大纲编号：S081600XJ001 数值分析 Numerical Analysis、 课程编号：S081600XJ001 课程属性：专业基础课 学时/学分：40/2 预修课程:高等数学、常微分方程初步 教学目的、要求: 课程为计算机软件与理论专业硕士研究生的专业基础课。本课程介绍了各类数学问题的近似解的最基本、常用的数值方法，着重阐明构造算法的基本思想与原理。包括：误差分析的基本理论，线性问题的基本求解方法和一元非线性问题的求解。 通过本课程的学习，希望学生能掌握数值分析的基本概念和基本技巧，对误差的分析方法有所了解，为进一步学习其它专业课和从事专业研究打下基础。 内容提要： 第一章 绪论 误差，误差分析，相对误差与绝对误差，有效数字，数值运算的误差估计。 第二章 插值法 拉格朗日插值，插值余项，均差，牛顿插值公式，埃尔米特插值，分段低次插值，三次样条插值。 第三章 函数逼近与计算 最佳平方逼近，正交多项式，曲线拟合的最小二乘法。 第四章 数值积分与数值微分 牛顿-柯特斯公式，龙贝格算法，高斯公式，数值微分。 第五章 解线性方程的直接法 高斯消去法，高斯消去法的变形，向量和矩阵的范数，误差分析。 第六章 解线性方程组的迭代法 雅可比迭代法，高斯-塞德尔迭代法，迭代法的收敛性，超松弛迭代法。 第七章 方程求根 根的搜索，迭代法，牛顿法，弦截法与抛物线法，代数方程求根。 第八章 常微分方程数值解 欧拉方法，龙格-库塔方法，单步法，线性多步法，方程组与高阶方程。 教材（略） 参考文献 主要参考书： 1. 李庆扬等，《数值分析》，华中理工大学出版社，武汉，1994。 2. 丁丽娟等，《数值计算方法》，北京理工大学，1998。 3. 施妙根，顾丽珍，《科学和工程计算基础》，清华大学出版社出版，北京，1999。
4. 关治，陆金甫，《数值分析基础》，高等教育出版社，北京，1998。
撰写人： 撰写日期：
大纲编号：S081600XJ003 测量数据处理理论和方法 The Theory and Method of Data Processing in Geodesy and Surveying
预修课程:高等数学、线性代数、概率与数理统计 教学目的和要求: 本课程课做为测量学与测量工程专业研究生的专业课，同时也可作为固体地球物理专业研究生的选修课。 本课程为了适应现代大地测量技术迅速发展的形势，在测量平差最小二乘法的基础上，将数据处理方法作了较多拓展，系统阐述各种测量数据处理的基本理论和方法。 本课程培养学生系统掌握测量数据处理的理论和方法，获得分析和解决数据处理方面的问题的能力。
内容提要: 第一章 误差理论 误差概念，误差分类，误差估计，误差与概率分布 第二章 测量数据质量控制理论 粗差检测方法，抗差估计（稳健估计）：M估计原理、等价权原理、抗差最小二乘法。 第三章 参数估计方法 极大似然估计，最小二乘估计，极大验后估计，最小方差估计，线性最小方差估计，贝叶斯估计 第四章 广义测量平差原理和方法 广义测量平差原理，拟合推估（最小二乘配置），秩亏自由网平差 第五章 测量结果分析和精度评定 方差-协方差分量估计及精度评定，测量结果评定：方差因子检验，解向量的置信区间和假设检验，两期观测解向量的差异显著性检验。 第六章 实用数据处理方法 回归分析：概述、一元线性回归分析、多元线性回归分析、最优回归模型选择，拟合与插值：概述、多项式拟合与插值、样条函数拟合与插值，时间序列分析：概述、时间序列模型、平稳序列的自相关分析、模型识别、检验与改进、时间序列预报，谱波分析与FFT：概述、傅立叶级数和变换、离散傅立叶分析、快速傅立叶变换(FFT)，卡尔曼滤波：预备知识、系统的状态方程和测量方程、离散系统卡尔曼滤波、连续系统卡尔曼滤波、算法分析，最优化方法。 教材 主要参考书： 1. 崔希璋等编著，《广义测量平差》，武汉测绘科技大学出版社，武汉，2001。 2. 刘大杰，陶本藻主编，《实用测量数据处理方法》，测绘出版社，北京，2000。 