东北师范大学

本科教学实验室建设项目实施方案

（2018 年度）

申报单位: 环境学院

项目名称: 环境学院生态环境技术与创新型人才培养实验平

台建设

项目类型: 完全新建

(指完全新建、升级换代、设备数量扩充)

拨付经费 162 万元

自筹经费 0 万元

项目联系人: 张继权

联系电话: 13596086467

2018 年 3 月 20 日

教务处制

2

一、项目组成员分工

序号 姓名 职称 分工

1 张继权 教授 学科建设负责人，项目总体设计与规划

2 佟志军 副教授 生态安全与灾害环境遥感与信息系统实验教学与研究仪器设备

采购与管理

3 孙克萍 副教授 生态系主任，负责统筹生态学系实验课改革

4 江廷磊 副教授 动物神经生理学方面的实验教学与与研究仪器设备采购与管理

5 刘兴朋 讲师 生态安全与灾害环境遥感与信息系统实验教学与研究仪器设备

采购与管理

二、本项目建设必要性、目标和内容

2.1 建设必要性(从学科专业发展、专业培养方案、实验开课现状及存在

的问题等方面阐述）

1. 环境学院学科规划与建设目标的具体体现

（1）学科简介

环境学院现拥有环境科学与工程和生态学两个一级学，其中生态学与生命科学

院联合建设。

环境科学与工程学科拥有环境科学和环境工程两个二级学科，能够招收环境科

学、环境工程专业的本科生、硕士和博士研究生，并建有环境科学与工程博士后科

研流动站。

东北师范大学环境学院环境科学与工程一级学科博士点，始建于 1977 年，金

岚教授和朗佩珍教授等开始从事松花江污染对水生生物影响极其生态学评价的研

究。1978年成立环境科学研究所，1983年开始招收环境化学、环境生物学和环境地

学硕士研究生，1986年设立环境科学本科专业，2000年获得环境科学博士学位授予

权，环境工程硕士学位授予权，2002 年、2007 年环境科学学科连续被评为吉林省重

点学科，2006年环境科学与工程获得一级学科博士学位授予权；2004 年环境科学专

业被评为吉林省高等学校特色专业，同年获得环境科学与工程一级学科博士后流动

站，2009 年环境科学专业获批国家高等学校特色专业，同年环境科学基础教学实验

中心被评为吉林省实验教学示范中心；2011 年环境科学与工程一级学科被评为吉林

省高等学校优势特色重点学科；2014 年环境科学被评为吉林省第一批品牌专业建设

点；2015 年环境科学与工程博士后科研流动站被评为全国优秀博士后科研流动站。

东北师范大学环境学院生态学一级学科博士点是与生命科学学院联合建设的，

始建于 1960 年代，目前为国家重点学科。1992 年设立生态学本科专业。

（2）学科定位

面向国际的环境与生态学科前沿，国家的环保重大战略需求，培养科研、教育、

3

管理等多样化、高质量人才；为学科知识体系与行业关键问题提供必要的科技支撑。

打造一个在国内外本领域拥有较强学术影响力和竞争实力的学科体系，提升本

学科在国内相关领域的区位优势与排名。环境及生态学领域环境及生态学领域 ESI

由 0.45提升至 0.8，力争进入全球 ESI学科排名前 1%；环境科学与工程学位授权学

科排名进入师范院校前 3位，进入教育部学科评估前 30%，建设成本领域的国内著名

的环境科学与工程学科。生态学学位授权学科排名进入教育部学科评估前 12%，建成

具有鲜明特色的国内领先、一流的生态学学科。

（3）学科建设目标

环境科学与工程：针对环境科学与工程学科发展前沿的需求，围绕流域水环境

污染与灾害重大或关键理论与实践问题，以理论创新为重点，以技术开发为突破，

将环境科学与工程学科建设成为科研特色鲜明、教学科研条件先进、师资队伍结构

