序论：在您撰写地理信息科学论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的1篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
[关键词]地理信息科学；GIS；实践教学；词频分析
1引言
除运用文献资料调研、数理统计等常规研究方法之外，本文重点使用社会网络分析方法。社会网络分析（SocialNetworkAnalysis）是由社会学家根据数学方法p图论等发展起来的定量分析方法。该方法目前在教育领域应用比较广泛。
3结果与分析
图1显示，国内GIS实践教学研究领域的成果数量和学术共同体规模从总体上呈现波动起伏中的增长态势。从其走势来看，2002―2014年这13年间的国内GIS实践教学研究可分为3个阶段：2002―2005年为起步阶段；2006―2009年为缓慢增长阶段；2010―2014年为快速增长阶段。3个阶段的发文量分别为14篇、47篇和131篇，各占本数据集文献总量的7.29%、24.48%和68.23%；作者人数分别为26人、117人和334人，占本研究领域作者总人次的5.45%、24.53%和70.02%。由此可以看出，2010―2014年是国内GIS实践教学研究最为活跃的时期，其原因主要是国家各级部门对高校实验实践教学的重视和社会对地理信息学科人才的需求。2007―2015年教育部连续出台了教高〔2007〕1号、教高〔2007〕2号[2]、教高〔2011〕6号[3]、教高〔2011〕1号[4]、教基二〔2014〕4号文件，强调了大力加强实验、实习等实践教学环节，推进实践教学内容、方法、手段及人才培养模式的改革与创新。系列政策措施的相继出台，在很大程度上促进了国内高校对实践教学的重视，为实践教学研究注入了活力，进而催生国内GIS实践教学研究的繁荣。
3.2国内GIS实践教学研究的机构和作者分布特征
13年来，国内GIS实践教学研究领域共有非重复作者301人，分布于多个不同层次的研究机构。其中发文量在5篇以上的有郑贵洲（7篇）、田雨（5篇）、卢秀山（5篇）、晁怡（5篇）、袁艳斌（5篇）。高产作者人数较少，发文量也偏低，创新点较少，缺乏突破性和前瞻性，这表明国内GIS实践教学研究领域学术共同体的规模偏小，缺乏创新和实践。95个研究机构中发文量在5篇以上的有9个，分别是测绘科学（14篇）、地理空间信息（10篇）、测绘通报（9篇）、测绘与空间地理信息（8篇）、中国电力教育（7篇）、教育教学论坛（7篇）、科技信息（6篇）、首届地理信息系统专业教育研讨会论文集（5篇）、测绘工程（5篇）。它们可称为国内GIS实践教学研究领域相对高产的机构。总而言之，国内地理信息系统虽然兴起20年之久，在近些年呈现出快速增长的趋势，但总体来看，仍属于一个比较偏僻的研究领域，研究力量分布较为分散，领军人物缺失，创新能力不足，学术集散中心尚未形成。
3.3国内GIS实践教学研究的热点分析
通过仔细观察图2高频词共现关系，结合上表关键词词频分析发现，国内GIS实践教学研究主要围绕教学改革、实践教学、培养模式和课程体系等问题展开，这几个方面是实践教学研究的热点。
为揭示国内GIS实践教学研究热点的形成与演化态势，我们绘制了总词频15次以上热点关键词的历时性演变趋势图（见图3），以窥探国内教学改革研究的未来发展趋势。
4结论
（1）从国内GIS专业实践教学研究领域的发文量和学术共同体规模上来看，呈现出波动起伏中的增长态势；从总体规模上来看，研究成果不明显，学术共同体的规模不太可观。
（2）国内GIS专业实践教学研究的热点领域主要包括实践教学改革、实践教学、培养模式3个方面，是从宏观角度把握研究方向，细致的具体实施过程涉及较少。
【关键词】MOOC地理信息科学Coursera平台
一、全球MOOC的发展
2012年是MOOC发展最为迅速的一年，纽约时报称之为“MOOC之年”[5]。若干有着雄厚资金并且和全球顶尖大学合作的MOOC平台开始出现。其中，Couresa、Udacity及Edx是全球范围内最具影响力的三大MOOC平台[6]。Coursera平台由美国斯坦福大学两名计算机科学教授创办，是目前全球知名度也最高、用户最多的课程平台。汇集了包括耶鲁大学，斯坦福大学在内100多所名校的MOOC课程，国内的北京大学、上海交通大学、复旦大学等高校也在Coursera平台上课程。Coursera是一个比较综合的平台，涵盖各种学科，主要以英文课程为主。2012年5月哈佛大学和麻省理工学院联合创办Edx平台，超过70多家大学、非盈利机构及公司在Edx平台上课程。截至2016年5月份，超过7百万学生在线注册学习了700多门课程。Udacity是一个私立教育组织，主要从事线上学习，Udacity网站于2012年2月推出，课堂涵盖计算机科学、数学、物理学、统计学、心理学等，且以计算机课程为主。不过，Udacity也开始尝试向职业教育培训方向转型发展，对课程的学习进行收费。
随着美国高校主导参与的MOOC的蓬勃发展，世界其他国家和地区也开始自己的MOOC平台建设。英国主导的首个MOOC平台FutureLearn于2012年12月成立[7]。截止目前，共有83家英国和全球合作伙伴。不同于其它MOOC平台，FutureLearn除了合作高校外，还包括了一些非大学合作伙伴，包括：大英博物馆、英国文化协会、英国图书馆等众多机构。OpenUniversitiesAustralia（OUA）是位于澳大利亚的高等教育机构，其Open2Study在线平台于2013年3月份正式上线，已有超过60万的学生注册学习。此外，还有法国的FUN平台、西班牙的MIriadaX平台、日本的Gacco平台等，都各具特色。
纵观全球各国的MOOC平台，它们均提供学习课程的网络平台，全部教学资源，定期开课，按时布置作业和测验，强化师生互动等。这些海量、优质的教学资源对我国开放课程建设具有参考意义，同时也可以成为高校教师进行自我学习和课程教学改革的重要途径[9]。
在Couresa平台上，加州大学戴维斯分校于2016年推出GIS专项课程，该专项课程是全球MOOC上的首个GIS专项课程，包含“GIS基础”，“GIS数据格式、设计与评估”，“地理空间和环境分析”，“影像、建模及应用”4门课程和一个“地理空间分析毕业项目”。
全球卫星导航系统（GlobalPositioningSystem，GPS）是GIS本科专业的必修课程。Coursera平台上，全球顶尖的斯坦福大学GPS研究实验室开设了一门，“全球定位系统：卫星导航入门，使用智能手机与全球实验室互动”（GPS：AnIntroductiontoSatelliteNavigation，withaninteractiveWorldwideLaboratoryusingSmartphones）的课程。课程主讲教授是斯坦福大学PerEnge教授和FrankvanDiggelen教授，PerEnge教授是斯坦福大学工程学院教授、斯坦福大学GPS研究实验室主任、美国国家工程院院士。本课程主要介绍了GPS的基本工作原理，并介绍卫星导航在我们生活方方面面的不同用途。通过生动的在线讲课，以及利用支持GPS的智能手机或平板进行的一系列试验，学生将能够把在线学习和现实中的实践联系起来。该课程内容分为6个模块，包括：GPS如何工作、伪距、卫星轨道和信号、接收机设计基础、辅助GPS、GPS现代化及其他卫星导航系统。
