中国海洋大学 卫星海洋学 课程大纲(理论课程)
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中国海洋大学光谱学课程大纲(理论课程)英文名称SPECTROSCOPY【开课单位】物理系【课程模块】专业知识【课程编号】【课程类别】选修【学时数】36 (理论28 实践8 )【学分数】2备注:课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能;课程类别为必修或选修。
一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。
(一)教学对象物理学专业、光信息科学与技术专业等具有原子物理专业基础的高年级本科生(二)教学目标及修读要求1、教学目标通过本课程的学习,使学生了解光谱学的原理和特点,知识认识物质结构同光谱之间的联系,进一步了解光谱学在现代生活、科技等领域中的应用。
通过了解光谱理论与技术在实际中的应用以及同物理、化学、光学等学科之间的联系,培养学生的综合运用知识能力、独立思考能力、学习意识和创新意识。
2、修读要求光谱学是一门多学科交叉的课程,主要研究光与物质之间的相互作用现象及作用机理,并被广泛应用于物质结构研究和分析。
课程介绍光谱学的基本概念、原理、有关计算与应用,在内容上包括原子光谱、分子光谱,振动光谱、转动光谱、电子光谱和散射光谱等。
通过光谱学基础课程的学习,进一步理解物质的能级结构与光谱的关系,掌握光谱学的基本概念与原理,对激光及激光光谱技术有一定的了解,了解光谱技术在实际中的应用;能够与本专业知识相结合,了解本专业知识同光谱学知识之间的相互促进关系,从而培养学生的创新意识及独立思考能力。
(三)先修课程(参照2011版人才培养方案中的课程名称,课程名称要准确)量子物理二、教学内容本课程主要讲述原子光谱和双原子分子光谱,具体内容及要求如下:绪论了解光谱学的研究对象和发展过程,它在新科学上的应用范围和发展。
第一章光谱概述1. 主要内容: 光的基本性质和光和物质相互作用的经典规律;发光和光谱物理机理;吸收、发射和散射光谱等基本概念;光谱学的应用。
2. 教学要求:了解光的基本性质和光和物质相互作用的经典规律;掌握发光和光谱物理机理;熟悉吸收、发射和散射光谱等基本概念;了解光谱学的广泛应用。
卫星海洋学课程设计一、课程目标本课程旨在介绍卫星海洋学的基本概念、原理、方法和应用,使学生能够:1.了解近地轨道卫星在海洋学中的应用和作用;2.掌握卫星遥感技术分析海洋环境的基本方法;3.熟悉卫星海洋学的发展动态和相关应用;4.能够应用卫星海洋学技术解决相关实际问题。
二、课程大纲第一章卫星海洋学综述1.1 卫星海洋学简介 1.2 卫星海洋学的历史发展 1.3 人造卫星的基本知识 1.4 卫星观测的基本概念第二章卫星遥感技术在海洋学中的应用2.1 卫星遥感技术概述 2.2 海洋地理信息系统 2.3 海洋遥感数据获取和处理 2.4 卫星遥感在海洋中的应用实例第三章卫星海洋学的前沿领域3.1 海洋地球观测卫星计划 3.2 浅海信息获取技术 3.3 海洋生态系统监测技术 3.4 海洋环境污染监测技术第四章卫星海洋学在海洋资源开发中的应用4.1 海洋资源开发的需求 4.2 卫星海洋学在海洋资源开发中的地位和作用 4.3 卫星遥感技术在海洋资源开发中的应用第五章卫星海洋学在海洋灾害应急中的应用5.1 海洋灾害现状与挑战 5.2 卫星海洋学在海洋灾害应急中的地位和作用 5.3 卫星遥感技术在海洋灾害应急中的应用三、教学方法本课程采用理论授课、案例分析和课堂讨论相结合的教学方法。
在理论讲解的基础上,通过案例分析和课堂讨论,引导学生思考、理解和掌握卫星海洋学原理、方法和应用。
同时,通过相关实验和任务,培养学生应用卫星海洋学技术解决实际问题的能力。
四、期末考核本课程考核采用闭卷考试和课程设计相结合的方式。
闭卷考试主要测试学生对卫星海洋学知识的理解和掌握情况,占总成绩的50%;课程设计则要求学生运用卫星海洋学技术,实现相关任务,并通过报告的形式展示出来,占总成绩的50%。
