遥感实验  070503M05013H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:肖青,唐伯惠,李新
授课时间: 星期一,第3、4 节
授课地点: 教二楼107
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13
授课时间: 星期三,第3、4 节
授课地点: 教二楼107
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13
课程编号: 070503M05013H 课时: 50 学分: 2.50
课程属性: 专业普及课 主讲教师:肖青,唐伯惠,李新 助教:
英文名称: Remote Sensing Experiments 召集人:

教学目的、要求

本课程为地图学与地理信息系统专业博士、硕士研究生的实验课程,可作为相关专业研究生的学位课、选修课。本课程讲授遥感实验目的、意义、基本内容、常用遥感测量仪器的原理与使用方法、以及遥感实验数据的处理与分析方法。通过课程学习,使学生掌握遥感实验方案的设计,实验相关规范,实验仪器的使用及数据处理、分析方法。

预修课程

预修过一门遥感基本原理与方法方面的课程。

教 材

主要内容

第一章:绪论
系统介绍遥感综合实验的目的、意义,在定量遥感中的作用,国内外遥感试验动态,基本的遥感试验概念、原理、方案设计和数据管理等
§1. 遥感综合实验的目的与意义
§2. 遥感综合实验的国内外动态
§3. 基本概念和原理方法介绍
§4 遥感实验的设计与实施
§5. 遥感实验数据的管理、发布和共享

第二章 陆基遥感试验
主要介绍各类遥感参数的测量仪器原理方法和数据处理。
§1.地物光谱测量
以光谱测量为主线,介绍从组分光谱、植被冠层光谱再到遥感像元尺度光谱的测量规范和方法,并简单介绍地物光谱特性,进行光谱测量的问题分析。
§2.热红外辐射测量
介绍地物的热红外辐射特性,讲解热红外地表温度和发射率测量的标准规范,并讨论卫星像元尺度地表温度和发射率产品验证时可能遇到的问题。
§3. 微波辐射测量
介绍地基辐射计的定标、地物微波辐射及其配套参数的测量
§4. 激光雷达测量
介绍地基激光雷达仪器原理与测量方法
§5.大气参数测量
学习并了解常见大气参数的基本地面测量方法,包括大气探空数据(温度、湿度廓线等)、气溶胶数据等观测。
§6.多角度观测试验
讲解多角度地面观测(包括可见光和热红外)的基本原理和方法,介绍包括多角度观测架、塔吊和龙门吊等平台支持的观测。
§7. 同步观测试验及无线传感器网络观测试验
讲解星-机-地遥感或星-地遥感的地面同步观测实验的基本原则和方法以及无线传感器观测网络的基本原则和方法。

第三章:地面配套参数观测实验
核心要点
§1.植被结构的观测仪器及方法
学习植被高度、覆盖度、叶面积指数和叶倾角分布等植被结构性参数的测量方法,掌握人工和自动的测量手段。
§2. 反照率、下行辐射与PAR观测仪器与方法
学习反照率、下行辐射与PAR等参数的测量方法,掌握人工和自动的测量手段。
§3. 土壤水分的观测仪器及方法
掌握常用土壤水分测量仪器和方法,了解无线传感器网络和宇宙射线观测系统等卫星像元尺度土壤水分的观测方法,开展土壤水分观测数据的处理与分析。
§4.净初级生产力与土壤呼吸的观测仪器及方法
了解净初级生产力与土壤呼吸观测的基本原理,掌握常用净初级生产力与土壤呼吸观测仪器和方法,分析其影响因素。
§5. 地表温度的地面测量仪器及方法
掌握常用的红外辐射计和热像仪的测量方法,学习如何从测量的热红外辐射数据中获得地物真实温度的方法。
§6. 地表比辐射率的地面测量仪器及方法
掌握常用的傅里叶变换红外波谱仪的测量方法,学习如何从测量的辐射数据中反演出比辐射率谱的原理和方法。
§7.物候期与土地覆盖\土地利用类型(LUCC)的调查方法
了解物候期和LUCC的基本概念和类型,掌握物候期和LUCC的调查方案设计和数据处理方法,并理解其时间和空间分布特征。
§8. 植被生化理化参数测量原理与方法
了解植被叶绿素等参量测量基本概念和类型,掌握试验方案方案设计和数据处理方法, 

第四章:水文气象要素与地表通量观测实验
核心要点
§1. 水文气象要素的测量理论与方法
  介绍气温、湿度、风速\风向、气压、降水量、土壤温度、辐射、土壤热通量等水文气象要素的测量原理与相关技术。
§2. 地表通量的测量理论与方法
  介绍感热通量、潜热通量与碳通量的测量原理与相关技术,包括涡动相关仪、大孔径闪烁仪、波文比-能量平衡系统、空气动力学方法、蒸渗仪等。
§3. 水文气象要素与地表通量的观测实验
    以国际、中国通量观测网(fluxnet、china fluxnet)、海河流域多尺度地表通量观测网、北京小汤山地表通量观测实验等为例,介绍水文气象要素与地表通量的观测实验。

第五章  航空遥感试验
 核心要点
§1. 航空遥感平台
有人航空遥感平台(例如固定翼飞机、直升机、动力伞)和无人航空遥感平台(例如固定翼飞机、直升机、飞艇)的飞行原理、飞行特点,及常用飞行平台的技术指标。
§2. 典型航空遥感传感器
导航定位定向系统(POS)的工作原理,及常用产品的技术指标;可见光-近红外、红外、微波、激光雷达、高光谱等遥感传感器的成像原理与定标方法;代表性设备的技术指标。
§3. 航空试验方案设计
飞行方案设计,包括传感器选择、传感器安装、飞行线路设定等;传感器的地面同步定标实验(包括辐射定标、大气校正与几何配准)。
§4. 航空试验数据预处理
介绍航空遥感图像的辐射、几何与大气校正等。

第六章:遥感综合实验的设计与案例分析
核心要点
§1. 综合实验方案设计
§2. 怀来主被动协同遥感试验
§3. 黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验(HiWATER)

一次室内实习
核心要点
利用遥感科学国家重点实验室的各种实验设备,进行测量仪器和方法的现场讲解,了解仪器的性能和使用方法。 

一次野外实习
核心要点
在河北怀来遥感综合试验场站开展野外观测实习,分组进行陆基遥感、水文气象与地表通量、地面配套参数等的观测,熟悉相关仪器的操作与数据采集,分析观测数据,并且撰写实习报告。

参考文献

张仁华,《实验遥感模型及地面基础》,北京:科学出版社,1996。
唐伯惠,李召良,吴骅,唐荣林,热红外地表发射率遥感反演研究,科学出版社,2014
左建章等,高精度轻小型航空遥感系统集成与实现,测绘出版社,2014。
李云梅等,地面遥感实验原理与方法,科学出版社,2011;
王锦地等,中国典型地物波普知识库,科学出版社,2009;
于贵瑞等,陆地生态系统通量观测的原理与方法,高等教育出版社,2006;
中国气象局,地面气象观测规范,气象出版社,2003;