“遥感图像处理与应用”课程中学生的实践能力培养探讨

罗小波　甘毅

摘 要 随着信息化技术的日益发展，遥感类专业作为一门依托高新技术的学科也越来越受到国内外高校的重视，本文结合学科特色以及重庆邮电大学空间信息与数字技术专业实际情况，从遥感图像处理课程中学生实践动手能力锻炼存在的问题及不足出发，提出邮电类高校“遥感图像处理与应用”课程学生实践能力培养的建议，根据建议来进一步提高相关高校相关专业学生的图像处理能力和应用遥感图像分析及解决实际地理问题的能力。

关键词 邮电类高校 遥感图像处理与应用 实践能力

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.052

Discussion on the Cultivation of Students' Practical Ability in the

Course of “Remote Sensing Image Processing and Application”

LUO Xiaobo， GAN Yi

（College of Computer Science and Technology， Chongqing University of Posts and

Telecommunications， Chongqing 400065）

Abstract With the increasing development of information technology， remote sensing specialty as a high-tech discipline also relies on more and more domestic and foreign universities， combining with the subject characteristics and the Chongqing University of Posts and Telecommunications of spatial information and digital technology actual situation， starting from the existing remote sensing image processing of students' practical ability training of the problems and deficiencies， and put forward the "remote sensing image processing and application" course of training students' practical ability according to the recommendations， suggestions to further improve the relevant university students image processing ability and ability to analyze and solve the actual problems of the remote sensing image by geography.

Keywords post and telecommunications universities； remote sensing image processing and application； practical ability

0 引言

当前，遥感技术正在走向全面应用阶段。遥感作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，为人类更好的观测和认识地球系统提供了新途径，在国外以及我国的许多政府部门、科研单位和公司得到了广泛的应用。但需要注意的是，我国遥感应用水平还不高，根本原因是基础研究薄弱，缺乏多学科人才共同努力。目前我国多所邮电类高校在基于大数据和数据挖掘的背景之下开设了空间方向的相关专业，而“遥感图像处理与应用”课程作为学生提高遥感方面的自身应用能力和实际操作能力首选课程，须注意结合学校和专业特色，进行一系列的实践能力培养探讨。

1 我校遥感图像处理与应用课程基本情况及存在的问题

遥感图像处理与应用作为空间信息、遥感、测绘等相关专业的一门专业基础课，具有应用性强、综合性强、针对性强等特点，通过该门课程的学习能够使学生较为系统地获得遥感图像处理方面的基本知识和基本理论。同时，遥感图像处理与应用也是一门实践性很强的学科，实验教学在整个课程教学中是一个相当重要的环节。我校“遥感图像处理与应用”课程总学时为48学时/3分，其中理论学时为32学时，实验学时为16学时，实验学时与理论学时课时比达到1：3。北京大学遥感概论课程实验总学时为60学时，实验与理论课时比为1：3；云南师范大学遥感课程总课时100学时，实验与理论课时比为1：2.3；广州大学遥感概论课程总课时54课时，实验与理论课时比为1：3，相较于以上学校，我校实验学时所占比达到平均水平，基本能满足课程对于感性认识的要求，能够较好地培养学生对于本课程的感性认识，提高学生的实际动手能力以及培养学生的创新思维。

重庆邮电大学从开设空间信息与数字技术专业之初就将其列为专业基础课程，通过几年的教学，笔者基于邮电类高校的特殊办学背景发现该课程的教学过程中存在以下三方面的問题：

1.1 学生开发编程能力较为薄弱

虽然在计算机学院里开设的空间信息与数字技术专业，并实行计算机大类培养的模式，学生具有较好的计算机专业背景。但实际上，等到学生选择专业进入到专业课程的学习后，发现学生真正的开发编程能力，特别是结合遥感数据处理等的开发能力较为薄弱。这给GIS空间数据处理、遥感图像处理等方面的深入理解与实施带来了较大限制。endprint

1.2 实验课学时还需提高，实验教学方式较为单一

虽然目前我校实验课时和课程课时之比达到1：3的标准，但是单从遥感图像处理与应用这门课程来考虑，笔者认为16学时还是不够，1：3的课时比说明一节实验课的时间需要完成三节理论课内容的验证及拓展，这对于应用拓展大于理论研究的遥感图像处理与应用课程来讲仍然有些欠缺。实验教学中，老师多数是提前演示，然后就相关的内容提出某些具体的指标让学生着手去验证。由于实验课程课堂时间的限制，这使得即便理论课程配套了相关实验课程，学生仍然不能完全理解和掌握相关的知识点，课程学习效果不佳。

