《遥感概论》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16033003 课程名称：遥感概论 英文名称：An Introduction to Remote Sensing 课程类别：学科基础课 时：48，实验学时20 学 分：3.0 适用对象：自然地理与资源环境专业 考核方式：考试 先修课程：无 二、课程简介 《遥感概论》是广东财经大学地理与旅游学院自然地理与资源环境专业的学科基 础课。本课程主要讲述遥感基本理论、原理和方法。主要内容有遥感物理基础、地物 与电磁波相互作用和遥感成像机理：不同传感器特性、遥感平台类型：遥感数字图像 的图像特征、图像处理的基本方法与技术：遥感图像目视解译原理、方法和解译步骤： 遥感数字图像计算机解译：并紧跟中国遥感事业发展现状，介绍了高分辨率对地观测 系统重大专项及其意义，着重培养学生勇攀科学高峰的责任感和使命感，科技报国的 家国情怀和使命担当。该课程设计分为课堂讲授和上机实验两部分，通过理论与实践， 方法与应用相结合，达到学以致用，并为后续专业课程学习、从事专业技术工作和进 行科学研究打下坚实的基础。 An Introduction to Remote Sensing is one of specialized basic courses in pysical geography and resource environment.This course mainly introduces basic theory method and knowledge of remote sensing.The major contents are:physical basis of remote sensing,interaction between ground objects and electromagnetic waves,remote sensing imagery-mechenism,method and technology of image processing,image visual interpretation theory method and procedure,computer interpretation for digital image. And the integrated technology of remote sensing,GIS and GPS are briefly introduced in the end for the future application requirements.The course is designed into class teaching and experiment on the computer,and through the combination of theory learning and application practice,the ultimate target is to train the students qualified with the ability of solving practical problems
1 《遥感概论》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16033003 课程名称：遥感概论 英文名称：An Introduction to Remote Sensing 课程类别：学科基础课 学 时：48，实验学时 20 学 分：3.0 适用对象: 自然地理与资源环境专业 考核方式：考试 先修课程：无 二、课程简介 《遥感概论》是广东财经大学地理与旅游学院自然地理与资源环境专业的学科基 础课。本课程主要讲述遥感基本理论、原理和方法。主要内容有遥感物理基础、地物 与电磁波相互作用和遥感成像机理；不同传感器特性、遥感平台类型；遥感数字图像 的图像特征、图像处理的基本方法与技术；遥感图像目视解译原理、方法和解译步骤； 遥感数字图像计算机解译；并紧跟中国遥感事业发展现状，介绍了高分辨率对地观测 系统重大专项及其意义，着重培养学生勇攀科学高峰的责任感和使命感，科技报国的 家国情怀和使命担当。该课程设计分为课堂讲授和上机实验两部分，通过理论与实践、 方法与应用相结合，达到学以致用，并为后续专业课程学习、从事专业技术工作和进 行科学研究打下坚实的基础。 