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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地理信息科學專業，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0138-02
一、全球MOOC的發展
MOOC是大規模在線開放課程（Massive Open Online Course）的簡稱，主要致力于通過網絡技術來實現無限制和公開的在線學習[1]。MOOC起源于2001年麻省理工學院發起的開放教育資源運動，是遠程教育的最新發展，2011年斯坦福大學開設了一門免費的網絡課程，吸引了全球十萬多人的注冊學習，引起了社會的廣泛關注[2-4]。
2012年是MOOC發展最為迅速的一年，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。其中，Couresa、Udacity及Edx是全球范圍內最具影響力的三大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100多所名校的MOOC課程，國內的北京大學、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合創辦Edx平臺，超過70多家大學、非盈利機構及公司在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網站于2012年2月推出，課堂涵蓋計算機科學、數學、物理學、統計學、心理學等，且以計算機課程為主。不過，Udacity也開始嘗試向職業教育培訓方向轉型發展，對課程的學習進行收費。
隨著美國高校主導參與的MOOC的蓬勃發展，世界其他國家和地區也開始自己的MOOC平臺建設。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，FutureLearn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、英國文化協會、英國圖書館等眾多機構。Open Universities Australia （OUA）是位于澳大利亞的高等教育機構，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發展的浪潮中，我國高校和相關機構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用平臺，致力于通過來自國內外一流名校開設的免費網絡學習課程，為公眾提供系統的高等教育，讓每一個中國人都有機會享受優質教育資源。通過和清華大學在線教育研究中心、以及國內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，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質的高等教育。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盟的官方網站。旨在通過交流、 研討、協商與協作等活動，建設具有中國特色的、高水平的大規模在線開放課程平臺，向成員單位內部和社會提供高質量的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絡平臺，全部教學資源，定期開課，按時布置作業和測驗，強化師生互動等。這些海量、優質的教學資源對我國開放課程建設具有參考意義，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、可視化的技術和工具，已在各行各業中得到廣泛的應用。目前我國有 200 余所大專院校設立了 GIS 本科專業，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展，但相對于發達國家還存在較大的差距。MOOC平臺GIS相關課程的出現及發展，為我國GIS本科教育的發展帶來了機遇。
由于MOOC平臺上現在主要以公共課為主，GIS專業相關的課程并不多。通過檢索發現， Couresra上有GIS直接相關的專業課程數量最多，質量也最好。因此，本文以Coursera平臺為主，介紹該平臺上的GIS相關課程。
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”，“GIS 數據格式、設計與評估”，“地理空間和環境分析”，“影像、建模及應用”4門課程和一個“地理空間分析畢業項目”。
通過該專項課程，學生將學習到怎樣分析空間數據、利用制圖技術對結果進行可視化、培養與GIS相關專業人員協作能力。在畢業項目中，將會利用空間數據的搜集、分析和空間分析技術，創建一個專家級的GIS畢業作品。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”（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、空間數據的導入及基本操作、數字制圖和結果的共享?！癎IS 數據格式、設計與評估”（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。課程內容主要進一步學習柵格和矢量兩種空間數據類型、結構、質量和存儲等，包括：空間數據模型和結構、創建矢量數據及基本操作、ArcGIS數據存儲機制、探索空間數據庫，并評價數據質量及不確定性。“地理空間和環境分析”（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。課程內容主要是將已經學習的GIS知識應用到地理空間分析中，重點關注于分析工具、3D數據、柵格數據處理、投影以及環境相關變量的分析等。本課程的學習將基于一個完整的項目，從投影開始、通過數據檢索、元數據管理、數據處理以及最終的分析產品，完成空間分析的完整流程的訓練。具體內容包括：ARCGIS工具箱的運用、柵格數據的操作、3D分析、投影及坐標系統的深入學習、數據的符號化等?！坝跋?、建模及應用”（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。課程內容主要利用已學到的知識完成技術性任務，比如柵格計算和適宜性分析等。具體內容包括：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?！爱厴I項目”（Capstone： Geospatial Analysis）中，學習者將獨立設計和完成一個基于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、生產產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，內容包括：項目描述、所需數據、時間安排、怎么完成項目等。分析階段，利用所學的方法構建一個實用模型對數據進行分析。生產產品階段，獲取并對其進行數據預處理，進而運行構建的模型得到初步結果。最終展示階段，生成具有吸引力的結果圖、數據及方法提交給指導者進行評價。
全球衛星導航系統（Global Positioning System，GPS）是GIS本科專業的必修課程。Coursera平臺上，全球頂尖的斯坦福大學GPS研究實驗室開設了一門，“全球定位系統：衛星導航入門，使用智能手機與全球實驗室互動”（GPS： 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實中的實踐聯系起來。該課程內容分為6個模塊，包括：GPS如何工作、偽距、衛星軌道和信號、接收機設計基礎、輔助GPS、GPS現代化及其他衛星導航系統。
地圖學和地理空間技術的發展大大推動了GIS學科的發展。2015年春季賓夕法尼亞州立大學在Coursera上開設了“地圖和地理空間的革命”（Maps and the Geospatial Revolution）課程。該課程結合了地圖學、地理信息系統和空間思維的核心概念并用現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，如何創建空間數據，如何進行空間分析，以及如何設計地圖等。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新學期教學的計劃，Coursera平臺上的學習資源現已不能訪問，不過幸運的是國內網易公開課有該課程視頻的鏡像備份。
GIS技術在國防軍事領域發揮著重要的作用。地理情報數據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、執法和國防中的應用。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工具和諜報來設計和執行地理空間分析項目。這門課程專為想要學習GEOINT基礎知識的人士而設計，但并不適合地理空間智能分析專業的學生。
此外，Coursera平臺上還有明尼蘇達大學于2014年開設的“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、理論和設計，例如全球定位系統（GPS）、Google地圖、基于位置服務（LBS）和地理信息系統（GIS）。學習如何收集、分析和可視化自己的空間數據集，開發更好的位置感知技術等。同樣由于目前該課程并沒有開設新學期教學的計劃，Coursera平臺上的該課程學習資源現在不能訪問。
除了Coursera平臺上提供了GIS相關的課程，Udemy平臺也了一些GIS課程。如“利用開源工具創建企業級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，多面向專業職業教育，并且多數都是收費課程。
國內MOOC平臺現有的GIS相關課程幾乎處于空白狀態，僅在中國大學MOOC上搜索到中山大學將于今年9月份開設的“地理信息系統概論”課程，華東師范大學開設的“計量地理學”和南京大學開設的“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
MOOC在全球范圍的快速發展，給高校傳統的教學方式帶來了沖擊和挑戰。我國的地理信息科學專業教學與美國等發達國家相比還存在差距，而MOOC平臺上的國際名校開設的GIS相關課程為國內高校GIS專業教師的素質提高提供了很好的途徑。同時，在GIS專業本科生教學過程中適時的引入相關MOOC課程，可以大大開闊學生的視野，激發學生的專業興趣。但由于我國GIS相關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?？尚械拇胧┯?，對國外課程進行翻譯，加大國內GIS相關MOOC課程建設等?？傊?，雖然還存在一些問題，但可以預見這種傳統GIS課堂教學和MOOC課程相結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。
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關鍵詞： 地理信息科學; 課程體系; 數據庫技術; 教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）01-48-02
Educational reform on database technology curriculum of geographic information science disciplines
Shao Yanlin， Liu Xuefeng， He Zhenming， Li Gongquan
（School of Geosciences， Yangtze University， Wuhan， Hubei 430100， China）
Abstract： In the curriculum system of geographic information science disciplines，database technology-related course is an important one. Educational reform on database technology curriculum of geographic information science disciplines of school of earth sciences， Yangtze University is discussed. The existing curriculum system and syllabus problems are clarified. The course setup， orientating teaching goals， teaching content selection， improvement on teaching methods and other aspects are discussed. The effect of educational reform on database technology curriculum is analyzed. Ideas which highlight the characteristics of educational reform on database technology curriculum are introduced.
