面向土地资源管理的GPS教学体系重构:去“测绘化”倾向的思考

侯光辉，王 颖

长期以来，我国土地资源管理专业（下文简称“土管专业”）GPS教学逐渐呈现愈加严重的“测绘化”倾向。虽然为土地资源管理服务的GPS教学必然要以GPS测绘为基础和前提，但就融规划、管理、经济和技术等于一炉的土地资源管理学科而言，两者仍表现出显著的差异。实际上整个土管专业技术课程领域，都在一定程度上存在着“测绘化”倾向（如GIS、RS教学的“测绘化”倾向）。长远来看，这种“定位”缺陷对于土地资源管理学科GPS教学极为不利，沿用上述教学安排充其量只能培养合格的“GPS测绘人才”，而非优秀的“GPS土地资源管理人才”。当前，此问题还未引起教学界的足够关注，已有研究多从测绘学科角度对GPS具体教学内容进行探讨［1］，也有少数对不同专业的GPS教学内容进行归类［2］，但从土地资源管理学科的角度对GPS教学体系进行重建的研究还未发现。本文在分析土管专业GPS教学突出表现出的“测绘化”倾向及成因的基础上，对面向土地资源管理和面向测绘的GPS教学进行比较，并讨论了GPS技术在土地管理领域的应用，最后以此为依据重构了土地资源管理专业GPS教学内容体系。

一、土管专业GPS教学呈现“测绘化”倾向的表现及动因

1.GPS教学“测绘化”倾向的表现

土管专业GPS教学呈现“测绘化”倾向，亦即土管专业和测绘类专业（测绘工程、遥感科学与技术、空间信息与数字技术等）的GPS教学在教学体系、选用教材和授课教师等方面存在的趋同化现象。

（1）教学体系的“测绘化”倾向

土管专业GPS教学地位在测绘学科背景等工科院校较为突出。目前，受学科背景、教学条件等基础条件的影响，国内院校土管专业在目标定位、培养方式、教学模式方面存在明显差异，各具特色［3］。国内开办土管专业的大学总体可分为4类:测绘与信息技术背景（如武汉大学、长安大学、同济大学、中国矿业大学、中国地质大学等）；农业经济与土壤农化背景（如中国农业大学、西北农林科技大学、南京农业大学、浙江大学、东北农业大学、华中农业大学等）；地理学背景（如北京师范大学、南京师范大学、北京大学、中山大学等）；经济学管理学背景（如中国人民大学等）。因而技术类课程的教学地位也不同。由于发展历史和办学背景等因素的关系，各类高校中测绘学科背景的高校土管专业较为重视GPS课程。据资料，依托测绘学科等工学的院校，普遍将GPS与GIS和RS置于同等的地位，与测量学、地籍绘图、土地与房产测量等共同组成工程技术模块，将以GPS为重要内容的“3S”应用能力作为土管专业学生的核心竞争力之一。其一般作为专业必修课，课程学时较大，并配置实践环节。而经济管理类、地理类、师范类和农林类高校普遍较为忽略技术能力，或仅将其作为补充。一般将其作为选修课程，课时较少，较少配置实践环节，部分院校甚至未开设。

土管专业GPS教学受测绘专业GPS教学影响显著，教学体系参考测绘专业，尤其是国内GPS教学水平较高的测绘专业的现象尤为突出。从笔者获取的若干高校土管专业GPS教学课程大纲和授课方案看，教学内容呈现显著的“测绘化”倾向。如国内多个院校土管专业GPS课程大纲一定程度上参考了武汉大学测绘学院GPS教学大纲，或以其为蓝本进行局部修改。

（2）选用教材的“测绘化”倾向明显

选用教材从一定程度反映了教学内容体系。从目前国内出版的GPS教材来看，绝大多数围绕GPS测绘展开，其编者多为测绘学科的学者。较为知名的有李征航的《GPS测量与数据处理》、徐绍铨的《GPS测量原理及应用》、刘基余的《GPS卫星导航定位原理与方法》、李天文的《GPS原理及应用》、魏二虎的《GPS测量操作与数据处理》、张勤的《GPS测量原理与应用》等。这些教材基本上都呈现“测绘导向”而非“土地资源管理导向”，即以服务测绘相关专业为宗旨，但对规划、管理、经济、法律和技术等多学科综合交叉的土管专业而言，却显得“张冠李戴”。而国内土管专业GPS教学多选择此类教材，因而其教学体系不可避免显现“测绘化”倾向。

