地球信息科學與技術(shù)(地質(zhì)學類)本科專業(yè)規(guī)范

一、本專業(yè)的教育歷史、現(xiàn)狀與進展方向自從科爾〔1998年〕提出“數(shù)字地球”的概念以來，地球信息科學技術(shù)在世界范圍內(nèi)引起了廣泛的重視，并已在礦產(chǎn)資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、水土資源評價、災難監(jiān)測和災情評估、城〔GIS〕專業(yè)僅設(shè)于地理學科，其人才的專業(yè)學問側(cè)重于地球外表和流體地球局部，難以勝指導委員會地球物理學與地質(zhì)學類專業(yè)教學指導分委員會分別于2023年和2023年召開會議進展研討，提出了在地質(zhì)學中設(shè)置“地球信息科學與技術(shù)”2023年，浙江大學、中國地質(zhì)大學、中國海洋大學、同濟大學、中南大學等高校已申報設(shè)置了該專業(yè)并開頭招生。本專業(yè)主干學科概況地球信息科學(Geo-informationScience)是地球科學與信息科學結(jié)合而形成的地球科學興學科，其任務(wù)是從信息流的角度提醒地球物質(zhì)的屬性和空間分布，以及地球物質(zhì)流和能量流的發(fā)生、進展過程和演化規(guī)律，從而到達人類對資源、環(huán)境、社會實施宏觀調(diào)控的目的。流的發(fā)生進展規(guī)律并推測其結(jié)果，此為地球信息科學目前需要解決的主要科學問題。地球信息技術(shù)是地球信息科學的支撐體系。地理信息系統(tǒng)〔GIS〕是該體系的核心，它集成了地圖的獨特視覺化效果和地理分析功能以及一般數(shù)據(jù)庫的操作功〔例如查詢和統(tǒng)計分析等。GIS與GPS〔全球定位系統(tǒng)、RS〔遙感信息采集系統(tǒng)〕和信息傳輸系統(tǒng)〔信息高速大路〕結(jié)合，構(gòu)成了具有數(shù)據(jù)采集、治理、查詢、計算、分析、傳輸和可視化輸出等多種功能的地球信息技術(shù)體系。會進展所面臨的資源環(huán)境壓力而產(chǎn)生的對地球科學的要求，使該學科具有巨大的進展前景，引起了世界各國的普遍關(guān)注與重視。主干學科方法論介紹固體地球信息獵取系統(tǒng)有以下三個：地表信息獵取系統(tǒng)--獵取各類地質(zhì)體在地球外表分布的空間信息，使用的方法包括地表地質(zhì)測量、填圖、衛(wèi)星遙感等；深部信息獵取系統(tǒng)--獵取地表以下的地質(zhì)體的空間信息，使用的方法包括鉆探、各種地下工程以及各種地球物理探測等；屬性信息獵取系統(tǒng)--獵取地質(zhì)體的物理化學屬性，例如化學組成、同位素組成、年齡以及各種物理性質(zhì)等，使用的方法包括各種試驗和分析測試?！怖邕b感和地球物理探測獲得的信息屬于從信息源直接映射的“源信息”；通過觀看者的人體傳感器接收后以某種方式，例如文字、圖形、表。地球信息科學的方法是〔〕通過對人〔將現(xiàn)存數(shù)量浩大的格式信對地球的資源、環(huán)境與社會進展的實施宏觀調(diào)控的科學目的。