基于大数据的地理信息科学专业实验课程设置

　　摘要：北部湾大学在地理信息科学专业实验教学中需纳入地学大数据的新概念和更新地理数据的处理技 术。针对地理信息科学专业需要对实验课程进行修改，加入地学大数据实验课程，从而满足大数据背景 下，地理信息科学本科专业发展的要求。

　　关键词：地理信息科学，大数据，地学，实验课程

　　0 引言

　　北部湾大学是广西乃至全国开设地理信息科学 专业较早的学校之一，迄今已有将近18周年办学历 史[1]。该专业及其技术应用领域紧密结合国家“科 技兴海”支撑体系任务和广西陆海经济可持续发 展所面临的地理信息资源开发利用等科学问题，以 “认知陆海资源时空演变规律，服务地方经济社会 发展”为使命，致力于推动北部湾海岸带地理信息 科学、测绘与遥感技术、环境科学、生态科学以及 海洋科学等重点学科的发展，着力提升北部湾大学 在广西乃至北部湾地区的综合创新能力，在“北部 湾陆海地理信息科学”和“陆海测绘工程”两大领 域开展基础性、战略性、前瞻性研究，解决国家和 北部湾地方经济社会可持续发展所面临的生态环境 等重大科技问题提供理论和技术支撑[2]。

　　目前，北部湾大学地学数据分析的实验教学方 法，基本上是通过使用单机计算机运行专业地理信 息科学软件或者数据处理软件对地学实验相关数据 进行处理分析，这种处理数据的方法会耗费很多精 力和时间，遇到数据量大的影像数据，还会导致数据崩溃，以致很多有价值的影像和数据都无法发挥 其应有的作用[3]。

　　因此，需要学习新的技术，解决数据量大的影 像和数据的实验问题。 随着大数据技术快速渗透到社会的各个领域， 该技术已经成为当前信息技术产业发展和应用创新 的热点，并且该技术能很好地解决地学中影像和数 据量大的问题[4,5]。然而，北部湾大学地理信息科 学专业人才培养方案没有与地学大数据相关的课程 及实验，这将制约该专业的发展。 设置合理的地学大数据实验课程，有助于提高 地理信息科学专业学生实践技能和培养符合社会需 求地理信息科学人才，对北部湾大学地理信息科学 专业可持续发展具有重要的意义。

　　1 地理信息科学专业实验课程

　　北部湾大学地理信息科学专业的人才培养目标 是培养具备地学基础知识，掌握地理信息科学的基 础理论、基本知识和基本操作技能，通过实践实训 环节接受良好的制图技术、测绘技术、遥感技术、 地理信息技术和GPS定位技术等行业专业技能训练，能在国土、海洋、城建、房产、林业、交通、 市政、城市基础设施、城乡规划与智能管理等部门 从事资源调查、工程测绘、空间数据处理、地理信 息系统开发应用等工作的应用型、复合型的专业人 才[6]。通过实验课程的培训，提高学生在地理信息 科学行业的动手能力。

　　1.1 基础实验课

　　地理信息科学基础实验课为学生提供地理信息 科学专业相关基础知识训练。基础实验课包括《大 学计算机实训》《C#程序设计语言》《JAVA程序设 计》《数据结构与算法》《数据库基础课程》等， 课程总共272节，总学分17。其中，实验课时120 节，7.5学分，占课程总课时的44.12%。

　　1.2 专业实验课

　　地理信息科学专业实验课程培养学生专业相关 的知识和应用能力。专业实验课程包括《地图学》 《CAD制图》《地理信息系统原理》《遥感技术》 《地理信息科学软件应用》《遥感图像处理》《专 题地图编制》《空间数据库技术》《地理信息系 统设计与应用》。课程总共512节，总学分32。其 中，实验课时288节，实验学分18，占课程总课时的 56.25%。

