基于Google Earth的自然地理野外实习基地数字化建设研究毕业论文.doc

基于Google Earth的自然地理野外实习基地数字化建设研究摘要 随着数字地球的提出和地理信息系统技术的不断发展，数字校园的研究也得到了很多研究人员的重视。另外，根据课堂教学方法的更新要求，多元化、信息化和数字化的课堂教学日益受到各大专院校和中小学校的重视，多媒体教学已经在中国的大多数地方得到了普及。同时，为了在课堂上能够提供更多实用的和对教师教学辅助性更强的教学方法，以及为了能够实现课堂模拟野外教学实习的效果，当前很多学校都会设置自然地理野外实习基地，所以数字化的应用和推广都有很大的发展空间。因此，本文计划寻求一种基于当前的课堂教学硬件设备，运用Google Earth桌面地图软件提供的各种素材及其支持技术，探寻出能实现自然地理野外实习基地的数字化的建设方法，这不仅能完善数字校园建设，还能有助于课堂教学技术的改进。关键词 Google Earth；数字化；罗浮山Using Google Earth toDigitalize a Physical Geography Field Practice BasesAbstract With the advance of digital earth and the development of GIS technology, the research of digital campus also has been taken seriously by many researchers. In addition, according to the new requirement of classroom teaching methods, diversification, information and digitalization are getting more and more attention from many schools, such as primary schools, high schools and universities extra. Besides, multimedia teaching has already been popular in most parts of China. Meanwhile, in order to provide more practical and helpful teaching methods for teachers and stimulate the results of field teaching practice in class, many schools will set up physical geography field practice bases, which will provides great development space for the application and popularization of digitalization. Therefore, this paper is going to find out ways to improve the efficiency of teaching and learning with the help of Google Earth. More over, a digital construction of physical geography field practice bases can also be helpful for the improvement of digital campus. Key Words Google Earth; Digitalization; LuoFu Mountain; Field Practice Bases目录1.前 言41.1 研究背景41.2 研究现状51.3 研究意义61.4 主要研究内容62. 