遙感技術在園林中的應用范文

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篇1

（巴彥淖爾市國營林場管理站，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

【摘　要】為了讓園林規劃設計水平能夠更高，一般會引入3S技術協助。而3S技術其實就是利用計算機技術對設計進行分析、檢測以及管理。

關鍵詞 計算機技術；設計水平；園林規劃

1　3S技術

3S技術是將調查、設計、檢測以及虛擬等結為一體的計算機技術。包括gps、遙感技術、地理信息系統都屬于3S技術。

RS是指從外高空層借用電磁波探測器，再利用傳送、整理、攝影、掃描一系列的技術，來對地球表面的狀況以及地球上的物體進行辨別以及檢測的技術。當今，遙感技術作為判認地球環境和資源的技術，早已應用到許多的行業中了。

GPS系統也叫全球定位系統。GPS系統為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息，是衛星通信技術在導航領域的應用典范。

地理信息系統，也叫GIS系統。它是以地理空間為基礎，采用地理模型分析方法，實時提供多種空間和動態的地理信息，是一種為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。其基本功能是將表格型數據轉換為地理圖形顯示，然后對顯示結果瀏覽，操作和分析。其顯示范圍可以從洲際地圖到非常詳細的街區地圖，現實對象包括人口，銷售情況，運輸線路以及其他內容。[1]

2　園林規劃設計

2.1　設計內容

園林規劃設計實際上就是對園林綠地進行設計布置，一般需要對園林綠地的規劃以及綠地的設計進行設計。由園林綠地規劃來確定園林的規模以及未來的方向。園林設計就是對園林所在的地形進行改變，對花草樹木進行布置從而形成一個優美的自然環境。園林在規劃確定后再進行園林設計。

2.2　技術特點

園林規劃技術在我國一般是應用在對各地風景區的規劃以及對休閑地的設計上。圓林規劃設計其實就是將生物工程和建筑工程結合的一門學科。

園林規劃技術除了要結合生物、園林、美學技術，還需要使用計算機技術，例如3S技術。

一般利用AutoCAD、CorelDraw等軟件來繪畫平面設計圖,而使用Photoshop等軟件來繪出平面的效果圖,三維效果則使用Photoshop或者3DMAX等來進行繪制。有了現今的各種高科技技術的支持，園林設計的信息交流查詢變得更加的方便了。例如現在的園林規劃里具備著對規劃區域的自然、經濟等信息的檢索以及，同時還加強了設計效果的模擬、監測和動態分析能力。同時園林設計也出現了一些新的類型，例如主題公園、野生動物園、綜合性園林博覽園等等。以上這些規劃的范圍大,樣式繁雜，建成要求高，以往的那些測試手段是難以滿足現今的檢測要求的。也正是由于3S技術的應用，使得這些新園林設計能夠順利建成及應用，并滿足了園林設計的大量數據、動態、虛擬等多項使用要求,所以說3S技術和園林規劃設計結合是必然的。[2]

3　園林規劃中運用3S技術

3．1　對園林信息管理

要進行園林設計的時候，我們首先需要首先要確定規劃范圍的大部分信息，例如地形如何、植被現狀以及土地的被利用情況。而遙感技術以及GPS技術是可以獲得這些信息的，它們通過獲取相應的園林圖形以及圖像信息后，再對信息進行處理便能夠獲得對應的信息，并且利用它們還能夠準確的判定園林中的綠地分布特點以及結構指數，并建成數據庫作為設計時的依據。

遙感技術還可以幫助實現對數據信息的存儲以及更新等操作，并且還能夠借助GIS系統來處理以及制作圖像。各種不同的數據格式以及結構都能夠被轉換，并且能夠被分析以及存儲，由此建成園林數據庫，并借助數據庫的管理方法來實現對數據的管理、查詢以及分析功能，讓園林設計管理變得更為科學化。

3．2　園林設計分析

3．2．1　植被以及綠地分析

在選擇植被的時候，需要將園林中植被、土地等結構先進行調查再結合分析，確定種植的植被類型。一旦植被出現問題，就要進行詳細的調查，對綠地系統結構詳細分析，制定最好的綠化結構。另外在進行園林設計時，要系統的認識綠地系統結構，同時還需要透徹地認識對綠地結構的規律以及特點。借助GIS系統，可以對綠地系統結構、綠地景觀結構以及生態結構合理的進行分析，由此，綠地系統結構的等級以及結構指數等都能夠得到科學的方案。

3．2．2　地形分析及其他因素的規劃分析

借助GIS系統把園林范圍的地形進行分級，地形坡度和植被覆蓋率等也需要包含在內。

同時還可以借助GIS的空間分析功能，對園林的功能區合理的劃分，再通過網絡技術實現園林地址和生態的選擇，進而實行園林多點布局。同時還可以分析規劃土地利用率以及發展趨勢，幫助促進GIS系統的分析功能的使用。通過對園林地形的規劃制造出三維地形模型，再加上把地形斷面圖加入計算，從而提升規劃圖的制作水平。另外就是利用模擬技術，形成水質評價模型，再對方案分析選擇以提供可靠的數據。[3]

3．2．3　對園林進行監測以及管理

在監測園林系統的時候，可對其的水平結構以及演化進行分析。通過對園林系統的控制，來分析園林的發展，并對園林自身是否符合完整判定進行確定。通過確定能夠對園林綠地進行修改，從而保障園林系統的合理性，并且在一定程度上幫助了園林的長遠發展。同時利用細節控制，讓園林系統盡可能的規避植被病蟲害影響。在實行種植和管理的時候，可通過利用3S技術提供數據，并對施工進度加以監測，確保項目確實是按照設計方案的規劃進行下去的。

3．2．4　對信息系統的處理

（1）現今的園林規劃設計中加入計算機管理系統是非常有利于園林的開發以及管理維護的。利用計算機實時的對需求進行了解控制再加以開發，同時還能夠對園林信息管理系統的結構進行合理科學的設計，到工作人員運行信息系統的時候，還能夠進行系統測試以及系統維護。

