地图构建范文

地图构建范文（精选12篇）

地图构建 第1篇

建构主义认为:我们要发展学生的空间想象能力和形象思维能力, 以顺利实现学生主体对知识的同化与顺应。初中生的思维特点尽管已经逐步向抽象思维过度, 但仍然需要形象思维的帮助, 而且借助形象思维, 抽象思维的难度也大大降低了。笔者以为, 心理地图的形成是初中地理教学的一个关键任务, 只有如此, 学生才能更快地形成地理学习将思维与形象联系起来的技能, 便于学生实现轻负担、高品质的学习效果。

一、填图:化抽象为形象, 缓解思维障碍

将学生平时所学的地理知识转化到地图上, 这已经成为笔者地理教学的一项常规。我在上课时, 让学生将地图册放在课本的一边, 问题的出示往往从图开始, 探究过程联系课本而在图上进行, 探究结果则在图上表示, 巩固练习时则让学生填充空白地图。另外, 还还喜欢手绘板书地图, 要求学生也有乐于看图, 分析问题的习惯。地图的反复使用一来可以化抽象为形象, 缓解学生抽象知识学习中的思维障碍, 二来也使学生养成读图习惯, 使心理地图进入最初印象阶段, 这时的学生对地理事物的把握往往是只有整体形象, 难以搞清具体细节, 但却实实在在地对之后的学习打下了形象记忆的基础。

二、转化:图文互为印证, 打通头脑功能

人体左右脑的分工不同, 早已经为心理科学研究所认可。右脑的形象加工功能是大多数人所没有得到及时开发的, 所以学习效果往往不是很好, 就像珠算虽然不用左脑的费力思考, 但由于加工形式简单, 所以很快被计算机操作所取代。地理学习中一定要注意将抽象的文字与语言和形象的图形相结合, 唤醒大脑的整体协调作战, 学习效果自然会十分理想。

(1) 由图加文:由形象提升思维品质。将空白的地图用规范的地理语言来表达, 这是抽象思维建立的一个基础, 一般分为三个层次:一是根据地图来描述地理事物和名称;二是由图表进行具体分析, 得出规律性的联系;三是能够将图在内隐的规律加以分析、归纳, 在此基础上进一步联系课本知识思考, 得出科学的规律性认识。

(2) 由文绘图:化复杂为简洁明了。抽象的知识往往可以通过直观的图旬来表达, 从而减轻大脑加工的难度, 比如春分、秋分、夏至、冬至, 这些概念的形成是一个很难以理解的知识, 笔者引导学生用图片来解释, 由抽象思维向形象思维转化, 就一目了然, 生动形象。 (如图1)

(3) 以图释图:变迷惑为清晰明了。用一张或几张新的图画来演绎一张图的意思, 这样可以化解自己在读图中的困惑, 使疑惑豁然开朗。比如地球的自转图, 对很多学生来说, 许多问题不明不白, 比如从北极上空看, 地球的旋转又是怎么样的呢?从南极看, 情况会一样吗?我通过让学生回忆数学科上三视图的作法, 感觉空间的变化, 重新画出了南极俯视图与北极俯视图, 学生终于对问题产生了清晰的认识。

三、转换:熟能生巧妙, 巧妙生智慧

心理地图的建立要通过反复的科学训练才能形成。平时教师要经常指导学生读图、用图, 并从中挖掘出有用的主要的信息。

初学时要让学生能把一幅复杂的地图转化提炼成一幅抓住核心元素的地图, 以利抓住重点, 促成记忆。比如大洋与大洲的分布图, 就只要提炼出关键部位的位置与名称即可。 (如图2)

到了复习阶段, 则可以由简转繁, 在高度概括的地图上补充知识点, 以增加学习的广度与深度。

四、提问:建立思维根基, 内化地理规律

为了让学生牢固建立心理地图, 学习时的提问意识是不可或缺的。提问意识是什么?其实就是学生面对一幅地图, 将他自然衍生到地理知识上来, 问问自己这是什么图?在地球的哪个位置, 与本图有关的地理图又有哪些。比如地球经线图, 可以提出下列问题: (1) 经线网是如何定位的? (2) 东西半球如何划分? (3) 本初子午线是怎么来的? (4) 我能根据经线的间隔条数, 推算出经度吗? (5) 时区是如何确定的?如果这些问题学生都能回答, 说明他们心中已经比较牢固地掌握了这个图的来笼去脉了。

一般来说, 心理地图的形成要经过三个阶段:一是最初印象阶段, 模糊期, 只有整体的形象, 分不清具体细节;二是形象明晰期, 这时通过进一步的训练, 学生对地理知识与规律逐渐在头脑中形成清晰的表象, 能短期内提取, 但不巩固, 易遗忘。三是牢固掌握期, 此时学生通过反复练习已经有了清晰的区域空间的识别能力, 能根据所提供的信息进行地理问题的判断、分析与推理, 从而有效地解决地理实际问题。心理地图的形成是一个长期的、复杂的过程, 需要我们多化力气, 多多总结, 才能收到事半功倍的效果。

参考文献

[1]刘华:中学地理教学参考, 2010.1-2, 初中阶段学生地理能力的培养研究.

网络地图体系构建方案的探讨 第2篇

以地图学理论为指导,以网络地图为研究对象,探讨了网络地图体系构建方案;阐述了网络地图信息机理;介绍了网络地图体系结构.

作 者：朱文军 罗志刚 段志强 ZHU Wenjun LUO Zhigang DUAN Zhiqiang 作者单位：朱文军,ZHU Wenjun(郑州测绘学校,河南,郑州,450005)

罗志刚,LUO Zhigang(黄石市防汛监测站,湖北,黄石,435002)

段志强,DUAN Zhiqiang(湖北省基础地理信息中心,湖北,武汉,430071)

高考地理要学会构建心理地图 第3篇

一、地理非选择题的评阅情况及反映出的问题

第36题:(36分)根据图5和表3资料,并结合所学知识,完成下列要求。

图5示意尼罗河三个源流流域年降水量分布。

(1)分析尼罗河径流量的季节变化特点及原因。(16分)

参考答案:

季节变化特点:洪水期出现在北半球夏半年(2分),枯水期出现在冬半年(2分)。

原因:尼罗河三个源流的流域大部分,以及流域降水量最丰富、产流量最多的地区,位于北半球热带草原带(热带草原气候区),雨季出现在北半球夏半年,产生径流多(10分);干季出现在冬半年,产生径流少(2分)。

出现的问题:

该题难度不大,题目当中提供的信息比较明显,目的是考查考生对基本地理知识掌握的程度以及考生的分析问题能力。尼罗河流量的季节变化取决于流域的降水季节变化,取决于流域的气候特点。尼罗河流经热带草原和热带荒漠气候区,气候影响流域径流的季节变化。许多考生不是把“尼罗河”作为一个整体来描述,而是描述各个支流的变化情况,更有一些考生连尼罗河在什么地方都弄不清。这也是本题零分率高的主要原因。具体问题如下:

①审题不清:只是描述了各个支流的变化情况。

②基本地理知识掌握不够:连尼罗河的位置都没弄清。

③分析问题的能力差:不会分析河流径流量的季节变化与流域降水季节变化的关系。

(2)为什么尼罗河枯水期径流主要来自白尼罗河?(6分)

参考答案:

(尼罗河枯水期时,青尼罗河和阿特巴拉河都进入枯水期,产生的径流量少:)白尼罗河源流位于南半球(2分),南半球为雨季(2分),所以白尼罗河产生的径流最多(2分)。

出现的问题:

多数考生只是将素材罗列,不会利用材料去分析;部分考生不理解题意,答非所问;还有的考生未能图文结合进行分析,或者读图出现错误。本小题零分率特别高,具体问题如下:①缺乏分析问题的能力:只是对原有材料的重复和素材的简单罗列。如将表格中的数据不加分析地抄写一遍。②读图能力差:不能从地图中获取有效信息。③空间定位不准,描述不够准确:写白尼罗河源自低纬度地区、流经南半球等。④表述不到位,不规范:南北半球的季节不分等。

(3)简述尼罗河径流季节变化对其下游河谷及三角洲古代农业生产的影响。(14分)

参考答案:

尼罗河径流季节变化显著,导致其下游河谷及三角洲农业生产具有明显的季节变化(4分)。洪水每年定期泛滥(2分),洪水泛滥之后,开始农耕(2分)。枯水季节是作物生长及收获季节(2分)。洪水泛滥时在被淹农田表面沉积一层肥沃的淤泥(2分),使土壤年年肥力不减,有利于农作物的生长(2分)。

出现的问题:

尼罗河径流的季节变化在这一问中是设置了得分点的,这是回答后面的问题的前提,前一问答了尼罗河径流季节变化,这一问不再回答,这样导致失分的较多;只是分开描述农业季节生产的特点,而没有综合性描述;只写不利的影响,不写有利的影响;只从提供水源来分析,而不从生产的各方面来分析。具体问题如下:①审题不清:答对农作物影响而不是对农业生产的影响。②知识漏洞:洪水泛滥和洪涝灾害分不清。③表述不当:肥沃的土壤写成有营养的泥沙等。④写错别字或词语颠倒:泛滥、淹没、肥沃、淤积等关键词写错。

第39题:根据材料并结合所学知识,回答下列问题。

材料一:

随着新航路的开辟,世界历史加快了从分散走到整体的进程。洲际贸易是近代世界不同地区之间经济与文化联系的主要内容之一。三角贸易兴起于16世纪,在17-18世纪成为最重要的洲际贸易,因涉及欧洲,非洲和美洲三地,且其主要商路连接成三角形,故称“三角贸易”。满载着枪支、纺织品、铁器和奢侈品等货物的商船,从利物浦等欧洲港口“出程”;到达欧洲后,用上述商品交换被掠来的非洲黑人,然后经大西洋西航美洲,此为“中程”;商船到达美洲后,以这些黑人换取蔗糖、咖啡、烟草、棉花等物品,再运回欧洲,此乃“归程”。一次三角贸易的航程,大约需时半年,可做三笔生意,获得数倍的利润,利物浦等城市因此兴盛起来。

——据艾里克·威廉斯《资本主义与奴隶制度》等

(3)指出三角贸易涉及海区的大洋环流规律,以及三段航程海域洋流的性质(寒、暖流)。(11分)

参考答案:

属于北大西洋中低纬度海区(2分),大洋环流呈顺时针方向流动(3分)。

出程:寒流(2分);

中程:暖流(2分);

归程:暖流(2分)。

出现的问题:

本题考查了洋流分布的基本规律。许多考生答的不是所涉及海区的大洋环流规律,而是洋流的分布及洋流的名称,这可能与我们目前使用的教材有关,目前的新教材对洋流分布的规律没有进行很好的总结,不象老教材一样单独列出了标题,考生在复习时可能没有很好的总结或者是忽视了。有一些考生没有分段描述,有的是记忆不到位,导致把洋流的名称写错。具体问题如下:①审题不仔细,答非所问:将分布的规律答成洋流名称,各段航程没有分开答。②知道规律但不善于组织答案:不能用语言描述出分布规律,还要借助画图。③缺乏答题的基本技巧:题目只要求答洋流的性质,有的考生把洋流的名称也答了,名称记忆得却不够准确,言多必失。

(4)某船队1月份从欧洲出发,并如期回到里斯本。说明该船队达到里斯本时,那里的气候特征及其成因。(9分)

参考答案:

特征:到达里斯本时为7月(8月或7～8月)(2分),气候干热(地中海气候)(2分)。

成因:受北移副热带高压控制(3分),以下沉气流为主(2分)。

出现的问题:

本题考查了气候分布规律和气候的特点,依据里斯本的地理位置确定其气候类型,进一步分析其特点和成因。许多考生对利物浦、里斯本的位置搞不清,航行的时间也出现偏差,导致对“如期”理解错误;部分考生对气候类型的分布、特征、成因掌握不牢。具体问题如下:①空间定位不准:“从欧洲出发,并如期回到里斯本”,把握不了具体的位置。②分析能力较差:分析不出到达时的时间。③知识漏洞:对地中海气候的分布、地中海气候的特征、地中海气候的成因没有很好的掌握。④表述不清:描述气候特征时既写了炎热又写了寒冷,既写了干燥又写了多雨;答成因时,写成了“受副热带高压、信风、西风的影响”等。

从以上分析中可看出,地理综合题平均得分率低,各小题零分率都很高,接近40%,有的甚至高达60%,地理科成为文科综合中的“瓶颈”,而综合题更是拉开总分的“分水岭”。

