《無人機(jī)多源數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《無人機(jī)多源數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用》教學(xué)大綱課程名稱：無人機(jī)多源數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用英文名稱：IntegrationandApplicationofMulti-SourceDataforUnmannedAerialVehicles課程編號(hào)：F094091922學(xué)分：2總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)32+課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)0+其他實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程性質(zhì)：選修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院統(tǒng)計(jì)系基層教學(xué)組織適應(yīng)對(duì)象：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)課程簡(jiǎn)介無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)專業(yè)開設(shè)的重要專業(yè)方向拓展課，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐實(shí)操能力和創(chuàng)新能力具有重要意義。該課程的任務(wù)是使學(xué)生了解無人機(jī)成像的基本原理、圖像解譯和多元數(shù)據(jù)融合原理和方法，熟練應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)開展對(duì)地監(jiān)測(cè)和分析，有效提升學(xué)生的實(shí)操能力，為學(xué)生養(yǎng)成跨學(xué)科創(chuàng)新能力打下必要的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：無人機(jī)基本概念、飛行與控制原理、數(shù)據(jù)成像技術(shù)、不同數(shù)據(jù)源融合方法及應(yīng)用等。該課程將理論與無人機(jī)對(duì)地監(jiān)測(cè)應(yīng)用緊密結(jié)合，以講授法、案例教學(xué)和多媒體教學(xué)為主要教學(xué)方法，考核方式為考查。在授課過程中，介紹我國(guó)大疆無人機(jī)的先進(jìn)典型和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)歷程，激發(fā)學(xué)生投身科技強(qiáng)國(guó)的歷史洪流中，增強(qiáng)民族自豪感和自信心，從而完成愛國(guó)主義教育。Thecourse"IntegrationandApplicationofMulti-SourceDataforUAVs"isanimportantspecializedextensioncourseofferedwithintheappliedstatisticsmajor,withsignificantimplicationsforcultivatingstudents'practicalskillsandinnovationcapabilities.ThemissionofthiscourseistofamiliarizestudentswiththebasicprinciplesofUAVimaging,imageinterpretation,andtheprinciplesandmethodsofmulti-sourcedatafusion.ItaimstoenableproficientapplicationofUAVtechnologyforterrestrialmonitoringandanalysis,effectivelyenhancingstudents'practicalskillsandlayingnecessaryfoundationsforinterdisciplinaryinnovation.KeycontentincludesUAVbasicconcepts,flightandcontrolprinciples,dataimagingtechniques,variousmethodsofdatasourcefusion,andtheirapplications.ThecoursetightlyintegratestheorywithpracticalUAV-basedterrestrialmonitoringapplications,employingteachingmethodssuchaslectures,casestudies,andmultimediainstruction,withassessmentconductedthroughexaminations.Throughouttheteachingprocess,thecourseintroducesadvancedexamplesofChineseDJIUAVs,inspiringstudentstocontributetothehistoricalsurgeofbuildingastrongcountrythroughscienceandtechnology,therebyfosteringnationalprideandconfidence,andaccomplishingpatriotismeducation.課程目標(biāo)1.思政目標(biāo)：加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)思維方法訓(xùn)練的培養(yǎng)，提高學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，促進(jìn)辯證唯物思想的完善。通過大疆無人機(jī)創(chuàng)新發(fā)展歷程的案例中，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)主義情懷和科技報(bào)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。2．知識(shí)目標(biāo)：掌握無人機(jī)數(shù)據(jù)獲取和多元數(shù)據(jù)融合的基本原理、相關(guān)流程和數(shù)據(jù)融合處理技能。3．能力目標(biāo)：學(xué)生在無人機(jī)應(yīng)用和多元數(shù)據(jù)融合方面得到進(jìn)一步的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和提高學(xué)生職業(yè)技能方面奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Ideologicalandpoliticalgoals1:Strengtheningstudents'hands-onpracticalskillsandtraininginscientificthinkingmethodsaimstoenhancetheirabilitytoidentify,analyze,andsolveproblemsarisingfromreal-lifeproductionscenarios,therebypromotingtherefinementofdialecticalmaterialistthinking.ThroughcasestudiesonDJI'sinnovativedevelopmentjourneyinUAVtechnology,studentsareinspiredtoembracepatriotismandupholdthemissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.Knowledgegoals2:Masteringthefundamentalprinciples,relevantprocesses,andskillsindataacquisitionbyUAVsandthefusionofmulti-sourcedata.Abilitygoals3:FurthercultivatingandtrainingstudentsintheapplicationofUAVsandthefusionofmulti-sourcedataestablishesasolidfoundationforstudyingrelatedspecializedcoursesandenhancingstudents'professionalskills.