《An Introduction to Remote Sensing》is one of specialized basic courses in pysical geography and resource environment. This course mainly introduces basic theory、 method and knowledge of remote sensing. The major contents are：physical basis of remote sensing，interaction between ground objects and electromagnetic waves，remote sensing imagery-mechenism ， method and technology of image processing ， image visual interpretation theory、 method and procedure，computer interpretation for digital image. And the integrated technology of remote sensing、 GIS and GPS are briefly introduced in the end for the future application requirements. The course is designed into class teaching and experiment on the computer，and through the combination of theory learning and application practice，the ultimate target is to train the students qualified with the ability of solving practical problems
三、课程性质与教学目的 遥感概论是地理类本科生专业基础课。该课程系统介绍了遥感基本理论、方法和 应用技术，是现代信息社会中地理学类专业本科生必须具备的专业基础之一。课程要 求：(1)基础理论与应用相结合。课程既介绍了航空照片、多光谱图像、热红外图像 雷达图像和高光谱图像成像方面的基本理论，也阐述了遥感图像解译基本方法和基本 技能，通过遥感技术的应用实践加深对遥感原理的理解。为培养本科生应用技能，安 排了遥感图像解译实习等内容。(2)系统性和前瞻性相结合。课程在系统介绍遥感物 理基础、遥感成像机理、遥感图像处理和遥感图像解译原理、方法基础上，在教学内 容上力求将遥感技术发展取得的新成果和遥感新理论、新方法、新技术贯穿于教学之 中。(3)现代化的多媒体的教学方法与遥感影像解译实践相结合。针对课程重点和难 点，采用文字，图形、图像，动画，音频，视频等多种煤体讲行教学，激发学生学习 兴趣，提高了教学效果。利用遥感影像库进行遥感影像解译实习，使学生认识不同遥 感影像特征，掌握遥感影像判读方法和步骤。 通过该课程教学与实习，达到以下的教学目标：(1)了解遥感物理基础、遥感成 像机理和影像解译原理：(2)了解遥感技术系统，掌握遥感图像处理技术：(3)了解 并学握航空照片、多光谱遥感图像、热红外遥感图像、雷达图像(SAR)和高光谱遥 感图像等不同类型遥感图像解译方法，以及运用遥感图像进行地学分析和综合研究方 法与技能：(4)了解遥感技术进展和“3S”系统的综合应用：(5)了解中国逼感事业 发展历程，认识国产高分卫星系列数据，培养民族自信和科技报国的家国情怀。通过 本课程的学习，使学生掌握遥感的有关基本概念、基本原理、基本方法和一定的实验 技能与遥感软件应用能力，注意培养学生发现问题、解决问题的能力，尤其注重培养 学生的实际动手和应用能力，为学习专业课程、从事专业技术工作和进行科学研究打 下基础。 四、教学内容及要求 第1章绪论 (一)目的与要求 1.从广义与狭义两方面掌握遥感的定义，了解遥感系统的组成： 2.掌握遥感的分类： 3.能与常规方法相比，掌握遥感的主要特点： 4.了解遥感发展简史及中国遥感事业的成就。 (二)教学内容 第一节遥感的发展历程 1.主要内容：遥感发展史，两条主线：遥感平台的发展和传感器的发展， 遥感的概念。 2
