智能化時(shí)代測繪工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)用能力提升途徑探討
——以湖南科技學(xué)院土木工程學(xué)院為例

陳勇國 唐文宣

（湖南科技學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 永州425199）

自2011 年國家測繪局更名為國家測繪地理信息局以來，測繪地理信息行業(yè)得到了飛速發(fā)展。隨著《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》及一系列國家重大發(fā)展戰(zhàn)略部署與實(shí)施，測繪地理信息事業(yè)發(fā)展迎來重大機(jī)遇的同時(shí)也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)的飛速發(fā)展下，商業(yè)微小遙感衛(wèi)星、無人機(jī)遙感、移動(dòng)測量、室內(nèi)導(dǎo)航等新手段和各種基于位置服務(wù)的新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。

隨著人工智能、智能感知、深度學(xué)習(xí)、自動(dòng)駕駛等高端技術(shù)不斷突破引發(fā)的智能革命，將我們帶入了智能時(shí)代[2-3]。同時(shí)，由于測繪地理信息產(chǎn)業(yè)與網(wǎng)絡(luò)通訊、能源、交通、規(guī)劃管理等各行業(yè)的加速融合，測繪地理信息產(chǎn)業(yè)人才缺口增大。高校人才作為全面小康社會(huì)建設(shè)的主體之一，起著不可忽視的作用。為順利實(shí)現(xiàn)《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第十四個(gè)五年規(guī)劃的建議》與《全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要（2015－2030）》的宏偉藍(lán)圖與創(chuàng)新型國家建設(shè)，加強(qiáng)和提高我國測繪地理信息事業(yè)生命力和創(chuàng)新能力，為測繪地理信息事業(yè)培養(yǎng)大批復(fù)合型人才迫在眉睫，因此提高應(yīng)用型高校測繪工程專業(yè)學(xué)生綜合能力勢在必行。

1 智能化測繪技術(shù)的要求

傳統(tǒng)測繪與智能時(shí)代測繪不僅在儀器設(shè)備上有了日新月異的變化，也在研究范疇和服務(wù)性質(zhì)范圍等方面均發(fā)生了極大的變化，如表1 所示。

表1 傳統(tǒng)測繪與智能時(shí)代測繪對比

傳統(tǒng)測繪學(xué)是研究地球及其表面空間中的實(shí)體與地理空間分布有關(guān)的幾何、物理及其隨時(shí)間變化的信息進(jìn)行采集、處理、管理、更新和利用的科學(xué)與技術(shù)。傳統(tǒng)測繪由于儀器設(shè)備限制，只能依靠手工操作和繪圖，野外作業(yè)時(shí)間長，強(qiáng)度大，測量精度難以保證，同時(shí)測量區(qū)域極易受氣候條件和地形條件限制[4]?，F(xiàn)代測繪學(xué)已突破原有的空間數(shù)據(jù)范疇，面向空間信息的領(lǐng)域，通過地球衛(wèi)星、空載、船載、地基傳感器以及各種高端地面測量儀器對空間信息進(jìn)行獲取、處理、分析、管理、存儲(chǔ)和顯示的綜合研究。智能時(shí)代測繪擁有多尺度、全天候、高效率、個(gè)性化、智能化等諸多特點(diǎn)，而信息化是智能時(shí)代測繪技術(shù)最鮮明最核心的特點(diǎn)。基于智能時(shí)代測繪儀器及技術(shù)的巨大進(jìn)步和變化，對于測繪地理信息人才需求量猛增，同時(shí)也導(dǎo)致對于人才的要求也有了新的變化。綜合企業(yè)及行業(yè)對測繪地理信息人才的需求，地方應(yīng)用型高校畢業(yè)生應(yīng)具備以下四方面的基本能力：

1.1 數(shù)據(jù)采集與獲取能力

傳統(tǒng)測繪技術(shù)是目前高校培養(yǎng)中的主要內(nèi)容，數(shù)據(jù)采集雖然較為簡單，但效率低，精度不高。而現(xiàn)代智能測繪技術(shù)數(shù)據(jù)采集能力強(qiáng)，效率極高，但多為數(shù)字化、智能化操作，操作難度更大，對操作人員的理論知識和實(shí)踐動(dòng)手能力要求更高。同時(shí)，由于智能時(shí)代測繪技術(shù)的方法各種各樣，采集、獲取數(shù)據(jù)的手段和平臺(tái)也多樣化。數(shù)據(jù)采集與獲取更多需依靠先進(jìn)的海、陸、空測量設(shè)備，如智能RTK、三維激光掃描儀、無人機(jī)、無人測量船以及各類傳感器。除了野外使用儀器采集數(shù)據(jù)外，通過遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）獲取的數(shù)據(jù)精度高、尺度范圍廣、時(shí)效性高，也是測繪地理信息行業(yè)重要的數(shù)據(jù)獲取來源。

