《3S技术导论》课程教学大纲

《3S技术导论》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：220742 课程名称：3S技术导论 英文名称： 课程类别：专业选修课  学    时：27 学  分：1.5 适用对象:草业科学 考核方式：考查 先修课程：计算机基础、数学、程序、测量学、林业概论、森林计测学、森林经理学等课程的基本知识。 二、课程简介 “3S”技术是GPS（全球定位系统）、RS（遥感技术）、GIS（地理信息系统）及其集成的技术，是当今国内外地学界高新技术之一。能够实现现代对地观测系统，进而使人类对森林资源、草地资源、环境功能的认识建立在地球之外，实现数字化、自动化、实时化、动态化、集成化和智能化。由此，地学信息数据和地图在草地资源与环境中作用是十分重要的。 三、课程性质与教学目的 “3S”技术导论是草业科学专业选修课，是为扩大学生知识面而设立的一门课程。目的是使学生了解地球信息科学的主要理论、产生背景、发展趋势及应用领域，了解遥感、地理信息系统和全球定位系统三个核心技术的概念、发展状况和趋势以及应用领域，了解国内外最新的研究和应用成果，明确该门课程在自己所学专业中的应用前景。 四、教学内容及 第一章 绪论 1、目的要求： 通过本章的学习，初步了解“3S”技术即遥感技术、全球定位系统、地理信息系统的基本概念，应用现状及发展前景，明确“3S”技术的学习目的。 2、讲授的内容 第一节 地球信息科学的含义 1.地理信息科学的含义、特点 2.地理信息科学的主要组成部分 第二节 “3S”技术的含义及其应用领域 1. “3S”技术的含义 2. “3S”技术的应用领域 第三节 遥感（RS）的概念、发展和应用 1、遥感基本概念及其分类 2、遥感的特性及优势 3、遥感技术的发展史及其发展趋势 4、遥感的应用前景 第四节 全球定位系统（GPS）的概念、发展和应用 1、全球定位系统的基本概念、组成和特性 2、全球定位系统的发展史及发展趋势 3、全球定位系统的应用 第五节　地理信息系统的概念、发展和应用 1、GIS的基本概念、分类及其发展趋势？ 2、GIS的应用特点以及派生应用系统为何？ 第二章 遥感系统和遥感技术的物理基础 1、目的要求 通过本章学习，了解遥感系统的物理基础和相关概念，掌握地物光谱特性并能利用它进行一些简单分类。 2、讲授的内容 第一节 遥感系统 1、遥感技术系统的主要组成部分 第二节 电磁波和电磁波谱 1、电磁波的概念及其特性 2、电磁波谱的概念及其特性 第三节 太阳辐射与大地辐射 1、太阳辐射的基本情况 2、电磁辐射的概念及其特点 第四节 太阳辐射的传输与大气窗口 1、太阳辐射在传输过程中所受的大气的影响 2、大气窗口的概念及遥感中常用的大气窗口 第五节 地物光谱特性及其测量 1、地物的反射光谱特性 2、地物的发射光谱特性 3、地物的透射光谱特性 第六节彩色原理及其合成 1、三基色原理 2、彩色合成 第三章 遥感技术体系 1、目的要求 了解航空和航天遥感的相关概念和基本知识，航空像片误差的产生原因和纠正方法。比较航天遥感各种卫星系列的优缺点及主要参数。 2、讲授的内容 第一节 航空遥感 1、航空摄影的种类和相关基本概念 2、航空像片的大小和标志 3、航空像片的特性 4、航空像片上的主要的点和线 5、像片比例尺和像片纠正 6、航空像片判读的一般过程 第二节 航天遥感 1、陆地卫星（LANDSAT）系列 2、地球观测实验卫星（SPOT）系列 3、印度IRS系列卫星 4、其它地球资源卫星 5、我国的地球资源卫星 6、其他卫星传感器 7、高分辨率卫星及其传感器 第四章 遥感图像处理技术 1、目的要求 通过本章学习，掌握遥感图像预处理和图像增强的主要内容和具体方法，了解多源信息复合的一般过程。 2、讲授的内容 第一节 遥感图像处理概述 1、遥感图象主要产品 2、遥感图像主要的处理技术 第二节 遥感图像的光学增强处理 1、多波段彩色合成的处理方法 2、图像相关掩膜增强处理的方法 第三节 数字图像与数字图像处理系统 1、数字图像与数字图像处理系统 第四节　图像预处理 1、图像预处理的主要内容和基本方法 第五节　图像增强 1、图像增强技术的分类 2、图像增强的具体方法介绍 第六节　多源信息复合 1、遥感与遥感信息间的复合 2、遥感与非遥感信息的复合 第五章 全球定位系统 1、目的要求 了解全球定位系统的组成和相关概念、原理，了解GPS政策及各国采取的对策，掌握GPS采点方法。 