GIS技术在国防军事领域发挥着重要的作用。地理情报数据的分析和利用的需求比以往任何时候都更加重要，而地理信息系统具有强大的分析功能，将GIS功能与地理空间情报融合在一起，形成了新的技术地理空间智能（GeospatialIntelligence，GEOINT）。宾夕法尼亚州立大学在Coursera上也推出了“地理空间智能分析和及其影响”（GeospatialIntelligenceandtheGeospatialRevolution）课程。课程主要介绍了GEOINT在商业、执法和国防中的应用。在这门课程中，学习者将体会到GEOINT的价值，将学习如何通过使用GEOINT工具和谍报来设计和执行地理空间分析项目。这门课程专为想要学习GEOINT基础知识的人士而设计，但并不适合地理空间智能分析专业的学生。
此外，Coursera平台上还有明尼苏达大学于2014年开设的“从GPS和谷歌地图到空间计算”（FromGPSandGoogleMapstoSpatialComputing）课程。本课程主要介绍空间计算的概念、算法、编程、理论和设计，例如全球定位系统（GPS）、Google地图、基于位置服务（LBS）和地理信息系统（GIS）。学习如何收集、分析和可视化自己的空间数据集，开发更好的位置感知技术等。同样由于目前该课程并没有开设新学期教学的计划，Coursera平台上的该课程学习资源现在不能访问。
三、总结
【摘要】《遥感数字图像处理》课程实践性较强，如何更好地激发学生自主学习理论知识并培养动手能力是该课程课堂实践环节中最重要的目标之一。本研究在分析本课程特点和教学现状的基础上，将“团队研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中，构建了以学生为主导的实践教学体系，在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果。
【关键词】遥感数字图像处理团队合作问题导向地理信息科学
一、课程特点和教学现状
1998年教育部新增地理信息系统（GIS）本科专业后，我国GIS教育发展形势空前活跃。目前，国内已有近200所高校开设了地理信息系统专业，逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案（石永明，2011）。其中，遥感系列课程（遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用）成为GIS专业课程体系中的重要模块。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息，可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数，在遥感技术应用中占有十分重要的地位。
二、实践教学内容调整
1.调整课时安排
2.补充教学材料
3.推进学科交织
遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）构成了“3S”综合应用体系，遥感作为该系统最重要的数据源，与其他学科结合紧密。学生已初步具备了GIS和GPS的基本知识和操作技能。因此，教师适时地运用视频、图片等多媒体方式将“3S”实际应用的案例穿插在理论讲授过程中，让学生了解遥感图像处理在整个“3S”应用体系中的作用和技术要求，以及RS如何与GIS和GPS衔接与集成。此外，积极引导学会学生触类旁通、举一反三，不仅要知道怎么做，而且知道为什么做，同样的方法还能够解决什么问题，碰到类似的问题时自己是否能够独立解决等等，这对学生日后面对实际工作、解决实际问题具有极大的帮助。
三、实践教学方法改革
1.构建任务导向式的实践教学模式
2.培养学生团队合作意识和能力
实践教学活动在我校综合实验楼GIS机房中进行，作者本学期所带的GIS132班共计29人，按照自愿结合的原则，分为10个小组（除第十组为2人外，各小组均为3人）。同一小组的同学座位相邻，便于交流。每人一台计算机，保证操作的独立性。
之后教师课堂任务，学生以小组为单位开展实践。由于最终的考核是以小组为单位，所以组内的每位成员都需按时完成任务，且保证质量，小组内部就会产生一种你追我赶的学习状态，每个学生都不想因为自己的落后而影响整个小组。从而在小组内自发形成“快带慢、快帮慢”的学习模式。此外，在任务完成质量同等的前提下，教师将对先完成任务的小组给出较高的分数，各小组间也形成了竞争模式。先完成的小组可以帮助进度较慢的小组，这种帮助其他同学完成任务的过程也会让先完成的同学获得成功的体验，形成“任务一出，大家争相完成”的学习氛围。
3.改革学习考核评价方法
本研究运用上述授课形式，对GIS132班进行了教学模式改革的尝试，学期末通过对学生进行的调查问卷，获取了学生对知识掌握的情况及对该授课方式的意见和建议。最终，综合学期考勤记录、学生课堂表现记录和期末调查问卷，得到课堂实践教学模式改革的整体效果评价，结果显示：（1）学生出勤率较高，完成作业情况较好，课程学习的积极性较高：全班共计29人，本课程包含13个教学周，总计旷到1人次、请假2人次、迟到5人次；课后书面作业5次，总计4人次未按时提交，作业正确率较高。（2）学生对知识点的掌握更为牢固，调查问卷显示90%以上的学生认为通过本学期的学习，掌握了遥感数字图像处理的主要步骤和方法，了解了实际应用的领域。（3）课堂实践教学模式取得了较好的效果，全班认为“问题导向型模式”和“小组协作型模式”有助于课堂理论知识的巩固和实践操作技能的提高的比例达到100%。
四、结语
《遥感数字图像处理》课程是地理信息科学专业本科生的专业必修课，在整个课程体系中占有重要地位。该课程在理论和方法的课堂教学之外更加强调学生的实践能力，因此该课程的课堂实践教学显得尤为重要。本研究探索性地将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中，构建了以学生为主导的实践体系，同时编制《遥感数字图像处理实验手册》。该教学模式在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果，。今后的教学改革中，如能将该模式与翻转课堂等其它先进的教学模式进行合理地组合，将开创《遥感数字图像处理》课程课堂实践教学的新模式，进一步提高学生自主学习的效率，并有助于探索出一套适合GIS本科生实践技能和创新能力培养的开放式的综合教学体系。