（2）完善數據庫。建立系統存儲園林信息就需要建立相應的數據庫，我們在設計數據庫的時候，不但要講園林的環境、植被、地形等等一系列的數據存儲在內，還需要將園林的各個設計圖都要存儲在內。例如制作的效果圖、透視圖以及園林中的景觀照片都需要存儲在內。

4　小結

由于現今的科學技術飛速的發展著，園林規劃設計已不像曾經那樣簡單，通過加入高科技技術并結合園林本身的技術應用到具體的規劃中，隨著科學技術的進步，這讓園林藝術的發展領域變得更為廣闊。同時我們還可以利用計算機技術來控制園林設計的基本信息，同時進行存儲、修改等一系列的管理。讓園林規劃設計變得更具全面性，利用模擬技術對園林的設計效果進行模擬，并對園林系統進行監控，這些都是有利于園林設計的發展。有了系統的建立就需要對它進行維護，通過這些維護實時的對園林的狀況進行控制以及了解，這也是非常有利于園林環境的發展的。

參考文獻

［1］徐微.園林規劃設計中3S技術的運用研究[J].中華民居(下旬刊),2014,09:4.

［2］丁櫟達,劉秀梅.3S技術在園林規劃設計中的應用[J].硅谷,2012,06:159.

篇2

關鍵詞：風景園林專業；空間信息技術；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）04-0213-03

一、引言

風景園林學是保護、規劃、設計和可持續管理人文自然環境的綜合性學科[1]。在世界性的環境生態危機不斷加深的背景下，空間與生態問題逐漸成為風景園林的中心課題。風景園林從業人員必須樹立強烈的生態理念，在掌握空間分析方法的基礎上，正確地認識并引導規劃設計與建設的實施。20世紀后半葉，不少學者提出了面向園林規劃的、區域規劃的生態分析模型。不斷發展的景觀生態學及其指數方法大量應用在景觀分析中，從而使我們能夠深入理解景觀結構與動態過程，并為城鄉規劃、風景園林規劃提供了客觀的依據。風景園林的規劃與分析離不開空間信息技術的支撐。

改革開放以后，我國逐漸建立現代風景園林專業。隨著中國城市化進程的加深和環境生態危機的涌現，風景園林專業逐漸受到重視，社會需求大幅增加[2]。中國的風景園林專業屬于工學和農林學科領域，在教育方法上比較重視空間規劃設計、植物配置與設計制圖方面的訓練，缺乏對于空間信息處理技能的基本訓練，而中國空間技術的進步也未能與蓬勃發展的風景園林教育有效結合。在中國城鎮化發展與生態危機不斷加深的背景下，風景園林從業人員必須面對更加復雜的社會與自然方面的問題，處理海量的多源異構數據，因此掌握一定的空間信息分析技術顯得尤為迫切。高等院校的風景園林專業教育應考慮納入相應的空間信息技術教學內容，這對于進一步改進現有的教學內容是有益的探索。

二、“數字地球”與3S技術

“數字地球”是空間信息技術發展中的重要概念?！皵底值厍颉钡臉嬒胧敲绹笨偨y戈爾于1998年提出的，其實質是網絡基礎設施、數據庫與計算機構成的數字化地理虛擬系統，目的是使人們能夠通過數字化信息網絡，自由地鏈接、調用地理信息?！皵底值厍颉钡暮诵氖?S集成技術。

3S包括GPS、RS和GIS。GPS即全球定位系統，可通過坐標系統進行全天候精確定位、定性和定時，在導航、測繪、軍事、農業、考古等方面的應用前景廣闊。RS即遙感技術，各類衛星遙感能夠全天候對地表實時監測，深入、準確地監測地表景觀的狀態。GIS即地理信息系統，是各類空間數據與屬性數據的集成數據庫平臺，能夠進行各類空間分析、演變分析與三維成像。GIS、RS與GPS所采用的數據格式具有共通性，能夠達到無縫連接，極大地拓展了風景園林中分析、規劃與設計的一體化能力。

三、空間信息技術促進風景園林專業技能變革

空間信息技術的發展能夠大幅促進我國風景園林專業技能的變革。主要的變化包括空間數據、景觀的監測與分析、工作效率化方面。

風景園林研究、規劃和設計均涉及各類空間數據。對于規劃設計人員來說，獲取、處理有效的數據是重要的專業技能。針對基礎數據內容龐雜、種類繁多且尺度不一的特點，我國已經著手建設地圖數據庫、測繪檔案等數據基礎設施。各類商業遙感影像也是重要的數據源，可以根據用戶要求有針對性的調取。規劃設計人員能夠在GIS平臺上，對空間數據進行分析，從而準確地掌握基地的地表狀況，提高規劃設計方案的合理性。

風景園林從業人員可以利用遙感技術對地貌景觀進行廣域、實時、高精度的監測，并通過GIS進行定量化分析；通過RS和GIS技術，規劃師可以定量地掌握綠地植被分布狀態，在GIS中可以進行時間序列演變分析、土地適宜性評價、熱島分析、空間分析（包括網絡分析、可達性分析、疊加分析等）、景觀指數分析等，為綠地規劃、城鄉與區域規劃提供基本的依據。

引入數字技術能夠大幅提高工作效率?？臻g數字信息技術，尤其是3S集成技術的不斷發展與完善，促進了數據與軟件的無縫兼容，推動了園林設計的自動化進程。設計自動化包括辦公流程自動化、數據采集自動化、輸入輸出自動化、分析自動化和管理自動化。辦公電子設備與軟件集成化發展提高了數據傳輸與處理的效率，國家大力推動的數據標準化與共享化也有力提升了規劃設計人員采集、分析和處理數據的能力[3]。

