信息化测绘下GIS课程教学的思考

王志红 任传建 刘吉波 任金铜

关键词：GIS教学;信息化测绘

测绘工程专业具有理论性和实践性都很强的特点，且随着信息获取技术的日新月异，其内涵也在发生着巨大变化，专业领域在大地测量、工程测量的基础上，目前已经涵盖了摄影测量与遥感、地理信息技术等方向，学科的综合性愈发明显。地理信息系统（GIS，Geographic Information System）的作用是对地理空间数据进行输入、存储、查询、分析和显示，其在空间信息相关领域的应用越来越广泛。信息化测绘是我国测绘行业经传统测绘、数字化测绘后进入的又一个新的发展阶段;地理信息系统是信息化测绘的重要技术手段之一，现代信息化测绘技术的发展，对测绘工作人员也提出了更高的要求，需要从单一的空间信息的数据采集者，向采集、管理、使用甚至是空间信息系统开发的信息化工程师转变。据不完全统计，我国目前开设了GIS课程的高校超过了500所，开设了GSI专业的高校也有近200所。然而，当前教学的研究多是针对GIS本专业，针对测绘工程专业的GIS教学研究则还相对薄弱，特别是在信息化大测绘的今天，将不利于教学中测绘知识与GIS的深度融合;另一方面，由于各高校师资来源不一，课程侧重各异，实验条件的差异，导致教学效果有一定差异。因此，有必要对非GIS专业的GIS课程教学如何更好地与专业课程有机衔接起来进行深入探讨。

为了达到培养应用型人才的目标，测绘工程的GIS教学需要从培养学生思考和实践能力出发，将测绘专业中的空间问题应用GIS的思维来解决，并融入OBE的理念作为指导，以成果导向作为评价依据，以此开展GIS课程教学改革研究。贵州工程应用技术学院测绘工程专业开设于2013年，由于办学时间不长，师资力量薄弱，教学内容与特色不明显，仪器设备方面尚有滞后;无人机遥感、摄影测量、卫星遥感、激光扫描等高投入设备，地方院校基本是可望不可即;在数据获取手段方面的劣势，更加要求在教学中体现新技术案例，在数据处理实践教学中充实案例数据;作为信息化测绘重要手段的GIS，其处理和管理的数据源多样，可以是传统的数字地形图、遥感影像和激光点云等，将它们更好地融入GIS教学中来，有助于紧密联系起信息化大测绘的不同学科方向，这些都对测绘下的GIS教学提出了更高要求。

1测绘工程专业中GIS教学现状

1.1理论教学现状

各高校测绘工程专业都开设了GIS课程，而GIS课程本身又偏向于三个方向，即以地理学为基础的高校开设的GIS课程注重于GIS在区域分析和综合决策中的应用，以计算机专业为背景的高校关注于系统开发，以测绘遥感类为基础的高校则以地图制图、遥感图像处理为长;因此，教学内容的选择直接影响了教学效果和教学目标的实现。测绘工程专业中的GIS课程应以数据的处理与应用为重点培养目标，许多高校的测绘工程专业，由于师资、思路或动力方面的不足，导致GIS教学中存在着课程目标定位不清或教学内容与专业贴合不紧密的问题。

课程设置方面，GIS作为一门多学科交叉的课程，涉及空间参考系、计算机科学和测量学和制图学等学科方向。先行课程的学习，能够提高教学效果，为GIS课程的学习打下良好的理论基础，课程设置的合理与否直接影响学习效果。当前诸多高校的测绘工程培养方案在课程的安排上不尽合理，导致知识体系层次出现些许混乱，比如有的高校未开始程序设计课程，有的GIS课程安排在大一第二学期，而相应的先行课程还未开始等问题。

课时安排方面，有的高校GIS课程只有理论教学或实践教学比重很低，教学内容也侧重于GIS相关的基础理论，空间信息采集、数据处理与应用分析等实践课时匮乏。对于测绘工程本科生来讲，地理信息基礎理论、网络GIS、地理空间数据模型和空间索引等内容了解即可，教学内容应侧重于空间数据处理、表达、分析和地图制图方面，突出实践性和应用型，重视实践教学环节，形成深度融合测绘知识的教学体系。

1.2实践教学现状

测绘行业发展迅速，新技术新产品新方法推陈出新，对实践教学是巨大挑战。

硬件方面，目前测绘行业中传统的全站仪、GPS使用比重持续降低，无人机摄影测量、三维激光点云在地形测绘中已经举足轻重，雷达测量也开始崭露头角，然而这些仪器设备目前价格昂贵，一般院校没有足够经费承担，导致在信息化测绘如此普及的今天，很多学生对这些新技术知之甚少，实践教学更是无从谈起。

软件方面，教学中处理空间数据常用的软件有Arc GIS、Map GIS、ENVI、MapMatrix、Virtuozo等，以及skyline、Smart3D等三维平台;这些软件产品能解决大多数矢量数据、遥感影像数据、摄影测量数据及三维处理的需求，效果也比较好，但商业版成本较高，且有些没有试用版，如点云处理的Cyclone、Riscan，绘图的天正、EPS，三维建模的Geomgic、RealWorks等日常教学中很难涉及。

数据方面，GIS课程目前的教学用数据多是软件自带数据、一些云平台可免费下载的矢量数据及栅格数据，和部分教师个人的案例数据。更多的新技术获取的海量数据，多是商业数据，对于很多教师而言获取很困难。如用于灾害监测、形变监测等的点云数据，高分辨率遥感数据，各种资源调查矢量数据，甚至气候数据、高分辨率DEM数据等，都难以通过公开渠道获取，严重影响了实践教学的效果，而各种样例数据，要不是接近终端的数据，要不就是不具有代表性，难以体现实践的全过程。

师资方面，测绘工程专业对教师各方面能力要求较高，而多数地方高校测绘工程专业开设普遍较晚，师资紧缺，青年教师高校毕业后直接走上一线讲台，理论知识扎实，但生产经验不足。

2测绘工程专业中GIS教学改革思路

2.1明确教学目标

GIS在测绘工程专业中的教学目的是使学生了解GIS的基础知识，熟练使用主要GIS软件，并能将GIS知识应用到测绘、摄影测量与遥感，甚至GNSS中去，解决测绘中的空间信息问题，以提高效率。如矢量数据的空间参考转换，GIS提供了自带的坐标转换和自定义参数的坐标转换，能应对绝大多数情况;遥感数据的镶嵌拼接、LAS点云数据处理、离散数据插值等等。因此，测绘工程专业的学生，将GIS和测绘知识相结合是行业发展的必然需求。同时，应用型人才培养模式，也要求将GIS和测绘深度融合，突出GIS课程的针对性和实用性，将GIS软件实践应用作为重点，发挥GIS的工具作用，增强学生解决实际问题的能力。