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摘要：随着人工智能技术的快速发展，测绘工程领域正经历着前所未有的变革。本文在分析人工智能对测绘工程教育的影响和要求的基础上，结合人工智能技术重构测绘工程专业课程体系，新的教学架构也包含了全面的人工智能课程部分。这种整合将有助于培养适应未来发展需求的测绘工程人才，提升其综合能力和应对复杂挑战的能力，推动测绘工程领域的创新和发展，为行业发展注入新的活力和动力。

关键词：测绘工程；人工智能；课程重构

一、引言

2017年7月国务院发布《新一代人工智能发展规划》，该规划与测绘、遥感、导航学科高度相关。人工智能是指通过模拟、延伸和扩展人的智能能力的一种科学和技术[1]。人工智能时代的到来将对测绘高等教育带来革命性的影响。测绘专业从静态的传统测绘步入动态的数字化测绘并过渡为快速的信息化测绘，现今发展到实时的智能化测绘阶段。人工智能属于新兴技术领域，以往的本科教学滞后于行业新技术，为了更好、更快的跟上我国测绘地理信息产业的转型升级，应在原有教学体系的基础上，将人工智能等新技术融入到理论和实践教学体系中，重构并完善测绘工程新工科课程体系[2][3]。

二、智能测绘课程体系现状、问题及要求

（一）智能测绘课程体系现状

测绘的发展进入4.0智能测绘时期[4]，测绘从数字化过渡到智能化离不开结合人工智能，目前国内专门开设人工智能专业的学校较少，但尽早在测绘工程专业课程体系中融入人工智能技术，将有利于学科的发展，有利于学生提升就业竞争力。传统的测绘教学方式是在课堂上教师传授知识，但手机、电脑等知识传递媒介的普及，致使学生获取知识的方式多样化，同时受人工智能快速发展的冲击，测绘教育方式应做出改变，知识结构应加入人工智能相关内容，课程体系也应改变，结合人工智能技术的课程体系将有利于培养既掌握传统测绘知识，又了解现代测绘技术知识的人才，助力智能测绘时代的快速发展。

武汉大学测绘工程的课程体系中除兼顾了测绘基础核心课外，还融入了智能驾驶设计与实践、机器学习及应用等人工智能与测绘结合的课程。同济大学测绘工程专业本科课程中引入了计算机图形学、计算机视觉等与人工智能结合测绘的课程。中国矿业大学测绘工程专业课程体系中加入了智能采矿导论、计算思维与人工智能基础等课程。

（二）现有测绘工程课程体系设置问题

（1）课程更新滞后：测绘工程是一个技术密集型行业，技术的发展速度较快。现有课程设置和内容无法及时跟上最新的技术和行业发展趋势。

（2）实践环节薄弱：测绘工程专业需要学生具备实际操作和问题解决能力。现有课程体系偏重理论知识，缺乏足够的实践环节。

（3）新技术应用的课程较少：随着人工智能、无人机测绘、激光扫描等新技术的快速发展，现有课程体系缺乏相应的课程来教授这些新技术的应用。

（三）人工智能对测绘工程课程体系构建的要求

人工智能对测绘工程课程体系构建提出了对基础知识、应用课程、数据科学和数据分析能力、计算机编程和算法设计能力以及实践教学的要求[5][6][7]。

（1）引入人工智能基础知识：人工智能是测绘工程领域的重要技术之一，学生应该掌握机器学习、深度学习、图像处理、自然语言处理等的人工智能基础知识，。

（2）强化计算机编程和算法设计能力：人工智能技术的实现离不开计算机编程和算法设计。学生应该具备良好的计算机编程能力，掌握常用的编程语言和工具，能够实现人工智能算法和模型。

（3）实践教学与项目实践：人工智能是一门实践性很强的学科，学生需要通过实践教学和项目实践来巩固所学的知识和技能。学校应该提供相应的实验室设施和资源，让学生能够进行人工智能相关的实验和项目。

三、基于人工智能技术测绘工程专业课程体系重构

依据上述要求构建基于人工智能技术测绘工程专业课程体系，需要在原有测绘工程专业课程体系的基础上精简课程并引入人工智能相关课程，包括人工智能基础知识以及将人工智能与测绘工程课程融合，设置理论和实践课程，不仅教授人工智能知识，也锻炼学生在实际测绘中使用人工智能技术解决问题的能力。教学方法以项目导向教学为主，辅以案例分析。重构基于人工智能技术的测绘工程课程体系思维导图，如图1所示。

（一）增设智能课程，重构课程类型

我国高等教育课程类型主要包括通识课，基础课与专业课。在测绘基础课程中加入人工智能的相关基础知识，引导学生熟悉人工智能技术的基本概念，将新技术、新知识与传统内容有机结合[8][9]。依据教育部印发的《人工智能领域研究生指导性培养方案（试行）》中所推荐的参考课程方向，如表1所示。注意在设置这些人工智能与测绘结合的专业课程时需同时引入先导课程，例如Linux操作系统基础、Python程序设计、Java程序设计等，做好课程所设计知识的逻辑循序、关联性和知识迁移性。

（二）突出智能特色，重建课程体系

秉承“厚基础、宽口径、大类培养”的新工科人才培养理念，重建课程体系。

（1）理论教学：融入系统的人工智能、大数据的知识与技术，开设智能基础课程，在课程体系中增设模式识别与机器学习、人工智能基础、计算机视觉等课程。在数据处理中融入智能手段，结合“大数据分析”和“图像数据处理”两个关键点，通过选修开设课程，引入人工智能理论和方法至测绘工程专业人才培养课程体系。