数字化技术82.1 数字化技术82.2 数字化技术的应用现状82.2.1 数字城市82.2.2 数字校园102.3 数字化技术在课堂教学中的应用113. Google Earth与KML语言133.1 Google Earth概述133.1.1 Google Earth 的功能143.1.2 Google Earth系統配置要求153.1.3 Google Earth 使用详解163.2 KML语言173.2.1 KML的语法规则173.2.2 KMZ语言简介184. 自然地理野外实习基地194.1 罗浮山简介194.2 罗浮山在野外实习中的重要作用194.3 罗浮山野外实习基地数字化所具备的条件和意义205. 实习基地数字化设计215.1 系统设计原则215.1.1 系统设计225.2 数据内容设计225.2.1 数据获取225.2.2 数据组织235.3 Google Earth 数据离线浏览方法236. 实习基地数字化的实现246.1 实习线路及标注的实现246.2 各个实习点沿途概况的实现266.3 土壤地理学实习过程与总结的实现266.4 植物地理学实习过程与总结的实现276.5 典型植物群落的实现286.6 其它相关信息297. 结论与展望317.1 结论317.2 讨论31参考文献331.前 言1.1 研究背景近年来，一系列基于地理信息系统技术的数字化建设项目被广泛的推广开来，并且同时也受到了各学校的重视。数字化，简单来说就是把现实中的物体转换成0和1的一系列二进制代码储存在计算机中。而目前，随着计算机软硬件的发展，数字化已经被人们赋予了更多更丰富的内涵，使其变成了一门充满生机活力的技术。比较普遍的应用有数字校园，数字城市，数字地球等。数字化的技术比较多，最普遍的一种就是人工数字化，另外还可以通过扫描仪，数码相机和摄像机，遥感技术、虚拟现实技术等进行数字化。大多数院校均有自己相对固定的实习地点，假如有一种简洁方便的方法可以让教师和学生们在正式实习之前就能够对实习的内容有充分的了解，方便教师的课堂教学，是教师的教学手段更加直观，更加容易为学生所接受，而学生又可以在课后很方便的进行学习，不仅能促进教学手段的进步，也能提高学生的学习兴趣和效率。因此，本文提出了对自然地理野外实习基地的数字化建设进行研究。2004年10月27日Google宣布收购了Keyhole公司，并于2005年6月推出了Google Earth系列软件。Google Earth其卫星影像部分来自于美国DigitalGlobe公司的QuickBird商业卫星与EarthSat公司，航拍部分的来源有BlueSky公司、Sanborn公司等。经过了功能上的完善和操作界面美化，到目前为止，该系列软件已经推出了4.3版，有国外媒体就报道，其受众已经达到了3.5亿。作为一款免费软件，用户可以通过Google Earth对世界大部分地区进行了解，据美国大众科学杂志报道，世界规模最大的商业卫星遥感公司Geo Eye，将于2008年4月发射一颗迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星Geo Eye-1。相信，随着硬件门槛的不断降低和互联网速度的不断提升，其用户数量还将得到一个更到的提高1。Google Earth采用了成熟的宽带流技术，能实时地为用户提供数据，3D图形技术则让用户可以从任意角度浏览到高清晰的地图。Google Earth中，除了直接的卫星影像浏览外，还提供有多种其他功能给用户，如线路勾勒，地标定位、图片叠加等，另外还提供KML语言支持，使用户可以方便的保存浏览过的信息，还能够把保存下来的信息分享给其他用户。1.2 研究现状数字化的概念很早以前就已经提出来了，后来是美国前副总统戈尔提出建立“数字地球”的想法，数字地球，是现实地球多分辨率、三维的虚拟表达，它让用户使用有关现实地球自然、历史和文化的海量数据，并可亲身体验据数据模拟的现实地球的各种现象2。在接下来的一段时间里，数字化这一说法才得到了推广。世界各国都对数字化进行了大量的研究，如数字校园、数字城市、数字工厂等，这些内容的数字化，都属于数字地球的组成部分。而实习基地数字化建设，它不是一个独立的概念，而是与数字校园一脉相连，作为其补充内容而提出的。