《遥感原理与应用》课程教学大纲

1、遥感原理与应用课程教学大纲课程英文名称：Principle and Application of Remote Sensing 课程编号： HZ192500课程类别：专业教育平台课程性质：必修学 分： 2.5学 时：40（其中：讲课学时：32； 实验学时：8；上机学时: 8 ）适用专业： 地理信息科学开课部门：环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程：高等数学B1、高等数学B2、地理信息系统基础A后续课程：遥感数字图像处理、遥感解译与地学分析、毕业设计等一、课程目标从专业人才培养需要出发，遥感原理与应用B课程系统介绍了遥感基本理论、方法和应用技术。通过该课程理论教学与上机实验，达到以下的教学

2、目标：1、通过对遥感基本概念、遥感的物理基础、遥感的成像机理及传感器特性等理论知识的学习，理解所获取的不同类型遥感图像几何特性和光谱特性，具备数据获取及数据预处理能力。2、理解和掌握遥感图像处理的基本理论知识和方法，能够运用所学对不同类型图像特点进行分析，具备对不同类型图像选取恰当的方法实现数据处理和出图的能力，能分析不同校正、增强方法对数据处理结果的影响，能在实践中运用所学知识解决实际问题。3、掌握图像信息提取理论知识和方法。通过学习能够正确设计和选择合适的图像处理方法、信息提取方法实现对图像目标信息的提取及制图，具备对所提取的感兴趣信息进行统计分析和评价的能力。二、课程目标与毕业要求的对应

3、关系课程目标指标点毕业要求课程目标11.3掌握地球空间信息数据采集的方法、仪器的使用与操作、数据的获取等相关技能，具备地球空间数据采集、获取与应用的能力。1掌握数学、自然科学、地理信息基础和专业知识，具备地球空间数据采集、获取与应用能力、地球空间信息数据处理与建库能力。课程目标21.4掌握地球空间信息数据处理软件的使用与操作、数据的处理与分析等相关技能，能够分析、归纳、整理相关数据，并建立空间数据库。1掌握数学、自然科学、地理信息基础和专业知识，具备地球空间数据采集、获取与应用能力、地球空间信息数据处理与建库能力。课程目标33.2通过学习掌握地图学相关理论、数字地图设计与编绘的基本方法和过程，

4、具备地图设计、数据输入、数据处理以及地图输出等相关能力。3能够设计针对地理信息领域的工程问题的解决方案，具备地理空间数据的综合处理分析和应用能力、数字地图设计与编制能力和地理信息系统的开发能力；能够在设计和开发环节中体现创新意识。三、课程目标与教学内容和教学方法的对应关系遥感原理与应用B遥感原理与应用B实验教学内容教学方法课程目标实验项目课程目标教学环节训练环节1绪论 授课2学时12遥感的物理基础授课6学时作业1、2、313遥感成像原理与遥感图像特征授课8学时14遥感图像处理授课8学时上机实验6个学时1、2遥感图像处理软件环境认识2学时1遥感图像校正2学时1、2遥感图像增强2学时5遥感图像目视

5、解译与制图授课4学时上机实验2个学时2、3遥感图像分类2学时2、36遥感数字图像的计算机解译授课3学时2、37遥感应用授课1学时大作业1、2、31、2、3四、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分本课程主要介绍了有关遥感的基本理论知识，通过本课程的学习，使学生掌握有关遥感的基本概念、成像原理、遥感图像处理的基本方法及遥感图像解译等，了解有关遥感技术的应用及发展动态。根据未来遥感技术应用的需求，本课程在最后简要介绍了计算机遥感图像智能解译和定量遥感基础知识。有关本课程的内容安排如下：第1单元 绪论 （2学时，支撑课程目标1）知 识 点主要介绍遥感的概念、遥感的分类以及遥感技术的特点。了解遥感

6、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。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。重 点 掌握遥感的概念、技术系统、分类及遥感的特点。难 点 对遥感数据的获取过程的理解。基本要求1、识 记： 遥感的概念、遥感技术系统的组成、 遥感的分类及遥感的特点等。2、领 会：遥感数据获取的过程及遥感的特点。 3、简单应用：要求学生学习后能够理解遥感数据获取的过程。4、综合应用：在掌握遥感的特点的基础上，深刻理解各个领域应用遥感技术的重要性和意义。 第2单元 遥感的物理基础 （6学时，支撑课程目标1）知 识

