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[中图分类号]F59
[文献标识码]A
[文章编号]1002—5006(2013)01—0114—15
1 引言
旅游领域正在经历着一个以商业实践和研究活动为平台的迅猛发展期,对于旅游研究者而言,把握领域最新研究进展、了解已被研究的内容以及思考未来的研究方向是非常重要的。在我国的旅游研究中,针对各种研究主题的综述性研究非常丰富,然而信息科学与旅游的交叉研究并没有得到足够的重视。
交叉研究或跨学科研究一词源于1926年美国哥伦比亚大学心理学家伍德沃斯(Woodworth)创建的英文形容词:interdisciplinary(跨学科的),指超过一个学科范围的研究活动。信息科学是一种横断科学与方法科学,在信息科学所涉及的4个方面研究中:(1)电子科学与技术、信息与通信系统、信息获取与处理;(2)计算机科学与技术、网络与信息安全;(3)控制理论与工程、系统科学与工程、人工智能与智能系统;(4)半导体科学与信息器件、信息光学与光电子器件、激光技术与技术光学,其中3个方面都与旅游研究在研究对象上发生交叉(如旅游博客数据挖掘、旅游推荐系统),且旅游研究也不断采用信息科学的理论与方法去解决问题(如人工智能在旅游预测中的应用、计算机仿真在游憩行为研究中的应用),体现了交叉研究和跨学科特征。信息科学与旅游的交叉研究客观存在,且已经经历了20多年的发展。
旅游研究一直是一个开放的体系,吸纳着其他学科的营养;信息科学与旅游研究的交叉与融合为解决旅游领域的新矛盾、新问题和探索新规律、新原理提供了新的思维方式和科学的研究方法,是信息时代旅游发展的产物与趋势。信息科学与旅游的交叉研究无论对旅游学术研究还是对旅游业发展都具有非常重要的意义,其研究进展应得到关注与重视。
已有关于信息科学与旅游交叉研究进展的综述研究川没有体现出两种研究的“交叉”性,即信息科学研究中有哪些以旅游为研究对象或者解决旅游领域的问题?旅游研究中涉及哪些信息科学方法与技术应用?这些问题的回答对于研究者广泛与深入开展信息科学与旅游的交叉研究具有重要意义。
为了较为全面地阐述信息科学与旅游研究之间的“交叉性”,本文采用系统综述方法对该交叉领域最近12年发表的文献进行了搜集、筛选、整理、归纳与分析.以期帮助相关研究者了解这一交叉领域的主要研究问题及所取得的研究进展,并对今后的深入研究有所借鉴与启发。
2 系统综述方法
系统综述(systematic review)又称系统评价,起源于医学领域,是指在复习、分析、整理和综合原始文献的基础上进行的二次研究方法,目前已经被广泛应用于循证医学(evidence—based medicine),逐步应用于社会学、教育学、图书情报等领域。系统综述可被精确区分为两种类型:(1)定性系统综述,原始文献的研究结果被分析与总结,但未经统计学合并;(2)定量系统综述,又称元(meta)分析或荟萃分析,应用统计学方法对若干个研究结果进行定量统计合并的过程。在某些不强调或较难实施统计学合并的研究领域,直接将定性系统综述称为系统综述,将其作为一种对某研究问题、主题或现象的可获得的所有研究进行评价和解释的方法,目标在于通过一种可信的、严格的以及可审计的方法来提供公正的研究评价。信息科学与旅游科学的交叉研究属于较难实现统计学合并的研究领域,因此本文采用定性系统综述方法,简称系统综述。
本文关于信息科学与旅游的交叉研究的系统综述研究包含如下步骤:
(1)确定研究问题
为了全面了解与分析信息科学与旅游的交叉研究现状,本文确定了如下系统综述的研究问题:①信息科学研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?②旅游研究中与信息科学相关的研究主要有哪些方面?③信息科学与旅游的交叉研究有哪些趋势?
(2)确定文献搜索策略
基于所确定的研究问题,设计如下文献搜索策略:
①搜索工具与数据库:采用Google Scholar、IEEE Xplore、ScienceDirect;
②搜索关键字:采用关键字组合“tourism”AND(“computer”OR“communication technology”),即“旅游”与“计算机”或“通信技术”同时出现;计算机科学与技术是信息科学研究领域中最为活跃的方向之一,计算机科学与技术、通信科学与技术在信息科学研究中具有一定的代表性;经过反复搜索测试,“计算机”与“通信技术”作为关键字与“旅游”进行组合搜索,搜索结果能够较为全面地覆盖信息科学与旅游的交叉研究,实现本文系统综述的研究目标;③搜索的时间范围:2000年之后。
(3)文献搜索
按照上述搜索策略分别在3个工具与数据库进行搜索。Google Scholar显示共有54500条结果(2011年12月22日),其只提供最相关的前1000条;IEEE Xplore(搜索字段为“摘要”)共搜索到46条结果(2011年12月24日);ScienceDirect(搜索字段为“题目”或“关键字”或“摘要”)共搜索到36条结果(2011年12月24日)。
(4)文献筛选
在上述搜索到的条目中,按照表1所示的文献入选和剔除标准,筛选用于本文系统综述的文献。
表1所示第一步完成后共有512篇文献入选。第二步经过多次逐步细化筛选,最终确定用于本文系统综述的入选文献共245篇,其中期刊论文158篇,会议论文87篇。245篇文献来自106种期刊和58种会议,文献来源分散且涉及领域广泛,有关文献来源、作者等的定量分析结果已另文撰写,本文则侧重对系统综述研究步骤(1)所确定的研究问题的回答。
(5)分析与完成报告
根据系统综述研究步骤(1)所确定的研究问题,对入选文献进行分类、分析与总结。分析结果见下一章节。
为了分别回答问题1与问题2,本文需要将入选文献划分为旅游研究和信息科学研究两种视角,分别简称为旅游类研究和信息类研究。而事实上,当两种研究产生交叉与融合,进行上述严格区分是较为困难的。为此,本如下处理:
(1)按照文献来源所属学科范畴进行划分,如来源于Tourism Management及《旅游学刊》的文献则划入旅游类,来源于Expert Systems with Applications及《计算机工程》的文献则划入信息类;
(2)按照期刊载文的学科范畴划分,如《华东经济管理》刊载旅游类文章,则归为旅游类,《北京工商大学学报(自然科学版)》刊载信息技术类文章,则归为信息类;
(3)按照入选文献的具体内容划分,一些综合性期刊无法直接确认属于哪一类,则阅读入选文章原文,如果偏重人文社会学视角,则归入旅游类;如果偏重信息科学及技术视角,则归入信息类。
由此,经管类、电子商务、地理类等期刊归入旅游类中,测绘类期刊归入信息类中;两类分别含有入选文献147篇和98篇。
3 综述结果与分析
3.1问题1:信息科学研究中面向旅游的研究主要有哪些方面?
“面向旅游”并不特指专用于或专门针对旅游的研究,而是指其研究问题由旅游领域而产生,或者旅游是其最为典型的应用。面向旅游的信息科学研究几乎涉及了信息科学研究范畴的各个方面,而许多研究领域更是体现了信息科学领域较新及较前沿的研究方向与热点,如表2所示。面向旅游的信息科学研究中最受关注的研究主题是应用系统、人工智能、地理信息系统、移动应用、推荐系统以及语义网与本体等;而Web服务、虚拟现实、普适计算、计算机仿真也受到了一定程度的关注。下面对表2排序前10的研究主题的进展情况进行详细阐述。
3.1.1
应用系统
应用系统指面向各种终端设备,如电脑、手机、PDA(掌上电脑)、电话等使用者的可用人机交互系统,也包含网站(Web)应用系统。本文为了强调移动应用和推荐系统两类特殊的应用系统,在本类研究主题统计中将其排除,另列类别。应用系统研究占据了面向旅游的信息科学研究的较大比重。一方面是因为信息科学向旅游研究中进行渗透的最初方式正是其在旅游行业中的实际应用;另一方面是人选文献中我国研究占据较大比重且较集中于该类研究。
应用系统的相关研究可分为:①战略设计或实施建议,如航空业信息技术应用战略与战术研究,以及非洲撒哈拉以南地区的旅游组织实施电子商务的建议;②技术架构设计,如基于面向服务的体系架构(service oriented architecture,SOA)的旅游资源信息服务模型研究;③系统设计与开发,如一种智能旅游行程导航系统,以及四川、山西和赣东北等目的地或区域管理信息系统的设计与开发。
3.1.2人工智能
人工智能是面向旅游的信息科学研究较多采用的方法与技术,可将相关研究分成以下几个方面:①推理,即采用人工智能推理技术支撑各种应用系统,如基于贝叶斯网的旅游行程推理;②数据挖掘,如旅游突发事件预测预警、消费者特征分析、基于机器学习的旅游博客观点挖掘以及数据仓库技术在旅游业中的应用;③主体(agent),如主体旅游者进行数据采集、分析并向旅游者进行旅游推荐弛;④评价,如基于神经网络的上海旅游可持续发展能力评价;⑤决策支持,如旅游目的地选择决策支持系统。
3.1.3地理信息系统
旅行活动是一种人地关系,地理信息是设计与开发各种旅游应用系统的重要信息资源,地理信息系统就是为这些应用系统提供地理信息使用接口的重要支撑系统。个性化目的地推荐系统、基于短信服务的餐馆推荐系统、导航系统、位置服务系统、旅游资源监控预警系统以及古建筑信息系统等应用系统都离不开地理信息系统的支撑。上述“应用系统”主题研究中,几乎所有面向目的地与区域的管理信息系统的设计与开发都离不开地理信息系统。有关旅游地理信息系统本身的研究也较为活跃,如雅安市WebGIS(万维网地理信息系统)的实现研究、基于WebGIS的旅游地理信息系统研发以及泰山三维(3D)地理信息系统的研发。
3.1.4移动应用
移动通信技术,特别是移动终端技术的快速发展,使得面向旅游者手持终端(如手机、PDA)的各种移动应用得到了迅猛发展。相比较于传统的计算机应用,移动应用较好体现了旅游以“人为中心”而不是计算机为中心的理念。相关研究主要集中于面向旅游者服务的信息推送与搜索、导航、实时路线及目的地推荐;并向普适计算的方向进行扩展,如手机电子门票、基于全球定位系统的车辆监控与导航以及手机与环境之间的交互游戏等。除了面向旅游者服务外,移动应用研究还包含面向旅游研究者、旅游公共管理与服务部门以及旅游企业的旅游行为数据采集与分析,如可通过基于手机数据的散客流分析,对目的地住宿的可容纳量进行估算。移动应用中与位置信息相关的应用也被称为位置服务,如位置信息服务、导航以及实时路线推荐等。
3.1.5推荐系统
推荐系统是为解决互联网“信息过载”问题而提出的一种个性化服务,帮助用户从大量信息中发现其可能感兴趣的或者满足其需求的资源,如信息、服务以及商品等,并自动生成个性化推荐。目前,推荐系统在旅游中的典型应用为旅游行程规划,可面向旅游电子商务用户,也可面向互联网用户;可规划旅行的时间、地点以及活动等全套行程规划引,也可推荐旅游目的地、餐厅以及住宿等。推荐系统主要采用人工智能、语义网、移动应用、定位与地理信息系统等技术。相关研究还涉及用户个性语义模型、系统架构设计等方面。
3.1.6语义网和本体
语义网(semantic Web)是传统网站的一种扩展。在语义网中,信息具有明确的含义——语义,人类语言与机器语言之间能够相互理解,机器能够自动地处理和集成网上对于人而言可用的信息,使得人与机器之间的交流变得像人与人之间交流一样顺畅。本体(ontology)是用来描述网络文档中术语的明确含义及其之间关系的技术,能够实现语义网信息处理的自动化,提高网站搜索的准确性以及网站服务质量。旅游领域是语义Web与本体研究的问题来源与典型应用对象,如基于语义Web与本体技术的旅游中小企业间信息交换、动态生成客户供给的客户关系管理、旅游网站信息系统、旅游目的地管理系统以及旅行推荐系统。这些系统能够对旅游领域知识进行本体表达,从而集成对于用户有用的或者满足用户需求的语义信息;其中,旅游知识域的本体表达、行程规划的语义信息推理是实现这些系统的关键技术。
3.1.7Web服务
Web服务(Web services)是Web上数据和信息集成的有效机制,是解决Web上各种应用系统高维护与更新代价的最为合理的解决方案。因此,Web服务在旅游中主要用于信息集成、交换以及系统之间的互操作。Web服务技术对于旅游目的地管理而言非常重要,能够实现旅游目的地营销系统与旅游企业之间以及目的地旅游企业之间的异构数据交换、共享以及集成。Web技术还是Web推荐系统的重要技术之一,能够获取推荐系统所需的动态与实时的万维网数据。
3.1.8虚拟现实
虚拟现实技术主要用于旅游目的地、景区、景点的市场营销。国内的相关研究集中于旅游目的地、景区及景点等的虚拟展示,如西安市360度全景虚拟旅游系统、北京妙峰山古建筑群的网络虚拟漫游系统、村镇民俗旅游资源的立体展示。郑鹏等认为这是一种旅游产品的虚拟试用体验。而国外的相关研究则侧重于游客的现场体验,特别针对历史文化遗产与遗迹,如意大利的PEACH(personal experience with active cultural heritage,个性化体验活动的文化遗产)项目针对提升游客在博物馆对于文化遗产的体验以及马来西亚凯利城堡(Kellie’s Castle)的虚拟旅游原型研发。虚拟现实技术在旅游中的应用还包含了旅游开发与遗产保护,如十三陵景区的虚拟复原。
3.1.9普适计算
普适计算模式下人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。由于移动终端设备及其应用的发展,普适计算在旅游研究中非常活跃,如一种面向移动终端的基于旅游本体的信息广播与推送方法研究,用以解决传统移动终端对于旅游者需要花费昂贵的“漫游”网络连接费用以及需要主动获取信息等问题;一个面向德国雷根斯堡(Regensburg)游客的移动终端游戏的设计与应用,游客可以通过在空中晃动手机来与游戏中的历史人物沟通,该游戏以一种有趣的方式向游客介绍雷根斯堡的历史。普适计算是我国目前形成研究热点的物联网应用的基础理论与技术之一。
3.1.10计算机仿真
计算机仿真技术研究中面向旅游的研究包含基于概率统计方法对上海旅游服务系统顾客满意度进行仿真以及基于系统动力学方法对新度假制度对城郊旅游的影响进行仿真等。
3.2问题2:旅游研究中与信息科学相关的研究主要有哪些方面?
