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GeoSmarter通用地理教育平台的支撑理论的研究

陈澎  
【摘要】:地理教育是建立地球系统科学的需要,地理教育是中国实现科教兴国的需要,地理教育是中国实现可持续发展的需要,地理教育是弘扬爱国主义精神的需要。在地理教育中,地理教育软件起了非常重要的作用。然而,多数地理教育软件都存在着主题单一、难以复用、缺乏智能性支持等等情况。 为此,本文提出了一种通用地理教育平台GeoSmarter,并且从理论和实现的角度进行了深入分析。同时,首次提出了地理知识计算的理论概念,以此作为智能地理教育软件的框架理论。在地理知识计算的研究内容中,多定性空间属性推理是个十分重要的问题,但是至今仍然没有一个很好的解决方法。由此,本文提出了基于QSR(Qualitative Spatial Reasoning)的侧推法(Side Reasoning,S ),旨在从理论的角度解决此问题。侧推法共有四种方式,本文重点分析了并列侧推法S -Ⅰ和直接侧推法S -Ⅲ等两种方式,而其余两种都可以通过转换进行处理。 从软件实现的角度来看,通用地理教育平台的建立必须基于软件复用的思想和技术。本文采用了由小粒度结构(设计模式)来构建大粒度结构(框架)的思路,以此来建立通用地理教育平台。为此,本文提出了一种设计模式形式化语言M-DP及其相应的图形化表示,该方法侧重表示设计模式的可扩展特征。通过定义的设计模式扩展算子,作为构建软件复用框架的基础。最后,本文结合GeoSmarter HCI设计需求,利用M-DP语言,对其框架进行了分析和设计。 综上所述,本文的主要工作和创新点如下: ①本文分实验阶段、成长阶段、发展阶段论述了将地理教育软件的产生和发展;通过分析GIS(Geographical Information System)在地理教育中的重要作用,揭示了GIS与地理教育需求的关系。最后,结合大量软件实例,分析了现有的地理教育软件共同特点和存在的问题。 ②基于地理教育软件存在的问题,提出了通用地理教育平台GeoSmarter


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