浅议“电子地图制作”实验课的方案设计

1浅议“电子地图制作”实验课的方案设计——以辽宁省湾甸子实验林场资源管理电子地图制作为例孙继光沈阳农业大学土地与环境学院,辽宁，沈阳110161张才辽宁省实验林场，辽宁，青原县，113300摘要：“电子地图（Emap）制作”是《地理信息系统》课程实验的重要内容。本文以湾甸子林场资源管理电子地图的制作为例，介绍实验方案设计中涉及的关键技术和应注意的问题，并谈了几点体会。关键词：电子地图制作、实验、地理信息系统、图层随着地理信息系统（GIS）应用的不断深入，电子地图（Emap）在国民经济各领域中的应用日益广泛。如地籍管理、环境监测、林业资源管理及军事作战等，都广泛使用电子地图。近年来，沈阳农业大学土地与环境学院开设了以农业应用为基础的《地理信息系统》课程，除讲授基础理论外，对农业地理信息系统的应用也做了很多探讨，“电子地图制作”实验课是《地理信息系统》实验教学的核心内容。下面就“电子地图制作”实验方案设计应注意的几个问题谈几点体会。一、“电子地图制作”实验课的特点“电子地图制作”实验课与其它传统学科实验课有很大区别，具体如下：实验目的：掌握用于地理信息系统（GIS）的电子地图制作方法；实验材料：各种地图（纸质地图和数字地图）数据、文字资料等；软件及硬件设备：Mapinfo65、Arc/View32、计算机、扫描仪、绘图仪等；实验成果：满足专业地理信息系统要求的电子地图。目前，在我国现行的保密制度下，获得“电子地图”的途径有购买和制作两种，一些地图数据是不允许买卖的，即使可以买到价格也非常贵，数据的实用性受到限制，特别是电子地图的时效性很强，需要及时更新。因此，“电子地图制作”实验就成为《地理信息系统》教学的重要实践环节；“电子地图制作”是地理信息系统开发的基础，是系统的主要数据源。作为本实验成果的电子地图可以重复使用，只要及时进行数据更新，可以最大限度地节省费用。二、“电子地图制作”实验方案设计应注意的几个问题1、认真选择电子地图制作区域。为使学生在本实验中得到锻炼，达到理性认识到感性认识的飞跃，在“电子地图制作”实验方案设计中，考虑到地形、土壤、植被等条件，笔者选择了地处辽宁东部山区的湾甸子林场所辖范围地形图等资料，作为实验所需数据。2、广泛收集资料。在实验课开始前，根据授课教师的课程要求，广泛收集相关资料，如制图边界内近期的地图数据，包括纸质地形图和林业资源图、CAD格式或其它格式矢量地图数据、文字资料、历次林业资源调查资料、土壤资料、水文资料、林业病虫害资料、林业防火资料、音像资料及人文资料等。这些资料的收集非常重要，资料的质量直接决定电子地图的质量。由于实验目的是制作山区电子地图，为土壤信息系统提供支持。为体现山区特点，注意等高线图层的制作。同时注意到了交通、水域等基础地理信息的表述。3、技术要求要灵活，图层及图层属性数据库结构尽量采用国家标准。在资料收集完成后，根据国家标准和实验需求进行图层和图层属性数据库设计。在编写技术要求时，一定要灵活掌握，纯技术环节严格要求，有关美学等地图修饰上发挥学生的创作潜能；在图层设计上，考虑到电子地图的未来应用，重点采集与土壤信息相关的要素；尽量少设图层，在此基础上按国家基础地理信息标准要求设计图层的属性数据库。在进行实验方案设计时，将“土壤调查制图”课的相关内容加入到其中，如在数据库结构设计上，采用的土壤、地形、气候、水文等因子都加入到数据库结构中，做到知识的连续性。在湾甸子林场区域，森林土壤是主要的土壤因子，因此对同学们理解专业知识也起到了承上启下的作用。4、根据工作量适当分组，充分发挥同学们的创造力。本实验的工作量很大，需要集体配合，实验成果不仅是每个实验小组的劳动结晶，也是每个同学个性的展现。指导教师只给出一个通用的流程图示例，每个小组根据资料情况绘制出自己的实验流程图，这样做的目的是发挥每个同学的创造力和数据的组织能力。因为电子地图的构成要素很多，有自然要素、社会要素等，甚至每个人的审美观点的不同，都会在实验成果中体现出来，如地图的主题颜色设计、点线面2的样式等，都可以从不同的侧面反映出同学们的理解能力，这是值得提倡的。5、提供合适的地图制作工具。制作工具的选择受许多条件的制约：（1）电子地图的最终使用目的制约。如果一个电子地图的最终使用目的是作为一种电子文档保存，方便查阅，那么就不必选择GIS软件作为制作工具，使用CAD软件就可以完成任务；如果电子地图的最终使用目的是为土壤地理信息系统提供数据源，就必须根据系统使用的GIS平台软件的要求，尽量使用与平台软件相同的数据格式来制作电子地图，否则就需要进行数据格式的转换。（2）经济条件的制约。有很多制作电子地图的软件产品，本实验只是学生的一个学习过程，因此，提供给学生使用的软件有Mapinfo65、Arc/View32的试用版，以节省实验费用。