Key words： geographic information science; curriculum system; database technology; educational reform
0 引言
20世紀80年代至今，地理信息系統歷經數十年的發展，已由單純的技術發展為一門學科[1-3]。地理信息系統（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的屬性數據，并回答用戶問題等為主要任務的計算機系統。1992年，Goodchild提出了地理信息科學的概念，地理信息科學更加側重于將地理信息視作為一門科學，而不僅僅是一個技術實現，主要研究在應用計算機技術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、社會科學等多學科、多手段聯合科學。地理信息科學在對于地理信息技術研究的同時，還注重支撐地理信息技術發展的基礎理論的研究[2]。
長江大學（原江漢石油學院）于2000年開設地圖學與地理信息系統專業，開始本科招生，學科代碼為070503。歷經十數年的發展，2012年長江大學將地圖學與地理信息系統專業更改為地理信息科學專業招生，學科代碼070504，順應了學科的發展趨勢與需要。地理信息學科專業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勘探專業背景，如何在普通高校中，辦出地理信息科學在石油地質勘探行業應用的特色，如何制定專業培養計劃與課程教學大綱成為了我校專業教師關注的重點。
數據庫技術是大容量海量數據的有效管理手段，能實現石油企業海量數據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，還是目前的地理信息科學，空間數據庫作為空間信息的有效管理手段，數據庫技術課程教學大綱的制定一直是教學教改的重點。本文結合石油地質勘探的專業背景，針對數據庫技術課程教改展開探討[4-5]。
1 現狀與存在的問題
我校自地圖學與地理信息系統專業招生以來，專業培養計劃的制定與課程的設置積極參考國內高校相關專業的優點，目前開設有“數據庫原理”與“數據庫運用技術”兩門數據庫技術相關的課程。隨著學科的發展，以及專業隊石油地質勘探領域應用的需要，現有的課程設置、課程的教學目的與教學內容的設置需要進一步改進，主要針對以下幾個方面[6-9]。
⑴ 總學時占比過高
現有的課程“數據庫原理”的課時為56，學分3.5，“數據庫運用技術”的課時為64，學分4，兩門課程總學分高達7.5，占專業核心課程總學分的23%，極大地擠壓了程序設計、GIS技術等方向課程的學時數，同時也增加了學生的負擔。
⑵ 教學重點不突出
現有的兩門數據庫技術課程，教學目標不夠明確，且對于地理信息科學專業的學生，教學目標過高。例如，在“數據庫原理”課程中，對關系代數的教學要求過高，是參照計算機技術相關專業的要求來制定的，該內容對地理信息科學專業的學生的發展作用不大，學生學習起來還比較吃力。教學重點也不夠突出，例如，“數據庫運用技術”中的T-SQL語言基礎、存儲過程與觸發器等內容，是教學的重點，但在課時上沒有體現。甚至有部分內容在兩門課程中重復明顯。
⑶ 教學內容特色不明顯
我校地理信息科學專業在地球科學學院開設，具有較強的石油地質勘探專業背景，但數據庫技術相關課程教學大綱的制定，沒有體現專業特色，沒有緊密結合石油企業對海量數據的存儲管理與共享、數據安全的需要，導致教學內容特色不夠明顯，影響了畢業生的行業競爭力。
2 數據庫技術教改
2.1 課程調整
結合我校的行業背景與地理信息科學專業的教學需要，數據庫技術相關課程的教學目標進行相應調整，以數據庫技術的應用為主，針對石油行業海量數據存儲共享、安全管理的需求，對數據庫技術相關課程進行教改。將“數據庫原理”與“數據庫運用技術”兩門課程共計120學時，7.5學分，調整為一門課程“數據庫原理與應用技術”，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，突出重點教學內容。
2.2 教學目標
在數據庫技術課程與學時的調整基礎上，進一步明確“數據庫原理與應用技術”的教學目標，使學生通過課程的學習，理解關系數據庫的基本原理，并掌握主流數據庫平臺SQL SERVER的應用技術，掌握基于SQL SERVER的數據庫及邏輯對象的創建，重點掌握存儲過程與觸發器的數據庫編程，能利用其解決石油行業的海量數據存儲管理的需求，明確數據庫安全管理的實現機制，能基于SQL SERVER實現石油行業數據的安全控制。
2.3 教學內容
重新整合了原有的“數據庫原理”、“數據庫運用技術”兩門課程的教學內容，設置了新課程“數據庫原理與應用技術”的教學內容。壓縮了數據庫原理的教學內容，剔除了關系代數等難度大、實用性不強的教學內容，突出了T-SQL語言基礎、存儲過程與觸發器等數據庫編程等內容的地位，增加其課時，進行重點教學。并且，針對地理信息科學專業特點，補充了空間數據庫內容，針對石油勘探開發專業背景，增加了數據安全管理教學內容。
2.4 教學方式與手段
為了提高教學效果，在“數據庫原理與應用技術”的教學過程中，采用課堂教學+課堂實訓+上機實踐+課程設計的模式，培養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數據庫SQLSERVER的應用。同時，為了順應社會知識傳播技術的發展，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容。
3 教改效果分析
數據庫技術教改在2011級學生中開始實施，基于學生的理論課程成績，分析難度系統與往年相當的考題，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;基于學生的課程設計大作業情況，學生能更加順利地完成數據庫課程設計，質量有顯著提高;針對2010級、2011級學生展開問卷調查，學生對數據庫的實踐應用更感興趣，對過于基礎的關系原理等內容，感覺枯燥，學習起來比較吃力，驗證了此次數據庫教改的效果。
4 結論
通過地理信息科學專業數據庫技術教學改革，我們取得了以下的認識與結論。
⑴ 教學目標要適應專業背景和發展需求，針對我校石油地質勘探專業背景，修正了數據庫技術的教學目標，以數據庫技術的應用為重點。
⑵ 教學內容要根據學生情況制定，針對我校普通高校的地位，生源質量，制定合理的教學內容，提出關系代數等，對數據功底要求過高，行業應用價值不大的教學內容，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+課程設計的模式，將理論教學與實踐緊密結合起來，增強學生動手能力的培養。
⑷ 教學手段要與時俱進，采用多媒體+板書的，發揮多媒體教學信息載荷大，能現場演示教學的優勢，同時配以傳統的板書，能加深學生對關鍵知識點的理解與記憶的優勢，傳統板書和快捷多媒體相配合，提升課堂教學效果。
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關鍵詞 地理信息系統 學科建設 政策建議
1 引言
地理信息系統是地理學、資源與環境科學、地球系統科學中最富有生命力的部分，是它們重要的發展方向之一，“在持續發展的研究和決策中，沒有任何其他領域比利用GIS技術更為重要”。地理信息系統發展十分迅猛，地理信息系統學科也非常年輕，從第一個GIS建立到現在只有33年的時間，從“數字地球”的提出到現在耳熟能詳的“數字化浪潮”只有短短8年的時間。
隨著地理信息系統學科的快速發展和社會需求空間的不斷增大，地理信息系統人才的需求量也在不斷擴大。如何加強GIS學科和人才培養體系建設顯得尤為必要。
2 地理信息系統學科體系
GIS（Geographical Information System）是在計算機軟件和硬件支持下，綜合運用地理學、系統工程和信息科學的理論，獲取、存貯、管理、傳輸、分析和輸出地理空間數據的信息系統，是計算機和信息系統技術在地理科學中運用發展的產物。從學科角度看，地理信息系統是管理和分析空間數據的科學技術，是一門集地理學、測繪科學、計算機科學、空間科學、信息科學和管理科學等多門科學為一體的新興的綜合集成學科，具有多學科交叉的顯著特點。
從廣義來看，GIS應屬地球信息科學與技術的范疇。地球信息科學包括理論、技術和應用三部分。應用信息論、控制論和系統論形成了地球信息科學的方法論；區域的可持續發展和全球變化構成了地球信息科學的應用部分；信息的獲取、監測，信息的模擬，信息的傳播與建設構成了地球信息技術部分（見圖1）。當前我國的GIS學科建設方面，存在理論不適應技術的發展需求，同時技術與應用脫節的現象。
從狹義來看，GIS屬多學科綜合集成的學科，包含了理、工、管理學科的科學與技術內容。GIS作為理科，以地理學、地圖學、系統科學為基礎；GIS作為工科則以計算機科學與技術、測繪科學與技術、系統工程為核心；GIS作為管理學，則以管理信息系統（MIS）為支撐體系。目前對GIS學科建設，一是分散在相應學科的邊緣，沒有得到充分的重視；二是學科體系不清，結構不完善。因此，只有把GIS學科建設作為一類交叉學科門類，進而從科學、技術、工程三個層次加強，才能夠形成完善的學科體系，任何強調其中一個方面的傾向，均會對GIS學科發展產生不利的影響。設置交叉學科類在美國的學科分類體系中得到了充分且高度的重視。從GIS科學角度，要加強地球信息科學、地球系統科學等在GIS中的應用；從GIS學科建設的技術角度，要加強遙感技術的應用，以及網絡計算機軟件技術的開發與應用；從GIS學科建設的工程角度，要加強系統工程在GIS中的應用，從而保證任何GIS軟件系統具有很強的穩定性與安全性，能夠具有強大的服務功能。
3 地理信息系統人才培養體系
3.1 GIS人才培養方向
把握了GIS人才培養方向就勒住了人才培養體系的龍頭。根據前面的論述，GIS人才培養方向可以歸納為：①GIS理論人才；②GIS技術人才（含軟件開發人才）；③GIS應用人才(GIS工程建設)。
從科學（理論）角度看，地球系統的信息流是GIS研究的主要內容。資源與環境信息則是其主要關注的對象。GIS在不斷發展中已逐步形成了以“地球信息科學”為基礎的獨特的理論體系，具有多學科集成的顯著特點。但目前，正如陳述彭先生所指出的“地理信息系統基礎研究狀況是理論的發展滿足不了技術進步的需求”。因此，在GIS人才培養中，首先需要的是能夠滿足學科發展所急需的理論型人才。
GIS技術人才包括信息的獲取、監測，信息的模擬，信息的傳播與建設等方面的人才，這些人才的培養，廣義上包括遙感技術、GPS技術、地理信息系統與空間輔助決策系統以及信息基礎設施建設方面的人才培養。對于GIS軟件開發，為避免大量人力集中在低層、重復的程序編制上，應盡量利用已完成的軟件資源，同時從長遠看，中國應該發展自己的GIS軟件，應該加大對軟件開發的投入。
國外有統計數字：用于GIS軟件、硬件和建庫的投資比例為1∶2∶10。這反映中國的GIS軟件市場大，而GIS的應用市場更大。現在國內急需GIS工程建設的高級技術人才。這樣的高級技術人才必須具備很好的測繪、遙感、地理學、計算機和應用科學的知識基礎；有處理各類GIS應用技術問題的經驗；果斷的判斷和決策能力；較高的組織指揮才能。他們要憑自己的知識、經驗和能力對GIS系統的建設和開發過程進行總體控制，解決技術難點，并能進行系統開發，對運行系統進行診斷。
GIS軟件開發和GIS應用兩類人才都需要培養。尤其是GIS應用人才培養目前國內還沒認識到其重要性，國內不少人避開社會科學問題，傾向于純技術課題，片面認為唯有編制低層次的算法程序才是高級的、有意義的工作。實際上“在發達國家的GIS人員結構中，絕大多數的人員和研究生都在GIS的應用領域工作，這才促成了GIS的蓬勃發展”。
3.2 國內外GIS學科、專業設置現狀
GIS學科與專業設置影響到GIS人才培養的素質與人才結構。國外的GIS專業教育比中國早10年左右，20世紀80年代中后期，國內一些大學才開始著手建立了GIS專業。1997年國家學位委員會在對原有學科進行合并、調整的同時，在原地理學一級學科目錄中增加了“地圖學與地理信息系統”（理學）、在原測繪科學與技術一級學科目錄中增加了“地圖制圖學與地理信息工程”（工學）兩個二級學科，并開始進行這兩個二級學科的博士、碩士研究生培養單位審批和招生工作。這也是我國最早開始的碩士、博士GIS研究生學位教育。1998年7月教育部頒布的新的本科專業目錄中，在原地理類專業中增設了“地理信息系統”理學本科專業。
