基于大數據的地理信息科學專業(yè)實驗課程設置

　　摘要：北部灣大學在地理信息科學專業(yè)實驗教學中需納入地學大數據的新概念和更新地理數據的處理技 術。針對地理信息科學專業(yè)需要對實驗課程進行修改，加入地學大數據實驗課程，從而滿足大數據背景 下，地理信息科學本科專業(yè)發(fā)展的要求。

　　關鍵詞：地理信息科學，大數據，地學，實驗課程

　　0 引言

　　北部灣大學是廣西乃至全國開設地理信息科學 專業(yè)較早的學校之一，迄今已有將近18周年辦學歷 史[1]。該專業(yè)及其技術應用領域緊密結合國家“科 技興海”支撐體系任務和廣西陸海經濟可持續(xù)發(fā) 展所面臨的地理信息資源開發(fā)利用等科學問題，以 “認知陸海資源時空演變規(guī)律，服務地方經濟社會 發(fā)展”為使命，致力于推動北部灣海岸帶地理信息 科學、測繪與遙感技術、環(huán)境科學、生態(tài)科學以及 海洋科學等重點學科的發(fā)展，著力提升北部灣大學 在廣西乃至北部灣地區(qū)的綜合創(chuàng)新能力，在“北部 灣陸海地理信息科學”和“陸海測繪工程”兩大領 域開展基礎性、戰(zhàn)略性、前瞻性研究，解決國家和 北部灣地方經濟社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的生態(tài)環(huán)境 等重大科技問題提供理論和技術支撐[2]。

　　目前，北部灣大學地學數據分析的實驗教學方 法，基本上是通過使用單機計算機運行專業(yè)地理信 息科學軟件或者數據處理軟件對地學實驗相關數據 進行處理分析，這種處理數據的方法會耗費很多精 力和時間，遇到數據量大的影像數據，還會導致數據崩潰，以致很多有價值的影像和數據都無法發(fā)揮 其應有的作用[3]。

　　因此，需要學習新的技術，解決數據量大的影 像和數據的實驗問題。 隨著大數據技術快速滲透到社會的各個領域， 該技術已經成為當前信息技術產業(yè)發(fā)展和應用創(chuàng)新 的熱點，并且該技術能很好地解決地學中影像和數 據量大的問題[4,5]。然而，北部灣大學地理信息科 學專業(yè)人才培養(yǎng)方案沒有與地學大數據相關的課程 及實驗，這將制約該專業(yè)的發(fā)展。 設置合理的地學大數據實驗課程，有助于提高 地理信息科學專業(yè)學生實踐技能和培養(yǎng)符合社會需 求地理信息科學人才，對北部灣大學地理信息科學 專業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

　　1 地理信息科學專業(yè)實驗課程

　　北部灣大學地理信息科學專業(yè)的人才培養(yǎng)目標 是培養(yǎng)具備地學基礎知識，掌握地理信息科學的基 礎理論、基本知識和基本操作技能，通過實踐實訓 環(huán)節(jié)接受良好的制圖技術、測繪技術、遙感技術、 地理信息技術和GPS定位技術等行業(yè)專業(yè)技能訓練，能在國土、海洋、城建、房產、林業(yè)、交通、 市政、城市基礎設施、城鄉(xiāng)規(guī)劃與智能管理等部門 從事資源調查、工程測繪、空間數據處理、地理信 息系統(tǒng)開發(fā)應用等工作的應用型、復合型的專業(yè)人 才[6]。通過實驗課程的培訓，提高學生在地理信息 科學行業(yè)的動手能力。

　　1.1 基礎實驗課

　　地理信息科學基礎實驗課為學生提供地理信息 科學專業(yè)相關基礎知識訓練�；�礎實驗課包括《大 學計算機實訓》《C#程序設計語言》《JAVA程序設 計》《數據結構與算法》《數據庫基礎課程》等， 課程總共272節(jié)，總學分17。其中，實驗課時120 節(jié)，7.5學分，占課程總課時的44.12%。

　　1.2 專業(yè)實驗課

　　地理信息科學專業(yè)實驗課程培養(yǎng)學生專業(yè)相關 的知識和應用能力。專業(yè)實驗課程包括《地圖學》 《CAD制圖》《地理信息系統(tǒng)原理》《遙感技術》 《地理信息科學軟件應用》《遙感圖像處理》《專 題地圖編制》《空間數據庫技術》《地理信息系 統(tǒng)設計與應用》。課程總共512節(jié)，總學分32。其 中，實驗課時288節(jié)，實驗學分18，占課程總課時的 56.25%。

