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作者介绍:舒同学,本科毕业于中山大学地理科学与规划学院地理信息系统专业(测绘工程方向),现就读于北京师范大学减灾与应急管理学院全球环境变化专业。
一、专业简介
1.基础信息
地理信息系统(GeographicInformationSystem,GISforshort),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。
简单而言,地理信息系统就是将复杂的地理要素抽象建立成一个或多个简单的数学模型,并通过计算机对这些数学模型进行计算分析,得到我们所需要的结果信息,为诸多公司项目或是政府决策、规划等提供有力的数据支撑。
我们会用数据看待这个世界,而并不仅仅是一个点或是一个面。在我们眼中,世界只是由无数条经纬线组成的简单椭球体;一棵树不止有它的树高,还有它的遮阴面积;一条道路的长度是我们关心的问题,同样它又与多少条道路相交形成道路网格;一个城市的建设需要规划成什么模样,绿化重点放在哪儿等等。这些都是我们会涉及到的内容,也是我们必须要参与的内容。这个世界会变成什么模样,就看我们的数据和模型建立的完不完善。
一般来说,对于学习GIS专业或是向大范围讲,也就是学习地理相关专业的同学,以下三点是我们需要掌握的能力:
①最重要的是需要具备严谨的地理思维,这需要我们长期以来对地理知识的积累,让我们擅长于从地理的角度去看待问题,发掘问题的地理属性,地理无处不在;
②其次需要我们熟练的掌握如何运用相关软件或仪器来解决现实中的问题,俗话说实践出真知,在锻炼我们的实践操作能力的同时,还能与上课所学过的理论知识结合起来;
③当然,我们都知道通过学习地理所认识的世界是三维的,是立体的,因此我们最好能够善用空间逻辑,它能够加强我们的三维构图和联想能力,对于复杂的地表问题能够从简解决。
2.专业课程设置
基础课程基本在大一和大二阶段可学完,数学部分主要学习与统计和代数相关的内容;物理部分将对于力学,光学,电磁学有关的内容进行深入学习;计算机部分(VisualBasic(VB)、C语言\C++语言\C#语言)是为以后的分析建模打基础,有计算机编程功底的占有很大的优势。
如图所示,专业课程主要分为三类,由于涉及课程颇多,我从以上各类课程中选取具有代表性的几个进行概述:
①地图学与地图投影(测绘类):地图投影是利用一定数学法则把地球表面的经、纬线转换到平面上的理论和方法,由于古时候不存在现如今的高科技技术,能够通过3D视角观察地球,因此通过一定的数学变换将立体的地球转换为平面图,方便人们进行研究和保存,这是一门历史悠久的学科。
图为:将立体地球转化为平面地图
②空间分析(GIS类):主要用于对获取的数据(地理现象的位置、形态、空间布局)进行计算分析,比如说寻找适宜位置:假若有一个政府项目需要在城市建立一个公园,那么为了建立一个合适的位置,我们需要考虑这一地点的交通是否便利、环境是否优雅,距离周围居民区的远近如何等等因素,将这些考虑因素以数学参数的形式建立公式模型,最后得到最优选址。
③定量遥感(遥感类):它是我们能够将地理这一门定性的学科转化为定量学科的重要依据,能够从对地观测的电磁波信号中定量地提取地表物体的相关信息,区别于仅依靠经验判读的定性识别地物的方法,旨在将定性化的地理问题定量化。以右图从百度地图中截取到的北京故宫卫星图为例,哪些地方是植被,哪些地方是建筑物,哪些地方是水域一眼可见,但这种只能粗略地识别地表物体(定性),我们有时需要了解到植被里面有哪些树种,这是不能通过眼睛识别的,由于在卫星地图中,不同植被对于太阳光反射的亮度会有所不同,而这些亮度会以数值的形式储存到图像当中,在对植被进行精准分类的过程当中,定量遥感是不可或缺的部分。
以我的本科毕业设计为例,要做出这张分析结果图,就需要通过学习测量学与地图学获取北京市行政边界内的地表高程数据,了解到如何获取地表高程数据和使用它;通过地理信息系统实践课程了解如何对GIS软件进行相关的计算分析和成图;通过自然地理学或课外学习土壤学等知识获取土壤湿度的计算算法;通过学习定量遥感课程来学习到遥感图像的组成和图像所含数据的读取和分析;通过学习编程语言和软件工程课程可以自己编写一套含有土壤湿度计算算法的程序系统用于得到湿度分布结果数据;最终原始数据的来源来自于官方数据网站(比如说NOAA等等)进行大范围原始数据的下载。
年2月24日分析得到的北京市地表湿度的分布
二、国内外现状对比
国内现状:
?国内大学中开设GIS专业的比例高,颇为重视
?在国内被专家学者们被认为是集多种科学为一体的新型边缘学科,具有很大的潜力优势
?学校对专业的认知不够,在学生培养方面,理论强于应用,研究多于实践
?成为一个需求量巨大的新兴朝阳产业,但是处于资金投入不足、推广应用比较困难的局面,不过现正逐渐改善
?大学本科所学课程大部分不能应用于实际工作
国外现状:
?国外大学中开设GIS专业的比例极低
?GIS专业被认为是偏重技术与实践的学科,多数被学生们选择为辅修专业
?学习的重点在于技术应用,结合其主专业的学习方向,培养用技术解决实际问题的能力
?GIS市场较为成熟和规范,GIS的应用已经深入到了各个专业领域,直接影响到日常生活的众多领域