　　1.3 现状分析

　　基础实验课程基本上可以满足传统的地理信息 科学行业编程需要和一般数据库的处理。然而，随 着地学大数据的发展，还需要增加Python这门常用 大数据编程软件，满足地学大数据人才培养最基本 的要求。Python在地学大数据中是首选的科学语 言，在进行地学大数据分析中，使用Python进行深 度学习非常方便。Python为地理信息科学专业中经 常使用的遥感软件和地理信息科学二次开发软件都 提供Python接口。

　　同时，Python在测量程序设计使 用大矩阵计算中优势也很明显。 另外，专业实验课程主要培养学生在传统地理 数据的获取、存储、处理、分析及开放上的能力， 还是停留在传统的地理信息科学专业设置。大数据 时代的到来，地学大数据分析处理和地学大数据挖 掘能力成为地理信息科学专业学生培养不可或缺的 重要能力，没有将地学大数据概念及实验课程体系 融入人才培养方案中，学生的就业及发展将会受到 一定的局限[7]。

　　2 地学大数据实验课程设置

　　北部湾大学地理信息科学专业实验课程将引入 地学大数据相关技术，开设地学大数据编程、地学 大数据数据库、地学大数据相关项目案例等方面的 实验课程。通过这个方面的实验课程建设，使学生 了解和掌握地学大数据、云计算等新技术，从而使 我校地理信息科学专业的学生特点更加鲜明，专业 能力更加全面。新开实验课程主要是引入地学大数据相关技术，在原有数据编程和数据库的基础上建 设地学大数据相关实验课程，主要增加在基础实验 课加入一门Python语言基础实验和地学大数据实验 两个模块：Spark实验课、Hadoop实验课。

　　(1) Spark实验课程包括：Spark基础、Spark流式计 算、Spark SQL和Spark案例。该课程使学生了解和 掌握地学大数据新技术，从而使北部湾大学地理信 息科学专业本科学生特点更加鲜明，专业能力更加 全面，在就业市场上能够从容面对程序员，分布式 系统架构师、海量数据分析师等各类职位的需求。

　　(2)Hadoop类实验课程包括：hadoop实验安装、 HIVE实验、Hbase实验和Hadoop项目案例实验。该 课程可以开展“地学大数据”的收集、存储、转 换、分析、数据挖掘等应用实验，培养学生进行大 数据处理和分析、云计算环境部署的能力，提高北部湾大学地理信息科学专业本科生实践水平，以及提高学生在日渐热门的大数据行业就业机会都有很 大帮助。

　　电力论文投稿刊物：《中国电力教育》杂志隶属于教育类期刊，1985年北京市创刊，在内容上划分为"学术研究"和"教育培训"两个版块。针对电力方面的教育、培训和人力资源管理等相关领域开展学术理论探讨、政策法规解读、工作实务交流、前沿新知介绍和资讯信息传递。

　　3 结语

　　在北部湾大学地理信息科学专业原有实验课程 的基础上，立足于“地学大数据”对人才的知识结 构、能力结构以及整体素质的要求，培养学生进行 地学大数据处理和分析、云计算环境部署的能力， 贴合日渐热门的地学大数据产业实际的人才需求， 顺应地学大数据、云计算与分布式系统技术的发展 变化趋势。

　　参考文献

　　[1] 陈志坤.地理信息系统专业建设的思考—— 以钦州学院为例[J].钦州学院学报,2012,27 (03):113-116.

　　[2] 黄远林,周丽,李素霞.基于项目教学的应用 型人才培养体系构建与实践——以地理信息 科学专业为例[J].教育教学论坛,2019(22): 167-169.

　　[3] 马振刚,李黎黎,许学工.自然地理学的大 数据研究[J].地理与地理信息科学,2015, 31(03):54-58+64.

　　[4] 付少媛,陈志坤,吴春,劳燕玲,黎树式.大数据 推进国家治理信息化发展的机遇和挑战[J]. 钦州学院学报,2018,33(01):17-20+27.

　　[5] 薛云,张维,刘凤姣.地理信息科学专业实践 教学体系构建研究[J].中国电力教育,2014 (03):147-148.

　　作者：陈志坤，付少媛，官珍，梁洪萍

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