發布時間：2020-02-27所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：針對國家防汛抗旱對高層次人才的需求，探討產教融合高層次人才培養模式。通過建立聯合培養基地踐行產教融合的核心理念，通過參與國家重大信息化工程提升研究生科研能力和技術水平，通過持續業務化和應急監測為國家防汛抗旱工作提供科學決策依據，并在
摘 要：針對國家防汛抗旱對高層次人才的需求，探討產教融合高層次人才培養模式。通過建立聯合培養基地踐行產教融合的核心理念，通過參與國家重大信息化工程提升研究生科研能力和技術水平，通過持續業務化和應急監測為國家防汛抗旱工作提供科學決策依據，并在多次突發涉水事件應急處置中做出重要貢獻。實踐證明，這種模式對于培養研究生的社會責任意識、提高綜合能力、錘煉優秀品格，具有十分重要的意義，有力促進了產教深度融合。
關鍵詞：防汛抗旱;產教融合;人才培養;實踐基地
水是人類生命的起源，是生活生產必備要素，是生態環境的基礎組成。趨水利、避水害一直是人類生產生活的主軸之一，河清海晏、水潤萬物成為無數先賢的理想。我國空間降水量呈現東南多雨、西北干旱的大格局。由于自然地理、季風氣候條件和河流流向影響，我國成為了各種水旱災害多發的國家。歷史統計資料顯示，我國平均2a就會各出現一次嚴重的洪災和旱災。洪澇災害歷來是中華民族的心腹之患，干旱災害一直是我國糧食安全的首要威脅[1]。根據國家防汛抗旱總指揮部與水利部聯合發布的《中國水旱災害公報(201)》和國家統計局網站提供的GDP數據資料，1990—201年洪澇災害年均直接經濟損失11.2億元，占同期GDP的0.0%;200—201年干旱災害年均直接經濟損失922.71億元，占同期GDP的0.19%[2]。就經濟損失來看，水旱災害無疑是我國第一大自然災害，其損失遠超其他自然災害的損失之和，已成為制約我國經濟社會可持續發展的主要因素之一。
1防汛抗旱概述
新中國成立以來，黨中央、國務院高度重視防洪抗旱工程建設，大規模建成了許多江河治理和抗旱工程。自199年以來，隨著國家對水利事業投入的不斷加大，基本形成了一整套防洪抗旱減災體系，為保障人民群眾生命財產安全和經濟社會可持續發展做出了重大貢獻。然而，隨著全球氣候變化加劇導致的極端天氣事件頻發多發，對國家防災減災能力提出了更高要求。習近平同志201年月25日在考察長江時強調，水患仍是我們面對的最嚴重的自然災害之一，要認真研究在實現“兩個一百年”奮斗目標的進程中，防災減災的短板是什么，要拿出戰略舉措。
目前，我國防汛抗旱信息的采集主要依靠布設在江河湖庫上的水文站網，以及分散在田間地頭的土壤墑情監測站，冰凌信息則主要依靠沿岸巡守觀測。由于洪澇、干旱和冰凌等水災害信息具有高維的時空變異性，使用此類地面觀測方法，難以滿足長時間、持續、大范圍和精準觀測的需求，更不能滿足突發涉水事件時的應急需求，因此需要擴展其他觀測手段。以干旱監測為例，我國主要依靠分布在田間的土壤墑情測站采集土壤墑情，或者利用氣象站點獲取降水數據評估區域干旱[3]。這些方法主要通過獲取點上信息實現干旱監測與評估，雖然單點精度高，但就整體來看仍存在著監測站點密度不足、點狀信息空間代表性差等缺陷，難以滿足大面積干旱分析和抗旱及災后評估的需求。
相關期刊推薦：《水利信息化》(雙月刊)創刊于1983年，由水利部南京水利水文自動化研究所主辦。廣泛向讀者介紹該領域新概念和新理論，推廣新技術、新產品，追蹤水利自動化，信息化的最新發展技術，及時反映行業發展動態，為廣大讀者提供技術交流的平臺，為科技與應用銷售與市場，廠商與用戶之間搭建了堅實的橋梁。
