遥感科学与技术专业介绍

一级学科简介

（一）学科概况

遥感是一门服务于国家安全、国民经济建设、可持续发展和全球变化研究的战略性新兴学科。20世纪60年代，卫星遥感技术出现，遥感基础理论和应用从此得到迅猛发展。目前，遥感科学与技术已发展成为涵盖传感器（包括红外、可见光、多光谱、高光谱、雷达和激光雷达等）成像几何与辐射传输原理、遥感平台设计与制造（包括星载、机载、地基等）、定性和定量遥感信息提取与应用的一门独立且完整的学科。遥感是以非接触方式获取地球及表层信息，并对其进行处理、分析与应用服务的一门科学和技术，是一门跨物理、地学、信息与空间科学等领域的交叉学科，广泛应用于资源调查、测绘、环境、减灾、农业、林业、气象、海洋等各行各业以及国防安全等。

近几十年来，在军事和地学应用核心需求的牵引下，多类型遥感传感器不断涌现，各发达国家的军事侦察计划、美国“新千年”计划、中国“高分”计划和欧盟“哥白尼”计划的实施，以及智能遥感仪器和智能微小卫星的出现，从时、空、谱等多层面重构了经典仪器科学的相关方向，并孕育了遥感传感器专门科研和产业门类。同时，传感器性能提升显著，美国军事遥感卫星的空间分辨率达到0.1米，光谱分辨率达到1-5nm，时间分辨率达到实时近实时的信息获取，并发展了多波段多极化雷达、激光雷达、红外传感器、视频传感器等新型传感器对敏感目标进行全天候全天时感知与监视。新型遥感传感器与平台的发展进一步推动了遥感理论方法研究，遥感辐射传输模型、时空尺度转换、真实性检验等相关理论不断完善，逐渐产生了新的科学问题和研究边界，形成了以定量遥感为重要标志的地球资源与生态环境监测及地学过程研究方向。近年来，围绕国家重大需求，我国相继启动了国家空间信息领域的多个重大战略，在其实施过程中，遥感作为地理空间信息获取与更新的重要手段，遥感科学与技术的理论与方法获得了跨越式发展。遥感科学与技术已经由不同领域相对分散的学科方向发展为一门理论基础坚实、众多学科交叉、技术体系完善、应用范围广泛的学科。随着遥感科研体系、人才培养体系和学术期刊平台的融合发展与不断完善，遥感科学与技术学科正走向传感器平台与制造、遥感信息提取与反演、遥感信息工程和遥感应用的协同发展道路。

（二）学科内涵

1.研究对象

遥感科学与技术是通过电磁波及其他物理场（波）以非接触的方式探测目标特性、环境参数及变化规律的一门交叉学科，其研究对象包括目标特性规律、信息获取方法、信息处理技术和工程应用技术。主要研究内容包括目标和环境参数的反射与散射特性、电磁波与物质作用与传输规律、传感器成像机理、遥感信息处理和遥感信息智能化应用方法等，为研究自然和社会现象、人类社会的可持续发展以及为国民经济和国防建设提供技术支撑和数据保障。

2.理论体系

遥感科学与技术学科的理论体系包括“物体--影像”（探测）的物理过程和“影像-物体”（感知）的数学解析。主要由三个方面构成：探测机理和成像模型、介质与辐射传输、几何与辐射特性解析与应用。

探测机理和成像模型：是指目标属性与遥感特征之间的响应原理。包括太阳-地球基本辐射原理、地物光谱机理、地物辐射机理以及遥感传感器成像机理。介质与辐射传输：是揭示地球目标和传感器之间辐射传递规律的理论，包括大气、植被、水体等典型目标和介质辐射传输规律，以及辐射能量传输变化规律和介质特性的理论。几何与辐射特性解析与应用：是指利用几何成像模型、辐射传输模型等定量解析目标的几何位置信息及生物、物理化学指标等，研究反映地球系统科学问题的遥感理论，遥感观测与陆表过程和大气过程的同化理论，碳、水和能量等典型地学要素循环的遥感模型等。

3.知识基础

遥感科学与技术学科在发展过程中不断地形成和完善支撑学科体系的知识基础，包括地球系统科学、遥感物理学、遥感传感器原理、遥感原理与方法、数据科学与定量方法、遥感测量学、智能遥感数据处理、模式识别与人工智能、定量遥感原理与方法、时空分析与建模等。

