电子科技大学：《遥感地面数据采集与实验方法 Methods for Remote Sensing Experiment》课程教学资源（教学大纲，周纪）

研究生课程教学大纲 0708166010《遥感地面数据采集与实验方法》教学大纲 课程 课程中 0708166010 40 编号 遥感地面数据采集与实验方法 学时 文名称 口学位课 课程 课程英 口非学位课 Methods for Remote Sensing Experiment 2 性质 文名称 学分 其他 开课 春 适用学科 适用 硕士 工学 时间 口秋 (类别) 学生 口博土 先修课程 新型遥感信息处理与应用技术、定量遥感 开课单位 资源与环境学院 大纲撰写人 周纪 大纲审稿人 制（修）定时间 2019.06 一、教学目标 遥感在本质上是一门与实验密不可分的学科。地面实验与数据采集是发展定量遥感模型、 将相关理论与方法用于具体实践的重要前提。注重遥感实验和动手能力的培养与训练，是培 养本专业人才的关键环节。 本课程以室外仪器操作、地面实验和数据采集为主，结合课堂讲授和上机操作，最终达 到以下目的：首先，使学生理解遥感地面实验的目的与意义，掌握遥感地面实验与数据采集 的基本原理与方法；其次，使学生掌握基本实验仪器的操作方法，理解仪器观测的基本原理， 并熟练掌握观测数据的处理与分析方法；第三，通过上机操作与实例教学，使学生掌握遥感 地面实验与数据采集在遥感传感器定标、定量遥感产品真实性检验等方面具体应用的方法流 程。通过本课程的学习，使学生充分实现理论与实践相结合，增强其利用实验仪器分析和解 决问题的能力。 二、教学内容与要求 第一章：遥感地面实验基础与实验设计(2学时) 1本章教学内容：(1)遥感地面数据采集与实验的概念、内涵、目的和意义(1学时)， (2)遥感实验的流程与规范(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解遥感地面实验的目的及其重要性； 理解遥感理论、应用与遥感实验的内在关系；掌握遥感实验的流程与规范：了解近年来国内 外相关的遥感实验。 3本章教学重点：(1)遥感地面实验的目的及其重要性，(2)遥感地面实验的流程与规 范

研究生课程教学大纲 1 0708166010《遥感地面数据采集与实验方法》教学大纲 课程 编号 0708166010 课程中 文名称 遥感地面数据采集与实验方法 学时 40 课程 性质 □学位课 □非学位课 其他 课程英 文名称 MethodsforRemoteSensingExperiment 学分 2 开课 时间 春 □秋 适用学科 (类别) 工学 适用 学生 硕士 □博士 先修课程 新型遥感信息处理与应用技术、定量遥感 开课单位 资源与环境学院 大纲撰写人 周纪 大纲审稿人 制(修)定时间 2019.06 一、教学目标 遥感在本质上是一门与实验密不可分的学科。地面实验与数据采集是发展定量遥感模型、 将相关理论与方法用于具体实践的重要前提。注重遥感实验和动手能力的培养与训练，是培 养本专业人才的关键环节。 本课程以室外仪器操作、地面实验和数据采集为主，结合课堂讲授和上机操作，最终达 到以下目的：首先，使学生理解遥感地面实验的目的与意义，掌握遥感地面实验与数据采集 的基本原理与方法；其次，使学生掌握基本实验仪器的操作方法，理解仪器观测的基本原理， 并熟练掌握观测数据的处理与分析方法；第三，通过上机操作与实例教学，使学生掌握遥感 地面实验与数据采集在遥感传感器定标、定量遥感产品真实性检验等方面具体应用的方法流 程。通过本课程的学习，使学生充分实现理论与实践相结合，增强其利用实验仪器分析和解 决问题的能力。 二、教学内容与要求 第一章：遥感地面实验基础与实验设计(2学时) 1本章教学内容：（1）遥感地面数据采集与实验的概念、内涵、目的和意义（1学时）， （2）遥感实验的流程与规范（1学时）。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解遥感地面实验的目的及其重要性； 理解遥感理论、应用与遥感实验的内在关系；掌握遥感实验的流程与规范；了解近年来国内 外相关的遥感实验。 3本章教学重点：（1）遥感地面实验的目的及其重要性，（2）遥感地面实验的流程与规 范

