试论地理国情监测专业的人才培养和学科体系

陈江平，单 杰，秦 昆

(武汉大学遥感信息工程学院，湖北 武汉 430079)

试论地理国情监测专业的人才培养和学科体系

陈江平，单 杰，秦 昆

(武汉大学遥感信息工程学院，湖北 武汉 430079)

地理国情监测是我国提出的一项国家战略，已经成为我国测绘地理信息事业今后20年发展的重要内容，是测绘地理信息部门未来的重要职责。人才是地理国情监测的第一资源，培养地理国情监测的优秀人才是地理国情监测的基础性工作。本文在对地理国情监测的基础理论和支撑技术进行分析的基础上，从地理国情监测工作的需求出发，立足于科学发展和学科前沿，对地理国情监测的学科体系和人才培养进行了分析和探讨。

地理国情监测；测绘；地理；学科体系；人才培养

“构建数字中国、监测地理国情、发展壮大产业、建设测绘强国”是我国测绘地理信息事业今后20年的发展思路，地理国情监测是其中的重要内容。人才是地理国情监测的第一资源，培养地理国情监测人才是一项长期的基础性工作。为了尽快培养出高质量的地理国情监测人才，2012年2月国家教育部正式批准了武汉大学关于开设地理国情监测本科专业的申请。2012年8月，武汉大学遥感信息工程学院面向全国招收了第一批地理国情监测专业的本科生。如何构建地理国情监测的学科体系，培养优秀的地理国情监测人才成为迫切需要解决的问题。本文将从人才培养的角度探讨地理国情监测的学科体系，为地理国情监测的人才培养方案的制定和实施提供依据。

1 人才培养的迫切需求

地理国情监测于2010年12月在我国首次被正式提出，成为一项国家战略任务。国家领导人多次强调认识和掌握我国国情的重要性，时任国务院副总理李克强在对全国测绘局长会议的批示中，要求“加强基础测绘和地理国情监测，着力开发利用地理信息资源”。国土资源部于2011年提出了“构建数字中国、监测地理国情、发展壮大产业、建设测绘强国”的总体战略思想。时任国土资源部副部长、国家测绘地理信息局局长徐德明指出：监测地理国情是新时期经济社会发展对测绘工作的新需求、新要求，是测绘部门主动服务科学发展的重要职责和战略任务。国家测绘地理信息局制定了相应的地理国情监测发展战略和规划。中国测绘研究院、国家基础地理信息中心、武汉大学等科研院所和高校讨论了地理国情监测的技术方案。地理国情监测的重要性、必要性、迫切性在全国测绘地理和相关行业部门形成了共识，由规划逐步走向全面实施。

地理国情监测是国土资源部、环境保护部、农业部、水利部、国家林业局、国家气象局、国家海洋局和国家地震局等多部委日常的、长期的、持续的基础性工作，也是非利益相关的测绘部门的一项重要工作。各部门可以从不同专业视角对地理国情监测结果进行相互校核和补充，使得地理国情的信息更加客观和真实。地理国情监测是多部门的共同需求，具有跨行业、跨部门、跨学科的特点，急需培养一大批掌握地理国情监测理论、方法与技术的交叉复合型人才。目前，我国从事地理国情监测的人员来源于不同的专业领域，不能满足地理国情监测对交叉复合型人才的需求。同时，开展地理国情监测工作还需要产学研单位间的密切合作，相关科研机构和产业部门也急需地理国情监测人才。

随着人类对认识世界、了解世界、监测世界、改变世界的需求的日益迫切，以及计算机科学、测绘学、地理学等学科的发展，目前世界各国已经突破了传统的时空界限、物流、信息流、知识流，实现了全球的流通，信息化发展之快远远超过了人们的想象，因此应尽可能地综合各种技术手段，充分利用信息时代带来的海量数据，进行地理国情的实时动态监测、综合分析、时空数据挖掘等。但是信息时代也给我们带来了新的问题，如如何高效地存储、访问、处理、分析海量数据，传统的信息科学技术已不能满足其要求。一个综合地理学、测绘、遥感、计算机等多学科的地理国情监测学科应运而生。我们急需设立地理国情监测专业，将涉及地理国情的众多学科和关键技术综合在一起，集成物联网、云计算等先进技术，并不断创新，加快数字中国建设，夯实地理信息支撑，促进我国经济发展。

