野外實(shí)踐教學(xué)信息化平臺(tái)建設(shè)段巖燕(昆明)

野外實(shí)踐教學(xué)信息化平臺(tái)建設(shè)段巖燕天津師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院2019.12.1目錄一、傳統(tǒng)野外實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題二、改革舉措三、野外實(shí)踐教學(xué)信息化平臺(tái)建設(shè)四、野外實(shí)踐教學(xué)效果五、進(jìn)一步優(yōu)化完善

（一）以教師為中心、學(xué)生學(xué)習(xí)效果差（二）學(xué)生動(dòng)手能力差（三）老師拿話(huà)筒喊，很多學(xué)生聽(tīng)不到（四）學(xué)生人數(shù)多，老師顧不過(guò)來(lái)（五）學(xué)生仍是傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式（六）新時(shí)代新技術(shù)應(yīng)當(dāng)融入野外實(shí)踐教學(xué)中（七）學(xué)生作業(yè)仍然是傳統(tǒng)的方式（八）實(shí)習(xí)信息不利于保存

一、傳統(tǒng)野外實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題二、改革舉措1、信息技術(shù)應(yīng)用于野外實(shí)踐教學(xué)2、由以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)化開(kāi)發(fā)了野外實(shí)習(xí)地理信息系統(tǒng)，建設(shè)野外實(shí)踐教學(xué)的信息化平臺(tái)。秦皇島柳江盆地，國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，位于河北省秦皇島市北部。

三、野外實(shí)踐教學(xué)信息化平臺(tái)建設(shè)（一）實(shí)習(xí)基地概況

新太古代至新生代中國(guó)華北地區(qū)地質(zhì)現(xiàn)象的精華，包含了對(duì)追溯地質(zhì)歷史具有重大科研價(jià)值的典型層型剖面、生物化石組合帶地層剖面、巖性巖相建造剖面及典型地質(zhì)構(gòu)造剖面和構(gòu)造形跡，其內(nèi)三套地層及三大巖類(lèi)分布廣泛，均為自然露頭，地層完整，界限清楚，巖類(lèi)齊全，化石豐富，沉積構(gòu)造發(fā)育，被公認(rèn)為“天然地質(zhì)博物館”。八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，國(guó)家科普教育基地，位于天津市薊州區(qū)北部，八仙山動(dòng)植物資源豐富，森林覆蓋率達(dá)95%以上，獨(dú)特的天然落葉闊葉林生態(tài)系統(tǒng)，不僅在華北地區(qū)，即使在世界同緯度地區(qū)都是罕見(jiàn)的。也是國(guó)家地質(zhì)公園——峰林峽谷景區(qū)最典型的代表，被專(zhuān)家譽(yù)為中國(guó)北方的“西雙版納”，而且享有“津門(mén)第一山”的美譽(yù)。以天津市薊州區(qū)八仙山景區(qū)及河北省秦皇島市柳江盆地景區(qū)為主要研究對(duì)象，面向我學(xué)院實(shí)習(xí)信息采集、管理等需求研發(fā)系統(tǒng)。

提供實(shí)習(xí)區(qū)域：多期無(wú)人機(jī)高分辨率航拍影像野外實(shí)習(xí)路線(xiàn)觀(guān)測(cè)點(diǎn)參考數(shù)據(jù)目標(biāo)是將學(xué)院傳統(tǒng)的以紙質(zhì)材料為主的實(shí)習(xí)管理形式改變?yōu)橐詴r(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)管理存檔、評(píng)價(jià)為主的數(shù)字化形式。