五、参考教材1.《卫星海洋学原理及应用》2.《卫星遥感海洋与气象学》3.《海洋卫星遥感技术及其应用》六、教学进度本课程共12周,按如下进度安排:日期主题第1周-第2周卫星海洋学综述第3周-第4周卫星遥感技术在海洋学中的应用第5周-第6周卫星海洋学的前沿领域第7周-第8周卫星海洋学在海洋资源开发中的应用第9周-第10周卫星海洋学在海洋灾害应急中的应用第11周-第12周课程设计展示七、课程设计本课程设计要求学生根据教师指定的任务,运用卫星海洋学技术,实现相关目标,并通过报告的形式展示出来。
海洋科学专业人才培养方案学科门类理学专业代码 070701 授予学位理学学士学位(2016级本科生开始执行)一、培养目标本专业培养海洋科学(特别是物理海洋学)理论基础扎实、专业知识丰富,能够从事海洋科学及其相关领域的理论研究、应用研究以及教学工作的高素质创新型人才。
具体培养目标如下:(1)具有良好的思想道德和较高的人文科学素养;(2)具备海洋科学的基本理论、基础知识和基本技能;(3)掌握海洋科学领域专项技能,具备海洋科学综合分析能力;(4)具备在海洋科学及相关领域从事科研、教学工作的基本素养;(5)具有国际视野。
二、毕业生能力要求1.具有科学精神、敬业精神和团结合作精神,具有社会责任感、海洋意识和人文科学素养;2.具备扎实的数学、物理基础;3.系统而坚实地掌握海洋科学,特别是物理海洋学的基本理论、基本知识和应用技能,能够清晰描述海洋动力过程,具备分析和理解海洋动力过程的能力,了解海洋科学及相关学科发展的最新动态;4.具备海洋调查的能力、室内实验的能力、自主设计实验及综合实践能力;5.具备较强的计算机应用能力,数据获取及分析处理能力;6.具备使用外语阅读文献和交流的能力;7.具有良好科学素养和创新精神、较强的自学能力和独立工作的能力。
三、支撑学科支撑本专业的一级学科:海洋科学、大气科学;二级学科:物理海洋学。
四、毕业学分要求课程体系学分要求必修选修合计公共基础层面思想政治类 1572.5 高等数学类 25大学外语类 10大学物理类 15.5军事、体育类 7通识教育层面通识教育课程8 8专业教育层面学科基础课程2370专业知识课程 1910工作技能课程16 2总计 130.520150.5五、专业核心课程1.海洋学I(64课时,4学分)2.近海区域海洋学(32课时,2学分)3.流体力学(64课时,4学分)4.海洋调查I(48课时,3学分)5.卫星海洋学(48课时,3学分)6.物理海洋学(64课时,4学分)7.海洋要素计算(48课时,3学分)8.流体力学实验(16+32课时,2学分)9.海洋调查实习II(2周,2学分)10.海洋环流(32课时,2学分)六、专业特色课程1.海浪(32课时,2学分)2.海洋内波(32课时,2学分)3.物理海洋实验(16+32课时,2学分)4.风暴潮(32课时,2学分)5.潮汐(32课时,2学分)6.极地海洋学(32课时,2学分)7.海洋-大气相互作用(32课时,2学分)8.海洋台站实习(3周,2学分)七、实践环节(一)必修实践环节(37.5学分)1.Fortran程序设计(64课时,4学分)2. 海洋-大气数据可视化(48课时,1.5学分)3.海洋科学类见习(48课时,1.5学分)4.计算方法(32课时,1学分)5.流体力学实验(48课时,2学分)6.创新创业教育(2学分)7.毕业论文(6周,6学分)8.海洋调查仪器操作(16课时,0.5学分)9.海洋调查实习I(2周,2学分)10.海洋调查实习II(2周,2学分)11.海洋要素计算上机实验(16课时,0.5学分)12.大学物理实验I(48课时,1.5学分)13.大学物理实验II(48课时,1.5学分)14.大学物理实验III(48课时,1.5学分)17. 军事训练(2周,1学分)18. 体育I-IV(128课时,4学分)19. 毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论(64课时,2学分)(二)选修实践环节1.海洋台站实习(3周,2学分)2.