2 三、课程性质与教学目的 遥感概论是地理类本科生专业基础课。该课程系统介绍了遥感基本理论、方法和 应用技术，是现代信息社会中地理学类专业本科生必须具备的专业基础之一。课程要 求：（1）基础理论与应用相结合。课程既介绍了航空照片、多光谱图像、热红外图像、 雷达图像和高光谱图像成像方面的基本理论，也阐述了遥感图像解译基本方法和基本 技能，通过遥感技术的应用实践加深对遥感原理的理解。为培养本科生应用技能，安 排了遥感图像解译实习等内容。（2）系统性和前瞻性相结合。课程在系统介绍遥感物 理基础、遥感成像机理、遥感图像处理和遥感图像解译原理、方法基础上，在教学内 容上力求将遥感技术发展取得的新成果和遥感新理论、新方法、新技术贯穿于教学之 中。（3）现代化的多媒体的教学方法与遥感影像解译实践相结合。针对课程重点和难 点，采用文字，图形、图像，动画，音频，视频等多种媒体进行教学，激发学生学习 兴趣，提高了教学效果。利用遥感影像库进行遥感影像解译实习，使学生认识不同遥 感影像特征，掌握遥感影像判读方法和步骤。 通过该课程教学与实习，达到以下的教学目标：（1）了解遥感物理基础、遥感成 像机理和影像解译原理；（2）了解遥感技术系统，掌握遥感图像处理技术；（3）了解 并掌握航空照片、多光谱遥感图像、热红外遥感图像、雷达图像（SAR）和高光谱遥 感图像等不同类型遥感图像解译方法，以及运用遥感图像进行地学分析和综合研究方 法与技能；（4）了解遥感技术进展和“3S”系统的综合应用；（5）了解中国遥感事业 发展历程，认识国产高分卫星系列数据，培养民族自信和科技报国的家国情怀。通过 本课程的学习，使学生掌握遥感的有关基本概念、基本原理、基本方法和一定的实验 技能与遥感软件应用能力，注意培养学生发现问题、解决问题的能力，尤其注重培养 学生的实际动手和应用能力，为学习专业课程、从事专业技术工作和进行科学研究打 下基础。 四、教学内容及要求 第 1 章 绪论 （一）目的与要求 1．从广义与狭义两方面掌握遥感的定义，了解遥感系统的组成； 2．掌握遥感的分类； 3．能与常规方法相比，掌握遥感的主要特点； 4．了解遥感发展简史及中国遥感事业的成就。 （二）教学内容 第一节 遥感的发展历程 1．主要内容：遥感发展史，两条主线：遥感平台的发展和传感器的发展， 遥感的概念
2.基本概念和知识点：遥感，遥感平台，传感器。 3.问题与应用：遥感是由许多不同学科的理论和知识交叉形成的，通过 其发展历程，思考其中包含了哪些学科的理论和技术系统？ 第二节遥感的特性 1.主要内容：遥感的空间、波谱和时相特性 2.基本概念和知识点：空间特性、波谱、时相。 3。问题与应用：能够初步理解遥感的三大特性，对于比较难以理解的波 谱特性，通过对比黑白照片、彩红外照片进行思考。 第三节遥感技术系练 1.主要内容：遥感的一般过程，遥感技术系统 2.基本概念和知识点：遥感系统，遥感平台的类型，传感器 3。问题与应用：如何理解遥感的一般过程？其中涉及的哪几个部分是属 于遥感技术系统的范畴？我们所要学习的又属于技术系统的哪个部 分？ 第四节遥感的分类 1.主要内容：按不同方式进行分类的遥感类别 2.基本概念和知识点：按遥感平台分类，被动遥感 3.问题与应用：被动遥感与主动遥感有什么区别？思考遥感一般过程属 于哪种类型的遥感？ 第五节遥感的现状与趋势 1.主要内容：中国遥感事业概况，思政元素：理想信念与奋斗精神 2.基本概念和知识点：中国遥感事业发展概况，遥感的现状与趋势 3.问题与应用：我国的遥感事业目前在国际上处于什么水平？2010年以 我国谣感事业取得了哪些属目的成就？谣感发展的最新趋势是什 2 第六节遥感应用 1.主要内容：遥感应用领域，思政元素：专业认同 2.基本概念和知识点：灾害谣成、环培谣感等 3.问题与应用：就己知信息和新闻，你所了解的遥感应用领域有哪些？ (三)思考与实践 1.理论思考的要求：了解遥感的主要技术特点与应用情况、遥感技术系 统主要构成及遥感技术系统中信息获取、传输与接收、图像处理和提取与 分析的完整过程。 2.实践技能要求：查找新闻、图书馆文献，了解遥感历史和中国遥感的 应用，培养对该课程的兴趣。 3
