GIS在《环境规划与管理》课程理论与实践教学中的应用探讨

2016-03-15张平张涛霍培书

课程教育研究 2016年1期

张平　张涛　霍培书

【摘要】《环境规划与管理》是环境科学与工程专业的主干课，具有很强的交叉性和实践性。本文分析了《环境规划与管理》课程的特点，探讨将地理信息系统GIS应用于这门课程理论与实践教学中，以期提高教学质量，拓宽学生的专业视野，培养学生的实践能力和创新意识，使培养的人才更加符合社会的需要。

【关键词】GIS 环境规划环境管理理论实践教学探讨

【基金项目】陕西省教育厅科研计划项目资助（15JK1329）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0249-01

一、序言

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一门综合性学科，是在计算机软、硬件的支持下，对地球空间中的地理分布数据实现信息采集、管理、分析和表达的系统，是地理信息科学的核心[1-2]。地理信息系统与地理学、地图学、遥感、数学和计算机科学结合，已广泛的应用于资源管理、流域规划、环境监测、土地利用、生态评价等不同的领域[3]，以及解决温室效应、大气污染、酸雨等全球问题。《环境规划与管理》作为环境科学与工程专业的一门主干课，其主要内容是讲授采用经济学、生态学和系统论原理，对人类自身活动和环境所做出的时间和空间上的合理安排，限制人类对环境质量的损害[4]。在教学过程中，既要加强课程所涉及到的不同学科理论知识的讲解，还要结合案例分析与上机操作，将理论与实践结合，使学生掌握专业技能。《环境规划与管理》有着明显的地理空间特点，地理信息系统和该课程结合，符合全球环境的研究趋势，可丰富和完善这门课程的案例分析方法和实践技能，对于该课程的理论学习和实际应用有着重要的意义[5]。

二、《环境规划与管理》课程特点

结合《环境规划与管理》教学经验，总结出该课程具有以下几个方面的特点：

1.交叉性和实践性强。

《环境规划与管理》涉及自然科学和社会科学的较多领域，包括管理学、生态学、系统论、经济学、数学、水文学、城市规划、地理学等多个学科的知识，具有很强的交叉性。该课程基于国家法规、政策、相关理论、数学模型、综合分析方法，来开展流域水环境、城市环境、生态环境的规划与管理，具有很强的实践性，在本科教学中要结合遥感、地理信息系统等技术，充分发挥GIS的地理信息挖掘与分析能力[6]。

2.规划案例需要基于GIS技术。

在《环境规划与管理》的教学中，需要结合GIS的插值分析、缓冲区分析、网络分析、三维分析、水文分析等技术[7]，满足《环境规划与管理》在流域水污染风险区识别、大气颗粒物污染分区模拟与人群健康风险评价、城市土地利用规划、生态环境敏感性分析与安全格局评价等方面开展案例教学和研究的需要[8]。

三、基于GIS的《环境规划与管理》课程理论与实践教学探讨

1.基于GIS的《环境规划与管理》课程理论教学探讨

（1）理论知识与案例分析并重。除了讲授课本上的基本知识，还需要将近几年相关的案例结合起来分析，使学生在学习和巩固理论知识的同时，系统掌握案例分析的详细步骤、重点和难点等，培养学生学习知识、分析问题、解决问题的能力。如流域水环境规划案例，要求学生熟练运用资料收集法、现场调查法和遥感方法，获取研究数据，掌握水文模型的特点、分类和操作注意事项，将水文模型与GIS结合，进行流域水污染模拟和预测、风险分区和情景模拟，使学生掌握专业软件，并运用到实际问题的解决之中。

（2）将GIS和模型应用于规划案例。

为了实现规划案例的定量化、空间化和可视化，将GIS和数学模型结合是重要的解决途径。模型的选取，应同时兼顾可获取性、适用性和前沿性，拓宽学生的专业视野，了解学科动态前沿，关注热点研究。如城市土地利用规划案例，要让学生了解土地利用变化是全球变化研究领域的前沿，开展城市土地利用规划案例分析，可为区域可持续发展的宏观决策提供支持这一重要意义。使学生重点掌握土地利用时空动态模拟CLUE-S模型的驱动因子的选取和设定、模拟单元的设置、土地利用转化规则设定、土地利用需求量分配、模型验证、情景模拟等关键技术，掌握城市土地利用规划和格局优化技能。

2.基于GIS的《环境规划与管理》课程实践教学探讨

在实践教学环节，要求学生走出课堂，选定规划内容，将室外调查与室内GIS分析相结合，做到理论联系实践。重视GIS上机课的操作练习，熟悉和掌握GIS的界面、基本操作、数据处理、空间数据采集、空间数据编辑、地图制作，打好扎实的基础，学习GIS的矢量数据空间分析、栅格数据空间分析等，为专项规划做好技术支持，真正掌握GIS与环境规划编制思路和技术要领。

四、结束语

基于GIS的《环境规划与管理》课程理论和实践教学改革探讨，是为了开阔学生的专业视野，提高学生做规划的动手能力，培养学生基于GIS进行规划案例的空间分析、动态模拟和未来预测的创新意识，使培养的人才更加符合社会的需要。对于提高《环境规划与管理》课程的教学质量，培养专业技术人才具有重要意义。

参考文献：

[1]程结海，李伟，贾泽露.面向市场需求的GIS专业本科教学探讨[J].地理空间信息，2010，（1）：154-156.

[2]兰国新，陈国维，潘杰.环境科学专业特色的GIS课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2014，（45）：236-238.

[3]李旭祥.GIS在环境科学与工程中的应用[M].电子工业出版社，2003.

[4]张承中.环境规划与管理[M].高等教育出版社，2007.

[5]李旭祥.地理信息系统在环境科学中的应用[M].清华大学出版社，2008.

[6]吴大放，姚漪颖，冯艳芬，等.基于GIS的《土地利用规划学》课程教学实践能力培养分析[J].教育教学论坛，2015，（2）：138-139.

[7]牟乃夏.Arcgis10地理信息系统教程[M].测绘出版社，2012.

[8]刘少敏，宋晓梅.环境工程专业“环境规划与管理”专业课的教学方法探讨[J].课程教育研究，2014，（28）：255.

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