四、高校風景園林專業空間信息技術教學的目的

（一）加強對空間數據的理解

風景園林專業的規劃設計課程涉及到空間數據的處理。空間信息技術教學實際上是圍繞空間數據的獲取、處理、分析而展開的。目前學生普遍缺乏對空間數據的理解，對于空間數據的基本屬性、數據的格式與轉換、數據的來源缺少科學的認知?？臻g信息技術教學可以使學生深入掌握各類空間數據的特征、理解數據的含義和表達、了解數據的來源途徑和獲取方法，熟練運用不同的空間數據格式轉換技能，為識別有效數據、處理數據奠定基礎。

（二）掌握空間數據的獲取能力

空間數據來源廣泛、質量混雜，初學者往往難以理清數據的來源渠道。比如有學生在課題中利用遙感圖像進行綠化地解析，所采用的數據為網絡下載的柵格數據，這類數據失真性較大，并不能用于綠地定量研究。出現這種錯誤的根本原因在于學生沒有了解有效數據的獲取途徑。教學中應使學生了解國際、國家和省市等相關機構和商業公司的各類空間數據范圍及其特性，以及這些數據對于風景園林專業的用途，使學生具有識別有效數據，掌握有效數據獲取途徑的能力。

（三）掌握基本的空間分析方法

深入、正確的空間分析是獲得合理的規劃設計方案的前提，也是對規劃設計方案進行調整的基礎。因此，應使園林專業學生了解、掌握利用GIS軟件處理空間數據和進行空間分析的方法。GIS平臺中的空間分析模塊包括疊加分析、緩沖區分析、可達性分析、距離分析、表面分析、計量統計等功能，可進行時間序列演變與空間格局的量化分析，也可以利用統計結果進行各類景觀指數的演算，并制作相應的主題圖，作為規劃設計的依據。

（四）掌握數據庫能力

數據庫是對各類工作數據的管理平臺。對于景觀規劃、園林遺產保護、園林植物與應用方向的學生來說，需要收集、管理各類園林資源、植物和地理空間數據。而現實狀況中，這些數據往往數量龐大、來源復雜、格式多樣，如何管理好這些數據成為影響工作結果的重要因素之一。數據庫是解決這個問題的重要方法?？臻g信息技術教學應使學生獲得數據庫構建技能，進一步提升其管理數據、使用數據的能力與效率，對其將來的工作具有很好的促進作用。

五、高校風景園林專業空間信息技術課程設置

風景園林專業是應用性較強的專業，與社會實際需求結合緊密。而空間信息技術本身是系統性的科學，因此需要以風景園林專業特點為中心進行知識點提煉，建立有針對性和系統性的教學體系。風景園林專業課程包括理論與設計兩大類型，成系列的規劃設計課程為教學體系的中心，相關理論知識點是圍繞提高學生規劃設計能力這個目標來設置的。因此，空間信息技術課程也應以園林規劃設計為中心，設置相應的教學內容，通過培養學生空間數據處理技能達到提高規劃設計能力的目的[4，5]。

一般來說，高校園林專業所設置的園林規劃設計系列課程包括園林設計與園林規劃兩大內容。園林設計是針對中小尺度的場地，包括庭園設計、專類公園設計、綜合公園設計、廣場設計、居住區綠地設計、街旁綠地設計、帶狀公園設計等課程，園林規劃是在大尺度的場地上實施的綠地系統規劃、風景區規劃、度假區景觀規劃、濱水區景觀規劃等。設計的尺度越大，與城市、社區以及自然環境的關系越復雜，就越需要學生具備較好的數據收集和處理能力，并能夠掌握、應用一定的空間分析方法。

筆者認為，針對園林專業課程內容和技能要求，可將空間信息技術教學內容劃分為三個模塊，每個模塊有不同的教學內容與目的，且與相應的園林教學課程相對應。三個模塊包括基礎模塊、數據處理模塊和空間分析模塊，基礎模塊是理論教學，數據處理與空間分析模塊是實踐教學?；A模塊以學生認知空間數據為基本目的，主要包括空間數據的格式與分類、空間數據的作用與意義、地理坐標系統與地圖學基本知識、3S技術原理、數據庫基礎、數據基礎設施與常用空間數據源等教學內容。數據處理模塊與園林設計課程相對應，以學生在設計過程中能夠正確獲取、處理基地環境數據為目的，教學內容包括DEM高程數據處理、GPS數據獲取與轉換、CAD文件格式轉換、RS地物分析等。空間分析模塊與園林規劃課程相對應，以學生在規劃過程中能夠進行科學地空間分析為根本目的，主要教學內容包括疊加分析、緩沖區分析、可達性分析、距離分析等，并使學生能夠制作主題圖，作為規劃的依據?；A模塊、數據處理與空間分析三個模塊教學內容應依次進行，只有掌握前一個模塊內容，方能進行下一個模塊的教學。

基礎模塊必須開設獨立的課程，數據處理與空間分析模塊既可以是獨立的課程，也可以作為園林設計課程中的組成單元，或者采用連續性的講座形式。

六、難點與展望

在風景園林專業引入空間信息技術教學內容，面臨基礎薄弱、師資和設備場地不足等問題。當前高校風景園林專業開設空間信息技術課程極少，個別院校即便開設有GIS課程，多以理論為主，上機實踐操作較少，難以對園林規劃設計課程產生實質的影響。盡管在科學研究和實際規劃項目中，運用遙感與GIS分析方法越來越多，但是對于風景園林專業來說，空間信息技術教學畢竟是新事物，目前缺少這方面的教學實踐積累和相應的教學研究，只能是邊嘗試、邊總結、邊推進。