在我國現行的學士學位(本科)專業目錄中，能夠進行GIS專業人才培養相關的有理學、工學、管理學3個門類，4個學科，4個專業。但僅有地理科學類門下的“地理信息系統”一個專業可以授予GIS理學學士學位。美國在現行的學士學位(本科)專業目錄中，能夠從事GIS專業人才培養的有理學、文學、工學、管理學和環境學5個門類，5個學科，14個專業，并且都可授予GIS學士學位。
比較而言，我國現行的GIS專業設置，不符合GIS作為一門交叉學科和綜合性學科的特點，阻礙了GIS學科建設，現行培養方案已不能滿足GIS人才培養的需要，并在一定程度上限制了人才培養體系的建設與發展。
3.3 國內GIS專業課程設置對比分析
合理的課程設置，尤其是專業核心課程的設置，是GIS人才培養體系所面臨的一個重要問題。目前，GIS專業課程體系主要由公共必修課、專業基礎課、專業課等幾部分組成。本文選取了典型的7所國內高校本科GIS專業的主要專業課程設置，包括：3個理學專業，4個工學專業（見表2，不包含數理基礎部分的課程）。
分析表2可以看出：
1）不論其學校系科歸屬于理學或工學，課程體系的設置本質差異不大，除去公共必修課和數理基礎課程外，根據GIS學科包含的核心內容看均包含有：地理（地球）科學、攝影測量與遙感、計算機科學，以及地理信息系統專業課程四個部分。
2）各校課程組結構比重的差異反映了理學、工學辦學的特點及各校的辦學特色與師資條件。雖然開設的課程類別基本相同，但課程結構存在明顯差異：a) 工學對數理科學有相當高的要求，對計算機類和攝影測量與遙感課程組的要求也明顯高于理學GIS；b) 理學GIS專業課明顯多于工學GIS專業課，體現地理信息系統專業起源于地理學科的固有特性，反映了工科系科內地理科學有關學科師資力量的薄弱與不足；c) 不論工科或理科，各校優勢學科課程都明顯高于其他學校。如同濟大學的測繪科學與技術課程，占總課程的30％。
3）比較而言：必修課除了物理、數學、計算機文化基礎、英語、政治之外，如果將其他必修課作為專業核心課程，則重慶郵電大學 GIS專業測量學方面與遙感方面相對薄弱，電信專業方面課程得到加強。重慶郵電大學GIS專業是設在計算機學院下，重慶郵電大學GIS專業中各類課程的比重是：地理學或地學課程11.5%；計算機課程31.5%；攝影測量與遙感課程占2.27%；GIS專業課程15.9%；電信類課程占16.26%；其他基礎課部分20.3%（圖2）。這從某種程度上說明了重郵的特色，即計算機加電信的地理信息系統，同時也能引起我們對于到底培養怎樣的GIS人才、辦成怎樣的專業特色進行思考。
4 地理信息系統學科與人才培養體系建設對策
4.1 學科建設對策
目前GIS學科的發展不能適應GIS未來發展的需要，甚至在一定程度上限制了學科的發展。有必要從本學科的長遠發展來考慮如何將專業優勢轉化為優勢專業的問題。
（1）完善和加強各級實驗室建設。依托現有的計算機實驗室，建立初步滿足教學實驗的軟件和硬件環境，這對提高GIS人才的實驗技能、對發展GIS專業至關重要。在地理信息系統實驗室中，可分為理論基礎實驗、軟件工程實驗和綜合實驗三方面。
（2）全面建設野外綜合實驗基地。增添野外定位、觀測、數據采集、記錄、處理、通訊設備（GPS、水、土、氣、生自動觀測等）常規設備。野外綜合實驗基地的建設是提高對地學信息野外測量能力的基礎，可包括地理學綜合實驗基地、測量和遙感實驗基地、軟件工程與管理實驗基地等。
4.2 人才培養對策
4.2.1根據GIS人才的素質要求，加強實踐性人才培養
GIS是一門集地理學、測繪科學、遙感學、計算機科學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學等為一體的新興邊緣學科。雖然有個別提法不一定完全一致，但GIS是一門新興的邊緣、交叉學科，卻是大家的共識。我們不能否認GIS的理論性，但我們更不能否認GIS的強技術性與實踐性?？梢哉f，GIS是一門偏重于技術與實踐的學科。理論性與技術性并不矛盾，陳述彭院士說過，沒有高新技術支持的科學是落后的科學，沒有科學理論指導的技術則是盲目的技術，這是一句富含哲理的睿語。美國的GIS理論與技術都十分先進就是一個例證。因此，GIS人才不但要有深厚的理論基礎，而且還要有過硬的技術能力，這就是GIS人才的素質標準。具有合理的知識結構，靈敏的空間數字思維方式，卓越的技術、實踐、管理與組織才能，才是GIS創新型的高級人才。
人才培養除了要了解市場的前瞻性，從長遠來看，將來GIS人才面向的越來越多的是企業，而真正推動“數字地球”“數字城市”的是政府行為，政府本身無法完成龐大的“數字城市”“數字國土”的任務，這些任務最終落在企業身上，從行政行為到市場的選擇，它本身有一個滯后的過程，它受國家地理信息基礎設施完善程度和某些技術瓶頸的制約，一旦這些瓶頸打破，將帶來大量的對GIS人才的需求。
當前是市場經濟，人才培養除了要了解市場的前瞻性外，還要有市場需求的現實性。從近期來看，企業需要的是馬上能給單位創造價值的可塑性人才，它需求的是現實價值和潛在價值的統一，兩者中，又更加注重現實生產力。技術嫻熟的生產者能夠馬上受到企業的青睞。
因此GIS專業人才培養除加強理論教學外，更應該注重實踐性人才培養。
4.2.2 進一步加強GIS人才培養的核心課程建設
目前，在本科教育中，精英教育與大眾教育并存，GIS學科人才培養核心課程體系的建設已顯得十分重要。為此，針對上述GIS學科體系劃分、人才培養的專業設置，建議進一步加強大學GIS專業的核心課程建設，優化核心課程體系（表3、表4）。內容涉及與GIS學科密切相關的地理類、測繪與遙感類、計算機科學與技術類、GIS專業類四個課程組，作為GIS本科專業素質教育的核心課程。
4.2.3 注重GIS課程前驅課程和后續課程的設置
GIS課程應該根據專業特點和學生的認知特點設置，體現知識的前后銜接。學生通過前驅課程的學習，再進入GIS課程的學習，以GIS知識為主導，將GIS技術融入到其他方面的分析中（圖3）。
4.2.4 在狠抓教學質量的基礎上，擴大專業規模
從1998年7月教育部頒布的新的本科專業目錄中，增設了“地理信息系統”理學本科專業。例如，重慶郵電大學地理信息系統專業于1999年經教育部批準設立，2000年開始招生，學制四年，授理學學士學位，是西南地區創建該專業的本科教學最早的學校之一，經過6年辦學，從無到有，逐步走向完善。全體老師共同努力，教學計劃得到調整，辦學經驗不斷豐富，但規模一直成為進一步增加投入加強學科建設的一個瓶頸。
建議在狠抓教學質量的基礎上，擴大專業規模，同時應該不失時機地加大投入。高新技術本身意味著需要高投入、高風險，才有高回報。
4.3加強GIS專業建設的規劃與規劃的執行
借用根據克來因綜合國力方程，專業綜合勢力的評價可以表示為：
PP=（C＋E＋M）×（S＋W）
PP――表示專業綜合勢力
C――表示基本實力，包括學生素質，師資力量和教學設備
E――表示經濟投入能力
M――表示領導能力，等于領導的感召力和協調能力，調動各項資源從事專業建設的能力
S――表示戰略意圖，即專業定位和專業建設長期規劃、短期規劃和年度計劃
W――表示貫徹戰略意圖的能力，即專業建設長期規劃、短期規劃和年度計劃執行力
由此可見，有戰略目標，有強有力執行戰略意圖的能力是專業綜合實力的一個重要指標。許多學校的專業建設都十分重視專業的整體規劃。作為一個學科建設，需要有明確的站在時代的角度、全國的角度審視的戰略意圖，需要加強執行戰略意圖的能力。
參考文獻
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關鍵詞：GIS；發展；演化
一、前言
地理信息系統（GeographicInformationSystem,GIS）是一種專門用于采集、存儲、管理、分析、和表達空間數據的信息系統。其既是表示、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的“工具”，也可看作是人們用于解決空間問題的“資源”，同時還是一門關于空間信息處理分析的“科學技術”。
二、GIS的提出和迅速發展
50年代，由于電子計算機科學的興起和它在航空攝影測量與地圖制圖學中的應用，使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關的圖形和屬性數據，并希望通過計算機對數據的分析來直接為管理和決策服務，這樣就導致了地理信息系統的問世。
1956年，奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍數據庫，隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發展土地信息系統（LIS），用于地籍管理。1963年，加拿大測量學家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統這一術語，并建立了世界上第一個GIS—加拿大地理信息系統（CGIS），用于自然資源的管理和規劃。稍后，美國哈佛大學研究出SYMAP系統軟件。但是，由于當時計算機技術水平不高，存儲量小、磁帶存取速度慢，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，地學分析功能極為簡單。當時的系統能實現手扶跟蹤數字化地圖，進行地圖數據的拓撲編輯，分幅數據的拼接，并發展了基于柵格的操作方法。
進入70年代以后，由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展，尤其是大容量存取設備—磁盤的使用，為空間數據的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發展增強了人機對話和高質量圖形顯示功能，促使GIS朝著實用方向迅速發展。一些發達國家先后建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統。GIS這一技術成為一個引人注目的領域。
三、80年代的GIS—地理信息系統（GeographicInformationSystem,GIS）
80年代是GIS在理論、方法和技術上取得突破與趨向成熟的階段。由于大規模和超大規模集成電路的問世，推出了第四代計算機，特別是微型計算機和遠程通訊傳輸設備的出現，為計算機的普及應用創造了條件，加上計算機網絡的建立，使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。另外，軟件開發工具的廣泛應用和數據庫技術的推廣，推動了GIS的數據處理能力、空間分析功能、人機交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術的進一步發展，并逐步走向成熟。GIS的應用從解決基礎設施的規劃（如道路、輸電線等）轉向更加復雜的區域開發問題。當時，GIS已跨越國界，在全世界范圍內全面推廣，應用領域不斷擴大，并與衛星遙感技術結合，開始應用于全球性的問題（如全球變化、全球沙漠化監測等）。因此，國際著名的GIS專家，即前面提到的R.T.Tomlinson認為：“如果70年代是GIS發展的鞏固時期，那么80年代則是國際上GIS發展具有突破性的年代”。這個時期，GIS還保留有地理信息系統（GeographicInformationSystem,GIS）的含義和意思。
四、90年代的GIS—地理信息科學（GeographicInformationScience,GIS）
地理信息系統技術的應用大大提高了人類處理和分析大量有關地球資源、環境、社會與經濟數據的能力，而地理信息系統技術及其應用的進一步發展則必須以地球信息機理理論為基礎。陳述彭院士在論述地理信息系統發展時強調了對于地球信息基礎理論的研究，并指出地球信息基礎理論的實質內容：地理信息系統已不僅僅限于物質流與能量流的信息載體，而且包括研究地學信息流程的動力學機理與時空特征、地學信息傳輸機理及其不確定性(多解)與可預見性等；并認為：Geo-Informatics不同于Geomatics，在于這個Info還包括很多地學規律，其分析模型必須以地學為基礎。