二、对考生的几点建议

通过对高考试卷及考生的答题情况分析发现,考生在地理基础知识和基本技能、地理概念与原理、地理知识结构和地理思维、地理空间判断、审题、答题的文字组织和表述等方面都存在许多问题。据此,建议考生:

1.研究高考试题,把握高考复习的大方向

现在的高考试题和前些年相比,确实发生了很大变化,变化之快,甚至让老师都觉得没法适应。考生应有选择性地对以前做过的试卷、尤其是高考题进行广泛阅读,从中归纳、总结各类题目的解题思路、方法,洞悉命题者意图,特别要认真研读那些做错了的试题,反思错题的原因,要把这些错题搞通搞透,防止类似错误的重犯。仔细研读评分细则,看哪些回答可以得分,哪些回答却不能得分,同时还要归纳各类题目的解题方法、技巧、解题过程以及常出现的错误,提升综合运用知识的能力。

2.夯实基础,突出主干知识

高考是对考生整个高中学习过程的检验,夯实基础要从高一抓起,高一、高二就要要求熟悉考纲,研读考纲。有意识地培养学习习惯、思维习惯、读图识图能力,掌握基本的主干知识,强调知识的前后联系,扩展思维空间,联系课外知识搜集相关的地理知识。采用“11+2”高考地理试题模式(即按照目前湖北省使用的文科综合全国I卷,地理试题11道选择题,两道大的综合题、五个小题组织试题)精选习题并整理成册加以训练。

地理学科的特色主干知识归纳起来主要有:气候、河流、地形、洋流、灾害、农业、工业、城市、交通与环境。要掌握设置专题的方法,以气候复习为例,可以这样操作:先安排气候类型知识再现、识记(气候特征、气候成因);接着复习气候的分布,从模式图到特殊分布,侧重成因分析,注意检测前面的内容;然后复习气候的综合判读,学会三步判读的方法(先看南与北,再分寒温热,最后定类别),课堂上呈现不同图像类型的考查试题,集中训练;最后,集中讲解试题,注重联系,强化记忆。

3.构建心理地图,培养读图分析能力

地图是地理知识的综合载体,是获取地理信息的主要来源。在学习地理的过程中,要培养个人的用图兴趣和用图习惯,学会读图方法,进而锻炼综合思维能力。课堂上要善于抓住老师教学地图的契机,进行探究,深层次挖掘教材插图的隐性信息,形成图像分析的基本过程、方法。有意识地进行模拟图像思维训练,加强图文转换、文图转换和图图转换的练习与思考,构建心理地图。所谓心理地图就是包含各种地理信息的地图在人脑中形成的表象,它既是一种空间表象,对地理事物或现象的空间形状、空间分布、空间结构、空间演变和发展清晰主体的反映,也是一种记忆表象,可以加深对地域知识的认知,逐步掌握各类图像的判读步骤和技巧,锻炼对图像信息的获取能力和读图分析问题的能力。

4.加强综合模拟,培养表达能力,强调答题规范化,提高训练实效

综合模拟有利于熟悉高考的模式,灵活分配时间,增加临战经验,还可进一步发现知识上存在的漏洞和能力上的缺陷,以便及时进行弥补。为了提高实效性,练习题要有针对性、典型性、综合性、灵活性、探究性和开放性。试题不要太多、太杂,每一个题应该是每一类题的代表,做到由题及类,触类旁通。在每次做题时,首先问一下自己:“此题要求我们回答的是什么”“从所给的图像材料(或文字材料)中可以直接看到什么信息”“根据直接看到的信息可以得出什么结论”等等,可以逐渐将此过程变成一种习惯,从而提高获取和解读信息的能力。

而规范化则应贯穿整个复习备考和高考过程,主要包括:①卷面的规范:高考阅卷为电脑评卷,对卷面的要求比较高,如规定选择题用2B铅笔填涂答题卡,非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上,不准使用铅笔和涂改液。②答题程序的规范:有些考生可能由于考试紧张,或为了赶时间,答题思路不够严谨规范,以致失分。不论解什么题,都有一定的思路、一定的程序,由表及里,由此及彼,层层递进,终能解答。③表述的规范:各学科各类型的题目,都有一定的答题规范,我们一定要遵守,规范出成绩。一些字词的表述,一定要符合学科规范,多用地理术语。量算的精度,一定要精确规范。

[作者单位:湖北省襄樊四中]

基于战略地图的预算框架构建 第4篇

一、现行预算管理的局限性

现行预算管理主要针对企业的内部环境,一个封闭的内部系统进行的。在现今所倡导的以变应变的市场观念下,企业的经营和管理都要适应动态市场的需要。它要求预算管理过程的开放性,以缩小企业经营管理和实际环境之间的差距。由此,现行预算管理已经表现出诸多局限:

(一)现行预算管理缺少战略导向

创造和保持竞争优势是维系企业生存与发展之道的首选,而提出成功的战略并使之成为贯穿于企业管理全过程的实际行动,则是企业迈向成功的关键。由于现行预算管理以企业外部环境相对平稳、市场竞争不很激烈、企业单纯以追求利润最大化为目标的逻辑为基础,它较多地关注于短期财务目标的实现,而不是企业长期战略的执行。而且,企业多数员工也并不知道其作业是否支持企业整体战略。由于不知道如何将预算目标体现在预算和作业中,导致了战略与预算的分离,这种分离通常会导致企业战略无法真正地贯彻。

(二)现行预算编制内容片面,难以适应适时调控的需要

现行预算主要通过财务指标来对企业的经营活动进行规划,并且将财务指标作为日常经营活动控制的依据和考核的标准。由于预算指标局限于单一的财务指标,依据的是长期销售预测或目标利润,未考虑驱动企业价值增值的非财务因素。从当今企业竞争环境来看,这是非常片面的。在实践中会使企业预算管理滞后于企业发展,预算管理沦为一种事后的考评工具,进而引发企业短期行为,不利于企业长期竞争优势的培育和维护。并且,预算体系只能反映结果,无法发现导致结果产生的原因,不能及时发现价值增减变化的力量,不利于适时调控。

(三)现行预算阻碍了企业内部部门之间和业务单位之间的沟通和协调

现行预算是以部门为基本单位来编制的,因而预算管理更多关注单一部门的运作,预算总目标也通过层层分解到每个部门,预算鼓励责任单位为自己的目标而奋斗,因为业绩评价与考核是以实际部门目标和单位目标为基础的。因此,现行预算管理缺乏有效的纽带将各部门联系在一起。

(四)现行预算管理难以实现资源的最优配置

由于现行预算通常利用成本会计系统提供的信息,考虑到预算期内的各种因素的变动,相应增加或减少有关资源的预算金额,以确定未来一定时期的预算。这种方法不改变数量基础成本计算方法的资源消耗假设,掩盖了以往资源使用的浪费和低效,使资源得不到最优配置。随着知识经济的发展,在高级制造系统下,以数量基础成本计算方法计算的资源消耗明显失真,以此为基础编制的预算也就难以实现资源的最优配置。

二、基于战略地图的预算管理模式的提出

(一)战略地图的原理介绍

20世纪80年代后期和90年代,对业绩评价的研究迅速升温,由卡普兰和诺顿创建的平衡计分卡成为平衡模式中的杰出代表,其最重要的贡献之一就是在评价指标体系中引入了非财务指标,突破了传统仅仅依靠财务评价的单一局面。平衡计分卡作为一种战略执行工具认为:组织经营业绩的提升不单单局限于财务运作,财务的结果来自于组织满足客户的能力、组织的学习和成长以及组织内部流程的改进,财务目标是这些目标因素的结果,同时财务目标是实现组织发展战略的核心要素。平衡计分卡提供了一种全面的评价体系,它从财务、客户、内部流程以及学习和成长这四个层面向组织内各层次的人员传递公司的战略以及每一步骤中他们各自的使命,最终帮助组织达成其目标,从而有效地解决了传统方法的局限性。

随着平衡计分卡的应用和发展,出现了战略地图。它是在平衡计分卡的理论体系上进行的丰富和完善。战略地图其实就是一种可视化的战略描述工具,它将组织战略可视地、清晰地在平衡计分卡上表现出来。在阐述平衡记分卡的四个层面时,把各层面集合起来,以战略地图的形式来表达。战略地图已超越了一个业绩测量体系而成为一种战略管理体系的组织框架和战略执行工具,它成功地将组织战略分解为具体的目标值和行动方案,直至每个人的目标和行动,不仅丰富和完善了平衡记分卡理论体系,而且还与平衡记分卡一起构成了一个完整的战略执行体。

(二)基于战略地图的预算管理模式的可行性

从上述可知,战略地图就是将一个平衡计分卡上的不同项目纳入一条因果链内,从而使组织希望达到的结果与这些结果的驱动因素联系起来,使员工能很好地理解企业的战略。它可以让员工清楚地看到他们的工作与组织的总体目标有何联系,并能使他们在工作中协调合作,朝着企业的既定目标前进。战略地图能够描绘出许多内容,以显示特定改善措施与理想结果之间的因果关系。从更广的视角来看,战略地图可以展示一个组织如何把它的战略规划与各种资源转化为实实在在的成果。基于战略地图的预算管理模式结合了全面预算管理和战略地图,在新的条件下显现出其可行性:

1. 利于体现全局思想,更好地实现预算管理的协调职能。

从战略地图看来,企业要想取得良好的业绩,就必然要求各部门的通力合作,否则企业战略目标就无从实现。一方面,通过在不同部门之间建立相互关联、相互支持的目标以及通过改进业务流程,加强跨部门的信息交流来帮助加强部门的协调沟通;另一方面,通过链接公司、部门、个人三个层面的预算目标于一体,在这一部门完成自身目标的同时,也因目标之间天然的联系推动了其他部门目标的完成,部门之间达到了良好的协调和平衡。战略地图的预算管理模式为部门之间协调矛盾和消除壁垒提供了润滑剂。

2. 可体现战略管理的思想。

战略地图是把公司的战略和一套财务性与非财务性的评估手段联系在一起的一种工具,它突出强调指标体系的战略相关性,要求部门和个人业绩指标要与组织的整体战略密切关联,从而超越了一般业绩评价系统而成为一个综合的战略实施系统。基于战略地图的预算以企业战略为编制起点,根据平衡计分卡所分解的企业主要战略目标及相应确定的行动计划,针对执行计划所需的资源对企业资源进行预算管理,是战略目标的数字化形式。

3. 能针对战略行动计划编制确保战略行动开展所需资源的预算。

由于战略地图可很好地将企业的整体战略与日常经营行动结合起来,将战略地图引入预算管理,可以实现企业战略目标与经营目标的结合,长期目标与短期目标的结合。利用战略地图,企业制定预算目标以战略为出发点,以战略为基础进行预算管理,其本质上是对未来的一种管理,通过规划未来的发展指导现在的实践,对企业战略起全方位的支持作用。企业预算方案能体现企业的战略目标和经营思想,是企业最高管理层对未来一定期间经营思想、经营目标、经营决策和经济责任的约束依据,是企业整体的经营管理方案和作业目标。而具体目标的制定也就体现了资源的有效配置。

4. 将财务指标和非财务指标相结合,提高管理效率。

战略地图将平衡计分卡上的财务与非财务项目纳入一条因果链内,使希望达到的结果与这些结果的驱动因素相联系起来。基于战略地图编制的预算将不仅能够关注企业整体经营的财务结果,还能关注非财务层面的发展,很好地解决了现行预算的不足。由于驱动因素的优化也就预示最终希望达到的结果的实现,从而使企业管理关注相关驱动因素,及时发现相关驱动因素的变化并进行调控,使管理更具有针对性,提高了管理效率。

三、基于战略地图的预算框架构建

(一)基于战略地图的预算框架构建思路

1. 以平衡计分卡为依据,与战略地图相融合。

战略地图不仅丰富和完善了平衡计分卡理论体系,而且还与平衡计分卡一起构成了一个完整的战略执行体,将组织战略可视地、清晰地在平衡计分卡上表现出来。基于战略地图的预算框架构建首先要体现平衡计分卡的优势,以平衡计分卡为依据。只有以平衡计分卡为依据,才能通过对从过程到结果的整个价值创造过程进行全方位的管理,使企业避免短期行为和次优化行为,确保了企业的长远和整体的利益;才能有助于企业一方面通过财务视角保持对企业短期业绩的关注,另一方面又通过非财务视角明确揭示企业如何实现其长期的战略发展目标;才能帮助企业寻找其成功的关键因素和相应的关键绩效指标,通过因果关系链,将其长期目标层层分解为短期目标,从而确定企业付诸行动的长期战略目标。

