GIS在《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論與實踐教學中的應用探討

張平　張濤　霍培書

【摘要】《環(huán)境規(guī)劃與管理》是環(huán)境科學與工程專業(yè)的主干課，具有很強的交叉性和實踐性。本文分析了《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程的特點，探討將地理信息系統(tǒng)GIS應用于這門課程理論與實踐教學中，以期提高教學質量，拓寬學生的專業(yè)視野，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識，使培養(yǎng)的人才更加符合社會的需要。

【關鍵詞】GIS 環(huán)境規(guī)劃 環(huán)境管理 理論實踐 教學探討

【基金項目】陜西省教育廳科研計劃項目資助（15JK1329）。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）01-0249-01

一、序言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一門綜合性學科，是在計算機軟、硬件的支持下，對地球空間中的地理分布數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息采集、管理、分析和表達的系統(tǒng)，是地理信息科學的核心[1-2]。地理信息系統(tǒng)與地理學、地圖學、遙感、數(shù)學和計算機科學結合，已廣泛的應用于資源管理、流域規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、土地利用、生態(tài)評價等不同的領域[3]，以及解決溫室效應、大氣污染、酸雨等全球問題?！董h(huán)境規(guī)劃與管理》作為環(huán)境科學與工程專業(yè)的一門主干課，其主要內(nèi)容是講授采用經(jīng)濟學、生態(tài)學和系統(tǒng)論原理，對人類自身活動和環(huán)境所做出的時間和空間上的合理安排，限制人類對環(huán)境質量的損害[4]。在教學過程中，既要加強課程所涉及到的不同學科理論知識的講解，還要結合案例分析與上機操作，將理論與實踐結合，使學生掌握專業(yè)技能?！董h(huán)境規(guī)劃與管理》有著明顯的地理空間特點，地理信息系統(tǒng)和該課程結合，符合全球環(huán)境的研究趨勢，可豐富和完善這門課程的案例分析方法和實踐技能，對于該課程的理論學習和實際應用有著重要的意義[5]。

二、《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程特點

結合《環(huán)境規(guī)劃與管理》教學經(jīng)驗，總結出該課程具有以下幾個方面的特點：

1.交叉性和實踐性強。

《環(huán)境規(guī)劃與管理》涉及自然科學和社會科學的較多領域，包括管理學、生態(tài)學、系統(tǒng)論、經(jīng)濟學、數(shù)學、水文學、城市規(guī)劃、地理學等多個學科的知識，具有很強的交叉性。該課程基于國家法規(guī)、政策、相關理論、數(shù)學模型、綜合分析方法，來開展流域水環(huán)境、城市環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的規(guī)劃與管理，具有很強的實踐性，在本科教學中要結合遙感、地理信息系統(tǒng)等技術，充分發(fā)揮GIS的地理信息挖掘與分析能力[6]。

2.規(guī)劃案例需要基于GIS技術。

在《環(huán)境規(guī)劃與管理》的教學中，需要結合GIS的插值分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡分析、三維分析、水文分析等技術[7]，滿足《環(huán)境規(guī)劃與管理》在流域水污染風險區(qū)識別、大氣顆粒物污染分區(qū)模擬與人群健康風險評價、城市土地利用規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境敏感性分析與安全格局評價等方面開展案例教學和研究的需要[8]。

三、基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論與實踐教學探討

1.基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論教學探討

（1）理論知識與案例分析并重。除了講授課本上的基本知識，還需要將近幾年相關的案例結合起來分析，使學生在學習和鞏固理論知識的同時，系統(tǒng)掌握案例分析的詳細步驟、重點和難點等，培養(yǎng)學生學習知識、分析問題、解決問題的能力。如流域水環(huán)境規(guī)劃案例，要求學生熟練運用資料收集法、現(xiàn)場調(diào)查法和遙感方法，獲取研究數(shù)據(jù)，掌握水文模型的特點、分類和操作注意事項，將水文模型與GIS結合，進行流域水污染模擬和預測、風險分區(qū)和情景模擬，使學生掌握專業(yè)軟件，并運用到實際問題的解決之中。

（2）將GIS和模型應用于規(guī)劃案例。

為了實現(xiàn)規(guī)劃案例的定量化、空間化和可視化，將GIS和數(shù)學模型結合是重要的解決途徑。模型的選取，應同時兼顧可獲取性、適用性和前沿性，拓寬學生的專業(yè)視野，了解學科動態(tài)前沿，關注熱點研究。如城市土地利用規(guī)劃案例，要讓學生了解土地利用變化是全球變化研究領域的前沿，開展城市土地利用規(guī)劃案例分析，可為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的宏觀決策提供支持這一重要意義。使學生重點掌握土地利用時空動態(tài)模擬CLUE-S模型的驅動因子的選取和設定、模擬單元的設置、土地利用轉化規(guī)則設定、土地利用需求量分配、模型驗證、情景模擬等關鍵技術，掌握城市土地利用規(guī)劃和格局優(yōu)化技能。

2.基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程實踐教學探討

在實踐教學環(huán)節(jié)，要求學生走出課堂，選定規(guī)劃內(nèi)容，將室外調(diào)查與室內(nèi)GIS分析相結合，做到理論聯(lián)系實踐。重視GIS上機課的操作練習，熟悉和掌握GIS的界面、基本操作、數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)編輯、地圖制作，打好扎實的基礎，學習GIS的矢量數(shù)據(jù)空間分析、柵格數(shù)據(jù)空間分析等，為專項規(guī)劃做好技術支持，真正掌握GIS與環(huán)境規(guī)劃編制思路和技術要領。

四、結束語

基于GIS的《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程理論和實踐教學改革探討，是為了開闊學生的專業(yè)視野，提高學生做規(guī)劃的動手能力，培養(yǎng)學生基于GIS進行規(guī)劃案例的空間分析、動態(tài)模擬和未來預測的創(chuàng)新意識，使培養(yǎng)的人才更加符合社會的需要。對于提高《環(huán)境規(guī)劃與管理》課程的教學質量，培養(yǎng)專業(yè)技術人才具有重要意義。

參考文獻：

[1]程結海，李偉，賈澤露.面向市場需求的GIS專業(yè)本科教學探討[J].地理空間信息，2010，（1）：154-156.

[2]蘭國新，陳國維，潘杰.環(huán)境科學專業(yè)特色的GIS課程教學改革研究[J].教育教學論壇，2014，（45）：236-238.

[3]李旭祥.GIS在環(huán)境科學與工程中的應用[M].電子工業(yè)出版社，2003.

[4]張承中.環(huán)境規(guī)劃與管理[M].高等教育出版社，2007.

[5]李旭祥.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學中的應用[M].清華大學出版社，2008.

[6]吳大放，姚漪穎，馮艷芬，等.基于GIS的《土地利用規(guī)劃學》課程教學實踐能力培養(yǎng)分析[J].教育教學論壇，2015，（2）：138-139.

[7]牟乃夏.Arcgis10地理信息系統(tǒng)教程[M].測繪出版社，2012.

[8]劉少敏，宋曉梅.環(huán)境工程專業(yè)“環(huán)境規(guī)劃與管理”專業(yè)課的教學方法探討[J].課程教育研究，2014，（28）：255.

作者簡介：

張平（1981-），男，陜西渭南人，講師，博士，研究方向為環(huán)境遙感、環(huán)境模擬、環(huán)境規(guī)劃與管理。