地理信息系統實驗室

地理信息系統從20世紀60年代初開始興起，現在已成為集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學和管理科學等多學科為一體的新興邊緣科學，成為地學空間信息分析的基本手段與工具，目前地理信息系統已廣泛應用於社會生活的各個領域。地理信息的研究，教學也受到越來越廣泛的重視。

開辦地理信息系統專業，必須有地理信息系統實驗室，最主要的原因是地理信息系統專業教育具有很強的實踐性，各種地理信息系統功能的實現必須經過實驗才能夠真正地理解和掌握，這也是地理信息系統專業的顯著特點。現在很多學校都有機房，只要添加一些外圍設備，如工程掃描儀，數字化儀，繪圖儀和相應的地理信息系統軟件就可以把普通的計算機機房改造為地理信息系統實驗室，再加上高校對教師、科研人才、實驗室管理人才等的引進，因此建立地理信息系統實驗室的條件大多學校都基本具備了 ^[1]  。

通過地理信息系統課程的學習和地理信息系統實驗課的進行，學生可以從總體上對 地理信息系統有一個較為全面的認識，並掌握初步的 地理信息系統應用方法，從而使學生掌握這一先進的技術，完善知識結構。

隨着高校教育體制改革的深入，人才逐步走入市場，參與到政府的城市規劃、國土改造和利用、環境保護等決策中。地理信息系統的未來在很大程度上取決於成功的培訓和教育，現在許多大學裏如建築、市政工程、林業、地理、城市規劃等專業已增加了 地理信息系統專業，當前在涉及空間領域的測繪、地質、環境保護、城市規劃等行業對相當重視。因此培養學生具有一定的地理信息系統基礎知識和應用能力，對於他們今後的工作大有幫助，而應用能力的培養主要是在實驗室完成的。

把最新的應用技術課程引進課堂，是教學內容改革的重要方面。GIS作為一門新興學科，是“3S”課程（GIS 地理信息系統、RS遙感、GPS 全球定位系統）的龍頭老大，不僅具有廣泛的應用前景，還可對傳統專業課程進行改造，促進學科的發展。地理信息系統實驗室的建立也是對傳統的地理實驗手段的改造，變傳統的各自孤立的基礎實驗為計算機軟、硬件支持下的採集、存儲、管理、檢索和綜合分析各種空間信息的綜合性實驗，更快速、更高效、更實用，可以使實驗課開創出一片新天地。

地理信息系統是在計算機軟硬件技術支持下采集、存儲、管理、檢索和綜合分析各種地理空間信息，以多種形式輸出數據或圖形的計算機系統。它的外觀表現是計算機系統，內涵是由一些計算機程序和各種地學信息數據組織而成的現實空間信息模型。因此，地理信息系統實驗室建立需要計算機的軟硬件支持，而且地理信息系統計算機的配置要高於普通辦公用途的計算機，為培養學生的應用能力要做到一人一機。現在的應用軟件有美國 ESRI 公司的ARC/INFO、ARCVIWE、MGE、MAPINFO 及國產的 MAPGIS等。

隨着地理信息系統學科的發展，在安排地理信息系統課程時，實驗的設置中應充分考慮到開放性的題目，可以為學生設計一些自己收集數據、自己規劃的實驗題目，比如對於家在城市的學生讓他們搞城市規劃，對於家在鄉村的同學讓他們搞資源調查、土地管理、鄉土規劃等方面的實習，做到因材施教、因地制宜地培養學生的智能。

由於 GIS所處理和表達的數據對象是空間數據，而空間數據有幾何圖形和屬性特徵，圖形數據一般採用專用格式進行表達和存儲，而屬性數據大多采用商品化 RDMS（關係型數據庫管理系統）進行管理，這就要求學生在學習這門課程之前，應預先學習基礎理論（高等數學、數理統計方法）、掌握多種數據的採集手段（如計算機地圖製圖、專題製圖、製圖綜合等）、學習軟件知識（如軟件設計基礎、程序設計語言等）及數據結構和數據庫等基礎知識。因此在安排教學計劃時，應充分考慮這些要求，同時考慮到這些課程的難度，循序漸進，實現地理信息系統的可持續發展，否則很難達到預期的效果，影響實驗室的發展。