4.研究方法

遥感科学与技术学科主要涉及遥感信息的获取、处理、管理和应用四类主要环节。在这四类环节中，为发现新规律、形成新理论并提出新方法采用了不同的研究方法。

在遥感信息获取方面，广泛采用实验法。以天空地遥感平台以及遥感机理和成像模型研究为代表，根据研究需要充分发挥遥感实验统筹优势、协同开展实验，形成科学结论，并推动信息获取技术进步。

在遥感信息处理方面，充分利用假设法和实证法。在遥感数据几何、辐射处理，以及多源、多尺度、多时相遥感信息处理中，通过对处理方法的模型假设和技术实证，逐渐形成成熟的遥感信息处理理论与方法。

在遥感信息管理方面，灵活运用计算与统计、分析与综合等多种方法。针对遥感数据结构和产品特点，对遥感信息处理、提取和分析的结果实现信息增值，形成地理信息公共服务方案。在遥感应用方面，综合使用定性分析法、定量分析法和跨学科分析法。根据陆地、海洋、大气和深空等应用领域的实际特点，兼顾模型的一般性和特殊性，通过归纳和演绎形成遥感应用的专业理论。

在遥感学科中，各个研究环节和领域呈现出一个相互融合、相互渗透、相互影响的趋势，在不同研究阶段，研究方法的选取也有所不同。

（三）学科范围

遥感科学与技术学科下设4个二级学科，学位授予单位可以根据本单位的学科特点可以另外增设二级学科。

1.遥感科学

研究地球空间目标及环境与遥感信息的映射规律、辐射传输机理以及物理信息反演等理论与方法。主要研究方向：遥感成像机理与模型，地物波谱特性，地物反射与散射机理，大气等介质对电磁波的吸收、反射与透射机理，尺度效应与尺度转换，定量反演与同化机理，遥感数据误差及传播规律等。

2.遥感探测技术

研究空间目标及环境参数感知的原理、方法与实现技术。主要研究方向：可见光、红外、多光谱、高光谱、微波、激光等电磁波与声波、磁场、重力场等物理场遥感传感器的设计、制造与检测，遥感传感器与星载、机载、车载、船载等运载平台的集成，遥感信号处理与成像技术，遥感传感器定轨、定姿与定标，遥感数据记录、压缩与传输等。

3.遥感信息工程

研究遥感传感器所获取遥感信息处理、管理、解译与服务技术与工程。主要研究方向：遥感影像几何与辐射处理，遥感信息智能解译，遥感目标识别与参量估算，遥感变化检测与时空信息提取，遥感信息管理与系统构建，遥感信息共享服务等。

4.遥感应用技术

研究遥感“数据-信息-知识”的综合分析共性技术与行业应用。主要研究方向：遥感数据融合与同化，遥感专题产品生产，遥感产品真实性检验，遥感、地理信息与导航定位信息的集成，遥感在陆地、海洋、大气、深空及国防等领域的行业应用。

（四）培养目标

1.硕士学位

掌握本学科扎实的基础理论和系统的专业知识，了解相关学科的基础理论知识；熟悉研究方向的前沿动态，了解本学科及相关方向的最新动态；较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料。能够承担科研任务，可以独立进行科研实践和科研总结，具有组织和进行科研工作或工程生产的能力。

2.博士学位

掌握本学科坚实宽广的基础理论知识，在学科具体领域具备系统深入的专门知识。至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有良好的写作能力和国际学术交流能力。应具有在本学科的某个领域从事创造性科学研究的独立工作能力，具有培养本学科高级人才的教学能力和综合素质，能胜任高等院校、科研单位、高新企业和行政管理部门的教学、科研或技术管理工作。

在政治思想道德素养方面，中国籍博士和硕士学位申请人，应爱国、守法、恪守中华民族基本道德规范；外籍博士和硕士学位申请人，在华学习期间，应遵守中国法律，尊重中国主权。

（五）相关学科

测绘科学与技术、地理学、信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、地球物理学、智能科学与技术、海洋科学、环境科学、林学、作物学、园艺学、农业资源与环境、植物保护、畜牧学、兽医学、水产、草学、水土保持与荒漠化防治学以及大气科学等。

硕士学位基本要求

（一）获本一级学科硕士学位应掌握的基本知识

本学科硕士学位课程以公共必修课、学科通开课、专业必修课和选修课等多种形式开设。获本学科硕士学位的学生应该掌握扎实的基础知识、宽广的专业知识、相关工具性知识和实验知识。

