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第1篇

【關鍵詞】GIS；電力系統；配網巡檢；設計；應用

當前，電力系統的巡檢工作多數由人工來完成，巡視人員對設備缺陷及運行狀態做好記錄，然后將其錄入生產管理系統，進入到處理流程。這種方式的不足在于經過兩次錄入使工作量加大，失誤增多，還有就是巡檢的覆蓋范圍較小。因此必須采用一種有效的巡檢方法解決傳統方式的不足。

1.電力配網巡檢工作的現狀

供電企業為保證轄區內輸電線路的安全運行，要定期排除巡檢人員對線路及設備進行檢查，以便發現隱患，及時進行處理，巡視工作保證了供電的安全。然而在實際工作中，也遇到一些問題，主要有：首先，巡檢人員責任心不強。往往會出現設備漏項或漏檢問題，巡檢人員是否對每個設備、每根電桿進行檢查，無法查證，所以很難保證巡檢的質量；其次，巡檢人員素質差異對巡檢質量的影響。受自身認識及經驗的影響，每一個人對檢查的項目及設備的理解也不同，所以檢查的效果也是不同的，有的復雜，有的簡單，很難了解到設計及線路的真實運行狀態；第三，巡檢速度慢。采用筆記記錄的方式進行巡檢，需要花費大量的時間才能完成；第四，巡檢資料保存及查詢困難。大量的巡檢記錄在進行收集、整理、分析時，工作量大，花費時間長，且資料容易丟失；第五，管理人員單靠巡檢記錄進行判斷，難以對巡檢人員的工作數量及質量進行定性的、準確的評估。

2.GIS配網巡檢系統設計及功能

GIS電力配網巡檢系統是對傳統巡檢方式改革，解決了巡檢管理中存在的一些問題，使巡檢的工作效率大幅提高。該系統是在GIS技術基礎上的電力設備信息平臺，基于移動終端技術將采集到的信息建立標準設備缺陷庫，以此作為監測的依據。

2.1 系統設計原則

（1）先進性。該系統具有先進的軟件平臺和硬件架構，集成網絡通信、計算機技術及嵌入式技術研究成果，保證了系統的先進性。

（2）開放性。該系統基于標準化的設計模式和開放式的系統結構，系統數據庫、網絡協議、開發工具及產品都按照標準進行，保證了管理系統與其它自動化系統的無縫連接與平滑過渡，充分的體現出系統的開放性特征。

（3）可靠性。該系統在硬件選擇上，全部選用穩定、成熟的產品，且經過嚴格測試，適應各種惡劣環境下的運行，在設計中，對用戶接口管理、信息安全管理進行了充分的考慮，采用相關的安全技術，保證了系統的長期穩定性和容錯性。

（4）擴展性。該系統功能配置靈活，硬件組合方式多樣，層次化和模塊化的軟件設計使系統在擴展和升級方面極大的方便，滿足各類用戶的多種需求。

（5）易用性。基于人性化操作界面，該系統具有友好、直觀、簡潔的特點，用戶使用較為容易。

2.2 GIS技術應用

GIS技術，即地理信息系統，是多學科交叉所得的產物，在地理空間的基礎上，利用地理模型分析方法，提供多種動態的、空間的地理信息，是一種服務于地理研究和決策的計算機技術系統。GIS地理信息系統主要是為了獲取、存儲、分析、顯示、存儲空間定位數據建立起來的數據庫管理系統。在現代數據庫技術及計算機圖形技術基礎上實現對數據及圖形的輸入、編劇、分析、查詢、顯示、存儲及輸出等功能，是集合了幾何學、地理學、計算機技術及各類學科的綜合性高科技技術。因其優勢獨特，在環境評估、國土資源調查中得到廣泛應用，隨著科技的進步，該技術在電力、能源、電信、設施管理等方面的應用也不斷的完善。就電力系統而言，該技術在變電站、配電所、線路、電度表及各類電氣設備等配網系統中的應用空間更為廣闊。隨著經濟的發展，城市迅速發展，尤其是電網中的諸多空間位置數據，怎樣迅速準確的提供這些信息，成為研究的熱門。利用地圖、圖形、數據等信息進行統一管理實現信息的共享，GIS技術在此方面優勢明顯。在電力系統中，電力設施管理、巡檢管理定位、配電線路系統運行、計劃檢修、運行及維護、故障管理、電網規劃、停電管理、電力營銷及用電變更等方面，都離不開GIS技術。所以GIS是電力配網系統的重要基礎，是實現現代化管理的必然手段與途徑。

