《应用遥感技术》教学大纲

一、基本信息   

课程名称		应用遥感技术				课程编号	ARGE3120
英文名称		Application of Remote Sensing				课程类型	本专业推荐选修课
总学时	36	理论学时		36	实验学时	0	实践学时	0
学分	2	预修课程	《信息技术基础》			适用对象	农业资源与环境；环境科学；生态学
课程简介 （200字左右）		遥感的发展为人类提供了从多维和宏观角度去认识宇宙世界的新方法和新手段。遥感技术在资源利用与生态环境保护方面的作用越来越大，国家相关部门对资源环境遥感应用人才的需求也十分迫切。本课程的内容主要包括：遥感基本概念，遥感物理基础，遥感数据源与特征，遥感图像预处理，遥感数据信息提取及遥感应用等。通过本课程的学习，学生将掌握遥感技术的基本理论、了解国内外主要的遥感数据，学习遥感图像处理方法，并综合应用遥感技术解决资源利用、生态环境保护方面的相关问题。

二、教学目标及任务

应用遥感技术是面向农业资源与环境专业、环境科学专业、生态学等专业的专业选修课。《应用遥感技术》课程的教学目标是使学生掌握遥感科学技术的基本理论；掌握遥感数据的来源和特征；掌握遥感技术及应用的基本知识内容；基本掌握遥感在资源与环境等方面应用的技术方法；了解遥感技术的发展与应用领域，为从事专业技术工作和进行科学研究打下基础。

三、学时分配

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
第一章	绪论	2			2
第二章	遥感物理基础	6			6
第三章	遥感数据	8			8
第四章	遥感数据预处理	8			8
第五章	遥感数据信息提取	4			4
第六章	遥感应用	8			8
合计		36			36

 

四、教学内容及教学要求

 

第1章 绪论

第一节 遥感的基本概念

1. 广义的遥感

2. 狭义的遥感

3. 遥感与遥测、遥控

4. 遥感系统与遥感过程

习题要点：狭义遥感的概念，遥感系统的组成部分，遥感过程概念。

第二节 遥感的类型

1. 按遥感平台划分

2. 按传感器的探测波段分

3. 按光谱波段数分

4. 按工作方式分

5. 按遥感的应用领域分

习题要点：遥感分类。

第三节 遥感的特点

1. 宏观性---大面积的同步观测

2. 时效性---多时相性

3. 数据的综合性和可比性

4. 经济性

5. 局限性

习题要点：作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？

第四节 遥感的应用领域

1. 遥感在资源调查方面的应用

2. 遥感在环境监测评价等方面的应用

3. 遥感在区域分析及建设规划方面的应用

4. 遥感在全球性宏观研究中的应用

5. 遥感在其它方面的应用

习题要点：遥感技术的主要应用领域有哪些？

第五节 遥感的发展历史与展望

1. 遥感发展概况

2. 当前遥感发展的主要特点与展望

3. 我国遥感事业的发展

习题要点：当前遥感发展特点有哪些？中国遥感事业的成就表现在哪些方面?

本章重点、难点：

教学重点：遥感的定义（广义与狭义）、遥感系统组成、遥感类型与特点，遥感应用领域与当前遥感发展的特点。

教学难点：遥感系统、遥感类型与主要特点。

本章教学要求：通过本章的学习，从广义与狭义两方面掌握遥感的定义、遥感系统的组成、遥感的分类、遥感技术特点、遥感应用领域与当前遥感发展的特点。了解遥感的发展历史、我国遥感事业的发展。

 

第2章  遥感的物理基础

第一节  电磁波谱与电磁辐射

1. 电磁波及其特性

2. 电磁波谱

3. 电磁辐射源

习题要点：电磁波谱概念，遥感常用的电磁波波段特性，主要的电磁辐射源

第二节  地物的光谱特性

1. 地物的反射光谱特性

2. 地物的发射光谱特性

3. 地物的透射光谱特性

4. 环境对地物光谱特性的影响

习题要点：反射率、反射光谱、反射光谱曲线，典型地物的反射光谱曲线，发射率、亮度温度

第三节  大气和环境对遥感的影响

1. 大气的成分

2. 大气的结构

3. 大气对太阳辐射的影响

4. 大气窗口

习题要点：大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点，分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云透雾的能力而可见光不能？对照卫星传感器表中所列波段区间和大气窗口的波段区间，理解大气窗口对于遥感探测的重要意义。

