GIS開發(fā)課程綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

姜宇榕 劉彥文 周霞 何國(guó)松 湖北科技學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

一、引言

GIS與互聯(lián)網(wǎng)的融合催生了很多GIS軟件開發(fā)與服務(wù)類供應(yīng)商、互聯(lián)網(wǎng)地圖綜合性企業(yè)、共享模式的新型互聯(lián)網(wǎng)公司等。GIS開發(fā)人才是目前地理信息行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)壯大成熟急需的人才，GIS開發(fā)能力的高低是GIS專業(yè)學(xué)生就業(yè)擺在面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。學(xué)生不僅需要掌握開發(fā)的基本語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)的使用與開發(fā)、必備的開發(fā)平臺(tái)與框架，還需要掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的整個(gè)流程，以及獨(dú)立編寫程序代碼實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的能力。如果能在學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間，把教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)抓到位，設(shè)計(jì)良好的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)能力，可以為學(xué)生實(shí)習(xí)、就業(yè)提前打下一個(gè)很好的基礎(chǔ)。

目前很多學(xué)者在GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)、GIS二次開發(fā)、WebGIS課程方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面的探索[1-6]，取得了良好的效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了學(xué)生更好地理解理論知識(shí)和掌握實(shí)驗(yàn)操作。

二、GIS開發(fā)課程特點(diǎn)與綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

GIS開發(fā)課程是實(shí)踐性、技術(shù)性都很強(qiáng)的課程門類，除了理論知識(shí)的掌握外，還特別注重學(xué)生的實(shí)際開發(fā)能力，即實(shí)際編寫代碼的能力。在C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程中學(xué)習(xí)了C#語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、基本編程思想等，在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程中學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)庫(kù)的使用與簡(jiǎn)單的開發(fā)，在GIS軟件工程課程中掌握了GIS軟件工程的基本原理，相關(guān)方法和工具，在GIS二次開發(fā)課程中掌握了地圖基本操作、空間數(shù)據(jù)查詢與編輯、空間分析、專題圖制作和地圖輸出等基本功能的代碼實(shí)現(xiàn)及開發(fā)流程。

綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)旨在將所學(xué)課程的知識(shí)集成起來(lái)，運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，真正做到以點(diǎn)到面，從而具備GIS應(yīng)用軟件的開發(fā)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(一)綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選擇

學(xué)校實(shí)行短學(xué)期實(shí)習(xí)，綜合實(shí)習(xí)時(shí)間共2周。綜合考慮時(shí)間、難易程度等因素后選擇實(shí)習(xí)題目為實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能比較直觀，學(xué)生日常學(xué)習(xí)接觸較多，作為實(shí)習(xí)內(nèi)容的主題是不錯(cuò)的選擇。開發(fā)環(huán)境以調(diào)用GIS Objects進(jìn)行相關(guān)二次開發(fā)為訓(xùn)練主要目的，平臺(tái)選用ArcGIS Engine，開發(fā)環(huán)境選擇Visual Studio，數(shù)據(jù)庫(kù)選擇SQL Server，開發(fā)語(yǔ)言選擇C#，這些平臺(tái)軟件和開發(fā)語(yǔ)言都是上課學(xué)過(guò)的內(nèi)容，具體版本可靈活選擇。

(二)綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)實(shí)地勘測(cè)實(shí)驗(yàn)室，利用AutoCAD，繪制出實(shí)驗(yàn)室1樓和2樓的平面圖；(2)系統(tǒng)需求分析，與實(shí)驗(yàn)室工作人員溝通交流、查找資料；(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括功能設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)等。① 功能設(shè)計(jì)：錄入設(shè)備基本信息、導(dǎo)入設(shè)備基本信息excel表格、設(shè)備情況查詢、借用設(shè)備登記等；② 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(字段：ID號(hào)、設(shè)備名稱、設(shè)備編號(hào)、設(shè)備型號(hào)、購(gòu)置日期、單價(jià)、存放地點(diǎn)、管理人、設(shè)備照片、設(shè)備簡(jiǎn)介、借用人、借用狀態(tài)、借用日期等；字段類型：自主設(shè)計(jì))；③ 界面設(shè)計(jì)：自主設(shè)計(jì)，要求美觀、易操作；④ 資料調(diào)查與收集：調(diào)查每個(gè)實(shí)驗(yàn)室存放的設(shè)備情況，并收集設(shè)備照片、設(shè)備簡(jiǎn)介等；(4)空間管理功能的實(shí)現(xiàn)：①調(diào)用GIS相關(guān)控件，顯示實(shí)驗(yàn)室平面底圖；②實(shí)現(xiàn)地圖基礎(chǔ)操作功能，如：放大、縮小、平移、漫游、鷹眼功能等。③實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單查詢(圖查屬性、屬性查圖)功能；④實(shí)現(xiàn)工作空間管理功能，包括：目錄樹生成、不同層級(jí)右鍵功能，至少實(shí)現(xiàn)1-2個(gè)功能，如：打開、增加、屬性瀏覽等；⑤二維圖上設(shè)置查詢實(shí)驗(yàn)室熱點(diǎn)，點(diǎn)擊彈出新窗口顯示該實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的基本信息。(1)-(4)的完成成果為桌面版的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，也是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容部分。如果學(xué)生能較好地完成該部分實(shí)驗(yàn)，那么可以繼續(xù)進(jìn)行拔高實(shí)驗(yàn)，即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)版的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，設(shè)置登錄權(quán)限，利用網(wǎng)頁(yè)瀏覽實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。

2.實(shí)驗(yàn)成果要求

(1)編寫規(guī)范的開發(fā)文檔，主要包括：系統(tǒng)需求分析文檔、系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔(總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì))、系統(tǒng)開發(fā)實(shí)施文檔、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試文檔、系統(tǒng)幫助文檔等。

(2)提交系統(tǒng)代碼，系統(tǒng)程序完整、運(yùn)行流暢。

四、結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的GIS開發(fā)綜合實(shí)習(xí)方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為兩個(gè)層次，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和拔高實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)為必須達(dá)到的，拔高實(shí)驗(yàn)根據(jù)學(xué)生自身能力自行選擇開發(fā)。在以后的GIS開發(fā)綜合實(shí)習(xí)中，可以有更多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法嘗試。比如說(shuō)規(guī)定好GIS系統(tǒng)開發(fā)要求，發(fā)揮學(xué)生的自主性，靈活選擇系統(tǒng)開發(fā)主題，在實(shí)習(xí)過(guò)程中提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。