面向土地資源管理的GPS教學(xué)體系重構(gòu):去“測繪化”傾向的思考

侯光輝，王 穎

長期以來，我國土地資源管理專業(yè)（下文簡稱“土管專業(yè)”）GPS教學(xué)逐漸呈現(xiàn)愈加嚴(yán)重的“測繪化”傾向。雖然為土地資源管理服務(wù)的GPS教學(xué)必然要以GPS測繪為基礎(chǔ)和前提，但就融規(guī)劃、管理、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等于一爐的土地資源管理學(xué)科而言，兩者仍表現(xiàn)出顯著的差異。實(shí)際上整個土管專業(yè)技術(shù)課程領(lǐng)域，都在一定程度上存在著“測繪化”傾向（如GIS、RS教學(xué)的“測繪化”傾向）。長遠(yuǎn)來看，這種“定位”缺陷對于土地資源管理學(xué)科GPS教學(xué)極為不利，沿用上述教學(xué)安排充其量只能培養(yǎng)合格的“GPS測繪人才”，而非優(yōu)秀的“GPS土地資源管理人才”。當(dāng)前，此問題還未引起教學(xué)界的足夠關(guān)注，已有研究多從測繪學(xué)科角度對GPS具體教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探討［1］，也有少數(shù)對不同專業(yè)的GPS教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸類［2］，但從土地資源管理學(xué)科的角度對GPS教學(xué)體系進(jìn)行重建的研究還未發(fā)現(xiàn)。本文在分析土管專業(yè)GPS教學(xué)突出表現(xiàn)出的“測繪化”傾向及成因的基礎(chǔ)上，對面向土地資源管理和面向測繪的GPS教學(xué)進(jìn)行比較，并討論了GPS技術(shù)在土地管理領(lǐng)域的應(yīng)用，最后以此為依據(jù)重構(gòu)了土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)內(nèi)容體系。

一、土管專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)“測繪化”傾向的表現(xiàn)及動因

1.GPS教學(xué)“測繪化”傾向的表現(xiàn)

土管專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)“測繪化”傾向，亦即土管專業(yè)和測繪類專業(yè)（測繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)、空間信息與數(shù)字技術(shù)等）的GPS教學(xué)在教學(xué)體系、選用教材和授課教師等方面存在的趨同化現(xiàn)象。

（1）教學(xué)體系的“測繪化”傾向

土管專業(yè)GPS教學(xué)地位在測繪學(xué)科背景等工科院校較為突出。目前，受學(xué)科背景、教學(xué)條件等基礎(chǔ)條件的影響，國內(nèi)院校土管專業(yè)在目標(biāo)定位、培養(yǎng)方式、教學(xué)模式方面存在明顯差異，各具特色［3］。國內(nèi)開辦土管專業(yè)的大學(xué)總體可分為4類:測繪與信息技術(shù)背景（如武漢大學(xué)、長安大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)等）；農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與土壤農(nóng)化背景（如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等）；地理學(xué)背景（如北京師范大學(xué)、南京師范大學(xué)、北京大學(xué)、中山大學(xué)等）；經(jīng)濟(jì)學(xué)管理學(xué)背景（如中國人民大學(xué)等）。因而技術(shù)類課程的教學(xué)地位也不同。由于發(fā)展歷史和辦學(xué)背景等因素的關(guān)系，各類高校中測繪學(xué)科背景的高校土管專業(yè)較為重視GPS課程。據(jù)資料，依托測繪學(xué)科等工學(xué)的院校，普遍將GPS與GIS和RS置于同等的地位，與測量學(xué)、地籍繪圖、土地與房產(chǎn)測量等共同組成工程技術(shù)模塊，將以GPS為重要內(nèi)容的“3S”應(yīng)用能力作為土管專業(yè)學(xué)生的核心競爭力之一。其一般作為專業(yè)必修課，課程學(xué)時較大，并配置實(shí)踐環(huán)節(jié)。而經(jīng)濟(jì)管理類、地理類、師范類和農(nóng)林類高校普遍較為忽略技術(shù)能力，或僅將其作為補(bǔ)充。一般將其作為選修課程，課時較少，較少配置實(shí)踐環(huán)節(jié)，部分院校甚至未開設(shè)。