合理、教学质量过硬、科研成果显著、招生规模适度，在国内有较大影响的学科。

具体目标：

队伍建设：坚强人才队伍建设，按照已经凝练的研究方向，加速引进与培养，

引进具有学术影响力人才，培养及引进优秀青年教师。力争引进外专千人计划 1-2

人，培养或引进“长江学者”、“杰出青年”、“青年千人”或“优秀青年”水平的学

者 2-3人，长白山学者 1-2人。发挥学科带头人的关键作用，形成 1-2 个 PI团队，

提升面向学科与国家或行业需求的理论与应用的创新能力。

科学研究：依托团队合作、协作，凝练方向，突出特色，面向我国环境与生态

建设事业的重大需求（绿色、创新），增强与高水平、国际一流实验室的实质性合作，

进一步提升理论与技术创新能力。获得重要的应用成果、承担国家重大项目，力争

获得省部级以上项目 30项以上，国家自然科学基金重点或重大项目 1 项、国家自然

科学基金项目 15项以上，重大研发项目（课题）2-3项；发表 SCI 检索论文 70篇以

上，力争每年在国际顶级期刊发表论文 2-3 篇；出版高水平学术专著 2-4 部；申请

发明专利 2-3项；申报软件著作权 2-4项以上；制定国家或行业技术标准（草案）2

项以上；获得省部级以上奖励 2-3项。

人才培养：形成高水平的优质教学团队，实现人才培养为学科建设的核心任务；

以国家教学示范中心、国家人才培养基地为平台，积极探索创新人才培养模式和课

程系统，达到教学和科研有效结合，强化研究型（应用型）人才的培养目标，彰显

“理工融合特色，提升人才培养与社会需求适契度。申报“环境科学”省级优秀教

学团队。力争出版“十三五”规划教材 1-2部，获得省级以上教学奖励 1-2项。

支撑平台：建设服务于科研和教学的产学研一体化高等理工环境学院生态环境

技术与创新型人才培养实验平台。建好吉林省生态安全与环境灾害预警研究中心和

吉林省城市污水处理与水质保障工程技术研究中心；拟建设省部级及以上研究平台 1

个；积极参与吉林省政府支持的国家重点实验室建设。

生态学：在本学科历史积淀基础上，突出“动物生态学”和“生态安全与生态

修复”两个研究特色，围绕国际今后 20年的生态学科发展前沿的重大或关键理论问

题，以揭示野生动物行为与适应进化机制，解决生态安全评价与生态修复问题为主

要目标，将我校生态学学科建设成为特色鲜明、国内一流、在国际上具有一定影响

的高水平学科。具体目标：

队伍建设：坚持人才队伍建设，按照已经凝练的研究方向，加速引进与培养，

引进具有学术影响力人才，培养及引进优秀青年教师。力争引进外专千人计划 1人，

4

培养或引进“长江学者”、“杰出青年”、“青年千人”或“优秀青年”水平的学者 1-2

人。发挥学科带头人的关键作用，形成 1-2个 PI团队，提升面向学科与国家或行业

需求的理论与应用的创新能力。

科学研究：依托团队合作、协作，凝练方向，突出特色，面向我国环境与生态

建设事业的重大需求（绿色、创新），增强与高水平、国际一流实验室的实质性合作，

进一步提升理论与技术创新能力。获得重要的应用成果、承担国家重大项目，力争

获得省部级以上项目 15 项以上，国家自然科学基金项目 10 项以上，重大研发项目

（课题）1-2 项；发表 SCI 检索论文 30 篇以上，力争每年在国际顶级期刊发表论文

2-3 篇；出版高水平学术专著 1-2 部；申请发明专利 1-2 项；获得省部级以上奖励

1-2项。

人才培养：形成高水平的优质教学团队，实现人才培养为学科建设的核心任务；

以国家教学示范中心、国家人才培养基地为平台，积极探索创新人才培养模式和课

程系统，达到教学和科研有效结合，强化研究型（应用型）人才的培养目标，彰显

“理工融合”特色，提升人才培养与社会需求适契度。力争使省级优秀“生态学”

