《海洋遥感》课程教学大纲

1、海洋遥感Ocean Remote Sensing一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分：3学分课程总学时：48学时，其中讲课：36学时，上机：12学时课程性质：选修开课学期：第6学期先修课程：遥感原理、微波遥感、遥感数字图像处理适用专业：遥感科学与技术专业教 材：卫星海洋遥感导论，武汉大学出版社；刘良明，2005年版。开课单位：遥感学院遥感科学与技术系二、课程性质、教学目标和任务本课程为遥感科学与技术专业的任选课程之一，系统地讲授海洋遥感的基本理论与方法。在重点掌握海洋遥感原理的基础上，重点掌握海洋水色遥感和海洋表面温度遥感的原理与方法，同时了解课程中讲授的其它海洋参数的遥感反演原理与方

2、法。通过课程学习，能较系统地掌握海洋遥感的原理、信息提取和应用方法，了解海洋遥感的最新进展。三、教学内容和要求第1章 绪论（3学时）（1）了解海洋遥感研究的内容，涉及的相关学科，海洋遥感的意义、海洋遥感发展的趋势； （2）理解海洋遥感的概念和内涵，海洋遥感的应用； （3）掌握海洋遥感的特点；重点：海洋遥感的概念、特点难点：无第2章 海洋遥感原理与基础 （12学时）2.1 相关概念 （2学时）（1）了解海洋学上的专用名词； （2）理解海洋、大气和电磁辐射相关的概念； （3）掌握极化、菲涅耳公式、海水复介电常数、海面粗糙度、大气衰减、吸收和散射等概念；重点：理解海洋、大气和电磁辐射相关的概念；难点

3、：无2.2 太阳光与海水相互作用机制（4学时）（1）了解太阳耀斑模式； （2）理解海洋辐照度模型、大气透射率模型、海面泡沫辐射模式、海面辐射定标过程； （3）掌握大气程辐射模式、海洋大气校正过程；重点：海洋辐照度模型、大气透射率模型、大气程辐射模式、海洋大气校正过程；难点：太阳耀斑模式；2.3 海面热辐射作用机制 （3学时）（1）了解水的发射光谱曲线； （2）理解热辐射定律、大气对热辐射的影响、热红外波段的大气校正；（3）掌握水-气热辐射传输模型；重点：水-气热辐射传输模型；难点：无2.4 微波与海面的相互作用机制 （3学时）（1）了解大气对微波的影响、微波遥感的天线； （2）理解微波特性、合

4、成孔径雷达； （3）掌握雷达方程和散射截面；重点：雷达方程；难点：无第3 章 海洋遥感卫星与传感器 （3学时）3.1 海洋遥感卫星 （1.5学时）（1）了解海洋遥感卫星的发展历程、海洋卫星的特点、（2）理解国内外海洋水色卫星、海洋地形卫星、海洋动力环境卫星的性能特点；（3）掌握常见的海洋遥感卫星的性能特点；重点：难点：无3.2 海洋遥感传感器 （1.5学时）（1）了解国内外海洋遥感主要的光学传感器和微波传感器的性能特点；（2）掌握海洋遥感常见的传感器光谱通道、分辨率、信噪比等性能特点；重点：掌握海洋遥感常见的传感器光谱通道、分辨率、信噪比等性能特点；难点：无第4 章 海洋表面温度遥感 （6学时

5、）4.1海洋表面温度遥感的概述 （1学时）（1）了解海洋表面温度在海洋学上的意义；（2）理解海洋表面温度的测量方法；4.2红外遥感海洋表面温度 （3学时）（1）理解热红外辐射计测量海表温度的原理、热红外海表温度反演算法；（2）掌握海洋表面温度遥感的单通道算法（单窗算法和普适性算法）和多通道算法（分裂窗算法和统计模型法）；重点：海洋表面温度遥感的单通道算法和多通道算法；难点：无4.3微波遥感海洋表面温度 （2学时）（1）了解海洋各种参数遥感观测的微波频段；（2）理解微波辐射计海温测量的原理与实际应用；（3）掌握微波辐射公式；微波辐射计海温测量的原理重点：微波辐射公式、微波辐射计海温测量的原理难点

6、：无第5 章 海洋水色遥感 （6学时）5.1 海洋水色遥感机理 （1学时）（1）了解与海洋水色遥感有关的应用领域；（2）理解海洋水色遥感有关的概念，海洋水色遥感的过程；重点：海洋水色遥感有关的概念；难点：无5.2 生物-光学算法的物理基础 （2学时）（1）了解仪器现场测量水体固有光学量和表光光学量的方法；（2）理解海洋水体水色要素固有光学特性的参数化模型、定量滤膜法分离测量各水体组分吸收系数的原理、水体表观光学量的定义；（3）掌握海洋水体成分对固有光学特性的线性关系。重点：海洋水体水色要素固有光学特性的参数化模型、定量滤膜法分离测量各水体组分吸收系数的原理；难点：无5.3 海洋水色要素浓度反演

7、 （2学时）（1）了解现有的海洋水色遥感生物-光学模型、（2）理解基于生物-光学解析模型的水色多组分遥感反演方法、理解海洋叶绿素、悬浮物和黄色物质的经验/半经验算法；（3）掌握海洋水色要素经验/半经验统计模型的构建方法；重点：、海洋水色要素经验/半经验统计模型的构建方法；难点：基于生物-光学解析模型的水色多组分遥感反演方法；5.4 赤潮现象的遥感监测 （1学时）（1）了解赤潮发生的条件、时间和类型等；（2）理解赤潮遥感监测方法；（3）掌握赤潮水体的光谱特征；重点：赤潮水体的光谱特征、赤潮遥感监测方法；难点：无第6 章 海洋动力参数的遥感 （6学时）6.1 海洋表面动力地形遥感 （1.5学时）（

