中国地理信息系统学科建设与人才培养探讨.doc

首届全国“地理信息系统”专业教育研讨会，北京，2003会议报告中国地理信息系统学科建设与人才培养探讨北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源与环境科学系国家遥感中心全球变化与可持续发展研究部国家测绘局中国基础地理信息中心北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室二OO三年八月二十八日中国地理信息系统学科建设与人才培养探讨史培军1,5 李 京1,2 潘耀忠1,2 陈 军1,4 刘慧平2,5 王 平1,2 1）北京师范大学资源科学研究所，2）北京师范大学资源与环境科学系，3）国家遥感中心全球变化与可持续发展研究部，4）国家测绘局中国基础地理信息中心，5）北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京 100875摘 要在对国内外地理信息系统专业发展与设置、教育现状以及人才培养模式初步调查分析的基础上，对当前我国地理信息系统学科定位、人才培养模式、课程设置中存在和面临的若干重要问题进行了初步的探讨。首先，根据国内外地理信息系统学科发展的特点，提出了我国地理信息系统学科建设的框架；其次，通过国内外对比，分析了当前我国地理信息系统人才培养方面存在的主要问题及进一步解决的途径；最后，针对当前国内外对这一学科领域人才的需要，就当前我国地理信息系统学科建设与人才培养模式提出了相应的对策，即：1）从综合集成的角度，大力发展地球信息科学与技术，在此框架下，大力发展地理信息系统教育，培养集科学、技术与工程于一体的新型地理信息系统学科人才。2）加强地球信息科学基础设施的建设，高度重视地理学、地图学、测绘学与遥感科学技术在地球信息科学与技术中的作用，重视国产地理信息技术专利的开发；针对国民经济与社会发展各行各业的需要，大力建设行业与专业地理信息系统。3）建议在国家博士、硕士学科专业目录中设立地球信息科学与技术，并进一步划分为地球信息科学、遥感技术和地理信息系统。关键词：学科建设；人才培养；政策建议；地理信息系统；1 引言自从20世纪60年代地理信息系统（Geography Information System，简称：GIS）问世以来，地理信息系统一直是地理学、资源与环境科学、地球系统科学中最富有生命力的部分，是重要的发展方向之一。经过近40年的发展，已经从最初的仅在专业部门和研究人员（如：地理、地质、土地资源管理、人口调查等）使用的系统，扩展到政府公共管理、城市规划、资源开发利用、灾害监测与评估、测绘、军事、科学研究等各个应用领域；从最初的基于地理学或测绘学领域概念的信息系统和技术，发展成为人们采集、管理、分析空间数据，共享全球信息资源，为政府管理提供决策和实施可持续发展战略的工具和手段。其内涵从狭义的地理信息系统，逐步形成一门集计算机科学、地理学、测绘科学、资源与环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门科学为一体的新兴的综合集成学科。特别是进入上一世纪90年代以来，在应用的驱动下，得到了前所未有的发展，已形成了独具特色的GIS服务行业。据初步估算，到2000年为止，全球已拥有超过500万个GIS软件用户，与GIS相关的产业产值，包括硬、软件和数据服务等在内，已经超过了100多亿美元；我国虽与国外相比，相对落后，目前与GIS相关产业的产值也已达1000万美元1。正如世界环发大会秘书长斯特朗所指出的：“在持续发展的研究和决策中，没有任何其它领域比利用GIS技术更为重要”2。随着地理信息系统学科的快速发展和社会需求空间的不断增大，对地理信息系统人才的需求亦不断扩大。我国地理信息系统教育及其人才培养体系已逐步呈现多元化、层次化和规模化的发展格局,现全国每年有近5000名GIS方向的本科毕业生。同时，大批相关的硕士点和博士点正在建设与发展之中，GIS教育发展形势空前活跃和兴旺。与此相应，学科建设明显滞后，其一学科定位不明确，其二学科基础设施建设跟不上，其三用于规范的技术标准滞后等等。面对这一形势，我国GIS学科建设与人才培养面临巨大的机遇和挑战，学科定位与建设、专业设置与课程体系建设，以及人才培养目标与模式等等，已经提到议事日程。因此，必须认真研究和讨论，统一认识，使GIS学科建设及人才培养能够沿着健康轨道发展，以适应我国社会发展、经济建设和科学发展的迫切需求。2 地理信息系统学科建设2.1 GIS学科体系从一般概念上讲，GIS通常被描述为：在计算机软件和硬件支持下，综合运用地理学、系统工程和信息科学的理论，具有获取、存贮、管理、传输、分析和输出地理空间数据的信息系统3。