因此，智能時(shí)代下測繪專業(yè)學(xué)生在掌握傳統(tǒng)測繪方法的同時(shí)也應(yīng)掌握現(xiàn)代測繪先進(jìn)設(shè)備中的部分儀器使用和數(shù)據(jù)采集方法以及RS、GIS 技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取方法，方能更好的適應(yīng)日后工作需要和行業(yè)發(fā)展。

1.2 數(shù)據(jù)處理與編程能力

傳統(tǒng)測繪中著重?cái)?shù)據(jù)的測量、誤差檢驗(yàn)和填挖方計(jì)算、地形圖繪制。而智能時(shí)代對于數(shù)據(jù)的使用有更為深刻的理解，通過對數(shù)據(jù)的多用途處理、轉(zhuǎn)化、可挖掘出滿足各類生活需要的有用信息。采集獲取的數(shù)據(jù)將通過各類電腦軟件進(jìn)行處理，而這些不同儀器設(shè)備獲取的每種數(shù)據(jù)在處理過程中要用到1 種以上的軟件，各類軟件的存儲(chǔ)格式、內(nèi)置模型、處理流程方法都有差異，這對于測繪地理信息工作者是很大的挑戰(zhàn)。目前，測繪地理信息行業(yè)很多軟件都是開源軟件，具有二次開發(fā)功能。在數(shù)據(jù)處理過程中，如果具備一定的編程能力，在批量處理數(shù)據(jù)、個(gè)性化處理等過程中會(huì)事半功倍。用人單位和企業(yè)，也明確指出畢業(yè)生應(yīng)有較強(qiáng)的基本儀器操作能力的同時(shí)，應(yīng)具有對新儀器應(yīng)用和綜合開發(fā)的能力。因此應(yīng)用型高校測繪專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力和一定的編程能力。

1.3 溝通協(xié)調(diào)與組織管理能力

測繪地理信息工作是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)性的工作，需要團(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力，往往一項(xiàng)測量工作需要多人協(xié)作才能完成，而數(shù)據(jù)處理分析過程也可能需要多人協(xié)作，因此團(tuán)結(jié)協(xié)作是測繪工作的基礎(chǔ)。測繪工作也需要與不同部門和行業(yè)的人接觸，溝通協(xié)調(diào)與組織管理能力顯得尤為重要。良好的溝通協(xié)調(diào)能力是學(xué)習(xí)和工作順利開展和進(jìn)行的保障，既不會(huì)讓人閉門造車、固步自封，同時(shí)也是快速提高自身的有效途徑。良好的組織管理則有助于整個(gè)工程、項(xiàng)目按計(jì)劃有序進(jìn)行，質(zhì)量和結(jié)果才能得到保證。

1.4 動(dòng)手實(shí)踐與創(chuàng)新能力

測繪專業(yè)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)，從數(shù)據(jù)采集獲取到處理分析，再到應(yīng)用推廣，都需要實(shí)際操作。動(dòng)手實(shí)踐要求學(xué)生在工作中善于思考、發(fā)現(xiàn)問題，也能思考出解決問題的方法并加以解決。創(chuàng)新改變?nèi)藗兩畹耐瑫r(shí)也決定了國家的興衰榮辱，也是國家和社會(huì)進(jìn)步的唯一途徑。在學(xué)習(xí)和工作中需要以創(chuàng)新的意識和精神不斷開拓創(chuàng)新，應(yīng)對各種現(xiàn)實(shí)情況。以靈活的思維和方法來解決實(shí)際難題，不斷推陳出新，推動(dòng)自身進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展。

2 測繪專業(yè)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)存在的問題

從培養(yǎng)目標(biāo)與方案、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備條件、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺(tái)、教學(xué)環(huán)節(jié)等角度對我校測繪工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)我校測繪專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)存在如下幾點(diǎn)問題：

2.1 培養(yǎng)方案與課程設(shè)計(jì)難以滿足時(shí)代發(fā)展需求

測繪工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)較為明確，指出本專業(yè)培養(yǎng)具備堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識、業(yè)務(wù)、人文素質(zhì)，德智體美全面發(fā)展，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，具有較強(qiáng)適應(yīng)能力，具備工程技術(shù)人員綜合素質(zhì)的工程技術(shù)和工程管理應(yīng)用型、復(fù)合型人才。但在培養(yǎng)方案中，傳統(tǒng)測量（測量學(xué)、工程測量、大地測量）課程和實(shí)習(xí)課時(shí)占比偏多，且部分實(shí)習(xí)內(nèi)容交叉重復(fù)，而部分課程缺乏實(shí)習(xí)和實(shí)踐階段。對于最新的測繪技術(shù)未能開設(shè)相關(guān)課程和實(shí)習(xí)，學(xué)生對于現(xiàn)代最先進(jìn)的測繪儀器和技術(shù)僅有片面的了解，不能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)新技術(shù)并進(jìn)行實(shí)踐實(shí)習(xí)。

