遥感原理及应用Principles and Applications of Remote Sensing课程基本信息课程编号：02011508h课程总学时：48实验学时：24学时课程性质：必修课程属性：专业课开设学期：第5学期课程负责人：张秋玲课程团队：授课语言：中文适用专业：智慧林业对先修的要求：计算机基础，高等数学，物理学对后续的支撑：遥感影像的类别划分，对资源调查提供数据的支撑主撰人：张秋玲审核人：闫东锋大纲制定（修订）日期：2023.6一、课程的性质、地位和任务《遥感原理及应用》课是一门专业核心课程，本教学大纲适用于智慧林业专业的本科生教学。通过本课程的学习，使学生掌握必要的遥感基本理论知识、常用遥感数据的特征和应用、信息提取的方法。在内容上侧重于遥感基本原理和方法介绍，使学生在掌握基本知识的基础上，进一步了解遥感技术的应用，并应用到智慧林业系统中。二、本课程的基本要求1、理论知识方面：《遥感原理与应用》课是一门专业必修课程。学生必须具备一定的计算机基础、数学、物理学等知识为前提，掌握有关遥感的一些基本概念、遥感图像处理的基本方法及遥感图像解译，了解遥感图象的处理和有关遥感技术的应用及发展动态。2、实验技能方面：学会对航片和影像的识别，熟练使用遥感软件并会对遥感图像进行简单的处理并能够对图像进行解译。三、课程的教学设计1、教学设计说明本课程理论上加深理解和巩固遥感的基本原理，遥感传感器的成像机理，遥感图像的处理方法，专题信息提取以及遥感综合应用技术；实践上熟练运用遥感软件独立分析问题，解决具体的实际问题。比如在几何校正问题中，提出问题，让学生在实验过程中，针对问题，结合课件和视频等进行独立完成，进行汇报。在这种新的教学模式下，学生利用教育技术，网络教学平台进行师生交流，从而提高- 124 -
- 124 - 遥感原理及应用 Principles and Applications of Remote Sensing 课程基本信息 课程编号：02011508h 课程总学时：48 实验学时： 24 学时 课程性质：必修 课程属性: 专业课 开设学期：第 5 学期 课程负责人：张秋玲 课程团队： 授课语言：中文 适用专业：智慧林业 对先修的要求：计算机基础，高等数学，物理学 对后续的支撑：遥感影像的类别划分，对资源调查提供数据的支撑 主撰人：张秋玲 审核人：闫东锋 大纲制定（修订）日期：2023.6 一、课程的性质、地位和任务 《遥感原理及应用》课是一门专业核心课程，本教学大纲适用于智慧林业专业的本科生教学。通 过本课程的学习，使学生掌握必要的遥感基本理论知识、常用遥感数据的特征和应用、信息提取的方 法。在内容上侧重于遥感基本原理和方法介绍，使学生在掌握基本知识的基础上，进一步了解遥感技 术的应用，并应用到智慧林业系统中。 二、本课程的基本要求 1、理论知识方面：《遥感原理与应用》课是一门专业必修课程。学生必须具备一定的计算机基础、数 学、物理学等知识为前提，掌握有关遥感的一些基本概念、遥感图像处理的基本方法及遥感图像 解译，了解遥感图象的处理和有关遥感技术的应用及发展动态。 2、实验技能方面：学会对航片和影像的识别，熟练使用遥感软件并会对遥感图像进行简单的处理， 并能够对图像进行解译。 三、课程的教学设计 1、教学设计说明 本课程理论上加深理解和巩固遥感的基本原理，遥感传感器的成像机理，遥感图像的处理方法，专 题信息提取以及遥感综合应用技术；实践上熟练运用遥感软件独立分析问题，解决具体的实际问题。 比如在几何校正问题中，提出问题，让学生在实验过程中，针对问题，结合课件和视频等进行独立完 成，进行汇报。在这种新的教学模式下，学生利用教育技术，网络教学平台进行师生交流，从而提高
内容的教学效果。2、课程目标及对毕业要求的支撑序号课程目标毕业要求通过对遥感影像的电磁波和地物光谱的学习，增强对不同地物的反射率的认识，从而提高13使用地物光谱仪的能力。2通过对遥感影像的分类学习，使学生具备了对遥感影像进行独自识别的能力4通过提出问题，举出案例，让学生以小组形式进行讨论，提高了学生在学习过程中的团结d协作能力四、理论教学内容及学时分配（24学时）学时数：2第一章绪论教学目标：对遥感定义以及遥感技术的发展有个总体了解，为以后的学习起到统领作用。重点与难点：遥感技术的特点和发展趋势。主要教学内容及要求：了解：对遥感技术的发展过程和遥感在地理学中的重要作用理解：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。教学组织与实施：以提问和讨论开启课堂教学，带着问题展开本课程的入门教学。第二章遥感的基本概念学时数：2教学目标：本章主要介绍遥感技术基本概念、主要技术特点与应用情况、发展过程及主要技术发展趋势。教学重点和难点：了解主要技术特点与应用情况、主要构成及信息获取、传输与接收、图像处理和提取与分析的完整过程。主要教学内容及要求：了解：主要技术特点与应用情况、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；理解：遥感技术系统的五个过程掌握：遥感技术在各行业的应用现状。熟练掌握：遥感定义- 125 -
