智慧遙感時代高等學(xué)校遙感課程教學(xué)改革探討

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)不斷崛起，為人類認(rèn)識世界提供了更加完善的方法，但目前高校開設(shè)的遙感課程仍然面臨著許多問題，本文梳理了高校遙感課程開設(shè)過程中存在的一些問題，并提出了改革措施，以期為社會培養(yǎng)更尖端的遙感人才提供教學(xué)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：智慧遙感;地理信息科學(xué);教學(xué)改革

引言：

遙感是認(rèn)識地球大數(shù)據(jù)的一個重要數(shù)據(jù)源，遙感技術(shù)為人類觀測地物、認(rèn)識世界提供了更加完善的方法，目前這項空間探測技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的作用。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)開啟智慧遙感的探索，智慧遙感制圖[1]、智慧規(guī)劃[2]、大氣污染智慧監(jiān)測[3]、智慧農(nóng)業(yè)[4]、智慧城市[5，6]、智慧水利建設(shè)[7]等新方向伴隨著遙感技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運而生，體現(xiàn)了遙感在社會發(fā)展中起到了不可替代的作用。高等學(xué)校作為綜合性的提供教學(xué)和研究條件、授權(quán)頒發(fā)學(xué)位的高等教育機(jī)構(gòu)，承擔(dān)著為社會培養(yǎng)和輸送專業(yè)人才的任務(wù)。伴隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展和遙感應(yīng)用需求的不斷提升，社會對遙感專業(yè)技術(shù)人才的要求也不斷提高，這就意味著高等學(xué)校在培養(yǎng)遙感專業(yè)技術(shù)人才方面要緊跟時代步伐，積極探索教學(xué)模式和方法，培養(yǎng)順應(yīng)時代需求的遙感專業(yè)技術(shù)人才，為遙感產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展開辟一條嶄新的創(chuàng)新之路。

1遙感的發(fā)展歷程

1960年，美國海軍研究局艾弗林·普魯伊特（Evelyn. L. Pruit）最早使用“遙感（Remote Sensing）”一詞，1961年，在美國國家科學(xué)院（National Academy Sciences）的資助下，于密歇根大學(xué)（University of Michigan）的威羅·蘭（Willow Run）實驗室召開了“環(huán)境遙感國際討論會”，此后，在世界范圍內(nèi)，遙感作為一門新型的獨立學(xué)科獲得飛速發(fā)展。遙感學(xué)科的技術(shù)積累和醞釀經(jīng)歷了幾百年的歷史，其發(fā)展進(jìn)程主要分為以下幾個階段：（1）起源階段，遙感起源于19世紀(jì)的空中攝影，當(dāng)時主要用于空中偵察，而現(xiàn)代遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的一門新興技術(shù);（2）初步發(fā)展階段：1608年至1838年是遙感的初步發(fā)展階段，此時開始了無記錄地面遙感，其開始標(biāo)志是1609年伽利略制作了放大三倍的科學(xué)望遠(yuǎn)鏡，并首次觀測月球;（3）成功發(fā)展階段：1839年至1857年是遙感的成功發(fā)展階段，此時已經(jīng)出現(xiàn)有記錄地面遙感，1849年法國人艾米·勞塞達(dá)特制定了攝影;（4）智慧遙感時代：遙感技術(shù)手段和基礎(chǔ)投入不斷提升之后，開啟對智慧遙感采集網(wǎng)、遙感三維大數(shù)據(jù)聚合、遙感智慧應(yīng)用的探索，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)、人工智能等當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)方法，率先實現(xiàn)了遙感技術(shù)在自然資源監(jiān)測、無人機(jī)遙感、農(nóng)林保險等領(lǐng)域的智能應(yīng)用。