旅游研究中与信息科学方法与技术相关的研究范围较为广泛,表3显示本文入选文献中归入旅游类的研究主题共有43种。其中最受关注的研究主题是电子商务、网站评估以及在线消费者行为。人工智能、移动通信、地理信息系统等信息科学方法与技术在旅游中受到了相应重视。旅游网站空间、系统评价、网络营销、应用系统以及正在大范围普及的Web 2.0互联网应用模式也受到了旅游研究的重视。信息科学领域中的某些前沿研究也在旅游研究中得到了关注,如计算机仿真、推荐系统、Web服务、语义网与本体。
进一步对表3各类主题的文献内容进行剖析与归纳,可以得到以下旅游研究中与信息科学方法与技术相关的6个研究范畴:
3.2.1信息技术对旅游的影响
信息技术对旅游的影响研究主要包含信息技术对旅游产业的影响与信息技术在旅游中的应用影响两个方面。其中,信息技术在旅游中的应用影响又分为现状研究、作用研究、影响因素研究等方面。
信息技术对旅游产业的影响主要体现在其对传统旅游产业价值链的重构上,集中表现于电子商务对旅游产业的影响、新型电子中介(供应商、互联网门户网站、拍卖网站、数字电视、移动商务等)对传统电子中介(计算机订座系统、全球分销系统等)的影响、信息技术对分销渠道的影响。
信息技术在旅游中的应用现状研究主要侧重于旅游企业,如电子商务在北京旅游企业中的应用现状、土耳其旅行社对互联网的使用情况、爱尔兰旅游中小企业和乡村微型住宿业对信息技术使用情况的分析、南非中小旅游企业对于信息技术使用的状况研究。
信息技术对旅游的作用研究既包含旅游企业整体层面,如信息技术对埃及中小接待企业发展的积极作用、知识管理对于澳大利亚旅游业的作用等;又包含旅游企业的某项具体功能,如信息技术应用对于泰国酒店运营效率的作用;还包含旅游资源开发与保护方面,如计算机技术对于泰国古建筑重建的重要作用。
信息技术应用的影响因素研究对于旅游业如何有效应用信息技术而言是非常重要的。相关研究包含:①电子商务的应用影响,如泰国旅游企业应用电子商务的影响因素、酒店业应用电子商务的影响因素②网络营销对旅游企业的影响,如互联网广告对旅行社运营的影响;③旅游企业对技术应用的态度,如希腊旅行社对互联网技术的使用情况与态度;④旅游者对信息技术使用的态度,如游客在度假时是否愿意使用基于技术的信息、影响旅游者使用互联网进行旅游规划的因素。
3.2.2信息技术在旅游中的应用模式
目前,信息技术在旅游中的应用模式研究主要集中于电子商务模式、网络营销以及Web 2.0。电子商务模式的相关研究有区域旅游电子商务开发计划研究、旅游电子商务模式现状与趋势研究、旅游电子商务模式以及运营模式研究等。
网络营销是除了电子商务之外信息技术在旅游中最主要的应用模式。网络营销研究多围绕网站展开,如英国农村接待企业网站营销现状研究、塞尔维亚旅游网站网络促销现状和形式研究、美国旅游官方网站网络营销使用分析、旅游目的地营销组织网站的客户需求研究。此外,在线葡萄酒旅游以及在线客户关系管理都是一种网络营销方式。
随着互联网技术的发展,Web 2.0作为一种新型的互联网应用模式受到了旅游领域的高度关注。相关研究可以分为如下几个方面:①营销,即基于Web 2.0的网络营销方式,这是目前旅游研究领域最为关注的方面,如Web 2.0对克罗地亚旅游产品的营销作用研究、博客对于旅游市场营销的中介作用;②旅游者行为与服务,如Web 2.0下网络旅游消费行为模式及旅游网站应用研究、基于Web 2.0的用户个性化定制研究以及基于人工智能技术的微博“旅游情感”数据挖掘;③网站分类,如Web 2.0旅游网站的分类机制研究。
此外,面向产业价值网络的四川旅游信息资源整合推进模式和机制是一种信息技术在旅游中应用模式的有效探索。
3.2.3信息技术在旅游中的应用评价
网站评价是信息技术应用评价研究中最主要的内容。从评价对象上看,相关研究涉及官方旅游网站、目的地营销组织网站、各国及地区旅游网站;从评价内容上,包含有效性评价、可用性评价、使用分析、功能分析、网站设计、网站旅游本体分析、游客价值以及网站访问者分析等;从评价方法上有调查法、启发式方法、数据包络分析法、内容分析法、网站日志分析法、领域本体分析法等。
随着移动通信技术的发展,移动应用在旅游领域得到了广泛应用,针对移动应用系统的评价研究也受到研究者的关注,如从用户角度对移动应用进行评价、各种移动旅游者指南功能与可用性评价。
3.2.4信息社会视角的旅游研究对象
较传统旅游研究对象,如旅游资源、旅游企业以及旅游者等,信息社会视角的旅游研究对象发生了扩展,如从旅游者的地理时空变化扩展到了在线旅游者行为变化,从旅游资源的空间格局扩展到了旅游网站的网络结构等。
在线旅游者行为研究中最受关注的是消费行为研究,如消费影响因素与满意度、忠诚度与推荐行为、在线分享行为。随着社会网络的形成,在线旅游者的情绪研究得到关注,如通过旅游者在论坛、博客(微博)上的评论分析旅游者情绪,相关方法包含内容分析、统计与语言学分析、人工神经网络方法以及数据挖掘技术等。一项研究还将旅游者的博客进行了计算机可视化,用来辅助其他旅游者的旅行计划。此外,旅游目的地营销组织网站的旅游者在线行为也受到研究者的关注。
目的地地理尺度的旅游网站空间结构也受到研究者的关注,主要包含方法研究与案例研究。方法研究有统计方法以及网络拓扑图方法等;案例包含欧洲、意大利厄尔巴岛]以及河北省等。
旅游虚拟社区是社会信息化背景下形成的新型社区,部分旅游研究者对其给予了关注,如针对具有中国文化背景的芒果社区网(Mango)的综合性研究。
3.2.5社会信息化下的旅游研究方法
社会信息化下的旅游研究方法包含两个方面的含义。
一是指传统旅游研究方法可借助社会信息化背景进行扩展,如网络调查方法扩展了传统现场发放问卷的调查方法;基于射频识别(RFID)与全球定位系统(GPS)技术的追踪系统扩展了传统旅游者游憩行为问卷调查方法,并提高了数据的精度;遥感与地理信息系统(RS&GIS)技术可提高旅游资源监测的准确性等。
二是指旅游研究方法对于信息科学方法与技术的借鉴。人工智能是旅游研究中采用最多的信息科学方法与技术,其在旅游研究中的应用可以分为以下几个方面:①需求预测,如基于人工神经网络的西班牙巴利亚利群岛旅游时间序列预测、遗传算法在旅游需求预测中的应用、模糊时间序列及灰色理论在短时间序列旅游需求预测中的应用以及人工智能方法与其他预测方法的比较;②在线行为分析,如基于机器学习(machine learning)的在线消费者行为数据挖掘;③基于主体(agent)的旅游系统仿真研究,采用人工智能研究领域的重要分支——多主体系统(multi-agent system,MAS)对多层面、多地理尺度旅游系统进行计算机仿真,探索旅游主体之间的相互作用与规律,如基于多主体的旅游空间结构演化研究、旅游者在目的地以及景区范围的动态性研究。
计算机仿真方法与技术在旅游研究中的应用也受到了旅游研究者的关注,具体研究包含以下几个方面:①预测,如旅游收入预测;②旅游经济研究,如区域旅游经济系统动力学分析;③旅游主体行为研究,如上述人工智能研究中基于主体的旅游系统仿真研究。
地理信息系统(GIS)是信息科学与地理科学的交叉研究领域,作为旅游研究的一种研究方法或工具,主要被用于旅游资源评价。
3.2.6旅游领域中的信息科学研究
随着移动终端设备在旅游者中的普及,旅游研究者对移动应用的相关研究给予了较大关注,如上下文适应的移动应用体系框架设计、上下文相关的信息推动服务系统设计以及用于博物馆导游的多媒体技术研究。语义网与本体是信息科学的前沿领域,但由于其对于提升面向旅游者的网络服务质量具有非常重要的作用,也受到了旅游研究者的关注,如用于搜索引擎的旅游域语义表示研究。智能系统作为信息科学的前沿领域,在旅游研究中也受到了关注,除了综述性研究外,还出现了有关智能系统设计方面的研究。
应用系统的规划建议与系统结构设计是旅游研究者较为关注的信息技术研究,如基于知识管理视角的目的地管理系统设计。而其中以我国的相关研究为最多,如赣东北网络旅游信息系统研究、上饶市旅游资源信息系统。
数字旅游是一种典型的旅游与信息技术的综合叉研究主题,在我国旅游研究领域受到了关注,既包含了偏重技术的研究,如数字旅游的体系框架,也包含了围绕数字旅游系统建设的保障体系研究,如相关政策法规方面的研究。
3.3问题3:信息科学与旅游的交叉研究有哪些趋势?
尽管信息科学与旅游的交叉研究在近12年间经历了快速发展,但其仍然属于新兴交叉学科,其发展需要相关学者更为广泛与深入的探索研究。在本节,笔者在对最近12年信息科学与旅游的交叉研究进行系统整理的基础上,通过捕捉旅游类与信息类研究共同关注的研究主题(表4),以及基于笔者对信息科学以及旅游研究趋势的把握,找到信息科学与旅游交叉研究中的研究重点,其反映了两类科学的交叉发展趋势,或者研究者们重新认识某些对该交叉领域的发展来讲非常重要的问题。以下分别对它们进行阐述:
3.3.1人工智能在旅游领域的深入应用
人工智能方法与技术是信息技术发展的高级阶段,研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术,涉及知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面的研究内容。尽管目前人工智能在旅游中的应用以旅游需求预测最为成熟,然而其相关理论、方法与技术并没有在旅游领域中得到充分应用。如何充分利用人工智能方法与技术来有效处理与使用旅游数据、信息与知识,深入挖掘旅游者、旅游公共管理与服务部门以及旅游企业的特征、存在的问题并进行决策支持,是信息科学与旅游科学交叉研究中较为迫切与前沿的问题。
3.3.2基于语义网与本体的旅游推荐系统
语义网与本体研究是信息科学领域的前沿领域,是海量网络信息之间相互理解的基础。互联网的发展使得传统面向旅游者的“线下”服务扩展至“线上”,包含以传统计算机为中心的和以新兴各种移动终端为中心的“线上”服务,“线上”服务质量对于信息时代的旅游者体验是非常重要的。基于语义网与本体技术的旅游推荐系统正是提升网络服务质量的有效方法与工具,如何将语义网、本体技术以及旅游推荐系统进行理论、方法以及应用上的有效集成,使其对旅游者具有实际应用价值,是信息科学与旅游科学交叉研究中的另一个前沿问题。
3.3.3
普适计算与旅游(物联网、移动互联与旅游)
引言
当今社会,可以说一个信息社会,科技的发展,直接影响信息数据的发展更新速度,以信息技术和对区域空间应用为特征。作为信息技术和空间应用的载体,GIS近年来在生产生活的多个领域都发挥着重要作用,如防震减灾、病虫害防治、洪水暴雨预警等,越来越引起人们的广泛关注。现状良好,让人欣慰。
同时,不仅仅地理信息技术有所发展,与之相关的其他技术也得到相应发展,GIS与RS,GPS(简称“3S技术)的结合集成、面向空间区域对象技术的应用、GIS与专家管理决策分析系统(ES)相结合、GIS的网络化、GIS与多媒体技术及虚拟现实技术的结合已成为GIS的发展方向。相信将来在研究人员的不断努力下,也会取得更好的成绩。
一、地理信息系统简介
地理信息系统(GIS)是近代科技革命以来,诞生的一种针对专门地区的十分重要的空间信息系统。它是计算机技术和地理信息的结合,通过对整个地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理,再次对相关数据进行运算、分析、显示和描述的技术系统。因此又被又称为“地学信息系统”。
基于位置服务在地理信息系统,在科学研究中,单纯的经纬度坐标用处极小,信息价值不大,只有将其只与相关的地理信息相联系,随后将其翻译为一目了然的信息,才会被用户认识和理解,找到自己所需要的信息。也就是说,用户必须将获取到位置信息与所处的地理环境进行分析后才能为用户活动提供信息支持与服务。所以地理信息系统既是LBS的核心,也是LBS的基础。
在这个分析的过程,计算机和地理信息系统是相互促进的,计算机的工具对数据的分析与处理十分有帮助,地理信息系统作为以计算机为基础的系统,可以对收集到的空间信息进行分析和处理,然后将数据进行具象化,,转化成人们熟悉的一目了然的信息使其更易为人们所理解和运用。
同时在各大高校的教学中,地理信息系统作为一门综合性学科,它结合多种学科对地理进行研究,其中包括地理学与地图学以及遥感和计算机科学等等。它是一种可以用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,因此在不同的科学领域有着广泛的应用,受到了人们的广泛欢迎,也逐渐成为一个热门专业。
二、当前现状
地理信息系统在出现之后,就受到前所未有的重视,受到人们的广泛应用,在地理地质找矿、矿产资源预测风险评价、土地用途整治、自然资源管理、区域经济用途规划、国情研究、城市建设、各种灾害的评估和防治、农作物估产和耕地动态变化等方面都发挥着重要作用,应用十分广泛。
城市建设中,常常会遇到特定时间和地点的交通拥堵,如在每天的中午十二点到一点之间,是我国各地的放学、上班时间,在一些学校、公司聚集的地方,这个时间段往往车水马龙,被人流、车流围堵的水泄不通,这个时候地理信息系统就发挥出应用的作用,在汽车安装的导航信息系统中,会通过语音提醒前方多少米处有交通拥堵情况,哪里的交通状况相对良好,以便人们及时绕行,避开交通高峰地区,既能有效缓解交通压力,又能减少车流量、人流量,进行分流,避免高峰期因此而导致的交通事故,保障人民的出行安全和效率。
再者,在灾害防治方面,也要用到地理信息系统的技术。地理信息系统可以在灾害期间对受灾区域的资料进行详细的了解跟踪,并且预测受影响的区域,从而制定合理有效的胶原救援疏散方案并且派出合理的组织机构。灾后重建活动中,地理信息系统可以有效的协调工作,通过实时的灾区相关信息,将会对灾区的复原损害评估及修复等工作提供非常大的帮助。
除此之外,地理信息系统在道路灾害的防治中发挥了巨大作用,地理信息系统可以宏观的展现道路的相关情况,如技术等级、路面技术状态、路面等级、路面现状和路面灾害等,然后将这些数据和地理信息系统的位置信息进行关联,再在地图上展现出来,并进行分析。通过运用地理信息系统,可与对地质灾害进行预测,并对具体灾害的处理规模进行预测,进行精确的处理工程。
三、未来发展趋势
地理信息系统可以已经收集的对地理信息进行分析,以数据的形式向我们展示真实的地理信息,并且可以由已有的数据对未来的发展进行合理的预测,因此地理信息系统在全世界范围内得到广泛应用也就在情理之中,由于其良好的性能,世界各国都在积极努力的发展地理信息系统,所以地理信息系统将会在未来有着极好的反战。未来地理信息系统的发展趋势主要有以下几个方向:
(1)地理信息系统网络化:建立的地理信息系统与网络相连接,使得地理信息系统得到更加广泛的运用。
(2)地理信息系统标准化:对地理信息系统进行规范,使得不同国家的系统有着相同的标准,从而在世界各地得到更好的利用。
(3)数据商业化:地理信息系统作为对人类科学研究和日常生活有着极大影响的系统,其商业化是必然的。
(4)系统专业化:不同的机构或个人对地理信息系统的需求不同,因此有必要对地理信息系统进行专业化,使其满足绝大多数的需求。
(5)地理信息系统大众化:地理信息系统将来会与人们生活息息相关,因此必然会广泛的被大钟是用。
(6)结构组件化:搭建一个地理信息系统系统是一个庞大的工程,所以如何将地理信息系统分割成不同的组件,从而可以快速搭建新的完整的地理信息系统也成为了重要的研究方向。
结语
地理信息系统是重要的地理实践和学习过程中重要的信息应用系统,一经诞生就在众多领域发挥着重要作用,本文主要从地理信息系统研究现状出发,指出了现在存在的问题,指出应当注意的问题,并相信未来的发展前景一片光明,展望了未来的发展趋势,相信一定会越来越好。
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作者简介:
王瑞琪,女,汉,1996年5月2日,汉族,学生,来自陕西省西安市
谢赢,男,1994年12月,壮族,学生,来自广西壮族自治区南宁市
分类号 : TN9 TN
1、地理信息系统现状描述
作为当今最具发展前景的三大高新技术之一,地球空间技术正快速发展,同时也推动着地球空间信息及应用服务产业的发展,使之成为国家战略性新兴产业。在这一良好的发展背景下,我国的地理信息产业正呈现爆炸式增长,而年平均增长率更是达到20%。然而,我国地理信息产业的总体规模、水平与发达国家还有一定的差距,综合竞争力还有待提高。下面来说一下现在三维地理信息系统存在的问题及意义。
1、1目前三维地理信息系统存在的问题
(1)数据模型、结构不完善。三维空间模型是建立三维空间数据库的理论基础,由于对空间事物处理组织能力弱加之它的客观抽象性的特点使其尚未被大多数人接受,需要建立起更容易被人们认可的理论与模式,进一步对其进行研究与完善。
