深度融合地方元素的遙感實踐課程建設探討

摘 要：實踐課程建設是教育改革的重要任務之一，遙感作為技術性強、應用廣泛的學科，實踐課程建設成為教學中的重難點問題。本文在分析遙感實踐課程建設緊迫性和現狀的基礎上，以貴州省地方高校遙感實踐課程為例，從歷史文化遺產、生態環境保護、社會經濟發展和風景名勝區監測等方面，探討遙感課程中融入地方元素的必要性與方法，分析了如何通過遙感技術服務地方發展，提升遙感課程的實踐性和針對性。通過建立融合地方元素的教學案例，本文探討了遙感實踐課程實施的有效策略。

關鍵詞：遙感；實踐課程；地方元素

遙感技術已廣泛應用于環境保護、農業生產、災害監測等領域，成為生態保護的重要工具。在遙感教育方面，培養高素質應用型人才是當前的挑戰。隨著技術進步，遙感課程內容和教學方式需不斷創新以適應行業需求［1］。

遙感課程的教學不僅要關注技術本身，還應融入地方元素。貴州豐富的歷史文化、獨特的生態環境和日益發展的社會經濟，為遙感課程教學提供了獨特的切入點［23］。將貴州的地方元素融入遙感課程，能幫助學生理解遙感技術的實際應用，并激發他們對地方發展的關注。融入地方元素的教學模式不僅培養學生的實踐能力，還能增強他們的創新意識和責任感，同時為地方資源管理、環境保護和城市發展提供技術支持。

本文從貴州的歷史文化、生態環境、社會經濟和風景名勝等四個方面，探討如何將地方元素融入遙感課程的教學中，以期為遙感教育的創新與地方經濟社會發展提供新的思路。

1 遙感實踐課程建設的緊迫性

隨著技術進步和需求增加，遙感行業對應用型人才需求快速增長。然而，許多高校遙感教學偏重理論，缺乏實踐，導致學生操作能力不足，難以滿足行業需求。遙感技術要求從業人員具備扎實的理論基礎和實踐能力，因此，教育體系應加強實踐課程［1］。國家對遙感技術在資源監測、智慧城市和生態保護等領域的需求增加，高校應培養能夠滿足這些需求的應用型人才，但現有教學體系與行業需求仍有差距，亟須加強實踐課程。

近年來貴州大數據產業發展迅速，遙感技術在農業、資源管理和環境保護中廣泛應用［4］。當地高校應結合地方特點，設計定向實踐課程，提升學生操作能力，滿足行業對高素質人才的需求。

2 遙感實踐課程的地方元素

2.1 遙感實踐課程現狀

遙感技術的廣泛應用推動了遙感教育需求的增加，高校作為遙感人才培養的主陣地，已認識到遙感技術對經濟社會發展的重要作用。然而，遙感教育中的實踐課程建設仍存在問題，特別是在實踐環節落實和教學質量提升上。許多遙感課程仍側重理論知識，實踐教學比例低。盡管部分高校設置了實驗室和實踐課程，但這些課程與實際應用場景結合不夠，學生主要接觸樣例數據，缺乏實際操作經驗，難以滿足行業需求。

此外，遙感實踐課程的設施和資源配置也是制約教學效果的因素。雖然一些高校建設了實驗平臺，但設備更新慢、技術滯后，無法滿足現代遙感數據處理需求。課程中的數據集和遙感影像來源單一，缺乏與地方實際應用相關的數據，限制了學生的操作能力和創新思維的培養［5］。

盡管存在這些問題，部分高校已開始探索解決方案。例如，通過與企事業單位和科研機構合作，提供真實遙感數據和項目案例，圍繞農業、生態環境等問題，提升學生的操作能力。同時，虛擬仿真技術和在線教育平臺為遙感教育提供了新的手段，彌補了實踐資源的不足。高校應結合地方特色案例，提高學生的實際操作能力和職業發展針對性。

2.2 遙感實踐課程的地方元素

遙感技術作為一門高度實踐性和應用性的學科，其課程設置不僅需要傳授基礎理論知識，還應根據不同地區的特點融合地方元素，以增強課程的實踐性和地域特色。貴州省擁有獨特的歷史文化、生態環境、社會經濟和自然景觀，在遙感課程的教學中，充分融入貴州地方元素，不僅能使學生更好地理解遙感技術的應用，還能為地方的可持續發展提供技術支持［3，6］。本文將從歷史文化、生態環境、社會經濟和風景名勝四個方面探討如何在遙感課程中融入貴州的地方元素。