遙感監測特別是衛星遙感監測具有觀測范圍廣、監測周期短、獲取資料及時、可全天候全天時工作等特征，是地面監測的重要補充，將其用于防汛抗旱的水利監測，可以快速、大范圍、長時序地獲取水要素信息，既拓展了遙感應用領域，又促進了水利信息技術發展。兩者的密切結合和深度融合，可以為防汛抗旱工作提供全新的技術手段和決策依據，是對傳統防汛抗旱工作的模式變革。進入新世紀以來，遙感技術已經成為防汛抗旱和突發涉水事件監測和預警不可或缺的重要技術。水利和遙感在學科領域正在向縱深方向融合，在生產領域不斷交叉碰撞出新的服務和產品需求[2]。
2防汛抗旱特點及對高層次人才的要求
201年習近平同志提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”新時期治水方針[]，并強調要善用系統思維統籌水的全過程治理，分清主次、因果關系，關鍵環節是節水，從觀念、意識、措施等各方面都要把節水放在優先位置。這一方針為對水的觀測、研究、管理和保護指明了方向，也提出了新的課題。“治水必先得其情，窮其致”，按照新時期治水方針，隨著國家防汛抗旱指揮系統工程、山洪災害監測預警系統、中小河流水文測報、國家水資源監控能力等項目的建設[5]，采取綜合手段獲得準確、可靠、全面的水文水情信息，將為全國防汛抗旱工作提供堅實的數據支撐。
2.1防汛抗旱業務特點
防汛抗旱分為災前、災中、災后3個階段，各階段業務呈現出不同的特點：
1)災前。日常業務化監測，利用全國地面監測站點獲取水、雨情和墑情信息，利用衛星遙感技術獲取全國范圍的遙感影像，進行長時間序列的數據分析，當發現疑似旱情或洪澇時，利用更高分辨率的遙感影像進行重點監測，并做好風險預測評估。
2)災中。常規檢測與應急監測，通過跨領域、跨部門的協調聯動和信息共享機制，獲取多源遙感影像和基礎數據，快速確定災害位置、范圍，填補災害發生初期經常出現的信息空白，并實現災害的動態跟蹤監測和評估，為抗災減災和動員社會力量提供決策依據信息，最大限度地減輕災害損失。
3)災后。持續進行監測，建立核災手段，利用實時、基礎、地面監測等信息，對洪水影響和干旱災害損失進行綜合影響分析，為災后重建和恢復生產提供信息支持。
2.2防汛抗旱技術特點
防汛抗旱是一項時效性和準確性要求高的業務，技術復雜、綜合程度高，涉及水利、測繪、遙感、計算機、通信、地理信息系統等學科和領域。測繪、遙感和GIS技術在大范圍數據快速獲取，水利設施設備精準定位，水文水資源智能空間分析，物理現象反演和空間數據管理等方面具有獨到優勢;水利學科為防汛抗旱提供基礎的水動力、水文等模型，為洪水預報和旱情監測提供可靠的模型支持;計算機、通信技術可以為防汛抗旱大數據提供高性能計算，分布式存儲，并行傳輸和快速分發服務。
2.3防汛抗旱人才要求
防汛抗旱業務和技術特點表明，單一學科或單項技術難以支撐防汛抗旱業務，需要多種學科、領域、技術的有機集成和協同支持。這就需要培養面向防汛抗旱要求的擁有多學科交叉背景的高層次復合型人才，需要打造服務于防汛抗旱的技術創新團隊，能夠不斷地鉆研、攻克防汛抗旱中的技術難題，包括洪水預報模型、大數據挖掘、智能分析等科學問題，完成水利遙感數據和服務產品等生產任務，并在抗災時提供高效高質量的應急服務。
3產教融合高層次人才培養模式探討
產教融合高層次復合型人才主要包括博士和碩士2個層次，在形成培養理念、制定培養目標和實施培養過程中，應緊密結合新時期國家治水方針和我國防汛抗旱業務實際，體現讓行業成為重要辦學主體、讓行業需求成為主要研究方向的產教融合的核心理念，突出多學科交叉和多技術融合特點，強化創新思維訓練和應用實踐能力提高[–7]。
3.1培養理念
對于不同層次的人才培養應采取不同的培養理念，逐步形成了碩士“以就業為導向的實踐能力培養”、博士“以創新為導向的綜合素質培養”的人才培養理念[]。以就業為導向，要求培養的碩士生必須符合國家目標和社會需要，符合技術發展趨勢，為此應在深入了解國家目標基礎上加強實踐能力培養，使得研究生的專業素質、技術水平、工程設計和實踐能力等滿足需要和發展潮流，具有長久生命力和持續競爭力。以創新為導向，是指創新應作為整個博士階段的主要抓手，包括理念、方法、模式、理論、技術等創新，以創新為導向獲得的綜合素質和能力提升有更廣泛的適應性，是人才內涵式發展的關鍵。
