單元設(shè)計(jì)方案-如何實(shí)現(xiàn)不同圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪

1、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用學(xué)習(xí)情境：空間數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)單元：圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪教學(xué)設(shè)計(jì)方案2012-2-20學(xué)習(xí)情境：空間數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)單元：圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪一、學(xué)習(xí)單元教學(xué)目標(biāo)1.掌握?qǐng)D像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義2.掌握實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法3.能夠結(jié)合具體的GIS平臺(tái)開展針對(duì)案例數(shù)據(jù)的實(shí)踐操作二、學(xué)習(xí)單元教學(xué)內(nèi)容與建議學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)單元名稱圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪技能點(diǎn)：1.如何進(jìn)行圖像之間的轉(zhuǎn)換；（1）實(shí)施不同圖像格式之間的轉(zhuǎn)換的方法；2.如何進(jìn)行圖像之間的融合；（1）能夠結(jié)合具體軟件對(duì)圖像進(jìn)行重采樣；（2）實(shí)施對(duì)圖像的融合方法；3.如何進(jìn)行圖像之間的裁減；（1）掌握常

2、用的圖像裁減方式；知識(shí)點(diǎn)：1. 圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義；2.實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法；教學(xué)形式：學(xué)中做做中學(xué)學(xué)時(shí)：（2+2）備注重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1. 圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義；2. 圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的的方法；難點(diǎn)：1.如何進(jìn)行圖像裁減與融合；學(xué)習(xí)型工作任務(wù)能夠根據(jù)具體項(xiàng)目對(duì)數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換、融合與裁減等工作； 三、教學(xué)單元設(shè)計(jì)方案學(xué)習(xí)單元名稱圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪學(xué)時(shí)2+2學(xué)習(xí)型工作任務(wù)技能點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)載體教學(xué)方法教學(xué)成果形式與考核方式備注文本產(chǎn)品或系統(tǒng)考核方式能夠根據(jù)具體項(xiàng)目對(duì)數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換、融合與裁減等工作；1.如何進(jìn)行圖像

3、之間的轉(zhuǎn)換；（1）實(shí)施不同圖像格式之間的轉(zhuǎn)換的方法；2.如何進(jìn)行圖像之間的融合；（1）能夠結(jié)合具體軟件對(duì)圖像進(jìn)行重采樣；（2）實(shí)施對(duì)圖像的融合方法；3.如何進(jìn)行圖像之間的裁減；（1）掌握常用的圖像裁減方式；1.圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義；2.實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法；紅、綠、藍(lán)三波段與全色波段圖像數(shù)據(jù)；需要裁減的圖像；講授法、小組工作法、案例教學(xué)法1.教師教學(xué)任務(wù)單2.學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)單3.學(xué)生實(shí)踐操作總結(jié)轉(zhuǎn)換、融合與裁減得到的新圖像。多元化評(píng)價(jià)方式：1.自我評(píng)價(jià)；2.小組評(píng)價(jià)；3.教師評(píng)價(jià)軟教學(xué)資源配置教學(xué)文件（附件）1.教學(xué)情境標(biāo)準(zhǔn)簡表；2.單元教學(xué)設(shè)計(jì)方案；3.教學(xué)課件；4

4、.教學(xué)設(shè)計(jì)；5.任務(wù)單、工作單；6.考核評(píng)價(jià)單資源形式1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 2.實(shí)驗(yàn)成果單 元 授 課 教 案學(xué)習(xí)情境：空間數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)單元：圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪教學(xué)目標(biāo)：1.掌握?qǐng)D像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義2.掌握實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法3.能夠結(jié)合具體的GIS平臺(tái)開展針對(duì)案例數(shù)據(jù)的實(shí)踐操作重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義；2.實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法；難點(diǎn)：如何進(jìn)行圖像裁減與融合；教學(xué)方法：講授法、小組工作法、案例教學(xué)法教學(xué)媒介：多媒體、課件、理論授課教師、實(shí)驗(yàn)機(jī)房、案例數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)成果：能夠根據(jù)具體項(xiàng)目對(duì)數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換、融

