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地理信息科學論文:我國地理信息科學專業(yè)實踐教學研究進展

[摘 要]在現(xiàn)代科學技術(shù)的推動下，實踐教學在教育領(lǐng)域的作用日益突出。文章以地理信息科學專業(yè)為例，通過運用文獻資料、詞頻分析等研究方法，對國內(nèi)過去13年來實踐教學研究的熱點及時空分布特征進行了分析，旨在揭示該領(lǐng)域研究發(fā)展演化的歷程并對其未來趨勢進行預測。

[關(guān)鍵詞]地理信息科學；GIS；實踐教學；詞頻分析

1 引 言

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的突飛猛進，教育教學領(lǐng)域發(fā)生了重大變革，實踐教學作為理論教學的補充，對應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用。本文通過對國內(nèi)地理信息科學（Geographic Information Science，GIS）實踐教學研究相關(guān)成果進行系統(tǒng)的梳理，發(fā)現(xiàn)了當前研究存在的問題，同時發(fā)現(xiàn)了該專業(yè)相關(guān)研究的最新進展和未來的發(fā)展趨勢。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

本研究的文獻數(shù)據(jù)全部來自中國學術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫。該數(shù)據(jù)庫是世界上最大的、連續(xù)動態(tài)更新的中國學術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫。截至2014年，收錄國內(nèi)學術(shù)期刊8054種，文獻總量4300萬篇，且數(shù)據(jù)可實現(xiàn)每日更新。[1]檢索出版年度2002―2014年；檢索條件：主題=“GIS”and “創(chuàng)新能力”and“實踐教學”；匹配模式“精確”。共檢索到相關(guān)文獻326篇，剔除書評、征稿啟事、會議通知、無關(guān)鍵詞、無作者等文獻，得到符合要求的文獻208篇。

除運用文獻資料調(diào)研、數(shù)理統(tǒng)計等常規(guī)研究方法之外，本文重點使用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法。社會網(wǎng)絡(luò)分析（Social Network Analysis）是由社會學家根據(jù)數(shù)學方法p圖論等發(fā)展起來的定量分析方法。該方法目前在教育領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。

3 結(jié)果與分析

3.1 國內(nèi)地理信息科學教學研究的時間分布特征

研究成果的發(fā)文量和學術(shù)共同體規(guī)模的時間序列分布可在一定程度上反映該研究領(lǐng)域的發(fā)展狀況。從2002年至2014年，該領(lǐng)域教學研究共發(fā)文192篇，作者301人次。

圖1顯示，國內(nèi)GIS實踐教學研究領(lǐng)域的成果數(shù)量和學術(shù)共同體規(guī)模從總體上呈現(xiàn)波動起伏中的增長態(tài)勢。從其走勢來看，2002―2014年這13年間的國內(nèi)GIS實踐教學研究可分為3個階段：2002―2005年為起步階段；2006―2009年為緩慢增長階段；2010―2014年為快速增長階段。3個階段的發(fā)文量分別為14篇、47篇和131篇，各占本數(shù)據(jù)集文獻總量的7.29%、24.48%和68.23%；作者人數(shù)分別為26人、117人和334人，占本研究領(lǐng)域作者總?cè)舜蔚?.45%、24.53%和70.02%。由此可以看出，2010―2014年是國內(nèi)GIS實踐教學研究最為活躍的時期，其原因主要是國家各級部門對高校實驗實踐教學的重視和社會對地理信息學科人才的需求。2007―2015年教育部連續(xù)出臺了教高〔2007〕1號、教高〔2007〕2號[2]、教高〔2011〕6號[3]、教高〔2011〕1號[4]、教基二〔2014〕4號文件，強調(diào)了大力加強實驗、實習等實踐教學環(huán)節(jié)，推進實踐教學內(nèi)容、方法、手段及人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新。系列政策措施的相繼出臺，在很大程度上促進了國內(nèi)高校對實踐教學的重視，為實踐教學研究注入了活力，進而催生國內(nèi)GIS實踐教學研究的繁榮。

3.2 國內(nèi)GIS實踐教學研究的機構(gòu)和作者分布特征

13年來，國內(nèi)GIS實踐教學研究領(lǐng)域共有非重復作者301人，分布于多個不同層次的研究機構(gòu)。其中發(fā)文量在5篇以上的有鄭貴洲（7篇）、田雨（5篇）、盧秀山（5篇）、晁怡（5篇）、袁艷斌（5篇）。高產(chǎn)作者人數(shù)較少，發(fā)文量也偏低，創(chuàng)新點較少，缺乏突破性和前瞻性，這表明國內(nèi)GIS實踐教學研究領(lǐng)域?qū)W術(shù)共同體的規(guī)模偏小，缺乏創(chuàng)新和實踐。95個研究機構(gòu)中發(fā)文量在5篇以上的有9個，分別是測繪科學（14篇）、地理空間信息（10篇）、測繪通報（9篇）、測繪與空間地理信息（8篇）、中國電力教育（7篇）、教育教學論壇（7篇）、科技信息（6篇）、首屆地理信息系統(tǒng)專業(yè)教育研討會論文集（5篇）、測繪工程（5篇）。它們可稱為國內(nèi)GIS實踐教學研究領(lǐng)域相對高產(chǎn)的機構(gòu)。總而言之，國內(nèi)地理信息系統(tǒng)雖然興起20年之久，在近些年呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，但總體來看，仍屬于一個比較偏僻的研究領(lǐng)域，研究力量分布較為分散，領(lǐng)軍人物缺失，創(chuàng)新能力不足，學術(shù)集散中心尚未形成。

3.3 國內(nèi)GIS實踐教學研究的熱點分析

詞頻分析法能夠用于揭示某一學科的發(fā)展動態(tài)和研究進展。本文通過對國內(nèi)GIS的相關(guān)學術(shù)期刊論文（193篇）進行梳理和挖掘，得到非重復關(guān)鍵詞139個，通過ROSTCM數(shù)據(jù)挖掘軟件進行分析，得到28個高頻關(guān)鍵詞（見下表）和共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖（見圖2）。

從上表中高頻關(guān)鍵詞的詞頻信息可知，教學改革包括教學活動的各個環(huán)節(jié)，形式上分為理論教學和實踐教學。實踐教學是教學改革的核心之一，該領(lǐng)域相關(guān)研究除教學改革（117次）整體層次上的創(chuàng)新培養(yǎng)問題之外，主要集中在實踐教學（70次）、培養(yǎng)模式（68次）、課程體系（52次）等子科目，而同屬教學改革范疇的校企合作、實訓基地、實驗室建設(shè)等科目的實踐教學研究則較為薄弱。

通過仔細觀察圖2高頻詞共現(xiàn)關(guān)系，結(jié)合上表關(guān)鍵詞詞頻分析發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)GIS實踐教學研究主要圍繞教學改革、實踐教學、培養(yǎng)模式和課程體系等問題展開，這幾個方面是實踐教學研究的熱點。

為揭示國內(nèi)GIS實踐教學研究熱點的形成與演化態(tài)勢，我們繪制了總詞頻15次以上熱點關(guān)鍵詞的歷時性演變趨勢圖（見圖3），以窺探國內(nèi)教學改革研究的未來發(fā)展趨勢。

圖3顯示，國內(nèi)GIS實踐教學研究未來幾年仍會保持較快的發(fā)展勢頭，教學改革、實踐教學、培養(yǎng)模式以及課程體系各方面相關(guān)問題將繼續(xù)保持研究重點的地位。此外，從部分相對低頻（6～15次）關(guān)鍵詞近三年的年度變化趨勢來看，以校企合作為主的實踐教學模式研究將有可能成為未來幾年新的研究熱點。

4 結(jié) 論

（1）從國內(nèi)GIS專業(yè)實踐教學研究領(lǐng)域的發(fā)文量和學術(shù)共同體規(guī)模上來看，呈現(xiàn)出波動起伏中的增長態(tài)勢；從總體規(guī)模上來看，研究成果不明顯，學術(shù)共同體的規(guī)模不太可觀。

（2）國內(nèi)GIS專業(yè)實踐教學研究的熱點領(lǐng)域主要包括實踐教學改革、實踐教學、培養(yǎng)模式3個方面，是從宏觀角度把握研究方向，細致的具體實施過程涉及較少。

（3）隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，在市場大規(guī)模需求的推動下，國內(nèi)GIS專業(yè)實踐教學研究未來幾年仍會保持較快的發(fā)展勢頭，實踐教學改革等方面相關(guān)問題研究將繼續(xù)保持重點地位，課程體系、專業(yè)設(shè)置等具體環(huán)節(jié)將會成為研究熱點，由此發(fā)揮理論指導實踐的作用。

地理信息科學論文:MOOC地理信息科學專業(yè)相關(guān)課程評述

【摘要】MOOC在全球范圍的快速發(fā)展，給高校傳統(tǒng)的教學方式帶來了沖擊和挑戰(zhàn)。如何利用MOOC提升自身素質(zhì)和對傳統(tǒng)課堂教育進行改革，已成為每位高校教師應(yīng)該思考的問題。本文首先回顧了全球MOOC的發(fā)展歷程及平臺現(xiàn)狀；然后以Coursera平臺為主，詳細介紹了MOOC平臺現(xiàn)有的GIS相關(guān)課程，包括加州大學戴維斯分校的GIS專項課程、斯坦福大學的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)、賓夕法尼亞州立大學的地圖、地理空間革命和地理空間智能等課程；最后，簡單探討了MOOC課程和傳統(tǒng)GIS課堂教學想結(jié)合的混合式GIS教學模式。

【關(guān)鍵詞】 MOOC 地理信息科學 Coursera平臺

一、全球MOOC的發(fā)展

MOOC是大規(guī)模在線開放課程（Massive Open Online Course）的簡稱，主要致力于通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)無限制和公開的在線學習[1]。MOOC起源于2001年麻省理工學院發(fā)起的開放教育資源運動，是遠程教育的最新發(fā)展，2011年斯坦福大學開設(shè)了一門免費的網(wǎng)絡(luò)課程，吸引了全球十萬多人的注冊學習，引起了社會的廣泛關(guān)注[2-4]。

2012年是MOOC發(fā)展最為迅速的一年，紐約時報稱之為“MOOC之年”[5]。若干有著雄厚資金并且和全球頂尖大學合作的MOOC平臺開始出現(xiàn)。其中，Couresa、Udacity及Edx是全球范圍內(nèi)最具影響力的三大MOOC平臺[6]。Coursera平臺由美國斯坦福大學兩名計算機科學教授創(chuàng)辦，是目前全球知名度也最高、用戶最多的課程平臺。匯集了包括耶魯大學，斯坦福大學在內(nèi)100多所名校的MOOC課程，國內(nèi)的北京大學、上海交通大學、復旦大學等高校也在Coursera平臺上課程。Coursera是一個比較綜合的平臺，涵蓋各種學科，主要以英文課程為主。2012年5月哈佛大學和麻省理工學院聯(lián)合創(chuàng)辦Edx平臺，超過70多家大學、非盈利機構(gòu)及公司在Edx平臺上課程。截至2016年5月份，超過7百萬學生在線注冊學習了700多門課程。Udacity是一個私立教育組織，主要從事線上學習，Udacity網(wǎng)站于2012年2月推出，課堂涵蓋計算機科學、數(shù)學、物理學、統(tǒng)計學、心理學等，且以計算機課程為主。不過，Udacity也開始嘗試向職業(yè)教育培訓方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，對課程的學習進行收費。

隨著美國高校主導參與的MOOC的蓬勃發(fā)展，世界其他國家和地區(qū)也開始自己的MOOC平臺建設(shè)。英國主導的首個MOOC平臺FutureLearn于2012年12月成立[7]。截止目前，共有83家英國和全球合作伙伴。不同于其它MOOC平臺，F(xiàn)utureLearn除了合作高校外，還包括了一些非大學合作伙伴，包括：大英博物館、英國文化協(xié)會、英國圖書館等眾多機構(gòu)。Open Universities Australia （OUA）是位于澳大利亞的高等教育機構(gòu)，其Open2Study在線平臺于2013年3月份正式上線，已有超過60萬的學生注冊學習。此外，還有法國的FUN平臺、西班牙的MIriadaX平臺、日本的Gacco平臺等，都各具特色。

在全球MOOC發(fā)展的浪潮中，我國高校和相關(guān)機構(gòu)也積極展開在線教育的探索和實踐。2013年的早些時候，北京大學和清華大學宣布加入MOOC，成為國內(nèi)率先試水的高校[8]，目前，我國MOOC平臺主要有學堂在線、中國大學MOOC和好大學在線等。2013年10月10日，具有中國特色的學堂在線MOOC平臺正式向全球。學堂在線是教育部在線教育研究中心的研究交流和成果應(yīng)用平臺，致力于通過來自國內(nèi)外一流名校開設(shè)的免費網(wǎng)絡(luò)學習課程，為公眾提供系統(tǒng)的高等教育，讓每一個中國人都有機會享受優(yōu)質(zhì)教育資源。通過和清華大學在線教育研究中心、以及國內(nèi)外知名大學的緊密合作，學堂在線將不斷增加課程的種類和豐富程度。中國大學MOOC是由網(wǎng)易與高教社攜手于2014年推出的在線教育平臺，承接教育部國家精品開放課程任務(wù)，向大眾提供中國知名高校的MOOC課程。其宗旨是讓每一個有意愿提升自己的人都可以免費獲得更優(yōu)質(zhì)的高等教育。好大學在線（CNMOOC）由上海交通大學主導，是中國高水平大學慕課聯(lián)盟的官方網(wǎng)站。旨在通過交流、 研討、協(xié)商與協(xié)作等活動，建設(shè)具有中國特色的、高水平的大規(guī)模在線開放課程平臺，向成員單位內(nèi)部和社會提供高質(zhì)量的MOOC課程。其愿景是讓所有人，都能上最好的大學。

縱觀全球各國的 MOOC平臺，它們均提供學習課程的網(wǎng)絡(luò)平臺，全部教學資源，定期開課，按時布置作業(yè)和測驗，強化師生互動等。這些海量、優(yōu)質(zhì)的教學資源對我國開放課程建設(shè)具有參考意義，同時也可以成為高校教師進行自我學習和課程教學改革的重要途徑[9]。

二、MOOC 平臺GIS相關(guān)課程

GIS 作為對空間信息進行采集、存儲、管理、分析、可視化的技術(shù)和工具，已在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。目前我國有 200 余所大專院校設(shè)立了 GIS 本科專業(yè)，在校學生上萬余人[10]。雖然，我國GIS本科教育得到了長足的發(fā)展，但相對于發(fā)達國家還存在較大的差距。MOOC平臺GIS相關(guān)課程的出現(xiàn)及發(fā)展，為我國GIS本科教育的發(fā)展帶來了機遇。

由于MOOC平臺上現(xiàn)在主要以公共課為主，GIS專業(yè)相關(guān)的課程并不多。通過檢索發(fā)現(xiàn)， Couresra上有GIS直接相關(guān)的專業(yè)課程數(shù)量最多，質(zhì)量也最好。因此，本文以Coursera平臺為主，介紹該平臺上的GIS相關(guān)課程。

在Couresa平臺上，加州大學戴維斯分校于2016年推出GIS專項課程，該專項課程是全球MOOC上的首個GIS專項課程，包含“GIS基礎(chǔ)”，“GIS 數(shù)據(jù)格式、設(shè)計與評估”，“地理空間和環(huán)境分析”，“影像、建模及應(yīng)用”4門課程和一個“地理空間分析畢業(yè)項目”。

通過該專項課程，學生將學習到怎樣分析空間數(shù)據(jù)、利用制圖技術(shù)對結(jié)果進行可視化、培養(yǎng)與GIS相關(guān)專業(yè)人員協(xié)作能力。在畢業(yè)項目中，將會利用空間數(shù)據(jù)的搜集、分析和空間分析技術(shù)，創(chuàng)建一個專家級的GIS畢業(yè)作品。該專項課程提供付費和免費兩種注冊學習機制，兩者區(qū)別在于是否最終可以獲得課程證書，如果不需獲得證書則免費注冊學習即可。

