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网络地理信息系统教学体系研究
陈国良
中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州（221008）
E-mail：chglcumt@163.comT
摘 要：网络地理信息系统是计算机网络与地理信息系统技术的集成，随着WebGIS在GIS领域重要性的日益增加，WebGIS教育也成为了地理信息系统专业本科教学的重要课程，对于培养合格的地理信息技术专门人才具有重要意义。本文在总结分析网络地理信息系统课程特点的基础上，分析了网络地理信息系统课程的教学目的、教学要求，系统探讨了课程内容的设置及课程教学形式，最后提供了教学案例，总结了我们在WebGIS课程教学中的探索和实践。
关键词: WebGIS；教学目的；教学形式；教学案例
1．引言
计算机科学技术的迅速发展，网络的广泛应用以及日益增长的用户需求促使地理信息系统（GIS）朝向网络化、智能化方向发展。一方面，计算机、多媒体、虚拟现实、数据库、图形图像、网络通信、网络存储等信息技术的日新月异为促使GIS朝着网络化方向发展提供了强大的技术支持和必要的技术准备[1]；另一方面，人类对高性能、高质量、实时性的空间信息服务需求的日益增长也促使网络GIS的发展成为必然。因此，为适应学科发展需要和提高人才培养质量，在高校地理信息系统本科专业开设网络地理信息系统课程是十分必要的。特别随着WebGIS在GIS领域重要性的日益增加，WebGIS教育也成为了地理信息系统专业本科教学的重要课程，对于培养合格的地理信息技术专门人才具有重要意义。本文从地理信息系统专业特点入手，结合网络地理信息系统课程教学实践，对该课程的教学模式进行探讨。
2. 网络地理信息系统课程特点
网络地理信息系统课程是面向当前地理信息系统向网络化发展的趋势而设置的，因此地理信息系统学科的特点势必决定了该课程的特点。
地理信息系统这一学科的主要特点是[2,3]：
2.1 发展飞速
处理对象为空间数据的地理信息系统是现代信息技术的一个重要组成部分，虽然是一个新兴专业，但其发展却异常迅速。随着计算机技术、网络和通讯技术的发展，GIS技术正在向网络化的方向发展，WebGIS已成为当前GIS的主流技术。另一方面，国民经济信息化建设步伐的加快促使各行各业在地理空间数据获取、存储、处理、分析、使用以及数据共享与服务等方面的需求日益强烈。此外，随着对地观测技术和各种数据采集技术的不断进展，GIS所处理的地理空间数据量空前增长。这些情况表明，GIS只有走网络化、智能化和动态的发展道路，才能符合社会经济发展的客观要求，才能为各行各业提供高质量的空间信息服务。当前，WebGIS在兼收并蓄其他领域理论和技术的基础上，已逐步形成了自己的一套体系，并在发展中不断扩展和完善。技术的飞速发展，必然导致这一学科知识的飞速膨胀，从而对网络地理信息系统课程的教学提出了更高的要求。
2.2 实践性强
地理信息系统是一门应用性较强的技术型学科。对学习网络GIS课程的学生来说，不
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仅要学会计算机网络的基础知识并能进行基本操作，更重要的是要学会网络地理信息系统的设计和实现，能够掌握一两种主流的WebGIS产品进行空间数据发布。这就要求学生无论对硬件或对软件技术，都应该有一个很好的掌握。
2.3 交叉性学科
从地理信息系统的学科交叉来看，计算机科学与技术、信息技术是地理信息系统重要的学科基础；从技术层次看，地理信息系统本质上是一种计算机信息系统，计算机硬件系统与信息处理是地理信息系统的关键；从理论支持来看，空间信息表达、组织与处理是地理信息系统重要的理论和技术基础，相应在教学层面上，地理信息系统专业必然要对计算机类课程提出更高的要求。
3. 网络地理信息系统课程教学目的和教学要求
网络地理信息系统课程是地理信息系统专业的重要专业课程之一。计算机网络技术发展的日新月异和在当今信息社会中的广泛应用，给该课程的教学提出了新的更高的要求。对于地理信息系统专业的网络GIS课程，我们的教学目的应该立足于培养高层次的网络GIS人才[4]。所谓高层次的网络GIS人才，不是只会建建网站，做做网页，能够操作WebGIS软件，高层次的网络GIS人才应对WebGIS的原理、体系结构、构造模型及其主要开发技术有着较为透彻的理解，同时应具备扎实的软硬件技术基本功。具体来说，通过教学达到如下目的：