Goodchild于1992年提出地理信息科學(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科學主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存貯、提取以及管理和分析過程中所提出的一系列基本問題，如數據的獲取和集成、分布式計算、地理信息的認知和表達、空間分析、地理信息基礎設施建設、地理數據的不確定性及其對于地理信息系統操作的影響、地理信息系統的社會實踐等。地理信息科學的提出是地理信息系統技術及應用發展到相當水平后的必然要求，它是在人們不再滿足于僅僅利用計算機技術來對地理信息進行可視化表達及其空間查詢，而強調地理信息系統的空間分析和模擬能力時產生的；它在注重地理信息技術發展的同時，還注意到了與地理數據、地理信息有關的其他一些理論問題，如地理數據的不確定性、地理信息的認知以及社會對于地理信息技術運用于實踐的認可等。由此可見，地理信息科學在地理信息技術研究的同時，還指出了對于支撐地理信息技術發展的基礎理論研究的重要性。世紀之交，由于地理信息系統的應用日益廣泛，加上航空和航天遙感、全球定位系統、數字網絡(Internet)和地理信息系統等現代信息技術的發展及其相互間的滲透和整合，逐漸形成了以地理信息系統為核心的地球空間信息集成化技術系統，為解決區域范圍更廣、復雜性更高的現代地學問題提供了新的分析方法和技術保證；同時，這些現代信息技術的綜合發展及其應用的日益深廣，掀起了全球變化研究與對地觀測計劃的新高朝，于是時勢造英雄，促使一門新興的交叉學科“地理信息科學”的脫穎而出。這個時期，GIS己經漸變地含有地理信息科學（GeographicInformationScience,GIS）的含義和意思。
五、現在的GIS—地理信息服務(GeographicInformationService,GIS)
近年來，隨著地理信息產業的建立和地球數字化產品的普及應用，GIS的發展進入到各行各業乃至各家各戶的用戶時代，成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。這個時期，社會對GIS的認識普遍提高，需求大幅度增加，地理信息系統已成為許多機構（特別是政府決策部門）必備的工作和決策咨詢系統。國家級乃至全球級的地理信息系統已成為公眾關注的問題，地理信息系統已被列入“信息高速公路”計劃，也是美國前副總統戈爾提出的“數字地球”戰略的重要組成部分。地理信息系統的研究和應用正逐步形成行業，具備了走向產業化的條件。
近來，個人數字助理（PersonalDigitalAssistant,PDA）、移動電話的普及給新的應用創造了許多機會。這樣的應用有流動工作人員和基于位置服務。流動工作人員，顧名思義，他們工作在遠程位置，如客戶處、分公司或者野外現場。這些工作人員經常要為完成某項任務下載一段所需的數據，在遠端使用這段數據，然后在每天工作結束的時候將改動更新（同步地）到主數據庫上。這種場景的一個重要方面是：客戶端保留有數據，并以離線方式在本地對數據進行操作?；谖恢梅盏氖褂檬墙陙沓霈F的一個重要趨勢，這類服務徹底改變了對用戶地理位置的依賴。隨著全球定位系統（GPS）的應用，可以很容易確定任何一個客戶/使用者的精確位置，并根據用戶的地理位置提出最佳解決方案。基于位置服務的影響和重要性促使開放GIS協會（OpenGISConsortium,OGC）提出了開放位置服務（OpenLocationService，OpenLS）,希望能夠將地理空間數據和地理操作的資源集成到位置服務和電信基礎設施中去。美國聯邦政府已于2001年10月頒布了規定：所有蜂窩電話的位置在67%的使用時間里必須是可追蹤的，追蹤精度為125米。這樣，一方面人們總在評述著Internet革命“消滅”了地理的概念，與此同時，對于空間技術的需求卻在不斷增長。位置服務（LocationBasedService,LBS）的巨大魅力在于通過固定或移動網絡發送GIS功能和基于位置信息，從而在任何時間應用到任何人、任何位置和任何設備上。當前，LBS已成為科學研究、技術發展和市場開拓領域共同的熱點話題。此時，GIS已朝著地理信息服務(GeographicInformationService,GIS)的方向發展。
六、結論
1攝影測量與遙感學的發展趨勢
攝影測量與遙感學作為基于影像的空間信息科學，是地球空間信息學的核心。地球空間信息學是空間數據的采集、量測、分析、存貯、管理、顯示和應用的集成科學與技術，屬于現代空間信息科學與技術的范疇。2004年，美國勞動部把地球空間信息技術與納米和生物技術一起列為當今最具發展潛力的三大技術，其發展有以下幾方面的趨勢。
1.1空間信息獲取的發展趨勢
地球空間信息獲取的發展趨勢具有多平臺、多傳感器、多比例尺和高光譜、高空間、高時間分辨率以及空天地一體化的明顯特征。隨著航天技術、通信技術和信息技術的飛速發展，人們將可以從各種航天、近空間、航空和地面平臺上用紫外、可見光、紅外、微波、合成孔徑雷達、激光雷達、太赫茲等多種傳感器獲取多種比例尺的目標影像，大大提高其空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率，形成天地一體化攝影測量與遙感的數據獲取方法，為人們提供愈來愈多的影像和非影像數據。
隨著新一代全球衛星導航定位系統(GNSS)的發展，定位系統將以更高的精度自動測定各類傳感器的空間位置和姿態，從而實現無地面控制的高精度、實時攝影測量與遙感。
1.2空間信息處理的發展趨勢
地球空間信息處理和信息提取的發展趨勢是走向定量化、自動化和實時化。目前，攝影測量與遙感所存在的一個突出問題是數據海量、信息不足、知識難求。利用網格技術進行網格計算給解決這一問題帶來了新的機遇。
1.3空間信息管理的發展趨勢
地球空間信息管理與分析的發展趨勢是走向信息共享、互操作和網格化。從網格計算的資源共享和協同計算觀點看，目前，地理信息系統已從單機GIS系統發展到網絡和移動地理信息系統(Web-GIS和Mobile-GIS)，下一步將走向網格地理信息系統(Grid-GIS)。為此，需要解決地理空間數據存在的時間基準不一致、空間基準不一致、數據格式不一致和語義不一致引起的問題?？臻g基準不一致引起的問題可以采用全球地心坐標系或坐標變換來解決;數據格式不一致可以用互操作軟件解決;時態和語義不一致引起的問題較難解決。前者要解決空間數據的實時更新或建立時空地理信息系統，后者需要一個基于本體的空間信息語義網格來處理這些語義的差異，從而實現網格技術下空間信息的共享和互操作。
1.4空間信息應用的發展趨勢
地球空間信息成果應用的發展趨勢是成果的多樣化和應用的大眾化與普適化。未來的地球空間信息成果產品可以是矢量的或柵格的，可以是圖形的或影像的，可以是二維的或三維的，可以是靜態圖像或連續動畫視頻圖像，可以是多媒體或流媒體，可以是虛擬現實或可測的實景影像，也可以是上述各種形式產品的融合與集成。長期以來，攝影測量與遙感主要面向地球科學和環境科學的應用，作為基于影像的空間信息科學，它除了將繼續在影像城市、虛擬數字地球和地理環境中得到應用之外，還有很大的潛力用于工業制造、醫學診斷、文化遺產保護等方面。如果將原始或加工后的影像連同它們的方位元素和測量工具軟件一起作為產品，則用戶可在Web2.0環境下實現自己的按需測量和按需解譯，從而實現地球空間信息成果應用的大眾化與普適化。
1.5新地理信息時代的出現
隨著下一代互聯網與Web2.0的出現，一個新的地理信息時代悄然而來。新地理信息時代的服務對象不僅包括專業用戶，而且包括普通大眾用戶。在新地理信息時代，可實現專業人員和大眾用戶互動，共同參與按需服務。服務環境是圖形、圖像和多媒體，服務的提供和實現都是動態的。
2攝影測量與遙感學的發展重點
隨著國家經濟實力的增長、科學技術的進步和社會可持續發展的需要，中國的地球空間信息科學與技術包括攝影測量與遙感在內，在今后若干年內將出現更加飛速發展的大好時機。我們要堅持自力更生，自主創新，努力工作，并虛心向世界各國同行學習，學習和吸收世界各國的先進技術和經驗，圍繞創建我國和諧社會，以空間信息服務為中心，建立一個智能化和實時化的地球空間信息服務體系。未來幾年內的發展重點簡述如下。
2.1發展先進的高分辨率對地觀測系統
為了進一步推動中國遙感對地觀測的發展，首先要抓好空間信息的數據源。2005~2020年，《國家中長期科技發展規劃綱要》指出:發展基于衛星、飛機和平流層飛艇的高分辨率(dm級)先進對地觀測系統，發射一系列的高分辨率遙感對地觀測衛星，建成覆蓋可見光、紅外、多光譜、超光譜、微波、激光等觀測譜段的高中低軌道結合的、具有全天時、全天候、全球觀測能力的大氣、陸地、海洋先進觀測體系。到2020年，建成穩定的運行系統，提高我國空間數據的自給率，形成空間信息產業鏈。
2.2構建面向實時服務的廣義空間信息網格(GSIG)
地上的全球信息網格與天上的智能傳感器網格相集成，形成全球的廣義空間信息網格。廣義空間信息網格指的是在網格技術的支持下，在信息網格上運行的天、空、地一體化地球空間數據獲取、信息處理、知識發現和智能服務的新一代整體集成的實時/準實時空間信息系統。
2.3加強高性能空間信息處理與分析技術的研究，解決應用的關鍵技術
為推動空間信息技術的應用，進一步加強高性能遙感圖像處理與分析技術，突破高精度定標與定位、寬帶微波成像修正、遙感圖像超分辨率分析與相干處理、多源衛星遙感影像自動配準與融合、高空間分辨率影像目標自動識別、高光譜影像地物精細分類、基于遙感機理模型的地物參數的定量反演與同化等技術;發展復雜地表環境下的地物信息自動提取與定量分析技術，突破空間信息自主加載、維護、復合匹配與服務等技術，開發具備自我維護功能的空間信息網絡服務軟件系統。突破動態交通信息的獲取、融合、分析、預測與動態路徑規劃等關鍵技術，開發基于動態交通信息的智能導航與位置服務軟件，建立應用系統，為開發具有自主知識產權的新一代位置服務與智能導航系統奠定基礎。
關鍵詞：地理信息系統；教學方法；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0118-02
一、引言
地理信息系統（簡稱GIS）與地理學、地圖學、測繪科學、遙感科學與技術、計算機科學、數學密切相關，同時涉及土地科學、資源學、環境科學、城鄉規劃等學科知識，是一門典型的交叉型學科，同時也是一門應用性很強的學科。隨著GIS技術在眾多領域的應用，對具有創新能力和解決實際問題能力的GIS專業新型人才的需求也在不斷增長，而現有的高校GIS專業課程的教學現狀還不能滿足社會對GIS專業人才的特殊需求。因此，對高校GIS專業課程的教學改革與實踐研究就顯得尤為必要和迫切了。
二、高校GIS專業課程教學現狀與存在的問題
近年來，隨著地理信息系統的快速發展，我國人才市場供求矛盾顯得尤為突出，一方面是社會對高層次人才的大量需求，另一方面是高校輸送的GIS專業畢業生社會實踐能力不強。GIS專業是應用性很強的專業，地理信息系統本科專業是以培養應用型人才為主，GIS專業課程的教學質量高低直接關系到通過高等教育培養的專業人才能否適應當前社會發展的需求。由此，為了更好地適應社會發展的需求，為社會輸送優秀人才就要不斷深化GIS專業課程的教學改革。
1.教育理念落后。目前高校GIS專業課程所采用的教學模式仍是傳統的講授模式，注重對學生理論知識的傳授，忽略了GIS專業的應用性特點，缺乏對學生實際操作能力的重視，忽視了對學生綜合能力的培養。不同的教學方法適用于不同的專業課程，在教學活動中引入適合本專業特點的教學方法，會起到事半功倍的效果，教學質量也會有大幅的提升。而GIS專業應用性很強的特點也要求教師在教學方法上有所改進。
2.實踐教學缺乏。實踐教學是一個較為復雜的教學活動，一般指教學活動中的實驗、設計、實習、實踐等，是高等教育教學的重要組成部分，也是GIS專業自身特點的要求。GIS專業作為一個應用性十分強的專業，通過課程設計、模擬實訓、社會調查、畢業實習、畢業論文等具體的實踐環節，能夠提高學生的學習興趣，培養學生自主學習的能力，培養學生分析、解決問題的能力以及創新能力。但是目前許多高校在課程設計上實踐課的課時偏少、對實踐教學投入的經費少等原因，雖然經過了多年的摸索實踐，基本上形成了完整的體系，但實踐環節還是顯得十分薄弱。
3.教學手段運用單一。多媒體和網絡技術能夠提供圖文、聲像并茂的多種感官刺激，能夠創設形象、直觀的交互式學習環境，激發學生的學習興趣，提高教學質量，同時還能提供大量的信息資源。如果能夠運用這些網絡資源和多媒體手段，不僅有利于學生主動發現、主動探索精神的培養，還有利于學生認知結構的形成與發展。但目前在高校地理信息系統專業的課堂教學中，基本上采用PPT講授的方法，對于其他多媒體技術和網絡資源的使用還很少。
4.教學考評模式簡單。地理信息系統是一門應用領域十分廣泛的學科，是以培養應用型人才為主，因此教學考評模式不能延用傳統的考核模式，應更多地強調學生在學習過程中的變化與發展，提高分析問題、解決問題的能力；提倡開卷、閉卷多種評價手段，理論實踐多元評價目標；注重激勵性評價，培養學生的自信心和自尊心。但目前許多高校GIS專業教學評價模式仍以單一的筆試成績來評價所有學生，教學考評模式過于簡單，不能真實、全面地反映學生的學習成績。
三、地理信息系統專業課程教學改革措施
1.注重案例教學。案例教學法是指利用已有的案例作為個案讓學生分析和研究，在此基礎上提出各種解決問題的方案，從而提高學生分析、解決問題的能力的一種教學方法。案例教學作為一種行之有效的教學法已被廣泛引入我國高校課堂。GIS專業課程具有應用性很強的特點，把案例教學引入課堂，能夠提高學生理論水平與實踐能力，培養學生理論聯系實際分析問題、解決問題的綜合能力，從而提高教學效率，提升教學質量。