研究生课程教学大纲 4本章教学难点：(1)遥感理论、应用与遥感实验的内在关系。 5作业 假设在晴朗无云的天气条件下，将在成都市及周边地区开展一次同步观测实验，验证我 国环境、高分等卫星提供的地表反射率。试分组设计该实验（实验计划中需涵盖实验仪器、 观测方案、人员、数据记录、数据处理等)。 第二章：地物反射光谱采集实验10学时) 1本章教学内容：(1)地物光谱曲线、BRF采集与处理(6学时)，(2)地物反射光 谱与遥感传感器波段转换(2学时)，(3)应用实例1：遥感传感器反射波段场地定标(1 学时)，(4)应用实例2：遥感反射率产品真实性检验(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握地物光谱仪的使用；理解光谱反 射率、BF、传感器光谱响应函数、传感器定标等基本概念；掌握地物反射光谱曲线与遥感 传感器波段转换的原理与方法；掌握遥感传感器反射波段场地定标的方法流程；掌握遥感反 射率产品真实性检验的方法流程。 3本章教学重点：(1)地物光谱仪等仪器的使用，（2)地物反射光谱曲线与遥感波段转 换的原理与方法。 4本章教学难点：(1)遥感传感器反射波段场地定标的方法流程，(2)遥感反射率产 品真实性检验的方法流程。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；通过程序设计语言（如IDL/ENVI等），将采 集的典型地物反射率光谱曲线、成像光谱数据转化为我国环境、高分等卫星传感器反射波段 的反射率并进行仿真模拟：撰写实验报告。 第三章：地物辐射参数采集实验(10学时) 1本章教学内容：（1)热红外辐射计和红外热像仪定标（2学时)，（2)地物热辐射 参数采集与处理(6学时)，(3)应用实例1：遥感传感器热红外波段定标(1学时)，(4) 应用实例2：遥感地表温度产品真实性检验（1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握热红外辐射计（手持式和固定式 热红外测温仪)、红外热像仪和黑体辐射源的使用；理解热辐射、亮温、地表温度、发射率 等基本概念；掌握热红外辐射计和红外热像仪的定标方法：掌握亮温、热辐射与地表温度的 2

研究生课程教学大纲 2 4本章教学难点：（1）遥感理论、应用与遥感实验的内在关系。 5作业 假设在晴朗无云的天气条件下，将在成都市及周边地区开展一次同步观测实验，验证我 国环境、高分等卫星提供的地表反射率。试分组设计该实验（实验计划中需涵盖实验仪器、 观测方案、人员、数据记录、数据处理等）。 第二章：地物反射光谱采集实验(10学时) 1本章教学内容：（1）地物光谱曲线、BRF采集与处理（6学时），（2）地物反射光 谱与遥感传感器波段转换（2学时），（3）应用实例 1：遥感传感器反射波段场地定标（1 学时），（4）应用实例 2：遥感反射率产品真实性检验（1学时）。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握地物光谱仪的使用；理解光谱反 射率、BRF、传感器光谱响应函数、传感器定标等基本概念；掌握地物反射光谱曲线与遥感 传感器波段转换的原理与方法；掌握遥感传感器反射波段场地定标的方法流程；掌握遥感反 射率产品真实性检验的方法流程。 3本章教学重点：（1）地物光谱仪等仪器的使用，（2）地物反射光谱曲线与遥感波段转 换的原理与方法。 4本章教学难点：（1）遥感传感器反射波段场地定标的方法流程，（2）遥感反射率产 品真实性检验的方法流程。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；通过程序设计语言（如 IDL/ENVI等），将采 集的典型地物反射率光谱曲线、成像光谱数据转化为我国环境、高分等卫星传感器反射波段 的反射率并进行仿真模拟；撰写实验报告。 第三章：地物辐射参数采集实验(10学时) 1本章教学内容：（1）热红外辐射计和红外热像仪定标（2学时），（2）地物热辐射 参数采集与处理（6学时），（3）应用实例 1：遥感传感器热红外波段定标（1学时），（4） 应用实例 2：遥感地表温度产品真实性检验（1学时）。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握热红外辐射计（手持式和固定式 热红外测温仪）、红外热像仪和黑体辐射源的使用；理解热辐射、亮温、地表温度、发射率 等基本概念；掌握热红外辐射计和红外热像仪的定标方法；掌握亮温、热辐射与地表温度的