3. 王宏禹，《随机数字信号处理》，科学出版社，北京，1998。 4. 肖明耀，《误差理论与应用》，计量出版社，北京，1985。 撰写人：于湘伟 撰写日期： 大纲编号：S081600XJ004 面向对象的程序设计 Object-Oriented Programming with C++ 课程编号：S081600XJ004 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程: 计算机基础、有一门程序设计语言基础 教学目的、要求: 本课程重点讲解面向对象的编程思想和编程技术，如继承、多态、重载、重写等，同时让学生初步了解面向对象的分析和设计技术。 本课程的任务是使学生掌握 C++语言的基本内容，C++设计基础、控制结构、基本数据类型、表达式、函数、指针、类和对象、继承与派生、多态性、模板、基本算法和数据结构等。学习这些内容之后，学生应能理解和掌握有关概念，具备运用高级数据结构和编程技术来编制较大和比较复杂的应用程序的能力。
主要内容 第一部分： 面向对象程序设计概述与C++ 语言简介 面向对象程序设计概述，Ｃ ++ 程序基本要素和结构，用 C++ 解决实际问题步骤 第二部分：类和对象及其封装性 类与对象，构造函数与析构函数，数据成员的初始化，对象与指针 第三部分：继承 基类与派生类 ，派生类的继承方式，派生类的构造函数和析构函数 第四部分：多态性 多态性概述，派生类对象替换基类对象 ，虚函数，抽象类，运算符重载 第五部分：模板与异常处理 类属与模板，异常处理机制 第六部分：标准库和输入输出流 I/O 标准库概述 ，输入输出流 ，格式化 I/O ，文件处理 教 材 面向对象的理论与C++实践清华大学出版社 王燕
参考文献 C++程序设计语言 The C++ Programming Language(Special Edition) Bjarne Stroustrup 高等教育出版社，Pearson Education出版集团，C++编程思想 Thinking in C++ （美）Bruce Eckel 著，机械工业出版社 刘宗田、邢大红、孙慧杰 等译
C++语言及其程序设计教程，电子工业出版社 张国峰
撰写人： 撰写日期：
大纲编号：S081600ZJ007 有限元方法在地学中的应用 Finite Element Method and its application in Geosciences
预修课程: 数值分析或数值计算方法；弹性力学或连续介质力学；
教学目的和要求: 有限元方法是现代计算科学中最重要，使用最广泛的数值计算方法之一。在地球科学问题的研究中，有限元方法也是使用最多的数值计算方法。理解和掌握有限元方法对将来从事地球科学研究的同学至关重要。另外，以往的对地球科学诸学科的学生的有限元方法的培养，过多重视应用，忽略了理论基础的培养。极大地影响到了同学进行长期科研活动的创造能力。因此本课程的主要目的就是从有限元的数学基础理论入手，从理论基础和实际模型设计方面，综合培养扎实的有限元理论基础和实际应用基础。 课程同时安排同学使用FEPG（Finite Element Program Generator）软件，自行进行有限元方法软件的设计和使用。用来加深对同学课堂理论掌握的同时，要从实践上，培养学生对知识的理解力和科研创造能力以及独立思维的能力。 限选： 参加过数值分析学习，将来从事数值计算方面研究的同学可选 学时学分: 期末成绩考核（闭卷笔试）：期末考试成绩，上机作业完成；期末考试试卷为150分，重点考察同学对理论基础的掌握和科研应变能力。
内容提要: a) 有限元方法在地学中的应用简要介绍 b) 一个简单的有限元例子 c) 单元理论 d) Litz法与Galerkin法理论基础（变分法初步） e) 非线性有限元基本理论基础 f) 热传导问题 g) 线弹性有限元 h) 一个简单的耦合算例（热弹性问题有限元方法） i) 非结构化方格自动生成算法（视同学们对有限元的掌握情况而定） 教材 自编，200页，需要同学自行打印，主要内容选自《有限元法及其理论基础》教科书