数字地球数字中国数字美国数字日本数字数字广州数字佛山数字广州大学数字校园数字自然地理野外实习基地图1 数字地球体系自从Google公司发布该款软件以来，吸引了众多的爱好者，有爱好者利用KML的基本功能实现了影视功能，为观众展示了一连串的精彩镜头，2008北京奥运火炬传递路线也被制作成地标文件（KML格式）提高给Google Earth爱好者下载。湖北大学教育学院教育技术系的荣先海和雷体南在中国教育信息化杂志里发表的Google Earth在中学地理教学中的应用3，介绍了这款软件的基本功能，提出中学地理课堂应该普及这款软件，丰富地理课程的教学内容。在科研领域，胡著翱等发表的Google Earth 在土地开发整理项目管理中的应用结合4，提出利用Google Earth 全球三维地理信息系统的特点和功能，将其引入到土地开发整理项目管理中，达到基于位置管理项目的目的。薛亚婷在其硕士论文中就提出了基于Google Earth及KML的数字校园设计与实现方法研究5，使数字城市、数字校园和Google earth平台的虚拟现实场景相结合，形成一种更直观、更实用的数字城市、数字校园系统。还有北京林业大学的王强也在起硕士毕业论文中研究使用Google Earth这一平台实现武汉木兰天池景区的数字化6。自然地理野外实习基地作为高校教学的重要一环，如何使实习基地与Google Earth的丰富资源结合形成一种适宜于高校课堂教学的多媒体教学手段，成为数字校园建立的一个重要课题。广州大学的陈颖彪也曾就本研究的主体罗浮山的多媒体教学软件进行过设计和实现方法的研究，并取得了良好的成果7。1.3 研究意义自然地理野外实习基地是地科学学专业培养人才的一个重要的场所，其不仅是一种生动直观的学习环节，也是课本知识结合生活实际，在野外中把握地理学的学习理念。可是随着学习节奏的加快，特别是很多课程压缩课时的情况下，教师只能在有限的时间里用最有效的方法来进行教学。而数字化技术，就能够把实习点的大部分信息都进行收集、整理和归纳，然后按照地理科学专业的教学特点来建立信息模型，再利用Google Earth的离线浏览技术，即使在缺乏网络连接的情况下也能进行正常的教学。充分发挥Google Earth这款软件的作用，从而实现数据共享，运用多种的表现手法，不仅丰富了高校的教学手段，也向学生在课外提供了一个预习实习内容、复习实习基地知识的途径。1.4 主要研究内容本论文的目的就是希望利用已有的数字化技术，建立数字化自然地理野外实习基地的，辅助教师课堂教学和学生的学习，促进高校教师与学生在教法与学法的创新。本文主要围绕以下几方面进行研究和讨论： 一、首先提出自然地理野外实习基地数字化建设属于数字校园的一部分，而基于Google Earth的自然地理野外实习基地数字化建设在国内还没有这种做法。实习基地的数字化，对于实习教学具有重要的作用，使学生对实习的内容有更清晰的认识。而运用Google Earth进行数字化也是一种技术的前沿，对于教学方法的创新和学生学习自主性能起到巨大的推动作用。二、数字化的技术。讨论目前几种主要的数字化软件：Google Earth，ArcGIS，Sketch Up，3DMAX，AutoCAD等。主要是运用Google Earth的已有卫星影像数据、KML语言、实地影像图片和其他的相关的知识介绍开展数字化工作。三、数字化的工作内容。收集实地影像资料，实习路线的数字化，实习内容的数字化等。四、实现了罗浮山野外实习基地数字化建设以后，尝试性的进行教学，并且通过交谈和问卷的形式接受反馈，看学生们对罗浮山实习内容的印象是否得到提高。五、结论及相关讨论。2. 数字化技术2.1 数字化技术数字化就是将任何连续变化的输入，如图画的线条或声音信号转化为一串分离的单元，在计算机中用0和1表示。或者说数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起恰当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。数字化技术对于当今的信息科学是十分重要的，数字化是计算机的基础、是多媒体得以实现的基础、是各种软件技术的基础，它承载了整个社会信息基础。现实世界中的事物转换为数字，需要经过多个步骤才能实现，通常用模数转换器执行这种转换。