高校風景園林專業引入空間信息技術教學，要求主講教師不僅是園林規劃設計和研究的專家，還要熟悉3S等空間信息技術的理論與技能。目前這方面的師資嚴重缺乏.雖然高校中不乏GIS、RS等專業的教師，但這些老師不了解風景園林專業的特點，所開設課程難以與園林規劃設計課程銜接，常導致學生聽課后不知道如何運用。因此，高校風景園林學科應大力引入擅長GIS、RS操作，并有實際園林規劃設計項目經驗的專業老師，解決這方面師資不足的問題。

教學空間信息技術中的數據處理與空間分析內容，注重對學生的實際操作訓練。因此，該部分教學需要專業實驗室和上機設備，還需購置相應的教學用軟件。只有通過增加這方面的教學投入，不斷提升教學管理水平和設備使用效率才能解決目前高校存在的教學資源不足的問題。

隨著中國經濟發展和城市化進程加深，環境生態問題日益嚴重，風景園林學科將承擔越來越重的社會責任，必須根據社會情勢調整現有的教學內容。隨著社會對高校教育的要求越來越高，國家不斷增加對教育的投入，大量的復合型人才、海內外高層次人才進入高校從事教學科研工作，筆者相信，師資問題和硬件問題都將獲得解決，通過不斷的探索，必然能夠完善面向風景園林專業的空間信息技術教學體系。

參考文獻：

[1]中國風景園林學會.2009-2010風景園林學科發展報告[R].北京：中國科技出版社，2010，（4）.

[2]張啟翔.關于風景園林一級學科建設的思考[J].中國園林，2011，（5）：16-17.

[3]許浩.空間信息科學的發展對景觀規劃設計的影響[C].國際景觀教育大會論文集，2005，（10）：221-225.

[4]王浩，蘇同向，趙兵.聚點成面、以面拓展、強化核心――南京林業大學園林規劃設計教學體系的創新建設[J].中國園林，2008，（1）：16-18.

[5]林廣思.關于規劃設計主導的風景園林教學評述[J].中國園林，2009，（11）：59-62.

篇3

關鍵詞：工程測量；園林景觀；應用

中圖分類號：TU986文獻標識碼： A

引言

工程測量技術不斷提高，直接為國民經濟和國防建設服務。由于工程內容條件不同，工程測量人員需要不斷的嘗試各種方法技術，圓滿完成各項測量任務。本文介紹工程測量在園林建設中的地位和作用，施工放樣的方法和過程；闡述了測量在園林設計、施工放樣、施工監測中的應用。

一、概論

測量工作貫穿于園林工程從規劃設計到竣工驗收的整個過程。規劃設計階段需要測繪地形圖，施工階段要進行施工測量，施工完成后，還要及時進行竣工測量，編繪竣工圖。但在目前的園林工程測量中，仍采用傳統的測量技術和測量設備，即使購置了新的測量儀器，也對其強大功能的開發和運用也非常有限。因此，測繪新技術在園林工程測量中的應用非常有限。

隨著經濟和社會的發展進步，計算機技術、光電技術和航天科學在測繪學科的應用，促使測繪學科的理論、技術、儀器和方法都發生了新的變革。數字化測圖技術、全球定位技術（GPS）、地理信息技術（GIS）、遙感技術（RS）等各種新技術在工程測量中得以應用和研究。文章將就與園林工程測量相關的技術進行探討。

二、控制測量

1、平面控制點

測量的基本原則是“從整體到局部，由控制到碎部”。測量的控制點是從正規渠道獲取的。但往往不在施工現場或工地附近，我們需要先將坐標的控制點引入園林施工現場，才能進行定點放樣。首先要在施工現場重點選擇幾個不易被破壞的點，然后用水泥砂漿澆注并且固定起來，根據需要進行編號，在樁上打入釘子就可以了。其次根據已知的永久性的測量控制點，采用控制測量的方法把平面坐標控制點引入到園林工程施工現場。經過建設單位、設計單位和現場監理三方復合驗收各個控制點是否合格，圖紙上各點的位置也要與現場一致，則可以進行下一步驟。如果不一致，則需要找出原因，重復上面的過程，直到確認無誤再繼續下面的步驟。

2、高程控制點

通過規劃給的2個高程坐標控制點，用全站儀轉2個臨時點（每個獨立的建筑物需2個臨時點）到建筑物附近，通過2個臨時點放出建筑物的軸線控制網，引入的高程點需要放置在不易被破壞的地方，施工放樣的總平面圖一般選在建筑墻上或者做好的鋪裝的地面上，然后在建筑墻上畫一條線，或者直接選在平面坐標的控制點上，采用的是復合水準測量方法。如果經過建設單位、設計單位和現場監理三方復合驗收各個控制點都合格，圖紙上各點的相對位置也與現場完全一致，那么就可以進行下一步驟。如果不一致，需則要重新進行上面的步驟，找出問題原因，改正后，確認無誤再繼續下面的步驟。

三、數字化測圖技術的應用

地形圖是園林工程設計必須的基礎資料，地形圖上有豐富的、科學的自然地理要素，包括詳細的地物、地貌及植被分布等，能夠為園林規劃設計提供詳盡的基地資料，方便規劃設計時充分合理的利用和改造原有地形。傳統的測圖方法野外工作量大，作業程序復雜，需要進行繁瑣的內業數據處理和繪圖工作，并且成圖時間長，最終產品比較單一，已經難以適應社會飛速發展的需要。數字化測圖作為一種先進的測量方法，其具有測圖、用圖自動化，產品數字化，精度高，便于建立GIS等優點。園林工程所需的地形圖多為大比例尺圖，而數字化測圖更適用于大比例尺測圖。因此，數字化測圖勢將成為服務于園林規劃設計的主流方法。

四、全站儀在園林工程中應用

1、地形圖測繪

數字化測圖的優點及在園林工程中的應用已如前述。利用全站儀進行野外實地測量，可將采集的數據直接傳輸到電子手簿或計算機，經過數據處理后，用成圖軟件繪制成圖，并編制和生成各種專題地圖。因電子記錄無精度損失，加之測量精度較高，所以，全站儀地面數字化測圖已成為大比例尺地形圖的主要方法。

