构建校园基础地理信息系统的关键技术

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构建校园基础地理信息系统的关键技术（精选6篇）

篇1：构建校园基础地理信息系统的关键技术

构建校园基础地理信息系统的关键技术

从WebGIS基础理论入手,分析了校园GIS系统组建的`主要技术体系,评价了主要GIS产品的技术特点,并重点阐述了ArcIMS技术平台的架构方法和空间数据设计思想;最后介绍了这些技术在“河南科技大学校园基础信息查询系统”中的应用.

作 者：何杰 马保卿 He Jie Ma Baoqing 作者单位：河南科技大学建筑工程学院,河南洛阳,4710037刊 名：铁道勘察英文刊名：RAILWAY INVESTIGATION AND SURVEYING年，卷(期)：35(4)分类号：P208关键词：WebGIS ArcIMS 校园GIS系统

篇2：构建校园基础地理信息系统的关键技术

查评估指南》编制说明

一、工作简况 1.1 任务来源

根据《中华人民共和国网络安全法》要求，关键信息基础设施要求在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护，具体范围和安全保护办法由国务院制定。网络安全法中明确要求关键信息基础设施的运营者应当自行或者委托网络安全服务机构对其网络的安全性和可能存在的风险每年至少进行一次检测评估，此外规定了国家网信部门应当统筹协调有关部门对关键信息基础设施的安全风险进行抽查检测，提出改进措施，必要时可以委托网络安全服务机构对网络存在的安全风险进行检测评估。

为了落实网络安全法要求，规范关键信息基础设施检测评估相关方法、流程，全国信息安全标准化技术委员会于2016年立项《信息安全技术 关键信息基础设施安全检查评估指南》国家标准，2016年7月，中央网信办网络安全协调局下达《<信息安全技术 关键信息基础设施安全检查评估指南>国家标准制定》委托任务书，委托中国互联网络信息中心开展该标准的研制工作，并将本项目标识为WG7 组重点标准。

《信息安全技术 关键信息基础设施安全检查评估指南》由中国互联网络信息中心牵头，国家计算机网络应急技术处理协调中心，国家信息技术安全研究中心、中国信息安全测评中心，工业和信息化部电子科学技术情报研究所（更名为国家工业信息安全发展研究中心）等单位共同参与起草。1.2 主要工作过程

2017年1月至3月，《信息安全技术 关键信息基础设施安全检查评估指南》由中国互联网络信息中心牵头，国家计算机网络应急技术处理协调中心，国家信息技术安全研究中心、中国信息安全测评中心，工业和信息化部电子科学技术情报研究所等单位共同参与讨论，讨论研究指南的编制，并形成标准讨论稿，向中央网信办领导汇报标准编制进展，并向全国信息安全标准化技术委员会提交项目申请。

2017年4月，标准通过全国信息安全标准化技术委员会WG7组会议讨论。2017年4月，本标准获得由全国信息安全标准化技术委员会立项。2017年4月，向中央网信办领导汇报标准进展工作，拟作为中央网信办布置关键信息基础设施安全检查工作的参考标准。

2016年5月，正式成立标准编制组，标准编制组由五家主要参与单位共同组成，集中讨论集中办公，讨论标准的框架、方法论、具体的内容等。

2016年5月25日，召开第一次专家会，地点在中央网信办，由项目组向中央网信办网络安全协调局杨春艳副局长、各相关处室负责同志及WG7专家进行了汇报，5位WG7专家对标准提出了修改意见。

2016年6-7月，标准编制组继续集中办公，集中讨论，并根据第一次专家会意见逐一进行修订，此外与其他安全厂商、科研单位进行交流，就本标准指标方法听取意见，并最终形成标准第二稿。

2016年7月18日，召开第二次WG7专家会，由项目组向专家汇报了标准项目进展，以及根据第一次专家会议的专家意见修订情况，5位WG7专家对标准提出了更进一步的修改意见，随后项目组召开标准讨论封闭会议，根据此次专家会意见对草案作了进一步修订，形成了第三稿。

2017年7月21日，参加WG7组会议，汇报了项目进展和标准修订情况，会议决议最终该标准可以进入征求意见阶段，并根据标准周答辩专家意见对标准草案进行部分修订，完善草案内容。

二、编制原则和主要内容 2.1 编制原则

根据《中华人民共和国网络安全法》要求，关键信息基础设施要求在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护，具体范围和安全保护办法由国务院制定。网络安全法中明确要求关键信息基础设施的运营者应当自行或者委托网络安全服务机构对其网络的安全性和可能存在的风险每年至少进行一次检测评估，此外规定了国家网信部门应当统筹协调有关部门对关键信息基础设施的安全风险进行抽查检测，提出改进措施，必要时可以委托网络安全服务机构对网络存在的安全风险进行检测评估。

关键信息基础设施安全检查评估指南是落实网络安全法要求，规范关键信息基础设施检测评估相关方法、流程，定义了检测评估的主要内容，从而提升关 键信息基础设施的网络安全防护能力。

本标准提供了关键信息基础设施检查评估工作的方法、流程和内容，定义了关键信息基础设施检查评估所采用的方法，规定了关键信息基础设施检查评估工作准备、实施、总结各环节的流程要求，以及在检查评估具体要求和内容。

本标准适用于指导关键信息基础设施运营者、网络安全服务机构相关的人员开展关键信息基础设施检查评估相关工作。

本标准可用于：

1）关键信息基础设施运营单位自行开展安全检测评估工作参考。2）网络安全服务机构对关键信息基础设施实施检测评估工作参考。3）网络安全检测产品研发机构研发检查工具，创新安全应用参考。本标准适用对象是关键息基础设施运营单位负责信息安全工作的实施者和其他实施安全检测评估工作的相关人员。