地学中，最直接的数字化设备就是通过手动输入，另外还有手扶跟踪数字化仪、绘图板、定点装置、自动扫描器，另外还有使用比较普遍的CCD数码成像装置、音频录入设备等。总的来说，数字化技术包括：多媒体技术、数据库技术、网络传输技术、信息系统技术、安全与认证技术、系统集成和应用技术、开发技术、空间建模技术等。因此，数字化是一门牵涉面十分广泛的技术，涉及到的专业领域也很多8。2.2 数字化技术的应用现状2.2.1 数字城市数字城市目前没有统一的概念，而是作为一个系统工程或发展战略，其相关技术目前已经基本成熟。数字城市是一个城市发展的战略目标，并有一个逐渐发展的过程，而且在发展过程中将会对城市建设、市民生活、经济发展逐渐带来效益和方便。城市地理数据是建设数字城市的空间数据基础设施。随着城市地理数据的积累和发展，在我国数字城市开始了自身的发展和应用。近些年来，出现了“数字北京”、“数字深圳”“杭州e生活”、“数字上海”、宽带佛山、WiMAX青岛等等一系列数字城市的应用。同时在国外，如美国、加拿大等地区数字城市也得到了很大的推广。下面分别来介绍数字城市在上述各个地方的应用。2007年在深圳举行的第三届中国国际数字城市大会，“数字深圳”政府展团分别展示了数字规划、数字国土、数字工商、数字气象、数字文化、数字卫生医疗、数字社保、一卡通、数字公安、数字城管、智能交通等方面的信息化、数字化应用成果。深圳是国家首个电子政务试点城市，深圳市政府一直致力于城市的信息化建设，在政务信息化、社会公共领域信息化、经济领域信息化、城市规划建设和管理信息化等方面取得显著进展，已经成为国内信息化程度最高的地区之一。“数字北京”在广义上指北京信息化。数字北京工程将通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合首都信息资源，建立电子政务、电子商务、劳动社会保障等信息系统及信息化社区，逐步实现全市国民经济和社会信息化使北京市在己经到来的信息化时代的竞争中立于不败之地。作为数字北京的重要基础设施，首都公用信息平台建设初具规模。该项目力求做到以“首都之窗”为龙头带动电子政务工程，在政务公开的基础上重点推动网上政府办公；以电子商务工程为切入点，努力推进北京市网络经济发展；以医保系统为突破口，推动北京市社会保障信息系统建设;信息化示范社区使百姓直接受益；“数字绿化带”和“数字中关村”两项工程己经启动并正积极实施。目前，平台已与中国电信公用计算机互联网等国内四大互联网以及中央部委交换网、银行专网、全国有线电视网等重要网络实现了互联互通。北京正在实施的电子政务、电子商务、社会保障、信息化社区等信息应用系统均由首都公用信息平台所承载。该平台将与北京市各项重要信息化应用工程组成一个协调一致的整体，从而推动数字北京的建设。都市圈提出了口号“世界就在眼前”，亿动科技基于WEB GIS和虚拟现实技术，自主研发出一套三维仿真数字城市系统-“都市圈”。都市圈作为新一代的网络生活品牌，立足广州，面向全国，它实现无缝集成城市电子地图、电子政务、同城电子商务、公交驾车路线查询、虚拟社区、生活资讯等服务内容。图2 都市圈的数字广州9该公司成立于2005年，虽然成立的时间很短，但其都市圈包含的内容已经十分的丰富，各条街道、各种建筑、商业区、居民区、商店、景点、空地甚至人流等等都可以显示出来。目前覆盖的区域有广州、北京、上海、芜湖、中山、澳门、深圳、东营、贵阳、昆明、常州、义乌、泉州、江门、东莞、珠海等城市9。2.2.2 数字校园 “数字校园”是指数字信息化的校园，包括信息的获取、处理和应用. 将获得的校园数据用计算机与应用模型结合起来，在计算机系统中重现真实的校园. 数字校园的内容包括校园设施的数字化、校园漫游智能化、可视化等主要方面，它可以对过去进行反演，对现实进行决策，对未来进行预测，对整个校园发展规划、校园管理都将发挥重大作用1011。下面是清华大学的数字校园的一部分虚拟校园，运用GIS技术制作出各个图层，实现了地图的放大、缩小，平移，查询和路径分析功能，使人们可以方便快速的了解清华大学校园的地图方位。图3 清华大学虚拟校园12中山大学的数字校园是利用全景虚拟技术，运用Sun公司的Java Platform通过网络连接功能调用存储在服务器上的图片，展示给用户一个真实的在线中山大学校园景象。