關(guān)于《遙感原理》課程教學(xué)的思考和實(shí)踐

韓震 劉瑜

摘 要：遙感原理是遙感類(lèi)基礎(chǔ)課程。該文針對(duì)遙感課程涉及大量的數(shù)學(xué)和物理知識(shí)的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)過(guò)程中經(jīng)驗(yàn)，從引導(dǎo)同學(xué)們關(guān)注遙感科學(xué)的最新進(jìn)展，激發(fā)他們的爭(zhēng)強(qiáng)好勝、不服輸?shù)奶煨?，讓他們理解遙感基礎(chǔ)理論在學(xué)習(xí)中的重要性。同時(shí)，引入最新的遙感案例，將原理、算法等注重?cái)?shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)等環(huán)節(jié)融合到每一部分的案例教學(xué)內(nèi)容里，使學(xué)生在學(xué)習(xí)案例的過(guò)程中，自然地掌握那些枯燥、難懂的物理原理和數(shù)學(xué)算法。達(dá)到了使同學(xué)們既掌握了遙感基礎(chǔ)理論，又學(xué)習(xí)了運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基本技能，使課程教學(xué)效果得到了明顯改善。

關(guān)鍵詞：遙感 課程 基礎(chǔ)理論 案例

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）02（b）-0144-02

遙感作為信息獲取和更新的重要技術(shù)手段之一，已經(jīng)在海洋、漁業(yè)、測(cè)繪和軍事等許多領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用。上海海洋大學(xué)海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是具備堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，掌握海洋科學(xué)的基本理論和基本知識(shí)，受到海洋信息探測(cè)與應(yīng)用方面的基本訓(xùn)練，能在海洋信息技術(shù)、空間測(cè)量技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、管理及技術(shù)工作的高素質(zhì)海洋科技人才。遙感是上海海洋大學(xué)海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要方向之一，而《遙感原理》是海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)遙感類(lèi)基礎(chǔ)課程?！哆b感原理》課程涉及了大量的數(shù)學(xué)和物理知識(shí)，這些大量的數(shù)學(xué)和物理公式對(duì)相當(dāng)一部分同學(xué)來(lái)講枯燥、難懂，使同學(xué)們?cè)谡n程學(xué)習(xí)過(guò)程中，缺乏對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。筆者結(jié)合教學(xué)過(guò)程中經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題，在此淺談一下在該課程教學(xué)上的思考和實(shí)踐。

1 關(guān)注遙感科學(xué)的最新進(jìn)展

要讓同學(xué)們喜歡遙感課程，首先要激發(fā)他們對(duì)課程的興趣?，F(xiàn)在的大學(xué)生有個(gè)性、有主見(jiàn)，接收新生事物快，是一個(gè)開(kāi)放的群體。同學(xué)們普遍對(duì)所學(xué)學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展前沿感興趣，他們迫切希望知道所學(xué)課程對(duì)將來(lái)就業(yè)和相關(guān)課程進(jìn)一步學(xué)習(xí)有什么作用。遙感知識(shí)更新很快，新理論、新方法和新研究領(lǐng)域不斷地出現(xiàn)，遙感研究猛烈地沖擊著各學(xué)科的前沿，這一特點(diǎn)正符合年輕大學(xué)生的好奇心[1]。

