空间信息与数字技术专业介绍

一、专业背景

针对大数据时代背景下，面向国家在空间信息领域和行业信息化建设的重大需求，依托地质资源与地质工程国家重点学科和计算机科学与技术湖北省重点学科，将现代计算机技术、空间信息技术与地球科学交叉融合，以培养地球科学与现代信息技术交叉的复合型创新人才为目标，我院于2010年开始试办“空间信息与数字技术”本科专业实验班。2013年，“空间信息与数字技术方向”正式纳入高考招生计划。2014年，向教育部申报“空间信息与数字技术”本科专业，审批成功通过。2015年入选湖北省普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划项目，获批湖北省专业综合改革试点项目。2018年专业建设项目获得湖北省教学成果一等奖。2022年入选国家级一流本科专业建设点。专业建设目标是将现代信息技术与我校地学优势专业进行结合，培养复合型的创新人才，建设和发展出新的学科生长点，完善计算机学科体系，逐步奠定在地学信息技术学科的引领地位。目前本专业已发展成为一个面向空天地海全空间广泛应用、适应数字地球、玻璃地球建设的特色鲜明的新工科专业。

未来城校区新建计算机大楼

二、专业培养目标

专业培养目标：本专业培养具有正确的世界观、价值观和严谨的科学作风，在德、智、体、美诸方面全面发展，系统掌握计算机技术、空间信息技术、大数据技术、人工智能技术、地学信息系统工程等方面的基本理论、方法和技能，能在自然资源、生态环境、应急响应、数字地球、玻璃地球与智慧城市、交通运输、国防军事、航空航天、水利水电等高科技领域从事空间信息相关的科研、教学和管理等工作的复合型创新人才，也能够在相关学科领域的国内外科研院所继续深造。经过五年左右的锻炼，毕业生能成为所在单位或部门技术负责人或技术骨干或核心成员，达到中级（含）以上工程师所具有的职业素养，并体现出：

（1）具有求真务实、创新进取、团队合作精神及社会责任感；

（2）具有扎实的数理、计算科学和空间信息与数字技术专业相关基础；

（3）能深入空间复杂工程行业特定需求、设计数字化、信息化、智慧化解决方案；

（4）能针对工作领域组织开展有效实践、通过创新思维得到合理有效的结论；

（5）具有一定国际视野和跟踪空间信息前沿领域发展的洞察力；

（6）能通过自我学习不断进行知识更新，以适应社会与科技快速发展变化。

三、专业培养要求

空间信息与数字技术专业本科毕业生应达到如下知识、能力和素质的要求：

（1）工程知识：能掌握空间信息与数字技术工程涉及的数理基础、计算机相关专业知识，以及一定的空间信息与数字技术领域业务基本知识和基本技能，并能够将其应用到空间复杂工程实践中。

（2）问题分析：具有发现问题、分析问题和解决问题能力，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析空间信息与数字技术领域的复杂工程问题，以获得有效结论的问题分析能力。

（3）设计/开发解决方案：能够根据空间信息与数字技术复杂工程问题的需求确定基本思路和方案，能够在社会、文化、经济、法律、安全以及环境等现实约束条件下通过信息化、智慧化技术等论证设计方案的可行性，能够针对地学相关行业及业务特定需求、设计数字化、信息化、智慧化解决方案，能够在设计中体现创新意识。

（4）研究：能够融合专业知识结构，掌握扎实的空间信息科学基础理论和研究方法，能够针对空间信息与数字技术领域的复杂工程问题进行研究，产生新颖的创新意识和创新思维，具备解决空间信息分析、表达与应用问题能力。

（5）使用现代工具：能够针对复杂工程问题，充分运用现代通讯传输设备、数字设备、计算机进行信息交流与处理，能够设计（开发）针对复杂硬件系统、软件系统或应用系统的解决方案。包括对复杂软件工程问题的预测与模拟，具有较强的计算机操作能力。

（6）工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和空间信息与数字技术复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

（7）环境和可持续发展：能够理解和评价针对空间信息与数字技术复杂问题的工程实践对于环境、社会可持续发展的影响，并能够将环境、社会可持续发展的要求体现于解决方案。

（8）职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在空间信息与数字技术工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

（9）个人和团队：具备团队协作精神，能在多学科背景下的项目团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

（10）沟通：能够就空间信息与数字技术复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写项目申请书、报告和软件文档、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

（11）项目管理：理解并掌握空间信息与数字技术复杂问题工程项目管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用，具有一定的工程项目管理能力。