地理国情监测本科专业的设立，填补了系统培养我国地理国情监测领域专门人才的空白。作为一个新建学科，地理国情监测专业的建设和发展没有成功的先例可循，没有成熟的模式可供借鉴，同时又涉及众多学科和行业领域的新发展、新需求。研究、探讨地理国情监测专业的学科体系建设是目前急需解决的问题，也是一件具有重要意义的事情。

2 地理国情监测的学科特点

地理国情监测本科专业旨在面向国家经济建设和社会、文化及教育发展需要，培养德智体全面发展，掌握本专业扎实的基础理论知识、现代测绘技术、人文社会科学调查技术，具有地理国情动态获取、集成处理、综合分析和评估能力的交叉复合型人才[1]。地理国情监测学科具有综合性、交叉性等特点。

(1) 地理国情监测学科的综合性：地理国情监测具有时空连续性和综合性，地理国情监测学科的知识体系时空跨度很大，包括：系列的综合的空、天、地地理国情监测数据获取技术；获取大规模、长时间、瞬时地理现象的变化演变技术；采用综合的空间分析方法对数据进行分析和建模的技术等。

(2) 地理国情监测学科的交叉性：尽管地理国情监测的相关工作已经开展多年，但其作为一个新兴交叉学科，却是随着地理国情监测专业的开设，才正式有了雏形。多年来，测绘学、地理学、信息科学、空间统计学等相关学科的发展，以及国家加强地理国情监测战略的提出，为地理国情监测专业的建立提供了必要的客观条件和理论基础。但是作为一个独立的学科，必须建立起自己的学科体系。科学地总结和概括地理国情监测的基础理论、方法、技术和应用，完善人类关于地表时空演变表达、分析与预测的知识体系，这是地理国情监测专业发展的客观要求。

地理国情监测专业在教育部颁布的专业目录上隶属于测绘类。测绘调查是获取地理国情的基本手段和方法，测绘学及其相关学科的理论是地理国情监测的重要基础理论。但是，地理国情监测专业所涉及的知识领域已远超出传统测绘学科的覆盖范围，更准确地说，地理国情监测是一个多学科交叉融合的综合性学科。

地理国情监测专业具有学科交叉性。地理国情监测工作涉及国土、规划、测绘、气象、环境、农业、林业、海洋等众多部门，需要各部门通力合作、相互配合才能完成。而地理国情监测专业也涉及地理学、测绘学、环境科学、大气科学、计算机科学、信息学、管理学等众多学科领域，这些学科为地理国情监测提供了必要的基础知识和技术支撑，地理国情监测学科的发展又将促进这些相关学科更好的发展。地理国情监测主要利用空天地一体化遥感技术和全球卫星导航定位技术等测绘方法获取基础数据。利用空间统计学相关知识对测绘得到的基础数据和社会经济、人文数据从空间和时间关系上进行统计分析。在已有的统计数据的基础上，构建科学的评价指标体系，应用合理的评价方法，对各种专业地理要素进行预测，并建立相关的预警机制。由于地理国情监测涉及的范围较广，还需结合地理学、环境科学、大气科学等知识进行更进一步的分析处理。同时，地理信息科学为地理国情监测提供了技术支持，如对海量的基础数据和成果数据进行存储，利用网格GIS技术实现数据的统一管理，利用数据共享技术为各部门提供可靠准确权威的地理国情信息等。

