05《遙感地質(zhì)學(xué)》大綱.doc

遙感地質(zhì)學(xué) 教學(xué)大綱課程編號：210314 學(xué)時：56 學(xué)分：3編寫單位或編寫人：資源學(xué)院 史繼忠審 核 人：制定（或修訂）時間：2006年6月16日遙感地質(zhì)學(xué)課程簡介及教學(xué)大綱一、課程概述1、課程性質(zhì)：遙感技術(shù)是當今國際上異常活躍，發(fā)展日新月異的高新科技領(lǐng)域，是構(gòu)筑“數(shù)字地球”不可或缺的強大核心技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展到推廣應(yīng)用階段,在眾多的專業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,已成為自然資源調(diào)查、地質(zhì)科學(xué)研究的全新技術(shù)方法。在我國也深入到國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的眾多領(lǐng)域，在國家資源環(huán)境調(diào)查、重大自然災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃與管理、海洋勘察、國家安全等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。遙感地質(zhì)學(xué)是遙感與地學(xué)交叉的邊緣科學(xué)，是一門以傳播圖像科技知識為主的專業(yè)課程，具有明顯的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科特點，是地質(zhì)類各專業(yè)的技術(shù)方法課。資源勘查工程專業(yè)的專業(yè)課。2、課程教學(xué)的目標：通過教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生了解遙感圖像是一種重要的地學(xué)信息源，掌握遙感圖像的基本特性和遙感地質(zhì)學(xué)的基本原理，具有運用遙感圖像進行地質(zhì)解譯(加強運用GIS軟件、遙感圖像處理軟件與目視解譯結(jié)合，進行人機交互計算機屏幕解譯)的基本技能，熟悉遙感地質(zhì)工作的基本程序和方法，能在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)普查及其它地質(zhì)工作中運用遙感圖像進行地質(zhì)解譯和地學(xué)分析。3、課程的適用專業(yè)與年級： 資源勘查工程專業(yè) 三年級 4、課程的總學(xué)時要求：56學(xué)時5、本課程與其他課程的聯(lián)系與分工：本課程的預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué) 大學(xué)物理 計算機基礎(chǔ) 線性代數(shù) 概率論 地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 巖石學(xué) 地層學(xué) 構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 礦床學(xué)二、課程內(nèi)容1、課程內(nèi)容：第一章 緒論學(xué)習(xí)目的和要求： 了解遙感技術(shù)、遙感地質(zhì)學(xué)的基本概念、內(nèi)容和特點。了解國內(nèi)外遙感科學(xué)和遙感地質(zhì)學(xué)發(fā)展歷史與前景。重點和難點： 遙感、遙感信息、遙感技術(shù)系統(tǒng)組成、遙感技術(shù)分類；遙感地質(zhì)學(xué)的定義、研究對象、目的、內(nèi)容和方法。