中国摄影测量与遥感学科的发展历程

2008年07月08日15:24  来源:人民网-科技频道

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  我国摄影测量与遥感教育可以追溯到20世纪30年代,同济大学在全国高教系统中首开测量系科,开始大地测量与摄影测量教育,但发展比较缓慢。直到20世纪50年代,由于政府重视、国际摄影测量与遥感技术迅猛发展以及国家建设对摄影测量与遥感专门人才的广泛需求,推进了我国摄影测量学科建设和教育事业的快速发展。20世纪70年代起,由于卫星遥感技术的发展,学科实现了由单一航空摄影测量专业向多学科交叉融合的3S[遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)]集成及地球空间信息科学发展,教育层次由专科发展到本科生、研究生、博士生培养,教学内容由摄影测量与遥感相关课程教学发展到以专门的专业、系和学院为单位的摄影测量与遥感课程体系,形成了相对完善的学科体系和健全的教育体制。

  萌芽与起步

  1904年,清朝政府在北京建立了京师陆军测绘学堂,开始了中国近代测绘教育。1932年,同济大学在工学院内增设测量系科,开始大地测量与摄影测量高级技术人才的培养。这一时期,摄影测量等相关测绘教育教材主要以引用外文教材为主,直到王之卓、夏坚白、陈永龄三位教授合作编著了《航空摄影测量学》《测量平差法》《大地测量学》《实用天文学》4本测绘专著,才形成中国人自己编著的第一套用于大专院校的完整测绘科学教材。

  发展与调整

  1956年,武汉测量制图学院正式成立,合并了同济大学、天津大学、华南工学院、南京工学院和青岛工学院的相关测量专业。1959年1月,西南交通大学在铁道建筑专业内设铁路航测专门化方向,率先在我国交通领域建立了航空摄影测量专业教育方向。1950年至1956年间,当时全国航空摄影测量及相关专业,共计培养本科生403人,专科毕业生1760人。

  这一阶段在我国摄影测量与遥感学科的奠基人王之卓院士的带领下,摄影测量学科和专业建设开始发展。他在武汉测绘学院主持建立航空摄影测量专业,编写航测新技术讲义,开设航测新技术课程,首次利用自主编写的教材开始航空摄影测量系统教育,指导制定了航带法与独立模型法区域网平差方案。同时,在交通、地质等与测绘相关的领域,也都开展了航空摄影测量的教学与研究。1956年10月,国家测绘总局成立,对高等测绘教育发展起到了推动作用。这一阶段航空摄影测量教材建设取得了初步进展,编著出版了包括:《平面测量教程》《测量实习》《航测新技术》等一批测绘专业教材与专著,为我国后期的测绘教育大发展奠定了基础。

  转变与拓展

  随着计算机技术以及模式识别技术等相关技术的发展和引入,摄影测量技术开始向数字摄影测量时代转变。同时,由于国际上空间技术和遥感技术的发展,我国的摄影测量事业迎来了一个新的发展时期,航空摄影测量开始向航空、航天遥感技术发展。

  随着模拟摄影测量的精密机器导杆被共线方程(又称“数字导杆”)所代替和解析测图仪的出现,解析摄影测量时代到来了,这为航空摄影测量教育与学科建设带来了发展机遇。与模拟摄影测量时代相比,解析摄影测量时代的教学内容要宽泛得多,教学和研究不再限于精密摄影测量仪器,航空摄影测量教育事业得到较快发展。

  1977年以后,昆明工学院、北京建筑工程学院、山东矿业学院、江西冶金学院、西安地质学院、中国矿业学院、武汉地质学院、抚州地质学院等院校先后设立了航空摄影测量相关专业,培养高级测绘人才,为后期的摄影测量与遥感学科的大发展奠定了坚实的基础。70年代末,王之卓教授在世界上率先提出了全数字自动化测图的构想,开始领导实施航测专业系列课程改造工程,将武汉测绘学院的航空摄影测量专业改造为摄影测量与遥感专业。这标志着我国摄影测量教育开始由单一的摄影测量技术向摄影测量与遥感学科方向发展。

  1975年3月,北京大学与国家计委地质局联合举办了第一期航空地质学习班。北京大学开设了《航空摄影测量》《航空像片的地质判读》等课程,同时也介绍国外卫星遥感的相关内容。同年夏季,北京大学又与冶金部合办了第二期航空地质学习班。此后,北京大学与相关部门举办了多个航空遥感与卫星遥感学习班,推动了航空、航天遥感技术在不同部门的应用。