教学团队建成国家级优秀教学团队，国家级生态学实验教学示范中心通过评估。力

争获得省级以上教学奖励 1项。

支撑平台：建设服务于科研和教学的产学研一体化环境学院生态环境技术与创

新型人才培养实验平台。建好吉林省动物资源保护与利用重点实验室和国家环境保

护湿地生态与植被恢复重点实验室；完善龙湾湿地实验站和生态学野外研究基地；

力争将吉林省动物资源保护与利用重点实验室建设为教育部重点实验室；积极参与

吉林省政府支持的国家重点实验室建设。

由上可知，该项目“环境学院生态环境技术与创新型人才培养实验平台建设”

是学院学科目标和内容之一，是确保学科定位顺利实现的保证。

2. 环境学院学科建设实施方案的具体安排

在《环境学院学科发展规划》中，明确了学科学术问题和学科方向设置（图 1），

并根据学科特点和发展状况等，制定了学科建设的实施方案，并且明确了“环境学

院生态环境技术与创新型人才培养实验平台建设”具体计划。2017 年度环境污染与

控制化学方向，构建环境污染识别、评价与控制技术平台；2018 年度围绕环境灾害

风险评价与管理、生态安全与生态修复和动物生态与保护生物学方向，构建环境灾

害、生态安全监测预警、风险评价及分子生态学、行为生态学技术平台；2019 年围

绕水污染控制工程与技术，构建水污染监测与控制技术平台。

按照“环境学院生态环境技术与创新型人才培养实验平台建设”具体计划，本

年度建设内容主要服务于环境灾害风险评价与管理、生态安全与生态修复和动物生

态与保护生物学等学科方向。三个学科方向依托的科研平台有：国家级生态学教学

示范中心、国家环境保护湿地生态与植被恢复重点实验室、吉林省生态恢复与生态

系统管理实验室—省部共建国家实验室培育基地、吉林省生态安全与环境灾害预警

研究中心、吉林省动物资源保护与利用重点实验室、吉林省环境科学基础实验教学

师范中心。目前具有生态安全与环境灾害风险管理、分子生态学、行为生态学、湿

地生态学、污染生态学等都多个研究方向，而生态安全、生理生态学这一研究方向

则十分薄弱，这一现状不利于国家级和省级教学示范中心的建设和影响高层次学术

成果的产出。因此，购置相关的先进设备，对建设好国家生态学教学示范中心、吉

林省环境科学基础实验教学师范中心和科研平台建设及学科研究方向的完整性十分

必要。

5

3. 学科建设团队学术目标实现的保障与支撑

生态安全与环境灾害研究方向是当今环境科学、生态科学、地球科学、灾害学

和公共安全领域的研究热点和发展方向，是我校环境科学的特色研究领域。多年来

形成了环境与灾害风险综合评估与风险防控、突发性环境事故应急决策、战略环境

评价与规划、生态环境安全与风险评价、区域环境规划与评价和管理等研究方向，

取得了开创性的研究工作。该研究团队是我国较早开展生态安全与灾害监测预警、

风险评估与防控技术的专业研究单位之一，主持或组织开展过多项国家与行业重大

研发工作。

该研究方向以遥感技术、生态安全和灾害风险评估的理论、方法、技术和系统

集成研究为核心，瞄准当前生态安全、灾害监测、预测预警、风险评估、应急管理

与风险防控等重大科学和关键技术问题，重点研究遥感、地理信息系统和全球定位

系统技术及大数据支持下的生态安全与灾害监测预警、风险评估与防控技术体系，

提升遥感等空间信息技术的应用深度和水平，解决生态安全与防灾减灾的科技创新

与经济社会可持续发展的重大需求。

“生态安全与防灾减灾”属于生态和公共安全服务技术领域，可为国家安全和

经济社会发展保障护航。生态安全是我国生态文明建设的重要内容和构建和谐社会

的重要保障，提高我国生态安全保障能力、加强风险预警和抵御能力建设，一直是

党中央和国务院高度关注的重要问题之一。重大自然灾害监测预警、综合风险评估

及防灾减灾的核心技术研发已提升到国家公共安全与社会稳定的战略层面。 自然灾

害风险评价与防控是提升国家重大自然灾害防灾减灾能力建设的重要组成部分。

及时、准确地获取生态环境与灾害动态发生发展和损失信息是开展“生态安全

与防灾减灾” 研究的前提和关键环节。遥感技术是获取生态环境和灾害信息，进行

监测预警、评估、应急决策和防控的重要手段。遥感技术作为现代信息技术的前沿

技术，能够快速准确地收集大范围、实时生态和灾害信息，结合地理信息系统和全

球定位系统等其他现代高新技术，可以实现信息收集和分析的定时、定量、定位，

客观性强，不受人为干扰，方便决策。

