遥感导论课程教学指导

1、PAGE PAGE 10遥感导论课程教学指导一、本课程的性质、目的本课程是地质工程、测绘工程专业学生的选修课和地理信息系统学生专业必修课程。目的是让学生理解遥感的感念、掌握遥感基本理论和遥感技术系统的构成与特点；了解主要的遥感平台及其特点，了解数字遥感图像获取和基本的处理方法；掌握遥感目视解译、数字图像的计算机解译过程及基本原理和方法；了解遥感技术的应用和最新发展。二、本课程的教学重点理论部分：本课程的教学应着重立足于：通过本课程所有教学环节，应使学生：1、理解遥感的感念、掌握遥感技术系统的构成与特点，了解遥感技术的发展历史。2、基本理解并掌握电磁辐射的基本理论和地物的光谱特征。 3、了解主要

2、的遥感平台及其特点，了解数字遥感图像的基本的处理方法。4、理解并掌握遥感目视解译的基本原理和方法。5、了解数字图像的计算机解译过程以及遥感技术的最新应用和发展。实践部分：初步了解目前主流的遥感图象处理软件ERDAS的主要功能模块，在此基础上，掌握视窗操作模块的功能和操作技能。通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，了解空间增强、辐射增强几种遥感图象增强处理的过程和方法，初步掌握遥感信息复合的方法，理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能对遥感图像进行监督分类的目的。三、本课程教学中应注意的问题本课程应根据不同的专业在教学中有所侧重：对于少学时专业，侧重于基本原理、基本

3、方法和应用的讲述，而对于多学时专业除了基本原理、基本方法的讲述外，要强调数字图像的处理、解译以及实验操作，使学生在基本理论学习的基础上掌握计算机遥感解译的基本能力。培养学生的自主学习能力；理论教学环节与实践性教学环节的有效结合；及时介绍遥感学科的新理论、新技术、新方法和应用。四、本课程的教学目的通过本课程所有教学环节，应使学生：理解并掌握遥感的基本理论（电磁辐射的基本理论和地物的光谱特征）。 了解主要的遥感图像的获取原理与方法。了解数字遥感图像的基本的处理方法。理解并掌握遥感目视解译的基本原理和方法。了解数字图像的计算机解译过程以及遥感技术的最新应用和发展。五、本课程采用的教学方法本课程的主要

4、理论、技术和方法等主要内容可采用课堂讲授（多媒体）方法，实践的教学采用上机操作方法。 六、课程教学资料教材：遥感导论，梅安新等，高教出版社，2001年。参考书：遥感技术及其应用，王宇明，人民交通出版社，1991遥感图像数字处理，丰茂森，地质出版社，1994遥感基础、方法和应用，孙家柄等，测绘出版社1999遥感技术与地学应用，胡著智等，南京大学出版社，1999城市遥感，孙天纵等，上海科学技术文献出版社，1995城市遥感分析，陈丙咸，南京大学出版社，1991遥感图像目视解译原理和方法，濮静娟，科学出版社，1992遥感图像信息系统，张永生，科学出版社，2000期刊：遥感技术与应用国土资源遥感地理与地

5、理信息科学遥感信息地理研究地理空间信息测绘信息与工程测绘学院学报七、成绩评定1、平时课程作业、实习报告占本课程考核总成绩的40%，考试（或读书报告）占60%。2、根据西南科技大学学分制学籍管理暂行办法（西南科大发2001207号）第十二条规定：有下列情形之一者，取消考核资格，必须重修。1、学生(免修生除外)在一学期内，无论何种原因，累计缺课达教学时数的三分之一者；或任课教师随机抽查缺课6次以上者；2、有实验、作业等环节的课程，学生未按时完成实验、实验报告及作业等环节。抄袭他人实验报告、作业的，当事人双方的实验报告、作业均按作弊处理，根据学生的认错态度和补做情况，可以考虑是否给予取消考核资格。八

6、、先修课程要求本课程学生应修完大学物理、计算机基础等课程。九、课程内容课时安排第一章 绪论（2学时）内容简介：本章主要介绍遥感技术的概念、遥感技术的分类以及遥感技术的特点。对遥感技术的发展过程以及当前遥感技术的主要技术特点和主要发展趋势作了系统的阐述。要求学生深刻理解遥感的概念，掌握遥感技术的基本分类和技术特点。对遥感技术的发展过程和遥感在地理学中的重要作用有一定的了解。教学重点：遥感技术的特点和发展趋势。第一节 遥感概述一. 遥感的概念二. 遥感的分类三. 遥感技术的特点第二节 遥感发展概况与展望一. 遥感发展概况二. 我国遥感技术的发展三. 当前遥感技术发展的主要特点和趋势第三节遥感在地理