第一節(jié) 基本概念一 遙感二 遙感信息三 遙感技術(shù)系統(tǒng) 1 遙感平臺2 遙感器3 遙感信息接收與預(yù)處理系統(tǒng)4 遙感資料分析解譯系統(tǒng)四 遙感技術(shù)分類1 根據(jù)電磁輻射源（被動遙感、主動遙感）2 根據(jù)遙感平臺（地面遙感、航空遙感、航天遙感）3 根據(jù)遙感器工作波長（紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多波段遙感）五 遙感技術(shù)特點1 視域?qū)拸V2 直觀可視3 客觀真實4 定時定位觀測5 資料的可處理性第二節(jié) 遙感地質(zhì)學(xué)一 定義二 研究對象與目的三 研究內(nèi)容四 研究方法第三節(jié) 遙感科學(xué)和遙感地質(zhì)學(xué)發(fā)展歷史與前景遙感技術(shù)發(fā)展軌跡及發(fā)展方向第二章 遙感基本原理學(xué)習(xí)目的和要求： 強調(diào)電磁波理論是遙感技術(shù)和遙感圖像解譯的理論基礎(chǔ)。 了解遙感的主要電磁輻射源（太陽輻射、大地輻射）、大氣對電磁輻射傳輸?shù)挠绊?、大氣窗口、常用大氣窗口與遙感波譜通道、地物反射波譜和發(fā)射波譜特性、色度學(xué)基本知識。重點和難點：本章的重點是太陽輻射、大氣窗口、地物波譜特性，難點是色度學(xué)基本原理，需通過多媒體等直觀教學(xué)及教具演示實驗加強效果。 第一節(jié) 電磁波的基本特征（課前復(fù)習(xí)）第二節(jié) 遙感電磁輻射源一 物體的熱輻射二 太陽輻射和大地輻射1 太陽輻射2 大地輻射第三節(jié) 大氣對電磁輻射傳輸?shù)挠绊懸?大氣基本組成二 大氣對電磁輻射傳輸?shù)挠绊? 大氣散射2 大氣吸收3 大氣反射三 大氣窗口與遙感波譜通道1 大氣窗口2 常用大氣窗口與遙感波譜通道第四節(jié) 地物波譜特性一 反射波譜二 發(fā)射波譜三 幾種地物的波譜特性四 地物波譜的時間效應(yīng)和空間效應(yīng)第五節(jié) 色度學(xué)基本知識一 色光二 色覺三 彩色三要素1 色別2 明度3飽和度四 三原色光原理1 三原色光2 三原色光原理3 色光混合方法4 色光混合規(guī)則五 色度圖六 色彩空間七消色與彩色的轉(zhuǎn)化七實驗一 三原色光原理 第三章 遙感圖像類型與特性學(xué)習(xí)目的和要求：本章介紹遙感圖像（遙感信息）的獲取過程，成像遙感技術(shù)系統(tǒng)主要組成部分的工作原理（如：遙感器等）、典型遙感圖像及其特性，正確理解不同遙感圖像的信息內(nèi)涵，以在工作中能正確選擇和使用遙感圖像。重點和難點：本章是本課程的核心，是遙感地學(xué)應(yīng)用的基礎(chǔ)。重點是遙感器的基本組成、工作原理、特性參數(shù)，不同攝影方式與掃描方式遙感器的成像機理，光學(xué)攝影像片、光機掃描圖像、固體自掃描圖像、成像雷達圖像等的特性（空間特性、波譜特性、時間特性）。第一節(jié) 成像遙感技術(shù)系統(tǒng)一 遙感平臺1 地面平臺2 航空平臺3 航天平臺 衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型；衛(wèi)星運行姿態(tài)；3. 常見地球資源遙感衛(wèi)星簡介 二遙感器1 遙感器的基本組成及工作原理 收集系統(tǒng)；探測系統(tǒng)；信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；記錄系統(tǒng)（信息載體感光材料、磁帶、CD、DVD等）2 遙感器的特性參數(shù) 空間分辨率；波譜分辨率；輻射分辨率；時間分辨率3 遙感器的類型及成像原理 1. 