2智慧遙感時代的特點

大數(shù)據(jù)遙感時代的主要特點有：①容量大。全球各個系列的航空航天平臺已經(jīng)積累超大容量的遙感數(shù)據(jù)，且以每天幾百 TB 的速度不斷增長。②類型多。遙感數(shù)據(jù)的來源豐富、獲取手段多樣，除了全球分布的觀測網(wǎng)絡(luò)實時接收的大量遙感數(shù)據(jù)，還有航拍所得的遙感數(shù)據(jù)，以及民眾用戶通過互聯(lián)網(wǎng)和帶有地理信息的手持終端設(shè)備提供的個性化信息。③效率高。遙感大數(shù)據(jù)處理并得到結(jié)果的速度越快，效率就越高。遙感大數(shù)據(jù)本身高效性的體現(xiàn)仍取決于數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)。目前的數(shù)據(jù)處理速度遠(yuǎn)跟不上數(shù)據(jù)獲取速度，在實際應(yīng)用如應(yīng)急救災(zāi)、實時監(jiān)測等對數(shù)據(jù)要求較高的領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理技術(shù)面臨著極大的挑戰(zhàn)。④穩(wěn)定性差。運用衛(wèi)星、無人機(jī)等獲取遙感數(shù)據(jù)的過程中，受地物環(huán)境、傳感器和大氣環(huán)境等因素的干擾，獲取的遙感數(shù)據(jù)穩(wěn)定性存在較大差異。特別是受模型近似度影響，遙感數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性規(guī)律難以把握。⑤差異性大。目前收集到的遙感數(shù)據(jù)有光學(xué)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、模擬航片、數(shù)字航片和雷達(dá)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等，不同種類遙感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式、組織單元、元數(shù)據(jù)格式、波段組合、元數(shù)據(jù)編碼方式各異。⑥價值高。各種遙感數(shù)據(jù)能反映地物的不同屬性，從中能提取出環(huán)境、水文、氣象、森林、農(nóng)作物產(chǎn)量、城市格局、軍事目標(biāo)和交通信息等多種信息，這些信息對政府決策、科學(xué)研究等具有極高的價值[7]。

智慧遙感時代更加強(qiáng)調(diào)遙感數(shù)據(jù)與軟硬件聚合，集成遙感AI引擎、打通地理信息系統(tǒng)與遙感處理軟件以及遙感飛行器之間的鴻溝，實現(xiàn)采集端遙感大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)共享大數(shù)據(jù)、行業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)之間的聚合，自動進(jìn)行智能分析，為農(nóng)田、水利、建筑等各行各業(yè)提供專業(yè)平臺和解決方案。這就對新時代遙感人才提出了新的要求，不僅僅只停留在對遙感數(shù)據(jù)處理軟件的簡單學(xué)習(xí)、對遙感數(shù)據(jù)的分析處理階段，更重要的是通過對數(shù)據(jù)的分析處理，運用集成化技術(shù)手段將處理成果進(jìn)行平臺共享，更好的服務(wù)社會。

3高校遙感課程教學(xué)中存在的問題

目前高校開設(shè)的遙感課程雖然已經(jīng)涉及理論和實踐兩個方面，但往往相關(guān)教學(xué)課程的比重更注重基礎(chǔ)理論，缺少遙感課程與遙感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計等多門學(xué)科交叉融合，即便是實踐教學(xué)也只是停留在操作演示階段，學(xué)生的實際操作能力得不到較好的提升。其具體主要表現(xiàn)在：

（1）遙感相關(guān)課程的屬性設(shè)置不合理

目前，很多開設(shè)遙感課程的高?；咀⒅乩碚摻虒W(xué)，將遙感理論課程設(shè)置為必修課，將軟件應(yīng)用操作類課程設(shè)置為選修課，學(xué)生往往為了完成畢業(yè)要求所規(guī)定的課程而避重就輕，選擇必修課進(jìn)行學(xué)習(xí)，忽略了實踐操作課，這就使學(xué)生的實踐操作能力降低，成為走向工作崗位上的一大短板，這部分學(xué)生往往還要根據(jù)單位項目需求重新進(jìn)行實踐操作的學(xué)習(xí)，提高自己的實際操作能力。