近年來，國內外GIS平臺軟件主要包括MGE、ARC/INFO、GENAMP、MAPINFO、GE Smallworld等，并且還在不斷的推陳出新，主要涉及領域有GPS、地理信息系統及遙感等。就軟件的功能而言，我國的GIS軟件還需要進一步的技術完善，目前存在的主要問題有一個企業內單一GIS相對較少，原因在于與其它系統的無縫集成技術相對不足。即便是同在GIS領域，軟件的兼容性也成為問題，因此，需要開發一種通用GIS平臺實現GIS技術的推廣與應用，本文所闡述的GIS平臺主要借助GE Smallworld平臺開發，從而實現了基于GIS平臺的配網巡檢系統的研發。

2.3 系統設計方案

GIS配網巡檢系統設計是一項復雜的工程，需要建立在對用戶需求及系統目標明確的基礎上進行系統的設計，以保證系統的結構及其實用性。系統主要依靠GIS技術平臺、GPS定位技術及移動終端技術，使其結合運用到電力配網巡檢管理中。基于GIS平臺，通過設備數據模型的建立，對電力配網展開電網巡檢的業務邏輯，設備數據通過GESmallorld的界面，顯示出來，在此基礎上添加巡檢工作的各項功能。從而形成了集掌上電腦、計算機網絡通信技術及全球定位系統的技術。利用具備GPS技術的移動重擔，對電力設備及線路進行定位及巡檢，保證巡檢人員的工作準確到位。該巡檢系統主要由線路巡檢管理主機及移動終端組成，巡檢人員只需要對巡檢情況輸入到移動終端中，通過GPS技術對當前時間及地理信息進行記錄。巡檢結束，將收集到的信息數據同步，提高了數據的精確度。定位技術也使得巡檢人員不會出現漏檢和檢查不到位的現象得以避免，移動終端可以對各個巡視點的情況進行記錄。GIS配網巡檢系統的軟件組成如圖1、2所示。

2.4 系統功能分析

GIS配網巡檢系統的主要功能根據巡檢工作的實際需求所決定，主要體現在以下幾個方面：

（1）設備管理功能。GIS配網巡檢系統可以對配電線路變壓器、電桿、開閉站、變電站及配電室等設備進行數據錄入和維護，對任意設備可以進行查詢，并可以進行修改和刪除操作。用戶根據設備的實際情況繪制平面設備圖及接線圖，對桿塔代號進行查詢并調出桿塔圖。管理人員可以配電線路的數據隨時進行查詢、統計及分類。可繪制報表，使電力系統中的各種設備都能在平面圖中清晰的呈現出來，極大的方面了查詢和管理的需求。

（2）巡視管理功能。通過該系統，生產人員能夠通過菜單操作對導線、絕緣子、地線及桿塔的數據進行錄入，可以查看線路圖及線路概況。生產人員可通過數據庫查詢功能對線路的位置、信息及線桿間的檔距進行查詢。管理部門可以預先進行方案計劃，可以自動生成巡檢單，巡檢單包括巡檢的線路、時間、地點、間隔及重要事項等。然后根據線路的地理走向、分布及地理情況，確定最合適的巡檢人員即可。巡檢人員通過巡檢計劃對線路進行巡視和檢修。

（3）人員管理功能。通過GPS數據采集，可以檢查巡檢人員的到位率，生成巡檢軌跡圖。從而加強了對巡檢人員的工作狀況及位置的監督，對現場的故障信息隨時可以進行了解，并支持遠程技術支持。管理人員可通過巡檢人員的手持設備對其進行現場跟蹤，并可實時進行交互，可以根據巡檢人員發送的調度指令對巡視工作進行協調。這樣方便了管理人員對巡視檢查的監督和管理，提高了巡檢的質量。

（4）缺陷管理功能。通過現場的巡視，對采集到的數據集市上傳到系統中。現場采集的數據類型主要有：缺陷記錄、設備臺賬、設備檔案、檢修記錄、缺陷通知單、線路條圖及技術問答等。管理人員可以通過缺陷的實際情況進行查詢和分析，然后制定檢修計劃。巡檢人員也可以對線路中的缺陷進行統計，制定缺陷統計報表。

3.GIS配網巡檢系統的應用

3.1 應用特點分析

基于GPS技術，巡檢人員對巡檢地點和時間不能進行修改，有效的起到了監督作用，防止了巡檢不到位的現象，提高了巡檢的質量；對巡檢人員的工作業績可以科學合理的進行考核。對各條線路巡檢人員的姓名、巡檢地點、時間及檢查出的缺陷等進行詳細的匯總和記錄，統計出巡檢人員巡檢的各項參數，如巡檢次數、漏檢次數、正點率、誤點率等，為考核巡檢人員提供依據；根據轄區線路實際情況，對缺陷庫自行進行制定及修改，規范巡檢術語及記錄格式，使得巡檢管理工作的靈活性提高，工作效率也提高；形成一整套的管理流程，避免了漏檢及缺陷處理延期現象的發生。