摘要：地理信息科学专业是新兴的专业，基于国家需求，高校信息科学专业取得快速发展，我国GIS专业人才也呈现多元化人才培养的趋势，结合各高校地理信息科学专业目前存在的问题，从GIS专业教学方法改革、专业课程体系设置、人才培养模式转变等方面进行探讨，以期对高校地理信息科学教育发展有一定借鉴意义。
关键词：地理信息科学课程设置人才培养模式
一、地理信息科学专业课程设置存在的问题
地理信息科学专业人才培养应适应社会发展和经济建设需要，培养学生应该具备的的基本理论与综合技能，使毕业生能在高等学校或科研单位从事教学和科学研究，能在城市、环境和规划管理等领域从事有关的应用研究。目前GIS专业的课程设置还停留在表面知识的讲解上，并没有真正进行课程间的相互衔接和理解，主要表现在两个方面。
（1）从就业需求上没有达到企业的要求标准，高校的教学内容只是停留在知识表面上，用“泛”字可以概括，对GIS软件的操作不够熟练，更谈不上二次开发；程序的编写，也只是停留在基本程序的设计上，根本谈不上对于GIS的研发。
（2）从培养模式上和培养目标上看，20世纪90年代的地理信息系统专业迅速在中国高校中兴起，依托着以地理学为基础，教师队伍的专业性素质不强，使得大学本科生在软件应用方面，动手能力没有大专、高职的学生强，而软件开发的能力却没有计算机专业的学生强，这就导致了目前高校地理信息系统专业的学生就业“高不成、低不就，跳槽多”等现象。所以地理信息系统课程的设置改革及人才培养模式研究迫在眉睫。
二、教学方式方法改革
GIS专业是跨多个学科的综合性学科，这里不仅要求对其课程设置进行必要的有针对性的改革，同时也应该从教师队伍的学科体系建设方面进行一系列的改革，可以对部分专业课进行有针对性的座谈，邀请专家进行互动式的教学活动。聘请GIS软件开发人员与学生进行定期交流，了解国内外最新GIS软件发展趋势及公司的需求，比如超图公司举办的超图杯中国大学生GIS软件开发大赛，交流开发经验与心得，鼓励学生参加大赛，即提高了学生的开发能力，又为学生的就业增加了机会。鼓励专任教师积极申报省部级课题，整合GIS专业发展过程中存在的问题，并进行教学改革，都是一些不错的教学形式和方法。
三、GIS专业课程体系设置研究
社会在发展，教学内容必须与时俱进。为此，我系制定了地理信息系统专业的《学科基础课程建设实施方案》。由于GIS是一个非常年轻的专业，更是一门发展非常迅速的学科。1998年国家学位委员会才将其列入本科专业目录。到目前为止《地理信息系统专业指导性专业规范》仍处于调研与讨论过程中。因此如何制订出适合社会需要的GIS专业培养方案是课程体系改革工作的重点。
四、GIS专业人才培养模式转变研究
在人才培养模式方面，旅游与地理科学学院地理信息科学专业经历了从“教学”型向“教学-科研”型转变的过渡时期。近几年来，我院地理信息科学专业纵向课题项目“从无到有”，直接或间接地促进了GIS产业化，增强了专业教师及学生实践能力的培养；尽管取得一定的成绩，但缺少与社会紧密联系，还没能形成“教学与科研”相结合模式，到目前为止，还没有一项横向课题项目。因此地理信息科学专业要加强与地方政府、行业部门的联系，促进我院GIS产业和信息化的发展。同时，鼓励专业教师积极申报校级教研项目，通过校级项目的申报，可以整合GIS专业教学发展过程中存在的一些问题，通过发现问题，并采取相应的措施，不断完善GIS专业教学改革，这对专业人才培养极为有利。
五、结语
在“数字化时代”契机下，GIS专业得到极大发展。据不完全统计，全国有近百所高校开设了GIS专业，这对于GIS专业人员就业而言，是机遇，也是挑战；在面临着人才市场的激烈竞争，很有必要调整专业能力培养思路及理念；培养GIS专业理论与实践结合相能力，是当前GIS专业人才培养发展的必然。
关键词：地理信息科学;课程体系;数据库技术;教学改革
0引言
数据库技术是大容量海量数据的有效管理手段，能实现石油企业海量数据的安全共享与存储管理。无论是早期的地图学与地理信息系统，还是目前的地理信息科学，空间数据库作为空间信息的有效管理手段，数据库技术课程教学大纲的制定一直是教学教改的重点。本文结合石油地质勘探的专业背景，针对数据库技术课程教改展开探讨[4-5]。
1现状与存在的问题
⑴总学时占比过高
现有的课程“数据库原理”的课时为56，学分3.5，“数据库运用技术”的课时为64，学分4，两门课程总学分高达7.5，占专业核心课程总学分的23%，极大地挤压了程序设计、GIS技术等方向课程的学时数，同时也增加了学生的负担。
⑵教学重点不突出
⑶教学内容特色不明显
2数据库技术教改
2.1课程调整
2.2教学目标
在数据库技术课程与学时的调整基础上，进一步明确“数据库原理与应用技术”的教学目标，使学生通过课程的学习，理解关系数据库的基本原理，并掌握主流数据库平台SQLSERVER的应用技术，掌握基于SQLSERVER的数据库及逻辑对象的创建，重点掌握存储过程与触发器的数据库编程，能利用其解决石油行业的海量数据存储管理的需求，明确数据库安全管理的实现机制，能基于SQLSERVER实现石油行业数据的安全控制。
2.3教学内容
重新整合了原有的“数据库原理”、“数据库运用技术”两门课程的教学内容，设置了新课程“数据库原理与应用技术”的教学内容。压缩了数据库原理的教学内容，剔除了关系代数等难度大、实用性不强的教学内容，突出了T-SQL语言基础、存储过程与触发器等数据库编程等内容的地位，增加其课时，进行重点教学。并且，针对地理信息科学专业特点，补充了空间数据库内容，针对石油勘探开发专业背景，增加了数据安全管理教学内容。
2.4教学方式与手段
为了提高教学效果，在“数据库原理与应用技术”的教学过程中，采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式，培养学生的实践动手能力，使学生能从真正意义上掌握一种商业数据库SQLSERVER的应用。同时，为了顺应社会知识传播技术的发展，在教学过程中，采用多媒体+板书的模式，多媒体信息量大，并且方便现场演示教学，板书能强化学生对重点知识的掌握，记录教学过程中的重点教学内容。
3教改效果分析
数据库技术教改在2011级学生中开始实施，基于学生的理论课程成绩，分析难度系统与往年相当的考题，平均成绩由原来2010级学生的72，提升至79分，教学效果提升明显;基于学生的课程设计大作业情况，学生能更加顺利地完成数据库课程设计，质量有显著提高;针对2010级、2011级学生展开问卷调查，学生对数据库的实践应用更感兴趣，对过于基础的关系原理等内容，感觉枯燥，学习起来比较吃力，验证了此次数据库教改的效果。
通过地理信息科学专业数据库技术教学改革，我们取得了以下的认识与结论。
⑴教学目标要适应专业背景和发展需求，针对我校石油地质勘探专业背景，修正了数据库技术的教学目标，以数据库技术的应用为重点。
