王 帥，王 彬

(南京工業(yè)大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 211816)

0 引言

自20世紀(jì)50年代起,合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)的理論與技術(shù)持續(xù)迅速發(fā)展,如今已成為不可或缺的對(duì)地觀測(cè)手段[1-2]。作為一種主動(dòng)遙感觀測(cè)方式,InSAR具備全天候、全天時(shí)、高分辨率、大范圍和可回溯性等優(yōu)勢(shì),已在地質(zhì)調(diào)查、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、地形測(cè)繪、地震地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)以及國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[3-6]。特別是隨著SAR衛(wèi)星數(shù)量的增加和數(shù)據(jù)開源政策的完善,InSAR地表形變監(jiān)測(cè)已從機(jī)遇性的觀測(cè)逐漸演變?yōu)槌Ｒ?guī)例行監(jiān)測(cè),極大地?cái)U(kuò)展了InSAR的應(yīng)用領(lǐng)域,同時(shí)掀起了InSAR研究的熱潮。

隨著合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,為滿足實(shí)際需求,培養(yǎng)專業(yè)人才,國(guó)內(nèi)高校如武漢大學(xué)、中山大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和南京工業(yè)大學(xué)等相繼開設(shè)了與“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”有關(guān)的課程[7-12]。如今,InSAR已經(jīng)飛入尋常百姓家,深受高校學(xué)生的追捧。然而,“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”作為一門學(xué)科交叉度高和實(shí)踐性強(qiáng)的課程,其學(xué)習(xí)門檻較高,學(xué)生常常面臨學(xué)習(xí)興趣不高、關(guān)鍵知識(shí)掌握不牢、數(shù)據(jù)處理實(shí)踐能力不足等問題。為提升教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo),本文探討了將合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量課程與測(cè)繪類核心專業(yè)課程主干知識(shí)相融合的教學(xué)模式。接下來首先介紹“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程特點(diǎn)和教學(xué)設(shè)計(jì),接著以本課程圖像配準(zhǔn)為例,著重介紹融合測(cè)繪類核心課程的合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量教學(xué)方法,并總結(jié)在教學(xué)實(shí)踐中遇到的問題和思考,最后給出結(jié)束語(yǔ)。

1 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量課程特點(diǎn)

南京工業(yè)大學(xué)的“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程位于測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)的專業(yè)選修課程群中,開設(shè)在大學(xué)四年級(jí)的第一學(xué)期。該課程的核心目標(biāo)在于闡述合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量的基本原理,并側(cè)重介紹利用合成孔徑雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)提取地殼變形的方法。通過這門課程,學(xué)生將理解合成孔徑雷達(dá)的重要概念,并培養(yǎng)處理雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)的能力,從而掌握這一測(cè)繪新技術(shù),拓寬自己的知識(shí)領(lǐng)域。此外,課程還旨在喚起學(xué)生對(duì)科學(xué)鉆研的熱情,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)際操作能力,使他們能夠在未來的職業(yè)崗位上從事雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)處理與分析工作,以及為未來的職業(yè)發(fā)展和相關(guān)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程具備兩個(gè)主要特點(diǎn):強(qiáng)烈的交叉性和實(shí)踐性。交叉性主要體現(xiàn)在多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域之間的交叉融合,具體表現(xiàn)為:

1)雷達(dá)技術(shù)與地球科學(xué):合成孔徑雷達(dá)涉及雷達(dá)信號(hào)處理、圖像生成等技術(shù),同時(shí)在地球科學(xué)中應(yīng)用于測(cè)量地球表面的變形等。因此,在進(jìn)行信號(hào)處理和變形結(jié)果分析與解釋時(shí),學(xué)生需要深入理解這兩個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。

2)測(cè)繪類核心課程知識(shí)體系:InSAR作為一種主動(dòng)遙感測(cè)量方式,需要學(xué)生具備一定的遙感基礎(chǔ)知識(shí);同時(shí),其用于測(cè)量地表變形,涉及大地測(cè)量學(xué)原理等知識(shí);處理InSAR觀測(cè)中的誤差要求學(xué)生掌握誤差理論與測(cè)量平差方面的相關(guān)知識(shí)。此外,學(xué)生還需要了解地圖投影和坐標(biāo)系統(tǒng)等知識(shí)。

3)計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能:當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入InSAR大數(shù)據(jù)時(shí)代,計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能技術(shù)在加速處理InSAR大數(shù)據(jù)方面發(fā)揮著重要作用,學(xué)生需要具備扎實(shí)的計(jì)算機(jī)編程能力。