从学科角度看：地理信息系统是管理和分析空间数据的科学技术，是一门集地理学、测绘科学、计算机科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门科学为一体的新兴的综合集成学科，具有多学科交叉的显著特点。紧紧围绕管理和分析空间数据这一核心内涵，从学科建设、应用需求和技术系统三个方面，可以将GIS专业学科划分为三个组成部分：1）理论基础部分（Science：Geography Information Science），主要包含地理学、地图学、数理基础等理学领域的知识；2）技术手段与方法部分（Technology：Geography Information Technology），主要指软件开发技术等计算机科学与技术方面的知识与技术；3) 核心技术集成与信息管理工程部分（Engineering：Geography Information Engineering），空间信息获取与分析，遥感、测绘等方面的知识。地理信息技术（T）Geography Information TechniqueGIS地理信息科学（S）Geography Information Science地理信息工程（E）Geography Information EngineeringGIS = STE图 1 地理信息系统学科内容及其逻辑关系2.2 GIS学科建设从广义来看，GIS应属地球信息科学与技术的范畴，它与地球信息科学、遥感技术有着密切的联系，前者为GIS奠定了理论基础，后者为GIS信息更新创造了技术支撑条件。此外，从地球信息科学的角度看，GIS亦属其重要组成部分，既作为地球系统动态变化的记录，又可作为揭示地球系统动态变化的数据基础与技术方法。为此，GIS学科建设应纳入到整个地球系统科学体系之中。从狭义来看，GIS属多学科综合集成的学科，包含了理、工、管理学科的科学与技术内容。GIS作为理科，以地理学、地图学、系统科学为基础；GIS作为工科则以计算机科学与技术、测绘科学与技术、系统工程为核心；GIS作为管理学，则以管理信息系统（MIS）为支撑体系。为此，目前对GIS学科建设，一是分散在相应学科的边缘，没有得到充分的重视；二是学科体系不清，结构不完善。因此，只有把GIS学科建设作为一类交叉学科门类，进而从科学、技术、工程三个层次加强，才能够形成完善的学科体系，任何强调其中一个方面的倾向，均会对GIS学科发展产生不利的影响。设置交叉学科类在美国的学科分类体系中得到了充分且高度的重视4。从GIS学科建设的科学角度，要加强对地球系统科学新近进展的吸收，特别是地球系统动力学的理解，以促进数字地球科学的创新；从GIS学科建设的技术角度，要加强遥感技术的应用，以及网络计算机软件技术的开发与应用；从GIS学科建设的工程角度，要加强系统工程在GIS中的应用，从而保证任何GIS软件系统具有很强的稳定性与安全性，能够具有强大的服务功能。图2表示了GIS在地球信息科学与技术体系中的地位。值得指出的是关于GPS地学科定位，一些学者认为应属RS学科，还有一些学者认为应成为地球信息科学与技术学科之一的一个独立分支学科。在此，作者按后一种理解，将GPS独立为GIT的一个分支学科。图 2 GIS在地球信息科学与技术体系中的地位3 地理信息系统人才培养体系3.1 GIS发展与人才需求目前，GIS已经进入全面发展的时代，全社会对GIS的认识普遍提高，国家级乃至全球性的GIS已成为公众关注的问题，如美国政府的“信息高速公路”计划、“数字地球”战略以及我国的“21世纪议程”等，都将GIS的建设与发展作为核心的内容之一。GIS的蓬勃发展，从学科发展和市场需求等各个方面都对地理信息系统人才的需求提出了新的要求。从科学（理论）角度看，地球系统的信息流是GIS研究的主要内容。资源与环境信息则是其主要关注的对象。GIS在不断发展中已逐步形成了以“地球信息科学”为基础的独特的理论体系，具有多学科集成的显著特点。但目前，正如陈述彭先生所指出的“当前地理信息系统基础研究状况是理论的发展满足不了技术进步的需求”5。因此，在GIS人才培养中，首先需要的是能够满足学科发展所急需的理论型人才。从技术（软件）角度看，国家“九五”计划实施以来，在国家大力支持和各个部门共同努力下，国产GIS软件的数量、质量和规模，都有较大的发展，国产GIS软件与国外软件产品的质量与性能差距正在缩小，有的已与国外优秀 GIS软件水平相当，个别领域已超过国外产品。至1998年，国产GIS软件已打破国外GIS软件的垄断局面，在国内市场占有率达25%以上6。