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1、高校地理信息系统专业课程设置与现状分析陈颖彪 潘安定 夏丽华（广州大学理学院地理系，广州，510405）摘要：地理信息系统是 20 世纪 80 年代在我国兴起的一门应用技术和学科体系，目前在我国得到广泛的普及和应用，现全国已有 100 余所高校开设了地理信息系统本科专业，本文从 GIS 专业的学科体系及市场对人才的需求为导向出发，分析了我国重点高校 GIS 专业的课程设置及学科体系，并以广州大学 GIS 专业为例，进一步分析探讨 GIS 专业的课程设置与广东省及广州市经济发展的良性互动关系。关键词：GIS 专业 课程设置 学科体系 GIS 教育1、前言地理信息系统(Geographical I
2、nformation System,简称 GIS)，是在计算机软件和硬件支持下，综合运用地理学、系统工程和信息科学的理论方法，具有获取、存贮、管理、传输、分析和输出地理空间数据的信息系统，是计算机和信息技术在地理科学中运用发展的产物。自从 20 世纪 60 年代问世以来，经过不到 40 年的发展，已从最初的某些科研部门和专业人员使用的专业软件系统，扩展到政府公共管理、城市规划、科学研究、资源开发利用、测绘、军事等各个应用领域；其内涵从狭义的专业信息系统，逐步形成一门集计算机科学、地理科学、测绘科学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学与管理科学等多门科学为一体的新兴综合性边缘学科地理信息科学
3、 1。特别是进入 20 世纪 90 年代以来，随着 IT 技术的发展和 GIS 应用技术的驱动如组件 GIS、WebGIS 技术、嵌入式 GIS 技术的发展，使 GIS 技术正溶入 IT 主流，从一个专业软件系统向产业化发展，并成为国家空间信息基础设施和数字城市建设的重要组成部分和关键技术。据初步统计估算，目前全球与地理信息系统相关的产业产值，包括硬、软件和数据服务等在内，已经超过 100 多亿美元；我国 GIS 产业与国外相比相对落后，但目前具有一定市场影响的国产软件品牌超过 20个，国内从事地理信息系统服务的企业超过 500 家，国内 GIS 软件市场占有率达 30%，与地理信息系统相关的
4、产业产值已达 1000 万美元 2、3 。随着地理信息系统学科的快速发展和社会需求空间的增大，对地理信息系统人才的需求亦不断增加。1997 年教育部对我国高等教育专业目录进行修订，对全国高校本科生部分专业进行压缩裁减，但在地理学下却新增了地理信息系统本科专业 4，可以授予理学或工学学士学位。经过几年的探索与实践，我国高校 GIS 专业得到了迅速发展。目前，已有100 多所高校经过教育部批准，依托原有的地理学、测绘工程、地质学、矿山冶金、计算机科学、环境学、农林或其它学科建立了地理信息系统本科专业。课程体系与课程设置是实现人才培养目标和制定培养规格的中心环节，也是教学计划的核心内容 5。目前我国
5、地理信息系统教育及其人才培养体系已逐步呈现多元化、层次化和规模化的发展格局，同时大批相关的硕士点和博士点正在不断获准建立，我国地理信息系统教育发展形势空前活跃和兴旺，面对这种形势，我国地理信息系统教育如何建立完善的学科体系、专业设置和课程体系，明确人才培养目标和培养模式等课题都显得十分的紧迫。2、GIS 专业课程体系分类及对人才的需求当前我国不少高校开始按宽口径招生，学生初进学校时宽口径培养，在高年级分流，学习 GIS 专业课程，随着这种新模式的推广，如何适应前期加强公共基础，后期按人才市场需求及个性化发展来设置 GIS 专业核心课程，是一个急待解决的问题。目前，GIS 专业课程体系主要由公共
