“遥感图像处理”教学改革探讨

于红博+张巧凤

摘 要 遥感图像处理不仅是遥感系统的重要一环，而且在遥感技术应用中占有非常重要的地位。以提高“遥感图像处理”课程的教学质量为目的，从优化教学内容、丰富教学方法和手段、加强实践教学等方面进行了探讨，以期对实际教学工作起到借鉴和参考意义。

关键词 遥感图像处理 教学改革 教学方法

中图分类号：G424 文献标识码：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

随着对地观测技术的迅速发展，①遥感技术已经渗透到社会生活的各个方面，广泛应用于农业、林业、海洋、气象、医学、军事、生态环境等领域，发挥着越来越重要的作用。遥感是地理信息系统专业的核心课程，而遥感图像处理是整个遥感系统的重要组成部分，对于“遥感图像处理”课程的原理以及方法的掌握和学习尤为重要。探讨该门课程的教学内容、教学方法和手段，实践教学等方面的改革，对提高学生的图像处理水平有非常重要的作用。

1 教学内容改革

学生选课一般都遵循教学大纲的安排，在学习“遥感图像处理”之前已经修过了“遥感导论”，掌握了遥感的基础知识，根据多年的教学经验，结合教学大纲，对于“遥感图像处理”的课程设置安排如表1所示。

总课时量为40课时，由于已经有了“遥感导论”的基础，根据学生对遥感知识掌握的实际情况，作者认为实际操作与理论相结合非常重要，不仅锻炼了学生的图像处理等动手能力，还能更好地辅助学生加深对原理的理解，因此设置上机课为18课时，占到45%，接近一半。

综合性实验放在最后一章，目的是使学生将前面所学知识连成一个体系运用在实践中。例如本章例子是地表温度的遥感反演，涉及到从相关网站下载原始影像、影像的合成、影像的镶嵌、辐射校正、大气校正、几何校正、裁剪、图像混合运算、制图、出图、分析、作报告。通过这几个步骤的逐步处理，学生不仅对相关原理有了更深的理解，还会真正明白为什么要学习遥感，学习图像处理的目的是什么，在實际生活中到底有什么作用，对人类生活有什么意义，知道了所以然，才会使学生学习更有动力。

2 教学方法和手段的改革

2.1 教学环境

为方便学生操作计算机，教学是在机房进行的，且人手一台。讲解理论课时，由教师机控制所有学生机，学生机屏幕的播放完全同步于教师机，讲台近在咫尺，记笔记快速方便；在学生实践练习环节，学生可亲自动手操作，达到最佳的教学效果，培养独立解决问题的能力。

2.2 教学软件

专业的遥感数字图像处理软件系统主要有：ERDAS、PCI和ENVI。②ERDAS IMAGINE 遥感图像处理系统是美国LEICA公司的遥感图像处理系统，包括面向多种应用领域的产品模块，以及面向不同层次用户的模型开发工具；PCI Geomatica遥感图像处理系统是加拿大PCI公司开发的用于图像处理、制图、GIS、雷达数据分析以及资源管理和环境监测的多功能软件系统；ENVI遥感图像处理系统是美国ITT公司的一套功能齐全的遥感图像处理系统，是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。这三款软件的功能都很强大，均可以实现图像处理工作，它们之间也有很好的接口，各自的标准文件能够互相转换，因此使用起来非常方便。教学软件主要使用目前比较流行的ENVI系统，但是根据已工作的或者读研的毕业生的回馈信息发现，有的公司或者高校运用ERDAS和PCI还是比较普遍的。因此，为使学生毕业后摆脱软件的困扰，对ERDAS和PCI软件也会加以适当介绍，使学生不至于太过陌生。

2.3 教学工具

如今大学生上课基本均是多媒体课件，字迹清晰，图像生动，还可以动画显示，因此如果课件做得漂亮生动，利用好了多媒体的优点，可达到事半功倍的效果，可是有些时候推算公式或者按步骤说明逻辑问题时，就显示出了它的弊端。遇到此类问题，作者会借助计算机附件中的画图板来讲解问题，笔，橡皮，颜料，画图工具一应俱全，如果能运用自如，对多媒体课件是个很好的补充，非常便捷，教学效果极佳。

2.4 教学方法

遥感中的内容很多是抽象的，特别是涉及到数学公式，学生会觉得枯燥，容易疲劳。如果可以将内容变得生动，以做游戏的方法逐步深入，会达到很好的效果。例如在讲解数学形态学中的腐蚀运算时，可以将集合A看做棋盘，结构元素B看做棋子，制定好规则后，让学生通过下棋的游戏方式来了解腐蚀的概念和原理，因为这个“下棋的规则”即是“腐蚀的概念”；同时，可以将下棋的过程制作成动画，一步步播放，既生动又易懂，课堂气氛活跃。如图1所示。

3 实践教学改革

3.1 考试方式的设置

考试方式设置如下：平时成绩占20%，上机考试占30%，理论考试占50%。平时和上机成绩占到50%，其一是因为遥感的大部分理论在“遥感导论”中已经学习并考试，这里没有必要考重复的内容；其二是“遥感图像处理”本身是实践性很强的一门课程，讲课过程中实践环节是重要的一部分，那么实践考试也应是不可缺少的重要一环。上机考试采用的方式为，将学生两人为一个单位分组，每组一个题目，留一周的时间完成，上交的成果为最终的结果图像和纸质报告。这种考试方式灵活，既考查了学生的实践能力和对原理的理解程度，也锻炼了他们的团结协作能力。

3.2 角色反转实践教学

选课的学生中部分为师范类学生，亲自上讲台讲课不失为一个很好的锻炼机会，每学期会选2课时理论内容留给学生授课，将学生分组，授课内容组间自行分配协调，每组10～15分钟。要求每组学生查阅资料结合书本知识，整理内容，书写教学教案，推选讲解人。该类实践活动可以激发学生的积极性，在查阅资料、准备教案的过程中主动理解并消化知识，能够在有限的时间清晰表达完整的内容，达到极好的教学效果。

4 结束语

教学改革是学科发展的需要，实现人才培养的重要手段，③科学合理的教学方式不仅能够提高教学质量和教学效果，激发教师的教学潜能，而且有利于培养学生的实践能力和团结协作精神。本文根据作者多年课堂教学和实践教学的经验，以及学生的反馈信息，从教学内容、教学方法和手段、实践教学等方面探讨了“遥感图像处理”课程的教学改革模式，以期对实际教学工作起到借鉴和参考意义。

注释

① 陈锋锐，乔家君，闫卫阳，等.“遥感数字图像处理”教学改革初探.计算机时代，2013（6）：67-68，71.

② 韦玉春，汤国安，杨昕，等.遥感数字图像处理教程.科学出版社，2007.

③ 竞霞，胡荣明，琚存勇.《遥感原理与应用》课程教学模式改革探讨.信息系统工程，2013.6.20：157-160.