一、专业简介
地理信息系统(Geographic Information System,简称 GIS),又称地理信息科学,是一门以地理空间数据为主要操作对象,集地理学、计算机科学、遥感技术和地图学于一体的交叉学科。它主要通过分析数据库管理系统对空间对象进行管理,是获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要学科领域。
二、知名院校
美国开设 GIS 专业的院校数量不算多,在排名靠前的院校中尤为少见。例如,密歇根大学(UMICH)开设的 “自然资源与环境硕士(环境信息学:GIS 与建模方向)”、北卡罗来纳大学教堂山分校的 GIS 相关项目是其中的代表。
美国国家地理信息分析中心(NCGIA, National Center for Geographic Information & Analysis)的三所院校是传统的 GIS 研究重镇,也是申请热点:
加州大学圣巴巴拉分校(UCSB):在 GIS 领域有较强影响力,每年录取的中国本科生数量较少,不超过两人;
纽约州立大学奥尔巴尼分校(UAlbany SUNY):覆盖 GIS 多个研究方向,校内有不少来自中国的优绣教授,博士申请难度较大,硕士相对容易进入;
缅因大学(U Maine):GIS 研究侧重计算机科学,方向包括空间认知和空间时态模型。
三、地理与地理信息系统的区别
地理科学专业:培养具备地理科学基本理论、知识和技能,能对区域内自然与社会经济要素进行综合分析,可在相关部门从事教学、科研和业务管理的专门人才。
地理信息系统专业:侧重培养学生的地理空间思维能力和计算机网络软件开发能力,强调运用数理方法模拟地理空间并通过计算机实现数字地理空间,注重计算机语言编程能力的训练。
四、GIS 主要分支及开设院校
人文地理学(Human Geography)
开设学校:加州大学圣地亚哥分校、威斯康星大学麦迪逊分校、德州农工大学学院站分校等。
环境地理学(Environmental Geography)
开设学校:伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校、俄亥俄州立大学哥伦布分校、田纳西大学等。
地理经济与区域科学(Economic Geography and Regional Science)
开设学校:丹佛大学、马萨诸塞大学阿默斯特分校、犹他大学等。
应用地理信息学(Applied GIS)
开设学校:德克萨斯大学达拉斯分校、中密歇根大学等。
遥感(Remote Sensing)
开设学校:德州农工大学学院站分校、密歇根州立大学、佛罗里达州立大学等。
空间分析(Spatial Analysis)
开设学校:乔治梅森大学、雪城大学、马里兰大学帕克分校等。
五、学位介绍
在美国,GIS 相关学位主要有以下几种授予形式:
MA(Master of Arts,文学硕士)
MS(Master of Science,理学硕士)
Ph.D.(Doctor of Philosophy,哲学博士)
六、应用领域
近 30 多年来,地理信息系统发展迅速,应用范围广泛,涵盖资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融、测绘、应急、石油石化等多个领域。以下是其在部分领域的具体应用:
资源管理:主要用于农业和林业领域,解决土地、森林、草场等资源的分布、分级、统计、制图等问题,聚焦 “定位” 和 “模式” 两类核心问题。
资源配置:涉及城市公用设施布局、救灾物资分配、全国能源与粮食供应机构设置等,目标是实现资源的合理配置与效益zui大化。
城市规划和管理:在空间规划中发挥重要作用,例如保障城市基础设施建设中绿地的合理分布、优化学校及公共服务设施的服务覆盖范围等。
土地信息系统和地籍管理:高效处理土地使用性质变更、地块轮廓调整、地籍权属关系变动等事务,提升管理质量与效率。
生态、环境管理与模拟:支持区域生态规划、环境现状评价、环境影响评估、污染物削减决策、环保设施管理等工作。
应急响应:在洪水、战争、核事故等重大灾害发生时,协助规划人员撤离路线并配置运输与保障设施。
地学研究与应用:辅助地形分析、流域研究、土地利用调查、经济地理分析、空间决策支持、统计与制图等工作。
商业与市场:为商业设施选址(如大型商场)提供依据,结合人口结构、消费水平等数据优化市场定位;在房地产开发与销售中提供决策分析支持。
基础设施管理:对城市地上地下的电信、交通、管线等设施进行管理、统计与汇总,提升工作效率。
选址分析:综合区域地理环境、资源、市场、交通、地形、环境等因素,筛选zui佳选址,体现 GIS 的空间分析优势。
网络分析:建立交通、地下管线等网络的计算机模型,用于交通流量研究、管线应急处理(如爆管、断路)、警务与医疗救护路径优化、车辆导航等。
可视化应用:基于数字地形模型构建城市、区域或大型工程的三维可视化模型,应用于宣传、规划、工程管理、旅游等领域。
分布式地理信息应用:依托网络与互联网技术,实现地理信息的分布式存储、共享及远程空间导航等功能。
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