2.2 主要内容

关键信息基础设施检查评估工作是依据国家有关法律与法规要求，参考国家和行业安全标准，针对关键信息基础设施安全要求，通过一定的方法和流程，对信息系统安全状况进行评估，最后给出检查评估对象的整体安全状况的报告。

检查评估工作由合规检查、技术检测和分析评估三个主要方法组成，每个方法包含若干内容和项目。

合规检查

合规检查是通过一定的手段验证检查评估对象是否遵从国家相关法律法规、政策标准、行业标准规定的强制要求，输出是否合规的结论，对不合规的具体项目进行说明，采取的方法包括现场资料核实、人员访谈、配置核查等形式。

技术检测

技术检测分为主动方式和被动方式，主动方式是采用专业安全工具，配合专业安全人员，选取合适的技术检测接入点，通过漏洞扫描、渗透测试、社会工程学等常用的安全测试手段，采取远程检测和现场检测相结合的方式，发现其安全 性和可能存在的风险隐患，也可参考其他安全检测资料和报告，对技术检测结果进行验证。

被动方式是辅助监测分析手段，通过选取合适的监测接入点，部署相应的监测工具，实时监测并分析检查评估对象的安全状况，发现其存在的安全漏洞、安全隐患。

两种技术检测方式最终输出技术检测结果。分析评估

分析评估是围绕关键信息基础设施承载业务特点，对关键信息基础设施的关键属性进行识别和分析，依据技术检测发现的安全隐患和问题，参考风险评估方法，对关键属性面临的风险进行风险分析，进而对关键信息基础设施的整体安全状况的评估。

标准充分考虑了当前已有的等级保护相关标准、风险评估标准、及其他行业安全标准，与正在制定的其他WG7系列标准一起，共同形成了支撑关键信息基础设施安全保障的标准体系。本标准与其他国内标准的关联性分析：

GB/T 22081-2016《信息安全技术信息系统等级保护基本要求》 是本标准引用的标准之一，本标准在编制之初就深刻理解网络安全法中“关键信息基础设施要求在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护，”的要求，在合规检查的内容中重点强调了对等级保护制度落实情况的检查。

GB/T 20984-2007 信息安全技术 信息安全风险评估规范也是本标准引用的标准之一，本标准在第9节引入了风险评估的方法论，通过对关键信息基础设施的关键性分析，并根据合规检查和技术检测发现的问题进一步进行风险分析，最后根据风险分析的结果定性分析出整体安全状况的评价。

此外，正在制订的标准草案《信息安全技术关键信息基础设施网络安全保护要求》定义了关键信息基础设施，并对关键信息基础设施保护提出了具体的要求，而本标准中有专门的项是对改要求的验证，强调的是评估流程的标准化、评估内容标准化，以及评估结果的标准化。

此外，正在制定的标准草案《信息安全技术关键信息基础设施安全保障指 标体系》与该标准关联，该标准的输出评估结果可以用于标准的量化计算。

三、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

编制组在标准编制过程中，专门分析了美国NIST的安全评估方法，参考我国已有相关信息安全标准，综合考虑制定了本标准。

四、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准编制过程中未出现重大分歧。其他详见意见汇总处理表。

五、国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议

建议作为推荐性国家标准发布实施。

六、其他事项说明

本标准不涉及专利。

篇3：虚拟校园系统关键技术研究

随着计算机网络技术、三维地理信息系统技术和虚拟现实技术的发展,使得可以在计算机网络上构建虚拟校园。一般认为,虚拟校园是在计算机环境中虚拟再现真实校园的景观,用户可以进入虚拟的校园中进行有一定自由度地游览,进行一定的人机交互,是虚拟现实技术在校园数字化进程中的具体应用[1]。通过虚拟校园,一方面让更多的人对整个学校有清晰的认识,提供了校园景观及设施最直观的表现形式,方便用户熟悉校园内部的交通、环境对校园信息的访问;另一方面可以用来辅助解决校园规划、设计中方案的一些问题,促进了学校的建设发展。在我国已有多所高校着手开发和研究虚拟校园系统[2,3]。本文结合某校虚拟校园三维仿真系统的开发,研究了基于虚拟现实技术的虚拟校园三维仿真方法及其系统优化的几项关键技术。

1 三维场景的建立及优化

虚拟校园系统中的场景对象可分为2类:① 以场景为基础,在空间上连续分布的地形景观对象,如地形;② 以离散实体为特性,以独立的个体而存在的地物对象,如建筑物、树木等[4]。场景对象的三维几何空间数据是三维虚拟世界建模的基础数据,其庞大数据量是三维地理对象实时图形处理的瓶颈。所以地理景观对象的三维建模是虚拟校园开发的关键所在。

1.1 基于层次细节的地形场景生成

地形对象三维模型的建立是开发虚拟校园必不可少的一个关键环节。为了提高运行系统的实时性,必须对地形进行简化处理,以减少实时绘制的多边形开销。为物体提供不同的LOD细节层次描述是控制场景复杂度和加快图形绘制速度的一个非常有效的方法。

在对虚拟校园系统的设计中,地形数据使用的是DEM数据,针对系统使用的数据特点以及实时显示时系统的数据量大,实时要求高,数据交互量大的特点,使用了基于金字塔数据结构的多层LOD划分算法。基于金字塔结构的LOD地形简化算法是通过一系列的层次结构构成一个基于地形金字塔结构的地形分层组织结构。地形被分为多层,层与层之间的地形分辨率倍率为2,如图1(a)所示。由网格划分过程可以看出,不同层次间的采样间隔不同,如果不加以处理,会在地形重建过程中会出现缝隙。由于每个LOD层次区域均为正方形,因此缝隙会出现在2个层次的相接处。本文通过采用保留中点的分割方式构造三角面片来消除裂缝,如图1(b)所示。