但GIS软件工程设计与开发人才的严重缺乏和不稳定在一定程度上限制了我国地理信息产业的发展，因而尽快培养具有扎实GIS基础知识的软件工程设计与开发人才，已经成为我国地理信息系统人才培养的当务之急。从工程（应用）角度看，随着GIS技术的飞速发展和市场的不断扩展，GIS应用已渗透到社会各个方面,使人们的生产、生活发生着深刻变化, 我国不少行业和研究领域开始应用地理信息系统来解决科研与生产建设及经济与社会发展中的实际问题。应用的驱动，迫切需要一大批既掌握GIS技术，又懂管理，能够将GIS的应用更加深化的复合型工程技术与管理人才。图3简要说明了GIS在科学、技术与工程等三个方面的发展与人才需求的关系。图 3 GIS发展与人才需求示意图3.2 国内外GIS学科、专业设置现状3.2.1 国内GIS学科、专业设置现状GIS起步于上一世纪六十年代中期，最初是为解决地理问题而提出的，其标志是：1963年加拿大测量学家R. F. Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建成世界上第一个GIS（加拿大地理信息系统CGIS）。进入70年代后，由于计算机软硬件水平的提高，推动GIS朝着实用方向迅速发展，北美、西欧等一些经济发达国家先后建立了许多专业性的GIS。同时，GIS教育在大学里得到了普遍重视，并针对迅速发展的地理信息系统学科和地理信息产业，开始开设独立的GIS课程，在原有地理或测绘类专业基础上建立了地理信息系统或类似名称的新专业。很明显在时间上，国外比中国的GIS专业教育提前了10年左右。在随后的20年内，国外的GIS教育发展迅速，很快进入了全盛期。根据本文统计的美国数十所大学最新GIS专业教育信息资料显示，除了一般的学位教育外，国外在GIS人才培养方面还开设了诸如网络教育，在职教育等多种形式的GIS知识传授方式，并试验了联读制等一些高级GIS教育方案。同时国外的GIS教育非常注重与研究和实践的结合，注重与环境和人文的关系。如：英国的金斯敦(Kingston)大学的地理系除传统的地理信息系统专业外，还针对不同的应用需求开设了地理信息系统、地理信息系统与商业、地理信息系统与计算机及地理信息系统与互联网计算三个专业，并且均可授予不同学科门类的GIS专业学位。盛业华等统计，截至到2001年，美国仅3个州就有39所大学设置了GIS及其相关专业，专业名称除测量与制图、遥感、测量与土地信息系统等比较传统的名称之外，还有Geomatics或Geomatics Engineering、Spatial Information Science and Engineering等等，均培养GIS领域的专业人才。加拿大的 Laval大学，Calgory大学，荷兰 ITC，奥地利Graj大学等，在原测绘专业基础上组建名为Geomatics、Geo-Informatics等专业7。袁峰等人（2002）的研究表明：美国、加拿大开设 GIS课程的教育机构仅从1990年到1996年，就由原来的289个增至828个，开课专业涉及农学、人类学、考古学、生物学、环境学、商业、建筑业、地理学、地球科学等8。由于国外GIS发展较早，其高等学校GIS教育体制、专业设置、课程设置等都相对较为完善。从总体上看：当前国际上地理信息系统教育可以分为专业型教育（学位教育，包括本科和研究生）、职业教育和普及型教育三种类型。3.2.2 国内GIS学科、专业设置现状与国外相比，国内GIS专业高等教育起步相对较晚。20世纪80年代中后期，随着国外GIS软件进入中国的大学和科研院所，国内一些大学的地理系（如：北京大学、南京大学、北京师范大学等）依托原有的地图学与遥感专业，在硕士研究生培养中相继增加了GIS专业方向并着手建立了GIS专业，在本科生教学中开设了GIS相关课程，尽管各自的称谓有所不同，但经过十几年的发展，各自均形成了一定的专业特色，率先培养了一批GIS的专业人才，为后来GIS理论研究、技术开发和产业化的发展奠定了良好的基础。为了满足社会发展和经济建设对GIS专业人才的迫切需求，1997年国家学位委员会在对原有学科进行合并、调整的同时，在原地理学一级学科目录中增加了“地图学与地理信息系统”（理学）、在原测绘科学与技术一级学科目录中增加了“地图制图学与地理信息工程”（工学）两个二级学科，并开始进行这两个二级学科的博士、硕士研究生培养单位审批和招生工作。这也是我国最早开始的硕士、博士GIS研究生学位教育。但是，仅仅进行高层次GIS人才的培养，已远远满足不了社会对GIS该专业人才的需求，因此，1998年7月教育部颁布的新的本科专业目录中，尽管将原来的504个专业减少并调整为249个, 但在原地理类专业中增设了“地理信息系统”理学本科专业。