?多用户、跨平台的相关技术已经为国外的许多政府部门、高等院校所开发利用,实现了不同属性用户之间数据快速访问
三、升学去向
GIS专业的同学在本科过程中主要学习的是如何运用好这一门工具,以及这一门工具能够运用到哪些领域。
现如今研究生数量逐渐增多,以中山大学地理科学与规划学院级地理信息系统方向的同学毕业去向为例,学术深造是近1/3的毕业生的首选去向,对于这些学生们来说,要么就是考虑将这一门工具系统运用到其他更加偏向于应用的专业,比如说气象,生态等专业,要么就是继续决心深入地研究本专业理论,更加深入的学习GIS相关的知识,前者需要重新学习其他专业的基础知识并逐渐了解如何将GIS工具实践到专业当中去,扩大自己的专业涉及面,而后者则会在GIS方面更加的深入学习,并在学习的过程中学习自己想要涉及的领域。国内各大名校是深造的好归处,像引领地信龙头的北京师范大学,引领测绘龙头的武汉大学,还有北京大学、清华大学等学校和中科院等多种选择。
选择出国留学的同学们一般更倾向于国外的学习氛围,美国加州大学—圣巴巴拉分校的地信专业一直领先于全球,也是地信最先被定义和使用的学校,香港、英国、法国、澳大利亚等地区也有很多优秀学校可供选择,像香港大学、香港理工大学、英国爱丁堡大学都有同学申请。
就业的选择也很广,上到国土局等重要单位,下至企业工程师、教师等职业。一般编程能力很厉害的同学会被网络公司招收为后台工程师,主要进行系统维护和系统开发工作,像百度、谷歌这种龙头公司也非常需要GIS专业的人才,也有一些人会被等游戏公司招收,主要也是负责后台程序运营部分的工作;其他部分同学则会选择考取公务员以谋求相对稳定的工作,一般来说进入国土局、规划局等单位之后,主要也是向技术部门靠拢,参与一些政府项目。
四、经验谈
一般来说,高考之后如何选择大学和专业,有一句公式概括得很贴切:学校和专业=父母+兴趣+能力。其中“父母”是指父母的看法和意见,在一定的程度上指引和影响着大家的选择,建议跟父母详细探讨;“兴趣”能够潜在地看出你未来的方向,比如偏爱诗词歌赋,可以反映出自己对文学方面的追求与热爱;“能力”则决定了你能够爬到的高度,经过长时间备考和最后的高考难关之后,大家肯定对自己的水平有着一定的了解,在做选择时不能好高骛远。
进入大学后,发现自己选择的专业与兴趣点有偏差,有两种方法:转专业和培养兴趣点。如果自己不想迁就于暂时选择的专业,一般在大一或大二的时候会有转专业的考试,可以选择其他更好或者更喜欢的专业,但需要自己付出很多的努力准备;如果觉得嫌麻烦或者兴趣点不算很明显,可以就现在的专业来培养新的兴趣点,你会发现它会有好玩的地方,我相信每个专业都有自己的亮点,如果发现了,也能找到让自己乐于学习的方面,鉴于本人觉得重选专业颇为麻烦,而且也不排斥GIS专业,因此选择了后者。
平时获取数据的无人机也可以被用来拍摄毕业照
大学四年的学习里,中山大学一个学GIS专业的人在大二一整年的时间里面最忙,经常会分小组来完成一门课程报告,或是做一个相关应用的系统,期末的时候会有考试,也可能是会按照期末大作业的形式(也就是小组内分工合作完成一个课题报告并向老师进行汇报),偶尔会有出野外的实习(调研,测量数据等)。会熬夜,会通宵,真的会很累,但这一学年是最充实,学得最多的一年,我们既要打好地信的基础,也开始逐渐了解地信所涉及的知识层面。
在大学期间,最吸引我的是野外实习课。相比于在课上枯燥地学习理论知识,在野外更能放开自己的视野,思维更加活跃。我在大二暑假参加了北京师范大学老师带队的野外测量,主要是在白天使用引进的背携式光谱测量仪在晴朗的天气环境下对田野中每一块儿的稻田叶子采样测量,同样为了获取到当地有关部门欠缺的精确稻田面积,使用手持式GPS实地测算面积,等到了夜晚在宾馆里,几个人围坐一圈将获取到的实验数据导入到电脑中,使用计算机进行分析和成图,对有明显测算错误的数据进行区分,对有疑问的数据进行误差验算,以求精益求精,最后也是在众人努力下,经过为期一周的实习,获得了相当好的验算结果,我也认识了一帮学友,一位很好的老师,更重要的是对自己的学习科研兴趣有着很大的促进作用。
兴趣是最好的老师,但不能光嘴上说说,脑子想想,一定要做,一定要付诸实践。学习地理信息系统其实在我的意料之外,进入到这么一个颇为未知的领域,总是会充满新奇和挑战的,在高中课本里面也只是略微提过的3S技术,在大学里面开始深入学习,一切讲究一个“缘”字,无论你决定选择了什么专业,或是最终我们学上了什么专业,我们要做的也就是干一行爱一行。
学习之余当然不要忘了丰富自己的课余活动,作为热爱社团活动,不愿意总是坐在教室里里面学习的人,在大一时将自己的大部分精力和时间都放在了社团活动上,在学习方面就有所精力不足。经历过这种状态的我建议各位师弟师妹酌情选择一到两个社团,一个最佳,两个封顶。
再在大学四年的学习里,我其实只学会了一个工具,一个对地理数据进行获取和处理的工具。如果师弟师妹最终决心走上学习GIS的道路,建议在平时课程学习中多进行实操练习,搞明白概念知识,不要弄混或弄错相关概念,再配合课外实习练练手,但是选择适合自己的实习更重要,不要白白耽误了自己的时间。
希望各位师弟师妹加油努力,也欢迎与各位师弟师妹进行探讨或是聊天。
原文作者
舒同学
编辑
张萌远
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舒同学这么好,不赞一个?