⑵教学内容要根据学生情况制定，针对我校普通高校的地位，生源质量，制定合理的教学内容，提出关系代数等，对数据功底要求过高，行业应用价值不大的教学内容，突出重点，提升教学效果。
⑶教学方式要多样，采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式，将理论教学与实践紧密结合起来，增强学生动手能力的培养。
⑷教学手段要与时俱进，采用多媒体+板书的，发挥多媒体教学信息载荷大，能现场演示教学的优势，同时配以传统的板书，能加深学生对关键知识点的理解与记忆的优势，传统板书和快捷多媒体相配合，提升课堂教学效果。
【摘要】地理信息系统的发展为城建档案由传统模式向数字模式的转变带来了契机，并创造了档案管理手段革命性变更的条件，也促成了我区建设档案室地下管网地理信息系统的诞生，为我区地下管网数据入库和查询，提供一种高效、快捷的解决方案。
【关键词】地理信息科学地理信息系统地下管线数字档案
1.系统总体架构
根据软件需求分析，软件系统中的表示逻辑、业务逻辑、后台数据库被分离为三个不同的层次，各司其职。表示逻辑负责用户界面及信息的输入、输出，业务逻辑负责事务处理，后台数据库负责业务逻辑中的数据持久保存。三个层次通过网络分布环境下的标准协议TCP/IP连接。
数据层是是业务的数据视图，是业务处理的基础；业务逻辑层是业务本身的逻辑表达，业务逻辑通常是不断变化的；表现层是业务逻辑图形化的表达，是用户参与系统的界面。
系统体系架构要考虑的核心是将数据层、业务逻辑层、表现层分离，保持它们的独立性，以便使系统能很好地适应未来的变化和扩展。利用接口的方式将三层之间松散耦合起来，这样当每一层单独改变时不会影响其它层的运作。
总体上系统包括三个层面，数据层、业务逻辑层、表现层。它们的关系如下图所示：
2.系统的功能结构
2.1数据的管理功能
管线数据和属性数据的采集、输入、建库以及维护。
系统具有对普查所获得的数据进行预处理能力，能够方便、有效、快速地把普查获得的数据转换为系统所需要的数据格式，从而进入系统。
管线图与地形图绘制，图形库与属性数据库双向更新。
系统具有海量图库管理能力。可对辖区内的任意图幅统一管理，进行各种操作（增加、删除、检索等）。
系统建立点、线属性库，可任意增加、删除、修改属性库结构字段，可对数据库中的记录进行增加、删除、修改、查询操作。
2.2综合查询、统计功能
按道路名、对象类型、专业、图号、对象的属性字段、空间位置等查询任意范围的管线及附属物。
2.3管线工程规划管理功能
管线竣工后将有关符合《宝安区城建档案室地下管线数据导入规范》的测量成果数据，经计算机差错、录入，转换入库。
对现状管线数据库进行修改与更新操作。
系统基本功能由十大模块组成，包括管网管理、辅助设计、三维图形处理、数据导入导出、图形打印、资产统计、系统管理、系统帮助。其功能结构如下图：
图2.1系统功能结构图
3.系统的主要应用
3.1数据快速入库
宝安区地下管网地理信息系统是一个面向城市的、现代化的、数字化的包含各种市政专业管线的综合管线信息系统。系统不仅能够记录历史数据，并在日常管理中及时对各专业管线数据进行更新、维护，实现地下管网信息的动态更新。
系统在数据导入方面采取了多种手段，面向档案系统目前以数据表转换导入的方式为主。在充分考虑已有竣工测量资料的基础上，专门为本区定制了以工程技术要素表为原型的数据导入工具。通过对包含有各种专业管线节点坐标、埋深和材质等全方位信息的工程技术要素表的读取，生成管线及管线设施的图形和属性表，并在检查无误后直接入库。这将大大简化工程数据的导入程序，同时提高了录入效率。另一方面，为保证工程技术要素表的准确性和完整性，系统将对档案审查单元提出更高的要求。
3.2综合查询输出
4.系统应用的优势
有别于专业管线GIS系统，该系统着重于档案管理方面，对分析和三维方面要求较低，相反对于和传统档案的挂接方面则要求更高。通过本系统不但能够向专业管线那样，按照图形要素查询，还可以通过建设、施工、设计、监理单位等工程属性查询和统计，一定条件下甚至可以通过这类查询调看该工程的文字扫描资料。这也是数字城建档案馆不可或缺的重要部分。
5.系统应用的社会效益
5.1服务的快捷性和多样性
5.2优化资源配置
目前大多数城市地下管网都是多头管理的状况，国土部门每年要花大量经费在管线的后期探测上，造成了大量公共资源的浪费。建设部如果城市建设主管部门，在工程竣工的同时把数据收集上来，通过数据共享的方式传输给国土部门作为补充，那么每年将节省大量的社会公共资源。
建设部第136号令第四条明确规定，建设单位在申请领取建设工程规划许可证前，应当到城建档案管理机构查询施工地段的地下管线工程档案，取得该施工地段地下管线现状资料。地下管网系统的建立和应用更能强化体现这一政策意图。将有效的提高查询输出质量，更好的为新项目开工准备提供服务。一定程度上减少或避免因盲目施工而造成地下管线被挖断的事故出现，降低因事故带来的资源浪费和社会不利影响。
与时俱进培养地理信息科学拔尖创新人才
摘要：科学技术的发展和人才需求的变化对地理信息科学专业人才培养模式的创新提出了新的要求。秉承南京大学人才培养的优良传统，与时俱进，走过了“专题地图编制与地图集设计-计算机地图制图-地理信息系统与遥感-地理信息科学”的拔尖创新人才培养道路，形成了南京大学地理信息科学专业人才培养的鲜明特色，为国家和社会输送了大量高端地理信息科学人才。
关键词：地理信息科学；拔尖创新人才；培养模式
地理信息科学是集地理科学、测绘学、遥感学、空间科学、环境科学、计算机科学等学科为一体的新兴学科，已经深入到社会经济生活的各个领域。特别是进入新世纪以来，随着嵌入式软件、云计算、大数据、导航定位与位置服务、数字地球、智慧城市等技术的不断发展，已促使地理信息科学向着集成化、产业化和社会化方向迈进，而且与办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合，构成了综合的信息技术。大数据时代的地理信息科学应用已经渗透到国土资源、水利、农业、林业、城市规划、环保、交通等多个国民经济部门，并成为国家空间信息基础设施和智慧城市建设的关键技术和重要组成部分[1]。
随着地理信息科学技术与产业的高速发展，对相应人才的需求与日俱增，地理信息科学教育事业也进入了蓬勃发展期。人才培养是地理信息科学发展的前提和基础，高等院校则是培养高水平地理信息科学人才的摇篮。为了全面贯彻落实国家教育规划纲要（2010-2020年）和人才发展规划纲要（2010-2020年），促进高等教育面向社会需求培养高素质、高技能人才，全面提高地理信息科学人才培养质量，造就一批创新能力强、适应快速经济社会发展需求的理论创新和高端应用人才，地理信息科学专业面临着如何培养拔尖创新人才这一重要命题[2]。