2. 以战略为导向。

一个企业的成败关键看企业有无正确的战略。企业内部经营管理要以战略为导向,而战略的执行需要通过预算对资源进行合理的规划和通过预算对战略执行的财务结果实施控制。基于战略地图的预算框架构建必须以战略为导向才能对战略起到支持作用。它要为企业的战略管理与绩效考核之间建立系统的联系提供思路和方法。通过与企业关键成功因素和关键绩效指标相结合建立起自己的管理体系,描述企业的战略框架,并通过财务、客户、内部经营过程、学习与成长四个方面指标之间的相互作用来表现组织的战略管理轨迹,将公司的战略付诸于行动,从而实现预算计划、实施、控制、考核、改进以及企业战略实施、战略修正的目的。

运用战略地图的思想,我们可以将企业的战略分解为一系列战略主题,画出其战略地图并形成不同层面的战略目标;然后,运用平衡计分卡将战略地图目标转化为指标和目标值;最后,为实现特定指标的目标值,制定战略行动方案并落实预算。战略地图为企业明确目标提供了很好的方法,它提供了一个战略的可视化表示方法,显示了结构适当的平衡计分卡中的多个指标如何为单个战略提供使用工具。如何根据企业战略制定科学合理的预算目标并进行衡量控制是预算管理的一个难点。基于战略地图的预算框架下每一个分预算的完成情况,都可以通过总战略预算中相应的一些指标预以衡量和控制,使得预算和控制能够得到较好的结合。

3. 以作业为基础。

现今预算体系中存在两大缺陷:首先,仅仅关注财务方面的指标,而没有衡量那些驱动未来财务业绩的非财务指标;其次,标准成本体系在将间接成本和支持成本(管理费用)分摊到单个的产品、服务和客户时难以发挥作用。平衡计分卡解决了第一个缺陷,提供了一个全面的能够将公司实力、为客户创造的价值和由此带来的未来财务业绩建立联系的衡量框架。作业成本计算则要解决第二个缺陷,即现行的成本计算方法导致的失真成本信息在对单个产品和客户的利润水平进行衡量时造成严重偏差。

在作业成本法下,成本分配的基本路径是:企业资源按照资源动因分配到各个作业,各作业中心费用再按照作业动因最终分配计入产品、服务、顾客。以作业成本计算提供的信息为基础,可编制作业为基础的预算(称作业基础预算)。作业基础预算是以产品或劳务的需求量为起点,以作业为核心,预测作业需求量与资源配置的一种模型。使用作业分析法,作业基础预算可将企业生产经营过程中可能存在的不增值作业和增值作业的低效部分消除,降低作业成本,优化作业链—价值链,培育竞争优势,从而在增值高效的基础上配置未来经营期间的资源,提高企业的经营业绩。基于战略地图的预算,需要对企业的业务流程进行根本性再思考和彻底的再设计,从而获得以成本、质量、服务和速度等指标来衡量的经营业绩显著提升,但它必须要以作业为基础。

(二)基于战略地图的预算框架的构建

战略地图包括一系列相关的目标和指标,运用因果关系说明企业组织的战略,各业务部门、责任中心、企业员工围绕着企业的战略地图来建立自己的计分卡,说明他们是如何影响企业战略目标的实现。与此对应,基于战略地图的预算框架构建如下:

1. 确定战略目标并进行沟通。

企业必须根据其愿景和使命,在SWOT分析、市场定位以及生命周期分析的基础上确立自己的战略目标。企业在确定公司战略时,通过对企业面临外部的各种机会和挑战以及企业自身的竞争优势和劣势分析(即SWOT分析),以进行准确的战略定位。通过企业的SWOT分析确定战略目标之后,在管理层内进行沟通,征求大家的意见,使大家对战略目标达成共识。

2. 运用战略地图,化战略为预算目标。

战略目标转化为具体预算目标是将企业战略与预算规划相联系的关键环节。它通过对战略的描述形成战略地图,并将战略地图转换成平衡计分卡的目标和指标。战略地图就是企业需要的交流战略和执行战略的过程和系统,它不仅使企业的关键关系可视化,而且明晰了创造预期结果的因果联系,包括企业如何将人员积极性和资源(包括无形资产)转变成有形产出。更重要的是战略地图可以让员工明了其工作和企业战略间的联系,使员工在企业目标下的协同工作成为可能。在实践中,企业管理者通常会为不同的战略目标绘制不同的战略地图模式。战略地图的绘制就是从企业总体战略目标开始找出能够到达目标的平衡计分卡路线的过程。

3. 运用平衡计分卡,化预算目标为预算,确定预算的框架。

企业组织确定平衡计分卡之后,各业

务经营单位、责任中心、企业员工运用上级平衡计分卡来确立自己的平衡计分卡,分级平衡计分卡要能够展示他们如何影响企业战略的实现,并提供清晰的资源需求。即在平衡计分卡的基础上,将预算目标转化为预算指标和指标值,构建企业的预算。

总之,在全球市场竞争中,企业由于缺乏一种强有力的战略实施机制,经营管理常常显得力不从心。企业如能构建基于战略地图的预算框架,就能够克服现行预算管理的缺陷,有力地支持企业战略的实现,提高企业的管理控制能力,应对国际国内激烈的市场竞争。因此,基于战略地图的预算框架构建不仅从理论上来说具有可行性,而且从实践的角度来看,它也将具有良好的应用前景。

摘要：近年来,企业所面临的经营环境、管理理念和模式及组织结构都发生了巨大的变化,现行的预算管理已难以适应企业发展需要,变革与创新势在必行。把战略地图的思想融入预算管理,对预算框架进行重新构建,可以增强预算的适应性和有效性。

关键词：战略地图,平衡计分卡,预算框架

参考文献

[1]刘俊勇.化战略为预算——基于战略地图的预算编制[J].中国总会计师,2006,(6).

[2]汪家常,韩伟伟.战略预算管理问题研究[J].管理世界,2002,(2).

[3]吴文婕,陈菊花.我国预算管理理论和实践综述[J].价值工程,2007,(10).

[4]张宇蕊,陈纪瑜.绩效预算管理改革实践——一个国际比较的分析框架[J].山西财经大学学报,2008,(11).

[5]黎明,王秋红.基于平衡记分卡的预算框架构建探讨[J].中国农业会计,2006,(8).

[6]于增彪,袁光化,刘桂英,等.关于集团公司预算管理系统的框架研究[J].会计研究,2004,(8).

“地图与电子地图”阅读答案 第5篇

阅读下面两个文段，完成第17-19题。

文段一

①地图的起源，有人推测比文字还要早。在史前时代，古人就知道用符号来记载或说明自己生活的环境、走过的路线等。据学者考证，早在1万年前就出现了在地上用线划、简单符号表示地物的原始地图。现今保存最古老的地图是公元前27世纪苏美尔人绘制在陶片上的地图。

② 每一幅地图，都是利用点、线、面组成的符号来表示各种地理事物，对这些点、线、面组成的符号的解释，叫做图例;用来说明各种地理事物名称的文字以及以及表示山高、水深的数字，叫做注记。符号系统和注记构成了地图独有的语言。地图是运用地图语言来描述地理事物的，这比其他的语言文字更形象、更直观。

③传统意义上，地图是表示真实世界的平面图，它不仅是现实世界的.简单再现，而且更多地反映人们对自己的生活空间、对自然的认知水平，反映当时的政治经济、科技文化和思想意识等。可以这么说，地图能够折射出时代的影子。

17.文段一主要从三个方面介绍了与地图有关的信息，请用简要的语言概括。(每个信息不超过20字)(3分)

主要信息： ① ② ③

19.阅读下面的文字，判断它与文段一的哪个段落的内容联系紧密，并简要陈述理由。(4分)

古希腊人赫加斯特绘制了一幅世界地图，他把希腊作为世界的中心，周围是一片海洋和小块的陆地。在海岸边，画着一个手持路牌的巨人，路牌上写着：“到此止步，勿再前进。”在那时的人看来，大海是神秘莫测的。

文段二

①电子地图，也叫数字地图，它是通过使用专业的计算机技术，对地图信息以数字方式进行查阅和存储的一种地图。

② 传统地图，通常是通过符号的结构、大小、色彩等来显示地理信息。例如，它用线的形状、宽度、颜色等不同符号表示公路的等级及其他信息。电子地图是以数字的方式存储信息。同样表示公路信息，电子地图可以记录公路等级、名称、路面材料、起止点名称、路宽、长度、交通流量等大量信息。此外，电子地图中除了可以看到具体目标的地理位置，还可以知道餐饮、住宿、天气等其他的服务信息。同时，电子地图能将多幅地图进行拼接，可以在一定的限度内放大、缩小甚至旋转，并且提供了多种搜索功能。

19.根据文段二的内容，说说与传统纸质地图相比，电子地图的优势是什么。(4分)

参考答案：

17.要点：①历史悠久。②用地图语言直观地描述地理事物。③反映时代特点。(共3分。每个要点1分)

18.示例：赫加斯特绘制的这幅地图，把希腊作为世界的中心，地图上路牌的文字反映出人们对大海的认识，从中可以看出当时人们的认知水平和思想意识。这与第③段所说“地图能够折射出时代的影子”相符，所以与第③段内容联系密切。(共4分。判断1分，理由3分)

地图构建 第6篇

关键词：企业；学习地图

中图分类号：G724 文献标识码：A

国家在“十三五”规划纲要中明确指出要“牢固树立和贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念”，创新作为五大发展理念之首，被置于国家发展全局的核心位置。创新发展，核心在人才。近年来，国家推出“大众创业、万众创新”政策，目的就在于通过创业创新激发市场活力，推动经济社会发展。企业要实现健康快速发展，核心依然在人才，通过构建企业学习地图，可以有效提升企业人力资本，夯实人才发展根基，有助于破解企业发展难题，实现高水平发展。

一、学习地图的概念

学习地图是指以能力发展路径和职业规划为主轴而设计的一系列学习活动，是员工在企业内学习发展路径的直接体现。通过学习地图，员工可以找到从一名新员工进入公司，直至成为企业高管或资深专家的学习发展路径。

学习地图包括能力素质模型、学习资源库、内部讲师队伍以及学习管理系统。能力素质模型旨在解决不同岗位员工需要具备的那些素质能力；学习资源库旨在解决学习资源问题；内部讲师队伍旨在解决内部课程开发、讲授的问题；学习管理系统旨在解决从分析、计划、实施到评估、反馈全流程管理的问题。

在我国，大部分企业都比较重视提高员工素质，小型企业通过举办各类岗位培训，中型企业会建立覆盖主要业务类别的培训体系，大型企业则会进一步丰富完善培训系统做到全员覆盖，超大型企业则会通过建立企业大学等形式着力提升员工素质。各种类别的培训对于提升了员工能力素质、职业操守，增强团队协作能力、组织能力等各个方面发挥了重要作用，受到广泛好评。同时，也应该看到，与国际先进企业的培训系统对比，我国大部分企业在培训体系建设方面依然存在进一步提升的空间，比如：强化培训与实操之间的联系，丰富培训方式使其更为多样化，构建更为系统的培训体系及课程体系，提高内部讲师队伍专业化水平，开发适合中高级管理人才的培训模块，等等。

二、构建学习地图的意义

很多企业都存在一个共性问题：董事会制定了目标清晰、步骤得当、措施有力的战略规划，但却受限于人才队伍的素质能力与发展需求不相匹配，导致战略目标难以实现。学习地图的构建，核心就在于解决制约企业发展的人才瓶颈问题。从企业角度分析，构建学习地图有三个方面的重要意义：

（一）为自主培养人才奠定基础

随着经济社会的不断发展，社会分工越来越细化，企业的类别也越来越繁多，在很多领域，由于企业自身的独特定位，每一家企业核心岗位的人才都是“专才”，很难通过外部招聘，找到马上能为企业创造价值的员工，通常都需要一段时期的内部培训方能正式上岗。所以，很多企业都高度重视人才培养工作，将人才培养作为自身人力资源建设的重点。