　　1.3 現狀分析

　　基礎實驗課程基本上可以滿足傳統(tǒng)的地理信息 科學行業(yè)編程需要和一般數據庫的處理。然而，隨 著地學大數據的發(fā)展，還需要增加Python這門常用 大數據編程軟件，滿足地學大數據人才培養(yǎng)最基本 的要求。Python在地學大數據中是首選的科學語 言，在進行地學大數據分析中，使用Python進行深 度學習非常方便。Python為地理信息科學專業(yè)中經 常使用的遙感軟件和地理信息科學二次開發(fā)軟件都 提供Python接口。

　　同時，Python在測量程序設計使 用大矩陣計算中優(yōu)勢也很明顯。 另外，專業(yè)實驗課程主要培養(yǎng)學生在傳統(tǒng)地理 數據的獲取、存儲、處理、分析及開放上的能力， 還是停留在傳統(tǒng)的地理信息科學專業(yè)設置。大數據 時代的到來，地學大數據分析處理和地學大數據挖 掘能力成為地理信息科學專業(yè)學生培養(yǎng)不可或缺的 重要能力，沒有將地學大數據概念及實驗課程體系 融入人才培養(yǎng)方案中，學生的就業(yè)及發(fā)展將會受到 一定的局限[7]。

　　2 地學大數據實驗課程設置

　　北部灣大學地理信息科學專業(yè)實驗課程將引入 地學大數據相關技術，開設地學大數據編程、地學 大數據數據庫、地學大數據相關項目案例等方面的 實驗課程。通過這個方面的實驗課程建設，使學生 了解和掌握地學大數據、云計算等新技術，從而使 我校地理信息科學專業(yè)的學生特點更加鮮明，專業(yè) 能力更加全面。新開實驗課程主要是引入地學大數據相關技術，在原有數據編程和數據庫的基礎上建 設地學大數據相關實驗課程，主要增加在基礎實驗 課加入一門Python語言基礎實驗和地學大數據實驗 兩個模塊：Spark實驗課、Hadoop實驗課。

　　(1) Spark實驗課程包括：Spark基礎、Spark流式計 算、Spark SQL和Spark案例。該課程使學生了解和 掌握地學大數據新技術，從而使北部灣大學地理信 息科學專業(yè)本科學生特點更加鮮明，專業(yè)能力更加 全面，在就業(yè)市場上能夠從容面對程序員，分布式 系統(tǒng)架構師、海量數據分析師等各類職位的需求。

　　(2)Hadoop類實驗課程包括：hadoop實驗安裝、 HIVE實驗、Hbase實驗和Hadoop項目案例實驗。該 課程可以開展“地學大數據”的收集、存儲、轉 換、分析、數據挖掘等應用實驗，培養(yǎng)學生進行大 數據處理和分析、云計算環(huán)境部署的能力，提高北部灣大學地理信息科學專業(yè)本科生實踐水平，以及提高學生在日漸熱門的大數據行業(yè)就業(yè)機會都有很 大幫助。

　　電力論文投稿刊物：《中國電力教育》雜志隸屬于教育類期刊，1985年北京市創(chuàng)刊，在內容上劃分為"學術研究"和"教育培訓"兩個版塊。針對電力方面的教育、培訓和人力資源管理等相關領域開展學術理論探討、政策法規(guī)解讀、工作實務交流、前沿新知介紹和資訊信息傳遞。

　　3 結語

　　在北部灣大學地理信息科學專業(yè)原有實驗課程 的基礎上，立足于“地學大數據”對人才的知識結 構、能力結構以及整體素質的要求，培養(yǎng)學生進行 地學大數據處理和分析、云計算環(huán)境部署的能力， 貼合日漸熱門的地學大數據產業(yè)實際的人才需求， 順應地學大數據、云計算與分布式系統(tǒng)技術的發(fā)展 變化趨勢。

　　參考文獻

　　[1] 陳志坤.地理信息系統(tǒng)專業(yè)建設的思考—— 以欽州學院為例[J].欽州學院學報,2012,27 (03):113-116.

　　[2] 黃遠林,周麗,李素霞.基于項目教學的應用 型人才培養(yǎng)體系構建與實踐——以地理信息 科學專業(yè)為例[J].教育教學論壇,2019(22): 167-169.

　　[3] 馬振剛,李黎黎,許學工.自然地理學的大 數據研究[J].地理與地理信息科學,2015, 31(03):54-58+64.

　　[4] 付少媛,陳志坤,吳春,勞燕玲,黎樹式.大數據 推進國家治理信息化發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)[J]. 欽州學院學報,2018,33(01):17-20+27.

　　[5] 薛云,張維,劉鳳姣.地理信息科學專業(yè)實踐 教學體系構建研究[J].中國電力教育,2014 (03):147-148.

　　作者：陳志坤，付少媛，官珍，梁洪萍

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