（3）授课教师呈“测绘化”倾向

从教师的专业背景和知识结构看，大多是测绘相关专业教师（或具有测绘专业背景）从事土地资源管理专业GPS教学工作。由于GPS教学的“技术门槛”常常将非测绘专业人士拒之门外，聘用上述教师成为不得已和双赢的选择。同时，这种授课教师的“测绘化”倾向强化了教学体系和选用教材的“测绘化”，使得土管专业GPS教学与测绘专业高度同质。

2.土管专业GPS教学呈现高度“测绘化”的动因分析

土管专业GPS教学呈现高度测绘化，即与测绘类呈现严重的趋同化现象，可从内因和外因两个方面分析。

（1）内因

1）GPS学科与测绘学科具有内在的同一性。从两者关系看，GPS学科以测绘原理为基础，以测绘领域为基本应用方向，而GPS技术是当前最先进的测绘手段。从GPS创立的宗旨看，其为用户提供定位和导航服务，而定位与导航本身就是测绘的同位语。从我国最先引入GPS教学的渊源看，GPS教学和国内第一本GPS教材首先由原武汉测绘学院开设和编撰，其必然反映测绘属性。

2）将GPS直接用于土地资源管理领域的应用范围、关键技术、操作模式、工作方案等还不成熟，如何将GPS在土地管理领域的实践尝试进行理论化、系统化和规范化，还需不断深入。笔者认为这是GPS教学难以“土地资源管理化”最为本质、现实的阻碍因素。

（2）外因

1）各高校（无论学科背景、办学层次）普遍存在着教学体系“搭便车”效应，即因循测绘类专业GPS教学体系，教学目标、授课内容、实践环节，甚至考核内容呈现严重的同质性。

2）从授课教师看，由于GPS教学的技术门槛，多数高校土管专业与测绘类专业普遍存在着“教师共享”现象，即测绘学科背景的教师担任土地资源管理专业技术类课程，而这些教师对GPS在土地资源管理中应用并不熟悉。

二、土地资源管理GPS教学应去“测绘化”倾向

1.面向土地资源管理与面向测绘的GPS教学的关系

GPS测绘，即GPS技术在测绘相关领域的应用，包括大地测量、控制测量、地形图测绘、海洋测量、精密工程测量、工程变形监测和地籍测量等。面向测绘与面向土地资源管理的GPS教学的侧重点不同，前者以应用于测绘领域为目标，而后者侧重于将GPS原理与测绘技术用于土地资源管理、土地利用调查和动态监测、土地利用规划、土地整理等领域，如图1所示。因此，它们是手段和目的之间的关系，面向土地资源管理的GPS教学（与RS、GIS教学结合）构成了土管专业的技术基础。

图1 面向土地资源管理与面向测绘的GPS关系

2.土地资源管理GPS教学去“测绘化”倾向的目标与意义

面向土地资源管理的GPS教学要去“测绘化”，并不是说完全摒弃GPS测绘，而是扭转当前GPS教学中严重的“测绘化”倾向，在重视GPS基本原理和GPS测绘教学的基础上，重点突出其在土管各领域的应用，强化GPS在土地利用调查和动态监测、地籍测量、土地利用规划、土地整理等方面的方案设计、工作组织、操作模式、数据处理、成果利用等应用环节。

去“测绘化”的尝试，不仅要运用于GPS教学，还应在GIS、RS等土地技术课程教学中有所突破。实际上，我国土地资源管理专业技术课程的教学或多或少都存在上述倾向。因此，去“测绘化”倾向的努力，比单纯强调测绘能力，更有助于培养优秀的土地资源管理人才。