3.2培養目標
以治水需求特別是防汛抗旱業務為目標，培養具有堅實的水利、遙感、測繪、計算機交叉背景，以及創新思維和綜合應用能力的高層次、復合型人才。
這一目標是在博士生和碩士生的已有培養目標基礎上，根據防汛抗旱業務對人才的高要求制定的。具體而言，就是要堅持“思想政治正確、社會責任合格、理論方法扎實、技術應用過硬”的全面育人觀，具有國際學術視野，了解國家治水需求，熟悉防汛抗旱流程，掌握多學科交叉研究方法，擁有良好的科學思維和科研習慣，受到充分的工程實踐訓練，具有濟民于天下的責任意識和優秀的團隊合作品質，人文情懷濃厚，寫作能力優良，遵守法律法規、職業道德和工程倫理規范。
3.3培養過程與手段
針對研究生生源多來自計算機科學與技術、測繪工程、遙感科學與技術、地理信息科學、地理國情監測、數學等不同的學科和專業，在制定培養計劃時，除了必選的學位課和方向必修課，還要根據不同專業背景選修一些與水利、人文、倫理相關的課程，從而奠定必要的理論基礎，重構知識體系。
在理論學習環節，結合防汛抗旱業務開展技術儲備和攻關工作，特別是結合一些水利監測數據生產任務，鍛煉編程開發和數據處理能力，訓練從生產任務中發現科學問題的能力，培養科學的思維方式。在生產實踐環節，通過建立聯合培養基地，以及基地確立的培養目標和任務，開展理論與實踐相結合、教育與生產相融合的工作，在實踐中發現防汛抗旱的技術難題，根據所學知識提出解決思路，將形成的解決方法用于實踐，加以檢驗和修正完善[9]。事實證明，這種聯合培養和融合教育在人才的知識結構優化、能力提升、品格錘煉、責任意識形成等方面具有顯著成效。
4、研究生聯合培養基地建設為實現高層次人才培養目標，為國家防汛抗旱事業不斷注入新鮮力量和引進現代化信息技術，不斷提高防汛抗旱決策科學性和時效性，堅持“服務需求，提高質量”，水利部與武漢大學自2003年以來開展聯合培養研究生工作。雙方發揮各自優勢，促進了水利信息化技術的科學研究與技術創新，在實踐中培養高層次專業人才，共同促進技術進步，實現優勢互補，合作共贏，真正實現了產教融合。
4.1培養基地成立
在多年合作基礎上，雙方于2015年月正式簽訂培養協議，成立武漢大學研究生培養基地，掛靠在水利部信息中心。基地以水利部信息中心(水文水資源監測預報中心)、武漢大學、河海大學、長江水利委員會、黃河水利委員會等為依托，以國家治水需求為目標，以重大水利信息化工程為抓手，開展多單位聯合培養工作。制定了規章制度，主要包括：聯合培養實踐基地數據使用規定、應急保障工作要求、保密工作要求、交流與匯報暫行管理辦法等，以及資助體系、激勵體制、資源共享和人身安全方面的規定。
基地培養實行雙導師制，校內導師團隊引導科研、學術方向，校外導師團隊負責基地日常管理、專業實踐和學科交叉訓練指導、新技術引導、實踐指導等，雙方導師團隊密切聯系，共同制定培養方案，商討確定研究和實踐內容。
基地建立了網絡、計算機和數據存儲環境，與中國資源衛星應用中心簽訂遙感影像使用合同，建立了專網數據通信，每天可以獲取高分影像，海量數據存儲環境實現網絡化存儲，由專用服務器和Platform網格平臺構成的高性能計算環境可以實現海量數據的快速計算分析，并建立了設備、設施、網絡升級更新制度。
實踐環境除了基地本地的數據應用服務和遙感影像應用環境外，還建立了人民勝利渠灌區、鄱陽湖流域、洞庭湖流域、太湖流域及黃河冰凌區域的觀測與數據采集環境。長江水利委員會、黃河水利委員會為基地提供了針對兩大河流的成果應用環境。
基地的成立為開展產教融合高層次人才培養奠定了機構、制度、環境和應用的基礎。
4.2業務實踐