7、学中的作用与意义一. 遥感已经成为地理学研究和工作的主要信息源二. 遥感已经成为地理学研究和工作的重要手段和方法第二章 遥感的物理基础（6学时）内容简介：主要介绍遥感物理基础的电磁学部分。包括电磁波和黑体的概念，太阳辐射和地球辐射特征，大气对电磁波的影响，地物反射波谱特征与测量。由此理解地物反射对遥感数据产生影响和用遥感数据反演地物特征的原理。最后介绍了大气窗口的形成原因等。重点与难点：黑体辐射的三大定律；大气散射对太阳辐射的影响；地物电磁波特性。第一节 电磁波与电磁波谱一、 电磁波谱二、 电磁辐射的度量三、 黑体辐射第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响一. 太阳辐射二. 大气吸收三. 大气散射

8、四. 大气窗口及其透射分析第三节地球辐射与地物波谱一. 太阳辐射与地表的相互作用二. 地表自身热辐射三. 地物反射波谱特征四. 地物波谱特征的测量第三章 遥感成像原理与遥感图像特征（6学时）内容简介：主要介绍常见的几种遥感平台及其特点。分别讲述摄影成像、扫描成像、微波成像的特点，最后阐述了遥感图像的基本特征。重点与难点：重点掌握扫描成像的特点和遥感图像的特征描述。难点是微波遥感。第一节 遥感平台一. 气象卫星系列二. 陆地卫星系列三. 海洋卫星系列第二节 摄影成像一. 摄影机二. 摄影相片的几何特征三. 摄影相片的物理特性第三节 扫描成像一. 光机扫描成像二. 固体自扫描成像三. 高光谱成像光

9、谱扫描第四节微波遥感与成像一. 微波遥感的特点二. 微波遥感的方式与传感器第五节遥感图像的特征一. 遥感图像的空间分辨率二. 遥感图像的时间分辨率三. 遥感图像的辐射分辨率四. 遥感图像的光谱分辨率第四章 遥感图像处理技术（6学时）内容简介：主要介绍遥感数字影象和光学影象在分析、判读、理解、识别前的处理过程。包括光学原理与光学处理；数字图像的几何校正、图像增强、图像复合等。重点与难点：数字图像的几何校正和遥感数字图像的增强方法是本章的重点内容。难点是遥感图像的空间滤波方法和多光谱变换技术。第一节 光学原理与光学处理一. 颜色视觉二. 加色法与减色法三. 光学增强处理第二节数字图像的校正一. 数

10、字图像二. 辐射校正三. 几何校正第三节数字图像的增强一. 对比度变换二. 空间滤波三. 彩色变换四. 图像运算五. 多光谱变换第四节多源信息的复合一. 遥感信息的复合二. 遥感信息与非遥感信息的复合第五章 遥感图像的目视解译与制图内容简介：主要介绍遥感图像目视解译的原理，以及摄影像片、扫描像片、微波图像的判读方法。在次基础上，讲述了遥感影象地图以及遥感专题地图的制作方法。重点与难点：重点掌握遥感图像目标地物的识别特征以及计算机辅助遥感专题地图的制作方法和过程。第一节 遥感图像目视解译的原理 一. 遥感图像目标地物的识别特征二. 目视解译的生理与心理基础三. 目视解译的认知过程第二节遥感图像目

11、视解译的基础一. 遥感摄影像片的判读二. 遥感扫描影像的判读三. 微波影像的判读四. 目视解译的方法与基本步骤第三节遥感制图一. 遥感影象地图的概念二. 常规制作遥感影象地图三. 计算机辅助遥感制图第六章 遥感数字图像的计算机解译（4学时）内容简介：主要介绍遥感数字图像的计算机分类方法以及遥感图像解译专家系统的组成和机理，最后分析了计算机解译的主要技术发展趋势。重点与难点：重点理解掌握监督分类和非监督分类的特点以及他们之间的本质区别。遥感图像的多种特征的提取是本章的难点内容，作一般了解。第一节 数字图像的性质与特点一. 遥感数字图像二. 遥感数字图像的表示方法三. 航空像片的数字化第二节遥感数

