具有测绘专业背景的学生的GIS学习规划

具有测绘专业背景的学生的GIS学习规划

摘要：近几年，GIS在我国的发展可谓是方兴未艾，作为一门由计算机科学、地理学、测绘科学技术的学科组成的现代交叉型学科，在我国国民经济建设中的作用日益突出，对于人们生活方式的影响也越来越大。与此同时，GIS也吸引着越来越多的目光，有越来越多的人投入GIS这个专业的学习。就我系近几届招收GIS方向研究生的情况可以看出，考入GIS专业进行研究生学习的人有着不同的专业背景。本文基于各个专业与GIS专业的联系，分析了具有测绘类背景的研究生进行GIS学习研究的利弊，以指导测绘工程专业的本科生如何最有效的发挥自己的特点，有的放矢的进行学习研究。

1    战略层面——具有测绘背景的GIS研究生应具备合理的知识结构：

GIS是一门理论性和实践性很强的学科。它之所以能够迅速地发展，与它和当今高新技术的密切关系分不开。这些技术包括计算机技术、网络技术、空间技术等等。这些GIS技术的发展与不断增长的社会需要推动了GIS理论的发展。GIS的工程实践需要不同专业背景的人员共同参与，以取长补短，发挥各自的特点。测绘工程专业的本科生从事GIS方面的工作，既有自身的优势，同时也需要不断补充所必需的知识和技能。

1.1      GIS的学科特点：

GIS是一门集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科①。虽然个别提法不同，但是大家对于交叉学科和边缘学科的称谓都不置可否。

我们不能否认GIS的理论性，但是更要重视GIS的强技术性和实践性。GIS是面向应用的技术科学，其应用领域设计不同的专业。因此，GIS人才，不但要有深厚的理论基础，而且还要有过硬的技术能力，这就是GIS人才的素质标准。具有合理的知识结构，灵敏的空间数字思维方式，卓越的技术、实践、管理与组织才能，是GIS创新型的高级人才①。

1.2      专业GIS与非专业GIS教育的比较

对于进入GIS研究生阶段学习的人来说，最大的特点是他们各自的专业基础不同。GIS学习需要比较广博的知识基础，其中地理学基础、计算机基础和数理基础尤为重要。

对GIS专业学生而言，最大的优势在于这些专业对于计算机基础投入了足够的重视，例如南京师范大学的GIS专业就要求其本科毕业生具有和计算机工程的本科学生相当的计算机水平。并且他们经过了严格的地理学、地图学与测量学的训练，具有比较扎实的地理学和地图学基础，同时数理基础也比较好。

与GIS专业的学生相比较，计算机、地理、测绘等专业的学生都存在不同程度的知识差异。对于测绘类专业的学生来说，主要的差异在于我们拥有更加深厚的数理基础和测量学基础，和良好的地理学、地图学基础知识。但是我们的劣势在于计算机基础比较薄弱，对于数据库、网络知识还处于了解的层面。具体说，就是缺乏理论应用，即对于GIS系统的二次开发实践。同时，对于GIS的基础知识只有概论性的了解，对于GIS的理论课程则基本没有涉足。

以下这个图表，来自文献②，列出了理科的GIS和工科的GIS在课程设置上的差异：

由以上图表可见，具有测绘背景的GIS学生想要具备合理的GIS知识结构，就应该加强计算机编程能力的训练，并在实践的基础上，不断加深GIS理论知识的学习。单纯的学习GIS理论或进行计算机编程都是不可取的，因为对于理论的掌握要通过对于理论的反复应用，同时，只有在一定理论应用的基础上进一步加深对于理论的学习才能不断深化对于理论知识的认识、增长经验。两者相辅相成。

1.3      面向社会需要的人才分层

大多数的研究生将来还是要走向社会的，因此，社会的需求也是我们如何规划GIS研究生学习生活的重要参考依据。由于社会对GIS专业人员的需求并不完全相同，所以必然需要培养不同层次的GIS专业人员，建立起从GIS操作员、程序员（维护工程师）、到网络工程师、再到系统分析员的四层金字塔型培养层次③。

GIS操作员。他们的工作职责应该是通过操作、使用GIS软件(含二次开发后的软件)，处理大量的空间信息与基础数据，有效地完成工作中对GIS可视化的要求。这类人员的培养目标，首先应该定位在通过学习与实验GIS软件说明书与相关文档，熟悉与掌握GIS软件安装与图形化界面的操作，了解栅格、矢量数据结构，掌握不同数据格式的转换、GIS软件中的空间分析功能与借助其它工具对图形、图像的处理，能在图形化界面下完成各种对GIS系统的操作，并了解简单的故障处理，达到对GIS软件的应用。这一层次的人员是构成整个人才体系的基础，社会需求量最大。

GIS程序员(维护工程师)。他们的工作职责应该是能够运用各类计算机高级语言及GIS中的开发工具对实际使用的系统进行编程与二次开发。这类人员的培养目标，除应达到GIS操作人员的要求外，还应熟悉至少一种常用的大型GIS软件的二次开发过程，掌握GIS中的空间数据结构与空间分析算法，掌握地理学中的数学模型与基本的计量地理学知识，了解面向对象编程技术。这一层次的人员将成为各种GIS应用系统的工程实现人员，他们能根据用户需求分析的结果进行系统设计与代码编写、调试，能够进行系统集成与日后的维护、升级。这一层次的人员将组成整个GIS产业服务体系的主体。

