侯光輝 何繼新(天津城市建設(shè)學(xué)院,河北天津 300384)

土地資源管理導(dǎo)向的GPS教學(xué)體系改革研究

侯光輝 何繼新
(天津城市建設(shè)學(xué)院,河北天津 300384)

當(dāng)前,我國土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)出顯著的“測繪化”傾向,GPS在土地資源各業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用的教學(xué)安排極為薄弱,阻礙了其在土地管理實(shí)踐中的應(yīng)用。如何以土地資源規(guī)劃和管理為導(dǎo)向安排GPS教學(xué),是土地資源管理學(xué)科建設(shè)的基礎(chǔ)性內(nèi)容。本文認(rèn)為土地資源管理專業(yè)GPS教育應(yīng)強(qiáng)調(diào)實(shí)用性,具體包括: GPS與土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測、GPS與地籍測量、GPS與土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃、GPS與土地整理等,并以此為依據(jù)重構(gòu)了土地資源管理導(dǎo)向的GPS教學(xué)體系。

GPS教學(xué)體系;土地資源管理

目前,國內(nèi)開設(shè)土地資源管理專業(yè)(簡稱土管專業(yè))的高校GPS教學(xué)普遍存在以下特點(diǎn):一是對以GPS為代表的技術(shù)應(yīng)用能力重視程度不一,二是GPS教學(xué)體系沿襲測繪類專業(yè),表現(xiàn)出嚴(yán)重的“測繪化”傾向,三是GPS在土地資源管理各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用教學(xué)極為薄弱。本文針對我國土管專業(yè)GPS教學(xué)的缺陷,從土管學(xué)科的屬性和要求出發(fā),在分析GPS在土地資源管理各業(yè)務(wù)領(lǐng)域現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,提出面向土地資源管理的GPS教學(xué)理論體系內(nèi)容。

一、國內(nèi)院校土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)的地位、體系與缺陷

1、國內(nèi)土管專業(yè)GPS教學(xué)的地位

縱覽國內(nèi)開辦土管專業(yè)的大學(xué),總體可分為4類:測繪與信息技術(shù)背景(如武漢大學(xué)、長安大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)等),農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與土壤農(nóng)化背景(如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等),地理學(xué)背景(如北京師范大學(xué)、南京師范大學(xué)、北京大學(xué)、中山大學(xué)等),經(jīng)濟(jì)管理學(xué)背景(如中國人民大學(xué)等)。受學(xué)科背景、教學(xué)條件等基礎(chǔ)條件的影響,國內(nèi)院校土管專業(yè)在目標(biāo)定位、培養(yǎng)方式、教學(xué)模式方面存在明顯差異,各具特色,因此造成技術(shù)類課程的教學(xué)地位也不同。

資料顯示,一般來說依托測繪學(xué)科的工學(xué)院校,普遍將以GPS為重要內(nèi)容的“3S”應(yīng)用能力作為土管專業(yè)學(xué)生的核心競爭力之一。其一般作為專業(yè)必修課,課程學(xué)時較多,并配置實(shí)踐環(huán)節(jié)。而經(jīng)濟(jì)管理類、地理類、師范類和農(nóng)林類高校普遍較為忽略技術(shù)能力,或僅將其作為補(bǔ)充。地理類、師范類和農(nóng)林類高校有的雖作為必修課程開設(shè),但課時較少,有的將其作為選修課程,并且一般未予配置實(shí)踐環(huán)節(jié),經(jīng)管類院校甚至未開設(shè)。

2、土管專業(yè)GPS教學(xué)的體系

教學(xué)體系從構(gòu)成看由教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核體系等組成。其中,教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)體系中最具實(shí)質(zhì)性的因素,它主要體現(xiàn)在課程大綱、授課方案和教材之中。由于非測繪背景高校普遍輕視GPS教學(xué),本文重點(diǎn)考察了測繪與信息背景的高校。從獲得若干高校土管專業(yè)GPS教學(xué)課程大綱和授課方案看,教學(xué)安排一般按照“GPS系統(tǒng)組成及其原理-GPS定位的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)-GPS定位的基本原理與模式-GPS測繪設(shè)計與實(shí)施-GPS數(shù)據(jù)處理-GPS在其他領(lǐng)域的應(yīng)用”進(jìn)行。這種結(jié)構(gòu)安排是一種“測繪導(dǎo)向”而非“土地資源管理導(dǎo)向”,即以服務(wù)測繪相關(guān)專業(yè)為宗旨,但對規(guī)劃、管理、經(jīng)濟(jì)、法律和技術(shù)等多學(xué)科綜合交叉的土管專業(yè)而言,卻顯得“張冠李戴”。

