《遥感原理与制图》课程标准

《遥感原理与制图》课程标准一、课程定位本课程是测绘地理信息技术、摄影测量与遥感技术等专业的一门证书课程，也是培养学生从事遥感图像处理一线生产工作能力的专业拓展课程。本课程引入《基础地理信息数字产品1：10000、1：50000数字正射影像图》和《遥感影像平面图制作规范》等国家标准和《摄影测量员职业标准》等行业标准。通过本课程的学习，使学生掌握遥感技术的基本概念及原理、遥感的电磁物理基础与数据获取、遥感图像处理、遥感图像判读、遥感图像分类、遥感专题制图的方法与流程，能利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像处理，为从事遥感技术应用和研究奠定理论与技术基础。二、工作任务与课程目标（一）工作任务与职业能力根据专业标准的工作任务与职业能力培养目标，结合工作岗位技能要求，对本课程工作任务与职业能力分析见表1：表1工作任务与职业能力工作领域工作任务职业能力学习项目遥感内业成图遥感技术的基础理论知识1.遥感技术的基本知识2.遥感电磁波辐射的基础知识3.遥感平台的基础知识4.遥感传感器的基础知识5.遥感图像的特性遥感技术初识遥感的物理基础与数据获取遥感图像预处理1.会遥感图像处理软件主程序的安装2.会遥感图像处理软件许可证的安装3.会遥感图像处理软件的调试遥感图像处理1.会遥感图像的输入、输出2.会遥感图像的辐射校正3.会遥感图像的几何校正4.会遥感图像的镶嵌5.会遥感图像的裁剪遥感图像增强处理1.会遥感图像空间增强处理2.会遥感图像辐射增强处理3.会遥感图像光谱增强处理遥感图像判读1.会遥感图像的目视判读2.会常见地物的目视判读遥感图像判读遥感图像分类1.会初始分类获取2.会分类方案调整3.会分类后处理遥感图像非监督分类1.会定义分类模板2.会评价分类模板3.会执行监督分类4.会评价分类结果5.会分类后处理遥感图像监督分类遥感专题制图会遥感影像地图制作会土地利用图制作会植被指数图制作会三维景观图制作遥感专题制图（二）课程目标根据课程面对的工作任务和职业能力要求，本课程的教学目标为：1．知识目标①掌握遥感技术的基础理论知识②掌握地物的电磁波特性③掌握遥感平台和遥感卫星④掌握遥感器及其成像原理⑤掌握遥感图像的特性⑥掌握遥感图像预处理的原理与方法⑦掌握遥感图像的目视判读的方法⑧掌握遥感图像增强处理的方法⑨掌握遥感图像分类的原理与方法⑩掌握遥感专题图制作的方法2．技能目标①能进行ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的安装②能进行遥感图像的显示、输入及输出③能进行遥感图像几何校正④能进行遥感图像分幅裁剪⑤能进行遥感图像拼接⑥能进行遥感图像空间增强⑦能进行遥感图像光谱增强⑧能进行遥感图像辐射增强⑨能进行遥感图像的监督分类⑩能进行遥感图像的非监督分类⑾能进行遥感专题地图的制作3．态度目标①明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力②树立实事求是，精益求精的职业意识③培养分析问题、解决问题的能力④诚信品质、责任意识和职业道德⑤培养良好的劳动纪律观念，遵守操作规程，爱护仪器设备⑥培养谦虚谨慎、团结协作的意识⑦培养积极投身国家建设的热情与意识三、教学组织根据工作任务与职业能力分析，为使学生会干航测内业生产岗位工作，本课程设计了6个学习项目，在项目的教学实施中，进一步分解成18个学习型工作任务。教学组织见表2。表2教学组织表学习项目编号学习项目名称学习型工作任务学时项目一项遥感技术初识遥感技术的基础知识2遥感技术的发展历程与发展趋势2项目二遥感的物理基础与数据获取遥感的物理基础2遥感平台及分类2遥感传感器与成像原理2项目三遥感图像处理遥感数字图像基础2遥感图像预处理8遥感图像增强处理6项目四遥感图像的目视判读遥感图像判读特征2目视判读的方法、原则与步骤项目五遥感图像分类遥感图像监督分类4遥感图像非监督分类4遥感图像分类后处理2基于专家知识的遥感图像分类2项目六遥感专题制图遥感影像图制作2土地利用图制作2植被指数图制作2三维景观图制作2合计48四、教学内容与能力要求根据工作任务与职业能力分析，以体现工作过程结构的完整性和要素的全面性为设计原则，以典型产品或服务为载体，采用任务驱动、项目导向等教学模式，对本课程的6个“学习项目”进行教学内容设计。教学内容与能力要求分别见表3、4、5、6、7、8。表3项目一教学内容与能力要求项目1：遥感技术知识概述总学时：4项目概述：本学习项目由2个学习型工作任务组成。通过本项目的实施，使学生对遥感技术的基本知识有所了解，并且对遥感技术的发展简史与发展趋势有关了解，以便更好的掌握遥感技术的应用。一、教学目标（知识、技能、态度）二、项目的教学实施知识：1．遥感的基本概念2．遥感技术系统3．遥感过程及特点4．遥感技术的发展概况5．遥感技术的发展趋势6．遥感有待解决的问题7．遥感与GIS、GPS的结合技能：1.