  1977年,我国高等院校恢复招生,地学类本科生专业开设了遥感方面的课程。1978年秋季,北京大学地理系首次招收10余人为地貌学专业遥感方向的硕士生。1981年,北京大学地图学与遥感专业经过国家教委批准招收硕士生,由此开始了遥感专业的研究生人才培养。 1984年,西南交通大学将铁路航空勘察专业更名为摄影测量与遥感专业。摄影测量与计算机科学技术、模式识别等学科的交叉融合进一步增强,学科开始由单一航空摄影测量专门技术向摄影测量与遥感学科发展。不久,随着武汉测绘科技大学成功开发WUDAMS全数字自动测图软件系统,中国测绘科学研究院成功开发DIPNET遥感数字测图系统,使得摄影测量摆脱了昂贵的解析和模拟测图仪器的限制,计算机软硬件设备逐步取代了昂贵的光机设备,降低了摄影测量办学成本和费用,从而推动了摄影测量教育在中国的普及。测绘、交通、地矿和师范等门类的大专院校都设置了摄影测量专业,专业教育主要包括了专科、本科,部分院校开始培养摄影测量与遥感硕士、博士研究生,基本上形成了较为系统的摄影测量与遥感专业教育体系。

  据不完全统计,1983年全国设有摄影测量与遥感相关专业和方向的院校有24所。在教育层次上,各校继续扩大本科教育规模,武汉测绘学院、解放军测绘学院、北京矿业学院和唐山工学院等院校开始了研究生教育。专业课程设置日趋完善合理,编著出版了《摄影测量原理》《误差处理和可靠性理论:摄影测量平差的近代发展》等摄影测量与遥感系列教材与专著,基本实现了摄影测量教材建设的系统化,为我国摄影测量与遥感教育事业快速发展提供了直接保障。

  集成与探索

  20世纪80年代初期,同摄影测量与遥感平行发展的另一空间信息处理技术——地理信息系统在中国得到了快速发展。进入90年代,地理信息系统开始与遥感以及全球定位技术相结合。在这期间,地理信息系统方向的研究生招生主要集中在地学类的地图学与遥感专业和测绘科学类的摄影测量专业等。1997年,国务院学位委员会颁布《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》,分别将地理学中的地图学与遥感专业名称调整为地图学与地理信息系统专业,测绘科学与技术中的地图制图学调整为地图制图学与地理信息工程,主要招收地理信息系统研究方向的研究生。

  至此,摄影测量与遥感专业教育实现了由航空摄影测量技术向3S集成的理论、技术科研和教育方向发展。专业课程设置也做了相应调整,摄影测量与遥感专业的专业课程有:遥感基础和图像理解原理,遥感数字图像处理,定量遥感,大气遥感与遥测,气象卫星及其图像分析,遥感理论、方法和技术,解析摄影测量原理,数字解析摄影测量,航空摄影测量,GIS原理,GIS应用等。

  21世纪以来,摄影测量与遥感学科同空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他边缘学科交叉渗透、相互融合,已逐渐发展为一门新型的地球空间信息学学科。国内原有的摄影测量与遥感相关大专院校和科研机构也纷纷进行专业改造和学科建设。武汉大学在整合摄影测量与遥感、全球定位系统、地理信息系统等相关专业的基础上,开始建立地球空间信息科学学科体系,形成了本科、硕士、博士、博士后流动站、教育部重点实验室、国家重点实验室、教育部特聘教授岗位等完整的学科体系,推动着我国摄影测量与遥感科学研究和教育事业不断发展。

  学科与院校

  据初步统计,目前,我国涉及摄影测量与遥感相关专业的一级学科有地理学、测绘科学与技术、地质资源与地质工程。二级学科有地理学中的地图学与地理信息系统,测绘科学与技术中的大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程,地质资源与地质工程中的地球探测与信息技术等。

  全国设有摄影测量与遥感相关专业的院校共有140多所,主要分布在江苏、湖北、四川、北京等省市。其中,江苏有南京大学、南京师范大学、河海大学等15所,湖北有武汉大学、中国地质大学(武汉)、华中科技大学等8所, 四川有四川大学、西南交通大学等9所,北京有北京大学、北京师范大学、北京航空航天大学等5所。

  从高等院校的性质来看,摄影测量与遥感相关专业高等院校主要包括民用测绘类院校和军事测绘院校两大类。从领域分类来看,这些教育机构包括了综合类、测绘类、地矿类、交通类和师范类等几大专业类别。

  我国著名的综合类大学武汉大学设有测绘学科的学院有遥感信息工程学院、测绘学院、资源与环境科学学院。遥感信息工程学院设有遥感科学与技术系、摄影测量与遥感系和空间信息工程系,其中摄影测量与遥感是教育部审定的首批全国重点学科,211和985工程重点建设学科,拥有从本科、硕士、博士到博士后的人才培养体系。

  北京大学的摄影测量与遥感学科设在地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所。该所为测绘科学与技术一级工科学科硕士、博士授予权主体单位,拥有摄影测量与遥感(工学)硕士点和博士点。