1.2 地物模型的生成与处理

虚拟校园环境中的地物对象有建筑物、路灯、树和宣传栏等。这些对象因其不同的结构特点而采取不同的方式来构建其虚拟模型。对于箱体式建筑物,可将其看作由顶面和各个铅垂墙面组成,为增加模拟的真实性,在各个面上映射从现实世界采集的纹理;而对于树木等从任何角度看都大致相同的物体,可用2个相互垂直的平面,映射相同的纹理来实现;对于复杂结构地物对象,必须采用多细节层次(Levels of Detail,LOD)技术进行多层次处理和表达。本文2级分辨率模型,对于远离视点的复杂建筑物模型,使用简单的模型及纹理贴图;对于间距离的模型,使用精确模型显示,并使用List显示链表技术提高模型绘制效率。树木、路灯等对象在虚拟场景中大量存在并且形状大致相同(仅存在位置和大小的差异),对这类对象,为节省存储空间,可以只建立其一个虚拟模型,然后进行实例化处理。地物对象三维模型建立后,根据其在现实校园中的地理位置坐标、实际方位和纹理结构等,将其匹配到虚拟地形对象上,建立可构成虚拟校园环境的三维地理对象模型库。

2 纹理映射技术

纹理映射技术是利用事先获得的纹理影像来确定三维景物表面的点与纹理影像中像素点的映射关系,并按一定的算法将纹理影像映射到三维景物上,是当前计算机图形学中的一个热点课题。在虚拟校园中,为了更真实地显示场景,通常需要利用纹理映射技术来增加地形对象及场景地物的真实感。

2.1 地形场景的纹理映射

由于地形纹理图像数据量大,如果要求具有较高的真实感,内存的需求量更是十分巨大。如果采用一个单块的地形纹理来进行纹理映射,在地形绘制开始之前一次性将纹理数据调入内存中,并在绘制过程中整块纹理数据一直长驻在内存中,这种方法只适合于那些纹理数据量小的应用,但是在越来越多的情况下纹理数据远远大于内存容量,需要将纹理分块处理后才能使用。本文将纹理进行分块管理,并使用多分辨率纹理映射技术,将纹理数据预先存储为不同分辨率,而且每一级宽和高都是上一级别的一半,纹理映射时是根据地形LOD层次细节的分辨率来确定纹理数据的分辨率级别。

在大规模地形的实时绘制时,需要不断地从硬盘到系统内存再到纹理内存调度纹理数据,如果用图形库的函数来实时建立多分辨率纹理则效率不高。采用了基于视点的调度策略,设计了视点预测算法,预测当前视点不可见而下一视点可见的地形块区域。首先,程序保存一系列的视点参数,比如视点的位置、方向、视景体的范围,视点的运动速度和方向以及用于纹理映射的其他参数。程序根据输入对这些参数进行实时更新。预测算法利用视点的位置、方向和运动速度等参数,判断是否需要调入新纹理数据,若当前视点所需的纹理数据不在内存中,且内存中的块数已经达到指定上限,就从当前可用块中选择一块释放,并调入所需数据块。释放哪一块取决于2个要素:① 比较内存中各块与当前视点的距离,释放最远的那一块;② 对于存在多块可能的候选块时,还可增加最近最少使用筛选准则。

2.2 地物模型的纹理映射

地物模型主要包括树木、路灯、灯箱及建筑物等模型,相对于地形纹理数据,其纹理数据量小,且多数纹理数据可通用,如树木纹理、建筑物墙面纹理和窗纹理等。因此,对于这些纹理数据,本文采用Mipmap纹理映射技术实现纹理的映射。Mipmap纹理映射技术采用金字塔方式来存放纹理样本值,即将原纹理模式扩展为分辨率由高到低的多个不同级别的纹理模式,并表达为具有不同分辨率的纹理数组作为纹理查找表,低分辨率的图像可由比它高一级分辨率图像取平均得到。Mipmap算法对纹理图像进行了预滤波,并且以表格的形式把纹理图像存放于纹理内存,因此在实时运算时,只要进行恒定的、少量的运算,即可得到正确的纹理映射。

3 可见性优化

通过使用场景模型的LOD技术,大大减少了场景实时绘制数据量。但是在复杂场景重建时,在确定的视点下只有很小一部分的面片或者点是可见的,大多数的面片是背向的、在视域外或者被其他部分所遮挡,是不可见的,因此,可以在实时漫游过程中,为进一步提高场景绘制效率,对不可见的部分可以不进行绘制,对场景进行可见性优化。

3.1 视域剔除

在三维到二维投影过程中,需要一个投影体,只有当物体处于这个投影体中的时候,物体才是可见的,否则物体将被剔除。在进行透视投影的时候,投影体为一个平头锥体,一个视域体由6个面组成。判断一个顶点是否在投影体内部,只要顶点坐标代入到6个面的方程中,通过检查结果的符号就可以判断是不是在视景体内部。为降低计算的复杂度,将视域体的透视投影转换为正交投影。可以很容易得到正交投影体的6个面的方程为:

undefined。

假设6个平面中某个平面上有一个点(x0,y0,z0,1),在进行投影变换之前的坐标为(x′0,y′0,z′0,1)。这个平面的方程为Ax+By+Cz+D=0,投影变换前在世界空间中的方程为A′x+B′y+C′z+D=0。则该点必须满足(x0,y0,z0,1)×(A,B,C,D)′=0和(x′0,y′0,z′0,1)×(A′,B′,C′,D′)′=0。如果变换矩阵为T,则投影前后的点要满足(x0,y0,z0,1)×T=(x′0,y′0,z′0,1)。结合这3个等式,就可以得到:

T×(A,B,C,D)′=(A′,B′,C′,D′)′。

再根据投影空间中的6个面的方程,可以得到世界空间中的投影体的6个面的方程,来判断一个顶点或物体的视域可见性。

3.2 遮挡剔除

由于遮挡剔除要涉及场景中各个部分之间的相互遮挡关系,其计算很复杂,但是其对提高场景绘制效率的收益最大。在虚拟校园系统中遮挡剔除的主要工作是对校园内地物模型的剔除工作。通过对场景模型数据的特点分析,同时为提高计算效率,本文利用景物包围盒近似表示方法表示景物模型,并通过包围盒实现对地物模型的遮挡剔除。

首先,对视域剔除后的地物模型,通过地物模型尺寸信息,得到包围该地物模型的最小地形数据的包围盒,也就是得到一个最小的包围该地物模型的矩形数据。这个矩形数据的边缘上的数据点必须完全包围地物模型,这是为了保证对地物的近似是保守近似的条件。在可见性判断的过程中,通过使用遮挡树技术,建立并合并当前遮挡物的遮挡空间,根据视点快速、准确地确定其中一部分被遮挡物体。算法只需要判断面向视点的四边形的顶点数据,就可以保守的计算出地形数据的可见性。当地物包围盒所有的数据点高程值都被遮挡时,则该地物模型完全不可见,剔除该块地形数据;当地物模型存在部分可见数据点时,则保留该地形数据。

4 结束语

三维虚拟校园环境是分布式虚拟环境在教育和学习方面的应用。从地物对象几何建模、虚拟环境可视化及系统显示速度优化方面,讨论了虚拟校园三维仿真系统的设计和开发技术。针对不同地物模型的特点,使用了不同的LOD简化算法,提高了实时漫游的速度与精度。研究了不同模型的纹理映射技术,加强了场景环境的真实感程度。最后研究了场景的可见性优化算法,有效减少了实时绘制的三角形数,进一步提高了场景漫游速度。以某校区及其周围的场景作为试验区,初步实现了虚拟场景的动态漫游。下一步的工作除了继续完善虚拟校园三维仿真系统外,还应开展虚拟第课堂、远程教学以及虚拟校园管理服务系统等相关课题的研究。

参考文献

[1]侯文君.多用户虚拟北邮校园漫游系统的设计开发[J].系统仿真学报,2006,18(8):2206-2005.

[2]王卫辰,江晓红.虚拟校园三维仿真系统的开发及优化[J].徐州师范大学学报:自然科学版,2004,22(3):29-32.

[3]徐峰,陈敏智.虚拟校园三维仿真系统的设计及实现[J].浙江大学学报,2007,35(2):155-158.

篇4：构建校园基础地理信息系统的关键技术

一、信息技术课程以关键能力培养为目标是必然趋势

我国学者对职业能力从纵横两个维度进行考虑,形成纵向的能力层次和横向的能力结构,即职业能力在纵向层次上分为基本职业能力(从业能力)和综合职业能力(关键能力);在横向层次上分为专业能力、方法能力和社会能力。“关键能力”这一概念是由德国著名职业教育学家梅腾斯于20世纪70年代提出的。这一概念一经提出,就在德国及欧盟国家引起了极大的反响,引起了职业教育界的普遍关注。我国在20世纪90年代也提出了以能力为本位的职教理念。国家劳动和社会保障部在《国家技能振兴战略》中把职业关键能力概括为与人交流、数字应用、信息处理、与人合作、解决问题、自我学习、创新革新、外语应用等方面。根据2000年《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》精神,信息技术课程注重培养学生获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力,教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会等问题,负责任地使用信息技术;培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习与合作学习的手段,为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。由此,中等卫生学校的信息技术课程以关键能力培养为目标是其发展的必然趋势。

二、加强培养医学生关键能力的重要性

作为医学院校的毕业生,其交流沟通技能主要运用在与医护人员及病人的各种交往之中;职业价值观、态度、行为和伦理表现在医生的美德、责任心、诚实和正直、对科学方法的承诺与追求;在伦理、法律和专业问题上,需要有较强的理解和处理能力;医学生还应当具备批判性思维,对诊断和治疗能够提出好的意见,对现有的知识、技术和信息能进行批判性的评价等。因此,医学生除了应当具有能够迁移的关键能力以外,还应当拓展关键能力的范畴,需要具备医学职业核心能力。例如,医患之间交流的能力;将基础理论与医疗实践相结合的能力;了解社会因素在疾病诊治中作用的能力;领悟医学伦理学和职业精神的能力;应用循证医学做出医疗决定的能力;自省能力以及继续学习的能力。

医疗卫生行业服务对象的特殊性决定了医学生关键能力的高要求,也决定了医学职业院校的普通文化课程必须要协助临床实践实习来促进医学生关键能力的提高。医学信息技术基础教学的主要任務是提升学生医学信息素养以及适应信息社会工作与生活的能力。医学信息素养是医学创新人才所必备的基本素质,能够促使学生发现医学行业新知识,提出新问题,掌握新技能,形成新概念以及终身学习的素质,这也是每个医务工作人员所必备的专业精神。中等卫生学校的医学生和相应普通高中的学生不存在高低贵贱之分,只是智能结构类型不同,所以,接受的教育类型也应该有所区分,他们更适合与情境教学、项目学习、任务驱动及网络探究等学习方式。

三、采用项目学习法,培养学生的关键能力素养

自该学期开始,笔者对药剂班的40名学生进行了医学信息素养问卷调查,发现65%的学生已学过办公软件,30%的学生学习过图像处理软件。倘若继续沿用传统的讲授与练习的方法,必将出现学生积极性不高的现象,导致教学效果不尽人意。为了激发学生的学习积极性,渗透关键能力的培养,笔者在字处理软件的学习中,首先尝试采用了项目学习法。项目学习法是以行动为导向的教学方法之一,它是建立在建构主义学习理论、实用主义教育理论和情景学习理论基础之上的,符合中职学生的学习特点。

