Бакалавриат
2022/2023
Основы дистанционного зондирования Земли
Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»
Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Курс обязательный (География глобальных изменений и геоинформационные технологии)
Направление:
05.03.02. География
Где читается:
Факультет географии и геоинформационных технологий
Когда читается:
1-й курс, 1-4 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Бушуева Ирина Сергеевна,
Курамагомедов Башир Магомедович,
Медведев Андрей Александрович,
Тельнова Наталья Олеговна,
Трошко Ксения Анатольевна
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
96
Программа дисциплины
Аннотация
Дисциплина предназначена для студентов начальных курсов, знающих основы физической географии, физики, математической статистики и информатики. Курс направлен на формирование знаний о современных способах получения данных дистанционного зондирования и практических навыков сбора, цифровой обработки и тематической интерпретации аэрокосмических снимков для различных задач географических исследований. В курсе рассматриваются такие темы как технологии получения данных и физические основы дистанционного зондирования; свойства и особенности обработки снимков разного типа; основы тематической интерпретации данных дистанционного зондирования в географических исследованиях. Знания и навыки, полученные студентами в результате освоения данного курса, необходимы для изучения учебных дисциплин по тематическому дешифрированию и анализу изображений, пространственному моделированию окружающей среды; для прохождения учебной полевой практики; при подготовке курсовых и квалификационных работ в части самостоятельного подбора и обработки данных дистанционного зондирования.
Цель освоения дисциплины
- Формирование знаний о современных технологиях дистанционного зондирования и о сферах их применения для тематических географических исследований на разных масштабных уровнях
- Приобретение практических навыков сбора, автоматизированной обработки и тематической интерпретации данных дистанционного зондирования различного типа для географических исследований
Планируемые результаты обучения
- 1. Объясняет особенности регистрации излучения от поверхности Земли в разных спектральных диапазонах и при разных способах дистанционного зондирования
- 2. Определяет тип цифрового снимка по источнику получения, спектральному, пространственному разрешению; использует разные способы визуализации снимков
- 3. Проводит геометрическую привязку, коррекцию и ортотрансформирование снимков
- 4. Принимает решение о необходимости радиометрической калибровки и атмосферной коррекции снимков и непосредственно производит такую коррекцию, создает и тематически интерпретирует индексные изображения; проводит предварительную обработку радиолокационных снимков
- 5. Обоснованно выбирает параметры съемки и обработки сверхвысокодетальных оптических данных с БПЛА в зависимости от места проведения и тематики географических исследований
- 6. Подбирает данные, необходимые для решения конкретной тематической научной или прикладной задачи географического исследования из современного фонда аэрокосмических снимков и производных продуктов их обработки, используя все имеющиеся возможности доступа к таким данным
- 7. Распознает и выделяет географические объекты на аэрокосмических снимках различного пространственного разрешения и типа
- 8. Разрабатывает схемы визуального и автоматизированного дешифрирования аэрокосмических снимков различного пространственного разрешения и типа
Содержание учебной дисциплины
- Введение. Значение дистанционного зондирования для географических исследований.
- Основные технологии получения данных дистанционного зондирования
- Физические основы дистанционного зондирования Земли.
- Аэрокосмические снимки как пространственные данные
- Компьютерная обработка аэрокосмических снимков в оптическом диапазоне для улучшения их изобразительных и дешифровочных свойств
- Геометрические свойства аэрокосмических снимков
- Особенности предварительной обработки и тематической интерпретации радиолокационных снимков
- Современный фонд данных дистанционного зондирования
- Основы фотограмметрической обработки аэрокосмических снимков
- Основы дистанционного зондирования с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)
- Основы тематической интерпретации данных дистанционного зондирования в географических исследованиях
- Технология и методика дешифрирования
Элементы контроля
- Практическая работа 1 "История дистанционного зондирования"
- Практическая работа 2 "Орбитальные характеристики ресурсных и метеорологических спутников"Изучение орбитальных характеристик ресурсных и метеорологических спутников Земли при помощи программы Orbitron
- Практическая работа 3 "Спектральные образы природных и антропогенных объектов"
- Практическая работа 4 "Свойства и способы визуализации мультиспектральных снимков"
- Экзамен
- Практическая работа 5 "Радиометрическая калибровка и атмосферная коррекция снимков"
- Практическая работа 6 "Индексные преобразования"
- Практическая работа 7 "Геометрическая коррекция изображений"
- Практическая работа 8 "Радиолокационные изображения"Получение, предварительная обработка и интерпретация радиолокационных изображений
- Практическая работа 9 "Стереофотограмметрическая обработка изображений"Выполнение наземной фотограмметрической съемки одиночного объекта и стереофотограмметрическая обработка полученных данных.
