空間信息與數字技術專業介紹

一、專業背景

針對大數據時代背景下，面向國家在空間信息領域和行業信息化建設的重大需求，依托地質資源與地質工程國家重點學科和計算機科學與技術湖北省重點學科，將現代計算機技術、空間信息技術與地球科學交叉融合，以培養地球科學與現代信息技術交叉的復合型創新人才為目標，我院于2010年開始試辦“空間信息與數字技術”本科專業實驗班。2013年，“空間信息與數字技術方向”正式納入高考招生計劃。2014年，向教育部申報“空間信息與數字技術”本科專業，審批成功通過。2015年入選湖北省普通高等學校戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃項目，獲批湖北省專業綜合改革試點項目。2018年專業建設項目獲得湖北省教學成果一等獎。2022年入選國家級一流本科專業建設點。專業建設目標是將現代信息技術與我校地學優勢專業進行結合，培養復合型的創新人才，建設和發展出新的學科生長點，完善計算機學科體系，逐步奠定在地學信息技術學科的引領地位。目前本專業已發展成為一個面向空天地海全空間廣泛應用、適應數字地球、玻璃地球建設的特色鮮明的新工科專業。

未來城校區新建計算機大樓

二、專業培養目標

專業培養目標：本專業培養具有正確的世界觀、價值觀和嚴謹的科學作風，在德、智、體、美諸方面全面發展，系統掌握計算機技術、空間信息技術、大數據技術、人工智能技術、地學信息系統工程等方面的基本理論、方法和技能，能在自然資源、生態環境、應急響應、數字地球、玻璃地球與智慧城市、交通運輸、國防軍事、航空航天、水利水電等高科技領域從事空間信息相關的科研、教學和管理等工作的復合型創新人才，也能夠在相關學科領域的國內外科研院所繼續深造。經過五年左右的鍛煉，畢業生能成為所在單位或部門技術負責人或技術骨干或核心成員，達到中級（含）以上工程師所具有的職業素養，并體現出：

（1）具有求真務實、創新進取、團隊合作精神及社會責任感；

（2）具有扎實的數理、計算科學和空間信息與數字技術專業相關基礎；

（3）能深入空間復雜工程行業特定需求、設計數字化、信息化、智慧化解決方案；

（4）能針對工作領域組織開展有效實踐、通過創新思維得到合理有效的結論；

（5）具有一定國際視野和跟蹤空間信息前沿領域發展的洞察力；

（6）能通過自我學習不斷進行知識更新，以適應社會與科技快速發展變化。

三、專業培養要求

空間信息與數字技術專業本科畢業生應達到如下知識、能力和素質的要求：

（1）工程知識：能掌握空間信息與數字技術工程涉及的數理基礎、計算機相關專業知識，以及一定的空間信息與數字技術領域業務基本知識和基本技能，并能夠將其應用到空間復雜工程實踐中。

（2）問題分析：具有發現問題、分析問題和解決問題能力，能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，分析空間信息與數字技術領域的復雜工程問題，以獲得有效結論的問題分析能力。

（3）設計/開發解決方案：能夠根據空間信息與數字技術復雜工程問題的需求確定基本思路和方案，能夠在社會、文化、經濟、法律、安全以及環境等現實約束條件下通過信息化、智慧化技術等論證設計方案的可行性，能夠針對地學相關行業及業務特定需求、設計數字化、信息化、智慧化解決方案，能夠在設計中體現創新意識。

（4）研究：能夠融合專業知識結構，掌握扎實的空間信息科學基礎理論和研究方法，能夠針對空間信息與數字技術領域的復雜工程問題進行研究，產生新穎的創新意識和創新思維，具備解決空間信息分析、表達與應用問題能力。

（5）使用現代工具：能夠針對復雜工程問題，充分運用現代通訊傳輸設備、數字設備、計算機進行信息交流與處理，能夠設計（開發）針對復雜硬件系統、軟件系統或應用系統的解決方案。包括對復雜軟件工程問題的預測與模擬，具有較強的計算機操作能力。

（6）工程與社會：能夠基于工程相關背景知識進行合理分析，評價專業工程實踐和空間信息與數字技術復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。

（7）環境和可持續發展：能夠理解和評價針對空間信息與數字技術復雜問題的工程實踐對于環境、社會可持續發展的影響，并能夠將環境、社會可持續發展的要求體現于解決方案。

（8）職業規范：具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在空間信息與數字技術工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，履行責任。

（9）個人和團隊：具備團隊協作精神，能在多學科背景下的項目團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。

（10）溝通：能夠就空間信息與數字技術復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫項目申請書、報告和軟件文檔、陳述發言、清晰表達或回應指令，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。