攝影方式遙感器（幀幅式航空攝影機、多波段攝影機、全景式攝影機） 2掃描方式遙感器（多波段掃描儀、熱紅外掃描儀、固體自掃描儀、天線掃描儀） 三遙感地面接收站 四遙感信息的傳輸 直接回收； 視頻數(shù)據(jù)傳輸 五遙感圖像的種類六. 遙感圖像的基本屬性 波譜特性； 空間特性； 時間特性第二節(jié) 光學(xué)攝影像片特性一. 幀幅式攝影像片特性1 航空像片的種類2 航空像片的地面覆蓋與影像重疊3 航空像片的空間特性1 投影性質(zhì)及比例尺2 地形起伏引起的像點位移與影像畸變3 空間分辨率4 立體觀察4 航空像片的波譜特性5 航空像片的影像質(zhì)量評定二. 全景式攝影像片特性1 全景像片的空間特性2 全景像片的波譜特性 第三節(jié) 光機掃描圖像特性一光機掃描圖像的空間特性1 地面覆蓋與影像重疊2 瞬時視場與圖像像元1 瞬時視場、地面分辨率、比例尺2 像元的形成與影像數(shù)字化3 投影性質(zhì)4 地球自轉(zhuǎn)引起的影像歪斜畸變二. 光機掃描圖像的波譜特性1 光機掃描影像（數(shù)據(jù)）的波譜意義2 MSS、TM影像的波譜分辨率與多波段效應(yīng)3 熱紅外掃描影像的波譜特性1 熱影像的色調(diào)特征2 熱影像的熱暈效應(yīng)與熱陰影3 熱影像的波譜分辨率4 熱影像的溫度分辨率三. 遙感影像的時間特性（多時相效應(yīng)） 第四節(jié) 固體自掃描圖像特性一 HRV成像特點1 垂直觀察推掃成像2 傾斜觀察推掃成像二HRV圖像特性1 HRV影像空間特性1 投影性質(zhì)與比例尺2 地面分辨率2 HRV影像波譜特性第五節(jié) 成像雷達圖像特性一 成像雷達圖像的空間特性1 近距離壓縮2 透視收縮3 雷達疊掩4 雷達陰影二成像雷達圖像的波譜特性1 成像雷達的工作波長2 成像雷達的俯角3 成像雷達的極化方式4 地物表面粗糙度5 地物的復(fù)介電常數(shù)6 角反射器效應(yīng)實習(xí)一 光學(xué)攝影像片特性認識實習(xí)二 掃描圖像特性認識（資源衛(wèi)星遙感圖像多媒體演示） 第四章 遙感圖像處理學(xué)習(xí)目的和要求：了解遙感圖像處理是把由遙感器接收到的原始信息作適當?shù)募夹g(shù)加工，制成有一定精度和質(zhì)量的圖像，以及從中提取有用信息的過程，是遙感地質(zhì)工作的重要組成部分。了解對預(yù)處理產(chǎn)品進行再加工，以提高其分辨效果或提取對特定專業(yè)有用的專題信息的分析解譯處理技術(shù)。對常用的光學(xué)圖像處理方法和數(shù)字圖像處理方法的原理、實現(xiàn)技術(shù)、應(yīng)用效果有一定的了解。重點和難點：光學(xué)圖像處理的概念，多波段遙感圖像假彩色合成法。數(shù)字圖像的概念、遙感圖像數(shù)字處理的內(nèi)容及特點，遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)組成及遙感圖像處理軟件基本處理功能。常用遙感數(shù)字圖像增強處理方法：反差增強、彩色增強、比值增強、卷積增強。常用遙感數(shù)字圖像分類處理：非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類。概述第一節(jié) 遙感圖像光學(xué)增強技術(shù)一. 光學(xué)圖像處理二. 光學(xué)彩色合成第二節(jié) 遙感圖像數(shù)字處理一. 數(shù)字圖像與圖像數(shù)字化1.模擬圖像 2.數(shù)字圖像二. 數(shù)字圖像處理. 數(shù)字圖像處理通用方法 1.點處理 2.鄰域處理. 遙感數(shù)字圖像處理主要內(nèi)容1.恢復(fù)處理-預(yù)處理2.增強處理 .波譜信息增強 .空間信息增強3.