图4 中山大学网上虚拟校园13华南理工大学运用成熟的3D制图技术，结合GIS的相关技术理论，制作出直观真实的电子地图，但相关查询分析功能尚有待完善。图5 华南理工大学三维地图142.3 数字化技术在课堂教学中的应用目前，随着学校电算化的普及，很多学校都已经使用上了多媒体进行教学，使用多媒体设备进行教学有许多好的地方，首先一点是让课堂教学更加高效，节省了教师大量的板书、板图和板画的时间，把时间更多的运用到教学中去；其次，课堂教学更加生动，各种图片、音像、时效性强的文章、以及书本涉及的各种现象和抽象的概念，都可以生动直观的表现出来，另外，最重要的是多媒体作为一种技术，它变革了过去传统的教学方法和手段，给予了教师更多创作和发挥的空间，利用互联网技术，完成更多精彩的课堂教学。同时，还可以留给学生更多自学的空间，使学生学习由被动吸收变成可以主动去学习15。中小学教育阶段，使用比教多的数字化技术就是多媒体技术，运用微软公司的办公系统软件，把各种资源结合起来使用，实现课堂教学的数字化。使用比较多的有微软公司的PowerPoint、Word和Excel等，另外还有Adobe公司的Macromedia Flash和Macromedia Authorware等。3. Google Earth与KML语言3.1 Google Earth概述Google公司始创于1998年9月，Google 目前被公认为全球规模最大的搜索引擎，它提供了简单易用的免费服务，用户可以在瞬间得到相关的搜索结果。2004年10月27日GOOGLE宣布收购了Keyhole公司，并于05年6月推出了Google Earth系列软件。Keyhole是美国的一家卫星图像公司，成立于2001年，它提供的Keyhole软件允许网络用户浏览通过卫星及飞机拍摄的地理图像一一而这正是GE的前身。GOOGLE EARTH的卫星影像，并非单一数据来源，而是卫星影像与航拍的数据整合。其卫星影像部分来自于美国DigitalGlobe公司的QuickBird（捷鸟）商业卫星与EarthSat公司（，美国公司，影像来源于陆地卫星LANDSAT-7卫星居多），航拍部分的来源有BlueSky公司（www.bluesky-，英国公司，以航拍、GIS/GPS相关业务为主）、Sanborn公司（，美国公司，以GIS、地理数据、空中勘测等业务为主）等。Google Earth一共向个人用户提供了三个版本(不含企业服务器版)：个人免费版、Plus版、Pro版。Google将最低版本定为Free软件，可以让用户自由使用。而Plus版(20美元/年)、Pro版(400美元/年)都是收费的。考虑到经费等问题，本文写作使用的是免费版，其同样提供了相当多大图层功能。图6 Google Earth提供的图层3.1.1 Google Earth 的功能Google Earth Free版目前已经更新到4.3，其功能和界面都得到了很好的完善，稳定性也比以前的版本强了许多，其功能列表如右图，主要的功能有如下：1. 结合卫星图片，地图，以及强大的Google搜索技术，获取全球各地的地理信息；2. 漫游功能，能够实现从一个地方漫游至另外一个地方；3. 目的地输入，直接放大；4. 搜索学校，公园，餐馆，酒店；5. 获取驾车指南；6. 提供3D地形和建筑物，其浏览视角支持倾斜或旋转；7. 保存和共享搜索和收藏夹；8. 添加自己的注释；9. 新加入Google Earth 天气功能，可以随时查看一个地区的天气情况；10. 新加入Google Earth Sky功能，提供给对天文爱好者搜索宇宙星空；11. 新加入Google Earth Sunlight功能，可以查看任何地区某一时间太阳照射角度；12. 新加入Google Earth Street View功能，用户可以查看著名街道的实景图片；13. 新加入Google Earth Outreach功能，实现播放网络视频功能。等等。另外，还有两款提高版的Google Earth Plus，和Google Earth Pro，这两个版本是需要付费的，它提供了更多、更高级的服务1617。