- 125 - 内容的教学效果。 2、课程目标及对毕业要求的支撑 序号 课程目标 毕业要求 1 通过对遥感影像的电磁波和地物光谱的学习，增强对不同地物的反射率的认识，从而提高 使用地物光谱仪的能力。 3 2 通过对遥感影像的分类学习，使学生具备了对遥感影像进行独自识别的能力 4 3 通过提出问题，举出案例，让学生以小组形式进行讨论，提高了学生在学习过程中的团结 协作能力 8 四、理论教学内容及学时分配（24 学时） 第一章 绪论 学时数：2 教学目标：对遥感定义以及遥感技术的发展有个总体了解，为以后的学习起到统领作用。 重点与难点：遥感技术的特点和发展趋势。 主要教学内容及要求： 了解：对遥感技术的发展过程和遥感在地理学中的重要作用 理解：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。 教学组织与实施： 以提问和讨论开启课堂教学，带着问题展开本课程的入门教学。 第二章 遥感的基本概念 学时数：2 教学目标：本章主要介绍遥感技术基本概念、主要技术特点与应用情况、发展过程及主要技术发展趋 势。 教学重点和难点：了解主要技术特点与应用情况、主要构成及信息获取、传输与接收、图像处理和提 取与分析的完整过程。 主要教学内容及要求： 了解：主要技术特点与应用情况、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； 理解：遥感技术系统的五个过程 掌握：遥感技术在各行业的应用现状。 熟练掌握：遥感定义
教学组织与实施以提问和讨论开启课堂教学，带着问题展开本课程的入门教学。第三章电磁波与地物光谱特征学时数：4教学自标：主要介绍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。教学重点和难点：典型地物波谱特征及大气对电磁波辐射传输的影响、电磁辐射在地表-大气与遥感器之间的辐射传输过程、地物与电磁波谱相互作用机理。主要教学内容及要求：了解：太阳辐射和地球辐射特征，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。并从可见光与近红外、热红外、微波波段阐明作用机理，结合事例介绍辐射传输。理解：大气对电磁波辐射传输的影响掌握：典型地物的波谱特征熟练掌握：电磁波和电磁波谱的概念教学组织与实施：复习前一节所学内容，引出本章节内容，中间采用提问方式，与学生互动。学时数：6第四章遥感成像原理与遥感图像特征学时数：3第一节传感器和遥感平台教学目标：传感器和遥感平台是遥感技术的核心技术，了解遥感数据获取过程中信息获取和收集系统重点与难点：不同传感器的原理与遥感构像特性，遥感观测对象的尺度特征主要教学内容及要求：了解：不同传感器的原理和各种商业影像的波谱特征，不同的遥感卫星平台的参数。理解：传感器和遥感平台是遥感技术的核心技术。掌握：遥感器的类型熟练掌握：遥感影像的主要指标（空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率）教学组织与实施：利用图片进行讲解第二节遥感数据获取学时数：3教学目标：了解航空遥感和航天遥感系统的特点，理解遥感影像获取的过程。重点与难点：航空摄影系统包括航空遥感平台和航空摄影机，航天遥感的空间轨道及其运行特征，数据的获取方式和过程- 126 -
