关于我国GIS专业迅速发展的冷思考

2022-09-10

1 地理信息系统的发展现状

地理信息系统 (Geographic information System简称GIS) 的发展速度是惊人的, 在信息化产业中占有举足轻重的作用。培养与之相匹配的人才便理所当然成为了各高等院校的主要任务, Angeenbrug指出 (1992) 在20世纪80年代, 没有几个研究部门可以提供硬软件与人员所必需的经费支出以发展GIS教学设施;而到九十年代, 这种状况则大为改变。学院与大学目前可提供大量正规的GIS课程。Morgan等人 (1996) 指出, 美国600多所学院与大学至少提供一门有关GIS的课程。除了地理系以外, 农艺、土木工程、城市与区域规划、林业与园林建筑等系均渐增GIS的课程[3]。

据统计全世界有7000多所大学拥有GIS软件, 这个令人难以置信的数据几乎囊括了世界上所有的重点大学, 这些大学分布在150多个国家。

一位英文教科书出版者单独列举了英国有关GIS或与GIS有密切关联的硕士学位有38个之多[8]。

我国第一个GIS研究室于1980年在中国科学院遥感中心应用研究所成立。GIS研究室的成立是启动我国地理信息系统工作的重要标志, 标志着已在国外研究和发展了近20年的GIS技术, 在中国正式启动。经过几年的起步发展阶段, 我国的GIS技术已取得了长足的发展。地理信息系统专业是1999年由国务院学位委员会审定批准设置的大学本科专业。几年下来, 全国就有几百所高等院校设置了地理信息系统本科专业。

我国GIS事业有这种高速的发展, 可以从两个方面来说明:一是说明社会已经进入了信息化时代, 自然需要大量掌握相关信息知识的人才, 二是说明我国高等教育改革也在急剧向前推进, 朝着以培养满足社会需求的人才要求为目的方向迈进, 办人民满意的大学。但人才的培养是滞后于社会需求的。GIS专业发展快是一件好事, 但如何按科学发展观的要求, 依据教育部“巩固、发展、提高”的教育方略办好这个专业, 是我们从事GIS工作的教师和研究人员进行冷静思考的时候了。

2 办GIS专业不能失去GIS专业的主体内容

要达到办学要求, 不失去办学的主体内容, 就需先了解主体内容。目前, 国际国内对于地理信息系统的解释多种多样, 国际上发行的有两种主要的杂志名称:Geographical Information System (英国出版的季刊全称) , Geo-information System (德国出版的季刊全称) , 而在加拿大则称为Land Information System, 我国有时称为Resources and Environmental Information Systems, 全称虽有差异, 但简称都称为GIS[5]。

那么, 什么是GIS呢?对于不同的部门和不同的应用目的, 其意义也不尽相同。如美国学者Parker认为“GIS是一种存贮、分析和显示空间与非空间数据的信息技术。”Goodcluld则把GIS定义为:“采集、存贮、管理、分析和显示地理现象信息的综合系统”。加拿大的R o e r T o m l i n s o n认为:“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”。俄罗斯学者把G I S定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题, 以及具有内部联系的工具集合”[5]。纵观这些定义, 有的侧重于GIS技术内涵, 有的则是强调GIS的应用功能。美国联邦数字地图协调委员会 (FICCDC) 关于GIS的定义认为“GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统, 该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示, 以便解决复杂的规划和管理问题”[5]。根据这个定义, 我们将G I S分为两个组成部分。其一, 地理信息系统是一门学科, 是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科;其二, 地理信息系统是一个技术系统, 是以地理空间数据库 (Geospatial Database) 为基础, 采用地理模型分析方法, 适时提供多种空间的和动态的地理信息, 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。由上述定义可以给GIS概念一个基本的框架。