(2)表达和管理的矢量数据方面的缺失。现在的三维地理信息系统采用非GIS数据的管理方式,但其表达和管理的矢量数据其实还是非常有限。而对于GIS的研究,对矢量数据的表达、空间的分析与操作又是极其重要的,所以这方面的缺失事实上还是一个比较严重的问题。
(3)分析决策事物的限制。地理信息系统静态、单时相空间数据组织与管理的模式,虽然有一定的地域分析处理能力,但涉及空间数据的挖掘,则缺乏相当的能力。
(4)数据共享困难。由于地理信息系统基本上以系统为中心,而不同系统又有不同的数据模型和功能组织结构,每个系统在实际操作上的差别很大,同时加上内部空间数据组织的互相保密,这都为数据共享以及服务共享增加了困难。
1、2新一代地理信息系统的意义
三维意味着多维,也就是说它在一定程度上、某些方面上突破了二维的某些局限性。三维的城市空间框架是城市规划设计、建设管理和综合竞争力的重要依托。为了不阻碍三维GIS技术飞发展,“数字景观模型的采集和处理”被列为测绘科技发展“十二五”规划的关键技术,这以政策性的规划表示简单高效而低成本的三维服务将得到重视和发展。
应该说,地理信息系统已经不仅仅是一种工具,它的内涵外延随着其发展而不断充实发展。尽管最初的地理信息系统以一些具体的应用系统为主,但随着地理信息系统和全球定位系统的产业化,地理信息系统也开始有了理论基础。目前,科学家普遍认为GIS已经由技术发展成为科学,有其明确的研究对象、特有的理论体系以及特定的应用领域。
GIS的普及将为其发展孕育更多生长点,而“数字地球”等观点的提出,也为新一代GIS技术的发展提供了良好的机遇。
2、 三维GIS的应用需求
2、1专业化应用
专业化、技术化应用可以说是GIS发展创新的源动力,因为GIS技术最初就是为了土地规划管理应用而产生,其原有的研究领域,比如资源调查、环境检测、城市规划管理等成为办公室自动化系统的组成部分,而随着网络技术的进一步发展,GIS技术也逐渐为资源环境研究发挥了一定的作用,只是随着其不断发展成熟,GIS可以为更广大的群体服务。专业化应用的GIS精确建模、解析分析问题的功能要比大众化应用的功能复杂很多,它的应用更深层次的一个发展方面是面向大型项目,如美国内务部土地管理局的自动土地与矿产资源系统,我国上海、北京等地的城市信息系统等。在三维地理信息系统技术不断发展的今天,它将更广泛、更合理地应用到城市规划、工程设计、地质灾害与风险评价等项目中去,发挥其不可取代的作用。
2、2大众化应用
GIS技术的网络化应用使普通百姓渐渐成为最广大的收益群体。有人说,21世纪是GIS的家庭时代,美国的GIS公司更是提出了“个人的GIS”口号。GIS在日常生活中的应用,趋向更灵活直观的可视导航,而逼真可视导航的数据基础是图像,所以高分辨率的遥感影像更能促进GIS的大众化应用普及开来。类似地图导航服务,需要的知识简单的数据模型、简单的查询和分析功能。在我国,早在1999年,“首都之窗”政府网站的地图信息、浏览、查询等功能的开通,就为我们查询路线、地点提供了方便。另外,在国外,GIS的应用更为普遍。美国大约84%的政府部门使用了GIS技术,美国政府白宫的GGIS也早就投入使用,甚至通过GIS系统用于总统竞选。可以说,GIS在日常生活中的应用,为人们资源共享、工作出行甚至更深层的活动提供了方便。
总而言之,GIS已经形成了多层次的应用格局,成为信息产业的一部分,而这些不同层次的应用又反过来推动了GIS的创新和发展。
3、 三维地理信息系统的发展趋势
3、1灵活性和智能性
随着GIS在互联网中的应用,GIS也融入了IT产业的潮流,通过采用主流技术的标准和协议,实现技术灵活性和智能化。IT技术促进了GIS的融合集成,使其更具灵活性。例如“5S-MM”技术的融合。其中,“5S”指的是RS、GPS、GIS、ES、DPS和多媒体技术。各种系统的巧妙结合,则能产生各种智能系统,如GIS与办公自动化、管理自动化结合产生的“智能大厦”、“数字城市”等;多媒体与GIS结合产生的多媒体地理信息系统,如多媒体导游图、城市地理信息系统等。可想而知,IT技术与GIS技术的融合将给地理信息系统的发展注入新的活力。
3、2组成的组件化和开放化
组件的开发使软件产业发生革命,而基于面向对象技术和分布式计算机的组件化GIS软件体系结构也随之诞生。COM GIS是通过每个控件完成各自功能来达到功能的合理划分的。每个GIS控件之间、GIS控件和其它非GIS控件之间,都可以通过可视化的开发工具集成以形成最终的GIS应用。各个部分的控件搭建、组合起来,就可以实现功能的组合,构成应用系统。而随着组件的可操作和可移植性,不同软件之间的共享功能也可以实现。
3、3规范化和标准化
GIS技术的标准化和规范化,包括计算机硬件和软件、GIS数据格式和结构、数据分编码和数据参考系统等。目前,从标书的制定、体统方案的审定到系统开发和实际应用的过程中,依然看不出系统建立过程的规范性。用户不明确自己的目标,开发者也不明确业务要求,可以说,方方面面都有一些模糊的因素在里面。这就使得开发系统的过程中需要不断磨合,造成浪费。为了新一代GIS技术的高效发展,对于GIS的用户分析、系统设计、系统开发以及应用分析,都应向规范化和标准化的目标发展,方向明确,省去无谓的浪费。
结语:目前,三维地理信息系统已经在使用中,由于其在国土资源管理、重大规划编制、应急决策指挥等方面都发挥着重要的作用,因此受到了来自各方面的好评。对于这个在人们的生活中开始起到相关作用的技术,我们将通过进一步的研究和开发来完善它,使之能更好地服务于各个专业领域以及人们的日常生活。
参考文献:
中图分类号:G642 文献标识码:A
1起源
在国内空间信息与数字技术这门学科的起步时间并不早,2004年武汉大学边馥苓教授首创此专业,挂靠于国际软件学院。当然这与武汉大学拥有着亚洲最强、世界第三的测绘遥感专业,一流的国内软件工程专业是密不可分的。武汉大学的空间信息与数字技术实际上是遥感专业与软件工程的一个交叉学科。这里空间信息与数字技术应该称为(地理)空间信息与数字技术,看起来空间信息与数字技术是并列关系,实际上(地理)空间信息是处理对象,数字技术是处理方法,主要研究方向为将空间信息进行数字化处理,更加偏向于软件应用的方向。因而在课程开设上这个学科不仅要学习软件工程的专业课程,还要学习GIS、RS、GPS等专业课。也就是说空间信息与数字技术学科是一门较为宽泛的学科。在2007年厦门理工学院、2008年成都理工大学、2009年山东农业大学相继开设此专业,都是按照武汉大学的模式教学,学习的内容基本相同。
同样为空间信息与数字技术专业,西安电子科技大学在2005年开设此本科专业,挂靠于西安电子科技大学实力最强的通信工程学院。西电的此专业与太空有关系,是我国仅此一家研究太空的空间信息与数字技术专业。从上世纪90年代便开始依托综合业务网理论与关键技术国家重点实验室的多个课题组长期从事相关领域的科学研究。特别在近几年承担了卫星通信新体制、卫星网络与交换等项目的研究,为我国的国防建设和国家信息化建设做出了较大的贡献。
2发展
首先在本世纪网络的发展达到了一个空前的快速时期,而越来越多和我们生活息息相关的方面需要我们所处的地理详细信息以及导航的应用。于是作为软件与遥感的交叉学科空间信息与数字技术以一种社会亟需的应用学科在武汉大学首创。美国副总统戈尔于1998年1月21日提出了数字地球的概念之后,中国学者特别是地学界的专家认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济、资源环境可持续发展的重要武器,并于1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届国际“数字地球”大会。从这之后,与“数字地球”相关相似的概念层出不穷。“数字中国”、“数字省”、“数字城市”、“数字化行业”、“数字化社区”等名词充斥报端和杂志,成了当前最热门的话题之一。甚至许多省、市把它作为“十五”经济技术发展的一个重要战略来抓。国家测绘局在2000年全国局长干部会议上明确提出,测绘局系统今后一个时期的主要任务是构建“数字中国”的基础框架;海南、湖南、山西、福建等省都已正式立项启动“数字海南”、“数字湖南”、“数字山西”、“数字福建”工程,其他省区的立项也在紧锣密鼓地筹划之中,而数字城市的立项更是如火如荼。而在2000年5月13日,中国近百位市长与百名IT精英企业聚首“二十一世纪数字城市论坛”,共商推动中国城市数字化进程大计。中国建设部部长俞正声在论坛开幕致辞时指出,所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”一样,是对城市发展方向的一种描述,是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。建设数字城市能够制止猖獗的违法建筑,并避免制约工程招标和房地产建设中的大量弊端。从某种意义来讲空间信息与数字技术专业的产生是一种现实的需求。
因此作为时代实用性的专业,它具有很宽广的实用领域。 综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学。它将空间信息的各种载体向数字载体转换,通过网络通信技术加载到各个专业领域,支持当今社会的各行各业数字工程的实现,具体的应用领域有:数字国防、数字政府、数字国土数字规划、数字电力、数字水利、数字公安、数字交通、数字农业等等。换言之当今社会的越来越多的领域与“数字”这两个字息息相关。
那究竟这个专业方向的学生应该在大学学习哪些课程呢?以武汉大学为例,武汉大学空间信息与数字技术专业旨在培养具有深厚软件工程理论和空间信息技术、通信技术以及计算机网络技术,有一定的管理和经济知识基础,能运用数字工程技术对环境、人文、社会、经济等各类信息进行数字化处理,实现网络化传输、可视化表达、智能化决策的复合型空间信息产业、技术与应用的高级专门人才。
3前景
要了解这个专业的前景,我们不得不首先了解一下这个专业的研究内容,空间信息与数字技术专业是“3S”的技术集成即GIS、GPS、RS三位一体。全球定位系统、地理信息系统和遥感三项技术是自然地集成到一起的,它们的集成是功能互补、技术融合的有机集成:遥感技术以影像形式提供数据源;全球定位系统以离散点位的形式提供辅助信息源;而地理信息系统则容纳前两项技术的数据成果外加其他数据,包括大量地物属性数据,加以统一管理,并进行空间的综合分析。
因此对于空间信息与数字技术的本科学生毕业后可以从事信息和通信系统、数字化国土、数字化城市的研究设计和制造工作,也可以政府管理部门、军事、经济、科学研究部门从事系统管理工作,就业去向是国内IT企业、电信运营商及科研院所,同时可以选择空间信息科学与技术和通信与信息系统为深造学科。
一、学术研究的前沿探索
1.全球变化及其区域响应研究
全球变化研究是20世纪80年代国际学术界为迎接人类所面临的资源、环境和发展问题而设计和实施的研究计划,是人类历史上最为庞大的超级科学计划。全球变化研究在过去、现在和未来,都是地理学的重要研究领域。全球变化及其区域响应涉及古地理环境演变、土地利用和土地覆被变化、减轻自然灾害、典型区域环境定位研究以及全球环境变化的对策等众多领域。我国的青藏高原、黄土高原等区域和全球环境变化关系密切,正是地理学研究可以发挥特长、显示才干的领域。
2.陆地表层过程和格局的综合研究
地理学的传统研究领域是发生在陆地表层各种自然和人文现象的空间分异和空间组织。20世纪60年代以来,国内地理学界发展了地表热量与水分平衡、地理环境中化学元素的迁移转化以及生物群落与其环境之间的物质、能量的交换等三个过程研究的方向,国内外地理学界也发展了用社会科学理论解释空间格局的人文地理方向。在这些方向上,自然地理学研究注重野外定点观测和室内的实验研究,人文地理注重地理空间人流和物流的调查分析。
3.自然资源保障和生态环境建设研究
水资源、土地资源和生物资源是地球人类家园支撑系统的重要组成部分。长期以来掠夺式的开发和不合理的经营管理,导致自然资源枯竭、环境退化和生物多样性丧失等一系列问题,这些问题成为制约我国社会经济可持续发展的严重障碍。可持续发展要求在不同尺度的区域内,社会经济发展与人口、资源、环境保持协调的关系。因此,应综合研究我国各类自然资源的格局、过程和动态,从整体出发,研究各类自然资源之间的相互关系,揭示其组合特征和演变规律。研究自然资源和生态环境之间,不同区域的资源与环境之间,特别是人类活动与资源、环境之间的相互关系,揭示自然资源的时空变化规律并评估自然资源开发利用的环境效应,阐明人类经营活动对自然资源和生态环境的影响,提出其调控机制和对策。土地退化生态环境恶化具有明显的区域差异,要划分不同的生态类型,对其成因机制、动态过程和发展趋势进行全面系统的研究,提出宏观整治战略及生态环境建设的途径和措施。
4.区域可持续发展及人地系统的机理和调控研究
可持续发展是整个人类社会发展的目标,协调人与自然的关系是实现这一目标的基本手段,而人地关系的协调需要从全球、国家和地区等不同尺度和层次上进行。人口、经济发展、资源、环境和生态等可持续发展的核心问题以及它们之间的相互关系,无不表现出明显的区域差异。不同的地域,其人口、资源、环境和发展的内涵也不同。区域尺度的可持续发展研究是地理学更能发挥优势的领域。
5.地球信息科学、技术和“数字地球”研究
地球信息科学是地球系统科学、空间技术和信息科学等交叉、融合的产物。它以信息流为手段研究地球系统的物质流、能量流和人流的运动状态和方式。由于地球信息科学的多学科性,它能够为地球系统中许多研究领域的综合、大型地学问题的解决和研究提供强有力的支持,以至于全新的研究和解决方案。地球信息科学的形成和发展,标志着信息时代地球科学的研究方向,有着广泛的社会需求。
地球空间信息技术的发展,使得人类有能力对全球性问题进行系统研究,促进了地球系统科学研究的现代化和信息化。“数字地球”的核心思想是用数字化手段,整体性地研究解决地球问题和最大限度地利用信息资源。它不仅为地球可视化提供平台,而且为地球科学实验提供一个基本模型框架。利用这个框架,可以重演地球整体各圈层的演变与相互作用的历史、评价现状、预测未来。地球信息科学研究则为“数字地球”关键技术的解决奠定了科学基础,其发展将有助于推动“数字地球战略与中国对策”的研究。
二、结合实践的热点问题
1.资源环境问题
人与自然的关系体现在两个方面,一是人类对自然的影响与作用,包括从自然界索取资源与空间,享受生态系统提供的服务功能,向环境排放废弃物;二是自然对人类的影响与反作用,包括资源环境对人类生存发展的制约,自然灾害、环境污染与生态退化对人类的负面影响。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年)》指出:改善生态与环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题。我国环境污染严重;生态系统退化加剧;污染物无害化处理能力低;全球环境问题已成为国际社会关注的焦点,亟待提高我国参与全球环境变化合作能力。纲要列出的资源环境“重点领域及其优先主题”有:水资源优化配置与综合开发利用、综合资源区划、生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建、全球环境变化监测与对策、城市生态居住环境质量保障、重大自然灾害监测与防御。纲要提出的“科学前沿问题”和“面向国家重大战略需求的基础研究”中涉及资源环境问题的有:地球系统过程与资源、环境和灾害效应,人类活动对地球系统的影响机制,全球变化与区域响应。
2.城镇化与城市发展
随着我国新型城镇化的快速推进,以“人地关系的地域系统”为研究对象,以探求可持续发展机制及对策为己任的现代地理学有着广阔的研究领域。城市地理学是近年来世界和我国地理学科中发展速度最快、应用性最强、学术思想最活跃的分支学科之一。城市地理学研究历来有两大走向:一是把城市作为“点”,研究区域的城镇体系;二是把城市作为“面”,研究城市内部空间结构。从应用角度看,两者均是为城市和区域规划发展服务。目前的研究热点与学术前沿主要集中于以下方面:城市化与乡村城市化机制和体制创新研究,城市体系与城市群(都市区、都市连绵区)的研究,大城市空间扩展与社会空间、感应空间的研究,信息化与城市发展研究,城市可持续发展研究等。
3.区域统筹发展