（2）实践教学：实践教学方案不能依照传统固定教学内容执行，应涉及测绘专业发展热门方向和前沿邻域。重视学生编程能力的培养和测绘新技术软件使用的能力培养。增加实践教学课程时长，提高学生对测绘学科理论知识与生产实践之年的联系认知。此外，将一部分实践课程与大学生创新实践竞赛、互联网＋竞赛挂钩，加深学生学以致用的能力。

（3）个性化教学：在本科最后一年增加“本硕衔接”“就业创业指导”这两方面的学习。学生根据自身情况选修。“本硕衔接”课程旨在介绍专业前沿理论和方法，针对人工智能和大数据领域，包括机器学习、模式识别、计算机视觉以及时空大数据分析课程。而“就业创业能力提升”课程则专注于行业发展趋势和重要需求，包括测绘工程案例分析、测绘新技术专题以及行业认知与职业规划课程。

（三）注重实践教学，拓展实践形式

测绘所学的知识需要在实践中运用，在实践中得到巩固与提升。改变课程实验、课程设计、课程实习的方式，在引入入新仪器的同时，与校外企事业单位联合，通过校外实习加强学生的实践能力[10]。

加强实践培训基地的建设，探索建立相对独立的实践教学体系。与校外企事业单位联合，通过校外实习加强学生的实践能力，结合工程与生产进行实践，把培养学生创新能力和实践能力的工作落到实处。

四、基于人工智能时代测绘工程专业课程体系重构实践——以安徽建筑大学为例

安徽建筑大学在重构测绘工程专业课程体系时，充分考虑了企业和社会对测绘毕业生需要掌握技能的期望和愿景，将人工智能知识体系纳入课程体系，在打牢测绘专业知识的基础上引入了诸如人工智能基础、数据挖掘与机器学习等理论课程。对于智能算法感兴趣的学生可以自由选择智能编程实践课，课程内容包括图像分类分割智能识别算法、点云数据深度学习实现语义分割算法、自然语言处理智能算法等。对于智能设备感兴趣的学生可以自由选择智能硬件实践课，课程内容包括单片机编程基础、各种传感器元件工作原理与使用、简单智能机器人制造等。学生可以使用这些知识和技能将人工智能应用于地理信息系统中，在地图制图中使用智能图斑识别算法，在无人机上搭载传感器配套智能算法，在软硬件配合下实现智能、实时、高效的监测和检测。如图2所示为安徽建筑大学测绘工程课程体系。

在构建好课程体系后，经过一年的实施，通过评估学生成绩、对学生学习满意度的调查问卷、对用人单位满意度的调查问卷、教师和学生自评和互评等方式，此课程体系总体适应社会需求和企业需求，为加快智能化测绘发展提供了有意借鉴。

五、结  语

本文分析了当前智能测绘课程体系的现状、存在的问题以及重建课程体系的要求，针对当前课程体系，在原有测绘工程教学体系的基础上，将人工智能、大数据等技术融入到理论和实践教学体系中，建立了较为完善的测绘工程与人工智能结合的课程体系，使学生具备与时俱进的知识和技能，适应行业的发展需求，并为他们未来的职业发展打下坚实的基础。

参考文献

[1] 苗立志，杨立君，黄 毅.人工智能背景下测绘工程专业课程体系设置探讨[J].现代测绘，2020，43（5）：59-61.

[2] 陶泓杉，郄海霞.高校人工智能本科专业需要怎样的课程体系——基于卡内基梅隆大学和南洋理工大学的比较分析[J].重庆高教研究，2021，9（5）：44-54.

[3] 岳建平，丛康林.人工智能时代的测绘工程教育改革[J].测绘通报，2020（9） ：151-154.

[4] 龚健雅.人工智能时代测绘遥感技术的发展机遇与挑战[J].武汉大学学报（信息科学版），2018.43（12）：1788-1796．

[5]杜守航.新工科建设下测量学教学改革研究[J].科技风，2023，No.526（14）：102-104.

[6]高井祥，王 坚，李增科.智能背景下测绘科技发展的几点思考[J].武汉大学学报（信息科学版），2019，44（01）：55-61.

[7]刘惠祥.人工智能在测绘科技中的应用研究[J].江西测绘，2022，No.134（04）：55-58+64.

[8]姚承宽.人工智能在测绘地理信息行业中的应用[J].河北省科学院学报，2018，35（04）：66-70.

[9]薛永安，张明媚，任芳等.国产遥感软件赋能测绘工程专业课程教学改革研究[J].中国现代教育装备，2023（09）：32-35.

[10]龚循强，吕开云，鲁铁定，等.新工科背景下测绘类专业人才培养模式改革探讨—以东华理工大学为例[J].北京测绘，2022，36（5）：676-680.

Research on the Reconstruction of the Curriculum System for Surveying and Mapping Engineering Based on Artificial Intelligence Technology

SHI Guigang1，SHU Zhen1，ZHENG Runqiang1，Yong Ziyan2

（School of civil engineering， Anhui Jianzhu University ， Anhui Hefei， 230601，China）

Abstract： With the rapid development of artificial intelligence technology， the field of surveying and mapping engineering is undergoing unprecedented changes. This article， based on analyzing the impact and requirements of artificial intelligence on surveying and mapping engineering education， integrates artificial intelligence technology to redesign the professional curriculum system of surveying and mapping engineering. The new teaching framework also includes a comprehensive section on artificial intelligence courses. This integration will help cultivate surveying and mapping engineering professionals who can meet future development needs， enhance their comprehensive abilities and their capacity to tackle complex challenges， drive innovation and development in the field of surveying and mapping engineering， and inject new vitality and momentum into industry development.

Keywords： surveying and mapping engineering; artificial intelligence; curriculum reconstruction

作者简介：施贵刚（1979-），男，教授，硕士生导师，主要从事摄影测量与遥感研究。