2、園林工程施工測量

園林工程施工測量是貫穿整個施工階段的工作，包括園林建筑施工測量、園路施工測量、園林景觀施工測量和園林綠化工程測量。園林工程施工測量工作量大且有一定的精度要求，直接關系到園林工程的建設質量。傳統的施工測量儀器，需要耗費大量的人力和物力，且測量精度不高，誤差容易累計從而影響園林工程的建設。而全站儀因其強大的測量功能和較高的觀測精度，使其在園林工程施工測量中被廣泛采用。利用全站儀的放樣測量程序，并使用儀器中的計算和數據存儲功能，既能減輕工作量，又可以減小人工操作所帶來的誤差，從而提高園林工程的建設質量。

3、面積測量

在園林工程的規劃設計和施工階段，經常要對某形狀的面積進行測量和計算。全站儀的面積測量程序，可以將面積區域用由一系列有順序的點（不少于3個）構成的封閉圖形來定義，用于定義面積計算的點可以通過測量、數據文件導入或手工輸入等方式來獲得。同時，運用該程序，也可以查看該面積區域的形狀。與采用傳統測量儀器和方法，過程繁瑣且精度較低相比，采用全站儀進行面積測量，可以極大的減輕內外業的工作量，且精度也較高，特別是在一些自然式布局的園林中，需要量算面積的區域形狀多為不規則的曲線圍合而成。

五、對GPS技術在園林工程測量中應用的分析

1、GPS技術在施工控制網的建立中的應用

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關鍵詞：生態學專業；野外課程綜合實習；管理模式

中圖分類號 S68 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）01-100-05

Discussion on the Management Models of Ecology Field Practical Teaching System――Taking Shanxi Agricultural University as an Example

Sun Yueyan1 et al.

（1Shanxi Agricultural University，College of Forestry，Taigu 030801，China）

Abstract：The Ecology Field Practical Teaching System is a compulsory part of ecology specialty in the agriculture and forestry universities. It is also the important ways of cultivating the high-quality talents. In this paper，taking Shanxi agricultural university，college of forestry as an example，the arrangement，organization，preparation，management，existing problem and countermeasures were discussed，and the research result can afford theoretical support for the field practical teaching system of relative majors.

Key words：Ecology；Field practical teaching system；Management models

生態學是研究生物與環境之間相互關系的一門學科，以生態系統在人類活動干預下的各種運行機制及變化規律為研究內容，以充分了解自然界系統運作的原則和預測其對變化的響應為目標，以指導人類生產活動實現人與自然和諧共處為根本目標，是一門新興的、理論性很高、實踐性很強的學科。生態學專業野外課程綜合實習作為理論聯系實際的重要實踐教學環節，是培養創新性理論聯系實際的綜合性應用型人才的重要途徑[1-3]。因此，山西農業大學林學院把生態學專業野外課程綜合實習作為生態學專業本科學習的必修環節之一，它既克服了傳統教學中“灌輸式”課堂教學的單一現象，又可以讓學生在實踐活動中“寓學于樂”、讓老師“寓教于樂”，是提高學生動手能力、培養學生相關專業素質、專業技能及團隊協作精神的重要途徑[4-5]。本研究以山西農業大學林學院2012年生態學專業野外綜合實習為例，主要從實習的安排、組織、準備、管理及存在問題與解決措施等方面進行探討，為完善該專業野外課程綜合實習提供理論指導。

1 野外課程綜合實習的安排

1.1 野外實習任務的安排 按照山西農業大學林學院生態學專業人才培養方案及教學大綱的規定和要求，生態學專業每年春季學期安排多門專業課程集中到野外進行綜合實習。教學院長督促系主任按照教學計劃在規定的時間內組織、安排、執行實習任務，由系主任和相關任課教師負責完成實習計劃、實習指導書的制定及前期準備工作。

1.2 時間安排 生態學專業野外課程綜合實習安排在第6學期，此時主要專業課（植物學、普通生態學、森林生態學、土壤學、自然地理學、動物學、景觀生態學等）的理論教學已經完成，恰好是安排野外實習的最佳時間，能幫助學生綜合運用多學科理論知識，解決實際問題，鞏固專業知識，培養專業技能[6]。2012年生態學專業的實習地安排在山西省蟒河自然保護區，該區春季5月份的降水比較少，天氣晴朗，氣候舒適，植被生長狀況也比較好，野生動物出沒較少，從實習環境需求、安全的角度考慮，5月中、下旬安排實習比較適宜。

1.3 制定實習計劃 野外實習是生態學專業實踐教學的重要組成部分，為保證實習的順利開展，制訂完善的實習計劃是重要前提。主管教學的院長安排系主任根據人才培養方案、課程大綱、實習目的和要求、實習內容、實習地點和路線來制定詳細的實習計劃。

1.4 實習學分 按照山西農業大學林學院生態學專業人才培養方案的要求，野外綜合實習共3周，共計3個學分。

1.5 實習形式 生態學專業野外綜合實習由院系統一組織，集體進行，具體可視當時綜合實習地的條件和實習內容靈活確定。根據參加實習的學生人數進行實習分組，由院系輔導員和學院實習管理人員選擇組織能力強、責任心強的學生為小組組長（負責人），綜合考慮組員男女比例、學習認真程度和平時活動參與表現等各方面內容進行組員分配，一般情況下每組人數控制在8～10人，并將分組情況及學生聯系電話上報院綜合實習管理辦公室。各組組長協助課程實習教師組織好所有實習活動，及時傳達教師布置的任務給組員，并將實習中學生的實際問題反饋給實習指導教師；實習前通知組員攜帶相關的實習儀器、生活用品等；實習過程中負責整隊、清點人數、組織乘車和安全工作；每門課程實習結束后，組織小組組員編寫實結和心得體會。參加實習的教師包括各門實習課程的指導教師（負責相關課程的實習）、生活后勤教師（負責學生的食宿及相關生活要求）及輔導員（負責學生的安全、了解學生的生活、實習情況），由學院統一指派，學院教務辦公室通知相關教師具體實習時間和行程安排。實習指導教師要服從學院領導和實習負責人的具體安排，協助管理學生生活起居、安全和實習情況。

