信息化測繪下GIS課程教學的思考

王志紅 任傳建 劉吉波 任金銅

關(guān)鍵詞：GIS教學;信息化測繪

測繪工程專業(yè)具有理論性和實踐性都很強的特點，且隨著信息獲取技術(shù)的日新月異，其內(nèi)涵也在發(fā)生著巨大變化，專業(yè)領(lǐng)域在大地測量、工程測量的基礎上，目前已經(jīng)涵蓋了攝影測量與遙感、地理信息技術(shù)等方向，學科的綜合性愈發(fā)明顯。地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）的作用是對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、查詢、分析和顯示，其在空間信息相關(guān)領(lǐng)域的應用越來越廣泛。信息化測繪是我國測繪行業(yè)經(jīng)傳統(tǒng)測繪、數(shù)字化測繪后進入的又一個新的發(fā)展階段;地理信息系統(tǒng)是信息化測繪的重要技術(shù)手段之一，現(xiàn)代信息化測繪技術(shù)的發(fā)展，對測繪工作人員也提出了更高的要求，需要從單一的空間信息的數(shù)據(jù)采集者，向采集、管理、使用甚至是空間信息系統(tǒng)開發(fā)的信息化工程師轉(zhuǎn)變。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前開設了GIS課程的高校超過了500所，開設了GSI專業(yè)的高校也有近200所。然而，當前教學的研究多是針對GIS本專業(yè)，針對測繪工程專業(yè)的GIS教學研究則還相對薄弱，特別是在信息化大測繪的今天，將不利于教學中測繪知識與GIS的深度融合;另一方面，由于各高校師資來源不一，課程側(cè)重各異，實驗條件的差異，導致教學效果有一定差異。因此，有必要對非GIS專業(yè)的GIS課程教學如何更好地與專業(yè)課程有機銜接起來進行深入探討。

為了達到培養(yǎng)應用型人才的目標，測繪工程的GIS教學需要從培養(yǎng)學生思考和實踐能力出發(fā)，將測繪專業(yè)中的空間問題應用GIS的思維來解決，并融入OBE的理念作為指導，以成果導向作為評價依據(jù)，以此開展GIS課程教學改革研究。貴州工程應用技術(shù)學院測繪工程專業(yè)開設于2013年，由于辦學時間不長，師資力量薄弱，教學內(nèi)容與特色不明顯，儀器設備方面尚有滯后;無人機遙感、攝影測量、衛(wèi)星遙感、激光掃描等高投入設備，地方院校基本是可望不可即;在數(shù)據(jù)獲取手段方面的劣勢，更加要求在教學中體現(xiàn)新技術(shù)案例，在數(shù)據(jù)處理實踐教學中充實案例數(shù)據(jù);作為信息化測繪重要手段的GIS，其處理和管理的數(shù)據(jù)源多樣，可以是傳統(tǒng)的數(shù)字地形圖、遙感影像和激光點云等，將它們更好地融入GIS教學中來，有助于緊密聯(lián)系起信息化大測繪的不同學科方向，這些都對測繪下的GIS教學提出了更高要求。

1測繪工程專業(yè)中GIS教學現(xiàn)狀

1.1理論教學現(xiàn)狀

各高校測繪工程專業(yè)都開設了GIS課程，而GIS課程本身又偏向于三個方向，即以地理學為基礎的高校開設的GIS課程注重于GIS在區(qū)域分析和綜合決策中的應用，以計算機專業(yè)為背景的高校關(guān)注于系統(tǒng)開發(fā)，以測繪遙感類為基礎的高校則以地圖制圖、遙感圖像處理為長;因此，教學內(nèi)容的選擇直接影響了教學效果和教學目標的實現(xiàn)。測繪工程專業(yè)中的GIS課程應以數(shù)據(jù)的處理與應用為重點培養(yǎng)目標，許多高校的測繪工程專業(yè)，由于師資、思路或動力方面的不足，導致GIS教學中存在著課程目標定位不清或教學內(nèi)容與專業(yè)貼合不緊密的問題。

課程設置方面，GIS作為一門多學科交叉的課程，涉及空間參考系、計算機科學和測量學和制圖學等學科方向。先行課程的學習，能夠提高教學效果，為GIS課程的學習打下良好的理論基礎，課程設置的合理與否直接影響學習效果。當前諸多高校的測繪工程培養(yǎng)方案在課程的安排上不盡合理，導致知識體系層次出現(xiàn)些許混亂，比如有的高校未開始程序設計課程，有的GIS課程安排在大一第二學期，而相應的先行課程還未開始等問題。