下面將簡單介紹該專項課程中每門課的基本情況。“GIS基礎(chǔ)”（Fundamentals of GIS）是專項課程的第一門課程。本門課程共四周的學習時間，每周需要3-5個小時。課程內(nèi)容主要基于ESRI公司的ArcGIS平臺學習ArcMap軟件的基本操作，包括：怎么安裝ArcMap軟件、空間數(shù)據(jù)的導入及基本操作、數(shù)字制圖和結(jié)果的共享。“GIS 數(shù)據(jù)格式、設(shè)計與評估”（GIS Data Formats，Design and Quality）是專項課程的第二門課程。本門課程共四周的學習時間，每周需要2-3個小時。課程內(nèi)容主要進一步學習柵格和矢量兩種空間數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和存儲等，包括：空間數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)、創(chuàng)建矢量數(shù)據(jù)及基本操作、ArcGIS數(shù)據(jù)存儲機制、探索空間數(shù)據(jù)庫，并評價數(shù)據(jù)質(zhì)量及不確定性。“地理空間和環(huán)境分析”（Geospatial and Environmental Analysis）是專項課程第三門課程。本門課程共四周的學習時間，每周需要3-4個小時。課程內(nèi)容主要是將已經(jīng)學習的GIS知識應(yīng)用到地理空間分析中，重點關(guān)注于分析工具、3D數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)處理、投影以及環(huán)境相關(guān)變量的分析等。本課程的學習將基于一個完整的項目，從投影開始、通過數(shù)據(jù)檢索、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理以及最終的分析產(chǎn)品，完成空間分析的完整流程的訓練。具體內(nèi)容包括：ARCGIS工具箱的運用、柵格數(shù)據(jù)的操作、3D分析、投影及坐標系統(tǒng)的深入學習、數(shù)據(jù)的符號化等。“影像、建模及應(yīng)用”（Imagery， Automation，and Applications）是專項課程的第四門課程。本門課程共四周的學習時間。課程內(nèi)容主要利用已學到的知識完成技術(shù)性任務(wù)，比如柵格計算和適宜性分析等。具體內(nèi)容包括：高級柵格分析、DEM分析、適宜性分析、水文分析、空間建模工具等。“畢業(yè)項目”（Capstone： Geospatial Analysis）中，學習者將獨立設(shè)計和完成一個基于GIS的完整分析項目。該項目可分為四個階段：項目計劃階段、分析階段、生產(chǎn)產(chǎn)品階段和最終展示階段。項目計劃階段，主要寫一個簡單的計劃，內(nèi)容包括：項目描述、所需數(shù)據(jù)、時間安排、怎么完成項目等。分析階段，利用所學的方法構(gòu)建一個實用模型對數(shù)據(jù)進行分析。生產(chǎn)產(chǎn)品階段，獲取并對其進行數(shù)據(jù)預處理，進而運行構(gòu)建的模型得到初步結(jié)果。最終展示階段，生成具有吸引力的結(jié)果圖、數(shù)據(jù)及方法提交給指導者進行評價。

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）是GIS本科專業(yè)的必修課程。Coursera平臺上，全球頂尖的斯坦福大學GPS研究實驗室開設(shè)了一門，“全球定位系統(tǒng)：衛(wèi)星導航入門，使用智能手機與全球?qū)嶒炇一印保℅PS： An Introduction to Satellite Navigation，with an interactive Worldwide Laboratory using Smartphones）的課程。課程主講教授是斯坦福大學Per Enge教授和Frank van Diggelen教授，Per Enge教授是斯坦福大學工程學院教授、斯坦福大學GPS研究實驗室主任、美國國家工程院院士。本課程主要介紹了GPS的基本工作原理，并介紹衛(wèi)星導航在我們生活方方面面的不同用途。通過生動的在線講課，以及利用支持GPS的智能手機或平板進行的一系列試驗，學生將能夠把在線學習和現(xiàn)實中的實踐聯(lián)系起來。該課程內(nèi)容分為6個模塊，包括：GPS如何工作、偽距、衛(wèi)星軌道和信號、接收機設(shè)計基礎(chǔ)、輔助GPS、GPS現(xiàn)代化及其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

地圖學和地理空間技術(shù)的發(fā)展大大推動了GIS學科的發(fā)展。2015年春季賓夕法尼亞州立大學在Coursera上開設(shè)了“地圖和地理空間的革命”（Maps and the Geospatial Revolution）課程。該課程結(jié)合了地圖學、地理信息系統(tǒng)和空間思維的核心概念并用現(xiàn)實世界的例子來幫助學生了解一些高級別的地理知識。同時探索了地理空間信息的獨特性，如何創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)，如何進行空間分析，以及如何設(shè)計地圖等。同時在課程中，使用了最新的地圖和分析軟件來探索地理問題。該課程總的學習時間為五周，每周需要學習6-9個小時。由于目前該課程并沒有開設(shè)新學期教學的計劃，Coursera平臺上的學習資源現(xiàn)已不能訪問，不過幸運的是國內(nèi)網(wǎng)易公開課有該課程視頻的鏡像備份。

GIS技術(shù)在國防軍事領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。地理情報數(shù)據(jù)的分析和利用的需求比以往任何時候都更加重要，而地理信息系統(tǒng)具有強大的分析功能，將GIS功能與地理空間情報融合在一起，形成了新的技術(shù)地理空間智能（Geospatial Intelligence，GEOINT）。賓夕法尼亞州立大學在Coursera上也推出了“地理空間智能分析和及其影響”（Geospatial Intelligence and the Geospatial Revolution）課程。課程主要介紹了GEOINT在商業(yè)、執(zhí)法和國防中的應(yīng)用。在這門課程中，學習者將體會到GEOINT的價值，將學習如何通過使用GEOINT工具和諜報來設(shè)計和執(zhí)行地理空間分析項目。這門課程專為想要學習GEOINT基礎(chǔ)知識的人士而設(shè)計，但并不適合地理空間智能分析專業(yè)的學生。

此外，Coursera平臺上還有明尼蘇達大學于2014年開設(shè)的“從GPS和谷歌地圖到空間計算”（From GPS and Google Maps to Spatial Computing）課程。本課程主要介紹空間計算的概念、算法、編程、理論和設(shè)計，例如全球定位系統(tǒng)（GPS）、Google地圖、基于位置服務(wù)（LBS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）。學習如何收集、分析和可視化自己的空間數(shù)據(jù)集，開發(fā)更好的位置感知技術(shù)等。同樣由于目前該課程并沒有開設(shè)新學期教學的計劃，Coursera平臺上的該課程學習資源現(xiàn)在不能訪問。

除了Coursera平臺上提供了GIS相關(guān)的課程，Udemy平臺也了一些GIS課程。如“利用開源工具創(chuàng)建企業(yè)級GIS” （Using Open Source Tools to Create an Enterprise GIS）、“GIS入門”Introduction to GIS、“提高你的GIS技巧”（Sharpen Your GIS Skills）等，這些課程主要由個人制作，多面向?qū)I(yè)職業(yè)教育，并且多數(shù)都是收費課程。

國內(nèi)MOOC平臺現(xiàn)有的GIS相關(guān)課程幾乎處于空白狀態(tài)，僅在中國大學MOOC上搜索到中山大學將于今年9月份開設(shè)的“地理信息系統(tǒng)概論”課程，華東師范大學開設(shè)的“計量地理學”和南京大學開設(shè)的“走進地理學課程”。但這些課程有的脫胎于原有的國家級精品課程，甚至是僅僅對原有精品課程視頻和素材的重新剪輯和整理，與國外MOOC課程相比還存在不小的差距。

三、總結(jié)

MOOC在全球范圍的快速發(fā)展，給高校傳統(tǒng)的教學方式帶來了沖擊和挑戰(zhàn)。我國的地理信息科學專業(yè)教學與美國等發(fā)達國家相比還存在差距，而MOOC平臺上的國際名校開設(shè)的GIS相關(guān)課程為國內(nèi)高校GIS專業(yè)教師的素質(zhì)提高提供了很好的途徑。同時，在GIS專業(yè)本科生教學過程中適時的引入相關(guān)MOOC課程，可以大大開闊學生的視野，激發(fā)學生的專業(yè)興趣。但由于我國GIS相關(guān)MOOC課程缺乏，國際MOOC平臺的GIS課程又主要以英語授課為主，如何解決本科生學習MOOC課程的語言障礙也是需要在教學實踐中考慮的問題。可行的措施有，對國外課程進行翻譯，加大國內(nèi)GIS相關(guān)MOOC課程建設(shè)等。總之，雖然還存在一些問題，但可以預見這種傳統(tǒng)GIS課堂教學和MOOC課程相結(jié)合的混合式教學模式將是未來GIS本科教學改革和研究的方向之一。

地理信息科學論文:地理信息科學專業(yè)《遙感數(shù)字圖像處理》課程實踐教學模式探索

【摘要】《遙感數(shù)字圖像處理》課程實踐性較強，如何更好地激發(fā)學生自主學習理論知識并培養(yǎng)動手能力是該課程課堂實踐環(huán)節(jié)中最重要的目標之一。本研究在分析本課程特點和教學現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將“團隊研究型教學模式”和“問題導向型教學模式”引入到課程的課堂實踐環(huán)節(jié)中，構(gòu)建了以學生為主導的實踐教學體系，在提高學生學習主動性和創(chuàng)造性及培養(yǎng)團隊意識等方面取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】遙感數(shù)字圖像處理 團隊合作 問題導向 地理信息科學

一、課程特點和教學現(xiàn)狀

1998年教育部新增地理信息系統(tǒng)（GIS）本科專業(yè)后，我國GIS教育發(fā)展形勢空前活躍。目前，國內(nèi)已有近200所高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，逐步形成了比較穩(wěn)定的GIS專業(yè)課程體系與課程設(shè)置方案（石永明，2011）。其中，遙感系列課程（遙感物理與技術(shù)、遙感數(shù)字圖像處理、遙感地學分析與應(yīng)用）成為GIS專業(yè)課程體系中的重要模塊。充分利用各種圖像處理算法從遙感數(shù)據(jù)中獲取各種生物物理參數(shù)和土地覆被/利用信息，可以為自然和人文生態(tài)系統(tǒng)的空間分布式模型提供輸入?yún)?shù)，在遙感技術(shù)應(yīng)用中占有十分重要的地位。

《遙感數(shù)字圖像處理》是一門系統(tǒng)研究遙感圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用的課程（路元剛，2012）， 它是遙感科學技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等專業(yè)本科生的專業(yè)課（朱洪錦，2012；宋懷波，2014）。數(shù)字圖像處理技術(shù)的迅速發(fā)展使其分支幾乎擴展到農(nóng)業(yè)信息科學的全部領(lǐng)域，該課程強調(diào)實踐性，實踐教學是創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學生專業(yè)技能和理論實踐結(jié)合能力、激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和探索精神、提升科研能力，有著重要意義。因此，只有通過適時安排實驗課，才能收到最佳的教學效果。目前，國內(nèi)高校中該課程一般都安排有12個學時以上的實驗。新疆農(nóng)業(yè)大學GIS專業(yè)的《遙感數(shù)字圖像處理》課程于2009年開設(shè)，教學過程中重視實踐教學環(huán)節(jié)，安排有20-24學時的上機實驗，按照教育部對實驗課的要求，實驗類型主要為驗證性和綜合性。雖然現(xiàn)有的實踐教學內(nèi)容不斷豐富，但仍以教師為主導，學生的學習興趣沒有被完全調(diào)動，主動思考的意識尚有待提高。而現(xiàn)代教學模式強調(diào)學生的主觀能動性，教學要以學生為中心，使學生處于主動的地位。因此，如何更好地激發(fā)學生學習遙感圖像處理的興趣、鼓勵學生自主學習理論知識并培養(yǎng)動手能力是在本課程課堂實踐環(huán)節(jié)中最重要的目標之一。筆者所在的新疆農(nóng)業(yè)大學GIS教研室的教師通過多年的課程實踐教學積累了一些經(jīng)驗，并在實踐中取得了很好的效果（朱磊，2014），需及時地進行系統(tǒng)地梳理和總結(jié)，盡快建立起一套符合農(nóng)業(yè)類院校遙感圖像處理的課堂實踐教學模式，以規(guī)范和完善課程實踐教學的內(nèi)容并推動授課模式的改革，有助于提高GIS專業(yè)學生的遙感圖像處理的實踐能力。綜上所述，本研究擬將“研究型教學模式”和“問題導向型教學模式”引入到課程的課堂實踐環(huán)節(jié)中，構(gòu)建以學生為主導的實踐體系，使學生了解和掌握了圖像處理的主要內(nèi)容和方法，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作和創(chuàng)新思維能力，為今后深入學習專業(yè)課程和高質(zhì)量完成畢業(yè)論文奠定基礎(chǔ)。

二、實踐教學內(nèi)容調(diào)整

1.調(diào)整課時安排

《遙感數(shù)字圖像處理》課程強調(diào)學生的實踐動手能力，因而實踐教學在整個教學過程中占據(jù)重要地位。新疆農(nóng)業(yè)大學自2009年開設(shè)“遙感數(shù)字圖像處理”課程以來，課程總學時為50-52學時，其中實踐教學課程始終保持在20學時至24學時之間，占課程總課時量的近50%，高于其它同類高校約33%的平均比例（黃秋燕，2008）。較高的實踐教學課時，保證了學生能夠接觸到大量的綜合性實驗，并有足夠的時間能在教師指導的狀態(tài)下熟悉和掌握實踐技能，這對他們提高動手能力、積累實戰(zhàn)經(jīng)驗大有益處。全部課程共十章，除第一章緒論外，其余各章均安排有2-4學時的課堂實習。

2.補充教學材料

《遙感數(shù)字圖像處理》課程相關(guān)教材較多，我們選用的是韋玉春等主編的、科學出版社出版的《遙感數(shù)字圖像處理教程》（韋玉春，2007）。該教材結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，對遙感數(shù)字圖像處理的基本概念和常用方法進行了系統(tǒng)的講解。但限于篇幅，教材中對涉及到的其它遙感領(lǐng)域的一些定義、算法和思路僅做了概述，因此向?qū)W生推薦了多本輔助教材，如：趙英時主編的《遙感應(yīng)用分析原理與方法》（趙英時，2003）和戴昌達等主編的《遙感圖像應(yīng)用處理與分析》（戴昌達，2004）等。另外，鑒于教材中部分內(nèi)容的時效性，不能夠反映最新的研究動態(tài)，而這部分內(nèi)容恰恰是教材中最能夠引發(fā)學生學習興趣的部分。因此，我們鼓勵學生自行檢索并下載閱讀近1-3年相關(guān)領(lǐng)域的文獻，并推薦有能力的同學閱讀英文文獻。同時，引導學生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，主動查閱資料，不斷更新知識庫、擴展知識面。

3.推進學科交織

遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）構(gòu)成了“3S”綜合應(yīng)用體系，遙感作為該系統(tǒng)最重要的數(shù)據(jù)源，與其他學科結(jié)合緊密。學生已初步具備了GIS和GPS的基本知識和操作技能。因此，教師適時地運用視頻、圖片等多媒體方式將“3S”實際應(yīng)用的案例穿插在理論講授過程中，讓學生了解遙感圖像處理在整個“3S”應(yīng)用體系中的作用和技術(shù)要求，以及RS如何與GIS和GPS銜接與集成。此外，積極引導學會學生觸類旁通、舉一反三，不僅要知道怎么做，而且知道為什么做，同樣的方法還能夠解決什么問題，碰到類似的問題時自己是否能夠獨立解決等等，這對學生日后面對實際工作、解決實際問題具有極大的幫助。

三、實踐教學方法改革

1.構(gòu)建任務(wù)導向式的實踐教學模式

根據(jù)實踐教學方案，各主要章節(jié)理論知識講授完畢后，均安排相關(guān)內(nèi)容進行上機實驗。課堂實驗選題設(shè)計為學生在未來的專業(yè)領(lǐng)域可能遇的“真實世界”的現(xiàn)實的問題，沒有固定的解決方法和過程。整個過程以自主探究和小組寫作為主，減少教師的“灌輸式”講述。在每一個任務(wù)完成和每個課程單元結(jié)束時進行自我評價和小組評價，并定期進行總結(jié)。如：第八章圖像分割上機實驗題目為“運用空間建模手段，提取給定影像上的植被信息，非植被區(qū)域保留原始影像”。通過完成該任務(wù)，學生可以復習、鞏固以下知識點和技能點：（1）歸一化植被的概念、作用和計算步驟，不同取值的指示意義；（2）如何為植被區(qū)域賦常量值，非植被區(qū)域保留原始影像；（3）借助專業(yè)圖像處理軟件ERDAS IMAGINE的空間建模平臺，構(gòu)建針對本任務(wù)的模型。上機實驗中任務(wù)的設(shè)計對教學效果極其重要，應(yīng)全面考慮學生對理論知識的掌握程度，并要求教師對重要知識點的提煉和融合，力求讓學生通過完成一個課堂任務(wù)來增強對理論知識的理性認識，更重要的是培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。