① 理解计算机网络的基础知识；
② 理解并掌握网络编程基础知识（HTML、ASP）；
③ 理解并掌握WebGIS的基本概念，特征、数据传输模型和体系结构 ④ 初步掌握WebGIS主要应用开发技术； ⑤ 理解主要WebGIS产品的实现原理；
⑥ 具备对一到两种主要WebGIS产品的二次开发能力。
为此可从以下方面展开教学：
（1） 在课堂教学方面应首先介绍计算机网络的基础知识和网络编程基础
只有掌握好基础知识，才有可能向更高的层次发展；在这一部分，要求学生了解计算机网络的基本概念、因特网和万维网的相关概念、万维网的工作方式，了解和掌握IIS服务器如何配置，并能利用一门网络编程语言（如ASP）进行网络数据库方面的开发。
（2） 课程应重点介绍WebGIS的概念、特征、体系结构、数据传输模型和主要开发技术
作为课程体系的核心内容，在教学中要求学生了解并掌握WebGIS的相关概念、WebGIS的体系结构和数据传输模型，掌握各种WebGIS实现方法，如CGI方法、Plug-in方法、Java Applet方法等。另外对于主流的WebGIS软件平台，要能够熟练操作并能利用其平台进行图形发布。目前，国内一些学者出版了有关WebGIS理论方面的书籍，可辅助学生深入理解，如武汉大学孟令奎教授出版的《网络地理信息系统原理与技术》（科学出版社，2005年）、浙江大学刘南、刘仁义教授出版的《WebGIS原理及其应用——主要WebGIS平台开发实例》（科学出版社，2002年）。
（3） 加强实验环节
网络地理信息系统课程如果没有实验环节配套，课堂教学是不会发挥很大作用的。仅
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依靠课堂教学不可能实现既定教学目标，必须完善和加强实践教学环节[5]。对于地理信息系统专业来说，实践环节关键是具备计算机及其外设、GIS软件平台（ArcIMS、MapXtreme、SupeMap IS.NET等）、具有现实性的空间数据源以及GIS开发、应用项目管理的经历。
表1课程内容及学时安排
讲授学时（共48学时）
4 8 16 4 8 4 2 2
表2 课程实验内容及学时安排
实验学时（共16学时）
实验内容
讲授内容 计算机网络基础知识
HTML、XML、GML、SVG及网页制作工具 网络编程技术 网络数据库
WebGIS概念、特征、数据传输模型、体系 WebGIS的开发技术
国内外WebGIS产品原理介绍
WebGIS前沿技术（移动GIS、网格GIS）
2 利用HTML制作表单 2 制作个人主页
6 利用ASP编程制作留言簿 2 熟悉ArcIMS平台 2 熟悉MapXtreme平台 2 熟悉SurperMap IS.NET平台
4 利用熟悉的WebGIS软件完成发布地图实例
4．课程教学形式和教学内容
根据以上介绍，网络地理信息系统课程的教学应采取讲授与实验相结合的形式[6]。
4.1讲授形式
因该课程所要讲授的内容相对于课时来说较多，板书的书写量大，需要展示的图表较多，要介绍的内容对于学生来说又较为枯燥，所以课堂授课应尽量在多媒体教室进行。采用多媒体教学的手段极大地改变了传统的教学模式，引发了教学方法和手段的重大变革。教师通过事先做好的多媒体课件讲课，以节省大量的板书书写时间和画图时间，在有限的时间里扩大教学深度和广度，进行大信息量教学。另外该课程有的内容如模型、协议、WebGIS体系结构、WebGIS构造模型等有些抽象，不容易理解，而且新产品新技术不断涌现，因此，采用多媒体教学可以通过生动活泼的课件将有关内容形象地进行介绍，以帮助理解、加深印象并引起学生兴趣。表1列出了本门课程讲授内容及学时安排。
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4.2上机实验形式