研究生课程教学大纲 转换方法；掌握遥感传感器热红外波段场地定标的方法流程；掌握遥感地表温度产品真实性 检验的方法流程。 3本章教学重点：(1)热红外辐射计（手持式和固定式热红外测温仪）、红外热像仪、 黑体辐射源的使用，(2)热红外辐射计和红外热像仪的定标方法。 4本章教学难点：(1)亮温、热辐射和长波辐射与地表温度的转换方法，(2)遥感传 感器热红外波段场地定标的方法流程，(3)遥感地表温度产品真实性检验的方法流程。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析：将所采集的亮温转换为地表温度；撰写实验报 告。 第四章：气象参数采集实验(6学时) 1本章教学内容：(1)气象学基本概念、气象参数的含义、地表辐射平衡与能量收支 (2学时)，(2)自动气象站组成结构与工作方式、近地面气象参数采集与处理(4学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握了解气温、相对湿度、水汽压、 气压、风速、风向等基本概念；理解地表辐射平衡与能量收支所涉及的基本概念和原理。 3本章教学重点：(1)气象参数的基本概念，(2)地表辐射平衡与能量收支，(3)自 动气象站的组成结构与工作方式。 4本章教学难点：(1)地表辐射平衡与能量收支。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析：利用自动气象站观测的太阳短波辐射、地表反 射的短波辐射，计算地表反照率，并分析地表反照率日内变化的原因；撰写实验报告。 第五章：土壤参数采集实验(6学时) 1本章教学内容：(1)土壤参数的含义和用途，土壤湿度、土壤温度等参数的测量原 理与仪器（2学时)，（2)土壤参数采集与处理(4学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握了土壤温度、土壤湿度、土壤介 电常数、土壤粗糙度等基本概念与应用；掌握土壤湿度和土壤温度测量仪器的原理与操作过 程；掌握土壤热传导方程。 3本章教学重点：(1)土壤温度、土壤湿度、土壤介电常数、土壤粗糙度等基本概念与 应用，（2)土壤湿度和土壤温度测量仪器的原理与操作过程，(3)土壤热传导方程。 4本章教学难点：(1)土壤热传导方程。 3

研究生课程教学大纲 3 转换方法；掌握遥感传感器热红外波段场地定标的方法流程；掌握遥感地表温度产品真实性 检验的方法流程。 3本章教学重点：（1）热红外辐射计（手持式和固定式热红外测温仪）、红外热像仪、 黑体辐射源的使用，（2）热红外辐射计和红外热像仪的定标方法。 4本章教学难点：（1）亮温、热辐射和长波辐射与地表温度的转换方法，（2）遥感传 感器热红外波段场地定标的方法流程，（3）遥感地表温度产品真实性检验的方法流程。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；将所采集的亮温转换为地表温度；撰写实验报 告。 第四章：气象参数采集实验(6学时) 1本章教学内容：（1）气象学基本概念、气象参数的含义、地表辐射平衡与能量收支 （2学时），（2）自动气象站组成结构与工作方式、近地面气象参数采集与处理（4学时）。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握了解气温、相对湿度、水汽压、 气压、风速、风向等基本概念；理解地表辐射平衡与能量收支所涉及的基本概念和原理。 3本章教学重点：（1）气象参数的基本概念，（2）地表辐射平衡与能量收支，（3）自 动气象站的组成结构与工作方式。 4本章教学难点：（1）地表辐射平衡与能量收支。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；利用自动气象站观测的太阳短波辐射、地表反 射的短波辐射，计算地表反照率，并分析地表反照率日内变化的原因；撰写实验报告。 第五章：土壤参数采集实验(6学时) 1本章教学内容：（1）土壤参数的含义和用途，土壤湿度、土壤温度等参数的测量原 理与仪器（2学时），（2）土壤参数采集与处理（4学时）。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握了土壤温度、土壤湿度、土壤介 电常数、土壤粗糙度等基本概念与应用；掌握土壤湿度和土壤温度测量仪器的原理与操作过 程；掌握土壤热传导方程。 3本章教学重点：（1）土壤温度、土壤湿度、土壤介电常数、土壤粗糙度等基本概念与 应用，（2）土壤湿度和土壤温度测量仪器的原理与操作过程，（3）土壤热传导方程。 4本章教学难点：（1）土壤热传导方程

