基于大數(shù)據(jù)的地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

　　摘要：北部灣大學(xué)在地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需納入地學(xué)大數(shù)據(jù)的新概念和更新地理數(shù)據(jù)的處理技 術(shù)。針對地理信息科學(xué)專業(yè)需要對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行修改，加入地學(xué)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)課程，從而滿足大數(shù)據(jù)背景 下，地理信息科學(xué)本科專業(yè)發(fā)展的要求。

　　關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué)，大數(shù)據(jù)，地學(xué)，實(shí)驗(yàn)課程

　　0 引言

　　北部灣大學(xué)是廣西乃至全國開設(shè)地理信息科學(xué) 專業(yè)較早的學(xué)校之一，迄今已有將近18周年辦學(xué)歷 史[1]。該專業(yè)及其技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域緊密結(jié)合國家“科 技興海”支撐體系任務(wù)和廣西陸海經(jīng)濟(jì)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(xué)問題，以 “認(rèn)知陸海資源時空演變規(guī)律，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)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(xué)、測繪與遙感技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)科學(xué)以及 海洋科學(xué)等重點(diǎn)學(xué)科的發(fā)展，著力提升北部灣大學(xué) 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(xué)”和“陸海測繪工程”兩大領(lǐng) 域開展基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性研究，解決國家和 北部灣地方經(jīng)濟(jì)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(shù)支撐[2]。

　　目前，北部灣大學(xué)地學(xué)數(shù)據(jù)分析的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方 法，基本上是通過使用單機(jī)計算機(jī)運(yùn)行專業(yè)地理信 息科學(xué)軟件或者數(shù)據(jù)處理軟件對地學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理分析，這種處理數(shù)據(jù)的方法會耗費(fèi)很多精 力和時間，遇到數(shù)據(jù)量大的影像數(shù)據(jù)，還會導(dǎo)致數(shù)據(jù)崩潰，以致很多有價值的影像和數(shù)據(jù)都無法發(fā)揮 其應(yīng)有的作用[3]。

　　因此，需要學(xué)習(xí)新的技術(shù)，解決數(shù)據(jù)量大的影 像和數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)問題。 隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)快速滲透到社會的各個領(lǐng)域， 該技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)新 的熱點(diǎn)，并且該技術(shù)能很好地解決地學(xué)中影像和數(shù) 據(jù)量大的問題[4,5]。然而，北部灣大學(xué)地理信息科 學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案沒有與地學(xué)大數(shù)據(jù)相關(guān)的課程 及實(shí)驗(yàn)，這將制約該專業(yè)的發(fā)展。 設(shè)置合理的地學(xué)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)課程，有助于提高 地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐技能和培養(yǎng)符合社會需 求地理信息科學(xué)人才，對北部灣大學(xué)地理信息科學(xué) 專業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

　　1 地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程

　　北部灣大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo) 是培養(yǎng)具備地學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握地理信息科學(xué)的基 礎(chǔ)理論、基本知識和基本操作技能，通過實(shí)踐實(shí)訓(xùn) 環(huán)節(jié)接受良好的制圖技術(shù)、測繪技術(shù)、遙感技術(shù)、 地理信息技術(shù)和GPS定位技術(shù)等行業(yè)專業(yè)技能訓(xùn)練，能在國土、海洋、城建、房產(chǎn)、林業(yè)、交通、 市政、城市基礎(chǔ)設(shè)施、城鄉(xiāng)規(guī)劃與智能管理等部門 從事資源調(diào)查、工程測繪、空間數(shù)據(jù)處理、地理信 息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用等工作的應(yīng)用型、復(fù)合型的專業(yè)人 才[6]。通過實(shí)驗(yàn)課程的培訓(xùn)，提高學(xué)生在地理信息 科學(xué)行業(yè)的動手能力。

　　1.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課

　　地理信息科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課為學(xué)生提供地理信息 科學(xué)專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識訓(xùn)練。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課包括《大 學(xué)計算機(jī)實(shí)訓(xùn)》《C#程序設(shè)計語言》《JAVA程序設(shè) 計》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》《數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)課程》等， 課程總共272節(jié)，總學(xué)分17。其中，實(shí)驗(yàn)課時120 節(jié)，7.5學(xué)分，占課程總課時的44.12%。

　　1.2 專業(yè)實(shí)驗(yàn)課

　　地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)相關(guān) 的知識和應(yīng)用能力。專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程包括《地圖學(xué)》 《CAD制圖》《地理信息系統(tǒng)原理》《遙感技術(shù)》 《地理信息科學(xué)軟件應(yīng)用》《遙感圖像處理》《專 題地圖編制》《空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)》《地理信息系 統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用》。課程總共512節(jié)，總學(xué)分32。其 中，實(shí)驗(yàn)課時288節(jié)，實(shí)驗(yàn)學(xué)分18，占課程總課時的 56.25%。