6、必修课、专业基础课、专业课等几部分组成。第一类为公共必修课：它是教育部对全国普通高等学校所指定的必修课。课程设置包括政治理论、外语、体育、高等数学和计算机基础等课程。公共课虽然不一定同 GIS 专业有直接联系，但它是培养德、智、体全面发展人才，为学生进一步学习提供方法论的不可缺少的课程。第二类为专业基础课：它是指与 GIS 专业知识、技能直接联系的基础课程，课程设置的目的是为大学生掌握本专业知识和技能打好基础，增强学生适应性。对于 GIS 专业的学生来说，它主要包括三类基础：第一类为地学基础课程，如：自然地理学、经济地理学、城市与区域规划等传统的地理学课程；第二类以计算机课程为主，包括：操作系
7、统、算法与数据结构、程序设计语言、数据库原理及应用、计算机图形学等；第三类为学习本专业所需要的数学基础课程，如高等数学、线性代数、离散数学、数理统计、计算数学等。第三类为专业课程：这类课程主要为培养 GIS 专业人才而设置。从其重要性看，专业课程又分为必修课和选修课。专业性必修课是指 GIS 专业必须学习掌握的课程。此类课程是培养 GIS 专业人才的保证。通常 GIS 专业必修课仅有几门。专业选修课是指 GIS 专业的学生根据专业的培养要求与自己的需要有选择地学习的课程。它有利于 GIS 专业学生拓宽专业知识面与 GIS 应用技能，并为发展特定方向的研究能力奠定基础。在地理信息系统专业未来对人
8、才的需求来看，主要应包括以下三个层次：2.1 学科发展与理论人才地理信息系统是集地理学、计算机科学、测绘学、 空间科学、信息科学和管理科学等学科于一体的新兴边缘学科，因此具有多学科交叉的显著特征。正是由于这些传统科学与现代技术的结合，形成 GIS 的独特理论基础、知识结构、技术体系，以及功能特征，成为当代科学的前沿和一个跨学科的科学领域。而空间数据和空间分析正是 GIS 的核心，地理学作为 GIS 的理论依托，为 GIS 空间数据建模和引导空间分析提供了理论、方法和思路。鉴于地理信息科学的复杂性，在 GIS 教育和人才培养中，必须体现 GIS 学科发展的交叉性、前沿性和实践性等重要特征，才能更
9、好的发展 GIS 学科和理论，因而培养地理信息系统理论人才，是地理信息系统教育的重要方面之一 1。2.2 地理信息系统产业化与软件人才我国的地理信息产业起步于 20 世纪 80 年代，进入 90 年代以后，在国家大力支持和各个行业部门共同努力下，国产 GIS 软件的数量、质量和规模，都有较大的发展，并初步形成了多个地理信息产品开发应用队伍与多个营销地理信息产品的公司。 “九五”期间，国家将“国产地理信息系统软件的开发与商品化”列入“重中之重”科技攻关计划，并采取了择优支持、滚动发展的原则，通过每年的软件测评，对优秀软件予以滚动支持，极大的促进了我国地理信息系统软件和地理信息产业的发展。同样地理
10、信息产业的发展必然带来人才的巨大需求，但目前我国还没有形成完善的地理信息系统软件开发人才的培养体系，因而，开发人才不稳定在一定程度上限制了我国地理信息产业的发展，尽快培养具有地理信息系统基础知识的软件开发人才，已经成为我国地理信息系统人才培养的当务之急。2.3 应用驱动与应用人才随着 20 世纪 80 年代中期微机逐步在中国许多部门使用，地理信息系统也逐步由工作站向微机扩展，这为地理信息系统广泛应用奠定了基础。在此之后，我国不少行业和研究领域开始应用地理信息系统来解决科研与生产建设中的实际问题。应用的驱动，迫切需要一大批既掌握地理信息系统技术，又有专业知识的复合型人才。3、我国高校 GIS 专
11、业的课程设置分析根据 GIS 专业课程体系及其分类，本文以全国重点高校、综合性大学、理工科院校、师范院校 GIS 专业的课程设置为分析对象，主要集中讨论分析 GIS 专业基础课和专业课的设置，课程体系主要分为地理学、计算机科学、摄影测量与遥感、地理信息系统 4 个课程组，具体课程设置内容见表 15。表 1 我国部分高校 GIS 专业课程设置学校与院系名称 GIS 专业设置的主要课程名称北京大学遥感与地理信息系统研究所地球科学概论、环境与生态科学、城市与区域科学、地理科学概论、地学数学模型算法及数据结构、程序设计语言、计算概论、计算机图形学基础、数据库概论、软件工程原理测量与地图学、遥感概论、遥