遥感的过程2.遥感与GIS、GPS的结合态度：1.明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力2.培养分析问题、解决问题的能力3.培养良好的劳动纪律观念，遵守操作规程，爱护仪器设备学习任务1—1：遥感技术的基本知识（2学时）学习任务1—2：遥感技术的发展简史与发展趋势（2学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感的基本概念3.讲解遥感技术系统4.讲解遥感的过程的特点5.讲解遥感的发展状况与发展趋势6.讲解遥感有待解决的问题7.讲解遥感与GIS、GPS的结合8.学生根据教师讲解的内容进行回答问题、单项考核9.教师对学生问题回答的情况点评项目考核（1学时）：考核知识掌握、技能、态度三、项目教学内容四、工作对象、工具1.遥感技术的基本知识2.遥感技术的发展简史与发展趋势教师投影讲解，学生回答问题、单项考核五、工作方法：边讲边练六、工作成果：理论考核、学生工作任务书八、考核评价：1．遥感的基本概念2．遥感技术系统3．遥感过程及特点4．遥感技术的发展概况5．遥感技术的发展趋势6．遥感有待解决的问题7．遥感与GIS、GPS的结合表4项目二教学内容与能力要求项目2：遥感物理基础与数据获取总学时：6项目概述：本学习项目由3个学习型工作任务组成。通过本项目的实施，使学生掌握遥感物理基础与数据获取的基础知识。一、教学目标（知识、技能、态度）二、项目的教学实施知识：1．电磁波的概念2．电磁波的产生3．电磁波的性质4．电磁波谱5．地物的电磁波辐射6．地物的电磁波发射特性7．地球大气对电磁波传输的影响8．遥感平台的定义9．遥感平台的种类①地面平台②航空平台③航天平台10．遥感卫星的轨道参数11．遥感卫星的轨道类型12．几种遥感卫星的简介13．遥感器的组成、分类和性能14．各种遥感器例如：摄影型、扫描方式、推帚式扫描仪、成像光谱仪、侧视雷达的成像原理技能：1.能识别同一波段不同地物的电磁波辐射2.能识别不同波段电磁波的辐射特性1.会识别遥感平台的种类2.会几种遥感卫星态度：1.明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力2.培养分析问题、解决问题的能力3.培养良好的劳动纪律观念，爱护仪器设备4.培养谦虚谨慎、团结协作的意识学习任务2—1：遥感物理基础（2学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解电磁波的概念、产生的原因和性质3.讲解电磁波谱4.讲解地物的电磁波辐射5.讲解地物的电磁波发射特性6.讲解地球大气对电磁波传输的影响7.学生根据教师讲解的内容进行回答问题、单项考核8.教师对学生问题回答的情况点评学习任务2—2：遥感平台（2学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感平台的定义3.讲解遥感平台的种类4.讲解遥感卫星的轨道参数5.讲解遥感卫星的轨道类型6.讲解几种遥感卫星的简介7.学生根据教师讲解的内容进行回答问题、单项考核8.教师对学生问题回答的情况点评学习任务2—3：遥感器成像原理（2学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感器的组成、分类和性能3.讲解摄影型遥感器的成像原理4.讲解扫描方式遥感器的成像原理5.讲解推帚式遥感器的成像原理6.讲解成像光谱仪遥感器的成像原理7.讲解侧视雷达遥感器的成像原理8.学生根据教师讲解的内容进行回答问题、单项考核9.教师对学生问题回答的情况点评项目考核（1学时）：考核知识掌握、技能、态度三、项目教学内容四、工作对象、工具电磁波物理基础：1.电磁波2.地物的电磁波特性遥感平台：1.遥感平台2.遥感卫星遥感器：1．遥感器的组成2．遥感器的分类3．遥感器的性能教师投影讲解，学生回答问题、单项考核五、工作方法：边讲边练六、工作成果：理论考核、学生工作任务书七、考核评价：电磁波：1．电磁波的概念2．电磁波的产生3．电磁波的性质地物的电磁波特性1．电磁波谱2．地物的电磁波辐射3．地物的电磁波发射特性4．地球大气对电磁波传输的影响遥感平台：1．遥感平台的定义2．遥感平台的种类①地面平台②航空平台③航天平台遥感卫星：1．遥感卫星的轨道参数2．遥感卫星的轨道类型3．几种遥感卫星的简介遥感器：1．遥感器的组成2．遥感器的分类3．遥感器的性能遥感器的成像原理：1．摄影型遥感器2．扫描方式的遥感器3．推帚式扫描仪4．成像光谱仪5．侧视雷达表5项目三教学内容与能力要求项目3：遥感图像处理总学时：16项目概述：本学习项目由3个学习型工作任务组成。通过本项目的实施，使学生掌握利用ERDAS软件进行遥感图像预处理的方法。一、教学目标（知识、技能、态度）二、项目的教学实施知识：1.掌握遥感数字图像的定义2.掌握遥感图像几何变形和辐射变形的原因3.