GIS開發課程綜合實驗設計

姜宇榕 劉彥文 周霞 何國松 湖北科技學院資源環境科學與工程學院

一、引言

GIS與互聯網的融合催生了很多GIS軟件開發與服務類供應商、互聯網地圖綜合性企業、共享模式的新型互聯網公司等。GIS開發人才是目前地理信息行業和互聯網行業壯大成熟急需的人才，GIS開發能力的高低是GIS專業學生就業擺在面前的一個現實問題。學生不僅需要掌握開發的基本語言、數據庫的使用與開發、必備的開發平臺與框架，還需要掌握系統設計與開發的整個流程，以及獨立編寫程序代碼實現系統功能的能力。如果能在學生在校學習期間，把教學實驗環節抓到位，設計良好的實驗項目培養學生的開發能力，可以為學生實習、就業提前打下一個很好的基礎。

目前很多學者在GIS設計與開發、GIS二次開發、WebGIS課程方面進行了實驗設計、實驗教學改革方面的探索[1-6]，取得了良好的效果，提高了學生的學習興趣，促進了學生更好地理解理論知識和掌握實驗操作。

二、GIS開發課程特點與綜合實驗目標

GIS開發課程是實踐性、技術性都很強的課程門類，除了理論知識的掌握外，還特別注重學生的實際開發能力，即實際編寫代碼的能力。在C#面向對象程序設計課程中學習了C#語言的基本語法、基本編程思想等，在數據庫原理課程中學習了數據庫的使用與簡單的開發，在GIS軟件工程課程中掌握了GIS軟件工程的基本原理，相關方法和工具，在GIS二次開發課程中掌握了地圖基本操作、空間數據查詢與編輯、空間分析、專題圖制作和地圖輸出等基本功能的代碼實現及開發流程。

綜合實驗目標旨在將所學課程的知識集成起來，運用到實驗中，真正做到以點到面，從而具備GIS應用軟件的開發能力和解決實際問題的能力。

三、綜合實驗設計

(一)綜合實驗環境的選擇

學校實行短學期實習，綜合實習時間共2周。綜合考慮時間、難易程度等因素后選擇實習題目為實驗室信息管理系統。實驗室信息管理系統的業務功能比較直觀，學生日常學習接觸較多，作為實習內容的主題是不錯的選擇。開發環境以調用GIS Objects進行相關二次開發為訓練主要目的，平臺選用ArcGIS Engine，開發環境選擇Visual Studio，數據庫選擇SQL Server，開發語言選擇C#，這些平臺軟件和開發語言都是上課學過的內容，具體版本可靈活選擇。

(二)綜合實驗內容的設計

1.實驗內容

(1)實地勘測實驗室，利用AutoCAD，繪制出實驗室1樓和2樓的平面圖；(2)系統需求分析，與實驗室工作人員溝通交流、查找資料；(3)系統設計，包括功能設計、數據庫設計、界面設計等。① 功能設計：錄入設備基本信息、導入設備基本信息excel表格、設備情況查詢、借用設備登記等；② 數據庫設計：數據表結構設計(字段：ID號、設備名稱、設備編號、設備型號、購置日期、單價、存放地點、管理人、設備照片、設備簡介、借用人、借用狀態、借用日期等；字段類型：自主設計)；③ 界面設計：自主設計，要求美觀、易操作；④ 資料調查與收集：調查每個實驗室存放的設備情況，并收集設備照片、設備簡介等；(4)空間管理功能的實現：①調用GIS相關控件，顯示實驗室平面底圖；②實現地圖基礎操作功能，如：放大、縮小、平移、漫游、鷹眼功能等。③實現簡單查詢(圖查屬性、屬性查圖)功能；④實現工作空間管理功能，包括：目錄樹生成、不同層級右鍵功能，至少實現1-2個功能，如：打開、增加、屬性瀏覽等；⑤二維圖上設置查詢實驗室熱點，點擊彈出新窗口顯示該實驗室儀器設備的基本信息。(1)-(4)的完成成果為桌面版的實驗室信息管理系統，也是基礎實驗內容部分。如果學生能較好地完成該部分實驗，那么可以繼續進行拔高實驗，即實現網絡版的實驗室信息管理系統，設置登錄權限，利用網頁瀏覽實驗室信息管理系統。

2.實驗成果要求

(1)編寫規范的開發文檔，主要包括：系統需求分析文檔、系統設計文檔(總體設計與詳細設計)、系統開發實施文檔、系統運行調試文檔、系統幫助文檔等。

(2)提交系統代碼，系統程序完整、運行流暢。

四、結語

本文設計的GIS開發綜合實習方案實驗內容為兩個層次，基礎實驗和拔高實驗。基礎實驗為必須達到的，拔高實驗根據學生自身能力自行選擇開發。在以后的GIS開發綜合實習中，可以有更多的實驗教學方法嘗試。比如說規定好GIS系統開發要求，發揮學生的自主性，靈活選擇系統開發主題，在實習過程中提高學生的創新能力。