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浙大招生

专业名称:地球信息科学与技术

专业导游:地球科学学院田钢教授 章孝灿教授

 

Q1:地球信息科学与技术专业的学习(研究)对象是什么?

  地球信息科学与技术专业的研究对象主要就是地球的表层以及内部圈层的结构、特点以及演化情况。该专业目前主要分两个方向:遥感方法技术、地球物理方法技术。

  研究地球表层需要用到遥感方法技术,它利用远距离非接触式感知技术对目标进行探测和识别。最常见的遥感技术就是大家生活中经常使用的照相机。通俗地讲,遥感就是利用各种各样的特殊照相机对目标进行探测,例如我们可以红外相机探测物体的表面温度,利用紫外相机观测特殊物质的荧光,还可以用微波望远镜探测宇宙。利用遥感技术获取到多种多样的“图像”,然后通过数据解译、建模、分析而来了解、掌握、预测被摄目标的物质组成、分布规律、辐射特征、结构特点及其变化或演化过程等真实情况。因此也可以说,一切图像都是我们研究的对象。

  而探查地球内部需要地球物理方法技术,它借助各种物理方法和原理,利用高科技的传感仪器设备,在地表或空中甚至水下进行观测,对观测的物理场信号进行计算机数据处理和数学反问题求解,最后利用可视化等手段结合构造地质、水文与工程地质的知识,对所获得的数据和图像进行解释,从而了解地下内部既看不见也摸不着的结构特点与发展演化。

  这些都要求学生掌握深厚的数理基础、掌握遥感与地球物理专业知识,并具备运用计算机的能力。

Q2:地球信息科学与技术专业本科核心课程有哪些?

  地球信息科学与技术专业本科核心课程主要如下几类:第一类是数理基础,主要包括高等数学、常微分与偏微分方程、概率论与数理统计、普通物理学、电磁辐射理论、数字信号处理等;第二类是电子与计算机技术,主要包括:电子电路基础、数据结构与算法设计、计算机编程、数据库技术等;第三类是地质学基础,主要包括普通地质学、构造地质学等;第四类就是专业方向课程,其中遥感技术方向主要包括遥感地学分析、数字图像处理、计算机图形学、地理信息系统等,地球物理方向主要包括地球物理学概论、地球物理场论、地球物理勘探原理等。

Q3:学地球信息科学与技术专业的学生需要具备什么特质?

  作为地球信息科学与技术专业的学生,首先要具有良好的时空思维能力。本专业所涉及的大量数据几乎都是具有时空属性的,这与其他学科有着很大的差异。从事该专业的学习和研究,正是要在这样具有时空属性的海量数据中分析和挖掘目标的信息,时间和位置是数据分析中的关键参数,例如我们经常对同一地区不同时间所获取的遥感或地球物理数据进行序列对比分析,观察地表目标或地下结构在不同时间和不同位置表现出的不同特征以及变化规律,从而建立相应的演化模式,因此需要较强的时空思维能力。

  其次,从专业知识的学习角度来说,该专业需要较强的数理化和信息类的基础知识,因此要求学生的数理化基础要强,逻辑思维能力要好。遥感与地球物理信息的获取需要基于物理原理,借助于现代电子技术和设备;数据的挖掘和处理需要利用数学方法以及计算机编程,数据的解释需要用到地质学、遥感或地球物理学的专业知识等。

  另外,随着科学技术的不断发展,尤其是计算机技术和信息技术的发展,本专业现在正处在高速发展的过程中,新技术、新设备、新方法、新思路层出不穷,这要求同学们需要有接受新事物的态度、学习新事物的兴趣、掌握新事物的能力,始终能在学科快速发展的最前沿奋斗。

  除了以上要求外,因为我们的研究对象本身不在室内,所以有时需要进行野外调查、观测等,户外工作会相对较多一些,最好学生能够爱好户外活动,具有较强的适应性和灵活性。

Q4:在地球信息科学与技术专业学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

  这个专业的实践性较强。理论上的知识往往高度概括和抽象,而在实际学习研究过程中所需要解决的问题往往纷繁复杂。比如,在课堂上学习了地球物理场论,会感觉到特别抽象;学习了地球物理勘探原理,但到真正面对各类地球物理观测数据时则不知从何入手;在学习了遥感数据处理之后,面对上机操作的计算机编程而茫然失措。这要求同学们要不断在实践中学习,在实践中积累经验,在实践中消化理解所学的专业知识,这些都需要同学们投入相对更多的时间、精力在课下时间从事更多的实际研究工作,从而帮助课上的学习。

  同时,地球信息科学与技术专业研究的对象非常复杂。首先,地学现象本身在时空尺度上就存在巨大的差异性和复杂性,导致了研究对象难以被全面准确地观察和探测;其次,采用的探测手段往往都是针对目标某一方面特征的间接探测,造成了探测数据纷繁庞杂;最后,我们对地球等目标的了解还不是很深入,理论学说也不像经典物理和数学那样全面完备,因此数据分析和处理通常都存在多解性,没有唯一正确的答案。所以同学们可能感到的困惑是,始终走在追求答案的道路上,似乎却永远也得不到,但正是这样没有最好只有更好的现实情况,才使得本专业更加具有挑战性和魅力。

