“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”課程的實(shí)習(xí)教材建設(shè)探討

摘 要 本文依據(jù)遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)獨(dú)立性實(shí)踐課程“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容和課程特點(diǎn)，論證了開展該課程實(shí)習(xí)教材建設(shè)的必要性和重要性。文中提出了“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”教材建設(shè)的指導(dǎo)思想，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了該課程教材建設(shè)的具體內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 遙感專業(yè) 遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí) 實(shí)習(xí)教材

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.047

Study on the Practice Guidebook Construction of the Comprehensive

Practice of Using Remote Sensing Software Course

XU Yongming

（School of Geography and Remote Sensing， Nanjing University of

Information Science & Technology， Nanjing， Jiangsu 210044）

Abstract Based on the teaching objective， content and characteristic of the Comprehensive Practice of Using Remote Sensing Software Course of the remote sensing science and technology specialty， the importance of the practice guidebook was analyzed and illustrated. The guiding ideology of building the practice guidebook for the Comprehensive Practice of Using Remote Sensing Software Course was presented and the content of the guidebook construction was introduced in detail.

Key words remote sensing specialty; comprehensive practice of using remote sensing software course; practice guidebook

0 引言

作為一個(gè)新興的專業(yè)，遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)近些年來發(fā)展迅速，但是在課程與教材建設(shè)過程中也遇到了很多的問題和挑戰(zhàn)。①②③遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)理論和實(shí)踐能力并重的專業(yè)，既要求學(xué)生掌握遙感及相關(guān)學(xué)科的基本理論知識(shí)，也要求學(xué)生能夠靈活運(yùn)用專業(yè)軟件和編程語言完成基本的遙感圖像處理和信息提取任務(wù)。因此南京信息工程大學(xué)（以下簡稱“我?！保┻b感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)除了“遙感原理”、“遙感數(shù)字圖像處理”、“定量遙感”等基礎(chǔ)理論課程之外，還開設(shè)了“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”等強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力的課程，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)軟件解決遙感實(shí)際問題的能力?！斑b感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”是遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心實(shí)踐類課程之一，其實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)達(dá)到了32學(xué)時(shí)，對遙感專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。然而，由于遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)起步相對較晚，在課程建設(shè)和教材建設(shè)方面還存在很多不足，有許多的專業(yè)性課程尤其是實(shí)踐性課程缺乏專門的配套教材。就“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”課程而言，目前國內(nèi)還沒有與這門課程相配套的實(shí)習(xí)教材。市面上現(xiàn)有的相關(guān)書籍都是針對ENVI、ERDAS等遙感專業(yè)軟件各項(xiàng)功能的具體說明，而缺乏對遙感具體應(yīng)用方面的案例，針對性不強(qiáng)。缺乏合適的實(shí)習(xí)教材是制約“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”課程教學(xué)的重要障礙，在一定程度上影響了遙感專業(yè)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的知識(shí)載體，是高校培養(yǎng)高質(zhì)量優(yōu)秀人才的基本保證。④⑤⑥因此開展這方面的實(shí)習(xí)教材建設(shè)工作成為當(dāng)前一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)，對于提升課堂教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生對遙感專業(yè)軟件的理解和掌握具有重要意義。本文基于我校遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”課程的多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對該課程的實(shí)習(xí)教材建設(shè)進(jìn)行了探討。

1 遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)課程概況

“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”是一門32個(gè)學(xué)時(shí)的獨(dú)立實(shí)踐性課程，安排在遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的三年級上學(xué)期。該課程沒有理論學(xué)時(shí)，所有學(xué)時(shí)均為上機(jī)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)。課程的教學(xué)目標(biāo)是使遙感專業(yè)學(xué)生通過上機(jī)實(shí)習(xí)和操作，理解遙感數(shù)字圖像處理的基本概念，掌握一個(gè)主流遙感圖像處理軟件系統(tǒng)（如ENVI）的主要功能和操作技能，并能夠結(jié)合具體實(shí)例掌握遙感軟件綜合應(yīng)用的思路、方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生利用遙感專業(yè)軟件解決遙感具體問題的綜合能力。