課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：知識(shí)要求1.1具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，受到比較嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練。21.2掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本思想和收集數(shù)據(jù)的方法，并能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選用恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析、推斷和預(yù)測(cè)；了解統(tǒng)計(jì)學(xué)理論與方法的發(fā)展動(dòng)態(tài)及其應(yīng)用前景。2畢業(yè)要求2：能力要求2.4具有理論聯(lián)系實(shí)際的能力和一定的創(chuàng)新能力，具備自主學(xué)習(xí)、知識(shí)更新和自我發(fā)展的能力。32.5掌握中外文資料查詢、文獻(xiàn)檢索及應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法，具有初步的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用能力。3畢業(yè)要求3：素質(zhì)要求3.1思想道德素質(zhì)。具有良好的政治思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、法制意識(shí)、誠(chéng)信意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神；具有良好的心理素質(zhì)和積極的人生觀。13.2知識(shí)素質(zhì)。具有扎實(shí)的統(tǒng)計(jì)專業(yè)理論功底，具備與統(tǒng)計(jì)工作密切相關(guān)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理知識(shí)。3課程教學(xué)安排課程共有3項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1無人機(jī)成像的基本原理、圖像解譯原理及流程職業(yè)教育、愛國(guó)教育、辯證唯物思想培養(yǎng)882無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合原理和方法科學(xué)精神培養(yǎng)12123無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合綜合案例科學(xué)精神培養(yǎng)1212合計(jì)3232教學(xué)安排1.無人機(jī)成像的基本原理、圖像解譯原理及流程教學(xué)要求：掌握無人機(jī)數(shù)字成像的基本原理，能夠熟練操作無人機(jī)開展對(duì)靶標(biāo)監(jiān)測(cè)，獲取實(shí)施動(dòng)態(tài)無人機(jī)影像數(shù)據(jù)，了解無人機(jī)圖像預(yù)處理（圖像去噪、裁剪、拼接等），熟悉無人機(jī)圖像數(shù)據(jù)處理的具體流程。教學(xué)重點(diǎn)：無人機(jī)成像及解譯的基本原理教學(xué)難點(diǎn)：無人機(jī)影響預(yù)處理方法思政元素：通過講述我國(guó)大疆無人機(jī)發(fā)展歷程和先進(jìn)性能，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，提振學(xué)生在學(xué)習(xí)和科研中永攀高峰的自信心，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行生動(dòng)的愛國(guó)主義教育。教學(xué)內(nèi)容：無人機(jī)成像的基本原理無人機(jī)影像的解譯原理和流程（3）無人機(jī)影像數(shù)據(jù)預(yù)處理方法介紹2.無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合原理和方法教學(xué)要求：了解無人機(jī)影像數(shù)據(jù)的來源與特征，掌握無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合的數(shù)學(xué)原理及方法，能夠利用對(duì)地監(jiān)測(cè)影響數(shù)據(jù)，基于專業(yè)影像處理軟件完成無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合。比較不同融合方法的效率和數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量。教學(xué)重點(diǎn)：無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合的數(shù)學(xué)原理及方法教學(xué)難點(diǎn)：無人機(jī)多元數(shù)據(jù)方法的適用性和精度評(píng)價(jià)思政元素：通過課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力，在開展無人機(jī)對(duì)地監(jiān)測(cè)和探索自然過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生惟實(shí)惟真的科學(xué)精神培養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容：（1）無人機(jī)影像數(shù)據(jù)的來源與特征（2）無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合的數(shù)學(xué)原理（3）無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合方法概述（4）無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合方法的實(shí)效性和精度評(píng)價(jià)3.無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合綜合案例教學(xué)要求：依托學(xué)校優(yōu)勢(shì)專業(yè)平臺(tái)，選定合適的無人機(jī)對(duì)地監(jiān)測(cè)區(qū)域，開展無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)，獲取高精度監(jiān)測(cè)影像數(shù)據(jù)；利用專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件，完成無人機(jī)多元數(shù)據(jù)有效融合，形成綜合案例。教學(xué)重點(diǎn)：無人機(jī)監(jiān)測(cè)區(qū)域選擇、無人機(jī)飛行控制和影像數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理教學(xué)難點(diǎn)：無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合方法選擇與精度控制思政元素：在開展無人機(jī)對(duì)地監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)中，提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，數(shù)據(jù)服務(wù)生產(chǎn)的綜合實(shí)踐能力，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生科學(xué)精神和為社會(huì)主義服務(wù)素養(yǎng)的培育。教學(xué)內(nèi)容：（1）無人機(jī)對(duì)地監(jiān)測(cè)對(duì)象選擇和監(jiān)測(cè)區(qū)域框定（2）無人機(jī)飛行軌跡設(shè)計(jì)與控制（3）高精度無人機(jī)監(jiān)測(cè)影像數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)預(yù)處理（4）無人機(jī)多元數(shù)據(jù)融合方法選擇和實(shí)施（5）多元數(shù)據(jù)融合產(chǎn)品的質(zhì)量精度評(píng)價(jià)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求無課程考核與評(píng)價(jià)表4：成績(jī)?cè)u(píng)