研发以卫星遥感技术为核心的生态环境和灾害遥感监测、数据挖掘与信息平台

是及时、准确获取多尺度生态和灾害信息的重要途径。高光谱遥感是指用很窄而连

续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术，已成为定量遥感的主要技术手段。近年

已经广泛应用于环境污染、生态监测、自然灾害预报等领域，如植被生态、海洋海

岸水色、冰雪、土壤以及大气、海洋水色遥感研究、农作物产量分析、入侵物种鉴

定、研究农业-植物健康、土壤性质、农作物病害虫及长势监测、水体污染监测、高

光谱监测碳封存、环境污染物检测、地质灾害监测、自然灾害风险评价等。目前，

由于经费限制，缺乏用于获取高光谱遥感数据的仪器设备，成为相关研究数据获取

的障碍因素，影响了相关学科和科学研究进程。本项目拟购买精度地物光谱仪、无

人机主要用于高光谱遥感数据获取，可满足生态安全、环境灾害科学研究需要，为

相关团产出高水平研究成果提供有力支撑。

生态学是国家一级重点学科，在东北师范大学属于优先支持重点学科，动物生

态学和生理生态学是生态学的重要研究方向。动物应对生态环境变化的行为及其神

经生理机制一直是生态学研究领域的重要科学问题和热点。然而，由于受到仪器设

备的限制，国内动物行为学和生理生态学相关的研究仍处于起步阶段。因此，通过

购置相关的设备来完善实验室，是解决这一重要科学问题的必要条件，也是提高本

6

科生、研究生培养质量的重要举措，能为国家培养高层次的生理生态学研究领域的

专业人才。东北师范大学环境学院拥有国家级生态学教学示范中心和吉林省动物资

源保护与利用重点实验室，目前这两个平台具有分子生态学、行为生态学、湿地生

态学、污染生态学等都多个研究方向，而生理生态学这一研究方向则十分薄弱，这

一现状不利于国家级生态学教学示范中心的建设和影响高层次学术成果的产出。因

此，本项目拟购置相关的先进设备多通道超声波录制与分析系统对建设好生态学教

学示范中心和学院生态学研究方向的完整性十分必要；Walter Metzner 教授是东北

师范大学聘用的“海外名师”和国家“外专千人”，是国际上著名的动物生态学和神

经生理学家，该项目的顺利实施，能最大限度地发挥 Walter Metzner 教授在我校的

作用，对我校生态学、尤其是动物生态学和生理生态学学科建设具有重要作用。

4. 学院教学和科研仪器数量不足、高精端仪器严重匮乏，制约人才培养和科学

研究

当前环境科学与工程领域的科学研究已迈入全球化、系统化、定量化的新时代。

环境科学与工程学科的研究思路、研究内容和研究方法均发生了重大的变化。能否

顺应学科领域的发展趋势，快速提高学科整体水平与实力，直接影响我校环境科学

与工程学科的生命力与竞争力。

环境科学与工程学科的建设有利于促进我校工科专业的发展，对完善综合性大

学学科结构布局，提升学科层次水平具有重要的意义。本学科将科学理论研究与工

程实践相结合，致力于解决社会发展过程中重大环境问题，为更好地履行我校的社

会服务责任提供助力。

我校环境科学与工程学科历经三十余年的发展，取得了系列成果。环境科学研

究基础夯实、积淀较为丰厚；环境工程应用起步较晚，基础条件薄弱，两个二级学

科发展凸显不均衡与不同步性。整个学科领军人物与高端人才较少；相对于国内同

类院校本科生与研究生招生规模较小；缺乏服务于科研和教学的产学研一体化高等

理工科技平台与人才培养基地，以上问题严重制约整个学科发展和整体水平提升。

学院实验中心现有 20万以用于服务本科实验教学和提供测试任务的上大型仪器

设备仅有 4台套，分别是离子色谱仪（2006年）、原子吸收光谱仪（2006 年）、液相

色谱仪（2008年）、高效液相色谱仪（2015年）。无论从仪器性能、数量及测试指标

涵盖范围，均不能满足学院人才培养的要求。

2015 年和 2016 年环境学院实验中心相继获得中央高校改善基本办学条件专项

经费资助 588 万元，重点用于补充和更新基础实验教学常规教学仪器，共计采购常

规教学仪器 498 台套，环境科学和生态学专业的学科基础课和专业主干课的基础技

能训练项目（验证性和部分综合性实验项目）所需仪器设备基本购置完成。着眼于

当前社会需求，培养高质量创新型环境人才迫在眉睫。我院根据人才培养定位与目

标，组织教师团队精心设计创新性和设计性实验项目，以提升学生创新素养与实践

技能。但实验的仪器设备急需更新换代，才能满足“专业技能提高-科学研究创新”