12、感应用、遥感数字图像处理、遥感图像处理实验、导航与通讯基础GIS 概论、GIS 设计和应用、网络基础与 WebGIS、GIS 工程、数字地形基础、数字地球武汉大学资源与环境科学学院地理信息科学系自然地理学、地貌学数据库原理与应用、数据结构、计算机图形学数字测图原理与方法、摄影测量学、测绘学概论、遥感技术与应用、地图投影与变换、地图设计与编绘、数字地图制图原理地理信息系统原理、GIS 设计与应用、空间数据库系统北京师范大学资源与环境学系资源与环境学导论、地质学与地邈学、气象学与气候学、环境学、植物地理学、人文地理学、地理统计、地理文献阅读与写作、测量与地图数据结构、计算方法、数据库概论、计算机图
13、形学遥感概论、图像理解与分析、数字图像处理、资源与环境遥感、定量遥感、3S 应用地理信息系统原理、GIS 软件分析、高级 GIS 专题、数字地面模型中国地质大学（武汉）信息工程学院自然地理学、地图概论计算机组成原理、操作系统、数据结构、数据库原理、计算机图形学、图形工程学、空间数据库遥感图像处理地理信息系统概论、地理信息系统设计与实现等通过对表 1 数据进行分析，我们可以看出以下特点： （1）不同院校 GIS 专业课程设置突出了自身的特色和优势，与 GIS 专业所依托学校原有的专业及学科发展方向具有紧密联系，这里我们以比较典型的 4 所大学 GIS 专业的课程设置进行分析。北京大学遥感与地理信
14、息系统研究所，其研究领域在遥感和 GIS 方面在全国高校中处于领先地位，同时传统的地理学研究在全国也是最好的，近年来在与计算机技术结合进行 GIS 工程实践与软件开发上也做了大量的工作，因此课程设置在地理学、计算机科学、摄影测量与遥感、地理信息系统，课程设置比为 5：6：6：6，处于均衡发展状态。武汉大学资源与环境科学学院地理信息科学系是从原武汉测绘科技大学合并后而成立的新学院，主要人员为原武汉测绘科技大学教师，而武汉测绘科技大学是我国在测绘科学领域最具权威的学术机构，所以在课程设置上摄影测量与遥感课程达 7 门，突出了原有的办学特点，计算机科学与地理信息系统课程分别为 3 门，而传统地理学课
15、程只开设 2 门。北京师范大学资源与环境学系 GIS 专业是在原地理系基础上组建的，其传统的研究学科强项是地理学，同时在遥感基础研究和应用研究处于全国领先水平，因此在课程设计上重点突出了传统地理学在 GIS 专业上的优势，其开设的地理学课程为 9 门，摄影测量与遥感为 6 门，而计算机科学与地理信息系统分别是 4 门课程。中国地质大学是一所工科院校，早在 80 年代就开发了计算机制图软件 MAPCAD，用于地质图的绘制，之后随着计算机技术的飞速发展，开发了大型地理信息系统软件开发平台 MAPGIS，其市场份额处于国产 GIS 软件中领先地位，所以在课程设置上计算机课程所占的比重最大达 50%以
16、上，主干课程达 7 门，而地理学为2 门，摄影测量与遥感为 1 门，地理信息系统为 2 门，突出工科院校的工程实用技能训练（图 1） 。0246810北 京 大 学 武 汉 大 学 北 京 师 范 大 学 中 国 地 质 大 学 高 校课程数量地 理 科 学 计 算 机 科 学摄 影 测 量 与 遥 感 地 理 信 息 系 统图 1 我国 4 所高校 GIS 专业课程设置对比综合上述分析我们可以看出，在北京大学这种各学科都比较强的学校，GIS 专业开设的课程比较均衡，而在测绘类院校中如武汉大学（原武测部分） ，开设课程侧重于摄影测量与遥感专业，而在师范院校，一般是由地理系承办 GIS 专业，在课程设置上突出了地理科学的学科优势，而在工科院校以中国地质大学为代表，则突出了计算机科学在 GIS 专业中的优势地位。（2）GIS 和遥感课程得到重视。虽然各高校课程设计上根据各学校的办学特点和学科特色在专业设置上有所差别，但对地理信息系统和遥感的专业课程都十分重视，几乎所有的高校都开设了遥感概论 、 遥感数字图像处理课程，少数