土管專業(yè)GPS教學(xué)受測繪專業(yè)GPS教學(xué)影響顯著，教學(xué)體系參考測繪專業(yè)，尤其是國內(nèi)GPS教學(xué)水平較高的測繪專業(yè)的現(xiàn)象尤為突出。從筆者獲取的若干高校土管專業(yè)GPS教學(xué)課程大綱和授課方案看，教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)顯著的“測繪化”傾向。如國內(nèi)多個院校土管專業(yè)GPS課程大綱一定程度上參考了武漢大學(xué)測繪學(xué)院GPS教學(xué)大綱，或以其為藍(lán)本進(jìn)行局部修改。

（2）選用教材的“測繪化”傾向明顯

選用教材從一定程度反映了教學(xué)內(nèi)容體系。從目前國內(nèi)出版的GPS教材來看，絕大多數(shù)圍繞GPS測繪展開，其編者多為測繪學(xué)科的學(xué)者。較為知名的有李征航的《GPS測量與數(shù)據(jù)處理》、徐紹銓的《GPS測量原理及應(yīng)用》、劉基余的《GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法》、李天文的《GPS原理及應(yīng)用》、魏二虎的《GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理》、張勤的《GPS測量原理與應(yīng)用》等。這些教材基本上都呈現(xiàn)“測繪導(dǎo)向”而非“土地資源管理導(dǎo)向”，即以服務(wù)測繪相關(guān)專業(yè)為宗旨，但對規(guī)劃、管理、經(jīng)濟(jì)、法律和技術(shù)等多學(xué)科綜合交叉的土管專業(yè)而言，卻顯得“張冠李戴”。而國內(nèi)土管專業(yè)GPS教學(xué)多選擇此類教材，因而其教學(xué)體系不可避免顯現(xiàn)“測繪化”傾向。

（3）授課教師呈“測繪化”傾向

從教師的專業(yè)背景和知識結(jié)構(gòu)看，大多是測繪相關(guān)專業(yè)教師（或具有測繪專業(yè)背景）從事土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)工作。由于GPS教學(xué)的“技術(shù)門檻”常常將非測繪專業(yè)人士拒之門外，聘用上述教師成為不得已和雙贏的選擇。同時，這種授課教師的“測繪化”傾向強(qiáng)化了教學(xué)體系和選用教材的“測繪化”，使得土管專業(yè)GPS教學(xué)與測繪專業(yè)高度同質(zhì)。

2.土管專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)高度“測繪化”的動因分析

土管專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)高度測繪化，即與測繪類呈現(xiàn)嚴(yán)重的趨同化現(xiàn)象，可從內(nèi)因和外因兩個方面分析。

（1）內(nèi)因

1）GPS學(xué)科與測繪學(xué)科具有內(nèi)在的同一性。從兩者關(guān)系看，GPS學(xué)科以測繪原理為基礎(chǔ)，以測繪領(lǐng)域?yàn)榛緫?yīng)用方向，而GPS技術(shù)是當(dāng)前最先進(jìn)的測繪手段。從GPS創(chuàng)立的宗旨看，其為用戶提供定位和導(dǎo)航服務(wù)，而定位與導(dǎo)航本身就是測繪的同位語。從我國最先引入GPS教學(xué)的淵源看，GPS教學(xué)和國內(nèi)第一本GPS教材首先由原武漢測繪學(xué)院開設(shè)和編撰，其必然反映測繪屬性。

2）將GPS直接用于土地資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用范圍、關(guān)鍵技術(shù)、操作模式、工作方案等還不成熟，如何將GPS在土地管理領(lǐng)域的實(shí)踐嘗試進(jìn)行理論化、系統(tǒng)化和規(guī)范化，還需不斷深入。筆者認(rèn)為這是GPS教學(xué)難以“土地資源管理化”最為本質(zhì)、現(xiàn)實(shí)的阻礙因素。