主要参考书： 1. 《有限元法及其理论基础》，姜礼尚，庞之垣（理论基础部分） 2. 《有限元方法及其应用》，李开泰，黄艾香（单元部分） 3. 《非线性有限元方法》，蒋友谅（有限变形理论、连续介质力学部分） 4. 《有限元方法及其地学中的应用》，殷有泉（弹塑性力学部分）
撰写人： 撰写日期： 大纲编号：S081600ZJ003 物理大地测量学基础 Introduction of physical Geodecy课程编号：S081600ZJ003 课程属性：专业基础课 学时/学分：40/2 预修课程: 高等数学、大地测量学、重力学 教学目的和要求: 本课程为大地测量学与测量工程专业硕士和博士研究生的专业基础课，也可作为地球物理学各学科专业、天文学、大气海洋学、遥感科学、以及其它相关专业或边缘专业研究生的学科基础课或选修课。 物理大地测量学研究用数学、物理(重力)方法确定地球形状及其外部重力场的理论与方法，是构成现代大地测量学科体系的重要支柱。物理大地测量学与空间技术、地球物理学、地球动力学、地质学等学科有着密切的联系。它为计算人造地球卫星和远程弹道导弹等空间飞行器的运行轨道，提供精确的地球形状及其外部重力场的数据；还为地球物理学和地质学提供有关地球内部构造和局部特征的信息。随着空间测量技术的迅速发展，赋予了物理大地测量学新的内涵，使之能在更深层次上参与解决地球科学以及空间科学面临的重大科学问题。 通过本课程的学习，使学生系统理解物理大地测量基本理论，掌握地球外部重力场确定的理论和方法，了解重力场现代理论与方法、以及与其他学科交叉和渗透研究内容，并了解国际上该领域研究的最新进展和前沿问题。为进一步研究地球重力场及相关地球科学问题打下坚实的基础。 内容提要: 第一章 引论与概述 物理大地测量学的基本概念、发展简史；物理大地测量学有关问题的研究介绍；地球重力场探测技术概述；物理大地测量学研究方法。 第二章 位论基础 引力和位；几种简单形体的引力和引力位；高斯和格林的积分公式及应用；司托克斯理论和底律希勒原理；球坐标和椭球坐标的拉普拉斯方程式；边值问题。 第三章 地球重力场 重力场；水准面和铅垂线；地球引力位；椭球水准面的重力场；地球正常重力场；大地水准面起伏和垂线偏差；扰动位的球谐函数展开；重力异常；司托克斯问题及司托克斯公式；范宁梅尼兹公式；重力的垂直梯度。 第四章 重力测量和重力归算 绝对重力测量；相对重力测量；海洋和航空重力测量；重力参考系统；重力异常的推估；重力归算；地形改正；均衡理论。 第五章 地球外部重力场及大地水准面的确定 地球外部重力异常及重力扰动；地球外部重力场的延拓；重力异常的协方差函数；协方差函数的球谐函数展开式；最小二乘配置；司托克斯和范宁梅尼兹核函数的改化；从重力异常计算大地水准面起伏的精度；高程的相关性。 第六章 地球形状的确定 地球形状与似大地水准面；莫洛金斯基问题；线性积分方程及其解；莫洛金斯基解法的几何解释；现代理论中的重力归算。 第七章 确定地球重力场的大地测量方法 由轨道摄动求定位系数；卫星跟踪卫星技术反演重力场；卫星测高基本原理；卫星测高资料解算海洋重力场；卫星重力梯度测量；梯度值的向下延拓；GPS/水准确定大地水准面。 第八章 地球重力位模型 地球重力位的椭球谐展开；全球地球重力位模型；构建区域重力位模型的方法；均衡重力位模型；最新模型成果。 教材和主要参考书： 1. W.A.海斯卡涅，H.莫里兹，《物理大地测量》（卢福康，胡国理译），测绘出版社，北京，1984. 2. 郭俊义，《物理大地测量学基础》，武汉测绘科技大学出版社，武汉，1994. 4. 管泽霖、宁津生，《地球形状及外部重力场》，测绘出版社，北京，1981. 5. 胡明城、鲁福，《现代大地测量学》，测绘出版社，北京，1994. 6. 党涌诗，《物理大地测量的数学基础》，测绘出版社，北京，1988.
