智慧遙感時代高等學校遙感課程教學改革探討

摘要：隨著信息技術的發展，遙感技術不斷崛起，為人類認識世界提供了更加完善的方法，但目前高校開設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，以期為社會培養更尖端的遙感人才提供教學指導。

關鍵詞：智慧遙感;地理信息科學;教學改革

引言：

遙感是認識地球大數據的一個重要數據源，遙感技術為人類觀測地物、認識世界提供了更加完善的方法，目前這項空間探測技術在國民經濟建設中發揮著極其重要的作用。隨著遙感技術的發展，各行各業開啟智慧遙感的探索，智慧遙感制圖[1]、智慧規劃[2]、大氣污染智慧監測[3]、智慧農業[4]、智慧城市[5，6]、智慧水利建設[7]等新方向伴隨著遙感技術的發展應運而生，體現了遙感在社會發展中起到了不可替代的作用。高等學校作為綜合性的提供教學和研究條件、授權頒發學位的高等教育機構，承擔著為社會培養和輸送專業人才的任務。伴隨著遙感技術的不斷發展和遙感應用需求的不斷提升，社會對遙感專業技術人才的要求也不斷提高，這就意味著高等學校在培養遙感專業技術人才方面要緊跟時代步伐，積極探索教學模式和方法，培養順應時代需求的遙感專業技術人才，為遙感產業健康快速發展開辟一條嶄新的創新之路。

1遙感的發展歷程

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，在美國國家科學院（National Academy Sciences）的資助下，于密歇根大學（University of Michigan）的威羅·蘭（Willow Run）實驗室召開了“環境遙感國際討論會”，此后，在世界范圍內，遙感作為一門新型的獨立學科獲得飛速發展。遙感學科的技術積累和醞釀經歷了幾百年的歷史，其發展進程主要分為以下幾個階段：（1）起源階段，遙感起源于19世紀的空中攝影，當時主要用于空中偵察，而現代遙感是以航空攝影技術為基礎，在20世紀60年代初發展起來的一門新興技術;（2）初步發展階段：1608年至1838年是遙感的初步發展階段，此時開始了無記錄地面遙感，其開始標志是1609年伽利略制作了放大三倍的科學望遠鏡，并首次觀測月球;（3）成功發展階段：1839年至1857年是遙感的成功發展階段，此時已經出現有記錄地面遙感，1849年法國人艾米·勞塞達特制定了攝影;（4）智慧遙感時代：遙感技術手段和基礎投入不斷提升之后，開啟對智慧遙感采集網、遙感三維大數據聚合、遙感智慧應用的探索，并結合深度學習、人工智能等當前先進的技術方法，率先實現了遙感技術在自然資源監測、無人機遙感、農林保險等領域的智能應用。

2智慧遙感時代的特點

大數據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積累超大容量的遙感數據，且以每天幾百 TB 的速度不斷增長。②類型多。遙感數據的來源豐富、獲取手段多樣，除了全球分布的觀測網絡實時接收的大量遙感數據，還有航拍所得的遙感數據，以及民眾用戶通過互聯網和帶有地理信息的手持終端設備提供的個性化信息。③效率高。遙感大數據處理并得到結果的速度越快，效率就越高。遙感大數據本身高效性的體現仍取決于數據處理環節。目前的數據處理速度遠跟不上數據獲取速度，在實際應用如應急救災、實時監測等對數據要求較高的領域，數據處理技術面臨著極大的挑戰。④穩定性差。運用衛星、無人機等獲取遙感數據的過程中，受地物環境、傳感器和大氣環境等因素的干擾，獲取的遙感數據穩定性存在較大差異。特別是受模型近似度影響，遙感數據的穩定性規律難以把握。⑤差異性大。目前收集到的遙感數據有光學衛星遙感數據、模擬航片、數字航片和雷達衛星遙感數據等，不同種類遙感數據的數據格式、組織單元、元數據格式、波段組合、元數據編碼方式各異。⑥價值高。各種遙感數據能反映地物的不同屬性，從中能提取出環境、水文、氣象、森林、農作物產量、城市格局、軍事目標和交通信息等多種信息，這些信息對政府決策、科學研究等具有極高的價值[7]。