2.培養(yǎng)學生團隊合作意識和能力

實踐教學活動在我校綜合實驗樓GIS機房中進行，作者本學期所帶的GIS132班共計29人，按照自愿結(jié)合的原則，分為10個小組（除第十組為2人外，各小組均為3人）。同一小組的同學座位相鄰，便于交流。每人一臺計算機，保證操作的獨立性。

首先用很短的時間對已學的相關(guān)知識進行簡要的復習，讓學生較快地進入到學習新知識的氛圍中來，并讓學生了解到本節(jié)課實踐內(nèi)容與復習內(nèi)容的相關(guān)性，為之后學生自主探究及實踐做鋪墊。

之后教師課堂任務(wù)，學生以小組為單位開展實踐。由于最終的考核是以小組為單位，所以組內(nèi)的每位成員都需按時完成任務(wù)，且保證質(zhì)量，小組內(nèi)部就會產(chǎn)生一種你追我趕的學習狀態(tài)，每個學生都不想因為自己的落后而影響整個小組。從而在小組內(nèi)自發(fā)形成“快帶慢、快幫慢”的學習模式。此外，在任務(wù)完成質(zhì)量同等的前提下，教師將對先完成任務(wù)的小組給出較高的分數(shù)，各小組間也形成了競爭模式。先完成的小組可以幫助進度較慢的小組，這種幫助其他同學完成任務(wù)的過程也會讓先完成的同學獲得成功的體驗，形成“任務(wù)一出，大家爭相完成”的學習氛圍。

3.改革學習考核評價方法

本研究運用上述授課形式，對GIS132班進行了教學模式改革的嘗試，學期末通過對學生進行的調(diào)查問卷，獲取了學生對知識掌握的情況及對該授課方式的意見和建議。最終，綜合學期考勤記錄、學生課堂表現(xiàn)記錄和期末調(diào)查問卷，得到課堂實踐教學模式改革的整體效果評價，結(jié)果顯示：（1）學生出勤率較高，完成作業(yè)情況較好，課程學習的積極性較高：全班共計29人，本課程包含13個教學周，總計曠到1人次、請假2人次、遲到5人次；課后書面作業(yè)5次，總計4人次未按時提交，作業(yè)正確率較高。（2）學生對知識點的掌握更為牢固，調(diào)查問卷顯示90%以上的學生認為通過本學期的學習，掌握了遙感數(shù)字圖像處理的主要步驟和方法，了解了實際應(yīng)用的領(lǐng)域。（3）課堂實踐教學模式取得了較好的效果，全班認為“問題導向型模式”和“小組協(xié)作型模式”有助于課堂理論知識的鞏固和實踐操作技能的提高的比例達到100%。

四、結(jié)語

《遙感數(shù)字圖像處理》課程是地理信息科學專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，在整個課程體系中占有重要地位。該課程在理論和方法的課堂教學之外更加強調(diào)學生的實踐能力，因此該課程的課堂實踐教學顯得尤為重要。本研究探索性地將“研究型教學模式”和“問題導向型教學模式”引入到課程的課堂實踐環(huán)節(jié)中，構(gòu)建了以學生為主導的實踐體系，同時編制《遙感數(shù)字圖像處理實驗手冊》。該教學模式在提高學生學習主動性和創(chuàng)造性及培養(yǎng)團隊意識等方面取得了較好的效果，。今后的教學改革中，如能將該模式與翻轉(zhuǎn)課堂等其它先進的教學模式進行合理地組合，將開創(chuàng)《遙感數(shù)字圖像處理》課程課堂實踐教學的新模式，進一步提高學生自主學習的效率，并有助于探索出一套適合GIS本科生實踐技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的開放式的綜合教學體系。

地理信息科學論文:高校地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐

摘要：地理信息科學專業(yè)是新興的專業(yè)，基于國家需求，高校信息科學專業(yè)取得快速發(fā)展，我國GIS專業(yè)人才也呈現(xiàn)多元化人才培養(yǎng)的趨勢，結(jié)合各高校地理信息科學專業(yè)目前存在的問題，從GIS專業(yè)教學方法改革、專業(yè)課程體系設(shè)置、人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變等方面進行探討，以期對高校地理信息科學教育發(fā)展有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：地理信息科學 課程設(shè)置 人才培養(yǎng)模式

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）是在計算機軟硬件支持下，研究地球表層，以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)進行編輯、綜合分析、可視化表達，為政府管理、決策部門提供決策的技術(shù)系統(tǒng)。隨著“數(shù)字地球”“數(shù)字中國”“數(shù)字城市”“數(shù)字校園”“智慧校園”的提出，面向社會需求發(fā)展需要，對GIS專業(yè)人才需求也不斷擴大，各個高校都開設(shè)了地理信息科學專業(yè)，并制定了相應(yīng)的課程及人才培養(yǎng)規(guī)劃。目前，我國地理信息科學教育及其人才培養(yǎng)體系已呈現(xiàn)多元化、層次化和規(guī)模化的發(fā)展格局，大批相關(guān)的碩士和博士點正在建設(shè)與發(fā)展之中，GIS教育發(fā)展空前壯大，而GIS專業(yè)人才培養(yǎng)是地理信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的核心和關(guān)鍵。在招生規(guī)模擴大和人才競爭激烈的情況下，探討GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐顯得尤為必要。本文以吉林師范大學地理信息科學專業(yè)為研究對象，進行相關(guān)研究，研究內(nèi)容有望對其他高校相關(guān)專業(yè)的建設(shè)有一定的借鑒意義。

一、地理信息科學專業(yè)課程設(shè)置存在的問題

地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)適應(yīng)社會發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)需要，培養(yǎng)學生應(yīng)該具備的的基本理論與綜合技能，使畢業(yè)生能在高等學校或科研單位從事教學和科學研究，能在城市、環(huán)境和規(guī)劃管理等領(lǐng)域從事有關(guān)的應(yīng)用研究。目前GIS專業(yè)的課程設(shè)置還停留在表面知識的講解上，并沒有真正進行課程間的相互銜接和理解，主要表現(xiàn)在兩個方面。

（1）從就業(yè)需求上沒有達到企業(yè)的要求標準，高校的教學內(nèi)容只是停留在知識表面上，用“泛”字可以概括，對GIS軟件的操作不夠熟練，更談不上二次開發(fā)；程序的編寫，也只是停留在基本程序的設(shè)計上，根本談不上對于GIS的研發(fā)。

（2）從培養(yǎng)模式上和培養(yǎng)目標上看，20世紀90年代的地理信息系統(tǒng)專業(yè)迅速在中國高校中興起，依托著以地理學為基礎(chǔ)，教師隊伍的專業(yè)性素質(zhì)不強，使得大學本科生在軟件應(yīng)用方面，動手能力沒有大專、高職的學生強，而軟件開發(fā)的能力卻沒有計算機專業(yè)的學生強，這就導致了目前高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)的學生就業(yè)“高不成、低不就，跳槽多”等現(xiàn)象。所以地理信息系統(tǒng)課程的設(shè)置改革及人才培養(yǎng)模式研究迫在眉睫。

二、教學方式方法改革

GIS專業(yè)是跨多個學科的綜合性學科，這里不僅要求對其課程設(shè)置進行必要的有針對性的改革，同時也應(yīng)該從教師隊伍的學科體系建設(shè)方面進行一系列的改革，可以對部分專業(yè)課進行有針對性的座談，邀請專家進行互動式的教學活動。聘請GIS軟件開發(fā)人員與學生進行定期交流，了解國內(nèi)外最新GIS軟件發(fā)展趨勢及公司的需求，比如超圖公司舉辦的超圖杯中國大學生GIS軟件開發(fā)大賽，交流開發(fā)經(jīng)驗與心得，鼓勵學生參加大賽，即提高了學生的開發(fā)能力，又為學生的就業(yè)增加了機會。鼓勵專任教師積極申報省部級課題，整合GIS專業(yè)發(fā)展過程中存在的問題，并進行教學改革，都是一些不錯的教學形式和方法。

三、GIS專業(yè)課程體系設(shè)置研究

社會在發(fā)展，教學內(nèi)容必須與時俱進。為此，我系制定了地理信息系統(tǒng)專業(yè)的《學科基礎(chǔ)課程建設(shè)實施方案》。由于GIS是一個非常年輕的專業(yè)，更是一門發(fā)展非常迅速的學科。1998年國家學位委員會才將其列入本科專業(yè)目錄。到目前為止《地理信息系統(tǒng)專業(yè)指導性專業(yè)規(guī)范》仍處于調(diào)研與討論過程中。因此如何制訂出適合社會需要的GIS專業(yè)培養(yǎng)方案是課程體系改革工作的重點。

幾年來，在制定每一屆GIS專業(yè)培養(yǎng)方案時，根據(jù)系情、校情、國情對上一屆GIS專業(yè)培養(yǎng)方案提出初步修改意見，充分討論，形成一致意見，以使每一屆GIS專業(yè)培養(yǎng)方案既合情合理，又與時俱進，既保證了GIS專業(yè)培養(yǎng)方案的基本特征，又力求有自己的培養(yǎng)特色。GIS專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)選修課均有不同課程在教學內(nèi)容、課程體系上進行調(diào)整和改革。在課程設(shè)置上，增加GIS理論與方法課程的課時量；對其他相關(guān)輔助課程來說，如城市規(guī)劃、自然地理學、經(jīng)濟地理學、資源管理、環(huán)境、生態(tài)等課程，可以安排一些在第一學年或第二學年進行學習，大三學生應(yīng)適當增加與用人單位需求的一些編程課程，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等；結(jié)合GIS專業(yè)特色，也需適當增加一些人力資源管理方面的知識；鼓勵學生進行跨專業(yè)選修其他相關(guān)課程等等；隨著師資力量的增強，地信專業(yè)的課程將適時增加學生測繪專業(yè)能力的培養(yǎng)，增強畢業(yè)競爭力。

四、GIS專業(yè)人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變研究

在人才培養(yǎng)模式方面，旅游與地理科學學院地理信息科學專業(yè)經(jīng)歷了從“教學”型向“教學-科研”型轉(zhuǎn)變的過渡時期。近幾年來，我院地理信息科學專業(yè)縱向課題項目“從無到有”，直接或間接地促進了GIS產(chǎn)業(yè)化，增強了專業(yè)教師及學生實踐能力的培養(yǎng)；盡管取得一定的成績，但缺少與社會緊密聯(lián)系，還沒能形成“教學與科研”相結(jié)合模式，到目前為止，還沒有一項橫向課題項目。因此地理信息科學專業(yè)要加強與地方政府、行業(yè)部門的聯(lián)系，促進我院GIS產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展。同時，鼓勵專業(yè)教師積極申報校級教研項目，通過校級項目的申報，可以整合GIS專業(yè)教學發(fā)展過程中存在的一些問題，通過發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應(yīng)的措施，不斷完善GIS專業(yè)教學改革，這對專業(yè)人才培養(yǎng)極為有利。

五、結(jié)語

在“數(shù)字化時代”契機下，GIS專業(yè)得到極大發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有近百所高校開設(shè)了GIS專業(yè)，這對于GIS專業(yè)人員就業(yè)而言，是機遇，也是挑戰(zhàn)；在面臨著人才市場的激烈競爭，很有必要調(diào)整專業(yè)能力培養(yǎng)思路及理念；培養(yǎng)GIS專業(yè)理論與實踐結(jié)合相能力，是當前GIS專業(yè)人才培養(yǎng)發(fā)展的必然。

地理信息科學論文:地理信息科學學科的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教改

摘 要： 地理信息科學學科的課程體系中，數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)的課程是很重要的課程。針對長江大學地球科學學院的地理信息科學專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程教改展開討論。首先明確現(xiàn)有課程體系與教學大綱存在的問題;然后從課程的設(shè)置、教學目標的定位、教學內(nèi)容選擇、教授方式與手段的改進等方面展開討論;最后針對數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教改效果進行分析，提出突出特色的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教改思路。

關(guān)鍵詞： 地理信息科學; 課程體系; 數(shù)據(jù)庫技術(shù); 教學改革

0 引言

20世紀80年代至今，地理信息系統(tǒng)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，已由單純的技術(shù)發(fā)展為一門學科[1-3]。地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡稱GIS），是一種在計算機軟硬件支持下，以空間位置為主線，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定位分布及與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并回答用戶問題等為主要任務(wù)的計算機系統(tǒng)。1992年，Goodchild提出了地理信息科學的概念，地理信息科學更加側(cè)重于將地理信息視作為一門科學，而不僅僅是一個技術(shù)實現(xiàn)，主要研究在應(yīng)用計算機技術(shù)對地理信息進行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題，地理信息科學是自然科學、工程技術(shù)、社會科學等多學科、多手段聯(lián)合科學。地理信息科學在對于地理信息技術(shù)研究的同時，還注重支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論的研究[2]。

長江大學（原江漢石油學院）于2000年開設(shè)地圖學與地理信息系統(tǒng)專業(yè)，開始本科招生，學科代碼為070503。歷經(jīng)十數(shù)年的發(fā)展，2012年長江大學將地圖學與地理信息系統(tǒng)專業(yè)更改為地理信息科學專業(yè)招生，學科代碼070504，順應(yīng)了學科的發(fā)展趨勢與需要。地理信息學科專業(yè)下屬長江大學地球科學學院地理信息系，地球科學學院具有深厚的石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，如何在普通高校中，辦出地理信息科學在石油地質(zhì)勘探行業(yè)應(yīng)用的特色，如何制定專業(yè)培養(yǎng)計劃與課程教學大綱成為了我校專業(yè)教師關(guān)注的重點。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是大容量海量數(shù)據(jù)的有效管理手段，能實現(xiàn)石油企業(yè)海量數(shù)據(jù)的安全共享與存儲管理。無論是早期的地圖學與地理信息系統(tǒng)，還是目前的地理信息科學，空間數(shù)據(jù)庫作為空間信息的有效管理手段，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學大綱的制定一直是教學教改的重點。本文結(jié)合石油地質(zhì)勘探的專業(yè)背景，針對數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教改展開探討[4-5]。

1 現(xiàn)狀與存在的問題

我校自地圖學與地理信息系統(tǒng)專業(yè)招生以來，專業(yè)培養(yǎng)計劃的制定與課程的設(shè)置積極參考國內(nèi)高校相關(guān)專業(yè)的優(yōu)點，目前開設(shè)有“數(shù)據(jù)庫原理”與“數(shù)據(jù)庫運用技術(shù)”兩門數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)的課程。隨著學科的發(fā)展，以及專業(yè)隊石油地質(zhì)勘探領(lǐng)域應(yīng)用的需要，現(xiàn)有的課程設(shè)置、課程的教學目的與教學內(nèi)容的設(shè)置需要進一步改進，主要針對以下幾個方面[6-9]。

⑴ 總學時占比過高

現(xiàn)有的課程“數(shù)據(jù)庫原理”的課時為56，學分3.5，“數(shù)據(jù)庫運用技術(shù)”的課時為64，學分4，兩門課程總學分高達7.5，占專業(yè)核心課程總學分的23%，極大地擠壓了程序設(shè)計、GIS技術(shù)等方向課程的學時數(shù)，同時也增加了學生的負擔。

⑵ 教學重點不突出

現(xiàn)有的兩門數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程，教學目標不夠明確，且對于地理信息科學專業(yè)的學生，教學目標過高。例如，在“數(shù)據(jù)庫原理”課程中，對關(guān)系代數(shù)的教學要求過高，是參照計算機技術(shù)相關(guān)專業(yè)的要求來制定的，該內(nèi)容對地理信息科學專業(yè)的學生的發(fā)展作用不大，學生學習起來還比較吃力。教學重點也不夠突出，例如，“數(shù)據(jù)庫運用技術(shù)”中的T-SQL語言基礎(chǔ)、存儲過程與觸發(fā)器等內(nèi)容，是教學的重點，但在課時上沒有體現(xiàn)。甚至有部分內(nèi)容在兩門課程中重復明顯。

⑶ 教學內(nèi)容特色不明顯

我校地理信息科學專業(yè)在地球科學學院開設(shè)，具有較強的石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，但數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程教學大綱的制定，沒有體現(xiàn)專業(yè)特色，沒有緊密結(jié)合石油企業(yè)對海量數(shù)據(jù)的存儲管理與共享、數(shù)據(jù)安全的需要，導致教學內(nèi)容特色不夠明顯，影響了畢業(yè)生的行業(yè)競爭力。