3.2 系統的優勢分析

GIS配網巡檢系統最大的優勢在于其先進性、開放性和創新性。對于二次開發工具具有高效率的執行特點，所占系統的資源的比重較小。該系統進行方案設計的時候，具有較強的通用性，對各類電桿進行規范，使其具有固定的數據采集方法。然后由桌面管理系統生成電桿數據采集詢價表，巡檢表的格式是固定的，包含對巡檢項目的描述。隨著計算機信息技術及通信技術的不斷發展，該系統的智能化水平不斷提高，可以根據模板的特點，對用戶的輸入界面進行調整，使用戶在操作本系統時更加的方便。

3.3 系統應用效果分析

因為該系統的設計與應用是針對巡檢工作中存在的一些問題實現的，因此其功能主要針對的是巡檢管理工作，在實際應用中，雖然還存在一些問題，但也已經取得了較好的使用效果。

第一，系統在使用中存在的一些問題。基于GIS技術的電力配網巡檢系統，其設計意圖就是將巡檢的整個過程，涵蓋巡查現場管理、線路設備管理、檢修消缺管理及巡查管理等功能全部納入計算力的監控和管理之下，結合GIS系統，實現設備管理、數據的采集、處理、加工及分析和人員管理間的配合，使之達到工作效率及質量提高的目的，保證電網的安全運行。運行中，還存在以下幾方面的不足：（1）安全及作業連續性方面。該系統在使用過程中，存在一定程度的與原有系統不能很好的集成的問題，因此可以在該系統技術上進行二次開發，從而更好的服務于供電業務運作。（2）電力系統設備較多，管理難度大。由于電力系統具有復雜性的特點，該系統在運行時，存在管理難度大的問題，采用GPS定位技術與移動終端結合的方法，對線路進行巡檢工作，提供工作質量及效率。（3）在數據傳輸過程中存在一定程度的不流暢現象，因此要對數據傳輸的各個環節進行優化，使信息最大限度的實現共享，降低成本，提高效率。（4）管理問題。由于該系統的應用時間不長，因此還缺乏有效的管理的手段，需要各個職能部門不斷的進行總結，提高管理的質量。（5）巡檢人員責任心不強，在該系統運行中，還存在巡檢人員責任心不強的問題。但是由于系統的監測管理功能，已經逐步使巡檢人員的責任心在提高。因此這一問題也會逐漸解決。

第二，系統在使用中獲得的良好效果。GIS技術平臺基礎上的電力配網巡檢系統在使用的過程中適應了現階段高新技術發展的要求，對電力配網巡檢作業及時采用自動化、智能化的管理方法，提高了巡檢工作的效率，保證了電網的運行安全。其主要的優勢體現在以下幾點：（1）改變了巡檢人員責任心不強，出現不檢或漏檢的現象，GPS技術的使用，增加了對電桿位置的定位。巡檢人員只有到達巡查點，才能使用手持設備進行數據的錄入，對未檢電桿，手持設備可以進行查詢，方便了對電桿的檢查，防止漏檢的情況出現。通過GPS對電桿位置確定以后，會顯示出巡檢的項目，巡檢人員只需要根據提示進行檢查即可，這就對巡檢內容進行了規范，有利于提高巡檢人員的職業素養。（2）便于巡檢結果的保存。新系統的使用使巡檢人員的工作量大大降低，各種匯總表格工具的應用使的數據便于保存和查詢。（3）提高了管理人員的管理水平。通過用戶端電腦，管理人員可以通過管理程序對輸電線路進行有效的管理，提高了巡檢工作的質量，保證了輸電電路的正常運行。用戶電腦管理程序可以提供強大的查詢功能，對巡檢數據可以從線路、巡檢人員、巡檢日期等項目進行查詢，也提供一些統計方法，這樣就使得巡檢情況一目了然。（4）降低了巡檢人員的工作強度。手持設備的使用改變了傳統紙質介質的錄入方式，手持設備極大的方便了數據的采集，提高了巡檢的效率。

3.4 系統應用發展

隨著科學技術的不斷發展與進步，GIS配網巡檢系統必定會越來越完善，系統的自動化與智能化的程度也會越來越高，在數據、圖形及設備管理中與配網調度自動化系統相結合，實現管理的一體化，使得管理系統更加的方便操作查詢。配網巡檢系統與配網調度自動化系統的一體化是在GIS技術平臺上實現的管理功能，有效的解決了調度人員及巡檢人員的日常工作范圍，提高了工作的效率，保證電網運行的可靠性和安全性。

4.結束語

GIS電力配網巡檢系統的應用融合了現代配網巡檢理念，將GIS技術、GPS技術、信息采集技術、移動數據存儲技術、無線傳輸技術等信息技術進行集成，提供給配網新的巡檢技術手段。隨著新技術的不斷發展和應用，配網巡檢系統會不斷的健全和完善。

參考文獻

[1]喬寶進.全方位智能化電力巡檢系統設計[J].電工技術，2008（8）.

