《农业遥感原理与技术》教学大纲 一、基本信息 课程名称 农业遥感原理与技术 课程编号CROP4120 英文名称 Agricultural Remote Sensing Principles课程类型本专业推荐选修课 and techniques 总学时36 理论学时 22 实验学时10 实践学时4 学分 预修课程信息农业技术 适用对象农学、金善宝实验功 (植物生产类) 近年来迅速发展的遥感技术，在作物长势监测、产量估算和作物种植面积 统计方面发挥了巨大的作用。利用遥感技术的宏观性、实时性和非接触性 等优势，可以克服传统地面调查方法的费时、费力、成本高和破坏性等问 课程简介 题，为规模化的作物生产和管理提供有用的决策信息，并提高农业的信息 (200字左右) 化水平。该课程旨在帮助学生掌握农业遥感技术的基本原理和方法，重点 围绕植被逼感理论和常用数据分析方法，将理论讲解与课堂讨论、上机实 验相结合，为将来从事农业遥感研究和应用方面的工作打下坚实基础。 二、教学目标及任务 写明本课程在人才培养过程（专业人才培养方案)中的地位及作用，学生通过学习该课程后 在知识、能力、素质等方面应达到的要求。 本课程是提高学生农业信息技术知识水平和实践能力的重要环节，所涉及的遥感和地理信 息系统技术与导航定位技术一起，构成日渐成熟的3S技术体系。主要针对农学和植物学背景的 高年级本科生，最好是本科阶段修过GS或信息农业技术等相关课程的学生。学生通过该课程 的学习后，应掌握植被遥感基本原理、遥感数据特征及类型、常用遥感数据处理方法、遥感技术 在农业领域应用情况等理论知识：动手能力应明显提高，能熟练使用遥感图像处理软件EVI, 熟悉常用图像及光谱分析的步骤和原理，毕业后能迅速上岗，参与农业遥感相关项目的研究与开 发工作：通过理论学习与上机试验和课堂讨论的结合，学生应养成研究性学习、批判性思考、探 索性实践的良好素质。力求让学生掌握关健遥感技术在作物长势监测中的应用原理和方法，为实 现作物生产管理的精确化和信息化莫定人才基础，目标是为我国培养一批掌握最新农业信息技术 的专业人才
1 《农业遥感原理与技术》教学大纲 一、基本信息 课程名称 农业遥感原理与技术 课程编号 CROP4120 英文名称 Agricultural Remote Sensing: Principles and techniques 课程类型 本专业推荐选修课 总学时 36 理论学时 22 实验学时 10 实践学时 4 学分 2 预修课程 信息农业技术 适用对象 农学、金善宝实验班 （植物生产类） 课程简介 （200 字左右） 近年来迅速发展的遥感技术，在作物长势监测、产量估算和作物种植面积 统计方面发挥了巨大的作用。利用遥感技术的宏观性、实时性和非接触性 等优势，可以克服传统地面调查方法的费时、费力、成本高和破坏性等问 题，为规模化的作物生产和管理提供有用的决策信息，并提高农业的信息 化水平。该课程旨在帮助学生掌握农业遥感技术的基本原理和方法，重点 围绕植被遥感理论和常用数据分析方法，将理论讲解与课堂讨论、上机实 验相结合，为将来从事农业遥感研究和应用方面的工作打下坚实基础。 二、教学目标及任务 写明本课程在人才培养过程（专业人才培养方案）中的地位及作用，学生通过学习该课程后 在知识、能力、素质等方面应达到的要求。 本课程是提高学生农业信息技术知识水平和实践能力的重要环节，所涉及的遥感和地理信 息系统技术与导航定位技术一起，构成日渐成熟的 3S 技术体系。主要针对农学和植物学背景的 高年级本科生，最好是本科阶段修过 GIS 或信息农业技术等相关课程的学生。学生通过该课程 的学习后，应掌握植被遥感基本原理、遥感数据特征及类型、常用遥感数据处理方法、遥感技术 在农业领域应用情况等理论知识；动手能力应明显提高，能熟练使用遥感图像处理软件 ENVI， 熟悉常用图像及光谱分析的步骤和原理，毕业后能迅速上岗，参与农业遥感相关项目的研究与开 发工作；通过理论学习与上机试验和课堂讨论的结合，学生应养成研究性学习、批判性思考、探 索性实践的良好素质。力求让学生掌握关键遥感技术在作物长势监测中的应用原理和方法，为实 现作物生产管理的精确化和信息化奠定人才基础，目标是为我国培养一批掌握最新农业信息技术 的专业人才