5、合與裁減等工作；課時(shí)分配：2理論+2實(shí)踐授課班次：課程執(zhí)行情況：通過課間了解，學(xué)生對(duì)圖像的轉(zhuǎn)換、融合與裁減的意義認(rèn)識(shí)深刻，學(xué)生對(duì)圖像的轉(zhuǎn)換、融合與裁減的方法掌握較好。能夠根據(jù)具體項(xiàng)目對(duì)數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換、融合與裁減等工作；對(duì)圖像融合與圖像重采樣之間的關(guān)系的理解有待提高。學(xué)習(xí)單元 圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪課程名稱地理信息系統(tǒng)應(yīng)用學(xué)習(xí)情境 空間數(shù)據(jù)處理工作任務(wù)（學(xué)習(xí)型工作任務(wù)）能夠根據(jù)具體項(xiàng)目對(duì)數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換、融合與裁減等工作；適用年級(jí)三年級(jí)單元學(xué)習(xí)主題能對(duì)提供的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、融合與裁減等工作。教學(xué)時(shí)間/學(xué)時(shí)2+2單元教學(xué)目標(biāo)1.掌握?qǐng)D像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義2.掌

6、握實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法3.能夠結(jié)合具體的GIS平臺(tái)開展針對(duì)案例數(shù)據(jù)的實(shí)踐操作單元重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)： 1.圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義；2.圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的的方法；難點(diǎn)：如何進(jìn)行圖像裁減與融合；單元教學(xué)方法講授法、小組工作法、案例教學(xué)法教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容教學(xué)組織方式期望媒介教學(xué)方法時(shí)間分鐘）掌握課程學(xué)習(xí)的基本理論理解圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義及方法；全班集中理論學(xué)習(xí)學(xué)生：掌握?qǐng)D像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義及方法；多媒體講授法45教師：讓學(xué)生理解實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義及方法；掌握理論知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐操作技能能夠基于具體的GIS平臺(tái)開展針對(duì)案例數(shù)據(jù)的實(shí)

7、踐操作以小組為單位實(shí)踐操作學(xué)生：如何操作軟件及主要過程步驟實(shí)驗(yàn)機(jī)房案例教學(xué)法45教師：實(shí)踐操作背后反映的理論知識(shí)內(nèi)容是哪些，注意穿插講解能利用理論及實(shí)踐技能分析和解決實(shí)際問題對(duì)給定的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、融合與裁減等工作；學(xué)生自我實(shí)踐操作，并提交實(shí)踐成果學(xué)生： 懂得如何分析問題，懂得如何根據(jù)理論知識(shí)提出解決問題的思路實(shí)訓(xùn)工作室小組工作法、頭腦風(fēng)暴、研討、論證90（課外）教師：幫助分析建立解決問題的邏輯思路多元性的評(píng)價(jià)方法自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)參考資料學(xué)習(xí)資源參考書、專業(yè)雜志、資源庫學(xué)習(xí)平臺(tái)步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動(dòng)時(shí)間分配告知（教學(xué)內(nèi)容、目的）復(fù)習(xí)上節(jié)課所講的主要內(nèi)容，用提問的方式

8、來檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握告知本次課的能力目標(biāo)告知本次課的知識(shí)目標(biāo)講授（口述）板書本次課的項(xiàng)目名稱、中英文課件展示個(gè)別回答5分鐘引入（任務(wù)項(xiàng)目）實(shí)例：向大家展示圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的結(jié)果形式。讓學(xué)生對(duì)圖像轉(zhuǎn)換、融合、裁減等有個(gè)感性認(rèn)識(shí)，掌握其意義。向?qū)W生介紹圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法；演示啟發(fā)提問個(gè)別回答成果展示課件40分鐘操練（掌握初步或基本能力）（點(diǎn)評(píng)學(xué)生意見、教師完善方案、學(xué)生明確步驟）運(yùn)用虛擬仿真動(dòng)畫向?qū)W生演示實(shí)踐操作的主要步驟；就實(shí)踐操作中的技術(shù)難點(diǎn)聯(lián)系基本原理進(jìn)行講解教師操作示范和課件演示上機(jī)操作課件觀察并記錄教師的指導(dǎo)步驟20分鐘深化（加深對(duì)基本能力的體會(huì)）請(qǐng)學(xué)生根據(jù)教師提示