4)物理學(xué)與大氣科學(xué):大氣的折射和吸收會(huì)影響InSAR的觀測(cè)結(jié)果,因此理解物理學(xué)和大氣科學(xué)的基本原理對(duì)改正InSAR觀測(cè)中的大氣相位等誤差至關(guān)重要。

由于“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程涵蓋了深入、復(fù)雜的雷達(dá)技術(shù)和測(cè)量原理,因此本課程還強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性,要求學(xué)生通過實(shí)際操作運(yùn)用課程中抽象的概念和高級(jí)技術(shù)。從最初的原始數(shù)據(jù)獲取,到數(shù)據(jù)的處理,再到最終的結(jié)果解釋和實(shí)際應(yīng)用,學(xué)生需要在每個(gè)環(huán)節(jié)展現(xiàn)出高度的實(shí)際操作能力。只有通過相關(guān)實(shí)踐的錘煉,學(xué)生才能夠更好地將合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的解決方案,從而為未來的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 本課程主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

南京工業(yè)大學(xué)的測(cè)繪工程專業(yè)開設(shè)了名為“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”的課程,從深入基礎(chǔ)、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用和培養(yǎng)創(chuàng)新的角度出發(fā),本課程采用了以課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和課外分組討論并重的多元教學(xué)模式,課程教學(xué)安排涵蓋32學(xué)時(shí),其中課堂教學(xué)占24學(xué)時(shí),實(shí)踐教學(xué)占8學(xué)時(shí)。

在課堂教學(xué)部分,課程內(nèi)容設(shè)計(jì)從InSAR發(fā)展歷程的脈絡(luò)、SAR基礎(chǔ)知識(shí),到InSAR基本原理、數(shù)據(jù)處理的基本步驟,以及時(shí)序InSAR分析技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用案例等方面展開,具體教學(xué)內(nèi)容詳見表1。這一部分旨在為學(xué)生構(gòu)建對(duì)于InSAR的整體認(rèn)知,從而為后續(xù)實(shí)踐教學(xué)和課外分組討論提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)則涵蓋影像配準(zhǔn)、相位解纏、相位濾波和實(shí)際案例應(yīng)用等四個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。通過這些實(shí)踐項(xiàng)目,學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,深入理解實(shí)際應(yīng)用,掌握完整的InSAR數(shù)據(jù)處理流程,實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容詳見表2。另外,課外分組討論部分則聚焦于InSAR數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵步驟,例如影像配準(zhǔn)、相位解纏、干涉圖濾波等。學(xué)生將在課堂講解、課外引導(dǎo)以及相關(guān)文獻(xiàn)和程序閱讀的支持下,通過編程的方式實(shí)現(xiàn)、復(fù)現(xiàn)相關(guān)計(jì)算程序,深入理解和掌握這些關(guān)鍵技術(shù)。這樣的分組討論有助于鼓勵(lì)學(xué)生積極參與,培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)和合作精神。

表1 “合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

表2 “合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

通過綜合運(yùn)用課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和課外分組討論等多元教學(xué)手段,“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程不僅在理論層面進(jìn)行了系統(tǒng)講解,更通過實(shí)際操作和編程練習(xí),讓學(xué)生能夠真正掌握InSAR技術(shù)。

3 融合測(cè)繪類核心課程的合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量教學(xué)模式

合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量融合了合成孔徑、雷達(dá)和干涉測(cè)量三項(xiàng)技術(shù),是一項(xiàng)高度復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理技術(shù),涵蓋多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí),包括雷達(dá)技術(shù)、信號(hào)處理、數(shù)學(xué)、物理和地球科學(xué)等,這種多學(xué)科性質(zhì)通常會(huì)讓許多初學(xué)者望而卻步。InSAR通常需要處理大規(guī)模的雷達(dá)圖像數(shù)據(jù),該過程涉及多個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理步驟,包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、圖像配準(zhǔn)、相位解纏和形變分析等。此外,InSAR數(shù)據(jù)易受到大氣相位等多種誤差源的影響,學(xué)習(xí)者需具備分析這些誤差并開發(fā)相應(yīng)校正方法的能力,否則可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容感到困惑。學(xué)習(xí)InSAR也需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力,這可能會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？傮w來講,InSAR學(xué)習(xí)具有較高的門檻要求,這可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的興趣不高、學(xué)習(xí)效果參差不齊,以及自主學(xué)習(xí)效率不高等問題。