2.加強教學實踐環節。教學實踐是地理信息系統專業課程教學的重要環節，計算機類課程是GIS專業的基礎課，注重理解計算機原理和運用計算機軟件，提高實際操作能力，如C++語言課程的上機操作。GIS的核心課程也要求學生掌握各種GIS軟件的操作，這些都需要在機房上機操作。實踐教學環節是對理論教學的補充與深化，能夠使學生熟練掌握arcgis、ERDAS等軟件，也是對學生應用能力的培養。同時，野外考察實習也是GIS專業必不可少的實踐環節，是對校內實踐課程的補充，其目的是使學生更深層次地理解基本理論，掌握基本地理信息的野外采集與表征方法，為GIS中空間信息的收集、處理、表達與分析打下堅實的基礎。除此之外，讓學生參與科研也是一種很好的實踐教學，教師根據情況可以讓學生參與教師本人或其他教師的科研項目，讓學生從實踐中學習，這樣不僅能對所學理論知識融會貫通，還能培養學生解決實際問題的能力。因此，高校地理信息系統專業在課程的設計方面應適當加大實踐操作環節，對于掌握理論課所講授的基本內容，提高學生的實際動手能力、培養學生的創新思維，都具有十分重要的意義。
3.積極運用網絡資源與多媒體手段。20世紀90年代以來，隨著計算機技術和現代信息技術的快速發展，網絡資源及多媒體手段已廣泛應用于教育領域的各個方面。在傳統教學中難以精確描述、學生難以充分理解的抽象內容通過多媒體手段能予以較好解決。地理信息系統技術的發展之迅速，意味著GIS專業的師生不斷更新知識才能保持專業上的技術優勢。Internet上的地理信息系統教育為地理信息系統專業的師生提供了一種重要的學習方式。這些網站介紹了GIS的相關概念和應用、各類數據來源以及處理方式等相關問題。同時，許多著名的GIS軟件生產公司的網址，如ESRI公司，這類網址上包含了軟件產品介紹、軟件包、程序設計技巧、大型數據及軟件免費下載方法等信息。遠程用戶可以直接下載某些GIS程序進行教學演示。除此之外，GIS精品課程也為GIS專業課程教學提供了豐富的精品資源，GIS精品課程的教學資源包括教學大綱、教案、課程教材、實習教材、實習指導書、習題集等，為師生提供了多種可供選擇的學習方式。總之，豐富的網絡資源也為教師和學生提供了一個良好的學習環境，大大優化了教學過程，豐富和完善了教學內容，提高了教學質量。網絡與多媒體的運用使教學效果起到事半功倍的作用，而且也提高了學生的學習興趣，同時也加強了學生綜合素質和能力的培養。
4.強化教學評價改革。地理信息系統是一門理論知識與實踐能力高度結合的課程，注重提高學生對理論知識的把握和實際的操作能力，而傳統的筆試量化評價的考核方式卻不能如實地反映學生的這種能力，因此在量化成績時應采用多樣化的考核方式。這種方法主要包括平時考試+期末考試、機試+筆試。平時成績應以學生參加案例討論、野外實習、交流、問題回答、出勤、課后作業等作為依據；期末考試也應重點考核學生理論聯系實際、分析和解決問題的能力；機試所占比例可達40%，這樣更能真實地反映學生的實際操作能力。這種多樣化的考核方式從多方面考核了學生，注重知識測試和能力測試，對提高學生學習的積極性以及提升學生各方面的能力起到了積極的作用。
四、結語
地理信息系統具有很強的實踐性和理論指導性相結合的特點。隨著地理信息系統的快速發展，社會對GIS專業畢業生的要求也越來越高，知識面廣、基礎理論知識扎實、實踐能力強及高素質的復合型人才已成為用人單位的寵兒，而教學改革是培養這種復合型人才的重要途徑。通過采用多樣化的教學方法，應用豐富的網絡資源以及采用多媒體手段和改革教學評價體系，學生不僅能更好地掌握和運用理論知識，而且能培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的實際操作能力，為其以后步入社會打下堅實的基礎。
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關鍵詞：測繪；地理信息；問題；對策
中圖分類號：P2 文獻標識碼： A
引言：要搞好城市建設，離不開規劃與設計，要搞好規劃、征地、設計、建設，不能沒有基本比例尺的地形圖和測量數據。而這種測量數據和基本比例尺的地形圖必須是準確、詳實、現勢性強的數據和圖件。這種測量數據和地形圖，就是最基本的基礎地理信息，也是城市建設中非常重要的一個基礎環節。
1、測繪地理信息的工作流程
1.1數據的采集
在測繪的初期，需要對現實世界客觀對象進行不同的抽象，離散，以連續對象實體在GIS中分別以柵格以及矢量兩種方式存儲在GIS系統數據庫中。柵格數據由存放唯一值的存儲單元的行以及列組成，柵格數據集的分辨率依賴于地面單位的網格寬度，矢量存儲方式則是利用幾何圖形中的點線面來表示客觀存在的對象。
1.2數據的轉換與處理
數據的處理依賴于各公司提供的數據處理軟件，通過輸入到GIS系統的數據進行編輯實現數據預處理，對數據進行拓撲建模，將通過其他方式獲取的測量圖形與GIS圖層中相同的區域進行圖層的疊加分析。
1.3GIS系統的空間分析
前兩個階段做好數據處理的預處理工作之后，GIS便可以利用得到的數據來進行空間分析，對圖形數據進行分析計算，從空間物體的空間位置以及相互關聯去對空間事物進行研究以及定量描述。
2、當前我國地理測繪工作存在的問題
2.1缺乏國家扶持政策
目前，與西方發達國家相比，我國的地理信息產業只是處于初期階段，急需國家的扶持政策，這一點至關重要。目前，我國的遙感技術產品主要來源于美國、歐洲等發達國家，我國在引進他們遙感數據產品的同時，也得接受他們的相關技術標準，導致我國在標準制訂方面沒有自，受制于人，發展滯后，急需國家出臺相應的扶持政策，以支持行業發展。
2.2缺乏優秀的專業測繪人才
人才是地理測繪行業發展的關鍵，是保障地理測繪質量的重要因素，也是進行地理測繪科技創新的基礎。近年來，隨著各大高校的擴招，我國高校培養的專業測繪技術人才逐漸增多，但是高素質優秀的專業測繪人才不多，能熟練掌握和應用現代測繪高新技術，如地理信息系統、遙感影像技術的人才是少之又少。新形勢下，測繪事業單位的職責和服務對象、范圍都與以前有很大不同，其編制和職責應與時俱進，合理調整，才能適應現代社會的發展需要。
2.3測繪設備設施老化，急需更新換代
地理測繪是了解災情、救災決策的重要手段，是一個技術密集型行業，儀器裝備更新換代快。我國目前的基礎地理信息數據滯后，更新慢，技術手段落后，不適應時展的要求。我國是一個測繪地理信息大國，然而在先進的裝備和技術創新力這兩方面還比較欠缺，與測繪強國相比，還有很大的差距，主要表現在，缺乏專業先進的高、精、尖測繪儀器裝備，測繪核心技術缺乏競爭力，測繪自主創新能力有待提高，重點測繪領域的技術對外技術依賴性強。
2.4測繪技術的創新有待提高
多年來，我國地理信息技術處于對發達國家技術的追趕狀態，缺乏核心技術和關鍵技術。我國衛星導航的應用系統遠遠落后于西方發達國家，至少95%以上的技術，是步美國GPS衛星系統的后塵，這種情況長期存在。我國嚴重缺乏自主的核心遙感數據處理技術，測繪技術的創新有待提高。企業同質化現象嚴重，在國際市場上，我國缺乏高端的地理信息產品。自主創新技術不足的問題，嚴重制約了我國地理信息產業的發展。
3、對策
3.1完善產業發展扶持政策
為了推進地理測繪的發展，需要國家的政策支持，加快出臺促進地理信息產業發展的相關政策，并根據我國的具體國情，制定地理信息產業發展規劃，對地理測繪產業進行明確定位，并落實各項保障措施。要加快推進地理信息產業發展規劃，制定促進地理信息產業發展的優惠政策，完善支持和鼓勵地理信息企業“走出去”發展壯大的相關優惠政策。
3.2提高測量人員的綜合素質
要加強地理測繪隊伍建設，提高測量人員的綜合素質。為此，必須做好以下工作：首先，要重視人才，大力引進高層次的專業測繪人才；其次，加強人員培訓提升工作，定期對人員進行培訓，提高測繪人才的知識技能和專業水平，整合人員梯度，構建以大專為基礎、本科為主力、研究生為骨干的測繪人才隊伍；再次，重視領頭軍的影響和作用，培養一批測繪行業科技帶頭人和專家型人才，并充分考慮他們的需求，創造有利條件便于他們充分發揮應有的作用；最后，做好測繪行業特有工種職業技能鑒定工作，培養一支高水平的地理測繪隊伍。
3.3加強先進技術和設備的推廣及應用
要加強先進技術和設備推廣、應用，逐步更新升級現有設備的功能與技術，引進和推廣應用國內外先進的測繪裝備與技術。爭取配套的設備專項，實現隊伍的設備、設施升級換代，切實推進現代化測繪裝備建設向信息化測繪體系發展的建設進程。建立完善的應急測繪保障體系，加快推廣普及先進測繪設備與技術的應用。
3.4加大地理信息技術創新，促進成果轉化
隨著科技的飛速發展，很多先進測繪軟件設備得到了引進，地理測繪行業的自主創新與研發的方向將向測繪生產智能化、網絡化應用等高新技術領域延伸。為此，在新形勢下，要加強地理信息核心技術的自主創新，極推進國產高分辨率衛星遙感數據獲取技術研發。
4、加強基礎研究和軟科學研究
跟蹤國際測繪學科前沿，發展測繪科學技術理論和方法，積極開展現代大地測量理論和地球動力學、新型數字攝影測量和遙感機理、地理信息科學、地理空間信息網格理論與技術等研究，提高原始創新能力，增強測繪科技持續發展的后勁。結合測繪事業的可持續發展，開展測繪軟科學研究，用以指導測繪管理實踐，重點加強測繪發展戰略、測繪管理理論、測繪管理體制、測繪法律法規、測繪統計指標體系、測繪工程設計管理以及地理信息產業發展政策等方面的研究。
結語：綜上所述，在當前信息化社會，地理測繪也進入了信息化，逐步實現了由傳統測繪向數字化測繪的轉化，正朝著信息化測繪的方向發展。為促進新時期地理測繪制圖工作的發展，我國需要出臺地理產業相關的優惠政策，加強對地理測繪行業的信息化建設，整合科技人才分配，提升專業技術水平，優化地理測繪行業的創新環境，促進新時期地理測繪行業的發展進步。
參考文獻：
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【關鍵詞】工程；測繪技術，現狀；發展趨勢
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
工程測量在我國國力發展的大趨勢下，不斷創新，不斷取得突破，現在我國測繪技術已經較之前有了十分的的改觀，下面我們就來討論一下有關工程測量的發展趨勢。
工程測量的現狀
概述
本世紀是數字化和信息化的世紀，地理信息產業在高速發展的科學技術和日益激增的市場需求這兩大主推力的作用下得到全面的發展和提升，這表現在：一、地理信息產品由靜態模式向實時動態模式轉變。二、地理信息產品將會在政府部門和各行各業中得到更加廣泛應用。三、GIS和圖象處理軟件將由專業團體的專門應用發展成為辦公和生活的普通工具。
國家測繪局原副局長、中國測繪學會理事長楊凱同志就測繪與地理信息的關系是這樣描述的：“測繪是地理信息產業建設的主體力量，地理信息是測繪現代表現形式?！睖y繪工程側重于地理信息數據的采集和實地測設，地理信息側重于地理信息的可視化表達、空間分析與查詢。雖然這幾年社會上對地理信息追捧過熱，許多院校的專業紛紛靠向地理信息方向，但這幾年畢業的學生仍多在測繪行業就業。不過從長遠來看地理信息的時代將要來臨了，隨著3S技術為代表的高新測繪技術和計算機技術的快速發展，傳統的測繪行業正在迅速向地理信息產業轉化。傳統的測繪生產主體模式已發生根本性變化，產品由模擬形式轉為數字形式，大量的外業測量被室內地理信息采集所取代。地理信息的采集、存貯、加工和分發已成為一種全新的概念。衛片的分辨率、航測的精度在逐漸提高而其成本則在逐漸下降。
地理信息自古以來被視為國之重器?！渡胶＝洝肥俏覈钤绲牡乩硇畔⒅鳎瑲v代君王對地圖的重視和渴求從未停止過，建國以來我國對測繪工作非常重視，不斷的出國學習并引入先進技術，尤其近十年來變化更大。但我國的地信產業仍存在太多的問題：1、數據庫建設中的重復建設問題嚴重存在，數據共享機制不健全。2、國家對測繪的投入不足，測繪隊伍不穩定。3、信息資源的數字化程度和開發利用水平較低。4、理論研究、技術進步和產品發展三個層次中，放在第一、第二層次的注意力顯得不夠，等等。這些都為測繪單位的發展帶來一定的阻礙。不過隨著我國基礎測繪的不斷加快，統一監管和測繪保障也會不斷加強。
技術
（一）地圖數字化技術
在建立各種GIS系統時，對原有地圖進行數字化處理，在建庫工作中占據了相當大的工作量，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。
（二）數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容，常規的成圖方法野外工作量大，作業艱苦，作業程序復雜，同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作，成圖周期長，產品單一，難以適應社會飛速發展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前，數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。