1.分析学生与教材,制定项目主题

笔者通过与药剂班新生进行交流座谈,发现95%的学生认为该专业的职业方向是药剂师或药剂士,但学生对药剂师和药剂士职位的印象模糊而又向往;同时,90%的学生对新增的专业基础课程《药用植物学基础》表现出浓厚兴趣。调查之后,笔者在参考《医学计算机与信息技术基础》教材的基础上,将字处理软件的学习定位在中高级应用技术层次,打乱以往的章节顺序,将该章学习知识点融入中短期的三个项目之中,即药剂师岗位职责一览、药用植物对比表以及药用植物宣传手册,使学生循序渐进逐级掌握知识内容。

2.利用网络与现实,搜集项目资料

在项目实施之前,鼓励学生遵循互助合作原则自由结组,不仅照顾全体学生发展,而且提倡个性发挥,使学生的责任意识得到相应锻炼。采用大脑风暴法,由学生协商制定小组项目的实施计划。在项目资料的收集上,建议采用灵活多样的各种渠道来实现。例如,第五小组通过与专业教师或药剂师交流,从而获得有关药剂师的岗位职责;第二小组通过查询学校图书馆馆藏医学书籍和期刊,搜集到药用植物的权威数据;第四小组通过互联网搜集到目前地方医疗单位对药剂师的个性化职责要求。在此阶段,学生与教师、医生、图书馆管理人员等各方面人员进行了相关信息交流,从而使学生的医学信息交流能力得到充分的锻炼和提高;另外,小组成员的不同角色分配也锻炼了每个学生的个性与合作能力。

3.开展交流与合作,制作项目作品

项目所需的资料搜集完毕后,在课堂上开展组内合作与组间交流。首先,经过小组内合作,确定小组资料搜集结果的展示平台,笔者针对各个小组所遇到的不同操作问题进行总结与讲解;其次,各小组推选成员总结所遇到的问题,叙述资料搜集与作品制作的特色之处;最后,每个学生对这些问题都可以提出良好的建议,适当加入角色辩论,如扮演病人进行换位思考,从而不断修改自己的作品内容。在此阶段,每个学生恰当地利用了字处理软件甚至其它各种办公组件,达到了信息技术课程的教学内容目标,实现了学即所用的局面,体验了成就感,充分提升了问题分析与解决能力、语言表达能力及团队合作能力,关键能力得到有效渗透和培养。

4.登录博客与论坛,记录项目进展

学生的项目工作点滴、问题及思想都需要及时登录班级博客进行交流。通过和大家分享成功的喜悦和经验的积累,锻炼学生的书面表达能力,也为不善言谈的学生提供了交流平台。教师通过博客的交流,为每个小组提供相应的理论建议与意见,为课堂的进一步学习提供丰富的实践内容,使学生能够充分利用课堂的时间,掌握字处理软件的各项高级应用。

5.进行评价与竞争,评选最佳作品

在项目工作的最后阶段,各小组开展竞争,实施自我评价与组间互评,由学生评选出该项目中的最佳作品;最佳作品的制作者总结制作经验及改进方向;同时,将各小组最终作品上传至校园网,供各班级学生欣赏与交流。通过评价活动,锻炼学生的心理承受能力及科学对待工作的严谨精神。

项目实施完毕,经过与平行班级采用相同试卷的考核,笔者发现,该班学生的整体解决问题能力明显提高,能够用整体的角度去分析问题、解决问题。当然,在项目实践过程中,还有一些地方需要改进。例如,医学项目情景的设定需要学校各相关部门的协助,学生关键能力的评价与考核也应当制作出规范的活动设计,在各专业课程的设置上进一步考虑与信息技术基础教学的整合等。

篇5：构建校园基础地理信息系统的关键技术

3.1区域网络分段技术。采用网络分段技术实质上是为了保护区域网络的安全，由于各个区域的计算机网络传输模式是以计算机为中心，以路由器为路径，为了保护区域网络的安全就必须采用网络分段技术来实现对区域网络的安全控制，这就能防止一些不良网络信息进入区域网络[2]。

3.2网络访问限制技术。为保护稀有网络信息被恶意滥用，一些计算机网络信息持有者会采用网络访问限制技术。这项技术允许部分网络信息被访问，其他信息则需要特定的身份验证，其基本原理就是要使信息访问者符合信息持有者制定的信息认证服务系统的要求，网络访问限制技术能使网络信息持有者控制用户使用信息资源的数量。实现互联网访问限制的步骤分为两步：

第一步是利用TCP_wrap-persr软件实现IP地址的控制;

第二步是要求用户使用超级口令并定期更改超级口令。

此外还可以使用防火墙数据包的代理与过滤功能、VLAN技术区域划分功能实现网络访问限制。

3.3密码加密技术。密码加密技术是现阶段保护信息持有者信息安全最常用的技术手段之一，密码加密技术能防止信息被非法滥用，保存信息的完整性，常用的加密技术有节点加密、链路加密、端-端加密。在现实生活中，密码加密技术也经常用来保护个人信息，如手机加密，及时聊天工具(如QQ，人人，微信)的加密等等。

3.4非法信息检测技术。非法信息检测技术也是保护网络与信息安全常用的技术手段之一，由于计算机技网络身的特点，非法信息一旦向外传播或者入侵就会造成整个计算机网络与信息安全的破坏，现阶段采用的防火墙技术属于非法信息检测技术的范畴[3]。简单来讲，防火墙就是在区域网络与外界网络之间设立的一种防御机制，主要由验证工具、应用网关、服务访问规则、包过滤四部分组成，常见的防火墙属于安全性操作系统防火墙，如TALENTIT、NETEYE。