2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)教改

2.1 課程調(diào)整

結(jié)合我校的行業(yè)背景與地理信息科學專業(yè)的教學需要，數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程的教學目標進行相應(yīng)調(diào)整，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用為主，針對石油行業(yè)海量數(shù)據(jù)存儲共享、安全管理的需求，對數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)課程進行教改。將“數(shù)據(jù)庫原理”與“數(shù)據(jù)庫運用技術(shù)”兩門課程共計120學時，7.5學分，調(diào)整為一門課程“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”，64學時，4學分。由于學時的壓縮，更需要明確課程的教學目標，突出重點教學內(nèi)容。

2.2 教學目標

在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程與學時的調(diào)整基礎(chǔ)上，進一步明確“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學目標，使學生通過課程的學習，理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理，并掌握主流數(shù)據(jù)庫平臺SQL SERVER的應(yīng)用技術(shù)，掌握基于SQL SERVER的數(shù)據(jù)庫及邏輯對象的創(chuàng)建，重點掌握存儲過程與觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫編程，能利用其解決石油行業(yè)的海量數(shù)據(jù)存儲管理的需求，明確數(shù)據(jù)庫安全管理的實現(xiàn)機制，能基于SQL SERVER實現(xiàn)石油行業(yè)數(shù)據(jù)的安全控制。

2.3 教學內(nèi)容

重新整合了原有的“數(shù)據(jù)庫原理”、“數(shù)據(jù)庫運用技術(shù)”兩門課程的教學內(nèi)容，設(shè)置了新課程“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學內(nèi)容。壓縮了數(shù)據(jù)庫原理的教學內(nèi)容，剔除了關(guān)系代數(shù)等難度大、實用性不強的教學內(nèi)容，突出了T-SQL語言基礎(chǔ)、存儲過程與觸發(fā)器等數(shù)據(jù)庫編程等內(nèi)容的地位，增加其課時，進行重點教學。并且，針對地理信息科學專業(yè)特點，補充了空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，針對石油勘探開發(fā)專業(yè)背景，增加了數(shù)據(jù)安全管理教學內(nèi)容。

2.4 教學方式與手段

為了提高教學效果，在“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用技術(shù)”的教學過程中，采用課堂教學+課堂實訓+上機實踐+課程設(shè)計的模式，培養(yǎng)學生的實踐動手能力，使學生能從真正意義上掌握一種商業(yè)數(shù)據(jù)庫SQLSERVER的應(yīng)用。同時，為了順應(yīng)社會知識傳播技術(shù)的發(fā)展，在教學過程中，采用多媒體+板書的模式，多媒體信息量大，并且方便現(xiàn)場演示教學，板書能強化學生對重點知識的掌握，記錄教學過程中的重點教學內(nèi)容。

3 教改效果分析

數(shù)據(jù)庫技術(shù)教改在2011級學生中開始實施，基于學生的理論課程成績，分析難度系統(tǒng)與往年相當?shù)目碱}，平均成績由原來2010級學生的72，提升至79分，教學效果提升明顯;基于學生的課程設(shè)計大作業(yè)情況，學生能更加順利地完成數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計，質(zhì)量有顯著提高;針對2010級、2011級學生展開問卷調(diào)查，學生對數(shù)據(jù)庫的實踐應(yīng)用更感興趣，對過于基礎(chǔ)的關(guān)系原理等內(nèi)容，感覺枯燥，學習起來比較吃力，驗證了此次數(shù)據(jù)庫教改的效果。

4 結(jié)論

通過地理信息科學專業(yè)數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學改革，我們?nèi)〉昧艘韵碌恼J識與結(jié)論。

⑴ 教學目標要適應(yīng)專業(yè)背景和發(fā)展需求，針對我校石油地質(zhì)勘探專業(yè)背景，修正了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的教學目標，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用為重點。

⑵ 教學內(nèi)容要根據(jù)學生情況制定，針對我校普通高校的地位，生源質(zhì)量，制定合理的教學內(nèi)容，提出關(guān)系代數(shù)等，對數(shù)據(jù)功底要求過高，行業(yè)應(yīng)用價值不大的教學內(nèi)容，突出重點，提升教學效果。

⑶ 教學方式要多樣，采用課堂教學+課堂實訓+上機實踐+課程設(shè)計的模式，將理論教學與實踐緊密結(jié)合起來，增強學生動手能力的培養(yǎng)。

⑷ 教學手段要與時俱進，采用多媒體+板書的，發(fā)揮多媒體教學信息載荷大，能現(xiàn)場演示教學的優(yōu)勢，同時配以傳統(tǒng)的板書，能加深學生對關(guān)鍵知識點的理解與記憶的優(yōu)勢，傳統(tǒng)板書和快捷多媒體相配合，提升課堂教學效果。

地理信息科學論文:地理信息科學在寶安區(qū)地下管網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘要】地理信息系統(tǒng)的發(fā)展為城建檔案由傳統(tǒng)模式向數(shù)字模式的轉(zhuǎn)變帶來了契機，并創(chuàng)造了檔案管理手段革命性變更的條件，也促成了我區(qū)建設(shè)檔案室地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的誕生，為我區(qū)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)入庫和查詢，提供一種高效、快捷的解決方案。

【關(guān)鍵詞】地理信息科學 地理信息系統(tǒng) 地下管線 數(shù)字檔案

1.系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)軟件需求分析，軟件系統(tǒng)中的表示邏輯、業(yè)務(wù)邏輯、后臺數(shù)據(jù)庫被分離為三個不同的層次，各司其職。表示邏輯負責用戶界面及信息的輸入、輸出，業(yè)務(wù)邏輯負責事務(wù)處理，后臺數(shù)據(jù)庫負責業(yè)務(wù)邏輯中的數(shù)據(jù)持久保存。三個層次通過網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境下的標準協(xié)議TCP/IP連接。

數(shù)據(jù)層是是業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)視圖，是業(yè)務(wù)處理的基礎(chǔ)；業(yè)務(wù)邏輯層是業(yè)務(wù)本身的邏輯表達，業(yè)務(wù)邏輯通常是不斷變化的；表現(xiàn)層是業(yè)務(wù)邏輯圖形化的表達，是用戶參與系統(tǒng)的界面。

系統(tǒng)體系架構(gòu)要考慮的核心是將數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層分離，保持它們的獨立性，以便使系統(tǒng)能很好地適應(yīng)未來的變化和擴展。利用接口的方式將三層之間松散耦合起來，這樣當每一層單獨改變時不會影響其它層的運作。

總體上系統(tǒng)包括三個層面，數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層。它們的關(guān)系如下圖所示：

2.系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

2.1數(shù)據(jù)的管理功能

管線數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的采集、輸入、建庫以及維護。

系統(tǒng)具有對普查所獲得的數(shù)據(jù)進行預處理能力，能夠方便、有效、快速地把普查獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)格式，從而進入系統(tǒng)。

管線圖與地形圖繪制，圖形庫與屬性數(shù)據(jù)庫雙向更新。

數(shù)據(jù)庫安全性控制，為保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，不被隨意修改或破壞，應(yīng)建立安全機制，只有被授權(quán)的操作人員才能使用系統(tǒng)和修改數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)具有海量圖庫管理能力。可對轄區(qū)內(nèi)的任意圖幅統(tǒng)一管理，進行各種操作（增加、刪除、檢索等）。

系統(tǒng)建立點、線屬性庫，可任意增加、刪除、修改屬性庫結(jié)構(gòu)字段，可對數(shù)據(jù)庫中的記錄進行增加、刪除、修改、查詢操作。

2.2綜合查詢、統(tǒng)計功能

系統(tǒng)具備圖元的雙向檢索功能，用戶可方便地了解圖形與屬性庫的相關(guān)信息。系統(tǒng)具有管線點、線專業(yè)屬性庫的條件檢索功能，檢索條件可由用戶系統(tǒng)交互式設(shè)定。

按道路名、對象類型、專業(yè)、圖號、對象的屬性字段、空間位置等查詢?nèi)我夥秶墓芫€及附屬物。

對任意指定范圍，任意的一個或幾個專業(yè)，對一個或幾個屬性字段進行單一和組合查詢。所查實體按適當?shù)谋壤糯螅瑫r列出其相關(guān)屬性及文檔、圖紙等。

2.3管線工程規(guī)劃管理功能

管線竣工后將有關(guān)符合《寶安區(qū)城建檔案室地下管線數(shù)據(jù)導入規(guī)范》的測量成果數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機差錯、錄入，轉(zhuǎn)換入庫。

對現(xiàn)狀管線數(shù)據(jù)庫進行修改與更新操作。

系統(tǒng)基本功能由十大模塊組成，包括管網(wǎng)管理、輔助設(shè)計、三維圖形處理、數(shù)據(jù)導入導出、圖形打印、資產(chǎn)統(tǒng)計、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)幫助。其功能結(jié)構(gòu)如下圖：

圖2.1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.系統(tǒng)的主要應(yīng)用

3.1數(shù)據(jù)快速入庫

寶安區(qū)地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是一個面向城市的、現(xiàn)代化的、數(shù)字化的包含各種市政專業(yè)管線的綜合管線信息系統(tǒng)。系統(tǒng)不僅能夠記錄歷史數(shù)據(jù)，并在日常管理中及時對各專業(yè)管線數(shù)據(jù)進行更新、維護，實現(xiàn)地下管網(wǎng)信息的動態(tài)更新。

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)導入方面采取了多種手段，面向檔案系統(tǒng)目前以數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)換導入的方式為主。在充分考慮已有竣工測量資料的基礎(chǔ)上，專門為本區(qū)定制了以工程技術(shù)要素表為原型的數(shù)據(jù)導入工具。通過對包含有各種專業(yè)管線節(jié)點坐標、埋深和材質(zhì)等全方位信息的工程技術(shù)要素表的讀取，生成管線及管線設(shè)施的圖形和屬性表，并在檢查無誤后直接入庫。這將大大簡化工程數(shù)據(jù)的導入程序，同時提高了錄入效率。另一方面，為保證工程技術(shù)要素表的準確性和完整性，系統(tǒng)將對檔案審查單元提出更高的要求。

3.2綜合查詢輸出

建設(shè)檔案歸檔的另一個目的就是利用。怎么能提高檔案利用率，也是我們檔案人十分關(guān)注的另一個焦點。系統(tǒng)是否擁有一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)全方位查詢和輸出的功能也因此成為衡量一個檔案系統(tǒng)好壞的重要指標。

寶安區(qū)地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)提供了按重要地物、道路名稱、道路中心線、管線設(shè)施及工程屬性信息等多種查詢方式，并可實現(xiàn)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的分幅、批量及各種比例尺的打印出圖工作；實現(xiàn)管線數(shù)據(jù)分層、分區(qū)顯示、輸出、查詢、編輯等功能；能夠按年代、按類型、按增量等多種方式進行統(tǒng)計分析，并輸出報表和專題地圖；建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，在業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；為應(yīng)用部門提供及時、準確、全面的有關(guān)管線信息，實現(xiàn)對城市綜合管線的計算機輔助管理，為相關(guān)部門提供管理和決策依據(jù)及輔助手段。

4.系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢

有別于專業(yè)管線GIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)著重于檔案管理方面，對分析和三維方面要求較低，相反對于和傳統(tǒng)檔案的掛接方面則要求更高。通過本系統(tǒng)不但能夠向?qū)I(yè)管線那樣，按照圖形要素查詢，還可以通過建設(shè)、施工、設(shè)計、監(jiān)理單位等工程屬性查詢和統(tǒng)計，一定條件下甚至可以通過這類查詢調(diào)看該工程的文字掃描資料。這也是數(shù)字城建檔案館不可或缺的重要部分。

從與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方式的比對來看，海量數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用徹底打破了僅有數(shù)量龐大的圖紙和光盤的格局，一定程度上減輕了大量占用庫房面積的情況。地下管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的可靠性和可移植性，決定了該系統(tǒng)可以通過定期的數(shù)據(jù)庫異地備份的手段提高地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全系數(shù)。地下管線信息的快速檢索能有效的提高調(diào)取、查閱數(shù)據(jù)的速度，節(jié)省查閱時間。數(shù)據(jù)的定位與輸出功能也更為強大，能更加有效的為施工單位提供施工開挖前圖紙準備，必要的時候可以為專業(yè)部門、應(yīng)急指揮部門提供有效準確的定位和打印輸出服務(wù)。系統(tǒng)的應(yīng)用也使我們從令人昏迷的紙質(zhì)文件庫房中解脫出來。竣工數(shù)據(jù)的快速實時更新方式徹底顛覆了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)更新入庫的方式。通過數(shù)據(jù)表的方式更為安全精確，提高工作效率的同時也避免了野外重復采集調(diào)繪等資源的不合理配置。

5.系統(tǒng)應(yīng)用的社會效益

5.1服務(wù)的快捷性和多樣性

由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)入庫的周期比較長，在查詢服務(wù)方面多以紙質(zhì)檔案查詢?yōu)橹鳎坏樵兯俣嚷曳?wù)較為單一。地下管網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用真正從源頭上（工程報建開始到竣工驗收）進行把關(guān)，有效提升了竣工測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在竣工測量數(shù)據(jù)（工程技術(shù)要素表）移交后經(jīng)過校正可直接入庫，如此一來將大大縮短相對于重復探測成圖的周期。傳統(tǒng)后期探測成圖到入庫的周期至少要六個月，而直接從竣工測量數(shù)據(jù)入庫的時間可以控制在一個月以內(nèi)，從而使查詢服務(wù)更為快捷。服務(wù)方面也將不再只拘泥于傳統(tǒng)紙質(zhì)圖紙的調(diào)閱，可以提供更為準確的圖形查詢、屬性查詢、疊加或分層查詢、范圍查詢以及精確定位查詢輸出服務(wù)。

5.2優(yōu)化資源配置

目前大多數(shù)城市地下管網(wǎng)都是多頭管理的狀況，國土部門每年要花大量經(jīng)費在管線的后期探測上，造成了大量公共資源的浪費。建設(shè)部如果城市建設(shè)主管部門，在工程竣工的同時把數(shù)據(jù)收集上來，通過數(shù)據(jù)共享的方式傳輸給國土部門作為補充，那么每年將節(jié)省大量的社會公共資源。

建設(shè)部第136號令第四條明確規(guī)定，建設(shè)單位在申請領(lǐng)取建設(shè)工程規(guī)劃許可證前，應(yīng)當?shù)匠墙n案管理機構(gòu)查詢施工地段的地下管線工程檔案，取得該施工地段地下管線現(xiàn)狀資料。地下管網(wǎng)系統(tǒng)的建立和應(yīng)用更能強化體現(xiàn)這一政策意圖。將有效的提高查詢輸出質(zhì)量，更好的為新項目開工準備提供服務(wù)。一定程度上減少或避免因盲目施工而造成地下管線被挖斷的事故出現(xiàn)，降低因事故帶來的資源浪費和社會不利影響。

地理信息科學論文:與時俱進 培養(yǎng)地理信息科學拔尖創(chuàng)新人才

與時俱進 培養(yǎng)地理信息科學拔尖創(chuàng)新人才

摘 要：科學技術(shù)的發(fā)展和人才需求的變化對地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新提出了新的要求。秉承南京大學人才培養(yǎng)的優(yōu)良傳統(tǒng)，與時俱進，走過了“專題地圖編制與地圖集設(shè)計-計算機地圖制圖-地理信息系統(tǒng)與遙感-地理信息科學”的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)道路，形成了南京大學地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)的鮮明特色，為國家和社會輸送了大量高端地理信息科學人才。

關(guān)鍵詞：地理信息科學；拔尖創(chuàng)新人才；培養(yǎng)模式

地理信息科學是集地理科學、測繪學、遙感學、空間科學、環(huán)境科學、計算機科學等學科為一體的新興學科，已經(jīng)深入到社會經(jīng)濟生活的各個領(lǐng)域。特別是進入新世紀以來，隨著嵌入式軟件、云計算、大數(shù)據(jù)、導航定位與位置服務(wù)、數(shù)字地球、智慧城市等技術(shù)的不斷發(fā)展，已促使地理信息科學向著集成化、產(chǎn)業(yè)化和社會化方向邁進，而且與辦公自動化、虛擬現(xiàn)實等多種技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成了綜合的信息技術(shù)。大數(shù)據(jù)時代的地理信息科學應(yīng)用已經(jīng)滲透到國土資源、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市規(guī)劃、環(huán)保、交通等多個國民經(jīng)濟部門，并成為國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和重要組成部分[1]。