9、的操作步驟完成案例操作；提供圖像數(shù)據(jù)讓學(xué)生自行思考完成檢查與編輯作業(yè)啟發(fā)、誘導(dǎo)重點(diǎn)講解個(gè)別指導(dǎo)課件個(gè)人操作20分鐘歸納（知識(shí)和能力）教師指出學(xué)生在解決新問題中，思考方式、技術(shù)方法選擇與運(yùn)用上存在的問題，對(duì)要掌握的能力和知識(shí)、注意從實(shí)踐到理論、系統(tǒng)，有條理，重點(diǎn)突出，難點(diǎn)化解講授，請(qǐng)個(gè)別同學(xué)演示、教師操作課件觀察并記錄教師的指導(dǎo)步驟5分鐘訓(xùn)練鞏固拓展檢驗(yàn)提供一定的圖像數(shù)據(jù)讓學(xué)生自行思考完成檢查與編輯作業(yè)啟發(fā)、誘導(dǎo)、重點(diǎn)講解、個(gè)別指導(dǎo)討論個(gè)人操作小組操作80分鐘總結(jié)歸納本次課所講的內(nèi)容，要很好的實(shí)現(xiàn)能力目標(biāo)，大家還需要在課下多做練習(xí)，多到實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)；教師講授或提問課件板書5分鐘作業(yè)請(qǐng)每個(gè)學(xué)生以

10、報(bào)告的形式記錄本堂課實(shí)驗(yàn)中所反映的主要實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟中存在的重點(diǎn)和主要難點(diǎn)進(jìn)行分析5分鐘后記板書設(shè)計(jì)： 首先，復(fù)習(xí)上次課學(xué)習(xí)的知識(shí)“矢量數(shù)據(jù)誤差或錯(cuò)誤的檢查與編輯”，然后，板書出本次課的題目。將黑板區(qū)域分為左右兩部分，左邊主要板書此次課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，如：圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義、及主要操作方法、過程。右邊主要板書本次課所涉及到的知識(shí)點(diǎn)或流程圖等。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)組織與教學(xué)方法知識(shí)點(diǎn)一圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義；講授演示相關(guān)知識(shí)在工作中經(jīng)常要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理（圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪等），以提高工作效率以及滿足軟件對(duì)特定數(shù)據(jù)格式的要求。圖像之間的轉(zhuǎn)換主要是指對(duì)圖像進(jìn)行不同格

11、式的轉(zhuǎn)換。TiffJpgMSIBMPGRD常見的圖像格式遙感技術(shù)的發(fā)展為人們提供了豐富的多源遙感數(shù)據(jù)。這些來自不同傳感器的數(shù)據(jù)具有不同的時(shí)間、空間和光譜分辨率以及不同的雷達(dá)極化方式。單一傳感器獲取的圖像信息量有限，往往難以滿足應(yīng)用需要，通過圖像融合，可以從不同的遙感圖像中獲得更多的有用信息，補(bǔ)充單一傳感器的不足。圖像融合是指將多源遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的地理坐標(biāo)系中生成新的遙感圖像的過程。多光譜圖像全色圖像融合融合圖像既結(jié)合了多光譜信息，又提高了圖像的分辨率實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)得到一幅覆蓋較大范圍的圖像，而我們需要的數(shù)據(jù)只覆蓋其中的一小部分。為了節(jié)約磁盤存儲(chǔ)空間、減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間，常常需

12、要對(duì)圖像進(jìn)行裁剪處理。知識(shí)點(diǎn)二實(shí)施圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法；講授相關(guān)知識(shí)1.圖像之間的轉(zhuǎn)換在MapGIS軟件中，圖像格式之間的轉(zhuǎn)換主要是通過“圖像處理”模塊下的“圖像分析”來實(shí)現(xiàn)的。選擇“數(shù)據(jù)輸入”，該選項(xiàng)用來將其他格式的影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MSI，可對(duì)單一影像進(jìn)行轉(zhuǎn)換或同時(shí)對(duì)多個(gè)影像進(jìn)行批量轉(zhuǎn)換?！皵?shù)據(jù)輸出”將MSI轉(zhuǎn)換成其他格式?！拜斎隦AW”用于將原格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MSI。以“數(shù)據(jù)輸入”為例介紹圖像轉(zhuǎn)換的操作步驟。操作步驟:第一步：選擇轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型列表，從中選擇需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型，目前支持的影像文件類型包括：Bmp、Tiff、GeoTif、Dom、JPG、RBM 和 GRD 等。第二