物理海洋实验(48课时,2学分)八、课程设置及修读要求(一)公共基础与通识教育层面修课要求课程类别课程代码课程名称英文名称先修课程必修思想政治理论008101101023思想道德修养和法律基础Mentality and Morality Improvement andBasics of Law 008101101025中国近现代史纲要General Outline of Chinese Modern History 008101101021马克思主义基本原理概论Introduction to the Fundamental Principleof Marxism 008101101019毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论Introduction to Maoism and Theoretical System of Chinese Socialism 008101101013形势与政策ⅠCurrent Situation and Policy Ⅰ008101101015形势与政策ⅡCurrent Situation and Policy Ⅱ高等数学008401101045高等数学Ⅰ1 AdvancedMathematicsⅠ1008401101047高等数学Ⅰ2 AdvancedMathematicsⅠ2 高等数学Ⅰ1 008401101059线性代数Linear Algebra 高等数学Ⅰ1 008401101063概率统计Probability and Statistics 高等数学Ⅰ2 008401101061数学物理方法A Methods of Mathematical Physics A 线性代数大学物理008601101093大学物理Ⅰ1 College Physics I1 高等数学Ⅰ1 008601101097大学物理Ⅰ2 College Physics I2 大学物理Ⅰ1 008601101101大学物理Ⅰ3 College Physics I3 大学物理Ⅰ2 008601102095大学物理实验1 College Physics Experiment 1 高等数学Ⅰ1 008601102099大学物理实验2 College Physics Experiment 2 大学物理实验1 008601102103大学物理实验3 College Physics Experiment 3 大学物理实验2大学外语008301101033大学英语Ⅰ CollegeEnglishⅠ008301101035大学英语Ⅱ CollegeEnglishⅡ008301101037大学英语Ⅲ CollegeEnglishⅢ008301101039大学英语Ⅳ CollegeEnglishⅣ008301101135大学英语拓展类课程Extended College English Level A Series 大学英语Ⅲ或选修大学俄语、大学西班牙语等另外一种外语的四个等级课程,修满10学分。
中国海洋大学数值分析课程大纲(理论课程)英文名称Numerical Analysis【开课单位】信息科学与工程学院计算机系【课程模块】专业知识【课程编号】080503211297 【课程类别】选修【学时数】64 (理论48 实践16 )【学分数】 3.5备注:课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能;课程类别为必修或选修。
一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。
教学对象计算机系数字媒体技术方向二年级学生(二)教学目标及修读要求1、教学目标通过本课程的学习,学生应充分理解数值分析的特点,使学生掌握常见数学模型和公式的基本数值处理方法和处理数值问题的基本思路,培养基本的设计、分析和判断数值处理方法的能力,为数字媒体技术方向的其它课程的学习打下坚实的基础。
2、修读要求本课程是计算机系数字媒体技术方向专业知识教育层面选修课,先修课程为高等数学Ⅰ2,并且是图形学的基础课程。
在选修本课程前,学生应该熟悉各种常见的数学模型和数学公式,熟练掌握极限理论及其推演方法,至少具备一种计算机语言的编程能力。
(三)先修课程高等数学Ⅰ2二、教学内容(一)引论1、主要内容:宣布教学计划、补充介绍数值分析研究的对象及其重要性,算法的定义及特点,误差的定义、分类、特点,有效数字的定义,误差分析的方法与原则。
2、教学要求:掌握误差、误差限、有效数字的概念,理解误差分析的方法与原则以及在数值计算中应注意的一些方面,了解数值分析的发展历史及其重要性。
3、重点、难点:重点是误差、误差限、有效数字的概念,难点是有效数字与误差限之间的关系。
