侯光輝,王 穎
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)土地資源管理專業(yè)(下文簡(jiǎn)稱“土管專業(yè)”)GPS教學(xué)逐漸呈現(xiàn)愈加嚴(yán)重的“測(cè)繪化”傾向。雖然為土地資源管理服務(wù)的GPS教學(xué)必然要以GPS測(cè)繪為基礎(chǔ)和前提,但就融規(guī)劃、管理、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等于一爐的土地資源管理學(xué)科而言,兩者仍表現(xiàn)出顯著的差異。實(shí)際上整個(gè)土管專業(yè)技術(shù)課程領(lǐng)域,都在一定程度上存在著“測(cè)繪化”傾向(如GIS、RS教學(xué)的“測(cè)繪化”傾向)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這種“定位”缺陷對(duì)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(cè)繪人才”,而非優(yōu)秀的“GPS土地資源管理人才”。當(dāng)前,此問(wèn)題還未引起教學(xué)界的足夠關(guān)注,已有研究多從測(cè)繪學(xué)科角度對(duì)GPS具體教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探討[1],也有少數(shù)對(duì)不同專業(yè)的GPS教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸類[2],但從土地資源管理學(xué)科的角度對(duì)GPS教學(xué)體系進(jìn)行重建的研究還未發(fā)現(xiàn)。本文在分析土管專業(yè)GPS教學(xué)突出表現(xiàn)出的“測(cè)繪化”傾向及成因的基礎(chǔ)上,對(duì)面向土地資源管理和面向測(cè)繪的GPS教學(xué)進(jìn)行比較,并討論了GPS技術(shù)在土地管理領(lǐng)域的應(yīng)用,最后以此為依據(jù)重構(gòu)了土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)內(nèi)容體系。
土管專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)“測(cè)繪化”傾向,亦即土管專業(yè)和測(cè)繪類專業(yè)(測(cè)繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)、空間信息與數(shù)字技術(shù)等)的GPS教學(xué)在教學(xué)體系、選用教材和授課教師等方面存在的趨同化現(xiàn)象。
(1)教學(xué)體系的“測(cè)繪化”傾向
土管專業(yè)GPS教學(xué)地位在測(cè)繪學(xué)科背景等工科院校較為突出。目前,受學(xué)科背景、教學(xué)條件等基礎(chǔ)條件的影響,國(guó)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[3]。國(guó)內(nèi)開(kāi)辦土管專業(yè)的大學(xué)總體可分為4類:測(cè)繪與信息技術(shù)背景(如武漢大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中國(guó)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(guó)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)學(xué)管理學(xué)背景(如中國(guó)人民大學(xué)等)。因而技術(shù)類課程的教學(xué)地位也不同。由于發(fā)展歷史和辦學(xué)背景等因素的關(guān)系,各類高校中測(cè)繪學(xué)科背景的高校土管專業(yè)較為重視GPS課程。據(jù)資料,依托測(cè)繪學(xué)科等工學(xué)的院校,普遍將GPS與GIS和RS置于同等的地位,與測(cè)量學(xué)、地籍繪圖、土地與房產(chǎn)測(cè)量等共同組成工程技術(shù)模塊,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(jìng)爭(zhēng)力之一。其一般作為專業(yè)必修課,課程學(xué)時(shí)較大,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。一般將其作為選修課程,課時(shí)較少,較少配置實(shí)踐環(huán)節(jié),部分院校甚至未開(kāi)設(shè)。
土管專業(yè)GPS教學(xué)受測(cè)繪專業(yè)GPS教學(xué)影響顯著,教學(xué)體系參考測(cè)繪專業(yè),尤其是國(guó)內(nèi)GPS教學(xué)水平較高的測(cè)繪專業(yè)的現(xiàn)象尤為突出。從筆者獲取的若干高校土管專業(yè)GPS教學(xué)課程大綱和授課方案看,教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)顯著的“測(cè)繪化”傾向。如國(guó)內(nèi)多個(gè)院校土管專業(yè)GPS課程大綱一定程度上參考了武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院GPS教學(xué)大綱,或以其為藍(lán)本進(jìn)行局部修改。
(2)選用教材的“測(cè)繪化”傾向明顯
選用教材從一定程度反映了教學(xué)內(nèi)容體系。從目前國(guó)內(nèi)出版的GPS教材來(lái)看,絕大多數(shù)圍繞GPS測(cè)繪展開(kāi),其編者多為測(cè)繪學(xué)科的學(xué)者。較為知名的有李征航的《GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理》、徐紹銓的《GPS測(cè)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(cè)量操作與數(shù)據(jù)處理》、張勤的《GPS測(cè)量原理與應(yīng)用》等。這些教材基本上都呈現(xiàn)“測(cè)繪導(dǎo)向”而非“土地資源管理導(dǎo)向”,即以服務(wù)測(cè)繪相關(guān)專業(yè)為宗旨,但對(duì)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”。而國(guó)內(nèi)土管專業(yè)GPS教學(xué)多選擇此類教材,因而其教學(xué)體系不可避免顯現(xiàn)“測(cè)繪化”傾向。
(3)授課教師呈“測(cè)繪化”傾向