學(xué)生普遍認(rèn)為“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”難以掌握的主要原因在于該課程教學(xué)與已學(xué)測(cè)繪類專業(yè)核心課程知識(shí)存在脫節(jié)。然而,通過對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真研究,不難發(fā)現(xiàn)InSAR數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵步驟與已學(xué)測(cè)繪類核心課程知識(shí)存在緊密聯(lián)系。舉例來說,SAR圖像配準(zhǔn)涉及多個(gè)測(cè)繪類核心課程的知識(shí)點(diǎn),如“遙感原理與應(yīng)用”中的同名點(diǎn)選取[13],“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”中的間接平差模型的建立、最小二乘求解和粗差剔除等[14]。InSAR中的干涉距離測(cè)量與“數(shù)字地形測(cè)量學(xué)”中的相位式測(cè)距儀原理相似[15]。干涉圖濾波去噪與“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”中的誤差特性,以及“工程測(cè)量”中的多次測(cè)量求最優(yōu)觀測(cè)值[16]的思想密切相關(guān)。InSAR中的相位解纏與“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理”中的整周模糊度固定思想相似[17]。SAR干涉圖中的大氣相位與“衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理”中的GNSS對(duì)流層延遲概念類似。另外,SAR影像的地理編碼與“大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)”中的坐標(biāo)變換思想一脈相承[18]。綜上所述,通過將合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量的內(nèi)容與已學(xué)測(cè)繪類核心課程緊密結(jié)合,學(xué)生能夠更加流暢地掌握相關(guān)知識(shí),提高學(xué)習(xí)效率,克服學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和挑戰(zhàn),從而邁過“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程的高門檻。

為更好地幫助學(xué)生吸收新知識(shí)、理解和掌握InSAR關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理步驟,本課程引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已學(xué)的專業(yè)核心知識(shí)進(jìn)行回顧,通過運(yùn)用已學(xué)的測(cè)繪類核心課程知識(shí)處理InSAR數(shù)據(jù)。如此以來,學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪類課程知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用,同時(shí)通過實(shí)際操作實(shí)踐鞏固已學(xué)知識(shí)。下面以融合遙感影像同名點(diǎn)選取、大地測(cè)量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和測(cè)量平差最小二乘求解的SAR影像配準(zhǔn)為例,詳細(xì)描述融合測(cè)繪類核心課程的合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量多元案例式教學(xué)方法。

SAR系統(tǒng)采用單天線重復(fù)軌道工作模式,即衛(wèi)星一次通過目標(biāo)區(qū)域時(shí)只能獲取一幅觀測(cè)影像。為了獲取目標(biāo)區(qū)域的多幅觀測(cè)影像,衛(wèi)星需要以一定的時(shí)間間隔重復(fù)通過該地區(qū)。然而兩次經(jīng)過同一地區(qū)時(shí),衛(wèi)星所處的軌道位置并不會(huì)完全相同,會(huì)有一定的軌道偏移,導(dǎo)致獲取的影像在空間上并不完全重合。因此,為了后續(xù)數(shù)據(jù)處理需要,需要對(duì)獲取的影像在空間上進(jìn)行配準(zhǔn)。SAR影像配準(zhǔn)是確保兩幅或多幅SAR影像在空間上對(duì)齊的過程,是干涉測(cè)量處理的首要步驟,其核心思想是計(jì)算構(gòu)成一個(gè)干涉對(duì)的兩幅SAR影像同名點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,將待配準(zhǔn)影像按照坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換到與參考影像相同的像素格網(wǎng)下,使兩幅影像的同名點(diǎn)對(duì)應(yīng)于同一地面分辨單元[19]。一般來說,SAR影像的配準(zhǔn)精度至少要達(dá)到1/8像元,否則兩幅影像將完全失相干,從而干涉時(shí)不能生成干涉條紋,也就無法進(jìn)行干涉測(cè)量。為滿足這一要求,SAR圖像配準(zhǔn)一般包括三個(gè)步驟:控制點(diǎn)選取;粗配準(zhǔn);精配準(zhǔn)。