2、讲授的内容 第一节 全球定位系统概述 1、空间星座部分构成及其功能 2、地面监控部分组成 3、用户部分：接收机基本结构和类型 第二节 GPS的定位原理 1、GPS相关概念 2、GPS定位原理 第三节 美国政府的GPS政策及中国对策 1、SA和AS技术 2、SA和AS技术及中国对策 第四节 GPS用户接收机采点使用方法 1、前期准备 2、野外测量 3、内业处理 第六章  GIS的组成和功能 1、目的要求： 熟悉掌握地理信息系统（GIS）的基本理论和技术，以及地图的基本知识。 2、讲授的内容 第一节  地理信息系统的组成和功能 1、GIS的组成 2、地理信息系统的功能 第二节  地图投影 1、地图投影的种类 2、GIS中地图投影的选择 3、我国的地图投影 第三节  地形图的分幅与编号 1、地形图的分幅与编号 2、地形图的公里网 第四节 空间数据达格式 1、空间数据的特征 2、空间数据表达的两种格式 第七章  空间数据的获取—GIS的数据源 1.目的要求： 了解地理信息系统（GIS）空间数据的特征、来源、获取，并对其质量进行分析评价。 2.讲授内容： 第一节  GIS的数据源 第二节  GIS空间数据的表示 1、GIS空间数据的空间性的内含 2、GIS空间数据的类型 3、空间实体的几何特征及其关系 4、GIS空间数据的测量尺度 第三节  GIS空间数据的结构 1、栅格数据结构 2、矢量数据结构 3、栅格结构与矢量结构的比较 第四节  GIS空间数据的采集 1、GIS数据源类型 2、数据获取 第五节  GIS空间数据的质量 1、空间数据质量指标 2、空间数据质量控制 3、空间数据质量分析的目的 4、空间数据质量评价 5、空间数据误差 6、GIS数据的检查 第八章  空间数据的管理 1.目的要求： 初步了解GIS的管理方式：空间数据库（DB）、数据库系统（DBS）的特点、管理和数据库管理系统（DBMS）的相关内容。 2.讲授内容： 第一节  数据及数据管理模式 1、数据（Data） 2、数据管理的几个阶段 3、数据文件 第二节  数据库及数据模型 1、数据库（Data base，简称DB） 2、数据库系统（Data base System DBS） 3、数据模型（Data Modal） 4、空间数据库特点 5、GIS数据库管理方式 第三节  空间数据管理中的数据库技术 1、关系数据库技术 2、SQL查询语言（结构化查询语言） 3、面向对象的数据库管理系统 4、对象---关系数据库技术 5、网络数据库技术 第四节  空间数据库及其管理 1、数据库管理系统（DBMS） 2、空间数据管理系统的模式的类型 第九章  空间数据分析 1.目的要求： 通过计算机管理，掌握GIS空间数据分析的过程、查询与量算、分析。 2.讲授内容： 第一节  空间分析的内容 1、空间分析的主要内容 2、分析空间信息的一般过程 第二节  空间查询与量算 1、空间查询 2、空间量算 第三节  空间数据的复合分析 1、复合分析的数学方法 2、视觉信息复合 3、叠置分析 第四节  空间数据的网络分析 第五节  空间数据的邻域分析 1、泰森多边形分析 2、缓冲区分析 第六节  空间统计分析 第七节  空间数据的插值 第十章3S技术的应用 1.目的要求： 简述3S技术在各方面的实际综合应用，并展望其发展前景。 2.讲授内容： 第一节  GIS及其在3S技术中的作用 第二节  GPS及其在3S技术中的作用 第三节  RS及其在3S技术中的作用 第四节  3S综合应用实例 第五节  3S技术与数字地球 五、教学方法与手段 以课堂讲授为主，讨论为辅。教学媒介主要为教材、所制作教学幻灯片和教学参考。 五、各教学环节学时分配 教学环节 教学时数 课程内容 讲 课 习 课 讨 论 课 实验 看 录 相 小 计 第一章 3         3 第二章 2         2 第三章 2         2 第四章 2         2 第五章 2         2 第六章 2         2 第七章 3         3 第八章 2         2 第九章 3         3 第十章 5       1 6 合计 26       1 27               六、推荐教材和教学参考资源 使用教材：《“3S”技术及其应用》 冯仲科 余新晓编著  中国林业出版社 2000 参考书： 1．《遥感导论》，梅安新等编著，高等教育出版社 2．《遥感在资源与环境中的应用》，游先祥主编，林业出版社 3．《地理信息系统-原理、方法和应用》，邬伦等编，科学出版社 七、其他说明 讲课过程中教师可根据专业具体情况对其内容进行删减。 大纲修订人：石秀兰                      修订日期：2007-09-27 大纲审定人：                            审定日期：