《遙感技術(shù)及應(yīng)用》教學大綱

1、遙感技術(shù)及應(yīng)用教學大綱課程代號：課程名稱：遙感技術(shù)及應(yīng)用課程英文名稱：Remote Sensing Technology and Application課內(nèi)學時：48學時學分：2.5學分編寫人：楊德明一、課程目的與要求：遙感技術(shù)及應(yīng)用是為資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)設(shè)立的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程教學目的是通過課程的講授和實驗，使學習者掌握遙感科學技術(shù)的基本理論；掌握遙感信息的來源和遙感圖像的成像原理；掌握遙感技術(shù)及應(yīng)用的基本知識內(nèi)容；基本掌握遙感在資源與環(huán)境等方面應(yīng)用的技術(shù)方法；了解遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域。二、課程簡介：遙感技術(shù)及應(yīng)用是一門具有廣泛實用性的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程在遙感技術(shù)理論闡述基礎(chǔ)之上

2、，講述該技術(shù)在地質(zhì)、土地、海洋、農(nóng)林、城市等資源環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測等方面的應(yīng)用。遙感技術(shù)是當前被全世界廣受重視的高新技術(shù)，在地球表層系統(tǒng)研究中又具廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。該課程在我校是地質(zhì)、資源環(huán)境、自然地理、土地資源管理、地理信息系統(tǒng)、環(huán)境工程的專業(yè)的必修課，受到學生的普遍歡迎，也有望成為全校一年級的公共選修課。課程英文簡介：Remote Sensing Technology and Application is a wide-ranging pragmatic specialized basic course. Based on expounding the theory of remote sens

3、ing technology, the course tells about its applications of resources investigation and monitor in geology, land, ocean, agriculture, urban and so on. Nowadays, as being an advanced high technology, remote sensing technology is paid great attention by all over the world. It has a broad application fi

4、eld in the research of the earths surface system. In our school, this course has being widely taught for the specialties such as geology, resources and environment, natural geology, land resource management, GIS and environment engineering. Since it is began lecturing, students extend warm welcome,

5、whats more, it may be taken as a public elective course for the freshmen.三、課程內(nèi)容與學時分配：（一）課程安排 （40學時）第一章 緒論 2學時一、遙感與遙感技術(shù)（一）遙感的基本概念講解有關(guān)遙感的基本概念：遙感的涵義、遙感的信息源、主動遙感、被動遙感、廣義遙感、狹義遙感、成像方式遙感和非成像方式遙感。（二）遙感技術(shù)系統(tǒng)和特點1.遙感技術(shù)系統(tǒng)涵義2.遙感技術(shù)系統(tǒng)組成（1） 遙感信息收集系統(tǒng)（遙感儀器和運載平臺）（2） 遙感信息傳輸和與處理系統(tǒng)（地面接受站的工作和設(shè)備）（3） 遙感圖像處理解譯分析系統(tǒng)（處理設(shè)備和專業(yè)解譯人員

6、）3.遙感技術(shù)特點（1） 遙感技術(shù)觀察視域廣闊（2） 遙感技術(shù)可獲取豐富的地物信息（3） 遙感技術(shù)可定時定位周期性對地觀察（4） 數(shù)字化遙感信息使計算機技術(shù)得以廣泛應(yīng)用本章重點：了解遙感的基本概念和遙感技術(shù)的特點、優(yōu)勢，掌握遙感技術(shù)與其他地球探測方法相比有什么不同。第一章 遙感物理基礎(chǔ) 4學時第一節(jié) 電磁波的基本特征一、 電磁輻射的基本特征（一） 電磁波的傳播（二） 電磁波的疊加和相干（三） 電磁波的衍射（四） 電磁波的偏振（極化）（五） 電磁波的多譜勒效應(yīng)（六） 電磁波的波粒兩象性二、電磁波譜電磁波譜的排列、電磁波譜段劃分、遙感常用的電磁波譜（1） 紫外光波段（2） 可見光波段（3） 紅外光

