GIS在地图学教学改革中的应用研究

柴玲　郑慧　吴晓光

摘要：本文以高校地理科学专业为例，分析高校GlS在地图学教学的现状，提出地图学教学改革建议。阐明地理信息系统（GlS）在地图教学中的应用前景，将地理信息系统直接引入地图学教学具有充分的理论依据和划时代意义。

《地图学》是一门必修的专业基础技能课，是研究地理信息的表达、处理和传输的理论和方法，掌握有关地图学的基本概念及基础理论，能够正确使用地形图。随着GIS应用的不断发展，GIS对地图学教学要求不断提高，传统地图学教学中的弊端越来越明显，并且影响地理学科专业的发展。本文以高校地理科学专业为例，对GIS在地图学教学改革中应用展开研究。

一、地图学教学的现状

（一）教学注重理论、概念，轻视实践、方法

许多高校地理科学专业的地图学教学重视理论研究、基础概念等内容，缺乏教学实践，轻视地图学及地理信息系统硬件资源的建设。主要原因：一是缺少技术成熟的师资队伍；二是缺少实践教学所需设备仪器；三是地图制图、处理软硬件设备较为昂贵，对管理和使用者要求较高。

（二）教学硬件设施薄弱

对于大部分师范院校来讲，地理科学专业具有较强的师资队伍和硬件设施，但也有部分高校是以地方财政支持为主。在目前各地政府财政吃紧的情况下，教育专项经费被压缩的现象时有发生，地图学教学和实习所用软硬件设备都是老旧的、濒临报废的器材，跟不上软硬件更新的步伐。教学部分也只是对计算机制图技术基础概念、理论研究进行简单讲解，缺少运用现代化设备和先进技术手段运用，学生缺少实践操作的机会。

（三）地图学与其他学科相互交叉

地图学并不是单独存在的课程，与计算机、自然地理、数学、人文地理、概率、统计、区域分析等课程、知识相互交叉。所以地图学课程的设置首先考虑各课程的前后衔接及技能的培养。基本采取先开设基础课程，满足地图学的计算、理论等要求。然后开设铺垫地图学教学课程，如自然地理、人文地理的相关课程。最后开设地图学教学及应用，充分发挥学科交叉的效应，从而起到教学工具作用。

二、地图学教学改革的应用研究

（一）注重理论联系实践，以实践应用加强理论研究

地图学是研究地图理论、编制技术与应用方法的学科，以图形反映各种自然和社会现象空间分布的技术科学n，。地图学作为一门技术性学科，应更注重技能和实践操作等方面的能力。所以，对高校地图学课程设置的建议是先对理论知识进行详细的讲解，然后是对应用和实践进行全面的实践，使学生在用图、识图、编辑等方面得到更多的历练。

（二）加强师资队伍的专业技能培养

GIS是地图学的理论、功能、方法和技术在信息时代的应用和延伸。对于高校地图学教师而言，首先应加强基础理论知识的培养，掌握推导地图学中数学基础部分的相关公式。其次是加强教师实践操作技能的培养，熟练掌握制图软件，如ARCGIS、ENVI、MAPGIS、Photoshop、ERDAS等软件的操作和应用原理。分析地图学教学未来发展方向，熟练地将GIS技术、方法与地图的使用相结合。

（三）完善配套教学实践条件

地图学是一门技术性课程，具有较强的实践操作性。实习一般占地图学课程教学一半学时。针对地图学教学的特点，开设地图学的高校必须具备实践教学的条件，尤其是伴随着现代化计算机技术的更新和换代，数字成图技术逐渐成为地图学的应用基础，完全实现GIS与地图的结合。地图学实验室以大型绘图仪、扫描仪、图像处理工作站、矩阵存储空间等构成。这些实验室所需的设备造价较为昂贵，为使培养的人才具有时事性和专业性，建议逐步完善配套教学条件。同时，在地图学教学的过程中，也不可完全依赖于信息化手段，还应加强传统手段与信息化手段相结合，这有助于对地图学的理论、技术的理解和实践。

三、GIS在地图学教学改革中的应用

（一）GIS概况

随着计算机新技术、信息技术的更新换代，产生了新形式的数字地图和生产应用地理信息系统（GIS）。GIS是计算机硬件、操作系统和不同的技术组成，GIS系统主要是针对空间数据的收集、管理、处理、分析、建模和显示，为了解决复杂的空间规划和管理。GIS是一个综合性的、新型的学科，集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学和管理科学为一体。GIS具有空间信息储存和信息传输等的功能，与传统地图或者纸质相比而言，现代GIS具有空间信息存储量大、功能强、精度高等特点，尤其在空间分析、实时监测等方面的优势更为突出。

（二）G15在地图学教学改革中的应用

1.GIS与地图学的联系

GIS与地图学二者同属于地理科学的不同课程，二者既存在联系，又存在着区别。一是GIS具有强大的功能，即空间分析能力，国土、林业、交通、草原和水利等部门利用GIS实现一张图、资源监测、执法检查、空间设计等，与地图学的内容密切相关；二是GIS是对地图的空间信息数据收集、存储提供手段，同时也是实现空间位置与地图部局的完美对接；三是GIS空间信息可视化的效果展示即为地图。

2.GIS引入地图学教学

地图学教学内容应体现现代地图学的发展水平，展示GIS与地图学结合的创新性、跨时代性。许多地图学教学分为理论教学和实践教学两部分，理论教学注重的是原理、方法等内容的教授。同时教材内容应包含遥感影像释译、计算机制图和成图及GIS软件系统功能模块等相关内容。在讲授地图坐标系、投影的计算等教学重点难点时，可采用GIS软件和理论知识相结合进行展示，直观的表达而且易懂；实践教学部分应从介绍手工制图开始，加强计算机辅助制图的训练力度。比如利用TM影像图为底图进行辨认识图能力和数字化过程的判读能力。为了保证输出高层次的人才，以及拓宽学生的知识领域，介绍和学习当前普遍应用的GIS软件，如ARCGIS10.0、MapGis6.7、ENVIS.0等软件要素和专题符号。具有针对性地学习几种常用的地图制作方法和应用基础。

3.GIS引人地图学实习

地图学教学非常重要的一部分就是实习过程，通过实践来巩固课堂所学理论知识。当前和今后一段时间，新的教学理论都更注重于学生的动手实际操作能力，地图学教学不仅掌握地理理论知识，而且还需具备观察和分析周围地理事物的能力，利用GIS手段将收集到的资料形成空间分布。

四、总结

总之，目前高校地理科学专业地图学教学存在着一些不足。尤其在适应社会发展，在高速更新换代的人才培养方案等方面存在不足。有必要对高校地图学设置进行深入的探讨，教学内容进行合理配置研究，结合国内外GIS发展技术，发挥各学科的优势以辅助地理科学专业的地图学教学，培养出一批创造型人才，具有地图学理论知识和实践能力。GIS与地理科学专业地图学教学相结合，能充分发挥先进的GIS技术手段，能适应新时代地图学发展的新要求。地理信息系统（GIS）与地图学教学相互结合，更具有充分的理论依据和现实指导意义。