掌握遥感图像增强的方法技能：1.会ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的安装与调试2.会利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行几何校正3.会利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行镶嵌4.会利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行裁剪5.会进行遥感图像的增强处理态度：1.明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力2.培养分析问题、解决问题的能力3.培养良好的劳动纪律观念，爱护仪器设备4.培养谦虚谨慎、团结协作的意识学习任务3—1：遥感数字图像（2学时）实训一：遥感软件的安装与熟悉（1学时）实训二：遥感影像的显示、输入及输出（1学时）学习任务3—2：遥感图像预处理（3学时）实训三：遥感图像的预处理（3学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感图像的定义3.讲解ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的安装与调试4.学生在机房安装ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件，并进行调试5.讲解遥感图像产生几何变形的原因和几何校正的方法6.学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行几何校正7.讲解遥感图像产生辐射变形的原因和辐射校正的方法8.学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行辐射校正9.讲解遥感图像镶嵌和裁剪的方法10.学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像的镶嵌和裁剪11.教师讲解、指导、点评、成果检验、工作评价学习任务3—3：遥感图像的增强处理（6学时）实训五：遥感图像的增强（6学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感图像的定义3.讲解遥感图像处理软件ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的安装与调试4.学生在机房安装遥感图像处理软件ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件，并进行调试5.讲解遥感图像产生几何变形的原因和几何校正的方法6.学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行几何校正7.讲解遥感图像产生辐射变形的原因和辐射校正的方法8.学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行辐射校正9.讲解遥感图像镶嵌和裁剪的方法10.学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像的镶嵌和裁剪11.教师讲解、指导、点评、成果检验、工作评价项目考核（2学时）：考核知识掌握、技能熟练、态度情况三、项目教学内容四、工作对象、工具1.遥感数字图像2.遥感图像预处理3.遥感图像增强处理教师投影讲解，学生上机训练、安装有专用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的机房五、工作方法：任务驱动，边讲边练、分组讨论六、劳动组织和工作人员：学生每人一机训练，教师进行讲解及全程指导七、工作成果：遥感图像，学生工作任务书八、考核评价：遥感软件的安装与调试：1.遥感软件ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的安装2.遥感软件的调试遥感影像的显示、输入及输出：1.遥感影像的显示2．遥感影像的输入、输出遥感图像的预处理：1.遥感图像分幅裁剪2.遥感图像几何校正3.遥感图像拼接遥感图像增强处理：1.遥感图像空间增强2.遥感图像辐射增强3.遥感图像光谱增强表6项目四教学内容与能力要求项目4：遥感图像的判读总学时：4项目概述：本学习项目由2个学习型工作任务组成。通过本项目的实施，使学生掌握遥感图像的判读、遥感图像增强和遥感图像分类的方法。一、教学目标（知识、技能、态度）二、项目的教学实施知识：1.掌握遥感图像判读的特征2.掌握遥感图像判读的方法与步骤技能：1.会进行遥感图像的目视判读态度：1.明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力2.