[2]羅少威，王兆愷.配網設備智能巡檢系統的建立及成效[J].機電信息，2010（30）.

[3]楊本志.基于配網GIS的電力智能巡檢系統設計與應用[J].北京測繪，2010（3）.

[4]王穎，宋楊，顧成龍.基于配電網GIS的管理技術研究[J].電力信息化，2007（10）.

[5]李征明，樸在林.基于GPS/GPRS的電力智能巡檢系統的設計與研究[J].農業網絡信息，2006（8）.

[6]范寅秋，弭娟.無線專網技術在智能配網中的應用[J].電腦知識與技術，2011（5）.

第2篇

【關鍵詞】 泛在學習；戶外地理教學；探究學習；教育云；基于問題的學習

【中圖分類號】 G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009—458x（2013）02—0080—06

一、引言

近年來，計算機技術、網絡技術和通訊技術的飛速發展給教育領域帶來了深遠的影響。網絡學習的廣泛應用，移動學習、Web2.0 等新技術的興起，使得學習方式從數字化學習（E-Learning）、移動學習（M-Learning）發展到泛在學習（U-Learning）[1]。泛在學習是指任何人在日常生活中根據需要利用網絡服務在任何時間、任何地點、任何環境中進行的學習[2][3]。由于泛在學習把學習的靈活性和開放性融入人們的日常生活中，它正改變著傳統的遠程教育模式，使學習者擺脫學習場所、環境與模式的限制，其理論基礎、方法與資源建設[4]等引起了國內外學者的廣泛關注。

戶外教學是實現地理教育的一種有效教學方法，讓學生運用地理知識來理解地理現象、培養學生的地理素養和地理技能[5]。由于戶外教學活動中師生比例低、學生的學習動機難以持續、學生之間協作性較弱等問題，當前在中小學較難組織和開展有效的戶外地理教學。以智能手機、平板電腦和掌上電腦（PDA）為終端的移動地理信息系統，因整合了遙感技術、全球定位技術、網絡通信技術等數據采集能力，可形象、直觀地獲取與展現地理信息。將其應用于戶外地理探究教學，可實時顯示與反映學生所處的環境特征，有利于提高學生的空間認知與推理能力。應用基于問題的學習（Problem-Based Learning，PBL）來組織戶外教學活動，可以協助學生在真實的戶外環境下，培養解決問題的技能和自主學習的能力。

本文在研究泛在學習系統架構的基礎上，針對戶外地理教學與學習的應用需求，結合校園教育云平臺、基于Android以及iOS平臺等智能終端，架設泛在學習的軟、硬件架構，并使用GPS定位服務、地理信息系統等技術，開發了基于問題學習的地理戶外探究學習資源。

二、泛在學習的相關研究及技術方案

1. 泛在學習的研究現狀

美國哈佛大學的“支持泛在學習的手持設備”項目、麻省理工學院的“手持式增強現實模擬項目”和“泛在學習游戲項目”，旨在探索無線手持設備如何增強大學里的學習和教學，來實現泛在學習的學習環 境[6]。韓國從2004年開始確立U-Korea總體政策規劃，旨在構建校園范圍和大范圍的泛在學習環境[7]。日本德島大學開發的JAMIOLAS系統，是可以在個人計算機上使用的情境感知語言學習支持系統[8]。這些項目探索了泛在學習的具體內容和學習形式。

在我國，關于泛在學習理論的研究也逐步展開，陸續召開了各種關于泛在學習的專題會議。在理論研究的同時，也開始了泛在學習平臺的設計與環境的建設。楊孝堂依據學習方式和學習的資源基礎將泛在學習的模式分為三類：非正式資源學習、準正式主題學習和正式的課程學習[9]。劉婷等提出基于位置感知的泛在學習模式，通過定位用戶進入區域，主動對用戶提出服務邀請，并根據學習者的位置變化，提供新環境中的服務內容[10]。楊現民等在綜合分析當前e-Learning領域的資源進化現狀的基礎上，提出了泛在學習資源的進化模型[11]。