学习地图作为员工学习发展路径的直接体现，可以为企业自主培养人才奠定坚实基础。具体来讲，传统的培训体系，难以根据员工的职业发展通道形成具体的学习路径，难以在员工岗位转换或升迁的时候给予相应的学习支持。而学习地图可以根据员工职业发展进行动态调整。从新员工到转正后成为普通员工，这个时期员工的学习与发展是单线条的，同时也是夯实任职基础的关键时期，需要加强其任职基础学习培训。当成为骨干员工之后，员工需要面临走技术路线或管理路线的抉择，学习地图在这里分叉，即进入“Y”型发展通道。学习地图为员工在不同职业生涯的发展提供不同的学习路径；当员工在技术路线与管理路线之间发生轮岗转换时，学习地图还可以提供不同岗位的轮岗包，着将有助于员工更迅速地适宜新的岗位角色，通过缩短适应期提高工作效率和工作质量。

（二）为多渠道培养人才提供指南

仅仅依靠传统的面授培训，很难实现全方位培养人才的目标，还应采取在线学习（或自学）、在岗辅导等多种形式加强人才培养力度，而以常态化的在岗辅导和自学尤为重要。从员工角度讲，学习地图解决了学习发展的导向问题，它可以清晰地告诉员工，在能力发展的每个阶段应该学习什么内容，努力的方向和目标是什么，晋级和轮岗应该具备什么样的能力。尤其对于刚进入企业的新员工，往往不辨方向，不识路途，借助学习地图，员工可以看到自己成功的终点以及通向成功的路途。

同时，学习地图还能充分体现企业发展战略导向，使学习提高不再盲目，而是紧紧围绕企业战略所层层分解下来的能力要求开展。围绕各专业序列的能力模型，开发各专业序列的培训课程体系，设定每一专业系列发展阶段所需要的技能培训和专业培训，使培训课程的针对性和体系化更强。通过对现有员工的能力开展评估，发现每名员工的能力优势和弱项，可以有针对性地制定能力培养发展计划，以各种培养手段提高个体乃至整个的素质能力。

（三）有助于提高培训管理及人才管理水平

加强培训工作的系统性、科学性是学习地图的重要任务。它可以为培训部门提供培训管理的统一视角，清晰地指出学习内容及先后次序，培训部门只需将这些内容与员工的现状进行对比，就能够得到相应的培训需求，从而建立系统、科学的培训规划。学习地图有效地整合大量学习资源，无论是传统的课程资源还是更新颖的行动学习、E-Learning等等，从培训部门的角度看，员工在各个阶段进行学习内容的选择，而培训部门可以根据年度培训资源的情况、培训经费的多少等具体条件，确定适合的学习方式，从而提供相应的学习活动。

人才管理是较培训管理更大的范畴，实现科学的人才管理有助于提高人力资源管理水平。广义的人才管理包括人才的规划、选拔、任用、考核、奖惩、流动等；狭义的人才管理包括考核、奖惩、流动。目的都是为了最大限度发挥员工才能，力求达到“人尽其才，才尽其用”。通过构建学习地图，可以系统梳理岗位分类、人才类别、培训模型等一系列与人才管理相关的基础性工作，再通过建立相应的评估机制、考核体系，为实现科学的人才管理提供基本依据。

三、构建学习地图的基本方法

根据学习主体的不同、覆盖范围的不同，学习地图可以分为三种类型：针对企业全员的整体型学习地图；针对企业关键人群的群体型的学习地图，如核心管理层、后备干部或新员工等；以及针对企业重点岗位、重点序列建立的重点岗位型学习地图，当企业中的培训资源、培训费用有限时能够有的放矢地投入。无论是何种类型的学习地图，绘制方法都包括岗位梳理、能力分析、内容设计以及体系建立四个步骤。四步骤的成果分别是岗位库及职业发展路径、能力地图或能力模型、学习内容及学习活动，最终统合为学习地图以及员工学习发展手册。

（一）划分业务类别，梳理岗位职责

根据企业总部、分公司、海外机构工作职责，以及下设各级部门工作职责，对员工岗位进行梳理，明晰岗位结构，描述岗位工作，根据业务类别及岗位特点划定不同岗位族，明晰每种岗位的职业发展路径。如果需要，可以对职能相近、编制人数较少以及职责较单一的处室进行合并，或取消部分工作职责相近的岗位。岗位梳理要与企业内控管理部门做好沟通衔接，做到划分一致，符合规程。业务类别及岗位族的划分，可以有效降低课程学习库的冗余重复以及学习地图规划的复杂度。

（二）分析岗位需求，构建能力模型

针对不同岗位进行相应的能力分析，从而构建出不同岗位的能力模型是绘制学习地图的关键。能力建模包括能力识别、能力分类以及能力分级三部分。能力识别主要是通过行为事件访谈、问卷调查以及访谈等形式对不同岗位的能力需要进行分析辨识。在能力识别的基础上，根据岗位所需专业技能以及素质要求，进行能力分类。为了具有更好的辨识度，还需要对不同层级的岗位进行能力分级。良好的能力模型应当具备四个特点：可衡量或可观察的、全面的、独立的并且具有清晰的描述。基于能力模型的学习地图使得企业员工的学习与发展不再盲目，而是紧紧围绕企业发展战略层层分解下来的能力要求展开。

（三）对照能力模型，设计学习内容

学习内容设计是学习地图建立的核心阶段，分为学习内容的获取、分类、分级三个步骤。学习内容获取是根据能力模型，搜寻与能力提升相关的学习内容包，包括传统面授学习内容、在线学习（或自学）内容，以及其他学习内容，如内部研讨、读书会等。在获取过程中，首先要分析能力描述信息，挖掘关键要点，确定受众对象。然后再检索已有学习资源，包括企业内部、合作伙伴以及市场供应等，若有成熟的学习内容，则可直接收集或购买；若无，则应考虑进行自主设计或开发；最后，再将收集、购买或自主设计开发的学习内容按照顺序组合，形成完整的学习模块。在设计学习内容时，还要根据不同类别、层级员工的需求差异，进行相应地分类、分级，形成适应不同岗位族的专业技能类学习内容或通用管理类学习内容等，比如面向管理层可提供一些抽象、深层次的理论阅读材料，而面对新入职员工则应更多地借助多媒体手段提升学习效果。

（四）对接发展战略，构建学习体系

构建学习体系时，将所有学习内容汇总，然后根据员工不同职业发展路径作区分。在初级员工层面，将学习内容分为新员工、普通员工以及骨干员工学习内容；在中、高级员工层面区分为管理路径和专业路径学习内容，并按照职业发展路径形成相应的晋级包，依据岗位核心工作要点形成轮岗包，由此梳理形成清晰完整的企业学习地图。学习发展手册是学习地图在员工层面应用的最佳方式。基于学习地图，学习发展手册通过更为直观化、生动化的形式和更丰富的阅读内容，将员工在企业中的学习路径娓娓道来，帮助员工不断明晰自己所处的位置和未来发展方向，不断激发员工的学习兴趣。在构建学习体系时，还应加强整体内容的统筹，强化学习内容对岗位提升的针对性，学习内容之间逻辑上的系统性，以及学习内容与员工职业发展通道的连续性。

将岗位能力、学习资源、和职业发展有机整合在一起的学习地图，对于企业学习发展以及培训管理工作而言，不仅可以在运营层面上进阶提升，更可以在战略层面上发挥卓越的功效。通过学习地图，可以将企业的战略地图转化为能力地图，再将能力地图转化为学习地图，从而把企业战略发展和员工能力提升紧密关联，从而有效驱动企业战略的实现。

四、几点建议

学习地图的构建及其应用是一项系统性工程，从重要性认识、基础建设、体系构建以及实际应用等方面都需要系统上下深刻认识、紧密配合。

（一）进一步加强对人才培养工作的重视

很多企业的内部培训体系建设才刚刚开始，也有的企业内部培训工作已经取得了较好的效果，并逐渐向体系化方向发展。但也应当看到，与国际国内先进企业的人才培养工作相比，体系还不够完善，内容还不够丰富，资源投入效费比还比较低等等。这就更加需要企业不断加大对人才培养工作的重视，尤其要进一步缩短新员工的适应期，增强骨干员工的业务能力，提高资深员工的领头能力，强化管理干部的统筹能力。把人才培养工作作为一项打基础、利长远的工作，不断抓紧、抓细、抓实。

（二）内外结合，构建契合企业自身特点的学习地图

构建一个适合企业自身特点的学习地图，不论是能力模型构建，还是学习内容获取，亦或是学习体系建设，都不是一件简单的事，其本身具有较强的系统性、规律性。可以考虑采取内外结合的方式，聘请专业机构负责分类梳理、模型构建、体系建设等相关工作，企业内部负责做好学习内容的开发，以及外部机构无力承担或基于保密因素不宜由外部机构参与的相关工作，并对外部机构开展的工作进行必要的纠偏。企业内部工作除了由人力资源部门负责牵头外，所有涉及分公司、各部门及其下设机构都应积极主动做好配合工作，尤其是对员工岗位职责进行系统梳理，构建员工职业发展通道，以及学习内容开发等方面工作，对加强各单位管理，以及自身人才培养都具有较好的增益作用。

（三）各层级要切实抓好学习地图的实际应用

学习地图本身只是推动企业人才发展的一项工具，工具本身并不能替代人的主观能动性，所以不论对企业，对下属单位，还是对个人，要实现人才培养目标，或者个人能力提升，需要有效抓好学习地图的实际应用。对企业而言，要将学习地图全面嵌入经营管理环节，尤其是员工培养、选拔、任用、考核、奖惩等人才管理的各个方面，有效提高人才管理的科学化水平，并将学习地图的应用与企业文化建设相结合，全面提高企业的创新能力和管理水平。对下属单位而言，要将学习地图的应用作为夯实单位及其下设机构履职基础的重要工具，并与学习型组织建设相结合，在内部读书会、学习研讨会等学习活动中加强应用。对个人而言，学习地图为个人能力提升，以及未来职业发展指明了方向，尤其对新入职员工、轮岗交流员工，以及晋级员工，要通过学习地图提供的基础知识包、轮岗包、晋级包，利用业余时间加强自我培训，以最短的时间适应新的工作岗位，以个人的努力付出助推企业实现新的更大发展。

参考文献

[1]江龙，李泽河，吴亚彬.基于学习地图的培训体系在电力企业的实操应用[J].人力资源管理，2015（10）.

[2]顾红玲.绘制员工学习地图，完善员工职业发展体系——当代员工发展思考[J].时代金融旬刊，2012（2X）.

地图构建 第7篇

“计算机科学导论”(以下简称“导论”)是计算机及相关专业新生进入专业学习的入门导引课程，目的在于使学生初步了解学科的特点和概貌，引导学生用正确的方法认识和学习专业知识，帮助其顺利完成学业。

分重要的是去的知识面广、专业术语繁“导论”教学需要对整个计算学科体系进行概述，涉及的知识面广、专业术语多、内容枯燥、深浅把握不易，学生学起来感觉难度较大，学习效果很难保证。良好的开端是成功的一半。“导论”的教学效果影响着后续课程的学习，值得关注。只有合理组织教学内容，正确把握教学深度和广度，采用灵活的教学方法和教学手段，才能充分发挥“导论”课程的重要作用。

当学生初涉一个专业领域的时候，是以接受性学习为主的，此时让学生首先明确该专业的知识结构十分重要。但是，目前“导论”课教学大多偏重于对学科各领域概念作初步的介绍，是专业核心课程的大杂烩，对于不具备基础知识的新生来说，很难真正理解和掌握，不仅起不到导学作用，而且会造成部分学生还没有起步就对计算机专业失去了学习的兴趣和信心[1]。因此，“导论”教学不能片面、孤立地介绍知识点，而应该站在一定的高度，“全景式”地展现学科的知识组织结构，使学生初步了解今后要学习的主要课程、课程之间的逻辑关系，以及各门课程的地位和作用，构建一个基本的知识框架，为后续专业课的学习奠定“全局指导局部”[2]的基础。

知识地图(Knowledge Map)是一种知识导航系统，它以可视化技术显示各种知识及其相互关系，帮助用户方便快捷地找到他们所需要的知识[3]。将学科的知识以知识地图的形式直观地表现出来，称为学科知识地图。学科知识地图对本学科的知识进行再组织、排列，使知识有序化、结构化和条理化。在“导论”教学过程中，如果能充分、合理地使用学科知识地图，将专业知识体系结构清晰地呈现给学生，使学生尽快地了解应该具备的基本知识和基本技能，明确今后将要学习的课程在整个学科中所处的地位、发挥的作用、各课程之间的关系，以及学习的先后顺序，能够帮助学生明确学习目标，激发学习兴趣，更好地规划学习生涯。

