《环境遥感》课程教学探索与革新

刘 英

（西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西 西安710054）

国际环境遥感大会（ISRSE）是遥感的“发源地”，1962年在美国召开的第一届ISRSE上诞生了遥感的概念。国际环境遥感大会是一个以推动国际环境遥感技术与应用为宗旨的国际系列会议，代表着国际环境遥感的发展方向，有较高的知名度和影响力[1-2]。环境遥感是以探测地球表层环境的现象及其动态为目的的遥感技术[3]。环境遥感技术利用光学及电子学的遥感仪器，通过摄影和扫描两种方法，从高空或远距离处接收地球表面被测物体反射或辐射的电磁波信息，加工处理成能识别的图像或计算机用的记录磁带，以显示大气、陆地、海洋等环境状况及其变化[4]。环境遥感在数据获取上具有多层次、多时相、多功能、多专题的特点；在应用方面具有多源数据处理、多学科综合分析、多维动态监测和多用途的特点。

美国国家航空航天局（NASA）、欧洲空间局（ESA）等国家空间机构以及相关国际组织等长期对国际环境遥感大会给予大力支持。同时，国际环境遥感大会已成为全球对地观测系统 （Global Earth Observation System of Systems-GEOSS）中遥感领域的主要研讨平台之一。会议每两年举办一次，迄今为止已有近50年的历史。

鉴于环境遥感在遥感科学与技术领域越来越重要的地位，愈来愈多的高校开展了《环境遥感》这门课程的学习。《环境遥感》相比与《遥感导论》、《遥感原理》等课程，开展时间较短，课程设计尚不完善，而且《环境遥感》的定位也不清晰，需要广大遥感专业教师继续摸索探究，本文针对《环境遥感》这门新兴的遥感科学与技术的核心课程，通过对课程内容的深入挖掘和相关专题研究的讨论，提出《环境遥感》的教学方法，供广大遥感专业教师批评和参考。

1 课程定位

《环境遥感》属于滞后类的遥感专业课程，一般需要有一定遥感理论和实践基础之后再进行开设，本课程在大三开设较为合适。另外，《环境遥感》属于和实践结合较为紧密的课程，而大三学生此时就业要求开始提高，与实践结合紧密的课程较为吸引学生，能有效的提高学生的学习兴趣，这样对授课效果来说更能事半功倍。

2 课程教学内容探讨

遥感技术在环境领域的应用，目前主要体现在大面积的宏观环境质量和生态监测方面，在大气环境质量、水体环境质量和植被生态监测等方面中都有比较广泛的应用。此外，在减灾，应急事件等方面也有广泛的应用[5-6]。因此，需要紧密结合环境领域的新发展、新方向和新问题，来对本门课程的教学内容进行匹配。当然，在此之前更应该对环境遥感相关理论进行铺垫，所以第一个需要进行的内容就是环境遥感相关理论的探讨。

（1）课程基础理论。这一环节是《环境遥感》的理论基础，也是后面实践环节得以实现的首要条件。此环节针对环境遥感特定的研究目标，需要有的放矢的进行遥感理论的教学。可以增加特定目标，比如大气气溶胶、地表水体、海洋浮冰等特定环境目标的的反演理论、反演方法的教学。

（2）课程实践环节。本环节是《环境遥感》的核心，课程实践环节贯穿本课程的学习中，在前面的课程基础理论环节已经做好的铺垫，在本环节需要全面展开。针对在理论基础环节提出的问题在本环节需要进行解决。针对《环境遥感》特殊的研究目标，可以把实践环节分成数个专题来进行。比如在大气环境遥感这一专题中。可以利用卫星数据所获取区域地表的大气信息，来进行大气污染的调查和动态监测。目前，大气环境遥感主要应用在气溶胶、臭氧、城市热岛、沙尘暴和酸沉降等方面监测研究之中。我们可以在此环节中适当选择一个或多个应用研究，让学生从海量的遥感信息中，提取出大气污染信息，并应用与环境保护。比如，在水环境遥感这一专题中。让学生从大量卫星数据中由传感器接收的辐射中分离出水体后向散射来并据此提取水体的组分信息。并通过对提取信息的分析，获得水体的分布、泥沙、叶绿素、有机质等的状况和水深、水温等要素信息，从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价。再比如，在土地覆盖/土地利用这一重要专题中，可以让学生针对特定区域进行监测和测量土地覆盖/土地利用变化过程，通过进一步分析土地覆被/土地利用变化机制来模拟和评价其不同生态环境影响。

3 授课方式的革新

由于《环境遥感》理论与实践紧密结合的特点，需要对教师的授课方式进行转变，传统的板书授课方式转变为多媒体与实践结合的授课方式。课后留问题让学生思考需要转变为让学生带着问题上课，让学生主动寻找解决问题的方法，只有这样才能保证授课效果。

4 教学条件的辅助

通过课程定位和课程内容的探讨，《环境遥感》作为遥感科学与技术专业的核心课程毋庸置疑，但完成既定的教学目标仍需要辅助的教学条件作为支撑。

这些条件包括：

（1）师资队伍的专而精。《环境遥感》这门核心专业课建议由3-4名不同研究背景的教师共同授课，包含目前环境遥感方面多研究方向，这就要求有专业并且精于某一研究方向的教师来担任教学。如果仅仅由一名教师授课，可能造成某些实践专题教师的讲授达不到深入浅出的效果。

（2）实验室、试验设备的完善。《环境遥感》在大气、水、土壤和生物等环境领域均有所涉猎，因此相关的试验仪器和设备均要有保障。在遥感专业实验室有基本硬件和软件，比如高性能计算机，三维激光扫描、光谱仪、可见光、红外测量仪器，以及多种遥感软件（ENVI、ARCGIS、ERDAS等）基础上，土壤水分分析仪、植被冠层分析仪、太阳光度计等环境辅助分析仪器也需要配备。

5 结语

环境问题一方面为遥感技术的应用提供了舞台，另一方面环境问题的研究也促进了遥感技术的进一步发展。这两个方面相互促进，使作为环境科学和遥感科学的交叉学科的《环境遥感》成为研究热点之一。这也成为开设《环境遥感》课程的源动力。《环境遥感》是理论结合实践的一门遥感科学与技术核心课程，是紧密结合当前科学前沿的一门专业基础课，本文通过对遥感理论、实践内容、教学方式以及教学条件等方面探讨了《环境遥感》课程教学的发展，为广大遥感专业教师提供参考。

［1］Liu Jiyuan.New Development of Remote Sensing Application in Chinese Academy of Sciences-A Brief Introduction of project “Remote Sensing Investigation and Dynamic study a Resources and Environment in China”[C]//25th International on Symposium Remote Sensing and Global Environmental Change.1993.

［2］张增祥.我国资源环境遥感监测技术及其进展[J].中国水利，2004(11).

［3］陈述彭.环境遥感的未来十年——祝贺中国地理学会环境遥感分会成立10周年[J].环境遥感，1991(03)．

［4］第三十五届国际环境遥感大会[J].科技导报，2012(24).

［5］马晶晶.环境监测中遥感技术的应用研究[J].资源节约与环保，2013(11).

［6］黄小雪,罗麟,程香菊.遥感技术在灾害监测中的应用[J].四川环境，2004(06).