空间信息与数字技术专业介绍

一、专业背景

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，公司于2010年开始试办“空间信息与数字技术”本科专业实验班，2014年获教育部正式批准，2015年入选湖北省普通高等公司战略性新兴（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，2019年获批湖北名师工作室，2020年入选湖北省一流本科专业建设点，2022年入选国家级一流本科专业建设点，2023年专业建设相关成果获得湖北省教学成果特等奖和国家教学成果二等奖。近三年本专业在软科中国大学排名中均获评B+档，位列全国前茅。经过多年建设，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”、“时空智能”发展前沿的特色鲜明的计算机类新工科专业。

二、专业培养目标

本专业围绕地球空间信息行业和数字经济发展的需求，培养德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人，具备扎实的计算机科学、空间信息、大数据、人工智能、地学信息等专业知识和工程经验，具有创新精神和良好的综合素质，适应社会发展需求，能够在空间信息技术与数字工程相关领域从事科学研究、工程设计、软件研发和项目管理等工作的高素质复合型工程技术创新人才。

本专业员工毕业后5年左右，预期达到以下培养目标：

目标1：具有良好的人文素养、职业道德和社会责任感，践行社会主义核心价值观，有意愿并有能力服务国家与社会。

目标2：熟练应用空间信息与数字工程理论知识和专业技能，熟悉行业标准和相关法律法规，能够有效利用计算机科学、地球科学、空间信息、大数据、人工智能等专业知识和专业技能，解决空间信息领域数据感知与管理、系统建模与分析、软件设计与开发、项目管理、系统运维等方面的复杂工程问题，并能够综合考虑工程与社会、环境与可持续发展，体现创新意识。

目标3：具有良好的团队协作、沟通交流和项目管理能力，能够在多学科、跨文化背景下的团队中作为主要负责人或技术骨干发挥有效作用。

目标4：能够持续学习和跟踪新技术，对空间信息与数字工程行业前沿技术和发展趋势有前瞻性，具有专业领域洞察力和国际视野，能通过行业训练或继续教育等渠道更新知识，适应社会发展及职业环境变化。

三、专业毕业要求

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：能够将数学、自然科学、工程基础和计算机科学、空间信息、大数据、人工智能、地学信息等专业知识用于解决空间信息与数字技术领域的复杂工程问题。

2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，通过文献研究，识别、表达、并分析空间信息与数字技术领域，尤其是空间信息与数字工程中信息采集、存储管理、数据建模、分析计算、可视化等复杂工程问题，以获得有效结论。

3. 设计/开发解决方案：能够设计针对空间信息与数字技术领域复杂工程问题的解决方案，设计满足空间信息采集、存储与管理、计算与分析、建模与可视化、应用等特定需求的模型、解决方案、软件系统，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4. 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对空间信息采集、存储与管理、计算与分析、建模与可视化、应用等过程中的复杂工程问题进行研究，包括设计实验与算法、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

5. 使用现代工具：能够针对空间信息采集、存储与管理、计算与分析、建模与可视化、应用等过程中的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具、软件开发工具、测试技术手段和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

6. 工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价空间信息采集、存储与管理、计算与分析、建模与可视化、应用等过程中工程实践和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领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

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领域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：能够在多学科背景下的研发、生产、管理、运维等团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

10. 沟通：能够就空间信息采集、存储与管理、计算与分析、建模与可视化、应用等过程中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，包括撰写报告和设计文稿、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：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

12. 终身学习：对空间信息与数字技术领域的理论和技术发展规律有明确的认识，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

毕业要求对培养目标的支撑关系矩阵如表1所示。

表1 空间信息与数字技术专业毕业要求对培养目标的支撑关系矩阵

四、学科基础（平台）课程

专业核心课程：空间信息工程基础、空间信息感知、空间信息网络、综合勘查与数字技术，地理信息系统，时空数据库，时空数据分析与挖掘，三维可视化与过程模拟，地质信息系统工程，空间信息服务、智慧城市、数字地球等。

主要专业实验：计算机组成原理课程设计、操作系统原理课程设计、数据结构课程设计、地理信息系统课程实习、遥感原理与应用课程实习、地质信息系统工程课程实习、空间信息服务课程实习。

主要实践性教学环节：计算机高级语言课程设计、面向对象程序设计课程设计、时空数据库课程设计、三维可视化与过程模拟课程设计、算法综合实习、空间信息技术基础实践（秭归）、空间信息系统开发综合实习、毕业设计（论文）。

毕业学分要求：169.5

学制与学位：四年，工学学士。

本专业员工可以辅修的其他专业：软件工程、地球信息科学与技术、地质工程

相近专业：地球信息科学与技术、计算机科学与技术

空间信息与数字技术专业课程间层次关系

五、实践教学体系

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员工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公司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，推动员工学习团队的组成和研究平台的搭建，建立本科生导师制，让员工尽早进入科研领域和实验室的制度，把引导员工进入前沿研究作为培养创新人才的重要途径。

本专业构建了“基础—实操—综合实训”分层实践课程体系，涵盖课程实验、课程设计、算法综合实习、空间信息技术基础实践（秭归）、空间信息系统开发综合实习、专业实习和毕业设计（论文）等环节，构筑多层次的实践教学体系。