4、其它教学环节:无(二)第一章插值法1、主要内容:插值法的问题描述,拉格朗日插值公式及余项的定义,埃特金算法,牛顿插值公式及余项定义,埃尔米特插值,分段插值,样条函数,曲线拟合的最小二乘法。
2、教学要求:掌握拉格朗日插值与牛顿插值这形式不同而实质相等的两种插值的构造方法、计算过程及余项估计,埃尔米特插值的概念及余项估计,分段低次插值、三次样条插值的概念及余项估计,由已知数据求出在最小二乘原则下的一次和二次类型的拟合函数。
大气科学专业目录海洋学I (1)流体力学 (7)流体力学实验 (12)海洋调查实习 (16)理论力学 (22)计算方法 (25)大气物理学 (29)大气探测 (35)天气学原理 (40)动力气象学 (43)气象统计 (46)数值天气预报基础 (49)大气科学导论 (52)卫星气象学和雷达气象学 (54)大气环流引论 (56)非线性大气动力学 (58)气候学基础 (61)海洋-大气相互作用 (63)海洋气象学 (65)物理海洋学 (67)卫星海洋学 (73)海洋环流 (75)数值天气预报模式 (77)气象资料分析 (79)天气学分析 (81)天气预报实习 (84)海洋学I开课院系:海洋环境学院课程编号:070702101287课程英文名称:Oceanography课程总学时:68 总学分:4含实验或实践学时:学分:授课对象:大气科学专业本科生使用教材:海洋科学导论编者:冯士笮、李凤岐、李少菁主编出版社:高等教育出版社出版时间及版次: 2001年7月3版课程教学目标与基本要求:《海洋学》课程定位:是海洋科学和海洋技术各相关专业一门重要的专业基础课,是一门内容宽泛、重点突出、概念准确的海洋科学入门课程,是进入高层次海洋研究的基础。
《海洋学》的主要教学内容,是以物理海洋学为核心和纽带,有机结合海洋化学、海洋生物学、海洋地质学等学科中的相关内容。
教学内容涉及与海洋有关的最基本的现象、过程、概念、理论以及观测手段、研究方法、研究成果及应用的最新进展。
目的使学生较全面认识海洋。
该课程以课堂授课为主,要求以浅显易懂、清晰准确的语言,描述海洋中发生的各种现象和过程。
教学方式以多媒体授课为主,结合课堂讨论、学生讲坛等形式。
考试形式:闭卷与开卷及平时练习相结合。
各部分比例:闭卷50%、开卷20%、平时思考题10%、平时练习20%。
学习参考书(注明编者,出版社,出版时间及版次):《海洋学》,杨殿荣主编,高等教育出版社,1986;《海洋科学概论》,陈宗庸等,青岛海洋大学出版社,1992;各种外文版教材,如:流体力学开课院系:海洋环境学院课程编号:070702101203课程英文名称:Fluid Mechanics课程总学时:85 总学分:5含实验或实践学时:学分:推荐使用教材:流体动力学编者:李心铭出版社:青岛海洋大学出版社出版时间及版次: 1997年课程教学目标与基本要求:使学生系统掌握流体运动的一般规律及其有关的基本概念,基本理论,基本计算方法和基本实验技能,为以后的专业知识的学习打下牢固的基础。
【P1】卫星海洋学涉及的详细内容有;①海洋遥感的原理和方法:包括遥感信息形成的机理、各种波段的电磁波(可见光、红外光和微波)在大气和海洋介质中传输的规律以及海洋的波谱特征。
②海洋信息的提取:包括与海洋参数相关的物理模型、从遥感数据到海洋参数的反演算法、遥感图像处理和海洋学解释、卫星遥感数据与常规海洋数据在各类海洋模式中的同化和融合。
③满足海洋学研究和应用的传感器的最佳设计和工作模式:包括光谱波段和微波波段频率的选择、光谱分辨率和空间分辨率的要求、观测周期和扫描方式的研究以及传感器噪声水平的要求。
④反演的海洋参数在海洋学各领域中的应用。
卫星遥感所获得的海洋数据具有观测区域大、时空同步、连续的特点,可以从整体上研究海洋。
【P6】我国气象卫星包括两个主要系统:极轨卫星系统和地球静止卫星系统。
我国第一代极轨卫星系统“风云一号”系列我国第一代地球静止气象卫星“风云二号”系列我国研制的第二代太阳同步轨道气象卫星“风云三号”【P8】2002年5月15日,我国第一颗海洋探测卫星“海洋一号”A与“风云一号”D气象卫星作为一箭双星同时发射升空。
【P30】红外波段的波长为0.7-1000μm,位于可见光波段的红光以外。
按波长可细分为近红外(15-1000μm)。