  此外,就是地球信息科学与技术作为信息科学与技术的一个分支,随着计算机技术和信息技术的快速发展,我们方向的知识理论和实践应用的更新速率相对较快,从事该方向的学习和研究就意味着要不断地学习新知识,更新老经验,这样虽然有些辛苦,但也让我们始终走在时代的前沿。

  因此,上述各方面因素有时会导致同学们学习和研究比较困难,往往需要能质疑、敢想象、有创新才能取得学习的成功。

Q5:社会上是否存在对地球信息科学与技术专业的理解误区?

  很多家长认为这个专业要常去野外考察,会很艰苦。其实这只是以前交通、通信不发达的时候。现在考察的条件和设施都有了改善,吃住交通都很方便,基本上可以说是不辛苦,我想我们的工作状况比“驴友”要轻松多了。而且目前很多数据和信息都是通过高精度的电子仪器自动获取(通过卫星、航空器、无人机、车载等)并通过无线传输到处理和分析中心的。何况我们的绝大部分工作还都是在大城市的资料处理和分析中心完成的。

  此外,如果你考察到了一个新的地方,就一定会有很多新的感受,可以说野外考察不光是学习和工作,还能在考察之余领略到当地的风土人情。所以认为野外考察很辛苦这个观点完全是个“误区”。

Q6:现实中有哪些问题需要通过地球信息科学与技术专业的人才来解决?

  该专业实际上目前已经与社会发展乃至个人生活都息息相关。对国家来说,每一寸土地以及地下资源都需要有效保护及合理利用,其前提条件就是要依靠我们专业去探测清楚,去管理清楚;对社会经济发展来说,石油、天然气、金属与非金属矿产资源都是不可或缺的重要资源,它们是如何形成的,怎样去勘探和利用,都需要我们专业提供技术支撑;对城市发展来说,土地应该怎样合理规划,水资源如何科学开发,破坏与影响人民生活环境及质量的事件如何有效遏制等,同样都需要我们专业拿出第一手可靠的数据来为科学决策服务;对个人来说,基于空间位置信息的服务已经深入每个人的生活,这些也和我们专业相关。

  另外,地质灾害(如滑坡、泥石流、地震等)的发生机理和预测,以及重大工程的建设(如水利、交通和建筑工程的前期勘测和后期监测)、土地利用和生态环境调查、地下文物考古调查、地下水污染调查、国防定位与侦查、通信领域信号处理等,也都需要我们专业的知识和所培养的人才。

Q7:地球信息科学与技术专业的毕业生,主要面向哪些行业就业?

  地球信息科学与技术专业既具有信息科学技术的基础,同时还具有地学行业知识背景,因而可从事的行业背景比较宽广,而浙江大学毕业生基础知识扎实,专业技术过硬,在业界的口碑非常不错,所以我们的毕业生也是非常走俏的。

  我们专业60%~70%的学生是继续深造,包括读研或者是出国,20%~30%是直接就业。就业的方向有政府职能部分,像国土资源部门、地质调查局、海洋局、地震局和测绘局以及交通、水利、国防等;还有的进入相关专业技术研发的科技公司,例如图形图像处理方面的Autodesk、AMD、海康威视等,从事数据分析和云计算的IBM、Cadence、阿里巴巴,从事GIS相关技术及产品的华为、腾讯、百度等;也有的同学选择大型国有企业或相关技术研究所,如涉及自然资源的勘探与开发的三大油公司(中石油、中石化和中海油)等,以及与信息通信相关的企业,如三大通信公司(移动、联通和电信)等,都是需要这个专业的人才;还有的同学进入科研院所和高等学校从事教学与科研。

  总的来看,除了地球科学领域以外,涉及信息技术、图形图像技术的企事业单位都非常欢迎我们的毕业生。另外,从统计数据来看,近些年该方向的研究生一次就业率达到了100%。

  职业种类既有从事理论和方法研究的科学家,也有从事信息数据采集、处理和解释的工程师,还有在高科技企业的创业者。

Q8:地球信息科学与技术专业有哪些知名校友?