本專業(yè)相關(guān)學科及影響息流的角度來提醒地球內(nèi)部的物質(zhì)屬性和空間分布，以及物質(zhì)流和能量流的發(fā)生、進展過程過程有較深的了解，就如“皰丁解牛”，既要有銳利的“刀”，更要理解“?！钡臉?gòu)造構(gòu)造。只有對固體地球中各類地質(zhì)體或地質(zhì)過程有較深的了解本專業(yè)必不行少的學問。然而，不同的學校設(shè)置本專業(yè)，應(yīng)有明確的辦學切入點，依據(jù)自身的辦學根底與特色構(gòu)建學生的學問體系。二、專業(yè)培育目標與規(guī)格專業(yè)培育目標學人才。培育規(guī)格與要求地球信息科學與技術(shù)專業(yè)學制為4年，學生畢業(yè)后獲學士學位。人才培育的要求是：素養(yǎng)構(gòu)造要求和藝術(shù)修養(yǎng)，有求實創(chuàng)的科學精神，并具有良好的身體素養(yǎng)和心理素養(yǎng)。力量構(gòu)造要求際問題的力量；具有獵取學問和在某種程度上的創(chuàng)力量。學問構(gòu)造要求3S技術(shù)，具備從事地球信息工程建設(shè)和技術(shù)開發(fā)的力量；同時，要求通過政治和文化素養(yǎng)課程的學習，了解文化、藝術(shù)、歷史、哲學、政治、經(jīng)濟、法律和心理學等方面的學問。三、學問體系和課程體系學問體系本專業(yè)學問體系的總體框架如圖1所示：1地球信息科學與技術(shù)專業(yè)學問體系總體框架大學根底學問〔綜合教育：此為國家規(guī)定的大學生〔不分文、理、工科〕必需具備的根底學問，包括政治、哲學、文學、歷史、法學、社會、經(jīng)濟、治理以及藝術(shù)和心理學等方面的學問。理工科根底學問：理工科學生必需具備的根底學問，包括大學數(shù)學、大學物理、一般化學等，此為學習專業(yè)根底課程必備的根底學問；專業(yè)根底學問：此為學習專業(yè)課程必備的根底學問，是專業(yè)課程的前導。本專業(yè)設(shè)計，數(shù)據(jù)構(gòu)造與數(shù)據(jù)庫等方面的學問；②地質(zhì)學根底，包括礦物巖石學、地層古生物學、構(gòu)造地質(zhì)學以及地質(zhì)學其他方面的根底學問。專業(yè)學問：本專業(yè)畢業(yè)，或在本專業(yè)工作或爭論必需具備的學問與技能，包括地“3S”術(shù)及其在固體地球信息獵取和處理方面的應(yīng)用等。建議課程體系學分與學時安排參照教育部的規(guī)定，本專業(yè)各類課程的學分數(shù)和學時數(shù)總體安排如下：課程類別課程類別學分數(shù)所占比例備注核心課程5832%一般教育課程按教育部規(guī)定設(shè)置選修課程2313%核心課程6134%專業(yè)教育選修課程3821%12周總學分180總學時2880學時按16學時1個學分折算建議課程體系依據(jù)本專業(yè)的學問構(gòu)造要求，建議課程體系如下：課程屬性課程屬性課程類別課程名稱備注政治學英語一般 大學根底教育理科根底

