王慶國(guó)

(武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，湖北武漢430081)

一、引 言

隨著模擬測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪的轉(zhuǎn)變，以及測(cè)繪信息化的快速發(fā)展，測(cè)繪學(xué)科的內(nèi)涵、研究重點(diǎn)、理論技術(shù)體系、研究手段及最終的產(chǎn)品形式等都發(fā)生了深刻變化。現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)已經(jīng)成為包含空間數(shù)據(jù)的測(cè)量、分析、管理、存儲(chǔ)、顯示和利用等綜合研究的科學(xué)和技術(shù)［1-2］。

測(cè)繪學(xué)科的這種發(fā)展和進(jìn)步，要求相關(guān)的測(cè)繪教育能與時(shí)俱進(jìn)，在課程培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容體系的組織等方面作出相應(yīng)改革。

測(cè)量學(xué)作為基礎(chǔ)性測(cè)繪教育課程，在我國(guó)高校的許多工程類專業(yè)中均有開(kāi)設(shè)。為了與測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展相適應(yīng)，對(duì)于測(cè)量學(xué)課程的教學(xué)改革，已有許多學(xué)者進(jìn)行了研究和探索［3-9］。但是，現(xiàn)有研究仍然普遍局限于傳統(tǒng)測(cè)量學(xué)的定位和原有的內(nèi)容體系框架，忽視了學(xué)科內(nèi)涵和外延的擴(kuò)展，在課程培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容體系的設(shè)計(jì)等方面并沒(méi)有太多的創(chuàng)新。

在測(cè)繪信息化潮流中，測(cè)繪行業(yè)的服務(wù)對(duì)象和服務(wù)范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)測(cè)繪學(xué)的范疇，擴(kuò)大到與地理信息有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。因此，測(cè)繪教育改革的一個(gè)重要方向就是要大力加強(qiáng)學(xué)生地理信息方面能力的培養(yǎng)?；诖耍延性S多原來(lái)只開(kāi)設(shè)測(cè)量學(xué)課程的專業(yè)，如城市規(guī)劃、土地管理、交通、電力、采礦、農(nóng)林等，陸續(xù)開(kāi)設(shè)了GIS方面的課程。但是，從目前相關(guān)專業(yè)對(duì)兩門(mén)課程的教學(xué)組織安排來(lái)看，無(wú)論是對(duì)兩門(mén)課程承接關(guān)系的考慮，還是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，以及對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)等方面，都還有許多需要改進(jìn)的地方。

二、測(cè)量學(xué)和GIS課程教學(xué)中存在的問(wèn)題分析

相對(duì)于測(cè)繪信息化快速發(fā)展的現(xiàn)狀，以及測(cè)繪服務(wù)應(yīng)用的實(shí)際需求，目前的測(cè)量學(xué)和GIS課程教學(xué)存在著一些明顯的問(wèn)題。

首先，課程的教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，嚴(yán)重落后于測(cè)繪信息化發(fā)展的現(xiàn)狀，也與實(shí)際應(yīng)用需求嚴(yán)重脫節(jié)。

目前的測(cè)量學(xué)課程教學(xué)，普遍圍繞“如何確定地面點(diǎn)的空間位置”展開(kāi)，介紹傳統(tǒng)的3項(xiàng)基本測(cè)量的原理和交會(huì)定點(diǎn)的方法;然后面向大比例尺地形圖的測(cè)繪和施工放樣2項(xiàng)測(cè)量任務(wù)，介紹如何按照一定的測(cè)量工作程序和步驟，綜合利用3項(xiàng)基本測(cè)量工作完成，使學(xué)生具備小范圍大比例尺地形圖測(cè)繪及基本的施工放樣的能力。在3項(xiàng)基本測(cè)量的原理實(shí)踐方面，現(xiàn)有教材普遍以光學(xué)儀器的使用為主要介紹對(duì)象，數(shù)字化測(cè)繪儀器的使用只是作為一個(gè)補(bǔ)充內(nèi)容加以介紹。

從學(xué)習(xí)測(cè)量定位基本原理的角度來(lái)看，這些內(nèi)容的介紹是十分必要的。但是，隨著數(shù)字化、集成化測(cè)繪儀器設(shè)備的廣泛使用，測(cè)繪作業(yè)模式發(fā)生了明顯變化，人們獲取空間定位數(shù)據(jù)的能力、效率和精度等都大為提高，數(shù)據(jù)形式由原來(lái)的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化數(shù)據(jù)，測(cè)繪成果的產(chǎn)品形式也更加豐富。如何測(cè)量繪圖，雖然仍是測(cè)繪工作的基本內(nèi)容，但已經(jīng)不是測(cè)繪工作的重點(diǎn)。如何有效分析處理海量的空間信息數(shù)據(jù)，更好地服務(wù)于相關(guān)的應(yīng)用需求，才是當(dāng)前測(cè)繪工作迫切需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