縱觀國內外研究現狀，大多圍繞泛在學習模式等普遍性特征，并未考慮與現有的學科知識與學習資源特別是云資源的結合。相對于系統與模型構建、學習資源構建來說，教學資源建設的研究沒有引起研究人員的重視。

2. 泛在學習的技術實現方案

針對泛在學習的服務架構，劉婷等提出由客戶端、網絡環境、服務器端和數據庫組成的基于位置感知的泛在學習環境架構，給出了一般性的泛在學習系統組織方法，基于PDA終端使用GPS進行位置獲得[12]。王世慶基于Struts、Spring和Hibernate框架，采用Microsoft SQL Server數據庫，Web客戶端和Android智能手機終端，設計與實現了基于移動終端的泛在學習研究，主要功能包括用戶管理、學習資源管理、生成性數據管理等，建立了一般性課程知識的學習環境，偏重于系統的知識管理與針對個人的記錄管理[13]。葉海智等基于GPS定位和RFID標簽探測技術構建了個性化知識感知地圖系統，使用PDA構建訪問客戶端，服務器端的數據庫主要采用SQL Server 2000來存儲和管理所有學習者的特征、行為、信息和學習者周圍環境對象，客戶端通過登錄網頁形式進行訪問[14]。然而這些系統一方面客戶端的交互性受到產品設備的限制，滯后于當前觸屏性的交互與反饋，另一方面所提供的地圖服務功能有限，只提供基礎的定位功能。

3. 基于位置服務的技術方案與架構

基于位置的服務（Location Based Service，LBS），是通過電信移動運營商的無線通訊網絡（如GSM網、CDMA網）或外部定位方式（如GPS）獲取移動終端用戶的位置信息，在地理信息系統（Geographic Information System，GIS）平臺的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業務[15]。它是定位技術、移動通訊技術、GIS 技術和互聯網技術相結合的產物。LBS技術的核心包括空間位置信息獲取模塊、空間數據網絡傳輸模塊以及地理信息應用服務模塊三個方面。

胡加艷等采用Zigbee無線網絡與GPS實現室內外定位模塊；地理信息模塊則采用ArcEngine對嵌入式GIS 平臺進行二次開發；使用校園網信息亭、手機或PDA為終端，構建了一個校園LBS服務[16]。任維政等側重于GIS服務功能的研究與應用，在對網格GIS的整體結構與功能進行研究的基礎上，針對數字校園LBS的特點，提出了基于網格GIS的數字校園LBS體系結構模型。移動終端采用裝有Windows Pocket PC系統的PDA，配有GPS定位模塊和Zigbee通訊模塊[17]。

以上校園LBS系統，受Zigbee的接口要求、移動終端類型單一、GIS的架構復雜以及授權的限制，開發強度與難度高、周期長、成本大，在滿足提供基礎地理信息服務的條件下，并不適合于教學應用，特別是戶外教學的應用。

姜文周等利用Android客戶端，根據校園區域里的用戶興趣，為研究對象建立了用戶興趣模型庫，并據此提出了一種個性化Google Map封裝方案，實現了校園環境的LBS的個性化服務[18]，提出使用成熟的谷歌地圖服務以及應用智能手機進行地圖訪問，然而并未結合具體的教學應用，只是針對普通大眾的地圖查詢與導航。

筆者立足于地理認知教育與戶外探索學習的實際情況，針對地理教學中地理位置與地圖識圖的需求，借助GPS定位服務和Google Maps API地圖服務功能，利用智能手機或平板電腦等終端設備，通過GPRS、3G、Wifi或寬帶網絡，訪問位于校園教育云的學習資源，建立泛在學習模式下地理學習的新方案。

三、泛在學習環境的系統架構設計

（一）系統架構設計

泛在學習環境的系統架構包括：學習終端、校園教育云服務與學習資源三個部分，如圖1所示。

1. 學習終端

學習終端是利用現有基于Android或iOS系統的手機與平板電腦，借助其普遍集成的GPS定位模塊記錄用戶的位置變化信息，基于Google Maps API開發Android或iOS的客戶應用程序，通過無線網絡、GPRS、3G等訪問校園的教育云服務平臺，將適當的學習資源及時地傳送給用戶。

2. 校園教育云服務

借助于校園云硬件資源與網絡資源，將地理學習資源以服務的方式進行。利用校園云平臺的存儲陣列存儲應用資源和用戶數據；通過校園云平臺的服務器以及網絡解析服務，實現對校園網絡以及公共網絡的應用。將應用搭建在校園教育云平臺下，可有效降低開發費用與周期。

