“遙感軟件操作綜合實習”課程的實習教材建設探討

摘 要 本文依據遙感科學與技術專業獨立性實踐課程“遙感軟件操作綜合實習”的教學目的、教學內容和課程特點，論證了開展該課程實習教材建設的必要性和重要性。文中提出了“遙感軟件操作綜合實習”教材建設的指導思想，在此基礎上詳細闡述了該課程教材建設的具體內容。

關鍵詞 遙感專業 遙感軟件操作綜合實習 實習教材

中圖分類號：G424文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.047

Study on the Practice Guidebook Construction of the Comprehensive

Practice of Using Remote Sensing Software Course

XU Yongming

（School of Geography and Remote Sensing， Nanjing University of

Information Science & Technology， Nanjing， Jiangsu 210044）

Abstract Based on the teaching objective， content and characteristic of the Comprehensive Practice of Using Remote Sensing Software Course of the remote sensing science and technology specialty， the importance of the practice guidebook was analyzed and illustrated. The guiding ideology of building the practice guidebook for the Comprehensive Practice of Using Remote Sensing Software Course was presented and the content of the guidebook construction was introduced in detail.

Key words remote sensing specialty; comprehensive practice of using remote sensing software course; practice guidebook

0 引言

作為一個新興的專業，遙感科學與技術專業近些年來發展迅速，但是在課程與教材建設過程中也遇到了很多的問題和挑戰。①②③遙感科學與技術專業是一個理論和實踐能力并重的專業，既要求學生掌握遙感及相關學科的基本理論知識，也要求學生能夠靈活運用專業軟件和編程語言完成基本的遙感圖像處理和信息提取任務。因此南京信息工程大學（以下簡稱“我校”）遙感科學與技術專業除了“遙感原理”、“遙感數字圖像處理”、“定量遙感”等基礎理論課程之外，還開設了“遙感軟件操作綜合實習”等強調實踐動手能力的課程，培養學生應用專業軟件解決遙感實際問題的能力。“遙感軟件操作綜合實習”是遙感科學與技術專業的核心實踐類課程之一，其實習學時達到了32學時，對遙感專業學生實踐能力的培養具有重要意義。然而，由于遙感科學與技術專業起步相對較晚，在課程建設和教材建設方面還存在很多不足，有許多的專業性課程尤其是實踐性課程缺乏專門的配套教材。就“遙感軟件操作綜合實習”課程而言，目前國內還沒有與這門課程相配套的實習教材。市面上現有的相關書籍都是針對ENVI、ERDAS等遙感專業軟件各項功能的具體說明，而缺乏對遙感具體應用方面的案例，針對性不強。缺乏合適的實習教材是制約“遙感軟件操作綜合實習”課程教學的重要障礙，在一定程度上影響了遙感專業學生動手實踐能力的培養。教材是體現教學內容和教學方法的知識載體，是高校培養高質量優秀人才的基本保證。④⑤⑥因此開展這方面的實習教材建設工作成為當前一項非常緊迫的任務，對于提升課堂教學效果，促進學生對遙感專業軟件的理解和掌握具有重要意義。本文基于我校遙感科學與技術專業“遙感軟件操作綜合實習”課程的多年教學經驗，對該課程的實習教材建設進行了探討。

1 遙感軟件操作綜合實習課程概況

“遙感軟件操作綜合實習”是一門32個學時的獨立實踐性課程，安排在遙感科學與技術專業的三年級上學期。該課程沒有理論學時，所有學時均為上機實習學時。課程的教學目標是使遙感專業學生通過上機實習和操作，理解遙感數字圖像處理的基本概念，掌握一個主流遙感圖像處理軟件系統（如ENVI）的主要功能和操作技能，并能夠結合具體實例掌握遙感軟件綜合應用的思路、方法和步驟，培養學生利用遙感專業軟件解決遙感具體問題的綜合能力。

2 遙感軟件操作綜合實習教材建設思想

根據遙感軟件操作綜合實習課程的教學目標和課程特點，其實習教材建設重要圍繞以下幾個原則：

（1）系統性。實習教材結構嚴謹，層次分明，遵循由淺入深的原則，各部分有機聯系，以“基礎→綜合”為主線幫助學生對ENVI遙感軟件基礎操作及其遙感應用的掌握。

（2）簡明性。在基礎操作部分側重介紹ENVI軟件最常用的功能，精心挑選最基本、最重要的操作進行講解，做到知識容量適度，內容緊湊，易于ENVI初學者快速入門。

（3）綜合性。除了ENVI基礎操作之外，還包含若干遙感應用實例，這些應用實例將多個遙感軟件基礎操作有機組合在一起，通過這些綜合性的具體應用將ENVI遙感軟件的基礎操作串聯起來，提高學生的實踐水平和綜合解決問題能力。