1.6 制定實習紀律 生態學野外綜合實習作為一項野外綜合實踐教學活動，由于時間短，任務重，人員分散，組織管理難度大，要求參加實習的全體師生必須要服從領導，團結互助。山西農業大學林學院生態學專業野外課程綜合實習的紀律主要有以下幾個方面：

（1）野外要注意安全，包括交通、飲食、爬山涉水、野外采樣等方面的安全，實習實習半軍事化管理，要求師生按時作息，按時就餐，進入林中嚴禁煙火，出外必須集體活動，不得私自行動，并要以良好心態和飽滿的熱情投入綜合實習。

（2）指導教師應于實習前一天到達實習地點，做好實習準備工作；實習期間要發揚尊師愛生，團結互助的精神，師生之間、同學之間要互相關心，互相幫助。同時還要注意與實習基地周圍群眾的關系，謙虛謹慎，誠懇待人，時時處處體現當代大學生的良好精神風貌。

（3）學生要遵守實習紀律，不遲到、不早退、無故不能出勤者，應提前向實習指導教師和總負責人請假。學生因病、因事請假須經指導教師同意，總負責人批準方可離隊，并將請假期間行程安排、行程聯系人、聯系方式和歸隊時間以書面形式告知實習負責人。

（4）實習過程中，在實習指導教師的指導下，學生應按要求完成實習內容，做好實習記錄，獨立完成實習報告和內業工作，能參考相關資料，在規定的時間內完成實結，提交實習報告。

（5）學生未參加實習或成績不及格者，均不準畢業，按《山西農業大學學生學藉管理實施細》有關規定處理。

（6）制定實習成績評定準則。實習結束后，實習學生按照實習指導老師的要求，完成各門課程的實習報告，按照實習計劃安排的順序裝訂成冊，交學院教務辦公室。系主任安排課程實習指導教師對學生實習綜合表現予以評價，并在學生實習報告上評定成績。課程實習指導教師應依據實習過程中的表現、實習作業和實習報告的完成情況，提出所負責課程的建議成績。后由院部綜合實習領導小組（教學院長、系主任和實習指導教師代表組成）考核確定每位實習學生的綜合成績（部分實習工作在校內完成的，應結合校內外情況綜合評定）。綜合實習成績按優秀（90～100分）、良好（80～90分）、中等（70～80）、及格（60～70）、不及格（0～60分）5級評分制評定。

2 野外課程綜合實習的準備

2.1 野外實習地點考察 院部安排生態學專業野外實習負責人提前到實習地點，預先進行實地考察，并按照課程實習內容、目的和要求，統籌實習行程安排和實習時間安排，確定實習路線，同時聯系食宿、交通工具等。

2.2 實習經費預算 按照野外實習計劃的日程安排和食宿條件，科學合理進行經費預算，以不讓學生多花一分錢，又能學到相關專業知識為原則。各班班長收齊實習費用后交生活后勤服務老師妥善保管。

2.3 實習內容的制定和實習指導書發放 系主任安排各門課程的實習指導教師撰寫各門課程的實習指導書，交由系主任整理并裝訂成冊，下發給實習班級班長，由班長下發給各位參加實習的學生。

2.4 實習動員及實習儀器發放 野外實習之前，學院領導組織所有參與實習的師生召開實習動員大會，由教學院長和系主任傳達實習計劃，講述野外實習的目的意義、實習地點及時間安排，重點講述實習注意事項、組織紀律和安全事項，尤其要強調實習紀律、安全制度、實習期間的請消假制度等，并告知學生攜帶雨具、太陽帽、背包、手電筒、個人洗漱用品及日常醫藥用品，比如藿香正氣水、創可貼、消炎藥等。課程實習指導教師重點介紹實習區概況、實習路線和實習內容安排，讓學生明白實習時應該做什么、該怎么做、如何才能做好，內業實習需要做什么、實習報告如何編寫等，并簡要介紹課程實習成績考核辦法。會后，實習負責人根據各門課程實習計劃及具體的分組情況，準備相應的實習儀器及用品，并組織發放，明確責任到學生。例如生態學專業野外實習常用的儀器有GPS儀、鋼卷尺、標本盒、樣品袋等，用具有標簽、記錄本、小刀、鐵鏟、標本夾、標本紙。

2.5 聯系交通工具 由院辦公室負責聯系交通工具，通知實習教師和學生按時到指定地點上車，放置實習相關儀器設備和生活用品。

3 野外課程綜合實習的組織與管理

野外綜合實習的關鍵環節在于實習的有效組織與合理管理，應重點把握以下5個方面內容：

3.1 實習計劃的執行管理 到達實習地點后，按照日程安排，指導教師帶領學生按照實習目的、要求及實習內容開始調查、記錄及標本采集。在實際操作過程中結合課程實習教師的講解，讓學生學會野外調查、記錄和整理調查資料的方法，學會動物、植物、微生物標本的采集、保存及壓制方法，幫助學生將課堂上所學理論知識與專業技能實踐相結合，培養學生野外工作的能力。具體課程實習內容和要求見表1。