- 126 - 教学组织与实施 以提问和讨论开启课堂教学，带着问题展开本课程的入门教学。 第三章 电磁波与地物光谱特征 学时数：4 教学目标：主要介绍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。 教学重点和难点：典型地物波谱特征及大气对电磁波辐射传输的影响、电磁辐射在地表-大气与遥感器 之间的辐射传输过程、地物与电磁波谱相互作用机理。 主要教学内容及要求： 了解：太阳辐射和地球辐射特征，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。并从可见光与近红外、热红外、微波波段阐明作用机理，结合事例介绍辐射传输。 理解：大气对电磁波辐射传输的影响 掌握：典型地物的波谱特征 熟练掌握：电磁波和电磁波谱的概念 教学组织与实施： 复习前一节所学内容，引出本章节内容，中间采用提问方式，与学生互动。 第四章 遥感成像原理与遥感图像特征 学时数：6 第一节 传感器和遥感平台 学时数：3 教学目标：传感器和遥感平台是遥感技术的核心技术，了解遥感数据获取过程中信息获取和收集系统 重点与难点：不同传感器的原理与遥感构像特性，遥感观测对象的尺度特征 主要教学内容及要求： 了解：不同传感器的原理和各种商业影像的波谱特征，不同的遥感卫星平台的参数。 理解：传感器和遥感平台是遥感技术的核心技术。 掌握：遥感器的类型 熟练掌握：遥感影像的主要指标（空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率） 教学组织与实施： 利用图片进行讲解 第二节 遥感数据获取 学时数：3 教学目标：了解航空遥感和航天遥感系统的特点，理解遥感影像获取的过程。 重点与难点：航空摄影系统包括航空遥感平台和航空摄影机，航天遥感的空间轨道及其运行特征，数 据的获取方式和过程
主要教学内容及要求：了解：航空摄影测量和航天遥感扫描仪获取影像的过程。理解：航空摄影系统和航天遥感中的数据获取过程以及各自传感器的分类和原理。掌握：航空遥感和航天遥感的特点，航片的几何特征以及摄影机和扫描仪获取数据的原理，部分卫星的一些特征。熟练掌握：航空遥感和航天遥感的特点教学组织与实施：利用图片和小视频进行讲解第五章遥感图像解译学时数：3第一节遥感图像处理教学目标：主要介绍遥感数字图像处理基础，包括遥感图像彩色合成（真彩色合成、假彩色合成等）的原理与方法，图像校正（辐射校正和几何校正），图像变换（傅立叶变换和小波变换），图像增强（空域增强、频域滤波增强和彩色增强），图像监督分类和非监督分类等。教学重点和难点：数字图像彩色合成原理与遥感图像几何纠正和图像变换与遥感图像融合主要教学内容及要求：了解：遥感图像彩色合成（真彩色合成、假彩色合成等）的原理与方法。理解：遥感图像的变换与融合等方法和关键技术。掌握：遥感图像增强及多源信息的复合。熟练掌握：遥感图像的几何校正教学组织与实施：利用案例，结合课程思政，进行具体操作，直观教学，阐明相关技术和方法。第二节遥感图像识别学时数：3教学目标：主要介绍遥感图像目视解译原理与方法，目视解译标志，目视解译过程与步骤，以及摄影像片、扫描像片、微波图像的判读方法与技巧。在此基础上，讲述了遥感图像目视解译专题地图的制作方法。介绍遥感图像计算机解译的原理、计算机分类的方法、步骤教学重点和难点：目视解译的方法、原理和遥感图像解译技能、遥感数字图像的性质与特点、遥感图像的分类、遥感影像计算机解译的基本方法和关键技术、遥感图像专题信息提取方法主要教学内容及要求：了解：遥感图像目视解译原理与方法，目视解译标志，目视解译过程与步骤，以及摄影像片、扫描像片、微波图像的判读方法与技巧，- 127 -
- 127 - 主要教学内容及要求： 了解：航空摄影测量和航天遥感扫描仪获取影像的过程。 理解：航空摄影系统和航天遥感中的数据获取过程以及各自传感器的分类和原理。 掌握：航空遥感和航天遥感的特点，航片的几何特征以及摄影机和扫描仪获取数据的原理，部分卫星 的一些特征。 熟练掌握：航空遥感和航天遥感的特点 教学组织与实施： 利用图片和小视频进行讲解 第五章 遥感图像解译 第一节 遥感图像处理 学时数：3 教学目标：主要介绍遥感数字图像处理基础，包括遥感图像彩色合成（真彩色合成、假彩色合成等） 的原理与方法，图像校正（辐射校正和几何校正），图像变换（傅立叶变换和小波变换），图像增强（空 域增强、频域滤波增强和彩色增强），图像监督分类和非监督分类等。 教学重点和难点：数字图像彩色合成原理与遥感图像几何纠正和图像变换与遥感图像融合 主要教学内容及要求： 了解：遥感图像彩色合成（真彩色合成、假彩色合成等）的原理与方法。 理解：遥感图像的变换与融合等方法和关键技术。 掌握：遥感图像增强及多源信息的复合。 熟练掌握：遥感图像的几何校正 教学组织与实施： 利用案例，结合课程思政，进行具体操作，直观教学，阐明相关技术和方法。 第二节 遥感图像识别 学时数：3 教学目标：主要介绍遥感图像目视解译原理与方法，目视解译标志，目视解译过程与步骤，以及摄影 像片、扫描像片、微波图像的判读方法与技巧。在此基础上，讲述了遥感图像目视解译专题地图的制 作方法。介绍遥感图像计算机解译的原理、计算机分类的方法、步骤 教学重点和难点：目视解译的方法、原理和遥感图像解译技能、遥感数字图像的性质与特点、遥感图 像的分类、遥感影像计算机解译的基本方法和关键技术、遥感图像专题信息提取方法 主要教学内容及要求： 了解：遥感图像目视解译原理与方法，目视解译标志，目视解译过程与步骤，以及摄影像片、扫描像 片、微波图像的判读方法与技巧