（4）多樣性。實習教材的建設尤其要注重多樣性，除了紙質的實習指導書之外，還包括電子教案、遙感數據集、代碼庫以及示例成果圖件等教學資源，形成一個立體化的實習教材體系。

3 遙感軟件操作綜合實習教材建設內容

遙感軟件操作綜合實習的教材內容主要可以分為兩個部分：專題操作實習和綜合操作實習。

第一部分專題操作實習主要是遙感軟件ENVI的專題操作實習，使學生通過這部分內容的學習能夠掌握ENVI軟件的主要功能。這一部分包含8次專題實習：專題1“ENVI入門” 介紹ENVI的工作界面及基本操作;專題2“遙感數據格式”介紹如何用遙感軟件讀取常見的遙感圖像數據格式，如FAST-B格式、GeoTif格式等;專題3“遙感圖像預處理”介紹遙感圖像幾何配準方法、空間裁切操作、矢量數據的疊加及掩膜運算等預處理內容;專題4“遙感圖像增強與多光譜變換”介紹遙感圖像增強處理、NDVI計算及多光譜變換等;專題5“遙感圖像融合”介紹IHS融合、Brovery融合和Gram-schmit融合操作;專題6“波段運算”介紹ENVI的波段運算功能;專題7“遙感圖像分類”介紹常用的遙感圖像分類方法如最大似然法、ISODATA方法及決策樹分類等;專題8“遙感制圖”介紹遙感影像地圖及專題圖的制作及輸出。這8次專題實習涵蓋了遙感軟件預處理、圖像增強、信息提取和成果輸出等主要操作內容，為后面的綜合實習奠定了基礎。

第二部分綜合操作實習主要介紹了ENVI在遙感中的應用實例，通過這部分的學習讓學生具備運用ENVI專業軟件解決具體遙感問題的能力。這一部分包括3個具體的專題實例：專題1“植被覆蓋度動態變化遙感監測”，主要內容是利用多時相遙感數據估算各個不同時相的植被覆蓋度，并通過變化檢測分析植被覆蓋度的時空變化特征;專題2“城市土地覆蓋遙感監測”，主要內容是利用資源遙感衛星數據進行城市及周邊地區的土地覆蓋分類制圖;專題3“城市熱島效應遙感監測”，主要內容是利用熱紅外遙感數據反演城市地表溫度，并在此基礎上分析城市熱島效應及其與地表特征參數之間的關系。每個綜合實習的專題實例都包含了遙感數據格式及讀寫、遙感數據預處理、遙感數據增強、信息提取和統計制圖等方面的內容，能夠促進學生對于ENVI遙感軟件操作的綜合理解和綜合解決具體問題的能力。

本門課程的教材除了包含主教材即實習指導書之外，包括電子教案、構建了遙感數據集數據庫、代碼庫和遙感示例成果圖件等教學資源，構成了一個多樣化的實習教材體系。電子教案依據實習教材的內容編寫，根據具體的課時情況對實習教材內容進行取舍，體現遙感軟件操作綜合實習課程的教學思路與知識點。遙感實例數據集與主教材各個專題實習相對應，包括各個專題實習中用到的所有遙感數據供學生上機實習使用。代碼庫包含綜合操作實習中所需要的IDL代碼文件，便于學生使用。遙感示例成果圖件主要是各個綜合操作實習的成果圖件，作為學生完成綜合實習內容時的參考。

4 結語

通過幾年的教學實踐和探索，在“遙感軟件操作綜合實習”課程的實習教材建設方面取得了一定的成績，教材的體系結構、內容和配套資源逐步完善。在該課程的實習教學過程中發揮了重要作用，顯著提高了教學效率，有助于學生快速、系統的理解和掌握ENVI遙感軟件及其在遙感中的具體應用，取得了很好的教學效果。

基金項目：南京信息工程大學教學改革研究課題“遙感軟件操作綜合實習指導書建設”、 江蘇省地理科學重點專業類資助

注釋

① 趙巧華，陳健.遙感科學與技術專業建設中的幾個關鍵問題[J].地理空間信息，2010.8（5）：154-156.

② 韓瑞梅，馬超，成曉倩等.遙感科學與技術專業創新型人才培養模式[J].地理空間信息，2013.11（3）：171-172.

③ 徐永明.遙感實習課程獨立設課的教學實踐與思考[J].地理空間信息，2011.9（6）：146-147.

④ 周琦，肖瑛.高校教材建設的目標與原則[J].中國大學教學，2004（12）：50-52.

⑤ 時向東.對建立我國高校教材更新機制的思考與建議[J].中國大學教學，2003（6）：37.

⑥ 沈婕，湯國安，楊紅等.我國地理信息系統專業教材建設應用與發展[J].地球信息科學， 2007.9（4）：94-99.