【P31】遥感按照电磁波的光谱可分为可见光与红外反射遥感、热红外遥感和微波遥感;按照目标的能量来源可分为主动式遥感和被动式遥感;按照传感器使用的平台可分为航天或卫星遥感、航空遥感、地面遥感;按照空间尺寸可分为全球遥感、区域遥感和城市遥感;按照应用领域可分为资源遥感与环境遥感;按照研究对象可分为气象遥感、海洋遥感和陆地遥感;按照应用目的可分为陆地水资源遥感、土地资源遥感、植被资源遥感、海洋环境遥感、海洋资源遥感、地质调査遥感、城市规划和管理遥感、测绘制图遥感、考古调査遥感、综合环境监测遥感和规划管理遥感等。
【P33】NOAA/TIROS系列卫星载有改进型甚高分辨率辐射计(AVHRR)【P37】“风云一号”的主要传感器是多通道可见光和红外扫描辐射计(MVISR)俗名十通道扫描辐射计。
附件2:中国海洋大学环境海洋学课程大纲(理论课程)英文名称(Environmental Oceanography)【开课单位】环境科学与工程学院【课程模块】学科基础【课程编号】【课程类别】必修【学时数】51 (理论51 实践)【学分数】 3备注:课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能;课程类别为必修或选修。
一、课程描述(一)教学对象环境科学专业本科四年制二年级学生(二)教学目标及修读要求讲授环境海洋学的基础理论、基本知识和主要方法,使学生熟悉海洋环境的基本特征、海洋环境地学与资源、海水特殊的物理性质和海水运动的主要形式、规律和机制;认识海水主要化学特征,了解海洋环境中污染物质的化学行为, 即污染物质在海洋环境中迁移、转化及归宿等规律;理解海洋生物的主要类群及其与非生物环境的关系,了解海洋生态系统的结构和功能,掌握海洋中的初级生产和次级生产过程,熟悉海洋中的物质循环和能量传递过程;初步了解海洋管理的有关知识。
特别是从动力学角度出发,认识海洋中物理、化学与生物等过程之间的相互作用及其与海洋环境变化和生态系统演变之间的关系。
要求对环境海洋学的知识体系有系统了解,为以后以海洋为对象的环境科学和工程领域的学习和应用打下基础。
(三)先修课程:环境科学概论二、教学内容(一)第一章绪论1、主要内容:环境科学、海洋科学、以及环境海洋学等学科基本概念,以及学科间的联系;海洋环境变化与生态破坏的历史与未来趋势。
2、教学要求:了解环境科学和海洋科学的发展史及其趋势,对环境海洋学有概括的认识。
3、重点、难点:海洋环境问题的特点以及复杂性。
(二)第二章海洋环境地学1、主要内容:从宏观上认识全球海洋分布、自然特征及资源与环境特点、地质灾害等。
2、教学要求:了解我国区域海洋的地理、地质特征;认识深海大洋的结构特点;了解海洋资源、海洋灾害的概念及分布特征等。
3、重点、难点:海与洋的基本概念、主要类型以及特征;海洋地质环境灾害的环境效应。
中国海洋大学海洋遥感专业实验课程大纲课程英文名称Ocean Remote Sensing Experiments【开课单位】信息科学与工程学院海洋技术系【课程模块】工作技能【课程编号】【课程类别】必修【学时数】48学时【学分数】 1.5一、课程描述本实验课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。
1、适用专业:海洋技术专业。
2、实验的任务、性质与目标本课程主要培养学生的动手能力,通过软件或编程掌握遥感图像的基本处理,包括几何校正、辐射校正、数据融合、影像镶嵌等,学会遥感数据的处理及分析,包括数据读取、预处理及产品输出等。
使学生能够了解常用的卫星资料格式、常用遥感软件的基本操作,以及遥感数据的处理分析等,加深对遥感的概念和技术的理解。
3、实验方式与基本要求实验方式采用上机操作。
基本要求是能够通过图形处理软件或编程软件完成各实验项目。
二、实验内容三、实验报告每节课会根据所讲内容安排作业内容,实验报告则是根据作业内容进行实际操作,并将步骤记录清楚,并记录最终结果。
四、考核方式与评价指标考核方式分为:日常考勤、操作考核、实验报告。
其中日常考勤10%,操作考核30%,实验报告60%。
五、实验课的配套教材、讲义与指导书1、《ENVI遥感影像处理教程》,李小娟,中国环境科学出版社, 2007年2月第一版。
2、《ENVI遥感影像处理专题与实践》,赵文吉,中国环境科学出版社, 2007年4月第一版。
3、《卫星海洋遥感导论》,刘良明,武汉大学出版社, 2005年10月第一版。