三、GPS技术在土地资源管理领域的应用

GPS主要用于土地管理中的土地测绘工作，其优势在于高效率地提供精确的土地空间信息。GPS土地测绘具有速度快、精度高、限制少、效率高、费用少、通用性强等特点，尤其是动态RTK技术的发展，为土地资源的动态监测、变更调查和土地数据的管理提供了实时、准确的保障。

1.土地利用调查和动态监测

根据近年来的研究结果，较于传统方法是应用动态GPS接收机进行土地利用调查（包括现状调查与变更调查）和动态监测，具有如下优势:一是省时省工，成倍地提高土地利用调查速度，且精度和可靠性得到极大的改善；二是适用于各种复杂变更情况，实现了动态监测的实时性和数值化，保证了土地利用数据的现势性［4］。利用GPS进行土地利用调查和动态监测，常采用GPS差分定位（包括实时动态差分和后处理差分）和手持式GPS接收机定位方法进行，不同方式适用于不同的用途、精度和条件。在地域相对空旷、精度要求在1 m以内，图件比例尺在1∶2000至1∶10 000的土地利用变更调查中GPS技术大有可为。应用中等精度、体积小、重量轻、价格适中、具有中文菜单提示的GPS-PDA产品进行土地利用变更调查，是土地利用变更调查未来发展的趋势。该技术具有工作效率高、测量精度高、费用低的特点，是实现我国国土资源管理数字化的基础之一［5］。

2.地籍测绘

地籍测绘是土地管理工作的重要基础，它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积，以及地籍图的专业测绘工作。GPS用于地籍测量主要包括3个方面:GPS地籍控制网测量、GPS地籍图测绘（GPS地籍细部测量）和GPS建设用地勘测定界。GPS地籍控制网测量是进行地籍图测绘、建设用地勘测定界和其他测绘工作的基础和前提。应用 GPS进行地籍控制测量，GPS网状结构对 GPS网精度的影响也很小，较其他方法效率好、精度高［6］。地籍细部测量是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。建设用地勘测定界工作，是指对采用征用、划拨、出让等方式提供用地的各类建设项目及农用地转用时，实地界定用地范围、测定界址位置、确认地类和权属、计算用地面积以供国土资源管理部门审查报批建设项目用地的事务性、技术性工作使用。GPS RTK对于高精度的地块边界定位和大比例尺测图非常适用，因此能够满足上述需要［7］。

3.土地利用规划和城市规划

规划的基础是掌握现状，利用静态和准静态GPS控制测量建立基准控制网，基准网建立之后，可在各基准站上长期固定安置GPS信号接收机，作为永久型基准站，然后利用多台流动站进行组合作业，从而大大提高工作效率，为城市规划和土地利用规划提供现状图和更新图。在一些有条件的城市和地区，如深圳、天津，虚拟参考站（VRS）网络的建立，不仅大大减少了GPS测绘的成本，极大地提高了测绘效率，而且对于建立数字城市和数字国家也具有重要意义［8］。

4.土地整理测绘

土地整理测绘是土地整理的各个阶段土地测绘工作的总称，包括项目区地形图测绘、土地利用现状图测绘、规划图放样、农田土地平整测绘等内容［9］。实践和研究表明，GPS RTK技术对于比例尺为1∶10 000、1∶5000 或 1∶2000 的地籍图测绘，碎部点（地类边界、电力通信等基础设施、陡坎、行政界线、权属界线、控制点、独立地物及其他要素）测量、规划点放样，精度完全符合要求，效率大幅提高。在农田土地平整测绘方面，也能够代替人工水准仪方法［10］。

四、面向土地资源管理的GPS教学体系重构

1.GPS教学体系重构的指导思路与基本原则

土地资源管理专业GPS教学体系的重构，需要综合考虑GPS理论基础、GPS测绘和GPS在土地资源规划管理中应用之间的关系。土地资源管理专业GPS教学必然要以GPS基础理论（包括基本概念、定位原理、误差理论等）和GPS测绘（包括GPS网设计及实施、静态定位、动态定位和测后数据处理等）为基础，以GPS在土地资源管理、规划和利用中的应用为核心，以GPS在其他相关领域的应用为补充构建“三位一体”的教学体系。