1.基础知识

基础知识包括哲学社科基础、数理基础、外语基础以及专业基础等相关基础知识。哲学社科基础主要包括中国特色社会主义、自然辩证法的理论与实践等，本学科硕士生应形成正确的世界观和掌握科学的研究方法。

数理基础主要包括概率与统计的基础理论、数值计算与分析理论、矩阵理论等，为专业问题解决奠定坚实的工具性数学基础。

外语基础指能够达到无障碍阅读外文专业文献，能够运用外语进行口头交流，正确撰写论文的外文摘要。

本学科各专业的基础知识包括遥感物理学、遥感测量学、遥感物理基础、定量遥感原理、微波遥感等方面内容。

2.专业知识

对本学科硕士生专业知识的传授应结合学科特色和研究方向，包括深入的专业知识和专业发展动态的传授，鼓励邀请国内外专家为本学科硕士生讲学，提倡用英文为本学科硕士生讲授专业知识。

3.工具性知识和实验知识

工具性知识主要包括专业工具软硬件、软件开发工具和文献查询工具等。本学科硕士生要熟练应用专业工具软件进行资料处理和分析，至少能应用一种程序开发语言（如C++、C#、Python、Matlab）进行软件开发；熟练应用文献查询工具（如Web of Science）查找相关专业文献。

本学科硕士生要熟练掌握遥感实验与研究相关的专业仪器的使用，能根据研究需要设计相关实验，正确实施实验，独立处理和分析实验数据。

（二）获本一级学科硕士学位应具备的基本素质

1.学术素养

基础理论扎实，专业知识系统深入；科研道德良好，治学严谨，认真求实，勤奋踏实；有责任感和使命感，勇于作为、敢于担当，具有学术批判思维，坚持实践检验真理。

2.学术道德

恪守学术道德规范，具有正确的世界观和人生观，热爱所从事的研究工作，遵纪守法，遵守国家有关的保密法律和规章；品行端正，诚信正直，明辨是非；爱岗敬业，踏实严谨，团结合作。能够如实诚信地使用自己的科研数据、客观准确地描述自己的科研成果；尊重他人的学术思想和研究成果，并在自己的研究论文或报告中加以明确和规范标识。

（三）获本一级学科硕士学位应具备的基本学术能力

1.获取知识的能力

具备通过各种方式和渠道，有效获取研究与研发所需方法、工具、数据和知识的能力。能熟练应用文献查询工具查找相关专业文献。

2.科学研究能力

科学研究能力主要体现在创新能力和技术开发能力。能够从实际工作中发现问题，进行技术革新；在科研工作中敢于质疑和发现问题，并进行技术创新来解决问题。能够承担科研任务，可以独立进行科研实践和科研总结。

3.实践能力

实践能力是指将所学专业知识应用到科研生产、管理和教学中的能力。同时具备通过实践发现和解决问题，且在实践中锻炼团队协作等能力。

4.学术交流能力

要求本学科硕士生在课题组经常与他人交流；提倡硕士生参加全国或地区性的学术交流会议并与他人进行学术交流；鼓励硕士生用外语进行国际学术交流。

5.其他能力

具备根据科研或实践进程实施自我时间管理的能力，能够调节平衡工作、生活与身体，保持身心健康、培育健全人格。

(四)学位论文基本要求

学位论文是在导师指导下独立完成的研究成果，是研究生培养的重要环节，是培养研究生从事科研工作和开展实际(专业)工作能力的主要途径。

1.规范性要求

选题报告内容完整，包括研究现状、研究目标、研究内容、技术路线以及执行计划。自选题报告通过至申请答辩的时间一般不少于一年。

论文撰写规范，内容完整。能够对研究现状进行系统地综述，技术开发型论文应该有需求分析;引用别人观点或成果必须列出相应的文献;参考文献应严格按照《信息与文献 参考文献著录规则》(GB/T 7714-2015)的要求书写，或根据所在学校要求进行规范化标注。论文中出现的符号、公式必须正确说明，相同物理量的符号须一致，图表需要完整说明。学位论文在提交专业评审前应通过重复率检查，

2.质量要求

为了保证硕士研究生培养质量，硕士论文应做到:学术观点正确、文献检索充分、理论联系实际;论文内容言之有理、推理严密、数据可靠、结果可信、分析合理;论文撰写结构合理、层次分明、文字简练、格式一致;研究性学位论文需要有一定的新见解和学术价值，技术开发型论文应该有一定的新成果和应用价值。