spContent=课程面向园林、风景园林和城乡规划专业本科生,以提升创新性、综合性的实践能力为目标,课程内容涵盖了无人机结构认知、无人机航拍流程、无人机影像处理、GPS-RTK获取地面控制点坐标、GIS基本操作为主的知识体系。 这些都将在无人机航拍与3S技术应用课程中为各位系统的讲解呈现。
课程面向园林、风景园林和城乡规划专业本科生,以提升创新性、综合性的实践能力为目标,课程内容涵盖了无人机结构认知、无人机航拍流程、无人机影像处理、GPS-RTK获取地面控制点坐标、GIS基本操作为主的知识体系。 这些都将在无人机航拍与3S技术应用课程中为各位系统的讲解呈现。
—— 课程团队
课程概述
在新工科建设的时代背景下, 城乡规划、风景园林等工科专业面临着前所未有的机遇和挑战。随着社会的发展和技术的不断创新,全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)技术在规划设计领域的应用日益普及。这就要求风景园林和城乡规划的学生要掌握3S(GPS、RS、GIS)的基础知识,并且具有一定的实践应用能力。
无人机航拍与3S技术应用是以风景园林、城乡规划这些综合性较强的学科为应用背景,重点开展空间的思维训练和空间技能训练,提升实践能力和应用的动手能力。本课程按照无人机航拍、无人机遥感应用、GPS-RTK技术应用、GIS操作的内容设计进行教学,遵循认知和学习规律,按照从基础到应用的过程组织课程教学。
本课程内容丰富,每周的思维训练和技能训练目的性强,通过理论和技能讲授可以进行自主完成无人机航拍流程、完成无人机影像拼接处理、利用GPS-RTK获取地面像控点坐标、掌握基本的GIS操作和应用案例。
本课程适用于高校城乡规划、建筑、人文地理、旅游等不同专业的学生学习,具有简单易学易操作的特点,同时还可供风景园林、城乡规划等相关工程技术人员学习。
授课目标
知识目标:
1.了解3S技术的基本原理和方法,培养应用现代新技术手段的观念;
2.了解3S在设计领域中的应用;
3.通过3S应用案例的操作,提高实践能力和创新意识。
技能目标:
1.掌握应用3S技术进行数据的采集、管理和分析评价,具有一定的数据分析能力;
2.能结合ArcGIS分析工具开展案例分析和实践应用。
课程大纲
绪论
课时目标:了解课程的性质、内容、目标、成绩评定方式和参考书目。
第一 章 无人机简介
课时目标:理解无人机和多旋翼无人机的概念和分类;了解多旋翼无人机的动力和飞控系统组成;熟悉多旋翼无人机的摇杆模式;了解多旋翼无人机的链路通讯系统组成。
1-01 无人机的概念和分类
1-02 多旋翼无人机的概念和分类
1-03 多旋翼无人机的动力系统
1-04 多旋翼无人机的摇杆模式
1-05 多旋翼无人机的链路通讯模式
1-06 多旋翼无人机的飞控系统
第二章 影响无人机飞行安全的因素
课时目标:了解影响无人机飞行安全的因素;熟悉飞行安全的注意事项;
2-01 信号因素
2-02 气象因素
2-03 障碍物
第三章 无人机航拍简介
课时目标:理解无人机航拍的常见术语;了解无人机航拍的技巧;了解无人机航拍中的注意事项。
3-01 光线
3-02 曝光
3-03 景别
3-04 构图
3-05 色彩
第四章 无人机数据采集与处理
课时目标:理解遥感和GPS的基础知识;了解无人机数据采集的流程;掌握地面控制站软件中的参数设置;掌握无人机数据处理的方法。
4-01 遥感技术简介
4-02 GPS知识简介
4-03 地面站软件使用介绍
4-04 无人机室外数据采集
4-05 GPS-RTK控制点坐标获取
4-06 无人机数据处理(一)
4-07 无人机数据处理(二)
第五章 ArcMap基本操作
课时目标:了解ArcMap的窗口组成;掌握快捷菜单的打开方式;掌握地图文档和地理数据库的创建方式;掌握shp文件和dbase表的创建和导出方法。
5-01 GIS简介
5-02 ArcMap窗口的组成
5-03 地图文档与地理数据库的创建
5-04 shp文件与dbase的创建与导出
第六章 图形数据编辑
课时目标:掌握点、线、面要素的创建方法;掌握点、线、面要素的编辑方法;掌握高级编辑工具的使用。
6-01 点数据的编辑
6-02 线数据的编辑
6-03 面数据的编辑
6-04 图形数据的高级编辑
第七章 专题地图整饰
课时目标:了解地图要素内容;掌握数据符号化的方法;掌握地图输出的方法。
7-01 布局设计
7-02 辅助要素的添加
7-03 数据符号化
7-04 地图的输出
第八章 属性数据编辑
课时目标:掌握属性表的编辑方法;掌握属性表的连接和关联工具使用;掌握属性表数据的计算和汇总方法。
8-01 属性数据的一般编辑
8-02 属性表的连接和关联
8-03 属性表数据的计算和汇总
第九章 空间数据处理
课时目标:掌握矢量数据空间处理的工具和使用;掌握缓冲区的涵义和创建的方法。
9-01 裁剪
9-02 联合
9-03 合并
9-04 相交
9-05 缓冲区分析
第十章 空间数据转换
课时目标:掌握矢量数据与栅格数据转换的方法;掌握cad文件与shp要素文件转换的方法;掌握坐标数据转为shp要素文件的方法。
10-01 栅格转矢量
10-02 矢量转栅格
10-03 cad文件与shape文件的转换
10-04 坐标数据转shape文件
第十一章 DEM分析与三维动画
课时目标:掌握DEM的创建方法;掌握坡度和坡向工具的使用;了解三维动画的创建方法。
11-01 DEM的生成
11-02 坡度坡向分析
11-03 三维动画的生成
第十二章 综合应用案例
课时目标:熟悉3S技术的应用领域。掌握3S技术的应用方法。
12-01 综合应用案例一
12-02 综合应用案例二
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预备知识
任何具备基本的地理、测量地图、计算机基本操作技能的学生和在职人士,无需专业学习背景。
参考资料
1. 城市规划GIS技术应用指南—GIS方法与经典分析,牛强编著,中国建筑工业出版社,2012年;
2. ARCGIS地理信息系统空间分析实验教程(第二版),汤国安等编著,科学出版社,2012年;
3. ARCGIS10 地理信息系统教程—从初学到精通,牟乃夏等编著,测绘出版社,2012年;
4.城市规划GIS实验教程,周捷等编著,中国建筑工业出版社,2017年;
5.ArcGIS从0到1,闫磊编著,北京航天航空大学出版社,2019年;
6.ArcGIS从基础到实战,中国水利水电出版社,2021年;
7.无人机技术概论,贾恒旦等编著,机械工业出版社,2018年。