本研究使用的是Google 公司提供的免费版，利用其提供的功能，可以实现对自然地理野外实习基地的实习信息集成，能够将包括地形、地貌、影像、线路、文字等信息集成起来，基本能够满足本研究数字化过程中的需求。3.1.2 Google Earth系統配置要求Google Earth软件对系统的硬件配置有一定的要求，官方给出的最低配置是12： - Microsoft Windows 2000 or XP - Pentium 3, 500Mhz- 128M RAM- 400MB of free disk space- Network speed: 128 Kbits/sec- 3D-capable video card with 16Mbytes of VRAM- 1024x768, "16-bit High Color" screen运行比较理想配置是：- Microsoft Windows XP- Pentium 4 2.4GHz+ or AMD 2400xp+- 512M RAM- 2 GB of free disk space- Network speed: 768 Kbits/sec or better (DSL/Cable)- 3D-capable video card with 32 MB of VRAM or greater- 1280x1024, "32-bit True Color" screen3.1.3 Google Earth 使用详解个人地标管理实体内容调控按钮图层显示搜索功能快捷菜单菜单栏经纬坐标显示图7 Google Earth软件的各部分功能Google Earth的使用十分简便，其界面包含的内容大致包括：菜单栏、快捷菜单、调控按钮、经纬坐标显示、图层显示、个人地标管理、搜索、和内容实体18。而较为高级的功能则在菜单栏的下拉列表里面。快捷菜单里的功能有：隐藏或显示侧边拦、添加标注、添加多边形、添加线段、添加图片图层、量尺、日光模式、星空模式、邮寄、打印和跳转至Google Maps；调控按钮里的功能有：方位调控、视角调控、平移调控、视高程调控；经纬坐标显示则是显示了当前鼠标所在的经纬度位置，以度分秒表示；图层显示：Google Earth提供了十分丰富的图层，用户可以根据自己的需要来显示图层，可是全部勾选的话，加载的速度将会非常的慢，而且也会影响观看的效果；Google Earth的图层管理技术为自然地理野外实习信息的按需表达提供了方便的支持，当用户需要展示特定的信息时，可以将相应的内容勾选，那么其他的内容就不会显示出来，这样，显示介面就不会过于复杂。个人地标管理：当用户发现了感兴趣的地点之后，可以通过添加标注的方式保存到地标管理库里，以便下次快速读取，同样也可以从网上下载感兴趣的地标文件；搜索功能：支持中英文地址搜索，可以直接进行位置搜索，也可以搜索相关的商业信息和进行路径查询；而实体内容就是Google Earth里面显示的大千世界了。3.2 KML语言在Google Earth中，各种内容、信息是通过图层的方式加载并显示的，用户可以根据需要加载天气（Weather）图层，如果有需要，还能够同时勾选公路（Roads）图层进行加载，以查看某一地区的行车路线，当然还可以继续加载餐馆（Dining）图层以查看某一地区哪里有可以进餐的地方。当然，这一些都需要用户有良好的硬件配置支持和足够的带宽。那么，Google Earth中又是如何添加这些图层的呢？这就涉及到本论文需要用到的一种核心语言KML（Keyhole Markup Language）19。KML是一个基于XML语法和文件格式的文件，用来描述和保存地理信息如点、线、图片、折线并在Google Earth客户端之中显示。用户可以在Google Earth的用户界面中创建KML文件，用户也可以使用XML或简单的文档编辑器去自己手动来编写KML文件。如同网页浏览器展示HTML文件一样，地图浏览器可以完成对这一类文件的浏览。一旦用户指定了属于自己的KML文件并发布了它的共享地址，所有安装了Google Earth客户端的用户都可以浏览这个文件。3.2.1 KML的语法规则和任何程序和脚本语言一样，KML有一些必须遵循的语法规则。