三、学时分配 以表格方式说明各章节的学时分配，表格如下： 敦学课时分配 章节 章节内容 讲课 实验实践合计 绪论 遥感技术简介 第一章 遥感原理 2 第二章 遥感数据的特征 2 第三章 遥感数据的类型 第四章 植被遥感 第五章 遥感图像解译与处理 2 6 第六章 遥感数据专题讨论 第七章 遥感图像分类 第八章 光谱数据处理 第九章 遥感技术专题讨论 第十章 农业遥感应用 合计 22 10 4 36 四、教学内容及教学要求 以“章节”为单位说明本章节的主要内容，重点、难点，各节相应习题要点，有关实验和实 践环节的主要内容。并按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次写明本章节的教学要求： “了解”：是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语，知道事物的分类、过程及变化 倾向，包括必要的记忆。 “理解”：是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳，并把某一事实或概 念分解为若干部分，指出它们之间的内在联系或与其他事物的相互联系。 “掌握”：是指学生能根据不同情况对某些概念、定律、原理、方法等在正确理解的基础上结 合事例加以运用，包括分析综合。 各章节格式如下： 绪论遥感技术简介 遥感的形成背景：遥感的定义，遥感应用案例简介
2 三、学时分配 以表格方式说明各章节的学时分配，表格如下： 教学课时分配 章节 章节内容 讲课 实验 实践 合计 绪论 遥感技术简介 2 2 第一章 遥感原理 2 2 第二章 遥感数据的特征 2 2 4 第三章 遥感数据的类型 2 2 第四章 植被遥感 4 2 4 第五章 遥感图像解译与处理 4 2 6 第六章 遥感数据专题讨论 2 2 第七章 遥感图像分类 2 2 4 第八章 光谱数据处理 2 2 4 第九章 遥感技术专题讨论 2 2 第十章 农业遥感应用 2 2 合计 22 10 4 36 四、教学内容及教学要求 以“章节”为单位说明本章节的主要内容，重点、难点，各节相应习题要点，有关实验和实 践环节的主要内容。并按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次写明本章节的教学要求： “了解”：是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语，知道事物的分类、过程及变化 倾向，包括必要的记忆。 “理解”：是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳，并把某一事实或概 念分解为若干部分，指出它们之间的内在联系或与其他事物的相互联系。 “掌握”：是指学生能根据不同情况对某些概念、定律、原理、方法等在正确理解的基础上结 合事例加以运用，包括分析综合。 各章节格式如下： 绪论 遥感技术简介 遥感的形成背景；遥感的定义，遥感应用案例简介
第一章遥感原理 第一节遥感的技术系统和平台 第二节电磁波谱及辐射 第三节大气衰减及大气窗口 第四节地物波谱特征 习愿要点：遥感系统的组成。 本章重点、难点：电磁辐射和大气衰减过程。 本章教学要求：了解大气衰减过程，理解遥感系统的组成、各种遥感平台的优缺点，掌握典型地 物的波谱特征。 第二章遥感数据的特征 第一节光谱分辨率 第二节空间分辨率 第三节时间分辨率 第四节辐射分辨率 第五节方向性反射特性 习题要点：遥感数据的四个分辨率 本章重点、难点：辐射分辨率。 本章教学要求：了解常用卫星遥感的特征，理解每种分辨率的概念，掌握不同遥感数据分辨率的 差异和解读遥感数据的特性信总， 第三章遥感数据的类型 第一节多光谱影像 第二节高光谱影像 第三节微波影像 第四节地物光谱 习题要点：不同遥感数据的定义。 本章重点、难点：不同遥感数据的用途。 本章教学要求：了解常用的遥感数据类型，理解每种遥感数据的概念，掌握不同遥感数据的特性 和使用范围。 第四章植被遥感
3 第一章 遥感原理 第一节 遥感的技术系统和平台 第二节 电磁波谱及辐射 第三节 大气衰减及大气窗口 第四节 地物波谱特征 习题要点： 遥感系统的组成。 本章重点、难点：电磁辐射和大气衰减过程。 本章教学要求：了解大气衰减过程，理解遥感系统的组成、各种遥感平台的优缺点，掌握典型地 物的波谱特征。 第二章 遥感数据的特征 第一节 光谱分辨率 第二节 空间分辨率 第三节 时间分辨率 第四节 辐射分辨率 第五节 方向性反射特性 习题要点： 遥感数据的四个分辨率。 本章重点、难点：辐射分辨率。 本章教学要求：了解常用卫星遥感的特征，理解每种分辨率的概念，掌握不同遥感数据分辨率的 差异和解读遥感数据的特性信息。 第三章 遥感数据的类型 第一节 多光谱影像 第二节 高光谱影像 第三节 微波影像 第四节 地物光谱 习题要点：不同遥感数据的定义。 本章重点、难点：不同遥感数据的用途。 本章教学要求：了解常用的遥感数据类型，理解每种遥感数据的概念，掌握不同遥感数据的特性 和使用范围。 第四章 植被遥感