3. 學習資源

學習資源主要采用SOA軟件架構，將地理信息技術和數據庫技術進行服務封裝，用于構建中學地理教學的應用平臺。建立內容服務解析服務器，完成對來自校園教育云端請求的解析，根據服務的類型轉換成具體的功能請求。針對戶外教學的內容要求，建立課件和知識點庫；根據知識內容，建立問題庫與測試習題庫；應用GIS地圖服務器，建立地物影像圖的管理；建立用戶個人檔案庫，詳細記錄學習進度以及系統參數，用于用戶登錄后自動加載環境設置。

（二）系統功能模塊設計

充分考慮移動終端的特性及探究學習的需要，遵循“高內聚，低耦合”的原則，將系統進一步細分成多個模塊，并用接口詳細定義各模塊之間的關系，通過虛接口為新模塊擴充預留了接口，圖2表示該系統的功能結構。

1. 定位與基于位置搜索模塊

借助于Google Maps API，在Android以及iOS平臺上定制地圖應用，實現地圖縮放、路徑規劃等功能。通過定位服務，可以獲取終端設備所在的經緯度坐標，并根據學習主題為學生提供該處所需的地理圖層和學習內容。例如，通過路徑導航功能可確認探究活動起始地到目的地之間的最短路徑，圖3表示了為某次戶外探究學習規劃的路徑，起始點為該校學生在校園門口搭乘大巴時的位置，以氣泡表示的目標地點為終點。單擊地圖上的標志可查看該點所對應的名稱、經緯度坐標等信息。

2. 知識點學習模塊

多媒體信息更直觀、生動，并能吸引學生的注意力與興趣。Android以及iOS系統中已有集成圖片、音頻和視頻等多媒體應用的成熟機制。設計學習活動模塊時，以游戲或題目方式，使用圖、形、音相結合的資源，達到引導學生學習的目的。同時，學生在學習過程中或學習結束時，按照學習要求將成果上傳到服務器端的個人空間。

3. GIS圖層顯示與管理模塊

學習過程中用戶根據學習要求通過無線網絡向服務器提交業務請求，并從數據庫中提取屬性數據，用隱藏標簽的方法將該數據傳到用戶界面。最后，通過Google Maps API向Google Maps服務器發送請求，將相關信息（如地圖數據、學習專題數據）疊加顯示在Google地圖上。擁有教師權限的用戶，可通過圖層管理功能，實現對圖層的新增、修改、查詢等操作。此外，該模塊還能記錄用戶在地圖上書寫的筆記等信息。

4. 數據庫模塊

數據庫中存儲著地圖數據、教學資料、用戶的個人信息以及試題庫。學生在學習過程中拍攝的照片、手繪的草圖、個人學習記錄和測試題的完成情況，均將上傳到其個人空間中。教師通過檢查學生的學習記錄進行教學評估。在設計試題庫中的題目時，應考慮戶外教學的特點，針對實際的學習情境進行設計。學生答題后，系統會立即給予反饋，以加強學習的效果。測試題的類型應以選擇題和識圖填空題為主。如：

題目1：請說出下面哪一項不屬于聽濤區中的寓言雕塑：（ ）

A.鷸蚌相爭；B.刻舟求劍； C. 盲人摸象；D. 掩耳盜鈴

四、基于移動GIS的戶外地理

教學系統的教學活動設計

戶外地理探究教學可令學生利用各種感官直接感知地理事物從而獲得地理知識和技能的能力[19]。建構主義認為，興趣是建構新知識的原動力。通過戶外探究學習，學生得到實際驗證、切身操作的機會，為創設探究環境提供了條件，也調動起學習興趣和探究欲望[20]。戶外探究學習更強調學生的參與性，改變以往被動接受的學習方式，盡可能讓學生親自操作儀器設備或程序，記錄觀察得到的數據，分析研究獲取的信息，主動探討并得出結論。在戶外探究教學過程中，老師需要及時地響應學生的反饋，學生們提出的每一個“疑問”或許就是一個“新發現”，這些問題將有助于建構正確的地理概念和原理。系統以“武漢東湖風景區自然人文景觀的學習”為例，結合九年一貫能力指標設計課程內容，具體設計方案如表1。

1. 創設問題情境階段

智能設備終端，通過GPS定位功能，確定學習者當前所在位置，通過位置相關推送技術，系統為學生提供學習材料，引導學習者進入問題情境，如圖4（a）所示。

2. 明確問題所在階段

在此階段，通過設計相關任務，引導學生學習，以提出問題的形式要求學生答題。答題方式可分為：書寫答題、拍照答題、畫圖答題以及利用GPS定位答題等。答題過程中所生成的答題內容均記錄在系統數據庫中，一方面作為學生整個學習活動的過程資料，用于學習反思和分享；另一方面供教師作為評價依據。圖4（b）為利用GPS尋找寶藏所在地。