国内凡具有一定教学和研究基础的高校都纷纷响应，在包括地理学、测绘学和计算机科学等学科下积极创办这一新兴专业。这也是我国现行学位制度中唯一能够授予“地理信息系统”理学学士学位的本科专业。到目前位置，全国高校，包括综合性大学与师范院校的地理学系、计算机系，理工科大学的地质、测绘、矿冶等系所，农林院校的相关系所在内，据李德仁院士统计，超过140高校开设了“地理信息系统本科专业”，其发展规模出乎人们的预想1）李德仁. 发展我国GIS高等教育的思考. 2003。据中国教育信息网最新统计资料表明，仅2003年新设“地理信息系统”本科专业的高校就有16所。此外，还有数十所高等院校、科研院所建设了地理信息系统的硕士，博士专业。经过十几年的发展，我国GIS学位教育与人才培养取得了巨大的成就，已初步形成了从本科到研究生（硕士和博士）较为完善的人才培养体系。表1列出了在我国现行授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录9中，与GIS专业密切相关的学科；我国现行授予学士学位的本科专业目录与GIS专业密切相关的专业。表2列举了美国的相应情况。由表1可以看出，在我国现行授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录中，能够培养不同方向GIS专业人才的有工学、理学2个门类，4个一级学科，7个二级学科，但仅有“地图学与地理信息系统”和“地图制图学与地理信息工程”2个二级学科可以授予GIS专业学位；而在现行的学士学位(本科)专业目录中，能够进行GIS专业人才培养相关的有理学、工学、管理学3个门类，4个学科，4个专业。但仅有地理科学类门下的“地理信息系统”一个专业可以授予GIS理学学士学位。这种现状已不能完全满足GIS人才培养的需要，并且这在一定程度上限制和阻碍了GIS学科和人才培养体系的建设与发展。因此，有必要经过深入讨论，从“地球系统科学”和“地球信息科学与技术”的高度，提出GIS学科、专业划分方案。美国现行授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录中，能够培养不同方向GIS专业人才的有工学、理学、管理学和环境学4个门类，6个一级学科，12个二级学科，均可以授予GIS专业学位；而在现行的学士学位(本科)专业目录中，能够从事GIS专业人才培养的有理学、文学、工学、管理学和环境学5个门类，5个学科，14个专业，并且都可授予GIS学士学位。表1 我国现行学位目录中涉及GIS领域的学科与专业学位类型学科门类一级学科（代码）二级学科（代码）博士、硕士学位（研究生）理学地理学（0705）地图学与地理信息系统（070503）工学测绘科学与技术（0816）摄影测量与遥感（081602）地图制图学与地理信息工程（081603）大地测量学与测量工程（081601）地质资源与地质工程（0818）地球探测与信息技术（081802）计算机科学与技术（0812）（可授工学、理学学位）计算机软件与理论（081202）计算机应用技术（081203）学士学位（本科生）理学地理科学类（0707）地理信息系统（070703）工学测绘类（0809）测绘工程（080901）电气信息类（0806）计算机科学与技术（080605）管理学管理科学与工程类（1101）信息管理与信息系统（110102）表3 与“地理信息系统”科学与技术相关的博士点学科统计学校名称与“地理信息系统”科学与技术相关的博士点学科地图学与地理信息系统地图制图学与地理信息工程摄影测量与遥感武汉大学中南大学北京大学同济大学中国矿业大学山东科技大学中国地质大学浙江大学青岛海洋大学解放军信息工程大学华东师范大学南京大学南京师范大学中山大学兰州大学北京师范大学东北师范大学陕西师范大学中国科学院西南交通大学辽宁工程技术大学1 关于注记：测绘科学与技术一级学科单位；：地理学一级学科单位；2 一级学科单位数（个）：测绘科学与技术：6；地理学：103 具相关博士点学科的单位数（个）：地图学与地理信息系统：14；地图制图学与地理信息工程：9摄影测量与遥感：7；具以上三学科其一者共计：21表3统计了目前我国高等学校与“地理信息系统”科学与技术相关的博士点学科的分布情况。