撰写人： 许厚泽、陆洋（中国科学院测量与地球物理研究所）
大纲编号：S081600ZJ006 地球动力学 Geodynamics
预修课程: 普通地质学, 地球物理概论, 高等数学
教学目的和要求: 本课程为地球物理学科和地质学科的硕士和博士研究生的学科基础课，也可作为其它相关专业研究生的选修课。 地球动力学含义很广，本课程强调从地质和地球物理的基本观测事实和建立在这些事实上的概念模型出发，运用数理和力学的工具，抽象概括出定理的模型，研究地球整体及各圈层，特别是岩石层的动力学过程，不但了解地球内部过程的研究前缘，更要探索过程的成因。 强调开展跨学科综合性研究，培养学生的研究能力。 内容提要: 第一章 行星地球 地球在宇宙中，比较行星学，地球，板块构造，环境、资源、灾害和地球科学。 第二章 地球物质的流变性质 应力和应变，地应力，岩石的本构关系，流变模型在地球动力学中的应用。 第三章 岩石圈力学变形分析 岩石圈的弯曲，重力学基本知识，构造应力场分析，构造应力场。 第四章 构造地热学 岩石热物理基本知识，岩石圈的热结构，地球的热状态，地球动力学和热演化历史。 第五章 流体力学的地球动力学应用 流体力学的基本知识，简单的流体力学问题及其地质应用，热对流，地幔对流。 第六章 孔隙流体运动 孔隙流体运动的基本知识，变形、热传递和孔隙水流的耦合作用，物质的传递—水污染—矿物的沉积—两相流和油气迁移与富积。 第七章 断层 脆性断裂，摩擦，应力状态与断层活动，地震力学。 第八章 地球动力学中的非线性动力学问题 分形，弹簧滑块的非线性动力学模型，细胞自动机，遗传算法在非线反演问题中的应用。 教材和主要参考书： 1． 教材：（1）Geodynamics, Turcotte and Schubert, 1980 （2）《地球动力学》，特科特，舒伯特，地震出版社，1986 2． 主要参考书：（1）《大气构造物理学和地球动力学》，利布特里，地质出版社，1986 （2）《地球动力学》，夏德格，地震出版社，1986 撰写人：石耀霖（中国科学院研究生院） 撰写日期 大纲编号：S081600ZJ002 地学中的数理方程与数值方法 Mathematical and Physical Equations in Earth Sciences and the Corresponding Arithmetic
课程编号：S081600ZJ002 课程属性: 专业基础课 学时/学分: 40/2 预修课程：多元微积分，线性代数。
教学目的和要求： 本课程是固体地球物理学和大气科学各专业研究生的学科基础课，物理海洋学和自然地理学研究生的专业基础课，同时也可作为地球科学其他专业研究生的选修课。 本课程主要讲授几类基本的数学物理方程，由浅入深，使学生学会运用基本知识的能力，同时结合地球科学的实际需要，将着重介绍球面（包含椭球面）上处理方程问题的方法，系统地引入球谐级数理论。除进行理论讲授外，还将针对微分方程计算问题介绍差分方法以及有限元初步。 本课程根据地球科学研究生数理基础实际和未来科学研究需求设置，低起点、大跨度、多侧面地学习数学物理微分方程理论和解法，培养学生分析解决科学计算中遇到的偏微分方程的定解问题的能力。
内容提要： 第一章 波动方程 介绍多维波动方程的初始问题的积分解法以及相应的物理特征；分离变量法与初边值问题的求解方法；守恒律与适定性理论。 第二章 热传导方程 Fourier变换简介；一维与多维对流方程的初始问题的解法；初边值问题的分离变量方法；反应扩散方程简介；极值原理与定解理论。 第三章 Poisson方程 Green公式与极值原理；边值问题的适定性理论；Green函数与解的积分表示；球面边界情况下的Green函数的表达式；强极值原理与斜微商问题；分离变量方法与Laplace算子本征值问题。 第四章 球谐级数与球界面下边值问题的解法 Legendre函数与连带Legendre函数；正交性与球谐函数；球面上一般函数的球谐展开；（外）边值问题的球谐级数解法；第二类Legendre函数与椭球谐级数；椭球界面下边值问题的解法。 第五章 二阶线性偏微分方程的分类 特征线（面）的性质；方程的分类。 第六章 带时间变量方程的差分方法 差分与差分算子；方程的差分表示与相关精度的判定；常见的差分格式；收敛性与计算的稳定性。 第七章 Poisson方程的差分解法 差分格式与平均值定理；差分计算的稳定性与收敛性；一般算法。 第八章 位势理论与积分方程 单层势与双层势；在边界上位势积分的性质；Fredholm积分方程与迭代方法；调和方程的位势方法。 第九章 变分方法初步 能量极小化原理与Euler方程；广义函数与Sobolev空间初步；Poisson方程边值问题与对应的变分方法；Galerkin方法；有限元方法与有限逼近思想。
教材和主要参考书： 教材： (1) 复旦大学数学系，《数学物理方程》，人民教育出版社，北京. (2) 薛兴恒，《数学物理偏微分方程》，394页，中国科学技术大学出版社，合肥，1995. (3) Heath, M. T., Scientific Computing: An Introductory Survey, Second Edition, 563p, 清华大学出版社, McGraw -Hill Com. Inc., 2002. (4) 马石庄, 《偏微分方程与科学计算导论》，中国科学院研究生院讲义, 北京，2002.
2． 参考书： (1) 谢鸿政，杨枫林，《数学物理方程》，317页，科学出版社，北京，2001。 (2) Ockendon, J., Howison, S., Lacey, A., and Movchan, A., Applied Partial Differential Equations, 424p, Cambridge University Press, Cambridge , 1996. (3) 党诵诗，《物理大地测量中的数学物理方法》，测绘出版社，北京.