2. 学科知识地图的构建———以软件工程专业为例

知识地图的构建过程包括知识的识别与组织、知识分级、建立联系和展现知识地图几个步骤[4]。

2001年美国计算机协会(ACM)及美国电气和电子工程师学会(IEEE)发表了具有指导意义的计算学科本科教学参考计划(CC2001)，对计算学科的教育产生了很大的影响。在此基础上，根据我国的实际情况，2002年教育部公布了中国计算机本科教学参考计划(CCC2002)。经过几年的研究与改进，IEEE/ACM于2004年发表了新的计算学科教程(CC2004)，针对本科生的教育，提出了相应的知识领域、知识单元和知识点，并给出了相应的参考教学计划和课程设置。

CC2004将计算学科分为计算机科学(CS)、计算机工程(CE)、软件工程(SE)、信息系统(IS)、信息技术(IT)等专业领域，并预留了未来的新发展领域，各个专业知识领域既有交叉，也各有侧重[5]。软件工程(SE)侧重软件开发和交付的实际活动，IEEE/ACM软件工程学科组公布的软件工程教育知识体系(SEEK)、软件工程知识体系(SWEBOK)、教育部颁布的软件工程本科专业规范确定了软件工程专业人才培养目标、培养规格，以及教育内容和知识体系。

软件工程是从计算机科学分离出来的独立学科，以计算机科学和数学为基础，强调用工程化的方式开发软件，相关学科有数学、计算机科学、工程学、管理学等[6]，[7]。根据这个学科定位，软件工程专业的本科生应该具备的知识能力结构分为基本素质(BAS)，计算机软件基础(CSE)，软件工程与软件管理(SEM)，专业相关的数学、工程与职业基础(MEP)，软件系统与应用(SSA)，软件工具与产品(STP)六个子体系(如图1所示)[8]。

其中与专业相关的有五个子类，定义了相应的知识领域。(1) CSE定义了从事软件工作所应具备的软件专业基础知识，包括程序设计基础、数据结构与算法基础、计算机硬件基础、系统软件基础、数据库应用基础、网络通信基础和软件开发技术等知识领域。(2) SEM定义了软件工程与软件管理知识，包括软件模型与分析、软件设计、软件过程、软件质量和软件管理等知识领域。(3) MEP定义从事软件工作所应具备的数学、工程和职业知识，包括软件的数学基础、软件的工程基础、软件行业的职业素质、软件业的外国语能力等知识领域。(4) STP定义了从事软件工作所应掌握的当前主流软件工具与软件产品，包括分析工具、设计工具、开发工具、测试工具，等等。(5) SSA定义从事某一方面软件工作应具备的专业或领域应用知识，包括软件开发、软件测试、信息系统、网络与通信系统、嵌入式系统、数字娱乐与多媒体等方向的特定系统及应用。

知识领域进一步细分为知识单元(Unit)和知识点(Topic)。在认真研究学科知识体系的基础上，根据软件工程专业的特点以及学生的培养目标，对相应的知识单元和知识点进行整合和优化，形成不同的知识模块(课程)。一门课程中可以包含多个知识单元和知识点，也允许一个知识单元或知识点在不同的课程中有一定的重复性。整个课程体系的结构如图2所示。

知识模块中的知识点可以依据知识的发展和演化关系进行分层并建立联系，按照一般人的认知顺序来呈现。知识点之间的层次和连接关系体现了学习的先后顺序和依赖性，同一层次的知识点间的联系相对较弱，可以自行把握学习的时序性。

3. 结语

学科知识地图将本学科的知识单元进行提取和关联，并用直观的形式进行呈现，用以辅助导论课程教学，能够帮助学生尽快地建构基本的专业知识框架，了解专业课程之间的关系，对后续课程的学习起到很好的引导作用。但是，计算学科是一门涉及面广、应用性强、应用范围广的学科，技术发展迅猛，知识更新速度快，知识之间的逻辑关系脉络并不清晰，也没有成熟的经验可供参考。因此，对学科知识的再组织和整理是一项艰巨的工作，更需要随着技术的发展不断补充和更新。

参考文献

[1]衣扬, 常会友, 罗艳.基于计算机导论课程浅析中美计算机科学教育模式方法[J].现代教育技术, 2007, (7) :51-54.

[2]刘宁.《计算机导论》课教学探讨[J].考试周刊, 2008, (34) :164-165.

[3]司莉, 陈欢欢.国内外知识地图研究进展[J].图书馆杂志, 2008.27, (8) :13-17.

[4]刘鑫.智能型网站的知识地图的实现技术研究[D].吉林:长春工业大学, 2007.

[5]IEEE/ACM.Computing Curricula2004Overview Report[S], 2004.

[6]教育部.软件工程本科专业规范[S], 2004.

[7]IEEE/ACM, Guide to the Software Engineering Body of Knowledge[S], 2004.

地图构建 第8篇

同时定位与地图构建 (Simultaneous Localization and Mapping, SLAM) 问题是指把移动机器人放在未知环境中, 机器人依靠自身所带的传感器递增式地创建未知环境的连续地图, 同时利用所建立的地图刷新自身的位置[1]。在SLAM过程中, 机器人需要构建环境地图, 为的是精确定位, 而环境地图的构建又由机器人在每个时刻的位置决定。定位是为了确定移动机器人在其所处环境的全局坐标系中的坐标以及机器人本身的姿态, 即移动机器人在全局坐标系中的位姿。地图创建是为了得到移动机器人对其工作环境的一种描述, 所使用的地图模型依据其工作环境特点的不同而不同。近年来, SLAM问题为越来越多的专家学者所关注, 并根据工作环境不同划分为室内环境SLAM、室外环境SLAM、水下环境SLAM、航空环境SLAM等。

2 解决SLAM问题的关键性技术

2.1 不确定性信息的处理

移动机器人在运动过程和观测过程中都存在一定程度的不确定性, 如在运动过程中, 移动机器人本身受到的未知外力或机械性能造成的不确定性以及里程计误差所带来的不确定性将导致机器人的位姿估计出现偏差。在观测过程中, 传感器的测量误差所带来的不确定性以及数据关联的不确定性都将导致滤波发散, 位姿校正失败。机器人工作环境越复杂, 上述不确定性就会越大程度地影响SLAM的实现。

2.2 数据关联

数据关联是指移动机器人利用当前传感器的观测值对地图中已经存在的特征进行更新时, 必须明确指出某个观测值对应于哪个特征、或是一个新特征、或是一个噪声数据。在一个大循环环境中, 当机器人即将回到最初的位置, 即要闭环时, 机器人必须能够重新识别出己经观测过的物体。随着机器人的运动, 机器人的累计位姿误差会逐渐增大, 而且随着地图规模的扩大, 需要计算的数据量也会成指数增长, 这些都使得数据关联这一问题相当复杂。

2.3 环境建模

如前文所述, 移动机器人的工作环境是相当复杂且多样化的, 那么如何高效、准确的描述环境, 即环境建模, 就成了解决SLAM问题的另一个关键技术。

此外, 还有计算复杂度、多传感器的信息融合以及动态环境特征等问题, 都给SLAM的实现带来极大的挑战。

3 主要SLAM算法

如前文所述, SLAM的实现方法有很多, 其中基于扩展卡尔曼滤波的SLAM方法和基于粒子滤波的SLAM方法得到了最广泛的应用。

3.1 基于扩展卡尔曼滤波的SLAM方法 (EKF SLAM)

扩展卡尔曼滤波器是以卡尔曼滤波器为基础上发展起来的。扩展卡尔曼滤波算法 (EKF) 的运用使得非线性问题线性化, 其原理是在上一时刻的预测点将系统状态方程和观测方程进行Taylor展开, 并忽略所有非线性展开高阶项, 来实现对非线性方程的近似线性化。目前EKF已成为了最基本的SLAM问题解决方案。

3.2 基于粒子滤波的SLAM算法

基于粒子滤波器的定位方法也被称为Monte Carlo定位法[4], 以贝叶斯采样估计的序列重要性采样 (Sequential Importance Sampling, SIS) 为滤波思想。目前基于粒子滤波器的SLAM研究主要分为Fast SLAM算法及其改进算法研究。Fast SLAM又称RBPF SLAM (Rao-Blackwellised Particle Filter) , 与EKF-SLAM算法的不同在于, RBPF SLAM采用粒子集来表示机器人的位姿 (即机器人在全局坐标系中的坐标) , 而环境特征的估计依然利用EKF解析计算。RBPF SLAM算法的计算复杂度为o (N-n) , 其中N、n分别表示采样粒子的个数和环境特征的个数, 相对于EKF SLAM的计算复杂度o (n2) , RBPF SLAM的计算复杂度和环境特征个数呈线性关系, 因此RBPF SLAM又被称为Fast SLAM[5]。基于粒子滤波的SLAM算法优缺点:粒子滤波定位方法的优势主要体现在, 它可以同时保留多个机器人位姿估计, 相对于EKF SLAM算法的一种位姿估计, 粒子滤波定位方法的鲁棒性更强。此外, 粒子滤波能够处理多峰分布, 不受限于高斯分布, 内存耗用小, 定位精度高, 便于实现, 可以处理几乎任何复杂系统的参数估计和状态滤波问题。它的缺陷主要体现在粒子群的早熟问题, 随着粒子权值的更新, 重要性权值的分布会变的越来越倾斜, 使得粒子多样性不断下降, 少数粒子占去绝大部分权重, 在正确的位姿估计周围缺乏足够多的粒子, 使得滤波器不能收敛到正确的估计。此外, 粒子滤波的计算量较大, 尤其是当粒子数目要求较大时。

4 总结

本文对近年来移动机器人同时定位与地图创建的研究工作进行了总结和分析, 介绍了常用的地图创建方法及其不足, 描述了同时定位与地图创建的基本思想, 列举并指出了同时定位与地图创建所涉及到的关键性技术。

摘要：移动机器人同时定位与地图创建 (SLAM) 是实现未知环境下机器人自主导航的关键性技术, 具有广泛的应用前景, 也是目前机器人研究的热门课题之一。本文针对近年来关于移动机器人同时定位与地图创建的研究工作进行了总结和分析, 重点介绍了移动机器人SLAM的问题描述、关键性技术、SLAM方法的发展现状及存在的不足。

关键词：移动机器人,同时定位与地图构建

参考文献

[1]骆云祥.非线性滤波在移动机器人SLAM中的应用[D].[硕士学位论文].南京:南京理工大学自动化学院, 2009.

[2]周武, 赵春霞, 沈亚强, 等.基于全局观测地图模型的SLAM研究[J].机器人, 2010, 32 (5) :647-654.

地图构建 第9篇

2 | 现代法国巴黎遥感地图 (来源:光明网)

3 | 艺术家绘制巴黎地图 (来源:http://www.zcool.com.cn)

研究背景

随着城镇建设的快速推动, 当前适时提出人文城镇建设体现出对我国地区文化生态破碎化现状的重视与保护。因此, 在新一轮城镇化的经济发展浪潮中, 如何能将散落在原始田野间, 退隐在城市缝隙中那些曾经熠熠生辉的文明碎片进行梳理与复兴, 对我国人文城镇的建设, 地域文化生态安全的保护意义重大。本文将深度剖析“地图术”理论发展、内涵及操作结构, 并将其作为文化信息汲取和分析途径, 探讨景观文化内涵空间构建策略。

1追溯“地图术”原型“Mapping”

“地图术”一词由“Mapping”转译而来并于景观规划设计领域得到拓展, 因此回顾辨析信息社会背景影响下“Mapping”的内涵, 有助于理解其对设计领域问题解决途径的推动和意义。“Mapping”概念源自于测绘学 (surveying and mapping) , 表达制图、测图与绘图的概念。但其目前含义已不局限于传统地理学和地图学概念中的测绘技术, 在当前政治经济、科技文化全球化的环境下, 视觉影像因其空间、形式等方面的先进性展现了世界前所未有的联通性。近十几年来地图及地图绘制的意义不断受到设计界、艺术界以及文化界学者们重新审视。 ( 如图1-3)