7、波段（4） 微波波段第二節(jié) 電磁輻射源一、 電磁輻射度量與單位二、物體的熱輻射（一） 絕對黑體及其輻射定律 黑體的定義、黑體輻射特性、斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)、黑體與灰體、選擇性輻射體的區(qū)別。（二） 物體的熱慣量（P）三、太陽輻射與地球輻射 太陽表面溫度、太陽輻射通量密度和分布、地球表面溫度 第三節(jié) 地球大氣對電磁輻射傳輸?shù)挠绊?一 、大氣的散射（一） 瑞利（Rayleigh）散射（二） 米氏（Mie）散射（三） 無選擇性散射二、大氣吸收三、大氣反射四、大氣窗口與遙感波段通道 大氣窗口的含義、遙感常用的波段通道第四節(jié) 地物波譜特征一、 地物波譜曲線與波譜分析二、地物的反射波譜和發(fā)射波譜（一） 反射波

8、譜、反射率（二） 發(fā)射波譜、亮度溫度、發(fā)射率（三） 幾類地物的波譜特征1 水體的波譜特征2 植被的波譜特征3 巖石的波譜特征（1） 巖石的反射波譜的基本特點（2） 樣式的發(fā)射波譜4 土壤的波譜特征5 城市的波譜特征（四） 地物波譜的時間效應(yīng)和空間效應(yīng)1 時間效應(yīng)2 空間效應(yīng)第五節(jié) 彩色原理一、 彩色三要素色別、色明度、色飽和度二、三原色原理 三原色、三間色、互補色三、多光譜攝影 多光攝影原理和過程、濾光片性能、加色法彩色合成、減色法彩色合成、幾種感光材料介紹本章重點：掌握遙感常用電磁波譜段的劃分，大氣對電磁波傳輸?shù)挠绊懀湫偷匚锏牟ㄗV特征，彩色基本原理。 第三章 遙感圖像成像系統(tǒng)與圖像類型 8

9、學時第一節(jié) 遙感成像技術(shù)系統(tǒng)一、 遙感平臺（一） 遙感平臺類型（二） 衛(wèi)星軌道主要參數(shù)和軌道類型（三） 衛(wèi)星運行姿態(tài)（四） 幾種航天平臺運行特征 陸地衛(wèi)星系列（Landsat）、地球觀測試驗衛(wèi)星（SPOT）、航天飛機、國土衛(wèi)星和中國資源衛(wèi)星、印度和韓國衛(wèi)星、俄羅斯衛(wèi)星-二、遙感儀器（一）遙感儀器的基本組成及工作原理1 遙感信息收集系統(tǒng)2 遙感信息探測系統(tǒng)3 信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)信息記錄和存儲系統(tǒng)（二）遙感儀器特性參數(shù)1 空間分辨率2 波譜分辨率3 輻射分辨率4 時間分辨率（三）遙感儀器類型和成鄉(xiāng)像原理1 攝影方式遙感2 掃描方式遙感 三、遙感地面接受站 四、遙感信息的傳輸 直接回收、視頻數(shù)據(jù)傳輸 五、

10、遙感圖像的種類1 光學攝影像片：常規(guī)攝影像片、非常規(guī)攝影像片2 掃描圖像：電子掃描圖像、光機掃描圖像、固體自掃描圖像、天線掃描圖像 六、遙感圖像的基本屬性（一） 波譜特性（二） 幾何特性1 空間分辨率2 影像比例尺（三） 時間特性 第二節(jié) 光學攝影像片特性一、 幀幅式攝影像片特性 （一） 幀幅式航空像片的種類（二） 幀幅式航空像片的地面覆蓋與影像重疊（三） 幀幅式航空像片的空間特性1 投影性質(zhì)與比例尺2 像點位移與影像畸變3 空間分辨率4 立體觀察（四） 航空像片波譜特性1 色調(diào)、灰階、色彩 2 色調(diào)和色彩的物理意義（五） 幀幅式航空像片質(zhì)量評定 二、全景式航空像片特性（一） 全景式航空像片的

11、空間特性（二） 全景式航空像片的波譜特性第三節(jié) 光機掃描圖像特征 一、MSS與TM圖像的空間特征 （一）MSS與TM圖像的地面覆蓋與圖像重疊1 MSS與TM圖像的像幅面積2 MSS與TM圖像的掃描線、掃描點3 MSS與TM圖像的傍向重疊4 MSS與TM圖像的經(jīng)緯度 （二）掃描的瞬時視場與圖像像元1 MSS與TM圖像的瞬時視場、地面分辨率與比例尺2 MSS與TM圖像像元的形成 （三）MSS與TM圖像的投影性質(zhì)與圖像歪斜變形1 投影性質(zhì)2 圖像變形二、光機掃描圖像的波譜特性（一） MSS與TM圖像的波譜意義（二） MSS與TM圖像的波譜分辨率與多波段效應(yīng)1 波譜分辨率2 多波段效應(yīng)3 多時相效應(yīng)（