（三）數據庫技術與GIS技術的應用
隨著測量數據采集和數據處理的逐步自動化、數字化，測量工作者如何更好地使用和管理好長期積累或收集的大量測繪信息，更好地為經濟建設和國防建設服務，其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。我國國民經濟建設飛速發展和社會進步，有力地推動了GIS技術的應用與發展，已成為當前新技術應用的“熱點”之一。GIS作為信息科學和信息產業的一部分，在面向21世紀這個信息社會里的價值是不容懷疑的。為了使GIS技術在國民經濟建設和社會進步中更好地發揮作用，政府和有關主管部門應給予重視和支持，各有關專業部門要加強合作，努力開創地理信息產業發展的新局面，去迎接信息時代的到來。
GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。
測繪技術的發展趨勢
1.概述
自改革開放以來，我國測繪技術由傳統測繪模式進入了數字化測繪模式，數字化測繪模式不僅提高了測繪的工作效率，也推動了其他各行業的發展，自上個世紀90 年代以來，信息產業作為一個新興產業在世界范圍內發展起來，世界范圍內測繪界已經出現了面向地理信息服務的變革新動向。我國也正在努力建設一個高效、完善、先進的國家公益信息基礎網，例如：數字中國地理空間基礎框架、數字城市、數字地球等項目，這些可為中國地理空間信息服務提供寶貴的基礎地理信息資源，因此我國測繪事業有了新的發展，在信息化時代的背景下信息化測繪事業在數字化測繪的基礎上飛速發展，我國開展了國家基礎測繪項目，也就是“大專項”工程，它的建立不僅標志著我國由傳統測繪向數字化測繪轉變，也標志著由數字化測繪向信息化測繪的飛躍。與數字化測繪機制不同，信息化測繪的優勢特征就是它能夠實現實時高效的地理信息綜合服務。它升級實現了信息服務社會化，信息共享合法化，功能趨向服務化，信息流通網絡化等內容，然而，信息化測繪仍然是一種數字化測繪體系，以數字化為基礎。
近些年來，我國在信息化測繪建設方面也加大了力度，例如：在《國民經濟和社會發展是第一個五年規劃綱要》中指出要“充分利用基礎地理信息資源，發展地理信息產業”由此可見在實現地理信息綜合服務和推動信息化發展方面，信息化測繪的重要意義。我們在數字化測繪的基礎上建立了信息化測繪系統，初步建立了信息化測繪服務體系，實現了基礎地理信息的獲取和更新、網絡化管理與分布服務，服務水平的增值，地理空間資源的融合，從而逐步達到信息化測繪功能取向服務化，信息溝通網絡化和基礎設備公用化等服務項目。
技術
（一）GPS 技術的采用
以前，大地測量只能在地球局部區域進行靜態測量，現在由于GPS 技術的采用，實現了整個地球表面的動態測量，研究范圍也從研究地球表面的幾何特征變為研究地球內部的結構和特征，同時，對于地殼運動和海平面變化，也可以精確地監測到，這樣就能加強對自然環境中自然災害的監測，提前預報，減小人類損失。
工程控制網與監測網的優化
控制網的觀測數據采集和處理將走向自動化、實時化、數字化，同時將更加廣泛地應用監測網優化設計軟件，對于觀測數據的處理也將進一步智能化。
空中攝影測量技術將得到更加廣泛的應用
三維地面主體模型將更加廣泛地應用在諸多領域。這種三維地面主體模型是由全自動數碼航測相機結合激光掃描儀，再連接全球定位系統制作而成。這種三維地面主體模型將更加廣泛地應用在工業精密儀器的安裝與設備的定位測量領域，同時在大宗物體變形監測、外形測繪等方面將得到廣泛應用。
遙感技術將得到更全面的應用
遙感技術正向多頻譜、多級分辨率，多時相的信息獲取以及快速實時的智能化信息處理的趨勢發展，我們將可以運用RS 對地面進行實時衛星遙感監控，在監督違法濫占耕地，擴展用地規模等方面將得到廣泛應用，此外，運用遙感技術勘探地球資源將成為今后重點研究的方向。
結束語
隨著測繪技術的不斷發展與創新，相信在不久的將來我們就可以再次取得大的突破，從而更好地為人類服務，雖然現有的技術已經有了不小的改觀，但是，在某些領域還有局限性，所以就需要我們來努力改善了。
參考文獻：
[關鍵詞]GIS；通信設施實體；空間信息；管道；電纜
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.24.033
[中圖分類號]TP311.52；TE319 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）24-00-02
1 研究的背景及意義
通信設施是整個通信網絡的信息載體，承擔著所有信息的傳輸任務，它管理得好壞是能否確保通信網絡運行暢通的關鍵。研究和采用新技術管理城市通信設施，以替代傳統的管理模式，使通信設施網絡的規劃、建設和管理步入科學化、自動化的軌道，已成為當前十分迫切的任務。
近十幾年來通信業務迅猛發展，企業現有主要經營項目有電話通訊、通訊工程項目規劃、設計以及通訊線路（設備）的施工安裝等。在通信應用領域中的通訊電纜管道工程項目規劃、設計建設、資源管理、設備管理、線路管理與線路維護等方面的數據量不斷增大，而絕大多數通信業務都會遇到一些與空間定位有關的問題。這些空間數據若靠人工掌握，則效率比較低，且綜合管理困難，使電纜管道資源管理、設計建設存在弊端。
信息設施地面工程以地理信息系統為平臺，以城市地理信息數據庫、通信設施資源數據庫為基礎，以地理信息圖形為界面，實現通信設施網絡的規劃和設計，它主要面向通信的規劃設計部門。
2 總體設計
信息設施地面工程主要由五部分組成，即數據、軟硬件及網絡、規范標準、技術隊伍和組織管理。根據通信設施的地理坐標位置信息及通信設施屬性，綜合運用信息科學、計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、空間科學、城市科學與管理科學的各種方法與手段，對通信設施網絡進行維護管理與統計分析，提供多專業、多層次、多目標的綜合服務。
2.1 系統目標
（1）建立以油田公司所轄的單位及地區城市地理信息WEBGIS空間矢量圖形數據庫，以通信管道電纜資源數據庫為基礎，城市地理信息圖形為界面，實現通信設施網絡地理信息數字化。
（2）系統圖形信息豐富、全圖形化的操作，提供豐富的圖形信息，包括矢量化的大、小比例尺城市地理圖；繪制各種點心通信設備位置圖，通信交接箱、通信分線盒、通信主配線架、程控交換機等大樣圖，通信電纜管道橫、縱截面圖，通信電纜管道、人/手井展開圖等。
（3）建立能夠對通信設施網絡實體的空間信息進行管理的模塊（包括自動繪圖、編輯、查詢、統計分析及打印輸出等功能）；建立通信設施資源數據庫。
（4）系統要逐步實現管理信息化、三維化和多媒體化，能夠與當今開放型管理模式的發展接軌，提供高效、準確的信息服務，減輕從業人員的負擔，減少人力、物力的浪費。
2.2 總體結構
根據目前企業專網的實際情況，信息設施地面工程可以分成四個層次。數據層：數據層由城市基礎地理信息、信息設施的空間信息數據和屬性數據組成。服務層：服務層位于數據層之上，主要基于基礎數據為客戶端的應用和數據的維護提供服務。應用層：應用層是基于服務層的地理信息平臺和數據層的數據庫開發的具體應用模塊，包括故障分析。系統結構如圖1所示。
2.2.1 數據層
①空間數據和信息設施數據建設的相關數據模型和數據建設規范。②數據采集、入庫和后續數據維護的一整套系統。③空間信息數據庫和專業數據庫。
2.2.2 服務層
服務層基于各個數據庫的數據為應用模塊提供服務運行支撐，相當于三層服務器結構中的“應用服務器”部分，通過該平臺可以對空間數據和屬性數據進行集中管理和應用。
2.2.2.1 服務層的工具軟件和軟件開發包
地理信息平臺可對空間數據、屬性數據、GPS等實時數據進行有效的采集，實現多元數據的一體化、可視化管理，為通信線路、交換、傳輸多元化數據的管理打下了堅實的基礎。
2.2.2.2 網上服務器
軟件系統采用B/S方式，通過Web瀏覽方式實現地理信息數據采集錄入、數據庫實時更新和實時查詢功能，以及地圖的統計查詢、故障分析和工程設計等功能。
2.2.3 應用層
應用層為分布在客戶端計算機上的應用系統，應用系統的核心功能由服務層實現，應用層為服務層和客戶之間的界面顯示層，負責把客戶端請求發送到服務器，交給服務層處理。
2.2.3.1 地圖圖元數據修改子系統
該子系統對信息設施網絡地理信息系統中的地圖圖元數據進行修改，修改包括了地圖圖元編輯、增加圖元、刪除圖元與修改圖元等基本操作，同時提供基于數據的圖元操作。
2.2.3.2 故障分析模塊
故障包括了設備故障和線路故障，在某一條線路出現故障時，可顯示出現故障的線路及其影響的區域。
2.2.3.3 空間信息查詢和統計分析模塊
該模塊通過圖元和空間搜索統計等功能實現通信實體屬性信息查詢、空間位置查詢，查詢管道、電纜、光纜、電話路由等基本通訊設施以及纜線的覆蓋區域。
2.2.3.4 割接、導解預案分析模塊
對線路或者交換設備進行割接或者導接，進行地理信息系統的模擬分析和預案分析。通過對割接影響線路、中繼、區域等信息進行預案分析，該模塊即實現割接的預分析處理，顯示可能造成的影響。
2.2.3.5 工程設計模塊
該模塊根據地理信息系統地面地貌特征進行安裝、架線、管道及桿路的工程設計，在設計完成后，可以給出具體的設計圖紙，同時通過基本的地圖操作和業務關聯，可以給出規劃方案和規劃圖紙。
2.2.3.6 數據輸出模塊
①打印各種通信設施網絡實體的報表、打印各種統計查詢的報表，并將其存入Excel進行再處理，繪制信息設施網絡實體分布圖、管道路由圖、電纜、光纜路由圖。②繪制信息設施網絡綜合信息圖。
2.3 網絡結構
系統采用B/S結構的中心服務器方案，通過油田局域網實現數據共享和應用軟件的應用，服務器端網絡帶寬100M/1000M，客戶端網絡帶寬10M/100M。
3 系統軟件和硬件
3.1 操作系統
服務器端環境：UNIX、Windows 2008 R2、Oracle。
3.2 數據庫
采用大型商用數據庫Oracle，遵循開放式系統標準，支持運用TCP/IP協議的LAN和WAN環境的訪問。
3.3 GIS平臺
選用Intergraph公司的GeoMedia產品構建GIS平臺。
3.4 GIS服務器
數據庫服務器應具有鏡像、熱備份、容錯功能，GIS服務器應該具有穩定的工業級性能，由于服務器存儲、交換的數據量大，所以在整個系統中應該特別重視服務器，應選用專用服務器機型。
4 系統主要技術特點
①系統以作為整個信息業務基礎的通信線路管理為核心，實現線路管理與線路工程的計算機化；②系統要逐步實現管理信息化、三維化和多媒體化，能夠與當今開放型管理模式的發展接軌；③系統實現各種點心資源的圖形化維護、管理、查詢、統計；④系統圖形信息豐富、全圖形化的操作，提供豐富的圖形信息，包括矢量化的大、小比例尺城市地理圖；繪制各種點心設備位置圖，交接箱、分線盒、主配線架、交換機等大樣圖；⑤系統采用空間數據庫技術和WebGIS技術，實現對整個信息設施覆蓋區域地面地理設施的空間地理數據和屬性數據的一體化管理。
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關鍵詞：地理信息系統；精品課程；氣象院校；教學團隊；課程體系
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1004-8154(2011)06-0095-02
一、高素質教學團隊建設
地理信息系統(GIS)專業人士應該具備完善的人格、積極向上的人生觀、強烈的自豪感，高超的應變能力以及團隊協作精神［1］。對教師更是提出了這樣的要求?！皢伪鲬稹钡挠四Ｊ诫y以適應學科專業和教學內容的發展變化。剛剛組建的小組還不能稱之為真正意義上的團隊，因為此時只有個別實力強的隊員在為集體出力，其他成員因擔心出錯往往很少發揮作用。當經過一定時間的合作與磨合、各成員之間達到一種相互信任的默契后，謀求集體成功成為共同愿景，于是群策群力，開展富有創造性的活動。此時小組便演進為團隊［2］。為了達到教學目的，真正把GIS和氣象結合起來，我們經過了幾年磨合和探索，建立了一支高素質的教學團隊。GIS的交叉性，也體現在師資方面。本專業老師有的來自農氣專業，有的來自天動，還有來自地質、地理知識背景的。這些差異，帶來了教師GIS知識結構的豐富多樣。經過不斷解決教學、科研相關的實際問題之后，團隊獲取了更多更有效的GIS知識，能集思廣益，對出現的變化有更強的適應力和決勝力。
二、教材選用
教材選擇的好壞直接影響到教師教學效果和學生學習效果的好壞。根據GIS教學目標的不同，對其教材的選擇也應該有所區別。目前我國還沒有針對GIS專業和非GIS專業制定各自統一的教材。我們選用黃杏元等編著的《地理信息系統概論》作為主教材，同時參考其他老師的教材。為了突出GIS的應用，又重點參考美國愛達荷大學地理系張康聰(Kang-tsungChang)教授原著、廣州大學地理科學學院陳健飛教授等譯編的《地理信息系統導論》。我們主要參考其英文版，鍛煉了教師和學生英語應用能力。同時也在多年教學過程中，把GIS與氣象相結合，摸索自己的路，開始編寫自己的精品教材《GIS在氣象中的運用》。該教材得到國家氣象局和學校資助扶持。
