智慧遥感时代高等学校遥感课程教学改革探讨

摘要：随着信息技术的发展，遥感技术不断崛起，为人类认识世界提供了更加完善的方法，但目前高校开设的遥感课程仍然面临着许多问题，本文梳理了高校遥感课程开设过程中存在的一些问题，并提出了改革措施，以期为社会培养更尖端的遥感人才提供教学指导。

关键词：智慧遥感;地理信息科学;教学改革

引言：

遥感是认识地球大数据的一个重要数据源，遥感技术为人类观测地物、认识世界提供了更加完善的方法，目前这项空间探测技术在国民经济建设中发挥着极其重要的作用。随着遥感技术的发展，各行各业开启智慧遥感的探索，智慧遥感制图[1]、智慧规划[2]、大气污染智慧监测[3]、智慧农业[4]、智慧城市[5，6]、智慧水利建设[7]等新方向伴随着遥感技术的发展应运而生，体现了遥感在社会发展中起到了不可替代的作用。高等学校作为综合性的提供教学和研究条件、授权颁发学位的高等教育机构，承担着为社会培养和输送专业人才的任务。伴随着遥感技术的不断发展和遥感应用需求的不断提升，社会对遥感专业技术人才的要求也不断提高，这就意味着高等学校在培养遥感专业技术人才方面要紧跟时代步伐，积极探索教学模式和方法，培养顺应时代需求的遥感专业技术人才，为遥感产业健康快速发展开辟一条崭新的创新之路。

1遥感的发展历程

1960年，美国海军研究局艾弗林·普鲁伊特（Evelyn. L. Pruit）最早使用“遥感（Remote Sensing）”一词，1961年，在美国国家科学院（National Academy Sciences）的资助下，于密歇根大学（University of Michigan）的威罗·兰（Willow Run）实验室召开了“环境遥感国际讨论会”，此后，在世界范围内，遥感作为一门新型的独立学科获得飞速发展。遥感学科的技术积累和酝酿经历了几百年的历史，其发展进程主要分为以下几个阶段：（1）起源阶段，遥感起源于19世纪的空中摄影，当时主要用于空中侦察，而现代遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术;（2）初步发展阶段：1608年至1838年是遥感的初步发展阶段，此时开始了无记录地面遥感，其开始标志是1609年伽利略制作了放大三倍的科学望远镜，并首次观测月球;（3）成功发展阶段：1839年至1857年是遥感的成功发展阶段，此时已经出现有记录地面遥感，1849年法国人艾米·劳塞达特制定了摄影;（4）智慧遥感时代：遥感技术手段和基础投入不断提升之后，开启对智慧遥感采集网、遥感三维大数据聚合、遥感智慧应用的探索，并结合深度学习、人工智能等当前先进的技术方法，率先实现了遥感技术在自然资源监测、无人机遥感、农林保险等领域的智能应用。

2智慧遥感时代的特点

大数据遥感时代的主要特点有：①容量大。全球各个系列的航空航天平台已经积累超大容量的遥感数据，且以每天几百 TB 的速度不断增长。②类型多。遥感数据的来源丰富、获取手段多样，除了全球分布的观测网络实时接收的大量遥感数据，还有航拍所得的遥感数据，以及民众用户通过互联网和带有地理信息的手持终端设备提供的个性化信息。③效率高。遥感大数据处理并得到结果的速度越快，效率就越高。遥感大数据本身高效性的体现仍取决于数据处理环节。目前的数据处理速度远跟不上数据获取速度，在实际应用如应急救灾、实时监测等对数据要求较高的领域，数据处理技术面临着极大的挑战。④稳定性差。运用卫星、无人机等获取遥感数据的过程中，受地物环境、传感器和大气环境等因素的干扰，获取的遥感数据稳定性存在较大差异。特别是受模型近似度影响，遥感数据的稳定性规律难以把握。⑤差异性大。目前收集到的遥感数据有光学卫星遥感数据、模拟航片、数字航片和雷达卫星遥感数据等，不同种类遥感数据的数据格式、组织单元、元数据格式、波段组合、元数据编码方式各异。⑥价值高。各种遥感数据能反映地物的不同属性，从中能提取出环境、水文、气象、森林、农作物产量、城市格局、军事目标和交通信息等多种信息，这些信息对政府决策、科学研究等具有极高的价值[7]。

智慧遥感时代更加强调遥感数据与软硬件聚合，集成遥感AI引擎、打通地理信息系统与遥感处理软件以及遥感飞行器之间的鸿沟，实现采集端遥感大数据、互联网共享大数据、行业应用大数据之间的聚合，自动进行智能分析，为农田、水利、建筑等各行各业提供专业平台和解决方案。这就对新时代遥感人才提出了新的要求，不仅仅只停留在对遥感数据处理软件的简单学习、对遥感数据的分析处理阶段，更重要的是通过对数据的分析处理，运用集成化技术手段将处理成果进行平台共享，更好的服务社会。

3高校遥感课程教学中存在的问题

目前高校开设的遥感课程虽然已经涉及理论和实践两个方面，但往往相关教学课程的比重更注重基础理论，缺少遥感课程与遥感技术、计算机技术、数理统计等多门学科交叉融合，即便是实践教学也只是停留在操作演示阶段，学生的实际操作能力得不到较好的提升。其具体主要表现在：