撰稿人： 于锦海（中国科学院研究生院）
大纲编号：S081600ZJ005 地球物理学基础 Foundation of Geophysics 课程编号：S081600ZJ005 课程属性：专业基础课 学时/学分：40/2 预修课程:高等数学，普通物理
教学目的和要求: 本课程为地球物理专业博士、硕士研究生的专业基础课，也可作为地质学、海洋科学及大气科学等其它相关专业研究生的选修课。 本课程主要介绍固体地球物理研究领域的基础知识、原理和方法。包括：地震学，地磁学，重力与固体潮及该研究领域一些最新的基础研究成果等。 结合有关教学课件，使学生掌握固体地球物理的基本概念和研究方法，为后续的专业课程学习及从事相关专业研究打下一定的基础。
内容提要: 第一章 概论 研究对象，研究史略，研究方法，国内研究现状。 第二章 介质弹性与波动理论基础 弹性介质、应力与形变，弹性介质中的波动传播方程，弹性介质中的平面波与球面波，界面的影响，射线理论 第三章 地震学基础 地震波的基本概念及理论基础，平面层中的地震波，球面层中的地震体波和地球内部基本构造，各种常见震相标示规则及其射线路径，地震面波的波动方程、频散方程和上地幔结构，地球的自由振荡，断层错动和地震波激发，地震仪基本原理，震相分析，地震参数测定，地震活动性，震源，地震学基础研究领域简介。 第四章 地球势理论基础 引言，地球的形状与重力场，重力异常与地球内部构造，固体潮，正反演计算，重力与固体潮软件演示与实习，高斯分析、基本场、长期变化，外源引起的地磁变化与地球电磁感应，古地磁，地磁场起源，构造地磁学。 第五章 热流与地球内部温度 热传导、热对流与热辐射，大地热流，热流方程的简单应用，地球内部温度 第六章 大陆漂移、海底扩张和板块构造 大陆漂移与洋底扩张学说，板块构造与运动的基本理论与方法，地幔对流的基本理论
教材和主要参考书： 1． 教材： C.M. Fowler, The Solid Earth: An Introduction to Geophysics, Cambridge University Press，1990. 曾融生著，《固体地球物理学导轮》，北京：科学出版社，1984 2、主要参考书： 傅承义、陈运泰、祁贵仲著，《地球物理学基础》，北京：科学出版社，1985 郭俊义编著，《地球物理学基础》，北京：测绘出版社，2001 N. H. Sleep, K. Fujita, Principles of Geophysics, Blackwell Science，1997.
撰写人： 魏东平（中国科学院研究生院） 撰写日期：
大纲编号：S081600ZJ001 现代大地测量学 Modern Geodesy 课程编号：S081601J06 课程属性：专业基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、普通物理
教学目的和要求: 本课程为大地测量学与测量工程专业研究生的专业基础课，也可作为固体地球物理专业研究生的选修课。 本课程系统学习大地测量的基本概念与理论，学习现代大地测量技术的原理与方法。 本课程让研究生系统了解现代大地测量的基本理论和方法，以及大地测量在地球科学中的地位，重点培养学生从整体着眼分析和解决相关问题的能力。
内容提要: 第一章 绪论 大地测量发展过程概述；现代大地测量学的形成；我国大地测量的现状；现代大地测量的任务和发展趋势；大地测量在地球科学中的地位和作用 第二章 几何大地测量 大地天文测量；水平角观测和距离测量；水准测量；三角高程测量；高程系统 第三章 物理大地测量 概论；地球重力场；重力测量和归算；大地水准面; 司托克斯问题及解算 第四章 空间大地测量 概论；空间大地测量的原理和方法,VLBI；SLR；GPS 第五章 大地测量的数据处理方法 测量平差原理；大地网的概算；控制网平差方法；大地网联合解算方法 第六章 动态大地测量 板块运动；地壳运动监测；重力场变化监测；大地测量反演原理和方法 第七章 大地测量在社会发展和地球科学中的作用 在经济和国防中的重要作用；在减灾和防灾中的作用；在当代地球科学研究中的作用 主要参考书： 1.胡明城、鲁 福 ，《现代大地测量学》（上、下），北京：测绘出版社，上册 1993，下册，1994。 2.陈 健、晁定波，《椭球大地测量学》，北京：测绘出版社，1989。 3.陈 健、薄志鹏，《应用大地测量学》，北京：测绘出版社，1989。 4.Günter Seeber，Satellite Geodesy，Berlin :Walter de Gruyter，1993。
撰写人：欧吉坤 （中国科学院测量与地球物理研究所） 修改者：顾国华
大纲编号：S081600ZJ009 数字信号处理(地学) Digital Signal Processing 课程编号：S081600ZJ009 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：高等数学
