GIS在《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論與實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用探討

張平　張濤　霍培書(shū)

【摘要】《環(huán)境規(guī)劃與管理》是環(huán)境科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的主干課，具有很強(qiáng)的交叉性和實(shí)踐性。本文分析了《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程的特點(diǎn)，探討將地理信息系統(tǒng)GIS應(yīng)用于這門(mén)課程理論與實(shí)踐教學(xué)中，以期提高教學(xué)質(zhì)量，拓寬學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，使培養(yǎng)的人才更加符合社會(huì)的需要。

【關(guān)鍵詞】GIS 環(huán)境規(guī)劃 環(huán)境管理 理論實(shí)踐 教學(xué)探討

【基金項(xiàng)目】陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目資助（15JK1329）。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）01-0249-01

一、序言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一門(mén)綜合性學(xué)科，是在計(jì)算機(jī)軟、硬件的支持下，對(duì)地球空間中的地理分布數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息采集、管理、分析和表達(dá)的系統(tǒng)，是地理信息科學(xué)的核心[1-2]。地理信息系統(tǒng)與地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合，已廣泛的應(yīng)用于資源管理、流域規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、土地利用、生態(tài)評(píng)價(jià)等不同的領(lǐng)域[3]，以及解決溫室效應(yīng)、大氣污染、酸雨等全球問(wèn)題。《環(huán)境規(guī)劃與管理》作為環(huán)境科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課，其主要內(nèi)容是講授采用經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)論原理，對(duì)人類(lèi)自身活動(dòng)和環(huán)境所做出的時(shí)間和空間上的合理安排，限制人類(lèi)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的損害[4]。在教學(xué)過(guò)程中，既要加強(qiáng)課程所涉及到的不同學(xué)科理論知識(shí)的講解，還要結(jié)合案例分析與上機(jī)操作，將理論與實(shí)踐結(jié)合，使學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)技能。《環(huán)境規(guī)劃與管理》有著明顯的地理空間特點(diǎn)，地理信息系統(tǒng)和該課程結(jié)合，符合全球環(huán)境的研究趨勢(shì)，可豐富和完善這門(mén)課程的案例分析方法和實(shí)踐技能，對(duì)于該課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用有著重要的意義[5]。

二、《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程特點(diǎn)

結(jié)合《環(huán)境規(guī)劃與管理》教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出該課程具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

1.交叉性和實(shí)踐性強(qiáng)。

《環(huán)境規(guī)劃與管理》涉及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的較多領(lǐng)域，包括管理學(xué)、生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)論、經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、水文學(xué)、城市規(guī)劃、地理學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，具有很強(qiáng)的交叉性。該課程基于國(guó)家法規(guī)、政策、相關(guān)理論、數(shù)學(xué)模型、綜合分析方法，來(lái)開(kāi)展流域水環(huán)境、城市環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的規(guī)劃與管理，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，在本科教學(xué)中要結(jié)合遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，充分發(fā)揮GIS的地理信息挖掘與分析能力[6]。

2.規(guī)劃案例需要基于GIS技術(shù)。

在《環(huán)境規(guī)劃與管理》的教學(xué)中，需要結(jié)合GIS的插值分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、三維分析、水文分析等技術(shù)[7]，滿足《環(huán)境規(guī)劃與管理》在流域水污染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)識(shí)別、大氣顆粒物污染分區(qū)模擬與人群健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、城市土地利用規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境敏感性分析與安全格局評(píng)價(jià)等方面開(kāi)展案例教學(xué)和研究的需要[8]。