“Mapping”从某种意义上说是在测量世界, 但又不仅仅是简单的测量, 其成功的绘制通常要求“天时、地利、人和”, 并反映世界之间的复杂文化联系。“Mapping”与地图 (map) 之间的差别在于, 后者是对于现实真实信息的描述与写照是一种客观的呈现, 而前者则是通过人们主观分析对信息进行系统化的梳理过程。其“绘制中的测度行为不仅局限于数学意义的测量, 更同时涉及到精神层面, 政治层面或道德层面”。[1]因此, 经“Mapping”所反映出来的世界可以是物质的也可以是非物质的, 可以是真实的亦可以是想象的, 可以是完整的存在也可以只是某一部分, 它由多重方式被感知, 被记忆, 被规划。“Mapping”充满创造性, 既从空间角度体现着知识, 又更深一步刺激着人们进一步认识这个世界。其概念的扩充不仅开拓了地图学和文化地理学的新视角, 也为依赖于地图信息而进行景观规划设计, 从原始的信息获取、信息分析、信息转换设计理念与途径进行文化变革提供了新的契机。

2当代景观文化复兴——“地图术”的诞生

面对“当代景观发展多年来在文化层面上的缺失与边缘化, 以及重新审视景观真正的本质, 重新思考景观在意识形态和创造实体两方面到底是什么或者能够成为什么”[2], 詹姆斯·康纳 (James Corner) 敏锐的观察到了“Mapping”对当代景观文化复兴作为一场文化运动的重要性。康纳认为“Mapping”的内涵“不仅仅指某一既定地点的地形之物理属性 (地形、河流、道路、建筑物) , 还包括隐藏不见的但却支律正常运转的诸多力量。这些力量包含大自然的演化过程, 如风、阳光, 历史·件和地方故事, 经济和立法机构, 甚至政治利益、调节机制和组织结构”。[3]在景观规划设计的语境中, 康纳的“Mapping”发展为“地图术”[4], 其主要目的在于为景观项目创造场域。作为一种通过对人们生活现实环境中各类信息的搜集、描述与分析从而对潜在未被认知的价值进行发掘的有效工具, “地图术”对现有环境中物质性与思维性的双重突破从而使隐性的结构逐渐显现。由于人文历史信息在地理空间中的隐性、弱相关等特质, 使得景观规划生态设计技术手段大大提升的同时亦不时呈现出自然因素与人文因素二分法的局限性。源自于“Mapping”的“地图术”在景观规划设计的视域中实际上所要探讨的本质是自然地理空间中的人文行为以及为什么会选择如此行为的背后的逻辑与思考。地理信息系统技术 (GIS) 、三维景观可视化技术 (3D GIS) 等科学工具的飞速发展为景观自然信息分析提供了强大的操作平台, 而回归“地图术”关注于追踪物质性与非物质性要素在空间中的再发现和预测的初衷, “地图术”的力量在城市, 建筑及景观规划设计等各方面对文化信息的传达具有重要的潜在价值。

4-1, 4-2 | 彼得·艾森曼, 维也纳纪念园方案设计不同时期主题的基地历史地图叠加生成景观文化场域 .1996 (来源:彼得·埃森曼著; 陈欣欣, 何捷译. 图解日志[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2004 )

4-1, 4-2 | 彼得·艾森曼, 维也纳纪念园方案设计不同时期主题的基地历史地图叠加生成景观文化场域 .1996 (来源:彼得·埃森曼著; 陈欣欣, 何捷译. 图解日志[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2004 )

3景观文化内涵的“地图术”空间再造

“Mapping”富有创造性的揭示、演绎和重组过程, 使詹姆斯·康纳 (James Corner) 在将其引入城市设计和景观规划设计中的应用时, 进一步挖掘其在当代时间体验和理解的语境下对空间组织安排铺陈的重要生成能力, 并重点将其作为文化干预的积极力量进行阐述。康纳认为“地图术”实践是一项积极的综合事业 (enterprise) , 一个能够揭示与实现潜能的项目, 并将“地图术”操作结构具体分解为场域 (field) 、提取物 (extracts) 、标绘 (plottings) 。遵循这种操作结构所形成的三种基本活动, 我们试探讨景观文化信息的汲取与分析途径。

首先, 创建文化场域, 设置规则和设立体系。该过程源自于范围和边框选取在地理和地形图绘制中同时应用, 通过经纬线将地球三维曲折的地表转化为二维图形。针对景观文化内涵的挖掘则意味着首先要建立景观项目的文化场域, 这一步骤将辨明文化方位, 厘清文化坐标, 构建文化框架等, 决定着在不同尺度空间哪种文化观察如何被进行和展示, 以及如何组织被发掘的文化元素。文化场域可以根据句法代码的诠释来进行比例缩放或坐标翻转, 文化场域中抽象的文化图示系统无论最终是否在地图上体现出来都联系着含义象征与绘制目标, 都包含、分配及调和着所代表文化的内部特征。文化场域复合多种内聚性元素的多重图层叠加, 在不同的文化图层有着不同的解读规则与秩序。 ( 如图4-1, 4-2)

其次, 提取各个文化信息元素和数据。景观文化元素的提取在这里将跳脱出传统意义上物质文化形态, 还将包含文化信息数据, 如文化信息数量、文化踪迹、文化传播速度、文化影响力、文化集体记忆等方面, 从而被解析、研究与文化场域内其他因素形成网络化联系。当前西方信息可视化和图示化的发展成果将为本步骤提供强大的支撑。不同的文化场域设置决定着文化提取要素安排的差异, 引发多种不同模式组合的可能性。事实上, 所有的场域都有其主题, 关于主题信息元素的保留亦或移除的筛选在“地图术”及其代表性方面都意味深远, 而对于文化元素选择标准所蕴含的文化、历史知识联系应同样给予着高度重视。如叙事性文化场域信息元素提取。 ( 如图5, 6)

(来源:Daniel Ronsenberg and Anthony Grafton.Cartographies of Time. [M].Princeton Architectural Press.2010)

最后, 信息标绘、建立文化新联系。视觉化及图形交汇资源都在地图绘制中交融, 几何学 (投影、测量范围) 以及图形图像 (传统符号, 颜色编码) 同数字、文字结合起来完成信息编码。在景观文化内涵诠释中, 文化信息绘制的行为将摆脱简单意义的现状罗列, 积极的去追踪文化痕迹。上述步骤中提取的不同形态和结论的文化信息数据将以不同目的和标准, 确立相互之间的联系并形成完整的线索, 在分散的信息基础上构建新的图示方式, 建立新的文化关联, 发现创造文化之于当前以及未来环境发展的意义。个性化的城市生活文化心智漫游地图, 以揭示隐藏的生活轨迹与空间意象等。 ( 如图7-1, 7-2)

经过上述三个阶段, 在集聚、解构和重构的过程里, “地图术”方法将使得文化信息在现状环境中被寻找、发现, 并层层剖析复杂的隐含的各种文化力量, 文化场域中的各种文化提取物之间潜在的、隐形的关系链接最终得以揭示, 文化信息在景观空间中被重新创造

6 | WEST8事务所《燃烧的边界》荷兰鹿特丹市纪念二战期间鹿特丹遭德国轰炸, 在历史事件发生地图边界安装纪念性地灯.2010 . (来源:http://www.west8.nl)

7-1 | 《一个巴黎人一年的行为轨迹》与 7-2 | Guy Debo自绘《Guide of Paris》Psychogeographic真实巴黎地图上人行为被动而不自由的活动路线与以人的情绪为依据可任意“漂流” 的概念地图对比来源: (http://www.ekac.org)

7-1 | 《一个巴黎人一年的行为轨迹》与 7-2 | Guy Debo自绘《Guide of Paris》Psychogeographic真实巴黎地图上人行为被动而不自由的活动路线与以人的情绪为依据可任意“漂流” 的概念地图对比来源: (http://www.ekac.org)

结语

“Mapping”本身被认为是历史悠久的国家才拥有的实践活动, 是一种文化素养也是文明的标志, 其认知基础与文化历史认识不可分割。面对当今科学技术的快速更新和更为复杂的城市问题, “地图术”在当代景观规划设计领域内涵的更新升级成为时代发展的必然结果。康纳的“地图术”理念使城市设计和景观规划项目不仅只关注城市物质功能难题, 更重要的是对景观文化层面所显现重重危机的创造性解决。本文探讨了基于“地图术”的景观文化内涵空间构建策略体系, 通过创建文化场域、抽取文化信息、再建文化新联三个操作结构, 对不同时空维度交织的文化信息进行分析, 深度发掘地域文化特质并将其隐含的文化线索在地理空间中予以揭示, 对当代景观文化内涵传达的新途径提供了有价值的参考。

参考文献

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[2]詹姆士·科纳.论当代景观建筑学的复兴[M].吴琨, 韩晓晔, 译.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

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地图构建 第10篇

1 移动机器人SLAM融合北斗系统

如图1所示, 整个系统主要由里程计, 激光测距仪, 北斗模块组成。首先由激光测距仪扫描环境信息, 同时由里程计确定移动机器人位置, 用扩展卡尔曼滤波器融合传感器信息, 通过移动机器人的行驶, 增量式的生成由点和线段组成的特征地图。北斗模块采集移动机器人位置信息, 提取经纬度, 再将北斗经纬度坐标转化为地图直角坐标系下坐标, 关联到地图坐标系上, 根据初始点和目标点坐标关系, 采用设计的导航算法, 指导移动机器人行驶, 实现导航目的。

2 同时定位和地图构建

同时定位和地图构建问题是机器人从一个具有给定不确定性的位置开始运动, 逐渐获得相对其位置的环境特征测量值, 并用这些测量值增量地创建和保持导航地图以及在这个地图中定位[3]。

2.1 里程计定位原理

里程计 (odometer) 因其价格低廉、采样速率高、短距离内能够提供精确的定位精度, 成为移动机器人最常用的定位工具。它的工作原理是通过光电编码器来检测车轮在一定时间内转过的弧度, 进而推算机器人相对位姿的变化。设车轮半径为r, 光电码盘精度P, t时间内光码盘输出的脉冲数为N, 则该车轮移动距离为S。

根据t时间内左右两轮光电编码器输出的脉冲数, 就可以得到其左右两轮的运动变化量SL, SR, 左右两轮的间距为b, 移动机器人位置用 (X, Y) , 姿态角为θ, 移动机器人姿位从t时刻 (Xt, Yt, θt) 运动到t+1 (Xt+1, Yt+1, θt+1) 时刻, 移动距离变量为Δs, 其位姿转过角度变化为Δθ。

而可以根据位置变化的横坐标, 纵坐标以及角度的变化量, 进行累加, 即可以得到移动机器人在坐标系中的位置坐标, 从而实现定位。

2.2 基于激光测距仪的环境特征表示原理

在SLAM的研究中, 移动机器人常使用测量数据具有较低不确定性的激光测距仪对于环境特征的提取, 激光测距仪所获取的数据是对环境信息的二维描述[4]。激光测距仪工作原理和声纳相似主动射出脉冲红外激光束, 碰到物体反射后, 由接收器接受反射回来的激光束, 再通过计算时间的间隔来计算出目标距离[5]。激光测距仪所得到的数据都是点集, 并没有直接的地图, 在经过滤波除去杂点后进行特征提取, 才可以用来构建移动机器人的环境地图。本文将直线段和点作为环境特征的表示, 点的特征不需要加工, 线段的提取需要采用聚类法[6], 它是由它由Arras和Siegwart提出, 该方法因以给测量点赋不同权值为数据处理手段而更具有精确性。

假设激光测距仪采集的N个数据点Pi= (ρi, θi) (在极坐标系下) , 则直角坐标系下Pi= (x, y) , x=ρicosθi, y=ρisinθi, 全部测量点在一条线段的条件应满足

式 (4) 中 (r, α) 是极坐标下线段特征的坐标表示, 由于测量误差的存在, 式 (4) 并不成立, 即测量点并不全在直线上。此时测量点与线段之间的误差值可用二者之间的正交线段长度di表示

用权值μ来表示测量点在整个分析过程中所占的重要程度比例。由于在实际环境中传感器采集的距离数据存在不确定性, 所以进行测量点与线段之间的拟合程度, 可用加权后的误差之和来表示

然后对S求关于α和r的一阶偏导为0, 使S趋向最小化。所以可以得到特征线段 (r, α) 的表达式如下

接下来需要将聚类法的多条线段拟合成一条线, 这样才可以构建环境地图。最小二乘法是线段拟合最方便的算法, 用拟合出来的线段表示移动机器人所处环境。

移动机器人在一个包含许多环境特征的环境中, 从一个未知的位置开始, 一边行走, 一边观测环境信息。里程计用于记录机器人的运动信息, 并基于运动信息, 推算机器人下一时刻的位置信息。激光器用于对环境信息进行扫描观测, 提取环境特征, 并拟合成线段, 最终实现构建成增量式地图。