4、《遥感实习教程》,刘慧平、秦其明、彭望琭、梅安新,高等教育出版社, 2011年7月第一版5、《遥感导论》,梅安新、彭望琭、秦其明、刘慧平,高等教育出版社, 2001年第一版。
六、撰写小组成员:曲利芹、赵朝方、管磊、陈文忠撰写时间:2012年4月16日七、审核人:陈文忠八、院(系)学术委员会签章。
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修一、课程介绍1.课程描述海洋学和海洋化学专业实习是化学专业海洋化学方向本科生进行海洋科学类专业课程学习的海上实践环节,是国家精品课程、国家精品资源共享课《海洋化学》和山东省精品课程《海水分析化学》的组成部分。
实习以海洋科学考察实习船为载体,在海洋现场开展海洋学(包括海洋水文、气象、生物和地质)以及海洋化学要素的观测,使学生掌握海洋观测调查分析和研究的基本方法和基本技能,加深对海洋科学相关课程的理解和运用。
实习于第3学年夏季学期实施。
化学专业应用化学方向学生可选修或作为专业实习的替代课程。
实习区域:中国陆架边缘海域。
实习船舶:“东方红2”海洋科学考察实习船,或性能相当的科考实习船,要求(1)有100~120人的实习人员住宿容量,(2)化学各要素分析和样品处理所需实验室6~8间,(3)能满足昼夜连续观测和大面观测,水文、气象、生物、化学各要素观测分析及沉积物采样等工作共同进行。
2.设计思路- 1 -化学专业海洋化学方向本科生学习《海洋学》和《海水分析化学》、《化学海洋学》等海洋化学类专业课程,需要有在海洋现场实践的学习环节。
考虑到海洋科学的整体性和化海洋化学人才培养的实际情况,将海洋学教学实习和海洋化学专业实习结合在一起,开设《海洋学和海洋化学专业实习》。
实习包括三个阶段:(1)调查研究方案制定和物品器材准备。
(2)海上综合训练和研究实践,包括实习项目综合规范化训练(了解和熟悉各海洋学要素的观测、调查分析方法)和海洋现场观测、调查与分析综合研究实践(学生按观测调查项目分配定岗,在目标海域进行大面和连续观测调查)两部分。
(3)数据资料整理汇总和报告。
三个阶段的实习共分作8个模块进行。
学生通过海洋现场观测调查和数据资料处理,学习、发现、分析并研究海洋学和海洋化学的科学问题,培养热爱海洋的工作热情和不怕吃苦的工作精神,实现海洋科学与技术人才的培养目的。
附件2:中国海洋大学卫星海洋学课程大纲(理论课程)英文名称: Satellite Oceanography【开课单位】海洋环境学院海洋系【课程模块】专业知识【课程编号】【课程类别】必修【学时数】48 (理论实践)【学分数】 3备注:课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能;课程类别为必修或选修。
一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。
(一)教学对象海洋科学专业本科生(必修),地学领域其他专业(可选修)。
(二)教学目标及修读要求1、教学目标(课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标)知识方面:使学生理解遥感原理及其卫星在海洋学观测中的应用,并且学会获取和实际使用卫星资料;了解国内外卫星遥感基本信息;掌握电磁波辐射与传播的基本理论;理解大气和海水的吸收和散射机理;理解可见光水色扫描仪、热红外与微波辐射计等仪器原理;掌握叶绿素、海面温度、盐度等物理要素的基本遥感机理。
技能方面:学会获取和读取卫星遥感资料、实际使用卫星遥感数据绘图和做简单的统计分析,并且学会撰写科学研究的技术报告。
态度:培养学生理论联系实际的科学研究态度2、修读要求(简要说明课程的性质,与其他专业课程群的关系,学生应具备的基本专业素质和技能等)《卫星海洋学》是海洋科学专业的专业必修课,属于理论课。
该门课程是海洋科学专业7门核心课程之一,属于大学物理(光学、电磁学)在海洋学领域的延伸课程,可培养学生在海洋学领域的科研能力。
与其他专业课程之间没有隶属关系,但是与《物理海洋学》联系比较密切。
《物理海洋学》为海洋学研究提供理论基础,《卫星海洋学》为海洋学研究提供观测数据和方法。
选课前学生应具备良好的数学物理基础,以及计算机使用、绘图和统计分析的技能。