選用教材一定程度也反映教學(xué)體系安排,從目前國內(nèi)出版的GPS教材來看,絕大多數(shù)圍繞GPS測繪展開,其編者多為測繪學(xué)科的學(xué)者。較為知名的有李征航的《GPS測量與數(shù)據(jù)處理》、徐紹銓的《GPS測量原理及應(yīng)用》、劉基余的《GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法》、李天文的《GPS原理及應(yīng)用》、魏二虎的《GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理》、張勤的《GPS測量原理與應(yīng)用》等。這些教材基本上按照:系統(tǒng)構(gòu)成——系統(tǒng)工作原理——系統(tǒng)定位導(dǎo)航原理——系統(tǒng)在測繪中的應(yīng)用——系統(tǒng)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用安排篇章結(jié)構(gòu)。

3、土管專業(yè)GPS教學(xué)的缺陷

據(jù)以上討論,無論理論還是實(shí)踐環(huán)節(jié),土管專業(yè)的GPS教學(xué)呈現(xiàn)明顯的“測繪化”,即教學(xué)體系與測繪類呈現(xiàn)嚴(yán)重的趨同化現(xiàn)象。實(shí)際上,由于歷史原因,各高校(無論學(xué)科背景、辦學(xué)層次)普遍存在著教學(xué)體系的“搭便車”現(xiàn)象,即因循測繪類專業(yè)GPS教學(xué)體系,教學(xué)目標(biāo)、授課內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)甚至考核內(nèi)容呈現(xiàn)嚴(yán)重的同質(zhì)性。

另一方面,由于上述原因,GPS在土地資源各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容非常薄弱。這種偏向于GPS測繪的缺陷對于土地資源管理學(xué)科GPS教學(xué)極為不利,沿用上述教學(xué)安排充其量只能培養(yǎng)合格的“GPS測繪人才”,而非優(yōu)秀的“GPS土地資源管理人才”。

二、土地資源學(xué)科對GPS教學(xué)的要求

從學(xué)科內(nèi)涵看,土地資源管理學(xué)科依靠經(jīng)濟(jì)、法律、行政、技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)人地關(guān)系和諧、土地優(yōu)化配置、土地可持續(xù)利用的目標(biāo)。從學(xué)科構(gòu)成看,土地資源管理學(xué)科的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)分為5個方面:土地經(jīng)濟(jì)理論、土地規(guī)劃管理理論、土地法律理論、公共政策理論、土地資源技術(shù)與工程理論。

作為一門獲取空間信息的應(yīng)用技術(shù),GPS技術(shù)在土地資源管理領(lǐng)域具有重要的工具價值,是日常土地資源管理的有力工具和土地利用規(guī)劃的重要決策依據(jù)。因此,土地資源學(xué)科內(nèi)在地要求GPS教學(xué)承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生在掌握GPS基本工作和原理及操作技能的基礎(chǔ)上,能夠熟練地應(yīng)用在土地資源管理各業(yè)務(wù)領(lǐng)域,而不僅僅將其作為一門測繪技術(shù)。從這個角度講,我國目前土管專業(yè)GPS教學(xué)的確不能勝任土地資源學(xué)科的要求,因而很大程度上限制了GPS在土地資源管理規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用。

三、GPS技術(shù)在土地資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用

GPS主要用于土地管理中的土地測繪工作,其優(yōu)勢在于高效率地提供精確的土地空間信息。

1、土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測

根據(jù)近年來的研究結(jié)果,較于傳統(tǒng)方法,應(yīng)用動態(tài)GPS接收機(jī)進(jìn)行土地利用調(diào)查(包括現(xiàn)狀調(diào)查與變更調(diào)查)和動態(tài)監(jiān)測,具有如下優(yōu)勢:一是省時省工,成倍地提高土地利用調(diào)查速度,且精度和可靠性得到極大的改善;二是適用于各種復(fù)雜變更情況,實(shí)現(xiàn)了動態(tài)監(jiān)測的實(shí)時性和數(shù)值化,保證了土地利用數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

利用GPS進(jìn)行土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測,常采用GPS差分定位(包括實(shí)時動態(tài)差分和后處理差分)和手持式GPS接收機(jī)定位方法進(jìn)行,不同方式適用于不同的用途、精度和條件。在地域相對空曠、精度要求在1m以內(nèi),圖件比例尺在1:2 000至1:10 000的土地利用變更調(diào)查中GPS技術(shù)大有可為。應(yīng)用中等精度、體積小、重量輕、價格適中、具有中文菜單提示的GPS-PDA產(chǎn)品進(jìn)行土地利用變更調(diào)查,是土地利用變更調(diào)查未來發(fā)展的趨勢。該技術(shù)具有工作效率高、測量精度高、費(fèi)用低的特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)我國國土資源管理數(shù)字化的基礎(chǔ)之一。