12、字图像的计算机分类一. 计算机分类的基本过程二. 图像分类方法 三. 图像分类的有关问题第三节遥感图像多种特征的抽取一. 地物边界跟踪法二. 形状特征描述与提取三. 地物空间特征描述与提取第四节遥感图像解译专家系统一. 遥感图像解译专家系统的组成二. 图像处理与特征提取子系统、三. 遥感图像解译知识获取子系统四. 遥感图像解译专家系统的机理五. 计算机解译的主要技术发展趋势第七章 遥感应用（2学时）内容简介：一般了解遥感技术在地质、土壤方面的应用；了解高光谱遥感的主要应用领域。重点与难点：重点掌握水体和植被的光谱特征以及遥感在植被类型和农作物估产方面的主要应用。本章的难点是高光谱遥感。第一节地

13、质遥感一. 岩性识别二. 地质构造识别三. 构造运动的分析第二节水体遥感一. 水体的光谱特征二. 水体界限的确定三. 水体悬浮物质的确定四. 水温的探测五. 水体污染的探测六. 水深的探测第三节植被遥感一. 植被的光谱特征二. 不同植被类型的区分三. 植物生长状况的判读四. 大面积农作物的遥感估产五. 遥感植被解译的应用第四节 土壤遥感一. 土壤的光谱特征二. 土壤类型的确定第五节高光谱遥感的应用一. 高光谱遥感在地质调查中的应用二. 高光谱遥感在植被研究中的应用高光谱遥感在其他领域的应用第八章 RS、GIS、GPS的综合应用（2学时）内容简介：着重介绍了地理信息系统、全球定位系统和和遥感技术

14、在3S技术中的作用，列举了一些3S综合应用的实例。重点与难点：重点是掌握遥感技术在3S技术中的作用。第一节 RS、GIS、GPS综合应用概述一. 地理信息系统及其在3S技术中的作用二. 全球定位系统及其在3S技术中的作用三. 遥感技术及其在3S技术中的作用第二节 RS、GIS、GPS综合应用实例一、3S技术在车辆导航中的综合应用二、3S技术在海洋渔业资源开发中的应用三、3S技术在精细农业中的应用四、3S技术在土地研究中的综合应用五、3S技术在全球变化研究领域的综合应用六、3S技术在其他领域的综合应用复习题1. 什么是遥感？国内外对遥感的多种定义有什么异同点？2. 根据你对遥感技术的理解，谈谈遥

15、感技术系统的组成。3. 什么是散射？大气散射有哪几种？其特点是什么？4. 微波遥感的特点有哪些？5. 遥感影像变形的主要原因是什么？6.遥感影像地图的主要特点是什么？7. 遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么？8.简要回答计算机辅助遥感制图的基本过程。9. 谈谈你对遥感影像解译标志的理解。10. 何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统？简要回答三者之间的相互关系与作用。11. 谈谈你对遥感影像解译标志的理解。12. 遥感技术识别地物的原理。13. MSS影象的波段是如何划分的？各个波段的主要用途是什么？14. TM影象的波段是如何划分的?各个波段的重要用途是什么？15. 对比MSS和TM的波

16、段划分，分析其异同。16. SPOT影象的波段是如何划分的？各个波段的重要用途是什么？17. 按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型？18. 简述遥感在地质学研究中的应用。19. 简述各种类型电磁波的性质和用途。20. 太阳辐射的光谱特性有哪些？21. 试述NOAA气象卫星的轨道特征和卫星传感器AVHRR各通道的作用。22. 在标准假彩色合成图象上怎样识别地物类别?23. 试述遥感在资源清查与环境监测中的作用。24. 遥感数字图象处理有几种主要方法？简述它们的原理和特点。25. 遥感技术识别地物的原理。26. 按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型？27. 太阳辐射的光谱特性有哪些？2

17、8. 说明美国陆地卫星MSS图像的光谱效应。29. 气球遥感的特点及局限性。30. 利用航空 (用飞机作遥感平台)热红外遥感进行环境监测，选择一天中什么时间进行飞行其效果最好?为什么?31. 试述遥感在资源清查与环境监测中的作用。32. 遥感数字图象处理有几种主要方法？简述它们的原理和特点。33. 根据传感器的工作波段可将遥感分为哪几类？34. 气球遥感的特点及局限性。35. 彩红外像片的优点有哪些？36. 在标准假彩色合成图象上怎样识别地物类别?37. 黑白像片的判读方法主要有哪些？38. 中心投影的成像特征有哪些？39.什么是基尔霍夫定律？其遥感意义是什么？40. 什么是大气窗口？谈谈你对