而且，對(duì)于非測(cè)繪類專業(yè)的學(xué)生，畢業(yè)后專門(mén)從事測(cè)量工作的其實(shí)很少，他們?cè)诠ぷ髦懈嗟氖抢脺y(cè)繪數(shù)據(jù)和成果去解決相關(guān)的專業(yè)問(wèn)題。因此，目前的基礎(chǔ)測(cè)繪教育應(yīng)該將測(cè)量定位原理方法的學(xué)習(xí)實(shí)踐與對(duì)地理信息處理能力的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)，而且要更加重視學(xué)生地理信息方面能力的培養(yǎng)。

雖然GIS課程介紹地理信息的采集、管理、處理、分析和可視化等方面的知識(shí)，但是現(xiàn)有的GIS教材都是從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的角度來(lái)組織教學(xué)內(nèi)容，而與專業(yè)結(jié)合不緊，且理論性過(guò)強(qiáng)，需要學(xué)生具備較高的計(jì)算機(jī)理論技術(shù)方面的基礎(chǔ)，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、拓?fù)潢P(guān)系、算法設(shè)計(jì)等。這常常是非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生無(wú)法滿足的，從而大大削弱了課程的實(shí)際教學(xué)效果。

目前的教學(xué)存在的另一個(gè)突出問(wèn)題是：在教學(xué)安排上，將兩門(mén)課程孤立對(duì)待，忽視了兩門(mén)課程邏輯上的緊密聯(lián)系、內(nèi)容上的承接關(guān)系和相互之間的互補(bǔ)作用，從而制約了教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和課程品質(zhì)的提升。

在數(shù)字化信息化測(cè)繪的背景下，測(cè)繪數(shù)據(jù)成果可以直接進(jìn)入地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，是地理信息最直接和最重要的來(lái)源。借助于地理信息平臺(tái)又可以對(duì)這些測(cè)繪數(shù)據(jù)成果進(jìn)行組織管理和處理分析等操作，并根據(jù)需要生產(chǎn)出豐富多樣的地理信息產(chǎn)品，提供查詢檢索、輔助決策等服務(wù)，擴(kuò)展了測(cè)繪成果的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍，延伸了測(cè)繪數(shù)據(jù)成果的功能。

由此可見(jiàn)，測(cè)量學(xué)和GIS兩門(mén)課程在邏輯上實(shí)際上是一脈相承的，其內(nèi)容的前后承接關(guān)系十分清晰。只有將兩者作為一個(gè)整體來(lái)考慮教學(xué)安排和教學(xué)內(nèi)容的組織，才能發(fā)揮出兩者之間的互補(bǔ)作用，進(jìn)而提升兩門(mén)課程的教學(xué)效果和教學(xué)品質(zhì)。

但是現(xiàn)有的教學(xué)安排，將兩者孤立對(duì)待，在課程的承接關(guān)系和內(nèi)容的有機(jī)組合方面不作考慮，使得既不能體現(xiàn)基礎(chǔ)測(cè)繪作為地理信息的重要來(lái)源的作用，也難以體現(xiàn)通過(guò)地理信息技術(shù)延伸測(cè)繪數(shù)據(jù)成果功能的效果，學(xué)生在理解和應(yīng)用時(shí)很難自然順暢地實(shí)現(xiàn)相關(guān)理論和技術(shù)方法的融會(huì)貫通。

三、測(cè)量學(xué)和GIS課程一體化教學(xué)的實(shí)施

為順應(yīng)測(cè)繪信息化發(fā)展的現(xiàn)狀，滿足實(shí)際應(yīng)用和服務(wù)的需求，很有必要將測(cè)量學(xué)和GIS兩門(mén)課程從教學(xué)組織，到教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)等，進(jìn)行整體考慮，實(shí)施一體化的教學(xué)。

首先，在課程定位上，要基于整個(gè)測(cè)繪學(xué)科的大視野，進(jìn)行全面綜合考慮。

測(cè)繪信息化的發(fā)展，使得構(gòu)成測(cè)繪學(xué)科的幾大分支學(xué)科由原來(lái)的平行獨(dú)立發(fā)展走向集成共生發(fā)展，相互之間的交叉、滲透和融合日益深入，相互之間相輔相成的作用日益凸顯。而以測(cè)繪信息化為依托的應(yīng)用和服務(wù)需求又進(jìn)一步推動(dòng)著相關(guān)學(xué)科走向融合與一體化。因此，需要跳出某單一課程，或單一能力培養(yǎng)的狹隘眼界，立足于整個(gè)測(cè)繪學(xué)科的大視野，拓寬課程口徑，形成融合工程測(cè)量和攝影測(cè)量與遙感等的空間和屬性數(shù)據(jù)的采集方法，以及地圖編制和地理信息系統(tǒng)等的有關(guān)地理信息數(shù)據(jù)組織、管理、處理、分析、可視化及應(yīng)用等綜合能力培養(yǎng)的課程教學(xué)內(nèi)容體系，并加強(qiáng)課程群的組織和建設(shè)，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪學(xué)各分支學(xué)科的綜合，以及測(cè)繪技術(shù)方法與專業(yè)應(yīng)用的結(jié)合［10］。