(三)先修课程(参照2011版人才培养方案中的课程名称,课程名称要准确)高等数学I1,高等数学I2,大学物理I1,大学物理I2,大学物理I3,概率统计,大学计算机基础,Fortran程序设计二、教学内容(一)第一章绪论1、主要内容:➢卫星海洋遥感的应用:什么是卫星海洋学,卫星海洋学探测的发展阶段;➢中国气象卫星的发展:极轨和地球静止气象卫星系统;➢中国海洋卫星的发展:海洋系列卫星,海洋卫星和气象卫星的比较;➢中国卫星发展的现状和目标;➢数据分发:包括数据共享方式、数据格式和数据分级;➢海洋遥感信息和数据相关网站介绍➢讲解和布置大作业2、教学要求:➢了解国内外卫星遥感基本信息;➢了解大作业形式和要求,布置大作业。
3、重点、难点:重点:海洋卫星和气象卫星的比较;数据格式和数据分级。
难点:无4、其它教学环节:无(二)第二章气象卫星与水色卫星1、主要内容:➢遥感和遥感技术:遥感的定义和遥感类型的划分;➢气象卫星和主要传感器;➢中国风云卫星和主要传感器;➢中国卫星发展的现状和目标;➢水色卫星和主要传感器:三种重要的水色传感器CZCS,SeaWiFS,MODIS;➢中国“海洋一号”卫星及数据产品2、教学要求:➢了解国内外气象卫星与水色卫星传感器的基本信息;➢掌握海洋及气象数据的分发方式,学会搜索和下载数据的方法。
3、重点、难点:重点:遥感类型的划分;三种重要的水色传感器。
难点:无4、其它教学环节:结合教学内容,布置一份小作业,学生下载数据并作基本的绘图。
(三)第三章海洋卫星与陆地卫星1、主要内容:➢携带微波传感器的海洋卫星➢欧洲遥感卫星ERS-1/2和ENVISAT➢携带高度计的卫星➢携带合成孔径雷达的加拿大卫星RADARSAT➢携带散射计的卫星➢陆地和海岸带观测卫星➢历史上著名的海洋观测卫星2、教学要求:➢了解国内外海洋卫星与陆地卫星基本信息;➢了解不同海洋卫星的用途;3、重点、难点:重点:不同类别卫星的主要用途。
难点:无4、其它教学环节:无(四)第四章卫星轨道与分辨率1、主要内容:➢牛顿万有引力定律在卫星轨道设计上的应用;➢卫星轨道的基本要素;➢地球同步轨道、太阳同步轨道、高度计专用轨道的特征及其应用;➢卫星的重复周期、传感器的重复周期、传感器的再访问时间三个概念的意义及区分;➢光学分辨率和雷达分辨率的推导方法、异同及其物理意义;讨论不同传感器分辨率差别的来源。
➢掌握不同的卫星轨道特征及其在海洋气象遥感中的应用;➢理解卫星遥感分辨率的推导方法和物理意义。
3、重点、难点:重点:不同卫星轨道的特征及其应用;光学分辨率和雷达分辨率的物理意义及其决定因素。
难点:光学分辨率和雷达分辨率的物理意义。
4、其它教学环节:无(五)第五章电磁辐射1、主要内容:➢电磁波的波段及其在遥感中的应用;➢麦克斯韦方程组及其解的形式;➢辐射术语的引入、相关概念的定义及其在相关遥感领域的应用;➢基尔霍夫定律的物理意义、推广和应用;➢普朗克辐射定律及其衍生定律的关系、在遥感中的应用;➢菲涅耳公式、菲涅耳反射率的定义,菲涅耳反射率的初步应用;➢相对电容率的物理意义及其遥感应用;➢理想海洋遥感的流程推演。
2、教学要求:➢掌握电磁辐射的基本术语;➢理解基尔霍夫定律,掌握其在海洋遥感中的应用;➢理解普朗克辐射定律,掌握其在微波波段的近似方式,理解亮温的概念;➢理解菲涅尔反射率定义,了解其在海洋遥感中的应用,会使用各公式推演海洋遥感的流程。
3、重点、难点:重点:基尔霍夫定律的物理意义和应用;普朗克辐射定律及其衍生定律的应用;亮温的概念;菲涅耳反射率的定义和应用;理想海洋遥感的流程推演。
难点:朗伯表面的理解;理想海洋遥感的流程推演。
4、其它教学环节:根据德拜方程,绘制菲涅尔反射率随温、盐变化的曲线,理解理想情况下的遥感原理。
(六)第六章散射和吸收➢散射和吸收理论的相关概念,包括:复折射率、皮层深度、穿透深度、衰减系数、光学厚度、光学质量等;➢米氏散射和瑞利散射的概念及应用;➢无边界存在时的辐射传输方程和大气校正原理;➢有边界存在时的辐射传输方程和大气校正原理;➢大气窗和大气吸收带的意义及应用。
2、教学要求:➢掌握电磁波散射和吸收理论的相关概念;➢理解大气和海水的吸收和散射机理,包括米氏散射和瑞利散射;➢掌握辐射传输方程和大气校正原理,以及光学厚度概念;➢理解大气窗和吸收带的概念和作用。
3、重点、难点:重点:复折射率的物理意义;皮层深度、穿透深度、光学厚度的概念及应用;米氏散射和瑞利散射的概念及应用;辐射传输方程和大气校正原理。