13、步：點(diǎn)擊“添加文件”或“添加目錄”按鈕，添加所要轉(zhuǎn)換的文件。點(diǎn)擊添加文件時(shí)彈出文件選擇對(duì)話框，從中選擇需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的文件；點(diǎn)擊添加目錄則彈出目錄選擇對(duì)話框，從中選擇轉(zhuǎn)換文件所在目錄，則系統(tǒng)會(huì)將選取目錄下所有符合轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型的文件添加至轉(zhuǎn)換文件列表中。若要?jiǎng)h除轉(zhuǎn)換文件列表中的某一文件時(shí)，在轉(zhuǎn)換文件列表中選擇該文件，然后點(diǎn)擊刪除按鈕即可。第三步：選擇目標(biāo)文件目錄，彈出目錄選擇對(duì)話框，從中選擇轉(zhuǎn)換后的MSI文件存放的目錄。第四步：點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)換”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)換文件列表中的文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)彈出“轉(zhuǎn)換完畢”對(duì)話框時(shí)，則文件全部轉(zhuǎn)換完畢。轉(zhuǎn)換成功的文件將在轉(zhuǎn)換文件列表中的狀態(tài)項(xiàng)顯示成功，否則顯示失敗。2

14、.圖像之間的融合影像融合是一種將不同類型傳感器獲取的同一地區(qū)的影像數(shù)據(jù)空間配準(zhǔn)后采用一定算法將各影像的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合從而產(chǎn)生新影像的技術(shù)。融合后的影像較融合前單一影像在光譜特征和分辨率等方面均有所增強(qiáng),在土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測,影像判讀等方面都有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用。影像融合在MapGIS中通過“數(shù)據(jù)預(yù)處理”下的“影像融合”實(shí)現(xiàn)。對(duì)進(jìn)行融合處理的影像要求分辨率一致，因此對(duì)于不同分辨率的影像在進(jìn)行融合處理前，需要采用影像處理中的影像重采樣將它們重采樣成同一分辨率的影像。 影像重采樣處理在保證影像的大地坐標(biāo)范圍不變的情況下改變影像的行列數(shù),在一定程度上相當(dāng)于改變影像的分辨率的操作。第一步：選擇高分辨率影像。高分辨

15、率影像，進(jìn)行影像融合的高分辨率影像文件。第二步：選擇多光譜影像。進(jìn)行融合的多光譜影像文件。第三步：選擇融合后影像存放的目錄。第四步：選擇融合方法。包括加權(quán)融合法，IHS彩色空間融合法，基于小波的IHS融合法和基于小波的特征融合法。加權(quán)融合權(quán)值：進(jìn)行加權(quán)融合時(shí)R,G,B各分量所占的比例。該參數(shù)僅在選用加權(quán)融合法時(shí)有效。3.圖像之間的裁減圖像裁剪就是根據(jù)需要裁剪得到所需要的數(shù)據(jù)。MAPGIS系統(tǒng)提供了兩種圖像裁剪方法，即可利用AOI區(qū)編輯進(jìn)行任意形狀圖像的裁剪，也可以利用已有的MAPGIS區(qū)文件進(jìn)行裁剪。（1）AOI區(qū)裁剪AOI區(qū)(感興趣區(qū))裁剪是利用AOI區(qū)編輯中添加的裁剪區(qū)域信息進(jìn)裁剪。AOI區(qū)編輯提供了在影像中定義感興趣區(qū)(AOI區(qū))的功能，通過定義不同類型的AOI區(qū)可以進(jìn)行相關(guān)的影像處理，比如定義分類訓(xùn)練區(qū)域AOI進(jìn)行分類分析；定義裁剪區(qū)域AOI進(jìn)行裁剪處理。（2）區(qū)文件裁剪利用已有的MAPGIS矢量區(qū)文件對(duì)圖像進(jìn)行裁剪處理。課后作業(yè)1.圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的意義有哪些？2.圖像之間的轉(zhuǎn)換、融合與裁剪的方法有哪些？3.在MapGIS中如何實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的轉(zhuǎn)換、融