具有一定地學知識的學生可以在地理信息系統支持下提取現實空間模型的不同側面，不同層次的空間和時間特徵，快速地模擬自然過程的演變或思維過程的結果，取得預測或“實驗”的結果，選擇優化方案，而這種快速的信息模擬對於現有的 GIS來説幾乎是沒有什麼代價的，並且能夠避免錯誤決策帶來的損失。學生掌握這門技術科學要經歷一個學習—實踐—再學習—再實踐的過程，才能逐漸掌握其中的規律。這種穿插式學習符合學生的認知過程，有利於學生理論與實踐相結合。

實驗室利用的時候應該統一規劃，各專業穿插使用實驗室，可以避免實驗室的重複建設，達到資源共享，優化配置，提高實驗室的使用率。

GIS技術的飛速發展要求專業人員必須不斷地更新和拓寬自己的專業知識，才能保持專業上的技術優勢，這種知識的更新和拓寬不僅是學生在學校學習期間需要進行的，而且應該是終身的，全球互聯網上的 GIS 教育為學生在校期間，尤其是畢業後的自我教育提供了一種重要的學習方式，所以為學生提供網絡的服務，這也是 GIS實驗室發展中的一個重要問題。

地理信息系統實驗室的建設是一個系統工程，只有在計算機的軟硬件的支持下，教師和技術人員不斷更新自己的知識結構，提高自己的 GIS技術應用水平，形成教師及技術人員的良好梯隊，發揮團隊精神，才能培養合格的有專業特長、綜合素質高的人才 ^[2]  。

高校地理信息系統實驗室不可避免地要涉及到國家空間地理信息數據資料，包括紙製地形圖、數字化地理信息數據庫、電子地圖和規劃、資源等社會經濟資料，其中1：50000、1：10000等比例尺地形圖，按照《測繪管理工作國家秘密範圍的規定》(國測辦字[2003]17號)，屬於國家“機密”、“秘密”資料，部分數字化資料甚至屬於“絕密”。所以高校地理信息系統實驗室也是涉密部門，而且是重要的涉密部門。

儘管不像專門的測繪機構和職能部門那樣涉及和保存大量涉密的國家地理信息資料，但由於在教學、科研和服務社會的過程中不可避免要接觸、使用大量地形圖等涉密地理信息，因此，加強高校地理信息系統實驗室安全保密管理十分重要。

然而，由於種種原因，高校地理信息系統實驗室的保密問題尚未得到足夠重視，泄密隱患十分突出。高校實驗室地理信息泄密途徑主要有互聯網傳播、移動存儲介質使用不當和紙質資料的借閲和丟失等，其中互聯網傳播、移動存儲介質使用不當是其中最突出的問題和隱患。

從目前看，為便於學生查閲資料和信息交流，高校地理信息系統實驗室計算機大多與網絡連接，計算機之間互聯互通。這一方面為教學、科研提供了方便，但也因此埋下了巨大的泄密隱患：由於黑客和木馬植入技術的不斷髮展和演化，一般計算機殺毒軟件難以提供絕對安全的防範措施，被植入木馬的計算機將存在被黑客遠程控制和信息調用的可能，上網計算機內部儲存的信息，甚至刪除的信息都將暴露在黑客面前，從而埋下泄密隱患。同時，隨着U盤等移動設備的廣泛應用，學生和教師使用計算機的同時，也極為頻繁地使用移動介質對計算機內地理信息進行拷貝、轉移、儲存，當這些移動介質在其他計算機或上網計算機上插用時，完全有可能將地理信息暴露給其他用户或黑客，這也造成了地理信息泄密的可能。

高校地理信息系統實驗室涉密方面多、泄密隱患大，保密管理工作任重而道遠。加強高校地理信息系統實驗室保密工作，不僅對實驗室建設具有十分重要的意義，而且對於保守國家秘密，確保國家基礎、重要地理信息安全作用巨大。從人員、設備兩方面人手，從涉密信息的保存、使用兩個環節加強管理，通過建立健全保密制度並狠抓落實，加強宣傳教育，提高保密意識和責任意識，嚴格遵守“專人、專用”、“涉密不上網，上網不涉密”等基本保密制度，是提高高校地理信息系統實驗室保密水平的重要途徑和最為有效的辦法 ^[3]  。