三、課程體系建設的創新
經過兩年基礎知識學習，學生已具備了計算機(軟件設計基礎、程序設計語言、數據庫、數據結構等)、地學（氣象與氣候學、自然地理學）等方面的基礎知識和基本技能。因而需要在GIS課程結構中穿插體現這些知識，使之融會貫通。GIS課程的內容體系結構主要由概論、空間數據結構、空間數據處理、空間數據庫、GIS空間分析原理與方法、地理信息系統的應用模型、地理信息系統設計與評價、地理信息系統產品輸出設計等內容構成。其中，空間數據結構、空間數據庫、GIS空間分析原理與方法等為課程的中心內容。
在講授這些內容時，我們舉出在氣象中的實例進行穿插。比如建立的系列起伏地形下太陽輻射分布式模型、溫度模型，經過建模后算到柵格點、得到系列產品：直接輻射、散射輻射、反射輻射、總輻射的和溫度的年、季、月的空間分布，等等。
GIS是技術性和實踐性很強的學科，創新思維能力、實際操作能力及應用能力是GIS人才的重要素質特征［3］，也是應對目前嚴峻就業形勢的最好武器。課程講授都是由在科研工作最前沿的教師擔當，緊跟著GIS的發展，同時和氣象緊密結合，做到科研反哺教學。
實驗教學是本課程的重要環節。我們通過更新實驗教學內容，力圖體現基本技能訓練與能力拓展相結合、理論知識學習與實際應用相結合的設計思想。增加綜合性、設計性實驗，充分調動學生從實驗和實踐中學習的積極性，培養學生自主做實驗和自主設計實驗的創新素質，引導學生探索新知識、新技術和新方法。實習中加大和氣象要素結合的實習，將基礎數據處理、氣象數據處理有效地結合到一起。這樣既體現了特色，又完成了大綱要求，為學生做好了必要的知識和技能儲備。
四、突出氣象專業特色
學校提倡辦學要主動融入、服務于全國氣象事業，相當數量學生要到氣象部門就業，培養的學生必須具備扎實的專業基本功和相應的和氣象知識結合的能力。因此，在GIS課程講授過程中，必須體現這個特點。在GIS原理、 GIS設計與應用、DEM、地學建模、GIS算法、地統計學等課程中都要有最新科的研產品可做講授和實習內容。
有些產品比如輻射和溫度目前全國各省幾乎都用到了，大大增強了學生的專業自豪感和信心。讓學生參與這些工作，親自體會海量的氣象數據處理，親自體會如何二次開發做氣候業務系統、防雷預警系統，等等，體會科研工作的艱辛與快樂，培養刻苦踏實的工作作風，克服畏難情緒，培養協作與創新精神。當然，這些專業課，并非全針對氣象行業，課程的安排和講授具有合理的體系結構，目的就是培養具有合理知識結構、良好的基本技能，高尚的道德品質、具備創新思維的GIS人才。
五、推進課程的網絡化與數字化
在課堂教學方面，將教學大綱、電子教案、網絡課件、教學成果與參考資料等教學資源全程上網，實現數字化課程平臺的基本建設。這樣不僅為學生提供了學習教材、多媒體課件和相關教學錄像，而且開放了專業軟件平臺、系統模擬和演示作品等信息資源。通過開放式網絡課堂，將圖像資料、工程實例、多媒體課件、系統開發指南和使用說明等資料有機融合為一體，為課堂教學提供豐富的數字化課程資源?；诮虒W研究成果和實際教學需要，建立網上答疑系統和軟件演示系統，搭建和完善網絡化課堂平臺，方便學生隨時進行試卷自測和模擬考試，也有利于老師對課堂學習效果和學生對知識掌握程度進行檢驗［4］。同時機房對學生開放，包括上實習課和之外的開放，機房里有著充足的專業軟件和數據，給學生學習、實踐提供了優越條件。
參考文獻：
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Analysis of Elaborate Course Construction
on Geographic Information System in Meteorological CollegeYIN Jing-qiu, QIU Xin-fa, HE Yong-jian
(Nanjing University of Information Science & Technology,
remote sensing, School of Remote Sencing, Nanjing 210044, China)
[關鍵詞] 地理信息系統 電子商務 物流 客戶關系管理
一、引言
隨著Internet的不斷普及，電子商務的迅猛發展，世界已進入信息時代,發展信息產業、建設信息高速公路和培養信息建設人才已經成為重要的發展戰略。人們不僅需要利用互聯網快速檢索和交互使用各種社會經濟、商務信息, 同時越來越迫切需求將這些信息與地理信息有機地匹配和結合起來, 以獲得這些經濟信息的空間分布及其相互關系。
地理信息系統作為一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個與地理分布有關數據的空間信息系統, 與人類生存、地區的發展和進步密切關聯, 在我國已受到愈來愈多的重視。
二、地理信息系統概述
地理信息系統(Geographic Information System ,GIS) 是以地理空間數據為基礎,按照地理特征的關聯,將多方面的數據以不同層次聯系起來,構成現實世界模型,并在此基礎上采用模型分析方法,提供多種動態的地理信息,為輔助決策而建立起來的計算機技術系統。
1.GIS的特點
GIS具有其他信息管理系統所不可比擬的優點,其最大的特點就是具備對空間數據的管理功能。具體來講包括如下幾個方面:
(1)共同管理空間數據和屬性數據：這是GIS最顯著的特點之一。GIS不僅具有管理屬性數據的功能,還能采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息,并且將屬性數據集成到空間數據之上,不僅直觀而且可實現兩者互相查詢。
(2)具備強大的空間分析能力：由于空間數據和屬性數據的集成以及地理空間模型方法的應用,使GIS具備空間分析、多要素綜合分析和動態預測等功能，能夠滿足地理研究和輔助決策。
(3)具有豐富的信息：GIS數據庫中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關的其它信息，如人口分布、環境污染、區域經濟情況、交通情況等。
2.GIS的發展
20世紀70年代后，由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展，促使GIS朝著實用方向迅速發展，一些發達國家先后建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統。20世紀80年代，計算機技術的提高為GIS普及和推廣應用提供了硬件基礎，GIS軟件的研制和開發也取得了很大成績，涌現出一些有代表性的GIS軟件，如Arc/Info、MGE、System9等。GIS的普及和推廣應用又使得其理論研究不斷完善，使GIS理論、方法和技術趨于成熟，開始有效地解決全球性的難題，例如全球沙漠化、全球可居住區的評價、厄爾尼諾現象、酸雨等問題。
我國GIS的起步較晚，到20世紀70年代末才提出開展GIS研究。進入20世紀80年代后迅速發展，在理論探索、規范探討、實驗技術、軟件開發、系統建立、人才培養和區域性試驗等方面都取得了突破和進展。1994年4月，我國專門成立了“中國GIS協會”,此后又成立了“中國GIS技術應用協會”,加強了國內各種GIS學術交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版權的GIS軟件。
網絡技術的出現，使得Internet成為GIS新的系統平臺。利用互聯網技術，在Web上空間數據，供用戶瀏覽和使用，是GIS發展的必然趨勢。與傳統的GIS技術相比，WebGIS具有訪問范圍廣、平立、系統維護升級方便等特點。
多媒體技術和三維技術也正在進入GIS中，以改善GIS的數據采集、數據處理以及成果表達與輸出的效能，發揮聲、像等多媒體的應用。目前，圖形圖像的立體顯示己成功地融入數字攝影測量系統(DPS)中，DPS與GIS的集成和多媒體技術的應用將把我們感興趣的東西變成一個虛擬實體，我們可以通過GIS的輸出系統用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等來感知它?！皵底值厍颉钡母拍畋貙⒊蔀楝F實。
隨著GIS的深入發展，GIS系統與其它學科結合更加緊密，3S(地理信息系統GIS、遙感RS、全球定位系統GPS)或5S(前面3S加上數字攝影測量系統DPS、專家系統ES)的集成，使得測繪、遙感、制圖、地理、管理和決策科學相互融合，成為快速而實時的空間信息分析和決策支持工具，使GIS廣泛用于交通、城市規劃、公安偵破、車船駕駛、農作物規劃和科學耕種等。GIS己經涉及到社會科學、自然科學的許多領域，GIS必將發展成為集社會科學、自然科學于一體的全球性、綜合性軟科學。
三、GIS在電子商務中的應用
電子商務是在Internet 開放的網絡環境下,基于瀏覽器/ 服務器應用方式,實現消費者的網上購物、企業之間的網上交易和在線電子支付的一種新型的商業運營模式。互聯網固有的特性既賦予了電子商務有別于傳統商務無法比擬的優點，隨著電子商務的應用和研究的深入，已經證明電子商務是必須以傳統商務為基礎，是不能脫離傳統商務獨立存在。
GIS雖然是地理學研究的成果,但它集地理學、計算機科學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體,是多學科集成。這種集成使GIS能對各種信息進行加工、處理、融合和應用,為各種用戶提供信息服務和管理決策依據。特別是目前WebGIS的發展能更好地適應電子商務的網絡化需求。
1.在電子商務物流管理中的應用
電子商務離不開傳統物流，GIS使傳統流通企業在運作方式、技術、管理水平和經營理念上發生了根本性變化,使物流表現出許多新的特點,如信息化、自動化、網絡化、智能化、柔性化。將GIS引入到電子商務下的物流管理中,符合GIS和電子商務的特點,也符合物流業的發展。
GIS具有強大的數據管理功能,所存儲的信息不僅包括以往的屬性和特征,還具有了統一的地理定位信息。因此能將各種信息進行復合和分解,形成空間和時間上連續分布的綜合信息,支持各種分析和決策。這是其他信息系統所不具備的優勢之一。
(1)交通路線的選擇。在電子商務的物流管理中,涉及到物質實體的空間轉移，運輸和倉儲站中成本的70%以上，因此交通運輸方式及路線的選擇問題直接影響物流成本的多少。這都屬于空間信息的管理,這正是GIS 數據管理的強項。在基于GIS 的物流分析中,對于網絡中最優路徑的選擇首先要確定影響最優路徑選擇的因素,如經驗時間、幾何距離、道路質量、擁擠程度等,采用層次分析法,確定每條道路的權值。物流分析中的路徑可以分為這樣三種情況:
①兩個特定的地點之間的最佳路徑；②一個地點到任意點之間,從一個地點到多個地點之間,車輛數量以及行駛路線選擇；③網絡中從多個地點運往多個地點的最優路徑選擇配對。
對于前兩種情況都可以采用經典的Dijkstra算法實現。對于第三種情況,可以采用管理運籌學的運輸模型結合Dijkstra算法實現,可以選用Floyd算法或是根據著名的旅行商問題(亦稱貨郎擔問題) 的解法求解。在求得最優路徑的基礎上,再根據現有車輛運行情況可確定車輛調配計劃。
(2)機構設施地理位置的選擇。對于供應商、配送中心、分銷商和用戶而言,需求和供給這兩方面都存在著空間分布上的差異，此外供應商和分銷商其服務范圍和銷售市場范圍也具有一定的空間分布形式，因此物流設施的布局是電子商務下物流管理所必須面臨的問題，其合理程度直接影響利潤獲取的多少。
機構設施地理位置的選擇包括位置的評價和優化。評價是對于現有設施的空間位置分布模式的評價,而優化是對于最佳位置的搜尋。地理位置的合理布局實質上就是在距離最小化和利潤最大化兩者之間尋求平衡點?，F有的針對市場功能區域進行空間分析和模擬的模型很多,如Batty 的裂點方程、Peily的零售重力模型、Tobler的價格場和作用風以及空間線性優化模型。
(3)車輛運輸動態管理。全球衛星定位系統(Global Position System ,GPS) 是20世紀產生的一項高科技系統。在物流領域，GPS能廣泛地應用于各個環節，如用于汽車的定位、跟蹤、調度，這樣能極大地避免物流的延遲和錯誤運輸的現象，貨主可以隨時對貨物進行全過程的跟蹤與定位管理。此外還能掌握空中交通以及鐵路運輸中有關貨物的動態信息，增強了供應鏈的透明度和控制能力，提高了整個物流系統的效益和客戶服務的水平。GIS能接收GPS數據，并將它們顯示在電子地圖上，這在很大程度上能幫助企業動態地進行物流管理。
2.數字城市――電子商務和運營平臺
數字城市的核心是地理空間信息科學，地理空間信息科學的技術體系中最基礎和基本的技術核心是“3S”技術及其集成。