3.5数据存储备份技术。及时存储备份网络数据可以降低意外网络信息安全事故带来的影响，如数据存储设备意外烧毁，意外丢失。用户可以根据自己的需要采取不同的数据备份方式，如按数据类型进行备份、按数据收集日期进行备份、按数据来源进行备份。现阶段常用的存储技术有SAN技术、DAS技术、iscsl技术和NAS技术，这些存储技术可以使用RAID阵列为用户提供一个高效、安全的存储空间。

4结束语

计算机网络把人类生活带入数字化时代，计算机技术对人类影响越来越大，人类在某种程度上已经无法摆脱计算机网络而独自生产生活。计算机网络在给人类生活带来便利的同时也产生了一系列安全问题，为此必须牢固树立计算机网络与信息安全意识，构建安全、高效的计算机网络与信息环境。

篇6：构建校园基础地理信息系统的关键技术

“空间信息网络基础理论与关键技术” 重大研究计划2014项目指南

空间信息网络是以空间平台(如同步卫星或中、低轨道卫星、平流层气球和有人或无人驾驶飞机等)为载体，实时获取、传输和处理空间信息的网络系统。作为国家重要基础设施，空间信息网络在服务远洋航行、应急救援、导航定位、航空运输、航天测控等重大应用的同时，向下可支持对地观测的高动态、宽带实时传输，向上可支持深空探测的超远程、大时延可靠传输，从而将人类科学、文化、生产活动拓展至空间、远洋、乃至深空，是全球范围的研究热点。空间信息网络的发展，受频谱和轨道等资源的限制，难以通过增加空间节点数量和提高节点能力来扩大时空覆盖范围。为从根本上解决现有信息网络全域覆盖能力有限、网络扩展和协同应用能力弱的问题，亟需开展空间信息网络基础理论与关键技术研究，通过新理论、新方法探索，有力支持空间信息服务能力的大幅提升。

一、科学目标

本重大研究计划的总体科学目标是：瞄准信息网络科学的学科发展前沿，针对空间信息网络大时空跨度网络体系结构、动态网络环境下的高速信息传输、稀疏观测数据的连续反演与高时效应用等基础性的重大挑战，研究大尺度时空约束下空间网络及空间信息传输处理等机理，重点突破动态网络容量优化、高速信息传输及多维数据融合应用等技术难题，通过传输网络化、处理智

能化和应用体系化等方法，将网络资源动态聚合到局部时空区域，解决空间信息网络在大覆盖范围、高动态断续条件下空间信息的时空连续性支持问题，为提升全球范围、全天候、全天时的快速响应和空间信息的时空连续支撑能力，实现我国空间网络理论与技术高起点、跨越式发展，并有效支撑高分辨率对地观测、卫星导航、深空探测等国家重大专项的发展奠定理论基础。同时，通过重大研究计划的实施，培养空间信息网络理论与技术领域领军人才及优秀科研群体。

二、核心科学问题

本重大研究计划面向网络理论与空间信息科学发展前沿，瞄准空间网络体系结构、动态网络信息传输理论、空间信息表征与时空融合处理等重大基础科学理论，围绕高分辨率对地观测、中国卫星导航系统、载人航天与探月工程等国家重大专项发展需求，重点解决以下三个核心科学问题：

（一）空间信息网络模型与高效组网机理。

空间节点高动态运动、网络时空行为复杂，业务需求随任务变化，要求空间网络可重构，能力可伸缩。其难点在于常规网络基于静态拓扑可采用图模型与优化理论，而空间网络涉及多种异构动态变化的节点连接，必须发展动态图模型与优化理论。需要重点研究：大时空尺度下的网络结构模型、可扩展的异质异构组网关键技术、空间动态网络容量理论，实现空间节点高效组网，涉及数学、宇航与通信等学科。

（二）空间动态网络高速传输理论与方法。

空间节点和链路动态变化且稀疏分布，导致多点到多点的信-2-

息传输容量随网络拓扑的时变空变而发生变化，高动态时变网络给传统信息传输理论带来巨大的挑战，致使大时空跨度下实时端到端传输容量优化的可靠性和稳定性成为突出难题。需重点研究：时变网络的信息传输理论、空间信息网络资源感知与优化调度、高动态时变网络的智能协同方法等，涉及通信、数学与空间物理等学科。

（三）空间信息稀疏表征与融合处理。

多维、多尺度空间信息的获取、处理、网络化共享与应用服务的核心问题是链路传输与处理瓶颈，一方面涉及空间信息的特征提取与稀疏表征；另一方面，由于多维信息尺度不同、时空基准存在差异，离散时空采样的融合处理将面临信息时空特性深层次精准表征等基础问题。为此需重点研究：空间信息网络的时空基准与统一表征、多维信息的时空同化与融合处理、空间信息的快速提取与知识发现等，涉及遥感/地学、信息、计算机等学科。

三、2014重点资助领域和研究方向

2014围绕本重大研究计划的三个基本科学问题，进一步深入网络体系架构与空间网络理论研究，重点布署空间组网、传输与信息处理等关键技术研究课题，加强网络化场景下空间信息获取、传输与处理的应用研究，开展基于现有空间设施的集成演示方法的综合论证。拟资助如下领域的“重点支持项目”及与其相关的“培育项目”。

（一）空间信息网络模型与高效组网机理。1.重点支持项目的研究方向（共2项）

（1）天空地一体化导航增强动态自组网模型及应用模式

围绕卫星导航及其多源导航增强融合发展的重大需求，研究以北斗导航卫星星座、通信卫星、临近空间浮空器、无人机、地面伪卫星等为时空参考源，导航网与空间通信信息网融合的天空地一体化导航增强动态自组网络架构；研究导航增强自组网的节点动态感知与网络自愈机制，提出导航增强网络动态自组模型，评估自组网在节点和结构变化下的导航增强功能与性能；探索导航通信融合实现多源多层导航增强的方法和应用模式；开展天空地一体化导航增强动态自组网仿真验证。