南京大学地理信息科学学科由原地图学专业发展而来。地图学专业是在陈述彭院士的支持下，李海晨教授于1957年创办的，是当时国内综合性大学中唯一的地图学专业。最早招收的地图学专业学生是从1956年入学的地理系学生中选出的，1961年向国家输送了第一批五年制本科毕业生。1972年地图学教研室开始主攻地图制图自动化，1974年招收2届制图自动化方向的学生，开创了国内高等院校计算机地图制图教学与科研的先河。由于计算机技术的普及与应用，后来在学生培养方向上兼顾了传统地图编制与计算机辅助制图两个方面。1974年，我国首幅全要素计算机地图诞生于南京大学。在教材建设方面，李海晨教授编著的《专题地图与地图集编制》于1984年获全国优秀测绘教材二等奖，被全国大多数高校采用。
20世纪80年代后期，地图学随着遥感技术和信息科学的迅速发展日益表现出数字信息处理的时代特征。1989年黄杏元教授撰写的《地理信息系统概论》一书出版，这是我国第一部地理信息系统教科书，在全国有较大的反响，被广泛采用，推动了地理信息科学教育与人才培养的发展，在我国地理信息科学发展史上具有重要意义[3]，该书1995年获全国优秀测绘教材一等奖。自学科创办到20世纪末，南京大学地理信息科学教学科研团队先后承担了多项国家、省部级科研项目，取得了一大批科研成果，1987年荣获国家科技进步二等奖，1992年荣获国家教委科技进步三等奖。科研反哺教学，有力促进了地理信息科学专业的人才培养。
教育部先后将“地图学”专业更名为“地理信息系统”、“地理信息科学”，南京大学的本科生人才培养也随着专业的更名而与时俱进，不断摸索人才培养的创新模式。
一、师资队伍
地理信息科学专业旨在培养掌握地理信息获取、处理、分析和应用的基本理论、知识和技能，具有从事地理信息系统设计、开发、应用以及编制各类地图的专门人才[4]。所以，在确定地理信息科学专业人才培养方案时，要结合学科特点，并满足现代社会对这类复合型专门人才的特定需求。地理信息科学是高新技术、边缘科学，而且理论方法发展速度快，软件更新换代频繁，要想办好这个专业，需要有十分雄厚的师资队伍。南大地理信息科学专业实施的是拔尖人才培养战略，长期以来每年本科招生人数控制在20～30人之间，具有少而精的特点。
在师资队伍建设方面，一方面强调“国际化”，直接从海外名校引进高素质的国际化人才，或者促进本土教师的国际名校学术交流，要求至少有1年的海外留学经历，使南京大学地理信息科学专业的人才培养与国际接轨。另一方面强调“符号化”，注重“千人计划学者”、“长江学者”、“国家杰出青年基金获得者”、“教学名师”、“教育部新世纪人才”、江苏省“333高层次人才培养工程”学术带头人等高层次教学科研人员的成长。
由于采取了这些措施，因此许多优秀的海外学者陆续加入南大地理信息科学教学科研团队，壮大了学科力量。目前教师队伍中80%以上有海外留学经历或者直接从海外引进。拥有千人计划学者1人，创业千人计划人才2人，长江学者讲座教授、加拿大皇家科学院院士1人，高等学校教学名师奖获得者1人，3名教师荣获全国高校地理信息系统创新人物奖。尤其是在加拿大皇家科学院院士陈镜明教授的带领下，建设了“碳循环陆气协同遥感”教育部创新团队和“全球变化遥感”江苏省创新团队，进一步壮大了师资队伍的实力。这些教师专业背景各不相同，优势互补，与“地理信息科学”这个新兴边缘学科的特点比较吻合，形成了强大的师资队伍阵容，有利于地理信息科学专业拔尖创新人才的培养。
二、课程体系
南京大学地理信息科学专业的课程体系在继承传统的基础上，借鉴国内外名校的课程设置[5-7]，达到洋为中用、兼收并蓄的目的，每四年进行一次课程体系的改革，不断完善优化。
在课程体系设置的过程中遵循四个原则：一是为学生积淀雄厚的外语、计算机和数理基础；二是要使学生有扎实的地理学基础；三是要培养学生的地理信息科学专业兴趣、爱好，并激发求知与探索欲望；四是促进学生对专业知识及其基本技能的掌握，培养发散思维，开阔知识视野，同时对就业和进一步深造要有一定的导向作用。目前形成了公共必修课、专业基础课、专业课和专业选修课四个层次的课程体系。
开设的公共必修课有高等数学、大学英语、C语言程序设计等。专业基础课包括人文地理、自然地理、测量学、地图学、地理信息系统概论、遥感概论、地理学实习等。开设的专业课有数据库原理、地理信息系统设计与实现、遥感图像处理、卫星导航定位原理、数字摄影测量、数字高程模型、地图设计与编制、地理建模、地理信息技术、虚拟地理环境、地理信息科学专题讲座、地理信息系统实习、遥感实习、测量实习等。专业选修课有数据结构、计算机图形学、空间数据库、模式识别与人工智能、地理信息系统二次开发、城市规划CAD、地理科学知识讲座、土地利用规划、环境规划与评价等。
在人才培养的过程中，为不断提高课程质量，始终注重教材建设。近十年来先后主编教材十余部，如《GIS设计与实现》、《地理信息系统概论（第三版）》、《地图投影》、《3S技术集成》、《遥感数字图像处理》等。而且比较注重教材的质量，《GIS设计与实现》2005年荣获全国优秀测绘教材三等奖，并列入“十二五”国家规划教材。
在专业课的建设过程中，努力实现专业主干课程的突破，以建设精品课程为目标。地图学课程建设与实践、GIS设计课程建设与创新分别获省级教学成果二等奖。“GIS设计”课程于2007年入选国家精品课程。
三、实验与实践教学
地理信息科学是实践性很强的学科。多年以来，南京大学形成了基础学科与技术科学结合、理论教育与技能训练结合的特色，确立了课程实验、野外实践和综合实习“三位一体”的实验实践教学体系[8]。树立了以“学生为本、以提高实践创新能力为目标”的实验教学理念，并落实到教学改革与创新人才培养的全程之中。
四、科研训练
大学生的科研能力训练和创新能力培养是本科教学的核心任务之一[9]。南京大学建设有卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室和地理信息技术江苏省重点实验室，软硬件设备齐全，研究开发技术手段先进。近几年先后承担了“863计划”、“973计划”等多项重点项目、自然科学基金等国家级纵向科研课题数十项，获得国家级、省部级科技奖励多次。良好的科研条件促进了各项教学任务的圆满完成，教学与科研形成了良性互动。
在国家自然科学基金委员会人才培养项目的资助下，专门开展了本科生科研训练。同时学生也可以在老师的指导下申请国家、江苏省或南京大学的本科生科研创新项目，开展前沿科学研究。从大二起，学生就可以选择指导教师，参与指导教师承担的科研任务，申请使用重点实验室的软硬件设备，进行科研训练。从大四的第二学期开始进行毕业论文设计，选题都要依托指导教师的科研项目，要经过开题、中期进展报告、论文答辩等环节，历时四个月。毕业论文的撰写是一次完整的科研训练，对地理信息科学专业创新人才的培养来说是一个非常关键的环节。同时积极支持并资助本科生跨出国门参加国际学术会议，展示自己的科研成果，较早地与国际同行交流，了解地理信息科学的最新国际动态。这既开阔了学生的知识视野与眼界，也有利于地理信息科学专业人才培养的国际接轨。目前，南京大学的地理信息科学学科已发展成为具有较大影响的人才培养与科学研究基地之一。