（2）遙感類課程教材內(nèi)容不能及時更新

關(guān)于遙感類課程的理論與實踐教材較多，但大部分的教材老舊，尤其是隨著社會的進(jìn)步，一些新技術(shù)手段的應(yīng)用不能及時更新入教材，學(xué)生不能掌握遙感行業(yè)的一些最新進(jìn)展和新技術(shù)手段，畢業(yè)后進(jìn)入工作崗位往往不能及時融入，這就使高校人才培養(yǎng)和社會需求脫節(jié)，造成學(xué)生找不到合適工作、用人單位招不到合適人才的惡性循環(huán)局面。E2031AEA-1ADD-498C-BB7C-4B107AE49DBE

（3）課程講授重理論輕實踐

目前大部分高校缺乏硬件的支撐，缺少航空攝影測量仿真模擬實驗室等一些基礎(chǔ)設(shè)施，將實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)混淆，實踐操作課程上成基礎(chǔ)操作演示課，認(rèn)為通過作業(yè)或者實驗的方式讓學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就是實踐教學(xué)，一方面學(xué)生不能更直接的接受課堂教學(xué)內(nèi)容、另一方面不能親歷去感受遙感給學(xué)生帶來的樂趣。

（4）課程考核方式單一

目前，大部分高校遙感類課程的實踐操作課設(shè)置為選修課，這就無形中降低了學(xué)生對實踐操作課的重視程度，認(rèn)為選修課都是開卷考試，最終總能通過，抱著這樣的思想進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)，其效果顯而易見。另外，一般情況下實踐操作類課程的考核方式是開卷形式的實驗考核，教師很難掌控學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的把握。

4遙感課程教學(xué)的改革措施

（1）遙感實踐課程設(shè)置

理論課程更加注重學(xué)生對遙感數(shù)字圖像處理基本理論知識的講解，適當(dāng)開設(shè)遙感實踐課程，并作為必修課程開設(shè)，同時將無人機(jī)數(shù)字圖像處理、國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理相關(guān)知識和實踐類課程安排到實踐課程中。同時，學(xué)生學(xué)習(xí)了系統(tǒng)的遙感類基礎(chǔ)理論課程后，組織學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實踐，加強(qiáng)對理論知識的理解，強(qiáng)化實踐能力。

（2）高校遙感硬件設(shè)施配套

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，遙感類實操課程對計算機(jī)軟硬件的要求在不斷提高，為了保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，高校應(yīng)及時配套相應(yīng)的軟硬件設(shè)施，同時，條件允許的情況下購置無人機(jī)及無人機(jī)數(shù)字圖像處理軟件，讓學(xué)生接收到社會主流的測繪及遙感領(lǐng)域技術(shù)手段。

（3）注重多學(xué)科的融合

遙感類課程具有多學(xué)科融合的特點，要想讓學(xué)生更加全面的掌握遙感課程，首先遙感相關(guān)理論課程是基礎(chǔ)，其次，地理信息系統(tǒng)概論、遙感概論、地圖學(xué)等也會為后期遙感類課程實踐提供理論支撐，所以這些基礎(chǔ)課程必須作為遙感實踐類課程的先行課程進(jìn)行開設(shè)。

5結(jié)論

智慧遙感時代，隨著“智采集”網(wǎng)絡(luò)的完善，“智聚合”能力的增強(qiáng)，“智應(yīng)用”方向的不斷探索，人工智能在遙感數(shù)字圖像解譯、地物信息提取等方面不斷加強(qiáng)，規(guī)避了傳統(tǒng)遙感處理周期長、判讀準(zhǔn)確率低、人工成本高等缺陷和不足，節(jié)省時間成本的同時又大大降低了人工成本，這就對新一代遙感人提出了新的要求和挑戰(zhàn)，為了順應(yīng)時代對遙感人的需求，高?；A(chǔ)類遙感課程必須打破傳統(tǒng)遙感教學(xué)的壁壘，打通地理信息系統(tǒng)與遙感處理軟件乃至遙感飛行器之間的鴻溝，增加實踐課程的比重，完善硬件配套設(shè)施，實現(xiàn)理論與實踐的銜接，為社會輸送精尖人才。

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作者簡介：

姓名：解云虎，出生年月日：1987.10.11，性別：男，民族：漢族，籍貫：內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市，學(xué)歷：研究生，職稱：講師，研究方向：地理科學(xué)，工作單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院。E2031AEA-1ADD-498C-BB7C-4B107AE49DBE