融合處理-多源信息復(fù)合 數(shù)據(jù)融合 圖像融合 4.分類處理 1 數(shù)字圖像常用統(tǒng)計量及其意義2 圖像分類的依據(jù)3 圖像分類處理的實質(zhì)4 圖像分類處理的步驟5 圖像分類處理的方法6 圖像分類技術(shù)（程序）三. 遙感圖像數(shù)字處理系統(tǒng).硬件構(gòu)成 .外圍設(shè)備 .軟件-主要功能實驗二 遙感圖像光學(xué)處理實習(xí)三 遙感圖像數(shù)字處理（遙感圖像處理軟件基本功能操作）第五章 地質(zhì)解譯標志與遙感圖像地學(xué)分析方法學(xué)習(xí)目的和要求：正確認識遙感圖像的地質(zhì)解譯標志是進行巖性、構(gòu)造、礦產(chǎn)、地貌及其它地質(zhì)解譯的依據(jù)。了解遙感圖像的地質(zhì)解譯方法及原則，了解基本的遙感圖像地學(xué)分析方法。重點和難點：遙感圖像的地質(zhì)解譯及解譯標志的概念、地質(zhì)解譯標志的種類、遙感圖像的地質(zhì)解譯方法及原則。充分理解解譯標志的可變性和局現(xiàn)性。第一節(jié) 概述圖像工程圖像獲取 圖像處理 圖像分析 圖像理解1 解譯2 遙感圖像解譯 3 影像特征 4 解譯標志5 地質(zhì)解譯標志6 遙感圖像地質(zhì)解譯7 地質(zhì)解譯的目的和要求第二節(jié) 地質(zhì)解譯標志1. 地物的幾何形態(tài) 形狀和大小2. 色調(diào)與色彩3. 陰影4. 影像結(jié)構(gòu)5. 紋形圖案6. 地貌7. 水系類型和水系分析8. 植被9. 水文10. 土壤11. 人工活動遺跡第三節(jié) 解譯標志的可變性和局限性第四節(jié) 遙感圖像的地學(xué)解譯方法和原則一 地質(zhì)解譯方法1 思想方法（直判法、對比法、邏輯推理法）2 技術(shù)方法（目視解譯法、光學(xué)增強解譯法、數(shù)字處理解譯法；GIS、遙感圖像數(shù)字處理與目視解譯結(jié)合，人機交互計算機屏幕解譯）二地質(zhì)解譯原則1 綜合解譯、綜合分析2 總體觀察指導(dǎo)細部解譯3 先易后難、循序漸進第五節(jié) 遙感圖像地學(xué)分析簡介實習(xí)四 地質(zhì)解譯標志認識與地形地物解譯（遙感圖像處理軟件）第六章 遙感圖像巖性解譯、地層分析與編圖學(xué)習(xí)目的和要求： 初步掌握常見沉積巖與巖漿巖的波譜特性及影像特征，熟悉變質(zhì)巖和地層接觸關(guān)系的解譯標志。了解影像地層單位與地質(zhì)填圖中的地層單位的關(guān)系，建立相對地層層序的意義。學(xué)會運用GIS軟件、遙感圖像處理軟件編繪矢量數(shù)字解譯地質(zhì)圖的方法。重點和難點： 三大巖類的波譜特性及典型影像特征。影像地層單位與地層層序的建立及其意義。地層接觸關(guān)系的解譯。第一節(jié) 三大巖類主要影像特征一 三大巖類波譜特性及色調(diào)特征1 巖漿巖2 沉積巖3 變質(zhì)巖二影響巖石波譜特性及色調(diào)特征的因素1 巖石成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造2 巖石的理、化性質(zhì)3 巖石所處自然地理條件三. 三大巖類的圖形特征1 巖漿巖2 沉積巖3 變質(zhì)巖第二節(jié) 巖性識別方法與解譯要領(lǐng)一 巖性解譯要領(lǐng)1 目視解譯是巖性解譯的基本方法2 中、高空間分辨率圖像是目視解譯的基本資料3 充分利用對比提高解譯能力4 正確選擇巖性解譯典型樣區(qū)5 充分利用地物波譜資料6 利用多波段超多波段高波譜分辨率、多平臺遙感資料識別巖性二巖性識別的主要方法1 利用多波段遙感資料2 利用巖石熱慣量3 利用高波譜分辨率的超多波段成像波譜儀資料4 利用圖像的水系、影紋和結(jié)構(gòu)等解譯標志5 利用多源地學(xué)信息資料第三節(jié) 地層分析一. 