难点:复折射率的物理意义4、其它教学环节:根据复折射率,估算不同波段在海水中的穿透深度。
(七)第七章辐射计和水色遥感1、主要内容:➢水色的定义与理解,影响水色的要素及不同要素的散射、吸收特性;➢水色遥感的相关概念,包括初级生产力、水体类型、离水辐亮度、遥感反射率等;➢水色传感器即可将光与近红外辐射计的特点,常用水色卫星/传感器的特征与比较;➢水色传感器的测量原理和地物光谱仪现场测量原理;➢水色遥感大气校正的特点与步骤:如何从卫星信号中获取离水辐亮度,包括大气漫透射率和大气直接透射率的理解,大气校正方程各项的校正原理,特别是气溶胶散射的校正原理;➢叶绿素浓度的反演原理:如何从离水辐亮度获取海洋水体特性,包括经验算法、半分析算法和波段比值法的原理,以及在一类和二类水体中的应用;2、教学要求:➢掌握水色遥感的相关概念,包括初级生产力、水体类型、离水辐亮度、遥感反射率等;➢掌握水色遥感常用传感器名称和水色遥感大气校正的特点;➢理解水色传感器的测量原理;➢了解一类、二类水体水色要素反演算法原理。
3、重点、难点:重点:初级生产力、离水辐亮度和遥感反射率的概念;常用水色传感器及其特征;水色遥感大气校正的特点及步骤;叶绿素浓度反演的基本原理。
难点:气溶胶散射校正原理;叶绿素浓度反演的基本原理。
4、其它教学环节:课后了解水色遥感的相关网站,学会下载水色数据并作基本分析。
(八)第八章热红外辐射计1、主要内容:➢红外辐射计简介,包括红外遥感的特点,近红外和热红外遥感的区别;➢常用热红外辐射计介绍,包括A VHRR和MODIS等。
➢热红外辐射计的测量理论,包括波段的选择原理,热红外辐射计遥测温度和现场观测温度的差别等;➢热红外辐射计海表面温度的反演算法,包括多波段法的反演思想,大气校正步骤和常用资料库。
➢热红外辐射计探测的海表面温度资料在研究中的应用举例。
2、教学要求:➢理解热红外辐射计的测量理论;➢了解热红外辐射计海表面温度的反演算法和常用资料库;➢学会使用海表面温度资料进行海洋特征分析。
3、重点、难点:重点:热红外辐射计的波段选择原理;遥测温度和现场观测温度的差别;多波段海表面温度反演算法的思想。
难点:多波段海表面温度反演算法的思想4、其它教学环节:课后了解热红外遥感的相关网站,学会下载海表面温度数据并作基本分析。
(九)第九章微波辐射计1、主要内容:➢微波遥感简介,包括微波波段的特性、微波天线和典型微波传感器的介绍;➢大气对微波遥感的影响,重点介绍水汽和液态水对微波的吸收衰减作用,理解微波辐射计的波段设置原理;➢微波辐射计的辐射传输方程;➢微波辐射计不同频段在反演温度和盐度中的应用,包括单通道算法的反演思想和扫描方式的选取原理;➢平静海面和粗糙海面两种情况下的海面微波发射率模型,粗糙海面情况下主要是双尺度模型和小斜率近似模型;➢海面物理参数反演的两类模型:理论模型和经验模型。
2、教学要求:➢掌握微波辐射计的测量原理和扫描方式;➢理解平静海面和粗糙海面两种情况下海面微波发射率模型;➢掌握微波辐射计风场资料的特点,学会使用微波辐射计海面风场资料进行海洋学分析。
3、重点、难点:重点:大气对微波遥感的影响;微波辐射计的波段设置原理;微波辐射计的扫描方式;单同道算法的反演思想。
难点:微波辐射计的波段设置原理;粗糙海面情况下的海面微波发射率模型。
4、其它教学环节:课后了解微波辐射计遥感的相关网站,学会下载微波辐射计产品如:海表面温度、海面风速等数据并作基本分析。
(十)第十章散射计1、主要内容:➢散射计简介,包括散射计的分类、散射计的频段选取和扫描方式;➢依据散射计的分类,介绍典型的散射计及其数据特点,包括NSCA T,ASCAT和SeaWinds,并对其优缺点进行探讨,进一步介绍新改进的散射计;➢标准化雷达后向散射截面的推导及其物理意义;➢散射计的测风原理,主要是对电磁波在粗糙海面散射的理解,包括镜面反射理论和布喇格共振散射理论;➢海洋风的反演模型:理论模型和经验模型及其对比。
2、教学要求:➢掌握散射计的测风原理;➢掌握微波辐射计和散射计测风的异同;➢理解布喇格共振散射机制,掌握其在散射计测风上的应用;➢掌握不同散射计卫星的数据特点,学会使用散射计海面风场资料进行海洋学分析。
3、重点、难点:重点:散射计频段选取;散射计的测风原理;布喇格共振散射;不同散射计的数据特点。