3 特征地图融合北斗导航

在研究移动机器人室外导航问题时, 大多数是采用的方法是用GPS加内置地图来实现导航, 这种方式需要事先配置地图。对于小范围内机器人导航和搜索, 如果采用配置地图, 开发成本高, 效率低, 周围环境无法正确实时的表示。而采用激光和里程计结合构建的地图, 可以从二维角度直观快速有效的表示环境特征以及一些细节, 从而摆脱对匹配地图的依赖。而在实时构建的地图上融合北斗导航坐标, 不仅可以提高移动机器人室外导航的能力, 而且一定程度上可以提高导航精度, 同时采用北斗系统, 也是减少对GPS的依赖。

3.1 坐标变换

首先读取北斗卫星数据, 采用高斯投影将经纬度坐标转换到直角坐标系的坐标[7], 然后将直角坐标系下的坐标转化为以移动机器人初始位置为原点的坐标系下的坐标值, 实现北斗定位数据与以构建的二维地图信息融合。所谓高斯投影正算, 就是已知椭球面上某点的经纬坐标 (B, L) , 求该点在高斯投影平面上的直角坐标 (x, y) 。常用公式如下:

式中, X为轴子午线上大地纬度等于B的某点至赤道的子午线弧长, l=L-L0, L0为轴子午线经度, t=tan B, η2=e'2cos2B, e'2为椭球的第二偏心率。X、N都是可以通过计算得到, 其余参数可以查表得到。北斗系统椭圆参数参照WGS-84标准。

SLAM制成的地图, 同样以移动机器人坐标都是按照实际环境的长度和宽度来表示的, 但是在显示地图时, 按照实际长度和显示长度比例为1∶1 000来显示, 以m或mm为单位。假设初始点的经纬度坐标为 (B, L) , 然后将得到的 (x, y) 坐标转化到以移动机器人为原点的直角坐标系下的坐标, 则在本地地图直角坐标系下为 (0, 0) 。目标点经纬度坐标为 (B1, L1) , 根据坐标转换公式得到 (x1, y1) 。由于都是先将经纬度变换到高斯直角坐标系下, 所以只要将初始点的横坐标和纵坐标跟目标点的坐标值进行比较, 就可以得到两点之间的坐标的数值变化, 假设x1-x=a, y1-y=b, 则目标点在本地直角坐标系下 (a, b) 。将 (a, b) 按照1∶1 000的比例将经纬度坐标关联到已经生成的二维地图中。然后根据导航策略, 按照位置坐标来控制移动机器人运动距离。

3.2 导航算法

有了定位坐标, 如何实现导航, 自主导航需要的两个辅助能力就是:路径规划和避障。移动机器人路径规划时, 往往要求根据某一准则 (如行走路线总长度最短、能量消耗最少等) , 在工作空间中沿一条最优 (或次优) 的路径行走[8], 解决的是该如何到达的问题。避障则是意味着避免碰撞, 安全的按照路径规划轨迹行驶, 解决的是移动机器人反应障碍物的问题[9]。路径规划方法主要有可视图法, 自由空间法, 栅格法, 拓扑法, 遗传算法, 模糊逻辑算法, 神经网络算法等。而本文采用自己设定的三角形构造路径规划规则, 先确定初始点和目标点的位置, 设定移动机器人先行驶至目标点X轴坐标的位置, 然后再行驶Y轴坐标的位置, 虽然该方法不是获得最短路径, 但是对于研究导航, 具有直观性, 且该法容易实现, 而且不需要跟随环境变化而改变路径规划规则。

避障方法[9], 一般有Bug算法, 向量场直方图, 气泡带技术, 动态窗口方法[10], Schlegel避障方法, 自主系统实验室 (autonomous system lab, ASL) 方法。本文采用动态窗口算法来规避障碍物。图2为路径规划示意图。只要根据北斗坐标确定初始点和目标点的位置, 根据坐标见X、Y的关系, 通过避障算法, 最终到达目的地。

4 实验结果和分析

4.1 实验平台和环境

利用Pioneer3-AT机器人作为实验平台, 激光测距仪使用Sick LMS200, 里程计, 北斗模块使用BD-228模块。实验环境为南京信息工程大学中苑学科3号楼楼顶, 楼顶区域的四个角的经纬度坐标分别为西北角 (32°12.305 0'N, 118°42.341 7'E) 西南角 (32°12.290 5'N, 118°42.339 0'E) , 东北角 (32°12.300 3'N, 118°42.362 6'E) , 东南角 (32°12.286 0'N, 118°42.359 3'E) , 实际面积为7 m×21 m。

4.2 SLAM实验

如图3移动机器人环绕区域行驶一周形成的特征地图, 图4为移动机器人循环场地几次后生成的特征地图。图中圆点为移动机器人, 曲线为移动机器人漫游轨迹。显然, 多次循环后生产的特征地图提取的环境信息明显多余行驶一周的信息。图4的线段特征比图3的线段特征明显。实验能够证明:基于激光的同时定位和地图构建能够良好的表现环境的二维特征, 对于移动机器人的导航能够起到良好的环境模型作用。

4.3 地图融合北斗导航实验

为了提高导航精度, 移动机器人在初始位置停止几分钟后开始导航, 从初始点经纬度 (32°12.305 0'N, 118°42.341 7'E) , 到目标点经纬度 (32°12.296 0'N, 118°42.350 1'E) , 经过坐标变换两者之间的横坐标和纵坐标的差值为4.678 m和7.312 m。然后在地图上植入经纬度坐标, 按照设定的路径规划规则, 先走x坐标的差值, 再走y坐标的差值, 在行驶X轴坐标的过程中, 出现障碍物, 采用动态网格搜索避障算法进行避障, 最终到达目的地。图5即为地图融合北斗导航路径规划过程图。图中原点为移动机器人, 2为目标点。在原来SLAM实验生成的地图上融合北斗卫星经纬度坐标, 更加直观的显示移动机器人的位置, 利用坐标间的位置关系, 根据导航算法实现移动机器人在地图上自主的行驶, 最终到达目的地。

5 结论

以Pioneer3-AT移动机器人为开发平台, 利用激光和里程计等传感器收集环境信息, 经过信息融合, 实现移动机器人同时定位和地图构建。为了增加该机器人导航能力和提高导航精度, 在地图的基础上融入北斗卫星导航坐标, 并将导航程序移植到移动机器人平台, 实现移动机器人自主导航功能。该研究对于室外和室内机器人导航研究都具有一定的借鉴作用。而日后研究将致力于如何将地图构建和定位以及北斗导航进行功能互补, 实现真正的互补导航。

参考文献

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地图构建 第11篇

关键词：知识地图；微课程；在线学习评估；可视化

中国分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）06-0023-03

一、引言

随着互联网信息技术的发展和智能移动终端的普及，微课、MOOC、SPOC等新型网络教学模式极大地改变了我们传统的教学模式，其中，微课以其短小精悍、适合碎片化学习等特点受到越来越多的关注。众多不同行业的学者给出了各自关于微课的定义[1]，本文中采用苏州市电教馆原馆长金陵关于微课程的定义：微课程是将原课程按照学生学习规律，分解成为一系列具有目标、任务、方法、资源、作业、互动与反思等在内的微型课程体系。

对目前在线学习平台上的微课程进行研究，发现大多数微课程只是单个或多个零碎知识点的视频及其组合资源的堆积，课程知识点缺乏结构性组织，整个教学过程缺乏可视化数据来指导学习者的“学”和教师的“教”。在这种模式下，学习者的学习行为缺乏引导，不利于知识的重构和应用；教师缺乏可视化的数据为个性化学习指导和进一步的决策提供参考，而知识地图正好弥补了以上缺点，为可视化学习和个性化学习提供了一种有效的途径。

二、 知识地图简介

英国情报学家布鲁克斯基于情报学理论首次提出知识地图（Knowledge Map）的概念[2]。许多专家学者从不同的角度对知识地图进行了分类和定义，本文中的知识地图参考了文献[3]的描述：知识地图是一种以可视化方式展现的显性化、结构化的知识关系网络，具有知识管理、学习导航和学习评估等功能。有研究表明，在学习文本材料时，使用知识地图在客观认知和主观情感方面都优于传统的学习方式[4]；Shaw研究在e-learning的学习方式下获取知识和技能以完成特定的ADO.NET程序，通过两组实验结果对比发现：基于知识地图的实验组在学习分数、学习满意度和计算机自我效能方面都胜过基于浏览器方式学习的实验组[5]。

目前，在在线学习领域，知识地图的研究已由探讨性的方法研究转向实际构建技术。可汗学院基于Google地图的接口对其练习题系统进行优化，生成了二维知识地图。学生的答题数、正确数、错误数、连续正确数以及答题总时长都记录在单元格中，教师能够直观地了解到学生遇到的困难，从而进行个性化的辅导。

三、 基于知识地图的微课程学习体系构建

1.学科知识地图构建

ODonnell（1994） 指出垂直的知识地图能更好的提升学习成绩[6]。鉴于目前国内微课平台开设的课程基本是针对中小学的，本文以初中物理新人教版八年级课本为例，尝试给出构建基于垂直方向知识地图的微课程学习体系的思路。

知识地图的构建有三步构建法、四步构建法、五步构建法等多种方法，其中最关键的几个环节：知识点的确定、知识点之间关系的建立、知识地图的可视化设计以及知识地图的动态更新[7]。构建微课程的知识地图时应遵循如下几个原则：（1）充分考虑学习者的需求；（2）体现“微”特征：从微课程的本质出发，以“微”角度来进行总体分析和设计；（3）个性化：根据学习者的知识背景、学习风格及学习过程数据，构建基于学习者的个性化学习地图；（4）动态性、可扩展性：能够实时更新学习者学习进度、掌握情况等可视化数据，方便教师根据学习者的反馈数据进行课程内容的优化与调整。

知识点需要该知识领域内的专家团队协助该课程的授课教师一起对本课程进行研究后提取出来，可参考教材的章、节、知识点进行概念抽取，同时全面把握各个知识点在整个课程体系中的定位以及各知识点之间的关系，因此，先要建立整个学科的知识地图。如图1为初中物理学科体系知识地图示例，包含如下几个基本要素：

（1）知识点的结构化展示。根据学科、教材、章、节、聚合知识点、基本知识点的形式展现整个学科领域知识点全貌。点击某个知识点左上角的 + 可展开该知识点。同时，通过类似Google地图的分层展示方式，实现对知识点的局部放大与缩小以及知识点的拖动。

（2）知识点属性的描述。知识地图中应能显示知识点的具体信息，例如学习者鼠标停留在某个知识点上时，显示该知识点的相关属性（名称、描述、重要度、学习目标、关键字、主要内容等）。可根据关键字进行全局知识点的搜索和定位。知识点的重要度可通过节点的边框颜色来区分。

（3）知识点之间的内在联系。根据知识点之间的联系，提取出四种关系：包含、类型、前驱、关联。例如学习“速度”知识点时最好先了解其前驱知识点“长度和时间的测量”，“运动”和“速度”这两个关联的知识点最好参照学习。跨章节的知识点之间也可能存在一定的联系。通过知识点之间关系的构建和展示，指导学习者有选择性地进行知识点的学习，更好的梳理学习路径，减少学习过程中的迷茫与焦虑。

（4）知识点相关的资源素材。知识地图上还应提供学习资源的链接，方便学习者快速进入知识点的学习。点击知识点下方的 ，可以进入视频的学习，视频时间按照微课设计原则控制在8-10分钟以内。点击 和 ，可分别进入知识点的讨论和测验。教师可根据实际教学需要，将其它形式的学习活动嵌入到知识点的学习环节中。

2.学习过程数据的挖掘

课程知识包括显性课程资源（视频、学习素材、题库等）与隐性课程信息（学习者学习动机、学习策略、学习经验等），知识地图不仅可以用于显性知识的管理，还可用于隐性知识的管理。学习者的学习进度数据，可以通过分析挖掘学习者学习过程中产生的数据，例如登录次数、学习时间积累、作业测验的完成情况等得出，其计算规则由教师确定，例如对于叶子节点（即基本知识点），学习进度100% = 完成视频的学习+参与讨论的有效次数不少于3次+完成作业+完成测验；对于聚合知识点，根据该知识点及其各子节点的学习完成情况确定。学习者可查看知识点学习详情，根据提示继续未完成的学习。

对于教师，需要了解每个学习者在各个知识点的学习状态，以便对班级所有学习者的学习情况进行整体分析与评估。教师知识地图与学习者知识地图类似，这里的进度是本班所有学习者完成该知识点的学习情况。如图2所示，教师可以查看某个知识点上的具体学习进度数据。通过该表，教师可以发现学习进度较慢的学习者，有针对性的采取相应措施如学习督促、单独辅导等。

