什么是地理信息系统(地理信息系统:“上知天文下知地理” by林晓凤(武大/中科院) | 大学专业指南)

什么是地理信息系统

人物介绍林晓凤?武汉大学 资源与环境科学学院 地理信息系统 学士?中国科学院 地理科学与资源研究所 地图学与地理信息系统 博士?集美大学 港口与环境工程学院 地理信息科学系 副教授?“凡事都应简化到不能再简化。”
01
 GIS专业简介

GIS专业是一门综合性学科,其全称是Geographic Information System,是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它是地理学这一级学科下的二级学科,两者关系密切。我们可以通过一个简单的描述来先直观地了解GIS专业, “地理”科学,是关于我们这个世界的科学,它给我们描述了我们赖以生存的内容和环境,以及通用的参照系统。在这共同感知的系统下,把一切都综合在一起,帮助我们理解万事万物的复杂程度,以及他们之间的关系、模式以及共性。而GIS该系统能够把这一切感性的东西,都直接呈现在我们眼前,整合在以地图为主要载体的平台上,让我们更容易的去触摸和理解这些东西,帮助我们更加快速并且智能地响应。

本科专业的地理信息系统,可以分为理学类和工学类,通常以地理学作为GIS学科建设基础的属于理学,而以测绘学等工学学科作为GIS学科建设基础的属于工学。所以大部分师范院校和综合性大学的GIS属于理学,大部分工科院校的GIS则属于工学。目前GIS专业比较强的高校主要包括:武汉大学、南京师范大学、北京师范大学、北京大学、南京大学、中山大学、华东师范大学、中国地质大学、浙江大学、首都师范大学、中南大学等。其中,武汉大学和南京师范大学的“地图学与地理信息系统”学科是全国仅有的两所GIS二级国家重点学科。武汉大学在GIS行业领域具有独特和垄断性的权威和优势,同时也是我国最早从事GIS和计算机制图研究的机构。

02
 大学GIS专业课程设置

GIS专业主要目标是培养具备资源环境、地理信息系统、遥感技术、计算机科学与技术等方面的基本理论、知识和技能,能在科研机构和高等教育学校从事科学研究或教学工作,能在农业、城市、区域资源、环境、土地、基础设施和规划管理等领域从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产与管理的复合型人才。

基于GIS专业的人才培养目标,GIS本科课程主要包含公共基础课、专业基础课程和专业课程三大部分,各部分又会分为必修和选修课,这些课程主要以地理信息系统专业课程为中心,同时设置地理学、测绘、遥感、数学、计算机等主要相关专业课程,核心内容本质上就是地图表达、系统研发以及数据分析。围绕其核心内容,主要的专业课程设置如下:
专业基础课程:
专业基础必修课程:自然地理学、人文地理学、地貌学、经济地理学与区域规划、GIS概论、遥感导论、测绘学概论、测量学、地图学、数字测图与GPS原理、高等数学、线性代数、概率论与数理统计等。
专业基础选修课程:经济地理学、计量地理学、软件工程、地球信息科学等。
专业课程:
专业必修课程:地理信息系统原理与应用、地图设计与编绘、专题地图编制、地图投影与变换、地图代数、计算机地图制图、数字地图制图原理、数字摄影测量学、遥感图像处理、遥感技术及其应用、空间数据库原理、离散数学、计算方法、数据库原理、数据结构、面向对象程序设计、计算机图形学、GIS空间分析与应用、组件式GIS等。
专业选修课程:城市规划原理、模糊数学、地理信息系统算法、WebGIS、移动GIS、城市与区域规划、城市地理学、虚拟现实原理与技术、遥感地学分析、空间数据挖掘、大数据、全球变化、地理国情监测等。

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主要毕业去向

GIS专业的学生毕业去向主要分两种:就业和升学。两者的比例因不同学校而不同,但是总体上继续升学的比例不小。

就业

从这张图就可以看出,GIS几乎融入了各行各业,就业面非常广。从本科到博士后,与专业相关的就业去向包括但不局限于:
高等院校、科研院所相关专业从事与地球空间信息相关的教学、科研或技术开发工作。目前的情况是,国内特别是大城市的一流高校师资已经较为饱和,并且几乎都要求具备出国交流或做博士后的经历,也已经有不少一流高校或研究所要求博士毕业生先在其单位做博后,后期经过竞争性考核才能转为教师岗或科研岗。国外高校的博后以及教职申请,很大程度取决于自己自身研究能力和发表文章数量,以及学术圈内交流和关系的积累。本科毕业生从事教师行业则一般是到中学从事地理教师。