表2 国外（美国）现行学位目录中涉及GIS领域的学科与专业学位类型学科门类一级学科二级学科博士、硕士学位(研究生)理学地理学地理信息科学geo-information science地理技术应用Applications of Geographic Technologies地理信息系统与空间分析Geographic Information Systems and Spatial Analysis 制图学，地理信息系统和遥感Cartography GIS and Remote sensing地图学与地理信息系统Cartography and GIS工学测量学测量学和地理信息科学 Geodetic and Geo-information Science摄影测量与遥感 photogrammetry and Remote Sensing土木工程土木工程学 Civil Engineering地质学与地理信息系统 Geology and GIS管理学城市管理学城市管理设计与发展 Urban Planning, Design and Development林业管理学林业管理系统 Forestry Management System环境学环境科学类环境遥感监测和空间信息Environmental Monitoring Remote Sensing and Spatial Information 地理环境科学 Geographical and Environmental Science学士学位(本科生)理学地理科学类地理方法和技术 Geographic Methods and Techniques 地理信息科学 geographic information science地理信息系统与地图学 Geographic Information Systems and Cartography地理信息处理和地图学 Geographic Information Processing and Mapping文学地理分析类地理信息分析与推理 Geographic Information, Analysis, and Reasoning地理分析技术 Techniques of Geographic Analysis分析地图学与地理信息系统 Analytical Cartography & Geographic Information Systems工学测绘学与工程类土木工程学 Civil Engineering地球信息工程学 Geomatics Engineering土地测量和地图学 Science of Land Survey and Mapping管理学管理科学类林业管理与空间分析Forestry Management and Spatial Analysis 信息管理系统 Information Management System环境学环境科学类应用环境地学 Applied Environmental Geosciences环境地理信息系统科学 Geographic Information Science of Environmental Science 3.3 国内外GIS专业课程体系建设建立完善的GIS人才培养体系，在合理划分学科和专业的基础上，要有合理的课程设置，尤其是专业核心课程的设置，是人才培养的重要组成部分，也就是说要有一个指引学生学习的正确方向，什么样的课程设置是合理的，什么样的课程是人才培养所必须的，这是GIS人才培养体系所面临的一个重要问题。目前，GIS专业课程体系主要由公共必修课、专业基础课、专业课等几部分组成。本文选取了典型的6所国内高校本科GIS专业的主要专业课程设置，包括：3个理学专业，3个工学专业（见表4，不包含数理基础部分的课程）；美国纽约州立大学布法罗校区地理学系地理信息系统本科专业课程设置（见表5）10，以此通过对比，试图说明国内外GIS专业课程设置的差异。分析表4、表5可以看出：1）不论其学校系科归属于理学或工学，课程体系的设置本质差异不大，除去公共必修课和数理基础课程外，根据GIS学科包含的核心内容看均包含有：地理（地球）科学、摄影测量与遥感、计算机科学，以及地理信息系统专业课程四个部分。2）各校课程组结构比重的差异反映了理学、工学办学的特点及各校的办学特色与师资条件。虽然开设的课程类别基本相同，但课程结构存在明显差异：a) 工学对数理科学有相当高的要求，对计算机类和摄影测量与遥感课程组的要求也明显高于理学GIS；b) 理学GIS专业课明显多于工学GIS专业课，体现地理信息系统专业起源于地理学科的固有特性，反映了工科系科内地理科学有关学科师资力量的薄弱与不足。c) 不论工科或理科，各校优势学科课程都明显高于其它学校。如同济大学的测绘科学与技术课程，占总课程的30。3）与国外相比，虽然核心课程设置方面没有太多的差异，但受我国教育体制的限制，四年本科教育期间，学生常常要面对60-70门课程，这样就造成自由选择课程的机会较少，而国外GIS及相关专业在设置基础知识的课程的同时，一般根据学科发展、市场需求和学生的就业愿望，更加注重不同的课程组合和培养方向，这主要体现在本科高年级的课程组合和研究生的培养上。