(通讯员:段延松、王玥、秦平)为进一步发挥遥感科学与技术一流学科的辐射带动作用,遥感信息工程学院在本科生培养过程中,紧密结合学科建设实际,发扬学科优势, 将科研资源转化为育人资源,探索出优势学科研究型人才培养新模式。
课程改革,探索学科前沿育人资源
本学期,遥感信息工程学院实验中心段延松、王玥老师带领2020级摄影测量方向的48名学生,开展了“深入立体测绘”+“复盘深度学习发展之路”的综合实习。
本次摄影测量方向毕业年级综合实习开展教育教学改革,基于立体测图在测绘生产中有着重要的地位,全国的测图任务80%以上需要立体测图完成,占据了大量的人力物力。为了对人工立体测图方式进行改进,全球学者开展了各种科学研究。本次摄影测量综合实习的指导老师们也紧跟当前科技发展前沿,探索将人工智能引入到测图工作中,带领同学们开展了“复盘深度学习发展之路”的学习研究。
分析问题,有效强化学科专业思维
老师们围绕科学研究的“问题是什么?怎么解决?效果如何?”黄金三问,先向同学们展示了信息学部的航空影像。
图1 信息学部的航空影像
紧接着向同学们提出了摄影测量学科的5个综合性问题:(1)这是什么?(2)怎么得到的?(3)位置在哪里?(4)里面有什么?(5)可以干什么?引导同学们利用自己所掌握的学科知识对问题进行探索。
解决问题,引导学生梳理知识体系
在综合实习课上,同学们要回答“这是什么?怎么得到的?”问题时,就需要回顾所学的数字图像处理、摄影传感器等课程知识,进一步分析问题,总结提炼问题答案。
针对“位置在哪里?”的问题,课程组老师组织同学们以校园为测量目标,开展野外控制测量工作。同学们每3人为一个小组,带上专业GPS设备,根据任务情况,分析并制定出野外测量方案,在全校范围内开展了GPS实地测量工作。
图2 同学们开展GPS测量
针对“里面有什么?”的问题,课程组老师参照国家测绘规范要求,组织同学们采用专业立体测图的方式,开展了立体测图。老师告诉同学们,立体测图具有悠久的作业历史,承担了我国全部基础测绘任务,前后完成了我国1:5万、1:1万、1:2千的全国地形地貌图生产,为国土测量、城市规划、交通、电力、自然资源调查等提供基础地理信息数据,为祖国现代化建设奠定了基础。
立体测图工作不仅需要深厚的学科知识,还需要一丝不苟的作业精神,例如承担绘制1:5万作业任务的作业人员,至少需要5年以上的手轮脚盘练习才可以胜任。手轮脚盘是一种非常专业的测绘设备,需要作业人员双手、双脚配合作业,两个轮子分别由左右手控制引导X、Y坐标变化,而脚盘与踏板由左右脚分别控制引导Z坐标与确认点位。
图3手轮脚盘设备
在综合实习机房,同学们作为立体测图作业人员,戴上专业的立体眼镜,配合立体显示器进入到三维立体空间中,使用鼠标、手轮脚盘等移动测标,将立体场景中的所有目标精准地测量了出来。我校拥有全国领先的专业立体测图环境实验室,这为摄影测量方向的同学们开展专业实习提供了最有力的支撑。
图4同学们在学院立体测图实验室开展立体测图
整理成果,科研创新赋能生产实践
本次综合实习围绕“复盘深度学习发展之路”主题,以遥感影像分类、检测和识别为目标,通过LeNet实践、FasterR-CNN实践和U-Net实践,以课程组制作的轻量化遥感目标数据集HelloRS、测绘遥感信息工程国家重点实验室制作DOTA遥感数据集、遥感信息工程学院制作的WHUBD遥感影像建筑物数据集为样本,摄影测量方向的48位同学完成了测量目标的全自动提取。
图5 同学们的实习成果(左边是立体测图结果,右边是自动识别结果)
摄影测量方向的同学们对本次综合实习给予高度评价,他们认为本次综合实习让自己对大学期间所学的专业知识有了更加系统的认识,通过实习直观全面了解了所学知识在生产实践过程中的具体应用,也明确了未来深造或就业的方向。
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