文档结构：一个KML文档应该完全遵循KML格式，文档也和基本的XML语法规则差不多，有以下几点要特别注意的地方：XML标签必须关闭 XML标签是大小写敏感的 对于KML语法,首字母大写的标签是复合标签，否则就是单一标签，在实体和标签介绍之中有更多相关信息。 XML标签必须正确嵌套 XML文档必须只有一个根标签 对于KML文件，这意味着你可以使用<kml></kml>, <Document></Document> <Folder></Folder>甚至 <Placemark></Placemark>作为根标签 属性必须用引号包围起来 CR/LF(回车符)被认为是插入一个新行(在HTML描述之中，被转化为<br>) XML的注释方法和HTML是一样的 当需要了解更多信息的时候，可以去查阅XML参考文档或语法向导。如果KML文档结构不符合XML文档规范，将会在Google Earth中产生一个解析错误的对话框。3.2.2 KMZ语言简介KMZ文件是一种经过zip压缩过的KML文件，用户在完成了本地的KML编辑以后，如果有部分内容是不能通过网络完成的，最好通过KMZ把所有内容压缩成一个文件，便于共享和实现Google Earth内容的离线浏览。 4. 自然地理野外实习基地4.1 罗浮山简介罗浮山位于广东省惠州博罗县长宁镇内，东距惠州67千米，西距广州99千米，面积260平方千米，主峰飞云顶海拔1281.5米，素有“岭南第一山”之称。罗浮山是地理系于1980年选定的自然地理综合实习基地，有比较完整的地貌剖面和垂直分异明显的南亚热带山地自然景观。罗浮山受人为活动干扰较少，因而，有些植被，尤其是在沟谷内的植被还处于半原始状态，物种保存较好，反映水热条件变化的植物种类丰富。广东省现存的植物种类约有5000多种，而罗浮山就有1600多种，约占广东省现存植物种类的三分之一。这些条件，不仅适宜训练学生学习植物分类、样方调查、土壤剖面的挖掘等野外调查研究方法，而且还可以观察到植被土壤的垂直分布规律20。4.2 罗浮山在野外实习中的重要作用根据教学大纲的要求和教学计划的安排，野外实习是土壤与植物地理教学工作的重要实践教学环节，其目的是检验书本上的理论知识，培养学生的动手能力，观察问题、分析问题和解决问题的能力，为学生将来在中学教学中开设实践性和研究性课程打下基础。实习任务主要是对罗浮山的土壤和植物进行实地调查。通过对罗浮山赤红壤、山地红壤、山地黄壤和南方山顶灌丛草甸土等土壤剖面观察地点的选择、挖掘、剖面发生层次划分和形态特征观察记载，土壤标本的采集，使学生初步掌握土壤地理野外调查研究的基本方法和技能；对沟谷雨林，季风常绿阔叶林，山地常绿阔叶林和山顶灌丛草甸等植物群落的主要植物种属进行鉴定、认识及群落样方调查，使学生掌握野外植物标本鉴定、认识、采集、制作及样方调查的基本方法。考察从山麓到山顶土壤、植被类型的分布和变化规律，综合分析总结出南亚热带山地土壤植被垂直带谱和景观特征；通过对不同坡向、地貌部位景观特征的观察，分析水热条件变化对地理景观的影响；最后对罗浮山土壤、植物资源的综合开发、利用和保护提出建议。土壤与植物地理实习在罗浮山上进行，分小组实习，每组911人。学生通过实习：（1）应掌握土壤地理和植物地理野外调查、研究的基本技能和方法；（2）认识南亚热带赤红壤、山地红壤、山地黄壤、南方山顶灌丛草甸土等土壤剖面形态特征；（3）对南亚热带沟谷雨林，季风常绿阔叶林，山地常绿阔叶林，山顶灌丛草甸等植物群落的常见主要植物和群落结构和外貌有一初步认识；（4）每实习小组至少采集植物标本200多个，最后每人动手钉装制作永久保存的植物标本个；（5）要求学生至少认识南亚热带山地植物200种（现场抽考40种）；（6）了解南亚热带山地土壤、植物的垂直分布规律；（7）能对罗浮山土壤、植物资源的综合开发、利用和保护提出初步建议；（8）个人独立完成实习报告。4.3 罗浮山野外实习基地数字化所具备的条件和意义罗浮山是地理系于1980年选定的自然地理综合实习基地，距今已经有近三十年了，每一次的实习，实习学生都会带回一定的土壤、植物标本和学生们各自撰写的实习报告，另外在图片影像资料上，最近几年，随着数码相机的普及，实习学生也获取了罗浮山地区的不少影像照片，这些都可以作为一种参考资料来使用。