在教學(xué)過(guò)程中，在完成學(xué)生對(duì)遙感基本知識(shí)體系的構(gòu)建的基礎(chǔ)上，把遙感科學(xué)的最新進(jìn)展的一些內(nèi)容融到課程講授內(nèi)容中。例如：告訴同學(xué)們，近幾十年來(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)資源與環(huán)境問(wèn)題日益重視，而遙感信息技術(shù)已成為在國(guó)家層面上調(diào)查與獲取環(huán)境資源基本數(shù)據(jù)，評(píng)估國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力的有力工具。在美國(guó)、瑞典、澳大利亞、德國(guó)和日本等國(guó)家，幾乎在所有較大規(guī)模的資源調(diào)查和開(kāi)發(fā)規(guī)劃中都利用遙感資料和常規(guī)資料相結(jié)合，提供綜合分析數(shù)據(jù)供有關(guān)部門(mén)使用。我國(guó)已經(jīng)成功發(fā)射了海洋衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和資源衛(wèi)星，初步顯示了可為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供大量數(shù)據(jù)。同時(shí)，近十幾年來(lái)在應(yīng)用空間信息技術(shù)進(jìn)行資源、環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及可持續(xù)發(fā)展綜合管理研究方面，也已經(jīng)積累了大量數(shù)據(jù)信息和許多較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。遙感應(yīng)用已從定性向定量發(fā)展。加強(qiáng)多源、多模態(tài)、多時(shí)相數(shù)據(jù)的融合和同化應(yīng)用技術(shù)研究；注重高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率及全天時(shí)、全天候和全頻段的監(jiān)測(cè)和研究；注重遙感數(shù)據(jù)真實(shí)性校驗(yàn)和地面定標(biāo)技術(shù)研究；充分開(kāi)發(fā)遙感數(shù)據(jù)資源，解決全球或區(qū)域性的環(huán)境和資源問(wèn)題，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，是遙感發(fā)展的主要特點(diǎn)。通過(guò)國(guó)內(nèi)外遙感現(xiàn)狀的對(duì)比，使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到我們國(guó)家遙感的基礎(chǔ)理論和技術(shù)在國(guó)際上的地位，以及我們?cè)谶b感的基礎(chǔ)理論方面和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。這些遙感的基礎(chǔ)理論也就是那些大量枯燥、難懂的數(shù)學(xué)和物理公式。這樣既激發(fā)了同學(xué)們的爭(zhēng)強(qiáng)好勝、不服輸?shù)奶煨?，又讓他們理解遙感基礎(chǔ)理論在學(xué)科發(fā)展中的重要性，他們看到這些枯燥、難懂的數(shù)學(xué)和物理公式也就感到親切了。同時(shí)，也明白了這些基礎(chǔ)理論知識(shí)是他們將來(lái)遙感類(lèi)課程進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

2 引入最新的遙感案例

遙感具有比較明顯的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，它把地學(xué)研究中的概念邏輯思維變成直觀的、形象的空間模型，深化了人們對(duì)自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，其涉及到的知識(shí)面十分廣泛，如果面面俱到，勢(shì)必導(dǎo)致走馬觀花。因此，遙感原理課程的授課過(guò)程主要講授遙感的基本數(shù)學(xué)和物理原理，完成對(duì)基本知識(shí)體系的構(gòu)建。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，使學(xué)生對(duì)遙感在整體把握的前提下，能夠抓住重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)其他知識(shí)。在講授遙感在地學(xué)中的應(yīng)用部分，適當(dāng)介紹當(dāng)前遙感在衛(wèi)星研制、有效載荷、地面處理、應(yīng)用研究和業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)等方面發(fā)展的最新案例。并且將原理、算法等注重?cái)?shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)等環(huán)節(jié)融合到每一部分的案例教學(xué)內(nèi)容里，使學(xué)生在學(xué)習(xí)案例的過(guò)程中自然地掌握那些枯燥、難懂的物理原理和數(shù)學(xué)算法[2-3]。

例如：以近年來(lái)每年爆發(fā)的黃海綠潮遙感監(jiān)測(cè)為案例，介紹了光學(xué)遙感和微波遙感不同的遙感技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)綠潮時(shí)空分布監(jiān)測(cè)方法的差異。在此案例講解過(guò)程中，介紹了TM/ETM+數(shù)據(jù)、MODIS各級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和微波數(shù)據(jù)ENVISATASAR，針對(duì)每種遙感影像，分別介紹其傳感器和成像的基本原理。從空間分辨率、波譜分辨率、輻射分辨率和時(shí)間分辨率4個(gè)方面重點(diǎn)講解遙感圖像的特征，并且結(jié)合黃海綠潮監(jiān)測(cè)實(shí)例講授光學(xué)遙感和微波遙感的不同物理原理。同時(shí)在案例講解過(guò)程中，引申出藻類(lèi)遙感數(shù)學(xué)反演算法，這些算法只講述基本原理和思路，而具體推導(dǎo)過(guò)程，引導(dǎo)有興趣的學(xué)生在課后通過(guò)文獻(xiàn)閱讀資料查找自行學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語(yǔ)

遙感是一門(mén)理論和應(yīng)用性均很強(qiáng)的學(xué)科。通過(guò)對(duì)《遙感原理》課程教學(xué)過(guò)程的改革，從教學(xué)情況看，教學(xué)效果良好，學(xué)生上課能夠認(rèn)真聽(tīng)講，學(xué)習(xí)興趣濃厚，能主動(dòng)通過(guò)多種渠道搜集查閱所學(xué)資料。通過(guò)課程改革，使同學(xué)們既掌握了遙感基礎(chǔ)理論，又學(xué)習(xí)了運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基本技能。這些措施的實(shí)施，提高了上海海洋大學(xué)海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《遙感原理》課程的積極性，課程教學(xué)效果得到了明顯改善。

參考文獻(xiàn)

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