中国海洋大学 卫星海洋学 课程大纲(理论课程)

附件2：

中国海洋大学卫星海洋学课程大纲（理论课程）

英文名称: Satellite Oceanography

【开课单位】海洋环境学院海洋系【课程模块】专业知识

【课程编号】【课程类别】必修

【学时数】48 （理论实践）【学分数】 3

备注：课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能；课程类别为必修或选修。

一、课程描述

本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

（一）教学对象

海洋科学专业本科生（必修），地学领域其他专业（可选修）。

（二）教学目标及修读要求

1、教学目标（课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标）

知识方面：使学生理解遥感原理及其卫星在海洋学观测中的应用，并且学会获取和实际使用卫星资料；了解国内外卫星遥感基本信息；掌握电磁波辐射与传播的基本理论；理解大气和海水的吸收和散射机理；理解可见光水色扫描仪、热红外与微波辐射计等仪器原理；掌握叶绿素、海面温度、盐度等物理要素的基本遥感机理。

技能方面：学会获取和读取卫星遥感资料、实际使用卫星遥感数据绘图和做简单的统计分析，并且学会撰写科学研究的技术报告。

态度：培养学生理论联系实际的科学研究态度

2、修读要求（简要说明课程的性质，与其他专业课程群的关系，学生应具备的基本专业素质和技能等）

《卫星海洋学》是海洋科学专业的专业必修课，属于理论课。该门课程是海洋科学专业7门核心课程之一，属于大学物理（光学、电磁学）在海洋学领域的延伸课程，可培养学生在海洋学领域的科研能力。与其他专业课程之间没有隶属关系，但是与《物理海洋学》联系比较密切。《物理海洋学》为海洋学研究提供理论基础，《卫星海洋学》为海洋学研究提供观测数据和方法。选课前学生应具备良好的数学物理基础，以及计算机使用、绘图和统计分析的技能。

（三）先修课程（参照2011版人才培养方案中的课程名称，课程名称要准确）

高等数学I1，高等数学I2，大学物理I1，大学物理I2，大学物理I3，概率统计，大学计算机基础，Fortran程序设计

二、教学内容

（一）第一章绪论

1、主要内容：

➢卫星海洋遥感的应用：什么是卫星海洋学，卫星海洋学探测的发展阶段；

➢中国气象卫星的发展：极轨和地球静止气象卫星系统；

➢中国海洋卫星的发展：海洋系列卫星，海洋卫星和气象卫星的比较；

➢中国卫星发展的现状和目标；

➢数据分发：包括数据共享方式、数据格式和数据分级；

➢海洋遥感信息和数据相关网站介绍

➢讲解和布置大作业

2、教学要求：

➢了解国内外卫星遥感基本信息；

➢了解大作业形式和要求，布置大作业。

3、重点、难点：

重点：海洋卫星和气象卫星的比较；数据格式和数据分级。

难点：无

4、其它教学环节：无

（二）第二章气象卫星与水色卫星

1、主要内容：

➢遥感和遥感技术：遥感的定义和遥感类型的划分；

➢气象卫星和主要传感器；

➢中国风云卫星和主要传感器；

➢中国卫星发展的现状和目标；

➢水色卫星和主要传感器：三种重要的水色传感器CZCS，SeaWiFS，MODIS；

➢中国“海洋一号”卫星及数据产品

2、教学要求：

➢了解国内外气象卫星与水色卫星传感器的基本信息；

➢掌握海洋及气象数据的分发方式，学会搜索和下载数据的方法。

3、重点、难点：

重点：遥感类型的划分；三种重要的水色传感器。

难点：无

4、其它教学环节：结合教学内容，布置一份小作业，学生下载数据并作基本的绘图。（三）第三章海洋卫星与陆地卫星

1、主要内容：

➢携带微波传感器的海洋卫星

➢欧洲遥感卫星ERS-1/2和ENVISAT

➢携带高度计的卫星

➢携带合成孔径雷达的加拿大卫星RADARSAT

➢携带散射计的卫星

➢陆地和海岸带观测卫星

➢历史上著名的海洋观测卫星

2、教学要求：

➢了解国内外海洋卫星与陆地卫星基本信息；

➢了解不同海洋卫星的用途；

3、重点、难点：

重点：不同类别卫星的主要用途。

难点：无

4、其它教学环节：无

（四）第四章卫星轨道与分辨率

1、主要内容：

➢牛顿万有引力定律在卫星轨道设计上的应用；

➢卫星轨道的基本要素；

➢地球同步轨道、太阳同步轨道、高度计专用轨道的特征及其应用；

➢卫星的重复周期、传感器的重复周期、传感器的再访问时间三个概念的意义及区分；

➢光学分辨率和雷达分辨率的推导方法、异同及其物理意义；讨论不同传感器分辨率差别的来源。

➢掌握不同的卫星轨道特征及其在海洋气象遥感中的应用；

➢理解卫星遥感分辨率的推导方法和物理意义。

3、重点、难点：

重点：不同卫星轨道的特征及其应用；光学分辨率和雷达分辨率的物理意义及其决定因素。难点：光学分辨率和雷达分辨率的物理意义。

4、其它教学环节：无

（五）第五章电磁辐射

1、主要内容：

➢电磁波的波段及其在遥感中的应用；

➢麦克斯韦方程组及其解的形式；

➢辐射术语的引入、相关概念的定义及其在相关遥感领域的应用；

➢基尔霍夫定律的物理意义、推广和应用；

➢普朗克辐射定律及其衍生定律的关系、在遥感中的应用；

➢菲涅耳公式、菲涅耳反射率的定义，菲涅耳反射率的初步应用；

➢相对电容率的物理意义及其遥感应用；

➢理想海洋遥感的流程推演。

2、教学要求：

➢掌握电磁辐射的基本术语；

➢理解基尔霍夫定律，掌握其在海洋遥感中的应用；

➢理解普朗克辐射定律，掌握其在微波波段的近似方式，理解亮温的概念；

➢理解菲涅尔反射率定义，了解其在海洋遥感中的应用，会使用各公式推演海洋遥感的流程。

3、重点、难点：

重点：基尔霍夫定律的物理意义和应用；普朗克辐射定律及其衍生定律的应用；亮温的概念；菲涅耳反射率的定义和应用；理想海洋遥感的流程推演。

难点：朗伯表面的理解；理想海洋遥感的流程推演。

4、其它教学环节：根据德拜方程，绘制菲涅尔反射率随温、盐变化的曲线，理解理想情况下的遥感原理。

（六）第六章散射和吸收