2.2.1 地方元素之歷史文化

貴州省歷史悠久，文化底蘊深厚。這里豐富的民族文化和歷史遺產是貴州的獨特標識。遙感課程中融入貴州的歷史文化元素，可以通過地理信息系統（GIS）和遙感技術對歷史遺址、古代文化景觀、傳統建筑等進行數字化保護和研究。例如，貴州有著悠久的“侗族鼓樓”和“苗族銀飾”等文化傳統，利用遙感技術對這些文化遺產進行監測和保護，可以為傳統文化的數字化傳承提供有力支持。

此外，貴州省內的許多古代城池遺址、歷史文化遺址，如“貴陽古城”“遵義會議遺址”等，均可以借助遙感影像進行空間分析和考古研究。在遙感課程的設計中，學生可以通過實際的文化遺產項目，學習如何使用遙感技術進行歷史遺址的空間定位、變化監測與數字化建模，這樣學生不僅能夠掌握遙感技術，還能深刻理解貴州的歷史文化。

2.2.2 地方元素之生態環境

貴州是全國著名的生態文明建設示范區，森林覆蓋率高，且具有獨特的喀斯特地貌和地下河流系統。遙感技術在生態環境監測、森林資源調查、土地利用變化等方面具有廣泛的應用。例如，貴州的“天柱山”國家級自然保護區，是生物多樣性豐富的地區，遙感技術可以通過衛星影像進行生態環境監測，幫助分析生態環境的變化趨勢，識別生態破壞的區域，制定有效的保護措施。

在遙感課程中，學生可以通過分析貴州的自然保護區、濕地、森林資源等方面的遙感數據，進行實際的生態監測和環境評估。通過遙感技術對貴州的水土保持、森林覆蓋、植被變化等進行長期動態監測，不僅有助于提升學生的遙感數據分析能力，還能培養他們對生態保護問題的敏感性和責任感。

2.2.3 地方元素之社會經濟

貴州是全國大數據產業的重要基地之一，貴陽被譽為“國家大數據綜合試驗區”，大數據的廣泛應用促進了貴州的社會經濟轉型。遙感技術在大數據產業中的應用，尤其是在智能城市、環境監測、交通規劃等方面，具有巨大的潛力。在遙感課程中，學生可以通過貴陽的城市遙感影像，學習如何進行城市擴展監測、土地利用規劃、交通流量分析等，幫助學生掌握遙感技術在現代社會經濟中的應用。

2.2.4 地方元素之風景名勝

貴州省以其豐富的自然風景和文化景觀吸引著眾多游客。著名的旅游景點如黃果樹瀑布、荔波小七孔、織金洞等自然景觀以及苗寨、侗寨等民族村落，都是遙感技術應用的理想領域。通過遙感影像的獲取與分析，學生可以學習如何利用遙感技術進行風景名勝區的土地利用調查、游客流量監測以及景區環境保護等工作。例如，黃果樹瀑布景區的游客流量、生態環境變化等信息可以通過遙感技術進行監測，為旅游管理和生態保護提供決策支持。

在遙感課程中，結合貴州的風景名勝，學生可以進行實地數據采集與遙感影像分析，學習如何在自然景區的保護與開發之間找到平衡點。遙感技術不僅能幫助管理者掌握景區的環境變化，還能為旅游資源的可持續利用提供科學依據。通過這種方式，學生可以深入理解遙感技術在文化旅游、生態保護與資源管理中的綜合應用。

3 融合地方元素的遙感課程案例

3.1 多源遙感數據的貴陽市人口數據空間化

基于多源遙感數據的人口數據空間化，是指利用多源遙感數據，并將人口統計數據轉換為具有地理位置和空間分布特征的離散數據，然后建立人口與植被指數、夜光強度和路網長度等的函數關系，反演任意位置的人口密度。該過程可以為城市規劃、資源管理和環境保護等領域提供科學依據。涉及的關鍵步驟和方法如圖1所示。

圖1 處理流程圖

該案例涵蓋到了遙感原理與應用中的多數知識點，讓學生了解了不同類型的數據源，掌握了衛星遙感數據的預處理方法，并學會由一組相關因子反演目標值的科學思維，旨在培養學生所學應立足社會，所用應服務地方的認識。本案例生成高精度的人口密度圖，展示各區域人口分布情況，為城市規劃、交通布局、公共服務設施選址、環境保護等提供數據支持，在人口密集區域進行應急響應規劃，如災害預警、疏散路線設計等。通過分析不同時期的遙感影像和人口數據，還可以研究城市擴展對人口分布的影響，評估城市化進程中的人口遷移和聚集趨勢。

