肖林林

摘要： 目前高校地理信息科學專業(yè)研究型人才的培養(yǎng)相對滯后，與社會需求發(fā)生脫節(jié)。大數(shù)據(jù)時代的到來在地理數(shù)據(jù)的內(nèi)涵及分析方法方面，對現(xiàn)有地理信息科學專業(yè)研究型人才培養(yǎng)模式提出了新的要求。提出了地理信息科學研究型人才培養(yǎng)模式改革方案，高校地理信息科學專業(yè)研究型人才的培養(yǎng)，應該強化學生應對海量地理數(shù)據(jù)基本能力的教學，更加強調(diào)學生面向領域問題模型集成分析能力的提高。

Abstract： At present， the training of research oriented talents of geographical information science （TRGIS） is relatively backward， and cannot satisfy the social demand. The coming of the big data era has changed the connotation and the analysis method of the geographic data， which raise new requirements for the TRGIS in present mode. This paper proposed the reform scheme for the TRGIS. In the big data era， the TRGIS should train students to strength the basic capacity of processing massive geographic data， and put more emphasis on the capacity training of model integration analysis when solving the specific problems.

關鍵詞： 大數(shù)據(jù)；地理信息科學；研究型人才；培養(yǎng)

Key words： big data；geographical information science；research oriented talents；training

中圖分類號：G633.55 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）16-0202-02

0 引言

地理信息科學（Geographic Information Science，縮寫為GIS）專業(yè)，最早由Goodchild于1992年提出，它是一門集地理學、計算機、遙感技術、測繪學與地圖學等于一體的綜合性學科[1]。綜合性、交叉性和應用的廣泛性決定了地理信息科學專業(yè)所培養(yǎng)人才的多樣化和多層次性[2]。柳林等在對人才需求部門進行調(diào)研、分析的基礎上進行概括和分類后提出，高校地理信息科學專業(yè)要培養(yǎng)五種具有時代特色的人才類型，主要有操作型人才、技術型人才、應用型人才、研究型人才和復合型人才[3]。隨著數(shù)字中國及數(shù)字化城市的發(fā)展，相應的遙感技術、計算機技術、測繪學也不斷豐富完善，地理信息科學的理論在此背景下在不得到斷發(fā)展，已形成以“地球信息科學”為基礎理論學，多科交叉體系[4]。因此，在地理信息科學專業(yè)人才培養(yǎng)體系中，將逐漸由注重學生的數(shù)據(jù)處理、二次開發(fā)等應用能力培養(yǎng)，轉(zhuǎn)移到滿足學科發(fā)展所急需的理論型人才的培養(yǎng)。從科學（理論）角度看，在近20年的發(fā)展過程中，技術性人才和應用型人才的培養(yǎng)較為側(cè)重，而在科研型人才培養(yǎng)則相對滯后[6]。大數(shù)據(jù)時代的到來促使以數(shù)據(jù)為推動的地理信息科學領域科學研究的蓬勃發(fā)展，高校、科研機構、企事業(yè)單位均加強了對地理信息科學專業(yè)科研型人才的需求，但同時也對現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式提出了新的要求。本文分析并闡述了大數(shù)據(jù)時代背景下，地理信息科學專業(yè)研究型人才培養(yǎng)改革方案。

1 地理信息科學專業(yè)研究型人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前地理信息科學專業(yè)對研究型人才的培養(yǎng)滯后于技術型和應用型人才的培養(yǎng)[6]，這與地理信息科學專業(yè)自身屬性緊密相關。主要表現(xiàn)為三點：地理信息科學專業(yè)學科知識面較寬，側(cè)重點不突出；實踐動手能力要求高，技術不斷更新?lián)Q代；擴展應用和研究深造難度大，基本原理、處理算法和空間分析模型等研究較抽象。盡管如此，社會各界對地理信息科學專業(yè)研究型人才需求卻不斷加強，眾多高校也將培養(yǎng)研究型人才納入地理信息科學專業(yè)培養(yǎng)體系。因為地理信息科學專業(yè)在上述三個方面的特點對科研型人才培養(yǎng)造成困難，目前高校普遍將地理信息科學專業(yè)研究型人才的培養(yǎng)列為各層次人才培養(yǎng)的最高層次，也是最為困難的層次。普遍的培養(yǎng)模式是在理論教學、軟件技術教學基礎上，對學生參加教師科研項目或各類科技創(chuàng)新活動，撰寫及發(fā)表學術論文等增加相應要求；以科技創(chuàng)新活動及成果級別、學術論文質(zhì)量為學術能力衡量指標[7]。

2 大數(shù)據(jù)時代帶來的挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)時代的到來加快了地理研究向數(shù)據(jù)密集型范式的轉(zhuǎn)變。地理信息科學是地理數(shù)據(jù)-地理信息-地理知識的樞紐。大數(shù)據(jù)具有的內(nèi)容不可重復性、高度不確定性、高維特征和高計算復雜性特征，給高校學生在地理學數(shù)據(jù)理解、獲取能力等方面帶來巨大挑戰(zhàn)，迫使高校在地理信息科學專業(yè)教學中需納入地理大數(shù)據(jù)的新概念以及及時更新地理數(shù)據(jù)的處理技術。目前高校對地理數(shù)據(jù)分析的教學方法，總體上是依托少量的計算機，利用各自熟悉的軟件和模型進行有限的操作實驗。其結(jié)果是在學生數(shù)據(jù)獲取、處理和計算上會消耗大量時間和精力，以至于大量有價值的數(shù)據(jù)被束之高閣。數(shù)據(jù)密集型研究范式以研究對象的多尺度、復雜性和綜合性為邏輯基礎，以地學大數(shù)據(jù)為基礎，以模型為支撐，將模型應用到數(shù)據(jù)的挖掘中，通過分析數(shù)據(jù)之間的橫向相關揭示地理事物之間的因果聯(lián)系。這為高校地理信息科學專業(yè)地理數(shù)據(jù)處理方面的教學及研究型人才培養(yǎng)提供了較大的優(yōu)化甚至改革空間。