- Практическая работа 10 "Формирование полетного задания для БПЛА"Формирование полетного задания для БПЛА мультироторного типа с различными параметрами съемки выбранного объекта или участка территории
- Домашнее задание ""Фонды аэрокосмических снимков"Работа с электронными фондами аэрокосмических снимков. Анализ обеспеченности аэрокосмическими снимками и производными продуктами их обработки выбранной территории на заданный временной интервал; подготовка каталога метаданных и оценка применимости собранных данных для географических исследований данной территории. Домашнее задание выполняется студентом в часы самостоятельной работы. В период подготовки домашнего задания и представления его результатов на коллоквиуме проводятся регулярные онлайн-консультации с преподавателями.
- Коллоквиум "Современные фонды аэрокосмических снимков"Коллоквиум проводится в формате устного представления и обсуждения результатов отчетов ранее выполненных домашних заданий. Преподаватель устанавливает регламент выступлений, представляющих проект и время на общее обсуждение всех прослушанных докладов.
- Экзамен
- Домашнее задание 1 "Эталонирование снимков"По серии снимков различного пространственного и спектрального разрешения на выбранную территорию студент составляет таблицу дешифровочных эталонов различных географических объектов и пояснительную записку к ней. Домашнее задание выполняется студентом в часы самостоятельной работы. В период подготовки домашнего задания проводятся регулярные консультации с преподавателем
- Домашнее задание 2 "Визуальное дешифрирование"Составление схемы визуального тематического дешифрирования мультиспектрального снимка высокого разрешения на выбранную территорию Домашнее задание выполняется студентом в часы самостоятельной работы. В период подготовки домашнего задания проводятся регулярные онлайн-консультации с преподавателем.
- Домашнее задание 3 "Автоматизированное дешифрирование и классификация изображений"Автоматизированное дешифрирование типов земельного покрова/землепользования по снимкам Sentinel-2 с использованием различных алгоритмов классификации изображений
- Домашнее задание 4 "Визуальный анализ и автоматизированное выявление изменений"Визуальный анализ и автоматизированное выявление изменений земельного покрова/землепользования по серии разновременных мультиспектральных снимков
Промежуточная аттестация
- 2022/2023 учебный год 1 модуль0.1 * Практическая работа 1 "История дистанционного зондирования" + 0.2 * Практическая работа 2 "Орбитальные характеристики ресурсных и метеорологических спутников" + 0.3 * Экзамен + 0.2 * Практическая работа 4 "Свойства и способы визуализации мультиспектральных снимков" + 0.2 * Практическая работа 3 "Спектральные образы природных и антропогенных объектов"
- 2022/2023 учебный год 3 модуль0.1 * Практическая работа 6 "Индексные преобразования" + 0.05 * Коллоквиум "Современные фонды аэрокосмических снимков" + 0.15 * Домашнее задание ""Фонды аэрокосмических снимков" + 0.1 * Практическая работа 7 "Геометрическая коррекция изображений" + 0.3 * Экзамен + 0.1 * Практическая работа 9 "Стереофотограмметрическая обработка изображений" + 0.05 * Практическая работа 5 "Радиометрическая калибровка и атмосферная коррекция снимков" + 0.15 * Практическая работа 8 "Радиолокационные изображения"
- 2022/2023 учебный год 4 модуль0.1 * Практическая работа 10 "Формирование полетного задания для БПЛА" + 0.2 * Домашнее задание 1 "Эталонирование снимков" + 0.25 * Домашнее задание 2 "Визуальное дешифрирование" + 0.2 * Домашнее задание 4 "Визуальный анализ и автоматизированное выявление изменений" + 0.25 * Домашнее задание 3 "Автоматизированное дешифрирование и классификация изображений"
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- James B. Campbell, & Randolph H. Wynne. (2011). Introduction to Remote Sensing, Fifth Edition: Vol. 5th ed. The Guilford Press.
Рекомендуемая дополнительная литература
- Margarita N. Favorskaya, & Lakhmi C. Jain. (2017). Handbook on Advances in Remote Sensing and Geographic Information Systems : Paradigms and Applications in Forest Landscape Modeling. Springer.
- Sam J. Purkis, & Victor V. Klemas. (2011). Remote Sensing and Global Environmental Change. Wiley-Blackwell.
- Siamak Khorram, Cynthia F. van der Wiele, Frank H. Koch, Stacy A. C. Nelson, & Matthew D. Potts. (2016). Principles of Applied Remote Sensing (Vol. 1st ed. 2016). Springer.
- Steven M. de Jong, & Freek D. van der Meer. (2004). Remote Sensing Image Analysis: Including the Spatial Domain. Springer.