政府相关部门、大型公司及企业从事与地球空间信息相关的研究、技术开发、管理或领导工作。比如进入GIS软件开发商/GIS平台提供商/互联网公司等从事GIS开发工程师、三维工程师、数据工程师、技术支持等岗位,或者以GIS为工具,转到相关应用领域。

资源与环境、测绘院、交通土建、国土、矿业、水利电力、通讯、农林、城市建设与规划、地质勘测、地图院、地理信息中心等部门从事与地球空间信息相关的规划、设计、施工、技术开发与管理工作。

升学
继续深造的选择不局限于GIS本专业,身边有部分朋友和目前笔者所在学校的学生会选择跨相近专业考研,比如遥感科学与技术、城市规划、自然地理学、人文地理学,也会有跨较远专业比如管理学、经济学、心理学(与GIS空间认知相关的)等领域。针对地理信息系统本身而言,有两个硕士专业,一个是地图学与地理信息系统(属于理学),另一个是地图制图学与地理信息工程(属于工学)。无论是本专业还是跨专业升学,每个专业都会有不同的研究方向,一般是结合自身和导师的研究兴趣进行的双向选择。对于有意向报考GIS专业并且未来有意出国留学的,可以关注并收藏武汉大学校友精心整理的这份宝贵指南:
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 作者经历及建议

笔者和GIS专业的相遇是始愿不及的,十几年前的初高中地理没有对地理信息系统专业进行普及的相关课程,加上身边的咨询不足,以及笔者填报志愿时也倾向于比较热门的几个专业等各种因素,对GIS专业是完全未知的。最后是经由调剂,进入本科母校武汉大学资环学院成为一名GISer的。经过后来的学习,慢慢对GIS专业产生了兴趣并逐渐喜欢上,大学毕业后选择保研至中科院地理所直博攻读地图学与地理信息系统专业,去年毕业后进入高校集美大学当一名大学老师。

在GIS学科中,对于GIS到底是一门科学还是一种技术,到现在学界都还没有定论。其实,GIS专业的核心是利用计算机技术,采用数学等相关方法,对地理数据进行存储、处理和分析,以此解决地理学中存在的各种科学问题。因此,笔者认为不管是地理学理论还是计算机技术,两者在GIS专业学习中都是非常重要的。在技术上,我当时所在母校对GIS专业的学生培养是分制图和软件两个方向,制图方向的关于制图软件的使用、掌握及实践会比较多,软件班所学编程及其实践课程会比较多。不过现在有些高校里对这两者的区分不是很明显,主要将两者的侧重分配到专业选修中,让学生有更多的自主选择权。那么在整个大学生涯的学习过程中,根据笔者的经历,不管是否分方向,我们都应该在深入学习理论知识基础上,根据自身兴趣和能力来加强和提升自己编程学习或熟练掌握第三方软件使用的能力,让自己在毕业时能够更好地兼得适合我们继续发展和应用的理论和技术。

最后,对于有目标而选择GIS专业的同学,如果目标早早就定在学术研究上,笔者建议在大学期间要踏踏实实静下心来,学好专业基础知识,熟练掌握1-2门计算机语言,并学会怎么去处理我们专业常见的文本、栅格和矢量数据,掌握所接触的每一个算法,了解计算机学科发展动态并尝试的学习和使用起来,有意识地去扎实自己的专业知识、数学和计算机基础,同时也要有意识地培养自己的研究能力,多和学术导师交流,有规划地发表论文和参加学术会议;如果打算毕业后直接从事本行工作,除了学好专业基础知识外,建议把我们专业常用的软件熟练使用起来,同时注重广泛涉猎和掌握其它实用技能。如果还不确定将来的去向,可以类似笔者在学习过程中,主动去多了解和思考GIS专业,多在各项制图、分析和编程实践中去认识自己的兴趣和层次,在摸索中走出自己的路来。

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责任编辑:Nikki

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