隨著地理信息科學技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對相應(yīng)人才的需求與日俱增，地理信息科學教育事業(yè)也進入了蓬勃發(fā)展期。人才培養(yǎng)是地理信息科學發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，高等院校則是培養(yǎng)高水平地理信息科學人才的搖籃。為了全面貫徹落實國家教育規(guī)劃綱要（2010-2020 年）和人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年），促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能人才，全面提高地理信息科學人才培養(yǎng)質(zhì)量，造就一批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)快速經(jīng)濟社會發(fā)展需求的理論創(chuàng)新和高端應(yīng)用人才，地理信息科學專業(yè)面臨著如何培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才這一重要命題[2]。

南京大學地理信息科學學科由原地圖學專業(yè)發(fā)展而來。地圖學專業(yè)是在陳述彭院士的支持下，李海晨教授于1957年創(chuàng)辦的，是當時國內(nèi)綜合性大學中唯一的地圖學專業(yè)。最早招收的地圖學專業(yè)學生是從1956年入學的地理系學生中選出的，1961年向國家輸送了第一批五年制本科畢業(yè)生。1972年地圖學教研室開始主攻地圖制圖自動化，1974年招收2屆制圖自動化方向的學生，開創(chuàng)了國內(nèi)高等院校計算機地圖制圖教學與科研的先河。由于計算機技術(shù)的普及與應(yīng)用，后來在學生培養(yǎng)方向上兼顧了傳統(tǒng)地圖編制與計算機輔助制圖兩個方面。1974年，我國首幅全要素計算機地圖誕生于南京大學。在教材建設(shè)方面，李海晨教授編著的《專題地圖與地圖集編制》于1984年獲全國優(yōu)秀測繪教材二等獎，被全國大多數(shù)高校采用。

20世紀80年代后期，地圖學隨著遙感技術(shù)和信息科學的迅速發(fā)展日益表現(xiàn)出數(shù)字信息處理的時代特征。1989年黃杏元教授撰寫的《地理信息系統(tǒng)概論》一書出版，這是我國第一部地理信息系統(tǒng)教科書，在全國有較大的反響，被廣泛采用，推動了地理信息科學教育與人才培養(yǎng)的發(fā)展，在我國地理信息科學發(fā)展史上具有重要意義[3]，該書1995年獲全國優(yōu)秀測繪教材一等獎。自學科創(chuàng)辦到20世紀末，南京大學地理信息科學教學科研團隊先后承擔了多項國家、省部級科研項目，取得了一大批科研成果，1987年榮獲國家科技進步二等獎，1992年榮獲國家教委科技進步三等獎。科研反哺教學，有力促進了地理信息科學專業(yè)的人才培養(yǎng)。

教育部先后將“地圖學”專業(yè)更名為“地理信息系統(tǒng)”、“地理信息科學”，南京大學的本科生人才培養(yǎng)也隨著專業(yè)的更名而與時俱進，不斷摸索人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式。

一、師資隊伍

地理信息科學專業(yè)旨在培養(yǎng)掌握地理信息獲取、處理、分析和應(yīng)用的基本理論、知識和技能，具有從事地理信息系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用以及編制各類地圖的專門人才[4]。所以，在確定地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)方案時，要結(jié)合學科特點，并滿足現(xiàn)代社會對這類復合型專門人才的特定需求。地理信息科學是高新技術(shù)、邊緣科學，而且理論方法發(fā)展速度快，軟件更新?lián)Q代頻繁，要想辦好這個專業(yè)，需要有十分雄厚的師資隊伍。南大地理信息科學專業(yè)實施的是拔尖人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，長期以來每年本科招生人數(shù)控制在20～30人之間，具有少而精的特點。

在師資隊伍建設(shè)方面，一方面強調(diào)“國際化”，直接從海外名校引進高素質(zhì)的國際化人才，或者促進本土教師的國際名校學術(shù)交流，要求至少有1年的海外留學經(jīng)歷，使南京大學地理信息科學專業(yè)的人才培養(yǎng)與國際接軌。另一方面強調(diào)“符號化”，注重“千人計劃學者”、“長江學者”、“國家杰出青年基金獲得者”、“教學名師”、“教育部新世紀人才”、江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”學術(shù)帶頭人等高層次教學科研人員的成長。

由于采取了這些措施，因此許多優(yōu)秀的海外學者陸續(xù)加入南大地理信息科學教學科研團隊，壯大了學科力量。目前教師隊伍中80%以上有海外留學經(jīng)歷或者直接從海外引進。擁有千人計劃學者1人，創(chuàng)業(yè)千人計劃人才2人，長江學者講座教授、加拿大皇家科學院院士1人，高等學校教學名師獎獲得者1人，3名教師榮獲全國高校地理信息系統(tǒng)創(chuàng)新人物獎。尤其是在加拿大皇家科學院院士陳鏡明教授的帶領(lǐng)下，建設(shè)了“碳循環(huán)陸氣協(xié)同遙感”教育部創(chuàng)新團隊和“全球變化遙感”江蘇省創(chuàng)新團隊，進一步壯大了師資隊伍的實力。這些教師專業(yè)背景各不相同，優(yōu)勢互補，與“地理信息科學”這個新興邊緣學科的特點比較吻合，形成了強大的師資隊伍陣容，有利于地理信息科學專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

二、課程體系

南京大學地理信息科學專業(yè)的課程體系在繼承傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)外名校的課程設(shè)置[5-7]，達到洋為中用、兼收并蓄的目的，每四年進行一次課程體系的改革，不斷完善優(yōu)化。

在課程體系設(shè)置的過程中遵循四個原則：一是為學生積淀雄厚的外語、計算機和數(shù)理基礎(chǔ)；二是要使學生有扎實的地理學基礎(chǔ)；三是要培養(yǎng)學生的地理信息科學專業(yè)興趣、愛好，并激發(fā)求知與探索欲望；四是促進學生對專業(yè)知識及其基本技能的掌握，培養(yǎng)發(fā)散思維，開闊知識視野，同時對就業(yè)和進一步深造要有一定的導向作用。目前形成了公共必修課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和專業(yè)選修課四個層次的課程體系。

開設(shè)的公共必修課有高等數(shù)學、大學英語、C語言程序設(shè)計等。專業(yè)基礎(chǔ)課包括人文地理、自然地理、測量學、地圖學、地理信息系統(tǒng)概論、遙感概論、地理學實習等。開設(shè)的專業(yè)課有數(shù)據(jù)庫原理、地理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、遙感圖像處理、衛(wèi)星導航定位原理、數(shù)字攝影測量、數(shù)字高程模型、地圖設(shè)計與編制、地理建模、地理信息技術(shù)、虛擬地理環(huán)境、地理信息科學專題講座、地理信息系統(tǒng)實習、遙感實習、測量實習等。專業(yè)選修課有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機圖形學、空間數(shù)據(jù)庫、模式識別與人工智能、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)、城市規(guī)劃CAD、地理科學知識講座、土地利用規(guī)劃、環(huán)境規(guī)劃與評價等。

在人才培養(yǎng)的過程中，為不斷提高課程質(zhì)量，始終注重教材建設(shè)。近十年來先后主編教材十余部，如《GIS設(shè)計與實現(xiàn)》、《地理信息系統(tǒng)概論（第三版）》、《地圖投影》、《3S技術(shù)集成》、《遙感數(shù)字圖像處理》等。而且比較注重教材的質(zhì)量，《GIS設(shè)計與實現(xiàn)》2005年榮獲全國優(yōu)秀測繪教材三等獎，并列入“十二五”國家規(guī)劃教材。

在專業(yè)課的建設(shè)過程中，努力實現(xiàn)專業(yè)主干課程的突破，以建設(shè)精品課程為目標。地圖學課程建設(shè)與實踐、GIS設(shè)計課程建設(shè)與創(chuàng)新分別獲省級教學成果二等獎。“GIS設(shè)計”課程于2007年入選國家精品課程。

三、實驗與實踐教學

地理信息科學是實踐性很強的學科。多年以來，南京大學形成了基礎(chǔ)學科與技術(shù)科學結(jié)合、理論教育與技能訓練結(jié)合的特色，確立了課程實驗、野外實踐和綜合實習“三位一體”的實驗實踐教學體系[8]。樹立了以“學生為本、以提高實踐創(chuàng)新能力為目標”的實驗教學理念，并落實到教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的全程之中。

我們建設(shè)有江蘇省高等院校地理與海洋科學實驗教學中心，擁有地理信息系統(tǒng)、遙感、測量與制圖、3S技術(shù)綜合應(yīng)用等與地理信息科學實驗教學密切相關(guān)的教學實驗室，有先進的地圖制圖（繪圖系統(tǒng)）、測量（徠卡GPS、激光雷達測量系統(tǒng)等）、遙感（ASD光譜儀等）等硬件設(shè)備，同時擁有ArcGIS、SuperMap、ERDAS、ENVI、GAMMA、VirtuoZo等通用軟件。良好的實驗教學設(shè)施保障了地理信息科學專業(yè)課程實驗教學的實施。南京大學建設(shè)有廬山地理學野外實習基地，為地理信息科學專業(yè)自然地理（包括地質(zhì)、地貌、水文地理、氣象氣候、土壤地理、植物地理等）、地圖、遙感、測量等課程的野外實踐教學提供了有力的支持。綜合實習安排在大三的暑假至大四第一學期的前兩個月。目的是讓學生真實參與實習單位的具體工作，利用所學的專業(yè)知識提升實踐能力。目前南京大學已與中科院南京地理與湖泊研究所、中國測繪科學研究院等多家單位合作，建立實習基地，共同培養(yǎng)高水平專業(yè)人才。

四、科研訓練

大學生的科研能力訓練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)是本科教學的核心任務(wù)之一[9]。南京大學建設(shè)有衛(wèi)星測繪技術(shù)與應(yīng)用國家測繪地理信息局重點實驗室和地理信息技術(shù)江蘇省重點實驗室，軟硬件設(shè)備齊全，研究開發(fā)技術(shù)手段先進。近幾年先后承擔了“863計劃”、“973計劃”等多項重點項目、自然科學基金等國家級縱向科研課題數(shù)十項，獲得國家級、省部級科技獎勵多次。良好的科研條件促進了各項教學任務(wù)的圓滿完成，教學與科研形成了良性互動。

在國家自然科學基金委員會人才培養(yǎng)項目的資助下，專門開展了本科生科研訓練。同時學生也可以在老師的指導下申請國家、江蘇省或南京大學的本科生科研創(chuàng)新項目，開展前沿科學研究。從大二起，學生就可以選擇指導教師，參與指導教師承擔的科研任務(wù)，申請使用重點實驗室的軟硬件設(shè)備，進行科研訓練。從大四的第二學期開始進行畢業(yè)論文設(shè)計，選題都要依托指導教師的科研項目，要經(jīng)過開題、中期進展報告、論文答辯等環(huán)節(jié)，歷時四個月。畢業(yè)論文的撰寫是一次完整的科研訓練，對地理信息科學專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)來說是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。同時積極支持并資助本科生跨出國門參加國際學術(shù)會議，展示自己的科研成果，較早地與國際同行交流，了解地理信息科學的最新國際動態(tài)。這既開闊了學生的知識視野與眼界，也有利于地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)的國際接軌。目前，南京大學的地理信息科學學科已發(fā)展成為具有較大影響的人才培養(yǎng)與科學研究基地之一。

2006至2012年，本科生在校就讀期間以第一作者在國內(nèi)外學術(shù)刊物上發(fā)表科研論文40余篇。1名本科生獲得Geoinformatics2007最佳學生論文獎，獲得中國GIS協(xié)會2007ESRI杯大學生GIS軟件開發(fā)競賽二等獎1次。有二十幾名本科畢業(yè)生赴美國普林斯頓大學、哥倫比亞大學、波士頓大學、加拿大多倫多大學、德國斯圖加特大學等國外著名高校繼續(xù)深造。特別是2008屆的畢業(yè)生，有6位同學獲得全額獎學金赴美國、荷蘭的國際名校攻讀博士學位。南京大學地理信息科學專業(yè)的畢業(yè)生不僅有深厚的理論功底，同時在地圖設(shè)計與編制、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)與軟件開發(fā)、遙感圖像處理與專題信息提取、測量工程等方面實踐動手能力也比較強，因此畢業(yè)生也頗受用人單位的歡迎，一次就業(yè)率都在100%。

隨著大數(shù)據(jù)與智慧城市時代的到來，地圖學、地理信息系統(tǒng)、遙感對地觀測與導航定位技術(shù)已滲透到經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領(lǐng)域。新的形勢賦予新的使命，南京大學地理信息科學專業(yè)將不斷探索拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式，為國家和社會輸送更多的地理信息科學高端人才。

地理信息科學論文:三維地理信息科學進展

三維世界的逼真顯示自古以來就是我們許多(哲學)討論的主題。對地球球形形狀的承認可以追溯到公元前6世紀畢達哥拉斯的論點。隨著計算機科學的進化，科學家們不斷地改進地球的三維顯示，同時開發(fā)了用來分析許多發(fā)生在地球表面的自然過程及現(xiàn)象的技術(shù)。計算機輔助設(shè)計(cAD)和地理信息系統(tǒng)(GIS)在過去的30年內(nèi)同步發(fā)展。

三維分析與模擬工具能在城市規(guī)則考古學景觀建筑、制圖學及風險管理學諸多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。為了滿足各界對三維分析與模擬工具的經(jīng)久不斷的需求，第4屆國際三維地理信息專題討論會于2009年11月4-5日在比利時西北部城市根特舉行。

本書共匯集了11篇論文。1.歐拉算子與外殼建筑模型導航；2.奧地利達赫斯坦山巒冰川后退的逼真三維可視化：跨媒體的硬復制與軟復制顯示；3.有關(guān)先進的交互式萬維網(wǎng)透視圖服務(wù)；4.谷歌地球中建筑物的交互式建模：用于城市規(guī)劃的三維工具；5.應(yīng)用于三維地質(zhì)學模型構(gòu)建的專家系統(tǒng)實驗法；6.三維地圖籍中的數(shù)據(jù)可視化；7.從三維拓撲學關(guān)系到接觸關(guān)系；8.對用于都市環(huán)境中車輛定位的三維城市信息及傳感器融合技術(shù)的需求與潛力；9.使用地球-DBMS在三維導航中經(jīng)由可視地標的建模能見度；10.大數(shù)據(jù)集合三維包含測試；11.動態(tài)城市徑流模擬的三維體數(shù)據(jù)軟地理目標。

本書是《地理信息與制圖學講座筆記》叢書中的一本，它專門面向?qū)Φ乩硇畔⒖茖W三維組件感興趣的廣大學者與專業(yè)人員，包括地理科學家、土地丈量員、計算機工程師、攝影測量師、城市規(guī)劃者、考古學家及制圖員。