2、地籍測繪

地籍測繪是土地管理工作的重要基礎(chǔ),它是以地籍調(diào)查為依據(jù),以測量技術(shù)為手段,從控制到碎部,精確測出各類土地的位置與大小、境界、權(quán)屬界址點(diǎn)的坐標(biāo)與宗地面積以及地籍圖的專業(yè)測繪工作。GPS用于地籍測量主要包括三個方面:GPS地籍控制網(wǎng)測量、GPS地籍圖測繪(GPS地籍細(xì)部測量)和GPS建設(shè)用地勘測定界。

GPS地籍控制網(wǎng)測量是進(jìn)行地籍圖測繪、建設(shè)用地勘測定界和其他測繪工作的基礎(chǔ)和前提。應(yīng)用GPS進(jìn)行地籍控制測量,GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對GPS網(wǎng)精度的影響也很小,較其他方法效率好、精度高。地籍細(xì)部測量是測定每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀、數(shù)量等。建設(shè)用地勘測定界工作,是指對采用征用、劃撥、出讓等方式提供用地的各類建設(shè)項(xiàng)目及農(nóng)用地轉(zhuǎn)用時,實(shí)地界定用地范圍、測定界址位置、確認(rèn)地類和權(quán)屬、計算用地面積以供國土資源管理部門審查報批建設(shè)項(xiàng)目用地的事務(wù)性、技術(shù)性工作。GPSRTK,對于高精度的地塊邊界定位和大比例尺測圖非常適用,因此能夠滿足上述需要。

3、土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃

規(guī)劃的基礎(chǔ)是掌握現(xiàn)狀,利用靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)GPS控制測量建立基準(zhǔn)控制網(wǎng),基準(zhǔn)網(wǎng)建立之后,可在各基準(zhǔn)站上長期固定安置GPS信號接收機(jī),作為永久型基準(zhǔn)站,然后利用多臺流動站進(jìn)行組合作業(yè),從而大大提高工作效率,為城市規(guī)劃和土地利用規(guī)劃提供現(xiàn)狀圖和更新圖。在一些有條件的城市和地區(qū),例如深圳、天津,VRS(虛擬參考站)網(wǎng)絡(luò)的建立,不僅大大減少了GPS測繪的成本,極大地提高了測繪效率,而且對于建立數(shù)字城市和數(shù)字國家也具有重要意義。

4、土地整理測繪

土地整理測繪是土地整理的各個階段土地測繪工作的總稱,包括項(xiàng)目區(qū)地形圖測繪、土地利用現(xiàn)狀圖測繪、規(guī)劃圖放樣、農(nóng)田土地平整測繪等內(nèi)容。其中地形圖測繪、土地利用現(xiàn)狀圖測繪是獲取和表達(dá)土地整理項(xiàng)目區(qū)位置、形狀、數(shù)量和利用狀況等地籍信息要素,提供土地整理現(xiàn)狀圖和土地整理規(guī)劃設(shè)計底圖的專題地籍測繪。實(shí)踐和研究表明,GPS-RTK技術(shù)對于比例尺為1:10 000、1:5 000或1:2 000的地籍圖測繪,碎部點(diǎn)(地類邊界、電力通訊等基礎(chǔ)設(shè)施、陡坎、行政界線、權(quán)屬界線、控制點(diǎn)、獨(dú)立地物及其他要素)測量、規(guī)劃點(diǎn)放樣,精度完全符合要求,效率大幅提高。在農(nóng)田土地平整測繪方面,也能夠代替人工水準(zhǔn)儀方法。

總之,GPS測繪具有速度快、精度高、限制少、效率高、費(fèi)用少、通用性強(qiáng)等特點(diǎn),尤其是動態(tài)RTK技術(shù)的發(fā)展,為土地資源的動態(tài)監(jiān)測、變更調(diào)查和土地數(shù)據(jù)的管理提供了實(shí)時、準(zhǔn)確的保證。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是GPS、GIS、RS的有機(jī)結(jié)合,GPS技術(shù)將在土地資源管理領(lǐng)域發(fā)揮重大作用,并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

四、面向土地資源管理的GPS教學(xué)體系重構(gòu)