第一节叶片的光学特性 第二节冠层的光学特性 第三节植被生物物理和生物化学参数的反演 第四节单叶及冠层辐射传输模型 习题要点：叶片及冠层的反射特性与生化参数的关系。 本章重点、难点：叶片内部及冠层内部的辐射传输建模。 本章教学要求：了解单叶及冠层的辐射传输过程，理解各项植被参数的反演机理，掌握单叶的光 谱吸收特征和单叶辐射传输模型的使用。 第五章遥感图像解译与处理 第一节遥感图像的目视解译 第二节遥感数字图像的基本概念 第三节遥感数字图像预处理 第四节遥感图像增强与变换 习题要点：遥感数字图像的构成、存储和分析。 本章重点、难点：遥感图像的增强与变换原理。 本章教学要求：了解遥感图像的空间和光谱增强，理解遥感数字图像的直方图，掌握遥感图像处 理软件ENVI中遥感图像的存储方法和增强方法。 第六章遥感数据专遐讨论 以遥感数据的类型和使用为主题，组织学生阅读相关文献，并做一次口头报告，学生按 组选择一种遥感数据，介绍一种较新的数据类型或一种遥感数据的典型应用案例。 习题要点：遥感数据类型的选择。 本章重点、难点：相关文献中对遥感数据的描述。 本章教学要求：了解遥感领域的相关期刊，理解文献中对遥感数据的选择理由，掌握遥感数据描 述信息的筛选。 第七章遥感图像分类 第一节遥感图像监督分类与非监督分类 第二节典型地物识别与分类 习题要点：遥感图像分类的基本流程。 本章重点、难点：监督分类与非监督分类的原理
4 第一节 叶片的光学特性 第二节 冠层的光学特性 第三节 植被生物物理和生物化学参数的反演 第四节 单叶及冠层辐射传输模型 习题要点：叶片及冠层的反射特性与生化参数的关系。 本章重点、难点：叶片内部及冠层内部的辐射传输建模。 本章教学要求：了解单叶及冠层的辐射传输过程，理解各项植被参数的反演机理，掌握单叶的光 谱吸收特征和单叶辐射传输模型的使用。 第五章 遥感图像解译与处理 第一节 遥感图像的目视解译 第二节 遥感数字图像的基本概念 第三节 遥感数字图像预处理 第四节 遥感图像增强与变换 习题要点：遥感数字图像的构成、存储和分析。 本章重点、难点：遥感图像的增强与变换原理。 本章教学要求：了解遥感图像的空间和光谱增强，理解遥感数字图像的直方图，掌握遥感图像处 理软件 ENVI 中遥感图像的存储方法和增强方法。 第六章 遥感数据专题讨论 以遥感数据的类型和使用为主题，组织学生阅读相关文献，并做一次口头报告，学生按 组选择一种遥感数据，介绍一种较新的数据类型或一种遥感数据的典型应用案例。 习题要点：遥感数据类型的选择。 本章重点、难点：相关文献中对遥感数据的描述。 本章教学要求：了解遥感领域的相关期刊，理解文献中对遥感数据的选择理由，掌握遥感数据描 述信息的筛选。 第七章 遥感图像分类 第一节 遥感图像监督分类与非监督分类 第二节 典型地物识别与分类 习题要点：遥感图像分类的基本流程。 本章重点、难点：监督分类与非监督分类的原理
本章教学要求：了解各种分类方法的基本原理，理解典型地物分类的步骤，掌据遥感图像处理软 件ENVI中1-2种具体的分类方法。 第八章光谱数据处理 第一节光谱的数学运算 第二节常用光谱分析方法 习愿要点：光谱的数学运算，植被指数的计算。 本章重点、难点：高级光谱分析方法的原理。 本章教学要求：了解各种光谱分析方法的优缺点，理解常用光谱处理方法的原理，掌握遥感图像 处理软件ENVI中植被指数的原理和计算方法。 第九章遥感技术专题讨论 以逼感数据处理方法为主题，组织学生阅读相关文献，并做一次口头报告，学生按组选 择一种感兴趣的遥感图像或光谱处理方法，介绍其原理和典型应用案例。 习题要点：遥感数据处理方法的选择。 本章重点、难点：遥感数据处理方法的优缺点。 本章教学要求：了解遥感数据处理方法的前沿，理解一种遥感数据分析技术，掌握遥感数据处理 方法的选择方法。 第十章农业遥感应用 第一节作物生长参数遥感反演应用 第二节作物产量及种植面积估算应用 习题要点：作物生长指标的遥感反演 本章重点、难点：作物产量估算。 本章教学要求：了解作物产量遥感估算的基本原理，理解作物类型识别及种植面积估算的原理， 掌握作物生长参数遥感反演的基本流程。 五、考核方式及要求 写明本课程的考核方式、要求等，要求严格按照学校相关规定来制订考核方式和要求，侧重 考核学生利用所学知识综合分析和解决实际问愿的能力。为了发挥好考核的导向作用和效果，应 注意平时考核环节