地理信息科學論文:地理信息科學本科生能力調(diào)查分析

1企事業(yè)單位對學生能力期望分析

在對學生成績總體評價方面，單位或企業(yè)都很看重學生的在校成績，希望學生成績在良好以上的單位占92．0%。在學生獲得各類證書方面，希望學生外語成績通過四六級考試的比例為72．0%，但有些單位不要求學生通過等級考試，這樣的單位有軟件公司和從事純測繪的單位。希望學生掌握計算機程序設(shè)計語言能力的單位占96．0%，但在計算機等級考試方面，希望學生過二、三級考試的單位占64．0%，也有28．0%的單位不需要學生過計算機等級考試，這樣的單位往往是行業(yè)管理單位或規(guī)模較小的單位。考慮學生是否具有“全國GIS應(yīng)用水平考試證書”的單位不多，選擇可有可無的單位占80．0%，選擇需要的只占12．0%，“全國地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平考試證書”考試是由地理信息系統(tǒng)軟件及其應(yīng)用教育部工程研究中心組織的。目前除高校外，對大多數(shù)企業(yè)來講不是很了解，有待進一步加強宣傳力度，當其納入到政府行為的全國職業(yè)資格考試范疇時才會引起學生和用人單位的重視。在行業(yè)內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件使用方面，有84．0%的單位要求學生熟練掌握地理信息系統(tǒng)軟件使用，說明單位看重學生的對行業(yè)內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件的實際動手能力。在地理信息工程應(yīng)用方面，希望學生在校期間參加過工程應(yīng)用項目經(jīng)歷的比例達84．0%，且92．0%的單位希望學生掌握了數(shù)據(jù)整理與建庫技術(shù)。在地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)方面，要求學生基本掌握或熟練掌握地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)技術(shù)的比例達96．0%，要求熟練掌握的主要是地理信息系統(tǒng)軟件公司和信息中心等單位達48．0%。由于調(diào)查的是測繪地理信息行業(yè)，有68．0%的單位希望學生具有從事外業(yè)測繪工作的經(jīng)歷和能力，不要求學生具備外業(yè)測繪能力的單位多數(shù)是軟件公司和信息中心。除外業(yè)測繪能力外，有96．0%的單位強調(diào)學生具有攝影測量與遙感方面的知識，因為企業(yè)都知道攝影測量與遙感技術(shù)是未來空間信息獲取的主要手段，此項知識的掌握有助于單位未來業(yè)務(wù)拓展。自學能力是一個人從事終生學習的基本要求，幾乎所有的單位都希望學生具有自學能力，有72．0%特別強調(diào)很需要，說明一個單位的發(fā)展離不開員工的知識更新。希望學生具有科學研究潛力的單位占80．0%，只有20%的單位不強調(diào)這一要求，其中私有企業(yè)幾乎都要求學生具有科學研究的潛力，表明企業(yè)要發(fā)展，必須要求員工具有科學研究潛力來保證。多數(shù)企業(yè)注重學生在校期間參加各類競賽活動并獲獎，有60．0%單位表示會優(yōu)先考慮錄用獲得過各類競賽獎的學生，只有16．0%單位不會考慮。至于學生在校期間是否獲得獎學金，有60．0%的單位明確表示不考慮，表明單位注重學生實際能力的因素大于課堂考試成績因素。在團隊協(xié)作精神方面，有96．0%的單位強調(diào)學生這一素質(zhì)，因此大學期間如何培養(yǎng)學生的團隊精神是今后學校應(yīng)該關(guān)注的問題。就學生的交際能力方面，84．0%的單位表示學生應(yīng)該具備較強的交際能力。在學生業(yè)余愛好方面，強調(diào)學生具有體育、藝術(shù)愛好的單位比例分別是48．0%和36．0%，也有20．0%的單位不對學生業(yè)余愛好提出要求。在學生生源的地域方面，有76．0%的單位不考慮學生的地域要求，希望學生來自農(nóng)村或周邊省份的單位所占比例均為16．0%單位，這樣的單位是基礎(chǔ)測繪單位，希望學生能吃苦、穩(wěn)定。在性別方面，有72．0%的單位不考慮學生的性別，有28．0%的單位希望是男生。這是由于GIS專業(yè)性質(zhì)所決定，GIS專業(yè)人員大多在室內(nèi)工作，男女生沒有什么太大的區(qū)別。而希望招收男生的主要是從事測繪與地理信息生產(chǎn)任務(wù)的單位。

2地理信息科學專業(yè)本科學生能力結(jié)構(gòu)體系

2．1學生能力結(jié)構(gòu)體系

人的能力是在人的生理素質(zhì)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過教育和培養(yǎng)，并在實踐過程中吸取前人的智慧和經(jīng)驗而形成和發(fā)展起來的。能力=知識+科學方式+技能［6，7］。地理信息科學是一門集計算機科學、地理學、測繪科學、環(huán)境科學、空間科學以及管理科學等學科為一體的交叉學科，這就要求GIS專業(yè)的學生不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)該具有較強的動手能力和軟件開發(fā)能力，同時自主學習能力是學生適應(yīng)未來學科發(fā)展和拓展應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)［8］。具體來講，對一個GIS本科生的基本要求是:起碼要熟練掌握一門計算機語言，能夠開發(fā)簡單的GIS應(yīng)用模塊，能夠掌握二種以上的常見地理信息系統(tǒng)軟件，并至少具有一種二次開發(fā)的能力，盡最大可能讓學生參與相關(guān)的科學研究與實用地理信息工程項目的開發(fā)［9］。由此可見，GIS專業(yè)學生能力除一般大學生所具備的能力和素質(zhì)之外，更要突顯以下七個方面的能力:專業(yè)基礎(chǔ)理論與前沿技術(shù)、地理信息系統(tǒng)軟件使用與數(shù)據(jù)采集處理能力、空間數(shù)據(jù)建模與分析能力、地理信息工程建設(shè)能力、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)設(shè)計能力、自主學習能力以及GIS科研與創(chuàng)新能力等。基于上述分析，我們可以構(gòu)建地理信息科學專業(yè)學生能力結(jié)構(gòu)體系，通過專家打分后采用改進的層次分析法進行綜合評價得到各結(jié)構(gòu)項的權(quán)重［10-12］，如表2所示。在該能力結(jié)構(gòu)體系中，強調(diào)學生的基礎(chǔ)理論、兼顧學生的基本技能，同時也突出了地理信息系統(tǒng)工程應(yīng)用的特點和創(chuàng)新能力。權(quán)重的高低并不代表知識重要程度，因為表中的7個方面的知識和能力是地理信息科學專業(yè)所必須具備的，它是指各知識結(jié)構(gòu)在整個知識結(jié)構(gòu)中的比例，可以成為地理信息科學專業(yè)課程體系設(shè)置的基礎(chǔ)。

2．2能力結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用

東華理工大學地理信息科學專業(yè)從1999年開設(shè)，專業(yè)教師一直在探索該專業(yè)學生能力體系結(jié)構(gòu)，并根據(jù)能力結(jié)構(gòu)體系制訂和修訂教學計劃。東華理工大學地理信息科學專業(yè)是依托測繪學科開設(shè)的，所以東華理工大學的特色在于突出空間信息的獲取與表達、地理信息工程開發(fā)與建設(shè)兩個方面。對此，東華理工大學加強了測繪類和計算機類課程的理論與實踐性教學的比重，體現(xiàn)理論與實踐性課程“四年不斷線”的教學計劃設(shè)計思路。例如，測繪類課程開設(shè)了地圖學、測量學、測量平差基礎(chǔ)、攝影測量學、GPS測量原理、遙感原理等課程;計算機類課程開設(shè)了計算機基礎(chǔ)、C語言、高級程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理與地圖數(shù)據(jù)庫、計算機地圖制圖、GIS二次開發(fā)等課程;實踐性課程有數(shù)字化測圖軟件(測量學)、GIS軟件及應(yīng)用、遙感軟件及應(yīng)用，GIS設(shè)計與開發(fā)、專業(yè)綜合實習、生產(chǎn)(畢業(yè))實習。這樣保證了學生從大一到大四每年都能在測繪類、計算機類、實踐類三方面都有相應(yīng)的理論課程或?qū)嵺`性教學環(huán)節(jié)，對鞏固學生的理論知識與實踐能力、對學生能力培養(yǎng)起到了很好的推動作用。此外，東華理工大學還注重為學生提供科技創(chuàng)新與動手能力的機會，例如實行本科生導師制、鼓勵學生參加老師生產(chǎn)型或研究型課題、引導學生參加各類科技創(chuàng)新與競賽活動等。實踐表明，通過教學計劃的調(diào)準，學生能力有穩(wěn)步提高的趨勢。例如，東華理工大學2013屆地理信息科學專業(yè)有一個本科生就成功地在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研發(fā)了一個“基于GIS的高校餐飲物流配送管理信息系統(tǒng)”，并應(yīng)聘到上海誠信所從事軟件開發(fā)工作，這與平時東華理工大學加強學生知識結(jié)構(gòu)與能力培養(yǎng)是分不開的。

3結(jié)束語

就業(yè)率的高低是高等學校培養(yǎng)大學畢業(yè)生成功與否的重要指標之一。通過本次調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前社會對GIS專業(yè)學生需求量較大，而且寄希望他們從事GIS工程開發(fā)與維護工作，更注重學生的專業(yè)基礎(chǔ)知識、GIS軟件操作與二次開發(fā)能力、科技創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作精神。針對就業(yè)單位的需求，本文構(gòu)建了地理信息科學專業(yè)學生能力結(jié)構(gòu)體系，它可以作為GIS課程體系設(shè)置的基礎(chǔ)，為GIS專業(yè)學生能力培養(yǎng)提供很好的參考依據(jù)。

作者：程朋根 夏元平 聶運菊 劉波 郭先春 單位：東華理工大學

地理信息科學論文:地理信息科學的繪圖方法研討

作者：董晴晴 董敏 馮欣欣

1（略）

2基于ArcGIS的實現(xiàn)本文基于上述制圖思路，以ArcGIS9．3為技術(shù)平臺，以繪制西準噶爾地區(qū)地質(zhì)圖（1∶1000000）為例來具體說明如何實現(xiàn)。

2．1空間數(shù)據(jù)獲取西準噶爾地區(qū)位于西伯利亞板塊與準噶爾板塊的碰撞帶，屬于古生代殘余洋盆的后碰撞花崗巖類［6］。確定該區(qū)的范圍，掃描其紙質(zhì)地質(zhì)底圖和地理底圖，在ArcCatalog中建立空間數(shù)據(jù)庫，將底圖配準后通過ArcScan自動矢量化或者手工矢量化，得到該區(qū)的地質(zhì)、地理底圖的矢量數(shù)據(jù)。經(jīng)過拓撲檢查后以點、線、面的形式存儲（圖略）。

2．2屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)空間數(shù)據(jù)庫中的每個要素類都有各自的描述，主要通過要素類名稱、空間數(shù)據(jù)類型（點、線、面）、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)存儲長度、約束條件、數(shù)據(jù)項描述等進行描述與定義（表略），為數(shù)據(jù)加載做準備［7］。屬性數(shù)據(jù)以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫方式存貯和管理，并通過公共字段與各要素進行關(guān)聯(lián)，使點、線、面不再僅僅是傳統(tǒng)意義上的圖元單位，而具有地質(zhì)特征描述內(nèi)容［8］

2．3圖例制作圖例是地圖的語言體系［9］，集中體現(xiàn)了制圖者對客觀事物本質(zhì)的認識，以及對這種本質(zhì)的分類思想和分類體系。在以往的圖例繪制中，人們只關(guān)注規(guī)范化表達。傳統(tǒng)紙質(zhì)圖時代的圖例采用人工手繪來實現(xiàn)，由于人的主觀判斷和繪圖工具的誤差，會導致線條粗細不勻、符號大小不一，無法完全實現(xiàn)圖例的規(guī)范化表達［10］。同時，作為傳統(tǒng)地質(zhì)圖整飾內(nèi)容的一部分，圖例是一種機械的“排列”，與圖件主體部分并沒有有機的聯(lián)系，僅是單純的視覺表達，實現(xiàn)了認知表達中的符號層，而概念層仍然隱式地停留在人的大腦中。Fishnet是ArcGIS平臺下的一種空間分析工具，相當于圖形化的Excel。它可以自由定義的基本單元格的大小，并對其賦予屬性。利用Fishnet制作圖例，不僅可以實現(xiàn)符號的標準化表達，更重要的是，它是在數(shù)據(jù)庫中管理符號和數(shù)據(jù)，可以隨時修改或查詢［11］。

2．4STYLE匹配將Fishnet中的圖例存儲為Style，或者將整個要素調(diào)用Savetolayers命令存成Layer。調(diào)用Proper－ties中的MatchtoSymbolsinastyle，用Layer與圖件主體中要素的相同字段進行匹配，或者用Style直接進行匹配，實現(xiàn)圖件的自動符號化。在匹配時，如果按照一對一的方式進行，會產(chǎn)生很大的工作量。比如，不同時代的侵入巖很多，若采用一對一匹配，那每個時代（設(shè)有M個）的每一種侵入巖（設(shè)有N個）都要有相應(yīng)的符號（CMN）。但是如果采用多字段來描述同一個地質(zhì)體，采用多對一的方式，只需要制作時代的符號和侵入巖的符號（M＋N）。在制作圖面內(nèi)容較多的地質(zhì)圖時，這一方法將會大大提高效率，而且對于數(shù)據(jù)的分類尤為便捷（圖略）

2．5整飾成圖在layout視圖下，調(diào)整圖面大小、位置，添加圖名、比例尺、指北針、經(jīng)緯網(wǎng)、責任欄等整飾要素。圖例可以以圖片形式添加，或者以數(shù)據(jù)窗口的形式添加。

3基于地理信息科學制圖的優(yōu)勢

從地理信息科學的視角出發(fā)，地理信息系統(tǒng)就成為地理信息科學應(yīng)用的一個環(huán)節(jié)［2］，這就使制圖不僅具有所有數(shù)字制圖的優(yōu)勢，如方便攜帶、易修改、易復制、易整飾，存在嚴格的拓撲關(guān)系，不受比例尺的限制，具有良好的現(xiàn)勢性及動態(tài)性［12］，更能體現(xiàn)以信息科學為基礎(chǔ)的優(yōu)勢，使圖元單位與地質(zhì)實體之間建立起有機聯(lián)系，使隱式存在于人腦中的語義顯式地表達出來，實現(xiàn)信息的查詢、新圖件的生成、空間數(shù)據(jù)分析等優(yōu)勢。

3．1信息查詢傳統(tǒng)紙質(zhì)圖和數(shù)字制圖只是對紙質(zhì)地質(zhì)圖的數(shù)字復制，不具有信息查詢的功能。比如，若想了解西準噶爾地區(qū)泥盆紀地層分布情況，在傳統(tǒng)圖件中，你只能通過讀圖例在圖上圈出泥盆紀的地層。不僅費時，而且導致圖面內(nèi)容更加復雜，極易出錯。基于信息科學制圖是運用數(shù)據(jù)庫儲存數(shù)據(jù)，圖面與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，因此信息查詢很容易實現(xiàn)：打開屬性數(shù)據(jù)表，在查找中輸入“D＊”（其中＊代表D的任一組），在屬性數(shù)據(jù)表中屬于D的所有地層就會被選擇出來。相應(yīng)地，在圖上所有泥盆系的地層也會特別標識，這樣西準噶爾地區(qū)泥盆系的地層分布就一目了然。如果需要查詢泥盆紀侵入巖分布，則將相關(guān)字段相加再進行查詢。

3．2圖件派生在傳統(tǒng)紙質(zhì)圖和數(shù)字制圖中，圖面一旦固定，再做任何修改或派生圖件都是一件費時費力的事情，相當于重新制作。但基于信息科學思想成圖不是一幅圖件的終結(jié)，而是生成新的圖件的渠道［13］。比如要制作西準噶爾地區(qū)侵入巖分布圖。在西準噶爾地區(qū)地質(zhì)圖的基礎(chǔ)上，通過查詢“巖性大類”挑選出該區(qū)侵入巖數(shù)據(jù)，導出選擇的侵入巖圖層，或者在原圖上刪掉其他不相關(guān)數(shù)據(jù)或讓其他數(shù)據(jù)不顯示，調(diào)整圖面大小、圖名、圖例、比例尺等整飾要素，一幅新的派生圖件就完成了。

3．3空間數(shù)據(jù)分析所有的空間分析都是基于數(shù)據(jù)而不是基于圖形。在這方面，基于信息科學成圖具有別的制圖方式不可比擬的優(yōu)勢。在這種成圖方式中，每一個點、線、面都是具有實際地質(zhì)意義的單元。在進行點的密度（如礦床的密度分析［14］）、線的緩沖（斷層對特定礦種的影響范圍［15］）、面的選擇（礦床模型對成礦有利地層的選擇）時，依托ArcGIS平臺都能夠迅速實現(xiàn)。這些依托數(shù)據(jù)的空間分析目前正在探索應(yīng)用之中。

4結(jié)束語

本文基于地理信息科學，以認知科學和信息科學為基礎(chǔ)，以ArcGIS為平臺，闡述了制圖的新思想及實現(xiàn)。運用數(shù)據(jù)庫來存儲、修改地理地質(zhì)數(shù)據(jù)，利用Fishnet規(guī)范化表達圖例，并以公共字段與圖件主體關(guān)聯(lián)，使用多對一的方式進行匹配，在實際輸出中，達到了圖件的規(guī)范化表達；在圖件管理中，能夠快速實現(xiàn)信息查詢、數(shù)據(jù)修改；在應(yīng)用中，可以依據(jù)需要派生多幅圖件，最重要的是能實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)分析。大量實踐證明了該思路的可行性。目前，這種成圖方式的推廣將會成為制圖的一種趨勢。

地理信息科學論文:地理信息科學人才培養(yǎng)研究

摘要：

本文分析了國內(nèi)外GIS教育的基本現(xiàn)狀，認為高校可以根據(jù)自身特色量身設(shè)計面向研發(fā)型人才培養(yǎng)的專業(yè)知識體系，通過建立本科生導師制度和有利于檢驗研發(fā)能力的考核方式等，實現(xiàn)為社會培養(yǎng)和儲備GIS研發(fā)人才的目標，提升畢業(yè)生就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：

地理信息科學；本科教育；研發(fā)型人才；培養(yǎng)