第四节  地物波谱的测定

1. 地物波谱特征的概念

2. 地物波谱特征的测定原理

3. 测量步骤

4. 测量注意事项

习题要点：地物波谱测定（原理、步骤、注意事项）

本章重点、难点：

教学重点：

电磁波谱、电磁辐射、黑体辐射及黑体辐射规律、实际物体辐射规律、反射率、反射波谱及典型地物反射波谱特征、太阳光谱、大气吸收、大气散射（瑞利散射、米氏散射、无选择性散射）、大气窗口、地物波谱特性的测量。

教学难点：

电磁辐射的度量，大气窗口的概念及大气窗口的主要光谱段，植被、土壤、水体及岩石的光谱特征

本章教学要求：通过本章的学习，掌握电磁波谱、电磁辐射，电磁辐射的度量、黑体辐射与实际物体辐射的规律、反射率、反射光谱及曲线、植被、土壤、水体及岩石的反射光谱特征，大气散射的类型与其特点、大气窗口的概念及大气窗口的主要光谱段、了解太阳光谱的特点，理解太阳辐射传播到地表面又返回到传感器的过程中所发生的物理现象、太阳辐射与地表之间的相互作用。

 

第3章 遥感数据

第一节 遥感平台

1. 遥感平台及分类

2. 地面平台

3. 航空平台

4. 航天平台

习题要点：遥感平台定义与分类，卫星运行特征（轨道面倾角、轨道类型、覆盖周期等）

第二节 传感器

1. 传感器的定义和功能

2. 传感器的组成

3. 传感器的分类

4. 摄影型传感器

5. 扫描方式的传感器

6. 微波遥感的传感器

习题要点：传感器定义、组成、类型、成像光谱仪、合成孔径测试雷达

第三节 遥感数据的特征

1. 空间分辨率

2. 光谱分辨率

3. 辐射分辨率

4. 温度分辨率

5. 时间分辨率

习题要点：各分辨率的概念、像元

第四节 航空遥感数据

1. 航空遥感的定义和特点

2. 航空摄影的分类

3. 航空像片及分辨率

4. 航空像片的特性

5. 黑白像片的色调

6. 彩色红外像片

习题要点：航空遥感分类、航片的特性、中心投影、像点位移、亮度系数

第五节 地球资源卫星数据

1. 美国陆地卫星(Landsat)

2. 法国陆地观测卫星(SPOT)

3. IKONOS数据

4. QUICKBIRD数据

5. 中-巴地球资源卫星（CBERS）

6. 日本先进陆地观测卫星（ALOS）

7. 印度遥感卫星(IRS)

8. 北京1号卫星数据

习题要点：各种卫星数据的特征

第六节 海洋卫星数据

1. 海洋卫星数据应用领域

2. 海洋遥感的特点

3. 主要海洋卫星数据简介

习题要点：海洋遥感应用领域与特点

第七节 气象卫星数据

1. 气象卫星发展的三个阶段

2. 气象卫星的特点

3. 气象卫星资料的应用领域

4. 主要的气象卫星介绍

习题要点：气象卫星特点、主要气象卫星数据

本章重点、难点：

教学重点：遥感数据的特征、航空像片的特性、主要卫星遥感平台及各自数据的特点。

教学难点：图像的空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率与时间分辨率

本章教学要求：通过本章的学习，掌握遥感平台的定义与分类，传感器的定义与类型、遥感数据特征（空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、温度分辨率、时间分辨率），航空遥感数据特征、陆地卫星系列、气象卫星系列及海洋卫星系列主要的卫星平台、传感器类型及数据特征；了解各种传感器的工作方式。

 

第4章  遥感数字图像处理

第一节  遥感图像描述

1. 遥感图像的数字表示

2. 数字图像直方图

3. 数字图像的数据存储格式

习题要点：数字图像，数字图像直方图及作用

第二节  遥感图像校正处理

1. 辐射校正

2. 几何校正

3. 镶嵌处理

习题要点：辐射畸变概念及影响因素，辐射粗校正方法，几何畸变影响因素，几何校正定义、原理、方法。

第三节  遥感图像增强处理

1. 对比度变换

2. 空间滤波

3. 彩色变换

4. 图像运算

5. 图像变换

6. 图像融合

习题要点：线性变换、非线性变换、空间滤波、平滑、锐化、假彩色密度分割、彩色合成、HLS变换、图像运算、NDVI、主成份变换、缨帽变换、图像融合

本章重点、难点：

教学重点：数字图像及其辐射校正与几何校正、数字图像增强处理。

教学难点：遥感影像几何畸变的原因及几何畸变的校正方法，数字图像增强的几种方法：对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算及多光谱变换。

