地理信息系統(tǒng)行業(yè)報(bào)告范文
時(shí)間:2023-11-24 17:59:13
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篇1
數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式,數(shù)據(jù)管理在社會(huì)信息流程中占有重要地位。近年,隨著在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)和處理復(fù)雜地理數(shù)據(jù)的需求越來(lái)越多,GIS(地理信息系統(tǒng),Geographic information system)中管理和分析的空間數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng),這些因素都導(dǎo)致了空間數(shù)據(jù)庫(kù)組織與管理成為了近20年來(lái)活躍的研究領(lǐng)域。
一、空間數(shù)據(jù)庫(kù)課程在高校中的現(xiàn)狀
近年來(lái),國(guó)際上成立了許多專門制定空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)盟,商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)公司推出了針對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理的系統(tǒng),一些大學(xué)陸續(xù)開設(shè)了空間數(shù)據(jù)庫(kù)方面的課程。并且近二十年以來(lái)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的研究已經(jīng)產(chǎn)生了大量的空間數(shù)據(jù)模型、空間操作、空間查詢方面的技術(shù)[1]。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)過(guò)程中選擇什么,以及如何更好地在大學(xué)課堂教授空間數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)成為高等教育所關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。目前,我國(guó)開設(shè)地理信息系統(tǒng)專業(yè)的有超過(guò)170所高校,加上一些科研機(jī)構(gòu),全國(guó)約有200多個(gè)教育單位,每年培養(yǎng)GIS畢業(yè)生近萬(wàn)人[2]。各高校開設(shè)地理信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)科背景不同,數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容和教授方法會(huì)形成差異,下面列舉幾門我國(guó)高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)開設(shè)的與數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)課程,如數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)原理、空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等,從課程名稱上可以得出自教學(xué)內(nèi)容中有些高校偏重原理,有些高校偏重技術(shù)實(shí)踐。從數(shù)據(jù)流的角度來(lái)看,數(shù)據(jù)作為GIS的基礎(chǔ),在采集、編輯、存儲(chǔ)、管理、查詢、分析、制圖輸出等各個(gè)GIS的應(yīng)用環(huán)節(jié)中都要涉及到??臻g數(shù)據(jù)的組織與管理是地理學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域,時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、時(shí)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)管理等方向,無(wú)一不是現(xiàn)今地理信息系統(tǒng)研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題,因此,可以說(shuō)空間數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS的核心,由上述可知,《空間數(shù)據(jù)庫(kù)》課程是一門較新的GIS專業(yè)課,同時(shí)也是GIS專業(yè)的核心課程,通過(guò)本課程的教學(xué),目的是讓學(xué)生能夠清楚空間數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、基本原理,掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用,并能完成合理的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì);同時(shí)掌握Geodatabase相關(guān)理論,能夠應(yīng)用Geodatabase實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)部分學(xué)生要求具備地理信息專業(yè)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力。因此針對(duì)于學(xué)生能力的培養(yǎng),如何在《空間數(shù)據(jù)庫(kù)》的教學(xué)中布置教學(xué)內(nèi)容,如何合理地安排教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)我們的教學(xué)工作提出了要求。
二、空間數(shù)據(jù)庫(kù)課程相關(guān)問(wèn)題
1.學(xué)科體系不同對(duì)教學(xué)內(nèi)容的影響。在我國(guó)涉及地理信息系統(tǒng)的學(xué)科有工學(xué)、理學(xué)和管理學(xué)等,工科學(xué)校注重學(xué)生的工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力,理科學(xué)校更注重培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)思考和分析能力,但GIS領(lǐng)域人才培養(yǎng)的專業(yè)體系應(yīng)不同于學(xué)科體系的劃分,而是要針對(duì)人才培養(yǎng)的目的來(lái)確定。本科專業(yè)劃分強(qiáng)調(diào)GIS領(lǐng)域各行各業(yè)人才的需求,即為就業(yè)教育,而不強(qiáng)調(diào)專業(yè)教育[3]。
2.畢業(yè)生就業(yè)中存在的問(wèn)題。根據(jù)《2009年中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)高校畢業(yè)生就業(yè)報(bào)告》及《2010年中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)高校畢業(yè)生就業(yè)報(bào)告》的調(diào)查結(jié)果顯示,招聘單位認(rèn)為畢業(yè)生自身能力上的不足及學(xué)校課程設(shè)置不合理這兩個(gè)原因,已經(jīng)連續(xù)兩年成為地理信息系統(tǒng)方向就業(yè)困難的主要因素。用人單位關(guān)注求職者的特點(diǎn)中,“擁有較強(qiáng)的動(dòng)手能力,保證短期內(nèi)上崗”這一要求也在近兩年的調(diào)查中處于首要位置。在具體的行業(yè)應(yīng)用中,空間數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用十分廣泛,現(xiàn)在我國(guó)城市道路交通管理、城鎮(zhèn)社會(huì)信息管理、國(guó)土資源管理等諸多方面都會(huì)使用空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。但是地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科畢業(yè)生在這些行業(yè)中能做什么,用人單位面向本科畢業(yè)生提供的崗位是什么性質(zhì),這些問(wèn)題,對(duì)實(shí)際的教學(xué)工作提出了要求。