核心課程

體育法學社會學歷史學文學計算機根底與應(yīng)用高等數(shù)學一般物理學〔含試驗〕

核心課程為教育部規(guī)定的課程，選修課程各校依據(jù)自己的特色設(shè)定選修課程一般化學線形代數(shù)與分析幾何計算機語言與程序設(shè)計1〔數(shù)學與計算機根底〕2

核心課程選修課程核心課程

數(shù)據(jù)構(gòu)造與數(shù)據(jù)庫計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)離散數(shù)學電工電子學地球科學概論礦物巖石學構(gòu)造地質(zhì)學〔地質(zhì)學根底〕 古生物地層學地球探測技術(shù)地質(zhì)生疏實習地球信息科學導論地圖學與計算機制圖GPS原理與應(yīng)用專業(yè)課 核心課程GIS原理與應(yīng)用遙感信息與圖像處理地質(zhì)制圖與地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫野外數(shù)字化化填圖實習

各校依據(jù)自己的特色自行專業(yè)方向課 選修課程設(shè)置“礦物學”、“巖石學”、“地層古生物學”、“構(gòu)造地質(zhì)學”、“地球探測技術(shù)”“地質(zhì)學根底”，再加上一至兩門特地地質(zhì)學課程〔例如，“地球物理學或石油地質(zhì)學或礦床學等，各?？梢罁?jù)自240〔不包括野外實習。等，設(shè)置不同方向的地質(zhì)學課程組，作為專業(yè)選修課。實踐教學不行缺少的教學環(huán)節(jié)。一般應(yīng)安排三次實習：〔或一般地質(zhì)學〔2～3周，其目的是使學生對固體地球的各種現(xiàn)象及其所傳遞的信息有初步的了解。6～8學根底理論和傳統(tǒng)信息獵取方法的理解，使學生能將地球信息獵取和信息處理技能有效結(jié)合。③畢業(yè)論文〔設(shè)計〕實習：依據(jù)論文〔設(shè)計〕要求安排。四、本專業(yè)的教學條件師資力氣〔教授1名104人，高級和中〔初〕級教師人數(shù)比例不低于1∶2。教材正式出版的教材，至少應(yīng)有符合教學大綱的講義。圖書資料信息資源的工具。試驗室根底課程試驗室要到達肯定的要求3人一可依據(jù)自己的專業(yè)方向和具體狀況有所側(cè)重。實習基地要有相對穩(wěn)定的地球信息野外實習基地，實習基地應(yīng)符合地球信息科學專業(yè)實習的要求。各?？赏ㄟ^多種途徑，在校內(nèi)外建設(shè)實習基地。教學經(jīng)費設(shè)本專業(yè)，開辦經(jīng)費一般不低于肯定的金額(不包括固定資產(chǎn))。每年有足夠的經(jīng)費保證正常的教學運轉(zhuǎn)。五、制定本專業(yè)標準的主要參考指標本專業(yè)標準的主要參考指標如下：本科學制：根本學制四年。周)。總學分數(shù)：4年制地球信息科學與技術(shù)專業(yè)總學分數(shù)可為180～200學分左右，其中一般〔通識教育的學分為90～100外語、計算機信息技術(shù)和數(shù)、理、化、生等自然科學課程，以及學校開設(shè)的素養(yǎng)教育通選課90～100學分，包括學科核心課〔必修課〕和專業(yè)選修課。依據(jù)學校實際狀況自行打算。本標準建議課程教學按16～18學時折算1學分、集中實踐性環(huán)節(jié)按每周折算為1調(diào)整。六、課程教學根本要求地球信息科學導論課程目的和要求的是介紹信息科學和地球信息科學的根本理論與概念，以及地球信息科學與地球科學的關(guān)方法和應(yīng)用技術(shù)以及地球信息的類型和信息獵取系統(tǒng)等，有較全面的了解。課程的根本內(nèi)容地球科學、信息科學等相關(guān)學科的關(guān)系等?！仓攸c是固體層圈不同的信息采集系統(tǒng)及技術(shù)方法有較全面的了解。固體地球的源信息和學問信息的獵取途徑、把握各種學問信息的輸出“格式”。工作方法；使學生對地球信息技術(shù)體系有較全面的了解。與進展前景。地圖學與計算機制圖課程目的和要求本課程為高等院校地球信息科學與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課的根本技能。課程根本內(nèi)容導論：了解地圖學的歷史、地圖和地圖學的科學概念，地圖學體系理論；把握地圖的定義、根本特征和分類地圖學根底：了解由地球自然、物理、數(shù)學外表得出地球橢球體外形，地理坐標系統(tǒng)；把握地圖投影的定義、分類、方法、比例尺和各類投影，特別是一些名稱投影〔高斯-克呂格投影、墨卡托投影〕的經(jīng)緯線外形和投影變形規(guī)律，以及等積、等角、等距、任意投影的特性，傳統(tǒng)方法與數(shù)字方法的地圖投影的相互轉(zhuǎn)換等。區(qū)域特征、數(shù)據(jù)質(zhì)量和圖解限制對地圖概括的影響。組成及作用；理解在設(shè)計地圖符號時要運用的各種量表〔定名量表、挨次量表、間距量表和比率量表，以及融入視覺變量的感受效果和圖形視覺產(chǎn)生的心理效應(yīng)。