《遥感导论》教学大纲

《遥感导论》课程教学大纲

课程编号:

课程名称：遥感导论

英文名称：Introduction to Remote Sensing

课程类型: 专业核心课程

总学时：48 讲课学时：48 实验学时：0

学分：3

适用对象: 地理科学类

先修课程：相关基础课程

执笔人：审定人：

一、课程性质、目的和任务

《遥感导论》是资源环境、地理信息系统及地理科学专业的一门专业基础课。课程注重反映现代遥感技术的最新成果与应用内容，并结合经济建设实际，详细介绍了遥感的基本概念、电磁辐射与地物波谱、遥感成像原理、遥感图像特征、遥感图像分析的原理与方法、图像信息的提取与分类处理、遥感的应用及实例，3S集成，以及新型遥感平台与传感器等。

该课程的目的和任务：通过本课程学习，要求学生牢固掌握遥感技术的基本概念和基本原理；掌握运用遥感技术原理、方法解释和解决实际问题的能力；了解遥感技术的前沿动态和发展趋势。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。

二、课程教学和教改基本要求

1.本课程主讲授遥感基本理论。内容比较枯燥，所以在教学中应尽量采用通俗易懂和形象化语言表述，着重讲清地物电磁波谱的基本遥感理论问题。

2.对于有关物理学公式，不须推导过程，重点理解其基本原理。

3.根据课程进程的需要，适当的布置课外阅读文献报告和体会，以加深对所学理论知识的理解和了解本学科的研究动态。

三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容

第一章绪论

一、教学重点：

遥感的定义（广义与狭义）、遥感技术过程、遥感技术的特点与分类。

二、难点: 遥感技术的基本过程

三、教学要求：

(一) 从广义与狭义两方面掌握遥感的定义，了解遥感技术的基本过程；

(二) 掌握遥感的分类；

(三) 与常规方法相比，掌握遥感的主要特点；

(四)了解遥感发展简史及我国遥感事业的成就。

四、教学内容：

第一节遥感与遥感技术过程

1 遥感( Remote Sensing )概念

遥感定义：遥感一词来源于英文“ remote sensing” , 从字面上可理解为“遥远的感知”。准确地说,遥感是指从高空或外层空间, 通过飞机或卫星等运载工具所携带的传感器, “遥远”地采集目标对象的数据, 并通过数据的处理、分析,获取目标对象的属性、空间分布特征或时空变化规律的一门科学和技术。

广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。

2 遥感技术过程

遥感技术过程由数据获取, 数据传输、接收和处理, 数据解译、分析与应用三部分组成, 这三部分是遥感技术过程的相辅相成、不可分割的三个阶段。

第二节遥感技术的特点与分类

1遥感技术的特点

(1) 宏观观测能力强

(2) 动态监测优势明显

(3) 探测手段多样, 数据量大

(4) 数据具有综合性与可比性

正是因为这些突出特点, 使得遥感技术的应用可以节约大量的人力、物力和财力, 也必然产生极高的经济效益和社会效益。

2遥感的分类

(1) 按遥感平台分类：宇航遥感、航天遥感、航空遥感、地面遥感

(2) 按遥感所利用的电磁波谱段分类：子外遥感、可见光/反射红外遥感、热红外遥感、微波遥感

(3) 按传感器的工作原理分类：主动遥感、被动遥感

(4) 按遥感资料的获取方式分类：成像方式遥感、非成像方式遥感

(5) 按遥感应用领域分类：环境遥感、城市遥感、农业遥感、林业遥感、海洋遥感、地质遥感、气象遥感和军事遥感等。

第三节遥感技术的发展历史与展望

1遥感技术的发展历史

“遥感”这一科学术语最早是1960 年由美国学者艾弗林·普鲁伊特提出的, 之后于1961 年在美国密歇根大学召开的一次国际学术研讨会上得到了学者们的认同, 从此遥感这门新的学科就诞生了。事实上, 在“遥感”一词出现以前, 就已经有了遥感技术, 遥感的渊源可以追溯到很久以前。

(1) 遥感思想的萌芽阶段( 1610 ~ 1858 年)

(2) 空中摄影阶段( 1858 ~ 1903 年)

(3) 航空遥感阶段( 1903 ~ 1957 年)

(4) 航天遥感阶段( 1957 年至今)

2现代遥感技术发展展望

遥感技术是一门多学科交叉的综合性应用学科。随着空间科学、信息科学等相关学科的发展, 21

世纪遥感技术的发展将呈现出许多新的特点, 主要表现在以下五个方面。

(1) 遥感数据获取手段趋向多样化

(2) 微波遥感、高光谱遥感是未来空间遥感发展的核心内容

(3) 遥感数据的计算机处理更趋自动化和智能化

(4) 全定量化遥感方法将走向实用

(5) 遥感综合应用将不断深化

第二章遥感电磁辐射基础

一、教学重点:

电磁波谱、电磁辐射、黑体辐射及黑体辐射规律、实际物体辐射规律、太阳光谱、大气吸收、大气散射（瑞利散射、米氏散射、无选择性散射）、大气窗口及投射分析、地表自身的热辐射、反射率、反射的类型及地物电磁反射特性、地物电磁发射特性的测量。

二、难点: 黑体辐射及黑体辐射规律、大气散射（瑞利散射、米氏散射、无选择性散射）、大气窗口、地物波谱特性的测量

三、教学要求

（一）掌握什么是电磁波谱、电磁辐射，电磁辐射的度量；

（二）掌握什么是黑体辐射、黑体辐射与实际物体辐射的规律；

（三）了解太阳光谱的特点；

（四）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；

（五）掌握大气散射的类型与其特点；

（六）掌握大气窗口的概念及大气窗口的主要光谱段；

（七）掌握反射率及其类型；

（八）理解太阳辐射与地表之间的相互作用；

（九）掌握植被、土壤、水体及岩石的光谱特征；

（十）地物波谱特性的测量。

四教学内容

第一节电磁波与电磁波谱

1 电磁波的性质

电磁波：交互变化的电磁场在空间的传播。

电磁波具有波动性和粒子性两种性质。

电磁波有四个要素, 即频率 ( 或波长) 、传播方向、振幅、偏振面。

2 电磁波谱

为了更好地认识和描述电磁波, 将各种电磁波按波长的大小 ( 或频率的高低) 依次排列并制成图表, 这个图表就是电磁波谱 ( electromagnetic spectrum) 。

目前遥感应用的主要波段包括紫外线、可见光、红外线、微波等。

3 电磁辐射源