遥感教学大纲.docx
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遥感教学大纲
《遥感技术与应用》本科课程教学大纲
一、《遥感技术与应用》课程说明
(一)课程代码:
191310151
(二)课程英文名称:
RS
(三)开课对象:
自然地理、人文地理与城乡规划、地理科学、地理信息
(四)课程性质和地位:
本门课程是旅游资源与城乡规划专业必修课;本门课程在本专业课程结构体系中具有承上启下的地位,在实践教学和技能培养方面具有不可替代的重要意义。
《地图学》、《计算机基础》是其前导课程,《土地资源与利用》、《旅游资源与规划》是其后续课程。
(五)课程教学基本要求:
遥感是一门应用性强的科学,有助于培养学生在遥感图像类型及注记特征识别方面的技能,提高其进行遥感图像解译的动手实践能力。
本课程旨在使学生掌握:
1.基本知识方面:
遥感技术的产生、发展及应用状况;
遥感的原理及技术流程;
遥感图像解译的基本步骤及方法;
遥感图像的分类;
遥感技术在地质、环境、农业、海洋、气象等学科领域应用。
2.基本理论方面:
遥感的科学定义及学科应用;
遥感的基本理论;
黑体辐射定律;
地物光谱曲线;
高光谱遥感;
遥感图像解译的基本步骤及方法;
遥感图像分类的步骤与方法。
3.基本技能方面:
遥感原理的理解能力;
遥感图像解译的能力;
遥感图像分类的能力;
遥感图像分析与应用的能力。
(六)教学内容、学时数、学分数及学时数具体分配
学时数:
48学时
学分数:
3学分
学时数具体分配:
序号
教学内容
讲授
实验/实践
合计
1
绪论
2
2
2
遥感的发展历程
2
2
3
遥感电磁辐射基础
(一)
2
2
4
遥感电磁辐射基础
(二)
2
2
5
传感器及其成象方式
2
2
6
遥感卫星及其运行特点
2
2
7
航空遥感、红外遥感
2
2
8
微波遥感
2
2
9
遥感图像处理
(一)
2
2
10
遥感图像处理
(二)
2
2
11
遥感图像目视解译
(一)
2
2
12
期中考试
2
2
13
遥感图像目视解译
(二)
2
2
14
遥感图像的分类
2
2
15
分类精度的评价
2
2
16
集成环境
(1)
2
2
17
集成环境
(2)
2
2
18
遥感图象处理
(1)
2
2
19
遥感图象处理
(2)
2
2
20
遥感图象处理(3)
2
2
21
遥感图象处理(4)
2
2
22
遥感图象分类
(1)
2
2
23
遥感图象分类
(2)
2
2
24
总复习
2
2
合计
32
16
48
(七)教学方式
讲授式、多媒体教学
(八)教学方法
图释法、举例法、演绎法、设问法、演示法。
(九)考核方式和成绩记载说明
1.考核要求:
考试课。
2.考核方式:
笔试(闭卷)。
3.考试成绩:
考试成绩分三部分:
平时成绩占15%,期中成绩占15%,期末考试成绩占70%。
平时成绩包括实验报告成绩、考勤情况及平时的上课表现等。
二、讲授大纲与各章的基本要求
第一章绪论
教学要点:
遥感的概念、遥感的特点、遥感数据、遥感数据类型、遥感数据的应用以及遥感技术的发展。
教学时数:
4学时
教学内容:
本章主要介绍遥感概念、遥感的特点、遥感数据、遥感的分类、遥感数据的应用以及
遥感技术的发展现状与趋势。
教学重点和难点:
第一节遥感概念
主要内容:
广义遥感、狭义遥感
重点:
遥感概念
难点:
广义遥感与狭义遥感的区分
第二节遥感的特性
主要内容:
空间特性、时相特性、波谱特性
重点:
遥感的特性
难点:
时相特性、波谱特性
第三节遥感的分类
主要内容:
按遥感探测对象、按遥感平台、按遥感获取的数据形式、按传感器工作方式、按遥感探测的电磁波、按遥感应用
重点:
遥感的分类
难点:
按传感器工作方式的分类
第四节遥感技术系统
主要内容:
遥感平台、传感器、遥感信息的接收和处理、遥感图像判读和应用