考核目标：完成天空地一体化导航增强自组网模型设计，提出自组网导航通信融合方法，完成仿真论证。

（2）面向集成演示的系统设计与试验方法

围绕航天测控、应急救援、对地观测、航空运输等重大需求，开展空间信息网络系统综合集成的方案设计与试验方法探索，重点围绕空间信息网络的测控、通信、数传等典型业务，集成空间信息网络体系结构与协议、高速传输、在轨处理等研究方向上全部或者部分的新理论与新技术，设计能够等效反应真实空间信息网络的最小试验验证原型系统环境，探索以高轨卫星为骨干节点的空间信息网络关键技术验证方法，分析集成环境与试验方法的约束条件和等效性，提出试验数据分析处理和试验结论判定机制。

考核目标：完成最小规模集成演示系统设计，提出基于高轨卫星的空间信息网络关键技术试验验证方法，完成试验验证方案设计。

2.培育项目的研究方向（共6项）（1）空间信息网络体系架构顶层设计（2）空间信息网络业务特征与流量分析理论

（3）星际互联网络模型、架构与协议

（4）空间信息网络光/电路/分组混合交换理论与机制（5）空间信息网络任务规划与资源调度（6）空间信息网络安全体系与关键技术

（二）空间动态网络高速传输理论与方法。1.重点支持项目的研究方向（共2项）（1）空间网络超高速通信理论与互联方法

针对未来空间组网的高速互联需求，探索基于同步卫星、中低轨卫星、平流层平台等网络结构下的传输组织与容量优化方法，研究星际、星地长距离的可靠传输新机制与在轨通信处理新方法，开展技术途径论证与关键技术演示验证，为未来高效构建空间高速网络奠定理论和技术基础。

考核指标：支持星间、星地传输，适应星载环境，单链路传输最高速率不低于10Gbps，提出系统设计方案与关键指标。

（2）空间多波束动态形成方法与高能效传输机理 针对中低轨卫星、飞机、地面用户等多用户快速灵活接入需求，研究空间电磁波能量覆盖强度、覆盖广度与动态多用户信息支持能力的关系机理，探索相关定量关系；结合分布式星群和/或动态波束有源天线阵列等前沿理论和技术研究，发展空间多波束动态形成与高能效传输的新机理、新方法，开展关键技术演示验证，为支持未来多用户的组网与高速及大容量通信奠定理论和技术基础。

考核目标：支持基于卫星、平流层平台的大容量、快速响应、多用户接入需求，提出相关理论方法及关键技术演示方案。

2.培育项目的研究方向（共8项）

（1）空间动态网络的传输容量及优化方法

（2）空间高能量效率、高频谱效率的新型编码调制理论（3）面向动态连接的激光相控通信机理与全光组网方法（4）空间太赫兹/毫米波等新型空间高速通信技术（5）空天高动态用户多址接入、切换与传输理论与方法（6）面向宽带移动通信的平流层大容量用户接入技术（7）针对遥感大容量信息回传的分布式协作传输与协议模型

（8）高密度短突发航空空地数据宽带传输技术

（三）空间信息稀疏表征与融合处理。1.重点支持项目的研究方向（共3项）

（1）空间分布式SAR高精度干涉成像基础理论与关键技术 针对卫星编队组网信息获取，研究空间分布式SAR高精度干涉成像基础理论,包括干涉SAR成像的基本条件，卫星编队队形设计理论与优化技术，高精度干涉成像对卫星编队队形控制与测量的精度要求，以及对传感器定轨、定姿、平台稳定性和相位测量误差与控制精度要求；突破空间分布式SAR高精度干涉成像的关键技术，包括星间激光测距，高精度定轨定姿，分布式干涉SAR高精度数据处理等关键技术。

考核目标：构建卫星编队干涉成像的队形设计与参数优化的仿真系统，提出分布式干涉SAR成像对卫星编队队形控制与测量的精度指标，以及对传感器定轨、定姿、平台稳定性和相位测量误差与控制的精度指标。

（2）星载多源遥感数据在轨变化检测与典型目标提取的关键理论与方法

针对星载高分辨率宽覆盖多传感器信息量大导致现有方法无法及时下传信息问题，以及目标稀疏性和变化有限性特点，研究星载多源遥感数据在轨变化检测与典型目标提取的关键理论与方法，重点突破星载多维空间信息获取的各类传感器在轨高精度几何定标和精确配准的理论与方法，实现多载荷数据时空基准的精确统一，在此基础上，研究多维空间数据在轨融合、变化检测和典型目标提取技术，为星载高分辨率宽覆盖多传感器的典型目标实时提取与传输提供技术支撑。

考核目标：多种传感器在轨精确几何定标，两次定标误差小于0.3像元；多源影像在轨配准精度小于0.3像元；在轨目标变化检测与信息提取的类型不小于5类，可靠性大于90%。

（3）任务驱动的遥感数据星地协同高效处理机制与方法 针对高分辨率宽覆盖遥感影像数据量大，星上数据存储、处理与传输能力受限的情况，研究面向任务的星地协同高效处理机制与方法，包括星上数据获取、处理、存储、传输等资源的优化配置，星上数据智能压缩、典型目标的自动检测等算法优化，以及针对不同需求的星地协同处理机制与任务驱动方法；同时开展星上高性能/高可靠/可扩展/可重构的通用信息处理平台架构及构建技术研究；为空间信息在轨获取、处理与实时应用提供关键理论和技术支撑。