一、GIS本科教育中開展研發(fā)型人才培養(yǎng)的意義

目前,以GIS應(yīng)用型人才為主的培養(yǎng)方式正面臨挑戰(zhàn)，而以研發(fā)型人才為主的培養(yǎng)方式將在以后一個階段成為高校人才培養(yǎng)的趨勢，原因是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求和解決畢業(yè)生就業(yè)帶來的壓力。本科階段是學生確定發(fā)展方向和目標的重要時期，在這一階段掌握的知識和技能將決定他們未來的求職定位和發(fā)展目標。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的角度來看，高校GIS教育應(yīng)為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更多的技術(shù)研發(fā)型人才儲備；從學生個人發(fā)展的角度看，不少從事GIS研究的研究生在本科階段缺乏基本的軟件研發(fā)訓練，讀研階段難以配合導師做好科研課題，或者無法自己設(shè)計實驗驗證。雖然要使大多數(shù)本科畢業(yè)生具有很強的軟硬件研發(fā)能力并不容易實現(xiàn)，但高校積極地在這方面加強引導和培養(yǎng)，將是為我國地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)核心技術(shù)研發(fā)人才、提高我國GIS產(chǎn)業(yè)競爭力的重要途徑。

二、國內(nèi)GIS本科教育基本現(xiàn)狀

國內(nèi)GIS本科教育的重點，隨著計算機技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展而轉(zhuǎn)移。在地理信息系統(tǒng)專業(yè)開設(shè)之初，國內(nèi)GIS應(yīng)用的重點在于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的采集方面，如國家基本比例尺空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)［1］，此時國內(nèi)GIS專業(yè)的人才培養(yǎng)主要以應(yīng)用型為主，能力水平主要達到Marble的第三層次。2003年劉耀林［2］、秦其明［3］等所提出的課程設(shè)置優(yōu)化建議，主要以掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、培養(yǎng)較強的軟件操作和應(yīng)用能力為主，并開始強調(diào)GIS二次開發(fā)能力的培養(yǎng)。隨著國內(nèi)測繪類軟件企業(yè)的發(fā)展壯大，對研發(fā)型、創(chuàng)新型人才需求越來越多，大量軟件公司需要大批研發(fā)人才，從事空間數(shù)據(jù)圖形輸入、海量數(shù)據(jù)管理查詢、空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸與共享、空間分析、二三維可視化、高精度數(shù)字制圖等GIS核心功能的研發(fā)工作以及專題地理信息系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)工作，高校也進一步重視GIS畢業(yè)生的二次開發(fā)能力、系統(tǒng)分析設(shè)計能力培養(yǎng)［4~7］。通過分析各高校培養(yǎng)方案可發(fā)現(xiàn)，重點高校往往開設(shè)課程較多、涉及面更廣，如武漢大學、浙江大學、中國地質(zhì)大學等，而地方高校更注重專業(yè)技術(shù)類課程以及學生實踐能力的培養(yǎng)，其原因可能是重點高校在師資、生源上的優(yōu)勢。總之，大多數(shù)高校還是非常人性化地考慮了學生個人素質(zhì)和興趣的差異，國內(nèi)高校并未要求所有GIS本科生都具有較強的研發(fā)能力［4~5，7］，有志于從事技術(shù)研發(fā)工作的學生還是少數(shù)。

三、GIS本科教育中研發(fā)型人才培養(yǎng)的實施途徑建議

1.設(shè)計面向研發(fā)型人才培養(yǎng)的GIS專業(yè)知識體系

專業(yè)知識體系的優(yōu)化設(shè)計是課程體系設(shè)計的前提和基礎(chǔ)。國外UCGIS的地理信息科學與技術(shù)知識體系是一個完備的參考體系，但是每個學校應(yīng)根據(jù)自身特色、師資水平設(shè)計相應(yīng)的專業(yè)知識體系。設(shè)計面向培養(yǎng)研發(fā)能力的GIS專業(yè)知識體系，其核心實質(zhì)是在完備的參考體系中，圍繞基礎(chǔ)理論、程序設(shè)計、模仿創(chuàng)造能力為主線，選擇適合本校辦學特色的授課內(nèi)容和技能訓練體系，并以此作為評價準則。對于重點大學來說，由于師資水平相對較高、生源素質(zhì)相對較好，可適當擴展這一體系前兩種能力培養(yǎng)的深度和廣度，如武漢大學不僅要求掌握地理信息系統(tǒng)與地圖學的基本理論、基本知識，而且強調(diào)對相鄰專業(yè)如地理學、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、測繪工程等一般原理和知識的了解；對于地方高校來說，則不宜在相鄰專業(yè)上開設(shè)課程，地理信息科學基礎(chǔ)理論、計算機方面課程也不宜開設(shè)太多，而應(yīng)重點建設(shè)本專業(yè)核心課程，有選擇地講授一些核心算法設(shè)計和實現(xiàn)，在這一個過程中加強培養(yǎng)學生的模仿能力和創(chuàng)造能力。以桂林理工大學為例，由于在辦學初期缺乏經(jīng)驗，開設(shè)了較多基礎(chǔ)課程，涉及到測繪、城規(guī)、地理學、土地管理等方面，而在計算機、數(shù)據(jù)庫、GIS軟件應(yīng)用和開發(fā)方面的課程投入不足，導致某一階段畢業(yè)生就業(yè)競爭力欠缺等問題。通過調(diào)整，一些相鄰專業(yè)課程僅作為選修課或被刪除，將整個知識體系定位為以桌面版和WebGIS應(yīng)用程序開發(fā)能力培養(yǎng)為主線的專業(yè)知識體系和課程體系［5］，主要涵蓋如下知識模塊：①編程語言模塊，主要講授C++、C#等兩種編程語言，C++便于學生在以后進行較為復雜的算法設(shè)計時使用，C#語言則用來向?qū)W生講解GIS二次開發(fā)技術(shù)；②基礎(chǔ)理論模塊，包括空間數(shù)據(jù)庫、空間分析、地理信息系統(tǒng)算法基礎(chǔ)以及測繪學科相關(guān)課程；③地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)相關(guān)課程。特別是在第②模塊，重點設(shè)計若干算法實驗，讓學生在掌握基礎(chǔ)理論、編程語言的基礎(chǔ)上，教師先示范一些簡單算法的代碼編寫過程，然后逐漸加深難度，學生通過教師引導完成相應(yīng)算法代碼編寫，加強對GIS軟件研發(fā)的自信心。第③模塊，學生掌握了軟件工程設(shè)計、組件式GIS開發(fā)技術(shù)，并在教師指導下分成4~5人小組，每個小組在實踐環(huán)節(jié)都必須完成相應(yīng)的設(shè)計和代碼編寫任務(wù)。學生不僅軟件操作能力逐漸增強，程序開發(fā)能力也相應(yīng)提高，逐步扭轉(zhuǎn)就業(yè)競爭力不足的局面。

2.建立有利于提高研發(fā)能力的本科生導師制度

知識體系和課程體系的建設(shè)僅僅是教學目標實施的第一步。在已有的教學實踐中，本科生對程序設(shè)計研發(fā)的興趣并不高［4，7］，一方面是部分剛?cè)雽W的學生對就業(yè)的壓力感知不足，認為即使沒有學好難度相對較高的GIS設(shè)計和開發(fā)相關(guān)課程也能找到合適的工作；另一方面是教師對學生的引導和交流不夠，設(shè)計和開發(fā)類課程上完了，課后就沒有再去關(guān)心學生怎么應(yīng)用，大部分學生對自己實踐課的要求不高，應(yīng)付了事。目前桂林理工大學地理信息科學專業(yè)開始嘗試采用本科生導師機制，促使學生得到導師在學業(yè)和未來規(guī)劃上的指導，具體作法有：①導師可以根據(jù)自己學術(shù)研究方向，在二年級時開始選擇一些學生進入自己的興趣小組，為以后參加國內(nèi)各類競賽做準備，也可以在課題研究和生產(chǎn)項目上對教師起到幫助作用，并直接在該導師指導下做畢業(yè)設(shè)計工作；②結(jié)合桂林理工大學推行的應(yīng)用研究型課程教學項目，解決學生選修課學分問題以及教師教學工作量補償問題；③對于導師和學生，無論是參與校內(nèi)比賽還是國內(nèi)比賽獲獎，都給予相應(yīng)獎勵，形成激勵機制。本科生導師制度的作用主要體現(xiàn)在以下兩方面：①通過導師在課外的指導，激發(fā)本科生的危機意識，增強學生主動學習的愿望，比僅僅以人性化的方式對學生進行分層次培養(yǎng)有更好的效果；②導師在日常交流中，可以從基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)軟件的基本功能、模塊和接口以及軟件設(shè)計語言和組件式軟件開發(fā)方式，對學生進行全方位輔導，避免以往一個教師教授一門課程，知識內(nèi)容斷層嚴重的局面，同時也加強了對學生的監(jiān)督和鼓勵。

3.實施有利于檢驗研發(fā)能力水平的考核方式

由于研發(fā)能力通常體現(xiàn)為對基礎(chǔ)知識、專業(yè)軟件、編程語言等方面的綜合應(yīng)用表現(xiàn)，過去主要采用筆試和平時成績的方式進行考核。但平時成績考核往往僅為對學生是否到課的檢查，并沒有真正成為學生設(shè)計研發(fā)能力的體現(xiàn)。涉及到實踐能力、軟件開發(fā)能力的課程，可以分成筆試、上機考試和PPT介紹設(shè)計內(nèi)容等過程進行，每門包含上機課、實踐環(huán)節(jié)的課程均可劃出一定課時用于上機考試或PPT演講。上機考試和PPT演講可占總分值的30~40%，有效地避免部分學生渾水摸魚的情況。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展對高校GIS教育提出的更高要求，以及更多高校參與到GIS教育中來，辦學單位和畢業(yè)生都將面臨更激烈的競爭。GIS研發(fā)能力將是未來一段時間內(nèi)社會對GIS畢業(yè)生的指標要求，雖然在當前情況下要完全按照研發(fā)型人才標準對GIS專業(yè)學生進行“一刀切”式衡量并不現(xiàn)實，但高校只有在辦學中堅持高標準培養(yǎng)要求，突出自身特色優(yōu)勢，推進人才培養(yǎng)模式改革，提高畢業(yè)生的核心競爭力，才能不至于在未來的競爭中被淘汰。

作者:藍貴文 楊霞 殷敏 靖娟利 單位:桂林理工大學測繪地理信息學院 廣西空間信息與測繪重點實驗室

地理信息科學論文:地理信息科學專業(yè)學風建設(shè)論文

1學風建設(shè)現(xiàn)狀分析

1.1地理信息科學專業(yè)學風建設(shè)的劣勢

1)缺少有影響力的學術(shù)帶頭人。地理信息科學專業(yè)的青年教師占多數(shù)，基本上都是從學校畢業(yè)就直接來校任教，缺少教學、科研的經(jīng)驗與積累，在教學與科研的雙重壓力下負擔較重。因為地理信息科學專業(yè)沒有知名度較高的學術(shù)帶頭人，在教學上未能形成鮮明的專業(yè)特色，與專業(yè)的辦學歷史不符，在科研上也沒有確定某一明確的方向，各位教師各自為政，單打獨斗，不能形成具有戰(zhàn)斗力的教學科研團隊，無法實現(xiàn)1+1>2的整體涌現(xiàn)性。

2)生源質(zhì)量不高，師生雙向不滿。地理信息科學專業(yè)與城鄉(xiāng)規(guī)劃、土木工程等專業(yè)相比，錄取分數(shù)線較低，由于社會大眾對該專業(yè)不熟悉，往往招收的大部分學生都是在其他專業(yè)錄滿后調(diào)劑過來的低分生，生源的質(zhì)量較差。因此，學生從入學開始就對專業(yè)不認同，缺少學習動力，這樣在某種程度上也影響了教師的上課熱情。學生抱怨教師工作不敬業(yè)，教學不投入、能力差，教學手段單一，講課不生動。教師抱怨學生學習不認真，沒有明確的學習目標，學習態(tài)度不端正。

3)課程設(shè)置不科學。地理信息科學是依托測繪工程而創(chuàng)辦的專業(yè)，地理信息科學和測繪的專業(yè)課程各占50%，雖然拓展了學生的就業(yè)面，由于課程之間銜接不緊密，學生所學的地理信息科學專業(yè)課程不完整，尤其是開發(fā)類課程較少，使得地理信息科學專業(yè)的學生與測繪工程專業(yè)的學生相比，在測繪能力方面處于劣勢，與中南大學、湖南科技大學等高校的地信專業(yè)學生相比，開發(fā)能力較弱，學生容易產(chǎn)生厭學情緒。畢業(yè)后絕大部分學生只能勝任數(shù)據(jù)處理工作，只有少數(shù)學生能夠從事GIS開發(fā)方面的工作，限制了學生的全面發(fā)展。

1.2地理信息科學專業(yè)學風建設(shè)的機會

1)社會對高素質(zhì)地理信息科學專業(yè)技術(shù)人才需求迫切。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，我國地理信息產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值以30%以上的速度增長，到2012年就已突破2000億元。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進了社會對地理信息科學專業(yè)人才的需求，特別是即懂技術(shù)又懂應(yīng)用的中、高端人才。

2)院校領(lǐng)導重視。近兩年，地理信息科學專業(yè)得到了學校、學院各級領(lǐng)導的重視，學校成立了湖南省城市規(guī)劃信息技術(shù)高校重點實驗室，地理信息科學專業(yè)的教師都是實驗室成員，將地理信息科學專業(yè)的發(fā)展與城市規(guī)劃相結(jié)合，為地理信息科學專業(yè)學風建設(shè)提供了平臺。

1.3地理信息科學專業(yè)學風建設(shè)的威脅

1)社會環(huán)境影響。市場經(jīng)濟的發(fā)展為學生學習提供了優(yōu)越的物質(zhì)條件，但是也帶來了一些負面影響，“讀書無用”、“一切向錢看”等思想在大學生中普遍存在，使得一部分學生在學校虛度時光，沉溺于網(wǎng)絡(luò)游戲中的虛幻世界，沒有學習目標。

2)校園氛圍影響。湖南城市學院是一所處于轉(zhuǎn)型期的地方二本院校，學校在教學與管理方面并不能完全適應(yīng)社會需求和學生的發(fā)展。校園的學習氛圍不強，“功利主義”、“拜金主義”、“享樂主義”在校園中廣泛存在，這些不良風氣影響了部分學生的學習情緒，改變了一些學生的價值觀，阻礙了優(yōu)良學風的形成。

2學風建設(shè)改革措施

學生是學風建設(shè)的主體，教師在學風建設(shè)中起主導作用，而專業(yè)是學生學習的基本單位，專業(yè)學風對學校、學院和班級學風，以及學生個人都有非常大的影響。因此，可從如下幾個方面進行地理信息科學專業(yè)學風建設(shè)改革。

2.1以思想教育為切入點，確定學生的主體地位學風建設(shè)的關(guān)鍵是解決學生學習的思想問題，通過主題班會、一對一交談等思想教育形式幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀。

2.2做好入學教育，培養(yǎng)學生的專業(yè)認同感新生對專業(yè)不了解，大部分學生并沒有將地理信息科學專業(yè)作為第一志愿填報，因此，在入學教育時將專業(yè)介紹和學風建設(shè)的教育作為重點，使學生從了解專業(yè)到熱愛專業(yè)，以積極的心態(tài)面對學習。班主任、輔導員和專業(yè)教師應(yīng)根據(jù)不同的學生，采用具體的方式，盡快確定學習目標，以激發(fā)學生對專業(yè)的學習興趣。

2.3以科學的管理制度，促進專業(yè)學風建設(shè)制定具有可操作性的獎懲制度、考試管理制度、計劃管理制度、教學過程管理制度、質(zhì)量管理制度等，保證地理信息科學專業(yè)的教學工作有步驟、有計劃地進行。通過這些制度規(guī)范師生的行為，做到有章可循，更利于形成公平競爭的環(huán)境和良好學風。

2.4深化教學改革，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識地理信息科學是一門交叉學科，知識更新快，應(yīng)按其知識體系設(shè)置專業(yè)課程，厘清各門課程的關(guān)系，保證本專業(yè)的學生能夠掌握數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用等不同環(huán)節(jié)的知識。把握社會對技術(shù)更新的需求，及時調(diào)整教學內(nèi)容，將市場急需的、先進的科學技術(shù)傳授給學生。通過大學生導師制，以大學生創(chuàng)新性項目和開放性實驗為載體，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和學習主動性。