  浙江大学地球信息科学与技术专业毕业的优秀校友很多,从老一辈的来说,像遥感学界的泰斗陈述彭院士,他是遥感学科的创始人,中国科学院地理研究所和遥感研究所都是他创建的;我国冰川研究的泰斗施雅风院士,创建了中国科学院冻土与沙漠研究所和南京土壤与湖泊研究所。改革开放以来,1982届校友狄黎平教授,现在是美国乔治梅森大学空间信息科学和系统研究中心主任,他领导制定了多个美国联邦空间数据信息和服务标准。

  原在本院工作的徐世浙院士是国内外地球物理学界的知名教授,他提出用构制保角变换坐标网的方法,将数学上无法用许克变换的任意地形曲线变换为水平线,解决了国内外任意地形磁场、重力场的曲线延拓和电阻率法二维地形改正的问题,使地球物理场的计算更加准确和科学。他长期致力于地球物理的数值计算方法的研究,是国内外最早将有限元法和边界元法应用于地球物理勘探的研究者之一,有效地解决了许多地球物理计算难题。

 

■地球信息科学与技术最吸引我的——

  首先,遥感无论作为技术还是产业现在都受到国家和社会各界的高度重视,正处于高速发展的新起点,未来的应用范围和应用价值不可估量。其次,遥感技术是研究分析那些人力很难企及区域的唯一手段,也是宏观同步观测地球表面时空变化的唯一途径,更是为军事、农业、社会发展等众多方面提供有力支撑的可靠技术。最后,遥感是众多学科的综合,涉及数理统计、物理原理、计算机技术、地学背景、行业知识等,学习和研究遥感技术就是学习和研究跨学科解决问题的综合能力,对个人发展和就业来说都大有裨益。这些都是这个专业吸引我的地方。

——章孝灿教授

  从我个人来说,1978年考上大学的时候,是属于服从分配被录取到应用地球物理专业的,刚开始对学习有抵触情绪。但当听说这个专业学习的数学和物理内容都是数学系和物理系的教材时,我逐渐感到这还是很有挑战性的,因此后来就安心并乐意从事该专业。到我出国留学时发现有不少中国科技大学少年班的学生都先后从事这个专业,使我对这个专业有了重新认识(数理基础深、应用范围广、就业领域宽、薪酬待遇高);我们国家有不少早年的地球物理院士当年都是数学系或物理系毕业的;国际上的牛顿、拉普拉斯、达朗贝尔、高斯等数学家或物理学家都对地球物理学的发展起到了重要的作用。我想对于现在的学生来说他们也都是这么想的,这个过程就是我们专业吸引人的地方或者说最大的优势了。

  比较受欢迎的课程,从全校范围来说有普通地质学,这门课很好地把室内和室外的课程学习结合了起来;从专业课来说,像计算机图形学、数字图像处理、地理信息系统、地球物理学、数字信号处理基础等,这些课程很多都是计算机及信息技术方面的专业课程,同学们学习后普遍反映有较大收获,无论是在理论知识方面还是在技术技能方面都给个人发展带来了很多好处。

  本专业的师资力量强大,教授有6人,其中国家“千人计划”特聘教授1人;拥有一级学科博士点1个、浙江省重点学科1个和博士后流动站1个;科研经费每年大概有1000万元左右。遥感方向是我国遥感地质第一个硕士点,地球物理高效采集技术、遥感数据分析与处理、地理信息系统以及遥感与地球物理科技考古等都是我们专业很有特色的科研亮点。本科生也有机会参与到这些科研项目中来。

  U.S. Geological Survey(USGS)和National Aeronautics and Space Administration (NASA)会在其网站上会发布很多遥感与地球物理领域的最新进展、研究成果、技术方法、遥感影像以及火山地震观测资料,这些都是本专业非常好的学习资源和平台。

  同学们在本专业将会有非常广泛的视野,可以看到对不同种类目标的探测研究,如外星球、地球表面、海洋内部、军事目标、城市目标、海底目标,可以说既要上天又要下海;同时还可以看到时间上从几分钟到几百万年的不同时间跨度的研究,以及从几百公里到几厘米的不同空间跨度的研究,内容多样、丰富有趣。

  每年4月22日世界地球日前后一段时间,我们有“浙江大学地球科学节”的活动,其中有一个内容就是面向全校学生开展的地球科学知识竞赛。这个节日到现在为止已经有十余年的历史,也被评为浙江大学学生文化节中的十大节日之一。

——田钢教授

  相比于其他理科专业,地球信息科学与技术专业跑野外的机会比较多,与生活实际应用也结合得比较紧密,不会显得枯燥。当初填志愿的时候我就是冲着浙大的地球信息科学与技术专业来的。在看科普文章、科普节目时,我就会想,如果能去研究地球的形成、构造、地壳的运动这些问题,实在是很有趣的事情。

  还有,我们专业课很多都是教授直接授课,老师也都能认识班上的每位同学,班主任也很关心我们,加上短学期两次野外实习大家都住在一起,所以师生间的交流相比于其他专业是很频繁的。

——2010级本科生王曼

  当时选这个专业是因为看到了“浙江大学地球科学节”的矿石展,觉得矿石特别漂亮也很有意思,就对这个专业产生了很大兴趣。后来发现这个专业出野外的机会很多,而我本身又是个很喜欢户外活动的人,就觉得非常对我的性格,因此我坚定地跨了专业过来学习。

  对我来说,两次为期半个月的专业实习的收获尤其巨大,它真正能让我们把理论知识应用到实践中,对我来说也是一个蜕变和升华的过程。

——2014级博士生安凯旋

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