2006至2012年，本科生在校就读期间以第一作者在国内外学术刊物上发表科研论文40余篇。1名本科生获得Geoinformatics2007最佳学生论文奖，获得中国GIS协会2007ESRI杯大学生GIS软件开发竞赛二等奖1次。有二十几名本科毕业生赴美国普林斯顿大学、哥伦比亚大学、波士顿大学、加拿大多伦多大学、德国斯图加特大学等国外著名高校继续深造。特别是2008届的毕业生，有6位同学获得全额奖学金赴美国、荷兰的国际名校攻读博士学位。南京大学地理信息科学专业的毕业生不仅有深厚的理论功底，同时在地图设计与编制、地理信息系统数据库建设与软件开发、遥感图像处理与专题信息提取、测量工程等方面实践动手能力也比较强，因此毕业生也颇受用人单位的欢迎，一次就业率都在100%。
随着大数据与智慧城市时代的到来，地图学、地理信息系统、遥感对地观测与导航定位技术已渗透到经济社会发展的各个领域。新的形势赋予新的使命，南京大学地理信息科学专业将不断探索拔尖创新人才的培养模式，为国家和社会输送更多的地理信息科学高端人才。
三维世界的逼真显示自古以来就是我们许多(哲学)讨论的主题。对地球球形形状的承认可以追溯到公元前6世纪毕达哥拉斯的论点。随着计算机科学的进化，科学家们不断地改进地球的三维显示，同时开发了用来分析许多发生在地球表面的自然过程及现象的技术。计算机辅助设计(cAD)和地理信息系统(GIS)在过去的30年内同步发展。
三维分析与模拟工具能在城市规则考古学景观建筑、制图学及风险管理学诸多领域中广泛应用。为了满足各界对三维分析与模拟工具的经久不断的需求，第4届国际三维地理信息专题讨论会于2009年11月4-5日在比利时西北部城市根特举行。
本书共汇集了11篇论文。1.欧拉算子与外壳建筑模型导航；2.奥地利达赫斯坦山峦冰川后退的逼真三维可视化：跨媒体的硬复制与软复制显示；3.有关先进的交互式万维网透视图服务；4.谷歌地球中建筑物的交互式建模：用于城市规划的三维工具；5.应用于三维地质学模型构建的专家系统实验法；6.三维地图籍中的数据可视化；7.从三维拓扑学关系到接触关系；8.对用于都市环境中车辆定位的三维城市信息及传感器融合技术的需求与潜力；9.使用地球-DBMS在三维导航中经由可视地标的建模能见度；10.大数据集合三维包含测试；11.动态城市径流模拟的三维体数据软地理目标。
本书是《地理信息与制图学讲座笔记》丛书中的一本，它专门面向对地理信息科学三维组件感兴趣的广大学者与专业人员，包括地理科学家、土地丈量员、计算机工程师、摄影测量师、城市规划者、考古学家及制图员。
1企事业单位对学生能力期望分析
2地理信息科学专业本科学生能力结构体系
2．1学生能力结构体系
2．2能力结构体系应用
3结束语
就业率的高低是高等学校培养大学毕业生成功与否的重要指标之一。通过本次调查研究发现，目前社会对GIS专业学生需求量较大，而且寄希望他们从事GIS工程开发与维护工作，更注重学生的专业基础知识、GIS软件操作与二次开发能力、科技创新能力以及团队协作精神。针对就业单位的需求，本文构建了地理信息科学专业学生能力结构体系，它可以作为GIS课程体系设置的基础，为GIS专业学生能力培养提供很好的参考依据。
作者：程朋根夏元平聂运菊刘波郭先春单位：东华理工大学
作者：董晴晴董敏冯欣欣
1（略）
2基于ArcGIS的实现本文基于上述制图思路，以ArcGIS9．3为技术平台，以绘制西准噶尔地区地质图（1∶1000000）为例来具体说明如何实现。
2．1空间数据获取西准噶尔地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块的碰撞带，属于古生代残余洋盆的后碰撞花岗岩类［6］。确定该区的范围，扫描其纸质地质底图和地理底图，在ArcCatalog中建立空间数据库，将底图配准后通过ArcScan自动矢量化或者手工矢量化，得到该区的地质、地理底图的矢量数据。经过拓扑检查后以点、线、面的形式存储（图略）。
2．2属性数据关联空间数据库中的每个要素类都有各自的描述，主要通过要素类名称、空间数据类型（点、线、面）、数据类型、数据存储长度、约束条件、数据项描述等进行描述与定义（表略），为数据加载做准备［7］。属性数据以传统数据库方式存贮和管理，并通过公共字段与各要素进行关联，使点、线、面不再仅仅是传统意义上的图元单位，而具有地质特征描述内容［8］
2．4STYLE匹配将Fishnet中的图例存储为Style，或者将整个要素调用Savetolayers命令存成Layer。调用Proper－ties中的MatchtoSymbolsinastyle，用Layer与图件主体中要素的相同字段进行匹配，或者用Style直接进行匹配，实现图件的自动符号化。在匹配时，如果按照一对一的方式进行，会产生很大的工作量。比如，不同时代的侵入岩很多，若采用一对一匹配，那每个时代（设有M个）的每一种侵入岩（设有N个）都要有相应的符号（CMN）。但是如果采用多字段来描述同一个地质体，采用多对一的方式，只需要制作时代的符号和侵入岩的符号（M＋N）。在制作图面内容较多的地质图时，这一方法将会大大提高效率，而且对于数据的分类尤为便捷（图略）
2．5整饰成图在layout视图下，调整图面大小、位置，添加图名、比例尺、指北针、经纬网、责任栏等整饰要素。图例可以以图片形式添加，或者以数据窗口的形式添加。
3基于地理信息科学制图的优势
从地理信息科学的视角出发，地理信息系统就成为地理信息科学应用的一个环节［2］，这就使制图不仅具有所有数字制图的优势，如方便携带、易修改、易复制、易整饰，存在严格的拓扑关系，不受比例尺的限制，具有良好的现势性及动态性［12］，更能体现以信息科学为基础的优势，使图元单位与地质实体之间建立起有机联系，使隐式存在于人脑中的语义显式地表达出来，实现信息的查询、新图件的生成、空间数据分析等优势。
3．3空间数据分析所有的空间分析都是基于数据而不是基于图形。在这方面，基于信息科学成图具有别的制图方式不可比拟的优势。在这种成图方式中，每一个点、线、面都是具有实际地质意义的单元。在进行点的密度（如矿床的密度分析［14］）、线的缓冲（断层对特定矿种的影响范围［15］）、面的选择（矿床模型对成矿有利地层的选择）时，依托ArcGIS平台都能够迅速实现。这些依托数据的空间分析目前正在探索应用之中。
4结束语
本文基于地理信息科学，以认知科学和信息科学为基础，以ArcGIS为平台，阐述了制图的新思想及实现。运用数据库来存储、修改地理地质数据，利用Fishnet规范化表达图例，并以公共字段与图件主体关联，使用多对一的方式进行匹配，在实际输出中，达到了图件的规范化表达；在图件管理中，能够快速实现信息查询、数据修改；在应用中，可以依据需要派生多幅图件，最重要的是能实现空间数据分析。大量实践证明了该思路的可行性。目前，这种成图方式的推广将会成为制图的一种趋势。
