“遙感圖像處理”教學改革探討

于紅博+張巧鳳

摘 要 遙感圖像處理不僅是遙感系統的重要一環，而且在遙感技術應用中占有非常重要的地位。以提高“遙感圖像處理”課程的教學質量為目的，從優化教學內容、豐富教學方法和手段、加強實踐教學等方面進行了探討，以期對實際教學工作起到借鑒和參考意義。

關鍵詞 遙感圖像處理 教學改革 教學方法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.02.052

Abstract Remote sensing image processing is not only an important part of the remote sensing system， but also has a very important position in the application of remote sensing technology. In order to improve the teaching quality of remote sensing image processing， the paper discussed the optimization of teaching content，the diversification of teaching methods and means，and strengthening of practical application of theories. In hope of playing a reference significance to the actual teaching work.

Keywords remote sensing image processing； teaching reform； teaching method

隨著對地觀測技術的迅速發展，①遙感技術已經滲透到社會生活的各個方面，廣泛應用于農業、林業、海洋、氣象、醫學、軍事、生態環境等領域，發揮著越來越重要的作用。遙感是地理信息系統專業的核心課程，而遙感圖像處理是整個遙感系統的重要組成部分，對于“遙感圖像處理”課程的原理以及方法的掌握和學習尤為重要。探討該門課程的教學內容、教學方法和手段，實踐教學等方面的改革，對提高學生的圖像處理水平有非常重要的作用。

1 教學內容改革

學生選課一般都遵循教學大綱的安排，在學習“遙感圖像處理”之前已經修過了“遙感導論”，掌握了遙感的基礎知識，根據多年的教學經驗，結合教學大綱，對于“遙感圖像處理”的課程設置安排如表1所示。

總課時量為40課時，由于已經有了“遙感導論”的基礎，根據學生對遙感知識掌握的實際情況，作者認為實際操作與理論相結合非常重要，不僅鍛煉了學生的圖像處理等動手能力，還能更好地輔助學生加深對原理的理解，因此設置上機課為18課時，占到45%，接近一半。

綜合性實驗放在最后一章，目的是使學生將前面所學知識連成一個體系運用在實踐中。例如本章例子是地表溫度的遙感反演，涉及到從相關網站下載原始影像、影像的合成、影像的鑲嵌、輻射校正、大氣校正、幾何校正、裁剪、圖像混合運算、制圖、出圖、分析、作報告。通過這幾個步驟的逐步處理，學生不僅對相關原理有了更深的理解，還會真正明白為什么要學習遙感，學習圖像處理的目的是什么，在實際生活中到底有什么作用，對人類生活有什么意義，知道了所以然，才會使學生學習更有動力。

2 教學方法和手段的改革

2.1 教學環境

為方便學生操作計算機，教學是在機房進行的，且人手一臺。講解理論課時，由教師機控制所有學生機，學生機屏幕的播放完全同步于教師機，講臺近在咫尺，記筆記快速方便；在學生實踐練習環節，學生可親自動手操作，達到最佳的教學效果，培養獨立解決問題的能力。

2.2 教學軟件

專業的遙感數字圖像處理軟件系統主要有：ERDAS、PCI和ENVI。②ERDAS IMAGINE 遙感圖像處理系統是美國LEICA公司的遙感圖像處理系統，包括面向多種應用領域的產品模塊，以及面向不同層次用戶的模型開發工具；PCI Geomatica遙感圖像處理系統是加拿大PCI公司開發的用于圖像處理、制圖、GIS、雷達數據分析以及資源管理和環境監測的多功能軟件系統；ENVI遙感圖像處理系統是美國ITT公司的一套功能齊全的遙感圖像處理系統，是處理、分析并顯示多光譜數據、高光譜數據和雷達數據的高級工具。這三款軟件的功能都很強大，均可以實現圖像處理工作，它們之間也有很好的接口，各自的標準文件能夠互相轉換，因此使用起來非常方便。教學軟件主要使用目前比較流行的ENVI系統，但是根據已工作的或者讀研的畢業生的回饋信息發現，有的公司或者高校運用ERDAS和PCI還是比較普遍的。因此，為使學生畢業后擺脫軟件的困擾，對ERDAS和PCI軟件也會加以適當介紹，使學生不至于太過陌生。

2.3 教學工具

如今大學生上課基本均是多媒體課件，字跡清晰，圖像生動，還可以動畫顯示，因此如果課件做得漂亮生動，利用好了多媒體的優點，可達到事半功倍的效果，可是有些時候推算公式或者按步驟說明邏輯問題時，就顯示出了它的弊端。遇到此類問題，作者會借助計算機附件中的畫圖板來講解問題，筆，橡皮，顏料，畫圖工具一應俱全，如果能運用自如，對多媒體課件是個很好的補充，非常便捷，教學效果極佳。

2.4 教學方法

遙感中的內容很多是抽象的，特別是涉及到數學公式，學生會覺得枯燥，容易疲勞。如果可以將內容變得生動，以做游戲的方法逐步深入，會達到很好的效果。例如在講解數學形態學中的腐蝕運算時，可以將集合A看做棋盤，結構元素B看做棋子，制定好規則后，讓學生通過下棋的游戲方式來了解腐蝕的概念和原理，因為這個“下棋的規則”即是“腐蝕的概念”；同時，可以將下棋的過程制作成動畫，一步步播放，既生動又易懂，課堂氣氛活躍。如圖1所示。

3 實踐教學改革

3.1 考試方式的設置

考試方式設置如下：平時成績占20%，上機考試占30%，理論考試占50%。平時和上機成績占到50%，其一是因為遙感的大部分理論在“遙感導論”中已經學習并考試，這里沒有必要考重復的內容；其二是“遙感圖像處理”本身是實踐性很強的一門課程，講課過程中實踐環節是重要的一部分，那么實踐考試也應是不可缺少的重要一環。上機考試采用的方式為，將學生兩人為一個單位分組，每組一個題目，留一周的時間完成，上交的成果為最終的結果圖像和紙質報告。這種考試方式靈活，既考查了學生的實踐能力和對原理的理解程度，也鍛煉了他們的團結協作能力。

3.2 角色反轉實踐教學

選課的學生中部分為師范類學生，親自上講臺講課不失為一個很好的鍛煉機會，每學期會選2課時理論內容留給學生授課，將學生分組，授課內容組間自行分配協調，每組10～15分鐘。要求每組學生查閱資料結合書本知識，整理內容，書寫教學教案，推選講解人。該類實踐活動可以激發學生的積極性，在查閱資料、準備教案的過程中主動理解并消化知識，能夠在有限的時間清晰表達完整的內容，達到極好的教學效果。

4 結束語

教學改革是學科發展的需要，實現人才培養的重要手段，③科學合理的教學方式不僅能夠提高教學質量和教學效果，激發教師的教學潛能，而且有利于培養學生的實踐能力和團結協作精神。本文根據作者多年課堂教學和實踐教學的經驗，以及學生的反饋信息，從教學內容、教學方法和手段、實踐教學等方面探討了“遙感圖像處理”課程的教學改革模式，以期對實際教學工作起到借鑒和參考意義。

注釋

① 陳鋒銳，喬家君，閆衛陽，等.“遙感數字圖像處理”教學改革初探.計算機時代，2013（6）：67-68，71.

② 韋玉春，湯國安，楊昕，等.遙感數字圖像處理教程.科學出版社，2007.

③ 競霞，胡榮明，琚存勇.《遙感原理與應用》課程教學模式改革探討.信息系統工程，2013.6.20：157-160.