2.5加強師資隊伍建設(shè)，以教風促學風通過引進有影響力的學者作為地理信息科學專業(yè)的學術(shù)帶頭人，在科研和教學方面確定方向，指導年輕教師快速成長，在較短的時間內(nèi)形成戰(zhàn)斗力和協(xié)同競爭的良好氛圍。教師教學水平的不斷提高和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，在教學中將直接影響到學生的學習態(tài)度。

2.6開展積極向上的文化活動，營造良好的學習氛圍圍繞學科專業(yè)，開展豐富多彩的文化活動，如GIS文化節(jié)、GIS技能大賽、學術(shù)講座等，讓學生盡快融入到大學生活中來，同時也拓展了學生的視野，激發(fā)了學習的熱情。

3結(jié)論

學風建設(shè)是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要用科學的方法進行分析，綜合考慮學風建設(shè)的優(yōu)勢、劣勢、機會和威脅，以整體的思維，從學生、教師、管理和文化等多個方面，相互協(xié)調(diào)、共同努力，才能營造具有專業(yè)特色的良好學風。

作者：吳德華楊冰龍岳紅張習科湯淼單位：湖南城市學院市政與測繪工程學院

地理信息科學論文:地理信息科學專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學內(nèi)容改革實踐

【摘 要】在當前地理信息科學專業(yè)教學中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學內(nèi)容和計算機專業(yè)的教學內(nèi)容相似，如果不能很好地結(jié)合地理信息科學專業(yè)的特色進行課程內(nèi)容設(shè)計，就無法達到理想的教學效果。結(jié)合地理信息科學專業(yè)的特點進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學內(nèi)容的設(shè)計，能夠促進學生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和地理信息系統(tǒng)的學習。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 地理信息科學專業(yè) 教學內(nèi)容改革

一、前言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機專業(yè)的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機科學的兩大支柱。地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對地理空間數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。作為計算機專業(yè)核心課程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是GIS專業(yè)的核心課程。然而，計算機專業(yè)和GIS專業(yè)學生專業(yè)背景不同，學習重點也不同。因此，在GIS專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程中，根據(jù)本專業(yè)的需求，并結(jié)合專業(yè)特點，設(shè)計合理的教學內(nèi)容是十分必要的。

二、GIS專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學存在問題

通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學習，要求學生掌握：數(shù)據(jù)的各種邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，包括線性表、棧、隊列、串、樹、圖等；基于各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各種運算，如插入、刪除、檢索等；基于各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法，例如基于圖的最短路徑分析、查找算法等；分析算法的效率，主要指算法的時間和空間復雜度[1]。

GIS專業(yè)是一門集地理學、計算機、遙感技術(shù)和地圖學于一體的新型專業(yè)。GIS專業(yè)的學生不僅要有深厚的計算機功底，而且還應(yīng)該具有較強的空間思維能力，能夠處理和分析二維/三維的地理空間數(shù)據(jù)。然而教師在當前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程中，普遍重視非空間數(shù)據(jù)的處理，較少涉及空間數(shù)據(jù)的組織和管理。同時，學生對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與GIS專業(yè)的關(guān)系非常疑惑，特別是常規(guī)的教學內(nèi)容與方法，不能與專業(yè)相結(jié)合，學習起來就比較困難。

通過近幾年的教學研究，筆者在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程引入空間數(shù)據(jù)存儲、空間數(shù)據(jù)管理、空間關(guān)系、空間分析等與GIS專業(yè)關(guān)系密切的教學內(nèi)容，使得學生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有了更好的理解，對GIS的學習也有了很好的促進作用。

三、GIS專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學內(nèi)容改革實踐

（一）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于空間數(shù)據(jù)存儲和運算

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究內(nèi)容包括線性表、棧、隊列、串、樹、圖等結(jié)構(gòu)。它們不僅能夠?qū)Ψ强臻g數(shù)據(jù)進行表達，也能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進行表達。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程中，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲的內(nèi)容進行擴展，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存儲的不再是整型、浮點型、字符型等簡單類型，還可以是各種各樣的空間數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學中，要求學生能夠獨立設(shè)計點、線和面等不同維度的矢量和柵格空間數(shù)據(jù)、影像空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)體（或類），并實現(xiàn)線性表、棧、隊列、串、樹、圖等結(jié)構(gòu)的定義和運算，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠處理各種類型的空間數(shù)據(jù)。

（二）樹結(jié)構(gòu)用于空間數(shù)據(jù)管理

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學中，要求學生能夠利用樹結(jié)構(gòu)，設(shè)計典型的空間數(shù)據(jù)索引。空間數(shù)據(jù)的一個非常重要的特性是其海量特征。海量的空間數(shù)據(jù)管理，需要設(shè)計相應(yīng)的空間索引。作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，它通過篩選作用，排除大量與特定空間操作無關(guān)的空間對象，從而提高空間操作的速度和效率。比較有代表性的空間索引有格網(wǎng)索引、四叉樹索引、R樹和R+樹索引、CELL樹索引。

空間索引的設(shè)計需要樹結(jié)構(gòu)的支持。例如，四叉樹空間索引的構(gòu)建可以用樹結(jié)構(gòu)進行描述。通過建立樹結(jié)構(gòu)表示，表達地理空間對象，能夠?qū)崿F(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的快速檢索。

（三）圖結(jié)構(gòu)用于空間關(guān)系表示

GIS不僅關(guān)心空間目標自身的幾何特征及屬性，還必須能夠處理其與所處環(huán)境間的關(guān)系。因此，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學中，要求學生掌握空間關(guān)系的基本理論并設(shè)計相應(yīng)的圖結(jié)構(gòu)，使圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠?qū)Ω鞣N空間關(guān)系進行計算機表達。

空間關(guān)系是GIS的核心研究內(nèi)容之一，主要包含拓撲、方位和度量空間關(guān)系。拓撲關(guān)系描述了空間對象在拓撲變換下的拓撲不變量；方位關(guān)系描述了空間對象之間的相對位置信息；度量空間關(guān)系是用某種度量空間中的度量來描述對象間的關(guān)系。因此，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持空間關(guān)系的計算機表達，也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程中的重點。

空間關(guān)系可以通過圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達。圖G是由集合V（G）和E（G）組成，記為G=（V，E），其中V（G）是頂點的非空有限集合，E（G）是邊的有限集合，邊是點的無序?qū)蛴行驅(qū)ΑＴ诳臻g關(guān)系的表達過程中，采用頂點表示地理空間對象，邊表示地理空間對象之間的空間關(guān)系。V（G）表示地理空間對象集合，E（G）表示地理空間對象關(guān)系的集合。然而，地理空間對象之間存在多種空間關(guān)系，例如，地理空間對象A和B之間的拓撲關(guān)系為相離、方位關(guān)系為東、度量關(guān)系為10米。這就需要定義多種子圖，分別表達不同的空間關(guān)系，然后將各種子圖進行合并，形成一更高級別的圖集合。可以定義圖的集合：，其中，表示圖的集合，分別表示各種子圖。

（四）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于空間分析

GIS包含很多空間分析方法，如疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析等。其中，網(wǎng)絡(luò)分析通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配情況，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源的優(yōu)化問題進行研究。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學中，要求學生掌握空間分析的基本理論并設(shè)計相應(yīng)的圖結(jié)構(gòu)和改進的Dijkstra算法進行路徑選擇、資源分配和網(wǎng)流量分析。

網(wǎng)絡(luò)分析可以通過圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。例如，基于圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和改進的Dijkstra算法能夠進行網(wǎng)絡(luò)分析。進行網(wǎng)絡(luò)分析，能夠選取一條最優(yōu)的路徑，也可以選擇合理的資源配置中心，同樣可以選擇最佳的布局中心。

四、結(jié)論和展望

空間數(shù)據(jù)存儲、空間數(shù)據(jù)管理、空間關(guān)系、空間分析是GIS專業(yè)的核心研究內(nèi)容。教師結(jié)合GIS專業(yè)特色，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容進行適當調(diào)整，強調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在GIS方面的應(yīng)用，使教學內(nèi)容更具有針對性，既有利于增強GIS專業(yè)學生學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的興趣，又有利于GIS專業(yè)人才培養(yǎng)。

地理信息科學論文:地理信息科學專業(yè)“地圖學”課程教學優(yōu)化與實踐

摘 要：該文針對當前高校地理信息科學專業(yè)“地圖學”課程教學中存在的問題，從課程特點、社會需求、學生素質(zhì)提升等方面出發(fā)，對課程教學方法進行了優(yōu)化探索，并結(jié)合實際教學經(jīng)驗對該課程的教學方法進行了總結(jié)與探討。

關(guān)鍵詞：地理信息科學；地圖學；教學優(yōu)化；實踐

我國高校的地理信息科學教育發(fā)展迅速，自20世紀80年代中期以來，一些高校陸續(xù)開設(shè)了以地理學、測繪學或計算機科學為背景的地理信息科學專業(yè)[1]。作為地理信息科學專業(yè)學生的一門必修課程，地圖學的教學目標是使學生掌握地圖學的基本理論、技能和方法，培養(yǎng)閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業(yè)融合能力和創(chuàng)新能力[2]。該門課程教學質(zhì)量的好壞將直接影響學生畢業(yè)后從事地圖制圖的能力和水平，從而在很大程度上決定了畢業(yè)生的就業(yè)率以及用人單位對學校地理信息科學專業(yè)畢業(yè)生的綜合能力的評價，從而間接地影響了學校該專業(yè)未來的畢業(yè)生就業(yè)率。隨著計算機技術(shù)與信息科學的發(fā)展，現(xiàn)代地圖學的理論、技術(shù)和應(yīng)用較之傳統(tǒng)地圖學有了很大的不同與發(fā)展[3-4]。當前很多高校地理信息科學專業(yè)地圖學課程的教學大綱更新速度慢，導致教學內(nèi)容不能實時更新，在一定程度上影響了該門課程的教學效果。更為重要的是，由于課堂所學內(nèi)容與當前行業(yè)研究熱點不一致，很多學生對課堂教學內(nèi)容缺乏興趣，導致課堂出勤率不高。因此，如何根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，結(jié)合用人單位的實際需求，探索適用于高校地理信息科學專業(yè)的地圖學課程教學方法已經(jīng)成為我國高校地理信息科學專業(yè)迫切需要解決的問題之一。

1 地圖學課程的特點

地圖學是建立在正確的地理認知的基礎(chǔ)上的圖形表達、制作與應(yīng)用分析的技術(shù)科學，是地理信息科學專業(yè)課的基礎(chǔ)[5]。與其他課程相比，地圖學課程具有如下特點：

1.1 多學科交叉 地圖學與眾多學科之間存在交集，如數(shù)學、測繪學、地理學、計算機科學、色彩學、心理學等。因此，在探索地圖學課程的教學方法改革時應(yīng)充分考慮地圖學與這些學科之間的聯(lián)系與區(qū)別。

1.2 實踐性強 地圖學課程要求學生在掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，熟練掌握基本的讀圖、制圖和用圖能力。因此，地圖學課程教學應(yīng)加強學生的動手實踐能力，讓他們能夠熟練地使用地圖制圖常用工具，如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。

1.3 技術(shù)更新快 不同于其他學科，地圖學相關(guān)的技術(shù)更新速度快，從而對地圖學的發(fā)展產(chǎn)生影響。如計算機技術(shù)的發(fā)展，催生了電子地圖、數(shù)字地圖以及三維地圖等。因此，在地圖學課程教學中，必須緊跟科技發(fā)展的步伐，不斷地引入前沿技術(shù)到教學案例中。

2 課程教學方法優(yōu)化探索

2.1 引入實際案例教學 地圖學課程涉及較多的理論教學內(nèi)容，若單純地講解理論知識，學生容易混淆概念，即使在課堂上勉強吸收也難以在其腦海中留下深刻印象，且容易使學生對該門課程產(chǎn)生厭倦的情緒。為避免出現(xiàn)這種情況，在實際的教學課程中，教師可通過引入案例教學的方式，將書本內(nèi)容以實際項目的形式展現(xiàn)給學生。這不僅可以變枯燥內(nèi)容為生動，使學生更容易理解與接受，也可以提高學生對本門課程的學習興趣，從而最終收獲良好的教學效果。教師在選取教學案例時，應(yīng)選擇自己熟悉的類型，最好是結(jié)合自己的項目經(jīng)驗選取教學內(nèi)容。這種案例選取方法的優(yōu)點在于教師在課堂講解的過程中可以收放自如，避免出現(xiàn)教學生疏現(xiàn)象；另外，選取教師熟悉的教學案例還能使所選取的教學案例貫穿課程教學的各個章節(jié)，保證教學內(nèi)容的連續(xù)性與一致性。筆者在實際教學過程中，以親身參與的某地電子地圖編制項目為例，在地圖投影、地圖數(shù)學基礎(chǔ)、地圖符號化、地圖概括、地圖等章節(jié)均已該項目為例進行講解，降低了學生理解的難度，激發(fā)了學生學習的興趣。在課程結(jié)束后，學生不僅掌握了教學大綱要求掌握的知識，還熟悉了類型項目的實施過程，對其之后的就業(yè)具有很大幫助。在案例選擇時，還應(yīng)考慮所選內(nèi)容的時效性，即所選擇的教學案例應(yīng)該是當前行業(yè)生產(chǎn)中廣泛涉及的內(nèi)容，保證學生掌握該案例對其就業(yè)是有幫助的，避免選取時效性差的教學案例，讓學生難以學以致用，從而達不到應(yīng)有的教學效果。

2.2 實踐內(nèi)容與時俱進 地圖學實踐教學是鞏固和掌握課堂理論教學，提高學生用圖、制圖技能的有效途徑和重要環(huán)節(jié)，在地圖學教學中占有重要位置[6]。當前大學畢業(yè)生中存在一個普遍現(xiàn)象是其感覺學校課堂上學到的知識和工作單位中碰到的實際應(yīng)用問題差別很大，所學知識難以派上用場。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中最主要是課堂教學內(nèi)容沒有做到與時俱進導致的。筆者通過與部分地圖制圖行業(yè)從業(yè)人員交流得知，該現(xiàn)象在地圖制圖人員中也普遍存在，大部分地圖制圖人員都是在畢業(yè)后通過各種方式參加了相關(guān)的培訓后，才可以勝任目前的工作。因此，地圖學課程實踐教學內(nèi)容必須與時俱進。例如，目前高校的地圖學課程教學普遍基于傳統(tǒng)的二維平面地圖展開，給學生講授地圖制圖的基本理論與方法，而當前行業(yè)的研究重點是三維地圖、虛擬現(xiàn)實地圖以及基于位置的服務(wù)等，與課堂教學內(nèi)容存在很大差異。筆者在地圖學實踐教學過程中，除了少量課時給學生講授傳統(tǒng)的地圖制圖方法外，更多的課時被用于講解新形勢下的地圖制圖方法，不僅使學生掌握ArcGIS、SuperMap這類傳統(tǒng)的地圖制圖工具的使用，還要求他們能夠熟練使用3d Max、SketchUp等三維地圖制作軟件。從學生課后的教學反饋意見以及畢業(yè)生的就業(yè)反饋材料得知，該教學方法得到了學生與用人單位的一致好評。

2.3 組織學生參加相關(guān)競賽 目前，隨著GIS行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類面向在校學生的專業(yè)技能競賽也如雨后春筍般涌現(xiàn)，其中不乏地圖制圖競賽。這類型的專業(yè)技能競賽側(cè)重考察學生的綜合運用所學知識的能力，可以有效地提高學生的專業(yè)技能。筆者所在的安徽省每年舉行一屆“GIS技能大賽”，其中必備一項現(xiàn)場操作組競賽，該組考察的就是學生操作地圖制圖軟件的熟練程度。從近幾年的指導學生參賽情況來看，這類比賽對提高學生的綜合能力具有很大作用。此外，在畢業(yè)生就業(yè)時，用人單位也傾向于錄用那些具有參賽經(jīng)驗的人員。

3 結(jié)語

本文基于高校地圖學課程教學中存在的不足之處，結(jié)合案例教學、實踐教學、素質(zhì)提升等教學改革方法，對地圖學課程的教學進行了優(yōu)化探索。在課堂理論教學中，通過引入案例教學使學生更容易理解所講解的知識，激發(fā)學生的學習興趣；在實踐教學環(huán)節(jié)，與時俱進地給學生講授行業(yè)最新出現(xiàn)的技術(shù)及工具，使所講知識與行業(yè)發(fā)展保持一致。此外，通過定期組織學生參加專業(yè)技能競賽提高他們的綜合能力，為其以后的就業(yè)、擇業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。最后，通過實際的教學實踐，驗證了優(yōu)化的教學方法的實用性與有效性。