考核目标：建立任务驱动的遥感数据星地协同处理机制，实现典型任务的星地协同处理，处理效率提升1倍以上；研究在轨信息处理原理样机，并具有体积小、重量轻、功耗低等特征。

2.培育项目的研究方向（共7项）（1）空间平台震颤对成像的影响及补偿方法（2）时敏目标天/空在线检测与识别

（3）基于特征的图像感知压缩方法（4）基于相对论的精密时空基准研究（5）基于序列图像的在轨导航定位方法

（6）基于星相机恒星影像的对天空中三角测量方法（7）基于北斗、陀螺、星敏及星相机等技术的高精度组合定轨定姿方法

四、2014资助计划

2014本重大研究计划资助经费约4700万元。资助培育项目约21项，资助期限为3年，申请书中的研究期限应填写“2015年1月-2017年12月”，平均资助强度为100万元/项；资助重点支持项目约7项，资助期限为4年，申请书中的研究期限应填写“2015年1月-2018年12月”，平均资助强度为400万元/项。

五、遴选项目原则

（一）遴选基本原则。

为确保实现总体目标，本重大研究计划要求：

1.申请人具备空间信息网络相关研究经历，依托单位具备开展空间信息网络研究基础和相关研究支撑条件；

2.研究内容符合指南要求，围绕空间信息网络的国家重大战略需求，开展与重大研究计划总体目标紧密相关的基础理论和关键技术研究；

3.申请书中应当有明确的科学问题、核心成果检验的具体方法和相关成果的应用前景。

（二）优先资助原则。

1.鼓励开展前沿领域探索性研究，优先支持具有原创性的空间信息网络新概念、新理论、新体系、新方法研究；

2.鼓励多学科实质性交叉合作研究，特别是地球、数理和信息等学科间的相互交叉，注重理论与实验的有机结合；

3.鼓励开展国际合作研究，吸收海外优秀科学家参与研究。

六、申报要求及注意事项

（一）申请条件。

本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件： 1.具有承担基础研究课题的经历； 2.具有高级专业技术职务（职称）；

正在博士后流动站或工作站内从事研究、正在攻读研究生学位以及《国家自然科学基金条例》第十条第二款所列的具有博士学位或者有2名与其研究领域相同、具有高级专业技术职务（职称）科技人员推荐的科学技术人员均不得申请。

（二）限项规定。

1.具有高级专业技术职务（职称）的人员，申请或参与申请本次发布的重大研究计划项目与正在承担（包括负责人和主要参与者）以下类型项目合计限为3项：面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目（不包括集成项目和指导专家组调研项目）、联合基金项目（指同一名称联合基金项目）、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目（申请时不限项）、国际（地区）合作研究项目（特殊说明的除外）、科学仪器基础研究专款项目、国家重大科研仪器设备研制专项项目、国家重大科研仪器研制项目、优秀国家重点实验室研究专项项目，以及资助期限超过1年的委主任基金项目和科学部主任基金项目等。

已达到3项的，不得申请或参与申请本次发布的重大研究计

划项目。

处于评审阶段（自然科学基金委做出资助与否决定之前）的申请，计入本限项申请规定范围之内。

2.申请人（不含参与者）同年只能申请1项重大研究计划项目。上一获得重大研究计划项目资助的项目负责人（不包括集成项目和指导专家组调研项目），本不得再申请该重大研究计划项目。

（三）申请注意事项。

1.申请人在填报申请书前，应当认真阅读本项目指南，不符合项目指南的申请项目不予受理。

2.本重大研究计划2014只接收培育项目和重点支持项目。

3.根据项目指南公布的拟资助研究方向，申请人可自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。

申请书的报告正文应当按照重大研究计划正文提纲撰写。如果申请人已经承担与本研究计划相关的国家其他科技计划项目，应当在报告正文的“研究基础”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。

本重大研究计划旨在将相关领域研究进行战略性的方向引导和优势整合，成为一个协调的综合“项目群”。申请书须具有明确的关键科学问题，并应论述与项目指南最接近的科学问题的关系，以及对解决核心科学问题和实现项目总体目标的贡献。

4.培育项目的申请书中研究期限应填写“2015年1月-2017年12月”；重点支持项目的申请书中研究期限应填写“2015年1-10-

月-2018年12月”；

培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。5.为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成，获得资助的项目负责人应承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定。

6.本重大研究计划采用在线撰写申请书方式，对申请人具体要求如下：

（1）申请人向依托单位索取用户名和密码，登录ISIS系统，申请书中的资助类别选择“重大研究计划”，亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”，附注说明选择“空间信息网络基础理论与关键技术”，根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理。

（2）申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书，下载并打印最终PDF版本申请书，向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。

（3）申请人应保证纸质申请书与电子版内容一致。

7.本重大研究计划申请报送日期为2014年4月21至25日16时。由项目材料接收工作组负责接收申请书（联系电话：010-62328591）。

8.依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核，并在规定时间内将申请材料报送自然科学基金委。具体要求如下：

（1）依托单位应在自然科学基金委规定的项目申请截止日（4月25日16时）前提交本单位电子申请书，并统一报送经单位签

字盖章后的纸质申请书原件（一式一份）及要求报送的纸质附件材料。

（2）依托单位报送纸质申请材料时，还应包括本单位公函和申请项目清单。材料不完整不予接收。

（3）依托单位提交电子申请书时，应通过ISIS系统对申请书逐项确认。

（4）依托单位可将纸质申请书直接报送或邮寄至北京市海淀区双清路83号国家自然科学基金委项目材料接收工作组（行政楼101房间，邮编100085）。采用邮寄方式的，请在项目申请截止日期前（以发信邮戳日期为准）以速递方式邮寄，并在信封左下角注明“重大研究计划项目申请材料”。请勿使用邮政包裹，以免延误申请。

国家自然科学基金委员会办公室