教学目的和要求： 本课程为固体地球物理、大气科学、海洋科学等地学专业的硕士、博士研究生的专业基础课。 学生通过本课程学习数学信号处理的基本理论和概念，掌握数字信号处理的基本技术和方法，并能够由于地学资料处理。 内容提要： 第0章 Matlab简介 第一章 傅氏级数、傅氏积分、离散频谱与连续谱 傅氏级数，离散频谱，傅氏变换，信号与频谱，频谱的基本性质，连续频谱 第二章 抽样定理与离散信号 连续信号的离散化，抽样定理，尼奎斯特频率 假频 第三章 滤波、褶积、希尔伯特变换 离散和连续信号的滤波、褶积、离散信号的Z变换、希尔伯特变换、包络、瞬时相位、瞬时频率 第四章 有限离散傅氏变换及其他变换 有限离散傅氏变换、快速傅氏变换，正弦变换、余弦变换 第五章 相关分析 基本概念、相关与褶积的关系、多道相关 第六章 一维滤波、二维滤波、窗函数 滤波器，一维滤波实现、二维滤波实现、最佳时窗函数 第七章 最小平方滤波、递归滤波 最小平方滤波、最小反平方滤波、多道最小平方滤波、递归滤波、递归滤波的设计方法 第八章 信号插直、平滑和加工 信号插直、频谱插值、信号平滑、加权处理 第九章 小波变换基础 小波变换的定义、特点、一维连续小波变换、离散小波变换、小波包分析、常用小波函数 第十章 现代谱估计
教材和主要参考书： Stein, J. (2000). Digital signal processing - a computer science perspective (2nd Ed.). Wiley 张贤达，现代信号处理，清华大学出版社，2002
撰写人： 修改者：
大纲编号：S081602ZJ003 GIS空间分析方法 Spatial analysis method in GIS
课程编号：S081602ZJ003 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：地理信息系统基础、概率统计、计算机编程语言（C语言） 教学目的、要求 本课程为资源与环境领域专业研究生的专业基础课。课程主要讲授地理信息系统空间分析方法基本原理以及应用；通过教学要求学生掌握本课程中所涉及的空间分析方法的基本原理以及应用技能；了解目前国内外有关空间分析方法研究的现状；结合自身的专业和兴趣对1到2个方法进行应用。 教 材 （略） 主要内容 第一讲 地理信息系统与空间分析的基本概念 目标：希望能将空间分析作为一种框架去理解，从而建立基于空间分析原理的地理信息科学的体系。 讲授内容：复习地理信息系统的一些核心概念和方法；介绍不同领域时空数据分析的原理和方法；进一步讨论空间分析在地理学中的位置和重要性，提出基于本体论观点的统一时空分析方法。 参考文献： 1． 陈述彭，鲁学军，周成虎. 地理信息系统导论. 北京：科学出版社 2． 周成虎. 地理信息系统的透视──理论与方法. 地理学报. 1995，增刊，1～12 3． 周成虎. 鲁学军. 对地球信息科学的思考. 地理学报. 1998，53（4），372～380 第二讲 空间信息统计方法的基本原理及应用 目标：准确理解区域化变量、平稳假设以及变差函数各参数的含义；能够熟练计算实验变差函数并进行拟合；理解估计方差的基本概念，牢固掌握克立格插值的基本理论，能够利用较简单的克立格方法进行插值应用。 讲授内容：介绍地统计学的发展历史和主要理论框架；简单复习相关的概率统计内容（随机变量、随机过程、期望、方差、协方差函数、平稳假设、区域化变量等）；介绍变差函数的概念、参数含义和类型；如何计算实验变差函数以及实验变差函数的拟合方法；结构分析理论及变差函数的应用。 介绍估计误差和估计方差的概念； 估计方差和变差函数之间的关系；估计方差的应用；克立格插值的基本理论；简单克立格和普通克立格；克立格插值的分类；介绍目前克立格方法研究的发展趋势（泛克立格、协同克立格、指示克立格）；简单介绍条件模拟理论。 参考文献：1．王仁铎，胡光道. 线性地质统计学. 武汉：中国地质大学出版社，1984 2．Journel A G, Huijbregts C. Mining Geostatistics, London: Academic Press, 1978. 3. Goovaert P. Applied geostatistics for natural resources evaluation, New York: Oxford University Press, 1997 第三讲 矢量空间数据分析和基于TIN的三维空间分析 目标：掌握矢量数据分析的主要方法；TIN在进行三维空间分析中的原理及应用。 讲授内容：介绍矢量数据和TIN的定义和联系；矢量数据和TIN在GIS中的组织和结构；GIS中矢量数据分析的主要思路和操作方法；矢量数据和其它类型数据之间的转换；与TIN有关的基本概念；矢量数据分析和TIN三维分析的应用实例。 