统筹区域发展的提出既是中国区域发展战略理论发展的结果,又是中国区域经济发展的现实需要。统筹区域发展以科学发展观为指导思想。科学发展观是坚持以人为本,全面、协调、可持续的发展观,从区域经济学的角度说,全面发展就是发达和欠发达地区等各种地区都要得到发展;协调发展就是各种区域问题基本得到解决、区域关系融洽、区域处于良性互动的发展状态;可持续发展就是区域发展具有持续发展的能力,重点是加强资源和环境的保护,注重经济发展与人口、资源、环境的协调,建立资源节约型和环境友好型社会。统筹区域发展是科学发展观在区域层面的战略要求。通过统筹区域发展,实现区域经济全面、协调和可持续的发展目标,缩小区域发展的差距,从区域的层面为和谐社会的建设打好坚实的基础。
4.生态文明建设
党的十报告中指出,加快建立生态文明制度,健全国土空间开发、资源节约、生态环境保护的体制机制,推动形成人与自然和谐发展现代化建设新格局。因此生态文明及其首要任务优化国土空间开发格局成为地理学领域的热点问题。生态文明是人类文明发展的一个新的阶段,是人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得的物质与精神成果的总和;是以人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的文化伦理形态。在我国资源环境压力已较大的背景下,如何在有限的国土空间合理布局,以承载人口增长、经济扩张带来的高强度的经济活动,使我国生态脆弱和环境恶化的地区得到保护和改善,使大都市区、城市密集区、经济带等实现可持续发展,关系到国家的长治久安。
三、面向未来的发展趋势
1.人文地理和自然地理高度综合
长期以来,自然地理和人文地理割裂对立的二元论阻碍了地理学整体综合研究的发展。随着社会经济的发展和科学技术的进步,人类活动对自然环境的作用越来越大,其影响也愈加显著。地理学应十分重视人文因素的影响及其反馈的研究,重视和发展与人文因素有关的分支学科,并促进其与自然地理学各学科间的渗透和融合。在人类对自然环境影响日益强烈的今天,人地关系更紧密地交织在一起,并且扩展成为全球环境变化问题。
2.深化微观研究,探究地理事物的成因和变化机理
从发展趋势看,微观研究的深化主要表现在由静态、类型和结构的研究转变向动态、过程和机理的研究以及进一步的动态监测、优势调控和预测预报等。自然地理侧重生物、化学和物理过程的研究,人文地理侧重经济、文化和社会过程的探讨。注重物质迁移过程的物理、化学、生物学和人文机理, 物质在多界面转化和传输过程等方面的研究。从不同的物质尺度, 对地形发育、径流形成、环境演变、污染物迁移、土壤发生形成、植被演替、土地退化、城市化等地理过程进行深入的研究。
3.进一步拓展地理学的应用研究领域
在地理信息系统快速发展的20多年,地理学不仅仅在决策支持方面,在涉及区域和空间问题的管理方面也拓展了许多应用领域。20世纪80年代以前,地理学的决策支持研究在我国主要集中在农业发展、工业的资源开发和利用、重大项目的选址、区划和区域规划领域。随着环境问题越来越受到政府和社会的重视,资源保护、环境建设、灾害防治、城市和农村发展等问题成为地理学应用研究的热点,以GIS技术应用为龙头的地理信息和3S技术应用产业化也以前所未有的速度发展起来,有力地增强了地理学研究成果的应用价值。
4.研究方法和技术的现代化
地理学经历了从个别地理知识的记载到地理现象的归纳解释,从定性的文字描述到定量化揭示地理现象发生发展规律的过程,从最初的多元统计与线性规划的应用,到后来系统科学、灰色描述、模拟实验在人地相互关系、自然过程模拟、社会发展因子相关分析等方面的应用,到今天对地观测系统、全球定位系统和卫星网络通讯技术的建立和应用,大大提高了地理研究的效率和质量。地理学的研究对象也从点到面、由微观到宏观、由区域到全球。地理学研究技术手段的丰富达到了一个前所未有的高度,可以认为当代地理学也正在从经验科学走向实验科学。
参考文献
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[2]宁越敏.新城市化进程――90年代中国城市化动力机制和特点探讨[J].地理学报,1998(5):470-477
[3]郑弘毅.农村城市化研究[M].南京:南京大学出版社,1998
中图分类号:P20 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-08-0250-2
基础测绘通过提供基础地理信息数据,广泛服务于经济建设、国防建设、科学研究、文化教育、行政管理、人民生活等诸多领域,是国民经济与社会发展必不可少的基础性、前期性、公益性事业。
1 基础测绘的定义
测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础,以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心,将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息,供工程建设的规划设计和行政管理之用。
基础测绘是指建立全国统一的测绘基准和测绘系统,进行基础航空摄影,获取基础地理信息的遥感资料,测制和更新国家基本比例尺地图、影像图和数字化产品,建立、更新基础地理信息系统。
2 我国基础测绘发展现状
国家基础测绘设施工程的实施,推进了由传统的纸质测绘时代迈向现在的数字时代的步伐。“数字中国”、“数字省(市)”地理信息空间基础框架建设工程已经启动。目前,全国第二次土地利用现状调查已接近尾声,同时建立了覆盖全国的土地利用现状数据,形成了1:10000的农村土地利用现状数据库和1:500的城镇地籍数据库系统,基本实现了测绘技术的数字化改造。随着计算机技术、信息技术与数字化技术越来越多地应用于测绘领域,使得许多传统测绘技术手段与测绘信息处理技术都有了质的飞跃。
3 目前我国基础测绘存在的问题
随着经济社会的快速发展和自然环境的变化,基础测绘信息必须不断更新,对基础测绘的保障服务功能也提出了更高的要求。目前,我国基础测绘发展总体上与国际先进水平还存在着较大差距。主要有以下几个方面原因:
3.1 地方政府重视不够,对基础测绘认识不到位
一些地方政府过度的追求经济建设,忽视了基础测绘及信息化建设工作,对基础测绘的意义认识不够深远,有些地方甚至没有编制基础测绘规划,更没有将基础测绘的发展与信息化建设结合起来,以至于信息化建设成果不能快速转化为经济和社会效益。同时由于一些地方测绘法制建设滞后.未制定完善的配套法律法规,加上政府缺乏对基础测绘的有效宣传,致使大众没有认识到基础测绘的作用,基础测绘没有完全发挥应有的作用。
3.2 缺乏测绘数据共建共享机制
由于测绘数据的共享机制未完全建立,随着经济社会的快速发展,各企事业单位为满足自身建设和管理的需要,自筹资金组织施测,造成同一地区不同单位重复测绘的现象,导致基础测绘资源的严重浪费,而且还造成测绘基准不同、技术标准不一、成果质量不均等现象。
3.3 测绘人才队伍不均衡、结构不合理
由于各地区经济发展状况的不同,导致各地区测绘人才分布不均衡。部分经济条件较差的地区,由于财力问题,对基础测绘投入少,造成基础测绘队伍经费来源不足,人才向沿海城市流失的现象严重。
测绘人才结构不合理。我国测绘队伍大多为一些劳动密集型的测绘队伍,缺乏高素质全面能型的领军人才,一线工程技术人员知识更新达不到要求,严重影响了我国测绘事业的发展。
3.4 缺乏开发、创新能力
现阶段,我国的基础测绘仍然是劳动密集式生产,只是停留在对一些软件的表面应用上。测绘技术单位通过实地调查、数据采集、矢量建库而获得经济效益。而缺乏对数据的归纳整合,为政府及企业提供咨询分析,辅助决策等服务。基础测绘新技术的开发、创新的能力不足,数据的采集、管理与应用等方面的软件开发能力薄弱,与国外先进水平还存在较大的差距,制约着测绘事业整体水平的提高。
3.5 基础测绘应用的深度和广度不够
测绘产品不够丰富,社会化程度不高。现阶段,我国的测绘主要应用在国土、城建等一些建设部门,并没有走入广大人民的生活中,应用的范围太小。同时,现有产品生产周期长,更新速度缓慢、种类少,致使一些用户使用比较困难,侵权盗版、假冒伪劣产品层出不穷。应急保障能力不强,基础地理信息现实性差。造成面对重大突发事件后,不能适应应急需求。
4 对我国基础测绘发展的建议
4.1 明确职责,加大宣传
进一步明确各级政府、测绘行政主管部门和其他有关部门在基础测绘工作方面的职责分工,明确基础测绘分级管理的内容,明确中央以及县级以上地方人民政府在基础测绘管理和保障方面的职责,将基础测绘工作纳入地方政府年度考核计划。加大基础测绘的宣传和科普教育,让社会各界都认清基础测绘在信息社会中的重要作用。
同时,加快“十二五”测绘发展规划和基础测绘专项规划编制工作。各地应全面总结“十一五”测绘规划实施情况,研究提出“十二五”测绘发展总体目标、发展思路、发展重点、重大任务和重点工程。同时,制定“十二五”地理信息产业、测绘应急装备、科技进步和创新、人才培养、测绘法制建设、精神文明建设与测绘文化建设等专项规划。
4.2 建立地理信息的共享工作机制
加强大比例尺地形图、现状图的测绘与低等级控制网建设,避免重复测绘。统筹省、市、县级基础测绘协调发展,实现省、市、县三级基础测绘成果共享体制。及时成果目录,及时更新信息数据,促进基础测绘成果广泛应用。加强测绘与有关部门及企业的合作,加大各种专题管理系统和应用系统的研发力度。建立测绘与有关部门及企业之间的地理信息资源交换机制,利用专业地理信息更新基础地理信息的相关要素。
4.3 加强人才的培养和引进
积极贯彻“科技兴测、人才强测”战略。坚持以人为本,努力形成优秀人才脱颖而出和人尽其才的良好环境。完善人才引进、培养、使用和评价制度,进一步优化人才结构。实施人才培养工程,制定人才队伍建设的长期规划和近期目标,有计划有步骤地培养各类人才,特别是要着力培养复合型人才。把人才队伍建设作为一项长期战略任务始终抓紧抓实。
继续抓好基础测绘队伍建设,加大测绘科技投入,积极引进新设备、新技术,努力打造一支管理科学、作风过硬、技术先进、装备精良、结构合理的基础测绘队伍,促进各级基础测绘工作健康发展。
4.4 加大基础测绘的财政投入,加快自主创新
各级政府应加大科研经费的投入,增加地方测绘重点实验室的建设,组织开展测绘科技发展和创新关键技术的研究。进一步完善创新体系,整合测绘科研院校力量,加强产学研的结合,整合科研力量,注重发挥企业在自主创新中的主体作用,发挥市场配置相关科技资源的基础作用,大力发展综合导航定位、移动测量、虚拟现实、网格地理信息系统以及地理信息安全处理等方面的核心技术。同时加强对外技术交流与合作,充分引进国际的最新研究成果及技术,不断提升我国测绘的自主创新能力和国际竞争力。
4.5 加大基础测绘的应用服务范围
大力推动基础测绘成果的应用,拓宽测绘应用服务范围。推进大、中比例尺等测绘成果的广泛应用,努力开发网络地图、导航电子地图、影像地图等公共产品。加强电子政务地理信息平台、国民经济与社会信息统计地理信息平台、公共应急地理信息平台等公共服务平台,推进深层次测绘成果的社会化应用。
5 结语
总之,基础测绘作为一项公益性、基础性和前期性的工作,必须引起各界高度重视,在完善数字中国,地理空间框架建设,形成基础地理信息更新、维护和推广应用机制,基本建立信息化测绘体系,全面提升测绘保障能力和服务水平,要克服基础测绘工作中存在的问题,紧跟世界新技术革命、新技术发展的趋势,不断增强自主创新能力,推动我国基础测绘事业持续、健康、快速发展。
参考文献
[1] 百度百科.
1952年全国进行高等院校院系调整,一些综合大学建立了地理学系,并属理科。在各大区与省师范院校中普遍设立地理学系,师资培养有很大进展。在几十年的教学和研究实践中,地理学的方向和领域不断发展。在“”前高等学校的地理教育,采用前苏联的教学体制,分专业教学,以二三级分支建立专业,加强了数理化自然科学,增加了实践时间,使地理人才培养有很大的发展。在为国家自然资源利用和经济社会发展服务过程中,地理学研究机构逐步增加,形成了相当完整的学科体系。首先是在中国科学院建立了综合性的地理学研究机构和有地区特色且针对我国特殊的地理问题的专业性地理学研究机构。改革开放以来,在综合大学和师范大学建立的研究机构更多。80年代我国人文地理学得到复兴,促进了应用地理、计量地理、旅游地理等学科的建立和发展。由地球信息科学家开拓的GIS在全国学术界和社会许多部门得到广泛的应用,推动了地球信息科学在我国的发展,初步建立起一个地理信息科学基本体系。地理学研究机构和地理研究的发展,使地理学在为国家目标服务和科学问题的研究方面发挥着极其重要的作用。
1.2 “以任务带学科”,提高了地理学的应用价值
“以任务带学科”是我国50年来地理学取得蓬勃发展的一条基本经验。地理学家组织与参与完成了国家一系列重大的关于我国自然条件、自然资源、农业发展方面的调查研究任务,包括大规模的地区综合考察、综合自然区划、农业区划、黄淮海平原的综合治理、国土规划和发展研究等。在这个过程中,大大提高了地理学应用价值和科学水平,也是大量分支学科发展和形成的基本动力。相应地为政府和社会提供了大量的建议和科学资料,在生产实践中产生了巨大的经济效益和社会效益。
1.3 理论研究在一些领域取得重要进展
50至60年代,提出了水热平衡、化学元素地表迁移和生物地理群落等自然地理学的三个方向。学术思想早于当前全球变化研究中逐渐获得共识的地球生物化学循环和地球系统科学的思想。通过实验研究在农田生态系统中水分循环和水盐运动规律及其与作物生长关系方面,在环境生物地球化学、环境背景值和环境健康方面,在地域分异规律与中国自然地理区划、土地类型与土地利用、区域自然地理以及农业区划、地域生产综合体与区位理论和空间结构理论方面,在青藏高原隆起及其影响,在专题地图学和综合制图的理论方面等重大的理论和实践问题上取得了一系列重要成果。近年来对地球表层系统理论、地图图谱和社会地理理论的探讨也取得了进展。
1.4 地理学的技术革命不断发展
50和60年代我国地理学即开始了技术革新。70年代末的腾冲遥感开拓了我国的遥感事业。同时开始探讨数学方法的应用。之后,模型建立和空间分析在区域研究和城市发展规划中逐步推广。系统论在地貌学及许多分支学科研究领域中的应用取得了明显的进展,推动了一系列重要科学问题研究的深入。改革开放以来,中国科学院、高等学校GIS实验室的建立,促使空间分析方法愈来愈多地在各种预报、预测和发展研究领域中得到应用。地理信息系统作为传统科学与现代技术相结合的产物,不仅推动了地理学的发展,也为各种涉及空间数据分析的学科提供了新技术方法。
1.5 编纂了一系列大型学术着作
过去的几十年中,以我国着名地理学家领衔组织编纂了一系列大型的地理学图书和图集,在建立我国地理学理论体系、积累地理学研究资料和向社会宣传大量研究成果方面起到了重要的作用。最突出的有:《中国自然地理丛书》、《中国自然地图集》、《中国土地利用图》、《中国经济地图》、《中国人口地图》、《中国农业地理丛书》、《中国人文地理丛书》等。
1.6 高等地理教育和高级地理学人才培养的形势较好
现在地理学一级学科的博士点在全国已有8个,二级学科自然地理的博士点9个,人文地理3个,区域经济的3个,地图和GIS的3个。自然地理、人文地理、区域经济、地图和GIS的硕士点共有92个。地理学培养的人才活跃在国家的规划、计划、环境和生态管理以及研究与教学等领域。
1.7 中等地理教育经历了艰难的发展
50年来我国中等地理教育出现了“两起两落”。目前国家教育部门,根据素质教育的要求,正在组织全国的专家大力进行国家基础教育课程改革。根据我国自然环境状况、发展状况和国际化的要求,制定教学大纲和编写地理基础教育教材,我国中学地理教育正在第三次崛起。目前的?+X"高考科目改革方案,将促使学校和学生恢复对地理学的重视。
今天,可以肯定地说,我国地理学的影响力在扩大,而且已经超出了专业的界限,地理学的决策应用价值大大加强了。地理学家的上述工作,在一定程度上促进了我国自然条件的合理利用,阻止了自然恶化的趋势,地理学的方法逐步为社会所了解和应用,地理学的成就在很
大程度上为社会所认同。甚至可以说,地理学的发展在某种程度上改变了人们的时空观念和有关领域的工作方式。今天,国家和社会如此地了解西部地区、黄土高原、黄河长江、青藏高原、黄淮海、国土开发和可持续发展;地理学家开辟的GIS和遥感应用技术如此在社会广泛应用并发挥着重要的作用等。地理学的一些基本观念如“区域”及“区域差异”、地图及GIS思想、“人地关系协调”等概念在愈来愈多的领域被采用。半个世纪以来,就为国家自然利用和经济发展研究的规模和在国家建设发挥的作用来讲,世界上没有哪一个国家的地理学能够与我国相比。