学生可以结合自己的爱好、特长及工作的愿望选择适合自己的课程10。4）管理科学作为地理信息科学的重要组成部分，在核心课程设置上，在充分重视自然科学的同时，国内所有高校均忽略了管理学科和系统科学的内容，这从不同程度上限制了地理信息系统专业人才今后向更高层次发展的可能，使我国GIS专业人才普遍缺乏大工程项目的管理能力与经验。综上所述，目前各高校在GIS教学中尚未形成比较统一的核心课程体系，这一方面与各高校本专业的继承性有关，另一方面则与不同高校对本科GIS教学目标的不同理解有关。因此，有必要经过深入讨论，在国家标准和适应国际规范的前提下，以建立完善的GIS人才培养目标下，规范高等GIS教育的课程体系。表4 国内部分高校本科生GIS专业的主要专业课程设置比较2）秦其明, （高校GIS专业课程设置研讨组）“中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨”一文, 2003学校与院系所GIS专业设置的主要课程名称北京大学遥感与地理信息系统研究所1) 地球科学概论、地理科学概论、地学数学模型、环境与生态科学、城市与区域科学2) 计算机图形学基础、数据库概论、算法及数据结构、程序设计语言、计算概论、软件工程原理3) 测量与地图学、遥感概论、遥感应用、遥感数字图像处理、遥感图像处理实验、导航与通讯基础4) GIS概论、GIS设计和应用、网络基础与WebGIS、GIS工程、数字地形模型、数字地球武汉大学资源与环境科学学院1) 自然地理学、地貌学、地图投影与变换、地图设计与编绘、数字地图制图原理2) 数据库原理与应用、数据结构、计算机图形学3) 数字测图原理与方法、摄影测量学、测绘学概论、遥感技术与应用4) 地理信息系统原理、GIS设计与应用、空间数据库系统北京师范大学资源与环境科学学系1) 资源与环境学导论、地质学与地貌学、气象学与气候学、环境学、植物地理学、人文地理学、地理统计、地理文献阅读与写作、测量与地图2) 计算机图形学、数据结构、计算方法、数据库概论3) 遥感概论、图像理解与分析、数字图像处理、资源与环境遥感、定量遥感、3S应用4) 地理信息系统原理、GIS软件分析、高级GIS专题、数字地面模型学校与院系名称GIS专业设置的主要课程名称（工科）中国地质大学信息工程学院1) 自然地理学、地图概论2) 计算机组成原理、操作系统、数据结构、数据库原理、计算机图形学、图形工程学、空间数据库3) 遥感图像处理4) 地理信息系统概论、地理信息系统设计与实现等同济大学测量与国土信息工程系1) 自然地理学基础、人文地理学概论、地图学、地学计算概论2) 数据结构、计算机图形学、数据库原理2) 测量学；误差理论与测量平差、GPS原理与应用、摄影测量与遥感、数字图像处理3) 地理信息系统原理与设计空间数据采集与质量控制、空间分析方法与模型、数字高程模型、空间信息学、土地信息学等中国矿业大学环境与测绘学院1) 自然地理学、地图学、经济地理学、地理模型与空间分析2) 数据结构、多媒体技术、虚拟现实技术、VC+程序设计、数据库原理、计算机图形学与地图制图、空间数据库3) 测量学基础、摄影测量学、遥感原理与应用、GPS原理与应用、遥感数字图像处理4) GIS基础与应用、GIS设计与开发、GIS软件工程、计算机网络技术与网络GIS注：1) 地理学或地学课程；2）计算机课程；3）摄影测量与遥感课程；4）GIS专业课程表5美国纽约州立大学布法罗校区地理学系地理信息系统专业课程设置（本科）10组别方向课程类别课程名称第一组GIS与地图制图学必修课(15)地图与制图(3) 地图设计(4) GIS(4) 计算机制图 (4)选修课(至少修满9个学分)制图学专门问题(3) GIS应用(3) GIS算法与数据结构(3) 遥感(4) 空间决策支持系统(3) 专题地图设计(4) GIS规划与实现(4) 区位分析(3)第二组数学与计算机科学必修课(7)单元统计学(4) 多元统计学(4) 选修课(I、II)1大学微积分I、II、III 微积分应用I、II 线性代数初步 线性代数导论 计算机在工程中的应用 计算机科学I、II 计算机程序设计语言 计算机图形学 数据结构推荐选修课离散数学导论I、II 数据库 计算机结构及程序设计I、II 人工智能导论第三组其它地理系课程必修课自然地理导论选修课2人文地理导论 经济地理注： 1任选两门、2 任选一门。