参考文献： 1． Arc/Info中国技术咨询与培训中心. Arc/Info初级教程，1998，培训资料 2． Arc/Info中国技术咨询与培训中心. Arc/Info高级教程，1998，培训资料 第四讲 栅格数据分析 目标：理解栅格分析的基本流程，建立栅格分析的思维方式。 讲授内容：矢量分析与栅格分析的联系与区别；栅格分析的基本原理与基本分析方法；地图代数基础；当前GIS的栅格分析体系。 参考文献： 1． 陈述彭，鲁学军，周成虎. 地理信息系统导论. 北京：科学出版社 2． 周成虎. 鲁学军. 对地球信息科学的思考. 地理学报. 1998，53（4），372～380 第五讲 空间数据挖掘 目标：了解目前空间数据挖掘的研究内容和发展方向；了解如何利用GIS工具进行空间数据挖掘；掌握1～2个空间聚类算法原理。 讲授内容：空间数据挖掘方法的主要分类；聚类分析的主要分类；介绍K－Means聚类、基于密度的聚类等方法等。 参考文献： 1． 史忠植. 知识发现. 清华大学出版社，2001 2． 张学工译 统计学习理论的本质 北京 :清华大学出版社 ,1995 （Vapnik V N. The nature of Statistical Learning Theory. NY: Springger Verlag, 1995）
撰写人： 修改者：
大纲编号：S081601ZJ004 卫星轨道理论、观测方法和应用 Theory of satellite orbit, observation methods and their applications
课程编号：S081601ZJ004 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：高等数学，普通物理
教学目的、要求
本课程是空间技术、测绘、气象、海洋、环境资源等众多需要应用卫星观测资料的学科的专业基础课。主要讲授的内容有：卫星的轨道理论，卫星的定轨技术和方法以及部分轨道计算结果的直接应用等。目的是使学生掌握应用卫星观测资料的技术平台，从而能够在相应的专业学习和工作中正确地使用卫星观测资料解决实际问题。
第一章 二体问题
撰写人： 修改者：
大纲编号：S081602ZJ001 数字图像处理 Digital Image Processing 课程编号：S081602ZJ001 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：高等数学、线性代数、数字信号处理、数据结构、程序设计C/C++
教学目的、要求 通过讲授数字图像处理的基本理论和方法，使学生掌握图像变换、图像增强与复原、图像分割及图像分析等技术，介绍数学形态学的原理和图像重建技术及实际的图像处理系统，为学生进一步开展相关领域的学习和科研打下良好的基础。通过对本课程的学习，要求较深入地理解数字图像处理的基本概念、基础理论以及解决问题的基本思想方法，掌握基本的处理技术，了解图像处理技术的应用领域。
教 材 图象处理和分析，章毓晋编，清华大学出版社，1999
主要内容
参考文献 撰写人： 修改者： 大纲编号：S081602ZJ003 计算机图形学 Computer Graphics
课程编号：S081602ZJ003 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：解析几何、线性代数、C/C++程序设计语言
教学目的、要求 本课程为计算机应用技术专业硕士研究生的专业基础课。以哲学观点讲解计算机图形学（CG，以“三维”为主）及其新的发展，并采用“最新理论与先进实践相结合”的原则，以培养研究生在计算机图形学领域内的独立研究和开发能力为主。 通过本课程学习，要求学生： 1. 掌握CG基本原理，3D图形显示卡及其系统的工作原理与计算，图形数据结构（几何数据+拓扑信息）、6大类图形算法和2D/3D图形语言； 2. 学会基于C++/OpenGL标准的3D图形及动画编程方法和技巧； 3. 了解CG发展中的重要领域，如3D立体显示技术、非真实感图形学、Web网上3D图形及其压缩传输技术。
教 材
苏鸿根编著，《计算机图形学和OpenGL for Windows编程》(第一、二、三册及附录,修订本)，中国科学院研究生院讲义，北京，1998-2008。
主要内容
参考文献
撰写人： 修改者：
大纲编号：S081602ZJ004 C++程序设计语言 The C++ Programming Language 课程编号：S081602ZJ004 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：C程序设计语言
教学目的、要求