实习基地作为一种极具现实意义的教学内容，教师通过多年的经验积累，在开展野外实习教学的过程中，自然能够得心应手。可是也要意识到一个问题，随着时代的进步，学生学习的途径也得到了极大的扩展，教师课堂教学也需要适应当今社会知识大爆炸这一现实，不仅要在方法上教会学生学习，还要在教学的内容上进行大量的扩展。高效的利用网络世界提供的大量资源，自然能为教师的教学添砖加瓦；另外也要注意到，新教师要接手这门新课程的时候，肯定会感到无从下手，毕竟一个实习基地的内容是非常庞大的，一时间也难以通过实地考查来掌握实习基地的内容。数字化了的实习基地就能够帮助新教师快速的解决这一个问题了。5. 实习基地数字化设计实习基地的数字化设计涉及的内容十分广泛，要建立一个实用可行的实习基地数字化平台，需要有良好的编程技巧，需要设计者有一定的实际教学经验，清楚学生的学习需求，还要有良好的系统软硬件平台的操作技术等等。本设计主要围绕教与学两方面进行考虑，遵循“实用、可靠、准确、真实、互动”的原则，综合目前虚拟校园的开发和应用状况，得出可行性较好的设计方案。使Google Earth与实习基地最终结合成一个友好的教学系统。标本、相片、实习报告、文献等参考资料文本文档、图形文件数字化KML文件KMZ文件长宁镇地图实习路线图罗浮山地形图导入Google Earth形成线路、图片图层叠加、实习点标注、文字性资料叙述、实习区域及特征介绍添加至Google Earth摄制原始影像图片、截取地图、经纬度位置确认、实习内容资料、实习报告等图8 Google Earth的设计方案5.1 系统设计原则野外实习基地的数字化需要做好规划，既要保证满足当前的教学需要，又要能够在以后的实习过程中做出不断的修改和补充，使这个数字化教学平台能够得到不断的优化和完善，因此，设计系统时应遵循以下几点原则：（1）实用性本系统的主要目的有两方面，一方面是为实现实习基地的数字化，为数字化校园提供服务，另一方面是为了让教师和学生更好的开展实习工作。从教师和学生最基本的教与学的需求出发，才能够发挥数字化实习基地的作用。（2）可靠性系统出了可以满足教师和学生的需求以外，还需要能够提供可靠准确的信息，这就要求在设计制作时，要做到线路描绘准确，图片运用恰当，实习内容详实。尽力做到数字化系统的真实可靠。（3）互动性课堂的教学很注重师生之间的互动，过去的教学方法采用的是满堂灌的方式，学生只有一味的接收，整个课堂氛围就变得比较枯燥。师生们在使用的过程中，需要用到查询和分析等功能，因此就要捉住各个实习区域的关键内容的相互联系，实现师生在教学过程中能够实现互动交流的功能。5.1.1 系统设计本系统本着方便、快速、使用的理念，对数字化系统设计的需求基本建立在当前的教室多媒体设备的基础上。主要包括的内容有：（1）系统平台本系统完全基于微软公司的Windows XP操作系统，运用的需要的各种基本软件需求已经能够全部具备，包括DIRECTX 9.0c和IE6.0。DIRECTX 9.0c主要是提供跟为流畅的浏览能力，3D显示的效果也更逼真，IE6.0主要是为了提供网络链结功能。（2）硬件环境数字化系统完全依靠个人PC和网络链结功能，因此，硬件上必须满足Google公司提供的官方配置。目前教室里的配置绝大部分已经达到，而且部分已经是达到了理想配置的条件，因此在硬件方面基本不存在问题。5.2 数据内容设计5.2.1 数据获取作为一个实习基地的数字化系统，数据的获取大部分需要在实习基地里面进行采集，使数据更具有现场性。本系统的数据来源主要有下列几个方面：（1）图片数据，主要是通过数码相机进行现场的采集（2）线路数据，通过Google Earth提供的影像进行矢量化和GPS设备进行校正（3）地图数据，通过“51地图网”的基础地图数据获取21。（4）罗浮山实习基地数据，主要的通过已有的文献资料进行整理得出（5）实习报告、标本，利用前期已有的学生提交的实习报告和标本（6）其他辅助信息，通过实地调查得到5.2.2 数据组织在系统的完成过程中，数据的组织需要花费较大的时间，通过文件夹的方法，把各种内容资料分批存储，有助于确定各种数据的完整性。整个数据内容的完成可以通过几个阶段来完成，第一阶段是通过分析，确定数据的用途和适用范围，以及数据获取的相应技术手段