12、三） 熱紅外掃描圖像的波譜效應(yīng) 1熱紅外圖像的色調(diào)特征 2熱圖像的熱暈效應(yīng)及熱陰影 3熱圖像的波譜分辨率 4熱圖像的溫度分辨率第四節(jié) 固體自掃描圖像特征一、 SPOT衛(wèi)星HRV的成像特點（一） 垂直觀察推掃成像（二） 傾斜觀察推掃成像 二、HRV的圖像特征（一） HRV的圖像的空間特性（二） HRV的圖像的波譜特性 第五節(jié) 成像雷達圖像特征一、 成像雷達圖像的空間特征（一） 雷達的成像原理1 真實孔徑側(cè)視雷達2 合成孔徑側(cè)視雷達（二） 近距離壓縮（三） 透視收縮（四） 雷達疊掩和陰影二、成像雷達圖像色調(diào)的影響因素（一） 成像雷達的工作波長（二） 成像雷達的照射俯角（三） 成像雷達的極化方式（四

13、） 地物表面的粗糙度（五） 地物的復介電常數(shù)（六） 反射角效 本章重點：了解對地觀測衛(wèi)星軌道的一般特點，遙感儀器四種分辨率的基本屬性，中心式投影航空像片的的影像重疊和像點位移，TM、ETM圖像的基本空間特性和波譜特性。 第四章 遙感圖像處理 4學時第一節(jié) 光學圖像處理一、 光學等密度分割處理二、光學彩色合成處理 1加色法彩色合成 2減色法彩色合成 三、其它光學圖像處理1 反差增強2 邊緣增強3 影像相減4 相干光處理第二節(jié) 數(shù)字圖像處理 一、數(shù)字圖像處理的基本概念（一） 數(shù)字圖像（二） 數(shù)字圖像處理（三） 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)二、圖像預(yù)處理（一） 大氣校正（二） 幾何校正（三） 數(shù)字鑲嵌和數(shù)字放大

14、三、圖像增強處理（一） 反差增強（二） 彩色增強（三） 比值增強（四） 卷積增強（五） K-L變換（六） IHS變換 四、圖像分類處理（一） 圖像分類的依據(jù)（二） 非監(jiān)督分類（三） 監(jiān)督分類 本章重點：遙感圖像光學彩色合成的基本原理，數(shù)字圖像基本概念，常用的數(shù)字圖像增強處理原理和方法。 第五章 遙感圖像解譯標志與解譯方法 3學時 第一節(jié)資源與環(huán)境解譯目的與內(nèi)容一、 資源與環(huán)境解譯目的二、資源與環(huán)境解譯內(nèi)容 第二節(jié) 資源與環(huán)境解譯標志一、 圖像的色調(diào)與色彩二、地物的幾何形態(tài)三、地物的陰影四、水系類型和水系分析五、地貌類型和形態(tài)六、植被標志七、土壤標志八、人類工程活動標志九、綜合影紋圖案 第三節(jié)

15、解譯原則與方法一、 解譯原則二、 分析方法 本章重點：掌握主要地物的遙感解譯標志和解譯方法。第六章 遙感圖像的地貌景觀解譯 3學時 第一節(jié) 流水地貌解譯 第二節(jié) 巖溶地貌解譯 第三節(jié) 沙丘及黃土地貌解譯 第四節(jié) 海岸地貌解譯 第五節(jié) 冰川地貌解譯本章重點：常見地貌的遙感影像特征和解譯標志。第七章 地質(zhì)資源環(huán)境的遙感應(yīng)用 4學時第一節(jié) 巖石類型解譯第二節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造解譯第三節(jié) 礦產(chǎn)資源解譯第四節(jié) 地質(zhì)災(zāi)害解譯 本章重點：了解三大類巖石的主要遙感影像特征，掌握活動性構(gòu)造的遙感解譯標志，主要類型地質(zhì)災(zāi)害的影像特征。第八章 海洋資源環(huán)境的遙感應(yīng)用 2學時 第一節(jié) 海洋遙感技術(shù)一、 海洋遙感技術(shù)特點二、海