由于课程的某些内容，如网络底层通信和局域网、常用WebGIS软件应用开发等，具有较强的技术性和实践性，故有必要适当安排上机实验，以进一步提高教学效果。上机实验的目的是使学生加深对教学内容的理解，熟悉网络环境计算机的操作和能够应用主流WebGIS软件平台进行二次开发，并起到提高编程与程序调试能力的作用。提高实验效果是课程教学的基本出发点和落脚点，对于实验环节来说，不仅要做好安排，而且要研究如何让学生通过实验得到更多的收获。因此，每次实验都要规定明确的目的要求和实验步骤，要求学生事前作好准备，认真完成布置的任务，并鼓励学生主动学习。此外，还应对实验内容进行考核，以引导和促进学生重视上机实验。表2列出了实验内容及学时安排。
5．教学案例
通过学习本门课程，地理信息系统专业的学生基本掌握了网络编程基础知识和主流WebGIS产品的二次开发技术。图1是学生利用ESRI产品－ArcIMS开发的徐州市招商引资信息发布系统[7]；还有部分学生利用中科院遥感所产品－GeoBeans参与该所“图示中国”信息系统的研制（网址http://www.digitalearth.cn/sdinfochina/sdinfochina.asp）。通过动手实践达到了教学目的，起到了良好的教学效果。
6．结束语
图1 徐州市招商引资信息发布系统
网络地理信息系统课程有其自身的特点，探讨和改进其教学方法，对于教学工作来说是永无止境的。尽管目前存在着各种各样的问题，相信随着地理信息系统教育的不断发展和完善，在各院校和教师的共同努力下，网络地理信息系统课程的教学体系及教学效果会越来越好。
参考文献
[1] 龚健雅等. 当代地理信息技术[M]. 科学出版社，2004.7
[2] 杜培军等. 对地理信息系统专业计算机类课程设置的探讨[J]. 测绘通报，2005，（1）：63-66 [3] 盛业华等. 地理信息系统专业的课程体系与专业建设[J]. 煤炭高等教育，2002（2）：59-61 [4] 刘兴权等. 面向21世纪GIS专业课程体系及设置方案[J].地理信息世界，2003，01（4）：13-18 [5] 尉哲明等. 对计算机专业《计算机网络》课程教学的建议[J]. 山西财经大学学报，2001，（2）：31-32 [6] 劭全琴等. 中国的GIS教育与人才培养[J].首都师范大学学报（自然科学版），1995，16（4）：87-91 [7] 郑基宝. 徐州招商引资信息发布系统设计与实现----基于ArcIMS平台 [D].中国矿业大学学士学位论
文，2005
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On the Teaching of Web GIS Course for Undergraduate
Students of GIS Specialty
Chen Guoliang，Du Peijun，Wang Junhui
（China University of Mining and Technology, XU ZHOU City,221008）
Abstract
WebGIS is the integration of GIS and Internet technology. With the widely application in different fields, The education of WebGIS is very important to GIS students. The paper analyses the aim and requirement of teaching on the basis of summarizing the characteristic of WebGIS course. Then the questions of how to set the content of the course and which teaching way will be adopted are discussed. Finally, the case of teaching is given.
Keywords: WebGIS, Teaching aim, Teaching way, Teaching case
作者简介：陈国良，男，1977年生，中国矿业大学环境与测绘学院助教，主要从事GIS应用与开发研究。
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