在50年的发展过程中,我国地理学所走的道路也是有教训的。如片面地批判地理环境决定论,导致在环境问题和环境科学兴起之初处于被动;取消人文地理学,自然地理学与经济地理学存在分割状态;在相当长的时间里,缺乏与世界上大多数国家的学术交流;我们在理论的总结和创新方面仍然比较落后。
2 当前我国地理学发展的形势
改革开放以来,国内与地理学的发展和应用有关的产业部门、科研院所,进行了大量的关于我国自然资源、环境整治、GIS的应用及国土开发等方面的研究和发展,形成了异常活跃和竞争的局面。近年来,在国家体制向市场经济转轨、科研体制进行一系列改革的背景下,计划经济时代的科研计划、拨款制度、人事制度等已不复存在,而新的科教体制尚未规范和完善,地理学科研与教学单位面临着一系列实际问题,如教学经费的不足,“大锅饭”不再存在,各种竞争日益激烈,一些地理单位甚至缺乏基本的生存条件。这迫使地理单位进行改革,近年来我国地理学发展的总趋势是强化了社会需求和市场指向,出现了非常活跃的局面。
在一系列学术领域,地理学的地位受到挑战。地理学家曾经在这些领域作出了许多开拓性的贡献。如在农业区划、国土规划、GIS、城市研究、地区经济、旅游开发、全球变化、资源利用、环境保护、可持续发展等方面,现在地理学必须谋求新的发展和提高。随着人口、资源、环境、发展等全球性问题之重要性日益突出,很多学科占据了一些传统研究领域,如第四纪地貌、气候学的研究等。现在,地质学在向上扩,大气科学在向下沉,生态学和环境科学已自成体系,经济学在发展区域经济,社会学在研究地区发展不平衡,建筑学向城市规划扩展,凡此等等,地理学的一系列领域面临其他学科的竞争和挑战。
由于改革开放和社会主义市场经济的逐步建立,大学地理教育面临着如何培养适应市场需要的理论型、应用型、技术型和新的地理教育型的人才问题,部分专业存在着毕业学生的分配问题。由于其他学科和领域对人才的竞争,大学和科研机构的人才流失也比较严重。
在上述竞争背景下,高等学校地理学广泛地进行了改革和创新,出现了若干共同的趋势。在教学和研究的目标方面,普遍定位在资源环境问题、社会经济的发展与规划及GIS、遥感技术的应用。主要从事的领域涉及到资源利用与保护、土地管理、环境(包括生态)的变化与综合整治、国土规划与城市规划、区域开发与可持续发展、旅游发展与规划,GIS应用。相应地在高校地理院系伴随着机构的改变和名称的变化,普遍设立资源环境学院,包括资源、环境、地理、城市规划、旅游、土地管理等;师资的成分、教材的内容、培养方向等均发生了变化。这些变化适应了社会的需求,为解决实践问题作出了贡献,也拓宽了研究和教育领域,在一定程度上加强了基础研究,研究的数量也大大增加,并使师资、人才和招生生源得到了保障,毕业生分配有了较多且稳定的渠道,教育和科研经费也有了较多的来源。地理学科研机构的改革,实行绩效工资,将在SCI等检索刊物上发表文章作为考核和晋升的主要标准等,虽然其效果还有待观察,但显然加强了研究的专业化和研究论文的数量和质量,争取了更多的课题和经费,调动了研究人员创新的积极性,促进了优秀人才成长。
现阶段我国地理学发展也出现了一系列令人担忧的问题和倾向:
(1)地理学理论、基本概念和区域地理等经典内容的教学和研究被削弱了。教员为对付岗位责任制而疲于奔命,普遍重科研、轻教学。一些院系不仅改名,也改了专业方向,地理系在派生出旅游、房地产管理、环境学等方向的同时,本身迷失了方向,人地关系等地理学的核心和本质方面的研究和教学淡化了。由于理论研究的削弱,这些年来我国地理学的创新少了,还出现了自然和人文再次分离的苗头。
(2)地理学不同于某些实验室科学,需要有多种尺度的时间和空间研究。因此,定位台站的长期、连续观测和原始数据的分析研究,是地理学发展的基础之一,但除了在少数研究所外,这种工作愈来愈弱化。在科研院所,普遍存在忙于争课题和完成论文数量,不甘坐冷板凳做扎实细致工作的现象。在表面繁荣之下隐藏着一种浮躁之风,这样难于出“多年不鸣,一鸣惊人”的源头创新成果。在GIS和数量方法的应用取得明显进展的同时,地理学家对野外的考察研究也削弱了,一些资源环境和国土开发的重大课题的研究,需要台站进行长期观测的研究,但普遍存在野外工作的人员和时间“不到位”的现象。
(3)全国性的协作和重大课题的研究愈来愈困难。目前的科研机构和科研体制,注重科学家的个人创造性,在组织结构方面愈来愈小型化,研究目标愈来愈体现为,特别是在SCI、SSCI检索的期刊上。在这种情况下,一些大型的研究,如国家大区域的资源环境及发展的综合研究,大型地理丛书和综合性的学术着作的编写,以及其他围绕大项目的协作等明显削弱了。如果这种情况不能改变,地理学的应用价值就将下降。
(4)为争课题而迎合长官意志、政府行为和企业行为,科学研究的超前性和独立性被削弱。地理学研究落后于社会需求和科学发展前沿,缺乏敏锐揭示隐患及对一系列重要实践问题作出迅速反映的能力。
认真检讨我们与国际地理学发展的差距,发现我们对全球问题的研究还相当薄弱,地理学家还没有走出去,在把握全球性的重大问题的基础上开展我们的研究,并把研究成果推向国际;对国家重大的发展问题及其他决策问题的关注和研究薄弱, 特别是对高级理论性综合性人才的培养缺乏应有的关注,要注意培养世界一流的全球性理论和应用的高级人才、区域专家;对地理学发展的理论、发展方向的关注薄弱,与整个科学发展大趋势、其他学科发展前沿、科学哲学、国外地理学先进思想存在隔膜;信息化的应用仍不普遍。在地理学的基本观点方面,我们对全球问题的关注和研究不够。
3 21世纪我国地理学发展的展望
在为美国《科学》杂志撰写的社论“科学在中国:意义与承诺”中指出:“中国正处在发展的关键时期,面临着优化经济结构、合理利用资源、保护生态环境、促进地区协调发展、提高人口素质、彻底消除贫困等一系列重大任务。完成这些任务,都离不开科学的发展和进步。这就对中国的科技进步提出了紧迫的要求。”显然,地理学是实现这些国家重大任务的重要支撑学科之一。
我们要为一系列重大的决策问题提供科学依据。这些决策问题是重大的资源利用和自然保护问题、重大自然灾害的治理问题、国家的地区开发战略和发展问题等。在21世纪发展中,这些问题将进一步突出。在所有的区域性问题中,地理学家要重视我国西部地区的生态环境和发展问题。在新的历史时期,国家决策的许多问题,地理学家都可以参与工作。要通过这些重大问题的研究,进一步提高地理学的决策应用价值,对国家一系列重大问题,需要建立起迅速反映的能力。
70年代以来国际地理学的发展,愈来愈从注重由自然支配的环境变化转移到人类支配的环境变化;地理学家愈来愈重视参与全球问题和国际性的研究计划;加强了发展研究和发展规划研究;地理教育的主要内容愈来愈倾向于“我们共同的未来”;信息化成为地理学发展的重要推动力量。地理学家在参与国家和政府的决策方面也在表现出更大的积极性。最近美国出版的一部专着《改变世界的十大地理学思想》指出地图学和GIS思想、人类在人与自然关系中的调整、空间组织与相互依赖等地理思想,曾经和正在强烈地改变着这个世界,也是最有价值的研究领域[1]。
在愈来愈多的新学科出现和参与我国的资源环境和发展问题研究的情况下,地理学面临着激烈的竞争。为了弘扬地理学传统,为社会和科学发展作出独特的贡献,地理学必须根据自己的优势和学科特点,找准自己的方向,特别注意发现新的问题和新的领域。
3.1 关于21世纪我国地理学的发展方向
(1)国土整治研究。在21世纪来临时,我们必须明确地理学能给国家和人类解决什么问题,包括区域性的资源开发利用、生态环境退化的监控与治理、全球变化及其区域响应。全球环境变化和发展问题研究、全球一体化和多样化是国际地理学发展的基本方向。青藏高原问题及其对我国大的自然格局的影响是地理学重大的长期研究目标。各种特殊类型的区域,如湿地、湖泊、山地等的环境和利用问题。在所有的区域性问题中,地理学家要在更大程度上重视我国西部地区的生态环境和发展问题。加强资源环境的监测、保护、规划与整治研究,建立工程地理学。
(2)发展研究。这个方向自60年代在国际上逐步形成以来,已经成为地理学发展的主流之一。我国经济高速发展,强烈地改变着我国的自然和社会经济结构;我国发展面临着严峻的可持续性问题。这些问题的研究,可为实施可持续发展战略服务。地理学家和地理工作者要了解我国的自然、生态环境和城乡发展,包括城市发展与规划、区域发展及可持续发展、农村发展等,就需要进一步开展地区经济与社会及城乡发展研究。
(3)地理信息应用研究。GIS技术、遥感技术、空间数据的应用是地理学也是地球科学发展的重要推动力量。国家目标是发展地理信息科学,推动“中国数字地球”战略,为区域社会经济可持续发展与生态环境保护提供分析预报和决策支持的新的科学手段;为地球科学及其他有关学科研究提供时空信息并进行资源与生态环境研究分析、预测预报和时空调控的科学基础。与此同时,地图已经成为以数据形式存在的动态多维产品,地图图谱是促进GIS应用的发展、使我们对日益复杂和相互联系的事物的理解更加深刻的重要研究方向,这些技术可用于其他学科,但地理学对其发展和应用起到基本的作用。
3.2 地理学的教学改革问题
地理学是21世纪人才必备的素养,世界各国都越来越重视地理教育。美国1992年制定了面向未来的教育改革计划,规定地理学是所有大学和专业必修的五门课程之一(其余为英语、数学、物理、历史)。为了适应我国21世纪社会经济发展的需要,在地理学的课程设置及课程建设问题上,急需加强概念性的地理学及其中的自然地理学、人文地理学与地球信息科学的基础课程,核心地理学课程必须保持和创新。美国一些科学社会学者最近预测的知识经济时代创新领域中,有很大部分(如资源的可持续利用技术、环境保护技术、生态恢复技术)必须具备地理学基础。21世纪的地理学,不仅只是文理交叉的学科,而是可能分化成理论、应用与技术相互分离的教学、研究单位,因此,需要在人才培养上注意全面、全球综合性的理论思维,要适应实践和科学的发展,开创新的地理学课程。地理学若不能满足社会的需求,那么其他学科肯定会取而代之。如在哈佛大学商学院,“新经济地理学(the New Economic Geography)”已成为一门核心课程。
3.3 推进地理学理论和地理学思想的创新,加强基础理论的研究和教学
要以综合的观点和学科交叉的方式研究地球表层系统的演变及其动态机制。地球表层系统包括区域性的自然系统、人—地系统和社会经济系统三个子系统。自然系统中我们关注自然支配的环境变化,这方面的问题仍需进一步研究。如青藏高原的隆升及对我国和东亚环境的影响,我国的水土流失及沙漠化的自然因素等。在当今这个地球上,更重要的问题是人类支配的环境变化,核心是“人地关系地域系统”。要探讨这个系统的内部组成、主要关联及其与外部环境的关系,揭示人类对环境变化的感知和响应,以及人类对环境的利用和影响及环境对人类的影响。在较小空间尺度上,揭示地表物质元素转化与迁移的机制;在宏观层面上,研究气候变化和全球物质反映之间的关系。从不同的空间尺度研究人口、资源、环境之间关系实质,并寻找解决的途径。通过较小尺度的研究,经过尺度转换,为大范围区域的整治提供理论基础和政策依据。为了促进地理学理论和地理学思想的创新,需要加强与其他专业学者之间的联系和磋商,进行跨学科的交叉和渗透。
3.4 发展地理学的方法论
21世纪在地理学各分支学科继续发展的情况下,要求我们在地理学的方法论方面作深入探讨并取得某些共识,地理学不是各种有关专业的简单汇合,而是具有明确的核心和一致性。地理学已经具有一套比较完善的方法论概念。
(1)区域概念。包括全球的概念、区域差异和区域相互依赖性的概念,没有区域就没有地理学。针对不同的空间尺度界定不同的区域论题,研究发生在区域中的过程和演变规律,而不是静态地研究区域。各种地带和各种类型地域(流域、区域、地方)的研究、全球变化的区域响应、陆地生态系统的演变、温室气体增加的影响等,在不同区域是不一样的,因为地表各种过程在不同时空尺度表现差异及其自身的抗干扰能力和恢复能力不同。在人文领域内,区域或国家一体化和多样化发展,是地理学研究和教学的基本范畴。
(2)统一地理学的观念。这种观念强调研究人类活动成为一大驱动因素的地球表层系统及其中的“人—地”地域系统。在最近出版的《对地理学的再审视——对科学和社会的新联系》[2]一书中,地理学研究的地球表层系统被分解成三个系统:环境系统、人类社会系统和环境—社会系统。而且,地理学研究的重点是其中的环境—社会系统即环境—社会动力学。在汉城召开的第29届IGU大会上,前任IGU主席Messerli报告的主题就是:地理学研究的主要领域正在由自然支配的环境变化演变为人类支配的环境变化[3]。几十年以来,特别是近年来, 老一辈地理学家就强调对重大的地理学问题开展综合性多学科交叉研究的极端重要性。自然地理学不考虑人类的活动和人文地理学忽视自然和生态基础都是致使的弱点。现代地理学的基本特点是:统一地理学、全球地理学和有人的地理学。地理学的“研究重点放在各圈层的相互作用及其与人类活动造成的智能圈的耦合与联动上”[4]。
(3)将格局和过程关系的研究作为重要的观点和技术路线。发生在各种类型和各种尺度的区域中的过程必然产生一定的格局,而格局的变化又会影响到自然、生态、社会发展的进程,这就产生了格局和过程间相互作用的研究。这种相互作用还表现在区域之间的相互依赖性,包括不同尺度区域之间的相互依赖性。如对不同时间序列、不同空间尺度的土地利用和土地覆被变化的研究就是如何。IGBP的全球变化和陆地生态系统项目将格局和过程关系的研究作为重要的技术路线[5]。实地调查、区域比较、尺度转换等传统方法和新兴的空间分析、系统模拟是这种研究的基本方法。
3.5 扩大对相关国际性计划的参与和全球问题的研究
中国经济发展的国际化程度在提高,我国的国际影响日益扩大,我国地理学在更大程度地走向世界是必然要求。因此,要加强全球观念和加强全球问题的研究,并在国际性会议上和国际交流中不断展示我们的成果,甚至我们要培养将主要精力用于全球问题研究和参与国际学术活动的国际型的地理学家,积极参与国际和全球的研究计划。
3.6 加强地理实验和工程地理学研究,促进技术创新,以信息化推进地理学的发展
信息化使现实空间表征的理论方法得到了革命性的发展。GIS和遥感技术的应用通过时空数据和空间分析,使我们可以更迅速更好地认识相互联系事物的本质和区域间的差异及其相互依赖。为了深入研究和揭示地球表层动态系统中物质循环和要素作用机理,必须重视地理学的实验研究,并使微观和宏观研究相结合。但是,这些不能代替样本研究,不能代替考察和观测等,否则,我们不能认识“真实世界”及其动态系统,改进真实系统的描述。大型工程的战略研究为我国大规模建设时期所急需,目前尚很薄弱,建立工程地理学,既适应这种需求,又开拓了地理学的应用领域。
3.7 加强地理学的基础教育和科普工作
基础教育的主要目标之一是让青少年了解国情和培养爱国主义、国际主义的情感。为了“我们共同的未来”也是我国地理教育主要内容之一。当今世界,资源、环境、人口、发展等全球性问题越来越尖锐,而地理学是各基础学科中最能综合、直接地对付这些问题的课程。因此,世界各国都越来越重视地理教育。最近,办公室向党和政府官员推荐新编中学地理课本,说明地理学普及的重要性。要通过基础教育和科普工作,让国民中有愈来愈多的人了解什么是地理学,地理学能干什么,如何培养人们的地理学观念,推动地理学的发展。
4 结语
近年来我国正在实施“科技创新计划”和“教育振兴计划”,为地理学单位的改革和发展提供了较为优越的条件,也提出了更高要求,我们有条件在新的世纪中实现地理学的更大发展。地理学科研单位正在进行整合,一些单位进入中国科学院“创新基地”,内部组织结构和人员结构都有较大变化。高等学校地理院、系的改革以改名开始,随后也进行了不同程度的结构调整,“211工程”和理科基地建设使几个重点大学地理学得到很大程度的加强(但一般高校,尤其是普通师范学院,地理系仍然举步维艰)。袝"计划、杰出青年基金、“创新基地计划”和国家自然科学基金重大、重点项目、面上项目强调“源头创新”,进入这些计划和项目的单位和个人重视基础研究和理论研究,也有了进行这种研究的条件。长期以来,地理学家和地理学思想,对人类社会经济的发展作出了巨大的贡献。今天,我们的国家和全球的自然和社会经济结构正在发生剧烈的变化,向地理学提出了一系列重大的科学问题和实际问题。地理学,这门伟大的学问正面临着更大发展的机遇,全国地理学工作者联合起来,把我国由地理大国发展为地理学强国。
【参考文/!/献】
[1] Hanson S,ed.Ten Geographic Ideas That Changed the World [M].New Brunswich:Rutgers University Press.1997.