（1）遥感相关课程的属性设置不合理

目前，很多开设遥感课程的高校基本注重理论教学，将遥感理论课程设置为必修课，将软件应用操作类课程设置为选修课，学生往往为了完成毕业要求所规定的课程而避重就轻，选择必修课进行学习，忽略了实践操作课，这就使学生的实践操作能力降低，成为走向工作岗位上的一大短板，这部分学生往往还要根据单位项目需求重新进行实践操作的学习，提高自己的实际操作能力。

（2）遥感类课程教材内容不能及时更新

关于遥感类课程的理论与实践教材较多，但大部分的教材老旧，尤其是随着社会的进步，一些新技术手段的应用不能及时更新入教材，学生不能掌握遥感行业的一些最新进展和新技术手段，毕业后进入工作岗位往往不能及时融入，这就使高校人才培养和社会需求脱节，造成学生找不到合适工作、用人单位招不到合适人才的惡性循环局面。E2031AEA-1ADD-498C-BB7C-4B107AE49DBE

（3）课程讲授重理论轻实践

目前大部分高校缺乏硬件的支撑，缺少航空摄影测量仿真模拟实验室等一些基础设施，将实践教学环节与理论教学混淆，实践操作课程上成基础操作演示课，认为通过作业或者实验的方式让学生对数据进行处理就是实践教学，一方面学生不能更直接的接受课堂教学内容、另一方面不能亲历去感受遥感给学生带来的乐趣。

（4）课程考核方式单一

目前，大部分高校遥感类课程的实践操作课设置为选修课，这就无形中降低了学生对实践操作课的重视程度，认为选修课都是开卷考试，最终总能通过，抱着这样的思想进行课程的学习，其效果显而易见。另外，一般情况下实践操作类课程的考核方式是开卷形式的实验考核，教师很难掌控学生对教学内容的把握。

4遥感课程教学的改革措施

（1）遥感实践课程设置

理论课程更加注重学生对遥感数字图像处理基本理论知识的讲解，适当开设遥感实践课程，并作为必修课程开设，同时将无人机数字图像处理、国产卫星数据处理相关知识和实践类课程安排到实践课程中。同时，学生学习了系统的遥感类基础理论课程后，组织学生到企业进行实践，加强对理论知识的理解，强化实践能力。

（2）高校遥感硬件设施配套

随着信息技术的发展，遥感类实操课程对计算机软硬件的要求在不断提高，为了保证教学质量和教学效率，高校应及时配套相应的软硬件设施，同时，条件允许的情况下购置无人机及无人机数字图像处理软件，让学生接收到社会主流的测绘及遥感领域技术手段。

（3）注重多学科的融合

遥感类课程具有多学科融合的特点，要想让学生更加全面的掌握遥感课程，首先遥感相关理论课程是基础，其次，地理信息系统概论、遥感概论、地图学等也会为后期遥感类课程实践提供理论支撑，所以这些基础课程必须作为遥感实践类课程的先行课程进行开设。

5结论

智慧遥感时代，随着“智采集”网络的完善，“智聚合”能力的增强，“智应用”方向的不断探索，人工智能在遥感数字图像解译、地物信息提取等方面不断加强，规避了传统遥感处理周期长、判读准确率低、人工成本高等缺陷和不足，节省时间成本的同时又大大降低了人工成本，这就对新一代遥感人提出了新的要求和挑战，为了顺应时代对遥感人的需求，高校基础类遥感课程必须打破传统遥感教学的壁垒，打通地理信息系统与遥感处理软件乃至遥感飞行器之间的鸿沟，增加实践课程的比重，完善硬件配套设施，实现理论与实践的衔接，为社会输送精尖人才。

参考文献：

[1]刘涵，宫鹏.21世纪逐日无缝数据立方体构建方法及逐年逐季节土地覆盖和土地利用动态制图—中国智慧遥感制图iMap（China）1.0[J].遥感学报，2021，25（1）：126-147.

[2]黎海波，陈明辉，陈通利，等.基于“遥感、大数据、互联网+城乡规划”的“智慧规划”创新模式的探索[J].地理信息世界，2016，23（6）：52-56.

[3]付琴，李灵.基于卫星遥感的大气复合污染智慧监测方案[J].节能环保，2021，11（07）：3-4.

[4]胡书恺，郭鹏.基于遥感技术创新的智慧农业保险——以兵团第七师为例[J].农业灾害研究，2021，11（4）：176-179.

[5]崔巍然.基于遥感技术的智慧城市基础数据研究[J].智慧城市，2020（07）：21-22.

[6]倪莉.摄影测量与遥感在智能建筑与智慧城市中的运用探讨[J].大众标准化，2020（22）：195-196.

[7]王隽雄，李阳，王宇菲.推进智慧水利建设急需解决的遥感数据处理问题研究[J].中国水土保持，2021（11）：65-68.

[8]袁媛，李文梅，陈一祥，等.面向创新人才培养的“遥感图像处理”课程教学改革初探[J].教育现代化，2019（53）

作者简介：

姓名：解云虎，出生年月日：1987.10.11，性别：男，民族：汉族，籍贯：内蒙古自治区赤峰市，学历：研究生，职称：讲师，研究方向：地理科学，工作单位：内蒙古科技大学包頭师范学院。E2031AEA-1ADD-498C-BB7C-4B107AE49DBE