1、GPS教學(xué)體系重構(gòu)的指導(dǎo)思路與基本原則

土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)體系的重構(gòu),需要綜合考慮GPS理論基礎(chǔ)、GPS測繪和GPS在土地資源規(guī)劃管理中應(yīng)用之間的關(guān)系。土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)必然要以GPS基礎(chǔ)理論(包括基本概念、定位原理、誤差理論等)和GPS測繪(包括GPS網(wǎng)設(shè)計及實(shí)施、靜態(tài)定位、動態(tài)定位和測后數(shù)據(jù)處理等)為基礎(chǔ),以GPS在土地資源管理、規(guī)劃和利用中的應(yīng)用為核心,以GPS在其他相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用為補(bǔ)充構(gòu)建“三位一體”的教學(xué)體系。

土管專業(yè)理論與實(shí)踐并重的學(xué)科屬性和GPS學(xué)科強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力的特性,要求土管專業(yè)GPS教學(xué)體系的重構(gòu)必須遵守如下基本原則:

(1)GPS教學(xué)體系的安排以服務(wù)于土地規(guī)劃管理和土地利用為根本出發(fā)點(diǎn)。

(2)GPS教學(xué)體系的設(shè)置以理論基礎(chǔ)與實(shí)踐應(yīng)用并重為基本內(nèi)容。

(3)GPS教學(xué)體系要安排好GPS定位的復(fù)雜原理、GPS測繪、GPS在土地資源利用規(guī)劃管理中的應(yīng)用之間的關(guān)系。

(4)不同學(xué)科背景的土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)應(yīng)有所側(cè)重。

2、土管專業(yè)GPS教學(xué)課程內(nèi)容體系及基本要求

根據(jù)以上指導(dǎo)思想和基本原則,筆者首次提出以理論篇、實(shí)務(wù)篇和拓展篇為支撐的土地資源管理科學(xué)GPS教學(xué)內(nèi)容體系。

其中,理論篇以GPS基礎(chǔ)與GPS測繪為主要內(nèi)容,包括:GPS與其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GPS的數(shù)學(xué)基礎(chǔ):坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星信號構(gòu)成與衛(wèi)星軌道、GPS定位的基本原理與工作模式和GPS誤差理論與數(shù)據(jù)的測后處理等。這一部分旨在使學(xué)生掌握GPS定位的基本原理、熟悉GPS測繪的方案設(shè)計、操作模式和測后數(shù)據(jù)處理,了解GPS在測繪各分領(lǐng)域的運(yùn)用。

實(shí)務(wù)篇以GPS在土地管理各領(lǐng)域應(yīng)用為主要內(nèi)容,包括:GPS土地測繪的一般過程、GPS與土地利用調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測、GPS與地籍測繪、GPS與土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃、GPS與土地整理等。該部分旨在使學(xué)生熟悉GPS土地測繪的一般過程,掌握GPS控制網(wǎng)測量、GPS碎部點(diǎn)測繪、GPS測圖、GPS規(guī)劃點(diǎn)放樣等基本技能,并熟練應(yīng)用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域工作。

拓展篇以拓展性GPS應(yīng)用為主要內(nèi)容,包括:GPS與農(nóng)業(yè)、GPS與林業(yè)、GPS與軍事、GPS與智能交通和現(xiàn)代物流等。該部分旨在幫助學(xué)生了解GPS在其他領(lǐng)域的應(yīng)用,拓寬知識面,增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。

五、結(jié)語

土管專業(yè)GPS教學(xué)所顯現(xiàn)的“測繪化”傾向,目前還未引起足夠的重視,逐步去“測繪化”未來應(yīng)作為該課程改革的主要方向。去“測繪化”不等于完全摒棄GPS測繪,而是以此為基礎(chǔ)重點(diǎn)突出其在土管各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用,體現(xiàn)一種直接的“應(yīng)用需求”。面向土地資源管理的GPS教學(xué)內(nèi)容體系的合理內(nèi)核,尤其是實(shí)務(wù)篇內(nèi)容的不斷完善和充實(shí),是未來需著重研究的問題。

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G521.9

A

1008-7508(2012)07-0022-03

天津城市建設(shè)學(xué)院教改項(xiàng)目《土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)體系改革研究(項(xiàng)目編號:JG-0909)》、天津市教育“十二五”規(guī)劃課題《高校投資社會資本的導(dǎo)入模式與高校成長價值研究》(項(xiàng)目編號:HEYP6016)研究成果。

2012-04-25

侯光輝(1978～),河南焦作人,天津城市建設(shè)學(xué)院講師,碩士,主要研究方向?yàn)?S應(yīng)用、土地政策與制度等;何繼新(1972～),吉林市人,天津城市建設(shè)學(xué)院副教授,管理學(xué)博士。