基于大數據的地理信息科學專業實驗課程設置

　　摘要：北部灣大學在地理信息科學專業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發展的要求。

　　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 專業較早的學校之一，迄今已有將近18周年辦學歷 史[1]。該專業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發 展所面臨的地理信息資源開發利用等科學問題，以 “認知陸海資源時空演變規律，服務地方經濟社會 發展”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、環境科學、生態科學以及 海洋科學等重點學科的發展，著力提升北部灣大學 在廣西乃至北部灣地區的綜合創新能力，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、戰略性、前瞻性研究，解決國家和 北部灣地方經濟社會可持續發展所面臨的生態環境 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發展和應用創新 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 學專業人才培養方案沒有與地學大數據相關的課程 及實驗，這將制約該專業的發展。 設置合理的地學大數據實驗課程，有助于提高 地理信息科學專業學生實踐技能和培養符合社會需 求地理信息科學人才，對北部灣大學地理信息科學 專業可持續發展具有重要的意義。

　　1 地理信息科學專業實驗課程

　　北部灣大學地理信息科學專業的人才培養目標 是培養具備地學基礎知識，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 環節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定位技術等行業專業技能訓練，能在國土、海洋、城建、房產、林業、交通、 市政、城市基礎設施、城鄉規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 息系統開發應用等工作的應用型、復合型的專業人 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，總學分17。其中，實驗課時120 節，7.5學分，占課程總課時的44.12%。

　　1.2 專業實驗課

　　地理信息科學專業實驗課程培養學生專業相關 的知識和應用能力。專業實驗課程包括《地圖學》 《CAD制圖》《地理信息系統原理》《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 統設計與應用》。課程總共512節，總學分32。其 中，實驗課時288節，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的地理信息 科學行業編程需要和一般數據庫的處理。然而，隨 著地學大數據的發展，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中經 常使用的遙感軟件和地理信息科學二次開發軟件都 提供Python接口。

　　同時，Python在測量程序設計使 用大矩陣計算中優勢也很明顯。 另外，專業實驗課程主要培養學生在傳統地理 數據的獲取、存儲、處理、分析及開放上的能力， 還是停留在傳統的地理信息科學專業設置。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學生培養不可或缺的 重要能力，沒有將地學大數據概念及實驗課程體系 融入人才培養方案中，學生的就業及發展將會受到 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的學生特點更加鮮明，專業 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 息科學專業本科學生特點更加鮮明，專業能力更加 全面，在就業市場上能夠從容面對程序員，分布式 系統架構師、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，培養學生進行大 數據處理和分析、云計算環境部署的能力，提高北部灣大學地理信息科學專業本科生實踐水平，以及提高學生在日漸熱門的大數據行業就業機會都有很 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，培養學生進行 地學大數據處理和分析、云計算環境部署的能力， 貼合日漸熱門的地學大數據產業實際的人才需求， 順應地學大數據、云計算與分布式系統技術的發展 變化趨勢。

　　參考文獻

　　[1] 陳志坤.地理信息系統專業建設的思考—— 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 型人才培養體系構建與實踐——以地理信息 科學專業為例[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展的機遇和挑戰[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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