理解：遥感图像多种特征抽取、特征描述、模式匹配方法和技术，遥感专家知识库和智能理解，并以某地为例重点介绍了植被信息、土壤信息、水体信息、地质地貌信息和人造地物信息的地学分析与抽取方法，以及具体遥感地学应用。掌握：目视解译和计算机解译的方法熟练掌握：遥感图像的监督分类操作教学组织与实施：通过遥感软件，进行具体操作，直接演示，直观教学，掌握分类方法，并熟练软件使用。第六章遥感应用学时数：4教学目标：对热红外，微波遥感和植被遥感技术等一系列进行了解和熟悉。重点与难点：热红外遥感，微波遥感和植被遥感的基本原理是本章的重点内容。难点是热辐射的地气作用以及热辐射与大气的相互作用及雷达图像的特征参数和高光谱。主要教学内容及要求：了解：热红外遥感、微波遥感和植被遥感定义。理解：热红外遥感，微波遥感和植被遥感的基本原理。掌握：热红外遥感、微波遥感和植被遥感的基本特征。熟练掌握：微波遥感的特征。教学组织与实施：运用各种图片和视频进行讲解，并设置几个议题关于可见光，红外和微波遥感等进行学生讨论，进一步理解其成像机理。（24学时）四、实验教学内容及学时分配序号学时类型实验要求每组人数实验名称4学时基础性必做班级02011508h+01ENVI5.3软件基本操作4学时基础性必做班级02011508h+02遥感图像几何校正班级遥感图像裁剪4学时基础性必做02011508h+03遥感图像的增强与融合4学时基础性必做班级02011508h+0402011508h+054学时综合性必做班级遥感影像分类处理4学时综合性必做班级02011508h+006专题图制作（五）实验方式及基本要求本课程实验与理论课同时开设，不单独设课。因课程成绩中有实验成绩，设置实验课的计分方法，平时考核内容，实验安全等。课程以计算机软件操作为主，根据理论教学内容，综合运用相关知识进- 128 -
- 128 - 理解：遥感图像多种特征抽取、特征描述、模式匹配方法和技术，遥感专家知识库和智能理解，并以 某地为例重点介绍了植被信息、土壤信息、水体信息、地质地貌信息和人造地物信息的地学分 析与抽取方法，以及具体遥感地学应用。 掌握：目视解译和计算机解译的方法 熟练掌握：遥感图像的监督分类操作 教学组织与实施： 通过遥感软件，进行具体操作，直接演示，直观教学，掌握分类方法，并熟练软件使用。 第六章 遥感应用 学时数：4 教学目标：对热红外，微波遥感和植被遥感技术等一系列进行了解和熟悉。 重点与难点：热红外遥感，微波遥感和植被遥感的基本原理是本章的重点内容。难点是热辐射的地气 作用以及热辐射与大气的相互作用及雷达图像的特征参数和高光谱。 主要教学内容及要求： 了解：热红外遥感、微波遥感和植被遥感定义。 理解：热红外遥感，微波遥感和植被遥感的基本原理。 掌握：热红外遥感、微波遥感和植被遥感的基本特征。 熟练掌握：微波遥感的特征。 教学组织与实施： 运用各种图片和视频进行讲解，并设置几个议题关于可见光，红外和微波遥感等进行学生讨论，进一 步理解其成像机理。 四、实验教学内容及学时分配 （24 学时） 序号 实验名称 学时 类型 实验要求 每组人数 02011508h＋01 ENVI5.3 软件基本操作 4 学时 基础性 必做 班级 02011508h＋02 遥感图像几何校正 4 学时 基础性 必做 班级 02011508h＋03 遥感图像裁剪 4 学时 基础性 必做 班级 02011508h＋04 遥感图像的增强与融合 4 学时 基础性 必做 班级 02011508h＋05 遥感影像分类处理 4 学时 综合性 必做 班级 02011508h＋006 专题图制作 4 学时 综合性 必做 班级 （五）实验方式及基本要求 本课程实验与理论课同时开设，不单独设课。因课程成绩中有实验成绩，设置实验课的计分方法， 平时考核内容，实验安全等。课程以计算机软件操作为主，根据理论教学内容，综合运用相关知识进