括号内数字为学分数，应至少修满30个学分方可得到学士学位4 地理信息系统学科与人才培养体系建设对策4.1 学科建设对策任何一门学科的划分，都标志着这门学科发展过程中所取得的突出进展，GIS目前在中国的学科定位是：国家1997年制定的硕士、博士学位授予学科分类中归为理学门类中一级学科地理学的二级学科，学科名称为“地图学与地理信息系统”；1998年7月教育部颁布的新的本科专业目录中，在地理类专业中设置“地理信息系统”理学本科专业。从中可以看出GIS目前在中国学科中的地位，这已经远远不能满足GIS学科的发展，甚至在一定程度上限制了学科的发展。如前所述，从地球系统科学角度，GIS应属地球信息科学与技术范围，它与地球信息科学、遥感、全球定位技术有着密切的联系，为此，GIS学科建设应纳入到整个地球系统科学体系之中。上海交通大学高等教育研究所2002年在分析美国的学科专业划分体系中指出，对一些综合性和交叉性学科可单独设置独立的“交叉科学”门类3）刘念才, 程莹, 刘少雪. 美国学科设置与借鉴, 教育部学科专业设置专家委员会会议交流材料, 2002年5月.。因此，从“地球信息科学与技术”（包括：地理信息系统学科）学科和发展角度，并充分体现该学科综合集成的显著特点，建议在国家博士、硕士学科专业目录中，借鉴美国CIP学科划分体系4，设立“地球信息科学与技术”为交叉学科门类的一级学科，并进一步划分为地球信息科学、遥感技术、地理信息系统与全球定位系统四个二级学科。具体划分方案如表6所示。表6 GIS学科划分方案学位类型学科门类一级学科（代码）二级学科（代码）博士、硕士学位（研究生）交叉学科地球信息科学与技术地球信息科学（理学）遥感技术（工学）地理信息系统（理学、工学或管理学）全球定位系统（理学、工学）在此学科体系下，根据该学科的特点，大力加强“地球信息科学与技术”（包括地理信息系统）学科的建设。1) 完善和加强各级实验室建设。提高GIS人才的实验技能对发展GIS专业至关重要。在地理信息系统实验室中，可分为理论基础实验、软件工程实验和综合实验三方面。测绘学、地理学和信息技术是地理信息系统的理论基础。为了加强和加深对地理信息系统理论体系和方法的理解，支持相应理论研究，进行这些理论的基础实验。理论基础实验建设应包括测量与制图、环境理化与地表过程和地理信息系统等实验室的建设。测量与制图实验室的建设包括摄影测量、地图投影和制图等方面的实验室建设；环境理化与地表过程实验室的建设包括土壤理化、环境化学、植物生态及环境演变等方面的建设；地理信息系统实验室包括地理信息系统基础软件实验室的建设。软件工程实验室的建设主要是进行计算机软、硬件环境实验室的建设，开展地理信息系统软件开发、系统设计和项目管理等实验。综合实验室的建设主要包括遥感、GPS测量技术与地理信息系统技术综合集成的实验。2) 全面建设野外综合实验基地。野外综合实验基地的建设是提高对地学信息野外测量能力的基础，可包括地理学综合实验基地、测量和遥感实验基地、软件工程与管理实验基地等。前二者基地建设主要是野外实习基地的建设，软件工程与管理实验基地的建设是与行业系统建设相结合的系统集成实验基地的建设。3) 制定国家级地理信息系统标准和规范，加强专利技术与产品的开发。从地理信息系统工程化与产业化的角度，充分重视地理信息、空间分析模型等相关内容与国际同行接轨，即国际行业标准与规范。要高度重视GIS技术和产品（包括空间模型、软件等）的专利开发和建设，并加强商业化和专业化软件的开发与推广应用。4.2 人才培养对策4.2.1 GIS学科人才培养的专业设置GIS学科人才培养专业的设置应依据GIS理论、技术、工程等各相关领域对人才的需求。GIS领域人才培养的专业体系应不同于学科体系的划分，而是要针对人才培养的目的来确定。本科专业划分强调GIS领域各行各业人才的需求，即为就业教育，而不强调专业教育；研究生学科划分则强调专业教育，以培养高级专门人才。自上世纪八十年代以来GIS领域人才培养虽然已初具规模，且基本满足了我国GIS领域各行各业的人才需求，但总体上说现在GIS专业培养出来的人才与学科发展和社会需求还是有很大的差距。因此，针对GIS学科的综合集成性与交叉性特点，建议在“地球信息科学与技术”一级学科下，GIS人才培养的专业设置方案建议如表7。表7 地理信息系统人才培养专业设置本科专业研究生专业（硕士、博士）培养目标地理信息系统（理学、工学或管理学）地理信息科学（理学）GIS理论人才地理信息技术（工学）GIS软件开发人才地理信息工程（工学或管理学）GIS工程建设与管理人才 采取如下对策：1) 本科学位教育采用宽口径招生，借鉴国外（美国）经验（见表2），可以在其主要支撑学科（地理学、计算机科学与技术、测绘科学与技术），及相关学科（如：地质类、地矿类）中同时设立“地理信息系统专业”，可依据设置专业的学科授予相应的理学、工学和管理学学士学位。