《无人机多源数据融合与应用》课程教学大纲

《无人机多源数据融合与应用》教学大纲课程名称：无人机多源数据融合与应用英文名称：IntegrationandApplicationofMulti-SourceDataforUnmannedAerialVehicles课程编号：F094091922学分：2总学时/课内实践学时：32学时/课内实验学时32+课内上机学时0+其他实践学时0课程性质：选修课程开课单位：数理科学与工程学院统计系基层教学组织适应对象：应用统计学专业课程简介无人机多元数据融合与应用是应用统计专业开设的重要专业方向拓展课，对于培养学生实践实操能力和创新能力具有重要意义。该课程的任务是使学生了解无人机成像的基本原理、图像解译和多元数据融合原理和方法，熟练应用无人机技术开展对地监测和分析，有效提升学生的实操能力，为学生养成跨学科创新能力打下必要的基础。主要内容包括：无人机基本概念、飞行与控制原理、数据成像技术、不同数据源融合方法及应用等。该课程将理论与无人机对地监测应用紧密结合，以讲授法、案例教学和多媒体教学为主要教学方法，考核方式为考查。在授课过程中，介绍我国大疆无人机的先进典型和创新创业历程，激发学生投身科技强国的历史洪流中，增强民族自豪感和自信心，从而完成爱国主义教育。Thecourse"IntegrationandApplicationofMulti-SourceDataforUAVs"isanimportantspecializedextensioncourseofferedwithintheappliedstatisticsmajor,withsignificantimplicationsforcultivatingstudents'practicalskillsandinnovationcapabilities.ThemissionofthiscourseistofamiliarizestudentswiththebasicprinciplesofUAVimaging,imageinterpretation,andtheprinciplesandmethodsofmulti-sourcedatafusion.ItaimstoenableproficientapplicationofUAVtechnologyforterrestrialmonitoringandanalysis,effectivelyenhancingstudents'practicalskillsandlayingnecessaryfoundationsforinterdisciplinaryinnovation.KeycontentincludesUAVbasicconcepts,flightandcontrolprinciples,dataimagingtechniques,variousmethodsofdatasourcefusion,andtheirapplications.ThecoursetightlyintegratestheorywithpracticalUAV-basedterrestrialmonitoringapplications,employingteachingmethodssuchaslectures,casestudies,andmultimediainstruction,withassessmentconductedthroughexaminations.Throughouttheteachingprocess,thecourseintroducesadvancedexamplesofChineseDJIUAVs,inspiringstudentstocontributetothehistoricalsurgeofbuildingastrongcountrythroughscienceandtechnology,therebyfosteringnationalprideandconfidence,andaccomplishingpatriotismeducation.课程目标1.思政目标：加强学生动手实践能力和科学思维方法训练的培养，提高学生从现实生活生产中发现问题、分析问题和解决问题的能力，促进辩证唯物思想的完善。通过大疆无人机创新发展历程的案例中，激发学生爱国主义情怀和科技报国的使命担当。2．知识目标：掌握无人机数据获取和多元数据融合的基本原理、相关流程和数据融合处理技能。3．能力目标：学生在无人机应用和多元数据融合方面得到进一步的培养和训练，为学习有关专业课程和提高学生职业技能方面奠定坚实的基础。Ideologicalandpoliticalgoals1:Strengtheningstudents'hands-onpracticalskillsandtraininginscientificthinkingmethodsaimstoenhancetheirabilitytoidentify,analyze,andsolveproblemsarisingfromreal-lifeproductionscenarios,therebypromotingtherefinementofdialecticalmaterialistthinking.ThroughcasestudiesonDJI'sinnovativedevelopmentjourneyinUAVtechnology,studentsareinspiredtoembracepatriotismandupholdthemissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.Knowledgegoals2:Masteringthefundamentalprinciples,relevantprocesses,andskillsindataacquisitionbyUAVsandthefusionofmulti-sourcedata.Abilitygoals3:FurthercultivatingandtrainingstudentsintheapplicationofUAVsandthefusionofmulti-sourcedataestablishesasolidfoundationforstudyingrelatedspecializedcoursesandenhancingstudents'professionalskills.课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对应用统计学专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：知识要求1.1具有扎实的数学基础，受到比较严格的科学思维训练。21.2掌握统计学的基本思想和收集数据的方法，并能够根据数据的特点选用恰当的统计方法进行分析、推断和预测；了解统计学理论与方法的发展动态及其应用前景。2毕业要求2：能力要求2.4具有理论联系实际的能力和一定的创新能力，具备自主学习、知识更新和自我发展的能力。32.5掌握中外文资料查询、文献检索及应用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有初步的科学研究和实际应用能力。3毕业要求3：素质要求3.1思想道德素质。具有良好的政治思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识和团队合作精神；具有良好的心理素质和积极的人生观。13.2知识素质。具有扎实的统计专业理论功底，具备与统计工作密切相关的数据分析和数据处理知识。3课程教学安排课程共有3项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1无人机成像的基本原理、图像解译原理及流程职业教育、爱国教育、辩证唯物思想培养882无人机多元数据融合原理和方法科学精神培养12123无人机多元数据融合综合案例科学精神培养1212合计3232教学安排1.无人机成像的基本原理、图像解译原理及流程教学要求：掌握无人机数字成像的基本原理，能够熟练操作无人机开展对靶标监测，获取实施动态无人机影像数据，了解无人机图像预处理（图像去噪、裁剪、拼接等），熟悉无人机图像数据处理的具体流程。教学重点：无人机成像及解译的基本原理教学难点：无人机影响预处理方法思政元素：通过讲述我国大疆无人机发展历程和先进性能，激发学生的民族自豪感，提振学生在学习和科研中永攀高峰的自信心，实现对学生进行生动的爱国主义教育。教学内容：无人机成像的基本原理无人机影像的解译原理和流程（3）无人机影像数据预处理方法介绍2.无人机多元数据融合原理和方法教学要求：了解无人机影像数据的来源与特征，掌握无人机多元数据融合的数学原理及方法，能够利用对地监测影响数据，基于专业影像处理软件完成无人机多元数据融合。比较不同融合方法的效率和数据产品质量。教学重点：无人机多元数据融合的数学原理及方法教学难点：无人机多元数据方法的适用性和精度评价思政元素：通过课程教学，培养学生的批判性思维能力，在开展无人机对地监测和探索自然过程中，实现对学生惟实惟真的科学精神培养。教学内容：（1）无人机影像数据的来源与特征（2）无人机多元数据融合的数学原理（3）无人机多元数据融合方法概述（4）无人机多元数据融合方法的实效性和精度评价3.无人机多元数据融合综合案例教学要求：依托学校优势专业平台，选定合适的无人机对地监测区域，开展无人机遥感监测，获取高精度监测影像数据；利用专业数据处理软件，完成无人机多元数据有效融合，形成综合案例。教学重点：无人机监测区域选择、无人机飞行控制和影像数据获取与预处理教学难点：无人机多元数据融合方法选择与精度控制思政元素：在开展无人机对地监测和评价中，提升学生理论联系实际，数据服务生产的综合实践能力，强化对学生科学精神和为社会主义服务素养的培育。教学内容：（1）无人机对地监测对象选择和监测区域框定（2）无人机飞行轨迹设计与控制（3）高精度无人机监测影像数据获取与数据预处理（4）无人机多元数据融合方法选择和实施（5）多元数据融合产品的质量精度评价课内实践教学内容及要求无课程考核与评价表4：成绩评