3 2．基本概念和知识点：遥感，遥感平台，传感器。 3．问题与应用：遥感是由许多不同学科的理论和知识交叉形成的，通过 其发展历程，思考其中包含了哪些学科的理论和技术系统？ 第二节 遥感的特性 1．主要内容：遥感的空间、波谱和时相特性 2．基本概念和知识点：空间特性、波谱、时相。 3．问题与应用：能够初步理解遥感的三大特性，对于比较难以理解的波 谱特性，通过对比黑白照片、彩红外照片进行思考。 第三节 遥感技术系统 1． 主要内容：遥感的一般过程，遥感技术系统 2．基本概念和知识点：遥感系统，遥感平台的类型，传感器 3．问题与应用：如何理解遥感的一般过程？其中涉及的哪几个部分是属 于遥感技术系统的范畴？我们所要学习的又属于技术系统的哪个部 分？ 第四节 遥感的分类 1．主要内容：按不同方式进行分类的遥感类别 2．基本概念和知识点：按遥感平台分类，被动遥感， 3．问题与应用：被动遥感与主动遥感有什么区别？思考遥感一般过程属 于哪种类型的遥感？ 第五节 遥感的现状与趋势 1．主要内容：中国遥感事业概况，思政元素：理想信念与奋斗精神 2．基本概念和知识点：中国遥感事业发展概况，遥感的现状与趋势 3．问题与应用：我国的遥感事业目前在国际上处于什么水平？2010 年以 来我国遥感事业取得了哪些瞩目的成就？遥感发展的最新趋势是什 么？ 第六节 遥感应用 1．主要内容：遥感应用领域，思政元素：专业认同 2．基本概念和知识点：灾害遥感、环境遥感等 3．问题与应用：就已知信息和新闻，你所了解的遥感应用领域有哪些？ （三）思考与实践 1. 理论思考的要求：了解遥感的主要技术特点与应用情况、遥感技术系 统主要构成及遥感技术系统中信息获取、传输与接收、图像处理和提取与 分析的完整过程。 2. 实践技能要求：查找新闻、图书馆文献，了解遥感历史和中国遥感的 应用，培养对该课程的兴趣
(四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以计算机演示、提问学生，进行互动教学。采用多媒 体教学手段。 第2章遥感电磁辐射基础 (一)目的与要求 1.掌握什么是电磁波谱、电磁辐射，电磁辐射的度量： 2.掌握什么是黑体辐射、黑体辐射与实际物体辐射的规律： 3.了解太阳光谱的特点： 4.理解太阳辐射传播到地表面又返回到传感器的过程中所发生的物理现 象： 5.掌握大气散射的类型与其特点： 6.掌握大气窗口的概念及大气窗口的主要光谱段： 7.掌握反射率及其类型： 8.理解太阳辐射与地表之间的相互作用： 9.掌握植被、土壤、水体及岩石的光谱特征： (二)教学内容 第一节电磁波谱 1,主要内容：电磁波，电磁波谱及其特性 2.基本概念和知识点：电磁波，电磁波谱，电磁波段特性。 3.问题与应用：什么是电磁波谱？遥感中常用的电磁波段有哪些？ 第二节辐射基本定律 1.主要内容：辐射基本概念，黑体辐射及其特性。思政元素：批判思维 2.基本概念和知识点：辐射能量，辐射通量，黑体，热辐射现象，普朗 克辐射定律，黑体辐射特性，斯特潘一玻耳兹曼定律，维恩位移定律， 基尔霍夫辐射定律，地物发射率/比辐射率。 3。问题与应用：研究黑体辐射的意义是什么？如何理解黑体辐射特征。 普朗克定律的简写方程有什么问题？对黑体辐射强度与波长的关系表 达有何错误？鼓励学生通过思考推理，找出问题所在，并理解普朗克 方程的意义。 第三节太阳辐射 1.主要内容：太阳辐射特征 2.基本概念和知识点：太阳光谱的特征，太阳光谱在大气上界和海平面 的不同特征」 3.问题与应用：太阳辐射的特征是什么？大气上界的太阳光谱与海平面
4 （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以计算机演示、提问学生，进行互动教学。采用多媒 体教学手段。 第 2 章 遥感电磁辐射基础 （一）目的与要求 1．掌握什么是电磁波谱、电磁辐射，电磁辐射的度量； 2．掌握什么是黑体辐射、黑体辐射与实际物体辐射的规律； 3．了解太阳光谱的特点； 4．理解太阳辐射传播到地表面又返回到传感器的过程中所发生的物理现 象； 5．掌握大气散射的类型与其特点； 6．掌握大气窗口的概念及大气窗口的主要光谱段； 7．掌握反射率及其类型； 8．理解太阳辐射与地表之间的相互作用； 9．掌握植被、土壤、水体及岩石的光谱特征； （二）教学内容 第一节 电磁波谱 1．主要内容：电磁波，电磁波谱及其特性， 2．基本概念和知识点：电磁波，电磁波谱，电磁波段特性。 3．问题与应用：什么是电磁波谱？遥感中常用的电磁波段有哪些？ 第二节 辐射基本定律 1．主要内容：辐射基本概念，黑体辐射及其特性。思政元素：批判思维。 2．基本概念和知识点：辐射能量，辐射通量，黑体，热辐射现象，普朗 克辐射定律，黑体辐射特性，斯特潘-玻耳兹曼定律，维恩位移定律， 基尔霍夫辐射定律，地物发射率/比辐射率。 3．问题与应用：研究黑体辐射的意义是什么？如何理解黑体辐射特征。 普朗克定律的简写方程有什么问题？对黑体辐射强度与波长的关系表 达有何错误？鼓励学生通过思考推理，找出问题所在，并理解普朗克 方程的意义。 第三节 太阳辐射 1． 主要内容：太阳辐射特征 2．基本概念和知识点：太阳光谱的特征，太阳光谱在大气上界和海平面 的不同特征。 3．问题与应用：太阳辐射的特征是什么？大气上界的太阳光谱与海平面