3.根據(jù)本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃制定課程內(nèi)容。在本專業(yè)的專業(yè)課程當(dāng)中,空間數(shù)據(jù)庫(kù)課程的先導(dǎo)課程地理系統(tǒng)原理,在該門課程中空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間索引技術(shù)等內(nèi)容會(huì)作為重點(diǎn)講述內(nèi)容,那么,在空間數(shù)據(jù)庫(kù)課程中如何更好地承接之前學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí),如何布置教學(xué)計(jì)劃。同時(shí),空間數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程有什么作用,也是空間數(shù)據(jù)庫(kù)課程要注意的問(wèn)題。
三、空間數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)內(nèi)容探討
1.合理組織空間數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容。在針對(duì)于本科生的教學(xué)中,要重視基本概念的講解,為學(xué)生將來(lái)的自我學(xué)習(xí)打下一個(gè)較好的基礎(chǔ),因此空間數(shù)據(jù)庫(kù)課程中應(yīng)該涵蓋空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)管理、空間查詢語(yǔ)言(SQL基礎(chǔ)及空間查詢)、空間數(shù)據(jù)行業(yè)規(guī)范等內(nèi)容。同時(shí),在原理部分要對(duì)應(yīng)一定的上機(jī)實(shí)習(xí),例如在實(shí)際教學(xué)中遇到過(guò)學(xué)生對(duì)Arcgis中的數(shù)據(jù)模型不理解,創(chuàng)建數(shù)據(jù)集的時(shí)候不知道屬性到底是什么,那么在講授地理數(shù)據(jù)模型時(shí)既要講清楚相關(guān)概念,可以以ArcGIS應(yīng)用平臺(tái)中的Geodatabase模型為例,由教師首先在文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建一整套的北京市的數(shù)據(jù),包含行政區(qū)劃、主干道、軌道交通、餐飲、住宿、文化設(shè)施等內(nèi)容,通過(guò)實(shí)際的例子告訴學(xué)生地理數(shù)據(jù)模型到底是什么,怎么建立模型,怎么通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)集、要素類來(lái)逐層地組織數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)表中的每一行代表一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的對(duì)象,每一列是對(duì)象特征的抽象,怎么表現(xiàn)數(shù)據(jù),建立好的模型適用于什么應(yīng)用,這樣使得學(xué)生可以更好地理解原來(lái)較為抽象的概念。在原理內(nèi)容的講解中還要盡量避免和地理信息系統(tǒng)原理、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)等前導(dǎo)或后繼課程的內(nèi)容重復(fù)。
2.圍繞空間數(shù)據(jù)庫(kù)建模開展教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中,要讓學(xué)生從初始就注重空間數(shù)據(jù)庫(kù)建模流程??臻g數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)建與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)流程相仿,也需要經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)這樣三個(gè)步驟。這樣,就需要在教學(xué)過(guò)程中要重點(diǎn)講解數(shù)據(jù)庫(kù)的概念設(shè)計(jì)和邏輯設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),使學(xué)生掌握通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行需求分析進(jìn)行概念模型設(shè)計(jì),并掌握概念模型向邏輯模型的轉(zhuǎn)換方法。在這一環(huán)節(jié)中可以引入一個(gè)貫穿于整門課中的案例,要求學(xué)生按照擴(kuò)展ER模型來(lái)抽象實(shí)體,描繪實(shí)體屬性,并構(gòu)建實(shí)體之間的聯(lián)系;通過(guò)規(guī)則將擴(kuò)展ER模型中的實(shí)體和屬性合理地轉(zhuǎn)換到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的要素類和數(shù)據(jù)集中,并按實(shí)體之間的聯(lián)系建立相關(guān)規(guī)則;最后向建立好的數(shù)據(jù)集導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。同時(shí),這類內(nèi)容可以讓學(xué)生通過(guò)以分小組討論的方式來(lái)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,以此來(lái)帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.SQL語(yǔ)言及其擴(kuò)展。SQL語(yǔ)言對(duì)于所有數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)都是最為核心的部分,因此在空間數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中,也應(yīng)該要求學(xué)生掌握SQL相關(guān)內(nèi)容。在ArcGIS等地理信息系統(tǒng)軟件中,對(duì)于屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的查詢都是封裝好的,查詢工作主要通過(guò)點(diǎn)選按鈕以及列表選擇為主,這樣使得學(xué)生對(duì)于創(chuàng)建及查詢數(shù)據(jù)只能看到表面現(xiàn)象,沒(méi)有辦法去了解軟件的底層到底做了哪些工作,為了使學(xué)生能更好地理解數(shù)據(jù)的組織及應(yīng)用,我們?cè)谡n程中就要讓學(xué)生使用SQL來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。在這一教學(xué)內(nèi)容中可以分為以下兩個(gè)階段,第一,掌握標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)言,包括數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建,數(shù)據(jù)的查詢,在這一階段主要用標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)言對(duì)非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。第二,利用Oracle Spatial學(xué)習(xí)擴(kuò)展SQL語(yǔ)言,包括創(chuàng)建具有SDO_GEOMETRY數(shù)據(jù)類型的表、創(chuàng)建控件索引、創(chuàng)建空間索引、插入空間數(shù)據(jù)、利用空間計(jì)算函數(shù)實(shí)現(xiàn)空間查詢等。
4.教學(xué)平臺(tái)的選擇。教學(xué)中緊貼現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展,讓學(xué)生掌握最新的相關(guān)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理,例如數(shù)據(jù)庫(kù)中事務(wù)的管理及版本控制等。在授課中選取Geodatabase、Oracle及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中間件ArcSDE這樣三個(gè)空間數(shù)據(jù)組織管理比較成熟的產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行練習(xí),實(shí)踐內(nèi)容主要圍繞以下幾部分:Oracle中屬性查詢和空間查詢相關(guān)方法、通過(guò)空間算子進(jìn)行查詢、如何在Oracle中進(jìn)行事務(wù)管理;ArcSDE的安裝及其與Oracle的連接配置,ArcSDE的版本管理機(jī)制;在Geodatabase文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加載,規(guī)則創(chuàng)建以及數(shù)據(jù)組織。
四、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方法