表1 生態學專業野外課程綜合實習內容及要求

[實習課程＼&內容＼&要求＼&植物學

（樹木學）＼&1.見習野外實習的預備工作、組織管理方法；2.學習植物標本的采集、野外觀察記錄、標本的制作保存方法，標本的野外鑒定方法；3.認識實習地常見植物150種，掌握重點科、屬、種的鑒別特征；4.植物區系特征分析及植被類型考察；5.學習植物群落調查的方法。＼&1.掌握重點科的特征，認識常見植物100種以上，獨立運用檢索表鑒定5種以上不認識的植物；2.了解有關植物分布的規律性、經濟用途、植物與環境的相互關系；3.掌握標本的采集、記錄及制作方法，每組壓制一套標本；4.完成20種該地主要植物的分類和特征描述報告。＼&微生物學＼&1.野外采集真菌標本，通過圖冊和資料鑒定真菌種類，分析不同菌類生長環境及其危害狀況；2.參觀常見食用菌菇房。＼&1.了解各種大型真菌的生活環境；2.掌握真菌標本的采集、制作及保存的基本知識和技能；3.熟悉常見真菌種類、為害及特征；4.掌握常見食用菌培育流程。＼&自然

地理學＼&1.掌握實習地地貌形態；2.對實習地的巖石進行辨認；3.掌握實習地構巖礦物的特征及性質；4.學會羅盤的使用方法，運用羅盤儀測巖層的產狀。＼&1.掌握地貌形態、巖礦物的特征及性質；2.掌握巖石的辨別方法；3.掌握羅盤的使用方法。＼&動物學＼&1.主要掌握常見昆蟲標本的采集與制作方法、擴展動物類群的知識；2.白天昆蟲采集和晚上制作昆蟲標本。＼&1.認識常見的動物；2.了解所實習的環境、動物區系的基本特點；3.掌握昆蟲標本制作、浸制標本制作、剝制標本制作方法；4.熟練使用《檢索表》等工具書。＼&氣象學

與氣候學＼&1.熟悉主要生態因子光、溫、土、風的測定方法；

2.分析主要生態因子的變化規律。＼&1.掌握生態因子測定方法；2.了解生態系統定位監測指標及技術；3.分析生態因子時空變化規律及成因。＼&土壤學＼&1.掌握土壤剖面形態特征、挖掘方法和自然條件的觀察、描述、記載方法，學會土壤類型的識別；2.熟悉主要成土巖石的性質；3.學會野外母質類型的鑒別和地形地勢的觀察。＼&1.掌握土壤調查工作的基本方法；2.學會分析土壤樣本理化性質測定和土壤肥力等級評定；3.分析土壤特性與其地形的關系。＼&森林

生態學＼&1.森林群落梯度格局分析，沿海拔梯度林分特征變化；2.觀察林下光照、群落結構特點、植物區系組成特點和群落生態結構單元劃分、林下更新情況；3.掌握不同建群種生態特性和群落功能群劃分方法；4.分析不同森林群落植物區系組成特點、群落結構特點和自然演替規律，確定森林演替序列。＼&1.學會生物群落野外調查方法。

2.掌握主要生物群落分布梯度規律；

3.森林群落生物量分層測定，編制優勢種群生命表，評估典型森林群落碳匯功能。

4.通過實地調繪和航片衛片解譯及小尺度的斑塊特征分析，在GIS相應軟件上繪制局部土地利用現狀圖，并做出現狀評價、功能區劃、管理規劃。＼&普通

生態學＼&1.典型森林群落物種組成、群落個體數量和群體數量指標調查、生物多樣性調查，植物種群分布格局調查，而后進行群落成員型組成分析、生物多樣性計算、格局判定以及種間關系、生態位等的計算；2.森林生態系統生產力測定、生物量測定，森林群落立地質量的分析評價等；3.森林景觀格局遙感判定識別和實地踏查分析，地形圖調繪，提出生態系統管理措施、該區發展森林旅游的景觀資源評價和保護區功能區劃和景點規劃等。＼&生態學

實驗技術＼&1.重要值計算：喬木層、灌木層、草本層分別調查計算各物種重要值；2.生物多樣性指數計算：豐富度指數，均勻度指數，香農威爾指數及辛普森指數；3.群落的最小面積調查；4.主要物種的分布格局分析計算。＼&1.根據群落特征，構建典型群落物種重要值計算公式；2.熟悉常見多樣性指數計算方法和計算軟件；3.掌握群落最小面積調查方法；4.選取典型物種分析不同群落成員型物種的分布格局與其生態特性的關系。＼&景觀

生態學＼&1.了解實習區域景觀整體特征，識別斑塊―廊道―本底的基本模式；2.根據具體情況描述斑塊的相對性和尺度性，描述廊道的基本結構特征，描述在實際景觀生態學研究中斑塊、廊道、本底之間的關系；3.了解流域高地景觀格局的變化將如何影響下游水文效應，流域上游的森林經營活動如何影響景觀空間格局。＼&1.使學生理解景觀生態學的基本理論、基本原理和景觀結構、功能及動態變化，理解不同的時間和空間尺度對景觀要素的影響；2.了解斑塊-廊道-本底的基本模式及斑塊、廊道的基本特征，3.了解流域尺度上流域上游景觀格局及其變化與下游的關系，從而提高從景觀尺度上解決實際問題的能力。＼&遙感技術

與應用＼&1.識別高分辨率遙感影像的圖像特征，根據實地情況初步判斷遙感影像拍攝區域的整體特征，描述野外實地踏查過程；3.建立目視判讀標志：通過對遙感影像的觀察和實地對比，描述圖像中包括的地物類型，在色調、大小、形狀、紋理、陰影等方面的特點及分布的空間位置；4.對實習區域進行解譯分類，劃分出具體的地物類型。＼&1.了解航空像片或者衛星影像的基本特征；2.掌握航空像片判讀中判讀解譯標志的建立方法，掌握航空像片目視判讀的方法和步驟；3.掌握不同植被類型、巖石、耕地、居民地、道路等地理要素的特征和目視分析的一般方法；4.能夠進行遙感圖像的解譯和分類。＼&城市