本章教学要求：通过本章的学习，掌握数字图像、数字图像直方图，掌握遥感影像辐射畸变及影响因素、几何畸变的原因及几何畸变的校正方法，掌握数字图像增强的几种方法：对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换及图像融合；了解数字图像辐射校正的基本方法：直方图最小值去除法、回归分析法。

 

第5章  遥感数据的信息提取

第一节 遥感图像目视解译

1. 遥感图像目视解译原理

2. 目标地物识别特征

3. 典型地物判读方法

4. 目视解译原则、顺序、方法

5. 遥感图像目视解译步骤

习题要点：遥感图像目视解译标志有哪些？目视解译步骤？

第二节 遥感数字图像计算机分类

1. 计算机图像分类概念与基本原理

2. 图像分类方法与过程

3. 分类精度评价

习题要点：比较监督分类与非监督分类的优缺点。

本章重点、难点：

教学重点：遥感图像解译标志、数字图像分类原理、监督分类、非监督分类

教学难点：遥感图像解译标志、遥感图像的计算机分类。

本章教学要求：通过本章的学习，掌握遥感图像解译标志、遥感图像目视解译方法与步骤，掌握数字图像分类原理、监督分类、非监督分类的具体方法及两种分类方法的区别。

 

第6章 遥感应用

第一节  植被遥感

1. 概述

2. 植物的光谱特征

3. 不同植被类型的区分

4. 植物生长状况的解译

5. 遥感植被解译的应用

习题要点：植物的光谱特征是什么？如何区分植物类型，监测植物长势？.作物估产的原理和方法是什么？

第二节  水体遥感

1. 水体的光谱特征

2. 水体界线的确定

3. 水体悬浮物的确定

4. 水温的探测

5. 水体污染的探测

6. 水深的探测

习题要点：水体的光谱特征是什么？水体识别可包括哪些内容？

第三节  土壤遥感

1. 土壤的光谱特征及影响因素

2. 土壤类型的确定

习题要点：土壤的光谱特征是什么？如何进行土类的识别？

第四节 3S综合应用

1. 概述

2. 地理信息系统的概念

3. GPS技术

4. 遥感在GIS中的作用

5. 3S技术的集成应用实例

习题要点：3S的关系，遥感3S综合应用案例分析

本章重点、难点：

教学重点：植被、水体及土壤的光谱特征，植被遥感具体应用、水体遥感识别内容。

教学难点：不同植物类型的区分、植物生长状况的解译、土壤类型的确定

本章教学要求：通过本章的学习，掌握植被、水体及土壤的光谱特征，掌握植被遥感的具体应用，掌握水体识别的内容，了解3S技术综合应用。

 

五、考核方式及要求

采用期末考试与平时成绩相结合的方式考察学生本课程教学内容理解掌握的程度，其中期末考试占总成绩70％，作业、出勤总和占总成绩30％。

 

六、推荐教材及教学参考书

教材：

《遥感基础与应用》（第二版），邓良基主编，中国农业出版社，2009年，标准书号：ISBN 9787109139374。

《遥感导论》，梅安新、彭望琭、秦其明、刘慧平等编著，高等教育出版社，2001年，标准书号：ISBN 9787040072648。(面向21世纪课程教材)

参考书：

《遥感应用分析原理与方法》，赵英时等编著，科学出版社,2003年，标准书号：ISBN 7-03-011128-1。

《遥感数字影像处理导论》，（美）John R.Jensen，J.R.著，陈晓玲、龚威，李平湘，田礼乔等译，机械工业出版社，2007年，标准书号：ISBN7-111-19377-6。

《遥感数字图像处理教程》，韦玉春，汤国安，杨昕 等编著，科学出版社，2007年，标准书号：ISBN 978-7-03-020130-0。

《遥感图像解译》，关泽群，刘继琳 编著，武汉大学出版社，2007，标准书号：ISBN 978-7-307-05307-6。

 

 

大纲修订人：李兆富

大纲审定人：李荣

修订日期：2015年4月28日