地理国情监测专业具有学科综合性，需要融合各方面的信息，综合评价、认真分析，最终作出科学合理的推断和决策，以服务于经济建设和大众生活。地理国情监测专业不是各交叉学科知识的简单叠加，而是要站在一定的高度，综合利用各学科的基础知识，运用系统科学的原理，从大处着眼，统领全局，将各交叉学科的知识有机融合，使之成为一个有机的统一体。

综上所述，地理国情监测专业高度综合性、交叉性的特点，要求地理国情监测专业不是培养仅具某一方面才能的专才，而是旨在培养具有扎实的理论知识和人文素养、掌握现代测绘技术、具备地理国情动态获取、集成处理、综合分析和评估能力的跨学科复合型人才。

3 地理国情监测的学科体系结构

学科是按照学问的性质而划分的门类，是一系列知识组成的有机整体,它有自己专门的研究对象和研究方法。学科体系就是按照学问的性质而划分的一系列有相互关系和联系的知识组成的一个有特定功能的有机整体。学科体系结构是学科的总体架构或框架，它描述了学科内的基本实体，以及这些实体之间的各种复杂联系[2]。专业是在一定学科知识体系的基础上构成的，离开了学科知识体系，专业也就丧失了其存在的合理性依据。在一个学科，可以组成若干专业；在不同学科之间也可以组成跨学科专业。地理国情监测作为一个专业即属于后者，因此，它涉及多个学科。地理国情监测专业的学科体系结构就是该专业的总体结构或框架，地理国情监测专业内的基本实体,即地理国情监测专业的背景知识、基础理论知识、核心技术知识,以及这些知识之间的联系。学科体系体现到高等教育中则是知识体系和课程体系。

国外一直都比较重视地理国情调查与监测工作[3]，一般由测绘部门、地质调查局负责，或依托一些大学负责。如美国国家地质调查局的一项职责就是负责地质、资源和地理监测；美国加利福尼亚州的地理调查是由加州州立大学地理系负责。英国由英国地质调查局负责，英国地质调查局不仅是一个调查研究机构，同时也是提供信息和知识的机构。国外的大学目前还没有直接开设“地理国情调查与监测”的本科专业，但是开设了一些相关的专业，如美国田纳西大学、密西西比州立大学、匹兹堡大学等多所大学都在一些专业中授予了地理/土地调查信息管理学位；或在地理、地质、环境等综合性学科的培养方案中要求掌握一定的地理调查的科学知识与能力。

国外的一些相关机构和学校会定期举办一些地质、地理调查相关的培训课程。如英国地质调查局开设的野外地质调查的培训课程；美国地质调查局为人们提供了了解自然资源、地质、地理空间数据的网上资源与课程，可起到教育、教学和研究的作用。

3.1 知识体系

地理国情监测的知识体系由地理国情监测基础理论、地理国情监测支撑技术和地理国情监测背景知识3部分组成。其中，地理国情监测基础理论是地理国情支撑技术和背景知识的基础。地理国情监测支撑技术是建立在基础理论之上的地理国情监测的数据获取、存储管理、综合分析、结果可视化和共享发布的系列方法。而背景知识是对基础理论和支撑技术的应用领域的综合与发展。

3.1.1 地理国情监测的基础理论

地理学、测绘学、遥感科学、地理信息科学、空间统计学等领域的基本理论和方法是地理国情监测基本理论的组成部分。地理学由地理基本要素、地理学基本概念、公理等组成。地理学的一些基本公理如集群公理、势能扩散公理、距离衰减公理、序动公理、时空对偶公理，以及地理学基本理论如地理环境整体性理论、地理系统理论等都是地理国情监测学科的基本理论。测绘学的基础理论中的地理信息时空基准等都是由地理国情监测的基本理论组成的。遥感是地理国情监测重要的数据获取手段之一，遥感科学的基础理论如光谱理论、电磁波理论等也是地理国情监测的基础理论组成。地理信息科学的技术理论包括：关系数据库理论、面向对象理论、地理空间数据结构与数据模型理论、地理信息共享技术理论、分布式地理信息系统、远距离计算、互操作理论、数据及系统的标准化与规范化理论等，都是地理国情监测的基础理论。