智慧遙感時代更加強調遙感數據與軟硬件聚合，集成遙感AI引擎、打通地理信息系統與遙感處理軟件以及遙感飛行器之間的鴻溝，實現采集端遙感大數據、互聯網共享大數據、行業應用大數據之間的聚合，自動進行智能分析，為農田、水利、建筑等各行各業提供專業平臺和解決方案。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據處理軟件的簡單學習、對遙感數據的分析處理階段，更重要的是通過對數據的分析處理，運用集成化技術手段將處理成果進行平臺共享，更好的服務社會。

3高校遙感課程教學中存在的問題

目前高校開設的遙感課程雖然已經涉及理論和實踐兩個方面，但往往相關教學課程的比重更注重基礎理論，缺少遙感課程與遙感技術、計算機技術、數理統計等多門學科交叉融合，即便是實踐教學也只是停留在操作演示階段，學生的實際操作能力得不到較好的提升。其具體主要表現在：

（1）遙感相關課程的屬性設置不合理

目前，很多開設遙感課程的高校基本注重理論教學，將遙感理論課程設置為必修課，將軟件應用操作類課程設置為選修課，學生往往為了完成畢業要求所規定的課程而避重就輕，選擇必修課進行學習，忽略了實踐操作課，這就使學生的實踐操作能力降低，成為走向工作崗位上的一大短板，這部分學生往往還要根據單位項目需求重新進行實踐操作的學習，提高自己的實際操作能力。

（2）遙感類課程教材內容不能及時更新

關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步，一些新技術手段的應用不能及時更新入教材，學生不能掌握遙感行業的一些最新進展和新技術手段，畢業后進入工作崗位往往不能及時融入，這就使高校人才培養和社會需求脫節，造成學生找不到合適工作、用人單位招不到合適人才的惡性循環局面。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設施，將實踐教學環節與理論教學混淆，實踐操作課程上成基礎操作演示課，認為通過作業或者實驗的方式讓學生對數據進行處理就是實踐教學，一方面學生不能更直接的接受課堂教學內容、另一方面不能親歷去感受遙感給學生帶來的樂趣。

（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置為選修課，這就無形中降低了學生對實踐操作課的重視程度，認為選修課都是開卷考試，最終總能通過，抱著這樣的思想進行課程的學習，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，教師很難掌控學生對教學內容的把握。

4遙感課程教學的改革措施

（1）遙感實踐課程設置

理論課程更加注重學生對遙感數字圖像處理基本理論知識的講解，適當開設遙感實踐課程，并作為必修課程開設，同時將無人機數字圖像處理、國產衛星數據處理相關知識和實踐類課程安排到實踐課程中。同時，學生學習了系統的遙感類基礎理論課程后，組織學生到企業進行實踐，加強對理論知識的理解，強化實踐能力。

（2）高校遙感硬件設施配套

隨著信息技術的發展，遙感類實操課程對計算機軟硬件的要求在不斷提高，為了保證教學質量和教學效率，高校應及時配套相應的軟硬件設施，同時，條件允許的情況下購置無人機及無人機數字圖像處理軟件，讓學生接收到社會主流的測繪及遙感領域技術手段。

（3）注重多學科的融合

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

5結論

智慧遙感時代，隨著“智采集”網絡的完善，“智聚合”能力的增強，“智應用”方向的不斷探索，人工智能在遙感數字圖像解譯、地物信息提取等方面不斷加強，規避了傳統遙感處理周期長、判讀準確率低、人工成本高等缺陷和不足，節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，為了順應時代對遙感人的需求，高校基礎類遙感課程必須打破傳統遙感教學的壁壘，打通地理信息系統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，完善硬件配套設施，實現理論與實踐的銜接，為社會輸送精尖人才。

參考文獻：

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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：內蒙古自治區赤峰市，學歷：研究生，職稱：講師，研究方向：地理科學，工作單位：內蒙古科技大學包頭師范學院。E2031AEA-1ADD-498C-BB7C-4B107AE49DBE