地理信息系統：科技讓世界觸手可得 （武漢大學/中科院）

撰稿人：林曉鳳

武漢大學 資源與環境科學學院 地理信息系統 學士

中國科學院 地理科學與資源研究所 地圖學與地理信息系統 博士

集美大學 港口與環境工程學院 地理信息科學系 副教授

「凡事都應簡化到不能再簡化。」

GIS專業簡介

GIS專業是一門綜合性學科，其全稱是Geographic Information System，是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它是地理學這一級學科下的二級學科，兩者關係密切。我們可以通過一個簡單的描述來先直觀地了解GIS專業， 「地理」科學，是關於我們這個世界的科學，它給我們描述了我們賴以生存的內容和環境，以及通用的參照系統。在這共同感知的系統下，把一切都綜合在一起，幫助我們理解萬事萬物的複雜程度，以及他們之間的關係、模式以及共性。而GIS該系統能夠把這一切感性的東西，都直接呈現在我們眼前，整合在以地圖為主要載體的平臺上，讓我們更容易的去觸摸和理解這些東西，幫助我們更加快速並且智能地響應。

本科專業的地理信息系統，可以分為理學類和工學類，通常以地理學作為GIS學科建設基礎的屬於理學，而以測繪學等工學學科作為GIS學科建設基礎的屬於工學。所以大部分師範院校和綜合性大學的GIS屬於理學，大部分工科院校的GIS則屬於工學。目前GIS專業比較強的高校主要包括：武漢大學、南京師範大學、北京師範大學、北京大學、南京大學、中山大學、華東師範大學、中國地質大學、浙江大學、首都師範大學、中南大學等。其中，武漢大學和南京師範大學的「地圖學與地理信息系統」學科是全國僅有的兩所GIS二級國家重點學科。武漢大學在GIS行業領域具有獨特和壟斷性的權威和優勢，同時也是我國最早從事GIS和計算機製圖研究的機構。

大學GIS專業課程設置

GIS專業主要目標是培養具備資源環境、地理信息系統、遙感技術、計算機科學與技術等方面的基本理論、知識和技能，能在科研機構和高等教育學校從事科學研究或教學工作，能在農業、城市、區域資源、環境、土地、基礎設施和規劃管理等領域從事與地理信息系統有關的應用研究、技術開發、生產與管理的複合型人才。

基於GIS專業的人才培養目標，GIS本科課程主要包含公共基礎課、專業基礎課程和專業課程三大部分，各部分又會分為必修和選修課，這些課程主要以地理信息系統專業課程為中心，同時設置地理學、測繪、遙感、數學、計算機等主要相關專業課程，核心內容本質上就是地圖表達、系統研發以及數據分析。圍繞其核心內容，主要的專業課程設置如下：

• 專業基礎課程：
• 專業基礎必修課程：自然地理學、人文地理學、地貌學、經濟地理學與區域規劃、GIS概論、遙感導論、測繪學概論、測量學、地圖學、數字測圖與GPS原理、高等數學、線性代數、概率論與數理統計等。
• 專業基礎選修課程：經濟地理學、計量地理學、軟體工程、地球信息科學等。
• 專業課程：
• 專業必修課程：地理信息系統原理與應用、地圖設計與編繪、專題地圖編制、地圖投影與變換、地圖代數、計算機地圖製圖、數字地圖製圖原理、數字攝影測量學、遙感圖像處理、遙感技術及其應用、空間資料庫原理、離散數學、計算方法、資料庫原理、數據結構、面向對象程序設計、計算機圖形學、GIS空間分析與應用、組件式GIS等。
• 專業選修課程：城市規劃原理、模糊數學、地理信息系統算法、WebGIS、移動GIS、城市與區域規劃、城市地理學、虛擬實境原理與技術、遙感地學分析、空間數據挖掘、大數據、全球變化、地理國情監測等。

主要畢業去向

GIS專業的學生畢業去向主要分兩種：就業和升學。兩者的比例因不同學校而不同，但是總體上繼續升學的比例不小。

• 就業

GIS幾乎融入了各行各業，就業面非常廣。從本科到博士後，與專業相關的就業去向包括但不局限於：

• 高等院校、科研院所相關專業從事與地球空間信息相關的教學、科研或技術開發工作。目前的情況是，國內特別是大城市的一流高校師資已經較為飽和，並且幾乎都要求具備出國交流或做博士後的經歷，也已經有不少一流高校或研究所要求博士畢業生先在其單位做博後，後期經過競爭性考核才能轉為教師崗或科研崗。國外高校的博後以及教職申請，很大程度取決於自己自身研究能力和發表文章數量，以及學術圈內交流和關係的積累。本科畢業生從事教師行業則一般是到中學從事地理教師。

