需求，设立一些应用性较强、与实践结合较紧密的方向，这样不仅更有利于应用型地理人才的培养，也更有利于激励教师不断发展其研究方向和教学科研相互促进。比如，山东省高校地理科学专业可利用山东半岛蓝色经济区和黄河三角洲高效生态经济区发展规划上升为国家战略的契机，增设“山东区域地理”、“山东海洋地理”等课程。

4.2 及时调整选修课.课程设置尽量灵活和多样化

国内高校应该更加广泛地开设专业选修课，进一步提高专业选修课的比例，为学生营造一个更加广阔的专业学习空间。选修课可以根据教学科研需要随时调整，不要一味拘泥于不变的“刚性“计划。不论是对师范类还是非师范类学生，都应注意增加实践应用课程、分支及相邻学科课程，增加“全球转向”课程，培养学生应用专业理论解决实际问题的能力和具有学术研究的全球视野。

4.3 强化实践类课程和课程实践性教学.着力动手能力

首先，增加地理技术训练和野外实习的学时数，加大野外实习经费投入和建立稳定的野外实习基地，保证实习时间、实习内容、实习范围等满足实践教学的正常需要。

其次，改变教师传统课堂授课方式，增加课程实践性。比如部分课程可以尝试设计一些学生自学环节和实践环节，让学生将自学及实践成果互相交流，形成类似于美国“seminar”的课堂教学，激发学生学习潜能。

第三，完善本科生参与科研的机制，鼓励本科生在课程学习之余积极参与教师科学研究。虽然让每位同学都参与到教师的科研项目中比较困难，但是，可以尝试小组合作的形式，这样既培养学生团结协作精神，又能锻炼运用理论知识解决实际问题的能力。