土管专业理论与实践并重的学科属性和GPS学科强调应用能力的特性要求土管专业GPS教学体系的重构必须遵守如下基本原则:

1）GPS教学体系的安排以服务于土地规划管理和土地利用为根本出发点。

2）GPS教学体系的设置以理论基础与实践应用并重为基本内容。

3）GPS教学体系要安排好GPS定位的复杂原理、GPS测绘、GPS在土地资源利用规划管理中的应用之间的关系。

4）不同学科背景的土地资源管理专业GPS教学应所有侧重。

2.土管专业GPS教学课程内容体系及基本要求

根据以上指导思想和基本原则，笔者首次提出主要以理论篇和实务篇为支撑的土地资源管理科学GPS教学内容体系，并辅以拓展篇。

1）理论篇以GPS基础与GPS测绘为主要内容，包括:GPS与其他卫星定位系统、GPS的数学基础（坐标系统与时间系统）、GPS卫星信号构成与卫星轨道、GPS定位的基本原理与工作模式和GPS误差理论与数据的测后处理等。这一部分旨在使学生掌握GPS定位的基本原理、熟悉GPS测绘的方案设计、操作模式和测后数据处理，了解GPS在测绘各分领域的运用。

2）实务篇以GPS在土地管理各领域应用为主要内容，包括:GPS土地测绘的一般过程、GPS与土地利用调查和动态监测、GPS与地籍测绘、GPS与土地利用规划和城市规划、GPS与土地整理等。该部分旨在使学生熟悉GPS土地测绘的一般过程，掌握GPS控制网测量、GPS碎部点测绘、GPS测图、GPS规划点放样等基本技能，并熟练地应用于各业务领域。

3）拓展篇以拓展性GPS应用为主要内容，包括:GPS与农业、GPS与林业、GPS与军事、GPS与智能交通和现代物流等。该部分旨在帮助学生了解GPS在其他领域的应用，拓宽知识面，增进学习兴趣。

五、结束语

土管专业GPS教学所显现的“测绘化”倾向目前尚未引起足够的重视，逐步去“测绘化”未来应作为该课程改革的主要方向。去“测绘化”不等于完全摒弃GPS测绘，而是以此为基础重点突出其在土管各业务领域的应用，体现一种直接的应用需求。面向土地资源管理的GPS教学内容体系的合理内核，尤其是实务篇内容的不断完善和充实，是未来需着重研究的问题。

［1］ 黄声享，向东.GPS系列化教学实习的设计与实践［J］.测绘通报，2004（10）:64-66.

［2］ 蔡昌盛，戴吾蛟.不同专业“GPS原理与应用”课程教学的探讨［J］.测绘，2010（8）:187-190.

［3］ 赵华甫，袁春，吴克宁，等.土地资源管理特色专业人才培养目标和建设重点［J］.中国地质教育，2009（12）:62-64.

［4］ 廖志平，丁松年.GPS在土地测绘中的应用及前景［J］.西部探矿工程，2003（11）:8-9.

［5］ 冯宝红，郑小元，王庆，等.GPS-PDA在土地变更调查中的应用研究［J］. 测控技术，2003，22（8）:23-25.

［6］ 陈朝晖.GPS技术在土地测绘地籍控制测量的应用［J］.河北农业科学，2008，12（3）:149-150.

［7］ 詹长根.现代地籍技术（第三讲）GPS技术在地籍中的应用［J］.测绘信息工程，2004（7）:34-36.

［8］ 李天文.GPS原理及应用［M］.北京:科学出版社，2003:124-126.

［9］ 张奇，胡石元，施秧秧，等.GPSRTK技术在土地整理测绘中的应用探讨［J］.测绘与空间地理信息，2008（4）:20-22.

［10］ 李益农，许迪，李福祥，等.GPS在农田土地平整地形测量中应用的初步研究［J］.农业工程学报，2005（1）:66-70.