2 遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)教材建設(shè)思想

根據(jù)遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)課程的教學(xué)目標(biāo)和課程特點(diǎn)，其實(shí)習(xí)教材建設(shè)重要圍繞以下幾個(gè)原則：

（1）系統(tǒng)性。實(shí)習(xí)教材結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，層次分明，遵循由淺入深的原則，各部分有機(jī)聯(lián)系，以“基礎(chǔ)→綜合”為主線幫助學(xué)生對ENVI遙感軟件基礎(chǔ)操作及其遙感應(yīng)用的掌握。

（2）簡明性。在基礎(chǔ)操作部分側(cè)重介紹ENVI軟件最常用的功能，精心挑選最基本、最重要的操作進(jìn)行講解，做到知識(shí)容量適度，內(nèi)容緊湊，易于ENVI初學(xué)者快速入門。

（3）綜合性。除了ENVI基礎(chǔ)操作之外，還包含若干遙感應(yīng)用實(shí)例，這些應(yīng)用實(shí)例將多個(gè)遙感軟件基礎(chǔ)操作有機(jī)組合在一起，通過這些綜合性的具體應(yīng)用將ENVI遙感軟件的基礎(chǔ)操作串聯(lián)起來，提高學(xué)生的實(shí)踐水平和綜合解決問題能力。

（4）多樣性。實(shí)習(xí)教材的建設(shè)尤其要注重多樣性，除了紙質(zhì)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書之外，還包括電子教案、遙感數(shù)據(jù)集、代碼庫以及示例成果圖件等教學(xué)資源，形成一個(gè)立體化的實(shí)習(xí)教材體系。

3 遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)教材建設(shè)內(nèi)容

遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)的教材內(nèi)容主要可以分為兩個(gè)部分：專題操作實(shí)習(xí)和綜合操作實(shí)習(xí)。

第一部分專題操作實(shí)習(xí)主要是遙感軟件ENVI的專題操作實(shí)習(xí)，使學(xué)生通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)能夠掌握ENVI軟件的主要功能。這一部分包含8次專題實(shí)習(xí)：專題1“ENVI入門” 介紹ENVI的工作界面及基本操作;專題2“遙感數(shù)據(jù)格式”介紹如何用遙感軟件讀取常見的遙感圖像數(shù)據(jù)格式，如FAST-B格式、GeoTif格式等;專題3“遙感圖像預(yù)處理”介紹遙感圖像幾何配準(zhǔn)方法、空間裁切操作、矢量數(shù)據(jù)的疊加及掩膜運(yùn)算等預(yù)處理內(nèi)容;專題4“遙感圖像增強(qiáng)與多光譜變換”介紹遙感圖像增強(qiáng)處理、NDVI計(jì)算及多光譜變換等;專題5“遙感圖像融合”介紹IHS融合、Brovery融合和Gram-schmit融合操作;專題6“波段運(yùn)算”介紹ENVI的波段運(yùn)算功能;專題7“遙感圖像分類”介紹常用的遙感圖像分類方法如最大似然法、ISODATA方法及決策樹分類等;專題8“遙感制圖”介紹遙感影像地圖及專題圖的制作及輸出。這8次專題實(shí)習(xí)涵蓋了遙感軟件預(yù)處理、圖像增強(qiáng)、信息提取和成果輸出等主要操作內(nèi)容，為后面的綜合實(shí)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