（12）终身学习：具有终身学习意识以及运用现代信息技术获取相关信息和新知识、新技术的能力，能通过不断学习适应发展需要。

四、学科基础（平台）课程

空间信息感知、空间信息网络、地学理论基础、综合勘查学，面向对象程序设计、空间数据库原理，空间数据分析与挖掘，遥感图像处理，大数据平台与应用、人工智能、机器学习、三维可视化与过程模拟，地理信息系统，现代软件工程、地学信息系统工程，云计算与虚拟化、空间信息服务、智慧城市等。

空间信息与数字技术专业课程间层次关系图

本专业特别重视实践教学，通过多种形式的实践教学改革对实践教学做出持续的改进和完善，突出实践教学在培养学生实践能力和创新能力中的独特作用。改变实验教学依附于理论教学的传统观念，充分认识并落实实验教学在学校人才培养和教学工作中的地位，形成理论教学与实践教学统筹协调的观念和氛围；整合实践教学环节和优化实验课程体系，组织开展实验课程教学的评估工作；大力推进研究型教学，推动学生学习团队的组成和研究平台的搭建，建立本科生导师制，让学生尽早进入科研领域和实验室的制度，把引导学生进入前沿研究作为培养创新人才的重要途径。在实践教学环节上，通过课程实验、课程设计、软件综合实习、地质教学实习（秭归）、应用开发实习、专业实习和毕业设计（论文）等构筑多层次的实践教学体系。最具特色的是采取秭归野外地质实习与计算机室内教学相结合的实践教学组织模式。在学生进行秭归野外地质教学实习时，我们配备掌上机进行野外数据的采集。在室内，基于野外采集的数据和地调局数字填图系统，学生们完成了秭归实习基地第一批全电子化地质实习报告，并已提交实习基地存档。应用开发实习采取“模拟项目”的教学方式，学生自主实战训练，组成项目研发小组，完成整个项目的研发。以一个真实项目的实现作为教学主线，将专业技术和实践动手能力穿插起来，让理论和实践相互印证。同时兼顾文档写作，演示文档等素质教育。统一采取QuantyView二维、三维教学版实验平台，开设综合性、设计性实验为主的实验教学思路，使学生通过实训能得到真刀真枪的锻炼，相当于在正规软件企业实习。还不断加强实践教学基地建设，依托国家第二个自主创新示范区东湖高新技术开发区，目前本专业建立了多个稳定的校外实习点。目前分别与国家级地球空间信息产业基地武大产业园地球空间信息产业联盟，中交宇科（北京）空间信息技术有限公司，江苏省姜堰市智谷软件园，武汉地大坤迪科技有限公司以及科大讯飞公司等达成产学研合作协议。

实习指导教师在培训学生软件研发团队建设方法

教师组与学生项目组针对项目开发问题研讨

学生项目组向教师团队做最终的软件开发成果汇报

五、师资力量与人才培养

本专业师资力量强大，以教学名师、教授/博士生导师为核心，由4名教授、12名副教授、10名讲师组成的知识结构、学历结构、年龄结构合理的高水平教师队伍。其中包括中国地质学会“金锤奖”获得者1人，湖北省杰出青年基金获得者1人，武汉“光谷人才计划”2人。教师全部获得博士学位，有80%的老师曾到国外著名高校留学访问交流。本专业教师近年来，承担并完成包括国家863计划重点项目课题、国家973计划课题、国家重大专项课题、国家自然科学基金重点项目、国家“十二五”民用航天预研等国家级和省部级项目60余项，近五年累计科研经费达八千万元以上。在计算机类权威和核心期刊以及重要的国内外学术会议上发表论文180多篇。正式出版专著5本。团队先后获湖北省科技进步一等奖1项，湖北省技术发明一等奖1项，湖北省教学成果一等奖2项，获得国家发明专利50多项。

专业负责人为刘刚，博士，教授、博士生导师。澳门沙金在线平台副院长、地质信息科技研究所副所长、国际数学地球科学协会（IAMG）理事中国国家委员会执行主席、智能地学信息处理湖北省重点实验室常务副主任。主要从事地学大数据、地质空间三维可视化建模与分析、时空数据模型等方面的教学科研工作。主持国家自然科学基金重点项目1项、面上项目2项、国家863重点项目课题1项和教育部重点科技项目1项。发表论文90余篇、专著2部、教材2部，获国家发明专利6项；参加研发的QuantyView三维可视化地学信息系统软件平台，在地矿领域得到广泛应用。培养博士生、硕士生60余人，其中2人获得湖北省优秀硕士学位论文，获得全国“挑战杯”二等奖和湖北省“挑战杯”特等奖。曾获省技术发明奖一等奖1次、省科技进步奖一等奖1次、测绘科技进步奖特等奖1次、一等奖1次、省优秀教学成果一等奖2次和中国地质学会青年地质科技奖—金锤奖、国际数学地球科学协会（IAMG）教学奖（Griffiths Teaching Award）。