研究生课程教学大纲 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；利用采集得到的土壤温度梯度和土壤热传导方 程，进行土壤剖面温度建模；撰写实验报告。 第六章：环境遥感综合实验(6学时) 1本章教学内容：(1)环境遥感综合实验的设计(2学时)，(2)环境遥感综合实验 的实施（4学时)。 2本章教学要求：以一次星一地同步实验为例，掌握遥感地面实验的设计方法与数据采 集流程，达到对环境遥感类仪器的熟练使用和数据的深入分析，锻炼野外开展遥感综合实验 的能力。 3本章教学重点：(1)环境遥感综合实验的设计，(2)环境遥感综合实验的实施。 4本章教学难点：(1)环境遥感综合实验的设计，（2)环境遥感综合实验所采集数据的 处理与综合分析。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；撰写环境遥感综合实验报告。 三、教学方式 课程采取小班教学、小班研讨的方式进行。其中小班教学涵盖了室内理论知识讲授、室 外仪器操作、地面实验和数据采集等多种教学方式。 四、考核方式与成绩评定 课程考核方式为考查。成绩评定的考核比例为： （1)过程考核占60%，包括： 实验参与程度：10%；实验报告：30%：研讨：20%。 (2)期末考核（环境遥感综合实验设计和实施水平、实验报告）占40%。 五、教材及主要参考书目 教材： [1山《地面遥感实验原理与方法》，李云梅、王桥、黄家柱编著，科学出版社，2011年 参考书目： [1山《遥感原理与应用实验教程》，陈晓玲编著，科学出版社，2013年 [2《定量热红外遥感模型及地面实验基础》，张仁华编著，科学出版社，2009年

研究生课程教学大纲 4 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；利用采集得到的土壤温度梯度和土壤热传导方 程，进行土壤剖面温度建模；撰写实验报告。 第六章：环境遥感综合实验(6学时) 1本章教学内容：（1）环境遥感综合实验的设计（2学时），（2）环境遥感综合实验 的实施（4学时）。 2本章教学要求：以一次星-地同步实验为例，掌握遥感地面实验的设计方法与数据采 集流程，达到对环境遥感类仪器的熟练使用和数据的深入分析，锻炼野外开展遥感综合实验 的能力。 3本章教学重点：（1）环境遥感综合实验的设计，（2）环境遥感综合实验的实施。 4本章教学难点：（1）环境遥感综合实验的设计，（2）环境遥感综合实验所采集数据的 处理与综合分析。 5作业 完成本次实验所采集的数据处理与分析；撰写环境遥感综合实验报告。 三、教学方式 课程采取小班教学、小班研讨的方式进行。其中小班教学涵盖了室内理论知识讲授、室 外仪器操作、地面实验和数据采集等多种教学方式。 四、考核方式与成绩评定 课程考核方式为考查。成绩评定的考核比例为： （1）过程考核占 60%，包括： 实验参与程度：10%；实验报告：30%；研讨：20%。 （2）期末考核（环境遥感综合实验设计和实施水平、实验报告）占 40%。 五、教材及主要参考书目 教材： [1]《地面遥感实验原理与方法》，李云梅、王桥、黄家柱编著，科学出版社，2011年 参考书目： [1]《遥感原理与应用实验教程》，陈晓玲编著，科学出版社，2013年 [2]《定量热红外遥感模型及地面实验基础》，张仁华编著，科学出版社，2009年

研究生课程教学大纲 [3)《遥感应用分析原理与方法》，赵英时编著，科学出版社，2003年 5

研究生课程教学大纲 5 [3]《遥感应用分析原理与方法》，赵英时编著，科学出版社，2003年