7、点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。最后介绍大气窗口的形成原因等。重 点 掌握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。难 点 理解地物反射对遥感数据产生的影响和用遥感数据反演地物特征的原理及大气窗口与传感器之间的关系。基本要求1、识 记：黑体、太阳辐射、地球辐射、地物电磁波谱、反射率、大气窗口等。2、领 会：太阳辐射与地球辐射特征，大气对电磁波的影响，地物的反射波谱特征与遥感图像的关系及大气窗口与传感器之间的关系。

8、3、简单应用：要求学生学习后能够理解遥感获取的过程中大气对电磁波的影响，所获取的遥感图像所反映出的地物特点与地物反射波谱特征的关系。4、综合应用：在掌握大气对电磁波的影响及地物反射波谱特征的基础上，能够通过分析反射波谱曲线来识别图像上相关地物。 第3单元 遥感成像原理与遥感图像特征 （8学时，支撑课程目标1）知 识 点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，最后阐述遥感图像的基本特征。重 点 掌握常见的遥感图像的特点，摄影成像与扫描成像特点及衡量遥感图像质量的指标。难 点 对摄影成像与扫描成像获取的遥感图像的特点的理解和对遥感图像特征的理解。基本要求1、

9、识 记：遥感平台、传感器、摄影成像、扫描成像的概念及几种分辨率的定义。2、领 会：摄影成像与扫描成像的特点及遥感图像特征的理解。 3、简单应用：不同分辨率的遥感图像的具体应用领域的认识。4、综合应用：要求学生学习后能够区别摄影成像与扫描成像方式获取的遥感图像的特点。第4单元 遥感图像处理 （8学时，支撑课程目标1、2）知 识 点主要介绍遥感数字影像在分析、判读、理解和识别的过程。包括数字图像辐射校正处理；数字图像的几何校正、图像增强和图像复合等。重 点 掌握图像辐射校正、几何校正的原理与方法、图像增强的原理与方法及图像复合的原理等。难 点 对图像预处理、增强处理的原理及方法的掌握。基本要求1、

10、识 记：数字图像、数字化、辐射校正、几何校正、图像复合、主成分分析的概念等。2、领 会：图像预处理与图像增强处理的操作过程。 3、简单应用：能够实现简单的图像预处理与增强处理的操作。4、综合应用：要求学生学习后能够独立完成从图像预处理到图像增强处理的整个流程。第5单元 遥感图像的目视解译与制图 （4学时，支撑课程目标2、3）知 识 点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。在此基础上，讲述了遥感影像地图以及遥感专题地图的制作方法。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。难 点 对遥感解译标志的理解及不用影像的判读方法

11、的掌握。基本要求1、识 记：解译标志、遥感影像地图的概念。2、领 会：遥感图像目标地物的识别特征及不同影像的判读方法。 3、简单应用：能够结合所学内容独立建立遥感解译标志。4、综合应用：要求学生学习后能够独立完成图像目标地物的识别及制作遥感解译图。第6单元 遥感数字图像的计算机解译 （3学时，支撑课程目标2、3）知 识 点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 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。难 点 监督分类与非监督分类的具体应用及实施。基本要求1、识 记：计算机解译、训练场地、监督分类、非

12、监督分类的概念。2、领 会：监督分类与非监督分类的特点。 3、简单应用：能够结合所学内容实现一幅图像的计算机解译。4、综合应用：要求学生学习后能够独立完成图像的计算机解译并能够对分类后的结果进行处理和精度评定。如果可能可与其他的分类方法如面向对象分类、决策树分类等方法进行对比分析。第7单元 遥感应用 （ 1 学时，支撑课程目标1、2、3）知 识 点主要介绍遥感技术在地质、土壤、植被、水资源等方面的应用；了解高光谱遥感的主要应用领域。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。难 点 在各个领域应用的具体实施过程。基本要求1、识 记：植被指数。2、领 会：在植被