8、1）了解海洋动力地形相关知识；（2）理解卫星高度计测海平面高度和波浪的原理，理解卫星高度计测海平面高度的误差来源；（3）掌握卫星高度计测海平面高度的方法；重点：卫星高度计测海平面高度和波浪的原理；难点：卫星高度计测海面波浪的原理；6.2 海面风场遥感 （1.5学时）（1）了解海面风速在海洋学上的意义和测量方法，微波遥感风速的主要传感器；（2）掌握不同卫星传感器测海面风速的基本原理；重点：不同卫星传感器测海面风速的基本原理难点：无6.3 海洋盐度遥感 （1.5学时）（1）了解海表面盐度在海洋学上的意义和测量方法；（2）理解基于被动微波辐射计遥感海表盐度的原理，影响海表盐度遥感的因素；重点：遥感海

9、表盐度的遥感原理与方法；难点：无6.4 海洋现象遥感 （1.5学时）（1）了解海冰、海洋内波、海洋上升流、海洋溢油等现象的相关知识；（2）理解海冰、海洋内波、海洋上升流、海洋溢油遥感监测的原理和方法；重点：海冰、海洋内波、海洋上升流、海洋溢油遥感监测的原理和方法；难点：无四、课程考核（1）作业等：作业：6次；（2）考核方式：闭卷考试；（3）总评成绩计算方式：（平时成绩、实验成绩、期中考试成绩和期末考试成绩等综合计算）五、参考书目1、刘玉光，卫星海洋学，高等教育出版社，2009年版；2、舒宁，微波遥感原理，武汉大学出版社，2003年版；3、刘玉洁，MODIS遥感信息处理原理与算法，科学出版社，2

10、001年版。4、何宜军，高度计海洋遥感研究与应用，科学出版社，2002年版；5、张杰，合成孔径雷达海洋信息处理与应用，科学出版社，2004年版；6、李云梅，太湖水体光学特性及水色遥感，科学出版社； 2010年版；7、马荣华，湖泊水环境遥感，科学出版社，2010年版；8、Seelye Martin著，蒋兴伟等译，海洋遥感导论（美），海洋出版社，2008年版。海洋遥感实验Practice of Oceanic Remote Sensing一、课程基本情况 课程类别：专业任选课课程学分：3学分课程总学时：48学时，其中讲课：36学时，上机：12学时课程性质：选修开课学期：第6学期先修课程：遥感原理、

11、微波遥感、遥感数字图像处理适用专业：遥感科学与技术专业教 材：卫星海洋遥感导论，武汉大学出版社；刘良明，2005年版。开课单位：遥感学院遥感科学与技术系二、实验课程的教学目标和任务主要使学习者在学习海洋遥感理论课基础上，以海洋赤潮遥感图像解译和海洋叶绿素浓度建模分析、风场反演为例，了解海洋参数遥感反演的基本原理、方法与过程。通过实习使学生能够做到理论联系实际，锻炼学生解决实际问题的动手操作能力。要求掌握海洋赤潮机助目视解译技术流程与方法，掌握海洋赤潮遥感图像增强方法与过程和海洋赤潮目视解译标志的建立技术。掌握典型类水体叶绿素的离水辐射光谱曲线的特点，掌握海洋叶绿素浓度建模反演的原理、过程以及浓

12、度分布图的制作，并比较几种典型算法的优缺点；掌握散射计风场反演的原理。三、实验课程的内容和要求序号项目名称所需学时内 容 提 要项目要求实验类型（填写演示/验证/综合/设计/创新）必开选开1海洋赤潮遥感图像机助目视解译I2海洋赤潮目视解译的过程与步骤；海洋赤潮遥感图像的计算机增强方法；综合2海洋赤潮遥感图像机助目视解译II2海洋赤潮信息提取；海洋赤潮面积的统计。综合3海洋遥感图像大气校正I2水体遥感图像中大气瑞利散射辐亮度的计算综合4海洋遥感图像大气校正II2水体遥感图像中气溶胶散射辐亮度的计算，图像离水辐亮度提取。综合5海洋叶绿素浓度建模分析I2 在遥感图像预处理的基础上，水体叶绿素浓度遥感

13、模型的构建综合6海洋叶绿素浓度建模分析II2从遥感图像中反演叶绿素浓度，并制作叶绿素浓度专题图。综合7基于微波辐射计的海面温度反演2在对微波辐射计资料预处理的基础上，根据经验算法反演海表面温度。综合8基于微波散射计的海面风场反演2在对微波散射计资料预处理的基础上，根据经验算法反演海面风场。综合9基于雷达高度计海面地形的反演2在对雷达高度计资料预处理的基础上，反演海平面高度。综合四、课程考核（1）实验报告的撰写要求：简述实验目的、原理和方法、操作步骤、结果和体会。（2）实验报告： 3 次（3）考核及成绩评定：根据学生实验过程中的综合表现和实验后所完成的实验报告情况，按优、良、中、及格、不及格评定成绩。实验课的成绩由各次实验的成绩综合评定，并由任课教师确定按一定比例记入学生“海洋遥感”课程的总成绩。五、参考书目1、刘玉光，卫星海洋学，高等教育出版社，2009年版；2、舒宁，微波遥感原理，武汉大学出版社，2003年