1)控制點(diǎn)選取。無論是粗配準(zhǔn)還是精配準(zhǔn),控制點(diǎn)選取都是至關(guān)重要的一步,這一過程類似于“遙感原理與應(yīng)用”中的同名點(diǎn)選取。在粗配準(zhǔn)階段,需要從兩幅SAR影像中識(shí)別出一小部分同名點(diǎn)。根據(jù)這些同名點(diǎn)計(jì)算出對(duì)應(yīng)于同一地面分辨單元的像素間的坐標(biāo)偏移量,據(jù)此對(duì)待配準(zhǔn)影像進(jìn)行空間上的平移,以實(shí)現(xiàn)參考影像與待配準(zhǔn)影像的同名點(diǎn)大致對(duì)應(yīng)于地面上的同一分辨單元。

控制點(diǎn)選取是SAR影像配準(zhǔn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),合理的方法和精準(zhǔn)的選點(diǎn)有助于確保影像之間的精確對(duì)齊,從而為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析提供可靠的基礎(chǔ)。通過引入前期學(xué)習(xí)的“遙感原理與應(yīng)用”課程中的同名點(diǎn)的概念、選取方法和策略有助于學(xué)生理解InSAR中的控制點(diǎn)選取方法。一般而言,InSAR中會(huì)選取參考影像中振幅較大的點(diǎn)作為控制點(diǎn),然后根據(jù)衛(wèi)星軌道參數(shù)和InSAR幾何關(guān)系,計(jì)算出控制點(diǎn)在待配準(zhǔn)影像中的對(duì)應(yīng)同名點(diǎn)。

2)粗配準(zhǔn)。在參考影像和待配準(zhǔn)影像中確定控制點(diǎn)后,即可根據(jù)式(1)計(jì)算出待配準(zhǔn)影像相對(duì)參考影像在行、列方向上的坐標(biāo)偏移量,這相當(dāng)于“數(shù)字測(cè)圖原理與應(yīng)用”課程中計(jì)算待測(cè)點(diǎn)和已知點(diǎn)間的坐標(biāo)增量,即:

(1)

如果控制點(diǎn)個(gè)數(shù)大于1,那么行、列方向的偏移量Δrow和Δcol為各個(gè)控制點(diǎn)偏移量的均值取整。

根據(jù)待配準(zhǔn)影像相對(duì)于參考影像在行、列方向的坐標(biāo)偏移量,對(duì)待配準(zhǔn)影像進(jìn)行行、列方向的平移操作,其數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)方式是對(duì)該影像中的每個(gè)像素的行坐標(biāo)和列坐標(biāo)減去相應(yīng)的坐標(biāo)增量(見式(2))。這個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)兩幅影像在空間上的粗對(duì)齊。

(2)

3)精配準(zhǔn)。除了影像的平移外,“遙感原理與應(yīng)用”課程還講過影像的旋轉(zhuǎn)和畸變差異。因此,雖然以幾何平移方法所實(shí)現(xiàn)的影像粗配準(zhǔn)能夠在一定程度上糾正由于軌道偏移等因素引起的影像錯(cuò)位,但粗配準(zhǔn)尚不能解決影像間所存在的旋轉(zhuǎn)、畸變差異等問題。因此,為了滿足雷達(dá)干涉測(cè)量對(duì)1/8像元配準(zhǔn)精度的要求,還需在粗配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對(duì)影像進(jìn)行精配準(zhǔn)。精配準(zhǔn)是在粗配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,在參考影像里自動(dòng)均勻布設(shè)控制點(diǎn),再按某種相似性法則(如相干系數(shù)法、最大頻譜法)等從待配準(zhǔn)影像里搜索出與它們對(duì)應(yīng)的同名點(diǎn)的精確位置,進(jìn)而建立參考影像與待配準(zhǔn)影像間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,最后對(duì)待配準(zhǔn)影像進(jìn)行坐標(biāo)變換和像元值插值重采樣,從而實(shí)現(xiàn)精配準(zhǔn)。

假設(shè)用相干系數(shù)法搜索出了K個(gè)坐標(biāo)對(duì),并計(jì)算出K個(gè)坐標(biāo)對(duì)之間的行列坐標(biāo)偏移量。在建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系之前,需要先對(duì)計(jì)算出的坐標(biāo)偏移量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并剔除行列坐標(biāo)偏移量中的奇異值及其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)對(duì)。這個(gè)過程類似于“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”課程中的粗差探測(cè)。

在剔除粗差獲得一系列可靠的坐標(biāo)對(duì)及其相應(yīng)的坐標(biāo)增量后,采用多項(xiàng)式建立參考影像與待配準(zhǔn)影像之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。這里坐標(biāo)偏移量是觀測(cè)值,多項(xiàng)式系數(shù)是待求參數(shù),自變量是像元的行列坐標(biāo),根據(jù)“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”所學(xué)知識(shí)可以列出觀測(cè)量與待求量之間的間接平差模型,如式(3)所示:

(3)

其中,ai,bi均為多項(xiàng)式待求系數(shù);rowm,colm分別為像元在影像中的行、列坐標(biāo)。

基于經(jīng)粗差剔除后的坐標(biāo)對(duì)間的坐標(biāo)偏移量,利用“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”中的最小二乘法求解方法即可計(jì)算出多項(xiàng)式擬合系數(shù)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)參考影像中像元的行列坐標(biāo)即可計(jì)算出每一像元所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)增量,即可完成兩幅SAR影像的精配準(zhǔn)。

綜上可見,SAR影像的配準(zhǔn)過程用到了“遙感原理與應(yīng)用”課程中的同名點(diǎn)選取、“數(shù)字測(cè)圖原理與應(yīng)用”課程的中坐標(biāo)增量計(jì)算、“誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)”課程中的間接平差模型的建立、最小二乘求解和粗差剔除等測(cè)繪類核心課程知識(shí)點(diǎn)。通過這種融合測(cè)繪類核心課程知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)方法,學(xué)生能夠?qū)⒁褜W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決,從而深刻理解InSAR數(shù)據(jù)處理步驟。同時(shí),這種教學(xué)方法也能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)他們將多領(lǐng)域知識(shí)融合應(yīng)用的能力,為將來在復(fù)雜領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

4 教學(xué)實(shí)踐中遇到的問題和思考

合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量是測(cè)繪遙感領(lǐng)域中的一個(gè)新興研究方向,盡管各高校已陸續(xù)開設(shè)“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程,但迄今為止仍缺乏一本完全適用于測(cè)繪工程專業(yè)的教材。因此,為了確?！昂铣煽讖嚼走_(dá)干涉測(cè)量”課程的教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)核心課程之間保持一定的系統(tǒng)性和連貫性,更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),編寫一本融合測(cè)繪核心課程特點(diǎn)的“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”教材顯得至關(guān)重要。此外,為更好地支持學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,編寫對(duì)應(yīng)的實(shí)習(xí)手冊(cè)并提供相關(guān)的數(shù)據(jù)處理程序也是當(dāng)前的緊迫任務(wù)之一。這樣的教材和實(shí)習(xí)手冊(cè)將有助于學(xué)生串聯(lián)起所學(xué)知識(shí),從而形成一個(gè)有機(jī)的知識(shí)體系。

在當(dāng)今學(xué)校教學(xué)設(shè)備不斷現(xiàn)代化的環(huán)境下,多媒體教學(xué)已成為主流的教學(xué)方式。然而,這種教學(xué)方式可能會(huì)導(dǎo)致課堂上師生互動(dòng)不足,影響課堂教學(xué)效果。因此,在課堂教學(xué)和課下引入分組討論模式顯得十分重要,通過教師的引導(dǎo)以及同學(xué)之間的深入討論,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)培養(yǎng)他們的表達(dá)和溝通技巧。這種教學(xué)方式有助于打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,促進(jìn)師生之間和學(xué)生之間更緊密的互動(dòng),提升整體教學(xué)質(zhì)量。

“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程具有強(qiáng)烈的實(shí)踐性,因此,課程需要設(shè)計(jì)理論教學(xué)之后的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),旨在將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來。通過這種實(shí)踐性教學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、創(chuàng)新思維、自主學(xué)習(xí)和解決復(fù)雜問題的能力,為他們未來在雷達(dá)干涉測(cè)量領(lǐng)域以及其他相關(guān)領(lǐng)域的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量以其全天候、全天時(shí)、低成本、廣覆蓋、高精度、可回溯等優(yōu)勢(shì)已在地質(zhì)調(diào)查、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、地形測(cè)繪以及地震地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并取得了顯著的成就,這引起了相關(guān)行業(yè)的廣泛興趣,進(jìn)而導(dǎo)致了社會(huì)對(duì)精通合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量的高素質(zhì)人才的需求不斷上升。為滿足這一需求,相關(guān)高校陸續(xù)開設(shè)與“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”有關(guān)的課程。然而,“合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量”課程學(xué)習(xí)門檻相對(duì)較高,教學(xué)過程中常常面臨學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、關(guān)鍵知識(shí)掌握不牢、實(shí)踐能力不足等問題。本文探討了融合測(cè)繪類核心課程的合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量教學(xué)模式研究,旨在提升教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。