• 政府相關部門、大型公司及企業從事與地球空間信息相關的研究、技術開發、管理或領導工作。比如進入GIS軟體開發商/GIS平臺提供商/網際網路公司等從事GIS開發工程師、三維工程師、數據工程師、技術支持等崗位，或者以GIS為工具，轉到相關應用領域。

• 資源與環境、測繪院、交通土建、國土、礦業、水利電力、通訊、農林、城市建設與規劃、地質勘測、地圖院、地理信息中心等部門從事與地球空間信息相關的規劃、設計、施工、技術開發與管理工作。

• 升學

繼續深造的選擇不局限於GIS本專業，身邊有部分朋友和目前筆者所在學校的學生會選擇跨相近專業考研，比如遙感科學與技術、城市規劃、自然地理學、人文地理學，也會有跨較遠專業比如管理學、經濟學、心理學（與GIS空間認知相關的）等領域。針對地理信息系統本身而言，有兩個碩士專業，一個是地圖學與地理信息系統（屬於理學），另一個是地圖製圖學與地理信息工程（屬於工學）。無論是本專業還是跨專業升學，每個專業都會有不同的研究方向，一般是結合自身和導師的研究興趣進行的雙向選擇。

作者經歷及建議

筆者和GIS專業的相遇是始願不及的，十幾年前的初高中地理沒有對地理信息系統專業進行普及的相關課程，加上身邊的諮詢不足，以及筆者填報志願時也傾向於比較熱門的幾個專業等各種因素，對GIS專業是完全未知的。最後是經由調劑，進入本科母校武漢大學資環學院成為一名GISer的。經過後來的學習，慢慢對GIS專業產生了興趣並逐漸喜歡上，大學畢業後選擇保研至中科院地理所直博攻讀地圖學與地理信息系統專業，去年畢業後進入高校集美大學當一名大學老師。

在GIS學科中，對於GIS到底是一門科學還是一種技術，到現在學界都還沒有定論。其實，GIS專業的核心是利用計算機技術，採用數學等相關方法，對地理數據進行存儲、處理和分析，以此解決地理學中存在的各種科學問題。因此，筆者認為不管是地理學理論還是計算機技術，兩者在GIS專業學習中都是非常重要的。在技術上，我當時所在母校對GIS專業的學生培養是分製圖和軟體兩個方向，製圖方向的關於製圖軟體的使用、掌握及實踐會比較多，軟體班所學編程及其實踐課程會比較多。不過現在有些高校裡對這兩者的區分不是很明顯，主要將兩者的側重分配到專業選修中，讓學生有更多的自主選擇權。那麼在整個大學生涯的學習過程中，根據筆者的經歷，不管是否分方向，我們都應該在深入學習理論知識基礎上，根據自身興趣和能力來加強和提升自己編程學習或熟練掌握第三方軟體使用的能力，讓自己在畢業時能夠更好地兼得適合我們繼續發展和應用的理論和技術。

最後，對於有目標而選擇GIS專業的同學，如果目標早早就定在學術研究上，筆者建議在大學期間要踏踏實實靜下心來，學好專業基礎知識，熟練掌握1-2門計算機語言，並學會怎麼去處理我們專業常見的文本、柵格和矢量數據，掌握所接觸的每一個算法，了解計算機學科發展動態並嘗試的學習和使用起來，有意識地去紮實自己的專業知識、數學和計算機基礎，同時也要有意識地培養自己的研究能力，多和學術導師交流，有規劃地發表論文和參加學術會議；如果打算畢業後直接從事本行工作，除了學好專業基礎知識外，建議把我們專業常用的軟體熟練使用起來，同時注重廣泛涉獵和掌握其它實用技能。如果還不確定將來的去向，可以類似筆者在學習過程中，主動去多了解和思考GIS專業，多在各項製圖、分析和編程實踐中去認識自己的興趣和層次，在摸索中走出自己的路來。