摘要：
本文分析了国内外GIS教育的基本现状，认为高校可以根据自身特色量身设计面向研发型人才培养的专业知识体系，通过建立本科生导师制度和有利于检验研发能力的考核方式等，实现为社会培养和储备GIS研发人才的目标，提升毕业生就业竞争力。
关键词：
地理信息科学；本科教育；研发型人才；培养
一、GIS本科教育中开展研发型人才培养的意义
目前,以GIS应用型人才为主的培养方式正面临挑战，而以研发型人才为主的培养方式将在以后一个阶段成为高校人才培养的趋势，原因是产业发展的需求和解决毕业生就业带来的压力。本科阶段是学生确定发展方向和目标的重要时期，在这一阶段掌握的知识和技能将决定他们未来的求职定位和发展目标。从产业发展趋势的角度来看，高校GIS教育应为未来产业发展提供更多的技术研发型人才储备；从学生个人发展的角度看，不少从事GIS研究的研究生在本科阶段缺乏基本的软件研发训练，读研阶段难以配合导师做好科研课题，或者无法自己设计实验验证。虽然要使大多数本科毕业生具有很强的软硬件研发能力并不容易实现，但高校积极地在这方面加强引导和培养，将是为我国地理信息产业发展培养核心技术研发人才、提高我国GIS产业竞争力的重要途径。
二、国内GIS本科教育基本现状
三、GIS本科教育中研发型人才培养的实施途径建议
1.设计面向研发型人才培养的GIS专业知识体系
2.建立有利于提高研发能力的本科生导师制度
3.实施有利于检验研发能力水平的考核方式
作者:蓝贵文杨霞殷敏靖娟利单位:桂林理工大学测绘地理信息学院广西空间信息与测绘重点实验室
1学风建设现状分析
1.1地理信息科学专业学风建设的劣势
1)缺少有影响力的学术带头人。地理信息科学专业的青年教师占多数，基本上都是从学校毕业就直接来校任教，缺少教学、科研的经验与积累，在教学与科研的双重压力下负担较重。因为地理信息科学专业没有知名度较高的学术带头人，在教学上未能形成鲜明的专业特色，与专业的办学历史不符，在科研上也没有确定某一明确的方向，各位教师各自为政，单打独斗，不能形成具有战斗力的教学科研团队，无法实现1+1>2的整体涌现性。
2)生源质量不高，师生双向不满。地理信息科学专业与城乡规划、土木工程等专业相比，录取分数线较低，由于社会大众对该专业不熟悉，往往招收的大部分学生都是在其他专业录满后调剂过来的低分生，生源的质量较差。因此，学生从入学开始就对专业不认同，缺少学习动力，这样在某种程度上也影响了教师的上课热情。学生抱怨教师工作不敬业，教学不投入、能力差，教学手段单一，讲课不生动。教师抱怨学生学习不认真，没有明确的学习目标，学习态度不端正。
3)课程设置不科学。地理信息科学是依托测绘工程而创办的专业，地理信息科学和测绘的专业课程各占50%，虽然拓展了学生的就业面，由于课程之间衔接不紧密，学生所学的地理信息科学专业课程不完整，尤其是开发类课程较少，使得地理信息科学专业的学生与测绘工程专业的学生相比，在测绘能力方面处于劣势，与中南大学、湖南科技大学等高校的地信专业学生相比，开发能力较弱，学生容易产生厌学情绪。毕业后绝大部分学生只能胜任数据处理工作，只有少数学生能够从事GIS开发方面的工作，限制了学生的全面发展。
1.2地理信息科学专业学风建设的机会
1)社会对高素质地理信息科学专业技术人才需求迫切。随着地理信息产业的高速发展，我国地理信息产业的总产值以30%以上的速度增长，到2012年就已突破2000亿元。产业的发展，促进了社会对地理信息科学专业人才的需求，特别是即懂技术又懂应用的中、高端人才。
2)院校领导重视。近两年，地理信息科学专业得到了学校、学院各级领导的重视，学校成立了湖南省城市规划信息技术高校重点实验室，地理信息科学专业的教师都是实验室成员，将地理信息科学专业的发展与城市规划相结合，为地理信息科学专业学风建设提供了平台。
1.3地理信息科学专业学风建设的威胁
1)社会环境影响。市场经济的发展为学生学习提供了优越的物质条件，但是也带来了一些负面影响，“读书无用”、“一切向钱看”等思想在大学生中普遍存在，使得一部分学生在学校虚度时光，沉溺于网络游戏中的虚幻世界，没有学习目标。
2)校园氛围影响。湖南城市学院是一所处于转型期的地方二本院校，学校在教学与管理方面并不能完全适应社会需求和学生的发展。校园的学习氛围不强，“功利主义”、“拜金主义”、“享乐主义”在校园中广泛存在，这些不良风气影响了部分学生的学习情绪，改变了一些学生的价值观，阻碍了优良学风的形成。
2学风建设改革措施
学生是学风建设的主体，教师在学风建设中起主导作用，而专业是学生学习的基本单位，专业学风对学校、学院和班级学风，以及学生个人都有非常大的影响。因此，可从如下几个方面进行地理信息科学专业学风建设改革。
2.1以思想教育为切入点，确定学生的主体地位学风建设的关键是解决学生学习的思想问题，通过主题班会、一对一交谈等思想教育形式帮助学生树立正确的人生观和价值观。
2.2做好入学教育，培养学生的专业认同感新生对专业不了解，大部分学生并没有将地理信息科学专业作为第一志愿填报，因此，在入学教育时将专业介绍和学风建设的教育作为重点，使学生从了解专业到热爱专业，以积极的心态面对学习。班主任、辅导员和专业教师应根据不同的学生，采用具体的方式，尽快确定学习目标，以激发学生对专业的学习兴趣。
2.3以科学的管理制度，促进专业学风建设制定具有可操作性的奖惩制度、考试管理制度、计划管理制度、教学过程管理制度、质量管理制度等，保证地理信息科学专业的教学工作有步骤、有计划地进行。通过这些制度规范师生的行为，做到有章可循，更利于形成公平竞争的环境和良好学风。
2.4深化教学改革，培养学生的创新意识地理信息科学是一门交叉学科，知识更新快，应按其知识体系设置专业课程，厘清各门课程的关系，保证本专业的学生能够掌握数据采集、数据处理、系统开发与应用等不同环节的知识。把握社会对技术更新的需求，及时调整教学内容，将市场急需的、先进的科学技术传授给学生。通过大学生导师制，以大学生创新性项目和开放性实验为载体，培养学生的创新意识和学习主动性。
2.6开展积极向上的文化活动，营造良好的学习氛围围绕学科专业，开展丰富多彩的文化活动，如GIS文化节、GIS技能大赛、学术讲座等，让学生尽快融入到大学生活中来，同时也拓展了学生的视野，激发了学习的热情。
3结论
学风建设是一项复杂的系统工程，需要用科学的方法进行分析，综合考虑学风建设的优势、劣势、机会和威胁，以整体的思维，从学生、教师、管理和文化等多个方面，相互协调、共同努力，才能营造具有专业特色的良好学风。
作者：吴德华杨冰龙岳红张习科汤淼单位：湖南城市学院市政与测绘工程学院
【摘要】在当前地理信息科学专业教学中，数据结构的教学内容和计算机专业的教学内容相似，如果不能很好地结合地理信息科学专业的特色进行课程内容设计，就无法达到理想的教学效果。结合地理信息科学专业的特点进行数据结构教学内容的设计，能够促进学生对数据结构和地理信息系统的学习。