（2）外因

1）各高校（無論學(xué)科背景、辦學(xué)層次）普遍存在著教學(xué)體系“搭便車”效應(yīng)，即因循測繪類專業(yè)GPS教學(xué)體系，教學(xué)目標(biāo)、授課內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)，甚至考核內(nèi)容呈現(xiàn)嚴(yán)重的同質(zhì)性。

2）從授課教師看，由于GPS教學(xué)的技術(shù)門檻，多數(shù)高校土管專業(yè)與測繪類專業(yè)普遍存在著“教師共享”現(xiàn)象，即測繪學(xué)科背景的教師擔(dān)任土地資源管理專業(yè)技術(shù)類課程，而這些教師對GPS在土地資源管理中應(yīng)用并不熟悉。

二、土地資源管理GPS教學(xué)應(yīng)去“測繪化”傾向

1.面向土地資源管理與面向測繪的GPS教學(xué)的關(guān)系

GPS測繪，即GPS技術(shù)在測繪相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括大地測量、控制測量、地形圖測繪、海洋測量、精密工程測量、工程變形監(jiān)測和地籍測量等。面向測繪與面向土地資源管理的GPS教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不同，前者以應(yīng)用于測繪領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)，而后者側(cè)重于將GPS原理與測繪技術(shù)用于土地資源管理、土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測、土地利用規(guī)劃、土地整理等領(lǐng)域，如圖1所示。因此，它們是手段和目的之間的關(guān)系，面向土地資源管理的GPS教學(xué)（與RS、GIS教學(xué)結(jié)合）構(gòu)成了土管專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)。

圖1 面向土地資源管理與面向測繪的GPS關(guān)系

2.土地資源管理GPS教學(xué)去“測繪化”傾向的目標(biāo)與意義

面向土地資源管理的GPS教學(xué)要去“測繪化”，并不是說完全摒棄GPS測繪，而是扭轉(zhuǎn)當(dāng)前GPS教學(xué)中嚴(yán)重的“測繪化”傾向，在重視GPS基本原理和GPS測繪教學(xué)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)突出其在土管各領(lǐng)域的應(yīng)用，強(qiáng)化GPS在土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測、地籍測量、土地利用規(guī)劃、土地整理等方面的方案設(shè)計(jì)、工作組織、操作模式、數(shù)據(jù)處理、成果利用等應(yīng)用環(huán)節(jié)。

去“測繪化”的嘗試，不僅要運(yùn)用于GPS教學(xué)，還應(yīng)在GIS、RS等土地技術(shù)課程教學(xué)中有所突破。實(shí)際上，我國土地資源管理專業(yè)技術(shù)課程的教學(xué)或多或少都存在上述傾向。因此，去“測繪化”傾向的努力，比單純強(qiáng)調(diào)測繪能力，更有助于培養(yǎng)優(yōu)秀的土地資源管理人才。

三、GPS技術(shù)在土地資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用

GPS主要用于土地管理中的土地測繪工作，其優(yōu)勢在于高效率地提供精確的土地空間信息。GPS土地測繪具有速度快、精度高、限制少、效率高、費(fèi)用少、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，尤其是動態(tài)RTK技術(shù)的發(fā)展，為土地資源的動態(tài)監(jiān)測、變更調(diào)查和土地?cái)?shù)據(jù)的管理提供了實(shí)時、準(zhǔn)確的保障。