13、遥感中的具体应用。 3、简单应用：能够在图像处理软件中应用NDVI植被指数。 4、综合应用：要求学生学习后能够理解遥感的不同应用目的其波谱特征的差别，并能够通过植被指数来提取图像中的植被信息。 学时分配 知识单元理论学时第一章 绪论2第二章 遥感的物理基础6第三章 遥感成像原理与遥感图像特征8第四章 遥感图像处理8第五章 遥感图像的目视解译与制图4第六章 遥感数字图像的计算机解译3第七章 遥感应用1合计32（二）实验学时部分实验总共8学时：遥感图像处理软件集成环境介绍2遥感图像的辐射校正、几何纠正2遥感图像增强处理2遥感影像分类处理2合计8实验教学环节作用及目的遥感原理与应用B课程是地理信息系

14、统专业本科生必修课，通过本课程理论知识的学习，使学生掌握必要的图像预处理、增强处理、信息提取的方法与操作，熟悉遥感图像处理软件的实用。能够将理论与实践紧密结合起来，掌握图像处理的整个流程。 实验教学环节培养学生能力标准 在实验教学过程中培养学生的实践动手能力和独立思考能力，使学生能熟练运用图像处理的理论知识和方法，根据不同应用目的、不同需求解决实际问题。能独立完成从数据获取、处理到信息提取的整个流程，完成相应的实验内容。实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验(8学时)序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1遥感图像处理软件集成环境介绍软件的安装，

15、工作界面、影像数据的读取与存储；投影参数设置等。2验证性学生人数12遥感图像的辐射校正、几何纠正遥感图像辐射校正和几何纠正的处理流程和操作方法；2验证性学生人数13遥感图像增强处理各种图像增强处理命令及操作方法，总结各种增强方法的增强效果，自行设计增强方案。2验证性学生人数14遥感影像分类处理监督、非监督分类及分类后处理、精度分析和统计分析等内容。 2验证性学生人数12、主要仪器设备计算机、遥感图像处理软件五、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法，将实际应用中遇到的具体问题引入到课堂中，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出

16、重点和难点，化繁为简，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，配合实验课程，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力。六、考核要求、方式与成绩评定考核要求：需覆盖大纲中各知识单元全部教学内容，主要是教材中重要的基本原理和基本方法，亦会少量涉及到补充的内容或布置的参考资料内容。 考核形式：考试+考查成绩评定：课程考核选择百分制模式，平时考查与期末考试相结合。课程考核总评成绩主要由两部分构成，即期末考试成绩（50%）和平时成绩（50%），其中平时成绩包含有平时作业（占10%），实验操作（占20%）和

17、大作业（占20%）三个部分。期末考试采取闭卷考试方式，主要考试内容为教材中重要的基本原理和基本方法。评价环节评估课程目标对应毕业要求平时成绩（50分）平时作业课程目标11.3上机实验课程目标2、31.3、1.4、3.2大作业课程目标1、2、31.3、1.4、3.2期末考试（50分）填空题名词解释简答题综合题等课程目1、2、31.3、1.4、3.2平时成绩评定标准环节评定项目内容分值总分值平时作业课程目标1问答题理论阐述不够充分，计算题方法正确但计算结果错误；5-6分10分问答题理由阐述较充分，计算题方法正确，计算结果正确；6-8分问答题理由阐述充分，计算题方法正确，计算结果正确。8-10分上机

18、实验课程目标2,3 能够根据实验步骤，基本完成实验内容，实验报告内容撰写基本完整，但实验结果较差10-15分20分能够根据实验步骤，完成实验内容，实验报告内容撰写完整，逻辑清晰，语句通顺，实验结果较好15-18分实验内容完成效果较好，实验报告内容撰写完整，逻辑清晰，语句通顺，实验效果好18-20分大作业课程目标1,2,3数据处理及信息提取方案设计基本合理，但数据处理及信息提取效果不理想，结果分析不准确，大作业内容撰写基本完整；10-15分-20分数据处理及信息提取方案设计合理，数据处理及信息提取效果较理想，结果分析基本正确，大作业内容撰写过程完整，语句通顺；15-18分数据处理及信息提取方案设计合理，数据处理及信息提取效果理想，结果分析完全正确，作业内容撰写过程完整，语句通顺，层次清晰；18-20分七、选用教材、讲义和主要参考书1、推荐教材遥感原理与应用，第一版，周军其、叶勤、邵永社等编著，武汉大学出版社，2014年11月。遥感数字图像处理与分析ENVI 5.x实验教程第2