培养分析问题、解决问题的能力3.培养良好的劳动纪律观念，爱护仪器设备4.培养谦虚谨慎、团结协作的意识学习任务8—1：遥感图像的目视判读（2学时）实训四：遥感图像的判读（2学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感图像的目视判读3.给出遥感图像，学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像目视判读4.教师讲解、指导、点评、成果检验、工作评价项目考核（1学时）：考核知识掌握、技能熟练、态度情况三、项目教学内容四、工作对象、工具1.遥感图像的目视判读教师投影讲解，学生上机训练、安装有ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的机房五、工作方法：任务驱动，边讲边练、分组讨论六、劳动组织和工作人员：学生每人一机训练，教师进行讲解及全程指导七、工作成果：遥感图像，学生工作任务书八、考核评价：遥感图像目视判读：1．遥感图像判读特征2.目视判读的方法表7项目五教学内容与能力要求项目5：遥感图像分类总学时：10项目概述：本学习项目由3个学习型工作任务组成。通过本项目的实施，使学生掌握遥感图像分类的方法。一、教学目标（知识、技能、态度）二、项目的教学实施知识：1.掌握遥感图像非监督分类的原理与方法2掌握遥感图像监督分类的原理与方法3.掌握遥感图像分类后处理技能：1.会进行遥感图像的非监督分类2.会进行遥感图像的监督分类3.会进行遥感图像分类后处理态度：1.明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力2.培养分析问题、解决问题的能力3.培养良好的劳动纪律观念，爱护仪器设备4.培养谦虚谨慎、团结协作的意识学习任务：遥感图像的监督分类（4学时）学习任务：遥感图像的非监督分类（4学时）学习任务：遥感图像的分后处理类（2学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感图像的计算机分类的原理与方法3.给出遥感图像，学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像非监督分类4.给出遥感图像，学生利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像监督分类5.教师讲解、指导、点评、成果检验、工作评价项目考核（6学时）：考核知识掌握、技能熟练、态度情况三、项目教学内容四、工作对象、工具1.遥感图像的计算机分类教师投影讲解，学生上机训练、安装有ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的机房五、工作方法：任务驱动，边讲边练、分组讨论六、劳动组织和工作人员：学生每人一机训练，教师进行讲解及全程指导七、工作成果：遥感图像，学生工作任务书八、考核评价：遥感图像的计算机分类：1.遥感图像分类的基本原理与过程2.遥感图像的监督分类3.遥感图像的非监督分类4.遥感图像分类后处理表8项目六教学内容与能力要求项目6：遥感专题制图总学时：8项目概述：本学习项目由4个学习型工作任务组成。通过本项目的实施，使学生掌握利用ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件进行遥感图像专题地图的制作的方法。一、教学目标（知识、技能、态度）二、项目的教学实施知识：1.掌握遥感影像地图2.掌握土地利用图3.掌握植被指数图4.掌握三维景观图技能：1.会进行遥感影像地图制作2.会进行土地利用图制作3.会进行植被指数图制作4.会进行三维景观图制作态度：1.明确职业岗位所处的重要位置，刻苦学习，勤奋钻研，不断提高自身职业能力2.培养分析问题、解决问题的能力3.培养良好的劳动纪律观念，爱护仪器设备4.培养谦虚谨慎、团结协作的意识学习任9—1：遥感专题地图的制作（4学时）实训：遥感专题地图的制作（4学时）1.引出学习任务和工作计划2.讲解遥感影像地图制作3.讲解土地利用图制作4.讲解植被指数图制作5.讲解三维景观图制作6.教师讲解、指导、点评、成果检验、工作评价项目考核：考核知识掌握、技能熟练、态度情况三、项目教学内容四、工作对象、工具1.遥感影像地图制作2.土地利用图制作3.植被指数图制作4.三维景观图制作教师投影讲解，学生上机训练、安装有ERDAS/ENVI/PIE等遥感图像处理软件的机房五、工作方法：任务驱动，边讲边练、分组讨论六、劳动组织和工作人员：学生每人一机训练，教师进行讲解及全程指导七、工作成果：分类后的遥感图像，学生工作任务书八、考核评价：遥感专题地图的制作：1.遥感影像地图制作2.土地利用图制作3.植被指数图制作4.