  中国现有地矿类高校67所,其中中国地质大学等5所高校设有遥感科学与技术本科专业。在硕士研究生专业设置方面,中国矿业大学等18所高校设有摄影测量与遥感专业。在博士研究生专业设置方面,中国矿业大学等7所高校设有摄影测量与遥感专业。

  目前,我国有12所交通类高校设有摄影测量与遥感及地理信息系统专业,或开设有这方面的相关课程,而且这两个专业基本上是以测绘科学与技术为支撑发展起来的。其中在摄影测量与遥感方面起步最早的是西南交通大学。1942年,西南交通大学开始航测解析法及图算研究。1951年首次发表航测解析法研究成果航空测量的数学解析。1959年在铁道建筑专业内成立铁路航测专门化方向。1977成立航测教研室及航测实验室。1979年成立遥感教研室及遥感实验室。1983年成立航测与工程地质系。1984年按国家规定将铁路航空勘察专业,更名为摄影测量与遥感专业。1991年成立测量工程系,下设工测、航测、遥感、控测4个教研室,以及工测、航测、遥感3个实验室。

  师范类大学开设摄影测量与遥感相关专业的院校有北京师范大学、南京师范大学、首都师范大学、上海师范大学等40多所。摄影测量与遥感相关专业一般设在这些院校的地理科学学院、资源与环境科学学院、城市与环境科学学院、旅游学院中。

  摄影测量与遥感相关科研院所是我国为适应摄影测量与遥感科研和开发应用需求而设立的专门机构,也承担硕士和博士研究生的教育与培养工作。如中国测绘科学研究院,中国科学院遥感应用研究所,中国科学院中国遥感卫星地面站,中国科学院地理科学与资源研究所等。

  师资与招生

  中国摄影测量与遥感相关专业经过近半个世纪的学科发展和专业建设,一般高等院校都已建立了包括教授、副教授、讲师以及实验人员组成的相对完善、合理的教学梯队。武汉大学地球空间信息科学主要涉及的三个学院:遥感信息工程学院、资源与环境科学学院、测绘学院。在258名教师中,院士6人,长江学者特聘教授6人,教授80人,副教授65人,讲师助教56人,实验实习指导教师52人,具有高级职称的教师占专任教师比例的70.8%。

  中国摄影测量与遥感相关专业经过半个多世纪发展,学科建设不断完善、教育机构和教师队伍不断壮大。据1992年统计数据,武汉测绘科技大学、解放军测绘学院这两所专门培养测绘人才的大学,各有大学生、研究生和博士生分别为3000、150、50和2000、100、30名,两校都有摄影测量与遥感系。此外,还有30多所大学中有摄影测量与遥感系或测量系,如同济大学测量系,西南交通大学测量工程系,北方交通大学测量系等都培养摄影测量与遥感人才。

  进入21世纪,摄影测量与遥感及相关测量专业教育得到全面发展,无论是规模、层次都达到了前所未有的水平。以2002年统计数据为例:共招收博士生236人,硕士生777人,本科生7318人,专科生1191人。

  从1992年到2002年10年发展来看,我国摄影测量与遥感相关专业人才培养结构由新中国成立前后的专科教育为主向以本科和研究生教育为主的阶段发展变化,部分重点高校实现了以研究生和本科生并重的人才培养模式。武汉大学基本实现本科生与研究生教育的比例为1:1。从招生规模来看,新中国成立后是摄影测量与遥感教育的初步发展期,上世纪末本世纪初是其快速发展时期。

  课程与教材

  目前,摄影测量与遥感专业和地理信息系统课程体系经过多年来的改革与发展,形成了较为科学完善的课程体系。但在测绘类、地矿类、交通类和师范类院校中又各有侧重。其中,国家精品课程有,武汉大学的摄影测量学、遥感原理与应用、遥感概论等。

  在教材建设方面,我国系统编撰出版了一批摄影测量与遥感专业教育需要的教材,包括:摄影测量与遥感、地理信息系统、全球定位系统、3S集成等专门教材与专著数十本,并且出版了21世纪教材系列丛书,研究生教材系列丛书, 3S新技术系列丛书,地理信息系统原理与应用系列丛书等,满足了我国摄影测量与遥感多层次人才培养需求。

  重点基地

  我国建成了一批国家和省部级重点实验室、工程中心,包括测绘遥感信息工程国家重点实验室、遥感科学国家重点实验室、海洋遥感教育部重点实验室等一批国家、部重点实验室。建立了国家遥感中心、国家遥感应用工程技术研究中心、中国科学院遥感卫星地面接收站、MODIS卫星地面接收站等遥感基础设施。

  稿件由中国测绘报独家提供。

(责编:张文君)
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