[2] Rediscovering Geography Committee.Rediscovering Geography:New Relevance for Science and Society [M].Washington:National Academy Press,1997.
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 引言
智能科学与技术学科以计算机科学为基础,结合了认知科学、信息学、控制科学、生命科学、语言学等学科的相关理论和研究方法,是一门新兴的交叉学科,将成为21世纪信息科学研究的制高点和信息产业价值的主要提升点。
在国外,许多著名高校都设立了“人工智能”专业并授予智能科学专业学位:世界多数知名的理工类院校都设立有人工智能研究所或实验室,进行智能科学专业的研究生培养及科研工作。在国内,智能科学与技术专业起步则较晚:2003年12月5日,教育部正式批准北京大学信息科学技术学院设立“智能科学与技术”本科专业,这标志着我国“智能科学与技术”专业的诞生。
厦门大学在智能科学与技术领域已经有多年的研究积累和师资储备。2006年12月,教育部正式批准厦门大学设立“智能科学与技术”本科专业,2007年6月6日,厦门大学智能科学与技术系经学校批准成立,并于2007年9月迎来了第一届本科生。本文将简要介绍近几年来厦门大学“智能科学与技术”专业的建设情况。
2 厦门大学智能科学与技术相关领域的科学研究进展
厦门大学在智能科学与技术领域的研究已开展了多年。早在1988年,学校就成立了校级科研机构――“厦门大学人工智能与计算机研究所”,目前,经厦门大学批准,正式更名为“厦门大学人工智能研究所”。它是一个以实用智能技术研究为主、集基础研究与应用开发于一体的研究机构,是厦门大学组建智能科学与技术系的主要基础。
厦门大学智能科学与技术系面向国际学科发展趋势和国家发展的重大需求,利用人工智能研究的方法和手段,不断开辟新的研究领域,逐渐确立了语言信息处理、认知计算、智能信息检索、中医信息处理、视频图像处理、智能机器人等主要研究方向。在语言信息处理方面,现设手写汉字识别、自然语言理解、机器翻译、语料库技术等研究领域;在认知计算方面,现设觉知计算、脑机接口、机器感觉、隐喻逻辑等研究领域;在智能信息检索方面,现设文本信息过滤、信息检索、信息提取、智能数据挖掘、Web挖掘等研究领域;在中医信息处理方面,现主要研究开发多媒体中草药智能查询系统、基于舌象中医智能体检系统;在视频图像处理方面,现设图像数据库、生物特征识别、遥感图像、地理信息系统等研究领域。2008年,系里引进了被称为“人工大脑之父”的著名学者Hugo de Garis教授,并以他为首组建了人工大脑研究室,该研究室的目标是,经过三年左右的时间,建设中国首个人工大脑。
经过十几年的不懈努力,我们在上述研究领域均取得了一批有影响的重要研究成果,在我国学术界具有一定的学术地位,获得数十项国家和省部级项目经费的支持。目前在研的项目有国家自然科学基金项目3项、国家863项目2项、国家863子项目2项、福建省自然科学基金项目1项、福建省科技计划重点项目2项。在汉字识别、词语切分标注、语法分析、词义消歧、指代消解、语言神经基础、汉语理解策略、网上信息的选择翻译、统计机器翻译、语音识别与合成、计算机音乐、计琴学等诸多方面进行了有特色的研究,形成了具体的算法,并且还提出了一种系统性的协动计算理论,出版专著5部,数百篇,其中近三年被EI、SCI等检索的论文达200余篇。
在基础理论研究的基础上,智能科学与技术系还十分注重产学研结合,先后与北京德威特电力系统自动化有限公司和深圳名人电脑等公司进行合作研发,广泛开展应用系统的研制开发,主要包括:手写汉字机器识别系统、汉语分词和词性标注系统、机器翻译系统以及网上汉语文本分类和信息过滤系统。其中,手写汉字机器识别系统获浙江省教育厅科学技术进步三等奖:机器辅助汉英互翻系统获福建省科技厅科技进步三等奖;汉语分词和词性标注系统获得2003年863中文信息处理评测第二名:机器翻译系统(包括XMMT汉英机器翻译系统、Matrix英汉机器翻译系统、Light英汉机器翻译系统和Neon英汉双向机器翻译系统)在863智能接口评测中多次名列前茅,形成多项产品,技术授权国内多家单位使用。
在科研平台建设方面,智能科学与技术系发挥厦门大学多学科交叉的优势,联合人文学院、外文学院和海外教育学院华文系的学术力量,于2003年成立了“厦门大学语言技术中心”,其中,汉外多语言机器翻译为主攻方向之一。2006年获批了“智能信息技术福建省高校重点实验室”;目前,以人工大脑相关内容为研究核心的“福建省仿脑智能系统重点实验室”也已获批。
3 厦门大学“智能科学与技术”专业建设情况
厦门大学智能科学与技术系现有一个本科专业(智能科学与技术),三个学术型硕士学位授予专业(人工智能基础、模式识别与智能系统、计算机应用技术),一个“计算机技术”工程硕士培养方向(智能工程及网络安全方向),一个博士学位授予专业(人工智能基础)。现有在校本科生近90人,硕士研究生80多人,博士研究生25人,博士后2人。本系教职工近30人,其中:教授5人,副教授5人,80%具有博士学位或者博士在读,40岁以下的年轻教师占2/3。
3.1 本科生专业建设
在本科生培养方面,厦门大学智能科学与技术系的目标是要求学生能够有效和系统地掌握本学科的理论基础,比较深入地理解智能科学与技术理论;培养具有一定的分析、综合和创新能力,能够承当智能信息系统设计、开发和智能科学与技术学科教学任务的,德、智、体全面发展的科学技术工作者:毕业生适宜到科研机构、学校、技术或行政管理部门、公司、厂矿等企事业单位从事科技研究、应用开发、信息管理和教学工作,也可以进一步攻读该专业及相关专业的硕士学位。
为了实现上述目标,我们遵循“宽口径、厚基础、抓关键、重实践”四项基本原则,制定了较合理的教学计划,在本科一、二年级安排公共基本课程、校通识教育课程、院系通修课程;从二年级下学期开始结束院系通修课程,转而推出部分学科通修课程,向专业化过渡,三年级开始加入方向性选修课程。其中,公共基本课程621学时、33学分;校通识教育课程262学、15学分;学科通修课程1544学时、90学分;方向性课程120学时、分;学科跨方向性课程108学时、6学分。这样的安排能真正使学生在获得扎实而宽厚的理论基础、合理的知识结构的同时,培养较强的获取新知识的能力和创新精神。
为了能切实提高学生的动手实践能力,我们在办学过程中十分重视和强调实践环节的训练并倡导理论与实际 相结合,已经规划建设一个特色实验室――“仿脑认知与智能机器人”实验室,可支撑仿脑认知与智能机器人两个方向相关课程的教学实验,总经费预算100万元。依托该实验室,结合相关课程,高年级本科生可以进行“心理物理测试实验”、“眼动测试实验”、“面部表情与脑电对照实验”、“行为学与智能关系测试实验”、“机器人避障行走路径规划”、“机器人目标识别与跟踪”、“机器人声控实验”、“机器人智能语言翻译”、“机器人足球比赛”等众多特色实验。
3.2 研究生专业建设
厦门大学智能科学与技术系的研究生培养以加强创新能力的培养为核心,以加强基础课、专业课,实验实践教学、论文创新写作、促进理论与实践相结合为重点,包含硕士研究生和博士研究生两个培养层次。其中,硕士研究生层次又分为学术型研究生和工程硕士两种类型,分别进行培养。
在学术型硕士研究生培养方面,我们的目标是培养适应智能科学与计算机科学的发展,适应国家社会发展与进步事业需要的,德、智、体、美全面发展,系统地掌握本学科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的,具有创新能力、理论联系实际的高级专门人才和能适应未来从事基础研究、应用基础研究、技术开发研究和工程应用研究之人才。毕业生适宜到科研部门、学校从事科学研究和教学工作;适宜到计算机产业相关的企事业单位从事智能科学与计算机科学技术的开发研究、应用与管理等工作;可以继续攻读智能科学与计算机科学及其相关学科的博士学位。目前包含“人工智能基础”、“模式识别与智能系统”和“计算机应用技术”三个专业。其中,“人工智能基础”专业包含如下培养方向:认知科学理论、认知逻辑学、计算语言学、智能计算方法、艺术认知与计算、脑高级功能成像等;“模式识别与智能系统”专业包含如下培养方向:计算机视觉、机器翻译系统、智能中医诊断系统、机器音乐、模式识别、音频信息处理等:“计算机应用技术”专业包含如下培养方向:人工智能应用技术、自然语言处理技术、智能信息检索技术、多媒体综合应用技术、图像与视频处理技术、虚拟现实技术等。
在工程硕士培养方面,目前智能系招收“计算机技术”工程硕士――B方向(智能工程及网络安全)的工程硕士研究生,目标是培养具有扎实的计算机学科专业知识和工程技术能力,掌握现代智能与网络科学前沿知识,在智能工程与网络安全方向具有一定研究深度和项目研发能力的高层次应用型人才。培养方向包括:嵌入式智能家居、视频图像处理、网络视觉监控、模式识别与智能系统、智能机器人、网络内容监管、黑客与网络攻防技术、网络信息安全、信息检索与信息过滤、自然语言处理、机器翻译、语音识别与合成、智能中医信息处理、人工大脑、虚拟现实技术等。
在博士研究生培养方面,设有“人工智能基础”博士学位授予专业,目标是培养基础扎实,具有创新意识,对某一领域有全面深入了解或对某一应用领域有独立解决实际问题的能力,能够解决前人未能解决的科学问题或社会发展中亟待解决的技术问题的高级专业人才:其研究工作对科学技术或社会经济的发展具有明显贡献,为人工智能技术发展和应用提供新的基础或新技术、新方法。培养方向包括:人工智能以及应用技术、艺术认知与计算、数据挖掘技术、认知神经科学、软计算方法及其应用、智能多媒体信息处理、脑功能成像技术等。
一、研究现状
(一)二维空间数据模型
目前,在GIS研究领域中,已提出的空间数据模型有栅格模型、矢量模型、栅格-矢量一体化模型和面向对象的模型等。
1.栅格数据模型
栅格数据模型是最简单、最直观的一种空间数据模型,它将地面划分为均匀的网格,每个网格单元由行列号确定它的位置,且具有表示实体属性的类型或值的编码值。
2.矢量数据模型
矢量模型是用构成现实世界空间目标的边界来表达空间实体,其边界可以划分为点、线、面等几种类型,空间位置用采样点的空间坐标表达,空间实体的集合属性,如线的长度、区域间的距离等,均通过点的空间坐标来计算。
3.矢量-栅格一体化数据模型
在基于矢量的GIS系统中,使用的是边界表达方法。这种矢量结构用一组取样点坐标表达一条弧线段或一个多边形,这是人们使用地图引申出来的习惯概念,用这种数据结构,人们可以方便的得到长度、面积等。在基于栅格的GIS系统中,人们已经用元件空间充填表达面状地物。对于线状地物,以往人们仅使用矢量方法表示。事实上,如果采用元件空间充填表达方法表示线性目标,就可以将矢量和栅格的概念统一起来,进而形成成矢量-栅格一体化的数据结构。
4.面向对象的数据模型
面向对象的定义是指无论怎样复杂的事例都可以准确地由一个对象表示,这个对象是一个包含了数据集和操作集的实体。除数据与操作的封装性以外,面向对象数据模型还涉及到四个抽象概念:分类(Classification)、概括(Generalization)、聚集(aggregation)、关联(Association)以及继承(Inheritance)和传播(propagation)两个语义模型工具。
(二)三维空间数据模型
三维空间数据模型包括基于面的模型、基于体的模型和基于混合构模的数据模型。
基于面模型的构模方法侧重于三维空间实体的表面表示,如地形表面、地质层面、构筑物(建筑物)及地下工程的轮廓与空间框架。所模拟的表面可能是封闭的,也可能是非封闭的。
体模型是基于三维空间的体元分割和真三维实体表达,体元的属性可以独立描述和存储,因而可以进行三维空间操作和分析。体元模型可以按体元的面数分为四面体(Tetrahedral)、六面体(Hexahedral)、棱柱体(Prismatie)和多面体(Polyhedral)共4种类型,也可以根据体元的规整性分为规则体元和非规则体元两个大类。规则体元包括CSG一tree、Voxel、Oetree、Needle和RegularBI。ek共5种模型。规则体元通常用于水体、污染和环境问题构模,其中Voxel和Octree模型是一种无采样约束的连续空间的标准分割方法,Needle和RegularBlock可用于简单地质构模。
基于面模型的构模方法侧重于三维空间实体的表面表示,如地形表面、地质层面等,通过表面表示形成三维目标的空间轮廓,其优点是便于显示和数据更新,不足之处是难以进行空间分析。基于体模型的构模方法侧重于三维空间实体的边界与内部的整体表示,如地层、矿体、建筑物等,通过对体的描述实现三维目标的空间表示,优点是易于进行空间操作和分析,但存储空间大,模型数据结构复杂,计算速度慢。混合模型的目的则是综合面模型和体模型的优点,以及综合规则体元与非规则体元的优点,取长补短。目前对混合模型的研究尚局限于理论和概念的探讨,还没有成熟的模型算法出现。
二、空间数据模型的算法
(一)空间数据的压缩算法
在数据采样过程中,不可避免产生一些数据冗余:大比例尺、高精度数据做小比例尺、低精度应用时,更会存在不必要的数据冗余。为了节约存储空间,如何对采样数据进行合理的删减,以及如何根据向题的需要消除冗余数据,是GIS空间数据处理过程中的一项首要任务。
1.基于矢量的压缩算法
GIS中矢量数据的获取主要有多种途径,包括野外数字化测量、解析测图、数字化仪采集、扫描矢量化等。在解析测图仪的连续方式采样和数字化仪的流方式采样过程中,存在数据密集的问题;在扫描矢量化时,直接由栅格矢量化得到的点也比较密集,可以做合理的删减处理。因此,基于矢量的空间数据压缩的核心是在不扰乱拓扑关系的前提下,对采祥点进行合理的删减。
基于矢量的压缩算法主要有:曲线的数据压缩算法、面域的数据压缩算法等。
2.基于栅格的压缩算法
栅格数据文件记录有3基本方式:基于像元,基于层和基于面域。这3种方式都离不开对像元坐标和属性的记录。因此基于栅格的空间数据压缩的核心是尽量减少像元数量的存储,其方法有三大类,即从减少记录像元的数量入手,或从减少像元的记录信息量入手,以及两者的结合。实用方法有游程长度压缩、差分映射压缩、常规四叉树压缩、线性四叉树压缩和二维行程压缩等。
基于矢量的压缩算法主要有:游程长度压缩算法、差分映射算法、常规四叉树压缩算法等。
(二)空间数据内插算法
空间数据内插是GIS数据处理的另一项重要任务,可以从内插时使用已知采样点的范围分为两大类:整体拟合和局部拟合;也可以从内插的具体内容分为两大类:点的内插和区域内插。所谓整体拟合,是指内插模型是基于研究区域内的所有采样点的特征观测值建立的,如趋势面分析、傅立叶级数等。所谓局部拟合,是指仅用邻近于未知点的少数已知采样点的特征值来估算该未知点的特征值,如样条函数法、移动平均法等。局部拟合的特点是可以提供内插区域的局部特性,且不受其他区域的内插影响。所以局部拟合通常用于如地下溶洞推测、金属矿品位估计、陷落柱预测、污染源搜索等,内插结果一般具有精确性特点。