16、洋遙感的基本過程與技術(shù)系統(tǒng) 第二節(jié) 海洋遙感應(yīng)用一、 海水觀測二、淺海水深測量三、海面葉綠素測定 四、海洋環(huán)境監(jiān)測 五、海面懸浮泥沙測定 六、海洋魚情預(yù)報七、灘涂資源調(diào)查 本章重點：了解海洋資源環(huán)境遙感的特點優(yōu)勢， 海洋資源環(huán)境遙感應(yīng)用的方法和實例。 第九章 農(nóng)林資源環(huán)境的遙感應(yīng)用 4學時 第一節(jié) 農(nóng)業(yè)資源環(huán)境的遙感應(yīng)用一、 農(nóng)作物類型和分布遙感調(diào)查二、 農(nóng)作物產(chǎn)量估算三、 農(nóng)作物災(zāi)情遙感預(yù)報及調(diào)查四、土地利用遙感調(diào)查與監(jiān)測第一節(jié) 林業(yè)資源環(huán)境的遙感應(yīng)用一、 森林資源遙感調(diào)查二、森林火災(zāi)遙感探測四、 森林病蟲害的遙感調(diào)查 本章重點：了解農(nóng)林資源環(huán)境遙感的特點優(yōu)勢， 植被的主要波譜和影像特征，農(nóng)

17、作物估產(chǎn)和災(zāi)情預(yù)報的遙感應(yīng)用實例。 第十章 城市環(huán)境遙感應(yīng)用 4學時 第一節(jié) 城市人口的遙感估算一、 人口遙感估算的可行性二、人口遙感估算的研究現(xiàn)狀三、 城市人口遙感估算方法 第二節(jié) 城市環(huán)境遙感調(diào)查一、 城市大氣環(huán)境與熱場的遙感調(diào)查二、城市環(huán)境污染的遙感調(diào)查第二節(jié) 城市土地利用的遙感應(yīng)用一、 城市土地利用及變化遙感分析二、城市變遷的遙感監(jiān)測三、城市規(guī)劃遙感應(yīng)用本章重點：了解遙感技術(shù)的城市人口方法和優(yōu)勢及實例，遙感研究城市環(huán)境污染和土地動態(tài)變化的方法和實例。 第十一章 遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的集成與應(yīng)用 2學時 第一節(jié) 地理信息系統(tǒng) 一、地理信息系統(tǒng)的概念二、地理信息系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

18、現(xiàn)狀三、地理信息系統(tǒng)在資源環(huán)境研究中的應(yīng)用 第二節(jié) 衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)一、 衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)的基本概念二、美、俄衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)簡介 三、衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)在資源環(huán)境研究中的應(yīng)用 第三節(jié) 遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的集成與應(yīng)用一、 遙感與地理信息系統(tǒng)的集成二、遙感與全球定位系統(tǒng)的集成 三、遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的整體集成五、 遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、數(shù)字攝影測量系統(tǒng)和專家系 統(tǒng)的結(jié)合5S集成系統(tǒng)本章重點：了解遙感與地理信息系統(tǒng)的關(guān)系，了解遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的集成與應(yīng)用。（二）實驗課安排 共計8學時 實驗一 航空像片立體觀察，人文地理要素遙感圖像解譯 2學時內(nèi)容：學會航空像片立體像對的觀察方法，了解人文地理要素的遙感圖像特征，掌握人文地理要素遙感解譯方法。實驗二 地貌、地質(zhì)災(zāi)害遙感圖像解譯 2學時內(nèi)容：掌握主要類型地貌單元、地質(zhì)災(zāi)害的遙感圖像特征和解譯方法。實驗三 農(nóng)林資源與災(zāi)害的遙感圖像解譯 2學時內(nèi)容：掌握主要農(nóng)作物、森林植被與農(nóng)林災(zāi)害的遙感圖像特征和解譯方法。實驗四 土地資源、土地動態(tài)變化的遙感圖像解譯 2學時內(nèi)容：掌握主要類型土地資源、城市土地動態(tài)變化的遙感圖像特征和解譯方法。四、教學參考書：