遙感地層單位與地層劃分二地層角度不整合接觸關(guān)系的解譯三巖相變化的研究四遙感地質(zhì)圖件的編制（運用GIS軟件、遙感圖像處理軟件編繪矢量數(shù)字解譯地質(zhì)圖）實習(xí)五 沉積巖解譯與遙感地層分析（GIS軟件、遙感圖像處理軟件，人機交互）實習(xí)六 巖漿巖解譯 變質(zhì)巖解譯（GIS軟件、遙感圖像處理軟件，人機交互）第七章 遙感圖像構(gòu)造解譯與編圖學(xué)習(xí)目的和要求： 遙感圖像構(gòu)造解譯是地質(zhì)解譯的重要內(nèi)容。應(yīng)掌握巖層產(chǎn)狀判斷、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造的解譯標志，衛(wèi)星圖像上線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造、隱伏構(gòu)造的解譯標志及其在地質(zhì)找礦工作中的意義。學(xué)會編繪矢量數(shù)字遙感圖像構(gòu)造解譯圖。重點和難點： 巖層產(chǎn)狀的判斷及其測定、褶皺構(gòu)造的解譯、斷裂構(gòu)造的解譯、巖漿巖構(gòu)造的解譯、隱伏構(gòu)造的解譯、線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造的解譯及其構(gòu)造意義和成因分析。 第一節(jié) 面狀地質(zhì)體產(chǎn)狀解譯一 巖層及地質(zhì)構(gòu)造面產(chǎn)狀的解譯標志1 層狀巖石產(chǎn)狀的解譯標志2 塊狀巖石接觸面及斷層面產(chǎn)狀的解譯二遙感圖像上巖層層面或地質(zhì)構(gòu)造面產(chǎn)狀量測方法 第二節(jié) 不同產(chǎn)狀巖層的解譯一 近水平巖層的解譯二陡傾及近直立巖層的解譯三中等傾斜巖層的解譯第三節(jié) 褶皺構(gòu)造解譯一 褶皺構(gòu)造解譯的基本任務(wù)二褶皺存在的解譯標志1 轉(zhuǎn)折端2 巖層分布的對稱性3 巖層三角面的分布特征4 色調(diào)、圖形5 特殊的水系三幾種按平面形態(tài)分類的褶皺解譯標志1 短軸平緩褶皺2 長軸褶皺3 線狀褶皺4 褶皺的平面組合形態(tài)四 確定背斜、向斜的解譯標志1 兩翼巖層產(chǎn)狀2 轉(zhuǎn)折端處巖層產(chǎn)狀3 地貌4 轉(zhuǎn)折端處水系5 轉(zhuǎn)折端處單層影像出露寬度6 巖層新老順序 第四節(jié) 斷裂構(gòu)造解譯一 斷裂構(gòu)造直接解譯標志1 巖石或地層發(fā)生位錯2 構(gòu)造發(fā)生位錯3 地層重復(fù)或缺失4 直線狀分布的陡崖5 巖體、巖脈、火山口等呈線狀分布二斷裂構(gòu)造間接解譯標志1 山脊、湖泊、沼澤等發(fā)生位錯2 對頭溝的出現(xiàn)3 溝谷、洼地直線分布4 不同地貌區(qū)沿直線接觸5 水系特征和地表水系（顯示斷裂存在的水系異常、水體異常）三斷裂構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)的解譯與分析1 壓性斷裂解譯標志2 張性斷裂解譯標志3 扭性斷裂解譯標志4 壓扭性斷裂解譯標志第五節(jié) 線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造解譯一 基本概念1 線性影像2 線性構(gòu)造3 環(huán)形影像4 環(huán)形構(gòu)造二研究線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造的意義三線性構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造表示方法實習(xí)六 