测量数据处理理论与方法
课程编码：180083081600P1004H
英文名称：Theory and Method of Geoscience Data Processing
课时：40
学分：2.00
课程属性：学科核心课
主讲教师：闫昊明等
教学目的要求
本课程是测绘科学与技术一级学科专业核心课。本课程内容涵盖了当前测绘科学与地球科学数据处理的主要理论与方法，主要介绍参数估计理论，方差估计理论，广义测量平差理论，回归分析和相关分析，随机噪声和误差理论，过拟合和正则化理论，和时空数据分析理论。通过本课程的学习，使学生熟悉和掌握经典的和现代的数据处理理论和方法，深刻理解数据处理的本质，并灵活应用这些理论和方法来解决大地测量、工程测量、导航定位、海洋测绘，地理信息科学等专业方向中的测量数据的实际处理问题，为专业课程学习和科学研究奠定数据处理基础。
预修课程
误差理论与测量平差基础，概率论与数理统计，线性代数，高等数学
大纲内容
第一章 测量数据处理的意义 3学时 闫昊明
第1节 测量数据处理的意义
第2节 测量数据处理的历史和发展趋势
第3节 线性变换的内涵
第二章 参数估计理论 9学时 闫昊明
第1节 点估计方法
第2节 极大似然估计
第3节 参数估计的统计性质
第4节 参数区间估计
第5节 最小二乘法
第6节 Bayes估计
第7节 数据正态性判别
第三章 回归与相关分析 6学时 闫昊明
第1节 一元线性回归理论
第2节 多元线性回归理论
第3节 线性回归的Matlab实践
第4节 Fourier变换
第5节 时域和频域相关分析
第四章 误差理论和随机噪声 6学时 闫昊明
第1节 误差传播理论
第2节 随机噪声
第3节 协方差和误差椭圆
第五章 数据拟合和正则化理论 1.5学时 闫昊明
第1节 奥卡姆剃刀
第2节 样本的偏差
第3节 过拟合
第4节 正则化理论
第六章 时空数据分析
第1节 ARMA 1学时 闫昊明
第2节 马尔科夫链 0.5学时 闫昊明
第3节 SVD和EOF 3学时 张子占
第4节 EOF分析的本质 0.5学时 闫昊明
第5节 独立成分分析ICA和信息熵 1.5学时 闫昊明
第6节 Hankel Total Least Squares 1学时 闫昊明
第7节 Kalman滤波 3学时 闫昊明
第8节 人工智能和深度学习 3学时 张子占
第9节 课程答疑 1学时 闫昊明
参考书
1、
Deep learning with Python@ Learning from data—a short course @ 天文测量数据的处理方法@实用测量数据处理方法(第2版)@测量数据处理的统计理论和方法@近代测量数据处理与应用
and Lin H. T.@丁月蓉、郑大伟 @沈云中，陶本藻@ 陶本藻@ 张勤、张菊清、岳东杰等
2018 @2012 @1990 @2012 @ 2007 @2011
Manning Publications Co.@ AMLbook.com @ 南京大学出版社@测绘出版社@测绘出版社@ 测绘出版社
课程教师信息
闫昊明，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员，理学博士、博士后，博士生导师，大地测量研究部主任，湖北省天文学会副理事长，湖北省地球物理学会理事，享受湖北省政府专项津贴人员，武汉科学家科普团团员，孙和平院士精密测量科普工作室专家团队成员，中国科学院大学“春分工程”湖北青少年科普专项行动科普专家。主要从事相对论大地测量、天文地球动力学、重力场时空变化、气候变化等方面的研究。在国内外发表多篇高水平论文，熟悉相对论大地测量、卫星重力、GNSS、大气、海洋、陆地水、卫星测高、地球自转等地球物理领域的理论和方法，擅长数据处理，积累了丰富的科研经验。自主编写了地学数据处理程序库WFL和地学数据处理工具GST，并获得国家版权局计算机软件著作权；作为主要完成人参与开发了TSAnalyzer软件等。其中，WFL在相关研究领域得到了广泛应用，受到了用户的广泛好评。多次参加TibXS、APSG、AGU等国际学术会议并做报告；山东科技大学学报编委，国际国内40余期刊审稿人；主持6项国家自然科学基金项目，参与多项973、863项目等。荣获2023年度武汉最美科技工作者称号，2010年测绘科技进步一等奖（排名第五），2008年湖北省自然科学优秀学术论文一等奖，2007年湖北省自然科学二等奖（排名第二），2004年度中国科学院院长优秀奖等多项奖项。
张子占，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员，博士生导师，中国科学院青年创新促进会会员。美国德克萨斯大学奥斯汀分校博士后。主要从事空间大地测量（卫星重力、卫星测高、GNSS等）与多源遥感数据处理及其在全球重力场变化建模、海平面变化、质量迁移、全球变化和极端气候水文灾害监测评估中的应用。主持（参与）多项国家重点基础规划项目（973、863）和国家自然科学基金、中科院及省部级项目。在PNAS、GRL、WRR、EPSL、中国科学等国内外知名期刊发表论文50余篇，被引用超2000余次。曾获中科院院长优秀奖、测绘科技进步一等奖。
张子占，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员，博士生导师，中国科学院青年创新促进会会员。美国德克萨斯大学奥斯汀分校博士后。主要从事空间大地测量（卫星重力、卫星测高、GNSS等）与多源遥感数据处理及其在全球重力场变化建模、海平面变化、质量迁移、全球变化和极端气候水文灾害监测评估中的应用。主持（参与）多项国家重点基础规划项目（973、863）和国家自然科学基金、中科院及省部级项目。在PNAS、GRL、WRR、EPSL、中国科学等国内外知名期刊发表论文50余篇，被引用超2000余次。曾获中科院院长优秀奖、测绘科技进步一等奖。