秭归特色实践模式：采取秭归野外空间信息技术实习与计算机室内教学相结合的实践教学组织模式。员工进行秭归野外地质教学实习时，配备掌上机、无人机等智能化设备进行野外数据采集；室内基于野外采集数据和地调局数字填图系统，完成全电子化地质实习报告。

模拟项目教学方式：空间信息系统开发综合实习采取“模拟项目”教学方式，员工自主实战训练，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，使员工得到真刀真枪的锻炼，积累软件企业实习经验。

本专业建立了多个校外实习点，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、广东南方数码科技、武汉中地数码、百度、金山办公、小米集团、华为、海康威视、东软集团、地大坤迪、科大讯飞等20余家企业建立稳定的产学研合作基地。

实习指导教师在培训员工软件研发团队建设方法

教师组与员工项目组针对项目开发问题研讨

员工项目组向教师团队做最终的软件开发成果汇报

六、团队力量与人才培养

本专业团队力量强大，以教学名师、教授/博士生导师为核心，由6名教授、18名副教授、3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。其中包括湖北省教学名师1人、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、自然资源部高层次科技创新人才工程青年科技人才1人、武汉“光谷人才计划”入选者3人、湖北省高等公司优秀中青年科技创新团队1个、自然资源部创新团队1个。教师全部获得博士学位，近70%的老师曾到国外著名高校留学访问交流。近年来，本专业教师承担并完成包括国家863计划重点项目课题、国家重大专项课题、国家自然科学基金重点项目、国家“十四五”民用航天预研项目、国家重点研发计划子课题等国家级和省部级项目60余项，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。先后获国家科技进步二等奖1次、湖北省科技进步一等奖1项、湖北省技术发明一等奖1项及省部级奖项10余项，国家教学成果奖二等奖、湖北省教学成果奖特等奖1项、一等奖2项，获得国家发明专利50多项。

专业负责人刘刚，博士，二级教授、博士生导师。365英国上市集团（武汉）地质信息科技研究所副所长、国际数学地球科学协会（IAMG）中国国家委员会执行主席、智慧地质资源环境技术湖北省工程研究中心主任。中国计算机学会信息系统专委会执行委员、中国图像图形学会-可视化与可视分析专委会常务委员、中国矿物岩石地球化学学会-大数据与数学地球科学专业委员会副主任委员，主要从事地学大数据、时空数据模型、智能地学信息处理、三维可视化建模与分析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3项、国家863计划重点项目课题1项。发表论文150余篇，出版专著3部，获国家发明专利8项。致力于自主知识产权的三维可视化地质信息系统软件QuantyView的研发，在地矿领域获得推广应用。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。主持研发了“三维地质建模与分析虚拟仿真实验”湖北省一流课程。曾获湖北省技术发明奖一等奖1次、湖北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、二等奖1次、中国产学研合作创新成果奖一等奖1次、国家级教学成果奖二等奖1次、湖北省教学成果奖一等奖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，入选湖北省高等公司战略新兴（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，“计算机+地学”复合型培养模式特色鲜明，差异化竞争优势明显。

（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科研软件，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、航天任务设计优化与分析仿真软件平台CSTK等。

专业建设成效：

（1）形成了特色鲜明的空间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”获湖北省高等公司教学成果一等奖；

（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）以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为基础，构建了“多层次、多结合、多渠道、一平台”的实践教学体系；

（4）拥有地理信息系统国家地方联合工程实验室、自然资源信息管理与数字孪生工程软件教育部工程研究中心等国家及省部级科研平台；

（5）建立了完善的奖助体系与荣誉激励机制，吸引和稳定优秀生源；

（6）建立了完善的学业跟踪、预警与帮扶机制，近三年毕业率100%，学位授予率保持在98%以上。

员工发展成效：

本专业近40%的员工赴国内外知名高校攻读研究生。近年来，每年均有毕业生进入北京大学、浙江大学、南京大学、武汉大学、华中科技大学、电子科技大学等国内顶尖学府继续深造；同时，赴境外留学员工相继进入南加州大学、伦敦国王公司、悉尼大学、香港大学等世界知名高校学习。

近年员工获奖：第十五届“挑战杯”全国老员工课外学术科技作品竞赛二等奖2项，湖北省“挑战杯”老员工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；全国老员工智能建造与管理创新竞赛国家级二等奖1项；美国老员工数学建模竞赛二等1项，三等奖3项；国家级老员工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+”老员工创新创业大赛湖北赛区复赛银奖、铜奖各1项。

七、就业前景

随着新一代信息技术的快速发展，数字中国、智慧城市、低空经济等国家战略的深入推进，国家和社会对空间信息技术及空间数据处理人才的需求日益迫切。空间信息与数字技术专业毕业生社会需求旺盛，就业前景广阔。员工毕业后可在自然资源、生态环境、应急响应、智慧城市、交通运输、国防军事、航空航天、水利水电等高科技行业，以及政府信息化部门和各类软件企业，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。同时，凭借扎实的计算机科学基础，毕业生也能进入腾讯、字节、小米、金山、海康威视、高德软件等著名企业，从事软件工程领域的技术开发、科研及管理等工作。

各用人单位对本专业培养的员工满意度高，普遍认为员工能够熟练掌握主流软件开发工具与平台，具备良好的沟通协作能力和高度的责任心，拥有扎实的软件设计、系统开发和项目实施能力，能够胜任软件开发、项目管理、系统运维等相关工作，能满足企事业单位对高素质复合型工程技术创新人才的需求。