巖層產(chǎn)狀、褶皺構(gòu)造解譯（GIS軟件、遙感圖像處理軟件，人機交互）實習(xí)八 斷裂構(gòu)造解譯（GIS軟件、遙感圖像處理軟件，人機交互）2、課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配表課程內(nèi)容學(xué) 時 安 排備注總學(xué)時講授實習(xí)第一章 緒論44第二章 遙感基本原理761第三章 遙感圖像類型與特性20164第四章 遙感圖像處理541有待增加實習(xí)學(xué)時第五章 地質(zhì)解譯標志與遙感圖像地學(xué)分析方法422第六章 遙感圖像巖性解譯與編圖844第七章 遙感圖像構(gòu)造解譯與編圖844合 計564016三、教學(xué)基本要求1、對本課程講授的基本要求用遙感技術(shù)解決地學(xué)問題的有關(guān)理論、方法、技術(shù)、技巧。遙感基本原理、遙感圖像成像機理、遙感圖像特性、遙感圖像處理的基本知識及解譯分析的基本方法；幾種基本解譯對象（地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象等）的解譯標志和分析，運用GIS軟件、遙感圖像處理軟件的基本圖像數(shù)字處理和矢量數(shù)字解譯地質(zhì)圖的編繪方法；多波段、多平臺、多時相遙感信息、多源地學(xué)信息復(fù)合、GIS、GPS等技術(shù)方法在地學(xué)重要領(lǐng)域具體應(yīng)用的經(jīng)驗、理論和方法；遙感地學(xué)前緣性學(xué)科發(fā)展動態(tài)及新方法技術(shù)試驗資料。 2、課程的考核要求1.掌握遙感技術(shù)、遙感地質(zhì)學(xué)的基本原理； 2.理解遙感圖像成像機理、遙感圖像基本特性；3.掌握運用GIS軟件、遙感圖像處理軟件進行遙感圖像地質(zhì)解譯、編繪矢量數(shù)字解譯地質(zhì)圖和綜合分析的基本技能； 4.了解遙感地質(zhì)工作的基本程序和方法； 5.了解遙感圖像處理的基本原理與方法； 6.了解遙感技術(shù)的新進展、新成就。四、課程推薦使用的教材及教學(xué)參考資料教材：朱亮璞 主編 遙感地質(zhì)學(xué) 1994 地礦類規(guī)劃教材 榮獲地礦部第三屆普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎。校級精品課程：史繼忠 編制 遙感地質(zhì)學(xué)多媒體教學(xué)課件（PPT） 史繼忠 編 遙感地質(zhì)學(xué)講稿（數(shù)字化）主要參考教材及教學(xué)參考資料目錄：1. 朱亮璞等，1981，遙感圖像地質(zhì)解譯教程，地質(zhì)出版社。2. 呂斯驊，1981，遙感物理基礎(chǔ)，商務(wù)印書館。3. 卓寶熙等，1982,遙感原理和工程地質(zhì)解澤(上 下)，中國鐵道出版社。4. 馬藹乃，1984，遙感概論，科學(xué)出版社。5. 陳華慧，1984，遙感地質(zhì)學(xué)，地質(zhì)出版社。6. 莊培仁、趙不億，1984，遙感技術(shù)及地質(zhì)應(yīng)用研究，地質(zhì)出版社。7. 王長耀等，1985，空間遙感圖像的分析應(yīng)用，國防工業(yè)出版社。8. 張樵英，1986，遙感圖像目視地質(zhì)解譯教程，地質(zhì)出版社。9. 陳述彭，1990，遙感大詞典，科學(xué)出版社。10. 陳述彭、趙英時，1990，遙感地學(xué)分析，測繪出版社。11. 豐茂森，1992，遙感圖像數(shù)字處理，地質(zhì)出版社。12.日遙感研究會 劉勇衛(wèi)譯, 1993, 遙感精解, 測繪出版社。13. 彭望琭 等編著