3. 生成問題解決途徑階段

學生在自主學習及基于問題解決的答題過程中，遇到不清楚的問題，可點擊幫助，進入任務提示頁面，系統將給出任務的內容、操作步驟等提示，協助其完成學習任務。圖4（c）即為學習任務詳情和如何完成任務的提示頁面。

4. 展示成果階段

在進行了一定的學習后，學生們可以利用教學系統展示其學習成果。圖4（d）為某同學在回答某個問題時，使用手繪功能繪制的所在地周邊地理環境的圖片。系統將圖片存儲在后臺中，可通過共享功能實時與其他同學共享學習成果。

5. 結果驗證階段

基于問題解決的學習任務完成后，采用測驗題的方式，檢查自我學習成效。系統以填空題或選擇題方式預先設置與教學活動內容相關的題目，如圖4（e）（f）所示。學生答題后，系統將評判學生的答題情況，并將最終記錄作為學生的學習活動成績。

五、教學應用評價

戶外地理探究教學讓學生成為學習的主動者，培養學生的觀察能力、分析和解決實際問題的能力。根據上述教學目標，為了檢驗該教學軟件的有效性，筆者進行了評價，步驟如下：

1. 選擇被試對象

選定武漢市某中學八年級兩個班級的學生為研究對象，為了盡可能地排除學生能力水平差異對評價結果的影響，特意選擇了認知水平相當的兩個平行班作為調研群體，使教學實驗的誤差降到最低。A班55人，作為控制組，實施傳統戶外地理教學活動；B班54人，作為實驗組，使用筆者設計的GeoOutsideExplorer戶外地理教學系統開展教學活動。

2. 實驗過程

為了考察教學前后兩個班級學生對于武漢東湖風景區自然人文景觀知識的認知程度，筆者共進行了前測和后測兩次測驗。前測用于考察學習者對學習內容掌握能力的初始狀態，后測在前測的基礎上，考察兩個班級經過不同教學方式之后的狀態。測試題目由3位地理教師共同擬定，前測和后測均包含30道題，涉及的知識點如下：運用地圖辨別方向，量算距離；繪制局部簡易地形圖；識別地形圖上等高線的山峰、山脊、山谷；在地圖上標出某景點的名稱并加以介紹；辨識景區不同的植被類型；設計景區出游方案。每個知識點平均考察5道題，確保能真實地反映學生的實際水平。

3. 實驗結果

為了探討不同教學方式對于地理學習成效的影響，分析A班與B班的學習成效。以教學方式為自變量，后測成績為因變量，前測成績為共變量，進行獨立樣本單因子共變量分析。其中，統計的前測成績與后測成績的平均值與標準差如表2所示。經同質性測驗后，以α=0.05為顯著水準進行共變量分析，結果如表3所示，其中包括后測成績的組間平方和SSB、組內平方和SSW、組間自由度df、組內自由度df、組間調整均方MSB、組內調整均方MSW，以及標準F值。

由表3得知，排除共變量（前測成績）對因變量（后測成績）的影響后，自變量（教學方式）對因變量的實驗處理效果顯著，標準F值為13.40（其中p

4. 討論與結果分析

根據實驗對比結果可以發現，傳統方法與本文的學習方法在地理學習成效上有著較大的差異。采用戶外地理學習資源的學習者，其學習成績優于采用傳統戶外地理教學的學習者。探究其原因發現，使用泛在學習資源的學生，在真實環境中，通過系統與場景進行互動，將書本上抽象、平面的知識與實際地理現象和立體地理環境相結合，理論聯系實際，能更準確地掌握學習內容。而傳統戶外教學方式，教師在開放式空間中進行教學引導時，難以控制學生的學習狀況，而且學生易受外在因素的影響而失去專注力。因此，使用基于泛在學習的戶外地理教學系統，增強學生興趣，提升學生專注性，提高學習成績，能有效降低或消除傳統戶外教學的缺點。

六、展望與結語

第3篇

1公路路政管理信息化現狀

1.1路產管理未建立數據庫，嚴重制約了路政工作的有效進行

目前尚未建立路產管理的相關數據庫，加之各級路政管理部門對路產的管理完全采用手工資料管理，且僅保存部分公路路段的照片資料，未能保存公路設計技術參數等，致使相關數據資料缺失，從而制約了路政管理工作的順利開展。尤其是農村公路路產路權的管理還沒有建立相應的電子檔案，未能開發農村公路電子查詢系統。這就加大了管理難度，降低了工作效率。