测得的太阳光谱有什么差别？这些差别是由什么造成的？ 第四节太阳辐射与大气的相互作用 1.主要内容：大气概况，大气对辐射的影响，大气的吸收、散射、折射 反射作用，大气窗口与透射分析。 2.基本概念和知识点：瑞利散射，大气对辐射的四种作用的特征，大气 窗口。 3.问题与应用：何谓大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？散射作 用可以用来解释很多现象，比如解释微波为什么有穿透大气的作用？ 天空为什么是蓝色的？ 第五节太阳辐射与地面的相互作用 1.主要内容：地球的辐射特征，反射率，典型地物反射光谱特性」 2。基本概念和知识点：地球的分段辐射特征，反射率，反射光谱，六大 典型地物的反射光谱特性。 3.问题与应用：植被、水和土壤的反射光谱特征有什么不同？什么是地 物反射光谱曲线？它对影像分析有什么作用？ 第六节三种遥感模式 1.主要内容：三种基本的遥感模式 2.基本概念和知识点：可见光/近红外遥感，热红外遥感，主动遥感 3。问题与应用：影响传感器接收的地物反射率变化的因素有哪些？ (三)思老与实践 1,理论思考的要求：掌握遥感物理基础中的电磁波和电磁波谱的概念， 太阳辐射和地球辐射特征，大气对电磁波辐射传输的影响与大气窗口，地 物反射波谱特征与测量、典型地物（植被、土壤、水、岩石等）的波谱特 征。 2.实践技能要求：实验一，ENV1软件的处理基础与遥感图像的显示。查 看地物光谱库，了解不同地物的反射率特性。 (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以计算机演示、提问学生，进行互动教学。采用多媒 体教学手段。 第3章传感器 (一)目的与要求 1.掌握传感器的概念，了解其组成，理解传感器的分类方式： 2.了解摄影型传感器的工作原理，以及应用范畴： 3。掌握扫描方式传感器的不同类型，常见光机扫描仪和推帚式扫描仪的
5 测得的太阳光谱有什么差别？这些差别是由什么造成的？ 第四节 太阳辐射与大气的相互作用 1．主要内容：大气概况，大气对辐射的影响，大气的吸收、散射、折射、 反射作用，大气窗口与透射分析。 2．基本概念和知识点：瑞利散射，大气对辐射的四种作用的特征，大气 窗口。 3．问题与应用：何谓大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？散射作 用可以用来解释很多现象，比如解释微波为什么有穿透大气的作用？ 天空为什么是蓝色的？ 第五节 太阳辐射与地面的相互作用 1．主要内容：地球的辐射特征，反射率，典型地物反射光谱特性。 2．基本概念和知识点：地球的分段辐射特征，反射率，反射光谱，六大 典型地物的反射光谱特性。 3．问题与应用：植被、水和土壤的反射光谱特征有什么不同？什么是地 物反射光谱曲线？它对影像分析有什么作用？ 第六节 三种遥感模式 1．主要内容：三种基本的遥感模式 2．基本概念和知识点：可见光/近红外遥感，热红外遥感，主动遥感 3．问题与应用：影响传感器接收的地物反射率变化的因素有哪些？ （三）思考与实践 1. 理论思考的要求：掌握遥感物理基础中的电磁波和电磁波谱的概念， 太阳辐射和地球辐射特征，大气对电磁波辐射传输的影响与大气窗口，地 物反射波谱特征与测量、典型地物（植被、土壤、水、岩石等）的波谱特 征。 2. 实践技能要求：实验一，ENVI 软件的处理基础与遥感图像的显示。查 看地物光谱库，了解不同地物的反射率特性。 （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以计算机演示、提问学生，进行互动教学。采用多媒 体教学手段。 第 3 章 传感器 （一）目的与要求 1．掌握传感器的概念，了解其组成，理解传感器的分类方式； 2．了解摄影型传感器的工作原理，以及应用范畴； 3．掌握扫描方式传感器的不同类型，常见光机扫描仪和推帚式扫描仪的