3 地理信息科學研究型人才培養(yǎng)模式改革

3.1 培養(yǎng)學生應對海量地理數(shù)據(jù)的基本能力

地理信息系統(tǒng)課程的教學內(nèi)容向地理數(shù)據(jù)獲取處理和分析能力傾斜。側(cè)重對學生地理大數(shù)據(jù)理念的熏陶，從主要地理大數(shù)據(jù)類型（如遙感大數(shù)據(jù)、地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)、自發(fā)地理信息、地學成果數(shù)據(jù)）入手，沿地理數(shù)據(jù)——地理信息——地理知識的主線對地理信息科學專業(yè)課程進行設計。例如在地理信息系統(tǒng)（GIS）課程教學中，可將教學重點放在空間信息的獲取處理和分析能力上（表1）。從坐標系統(tǒng)和投影、數(shù)據(jù)類型與結(jié)構等基礎知識入手，然后進行空間數(shù)據(jù)獲取和基本處理、管理方法培養(yǎng)，在條件允許的前提下，進行面向特定研究領域下的模型構建、模型運用教學。針對地理信息科學專業(yè)知識抽象問題，諸如空間數(shù)據(jù)結(jié)構、空間數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容，增加實驗環(huán)節(jié)。

例如在GIS教學過程中，當增加實驗課時，而且也需要改變以往簡單機械地跟著老師和教材操作的實驗方式。針對遙感科學、GIS等課程的專業(yè)技術特點，形成理論實踐結(jié)合且系統(tǒng)性較強的實驗內(nèi)容，提高學生對遙感數(shù)據(jù)、地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)、自發(fā)地理信息和地學成果數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)的獲取、編輯處理和分析的能力。此外，也可以組織GIS軟件應用、大數(shù)據(jù)挖掘等競賽，提高學生應對海量地理數(shù)據(jù)的基本能力。

3.2 強調(diào)面向領域問題的模型集成分析能力的培養(yǎng)

地理信息科學專業(yè)領域的寬泛性以及地理數(shù)據(jù)資源的多元化都決定了地理數(shù)據(jù)分析的相關教學和實驗不可能采用統(tǒng)一的工具和方法，也不存在一個具有普適性的科學領域/問題用于所有科研教學。事實上只有面向具體領域問題時，才能脫離地理信息科學專業(yè)對人才培養(yǎng)的共性特征，深入學科分支，處理具體數(shù)據(jù)，解決區(qū)域特色問題，進而達到提升學生科研水平的目的。以數(shù)據(jù)分析模型為例，統(tǒng)計學分析手段如相關分析、主成分分析具有跨學科的普適性，但不具有領域特色，對學生能力提升有限。又如美國通用土壤流失方程模型（RULSE）屬于用于模擬土壤侵蝕模數(shù)的分布式水分模型，該模型集成了多個子模型，構成復雜，具有極強的專業(yè)性。學生如能實現(xiàn)該模型，則其科研水平會得到大幅提高。因此強調(diào)面向領域問題的模型集成分析能力的是培養(yǎng)地理信息科學研究型人才的一個有力策略。具體提出五種途徑實現(xiàn)上述策略。①積極引導學生參加老師的科研項目。老師的科研項目往往領域性比較強，且具有創(chuàng)新性和一定難度。老師可有意識地為學生制定相關數(shù)據(jù)分析、處理的任務，乃至模型分析開發(fā)的任務，學生可在老師指導下完成科研任務和畢業(yè)論文。②老師可以將自己的科研項目、科研案例適當拆分、加工后帶入課堂。在課堂上實現(xiàn)模型集成分析的案例講解，對增加學生科研興趣，拓展專業(yè)知識大有裨益。③創(chuàng)建科研教學基地。如創(chuàng)建虛擬仿真實驗教學中心，該中心的創(chuàng)建可為學生的學習和科研提供更為豐富的地理數(shù)據(jù)和模型等教學資源。④設立“大學生創(chuàng)新人才培養(yǎng)基金”。允許學生組織團隊申請基金，并開展相關科研。⑤加強教師隊伍建設。積極吸納和培養(yǎng)地理信息科學專業(yè)領域內(nèi)創(chuàng)新性人才，引導其面向領域問題的地理數(shù)據(jù)分析方法創(chuàng)新及模型集成方法的創(chuàng)新，從而為相關實驗和教學提供源動力。

4 結(jié)論

地理信息科學專業(yè)的綜合性決定了培養(yǎng)人才多樣化和多層次性。地理信息科學專業(yè)在近20年的發(fā)展過程中，技術性人才和應用型人才的培養(yǎng)較為側(cè)重，而在科研型人才培養(yǎng)方面則相對滯后。大數(shù)據(jù)時代的到來促使以數(shù)據(jù)為推動的地理信息科學領域科學研究的蓬勃發(fā)展，高校、科研機構、企事業(yè)單位均加強了對地理信息科學專業(yè)科研型人才的需求，但同時也對現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式提出新的要求。鑒于此，高校地理信息科學專業(yè)研究型人才的培養(yǎng)，應該強化學生應對海量地理數(shù)據(jù)基本能力的教學，更加強調(diào)對學生進行面向領域問題的模型集成分析能力的培養(yǎng)。

參考文獻：

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