1.2超載超限運輸治理尚未形成網絡化體系

對于超載超限運輸管理現場，甘肅省目前已全部采用計算機進行數據采集和計算，但存儲方式全部采用單機存儲方式，數據無法實現共享，致使無法進行省級數據的統計分析，無法與其它路政部門和上級部門提供決策數據；同時由于沒有現場支付監控措施，無法保留執法時的視頻資料，遇到投訴或違規情況，無法還原執法現場。加之，治超監測的科技含量不高，檢測工作效率低，致使治超與交通擁堵的矛盾激增，未能改善治超工作環境。

1.3路政巡查工作中缺乏先進的設施、設備

在路政巡查的過程中，發現損壞路面、路產或嚴重危害公路安全的違法案件，如不及時取證，事后很難再取得的，但目前，各級路政管理部門沒有較先進的取證設備及技術，導致證據不足，出現扯皮現象。同時，路政巡查過程中全部采用手工作業，巡查記錄采用書面記錄方式，這已無法滿足當前路政管理發展的需要。

1.4缺乏高效、快速反應的應急保障體系

為了保障公路的安全暢通，各級路政管理部門應健全公路突發事件的應急預案，完善路政管理應急保障體系，但目前甘肅省各級路政管理部門，未形成反應靈敏、運轉高效的應急機制，沒有應用高科技來提高應對突發公共事件的能力，沒有建立反應快速的預報、預警系統，致使各級路政部門在處理突發事件時反應滯后，未能及時保障道路暢通。所以，完善路政管理的應急保障體系迫在眉睫。

2甘肅省公路路政信息化管理的思考

2.1建立路產數據庫，實現路產信息資源共享

建立全省路產數據庫，形成完整、規范的全省公路路產信息資源。借助地理信息系統（GIS）技術和全程視頻圖像采集技術,對公路主體及相關附屬設施進行全面有效的管理。并將所有有關公路路產信息、公路技術參數、使用期限、建設單位等信息，使用文字、圖片、視頻等方式存入數據庫，實現路產電子化檔案管理，重要公路及路產視頻采集進行定期更新，保障公路實況與路產數據同步，實現路產動態數據采集，為提高公路路產管理，保障公路的完好、安全、暢通奠定基礎。同時，根據農村公路管理現狀，建立健全覆蓋全省的農村公路路產路權電子檔案，開發農村公路電子查詢系統，從而全面提高農村公路路政管理工作水平。

2.2依靠科技信息手段，完善超載超限運輸長效治理體系

堅持依靠科技手段，有效治理超載超限。應大力實施國家Ⅰ類超限檢測站部、省、站三級聯網和省級Ⅱ類超限檢測站省、站聯網工作。實現高速公路、國省干線和農村公路治超信息共享。健全完善全路況、全時段治超監控網絡，實現對治超行為的全過程監督和工作數據與信息的互聯互通，實現對超限超載車輛長期、有效的監控檢測，嚴格控制超限超載率。

2.3路政巡查工作中廣泛應用和普及現代化信息技術

在路政巡查現場處理路政違法違章案件時，采用筆記本電腦、手持電腦研發路政執法一體機，利用無線網絡（CDMA/GSM），通過一體機登錄路政巡查管理平臺進行現場執法，對路產路權進行巡查記錄，實時錄入執法數據、采集現場圖片、現場打印執法文書，并及時發送到數據中心進行處理，提高執法效率。在調查取證方面可采用照相、錄像等方式，并可用攝像機對取證過程進行監控確保執法的公正、公平性和證據的合法性，同時確保執法的權威性及規范性。

2.4健全公共安全管理機制，完善預報、預警和快速反應系統

高度重視運用科技手段來提高路政部門應對突發事件的能力，建設以路政網站、服務熱線、短信平臺等為基礎，以交通廣播、車載顯示屏、重點區域固定顯示屏為補充的預報、預警信息系統，及時路況、氣象、交通管制和疏導分流信息，實現全路段、全時段監控，從而形成公共安全和應急管理的科技支撐體系。

3加強公路路政管理信息化建設

隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發展和廣泛應用，實現路政管理的信息化已成為各級路政管理部門提高工作效率、加強管理的重要手段。所以，依靠科技，大力推進信息化建設已刻不容緩。應全面推進和應用路政信息化平臺，依托已經建立的全國公路數據庫、公安部門車輛檔案數據庫、公路路政管理信息化管理系統、運輸管理部門信息化管理系統，充分整合利用已有信息采集和通信網絡設施設備資源，提高信息資源開發利用水平，加大對公路地圖、路產數據、網絡建設、應急處置、公路監控等基礎性工作的研究和開發工作，實現對公路網日常管理業務的網絡化管理，推動以信息化為主的路政執法工作的信息化建設。

4結語