(三)空间数据转换算法
空间数据转换既是GIS数据处理的一项重要任务,也是GIS的技术难题之一。有时候,为了方便分析和应用,需要将矢量数据转换为栅格数据,或者将栅格数据转换为欠量数据。因为转换程序通常占用较多的内存,涉及复杂的计算,过去一直难以在微机环境下进行。近年,随着计算机处理能力的不断提高,已经发展了许多高效的转换算法。
对于点状实体而言,每个实体仅由一个坐标对表示,其矢量结构和栅格结构的相互转换基本上只是坐标精度转换的问题。线实体的矢量结构在转换为栅格数据时,除了要把矢量坐标转换为栅格行列坐标外,还要根据转换精度要求,在坐标点之间进行栅格内插,这可以由两点式直线方程得到。反之,线实体的栅格结构转换为矢量结构时,与将栅格面域多边形转换为矢量多边形的方法相似。本章将讨论基于弧段和基于面域多边形的矢量结构与栅格结构的相互转换问题。
三、目前存在的问题
栅格数据模型的缺点是数据存储量大、空间位置的精度低、难于建立网络连接关系、绘图比较粗糙。矢量模型的缺点是缺乏与遥感及数字地面模型(DTM)直接结合的能力,边界复杂和模糊的事物难以描述,数据结构比较复杂,难于处理多种地图的叠置分析操作。在应用面向对象的方法构造GIS模型和计算时,也存在一些问题,表现为:经典的GIS空间模型缺乏对GIS关系和空间计算的总体指导,已有的模型有局限性,思想方法与面向对象的思想差距较大。面向对象技术的数据抽象技术提供了实现纵向空间关系的解算能力,但对横向的空间关系的解算能力较差,所以即使利用面向对象的方法完成了GIS的空间对象定义,并实现了对象的分类、联合、概括和聚合、类的继承、封装、聚集等,在空间关系的构造和空间计算的模式确定方面仍然缺乏全面指导的面向对象GIS空间模型的理论。
基于点、弧段、线、多边形、复杂对象等对象的定义只能抽取GIS空间现象的一般特征,不能满足空间现象多变、突变、关系蕴涵复杂的要求,实现的空间解算功能有限。
四、研究趋势
动态时空数据模型研究是 GIS研究的新热点。苏奋振等以海洋地理信息系统研究为例,提出以过程处理为核心来发展 GIS对时空信息处理的能力,试图利用多维信息可视化和组件化技术来构建三层体系结构的大吞吐量的、开放式的海洋信息系统平台 Maxplore,进而介绍了该系统开发的关键技术与特色模块。沈大勇等提出以 GIS流素与柔性体元作为动态柔性地物的基本模拟单元;当忽略体积时,称为 GIS流素;当强调体积时,则称为GIS柔性体元。认为 GIS流素与柔性体元与不规则三角网格网、四面体、八叉树等传统建模方法相结合,可实现对于地学对象固、液、气三相的完整表达。
科技计划项目:河北省高等学校科学研究计划项目(项目编号:Z2012134)
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中图分类号:F59 文献标识码:A
0 引言
近年来,以互联网技术为核心的信息技术对人类生产、生活的各个领域均产生了深刻影响。作为一种在可自由支配时间发生的任意性活动,休闲具有丰富的内涵,既包括人们在其惯常居住地开展的休憩、游憩、娱乐等日常性休闲活动,也包括人们离开其惯常居住地在目的地开展的非日常性的旅游休闲活动。随着技术进步、经济社会发展及人们价值观的转变,人类日常总体活动时间正逐步被重构:以工作为代表的强制性活动时间比例不断下降,而以休闲为代表的任意性活动时间比例则呈上升趋势,尤其在发达国家,以休闲为代表的任意性活动时间占人们总体活动时间的比例达到1/3甚至1/2[1-3]。另外,休闲活动本身所反映的价值内涵也正逐步由个人身心健康[4]、家庭稳定和谐扩展至人类的生存状态、生活质量[5]、经济社会体系乃至文化价值的确定[6],休闲已经由少数人享有的权利[7]逐步演变为一种大众生活方式。因此,研究信息技术影响下的休闲具有重要的理论意义和现实意义。本文试图从休闲行为、休闲产业运营管理及休闲研究本身等方面对信息技术影响下国内外在休闲领域的研究成果进行梳理、分析、总结及展望,以使人们对这一领域有比较全面的认识,并期待在信息技术持续进步和发展,休闲活动时间占总体活动时间比例不断提高、休闲对经济社会的影响日益增强,人们即将步入信息社会和休闲时代的背景下为该领域的进一步深入研究提供借鉴和启发。
1 研究方法与数据来源
本文采用的研究方法主要为文献分析法,根据研究的主题及研究的具体问题从相关数据库中遴选文献,并对获取的文献信息进行分析与综合。文献主要依托CNKI知识网络平台中国期刊网的数据库资源(包括中国期刊全文数据库、中国博士学位论文全文数据库、中国重要会议论文全文数据库和中国重要报纸全文数据库),外文文献主要来自Google学术和Science Direct数据库。在CNKI中分别通过ICT(信息技术、互联网、智能手机、网络)+休闲,ICT+游憩,ICT+旅游,ICT+娱乐等通过主题及关键词进行搜索共获取相关文献127篇;在Google学术和Science Direct数据库中分别通过ICT(internet、smart mobile phone、network)+leisure(recreation、tourism、entertainment、travel)等关键词进行交叉搜索共获取相关文献158篇。在此基础上,通过对所搜集的文献进行初步分析后发现,国内外学者对信息技术影响下的休闲研究主要集中在三个方面:一是信息技术对休闲行为的影响,包括在信息技术影响下休闲活动与其他活动的关系变化、网络虚拟休闲活动与传统实体休闲活动的关系及传统实体休闲活动的信息化呈现等方面;二是信息技术对休闲产业的影响,包括信息技术对休闲产业业务流程的重组及信息技术影响下休闲新业态的产生等;三是信息技术对休闲研究本身的影响,在信息技术的影响下,休闲研究的方法尤其是数据获取方法发生了巨大变化。
2 信息技术影响下的休闲时空行为研究
2.1 信息技术对休闲活动与其他活动关系的影响
信息技术对休闲活动与其他活动关系的显著影响表现在信息技术影响下休闲活动与其他工作、消费等活动的边界由清晰变得模糊,各类活动边界交叉融合的趋势日渐明显。基于网络信息技术的超链接性、即时性与互动性以及信息技术终端尤其是IPAD、智能手机、WAP(Wireless Application Protocol)等移动终端的广泛使用,人们原有的整体化的活动时空呈 “破碎化”趋势[8-9]。时空环境的破碎化本质上是人类活动破碎化的结果,借助网络信息技术,人们在相同时间地点开展不同类型的活动成为现实,这与Kenyon S等在进行信息技术对居民时空利用影响研究时提出的“多任务”现象[10]不谋而合。另外,Line等通过对18岁~28岁的学生和兼职母亲进行质性日志调查和访谈发现,信息技术设备的使用对人们的日常生活有累积性的影响,信息技术设备的使用能解决人们在活动安排中的一些不确定性的问题,在时空流动化的同时也导致了时间和空间的破碎化[11]。事实上,时空的“破碎化”和活动的“多任务化”是紧密联系的,其实质是在信息技术影响下,各类型活动的时空边界愈发模糊,各类活动之间的渗透性越来越强。这种活动边界的模糊化与活动之间的渗透性正逐步对现代城市空间进行解构与重构,将对信息时代的城市空间规划设计产生重要影响。
2.2 信息技术对传统实体休闲活动的影响
依托网络信息技术产生的网络游戏、网络音频、视频及网络社交等网络休闲活动对传统实体休闲活动产生了巨大影响。早在1986年,Salomon等认为网络虚拟活动对实体活动的影响主要表现为4个方面:替代(substitution)、互补(complementarity)、修正(modification)、中立[12](neutrality)。2006年,Mokhtarian等就对网络虚拟休闲活动与传统实体休闲活动的关系做了概念性的探索,提出了与Salomon等基本一致的^点,认为网络虚拟休闲活动对传统实体休闲活动的影响主要表现在四个方面:对传统休闲活动的补充(replacement);对传统休闲活动的取代(displace);对传统休闲活动时间的再分配(reallocation);作为介质对传统休闲活动的促进(facilitator)[13]。随后,对上述观点的实证检验成为研究重点。Handy等调查了人们在家看电影和去电影院看电影的替代关系,发现在家看电影对去影院看电影没有替代效应,甚至还有一定程度的促进作用[14]。Nasi等以芬兰老年人群为对象,以问卷调查方法研究了信息通信技术对老年人的休闲活动的影响,发现老年人对互联网的使用大大丰富了其休闲活动[15]。Zorn等通过网络问卷调查的方法,揭示了两者的互动关系及其对消费市场的影响[16]。Senbil和Kitamura运用泊松分布模型、结构方程模型等测试了信息技术对强制性、维持性和休闲性活动的影响,发现移动和固定电话等信息技术终端的使用增加了人们的休闲性出行[17]。
网络虚拟休闲活动对传统实体休闲活动的影响因素与影响机制使得对该问题的研究得以进一步深入。Ren和Kwan采用多组群结构方程模型研究了互联网使用对人们出行活动影响的性别差异,发现:在消费等维持性活动方面,网络使用对女性的影响要大于男性,而在休闲等任意性活动方面,互联网使用对男性的影响要大于女性[18]。Fortunati等对意大利、法国、英国、德国和西班牙居民的信息技术使用对实体交往的影响进行了调查,结果显示虽然因特网的使用导致社交形式与频率的改变,但总体看来,社会交往的数量增加并不明显,移动电话拥有、个人电脑以及互联网的使用与社会交往有着紧密的联系[19]。赵霖、甄峰等人运用结构方程模型对南京城市居民休闲活动与出行的影响进行实证研究,认为信息技术对南京城市居民的休闲活动已经产生了广泛影响,居民的社会经济属性是影响居民网络休闲活动和出行选择的重要因素[20]。Kim等运用因子分析和结构方程模型验证了旅游经历与移动终端使用存在正相关关系,感知易用性与使用者对移动终端的态度同样存在正相关关系[21]。
2.3 传统实体休闲活动的信息化组织
信息技术发展日新月异,借助信息技术终端进行休闲活动的决策及组织也是一个重要的影响层面。在Web2.0时代,社交媒体作为休闲者的信息源发挥着越来越重要的作用,正因为休闲者信息获取及信息交换方式的改变,社交媒体正日益改变人们休闲的态度、决策方式及行为。Zheng和Gretze通过研究发现社交媒体已经代替搜索引擎成为影响人们休闲出游计划的最重要的信息获取工具[22]。现代信息与通信技术可以使人们随时随地将休闲旅行过程中的情绪与感受即时并广泛传播,而这些情绪与感受深刻影响其接受者的休闲旅游计划和决策。Lo I S等通过调查研究表明:89%的心情愉悦的游客会在旅行的过程中拍照,而41%的游客会将所拍照片通过社交媒体这个平台进行即时,这些游客相对于不照片的游客总体上呈现年轻、高学历和高收入的特征[23]。Parra-Lopez等通过结构方程模型分析人们在休闲旅行时选择社交媒体作为信息渠道的影响因素,研究发现:感知利益是其最重要的影响因素,而使用成本的影响并不显著[24]。社交媒体作为信息渠道对人们休闲决策的计划、决策和组织的影响日益广泛而深刻,这种影响必将引起休闲产业与产品经营、管理及营销的变革。
3 信息技术影响下的休闲产业研究
以互联网技术为核心的信息技术改变了休闲产业传统的运营流程与运营模式。关于信息技术对休闲产业运营管理的影响,国内侧重于对休闲网站和休闲电子商务框架的构建的研究,而国外则注重对内部相关影响因素的实证分析,从利益相关者角度研究信息技术对休闲产业结构的影响及休闲互联网建设的影响因素也是该主题的重要研究内容。
3.1休闲产业运营管理:从休闲电子商务到智慧休闲
早期国外关于该问题的研究都是以航空公司作为研究对象。Jennifer等基于航空公司、饭店、旅游经营者、旅游吸引物以及旅游公共管理者的信息研究了信息技术对旅游产业结构的改路径[25]。Yoon M G等通过建模的方法分析了航空公司电子商务系统对机票销售渠道业绩的影响[26]。Kim H B等对航空公司电子商务进行研究,构建了一个融合主观规范和电子信任的扩展技术接受模型,并采用路径分析方法评价主观规范、电子信任、感知易用性、感知有用性、使用态度与重复使用意向之间的因果关系[27]。
研究对象由休闲服务提供机构转向休闲者本身是该领域研究的一个重大转变。Lubbe和Louw研究了航空游客通过移动信息终端与航空公司连接提高其机动性的决定因素,发现航空旅行者的移动意愿与其利用移动设备接受信息和进行预订的感知价值有直接关系。此外,旅行目的和频率、人口统计学特征也是重要的影响因素[28]。Li Li和Buhalis通过对634名线上旅行者特征的调查,发现在中国31-40岁的人群以及居住在珠江三角洲的居民通过网络预订旅游的可能性最大。同时,年龄、居住区域、旅游网站的类型、使用互联网的时间、自我效率、特定领域的创新以及对因特网的感知都是重要的影响因子[29]。
在国内,以政府为主体、以互联网技术为支撑的旅游公共信息服务与管理平台[30]以及政府旅游网站[31]得到了较多的关注。马秋芳等运用符号学理论基于政府旅游网站对中国各省域旅游地品牌符号表征进行比较研究,发现部分旅游地网站、宣传口号缺失,同时网站各符号表征内容存在不和谐现象,官方网站旅游符号的打造反映了权力的操作,意识形态发挥主导作用[32]。互联网技术为旅游电子商务或网络营销提供了技术支撑,将电子商务的概念引入到旅游产业中,并分析旅游电子商务运营中存在的问题,构建旅游电子商务的运行体系,探讨旅游目的地营销创新对策[33-36],是该领域初期的研究重点。近年来,旅游电子商务作为旅游产品的重要分销渠道,对这一全新分销渠道与其他渠道的效用评价与整合成为研究者普遍关注的问题[37-40]。综上所述,国内研究主要是从政府和企业的角度来探讨旅游公共信息服务平台以及互联网旅游营销渠道的构建,从使用者角度即游客角度的相关研究相对较少。
数字旅游与智慧旅游突破了某一旅游子系统应用信息技术的范畴,进而关注整个旅游系统与信息技术的深度融合。从数字旅游的概念出发,构建由项目资源、项目管理等基本模块和旅游目的地信息、服务、管理与规划等子系统组成的数字旅游的框架体系[41]是信息技术对旅游系统影响的一个阶段。随着信息技术的进一步发展,部分学者分别从技术支撑、发展需求、发展目的、表现形式、发展框架等方面[42-44]来构建智慧旅游的框架体系以及提出智慧旅游的概念。信息技术发展日新月异,高速电路交换数据(High-Speed Circuit-Switched Data)、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)、无线局域网络(Wireless Local Area Networks)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System)等新兴技术的出现和成熟,将大大加深信息技术与旅游系统的融合,并且将使得这种融合由理论、概念逐步转变为休闲与旅游实践。
3.2 休闲新业态的发展:网络休闲与虚拟旅游