（二）野外實(shí)踐教學(xué)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

總體流程（三）前期數(shù)據(jù)獲取及處理1航線(xiàn)規(guī)劃

2航拍飛行獲取測(cè)區(qū)影像數(shù)據(jù)處理過(guò)程（四）建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)野外實(shí)習(xí)系統(tǒng)以用戶(hù)名及學(xué)號(hào)唯一注冊(cè)，與學(xué)籍信息對(duì)應(yīng)。提供野外實(shí)習(xí)觀(guān)測(cè)點(diǎn)的土壤、地質(zhì)、植被及空間位置等數(shù)據(jù)的采集功能實(shí)地調(diào)查結(jié)果圖片上傳（五）系統(tǒng)的操作與使用邏輯上采用B/S多層架構(gòu)，運(yùn)行于局域網(wǎng)環(huán)境用戶(hù)層：提供用戶(hù)通過(guò)手機(jī)等智能終端登錄信息系統(tǒng)的相關(guān)交互接口，實(shí)現(xiàn)信息采集輸入相關(guān)接口用戶(hù)需要先注冊(cè)后使用，提供姓名學(xué)號(hào)信息。Web服務(wù)層：提供非GIS相關(guān)的操作服務(wù)，為用戶(hù)層提供接口實(shí)現(xiàn)及協(xié)調(diào)GIS服務(wù)層GIS服務(wù)層：提供GIS相關(guān)的服務(wù)，包括遙感影像服務(wù)、地形服務(wù)、地名服務(wù)、路網(wǎng)服務(wù)等數(shù)據(jù)層：提供數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)服務(wù)，包括實(shí)習(xí)信息查詢(xún)、入庫(kù)等各個(gè)層次通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接用戶(hù)使用手機(jī)瀏覽器登錄一個(gè)由獨(dú)立的無(wú)線(xiàn)路由器提供的WIFI熱點(diǎn)系統(tǒng)總體架構(gòu)用戶(hù)層Web服務(wù)層GIS服務(wù)層數(shù)據(jù)服務(wù)層GPS接收機(jī)路由器服務(wù)器蓄電池硬

件

環(huán)

境無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)設(shè)置登錄路由器設(shè)置網(wǎng)址231無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)設(shè)置12無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)設(shè)置12無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)設(shè)置123用戶(hù)使用手機(jī)連接局域網(wǎng)，在手機(jī)瀏覽器中輸入系統(tǒng)網(wǎng)址進(jìn)入系統(tǒng)。注冊(cè)系統(tǒng)，以學(xué)號(hào)作為用戶(hù)名，設(shè)置密碼，注冊(cè)成功后，使用用戶(hù)名密碼登錄。在到達(dá)具體的觀(guān)測(cè)點(diǎn)后，通過(guò)手持的GPS定位儀器定位到當(dāng)前位置，在系統(tǒng)右上角的框體內(nèi)輸入坐標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)定位到當(dāng)前位置，人工微調(diào)，獲取準(zhǔn)確空間位置；點(diǎn)擊右下角的植被標(biāo)注或土壤地質(zhì)標(biāo)注按鈕，將在當(dāng)前觀(guān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)具體輸入要求錄入系統(tǒng)，提交完成。用戶(hù)可以在登錄后，單擊我的標(biāo)注按鈕，查看已提交的全部信息。學(xué)生使用流程：是輸入網(wǎng)址注冊(cè)是否注冊(cè)登陸地圖定位位置微調(diào)添加標(biāo)注提交標(biāo)注標(biāo)注入庫(kù)地圖控制地圖切換標(biāo)注查看否登錄界面主界面操作

用戶(hù)點(diǎn)擊屏幕右側(cè)工具欄中的標(biāo)記顯示按鈕與路線(xiàn)顯示按鈕，可以看到八仙山實(shí)習(xí)區(qū)域的路線(xiàn)圖與標(biāo)注點(diǎn)。用戶(hù)點(diǎn)擊屏幕右側(cè)的定位按鈕可快速定位到實(shí)習(xí)地區(qū)，右圖是八仙山地區(qū)實(shí)習(xí)全景。

點(diǎn)擊屏幕左側(cè)工具欄中的+與-按鈕，放大與縮小當(dāng)前視景下的區(qū)域范圍，可進(jìn)行精確定位。在屏幕右上方的輸入欄中輸入坐標(biāo)經(jīng)緯度，點(diǎn)擊查詢(xún)形狀的圖標(biāo)，定位到用戶(hù)所在地點(diǎn)。植被標(biāo)注界面點(diǎn)擊屏幕右下角的標(biāo)注按鈕，可彈出相應(yīng)的標(biāo)注界面土壤標(biāo)注界面地質(zhì)標(biāo)注界面柳江盆地實(shí)習(xí)區(qū)域全覽及實(shí)習(xí)路線(xiàn)、重要地點(diǎn)標(biāo)注四、野外實(shí)踐教學(xué)效果八仙山實(shí)習(xí)區(qū)域全覽及實(shí)習(xí)路線(xiàn)、重要地點(diǎn)標(biāo)注實(shí)習(xí)地點(diǎn)標(biāo)注內(nèi)容八仙山標(biāo)注點(diǎn)土壤標(biāo)注點(diǎn)植被標(biāo)注點(diǎn)柳江盆地實(shí)習(xí)地點(diǎn)概覽柳江盆地實(shí)習(xí)地點(diǎn)

柳江盆地七、進(jìn)一步優(yōu)化和完善1、硬件