18、大气窗口的认识和理解。41.遥感图象的分辨率有几种描述？其意义各是什么？42. 什么是维恩位移定律？43.略谈小波分析在遥感图象分类中的应用。44. 简述遥感数字影像增强处理的目的，例举一种增强处理方法，说明其原理和步骤。45. 非监督分类和监督分类的本质区别是什么？46. 利用雷达探测地物的机理及其优势。47. 光机扫描成像与CCD成像的比较。48.晴空时大气对可见光遥感和红外遥感的影响有何特点？ 49.我国“风云一号”系列气象卫星是极轨气象卫星，其中“风云一号C星”及“风云一号D星”携带的多通道可见红外扫描辐射计(MVISR) 有10个通道，各通道波长如下表。请谈谈这些探测波段在陆地地表遥

19、感中的用途。表1：风云1-C、D多通道可见红外扫描辐射计(MVISR)各个波段的波长范围通道号波长（微米）备注10.58-0.6820.84-0.8933.55-3.93410.3-11.3511.5-12.561.58-1.6470.43-0.48海洋水色80.48-0.5390.53-0.58100.90-0.965水汽50. 遥感的基本概念是什么？51. 遥感探测系统包括哪几个部分？52. 作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？53. 中国遥感事业的成就表现在哪些方面，有何特点？54. 在真空中，电磁波速为3108m/s。（1）可见光谱的波和范围从约3.810-7m的紫色光到约

20、7.610-7m的红色光，其对应的频率范围为多少？（2）X射线的波长范围约510-91.010-11m，其对应的频率范围又是多少？（3）短波无线电的频率范围约为1.5MHz300MHz，其对应的长波范围是多少？55. 阐述辐照度I，辐射度M和辐身亮度L的物理意义，其共同点和区别是什么？56. 在地球上测得太阳的平均辐照度I=1.4103W/m2，设太阳到地球的平均距离约为1.51011m。试求太阳的总辐射能量。57. 假定恒星表面的辐射与太阳表面辐射一样都遵循黑体辐射规律。如果测得到太阳辐射波谱的太max=0.51m，北极星的北max=0.35m，试计算太阳和北极星的表面温度及每单位表面积上所

21、发射出的功率是多少？58. 已知日地平均距离为天文单位，1天文单位1.496103m，太阳的线半径约为6.96105km：（1）通过太阳常数I0，计算太阳的总辐射通量E；（2） 由太阳的总辐射通量E，计算太阳的辐射出射度M。59. 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能力而可见光不能。60. 对照书内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。61. 综合论述太阳辐射传播到地球表面又近回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。62. 从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必

22、须了解地物反射波谱特性。63. 列举几种可见光与近红外波段植被、土壤、水体、岩石的地物反射波谱曲线实例。64. 主要遥感平台是什么，各有何特点？65. 摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？66. 扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？67. 微波成像与摄影、扫描成像有何本质的区别？68. 如何评价遥感图像的质量？69. 熟悉颜色的三个属性。明度、色调、饱和度，选取自然界的某些颜色例如：树叶、鲜花、土地、建筑物等，比较它们三种属性区别。70. 在图4.5中，若有红、绿、蓝三原色分别位于红：0.61m，绿：0.54m，蓝：0.47m附近，将这三点连成三角形，以此为基础找到它

23、们的补色位置，说明补色黄、品红、青的波长及饱和度。71. 理解加色法与减色法的原理和适用条件。在彩色合成时，有滤光片分别透光并照射到白色屏幕上利用什么原理？若是滤光片叠合透光又利用什么原理？分别解释之并举实际例子说明。72. 利用标准假彩色影像并结合地物光谱特性，说明为什么在影像中植被呈现红色，湖泊、水库呈蓝偏黑色，重盐碱地呈偏白色。73. 一幅黑白影像，在以下两种情况时，（1）人头像，（2）单波段影像，分析对比度适中、过大、过小所造成的视觉影响。74. 数字图像和模拟图像有什么区别？为什么在计算机屏幕上显示数字图像时，常常感觉不出出它与模拟图像的区别？75. 卫星或飞机的传感器所接收的辐射信号除了地物直接反射的信息外，还混入了其他途径来的辐射，需要作辐射校正把它们去掉。请分析有几种其他辐射进入传感器。76. 引起遥感影像位置畸变的原因是什么？如果不作几何校正，遥感影像有什么问题？如果作了几何校正，又会产生什么新的问题？77. 在作几何校正时，控制点的选取很重要。若图像一角没有任何控制点，估计几何校正后这一角的位置畸变将缩小还是增大？为什么？87. 结合地物光谱特征解释比值运算能够突出植被覆盖的原因。88. 根据陆地卫星Land