组件技术在gis原理实验教学中的应用

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1、组件技术在GIS原理实验教学中的应用吴会胜安聪荣李连伟中国石油大学（华东）地球科学与技术学院摘要：为了加强学牛对GIS原理课程中理论知识及算法原理的理解，将组件技术引入到实验教学，编程实现GTS常用功能并预留开发接口，形成与理论知识紧密度较高的适宜性实验教学软件，引导学生基于扩展接口编程实现算法原理。实践表明，基于组件技术的GIS原理实验教学不仅能够使学生深入理解并掌握理论知识，而且能培养学生的实践能力和创新意识。关键词：GIS原理;组件技术;实验教学;作者简介：吴会胜（1980-）,男，山东莱芜人，中国石油大学（华东）地球科学与技术学院

2、讲师，博士，主要从事G1S教学和研究。收稿日期：2016-10-08基金：中国石油大学（华东）教学实验技术改革项目（SY-B201421）;中国石油大学（华东）研究性课程教学改革项目（YK201401）Received：2016-10-08GIS（GeographicInformationSystem,地理信息系统）是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、分析及显示与空间和地理分布有关数据的空间信息系统£11,是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、信息科学和管理科学为一体的发展迅速的新兴交叉学科。GTS原理是地理信息

3、科学专业核心课程，也是相关专业的一门必修课程;实验教学是GIS原理授课重要组成部分，通过实验教学旨在加强学生对所学理论知识及算法原理的理解座纣；适宜性实验教学方法和手段是关乎教学质量的关键。针对GIS原理实验教学中存在的问题，引入组件技术，通过编程实现GIS常见功能并预留开发接口，形成与所授理论知识紧密度较高的适宜性实验软件，并引导学生将所学算法原理基于可扩展接口进行编程实现，对培养学生的实践能力和创新能力以及提高教学质量具有重要意义。一、GIS原理实验课程设fG1S原理课程为中国石油大学地理信息科学与测绘工程两个专业的核心课程，于本科大

4、三上学期开课，共设56学时,其中上机实验14学时,学时的分配根据实验内容的难度和内容确定,实验内容及学吋分配如表1所示。表1实验名称、内容及学吋分配表下载原表实验内容涵盖从空间数据釆集、存储、管理、分析到结果显示的完整流程，涉及理论授课的绝大部分主要内容。二.GIS原理实验教学存在的问题传统的G1S教学实验在课程安排方面,根据各实验设置内容分别安排在相应理论授课之后，以便于学生对理论知识的掌握和巩固。在教学方法方面,利用上机操作进行实验练习，在学牛明确实验要求和方法的前提下，指导学牛操作软件达到实验目的。在软件使用方面，主要利用美国环境研

5、究所(ESRT)的ArcGIS商用软件进行上机实验固，所使用的软件版本由早期的ArcInfo8、ArcGIS9系列到冃前的ArcG1S10系列。随着GIS应用的发展与推广，近儿年学生在学习GIS原理课程中有关基础知识的掌握情况及软件操作能力己有较大提升，所设实验内容己显淡薄,尽管己经有高校进行了相关方面的教学改革研究[6-7],但以操作商用软件为主的实验教学，在实验的屮后期阶段已经不能较好地达到教学口的,尤其在学生的实践能力和创新意识培养方面更是力不能及，存在问题主要表现如下：(1)ArcG1S作为成熟G1S商用软件代表，工具型特征是其最

6、大特点，尽管某些功能可以用作实验验证部分GIS原理和算法，但总体上看其与理论教学的关联不够紧密，不能完全满足实验教学的需求。(2)GIS商用软件功能模块的封装较为彻底，而且实现技术大多不公开，学生仅凭操作软件无法领悟功能实现的具体原理和算法流程。(3)基于某原理的算法实现可能有多种，操作软件的实验可能存在实现算法未知的情况，更是无法做到对各种算法的优劣性比较。(4)尽管有些商用软件提供了开发接口，但是其功能有限、灵活度不高，不能满足学生设计算法实现原理的要求，不利于创新意识的培养。(5)商用软件价格不菲，而且更新速度快，一方面基于商业软件

7、的实验教学投资较大；另一方面商用软件大多数功能在实验中用不到，存在“大材小用”现象。三、组件技术在实验教学中的应用(一)组件技术组件技术(compenenttechnology)是在面向对象技术(OOP)基础上发展起来的，其基木思想在于创建和利用可复用的软件组件来解决应用软件的开发问题。基于组件技术的地理信息系统组件式地理信息系统(ComGTS)是基于组件对象平台，以一组具有某种标准通信接口的允许跨语言应用的组件提供的GIS,是传统G1S技术与组件式软件设计技术相结合的产物。GIS组件技术的不断发展，已经由简单功能发展到组件的灵活重组，而

8、且实现了具有可视化的界面和使用方便的标准接口宜o目前，各大GIS厂商陆续推出了各自的GTS组件，诸如ESRT推岀的Ma-pObjects、ArcObjects和ArcEngine>MapInf