數字城市是以空間信息為核心、以網絡為支撐的城市信息管理與服務體系。數字城市建設的任務就是利用現代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種空間信息資源，建立面向政府、企業、社區和公眾服務的信息平臺、信息應用系統等。地理信息系統平臺是數字城市建設的核心任務之一，它為城市發展和信息化建設提供統一的空間定位與基礎信息公共平臺，進而實現城市信息資源按照地理空間位置的整合和共享。
一個實用、可行的城市規劃信息系統，不但可以滿足規劃管理部門的城市規劃、城市建設、城市管理、輔助決策的要求，而且能夠提供出行、購物、旅游、交通、教育、文化、娛樂、房產交易、證券交易等綜合信息服務，是數字城市與大眾的聯系紐帶。
地圖信息服務是城市綜合信息服務的一個重要部分，可以建立企業機構的各個地理位置數據庫，為企業管理人員和客戶靈活方便掌握企業機構的地理分布情況和相關資料，并在此平臺的基礎上提供企業門戶網站向客戶宣傳介紹企業相關信息和業務，也可作為第三方企業單位的宣傳和廣告啊分布平臺，起到提升企業形象的作用，為企業獲取相關收益。
3.客戶關系管理中的應用
GIS作為一種空間信息輸入、處理、存儲、管理、分析和輸出的技術，其應用的核心在于空間現象、過程和規律的可視化分析，表面上GIS與客戶關系管理（CRM）不相關，但實際上，GIS 提供全方位的信息，歷史的、現在的、空間的、屬性的。通過這些可以獲得客戶資料以及與企業相關的綜合數據,如用戶的歷史購買力、購買行為、年齡構成、地理分布;所在區域的交通狀況、經濟發展程度、消費水平等。從而幫助企業做出企業和客戶的空間分布、物流、營銷等方面的決策。與此相聯系的是一系列通用數據庫文件，它具有常用的狀態信息，包括各種事件記錄、資源調查、交通狀況以及生產流通、存儲與銷售狀況等內容。這些圖形由許多彩色圖形標志，如線段、圓圈組成，這些圖形可與背景地圖疊加，顯示客戶關系管理中有關區域的變量之間的分布特征，與此同時，還可以通過地理信息子系統，顯示客戶關系管理產品配送路線，區域商業環境等。GIS系統為整個系統提供了更為直觀、形象的圖形分析和管理工具。在此基礎上,進行如消費趨勢分析、銷售力量分析、目標市場分析以及潛在客戶分析等,為管理者提供決策支持。
組件式GIS軟件，使GIS應用可視直接嵌入到CRM系統中，實現無縫集成；采用關系數據庫，將GIS數據于CRM數據統一存儲和管理。隨著Internet GIS 技術的發展，GIS在CRM中的應用更加廣闊。
四、結束語
地理信息系統與電子商務歷史上是獨立并分開發展的不同系統,但是在當今信息化、網絡化的時代,各種信息技術的整合是大勢所趨。無論從技術特征上、體系結構上、操作的可行性上來講,它們的結合都是切實可行的,而且是有價值的。將GIS技術引入到電子商務的物流管理、客戶關系管理,不僅開拓了GIS 的應用領域,同時也促進電子商務自身的發展。
參考文獻:
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關鍵詞：遙感圖像處理 課程體系 模塊化 教學實踐
中圖分類號：G421 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0185-02
遙感作為一種高效的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進技術手段，已廣泛應用于各個領域。高等院校是我國遙感專業人才培養的主戰場，它提供了一個綜合性高、專業性強的平臺[1]。在該平臺上，可以針對社會的應用需求，塑造學生不同的個體特征，培養出適于不同崗位的研究型、應用型人才。因而，構建旨在培養學生綜合素養，并突出其個體特征的課程體系具有舉足輕重的作用。特色鮮明的體系可以在提升學生的綜合素養的同時，也能夠突出學生個體，因而可以更好地滿足我國遙感專業人才培養的需求。
現階段我國為遙感專業人才培養設置的本科專業主要有攝影測量與遙感、遙感科學與技術、地理信息科學等，在這些專業的培養方案中，《遙感導論》和《遙感圖像處理》在多數高等院校中都有開設，并為專業核心課程之一，有的高等院校還開設了《數字圖像處理》?！哆b感導論》和《數字圖像處理》兩門課程可以視為《遙感圖像處理》的前期基礎課，因而在課程學期安排上應該提前。
《遙感圖像處理》以地理學、測繪學、數理統計、計算機技術等為背景，在學習了遙感技術、圖像處理技術的原理和理論基礎上，著重介紹遙感信息處理的原理、過程與方法，并掌握遙感圖像處理技術的發展動態與實際應用。由于《遙感圖像處理》是多學科的交叉，與很多專業都有很密切的聯系，而且發展速度較快，在遙感圖像處理的教學中，一方面要求不同對象的學生掌握、理解或了解圖像處理技術的基本原理；另一方面，還要求不同對象的學生理解或了解遙感圖像的成像機理、處理技術和流程等。同時，圖像處理技術和遙感技術具有技術更新快的特點，因而還需要學生掌握現階段的狀態以及最新發展情況。除了教學內容和教學方法外，實驗教學也是《遙感圖像處理》課程的重要的環節，傳統的課程教學大都偏重于理論，一些已有的實驗也主要是針對特定圖像處理的一些應用，缺乏圖像處理技術應用與遙感圖像特征無縫結合和系統組織。
總的來說，目前的《遙感圖像處理》課程體系主要存在以下幾個方面的問題[2]：（1）傳統的課程體系多注重經典理論，輕實驗和實踐[3]。除了應該重視理論教學外，有效地利用實踐教學環節，有利于學生理解和掌握該課程內容，取得事半功倍的教學效果；（2）傳統課程體系脫胎于數字圖像處理，和遙感處理關鍵技術之間存在斷裂面，遙感處理知識體系不夠完善。
本文以我國高等師范院校開設的遙感科學與技術、地理信息科學專業為例，針對《遙感圖像處理》課程的教學目標，提出了適合高等師范院校本專業領域學生的課程體系的構建方案，并就其實踐教學的效果和課程體系特色進行介紹。
1 課程體系的建立
內容的模塊化設計是目前課程體系建設的主要方案，在很多高等院校的專業教學中得到了較好地應用[4]。為適于高等師范院校開設的遙感科學與技術、地理信息科學專業教學需求，通過近10年左右的實踐教學，我們將《遙感圖像處理》的課程體系結構分為7個模塊，如圖1所示。
（1）圖像基礎模塊：這一部分主要介紹遙感數字圖像的基礎知識，主要包括遙感數字圖像、遙感數字圖像的計算機存儲、遙感數字圖像的計算機視圖與表達等內容，讓學生了解遙感數字圖像的基本概念和特點，并從計算機存儲和顯示的角度，定性了解數字遙感圖像，引導學生建立遙感圖像處理研究和實踐的興趣。
（2）定量遙感處理模塊：遙感定量化是當前技術發展的重要方向之一，其分析和處理過程涉及到物理、大氣等學科；本科生由于前期所開課程較少，感覺定量遙感處理的難度較大，因而我們主張在本科階段掌握定量遙感的基礎理論和圖像處理，深層次處理設置在后續的研究生課程開設。
該模塊的主要內容涵蓋輻射定標、大氣校正、熱紅外地面溫度反演等，以Landsat TM圖像為例，了解遙感圖像的輻射校正和定量反演的技術方法：輻射定標結合Landsat TM的0級、1級產品，介紹遙感圖像數字值（digital number，DN）轉換為光譜輻射亮度的方法；大氣校正主要講述基于輻射傳輸方程的校正方法，結合6S和MOTRAN輻射傳輸軟件包，完成遙感圖像的大氣校正；熱紅外圖像地表溫度反演以Landsat TM6為例，介紹單波段熱紅外圖像的地表溫度反演方法和技術流程。
（3）幾何遙感處理模塊：該模塊針對遙感成像的純中心投影、多中心投影、側視雷達等不同構像方式，解釋它們的幾何糾正方法和技術流程；對于多項式糾正方法重點介紹，強度多項式的構建、地面控制點的選擇、最小二乘法擬合等相關內容。
（4）數字圖像增強模塊：數字圖像增強模塊按照彩色增強、輻射增強、空間域增強、頻率域增強、多光譜增強等順序進行講解。在這一部分，我們遵循系統深入的原則，基于遙感數字圖像處理的實例，幫助學生系統復結并領會各種理論方法之間的邏輯順序與本質。由于圖像處理具有理論性和可視化強的特點，在這個部分教學中，我們希望加強學生對前置基礎課程（如《遙感導論》和《數字圖像處理》）所學基本理論和方法的深入理解，使其充分認識遙感機理理論知識在遙感圖像增強應用中的指導意義，并體會理論本身的魅力。
（5）遙感圖像融合模塊：該模塊從遙感圖像融合的目的出發，介紹圖像融合的主要方法和技術流程、圖像融合結果的性能評估等；聯系數字圖像增強模塊的多光譜增強子模塊，以HIS變換、主成份分析、傅里葉變換和小波變換等為基礎，闡述遙感圖像融合的主要技術方法，并對其方法的缺點進行分析，提出改進的遙感圖像融合方案。
（6）遙感圖像分類模塊：該模塊主要包括計算機分類的基本原理、非監督分類、監督分類、計算機分類的新方法、分類結果后處理、精度評估等內容。在這一部分教學中，我們充分發揮圖像處理應用性強的特點，選擇最小距離法、ISODATA、最大似然分類法等，重點講述其基礎理論和技術方法，激發學生學習興趣。
（7）變化檢測模塊：該模塊是對前面所學模塊的綜合運用，向學生展示《遙感圖像處理》立體而豐富的專業內容。在介紹遙感圖像變化檢測意義和技術流程的基礎上，重點論述變化檢測的分類后比較法和直接比較法；將變化向量分析法（CVA）作為典型算法進行講述，通過土地覆被變化檢測的應用實例，綜合遙感圖像輻射校正、幾何糾正等知識，重點論述變化強度和變化方向的確定方法，并利用圖像處理實踐提升學生的研究性思維，初步培養學生的創新能力。
2 課程教學實踐及其特色
2.1 加強實踐教學環節，注重動手能力的培養
本課程主要教學目的是使學生了解和掌握遙感信息處理的基本知識、方法、基本技能和發展動態，初步掌握應用遙感信息處理技術分析和解決實際問題的能力。因而，實踐教學能力培養是我們課程建設的核心部分。我們在每個模塊中設置了多個實踐環節，多角度、多目標的提升學生動手操作能力。
通過理論學習、實踐處理等環節，增強學生對本課程的理解，并在此基礎上使學生進一步掌握遙感圖像成像的基本原理、基本理論和這些理論在遙感圖像處理中的應用。近10年的教學實踐證明，該課程的實踐教學環節較好地調動了學生專業學習的積極性，取得了較好的學習效果。
2.2 內容延伸模塊化，形成分層次課程體系
我們依據課程教學內容，構建了授課內容的基本框架，按照教學內容分塊設置，根據學生學習階段、課時安排、專業特色延伸等可以靈活變化，因而給授課內容帶來了較大的機動性。
在每個教學模塊中首先確定知識體系和拓展專題內容，將這些拓展專題分為偏應用型和偏理論型。每個專題中設置基本內容和擴展內容，形成模塊化分層次的課程體系。
例如：在數字圖像增強模塊中，目前的大多數教材中存在直方圖均衡化的內容，然而隨著圖像處理技術的發展和應用的拓展，人們發現在絕大多數遙感圖像增強處理中不適合直方圖均衡化處理，因此這部分內容可以不講或讓學生自學。圖像增強部分的內容非常多，使學生清楚掌握第一節內容介紹的關鍵詞，課程的延伸內容就會更易理解。根據學科特色和學習層次，可以有意識地引入偏應用專題或偏理論專題，更好地滿足不同目標、不同層次的學生的需求。
通過遙感圖像處理課程教學內容的分塊劃分，形成了層次化、模塊化課程體系，在確保授課內容體系完整情況下，使內容選擇更具條理和可操作性，便于培養不同目標導向的學生，更適于我國高等師范院校相關專業的教學設計。
2.3 多目標人才及其創新能力培養
社會對人才可以從不同的角度加以分類，從生產或工作活動的目的來分析，現代社會的人才可分為學術型（理論型）、技術型、工程型和技能型等。多目標人才就是多功能人才，其特點是多才多藝，能夠在很多領域大顯身手。當今社會的重大特征是學科交叉，知識融合，技術集成。因而，《遙感圖像處理》多目標人才培養是培養學生在各個方面都有一定能力，同時在某一個具體的方面要能出類拔萃。
在高等師范院校地理學背景創辦遙感科學與技術、地理信息科學等本科專業的情況下，不同層次、不同培養目標導向，可以讓學生針對自己的發展方向選擇應用型還是研究型，因而該課程體系更加具有靈活度。我們課程體系中設置的定量遙感模塊，可以滿足學生在應用型《遙感圖像處理》課程中學習到研究型知識，豐富和完善學生的有關遙感處理的知識結構，提升學生的創新能力。實踐教學證明，我們的本科生經過該模塊的學習，也能夠獨立完成研究方案構思和具體研究路線設計，并在老師的指導下撰寫科學論文。
3 結語
衛星遙感、圖像處理技術的迅猛發展，其應用領域愈來愈廣泛，該領域受到很多學生的垂青，激發了他們的學習熱情。目前很多高等院校都開設了《遙感圖像處理》這門課程。如何根據各個高等院校的學科特色、學生特點構建適合自己的課程教學體系、安排好授課內容、提高教學方法和教學手段的有效性是很多高等院校主講教師最關注的，同時對于提高學生學習興趣、加強實踐應用能力以及培養信息技術時代的創新型人才具有重要意義。
筆者結合多年《遙感圖像處理》課程的教學經驗，設計了一個課程內容模塊化、專題內容可延伸、分層次的課程體系，它采用專題框架，在保證授課體系完整性的前提下，授課教師可以依據人才培養目標、專業特色、學時要求引入模塊化延伸內容，有機地將課程教學內容聯合在一起，形成多層次、多目標的授課內容。實踐證明，該課程體系設置達到了我們高等師范院校相關專業的課程教學預期效果，可以為我國其他高等師范院校的相關專業的《遙感圖像處理》課程教學提供參考。
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