GIS在地圖學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用研究

柴玲　鄭慧　吳曉光

摘要：本文以高校地理科學(xué)專業(yè)為例，分析高校GlS在地圖學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，提出地圖學(xué)教學(xué)改革建議。闡明地理信息系統(tǒng)（GlS）在地圖教學(xué)中的應(yīng)用前景，將地理信息系統(tǒng)直接引入地圖學(xué)教學(xué)具有充分的理論依據(jù)和劃時代意義。

《地圖學(xué)》是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)技能課，是研究地理信息的表達(dá)、處理和傳輸?shù)睦碚摵头椒?，掌握有關(guān)地圖學(xué)的基本概念及基礎(chǔ)理論，能夠正確使用地形圖。隨著GIS應(yīng)用的不斷發(fā)展，GIS對地圖學(xué)教學(xué)要求不斷提高，傳統(tǒng)地圖學(xué)教學(xué)中的弊端越來越明顯，并且影響地理學(xué)科專業(yè)的發(fā)展。本文以高校地理科學(xué)專業(yè)為例，對GIS在地圖學(xué)教學(xué)改革中應(yīng)用展開研究。

一、地圖學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）教學(xué)注重理論、概念，輕視實踐、方法

許多高校地理科學(xué)專業(yè)的地圖學(xué)教學(xué)重視理論研究、基礎(chǔ)概念等內(nèi)容，缺乏教學(xué)實踐，輕視地圖學(xué)及地理信息系統(tǒng)硬件資源的建設(shè)。主要原因：一是缺少技術(shù)成熟的師資隊伍；二是缺少實踐教學(xué)所需設(shè)備儀器；三是地圖制圖、處理軟硬件設(shè)備較為昂貴，對管理和使用者要求較高。

（二）教學(xué)硬件設(shè)施薄弱

對于大部分師范院校來講，地理科學(xué)專業(yè)具有較強(qiáng)的師資隊伍和硬件設(shè)施，但也有部分高校是以地方財政支持為主。在目前各地政府財政吃緊的情況下，教育專項經(jīng)費(fèi)被壓縮的現(xiàn)象時有發(fā)生，地圖學(xué)教學(xué)和實習(xí)所用軟硬件設(shè)備都是老舊的、瀕臨報廢的器材，跟不上軟硬件更新的步伐。教學(xué)部分也只是對計算機(jī)制圖技術(shù)基礎(chǔ)概念、理論研究進(jìn)行簡單講解，缺少運(yùn)用現(xiàn)代化設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)手段運(yùn)用，學(xué)生缺少實踐操作的機(jī)會。

（三）地圖學(xué)與其他學(xué)科相互交叉

地圖學(xué)并不是單獨(dú)存在的課程，與計算機(jī)、自然地理、數(shù)學(xué)、人文地理、概率、統(tǒng)計、區(qū)域分析等課程、知識相互交叉。所以地圖學(xué)課程的設(shè)置首先考慮各課程的前后銜接及技能的培養(yǎng)。基本采取先開設(shè)基礎(chǔ)課程，滿足地圖學(xué)的計算、理論等要求。然后開設(shè)鋪墊地圖學(xué)教學(xué)課程，如自然地理、人文地理的相關(guān)課程。最后開設(shè)地圖學(xué)教學(xué)及應(yīng)用，充分發(fā)揮學(xué)科交叉的效應(yīng)，從而起到教學(xué)工具作用。

二、地圖學(xué)教學(xué)改革的應(yīng)用研究

（一）注重理論聯(lián)系實踐，以實踐應(yīng)用加強(qiáng)理論研究

地圖學(xué)是研究地圖理論、編制技術(shù)與應(yīng)用方法的學(xué)科，以圖形反映各種自然和社會現(xiàn)象空間分布的技術(shù)科學(xué)n，。地圖學(xué)作為一門技術(shù)性學(xué)科，應(yīng)更注重技能和實踐操作等方面的能力。所以，對高校地圖學(xué)課程設(shè)置的建議是先對理論知識進(jìn)行詳細(xì)的講解，然后是對應(yīng)用和實踐進(jìn)行全面的實踐，使學(xué)生在用圖、識圖、編輯等方面得到更多的歷練。

（二）加強(qiáng)師資隊伍的專業(yè)技能培養(yǎng)

GIS是地圖學(xué)的理論、功能、方法和技術(shù)在信息時代的應(yīng)用和延伸。對于高校地圖學(xué)教師而言，首先應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識的培養(yǎng)，掌握推導(dǎo)地圖學(xué)中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)部分的相關(guān)公式。其次是加強(qiáng)教師實踐操作技能的培養(yǎng)，熟練掌握制圖軟件，如ARCGIS、ENVI、MAPGIS、Photoshop、ERDAS等軟件的操作和應(yīng)用原理。分析地圖學(xué)教學(xué)未來發(fā)展方向，熟練地將GIS技術(shù)、方法與地圖的使用相結(jié)合。