的需要。

建设“环境学院生态环境技术与创新型人才培养实验平台”是支撑学院教学、

科研和学科建设重要平台，对提高教学与科研水平、促进学科交叉与融合、加强高

层次创新人才的培养起着至关重要的作用。

5. 学院人才培养定位与目标实现的保障

环境学院的学科定位是：面向国际的环境与生态学科前沿，国家的环保重大战

略需求，培养科研、教育、管理等多样化、高质量人才；为学科知识体系与行业关

7

键问题提供必要的科技支撑；建设本领域的国内一流学科（生态一流、环科著名）。

学院制定了“厚基础、宽口径、强能力、高素质、重创新” 理工结合的特色人才培

养目标和以“创新素质和实践能力”为特色的多样化人才培养模式，创新环境类人

才培养战略，实现专业人才分类培养，即培养理论知识全面、应用能力强的多层次、

多规格的环保复合型人才（应用型技术人才、创新型科研人才和综合型管理人才）

培养目标；制定了“理论型教学”和“实践型教学’并重的教学模式。着重培养学

生的创新能力和实践能力，以适应生态、环境科学与工程专业发展趋势，及就业多

元化的需要；在制定课程计划时力求专业实验系列化、专业实习实效化，提高综合

性、设计性实验比例，注重基本实践技能的夯实和科研实践素质的提升。

仪器分析测试技术是环境类专业实践中最重要的技术手段，掌握分析测试的技

术与方法已经成为现代社会对人才的新需求。对高年级本科生、研究生进行充分的

分析测试技术与方法的训练，是实现学校的人才培养目标、培养社会需求的合格人

才的必然要求。

本项目结合环境学院 2015年新修订的本科生教学大纲和硕博研究生培养方案，

环境学院学科建设规划，主要立足于环境科学与工程境科学、生态学专业本科生高

年级创新型实验、硕士和博士研究生及教师科学研究实验和实证分析，侧重综合性

和设计性实验的开设。该项目覆盖环境学院环境科学、生态学和环境工程三个专业

的各类课程，本项目的实施将保障新建环境工程专业和环境科学、生态学专业近 400

余名本科生实践教学、创新性研究，200名硕博研究生和全体教师毕业论文和科学研

究实验的顺利开展，惠及专业基础课、专业主干课、专业系列课、专业实习、毕业

论文等实验课程，通过购买大型测试仪器，延伸了上述课程的课程内容、提高了各

类学生学习效率，为实验课程改革提供了机会和手段，也满足环境科学、生态学及

环境工程等等专业本科生、研究生开设相关创新型和研究型课程，使其掌握基本的

定量遥感的基本技术与野外工作经验，促进学科发展，提高人才培养质量与层次具

有重要意义。

建设环境学院生态环境技术与创新型人才培养实验平台是面向创新型人才培养

目标，服务于本科、研究生实验教学和教师科学研究，于教学、科研和学科建设三

位一体的共享平台，是学院教学、科研和学科建设必不可少的公共服务体系之一，

对提高教学与科研水平、促进学科交叉与融合、加强高层次创新人才的培养起着至

关重要的作用。

2.2 建设情况与目标(具体说明本年度修购基金购置的仪器设备数，面向

的专业，覆盖的实验室，涉及的实验项目数（包括新增数与更新数），学

生受益人数，实验课人时数，建设目标等方面的建设情况)