按照地理国情监测数据的获取、存储关联、分析和发布的流程，地理国情监测的基础理论包括：①地理国情监测数据获取的相关基础理论，包括空天地一体化地理国情监测数据获取理论、无线传感网基础理论、地理国情监测数据处理的基础理论等；②地理国情变化监测的基础理论；③地理国情监测数据组织与存储管理的基础理论；④地理国情监测综合分析的基础理论；⑤地理国情质量控制理论；⑥地理国情监测系统理论等。

3.1.2 地理国情监测支撑技术

地理国情监测的支撑技术包括：①空天地一体化数据获取技术；②多时相、多尺度、多源数据动态变化监测技术；③地理国情时空数据动态更新与一致性维护技术；④地理国情动态监测的空间统计和时空过程分析技术与预警技术；⑤地理国情监测高性能计算技术；⑥地理国情监测数据共享与系统的集成和互操作技术；⑦地理国情的质量控制技术等[4-5]，如图1所示。

图1 地理国情监测理论体系框架

3.1.3 地理国情监测背景知识

地理国情监测以土地、环境、农情、水利、林业、地震、气象、灾害、水文、海洋、矿产、社会、公共卫生等领域相关知识为背景，为地理国情监测在各个行业领域的应用打下基础。

3.1.4 地理国情监测的其他辅助知识

地理国情监测的其他辅助知识包括：计算机技术、网络技术、数据库技术等，这些技术是地理国情监测必须需要的技术手段。

综上所述，地理国情监测专业的人才应该掌握的知识体系包括背景知识、基础理论、核心技术和其他辅助技术4个方面，如图2所示。

3.2 课程体系

在对地理国情监测研究对象和研究领域、基础理论和支撑技术、人才培养目标、专业人才的知识体系的分析基础上，制定了地理国情监测专业的课程体系，如图3所示。

图2 地理国情监测专业人才的知识体系

图3 地理国情监测专业的课程体系

地理国情监测的专业主干核心课程包括：地理国情概论、地理国情监测原理与方法、地理调查方法与编码、地理数据分析与建模、数字传感器网络技术、土地覆盖与利用、变化检测与分析、地理国情可视化与地理模拟、地理国情报告与发布、标准化原理、时空数据库。

其中，地理国情监测原理与方法课程按地理国情监测数据获取、存储管理、分析、可视化、发布的流程对地理国情监测的原理与方法进行介绍；地理调查方法与编码课程主要介绍地理国情监测中经济社会数据的调查方法，包括调查问卷的制定和地理编码的系列方法；地理数据分析与建模课程主要介绍地理国情的综合分析方法与原理，以及对连续变化的时空过程的建模与预测；数字传感器网络技术课程主要介绍地理国情数据获取中传感网的组网原理与技术；地理变化检测与分析课程主要介绍地理国情变化监测的原理、方法、模型和过程，发现变化并分析变化的规律；地理模拟与可视化课程主要介绍地理国情信息、地理国情综合分析结果的可视化原理与方法；地理国情报告与发布课程主要介绍地理国情的综合分析后所得结果的报告撰写与发布的原理、步骤和标准；空间数据库课程主要介绍地理国情时空数据的数据库存储技术与数据管理方法。

4 地理国情监测与相关专业的关系

地理国情监测专业涉及的知识领域非常广泛，因而与很多专业都存在着千丝万缕的联系，与其关系最密切的主要有：地理科学专业、测绘工程专业、遥感科学与技术专业和地理信息系统专业。

