GIS在地圖學教學改革中的應用研究

柴玲　鄭慧　吳曉光

摘要：本文以高校地理科學專業為例，分析高校GlS在地圖學教學的現狀，提出地圖學教學改革建議。闡明地理信息系統（GlS）在地圖教學中的應用前景，將地理信息系統直接引入地圖學教學具有充分的理論依據和劃時代意義。

《地圖學》是一門必修的專業基礎技能課，是研究地理信息的表達、處理和傳輸的理論和方法，掌握有關地圖學的基本概念及基礎理論，能夠正確使用地形圖。隨著GIS應用的不斷發展，GIS對地圖學教學要求不斷提高，傳統地圖學教學中的弊端越來越明顯，并且影響地理學科專業的發展。本文以高校地理科學專業為例，對GIS在地圖學教學改革中應用展開研究。

一、地圖學教學的現狀

（一）教學注重理論、概念，輕視實踐、方法

許多高校地理科學專業的地圖學教學重視理論研究、基礎概念等內容，缺乏教學實踐，輕視地圖學及地理信息系統硬件資源的建設。主要原因：一是缺少技術成熟的師資隊伍；二是缺少實踐教學所需設備儀器；三是地圖制圖、處理軟硬件設備較為昂貴，對管理和使用者要求較高。

（二）教學硬件設施薄弱

對于大部分師范院校來講，地理科學專業具有較強的師資隊伍和硬件設施，但也有部分高校是以地方財政支持為主。在目前各地政府財政吃緊的情況下，教育專項經費被壓縮的現象時有發生，地圖學教學和實習所用軟硬件設備都是老舊的、瀕臨報廢的器材，跟不上軟硬件更新的步伐。教學部分也只是對計算機制圖技術基礎概念、理論研究進行簡單講解，缺少運用現代化設備和先進技術手段運用，學生缺少實踐操作的機會。

（三）地圖學與其他學科相互交叉

地圖學并不是單獨存在的課程，與計算機、自然地理、數學、人文地理、概率、統計、區域分析等課程、知識相互交叉。所以地圖學課程的設置首先考慮各課程的前后銜接及技能的培養。基本采取先開設基礎課程，滿足地圖學的計算、理論等要求。然后開設鋪墊地圖學教學課程，如自然地理、人文地理的相關課程。最后開設地圖學教學及應用，充分發揮學科交叉的效應，從而起到教學工具作用。

二、地圖學教學改革的應用研究

（一）注重理論聯系實踐，以實踐應用加強理論研究

地圖學是研究地圖理論、編制技術與應用方法的學科，以圖形反映各種自然和社會現象空間分布的技術科學n，。地圖學作為一門技術性學科，應更注重技能和實踐操作等方面的能力。所以，對高校地圖學課程設置的建議是先對理論知識進行詳細的講解，然后是對應用和實踐進行全面的實踐，使學生在用圖、識圖、編輯等方面得到更多的歷練。

（二）加強師資隊伍的專業技能培養

GIS是地圖學的理論、功能、方法和技術在信息時代的應用和延伸。對于高校地圖學教師而言，首先應加強基礎理論知識的培養，掌握推導地圖學中數學基礎部分的相關公式。其次是加強教師實踐操作技能的培養，熟練掌握制圖軟件，如ARCGIS、ENVI、MAPGIS、Photoshop、ERDAS等軟件的操作和應用原理。分析地圖學教學未來發展方向，熟練地將GIS技術、方法與地圖的使用相結合。

（三）完善配套教學實踐條件

地圖學是一門技術性課程，具有較強的實踐操作性。實習一般占地圖學課程教學一半學時。針對地圖學教學的特點，開設地圖學的高校必須具備實踐教學的條件，尤其是伴隨著現代化計算機技術的更新和換代，數字成圖技術逐漸成為地圖學的應用基礎，完全實現GIS與地圖的結合。地圖學實驗室以大型繪圖儀、掃描儀、圖像處理工作站、矩陣存儲空間等構成。這些實驗室所需的設備造價較為昂貴，為使培養的人才具有時事性和專業性，建議逐步完善配套教學條件。同時，在地圖學教學的過程中，也不可完全依賴于信息化手段，還應加強傳統手段與信息化手段相結合，這有助于對地圖學的理論、技術的理解和實踐。

三、GIS在地圖學教學改革中的應用

（一）GIS概況

隨著計算機新技術、信息技術的更新換代，產生了新形式的數字地圖和生產應用地理信息系統（GIS）。GIS是計算機硬件、操作系統和不同的技術組成，GIS系統主要是針對空間數據的收集、管理、處理、分析、建模和顯示，為了解決復雜的空間規劃和管理。GIS是一個綜合性的、新型的學科，集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學為一體。GIS具有空間信息儲存和信息傳輸等的功能，與傳統地圖或者紙質相比而言，現代GIS具有空間信息存儲量大、功能強、精度高等特點，尤其在空間分析、實時監測等方面的優勢更為突出。

（二）G15在地圖學教學改革中的應用

1.GIS與地圖學的聯系

GIS與地圖學二者同屬于地理科學的不同課程，二者既存在聯系，又存在著區別。一是GIS具有強大的功能，即空間分析能力，國土、林業、交通、草原和水利等部門利用GIS實現一張圖、資源監測、執法檢查、空間設計等，與地圖學的內容密切相關；二是GIS是對地圖的空間信息數據收集、存儲提供手段，同時也是實現空間位置與地圖部局的完美對接；三是GIS空間信息可視化的效果展示即為地圖。

2.GIS引入地圖學教學

地圖學教學內容應體現現代地圖學的發展水平，展示GIS與地圖學結合的創新性、跨時代性。許多地圖學教學分為理論教學和實踐教學兩部分，理論教學注重的是原理、方法等內容的教授。同時教材內容應包含遙感影像釋譯、計算機制圖和成圖及GIS軟件系統功能模塊等相關內容。在講授地圖坐標系、投影的計算等教學重點難點時，可采用GIS軟件和理論知識相結合進行展示，直觀的表達而且易懂；實踐教學部分應從介紹手工制圖開始，加強計算機輔助制圖的訓練力度。比如利用TM影像圖為底圖進行辨認識圖能力和數字化過程的判讀能力。為了保證輸出高層次的人才，以及拓寬學生的知識領域，介紹和學習當前普遍應用的GIS軟件，如ARCGIS10.0、MapGis6.7、ENVIS.0等軟件要素和專題符號。具有針對性地學習幾種常用的地圖制作方法和應用基礎。

3.GIS引人地圖學實習

地圖學教學非常重要的一部分就是實習過程，通過實踐來鞏固課堂所學理論知識。當前和今后一段時間，新的教學理論都更注重于學生的動手實際操作能力，地圖學教學不僅掌握地理理論知識，而且還需具備觀察和分析周圍地理事物的能力，利用GIS手段將收集到的資料形成空間分布。

四、總結

總之，目前高校地理科學專業地圖學教學存在著一些不足。尤其在適應社會發展，在高速更新換代的人才培養方案等方面存在不足。有必要對高校地圖學設置進行深入的探討，教學內容進行合理配置研究，結合國內外GIS發展技術，發揮各學科的優勢以輔助地理科學專業的地圖學教學，培養出一批創造型人才，具有地圖學理論知識和實踐能力。GIS與地理科學專業地圖學教學相結合，能充分發揮先進的GIS技術手段，能適應新時代地圖學發展的新要求。地理信息系統（GIS）與地圖學教學相互結合，更具有充分的理論依據和現實指導意義。