從教師的專業(yè)背景和知識(shí)結(jié)構(gòu)看,大多是測(cè)繪相關(guān)專業(yè)教師(或具有測(cè)繪專業(yè)背景)從事土地資源管理專業(yè)GPS教學(xué)工作。由于GPS教學(xué)的“技術(shù)門檻”常常將非測(cè)繪專業(yè)人士拒之門外,聘用上述教師成為不得已和雙贏的選擇。同時(shí),這種授課教師的“測(cè)繪化”傾向強(qiáng)化了教學(xué)體系和選用教材的“測(cè)繪化”,使得土管專業(yè)GPS教學(xué)與測(cè)繪專業(yè)高度同質(zhì)。
土管專業(yè)GPS教學(xué)呈現(xiàn)高度測(cè)繪化,即與測(cè)繪類呈現(xiàn)嚴(yán)重的趨同化現(xiàn)象,可從內(nèi)因和外因兩個(gè)方面分析。
(1)內(nèi)因
1)GPS學(xué)科與測(cè)繪學(xué)科具有內(nèi)在的同一性。從兩者關(guān)系看,GPS學(xué)科以測(cè)繪原理為基礎(chǔ),以測(cè)繪領(lǐng)域?yàn)榛緫?yīng)用方向,而GPS技術(shù)是當(dāng)前最先進(jìn)的測(cè)繪手段。從GPS創(chuàng)立的宗旨看,其為用戶提供定位和導(dǎo)航服務(wù),而定位與導(dǎo)航本身就是測(cè)繪的同位語(yǔ)。從我國(guó)最先引入GPS教學(xué)的淵源看,GPS教學(xué)和國(guó)內(nèi)第一本GPS教材首先由原武漢測(cè)繪學(xué)院開(kāi)設(shè)和編撰,其必然反映測(cè)繪屬性。
2)將GPS直接用于土地資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用范圍、關(guān)鍵技術(shù)、操作模式、工作方案等還不成熟,如何將GPS在土地管理領(lǐng)域的實(shí)踐嘗試進(jìn)行理論化、系統(tǒng)化和規(guī)范化,還需不斷深入。筆者認(rèn)為這是GPS教學(xué)難以“土地資源管理化”最為本質(zhì)、現(xiàn)實(shí)的阻礙因素。
(2)外因
1)各高校(無(wú)論學(xué)科背景、辦學(xué)層次)普遍存在著教學(xué)體系“搭便車”效應(yīng),即因循測(cè)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。
2)從授課教師看,由于GPS教學(xué)的技術(shù)門檻,多數(shù)高校土管專業(yè)與測(cè)繪類專業(yè)普遍存在著“教師共享”現(xiàn)象,即測(cè)繪學(xué)科背景的教師擔(dān)任土地資源管理專業(yè)技術(shù)類課程,而這些教師對(duì)GPS在土地資源管理中應(yīng)用并不熟悉。
GPS測(cè)繪,即GPS技術(shù)在測(cè)繪相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,包括大地測(cè)量、控制測(cè)量、地形圖測(cè)繪、海洋測(cè)量、精密工程測(cè)量、工程變形監(jiān)測(cè)和地籍測(cè)量等。面向測(cè)繪與面向土地資源管理的GPS教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不同,前者以應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo),而后者側(cè)重于將GPS原理與測(cè)繪技術(shù)用于土地資源管理、土地利用調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地利用規(guī)劃、土地整理等領(lǐng)域,如圖1所示。因此,它們是手段和目的之間的關(guān)系,面向土地資源管理的GPS教學(xué)(與RS、GIS教學(xué)結(jié)合)構(gòu)成了土管專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)。
圖1 面向土地資源管理與面向測(cè)繪的GPS關(guān)系
面向土地資源管理的GPS教學(xué)要去“測(cè)繪化”,并不是說(shuō)完全摒棄GPS測(cè)繪,而是扭轉(zhuǎn)當(dāng)前GPS教學(xué)中嚴(yán)重的“測(cè)繪化”傾向,在重視GPS基本原理和GPS測(cè)繪教學(xué)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)突出其在土管各領(lǐng)域的應(yīng)用,強(qiáng)化GPS在土地利用調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地籍測(cè)量、土地利用規(guī)劃、土地整理等方面的方案設(shè)計(jì)、工作組織、操作模式、數(shù)據(jù)處理、成果利用等應(yīng)用環(huán)節(jié)。
去“測(cè)繪化”的嘗試,不僅要運(yùn)用于GPS教學(xué),還應(yīng)在GIS、RS等土地技術(shù)課程教學(xué)中有所突破。實(shí)際上,我國(guó)土地資源管理專業(yè)技術(shù)課程的教學(xué)或多或少都存在上述傾向。因此,去“測(cè)繪化”傾向的努力,比單純強(qiáng)調(diào)測(cè)繪能力,更有助于培養(yǎng)優(yōu)秀的土地資源管理人才。
GPS主要用于土地管理中的土地測(cè)繪工作,其優(yōu)勢(shì)在于高效率地提供精確的土地空間信息。GPS土地測(cè)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(dòng)態(tài)RTK技術(shù)的發(fā)展,為土地資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、變更調(diào)查和土地?cái)?shù)據(jù)的管理提供了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的保障。
根據(jù)近年來(lái)的研究結(jié)果,較于傳統(tǒng)方法是應(yīng)用動(dòng)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),具有如下優(yōu)勢(shì):一是省時(shí)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和數(shù)值化,保證了土地利用數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性[4]。利用GPS進(jìn)行土地利用調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),常采用GPS差分定位(包括實(shí)時(shí)動(dòng)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(duì)空曠、精度要求在1 m以內(nèi),圖件比例尺在1∶2000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(jià)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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。該技術(shù)具有工作效率高、測(cè)量精度高、費(fèi)用低的特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)土資源管理數(shù)字化的基礎(chǔ)之一[5]。