課時安排方面，有的高校GIS課程只有理論教學或?qū)嵺`教學比重很低，教學內(nèi)容也側(cè)重于GIS相關(guān)的基礎理論，空間信息采集、數(shù)據(jù)處理與應用分析等實踐課時匱乏。對于測繪工程本科生來講，地理信息基礎理論、網(wǎng)絡GIS、地理空間數(shù)據(jù)模型和空間索引等內(nèi)容了解即可，教學內(nèi)容應側(cè)重于空間數(shù)據(jù)處理、表達、分析和地圖制圖方面，突出實踐性和應用型，重視實踐教學環(huán)節(jié)，形成深度融合測繪知識的教學體系。

1.2實踐教學現(xiàn)狀

測繪行業(yè)發(fā)展迅速，新技術(shù)新產(chǎn)品新方法推陳出新，對實踐教學是巨大挑戰(zhàn)。

硬件方面，目前測繪行業(yè)中傳統(tǒng)的全站儀、GPS使用比重持續(xù)降低，無人機攝影測量、三維激光點云在地形測繪中已經(jīng)舉足輕重，雷達測量也開始嶄露頭角，然而這些儀器設備目前價格昂貴，一般院校沒有足夠經(jīng)費承擔，導致在信息化測繪如此普及的今天，很多學生對這些新技術(shù)知之甚少，實踐教學更是無從談起。

軟件方面，教學中處理空間數(shù)據(jù)常用的軟件有Arc GIS、Map GIS、ENVI、MapMatrix、Virtuozo等，以及skyline、Smart3D等三維平臺;這些軟件產(chǎn)品能解決大多數(shù)矢量數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、攝影測量數(shù)據(jù)及三維處理的需求，效果也比較好，但商業(yè)版成本較高，且有些沒有試用版，如點云處理的Cyclone、Riscan，繪圖的天正、EPS，三維建模的Geomgic、RealWorks等日常教學中很難涉及。

數(shù)據(jù)方面，GIS課程目前的教學用數(shù)據(jù)多是軟件自帶數(shù)據(jù)、一些云平臺可免費下載的矢量數(shù)據(jù)及柵格數(shù)據(jù)，和部分教師個人的案例數(shù)據(jù)。更多的新技術(shù)獲取的海量數(shù)據(jù)，多是商業(yè)數(shù)據(jù)，對于很多教師而言獲取很困難。如用于災害監(jiān)測、形變監(jiān)測等的點云數(shù)據(jù)，高分辨率遙感數(shù)據(jù)，各種資源調(diào)查矢量數(shù)據(jù)，甚至氣候數(shù)據(jù)、高分辨率DEM數(shù)據(jù)等，都難以通過公開渠道獲取，嚴重影響了實踐教學的效果，而各種樣例數(shù)據(jù)，要不是接近終端的數(shù)據(jù)，要不就是不具有代表性，難以體現(xiàn)實踐的全過程。

師資方面，測繪工程專業(yè)對教師各方面能力要求較高，而多數(shù)地方高校測繪工程專業(yè)開設普遍較晚，師資緊缺，青年教師高校畢業(yè)后直接走上一線講臺，理論知識扎實，但生產(chǎn)經(jīng)驗不足。

2測繪工程專業(yè)中GIS教學改革思路

2.1明確教學目標

GIS在測繪工程專業(yè)中的教學目的是使學生了解GIS的基礎知識，熟練使用主要GIS軟件，并能將GIS知識應用到測繪、攝影測量與遙感，甚至GNSS中去，解決測繪中的空間信息問題，以提高效率。如矢量數(shù)據(jù)的空間參考轉(zhuǎn)換，GIS提供了自帶的坐標轉(zhuǎn)換和自定義參數(shù)的坐標轉(zhuǎn)換，能應對絕大多數(shù)情況;遙感數(shù)據(jù)的鑲嵌拼接、LAS點云數(shù)據(jù)處理、離散數(shù)據(jù)插值等等。因此，測繪工程專業(yè)的學生，將GIS和測繪知識相結(jié)合是行業(yè)發(fā)展的必然需求。同時，應用型人才培養(yǎng)模式，也要求將GIS和測繪深度融合，突出GIS課程的針對性和實用性，將GIS軟件實踐應用作為重點，發(fā)揮GIS的工具作用，增強學生解決實際問題的能力。