第二部分綜合操作實(shí)習(xí)主要介紹了ENVI在遙感中的應(yīng)用實(shí)例，通過這部分的學(xué)習(xí)讓學(xué)生具備運(yùn)用ENVI專業(yè)軟件解決具體遙感問題的能力。這一部分包括3個(gè)具體的專題實(shí)例：專題1“植被覆蓋度動(dòng)態(tài)變化遙感監(jiān)測”，主要內(nèi)容是利用多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)估算各個(gè)不同時(shí)相的植被覆蓋度，并通過變化檢測分析植被覆蓋度的時(shí)空變化特征;專題2“城市土地覆蓋遙感監(jiān)測”，主要內(nèi)容是利用資源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行城市及周邊地區(qū)的土地覆蓋分類制圖;專題3“城市熱島效應(yīng)遙感監(jiān)測”，主要內(nèi)容是利用熱紅外遙感數(shù)據(jù)反演城市地表溫度，并在此基礎(chǔ)上分析城市熱島效應(yīng)及其與地表特征參數(shù)之間的關(guān)系。每個(gè)綜合實(shí)習(xí)的專題實(shí)例都包含了遙感數(shù)據(jù)格式及讀寫、遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理、遙感數(shù)據(jù)增強(qiáng)、信息提取和統(tǒng)計(jì)制圖等方面的內(nèi)容，能夠促進(jìn)學(xué)生對于ENVI遙感軟件操作的綜合理解和綜合解決具體問題的能力。

本門課程的教材除了包含主教材即實(shí)習(xí)指導(dǎo)書之外，包括電子教案、構(gòu)建了遙感數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)庫、代碼庫和遙感示例成果圖件等教學(xué)資源，構(gòu)成了一個(gè)多樣化的實(shí)習(xí)教材體系。電子教案依據(jù)實(shí)習(xí)教材的內(nèi)容編寫，根據(jù)具體的課時(shí)情況對實(shí)習(xí)教材內(nèi)容進(jìn)行取舍，體現(xiàn)遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)課程的教學(xué)思路與知識(shí)點(diǎn)。遙感實(shí)例數(shù)據(jù)集與主教材各個(gè)專題實(shí)習(xí)相對應(yīng)，包括各個(gè)專題實(shí)習(xí)中用到的所有遙感數(shù)據(jù)供學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí)使用。代碼庫包含綜合操作實(shí)習(xí)中所需要的IDL代碼文件，便于學(xué)生使用。遙感示例成果圖件主要是各個(gè)綜合操作實(shí)習(xí)的成果圖件，作為學(xué)生完成綜合實(shí)習(xí)內(nèi)容時(shí)的參考。

4 結(jié)語

通過幾年的教學(xué)實(shí)踐和探索，在“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)”課程的實(shí)習(xí)教材建設(shè)方面取得了一定的成績，教材的體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和配套資源逐步完善。在該課程的實(shí)習(xí)教學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用，顯著提高了教學(xué)效率，有助于學(xué)生快速、系統(tǒng)的理解和掌握ENVI遙感軟件及其在遙感中的具體應(yīng)用，取得了很好的教學(xué)效果。

基金項(xiàng)目：南京信息工程大學(xué)教學(xué)改革研究課題“遙感軟件操作綜合實(shí)習(xí)指導(dǎo)書建設(shè)”、 江蘇省地理科學(xué)重點(diǎn)專業(yè)類資助

注釋

① 趙巧華，陳健.遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題[J].地理空間信息，2010.8（5）：154-156.

② 韓瑞梅，馬超，成曉倩等.遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[J].地理空間信息，2013.11（3）：171-172.

③ 徐永明.遙感實(shí)習(xí)課程獨(dú)立設(shè)課的教學(xué)實(shí)踐與思考[J].地理空間信息，2011.9（6）：146-147.

④ 周琦，肖瑛.高校教材建設(shè)的目標(biāo)與原則[J].中國大學(xué)教學(xué)，2004（12）：50-52.

⑤ 時(shí)向東.對建立我國高校教材更新機(jī)制的思考與建議[J].中國大學(xué)教學(xué)，2003（6）：37.

⑥ 沈婕，湯國安，楊紅等.我國地理信息系統(tǒng)專業(yè)教材建設(shè)應(yīng)用與發(fā)展[J].地球信息科學(xué)， 2007.9（4）：94-99.