4.1 地理国情监测与地理科学

地理科学专业属于理学，注重于培养掌握地理科学的基本理论、基本知识和基本实验技能的专业人才。地理科学中的自然地理学、地质与地貌学、经济地理学与区域规划、人文地理学等是地理国情监测专业的理论基础之一。地理国情是指那些与地理相关的自然和人文要素的国情，是从时空过程的角度反映一个国家自然、经济和人文的状况[6]，如国土疆域概况、地理区域特征、地形地貌特征、地表覆盖与土地利用、行政区域分界、水资源分布等。因此，地理国情监测的对象包含地理学的研究对象，地理学的基本理论和基础知识是地理国情监测专业的背景和基础知识，脱离地理科学的背景来讨论地理国情监测是不可取的。

4.2 地理国情监测与测绘工程

测绘工程专业主要培养掌握基础测绘技术的专业人才[7]。基础测绘主要提供单一、离散的地理信息，是地理国情监测的基础。地理国情监测不是基础测绘，而是基础测绘的延展[8]。测绘工程专业侧重于前端的自然地理数据获取和管理，地理国情监测专业侧重于自然地理数据和人文地理数据的综合分析。地理国情监测专业脱胎于测绘学，是测绘科学的延伸，也是测绘科学与其他学科的综合交叉。传统的测绘科学主要侧重于单一的基础测绘，而地理国情监测则更关注各行各业的专题测绘和调查；传统测绘科学生产单一的、标准的、规范的地形图产品，而地理国情监测则生产各式各样的、按需定制的、非规范的专题图产品；传统的测绘科学偏重于技术本身的进步和开发，而地理国情监测侧重于多个技术的集成；传统的测绘科学强调学生的底层开发能力，而地理国情监测则注重学生的数据集成、分析、解释和表达能力；从这个意义上讲，传统测绘教育强调和培养的是数据获取员，而地理国情监测教育需着力培养数据分析师。

4.3 地理国情监测与遥感科学与技术

遥感科学与技术专业主要培养掌握利用空、天、地对地观测技术，获取地理国情方面的自然资源的制图信息和动态监测信息的专业人才。遥感是地理国情监测前期获取地表覆盖信息的重要技术手段之一[9]，是地理国情监测是遥感的重要应用领域。

遥感科学与技术专业侧重于遥感数据的获取、处理和分析技术，地理国情监测专业侧重于遥感数据的统计分析、行业解读与增值利用。

4.4 地理国情监测与地理信息系统

地理信息系统专业主要培养掌握地理信息获取、处理、分析和利用的人才。地理信息系统是地理国情监测的技术组成，地理国情监测是地理信息系统的重要应用领域。地理信息系统专业主要培养掌握地理信息获取、处理、分析和利用的人才，侧重于学生计算机方面的系统架构分析、编程、构建能力的培养。地理国情监测则处于整个空间信息的获取、处理、存储、分析应用的后端，侧重于培养学生对地理国情信息的综合分析与解读，学生不必是系统开发的专家，但必须有一定的行业背景知识，会分析数据、解读数据。二者的主要区别体现在3个方面：①在学科领域方面，地理信息系统所涉及的学科有地理学、计算机科学等，地理国情监测专业涉及的学科范围更广泛一些，还包括传感器和传感网技术、通信技术、社会管理科学、统计科学等，尤其是相关行业和专业的一般背景知识；②二者的主要支撑技术不同，地理信息系统的主要支撑技术有：测绘技术、遥感技术、GNSS技术，以及计算机技术和信息网络技术等，地理国情监测除了地理信息系统的这些支撑技术以外，还包括现代测绘技术、物联网技术和通信技术等，综合交叉形成了空天地一体化的地理国情监测动态数据获取技术，高性能计算技术、地理国情质量控制技术、多时相多尺度多源动态变化检测技术、地理国情时空统计分析与预警技术等也是地理国情监测主要支撑技术；③从应用领域的角度来说，地理信息系统和地理国情的监测领域都很广泛[10]，包括国土、环境、农情、森林与湿地、地震、水文、海洋、矿产、生态、公共卫生、气象、国防等，深入到人们生活的方方面面[5]，地理信息系统侧重于各个应用领域的空间数据获取、存储、查询等前端工作，而地理国情监测则包括更为广泛的信息，侧重于后端的信息统计分析和辅助决策。