高等学校实验室承担着培养高级专门人才，提高学生实践能力、创新能力，实

施素质教育的重要任务，是学校教学、科研工作的重要组成部分，是知识创新、技

术开发的重要基地。创建国内外知名高水平大学，建设一流学科，培养一流人才，

必须有一流的实验室予以支持。以教育部《面向 21世纪教育振兴行动计划》为指针，

结合我校实验室实际情况，本着“优化资源配置，调整结构布局，突出学科优势，

提高管理水平，提高投资效益”的原则，把握当代科学研究领域的发展动向，加快

我校实验室改革和建设步伐。仅仅围绕教学中心任务，努力提高学生的综合素质、

8

实践能力和创新能力。适用专业结构和学生知识结构调整的需要，加强综合型、创

新型、设计型、探索型实验，淘汰、删减不符合素质教育要求的陈旧实验。以改革

促发展，引入竞争机制调控经费投向，调动各个专业积极性和主动性。重点扶持学

生受益面大、有发展前途、投资效益高、复合教改方向的实验室建设项目。

本项目紧密结合《环境学院学科发展规划》规定的学科目标和内容，项目建设

是确保学科定位顺利实现的保证，可满足环境学学科建设目标的顺利实现，推动环

境灾害风险评价与管理、生态安全与生态修复和动物生态与保护生物学等学科方向

的发展，同时也利于提升学院科研整体水平和学科实力。

本项目结合环境学院 2015年新修订的本科生教学大纲和硕博研究生培养方案，

环境学院学科建设规划，主要立足于环境科学与工程境科学、生态学专业本科生高

年级创新型实验、硕士和博士研究生及教师科学研究实验和实证分析，侧重综合性

和设计性实验的开设。该项目覆盖环境学院环境科学、生态学和环境工程三个专业

的各类课程，本项目的实施将保障新建环境工程专业和环境科学、生态学专业近 400

余名本科生实践教学、创新性研究，200名硕博研究生和全体教师毕业论文和科学研

究实验的顺利开展，惠及专业基础课、专业主干课、专业系列课、专业实习、毕业

论文等实验课程，通过购买大型测试仪器，延伸了上述课程的课程内容、提高了各

类学生学习效率，为实验课程改革提供了机会和手段，可满足环境科学、生态学及

环境工程等等专业本科生、研究生开设相关创新型和研究型课程，也可满足博士研

究生及教师科学研究实验和实证分析仪器需求，对促进学科发展，提高人才培养质

量与层次具有重要意义。

项目完成后，与新修订的本科生实验教学大纲保持一致，满足综合性和创新性

实验要求，实验内容和实验条件达到国内同类专业一流水平。本项目实施有助于全

面提升我校环境工程专业、环境科学、生态学等专业实践教学质量和学科水平，提

升学生实践创新能力，使我校成为生态环境保护建设的重要人才培养基地。

在充分论证的基础上，从创新人才培养的角度出发，购置一批高精尖的大型仪

器设备，提升实验教学和科研手段，增加开设设计性和创新性实验的数量和质量，

切实提升实验教学和科研的层次和水平。

拟购买的仪器高精度地物光谱仪、无人机主要用于定量环境遥感实验。在环境

遥感方面,现有实践环节由于条件的限制多采取传统的定性的方法展开教学,仍土地

利用解译、目标识别、范围提取等初级水平。但随着环境科学的不断发展，对于定

量遥感的要求越来越高，特别是在高光谱遥感技术在大气环境监测与分析、水环境

监测与分析、土壤环境监测与分析等研究领域得到广泛应用。因此有必要购置相关

硬件设备使学生在本科阶段就接触并熟悉现代遥感技术的前沿设备仪器，为将来的

学习和工作打下良好基础。此外，还可用于高光谱遥感数据获取，可满足生态安全、