5 本章教学要求：了解各种分类方法的基本原理，理解典型地物分类的步骤，掌握遥感图像处理软 件 ENVI 中 1-2 种具体的分类方法。 第八章 光谱数据处理 第一节 光谱的数学运算 第二节 常用光谱分析方法 习题要点：光谱的数学运算，植被指数的计算。 本章重点、难点：高级光谱分析方法的原理。 本章教学要求：了解各种光谱分析方法的优缺点，理解常用光谱处理方法的原理，掌握遥感图像 处理软件 ENVI 中植被指数的原理和计算方法。 第九章 遥感技术专题讨论 以遥感数据处理方法为主题，组织学生阅读相关文献，并做一次口头报告，学生按组选 择一种感兴趣的遥感图像或光谱处理方法，介绍其原理和典型应用案例。 习题要点：遥感数据处理方法的选择。 本章重点、难点：遥感数据处理方法的优缺点。 本章教学要求：了解遥感数据处理方法的前沿，理解一种遥感数据分析技术，掌握遥感数据处理 方法的选择方法。 第十章 农业遥感应用 第一节 作物生长参数遥感反演应用 第二节 作物产量及种植面积估算应用 习题要点：作物生长指标的遥感反演。 本章重点、难点：作物产量估算。 本章教学要求：了解作物产量遥感估算的基本原理，理解作物类型识别及种植面积估算的原理， 掌握作物生长参数遥感反演的基本流程。 五、考核方式及要求 写明本课程的考核方式、要求等，要求严格按照学校相关规定来制订考核方式和要求，侧重 考核学生利用所学知识综合分析和解决实际问题的能力。为了发挥好考核的导向作用和效果，应 注意平时考核环节
该课程采用教学、讨论与实际操作相结合的方式，围绕农业遥感进行理论和动手能力的训练。 教师对农业遥感的基本原理与常用数据分析方法进行讲解：组织学生阅读该领域内的经典文献并 撰写作口头报告。通过这些教学方式的综合运用，培养学生对本学科知识的理解和运用能力。考 核成绩由三项平时考核组成，包括2次口头报告(2×5%)，5次上机实验报告(5×8%)，和1 次期末考试(50%)。 六、推荐教材及教学参考书 1.《遥感精解（修订版）》，日本遥感研究会编，刘勇卫译，测绘出版社，2011年，SBN 978-7.5030-2148-0. 2.《遥感应用分析原理与方法》，赵英时等著，科学出版社，2003年，1SBN978-7-03-011128-9。 3.《遥感导论》，梅安新等著，高等教有出版社，2001年，1SBN978-7-04-007264-8。 4.Remote Sensing of the Envirnment:An Earth Resource Perspective.2 Edition Jensen,J.R Prentice-Hall,Ine..Upper Saddle River,NJ,06,ISBN0-13-188950-8 5.Introductory Digital Image Prcessing:A Remote Sensing Perspective3 Edition.Jensen,J.R Prentice-Hall,Inc.,Upper Saddle River,NJ,2004,ISBN0-13-145361-0. 七、说明 无。 大纲修订人：程涛 大纲审定人：姚霞 修订日期：2015年4月27日 6
6 该课程采用教学、讨论与实际操作相结合的方式，围绕农业遥感进行理论和动手能力的训练。 教师对农业遥感的基本原理与常用数据分析方法进行讲解；组织学生阅读该领域内的经典文献并 撰写作口头报告。通过这些教学方式的综合运用，培养学生对本学科知识的理解和运用能力。考 核成绩由三项平时考核组成，包括 2 次口头报告（2×5%），5 次上机实验报告（5×8%），和 1 次期末考试（50%）。 六、推荐教材及教学参考书 1．《遥感精解（修订版）》，日本遥感研究会编，刘勇卫译，测绘出版社，2011 年，ISBN 978-7-5030-2148-0。 2．《遥感应用分析原理与方法》，赵英时等著，科学出版社，2003 年，ISBN978-7-03-011128-9。 3． 《遥感导论》，梅安新等著，高等教育出版社，2001 年，ISBN 978-7-04-007264-8。 4．Remote Sensing of the Environment: An Earth Resource Perspective. 2 nd Edition. Jensen, J.R., Prentice-Hall, Inc., Upper Saddle River, NJ, 2006, ISBN 0-13-188950-8. 5．Introductory Digital Image Processing: A Remote Sensing Perspective. 3rd Edition. Jensen, J.R., Prentice-Hall, Inc., Upper Saddle River, NJ, 2004, ISBN 0-13-145361-0. 七、说明 无。 大纲修订人： 程涛 大纲审定人：姚霞 修订日期：2015 年 4 月 27 日