网络休闲是与实体休闲对应的以手机、电脑、IPAD等信息技术终端为工具开展的休闲活动,网络休闲活动的出现是信息技术对休闲与旅游活动的直接影响。目前国内对网络休闲的研究主要是从哲学、社会学及伦理学的角度,探讨网络休闲的利弊,或者是从产业经济学或市场学的角度将网络休闲作为一个产业或一种经济形态来进行分析和描述[45-47]。另外,国内对网络休闲的内涵理解也相对狭隘,主要停留在网络游戏等网络虚拟活动。虚拟现实技术作为一项信息技术近年来在旅游业中逐步得到应用,因此关于该项技术对旅游业的影响也受到关注,研究的角度一是基于虚拟现实的传播性而将其作为一种营销手段和技术[48-49];二是基于虚拟现实技术中虚拟与现实关系,通过对旅游体验的期望、F场体现和回忆的三阶段划分,分析信息技术对旅游体验实现路径的影响及人机互动关系,并探讨信息技术对人体自身和体验真实性的影响[50]。Daniel认为虚拟现实一个可能的应用是作为一种工具发挥其潜力创造一种旅游者能够接受的虚拟经历从而替代去危险目的地的实地体验,接受这样一个替代品的可能性将由旅游者对真实性的态度、动机及限制性决定[51]。Louie、Maria和David以印度尼西亚东爪哇为案例,分析了数字媒体中的数字图像在休闲旅游者选择自然型旅游目的地时扮演的角色,结果显示数字交流资源对游览自然旅游目的地的动机起决定作用[52]。网络休闲与虚拟旅游是信息技术与旅游产业结合在旅游产品领域的重要创新,但是这只能是对传统的实体休闲与旅游活动的补充和促进人们参与实体休闲与旅游活动的一种手段,不可能完全替代传统的休闲与旅游活动和旅游产品。
4 信息技术影响下休闲研究方法创新
信息技术对休闲研究方法的最重要的影响表现在数据获取方法和途径的变革。获取网络数据并对其进行分析从而研究相关休闲与旅游问题具有比较明显的技术发展轨迹。休闲人群对电脑、智能手机等现代化信息技术终端的使用以及数据挖掘技术的发展,为该领域研究数据的获取和分析手段的革新带来了机遇。运用多种网上查询系统和网站访问量统计工具,获取旅游网站访问时间分布资料,分析旅游网站访问者人数与景区旅游者人数之间的相关性及其信息流对人流的引导作用[53]对旅游景区的科学管理具有重要意义。基于博客[54]及相关网站论坛游记的文本内容[55]提取相关信息对游客的行为特征进行分析受到部分学者的关注。信息技术的发展与渗透,为人们的休闲活动提供了全新的信息渠道,而人们对网络信息的搜索行为特点以及影响因素则直接关系这一信息渠道的使用效率[56-58]。电子商务使人们的休闲消费模式发生了巨大的变化,针对从实体消费到网络消费的转变,从旅游信息传播[59]、网络消费者行为[60]、网络口碑信任[61]等不同角度研究休闲与旅游消费者的消费与决策行为也成为人们关注的重点。如今,智能手机已基本实现在任何地方和时间接入网络获取相关信息和服务,近年来,基于手机数据或借助LBS(Location Application Service)对休闲者行为进行研究逐步成为热点,休闲者行为拓扑特征[62]、休闲位置偏好[63]、休闲消费模式[64]、休闲活动路径[65]等是重要的研究方向。鉴于休闲系统与信息技术的可融合性,有学者试图从学科交叉的角度探讨旅游系统和信息科学之间的关系,提出旅游信息科学的概念,阐述旅游信息科学的学科体系,构建研究对象、研究领域、研究主题和研究目标的四维旅游信息科学研究框架[66]。另外,张凌云、黎u等借鉴信息科学技术中的面向对象的建模方法与思路,通过高层抽象信息技术的旅游应用对象,围绕应用对象自身及其与其他应用对象之间的交互需求构建研究框架,从信息科学与旅游科学交叉的角度探索旅游问题、规律及原理的新思路与方法[67-68]。
5 主要结论与研究展望
5.1 主要结论
信息技术对居民的休闲行为、休闲产业系统以及休闲研究本身均产生了深刻影响。已有的相关研究也主要围绕上述几个方面展开。但比较国内与国外的研究成果,二者的在研究视角、研究方法以及研究内容的侧重点方面均存在差异。
研究视角方面,国内侧重于从政府、企业的角度来分析信息技术对整个旅游产业的影响,构建信息技术影响下的旅游产业发展框架,主要表现在政府旅游信息公共服务平台的建设、政府旅游网站的建设以及智慧旅游概念的提出和框架的构建。而国外侧重于从居民、休闲旅游者个体的角度来研究信息技术使用对休闲和旅游者行为的影响以及通过信息技术这一重要渠道获取休闲与旅游者的活动数据来开展相关研究。
研究方法方面,国内研究注重理论与实践结合,对于信息技术对日常休闲的影响方面,国内学者侧重基于哲学、伦理学等理论基础对相关概念和问题进行描述性分析。而对于信息技术对旅游休闲的影响方面,国内学者在研究方法的选择上表现了比较明显的定性与定量结合的特征,即对相关概念进行定性的概念框架构建,而对具体问题则通过多种数据来源进行定量分析较多。国外研究主要以数据调查分析、数学统计分析法、模型建立、GIS空间分析、时空行为可视化等居多,适当加以描述阐释,广泛采用统计学、经济学、地理学、社会学等领域的研究理论与方法。
研究内容方面,国内偏向于信息技术影响下旅游休闲者消费行为调查研究以及从宏观和整体层面分析描述信息技术对旅游产业的影响以及旅游产业的信息化,而对居民的日常休闲和游憩活动的关注较少,这与国内长期以来视旅游为一项经济产业有较大关系,因为旅游产业经济效益明显,而居民的日常休闲与游憩活动则不产生直接的经济效益,因此其研究没有引起人们的重视。国外偏重于从微观个体的角度对居民的日常休闲与游憩行为进行实证分析以及对信息技术影响下休闲与旅游产业系统内部组成要素进行研究。
5.2 研究展望
通过对信息技术影响下国内外休闲与旅游研究的梳理、分析与比较,在信息技术持续发展与进步、休闲与旅游正日益演变成人们的一种日常生活方式、信息技术对居民休闲与旅游行为的影响不断扩大与深入的背景下,以下两个方面亟须得到国内研究者更多的关注。
5.2.1 基于大数据的微观个体休闲行为研究
信息技术影响下的休闲研究具有比较明显的技术发展轨迹,随着信息技术进一步发展,各种新的信息技术及其终端逐步广泛地渗透人们的日常生活,尤其是移动信息技术的应用正成为加速改变人们的日常行为活动[69]。信息技术的迅猛发展使得我们进入了一个信息和数据爆炸增长的大数据时代(Big Date Era)。同时,随着智能手机以及“可佩带”计算设备等移动终端的出现,人们的行为、位置,甚至身体生理数据等每一点变化都成了可被记录和分析的数据[70-74]。因此,在大数据时代来临的背景下,通过信息技术终端获取人们休闲行为的相关数据并对其进行分析,这是对信息技术影响下休闲行为数据获取与方法的革新,需要在多学科整合背景下开展进一步的深入研究。
5.2.2 信息技术影响下的城市休闲与游憩空间结构
信息技术对居民的休闲活动产生了深刻的影响,这种影响不仅表现在人们休闲行为方式的变化,更重要的是行为方式变化所导致的空间效应,即城市与区域活动空间尤其是休闲与游憩空间的重新组织。随着人们休闲观念的转变,休闲时间占日常活动时间的比例不断提高,这种由行为产生的空间效应将会越来越显著,而这种空间效应也必将影响城市与区域空间规划与设计实践。因此,对信息技术影响下的休闲行为改变所导致的城市空间结构的变化尤其是城市休闲与游憩空间的研究将是今后值得关注的方向。
5.2.3 信息技术对不同休闲方式的影响研究
休闲是一个内涵十分丰富的理论概念,也是一项内容极其广泛的实践活动。不同的休闲活动发生的时间、空间及场所均有差异,不同休闲活动所要支付的经济成本也有所不同,这也就意味着信息技术对不同传统休闲活动产生的影响方式或影程度是不一样的,人们在开展不同类型休闲活动时对信息技术的需求也会存在差异。因此,信息技术对不同方式休闲活动的影响方式和影响程度以及开展不同休闲活动的人们对信息技术的需求差异将是今后该领域值得关注的重要问题。
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长三角地区经济快速发展背景下,生产业的快速发展得到越来越多重视,十二五发展规划对长三角的重新定位和经济增长方式改变都让生产线服务业更为人们所熟知。根据发达国家发展经验,长三角当前工业化后期的发展时期和城市化快速发展的现状,都为生产业的发展提供了难得的机遇,生产业在地区间布局和对制造业促进作用、经济带动作用也是众多学者研究的焦点。
甄峰等(2001)①认为中国生产业发展虽然当前落后于西方,但是所呈现出来的发展规律有很大一致性,生产业地区差异化发展研究对于理解地区间经济发展差异、缩小收入差距、转变经济增长方式都有理论和现实意义,赵群毅和周一星(2005)②等后续相关研究更加关注到当前生产业在中国的快速发展。陈建军等(2009)③从新经济地理学的视角研究了中国地级市层面上生产线服务业的聚集现象,并对其影响原因进行了研究。毕秀晶和宁越敏(2013)④等文献对长三角地区都市圈的研究也从一定层面上验证了这个问题。覃成林等(2013)⑤也从区域协调发展的角度认识到产业分工协作的重要性,特别是生产业与制造业紧密联系。
一、长三角地区生产业空间分异特征研究
1.产业空间分异指数
测量产业空间分异指数的实质是计算行业就业人数在区域内不同地区分布的比例差异程度。当某一产业就业人口与其他产业就业人口在整个区域不同地区拥有相同的比例,此种情况下产业在空间最为均等、分异程度最小。公式中把整个区域分为n个地区, 是单位地区i总人口, Pi是单位地区i分异成员的比例,T是整个区域总人口,P是整个区域分异成员比例,区域产业空间分异指数⑥为:
2.探索性空间数据分析
地区间空间自相关程度可以通过Moran'I系数进行测度,而来对地区俱乐部现象进行分组。Moran'I系数计算公式为:
式中, xi表示空间单位的观测值,n表示观测单元的数量; Wij表示空间矩阵W的一个元素; x表示观测值的均值,即 x=xi,so表示权重矩阵所有要素之和,即so =Wij,本文使用空间距离权重加权矩阵。Moran's I 值越大表示邻近区域的正相关性越强,呈现出空间聚集;接近0 表示邻近区域独立无相关,呈现随机的分布;若小于0,则表示邻近区域为负相关,呈现对比的关系。
二、长三角地区生产线服务业空间差异化特征
2011年长三角地区生产业空间自相关程度测度结果如下表1所示,经过9999次重复性检验证明结果稳定。
表1 2011年长三角地区生产线服务业空间自相关检验
Morgan`s I E(I) Mean Sd Pseduo P-value permutations
0.1129 -0.0417 -0.0427 0.0967 0.067 9999
从地区分布上看,生产业发展较强的地方,主要是核心城市及其周边地区,表现出较强的地区关联性,苏南和浙北经济发达地区生产业显著强于苏北和浙南地区,俱乐部收敛现象显著,下图为长三角地区生产线服务业发展水平8分位图。
从表2可以看出,居民服务和其他服务业(ROS)的分异值达到0.5166左属于严重空间分异,从空间自相关指数上看,居民服务和其他服务业也出现显著的地区关联。教育行业(EDU)分异值最低,分异状况最为微弱同时数值比较稳定,同时教育行业地区聚集现象也不明显。考虑到中国户籍制度导致的基础教育教师队伍相对平均。房地产服务业(EST)分异值在0.4625区间内,说明已经存在明显的空间分异,分异加剧的趋势明显,同时从自相关数据可以看出显著地区间关联性,发展程度相同地区趋向于聚集在一起,类似的地区还有租赁和商业服务业(LBS)分异数值在0.4559,且存在正向空间自相关。金融业(FIN)的分异程度0.2792较低,但是发展相类似地区在空间上相邻最为明显,这反映金融业集中在少数几个地区周围,其他地区分布较为平均,金融行业总部和主要分支机构集中在核心城市,更低级分支机构分布与居民居住范围和工业企业所在地相对应。科学研究、技术服务和地质勘查业(STG)的分异指数值在0.4634,存在明显的空间分异;地区间间关联性弱,不显著,科研行业都集中在上海、杭州、南京等城市一定程度上是由于历史原因所致,有很强的路径依赖。信息传输、计算机服务和软件业(ICS)空间分异程度0.4113尚不存在严重的产业空间分异,从地区关联性上看地区关联性不显著,这是由于当前本行业主要依靠于专业技术人才服务范围。交通运输、仓储及邮政业(TWS)不存在严重的空间分异,出现显著的正空间自相关。跟工业经济和居民生活都密不可分,其在地区间分布呈网络状,这也与已有研究相吻合。
三、政策建议
长三角地区城市群体系呈现以上海、南京、杭州为核心的三核心-结构,从已有的研究可以发现长三角地区当前城市规模普遍偏小,通过城镇化过程加快城市规模的提升,当然也并非认为城市规模越大越好,区域城市之间城市规模应该成合理比例,应推动长三角城市群城市层级体系形成有序的网络化结构,萧山市撤市并入杭州被证明对优化城市空间布局取得良好效果⑦,当前吴江撤市并入苏州也体现了这一思路。生产业行业间差距有缩小趋势的现象可能暗示生产业各行业间存在强互补性,刻意的单一行业集聚可能会违背行业发展规律,这一点是非常不同于制造业的,所以如果想要实现规模经济的集聚优势需要在保持各行业均衡发展的基础上注意集群发展,促进区域专业分工与协调发展。
当前应通过空间结构的调整,推进城市化,加强城市群内城市之间经济联系,加快长三角一体化步伐,生产业集中区域中心城市,制造业转移到中小城市,可以有效实现生产业与制造业协同发展、带动落后地区快速发展缩小长三角地区地区间差距。通过对理论的分析、国外经验对比和现实数据验证发现,区域经济一体化的过程是贸易和知识溢出自由度提高、交易成本和溢出成本降低的过程,单纯的提高贸易自由度会导致地区间差距的增大,单纯的提高知识溢出程度不利于创新的产生和集聚优势的发挥。长三角地区一体化的过程应该是在地区间经济往来日益紧密的基础上,以区域核心城市为增长极城市间经济发展呈现网络化模式,推出扩大知识溢出的政策带动边缘地区发展,最终表现为区域一体化,地区间合理分工和布局,实现生产业与制造业在区域内的共同集聚、协同发展。
当然也要认识到经济发展的地区差距是经济发展、人类社会日益进步的必然副作用,政府维持法律法规的完善、市场经济秩序的良好运行、构建平等受教育权等机会均等是最重要任务,生产业不同于卫生、社会保障等公共业和住宿、餐饮等消费业,如果对自发生产业空间分异过分干涉,会打击发展和创新的积极性,同时也不符合资源最优配置规律和市场经济的逻辑,其政策作用不及通过加强核心地区专业知识的溢出、加大教育和培训投入、改善通信、互联网、教育等基础设施、加强落后地区对知识溢出的吸收能力、降低地区间商品和贸易交易流动和交易成本等政策显著。
注释:
①甄峰,顾朝林,朱传耿. 西方生产业研究述评[J].南京大学学报(哲学.人文科学.社会科学版), 2001(06)
②赵群毅,周一星. 西方生产业的地理学研究进展. 地理与地理信息科学, 2005(11)
③陈建军,陈国亮,黄洁. 新经济地理学视角下的生产业集聚及其影响因素研究--来自中国222个城市的经验证据[J], 管理世界,2009(04)
④毕秀晶,宁越敏. 长三角大都市区空间溢出与城市群集聚扩散的空间计量分析[J], 经济地理,2013(01)
⑤覃成林,郑云峰;,张华. 我国区域经济协调发展的趋势及特征分析[J], 经济地理,2013(01)