其次，在教學(xué)組織和安排上，注重課程之間的合理銜接，并適當(dāng)調(diào)整教學(xué)的重點(diǎn)。

如前所述，測(cè)量學(xué)和GIS兩門(mén)課程之間存在清晰而緊密的前后承接關(guān)系。測(cè)量學(xué)作為GIS的先導(dǎo)課程，主要實(shí)現(xiàn)地理信息的采集。GIS作為測(cè)量學(xué)的后續(xù)課程，主要進(jìn)行地理信息的管理、處理分析和可視化等。這種承接關(guān)系不能顛倒，更不能割裂。只有尊重這種邏輯上的承接關(guān)系，才能使兩門(mén)課程實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，取得相得益彰的效果，幫助學(xué)生建立從地理空間信息的采集到處理、分析、表達(dá)等的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

在課程教學(xué)方面，要順應(yīng)測(cè)繪信息化的發(fā)展要求，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)。如測(cè)量學(xué)的教學(xué)，目前普遍還是以傳統(tǒng)模擬測(cè)繪技術(shù)和光學(xué)儀器的介紹為主，數(shù)字測(cè)繪只是作為一個(gè)補(bǔ)充，這已不合時(shí)宜。在數(shù)字化測(cè)繪日益成為主流作業(yè)方式的背景下，可以在注重基本測(cè)量原理和方法教學(xué)的同時(shí)，將傳統(tǒng)模擬技術(shù)的介紹直接刪除或簡(jiǎn)單帶過(guò)即可。如在水準(zhǔn)測(cè)量的教學(xué)中，以數(shù)字水準(zhǔn)儀的介紹和使用為主，對(duì)光學(xué)水準(zhǔn)儀的介紹就可以簡(jiǎn)略;在角度測(cè)量和距離測(cè)量中，對(duì)經(jīng)緯儀測(cè)角和鋼尺量距的介紹已經(jīng)可以不作為課堂教學(xué)內(nèi)容，而主要介紹全站儀的測(cè)量。這樣既可以節(jié)省教學(xué)課時(shí)，又可以使學(xué)生感受數(shù)字化測(cè)量的特點(diǎn)，并在數(shù)字測(cè)量實(shí)踐后，自然地引伸到對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)的處理，進(jìn)而與地理信息系統(tǒng)對(duì)接。

最后，以實(shí)踐教學(xué)為紐帶，實(shí)現(xiàn)兩門(mén)課程在綜合能力培養(yǎng)上的統(tǒng)一。

數(shù)字化測(cè)繪的實(shí)施，最根本的是改變了數(shù)據(jù)的形式。數(shù)字化測(cè)繪獲取的是數(shù)字化數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理已不再主要依靠手工方式，而主要是借助相關(guān)軟件進(jìn)行，這實(shí)際上已經(jīng)是地理信息處理的一部分。

另外，目前的測(cè)繪實(shí)踐，普遍以小范圍大比例尺地形圖的測(cè)繪作為綜合性實(shí)踐內(nèi)容。通過(guò)控制測(cè)量、碎部測(cè)量和編輯整飾，完成了一幅大比例尺地形圖，就意味著測(cè)繪訓(xùn)練的完整結(jié)束。但是，對(duì)于地理信息的處理分析，這常常只是起點(diǎn)。GIS以數(shù)字地圖作為空間數(shù)據(jù)的基本組織形式，通過(guò)采集屬性數(shù)據(jù)，構(gòu)建地理數(shù)據(jù)庫(kù)，形成對(duì)地理空間的更完整的表達(dá)。以地理數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，可以進(jìn)行圖與數(shù)之間的相互查詢和顯示，并可以借助地理信息分析工具進(jìn)行多種分析處理，或者進(jìn)行功能開(kāi)發(fā)，進(jìn)而根據(jù)需要生成豐富的地理信息產(chǎn)品，以輔助決策。這樣，借助地理信息平臺(tái)，就擴(kuò)展延伸了測(cè)繪數(shù)據(jù)成果的功能，并實(shí)現(xiàn)了兩門(mén)課程在綜合能力培養(yǎng)上的統(tǒng)一。

四、結(jié)束語(yǔ)

測(cè)繪信息化的深入和快速發(fā)展，既加深了測(cè)繪各分支學(xué)科之間的交叉融合，又促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)與計(jì)算機(jī)、信息和通信等技術(shù)的結(jié)合。為了適應(yīng)測(cè)繪學(xué)科的這種發(fā)展變化，滿足不斷擴(kuò)展的應(yīng)用和服務(wù)的需要，在基礎(chǔ)測(cè)繪教育中，必須基于整個(gè)測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展定位，拓寬課程教學(xué)口徑和視野，將測(cè)繪學(xué)科的相關(guān)分支學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)組織和綜合，以提升課程教學(xué)的品質(zhì)和效果。本文提出的將測(cè)量學(xué)和GIS課程進(jìn)行一體化教學(xué)，就是針對(duì)目前基礎(chǔ)測(cè)繪教育存在的局限而進(jìn)行的研究和探索。這一教學(xué)改革的思路，順應(yīng)了測(cè)繪學(xué)科發(fā)展的潮流，也符合社會(huì)應(yīng)用服務(wù)的實(shí)際需求。

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