基地開展的主要工作是基于衛星遙感的水利業務化和應急監測，特色鮮明，是武漢大學示范性研究生實習實踐基地。一支在基地中誕生的水利遙感團隊，針對常態化運行的國產民用環境減災衛星、資源三號、高分系列衛星等，開展從影像數據實時接收、質量控制、預處理、網間分發，到初級、再處理和專題產品生產的業務化流程，改造和優化遙感影像自動化處理算法，研制地表水體、冰凌和旱情等方面的水利遙感監測模型，實現水利核心業務常態化、網絡化運行。與此同時，在洪澇、干旱等涉水災害，以及地震、泥石流、山體滑坡引發堰塞湖和水利工程損毀等次生災害時，能夠第一時間響應災情、持續監測災情變化、及時上報第一手資料，準確把握災害發展態勢。應急監測能力為歷次突發涉水事件應急處置和科學決策提供了關鍵支持，在減輕人民生命財產損失方面做出了重要貢獻，取得了顯著的防洪減災效益。
4.3科技攻關
水利遙感團隊始終站在遙感防汛抗旱第一線，完成了大量科技攻關任務，攻克多項關鍵技術，支撐了業務化和應急監測工作。他們有機會直接參與國家重大信息化工程“國家防汛抗早指揮系統”(十二金之一)、水利信息化建設龍頭工程“國家水資源監控能力建設項目”(2011年中央一號文件列入)、高分對地觀測系統重大專項(民用部分)“高分水利遙感應用示范系統(一期)”、水利部公益性行業科研專項“衛星遙感水利應用機理及數據處理技術研究”、國家重點研發計劃“國家水資源立體監測體系與遙感技術應用”等國家計劃項目。這些項目的開展極大地鍛煉了研究生的科研、創新、寫作、合作等能力，提高了社會責任和服務意識。尤其重要的是，研究成果直接服務于防汛抗旱業務，形成了成果服務于生產實踐，實踐中對新反饋問題再進行攻克這樣一種良性循環，始終保證了成果是先進的、實用的，服務生產任務是及時的、有效的。
4.4.學術交流
學術交流是提高研究生學術能力、拓展學術視野、活躍學術氣氛的一個重要環節。在基地日常研究與實踐中，經常開展各種形式的學術交流活動，例如與中國水科院、中國測繪科學研究院、國家基礎地理信息中心的專家交流，多次組織參加高端研討會，積極支持參加國際學術會議，組織參加北京市規劃相關培訓，參觀北斗星通公司、騰訊等，通過交流，學習前沿技術，洞察前沿領域，把握行業發展方向。學術交流的另一條途徑是選派基地中的優秀研究生申請出國留學，先后派出7位博士生、3位碩士生留學，均已學成歸國。
4.5思想政治教育
思想政治教育是一項帶有根本性、方向性的重要工作，關系到培養什么人的問題。基地十分注重研究生社會責任和奉獻精神的培育與熏陶，中共武漢大學遙感信息工程學院委員會北京黨支部掛靠在本基地，充分發揮了基層黨組織的戰斗堡壘作用，健全了思想政治教育工作機制。201年9月，還自籌資金組織近30位研究生前往井岡山接受紅色革命傳統教育，參觀學習先烈英勇事跡，每位成員受到了極大震撼和深刻教育，“不忘初心奮勇攻關，紅軍精神代代相傳”“崇尚紅色信仰，打造過硬本領”成為他們響亮的口號，內化為不怕犧牲、服務人民的不竭動力。
5產教融合高層次人才培養成效與貢獻
5.1出色完成各項監測任務
近5a來，水利遙感團隊成功參與完成了2013年黑龍江特大洪水遙感監測、2013年山西洪洞曲亭水庫漏水事件監測、201年云南魯甸地震堰塞湖遙感監測、201年長江中下游洪水遙感監測、201年金沙江和雅魯藏布江堰塞湖監測、2010年至今全國旱情監測等多項任務。
1)典型案例一：云南魯甸地震。地震發生在201年月3日下午，事前毫無預兆。這次地震造成牛欄江紅石巖電站上游形成堰塞湖，嚴重威脅著下游安全。地震發生后，由于災區情況十分復雜，無法獲知是否形成堰塞湖。
魯甸地處山地，地形復雜且周邊分布多個水利設施，急需獲取地震輻射區域內的震后現狀信息。地震發生后，水利遙感團隊立即綜合災前多期遙感影像、水利工程分布、地形地貌、行政區劃等及通過跨部門間信息共享獲取的地震烈度分布圖進行快速分析，迅速獲取了震區不同影響范圍內的水利設施分布狀況，并鎖定重點關注對象，及時提供給決策部門。