本课程为公共选修课。是C++程序实践B的前导课程。 本课程的主要教学目的讲解C++语言的基本思想和方法，介绍面向对象的编程风格。使学生从理论上掌握C++程序设计语言的基础概念（对象、类、继承和多态等）。进而对复用、面向对象的思想、编译的基本过程及运行时结构有比较深刻的认识。
教 材 钱能 主编，《C++程序设计教程》，清华大学出版社，北京，2005。
主要内容
第一章 对象与类
参考文献
工业出版社，2002。
撰写人： 修改者：
大纲编号：S081602ZJ002 模式识别 Pattern Recognition 课程编号：S081602ZJ002 课程属性：专业基础课 学时/学分： 40/2 预修课程：线性代数，统计数学，最优化技术，图像处理
教学目的、要求 本课程为计算机应用技术专业硕士研究生的专业基础课，同时也是电子科学与技术学科研究生的专业基础课。模式识别是研究用机器代替人去识别、辨识客观事物的学科；它是近几十年来得到迅速发展而形成的具有系统理论和方法并得到广泛应用的学科。本课程着重讲述模式识别的基本概念，基本方法和算法原理，注重理论与实践紧密结合，通过大量实例讲述如何将所学知识运用到实际应用之中，避免引用过多的、繁琐的数学推导。由于模式识别的具体应用十分复杂，目前的一些理论和方法能解决的问题十分有限，因此其理论和方法在不断发展和完善之中，需要科学工作者去发展它、完善它。要求学生掌握本课程的基本理论和方法并能在解决实际问题时得到有效地运用，同时为开发研究新的模式识别的理论和方法打下基础。
教 材 （略）
主要内容
第一章 概论 第二章 聚类分析 距离聚类的概念，聚类准则，基于试探的聚类搜索算法，系统聚类法，动态聚类法。 第三章 判别函数 线性判别函数，广义线性判别函数，分段线性判别函数，模式空间和权空间，感知器算法，采用感知器算法的多模式的分类，势函数。 第四章 统计判别 贝叶斯判别准则，最小风险判别，正态分布模式的贝叶斯分类器，均值向量和协方差矩阵的参数估计。 第五章 特征选择和提取 模式类别可分性的测度，特征选择，离散K-L变换 第六章 神经网络 人工神经网络概述，人工神经网络基础，前馈神经网络，反馈神经网络，随机神经网络，自组织神经网络，人工神经网络的应用开发设计。
1. 蔡元龙，《模式识别》，西北电讯工程学院出版社，1985。 2. 边肇琪等，《模式识别》（第二版），清华大学出版社，北京，2000。 3. J.P.Marques de Sa, Pattern Recognition Concepts, Methods and Applications, USA, 2002. 撰写人： 修改者： 大纲编号：S081601TL002 地学反演讨论班 Frontier Topics of inversion theory for geoscience 课程编号：S081601TL002 课程属性：讨论课 学时/学分： 20/1 预修课程：地球反演导论
教学目的、要求
本讨论班是为地学及其相关专业研究生开设的提高班。在同学们掌握了地学反演基本概念和相关数值技术后，通过对近年来地学反演前沿进展的自主讨论学习，使其能够对该学科前沿研究领域的某些方面有比较深入地了解和掌握。 主要内容 一、 SVD方法的新进展； 二、 正则化方法新进展； 三、 线性反问题迭代方法进展 四、 全局搜索方法的最新进展，主要基于Monte Carlo技术展开
五、 反演技术在地学各专业方法的应用
撰写人： 周元泽 撰写日期：2009年7月
大纲编号：S081601TL001 卫星轨道计算与重力场研究讨论班 Seminar on computation of satellite orbit and determination of gravity field 课程编号：S081601TL001 课程属性：讨论课 学时/学分： 20/1 预修课程：卫星轨道理论、观测与应用， 物理大地测量学
教学目的、要求 本讨论班是为地球科学中运用到卫星轨道计算的学科的研究生而开设的提高班。在同学们掌握了卫星轨道的基本理论后，通过对卫星观测量的分类等建立观测量与地球科学中某些参数之间的关系，从而通过轨道计算达到求解这些参数的目的。在课程中将以重力场作为重点进行分析与研究，要求同学们能将这样的分析与解决问题的思路带入到所从事的研究领域中。 教 材 （略） 主要内容 一、 确定卫星轨道的主要参数与轨道计算的关系。 二、 观测量与轨道计算、轨道计算反演参数。 三、 经典的通过卫星轨道计算重力场的理论与方法，重力场模型计算。 四、 测高卫星与大地水准面以及重力场之间的关系。 五、 卫星跟踪卫星技术以及应用。 六、 正在实施的GRACE与GOCE卫星计划的数据处理方法以及在地球科学中的应用。
参考文献 （略）
撰写人： 于锦海 撰写日期：2009年7月
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