生態學＼&1.調查分析城市生態系統的結構及各生態要素間的相互影響；2.進行城市植被類型調查；3.調查分析城市環境與樹種多樣性的關系。＼&1.理解城市生態系統的結構要素及功能特性，分析城市生態系統與其他自然生態系統的差別；2.掌握植被群落調查方法，分析城市植被環境特點及其與城市環境建設的關系。＼&]

3.2 日常生活管理 生活后勤負責教師在學生到達實習地點之前，做好學生的食宿安排，做到安全、方便、衛生、價格低廉。野外實習不僅要培養學生野外調查工作的能力、團隊協作精神，還要培養學生的組織紀律觀念、自我管理能力和戰勝困難的能力。良好的學生思想動態，有利于更好地激發學生的實習熱情和克服困難的勇氣，并能有效培養學生應用專業知識解決問題的能力。實習過程中師生同吃同住，實現與學生的有效交流，及時掌握學生思想狀態，有效開展思想教育，使實習取得良好的效果。

3.3 實驗儀器管理 實習期間各小組負責保管各組的實驗儀器，不得故意破壞、丟失相關儀器和調查記錄，并能正確應用實驗儀器。實習結束后各小組清還儀器用具，對于丟失和損壞的儀器要按照儀器管理制度進行賠償。

3.4 實結報告的管理 返校后，各小組對采集到的動物、植物、微生物標本進行整理歸類，制作標本，對在野外調查的氣象因子、土壤、種群、群落數據和地質地貌、自然地理景觀、森林景觀圖片等進行整理分析，在此基礎上撰寫各門課程的實結報告，并結合野外實習過程中的所見所聞所感總結心得體會。學生完成實習報告后，統一裝訂成冊，交學院教務辦公室存放管理。

3.5 實習成績評定管理 交齊實結后，實習負責人安排各門課程的實習指導教師既要依據實習作業、實習報告的完成情況，又要參考實習過程中學生的表現（遵守紀律情況、團隊協作精神、動手能力、發現并解決問題的能力），進行全面考核[7-8]，提出各門課程的建議成績，由院部綜合實習領導小組考核確定最終成績（部分實習工作在校內完成的，應結合校內外情況綜合評定）。綜合實習成績按優、良、中等、及格、不及格5級評分制評定。成績評定結束，系主任組織各門課程的實習教師組織教研活動，認真總結分析野外實習過程中的經驗和不足，并提出相應的改進建議和措施。

3.6 實習經費管理 生活后勤服務老師負責管理實習經費，實習完成后與保護區負責人整理、結算實習師生食宿費。實習結束后將實習中產生的經費賬目報學院領導審核簽字，并到學校財務主管部門報銷、存檔。

4 存在的問題及對策建議

4.1 實習經費不足 近年來，隨著社會經濟的發展，物價上漲，各項野外實習開銷（車費、住宿費、伙食費）呈現出直線增長趨勢，但各高校的實習經費卻幾乎沒有變化。因此，野外實習經費很難滿足需求，每次進行綜合實習時，都需要組織動員學生自籌經費。對于實習經費不足的問題，要向相關管理部門說明生態學專業野外實習對于完善專業教學環節、提高教學質量、促進學生全面發展的必要性和重要性，并著重說明目前實習經費不足的現狀，使相關管理部門意識到增大實習經費投入的緊迫性，從而實現實習經費投入的實質增加[9]。當前的實習時間安排一般比較緊張，實習地點多選在自然條件良好的自然保護區和森林公園，這無形中增加了實習經費的投入。因此，為節約實習經費[3]，可以考慮與旅行社合作開展實習，科學安排實習路線和合理確定實習地點，同時根據實習課程性質將實習任務分為綜合實習和單科課程實習2種，減少綜合實習的實習投入，多途徑收集資金采取單科課程實習。

4.2 實踐教學模式有待進一步完善 由于生態學學科的強理論性和高度綜合性，只有通過對生物多樣性與生態系統多樣性的豐富體驗，才能達到感性認識與理性思維相結合、理論內容闡釋與實際現象分析相結合的目的，有效激發學生學習熱情。但目前傳統的實踐教學是學生多，教師少，教師邊走邊講，學生邊走邊記[10]，以致無暇顧及周圍景觀多樣性及其與環境之間的關系，致使學生從野外獲得的實踐知識和技能偏少，無法形成系統思維和整合分析，教學實習效果相對較差。筆者認為，扭轉這種局面的途徑是進一步完善實踐教學模式，增加互動式教學和引導式教學，即采取啟發、提問等互動方式開展實踐教學，野外實習出發前先采用多媒體教學模式播放具體實習地點生態現象，然后通過實習地點講解，最后在撰寫實習報告時形成科學思維，真正實現“讓學生有所見、有所問、有所悟”，引導學生應用專業知識解釋現實環境問題。

4.3 實踐教學環節需要進一步增強 在科學規劃實習出行路線和合理確定實習地點的基礎上，其他課程體系由于側重點不同，也需要優化選擇特色實習地點，如污染生態學可開展在學校污水處理場參觀實習，環境質量評價可在太岳山森林經營管理局靈空山林場森林生態系統定位監測站參觀學習等。綜合課程實習地點也應在經費允許的基礎上，增加實習地點，如通過蟒河自然保護區和龐泉溝自然保護區的對比分析，可增加學生對溫帶落葉闊葉林和寒溫帶針葉林的直觀印象，通過增強學生“三練”（練腿、練眼和練鬧）的能力和水平，增強對生態學理論和中性學科的認識，同時通過與院相關學科（林學、水保）的同步實習，豐富學生對生態規劃、生態建設、生態管理及生態技術等的認識，完善生態學專業學生“分向培育模式”（科研型人才、技術型人才和管理型人才）的教學和實習體系，培育學生生態整合的思維理念，完善生態經濟的思維視角，提高生態規劃的應用范疇，健全生態管理的管理體系，形成因材施教、準確定位、分向培育、鑄就人才的專業人才培育思路。

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