地籍測(cè)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(cè)量技術(shù)為手段,從控制到碎部,精確測(cè)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(cè)繪工作。GPS用于地籍測(cè)量主要包括3個(gè)方面:GPS地籍控制網(wǎng)測(cè)量、GPS地籍圖測(cè)繪(GPS地籍細(xì)部測(cè)量)和GPS建設(shè)用地勘測(cè)定界。GPS地籍控制網(wǎng)測(cè)量是進(jìn)行地籍圖測(cè)繪、建設(shè)用地勘測(cè)定界和其他測(cè)繪工作的基礎(chǔ)和前提。應(yīng)用 GPS進(jìn)行地籍控制測(cè)量,GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì) GPS網(wǎng)精度的影響也很小,較其他方法效率好、精度高[6]。地籍細(xì)部測(cè)量是測(cè)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(cè)定界工作,是指對(duì)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(shí),實(shí)地界定用地范圍、測(cè)定界址位置、確認(rèn)地類和權(quán)屬、計(jì)算用地面積以供國(guó)土資源管理部門審查報(bào)批建設(shè)項(xiàng)目用地的事務(wù)性、技術(shù)性工作使用。GPS RTK對(duì)于高精度的地塊邊界定位和大比例尺測(cè)圖非常適用,因此能夠滿足上述需要[7]。
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(cè)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(zhǎng)期固定安置GPS信號(hào)接收機(jī),作為永久型基準(zhǔn)站,然后利用多臺(tái)流動(dòng)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),如深圳、天津,虛擬參考站(VRS)網(wǎng)絡(luò)的建立,不僅大大減少了GPS測(cè)繪的成本,極大地提高了測(cè)繪效率,而且對(duì)于建立數(shù)字城市和數(shù)字國(guó)家也具有重要意義[8]。
土地整理測(cè)繪是土地整理的各個(gè)階段土地測(cè)繪工作的總稱,包括項(xiàng)目區(qū)地形圖測(cè)繪、土地利用現(xiàn)狀圖測(cè)繪、規(guī)劃圖放樣、農(nóng)田土地平整測(cè)繪等內(nèi)容[9]。實(shí)踐和研究表明,GPS RTK技術(shù)對(duì)于比例尺為1∶10 000、1∶5000 或 1∶2000 的地籍圖測(cè)繪,碎部點(diǎn)(地類邊界、電力通信等基礎(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(cè)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(cè)繪方面,也能夠代替人工水準(zhǔn)儀方法[10]。
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(cè)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(cè)繪(包括GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)及實(shí)施、靜態(tài)定位、動(dòng)態(tài)定位和測(cè)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(cè)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)所有側(cè)重。
根據(jù)以上指導(dǎo)思想和基本原則,筆者首次提出主要以理論篇和實(shí)務(wù)篇為支撐的土地資源管理科學(xué)GPS教學(xué)內(nèi)容體系,并輔以拓展篇。
1)理論篇以GPS基礎(chǔ)與GPS測(cè)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(shí)間系統(tǒng))、GPS衛(wèi)星信號(hào)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(cè)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(cè)繪的方案設(shè)計(jì)、操作模式和測(cè)后數(shù)據(jù)處理,了解GPS在測(cè)繪各分領(lǐng)域的運(yùn)用。
2)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(cè)繪的一般過(guò)程、GPS與土地利用調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、GPS與地籍測(cè)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(cè)繪的一般過(guò)程,掌握GPS控制網(wǎng)測(cè)量、GPS碎部點(diǎn)測(cè)繪、GPS測(cè)圖、GPS規(guī)劃點(diǎn)放樣等基本技能,并熟練地應(yīng)用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域。
3)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(shí)面,增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。
土管專業(yè)GPS教學(xué)所顯現(xiàn)的“測(cè)繪化”傾向目前尚未引起足夠的重視,逐步去“測(cè)繪化”未來(lái)應(yīng)作為該課程改革的主要方向。去“測(cè)繪化”不等于完全摒棄GPS測(cè)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(lái)需著重研究的問(wèn)題。
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