三维景观图制作五、教学方法与手段本课程基于工作过程、采用任务引领知识的方法组织、设计、整合教学内容，凝练设计出与工作任务相对应的学习项目，各学习项目由不同的学习型工作任务组合而成，采用任务驱动、项目导向的教学模式，每个学习项目的实施都以学生能独立完成某一航测内业成图应用工作为目的。各项目及其学习型工作任务采用的具体教学方法与手段如表12所示。表9教学方法与手段表学习项目名称学习型工作任务教学方法与手段项目一：遥感技术初识任务一、遥感技术的基础知识案例教学、边讲边练、分组讨论任务二、遥感技术的发展历程与发展趋势案例教学、边讲边练、分组讨论项目二：遥感的物理基础与数据获取任务一、遥感的物理基础案例教学、边讲边练、分组讨论任务二、遥感平台及分类案例教学、边讲边练、分组讨论任务三、遥感传感器与成像原理案例教学、边讲边练、分组讨论项目三：遥感图像处理任务一、遥感数字图像基础案例教学、边讲边练、分组讨论实训一、遥感数字图像处理系统及软件简介案例教学、边讲边练、分组讨论任务二、遥感图像预处理案例教学、边讲边练、分组讨论实训二、几何校正案例教学、边讲边练、分组讨论任务二、遥感图像预处理案例教学、边讲边练、分组讨论实训三、遥感图像融合、镶嵌与裁切案例教学、边讲边练、分组讨论任务三、遥感图像光谱增强案例教学、边讲边练、分组讨论实训四、遥感图像光谱增强案例教学、边讲边练、分组讨论任务四、遥感图像空间增强案例教学、边讲边练、分组讨论实训五、遥感图像空间增强案例教学、边讲边练、分组讨论任务五、遥感图像辐射增强案例教学、边讲边练、分组讨论实训六、遥感图像辐射增强案例教学、边讲边练、分组讨论项目四：遥感图像目视判读任务一、目视判读原理案例教学、边讲边练、分组讨论实训七：目视判读原则与方法及基本步骤案例教学、边讲边练、分组讨论项目五：遥感图像分类任务一、遥感图像分类的原理及过程案例教学、边讲边练、分组讨论实训八：遥感图像的非监督分类案例教学、边讲边练、分组讨论实训九：遥感图像的监督分类案例教学、边讲边练、分组讨论实训十：遥感图像分类后处理案例教学、边讲边练、分组讨论项目六：遥感专题图任务一、遥感影像地图案例教学、边讲边练、分组讨论实训十一、遥感影像地图制作案例教学、边讲边练、分组讨论任务二、土地利用图案例教学、边讲边练、分组讨论实训十二、土地利用图制作案例教学、边讲边练、分组讨论任务三、植被指数图案例教学、边讲边练、分组讨论实训十三、植被指数图制作案例教学、边讲边练、分组讨论任务四、三维景观图案例教学、边讲边练、分组讨论实训十四、三维景观图制作案例教学、边讲边练、分组讨论六、考核与评价本课程考核与评价从课程考核和职业技能认证两个方面进行考核，汇总得出课程整体成绩。见表10。表10课程整体成绩表考核类型成绩权重课程整体成绩课程考核10060%100职业技能认证10040%（一）课程考核该课程考核采用全程跟踪考核模式，教学模式实施线上、线下翻转课堂。考核内容包括知识、技能和态度，最后将各个教学项目的考核成绩按权重进行累加，得出整个课程的评价成果，见表11。表11课程考核成绩表项目名称成绩权重项目成绩项目成绩权重课程考核成绩项目一：遥感技术初识知识10030%10020%100技能10050%态度10020%项目二：遥感的物理基础与数据获取知识10030%10020%技能10050%态度10020%项目三：遥感图像处理知识10030%10020%技能10050%态度10020%项目四：遥感图像目视判读知识10030%10010%技能10050%态度10020%项目五：遥感图像分类知识10030%10015%技能10050%态度10020%项目六：遥感专题图知识10030%10015%技能10050%态度10020%本课程的职业技能认证从理论知识和技能操作两方面进行评定，见表12。表12职业技能认证成绩表考核类型成绩权重考核内容考核方式职业技能认证成绩理论知识10040%遥感图像几何校正遥感图像非监督分类遥感图像专题地图制作卷面（闭卷）100技能操作10060%上机操作七、说明与建议1．课程标准适用范围本课程标准适用于高中毕业生，学制为3年的高职测绘地理信息技术、摄影测量与遥感技术等专业的学生，完成课程的建议学时数为48学时。2．教学建议按照高职教育基于生产过程的教学理念，在教学方法和教学手段上要体现：（1）教学中要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，教师要基于生产过程开发项目任务、引入完成任务需要的知识来进行课程教学设计，使学生在生产启发、探究发现、讨论思辩的过程中，在具体的“生产”过程中学习知识、理解知识、掌握知识，促进学生把知识、技能和行为规范转化为能力和品德，充分体现高职院校“生产育人”的思想。（2）教学中以工作任务为引领，加强对学生职业能力的培养，强调理论与实践的一体化教学。教学以学生为主，根据完成任务的需要，引入相关知识，使学生在实践的基础上将知识内化为技能。（3）教学中应突出技能培养目标，注重对学生实际操作能力的训练，基于生产过程组织教学，让学生边学边练，以此激发学生学习兴趣，增强教学效果