（三）完善配套教學(xué)實踐條件

地圖學(xué)是一門技術(shù)性課程，具有較強(qiáng)的實踐操作性。實習(xí)一般占地圖學(xué)課程教學(xué)一半學(xué)時。針對地圖學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，開設(shè)地圖學(xué)的高校必須具備實踐教學(xué)的條件，尤其是伴隨著現(xiàn)代化計算機(jī)技術(shù)的更新和換代，數(shù)字成圖技術(shù)逐漸成為地圖學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)，完全實現(xiàn)GIS與地圖的結(jié)合。地圖學(xué)實驗室以大型繪圖儀、掃描儀、圖像處理工作站、矩陣存儲空間等構(gòu)成。這些實驗室所需的設(shè)備造價較為昂貴，為使培養(yǎng)的人才具有時事性和專業(yè)性，建議逐步完善配套教學(xué)條件。同時，在地圖學(xué)教學(xué)的過程中，也不可完全依賴于信息化手段，還應(yīng)加強(qiáng)傳統(tǒng)手段與信息化手段相結(jié)合，這有助于對地圖學(xué)的理論、技術(shù)的理解和實踐。

三、GIS在地圖學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用

（一）GIS概況

隨著計算機(jī)新技術(shù)、信息技術(shù)的更新?lián)Q代，產(chǎn)生了新形式的數(shù)字地圖和生產(chǎn)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）。GIS是計算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和不同的技術(shù)組成，GIS系統(tǒng)主要是針對空間數(shù)據(jù)的收集、管理、處理、分析、建模和顯示，為了解決復(fù)雜的空間規(guī)劃和管理。GIS是一個綜合性的、新型的學(xué)科，集計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體。GIS具有空間信息儲存和信息傳輸?shù)鹊墓δ埽c傳統(tǒng)地圖或者紙質(zhì)相比而言，現(xiàn)代GIS具有空間信息存儲量大、功能強(qiáng)、精度高等特點(diǎn)，尤其在空間分析、實時監(jiān)測等方面的優(yōu)勢更為突出。

（二）G15在地圖學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用

1.GIS與地圖學(xué)的聯(lián)系

GIS與地圖學(xué)二者同屬于地理科學(xué)的不同課程，二者既存在聯(lián)系，又存在著區(qū)別。一是GIS具有強(qiáng)大的功能，即空間分析能力，國土、林業(yè)、交通、草原和水利等部門利用GIS實現(xiàn)一張圖、資源監(jiān)測、執(zhí)法檢查、空間設(shè)計等，與地圖學(xué)的內(nèi)容密切相關(guān)；二是GIS是對地圖的空間信息數(shù)據(jù)收集、存儲提供手段，同時也是實現(xiàn)空間位置與地圖部局的完美對接；三是GIS空間信息可視化的效果展示即為地圖。

2.GIS引入地圖學(xué)教學(xué)

地圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代地圖學(xué)的發(fā)展水平，展示GIS與地圖學(xué)結(jié)合的創(chuàng)新性、跨時代性。許多地圖學(xué)教學(xué)分為理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分，理論教學(xué)注重的是原理、方法等內(nèi)容的教授。同時教材內(nèi)容應(yīng)包含遙感影像釋譯、計算機(jī)制圖和成圖及GIS軟件系統(tǒng)功能模塊等相關(guān)內(nèi)容。在講授地圖坐標(biāo)系、投影的計算等教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)時，可采用GIS軟件和理論知識相結(jié)合進(jìn)行展示，直觀的表達(dá)而且易懂；實踐教學(xué)部分應(yīng)從介紹手工制圖開始，加強(qiáng)計算機(jī)輔助制圖的訓(xùn)練力度。比如利用TM影像圖為底圖進(jìn)行辨認(rèn)識圖能力和數(shù)字化過程的判讀能力。為了保證輸出高層次的人才，以及拓寬學(xué)生的知識領(lǐng)域，介紹和學(xué)習(xí)當(dāng)前普遍應(yīng)用的GIS軟件，如ARCGIS10.0、MapGis6.7、ENVIS.0等軟件要素和專題符號。具有針對性地學(xué)習(xí)幾種常用的地圖制作方法和應(yīng)用基礎(chǔ)。

3.GIS引人地圖學(xué)實習(xí)

地圖學(xué)教學(xué)非常重要的一部分就是實習(xí)過程，通過實踐來鞏固課堂所學(xué)理論知識。當(dāng)前和今后一段時間，新的教學(xué)理論都更注重于學(xué)生的動手實際操作能力，地圖學(xué)教學(xué)不僅掌握地理理論知識，而且還需具備觀察和分析周圍地理事物的能力，利用GIS手段將收集到的資料形成空間分布。

四、總結(jié)

總之，目前高校地理科學(xué)專業(yè)地圖學(xué)教學(xué)存在著一些不足。尤其在適應(yīng)社會發(fā)展，在高速更新?lián)Q代的人才培養(yǎng)方案等方面存在不足。有必要對高校地圖學(xué)設(shè)置進(jìn)行深入的探討，教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理配置研究，結(jié)合國內(nèi)外GIS發(fā)展技術(shù)，發(fā)揮各學(xué)科的優(yōu)勢以輔助地理科學(xué)專業(yè)的地圖學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)出一批創(chuàng)造型人才，具有地圖學(xué)理論知識和實踐能力。GIS與地理科學(xué)專業(yè)地圖學(xué)教學(xué)相結(jié)合，能充分發(fā)揮先進(jìn)的GIS技術(shù)手段，能適應(yīng)新時代地圖學(xué)發(fā)展的新要求。地理信息系統(tǒng)（GIS）與地圖學(xué)教學(xué)相互結(jié)合，更具有充分的理論依據(jù)和現(xiàn)實指導(dǎo)意義。