专业人才培养特色：（1）专业以“地学信息工程”博士点和硕士点为依托，办学起点高，入选湖北省高等学校战略新兴（支柱）产业人才培养计划；（2）依托国家级和省级重点学科，拥有国家级的野外实践基地、省级信息技术实验中心；（3）教学团队以教学名师、教授/博士生导师为核心，教学力量强，专业水平高。（4）形成了特色鲜明的地学信息技术复合型人才培养体系，成果获湖北省高等学校教学成果一等奖。（5）拥有得到行业广泛应用的具有自主知识产权的专业系统教学软件，提供全程、全覆盖的实践教学支持，包括QuantyView三维可视化地学信息系统软件、卫星星座优化设计与任务规划软件系统CSTK等。经过近年的建设专业取得以下成效：（1）形成了特色鲜明的地质信息复合型人才培养体系，成果“地质信息技术复合型创新人才培养模式探索与实践”获湖北省高等学校教学成果一等奖；（2）形成了设计合理的专业人才培养方案，体现了先进的教学理念，课程体系设置科学可行；（3）建成了包含秭归野外实习基地等国家级实践基地、国家级矿产资源形成与勘查开发虚拟仿真实验教学中心、智能地学信息处理湖北省重点实验室、空间信息与数字技术专业实验室、在内的“多层次、多结合、多渠道、一平台”的实践教学体系；（4）师资由4名教授、12名副教授、10名讲师组成的知识结构、学历结构、年龄结构合理的高水平教师队伍。（5）建立面向地学信息化主流程的产学研基地。目前已与国家级地球空间信息产业基地武大产业园地球空间信息产业联盟、中交宇科（北京）空间信息技术有限公司科大讯飞公司、武汉地大坤迪科技有限公司等建立了稳定的产学研合作基地，可供学生参加校外企业社会实践，对于提高学生的动手实践能力作用显著。有完善的专业教学管理制度，学生毕业设计环节管理到位，毕业设计（论文）选题结合实际工程应用，符合专业发展方向和社会人才需求；（6）培养出知识结构合理，动手能力强的高质量、受欢迎的毕业生，近3届实验班毕业率100%，就业率（含升学）达95%以上，连续3次获得校级优秀毕业班。

六、就业前景

随着新一代信息技术的发展，社会和国家对于空间信息技术、空间数据处理人才需求迫切、需求量大、需求广泛。本专业培养的各类空间数据人才，能够服务于智慧地球、互联网+行动计划、大数据等国家战略。空间信息与数字技术专业的学生社会需求很大，就业前景十分广阔，学生毕业后可以能在自然资源、生态环境、应急响应、数字地球、玻璃地球与智慧城市、交通运输、国防军事、航空航天、水利水电等高科技领域行业或部门，以及众多软件企业从事与空间信息数字技术相关的管理、设计、开发和科学研究工作，可从事软件工程领域的技术开发、教学、科研及管理等工作。2019年，本毕业生年薪10-20万。

空间信息与数字技术专业毕业生考研率始终保持在50%以上。多名学生考入北京大学，浙江大学，南京大学，武汉大学，华中科技大学，电子科技大学等知名大学读研究生。每年都有学生出国读研，进入南加州大学，滑铁卢大学，艾默里大学，昆士兰大学等大学学习。

各用人单位对本专业培养的学生满意度高，主要体现在能够熟练掌握先进的软件开发工具，具备良好的沟通能力和很强的责任心，具备软件设计与项目实施能力，能够较好地胜任软件开发、管理和维护等相关工作，能满足事业单位的用人需求。

近年学生获奖：第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项，湖北省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖1项、二等奖1项；中国地球科学大数据挖掘与人工智能挑战赛一等奖1项；全国大学生智能建造与管理创新竞赛国家级二等奖1项；美国大学生数学建模竞赛二等1项，三等奖3项；国家级大学生创新创业训练计划项目重点项目3项；全国移动互联网应用创新大赛二等奖2项、计算机仿真大赛全国二等奖1项；中国“互联网+”大学生创新创业大赛湖北赛区复赛银奖、铜奖各1项。