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

關鍵詞：GIS教學;信息化測繪

測繪工程專業具有理論性和實踐性都很強的特點，且隨著信息獲取技術的日新月異，其內涵也在發生著巨大變化，專業領域在大地測量、工程測量的基礎上，目前已經涵蓋了攝影測量與遙感、地理信息技術等方向，學科的綜合性愈發明顯。地理信息系統（GIS，Geographic Information System）的作用是對地理空間數據進行輸入、存儲、查詢、分析和顯示，其在空間信息相關領域的應用越來越廣泛。信息化測繪是我國測繪行業經傳統測繪、數字化測繪后進入的又一個新的發展階段;地理信息系統是信息化測繪的重要技術手段之一，現代信息化測繪技術的發展，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據采集者，向采集、管理、使用甚至是空間信息系統開發的信息化工程師轉變。據不完全統計，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，針對測繪工程專業的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專業的GIS課程教學如何更好地與專業課程有機銜接起來進行深入探討。

為了達到培養應用型人才的目標，測繪工程的GIS教學需要從培養學生思考和實踐能力出發，將測繪專業中的空間問題應用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，以此開展GIS課程教學改革研究。貴州工程應用技術學院測繪工程專業開設于2013年，由于辦學時間不長，師資力量薄弱，教學內容與特色不明顯，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;在數據獲取手段方面的劣勢，更加要求在教學中體現新技術案例，在數據處理實踐教學中充實案例數據;作為信息化測繪重要手段的GIS，其處理和管理的數據源多樣，可以是傳統的數字地形圖、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測繪工程專業中GIS教學現狀

1.1理論教學現狀

各高校測繪工程專業都開設了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在區域分析和綜合決策中的應用，以計算機專業為背景的高校關注于系統開發，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，教學內容的選擇直接影響了教學效果和教學目標的實現。測繪工程專業中的GIS課程應以數據的處理與應用為重點培養目標，許多高校的測繪工程專業，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容與專業貼合不緊密的問題。

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方案在課程的安排上不盡合理，導致知識體系層次出現些許混亂，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實踐教學比重很低，教學內容也側重于GIS相關的基礎理論，空間信息采集、數據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、網絡GIS、地理空間數據模型和空間索引等內容了解即可，教學內容應側重于空間數據處理、表達、分析和地圖制圖方面，突出實踐性和應用型，重視實踐教學環節，形成深度融合測繪知識的教學體系。

1.2實踐教學現狀

測繪行業發展迅速，新技術新產品新方法推陳出新，對實踐教學是巨大挑戰。

硬件方面，目前測繪行業中傳統的全站儀、GPS使用比重持續降低，無人機攝影測量、三維激光點云在地形測繪中已經舉足輕重，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，教學中處理空間數據常用的軟件有Arc GIS、Map GIS、ENVI、MapMatrix、Virtuozo等，以及skyline、Smart3D等三維平臺;這些軟件產品能解決大多數矢量數據、遙感影像數據、攝影測量數據及三維處理的需求，效果也比較好，但商業版成本較高，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。

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

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

2測繪工程專業中GIS教學改革思路

2.1明確教學目標

GIS在測繪工程專業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。如矢量數據的空間參考轉換，GIS提供了自帶的坐標轉換和自定義參數的坐標轉換，能應對絕大多數情況;遙感數據的鑲嵌拼接、LAS點云數據處理、離散數據插值等等。因此，測繪工程專業的學生，將GIS和測繪知識相結合是行業發展的必然需求。同時，應用型人才培養模式，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，發揮GIS的工具作用，增強學生解決實際問題的能力。