重点:
遥感的技术系统组成
难点:
传感器、遥感图像判读和应用
第五节遥感的基本术语
主要内容:
地物光谱差异、辐射记录差异、空间分辨差异、几何误差、像片格式与数字格式的可转换性、遥感成像系统、大气作用
重点:
地物光谱差异、辐射记录差异、空间分辨差异
难点:
几何误差、像片格式与数字格式的可转换性、遥感成像系统、大气作用
第六节遥感的发展
主要内容:
摄影术阶段、空中气球摄影阶段飞机、摄影阶段、航空遥感阶段、卫星遥感阶段、中国的遥感发展简况
重点:
摄影术阶段、空中气球摄影阶段飞机、摄影阶段、航空遥感阶段、卫星遥感阶段
难点:
中国的遥感发展简况
第七节遥感的现状与趋势
主要内容:
多分辨率多遥感平台并存,空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高;微波遥感、高光谱遥感迅速发展;遥感的综合应用不断深化;商业遥感时代到来
重点:
遥感的现状
难点:
遥感的趋势
第八节遥感的应用
主要内容:
农林方面的应用、地质、矿产方面的应用、水文、海洋方面的应用、环境保护方面的应用、测绘方面的应用、地理学方面的应用
重点:
遥感的应用范围
难点:
遥感的应用实例
考核要求:
遥感概念(了解)
遥感的特性(理解)
遥感的分类(掌握)
遥感技术系统(掌握)
遥感的几个基本术语(理解)
遥感的发展历程(了解)
遥感的现状与趋势(了解)
遥感的应用(了解)
第二章遥感电磁辐射基础
教学要点:
地物的电磁波特性、辐射基本定律、太阳辐射、大气和地面与太阳辐射的相互作用、地物反射太阳光谱的特性、三种遥感模型等。
教学时数:
4学时
教学内容:
本章主要介绍遥感的物理基础,包括地物的电磁波特性、辐射基本定律、太阳辐射、大气和地面与太阳辐射的相互作用、大气窗口的概念、地物反射太阳光谱的特性、三种遥感模型等。
教学重点和难点:
第一节电磁波谱
主要内容:
电磁波谱的概念、各电磁波段主要特性
重点:
电磁波谱的概念
难点:
各电磁波段主要特性
第二节辐射基本定律
主要内容:
黑体辐射、普朗克辐射(Planck)定律、斯特潘-玻耳兹曼(Stefan-Boltzmann)定律、基尔霍夫(Kirchhoυυ)辐射定律、维恩(Wien)位移定律
重点:
黑体辐射
难点:
辐射基本定律
第三节太阳辐射
主要内容:
太阳辐射能量分布、太阳光谱曲线的特性
重点:
太阳辐射能量分布
难点:
太阳光谱曲线的特性
第四节太阳辐射与大气的相互作用
主要内容:
大气概况、大气的吸收作用、大气的散射作用、大气窗口、大气校正
重点:
大气的吸收作用、大气的散射作用
难点:
大气窗口、大气校正
第五节太阳辐射与地面的相互作用
主要内容:
反射作用、反射率的概念、反射光谱曲线、常见地物的光谱曲线、吸收作用、透射作用
重点:
反射作用、反射率的概念、反射光谱曲线
难点:
吸收作用、透射作用
第六节遥感的模式
主要内容:
可见光/近红外遥感、热红外遥感、主动遥感
重点:
可见光/近红外遥感、热红外遥感
难点:
主动遥感
考核要求:
①地物的电磁波特性(了解)
②辐射基本定律(理解)
③太阳辐射、大气和地面与太阳辐射的相互作用(掌握)
④大气窗口的概念、地物反射太阳光谱的特性(掌握)
第三章传感器
教学要点:
传感器的组成、分类、各种传感器及其数据获取的成像原理和方式
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍传感器的组成、分类、各种传感器及其数据获取的成像原理和方式以及传感器未来的发展趋势。
教学重点和难点:
第一节传感器的组成
主要内容:
收集器、探测器、处理器、输出器
重点:
传感器的组成
难点:
探测器、处理器
第二节传感器的分类
主要内容:
按传感器工作方式、按传感器记录方式、按成像原理和所获取图像性质
重点:
按传感器工作方式、按传感器记录方式的分类
难点:
按成像原理和所获取图像性质的分类
第三节摄影型传感器
主要内容:
航空摄影机、航天摄影机
重点:
航空摄影机、航天摄影机
难点:
摄影型传感器工作原理
第四节扫描方式的传感器
主要内容:
光机扫描仪、推帚式扫描仪、高光谱传感器、侧视雷达传感器
重点:
光机扫描仪、推帚式扫描仪
难点:
高光谱传感器、侧视雷达传感器
第五节传感器的发展趋势
主要内容:
更高分辨率传感器;更精细的光谱分辨率传感器;多波段、多极化、多模式合成孔径卫星雷达传感器;可进行立体观测和测量的传感器
重点:
传感器的发展趋势
难点:
传感器的发展趋势
考核要求:
传感器的组成(理解)
传感器的分类(理解)
摄影型传感器(了解)
扫描方式的传感器(掌握)
传感器的发展趋势(了解)
第四章航空遥感数据
教学要点:
航空摄影原理和方法、航空像片的立体观测与立体测量以及各种类型的航空遥感数据的判读方法和步骤等。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍航空遥感的发展、航空遥感平台的类型、航空摄影原理和方法、航空像片的立体观测与立体测量以及各种类型的航空遥感数据的判读方法和步骤等。
教学重点和难点:
第一节航空遥感平台
主要内容:
航空遥感平台一般在海拔12km以下的大气(平流层、对流层),主要包括气球和飞机两种。
重点:
航空遥感平台的分类
难点:
航空遥感平台的地狱范围
第二节航空摄影
主要内容:
航空摄影机、航空摄影的类型、航空摄影测量、航空扫描成像
重点:
航空摄影测量
难点:
航空扫描成像
第三节航空像片
主要内容:
航空像片的物理特性、航空像片的几何特性、航片分辨率
重点:
航空像片的物理特性、航空像片的几何特性
难点:
航片分辨率
第四节航空像片的立体观测与立体测量
主要内容:
立体观察原理、像对立体观察、用立体镜进行像对立体观察、航片的立体量测
重点:
立体观察原理、像对立体观察
难点:
用立体镜进行像对立体观察
第五节航空像片的目视判读标志、方法和步骤
主要内容:
判读标志、判读方法、航片的目视判读步骤
重点:
航空像片的目视判读标志、判读方法
难点:
航片的目视判读步骤
第六节常见地物的像片判读
主要内容:
水体判读、植被判读、居民地判读、道路判读
重点:
常见地物的像片判读
难点:
水体判读、植被判读
考核要求:
航空遥感平台的类型(理解)
航空摄影原理和方法(理解)
航空像片的特性(掌握)
航空像片的立体观测与立体测量(了解)
⑤各种类型的航空遥感数据的判读方法和步骤(掌握)
第五章地球资源卫星数据
教学要点:
Landsat等地球资源卫星的基本原理、数据的基本特征和图像数据目视解译的方法等。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍Landsat等地球资源卫星和气象卫星的基本原理、数据的基本特征和图像数据目视解译的方法等。
教学重点和难点:
第一节陆地资源卫星概况
主要内容:
主要的陆地资源卫星
重点:
Landsat(陆地)卫星的概况
难点:
Landsat(陆地)卫星的概况
第二节Landsat(陆地)卫星简介
主要内容:
Landsat(陆地)卫星的特性
重点:
Landsat(陆地)卫星的特性
难点:
Landsat(陆地)卫星的特性
第三节Landsat(陆地)卫星轨道
主要内容:
Landsat(陆地)卫星的运行特征、轨道特征、运行周期
重点:
Landsat(陆地)卫星轨道
难点:
Landsat(陆地)卫星的运行特征、轨道特征、运行周期
第四节Landsat(陆地)卫星工作系统
主要内容:
Landsat(陆地)卫星的工作系统的组成
重点:
Landsat(陆地)卫星的工作系统
难点:
Landsat(陆地)卫星的工作系统的组成
第五节Landsat(陆地)卫星数据特征