环境灾害科学研究需要，同时也满足环境科学、生态学及环境工程等等专业本科生、

研究生开设相关创新型和研究型课程，使其掌握基本的定量遥感的基本技术与野外

工作经验。

仪器预算如下：

1. 高精度地物光谱仪

主要参数：在红外波段拥有 8nm 的光谱分辨率，适合测量需要定义的窄光谱

特性领域的研究。光谱范围 350-2500nm，350-1050nm 最快采集速度 100ms, 17ms 光

谱分辨率 3nm@350-1000nm， 10nm@1000-2500nm 采样间隔 1.4nm@350-1000nm,

2nm@1000-2500nm 数据间隔 1nm 波长精度 +/-1nm 波长重复性 +/-0.02nm。

主要用途：测量地表沉积物、 土壤、植物、水体和人工目标在 400-2500 nm

9

波段范围的反射率和透过率，利用探测到的地物吸收特征对目标进行成分识别，并

定量化地物的化学组分；测量太阳辐照度，用于研究大气组分。

经费预算：50 万元

2. 高灵敏度无人机

主要参数：（1）机身：经纬 M210在风雨、尘土、高温、严寒条件下稳定工作。

可负载上下双镜头，下面同时可安装双摄像头；（2）热成像系统镜头：ZXTA09SR是

（禅思 XT 集成先进的 DJI云台和 FLIL高灵敏热成像相机，突破光线和空间格局，

可随时随地捕捉清晰、精准的热图像；（3）禅思 X5S云台是新一代 M4/3 传感器，焦

段覆盖：9mm-45mm；（3）电池。

主要用途：禅思 XT 集成先进的 DJI 云台和 FLIR 高灵敏度热成像相机，突破光

线和空间的局限，可随时随地捕捉清晰、精准的热图像。结合 DJI 飞行平台和 FLIR

长达 50 年的热成像设备制造经验，禅思 XT 热成像相机赋予视觉全新的维度，让你

能快速搜索大面积区域，或近距离检测难以攀爬的设备。工作变得更加高效、轻松

和安全。禅思 XT热成像相机通过感测细微的温差，呈现肉眼无法觉察的信息，即使

在完全无光的黑夜，或者烟雾遮挡的区域，也能让目标清晰显现。DJI 飞行平台和禅

思 XT热成像相机带来广阔和灵活的视角，让你迅速跨越山峰或河流搜索失踪人员，

发现高层建筑上的裂缝或高压电线上的故障隐患，或在火灾上空穿透浓烟寻找火源。

经费预算：18万元

3. 多通道超声波录制与分析系统

该系统用于录制动物声信号和行为追踪，包括 4 套设备。第一套设备为多通道

超声波录制仪，第二套设备为声音回放系统，包括 1 套高性能超声波回放系统和 1

套中低频声音回放系统；第三套设备包括 1 套超高速摄像系统，第四套包括 1 套高

速摄像系统。主要覆盖的实验室为 120 和 131 实验室，涉及 1 个实验项目，实验课

为 36课时，每年受益学生人数约 30人。

经费预算：94万元，详情如下：

第一套设备，预算 16.70万元：

（1）设备名称：多通道超声波录制仪；数量：1套，

主要配置：包括多通道超声波录制仪 1台、超声波麦克风（传感器）8个、超声

波麦克风延长线 8根

主要参数：

多通道超声波录制仪：至少包括 8个通道信号输入（8 balanced analog inputs）

可同时采集声信号，16bit 分辨率，最大集合采样频率(Maximum aggregate sample

rate)750 kHz/16bit, 频率响应（frequency response）20Hz-370kHz, 电脑连接

USB2.0以上,输入灵敏度（Input sensitivity，max trim）-43 dBV，输入灵敏度（Input