三、基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論與實(shí)踐教學(xué)探討

1.基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論教學(xué)探討

（1）理論知識(shí)與案例分析并重。除了講授課本上的基本知識(shí)，還需要將近幾年相關(guān)的案例結(jié)合起來(lái)分析，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，系統(tǒng)掌握案例分析的詳細(xì)步驟、重點(diǎn)和難點(diǎn)等，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。如流域水環(huán)境規(guī)劃案例，要求學(xué)生熟練運(yùn)用資料收集法、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法和遙感方法，獲取研究數(shù)據(jù)，掌握水文模型的特點(diǎn)、分類(lèi)和操作注意事項(xiàng)，將水文模型與GIS結(jié)合，進(jìn)行流域水污染模擬和預(yù)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)和情景模擬，使學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)軟件，并運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題的解決之中。

（2）將GIS和模型應(yīng)用于規(guī)劃案例。

為了實(shí)現(xiàn)規(guī)劃案例的定量化、空間化和可視化，將GIS和數(shù)學(xué)模型結(jié)合是重要的解決途徑。模型的選取，應(yīng)同時(shí)兼顧可獲取性、適用性和前沿性，拓寬學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野，了解學(xué)科動(dòng)態(tài)前沿，關(guān)注熱點(diǎn)研究。如城市土地利用規(guī)劃案例，要讓學(xué)生了解土地利用變化是全球變化研究領(lǐng)域的前沿，開(kāi)展城市土地利用規(guī)劃案例分析，可為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的宏觀決策提供支持這一重要意義。使學(xué)生重點(diǎn)掌握土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)模擬CLUE-S模型的驅(qū)動(dòng)因子的選取和設(shè)定、模擬單元的設(shè)置、土地利用轉(zhuǎn)化規(guī)則設(shè)定、土地利用需求量分配、模型驗(yàn)證、情景模擬等關(guān)鍵技術(shù)，掌握城市土地利用規(guī)劃和格局優(yōu)化技能。

2.基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程實(shí)踐教學(xué)探討

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生走出課堂，選定規(guī)劃內(nèi)容，將室外調(diào)查與室內(nèi)GIS分析相結(jié)合，做到理論聯(lián)系實(shí)踐。重視GIS上機(jī)課的操作練習(xí)，熟悉和掌握GIS的界面、基本操作、數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)編輯、地圖制作，打好扎實(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)GIS的矢量數(shù)據(jù)空間分析、柵格數(shù)據(jù)空間分析等，為專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃做好技術(shù)支持，真正掌握GIS與環(huán)境規(guī)劃編制思路和技術(shù)要領(lǐng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論和實(shí)踐教學(xué)改革探討，是為了開(kāi)闊學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野，提高學(xué)生做規(guī)劃的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生基于GIS進(jìn)行規(guī)劃案例的空間分析、動(dòng)態(tài)模擬和未來(lái)預(yù)測(cè)的創(chuàng)新意識(shí)，使培養(yǎng)的人才更加符合社會(huì)的需要。對(duì)于提高《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]程結(jié)海，李偉，賈澤露.面向市場(chǎng)需求的GIS專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)探討[J].地理空間信息，2010，（1）：154-156.

[2]蘭國(guó)新，陳國(guó)維，潘杰.環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)特色的GIS課程教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2014，（45）：236-238.

[3]李旭祥.GIS在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，2003.

[4]張承中.環(huán)境規(guī)劃與管理[M].高等教育出版社，2007.

[5]李旭祥.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2008.

[6]吳大放，姚漪穎，馮艷芬，等.基于GIS的《土地利用規(guī)劃學(xué)》課程教學(xué)實(shí)踐能力培養(yǎng)分析[J].教育教學(xué)論壇，2015，（2）：138-139.

[7]牟乃夏.Arcgis10地理信息系統(tǒng)教程[M].測(cè)繪出版社，2012.

[8]劉少敏，宋曉梅.環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)“環(huán)境規(guī)劃與管理”專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)方法探討[J].課程教育研究，2014，（28）：255.

作者簡(jiǎn)介：

張平（1981-），男，陜西渭南人，講師，博士，研究方向?yàn)榄h(huán)境遙感、環(huán)境模擬、環(huán)境規(guī)劃與管理。