1) GIS应有一个基本平台。这个平台是若干个相互关联的系统构成, 如数据采集系统、数据管理系统、数据处理和分析系统, 还有可视化和输出系统等[3]。

2) G I S应有一系列的关联或支撑学科。从地理信息系统的专业角度看, 可以将人们使用的信息划分为两大类:—空间信息系统和非空间信息系统, 所谓空间信息系统, 就是信息内容本身就包含有形状、分布、空间定位、空间相互关系等内容的信息。如一条道路、一座桥梁或一幢建筑物、一个区域。据统计, 人们日常使用信息的80%以上是地理信息, 远在4000多年前, 人们就学会使用地图了[7]。

测绘学不仅是为GIS提供各种不同比例尺和精度的定位数据, 而且测绘学科中的相关理论和算法可直接用于空间数据的变换和处理, 如遥感图像处理技术。

地理学是一门研究人—地相互关系的科学, 是研究人类赖以自下而上的地球表层环境, 以及人与自然环境相互作用的学科。研究地球表层自然和社会经济地理要素的分布规律和空间关系, 研究各自然界面的生物、物理、化学过程, 以及探求人类活动与资源环境间相互协调的规律, 这为GIS提供了有关空间分析的基本观点与方法[2]。

3) GIS应有一个对象实体。GIS的对象实体应该是地理实体的数据, 即人们生存的地球表面附近的地理图层 (大气层、水层、岩石图) [5]中可相互区分的事物和现象。

从上所述, GIS由计算机、数据 (空间数据库和属性数据库) 以及应用三大块组成。

从组成形式看分属于计算机专业、测绘遥感专业和地理专业的内容, 这三大专业就是GIS的三大支撑专业[6]。

从课程设置来看, 专业课包括基础课、专业必修课, 它们可分为:数理、地理科学、测量与地图、计算机、G I S和R S、计算机制图等。其中, 测量与制图的课程开设量为最大, 尤其是在测量工程与地理方面 (Goodchildgn Kemp1992) [3]。这应该是它的专业主体内容。

3 开设GIS专业必须有强劲的教学资源保障

3.1 要有实力雄厚的师资

鉴于GIS有高新技术、边缘学科和技术进步快的特点, 要办好这个专业必须有雄厚的师资队伍作保障。因为GIS专业服务领域比较宽, 面比较广, 又是集多门技术于一体的边缘学科, 学习GIS需要学生掌握从空间数据获取、加工、处理、贮存、更新到分发与应用的全过程知识技能。GIS专业的学生, 学习面广[6]。作为这些技术基础, 必须加强基础课程的训练保证对计算机原理, 数据库原理, 软件设计, 测绘遥感原理, 制图原理等知识的熟练掌握, 还有地理、地质、大气、气象、海洋、环境、城市和灾害等有关的知识。作为一名GIS专业的教师, 必须具有渊博的知识。要学好一门GIS课程, 操作使用一个GIS软件来为某一个部门服务, 比较方便, 但要办好一个GIS专业必须有雄厚的师资队伍作支撑。

3.2 要有充足的实验条件

为了培养学生的动手能力, 要建立现代化的GIS实验室, 实验室不仅需要装备必要的G I S硬件和软件, 而且要有实际可用的GIS数据, 让学生真正地用上, 有条件的学校还应当有遥感实验室和GIS应对的各个专业实验室。要同时具备这些条件, 一般的学校是难易做到的, 只有办学实力较强的学校才比较容易达到要求。

如果学校在计算机专业、测绘遥感和地理这三个专业都不强, 又没有较好的办学资源的话, 要办好GIS这个专业是不可能的[6]。

摘要：本文结合我国高校开设地理信息系统专业的现况, 结合地理信息系统专业人才培养方案中的主体内容, 就开办GIS专业需要有其特色专业作支撑、要有先进的实验仪器设备和实验室作为条件、要有雄厚的师资队伍作为保障等方面作了一些阐述, 并就如何办好GIS专业提出了几项具体要求。

关键词：GIS,高等教育,发展,冷思考