【关键词】数据结构地理信息科学专业教学内容改革
一、前言
数据结构是计算机专业的一门综合性专业基础课，算法和数据结构是计算机科学的两大支柱。地理信息系统（GIS）是在计算机硬、软件系统支持下，对地理空间数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。作为计算机专业核心课程的数据结构是GIS专业的核心课程。然而，计算机专业和GIS专业学生专业背景不同，学习重点也不同。因此，在GIS专业数据结构教学过程中，根据本专业的需求，并结合专业特点，设计合理的教学内容是十分必要的。
二、GIS专业数据结构课程教学存在问题
GIS专业是一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的新型专业。GIS专业的学生不仅要有深厚的计算机功底，而且还应该具有较强的空间思维能力，能够处理和分析二维/三维的地理空间数据。然而教师在当前的数据结构教学过程中，普遍重视非空间数据的处理，较少涉及空间数据的组织和管理。同时，学生对于数据结构与GIS专业的关系非常疑惑，特别是常规的教学内容与方法，不能与专业相结合，学习起来就比较困难。
通过近几年的教学研究，笔者在数据结构教学过程引入空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析等与GIS专业关系密切的教学内容，使得学生对数据结构有了更好的理解，对GIS的学习也有了很好的促进作用。
三、GIS专业的数据结构教学内容改革实践
（一）数据结构用于空间数据存储和运算
数据结构研究内容包括线性表、栈、队列、串、树、图等结构。它们不仅能够对非空间数据进行表达，也能够对空间数据进行表达。在数据结构教学过程中，对数据结构存储的内容进行扩展，数据结构中存储的不再是整型、浮点型、字符型等简单类型，还可以是各种各样的空间数据。
在数据结构课程教学中，要求学生能够独立设计点、线和面等不同维度的矢量和栅格空间数据、影像空间数据的结构体（或类），并实现线性表、栈、队列、串、树、图等结构的定义和运算，使数据结构能够处理各种类型的空间数据。
（二）树结构用于空间数据管理
在数据结构课程教学中，要求学生能够利用树结构，设计典型的空间数据索引。空间数据的一个非常重要的特性是其海量特征。海量的空间数据管理，需要设计相应的空间索引。作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，排除大量与特定空间操作无关的空间对象，从而提高空间操作的速度和效率。比较有代表性的空间索引有格网索引、四叉树索引、R树和R+树索引、CELL树索引。
空间索引的设计需要树结构的支持。例如，四叉树空间索引的构建可以用树结构进行描述。通过建立树结构表示，表达地理空间对象，能够实现对空间数据的快速检索。
（三）图结构用于空间关系表示
GIS不仅关心空间目标自身的几何特征及属性，还必须能够处理其与所处环境间的关系。因此，在数据结构课程教学中，要求学生掌握空间关系的基本理论并设计相应的图结构，使图数据结构能够对各种空间关系进行计算机表达。
空间关系是GIS的核心研究内容之一，主要包含拓扑、方位和度量空间关系。拓扑关系描述了空间对象在拓扑变换下的拓扑不变量；方位关系描述了空间对象之间的相对位置信息；度量空间关系是用某种度量空间中的度量来描述对象间的关系。因此，数据结构支持空间关系的计算机表达，也是数据结构教学过程中的重点。
空间关系可以通过图数据结构来表达。图G是由集合V（G）和E（G）组成，记为G=（V，E），其中V（G）是顶点的非空有限集合，E（G）是边的有限集合，边是点的无序对或有序对。在空间关系的表达过程中，采用顶点表示地理空间对象，边表示地理空间对象之间的空间关系。V（G）表示地理空间对象集合，E（G）表示地理空间对象关系的集合。然而，地理空间对象之间存在多种空间关系，例如，地理空间对象A和B之间的拓扑关系为相离、方位关系为东、度量关系为10米。这就需要定义多种子图，分别表达不同的空间关系，然后将各种子图进行合并，形成一更高级别的图集合。可以定义图的集合：，其中，表示图的集合，分别表示各种子图。
（四）数据结构应用于空间分析
GIS包含很多空间分析方法，如叠置分析、网络分析、地形分析等。其中，网络分析通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源的优化问题进行研究。在数据结构课程教学中，要求学生掌握空间分析的基本理论并设计相应的图结构和改进的Dijkstra算法进行路径选择、资源分配和网流量分析。
网络分析可以通过图数据结构实现。例如，基于图数据结构和改进的Dijkstra算法能够进行网络分析。进行网络分析，能够选取一条最优的路径，也可以选择合理的资源配置中心，同样可以选择最佳的布局中心。
四、结论和展望
空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析是GIS专业的核心研究内容。教师结合GIS专业特色，对数据结构课程内容进行适当调整，强调数据结构在GIS方面的应用，使教学内容更具有针对性，既有利于增强GIS专业学生学习数据结构的兴趣，又有利于GIS专业人才培养。
摘要：该文针对当前高校地理信息科学专业“地图学”课程教学中存在的问题，从课程特点、社会需求、学生素质提升等方面出发，对课程教学方法进行了优化探索，并结合实际教学经验对该课程的教学方法进行了总结与探讨。
关键词：地理信息科学；地图学；教学优化；实践
1地图学课程的特点
地图学是建立在正确的地理认知的基础上的图形表达、制作与应用分析的技术科学，是地理信息科学专业课的基础[5]。与其他课程相比，地图学课程具有如下特点：
1.1多学科交叉地图学与众多学科之间存在交集，如数学、测绘学、地理学、计算机科学、色彩学、心理学等。因此，在探索地图学课程的教学方法改革时应充分考虑地图学与这些学科之间的联系与区别。
1.2实践性强地图学课程要求学生在掌握基础理论的基础上，熟练掌握基本的读图、制图和用图能力。因此，地图学课程教学应加强学生的动手实践能力，让他们能够熟练地使用地图制图常用工具，如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。
2课程教学方法优化探索
3结语
本文基于高校地图学课程教学中存在的不足之处，结合案例教学、实践教学、素质提升等教学改革方法，对地图学课程的教学进行了优化探索。在课堂理论教学中，通过引入案例教学使学生更容易理解所讲解的知识，激发学生的学习兴趣；在实践教学环节，与时俱进地给学生讲授行业最新出现的技术及工具，使所讲知识与行业发展保持一致。此外，通过定期组织学生参加专业技能竞赛提高他们的综合能力，为其以后的就业、择业打下坚实基础。最后，通过实际的教学实践，验证了优化的教学方法的实用性与有效性。