根据依托的学科在进行教育的同时，在一定程度上强调专业内容，如：地理系可重点培养学生的理论素养，计算机系可重点培养学生的软件开发能力，测绘类与管理类相结合重点培养学生信息获取与分析、质量标准，以及工程项目管理的能力。并根据依托学科特点建立相应的实验室和实验基地。2) 研究生（硕士、博士）注重高级专业人才培养，分专业方向，地理信息科学方向（依托原地理系，授予理科学位）加强数理基础，培养高级理论人才；地理信息系统技术方向（依托计算机科学与技术，授予工科学位），加强GIS软件开发，培养高级软件人才；地球信息系统工程方向（依托测绘科学和管理科学，授予工学或管理学学位），加强信息获取与分析、质量标准，以及工程建设与管理的能力，培养GIS工程设计与管理高级人才。4.2.1 GIS学科人才培养的课程设置目前，在本科教育中，精英教育与大众教育并存，为了规范当前我国高等院校GIS学科人才培养的规格与标准，GIS学科人才培养核心课程体系的建设已显得十分重要。为此，针对上述GIS学科体系划分、人才培养的专业设置，提出了GIS领域人才培养的核心课程（表 8）。内容涉及与GIS学科密切相关的地理类、测绘与遥感类、计算机科学与技术类、管理类和GIS专业类五个课程组，作为GIS本科专业素质教育的核心课程。表8 地理信息系统专业人才培养的核心课程体系课程类型课程名称地理课程组自然地理学、人文地理学、普通地图学、地图投影、地图制图学测绘与遥感课程组普通测量学、大地测量学、遥感概论、遥感数字图像处理、GPS原理与应用计算机课程组计算机图形学、数据库原理与设计、算法及数据结构、程序设计语言、软件工程原理管理课程组管理学基础、项目管理、标准化与质量管理、系统工程GIS 专业课程组GIS概论、GIS设计和应用、GIS工程、GIS空间分析技术参考文献1 朱晓华，闾国年，地理信息系统技术在我国应用与存在的问题，高技术，2001，5：37-59。2 Wiken Ed B, Paul C. Rump and Brian Rizzo. GIS Supports Sustainable Development J. GIS World, 199, 5(5).3 黄杏元，马劲松，高校地理信息系统人才培养若干问题的探讨，国土资源遥感，2002，3：5-8。4 NCES, Classification of Instructional Programs (CIP)EB/OL. 2002. 5 陈述彭，何建邦，承继承。地理信息系统的基础研究地球信息科学，地球信息，1997，3：11-20。6 秦其明，袁胜元，中国地理信息系统发展回顾，测绘通报，2001，增刊：12-16。7 盛业华，杜培军，地理信息系统专业的课程体系与专业建设，煤炭高等教育，2002，2：59-61。8 袁峰，周涛发，岳书仓，关于地理信息系统教育的思考，合肥工业大学学报（社会科学版），2002，1：30-33。9 国务院学位委员会、国家教育委员会. 授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录(1997年颁布)，1997.10 马千程，闾国年，国内外高校地理信息系统专业课程设置及比较，山东师范大学学报（自然科学版），1997，2：230-235。Perspective in Discipline and Educational System Construction of GISSHI Pei-jun1,5, LI-Jing1,2, PAN Yao-zhong1,2, Chen Jun1,4, LIU Hui-ping2,5, WANG Ping1,21) Institute of Resources Science, Beijing Normal University, 100875, China2) Department of Resources and Environmental Science, Beijing, 100875, China3) Dept. of Globe Change and Sustainable Development, National Remote Sensing Center of China,100875, China4) National Geomatics Center of China, State Bureau of surveying and Mapping, 5) Key Laboratory of Environmental Change and Natural Disaster, Ministry of Education, China, 100875, ChinaAbstract