除了上述学习进度相关数据外，通过跟踪挖掘学习者的其它学习行为可以获得一些潜在的信息，例如可参考陈方华等[8]在其文章中提到的Sheard等开发的ViSION可视化学习工具，对web日志中导航行为记录进行分析，生成学习者基于整个课程的知识点学习轨迹。根据学习者的个性化学习特征，结合知识点学习轨迹以及知识点之间的内在联系，实现学习资源、自适应学习路径的精确推送。

3.学习结果评价体系

在微课程学习中，学习者在学习时间、知识点学习顺序的选择、学习资源的利用方式等方面存在很大的自由空间，在这种不同于传统课堂的学习方式下，学习者往往不清楚自己对于知识的掌握情况。目前，大多数在线学习平台通过测验来了解学习者的学习效果，这种方式的缺点一是评价主体单一，往往仅限于教师；二是评价结果不能精确到知识点。在基于知识地图的微课程学习体系中，借助已建立的知识地图框架，可以建立基于知识点的多元化评价系统。

首先，评价主体应当包括学习者自身、同伴、授课教师团队；其次，评价内容也应是多元化的，除了传统的包括作业、测验得分等在内的学习成绩评价模块外，还应包括其它维度的评价模块，例如学习态度评价模块：包括学习者登录系统次数、知识点累计学习时间等评价项；学习活动评价模块：包括学习内容完成情况、参与讨论交流的情况、提问以及主动答疑情况等评价项；学习贡献评价模块：学习者对学习内容的反馈建议、学习资源的分享与传播等评价项。评价项数据的来源是多层次的，包括来自学习系统采集的数据以及同伴、学习者自身、教师等多角度的主动或被动反馈的信息。

教师选定评价模块，制定各模块的评价规则，构成知识点及整个课程的评价体系。可以借鉴万海鹏等[9]提出的知识点掌握状态计算公式来构建学习评价体系。学习者在知识地图上的每个知识点的学习得分为与该知识点关联的各个评价模块的得分总和，而每个评价模块的得分为该模块各评价项的得分之和。具体的计算公式如下：

Score（Ki）=（Score（Mj）*Mwj）（1）

Score（Mi）=（Score（Ik）*Mwk）（2）

其中，Score（Mj）为学习者在基本知识点Ki上的评价模块Mj上的得分，Mωj为该评价模块的权重；Score（Ik）为学习者在评价模块Mj上的评价项目Ik上的得分，Iωk为该评价项目的权重。用上述公式计算出各单个知识点的得分后，对于学习者在聚合知识点上的学习得分，用其本身及其子节点的加权得分之和来计算，其计算公式类似公式（1）。

学习者的学习评价结果需要直观地展示在知识地图上，将学习者对于知识点的掌握水平根据上述计算的分数进行分类，比如分成三类：较好（分数大于80分）、一般（成绩介于60-80分之间）、较差（成绩低于60分），然后以三种不同的颜色来填充学习者知识地图上对应的节点，以便学习者及时了解学习过程中的薄弱环节。同时，将学习者在某个知识点上的掌握情况数据进行汇总后以饼图或柱形图等方式展现在教师知识地图上，方便教师反思教学设计。

四、结语

知识地图能够实现隐性认知结构的显性化表征、显性知识的结构化及可视化表示，基于知识地图将微课程学习中的用户模型、学习过程数据及学习结果可视化，可以帮助学习者梳理知识点之间的关系，有效实现认知结构的重构。同时，教师对学习者的学习情况把握有了具体、细节的可视化数据支撑，有利于其做出客观、全面的评价。如何基于知识地图构建协作性可视化学习环境，促使学习者、教师共同参与知识的构建，充分发挥学习者在学习中的主体地位，挖掘学习过程中产生的隐性数据并结合可视化工具进行展示，以更加有效的方式促进知识的记忆、理解、重组、建构、应用和创新，仍是值得研究的课题。

参考文献：

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地图构建 第12篇

充分发挥图表的作用是地理教学成功之母,近年来,现代化教学媒体设备班班通已经实现,多媒体技术进入地理课堂,并形成地理教学资源库,教材文字内容可由各种“图”来表述,强调“图”的作用,能在教学的各个环节运用地图和地理图表,图文结合,以图导学,引发学生的地理知识联想,开拓思路,启发思维,发展学生智能和地图素养。

一、巧用乡土地图,培养学生地图知识素养

教师要大胆创新,综合应用多种教学方式,紧扣“当时”“当地”学生身边的“乡土”地图素材,增强地理图表教学的灵活性和艺术性,增加学生接触地理图像的机会,让学生参与到学习过程中来,激发学生学习地图的兴趣和参与意识。例如学习地图三要素:方向、比例尺和图例,我把福建省连城县第一中学(以下简称“连城一中”)校园平面图、城区图、连城县政区图三幅充满乡土气息的地图分别印发给学生,学生第一次看到标有自己宿舍、教室、食堂、乡镇、村庄的地图,亲切而兴奋,量算着、交流着:我家在连城一中的哪个方向?距离连城一中多远?哪一幅地图更详细一点?哪一幅地图比例尺更大?设计怎样的图例和注记会让连城一中和家乡地图更合理、更美观?通过这些训练,使学生在轻松愉快的氛围中掌握地图知识。

二、关注生活地图,培养学生地图情感素养

人民币和邮票上的风景民俗图片、售楼部的房屋平面图和立体模型图、电视中的气象云图、公交车站的城市路线图、酒店里的旅游导图……生活需要地图,生活离不开地图,地图给生活带来了许多方便,当我们需要做出重要决策时,如:去哪里上大学、找工作、买房、购物等,就需要应用地图技能。地理教师要善于引导学生关注生活、观察身边的地理图片,感受地理地图与生活的密切相关。常用地图,丰富知识,开阔视野,陶冶情操,进而爱乡、爱国、爱地球。

生活地图还包括校门口、校园内、走廊边、教室墙壁等张贴的中国地图和世界地图,地理教室应设置以下各类教学挂图或多媒体图片(见表1),多角度、多维度创设地图学习氛围,拓展地图学习空间,让学生对地图司空见惯,潜移默化。

尽量让每一课堂都分一部分时间给学生,如课前5~10分钟,让一个同学介绍一幅生活地图,可以是人民币背后的风景图片,可以是旅游生活照片,也可以是报纸杂志图片,还可以是电影电视截图,要求不能重复,让学生在讲台上向全班同学讲解自己精选的地图出处、背景、蕴含的地理知识,并适当进行板图,关注学生究竟看到了什么、思考了什么、存在什么困难、需要什么帮助,真正体现课堂中学生的主体地位。有的同学把暑假旅游照片展示出来,有的同学把几套人民币背后的风景图片罗列下来,让大家耳目一新(见表2)。

一学年下来,每个同学都有锻炼,一点一滴实践中爱看地图、习惯地图,在实践中开发学生的地理思维视野和地理技能,提高地图情感素养。

三、考试无图不题,培养学生地图能力素养

在高考复习中,应以读图能力的提高为突破点,以地理图像的应用为线索,以主干知识和地理热点知识与各种图像的结合为复习策略,加强解读和获取地图信息能力,灵活调动和运用所学知识,探究、解决现实地理问题,在地理的练习设计中加大图表学习的比重,尽量做到“无图不题”。这样,学生能否取得优秀的地理成绩,就看学生能否学会阅读地图,用好地图,能够从地图中获取多少相关的地理信息。学生就会在平时多留心地图、转变传统的“重文轻图”的学习观念,在潜移默化中培养了自己的地图素养。

学生、地图、地理问题是地理教学的主旋律,提高学生对地图的判读能力、地理问题的分析能力是地理教学的关键所在。教师应选取典型地图,突出地图在知识传授和能力培养中的作用,凡是能够从地图上获得的地理知识都要尽量引导学生从地图上索取。结合地图教学方法、教学手段,在教学中要多利用地图,找准读图重点,努力将每节课提升成为地图教学范例。鼓励学生形成和运用地理地图,培养学生的空间意识和空间能力。如在课堂教学中,让学生在黑板上填绘并再现地图,讨论必须根据地图才能表述的问题,考试也应考虑学生的地理地图的形成和运用水平。学生地图意识是学生认真读图、画图、用图,重视地理图像。教师要在地理教学中充分发挥地图的突出地位,培养学生的地图意识,以确保达到良好的教学效果,提高学生的综合素质。例如元旦这一天太阳直射点所在半球与移动方向,学生如能回忆如下太阳回归运动图,便简单多了。

方向、比例尺、图例和注记是地图基本的图表语言,在课堂教学前要设计观察地图的要求,精心设计练习,课堂教学过程中要引导学生掌握图表语言,掌握读图步骤:

1. 看图名,明白地图要揭示的地理内涵,确定知识范围

读图时必须对图示区域内容作纲要性总体认识,如读“世界铁矿分布图”,就应该注重名称中所含的两个知识要素:范围——世界;主要内容——铁矿分布。在读图题中,图下可能没有分布图的名称,但往往在题干部分已加以说明,这都需要我们认真阅读。

2. 看图例注记,辨清方向,准确提取图像信息

一般分布图中都有图例,只有阅读图例后再去读图中内容,才会提高阅读的有效性和针对性。在地图上,各种地理事物如山脉、河流、城市等,都可以用一定的符号来表示。不同的形状、大小、颜色、结构的图形及不同字体的文字和数字注记,能反映地理事物的空间位置、数量和质量等基本特征。需要指出的是,图例是人为规定的,考试题目中,既可能使用常规的习惯图例,也可能根据需求设定新的图例,如“▲”在常规图中是大家都很熟悉的铁矿符号,但在特定题目中则可能表示其他地理事物,如某城市、某观测站、某山峰等。因此养成认真阅读图例的习惯是非常必要的。

3. 看图像特征,确定位置,寻找标志数据,发现有效图像信息

地理分布图反映的是某种事物或现象在空间上的分布,因此,做题的基础是要正确判断地理事物或现象的区域位置,我们可以从经纬度位置、海陆位置或区域相对位置进行分析,比如沿海岸线、沿河流、沿国界线、沿铁路线、沿公路线去熟悉铁矿的空间分布,判定时一般遵循由宏观到微观、由整体到局部的顺序。

4. 看变化趋势,整理信息,要相互联系,全面综合分析

根据图中事物的分布,归纳分布特征或规律,提取与设问内容相关的信息。分析就是要深入分析地理图像中的地理事象,先进行形象思维后,再经过抽象思维加工处理,提炼出地理现象的基本特征、基本规律以及各地理要素之间的相互联系,最终准确理解地理图像的内涵,分析不仅要提取图像中的显性信息,更要提炼出图像中的隐性信息,在培养学生综合分析和解决问题的能力时,教师要善于从地图上为学生提供思维线索,引导学生从分析地图上各地理事物间的相互联系入手,找出正确的答案。将图像信息与所学地理原理和地理规律整合,做到实践联系理论,用地理科学知识诠释实际生活世界,做到点线面的结合与综合。教学中,教师除了坚持板图教学外,还要经常让学生参与填图、描图、绘图训练,如同时叫不同的学生在黑板上绘制北半球气旋平面图、剖面图和冷锋或暖锋的平面图、剖面图,可以集中学生的注意力,然后让其他同学评判、指正,如此反复,思维集中,印象深刻,有利于加深学生对气压梯度力、地转偏向力、摩擦力、风向、锋前、锋后等地理原理的理解和应用,充分让学生想一想、画一画、说一说,做到眼、手、脑的并用,视、听、说的结合。

四、课外实践活动,培养学生地图应用意识素养

在出外旅游的时候,懂得使用旅游图寻找目的地,可利用Google地图、百度地图来查找目的地,设计出行路线;使用GPS进行导航,等等,让现代地图技术方便我们的生活。同时指导学生把现实生活中、宣传媒体中所听到见到的事物的地点,在地图上找到准确位置或范围,以增强学生对地图应用的兴趣,养成紧密结合地图学习地理的方法和习惯。改变中学地理教学过程中忽视知识的实际应用的倾向,增强学生使用地理图像技能的操作和实践机会。组织乡土地理考察、地理兴趣小组开展一些地图小测量,如当地经纬度的测量;测绘学校平面图;参加野外定向越野赛,提高学生野外使用地图的技能,在撰写的小论文、调查报告中适当使用地图等,有效地提高了中学生整体的地图素养。