（11）項目管理：理解并掌握空間信息與數字技術復雜問題工程項目管理原理與經濟決策方法，并能在多學科環境中應用，具有一定的工程項目管理能力。

（12）終身學習：具有終身學習意識以及運用現代信息技術獲取相關信息和新知識、新技術的能力，能通過不斷學習適應發展需要。

四、學科基礎（平臺）課程

空間信息感知、空間信息網絡、地學理論基礎、綜合勘查學，面向對象程序設計、空間數據庫原理，空間數據分析與挖掘，遙感圖像處理，大數據平臺與應用、人工智能、機器學習、三維可視化與過程模擬，地理信息系統，現代軟件工程、地學信息系統工程，云計算與虛擬化、空間信息服務、智慧城市等。

空間信息與數字技術專業課程間層次關系圖

本專業特別重視實踐教學，通過多種形式的實踐教學改革對實踐教學做出持續的改進和完善，突出實踐教學在培養學生實踐能力和創新能力中的獨特作用。改變實驗教學依附于理論教學的傳統觀念，充分認識并落實實驗教學在學校人才培養和教學工作中的地位，形成理論教學與實踐教學統籌協調的觀念和氛圍；整合實踐教學環節和優化實驗課程體系，組織開展實驗課程教學的評估工作；大力推進研究型教學，推動學生學習團隊的組成和研究平臺的搭建，建立本科生導師制，讓學生盡早進入科研領域和實驗室的制度，把引導學生進入前沿研究作為培養創新人才的重要途徑。在實踐教學環節上，通過課程實驗、課程設計、軟件綜合實習、地質教學實習（秭歸）、應用開發實習、專業實習和畢業設計（論文）等構筑多層次的實踐教學體系。最具特色的是采取秭歸野外地質實習與計算機室內教學相結合的實踐教學組織模式。在學生進行秭歸野外地質教學實習時，我們配備掌上機進行野外數據的采集。在室內，基于野外采集的數據和地調局數字填圖系統，學生們完成了秭歸實習基地第一批全電子化地質實習報告，并已提交實習基地存檔。應用開發實習采取“模擬項目”的教學方式，學生自主實戰訓練，組成項目研發小組，完成整個項目的研發。以一個真實項目的實現作為教學主線，將專業技術和實踐動手能力穿插起來，讓理論和實踐相互印證。同時兼顧文檔寫作，演示文檔等素質教育。統一采取QuantyView二維、三維教學版實驗平臺，開設綜合性、設計性實驗為主的實驗教學思路，使學生通過實訓能得到真刀真槍的鍛煉，相當于在正規軟件企業實習。還不斷加強實踐教學基地建設，依托國家第二個自主創新示范區東湖高新技術開發區，目前本專業建立了多個穩定的校外實習點。目前分別與國家級地球空間信息產業基地武大產業園地球空間信息產業聯盟，中交宇科（北京）空間信息技術有限公司，江蘇省姜堰市智谷軟件園，武漢地大坤迪科技有限公司以及科大訊飛公司等達成產學研合作協議。

實習指導教師在培訓學生軟件研發團隊建設方法

教師組與學生項目組針對項目開發問題研討

學生項目組向教師團隊做最終的軟件開發成果匯報

五、師資力量與人才培養

本專業師資力量強大，以教學名師、教授/博士生導師為核心，由4名教授、12名副教授、10名講師組成的知識結構、學歷結構、年齡結構合理的高水平教師隊伍。其中包括中國地質學會“金錘獎”獲得者1人，湖北省杰出青年基金獲得者1人，武漢“光谷人才計劃”2人。教師全部獲得博士學位，有80%的老師曾到國外著名高校留學訪問交流。本專業教師近年來，承擔并完成包括國家863計劃重點項目課題、國家973計劃課題、國家重大專項課題、國家自然科學基金重點項目、國家“十二五”民用航天預研等國家級和省部級項目60余項，近五年累計科研經費達八千萬元以上。在計算機類權威和核心期刊以及重要的國內外學術會議上發表論文180多篇。正式出版專著5本。團隊先后獲湖北省科技進步一等獎1項，湖北省技術發明一等獎1項，湖北省教學成果一等獎2項，獲得國家發明專利50多項。

專業負責人為劉剛，博士，教授、博士生導師。威尼斯歡樂娛人v3676副院長、地質信息科技研究所副所長、國際數學地球科學協會（IAMG）理事中國國家委員會執行主席、智能地學信息處理湖北省重點實驗室常務副主任。主要從事地學大數據、地質空間三維可視化建模與分析、時空數據模型等方面的教學科研工作。主持國家自然科學基金重點項目1項、面上項目2項、國家863重點項目課題1項和教育部重點科技項目1項。發表論文90余篇、專著2部、教材2部，獲國家發明專利6項；參加研發的QuantyView三維可視化地學信息系統軟件平臺，在地礦領域得到廣泛應用。培養博士生、碩士生60余人，其中2人獲得湖北省優秀碩士學位論文，獲得全國“挑戰杯”二等獎和湖北省“挑戰杯”特等獎。曾獲省技術發明獎一等獎1次、省科技進步獎一等獎1次、測繪科技進步獎特等獎1次、一等獎1次、省優秀教學成果一等獎2次和中國地質學會青年地質科技獎—金錘獎、國際數學地球科學協會（IAMG）教學獎（Griffiths Teaching Award）。