5 结论与展望

地理国情监测专业是顺应国家战略需要开设的新专业，是一个多学科、多领域交叉融合、高度综合的新型学科，是传统测绘学科体系的发展和应用延伸。目前，有关地理国情监测学科建设的工作还处于研究和探讨阶段，尚没有形成完全统一的认识。因此，研究和建立地理国情监测专业的学科体系显得十分紧迫且必要。本文重点探讨了地理国情监测专业的学科体系结构，并就地理国情监测学科与部分相关学科的关系作了一定的阐述。

地理国情监测专业就像一个新生的生命，它的健康成长需要每一位学科建设的参与者共同探索和完善。希望广大同仁和业内学者献计献策，将地理国情监测专业更好地发展下去。

致谢：本文凝聚了武汉大学遥感信息工程学院众多老师两年多从事地理国情监测专业申请、论证、培养方案撰写和修订的成果，这些前期的文档和工作是本文的坚实基础，在此对参与这些工作的专家、领导和老师表示诚挚的感谢。

[1] 吴见，周亮广.地理科学专业地理国情监测人才培养体系的构建与探索[J].测绘通报，2016(8)：139-142.

[2] 刘洪星, 徐东平. 学科体系结构及其概念建模[J]. 高教发展与评估, 2005,21(5):58-60.

[3] 乔朝飞. 国外地理国情监测概况与启示 [J]. 测绘通报, 2011(11): 81-83.

[4] 李德仁, 眭海刚, 单杰. 论地理国情监测的技术支撑[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2012, 37(5):505-512.

[5] 史文中, 秦昆, 陈江平,等.可靠性地理国情动态监测的理论与关键技术探讨[J].科学通报, 2012,57(24): 2239-2248.

[6] 中国测绘宣传中心.地理国情监测研究和探索[M]. 北京：测绘绘版社，2011.

[7] 张勤, 樊文锋. 测绘与地理国情监测[J]. 测绘通报, 2012 (11): 78-80.

[8] 毕凯, 桂德竹. 浅谈地理国情监测与基础测绘[J]. 遥感信息, 2014 (4): 10-15.

[9] 程滔, 周旭, 刘若梅. 面向地理国情监测的地表覆盖信息提取方法[J]. 测绘通报, 2013 (8): 84-86.

[10] 陈俊勇. 地理国情监测的学习札记[J]. 测绘学报, 2012, 41(5): 633-635.

On the Training and Curriculum System for the National Geographic Conditions Monitoring College Major

CHEN Jiangping,SHAN Jie,QIN Kun

(School of Remote Sensing and Information engineering, Wuhan University, Wuhan 430079,China)

The national geographic conditions monitoring is proposed as a national strategy in China， due to its becoming the important content of China’s surveying, mapping and geoinformation career in the next two decades, as well as the future development and key responsibility of surveying and mapping industry. Talents are the primary resource, and it is fundamental to cultivate professional talents for national geographic conditions monitoring. The basic theory and supporting technology for the national geographic conditions monitoring are discussed. Standing on scientific development and subject frontier, the curriculum building and personnel training are analyzed and discussed to satisfy the actual requirements of the national geographic conditions monitoring.

national geographic conditions monitoring; surveying and mapping; geography; curriculum system; personnel training

陈江平，单杰，秦昆.试论地理国情监测专业的人才培养和学科体系[J].测绘通报，2017(4)：139-144.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0139.

2016-03-30;

2016-09-30

国家自然科学基金(41331175)

陈江平(1975—)，女，博士，副教授，主要研究方向为地理国情监测。E-mail：chen_jp@whu.edu.cn

G64

A

0494-0911(2017)04-0139-06