3.2 醉美貴州——旅游景點圖集

貴州山地和丘陵占據全省90%以上的面積，是中國唯一沒有平原支撐的省份，地跨長江和珠江兩大水系，數千條河流塑造著中國巖溶地貌分布最豐富的地區之一，其在“美麗中國”這幅宏偉畫卷中猶如一顆璀璨的明珠。貴州的喀斯特地貌獨特，如天坑、溶洞、石林等景觀，是大自然鬼斧神工的杰作。貴州還擁有眾多壯觀的瀑布，如黃果樹瀑布、荔波小七孔瀑布等，其氣勢磅礴，景色秀美，令人贊嘆不已。

將貴州豐富的旅游資源與遙感課程思政結合，可以增強學生對遙感技術的應用理解，并提升其熱愛家鄉、以家鄉為榮的情感，反過來促進學習的動力。依托收集的貴州地區矢量數據、景點數據、影像數據及其他文旅信息，制作貴州美食分布圖、貴州熱門景點圖、貴州瀑布分布圖、貴州賞花分布圖、貴州名山分布圖、貴州手繪地圖、貴州詞云圖等不同特色的專題圖，展現貴州的人文、山水、景點。通過這樣的圖集，每一位學生都能體會到貴州的美，同時也為推動貴州的文旅產業發展貢獻力量。

3.3 畢節市土地利用變化模擬和碳儲量評估

土地利用變化模擬和碳儲量評估是遙感和地理信息系統應用的重要領域。首先，收集不同時期的高分辨率遙感影像，如Landsat、Sentinel等衛星數據，對影像進行輻射校正、幾何校正、去噪處理，使用分類方法對遙感影像進行土地覆蓋分類，獲得不同時間段的土地利用類型圖；其次，將不同時間段的土地利用類型圖進行對比，識別土地利用類型的變化；再次，構建土地利用變化矩陣，統計各類土地利用類型的轉移情況，選擇適合的模型進行土地利用變化模擬，如Markov模型、CAMarkov模型、CLUES模型等，根據歷史數據和研究區域特征設定模型參數；最后，運行模型，模擬未來的土地利用變化趨勢，生成未來某一時間點的土地利用圖。

利用遙感影像和地面實測數據，建立地上生物量估算模型，結合土壤類型圖和土壤剖面實測數據，估算土壤有機碳含量；分析土地利用變化對碳儲量的影響，評估土地利用轉變對碳儲量的變化；計算由于土地利用變化導致的碳排放量，評估土地利用政策對碳儲量和碳排放的影響。系統地模擬貴州區域的土地利用變化，并評估其對碳儲量的影響，為環境保護和可持續發展提供科學依據，以此增強學生的環保意識和社會責任感，培養他們的綜合素質。

結語

將歷史文化、生態環境、社會經濟和風景名勝等地方元素融入遙感實踐課程的教學中，不僅能夠增強課程的實踐性和地域特色，還能幫助學生更好地理解遙感技術的應用。這種結合使學生在掌握遙感技術的同時，能夠深入了解當地的自然與社會環境，并為當地的可持續發展提供技術支持。通過實際案例分析和項目實踐，學生不僅能夠提高遙感數據處理與分析能力，還能培養其解決實際問題的能力。因此，未來遙感教育應更加注重地方元素的融入，以推動地方特色教育的發展，同時為遙感技術的創新應用提供更廣闊的空間。通過這種教學模式的創新，既能培養出具有地方意識的遙感人才，也能夠為貴州省乃至其他地區的可持續發展提供更有力的技術保障。

參考文獻：

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［2］吳躍，劉洋.遙感技術與地理信息科學教育的融合：來自中國的案例研究［J］.地理與可持續發展，2018，3（4）：187195.

［3］孫紅，黃旭.在可持續發展背景下的遙感課程本地化：以中國西南地區為例［J］.地理教育雜志，2020，24（2）：131145.

［4］王志紅，劉吉波，閻躍觀，等.SGIbased法結合PIM的礦區全盆地下沉量計算方法［J］.地球物理學進展，2023，38（06）：24402450.

［5］楊偉，陳旭.中國遙感教育的發展與挑戰：回顧與展望.遙感技術與應用，2017，32（6）：907918.

［6］YANG W，CHEN X.Development and challenges of remote sensing education in China：A review and future directions［J］.Remote Sensing Technology and Applications，2017，32（6）：907918.

基金項目：校級課程建設項目（編號：SZ202305、XQ2023 04）；貴州省教育廳教改項目（編號：220802313202357、2022 303）

作者簡介：王志紅（1983— ），男，漢族，江西吉安人，博士研究生，講師，主要從事遙感、地信等方向的教學與科研工作。