1.土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測

根據(jù)近年來的研究結(jié)果，較于傳統(tǒng)方法是應(yīng)用動態(tài)GPS接收機(jī)進(jìn)行土地利用調(diào)查（包括現(xiàn)狀調(diào)查與變更調(diào)查）和動態(tài)監(jiān)測，具有如下優(yōu)勢:一是省時省工，成倍地提高土地利用調(diào)查速度，且精度和可靠性得到極大的改善；二是適用于各種復(fù)雜變更情況，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)監(jiān)測的實(shí)時性和數(shù)值化，保證了土地利用數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性［4］。利用GPS進(jìn)行土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測，常采用GPS差分定位（包括實(shí)時動態(tài)差分和后處理差分）和手持式GPS接收機(jī)定位方法進(jìn)行，不同方式適用于不同的用途、精度和條件。在地域相對空曠、精度要求在1 m以內(nèi)，圖件比例尺在1∶2000至1∶10 000的土地利用變更調(diào)查中GPS技術(shù)大有可為。應(yīng)用中等精度、體積小、重量輕、價格適中、具有中文菜單提示的GPS-PDA產(chǎn)品進(jìn)行土地利用變更調(diào)查，是土地利用變更調(diào)查未來發(fā)展的趨勢。該技術(shù)具有工作效率高、測量精度高、費(fèi)用低的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)我國國土資源管理數(shù)字化的基礎(chǔ)之一［5］。

2.地籍測繪

地籍測繪是土地管理工作的重要基礎(chǔ)，它是以地籍調(diào)查為依據(jù)，以測量技術(shù)為手段，從控制到碎部，精確測出各類土地的位置與大小、境界、權(quán)屬界址點(diǎn)的坐標(biāo)與宗地面積，以及地籍圖的專業(yè)測繪工作。GPS用于地籍測量主要包括3個方面:GPS地籍控制網(wǎng)測量、GPS地籍圖測繪（GPS地籍細(xì)部測量）和GPS建設(shè)用地勘測定界。GPS地籍控制網(wǎng)測量是進(jìn)行地籍圖測繪、建設(shè)用地勘測定界和其他測繪工作的基礎(chǔ)和前提。應(yīng)用 GPS進(jìn)行地籍控制測量，GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對 GPS網(wǎng)精度的影響也很小，較其他方法效率好、精度高［6］。地籍細(xì)部測量是測定每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀、數(shù)量等。建設(shè)用地勘測定界工作，是指對采用征用、劃撥、出讓等方式提供用地的各類建設(shè)項(xiàng)目及農(nóng)用地轉(zhuǎn)用時，實(shí)地界定用地范圍、測定界址位置、確認(rèn)地類和權(quán)屬、計(jì)算用地面積以供國土資源管理部門審查報(bào)批建設(shè)項(xiàng)目用地的事務(wù)性、技術(shù)性工作使用。GPS RTK對于高精度的地塊邊界定位和大比例尺測圖非常適用，因此能夠滿足上述需要［7］。

3.土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃

規(guī)劃的基礎(chǔ)是掌握現(xiàn)狀，利用靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)GPS控制測量建立基準(zhǔn)控制網(wǎng)，基準(zhǔn)網(wǎng)建立之后，可在各基準(zhǔn)站上長期固定安置GPS信號接收機(jī)，作為永久型基準(zhǔn)站，然后利用多臺流動站進(jìn)行組合作業(yè)，從而大大提高工作效率，為城市規(guī)劃和土地利用規(guī)劃提供現(xiàn)狀圖和更新圖。在一些有條件的城市和地區(qū)，如深圳、天津，虛擬參考站（VRS）網(wǎng)絡(luò)的建立，不僅大大減少了GPS測繪的成本，極大地提高了測繪效率，而且對于建立數(shù)字城市和數(shù)字國家也具有重要意義［8］。

4.土地整理測繪

土地整理測繪是土地整理的各個階段土地測繪工作的總稱，包括項(xiàng)目區(qū)地形圖測繪、土地利用現(xiàn)狀圖測繪、規(guī)劃圖放樣、農(nóng)田土地平整測繪等內(nèi)容［9］。實(shí)踐和研究表明，GPS RTK技術(shù)對于比例尺為1∶10 000、1∶5000 或 1∶2000 的地籍圖測繪，碎部點(diǎn)（地類邊界、電力通信等基礎(chǔ)設(shè)施、陡坎、行政界線、權(quán)屬界線、控制點(diǎn)、獨(dú)立地物及其他要素）測量、規(guī)劃點(diǎn)放樣，精度完全符合要求，效率大幅提高。在農(nóng)田土地平整測繪方面，也能夠代替人工水準(zhǔn)儀方法［10］。