GIS网络工程师。他们的工作职责是能够带领一批GIS程序员建立与维护一个分布式、具有创新性的GIS应用环境。这类人员的培养目标除包括GIS程序员的全部内容外，还应熟悉与掌握多种GIS软件平台的操作、维护与二次开发，了解微软平台与UNIX系列平台中的硬件支持、文件与系统管理、内核管理、用户管理、网络设置、网络服务配置、网络安全的全部内容，除掌握一般计算机语言与GIS软件的二次开发与集成外，还应掌握Web GIS建设与维护的全部内容，能够根据用户需求进行GIS平台选型或进行创新性的跨平台系统设计，掌握软件工程与项目管理，能够组织GIS程序员与计算机程序员共同进行GIS应用软件工程的建设与维护、升级。对GIS网络工程师的要求，远远高于IT产业的系统开发员与项目经理的水平，不仅要有丰富的GIS应用系统设计开发经验、坚实的计算机网络工程师基础，还需要在两个领域的结合部做大量的创新性工作。

GIS系统分析员。这一层次的人员是整个GIS人才培养体系中的金字塔顶端，他们的职责与任务应该是研究、开发、完善、设计新型的更符合人——地关系认知领域的全新的GIS系统。他们的定位除应具备GIS网络工程师所具备的全部知识与经验外，还应该对各种GIS软件的内核有相应的研究，并能创新性地开发新的系统软件与内核，能够修正各种GIS软件中的Bug，指导、协助其它GIS层次的人员工作，帮助解决他们遇到的困难与问题，并能为今后的GIS软件与产业发展提出建设性意见与建议。

作为GIS的研究生，应始终明确和把握自己所应该承担的社会责任，和在GIS产业中能够发挥的力量。因此，研究生应该努力将自己向金字塔的第三层次塑造。并不断攀爬GIS的理论高峰。

2      战术层面——具有测绘背景的GIS研究生的学习计划

2.1      计算机基础知识的补充

关于计算机基础知识的补充也是一个漫长的过程，需要不断的深化。可以分为这样几步：

第一步，基础计算机语言、基本计算机知识的学习与应用和相应的GIS软件测学习。关于C++学习，不用多说，要以国际上经典的教材一步步进行，并同时辅之以利用C++语言进行GIS系统二次开发的训练。关于GIS软件的选择，文献③中这样讲道：目前，已经有154种GIS类“Free Soft(免费共享软件)”(根据http://www.freegis.org统计)。在Free GIS中，最著名的是由美国陆军结构工程研究实验室1982年研制，1995年正式推出的GRASSGIS软件，到目前为止，该软件已经在全球30个国家和地区建立了镜像站点以提供软件与内核代码的下载，并提供相关技术文档与开发实例。它的使用范围几乎覆盖全球，并在欧美等发达国家得到了广泛的研究与使用，NASA、NOAA等国际著名的政府机构也开始用它来逐渐替代商业化GIS软件。Free GIS是建立在GNU软件(基于自由软件的软件体系计划)的基础上，尤其是Linux操作系统上开发研制的GIS平台，它完全遵循GNU规范，保证代码开放与用户的无限复制权与开发、重写等权利。对于更高层次的GIS学习，应该利用Free GIS提供的平台，深入研究在国外已经广泛使用的GRASS GIS系统。

第二步，深入学习计算机专业的相关知识，例如操作系统、数据库、计算机网络等知识。关于这一阶段的学习，还需要进一步的探讨。但是一定不能违背要结合具体的GIS的应用来学习的基本主线，否则计算机基础知识的学习就变成了无水之源、无本之木。

第三步，结合快速发展的IT技术，考虑将WebGIS，OpenGIS，GIS互操作，高性能并行运算，地学计算与模拟等内容中的一个或者几个作为研究重点，真正由学习上升到研究的层次。

2.2      GIS理论知识的学习

在学习计算机基础知识的同时，也要进行GIS基础理论的学习。但是正如理论与应用的关系一样，在学习计算机的同时一定会涉及GIS理论的内容。采取螺旋或者滚动式的学习方式比较适合这样的学习，即将应用和理论纳入同一个学习过程，以理论应用的目标为导向，交替学习。

同时，要保持对于GIS学术界最新学术热点的追踪。

2.3      测绘背景的研究生的切入点

我们的特长在于对空间数据获取的过程以及精度描述比较了解，因此，除了要做上述的努力外，还要找到我们的切入点，比如3S集成，等等。总之，这要求我们始终保持对与GIS产业发展前沿的追踪，用敏锐的目光发现潜在的应用领域，寻求基于GIS的大众服务新模式。

结语：要成为一名对社会有用的高级GIS专业人员，就要付出比别人更多的努力，具有坚忍不拔的毅力和持之以恒的精神。坚持从战略高度把握问题，从战术角度认真对待，沉得住气，花大力气，下大功夫，总有一天，会对于自己的人生、对于祖国的需要有一个完美的回答。这是一篇论文，这同时也是一篇自己的研究生学习计划。

参考文献：

① 边馥苓,我国高等GIS教育：进展、特点与探讨.地理信息世界,2004.

② 刘妙龙，徐鹏，对我国GIS教育与人才培养的思考.地理信息世界,2003.

③ 叶雷,张超,地理教育中GIS人才培养层次和软件选型.地理教学，2004.

④ 曲国庆,测绘专业的GIS教育.淄博学院学报(自然科学与工程版),2001.

⑤ 吉云松,对非GIS专业的GIS教育的思考.测绘与空间地理信息,2006.