主要内容:
灰阶、光谱效应、空间分辨率、成像季节对图像判读的影响
重点:
灰阶、光谱效应、空间分辨率
难点:
成像季节对图像判读的影响
第六节卫星遥感数据的目视判读
主要内容:
卫星图像的判读标志、卫星图像的判读方法、卫星图像的判读步骤、常见地物的目视判读
重点:
卫星图像的判读标志、卫星图像的判读方法
难点:
卫星图像的判读步骤
第七节其它地球资源卫星数据
主要内容:
法国地球资源卫星数据(SPOT)、印度资源卫星数据(IRS)、中巴地球资源卫星数据(CBERS)、日本地球资源卫星数据(JERS)、IKONOS卫星数据、QuickBird卫星数据
重点:
法国地球资源卫星数据(SPOT)
难点:
IKONOS卫星数据、QuickBird卫星数据
第八节气象卫星数据
主要内容:
NOAA卫星系列(美国)、FY气象卫星系列(中国)、GMS气象卫星系列(日本)
重点:
NOAA卫星系列(美国)
难点:
FY气象卫星系列(中国)、GMS气象卫星系列(日本)
考核要求:
Landsat地球资源卫星的特性(了解)
Landsat地球资源卫星的工作系统(理解)
Landsat(陆地)卫星数据特征(掌握)
卫星遥感数据的目视判读标志、方法(掌握)
⑤其它地球资源卫星数据(了解)
第六章微波遥感数据
教学要点:
雷达遥感成像原理、数据的获取和图像特点、激光雷达的含义。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍主动微波遥感数据,重点是雷达遥感成像原理、数据的获取和图像特点,最后介绍了激光雷达。
教学重点和难点:
第一节主动微波遥感
主要内容:
主动微波传感器、机载雷达遥感系统(SLAR)、星载雷达遥感系统
重点:
主动微波传感器
难点:
机载雷达遥感系统(SLAR)、星载雷达遥感系统
第二节雷达图像的特点
主要内容:
雷达图像的亮度、波长、穿透力、极化、几何特性、辐射特征、应用
重点:
雷达图像的特点
难点:
雷达图像的应用
第三节激光雷达
主要内容:
激光雷达的内涵
重点:
激光雷达的含义
难点:
激光雷达的内涵
考核要求:
雷达遥感成像原理(理解)
雷达图像的特点(掌握)
激光雷达的含义(了解)
第七章热红外遥感数据
教学要点:
热红外遥感探测的原理、热红外遥感图像的解译、热容量制图系统、热红外遥感数据特征。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章将主要介绍的是6~15μm的热红外遥感探测的原理、热红外遥感图像与解译、热容量制图系统、热红外遥感数据特征及其应用等。
教学重点和难点:
第一节热红外遥感原理
主要内容:
热红外探测器、热红外扫描、地物热特性
重点:
热红外探测器、热红外扫描
难点:
地物热特性
第二节热红外遥感图像的解译
主要内容:
热红外扫描图像的特点、的辐射定标、成像时间、成像波段、常见地面的热特性、热红外图像的解译
重点:
热红外扫描图像的特点
难点:
热红外图像的解译
第三节热容量制图系统
主要内容:
热容量制图系统的内涵
重点:
热容量制图系统
难点:
热容量制图系统的内涵
第四节LandsatTM热红外数据的内涵和特征
主要内容:
LandsatTM热红外数据的内涵
重点:
LandsatTM热红外数据的内涵
难点:
LandsatTM热红外数据的特征
第五节热红外遥感数据的应用
主要内容:
区域地质、水文地质、地热调查、土壤水分研究、环境污染监测、灾害调查、海洋调查
重点:
热红外遥感数据应用范围
难点:
热红外遥感数据应用实例
考核要求:
热红外遥感探测的原理(了解)
热红外遥感图像的解译(理解)
热红外遥感数据特征(掌握)
热红外遥感数据应用(了解)
第八章高光谱遥感数据
教学要点:
高光谱遥感的基本概念、原理和特点,高光谱遥感独特的分析方法和技术及在植被调查和地质调查中的应用。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍高光谱遥感的基本概念、原理和特点。
重点介绍了高光谱遥感独特的分析方法和技术,并给出其在植被调查和地质调查中的应用。
教学重点和难点:
第一节高光谱遥感的内涵
主要内容:
高光谱遥感的含义、高光谱遥感与传统遥感的区别
重点:
高光谱遥感的含义
难点:
高光谱遥感与传统遥感的区别
第二节高光谱遥感的原理
主要内容:
高光谱遥感的基本概念、特点
重点:
高光谱遥感的基本概念
难点:
高光谱遥感的特点
第三节高光谱遥感的传感器
主要内容:
成像光谱仪的工作原理
重点:
成像光谱仪的工作原理
难点:
成像光谱仪的工作原理
第四节高光谱遥感影像分析
主要内容:
影像立方体、光谱数据库、光谱匹配、混合光谱分解技术
重点:
影像立方体、光谱数据库
难点:
光谱匹配、混合光谱分解技术
第五节高光谱遥感的应用
主要内容:
高光谱遥感在植被调查、地质调查的应用
重点:
高光谱遥感的应用范围
难点:
高光谱遥感的应用实例
考核要求:
高光谱遥感的基本概念(了解)
高光谱遥感与传统遥感的区别(理解)
成像光谱仪的工作原理(掌握)
高光谱遥感影像分析(掌握)
⑤高光谱遥感的应用(了解)
第九章遥感数字图像处理基础
教学要点:
数字图像数据的主要存储格式、统计特征、输入输出的方式,几种常用的遥感图像处理软件和主要功能。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍遥感数字图像数据一些基本知识,包括数字图像数据的主要存储格式、统计特征、输入输出的方式,最后介绍了几种常用的遥感图像处理软件和主要功能。
教学重点和难点:
第一节遥感数字数据存储格式
主要内容:
遥感数字数据常用的4种存储格式
重点:
数字图像数据的主要存储格式
难点:
遥感数字数据常用的4种格式
第二节遥感数字图像输入输出方式及统计特征
主要内容:
图像输入与输出、数字图像的统计特征
重点:
图像输入与输出的方式
难点:
数字图像的统计特征
第三节遥感图像处理软件简介
主要内容:
常用遥感图像处理软件的一般功能
重点:
常用遥感图像处理软件的一般功能
难点:
常用遥感图像处理软件的特殊功能
考核要求:
数字图像数据的主要存储格式(掌握)
数字图像数据的统计特征(理解)
数字图像数据的输入输出的方式(理解)
常用的遥感图像处理软件和主要功能(了解)
第十章遥感数据预处理
教学要点:
遥感数据获取过程中产生的辐射畸变、几何畸变的原因和校正的方法,多幅遥感数据的拼接处理方法。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要分析遥感数据获取过程中产生的辐射畸变、几何畸变的原因和校正的方法,多幅遥感数据的拼接处理方法。
教学重点和难点:
第一节特征提取
主要内容:
特征提取的含义
重点:
特征提取的含义
难点:
特征提取的含义
第二节辐射预处理
主要内容:
辐射预处理的概念、大气引起的辐射预处理方法
重点:
辐射预处理
难点:
大气引起的辐射预处理方法
第三节几何校正
主要内容:
几何校正的类型、方法、步骤、影像配准、地面控制点的选取
重点:
几何校正的方法和步骤
难点:
影像配准、地面控制点的选取
第四节卫星影像的地图投影
主要内容:
卫星影像的地图投影的内涵
重点:
卫星影像的地图投影的内涵
难点:
卫星影像常用地图投影方式
第五节数据融合
主要内容:
数据融合的概念、类型
重点:
数据融合的概念
难点:
数据融合的类型
考核要求:
特征提取的含义(理解)
辐射预处理含义及方法(掌握)
几何校正的方法和步骤(理解)
卫星影像的地图投影(了解)
⑤数据融合的概念、类型(理解)
第十一章遥感图像的增强处理
教学要点:
遥感图像的增强处理方法,如彩色合成、直方图对比调整、图像间算术运算、多波段压缩。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍遥感图像的计算机增强处理方法,如彩色合成、直方图对比调整、图像间算术运算、多波段压缩。
教学重点和难点:
第一节彩色合成
主要内容:
彩色合成的原理
重点:
彩色合成的原理
难点:
彩色合成的原理的主要内容
第二节直方图对比度调整
主要内容:
调整直方图对比度的常用方法
重点:
调整直方图对比度的常用方法
难点:
调整直方图对比度的其他方法
第三节密度分割和灰度颠倒
主要内容:
图像密度分割原理
重点:
图像密度分割原理的含义
难点:
图像密度分割原理的内容
第四节邻域法增强处理
主要内容:
邻区法增强处理的方法
重点:
邻区法增强处理的方法的含义
难点:
邻区法增强处理的方法的内容
第五节图像间的运算
主要内容:
图像间的运算的内涵
重点:
图像间的运算的内涵
难点:
图像间的运算的运用
第六节多波段压缩处理
主要内容:
多波段压缩的目的、方法
重点:
多波段压缩的目的
难点:
多波段压缩的方法
考核要求:
彩色合成的原理(了解)
直方图对比度调整(掌握)
密度分割和灰度颠倒(理解)
邻域法增强处理(理解)
⑤图像间的运算(了解)
第十二章遥感图像的分类
教学要点:
遥感图像的计算机主要分类方法监督分类和非监督分类、分类的精度、辅助数据和其它相关问题。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍遥感图像的计算机分类方法,主要是监督分类和非监督分类,还简要介绍了其它几种的分类方法。
最后分析了分类的精度、辅助数据和其它相关问题。
教学重点和难点:
第一节遥感影像分类的内涵
主要内容:
遥感影像分类的内涵
重点:
遥感影像分类的内涵
难点:
遥感影像分类的内涵
第二节信息类别和光谱类别
主要内容:
信息类别和光谱类别的含义
重点:
信息类别的含义
难点:
光谱类别的含义
第三节非监督分类
主要内容:
非监督分类的含义、特点、方法、步骤
重点:
非监督分类的含义、特点、方法
难点:
非监督分类的步骤
第四节监督分类
主要内容:
监督分类的含义、特点、方法、步骤
重点:
监督分类的含义、特点、方法
难点:
监督分类的步骤
第五节其他分类方法
主要内容:
其他分类方法的介绍
重点:
其他分类方法
难点:
其他分类方法的介绍
第六节不同分类方法的精度差异
主要内容:
不同分类方法的精度差异
重点:
不同分类方法的精度
难点:
不同分类方法的精度差异
第七节分类中应用的辅助数据
主要内容:
辅助数据的含义
重点:
分类中应用的辅助数据
难点:
分类中应用的辅助数据的含义
第八节图像分类的相关问题
主要内容:
提高遥感图像分类精度受到的限制
重点:
图像分类的有关问题
难点:
提高遥感图像分类精度受到的限制
考核要求:
遥感影像分类的内涵(了解)
信息类别和光谱类别的含义(理解)
非监督分类的方法、步骤(掌握)
监督分类的方法、步骤(掌握)
⑤其他分类方法的介绍(了解)
⑥提高遥感图像分类精度受到的限制(理解)
第十三章分类精度评价
教学要点:
遥感影像分类中产生的精度问题及其评价方法,误差矩阵在遥感处理中的应用。
教学时数:
2学时
教学内容:
本章主要介绍遥感影像分类中产生的精度问题及其评价方法,并说明了误差矩阵在遥感处理中的应用。
教学重点和难点:
第一节精度的概念和意义
主要内容:
精度的概念和意义
重点:
精度的概念
难点:
精度的意义
第二节分类误差的来源
主要内容:
同物异谱和同谱异物、混合像元以及不合理的预处理等因素
重点:
分类误差的来源
难点:
影响分类误差的因素
第三节误
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- 遥感 教学大纲