專業人才培養特色：（1）專業以“地學信息工程”博士點和碩士點為依托，辦學起點高，入選湖北省高等學校戰略新興（支柱）產業人才培養計劃；（2）依托國家級和省級重點學科，擁有國家級的野外實踐基地、省級信息技術實驗中心；（3）教學團隊以教學名師、教授/博士生導師為核心，教學力量強，專業水平高。（4）形成了特色鮮明的地學信息技術復合型人才培養體系，成果獲湖北省高等學校教學成果一等獎。（5）擁有得到行業廣泛應用的具有自主知識產權的專業系統教學軟件，提供全程、全覆蓋的實踐教學支持，包括QuantyView三維可視化地學信息系統軟件、衛星星座優化設計與任務規劃軟件系統CSTK等。經過近年的建設專業取得以下成效：（1）形成了特色鮮明的地質信息復合型人才培養體系，成果“地質信息技術復合型創新人才培養模式探索與實踐”獲湖北省高等學校教學成果一等獎；（2）形成了設計合理的專業人才培養方案，體現了先進的教學理念，課程體系設置科學可行；（3）建成了包含秭歸野外實習基地等國家級實踐基地、國家級礦產資源形成與勘查開發虛擬仿真實驗教學中心、智能地學信息處理湖北省重點實驗室、空間信息與數字技術專業實驗室、在內的“多層次、多結合、多渠道、一平臺”的實踐教學體系；（4）師資由4名教授、12名副教授、10名講師組成的知識結構、學歷結構、年齡結構合理的高水平教師隊伍。（5）建立面向地學信息化主流程的產學研基地。目前已與國家級地球空間信息產業基地武大產業園地球空間信息產業聯盟、中交宇科（北京）空間信息技術有限公司科大訊飛公司、武漢地大坤迪科技有限公司等建立了穩定的產學研合作基地，可供學生參加校外企業社會實踐，對于提高學生的動手實踐能力作用顯著。有完善的專業教學管理制度，學生畢業設計環節管理到位，畢業設計（論文）選題結合實際工程應用，符合專業發展方向和社會人才需求；（6）培養出知識結構合理，動手能力強的高質量、受歡迎的畢業生，近3屆實驗班畢業率100%，就業率（含升學）達95%以上，連續3次獲得校級優秀畢業班。

六、就業前景

隨著新一代信息技術的發展，社會和國家對于空間信息技術、空間數據處理人才需求迫切、需求量大、需求廣泛。本專業培養的各類空間數據人才，能夠服務于智慧地球、互聯網+行動計劃、大數據等國家戰略?？臻g信息與數字技術專業的學生社會需求很大，就業前景十分廣闊，學生畢業后可以能在自然資源、生態環境、應急響應、數字地球、玻璃地球與智慧城市、交通運輸、國防軍事、航空航天、水利水電等高科技領域行業或部門，以及眾多軟件企業從事與空間信息數字技術相關的管理、設計、開發和科學研究工作，可從事軟件工程領域的技術開發、教學、科研及管理等工作。2019年，本畢業生年薪10-20萬。

空間信息與數字技術專業畢業生考研率始終保持在50%以上。多名學生考入北京大學，浙江大學，南京大學，武漢大學，華中科技大學，電子科技大學等知名大學讀研究生。每年都有學生出國讀研，進入南加州大學，滑鐵盧大學，艾默里大學，昆士蘭大學等大學學習。

各用人單位對本專業培養的學生滿意度高，主要體現在能夠熟練掌握先進的軟件開發工具，具備良好的溝通能力和很強的責任心，具備軟件設計與項目實施能力，能夠較好地勝任軟件開發、管理和維護等相關工作，能滿足事業單位的用人需求。

近年學生獲獎：第十五屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽二等獎1項，湖北省“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽特等獎1項、二等獎1項；中國地球科學大數據挖掘與人工智能挑戰賽一等獎1項；全國大學生智能建造與管理創新競賽國家級二等獎1項；美國大學生數學建模競賽二等1項，三等獎3項；國家級大學生創新創業訓練計劃項目重點項目3項；全國移動互聯網應用創新大賽二等獎2項、計算機仿真大賽全國二等獎1項；中國“互聯網+”大學生創新創業大賽湖北賽區復賽銀獎、銅獎各1項。