　　1.3 現(xiàn)狀分析

　　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程基本上可以滿足傳統(tǒng)的地理信息 科學(xué)行業(yè)編程需要和一般數(shù)據(jù)庫的處理。然而，隨 著地學(xué)大數(shù)據(jù)的發(fā)展，還需要增加Python這門常用 大數(shù)據(jù)編程軟件，滿足地學(xué)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)最基本 的要求。Python在地學(xué)大數(shù)據(jù)中是首選的科學(xué)語 言，在進(jìn)行地學(xué)大數(shù)據(jù)分析中，使用Python進(jìn)行深 度學(xué)習(xí)非常方便。Python為地理信息科學(xué)專業(yè)中經(jīng) 常使用的遙感軟件和地理信息科學(xué)二次開發(fā)軟件都 提供Python接口。

　　同時，Python在測量程序設(shè)計使 用大矩陣計算中優(yōu)勢也很明顯。 另外，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程主要培養(yǎng)學(xué)生在傳統(tǒng)地理 數(shù)據(jù)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(xué)專業(yè)設(shè)置。大數(shù)據(jù) 時代的到來，地學(xué)大數(shù)據(jù)分析處理和地學(xué)大數(shù)據(jù)挖 掘能力成為地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)不可或缺的 重要能力，沒有將地學(xué)大數(shù)據(jù)概念及實(shí)驗(yàn)課程體系 融入人才培養(yǎng)方案中，學(xué)生的就業(yè)及發(fā)展將會受到 一定的局限[7]。

　　2 地學(xué)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

　　北部灣大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程將引入 地學(xué)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，開設(shè)地學(xué)大數(shù)據(jù)編程、地學(xué) 大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、地學(xué)大數(shù)據(jù)相關(guān)項(xiàng)目案例等方面的 實(shí)驗(yàn)課程。通過這個方面的實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，使學(xué)生 了解和掌握地學(xué)大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)，從而使 我校地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)更加鮮明，專業(yè) 能力更加全面。新開實(shí)驗(yàn)課程主要是引入地學(xué)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，在原有數(shù)據(jù)編程和數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建 設(shè)地學(xué)大數(shù)據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程，主要增加在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 課加入一門Python語言基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和地學(xué)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn) 兩個模塊：Spark實(shí)驗(yàn)課、Hadoop實(shí)驗(yàn)課。

　　(1) Spark實(shí)驗(yàn)課程包括：Spark基礎(chǔ)、Spark流式計 算、Spark SQL和Spark案例。該課程使學(xué)生了解和 掌握地學(xué)大數(shù)據(jù)新技術(shù)，從而使北部灣大學(xué)地理信 息科學(xué)專業(yè)本科學(xué)生特點(diǎn)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(gòu)師、海量數(shù)據(jù)分析師等各類職位的需求。

　　(2)Hadoop類實(shí)驗(yàn)課程包括：hadoop實(shí)驗(yàn)安裝、 HIVE實(shí)驗(yàn)、Hbase實(shí)驗(yàn)和Hadoop項(xiàng)目案例實(shí)驗(yàn)。該 課程可以開展“地學(xué)大數(shù)據(jù)”的收集、存儲、轉(zhuǎn) 換、分析、數(shù)據(jù)挖掘等應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行大 數(shù)據(jù)處理和分析、云計算環(huán)境部署的能力，提高北部灣大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)本科生實(shí)踐水平，以及提高學(xué)生在日漸熱門的大數(shù)據(jù)行業(yè)就業(yè)機(jī)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(nèi)容上劃分為"學(xué)術(shù)研究"和"教育培訓(xùn)"兩個版塊。針對電力方面的教育、培訓(xùn)和人力資源管理等相關(guān)領(lǐng)域開展學(xué)術(shù)理論探討、政策法規(guī)解讀、工作實(shí)務(wù)交流、前沿新知介紹和資訊信息傳遞。

　　3 結(jié)語

　　在北部灣大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)原有實(shí)驗(yàn)課程 的基礎(chǔ)上，立足于“地學(xué)大數(shù)據(jù)”對人才的知識結(jié) 構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)以及整體素質(zhì)的要求，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行 地學(xué)大數(shù)據(jù)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(xué)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)實(shí)際的人才需求， 順應(yīng)地學(xué)大數(shù)據(jù)、云計算與分布式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展 變化趨勢。

　　參考文獻(xiàn)

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

　　[2] 黃遠(yuǎn)林,周麗,李素霞.基于項(xiàng)目教學(xué)的應(yīng)用 型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建與實(shí)踐——以地理信息 科學(xué)專業(yè)為例[J].教育教學(xué)論壇,2019(22): 167-169.

　　[3] 馬振剛,李黎黎,許學(xué)工.自然地理學(xué)的大 數(shù)據(jù)研究[J].地理與地理信息科學(xué),2015, 31(03):54-58+64.

　　[4] 付少媛,陳志坤,吳春,勞燕玲,黎樹式.大數(shù)據(jù) 推進(jìn)國家治理信息化發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 欽州學(xué)院學(xué)報,2018,33(01):17-20+27.

　　[5] 薛云,張維,劉鳳姣.地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)踐 教學(xué)體系構(gòu)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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