四、面向土地資源管理的GPS教學(xué)體系重構(gòu)

1.GPS教學(xué)體系重構(gòu)的指導(dǎo)思路與基本原則

土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)體系的重構(gòu)，需要綜合考慮GPS理論基礎(chǔ)、GPS測繪和GPS在土地資源規(guī)劃管理中應(yīng)用之間的關(guān)系。土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)必然要以GPS基礎(chǔ)理論（包括基本概念、定位原理、誤差理論等）和GPS測繪（包括GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)及實(shí)施、靜態(tài)定位、動態(tài)定位和測后數(shù)據(jù)處理等）為基礎(chǔ)，以GPS在土地資源管理、規(guī)劃和利用中的應(yīng)用為核心，以GPS在其他相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用為補(bǔ)充構(gòu)建“三位一體”的教學(xué)體系。

土管專業(yè)理論與實(shí)踐并重的學(xué)科屬性和GPS學(xué)科強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力的特性要求土管專業(yè)GPS教學(xué)體系的重構(gòu)必須遵守如下基本原則:

1）GPS教學(xué)體系的安排以服務(wù)于土地規(guī)劃管理和土地利用為根本出發(fā)點(diǎn)。

2）GPS教學(xué)體系的設(shè)置以理論基礎(chǔ)與實(shí)踐應(yīng)用并重為基本內(nèi)容。

3）GPS教學(xué)體系要安排好GPS定位的復(fù)雜原理、GPS測繪、GPS在土地資源利用規(guī)劃管理中的應(yīng)用之間的關(guān)系。

4）不同學(xué)科背景的土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)應(yīng)所有側(cè)重。

2.土管專業(yè)GPS教學(xué)課程內(nèi)容體系及基本要求

根據(jù)以上指導(dǎo)思想和基本原則，筆者首次提出主要以理論篇和實(shí)務(wù)篇為支撐的土地資源管理科學(xué)GPS教學(xué)內(nèi)容體系，并輔以拓展篇。

1）理論篇以GPS基礎(chǔ)與GPS測繪為主要內(nèi)容，包括:GPS與其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GPS的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)）、GPS衛(wèi)星信號構(gòu)成與衛(wèi)星軌道、GPS定位的基本原理與工作模式和GPS誤差理論與數(shù)據(jù)的測后處理等。這一部分旨在使學(xué)生掌握GPS定位的基本原理、熟悉GPS測繪的方案設(shè)計(jì)、操作模式和測后數(shù)據(jù)處理，了解GPS在測繪各分領(lǐng)域的運(yùn)用。

2）實(shí)務(wù)篇以GPS在土地管理各領(lǐng)域應(yīng)用為主要內(nèi)容，包括:GPS土地測繪的一般過程、GPS與土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測、GPS與地籍測繪、GPS與土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃、GPS與土地整理等。該部分旨在使學(xué)生熟悉GPS土地測繪的一般過程，掌握GPS控制網(wǎng)測量、GPS碎部點(diǎn)測繪、GPS測圖、GPS規(guī)劃點(diǎn)放樣等基本技能，并熟練地應(yīng)用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

3）拓展篇以拓展性GPS應(yīng)用為主要內(nèi)容，包括:GPS與農(nóng)業(yè)、GPS與林業(yè)、GPS與軍事、GPS與智能交通和現(xiàn)代物流等。該部分旨在幫助學(xué)生了解GPS在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，拓寬知識面，增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。

五、結(jié)束語

土管專業(yè)GPS教學(xué)所顯現(xiàn)的“測繪化”傾向目前尚未引起足夠的重視，逐步去“測繪化”未來應(yīng)作為該課程改革的主要方向。去“測繪化”不等于完全摒棄GPS測繪，而是以此為基礎(chǔ)重點(diǎn)突出其在土管各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)一種直接的應(yīng)用需求。面向土地資源管理的GPS教學(xué)內(nèi)容體系的合理內(nèi)核，尤其是實(shí)務(wù)篇內(nèi)容的不斷完善和充實(shí)，是未來需著重研究的問題。

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