（3）技术条件的制约。在本实验中，我们之所以选择上面的两个软件，主要是《地理信息系统》课程中经常介绍的较流行的GIS软件，学生们在做课程练习等经常使用，比较熟悉。另外，Mapinfo65的地图输出功能强大，色彩柔和，特别是制作挂图非常美观。湾甸子林场技术部门为本实验提供了大量的数据，当该实验成果完成后，可为湾甸子林场输出彩色的挂图作为回赠，加深彼此间的友谊。6、地图制作中做到标准强制执行，技巧灵活掌握。当指导教师将扫描处理后的图像、文字资料等的光盘发放到每个组时，实验就算开始了。由于是初次做地图项目实验，难免出现不知道从哪下手的情况，这时我们提供一个铁岭市1：50000完整的电子地图作为参考，使学生做到点（高程点等）、线（等高线等）、面（林木植被等）层次清晰，然后由不同的人完成不同的图层。达到工作有序，每个层次风格一致。尽管每个组的图层划分可能不一致，但执行的标准是唯一的。当工作进展到三分之二左右，学生们已经可以独立使用各种工具了，这时就要根据不同的情况，相互交流制作技巧，如给属性赋值的技巧、面状地物公共边的自动跟踪、图层次序的调整等，都是提高质量和效率的有效途径，这就是“熟能生巧”。7、在地图整饰上，发挥每个人的个性，使每组都做出符合要求的不同风格的电子地图。地图的整饰是一项美学修养很强的工序，如果图层要素的色彩搭配合理、文字注记美观，即满足标准又符合制图学的要求，这样的地图才是我们需要的。每个组的同学可以充分发挥想象力，如何将地图做的比别人的更好，需要动脑筋才行。如在后期，有同学提出，湾甸子林场属于山区，地图的主色调应为绿色；有的同学提议给矢量地图加3D背景，这样更能体现山区特色等。同学们提出的建议非常好，我们没有告诉同学们如何做，只是提到“利用Arc/View的TIN插值功能，可以做出类似3D的表面模型。”同学们还真的利用等高线数据层做出了非常逼真的图片，配准后作为地图背景，使地图增色很多。8、编写标准的技术说明。当电子地图制作完成后，可以将其保存为工程文件交付使用，但这还没有最终完成任务，还要编写一个“技术说明”。技术说明中主要涉及下面几个内容，地图投影、数据格式、各图层名称及属性数据结构、完成时间、参照的地图资料情况等。这样使用地图者就可以根据该说明了解地图是否可以使用，同时也为未来的土壤信息系统的开发提供必要的参考。三、几点体会通过“电子地图的制作”实验，笔者总结了以下几点体会：1、通过本实验，引导学生学会了“感性到理性”的思维方法。学生们利用两周的外业调查研究，通过大量的实践活动增强了对地图要素的理解，逐渐地将实际地理要素和抽象地图要素对应起来，完成“感性”到“理性”的跨越。如山脉、河流等，在通过实践、理解；再实践再理解的反复过程后，可以深刻理解其在电子地图中的适当表示方法，从颜色到符号都可以运用自如。本实验方案设计的目的是努力培养学生的思维能力，而不是简单地学会制作湾甸子林场的电子地图；2、通过实际操作，学生们掌握了电子地图制作的整体架构。一幅电子地图的制作过程是一个系统工程，需要诸多方面的资料和技能支撑，在每个环节上都要完美地衔接起来，这样才能制作出美观实用的电子地图，这就需要有驾驭全局的能力。们在整个实验过程中，学生们对每3个细节都要亲自处理，当实验完成时通过认真总结和相互交流，可以理清整个实验的架构，为今后独立进行工程设计打下坚实基础。3、通过本实验，增强了同学们团结互助的精神。由于是分组实验，在资料收集、整理和外业调查过程中，每个组以及每个成员都不是孤立的，需要将资源汇总后共享；另外，在每个工序完成后，需要相互配合以便工序间相互衔接；在图示符号及色彩等配置上也需要统一。因此，通过本实验，增强了同学们的集体主义观念，学会关心同学，也学会了如何融入现实的社会。综上所述，通过“电子地图制作”实验方案的设计，总结出了一套适合《地理信息系统》类实验方案的设计经验，在满足教学要求的同时，侧重培养同学们独立的思维方式，充分发挥自我创作能力。实验课不仅要指导学生如何“做”，而且要培养学生如何“思考”问题。《地理信息系统》类实验是动手能力和思维方式要求很强的实践性教学，在方案设计上应灵活掌握，尽量贴近生产实践，做到学以致用。参考文献：[1]张剑平等.地理信息系统与Mapinfo应用[M].北京:科学出版社，1999.[2]王晓武等.MapBasic程序设计[M].北京：电子工业出版社，2000.,作者简介：孙继光（1963_），男，在职专业硕士，工程师，沈阳农业大学土地与环境学院土地资源管理专业，主要从事GIS教学和开发工作。通讯地址：沈阳市东陵区东陵路120号沈阳农业大学土地与环境学院110161联系电话：[phone]校内电话：3584