1.3 学生参与实践动手锻炼的形式有限

以往老师总是鼓励学生参与实际的科研项目，学生接受老师的建议后通常也充满了浓厚的兴趣，但是由于本科生和研究生的培养方式和培养目标不一样，本科生很难做到像研究生那样全身心地投入到项目中去，这其中包括对环境的融入、研究工具和方法的适应以及工作量的分配等，以上这些问题造成了“鼓励学生参与实际科研项目”不能取得实质的成效，进而在项目中无法发现科研的乐趣和价值，使得学生无法深入地了解和理解课程的相关知识。

2 多途径提高学生遥感图像实践动手能力

2.1 与公司合作开展专业认知实习

开设本专业的专业认知实习，选择寒假或者暑假的一个时间段，将学生集中起来进行全面的专业技能实习。例如笔者所在的重庆邮电大学，暑假开设专业认知实习，参与的学生为准大三的学生。为了使学生对专业，特别是对遥感图像有一定的感性认识与兴趣，开展暑假专业认知实习。通过与外面专业公司合作，要求学生参加遥感图像目视解译的公司实际项目，将学生分组分区域的对遥感图像进行目视解译、分类标注后，以幅为单位提交。认知实习能够将后面的课堂教学中相关内容有机结合起来，使得学生提前熟悉遥感数据处理的基本技能，以此锻炼学生的实际操作能力。

2.2 利用IDL语言完成遥感图像主要课后作业

针对目前选择空间信息与数字技术专业的学生的开发能力较为薄弱的情况，在课后的作业大多基于IDL语言实现，包括遥感图像打开、显示、辐射定标、表观发射率、控制点自动提取、噪声去除、直方图增强、监督分类、费监督分类等算法与模型的理解与程序实现。选择这样的课后作业方式，有如下好处：一是可以提高学生的开发编程能力，二是可以加深学生对遥感课程中一些关键算法、模型等的理解。

2.3 大力提高实验课时所占比例，灵活采用多种实验教学方式

在现有实验教学占总课程学时1：3的基础之上，将所占比例提高至1：2，尽量让学生更多地参与到实验课程之中，部分理论教学内容可以“搬迁”至实验教学中，使得学生在感性认识的基础之上更好地产生理性认识。依托实验课程中已有的验证性实验和综合性实验，使学生根据自己的兴趣和侧重点就某个特殊的问题进行较为深入的实验设计，其中的内容包括提前查阅相关文献，确定本次实验的具体内容和目标，设计实验方案，制定实施步骤，得出实验结果并撰写实验报告。这种创新性的实验方式，学生可以单独完成也可以组队参加，它为学生留出了足够的自主空间，能够极大地调动学生的积极性，促使他们灵活运用所学的知识去解决实际问题。

2.4 依托现有资源积极安排学生参与实际科研项目

由积极鼓励学生参与实际科研项目转变为积极安排学生参与实际科研项目，主动地让学生去接触相关实际应用。例如笔者所申请的重庆市水土保持目视解译、城市热岛遥感监测与动态模拟等已结题的项目，可以将项目内容拆分成很多小块分给自由组队的学生参与，以此主动地将学生引入到科研项目中，帮助学生克服一系列主客观的困难。此外，笔者所在的重庆邮电大学，通过项目申请购买的DT-18中型长航时无人机、eBee小型工业级无人机上面搭载的多光谱（5-Bands）摄像机，组织学生对某一特定地区进行遥感影像的图像采样收集，将预处理完成的图像存入遥感图像与处理课程教学数据库中，在后期的实验环节中根据数据库中保存的图像进行相关的验证性或者综合性实验，以此提高学生的感性认识和理性认识。

2.5 积极鼓励与组织学生参加全国GIS/RS大赛

目前我国举办的GIS/RS大赛主要有MapGIS二次开发与数据处理大赛、SuperMap杯全国高校GIS/RS大赛、ESRI杯GIS软件开发与数据处理大赛等。通过参加相关专业大赛，既能锻炼学生利用GIS/RS软件平台建模解决实际问题的能力、二次开发能力，又能培养学生的团队合作精神。同时，还可以得到举办GIS竞赛的组织与公司的各种相关资料与培训。通过参与这些竞赛，以及取得的成绩，进一步激发了学生对专业学习、对遥感课程的兴趣，以及在空间信息领域进一步发展的自信。

3 结语

通过分析遥感图像处理与应用课程实验和实践环节所面临的问题，结合笔者在重庆邮电大学多年的教学经验，提出了与公司合作开展专业认知实习、利用IDL语言完成遥感图像主要课后作业、继续提高实验课时所占比例、灵活采用多种教学方式和积极安排学生参与实际科研项目等方面的课程改革措施。采用这些措施，学生对于遥感图像的实际动手处理能力明显提高，在课上或课余时间参与实际的科研项目能够提高学生自我解决问题的能力；最后由于思维方式的转变，通过主动引导学生参与到科研项目中，能够更深层次地激发学生主动思考的意识，使得学生的综合能力和应用水平有明显的提高。

本文受重庆市高等教育教学改革研究项目（142003）资助

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