2.2 現(xiàn)代先進(jìn)測繪技術(shù)掌握不夠

當(dāng)今社會(huì)，各類技術(shù)發(fā)展飛速，人工智能與測繪地理信息產(chǎn)業(yè)融合，迸發(fā)出蓬勃的朝氣，促使近幾年全球測繪技術(shù)出現(xiàn)了質(zhì)的飛越。對于新測繪技術(shù)和智能化時(shí)代創(chuàng)新人才的需求量日益增大，湖南科技學(xué)院現(xiàn)已擁有無人機(jī)、三維激光掃描儀等最新的智能化測繪儀器，但儀器數(shù)量有限，難以滿足日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，因此并未開設(shè)無人機(jī)航測和三維激光掃描儀測量的相關(guān)理論課程和實(shí)習(xí)課程，學(xué)生無法掌握這些將來將取代傳統(tǒng)測繪的高精尖儀器，在動(dòng)手實(shí)踐上就將落后于同類院校。

2.3 校企合作平臺(tái)整合度低

土木與環(huán)境工程學(xué)院通過課題合作、共建實(shí)訓(xùn)基地、戰(zhàn)略聯(lián)盟等形式與各大企業(yè)也建立了校企合作，旨在為我院土木工程、工程管理、測繪工程專業(yè)提供良好的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺(tái)。然而在“產(chǎn)學(xué)研”合作環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)存在企業(yè)積極性不高、資源共享率低、銜接不緊密等問題，沒有真正發(fā)揮校企合作的優(yōu)勢和作用，學(xué)生沒有得到平臺(tái)的“實(shí)戰(zhàn)”鍛煉，而校內(nèi)學(xué)到的知識又與實(shí)際生產(chǎn)存在一定的“脫節(jié)”現(xiàn)象。導(dǎo)致學(xué)生專業(yè)技能水平提高受限，往往出現(xiàn)進(jìn)入企業(yè)后重新學(xué)習(xí)專業(yè)技能的現(xiàn)象。

2.4 課堂教學(xué)方法單一、陳舊

課程改革貫徹落實(shí)不夠透徹，未形成具有特色的個(gè)性化教學(xué)方法。經(jīng)驗(yàn)不足、教學(xué)方法單一的教師往往采用的是灌輸式、填鴨式教學(xué)方法，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師上課過于依賴PPT 課件，照本宣科，沒有結(jié)合自己院校專業(yè)情況及學(xué)生情況區(qū)分重難點(diǎn)進(jìn)行講解，也不善于引經(jīng)據(jù)典活躍課堂氣氛。缺乏對教學(xué)方法的反思與最新科學(xué)教學(xué)方法的繼續(xù)學(xué)習(xí)，與學(xué)生互動(dòng)少，學(xué)生容易厭學(xué)，教學(xué)效果差。對于對分課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、研討式教學(xué)等新式教學(xué)方法缺乏深入研究和推廣應(yīng)用，未取得實(shí)際的教學(xué)改革進(jìn)展。

3 提高學(xué)生綜合能力的途徑

3.1 優(yōu)化課程設(shè)置

進(jìn)一步調(diào)整課程及課時(shí)設(shè)置，在專業(yè)選修課中增加 2～3 門現(xiàn)代測繪技術(shù)課程，如開設(shè)無人機(jī)、三維激光掃描課程。優(yōu)化課程實(shí)習(xí)結(jié)構(gòu)，調(diào)整測量學(xué)實(shí)習(xí)、大地測量、工程測量實(shí)習(xí)時(shí)間，確保三個(gè)實(shí)習(xí)內(nèi)容無重復(fù)，增加遙感軟件實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生至少掌握ENVI、Erdas 等遙感軟件中的一種。

3.2 加強(qiáng)現(xiàn)代測繪實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

首先，測繪工程系乃至土木與環(huán)境工程學(xué)院的老師積極申報(bào)國家級和省級高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心及其他實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資助項(xiàng)目，積極自籌經(jīng)費(fèi)購買先進(jìn)現(xiàn)代測繪儀器設(shè)備。其次，積極與同類院校及相關(guān)企業(yè)單位建立實(shí)驗(yàn)儀器共享機(jī)制，相互共享本校的先進(jìn)儀器設(shè)備，確保滿足智能時(shí)代測繪技術(shù)教學(xué)需求。最后，深化校企合作，加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和基地建設(shè)，完善“產(chǎn)－教”管理，為本專業(yè)學(xué)生提供更多的擁有智能時(shí)代先進(jìn)測繪儀器設(shè)備和技術(shù)的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生更早的接觸和掌握更多的現(xiàn)代測繪技術(shù)和先進(jìn)儀器設(shè)備操作方法。