同方法表示各種類型數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)量特〔如用點的大小和多少對于統(tǒng)計數(shù)據(jù)，區(qū)分分區(qū)統(tǒng)計圖法和等值區(qū)域制圖的差異。地圖圖形：了解一般地圖和專題地圖的類型、特性、設(shè)計與編制原理、編制內(nèi)容、編制〔土壤、植被〕和社會經(jīng)濟要素〔居民點、交通線、境地線專題地圖設(shè)計時表示方法的選擇、圖例設(shè)計、圖面設(shè)計的安排、顏色與網(wǎng)紋設(shè)計。遙感制圖：把握選擇信息源，包括遙感衛(wèi)星、波譜、波段、空間區(qū)分率、時相的原則以及利用立體鏡對遙感圖片的立體觀看、由數(shù)字圖像處理生成專題地圖的原理與方法。-數(shù)字化-數(shù)據(jù)處理與編輯-圖形輸出，了解各種計算機制圖軟件及其一般應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)與地圖：了解專業(yè)GIS軟件的二維分析、三維分析、四維分析，以及實際應(yīng)用上的量度分析、緩沖區(qū)分析、包含分析和網(wǎng)絡(luò)分析。GPS原理及應(yīng)用：測量學是地圖的信息源，本章節(jié)要求學生了解測量學及GPS的根本原理，以及GPS定位儀的一般應(yīng)用。GIS的原理與應(yīng)用課程目的和要求地理信息系統(tǒng)(GIS)是“3S”技術(shù)的核心。本課程的目的是使學生通過學習，了解地理思路和方法，把握應(yīng)用GIS軟件的方法和處理各種地球信息的技能。課程的根本內(nèi)容ⅰ.地理信息系統(tǒng)概論：了解地理信息系統(tǒng)的進展歷史、現(xiàn)狀、趨勢；把握地理信息系統(tǒng)的根本概念和系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、特點及應(yīng)用領(lǐng)域。ⅱ.空間數(shù)據(jù)構(gòu)造：了解地理空間的概念和空間實體的表達方法；空間數(shù)據(jù)構(gòu)造的根本特征和計算機表示方法；理解柵格模型及矢量模型的概念及區(qū)分、GIS數(shù)據(jù)的組織與治理；把握兩個空間數(shù)據(jù)模型的概念及“層”型以及空間數(shù)據(jù)庫規(guī)律模型設(shè)計的物理設(shè)計和面對對象數(shù)據(jù)模型的含義。ⅲ.數(shù)據(jù)來源及采集：了解獵取地理信息系統(tǒng)的兩類信息〔空間信息和屬性信息〕的不有數(shù)據(jù)三種方法的區(qū)分及適用條件。ⅳ.空間數(shù)據(jù)的處理：了解用不同方法輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入GIS數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換過程，多元空間數(shù)據(jù)的融合、壓縮與綜合，把握空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插、構(gòu)造轉(zhuǎn)換、坐標變換方法，以及圖幅數(shù)據(jù)邊沿匹配處理方法等。ⅴ.空間信息的查詢與分析：了解本章內(nèi)容與圖論、線性規(guī)劃等運籌學學問的內(nèi)在聯(lián)系；理解并把握空間信息查詢與分析的根本內(nèi)容和方法技術(shù)。ⅵ.地理信息系統(tǒng)的設(shè)計與評價：了解GIS設(shè)計的目的、模式、流程及標準化的內(nèi)容和制定，理解地理信息系統(tǒng)的評價；把握地理信息系統(tǒng)的設(shè)計流程。ⅶ.地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的輸出設(shè)計：了解地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的輸出形式和圖形輸出系統(tǒng)設(shè)計理論，以及地理信息系統(tǒng)的可視化與虛擬現(xiàn)實的有關(guān)問題。ⅷ.地理信息系統(tǒng)在固體地球科學方面的應(yīng)用：了解地理信息系統(tǒng)在固體地球科學中應(yīng)GIS地質(zhì)應(yīng)用軟件的根本開發(fā)思路及Mapgis/Arcgis/Mapinfo等的應(yīng)用技能。遙感信息處理與地質(zhì)解譯課程目的和根本要求“遙感信息處理和地質(zhì)解譯”遙感科學的根本理論和遙感信息處理的根本學問，以及遙感在地學等方面應(yīng)用的技術(shù)方法。課程的根本要求：了解遙感技術(shù)的根本理論根底，地學遙感的爭論現(xiàn)狀和遙感技術(shù)的進展。了解遙感信息的來源和遙感圖像的成像原理。了解遙感圖像處理的根本原理和方法。把握遙感圖像的地物影像特征和遙感