在獲取震區第一手的航拍影像后，立即進行綜合處理，包括震區地表分類、水體提取和河道變化檢測，不到1h便生成災情解譯產品，掌握了堰塞體和堰塞湖的位置及大小，確認了紅石巖電站位于該堰塞體上游，且湖水已漫過電站大壩，立即將這一情況呈報給國家防汛抗旱總指揮部和水利部，為應急處置提供了關鍵的信息支撐。在后續2個多月的持續監測中，對震區地面實測數據與系列影像綜合分析，產生了豐富的應急監測產品，主要包括堰塞體位置和規模、淹沒范圍及其變化、水位-面積-容積曲線、最大回水長度和范圍、潰壩影響分析等，為后期堰塞湖的處置提供了持續、可靠的信息支持。
2)典型案例二：曲亭水庫漏水事件。2013年2月15日，春節剛過，山西省曲亭水庫輸水洞頂垮塌，發生漏水，庫容為1900萬m3的水庫幾近干涸，壩體塌陷長度近300m，影響了鐵路南同蒲線、2條國道及多個村莊。漏水事件發生后，水利遙感團隊快速調取了漏水前最近的遙感影像、道路數據、行政區劃等信息，及時生產出基礎分析產品。利用遙感影像對水庫輸水管沿線進行3d持續、動態的監測，獲取了開始漏水、大量漏水、漏水之后各個關鍵時間點的監測信息，并分析了積水區從形成、排水到排空的變化和影響范圍，為國道和鐵路安全運行、轉移群眾安全返回家園等，提供了可靠的信息支撐。
3)典型案例三：黑龍江超百年一遇特大洪水。2013年月夏季汛期，黑龍江省遭受多次強降雨過程。降雨頻度高、持續強度大、雨區較為集中，與歷年同期相比，降水較常年偏多近2成。受降水影響，大江大河水位持續偏高，32條河流發生了超警戒水位洪水。黑龍江為國際界河，跨國界河流的地面監測能力非常薄弱，水文監測難度極大，形勢相當嚴峻，利用遙感技術監測災情是當時惟一可行的辦法。水利遙感團隊通過該技術及時獲取并處理最新信息，對河道水面、堤防潰口和淹沒區開展了連續2期監測，為國務院應急管理辦公室、國家防汛抗旱總指揮部、黑龍江防指辦公室開展防洪決策指揮調度提供了技術和應急信息支持，為災區水情預測預報、應急搶險指揮決策和排水除澇提供了可靠的第一手資料。
4)典型案例四：金沙江、雅魯藏布江堰塞湖監測。201年10月10日，西藏自治區昌都市江達縣波羅鄉境內發生山體滑坡，堵塞金沙江干流河道，形成堰塞湖，11月3日，原山體滑坡點發生二次滑坡;10月17日，雅魯藏布江林芝市米林縣加拉村段發生山體滑坡，堵塞河道，形成堰塞湖，29日再次發生山體滑坡。水利遙感團隊在部信息中心精心組織和堅強指揮下，高效率、高質量地完成了災區衛星影像接收、加工處理、堰塞湖信息提取、堰塞湖變化分析、時序演變、專題圖制作及災害影響評估等工作，為抗洪救災、災后重建和恢復生產提供了重要信息支持。
5)典型案例五：旱情監測。旱情的發生發展比較緩慢，當發展到影響人民群眾生產生活時，則演變為旱災。持續不斷地監測旱情發生和發展過程，可以為抗旱提供科學依據。水利遙感團隊在長期的科學研究中建立了有效的遙感旱情監測模型，在監測全國旱情中發揮了積極作用，實現了業務化監測，形成了旱情監測產品業務化生產機制，全面反映了全國旱情實況，為歷年防旱抗旱工作提供了重要技術手段。自2010年11月以來，華北、黃淮等地降水持續偏少，北方部分地區出現嚴重氣象干旱。對11月至12月下旬以華北平原為主的受災區域進行監測的結果表明，華北平原大部分地區及黃淮部分地區已有旱情發生，北京、天津、河北和山西大部分地區、河南西南部、山東、安徽北部均存在不同程度農業旱情。水利遙感團隊還完成了2011年長江中下游干旱、貴州干旱、鄱陽湖流域特大干旱，2012年云南楚雄特大干旱、湖北省全省干旱，2013年湖南、湖北、安徽、江西、貴州干旱，201年四川、湖北、安徽、江蘇干旱，2015年鄱陽湖及洞庭湖區域、云南地區、貴州地區干旱等的監測任務，為各單位及時把握旱情發展態勢、制定調水策略提供了全面、及時的信息支持，提升了旱情響應和處置能力，為防旱減災決策、水資源合理配置、節水型社會建設提供了科學依據。
SCISSCIAHCI