3.3 革新課堂教學(xué)方式

傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，老師講學(xué)生記，沒有互動(dòng)，沒有討論交流。應(yīng)改為研討式、辯論式教學(xué)，教師講授自己的觀點(diǎn)，學(xué)生同樣可以講授自己的見解。課堂給予學(xué)生更多的討論交流時(shí)間，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。增加學(xué)生小組實(shí)踐項(xiàng)目，讓其在實(shí)驗(yàn)操作過程中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題。將對分課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)方式落實(shí)到課堂中去，不斷突破創(chuàng)新，形成一套適合本校本專業(yè)的教學(xué)方式。

3.4 貫徹落實(shí)“導(dǎo)師制”

測繪工程系率先在全校實(shí)施本科生導(dǎo)師制。根據(jù)學(xué)生個(gè)人意愿及興趣愛好進(jìn)行分組，每組 6～8人，由專業(yè)任課老師擔(dān)任小組指導(dǎo)老師，負(fù)責(zé)小組學(xué)生從大一到大四的生活、學(xué)習(xí)指導(dǎo)及能力培養(yǎng)。指導(dǎo)老師每月指導(dǎo)小組成員 2～5 次，及時(shí)跟蹤學(xué)生個(gè)人生活及學(xué)習(xí)情況，小組成員優(yōu)先參與指導(dǎo)老師的科研項(xiàng)目，指導(dǎo)老師根據(jù)成員不同性格及學(xué)習(xí)情況進(jìn)行因材施教的針對性指導(dǎo)，主要針對學(xué)生的溝通協(xié)調(diào)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、組織管理、動(dòng)手實(shí)踐等綜合能力進(jìn)行考察和培養(yǎng)。就目前本科生“導(dǎo)師制”實(shí)施情況來看，學(xué)生經(jīng)過指導(dǎo)老師跟蹤指導(dǎo)后，學(xué)習(xí)興趣更為濃厚，在個(gè)人綜合素質(zhì)方面也有所提升。完善和優(yōu)化本科生“導(dǎo)師制”是增進(jìn)師生友誼，促進(jìn)學(xué)生綜合能力穩(wěn)步提高的有效辦法。

3.5 積極參與各類專業(yè)賽事

以賽促學(xué)，以賽促教。通過讓學(xué)生參加各類測繪專業(yè)賽事，全方面鍛煉學(xué)生綜合能力。

院系積極爭取各方資源，不斷完善硬件設(shè)施,為開展學(xué)生創(chuàng)新教育提供保障。由學(xué)生自由組隊(duì)申報(bào)，指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)跟蹤指導(dǎo)與監(jiān)督，確保參賽隊(duì)伍具備較強(qiáng)參賽能力。測繪專業(yè)學(xué)生可通過“全國測繪技能大賽”“全國高校GIS 技能大賽”“Esri 杯”“SuperMap 杯”“華為杯”“達(dá)北杯全國無人機(jī)航測大賽”等賽事拓展視野，尤其要鼓勵(lì)學(xué)生多參與現(xiàn)代測繪新技術(shù)類的賽事，與各類名校學(xué)生交流學(xué)習(xí)，同時(shí)也可以在比賽中鍛煉自身的組織管理、溝通協(xié)調(diào)、創(chuàng)新、適應(yīng)能力。

4 結(jié) 論

智能時(shí)代已來臨，人們的生活在發(fā)生翻天覆地的變化。智慧城市、智慧家居、智能生活已逐漸走入尋常百姓家庭，傳統(tǒng)測繪技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代生活發(fā)展的需要，現(xiàn)代測繪的快速發(fā)展給測繪地理信息行業(yè)帶來的巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)引領(lǐng)該行業(yè)向信息化、智能化轉(zhuǎn)型。地方應(yīng)用型高校測繪專業(yè)應(yīng)高瞻遠(yuǎn)矚，提前部署，注重和提高測繪專業(yè)綜合能力培養(yǎng)，以適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展需要。湖南科技學(xué)院測繪專業(yè)是新興專業(yè)，在未完全定型前應(yīng)抓準(zhǔn)機(jī)會(huì)進(jìn)行現(xiàn)代化測繪改革，通過優(yōu)化課程設(shè)置、加強(qiáng)現(xiàn)代測繪實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、革新課堂教學(xué)方式、貫徹落實(shí)“導(dǎo)師制”、積極參與測繪類賽事來提高學(xué)生的綜合能力。培養(yǎng)適應(yīng)智能時(shí)代測繪需求的應(yīng)用型測繪人才。