sensitivity，min trim) = -3 dBV，增益调节分压（Gain adjustment potentiometer）

不低于 40dB 范围内可连续调节或 30dB 范围内 3dB 增量调节，尺寸小于（长高宽）

250 x 60 x 250毫米，重量小于 1.5千克，兼容电脑操作系统Windows Vista7/8/8.1/10

超声波麦克风（传感器）：能够与多通道超声波录制仪匹配，频率范围（frequency

range）2kHz-200kHz,灵敏度（Approximate sensitivity）优于 500mV/Pa，频率响

应（frequency response）在 10kHz-150kHz范围内的衰减处于-7dB至 3dB内。

超声波麦克风延长线：能够连接超声波麦克风和多通道超声波录制仪，每根长

10

度不低于 20米，规格 4 x 0.14 + shield

主要用途：动物声信号采集

拟采购型号：

多通道超声波录制仪：Avisoft-UltraSoundGate 816H ,生产商：Avisoft

Bioacoustics, 德国。

超声波麦克风（传感器）：Avisoft-Bioacoustics CM16/CMPA,生产商：Avisoft

Bioacoustics, 德国。

超声波麦克风延长线： Avisoft-Bioacoustics XLR-5 microphone extension

cable 25m,生产商：Avisoft Bioacoustics, 德国。

第二套设备预算 5.30万元

（1）设备名称：高性能超声波回放系统；数量：1套

主要配置：包括超声波回放扬声器 2台，双通道超声波回放放大器 1台。

主要参数：

超声波回放扬声器：具有高性能的超声响应，低失真度；频率响应（frequency

response）： +/- 11dB 从 4kHz 到 110kHz；信号输出（10V peak input）：5kHz 信

号在 10cm 处不低于 95dB SPL；THD：< 3%, 2kHz-110kHz, 4Vp输入；尺寸：直径不

大于 4厘米，高度不高于 3厘米；重量：不大于 23克；配套长度 6米以上的连接数

据电缆。

双通道超声波回放放大器：具有 2 个 BNCs 信号输入端，接收信号可达 10V，控

制两个信号通道总体信号水平的增益从 0到-27dB以每步 3dB调节；信号输出端通过

4-pin mini-DIN 连接器；能够与高性能超声波回放扬声器匹配，同时驱动 2 台回放

扬声器。

主要用途：声信号回放

拟采购型号：

超声波回放扬声器：ES1 electrostatic loudspeakers，生产商：Tucker-Davis

Technologies,美国

双通道超声波回放放大器：ED1 speaker driver，生产商：Tucker-Davis

Technologies,美国

（2）设备名称：中低频声音回放系统；数量：1套；

主要配置：包括低频声音回放扬声器 2 台，中频声音回放扬声器 2 台，多通道

回放放大器 1台

主要参数：

低频声音回放扬声器：灵敏度：92dB/1M/2.83v；功率响应：20W nominal, 38W

max；频率范围：1,200-40,000Hz，重量：不大于 630克。

中频声音回放扬声器：灵敏度：93dB/1M/2.83v；功率响应：12W nominal, 25W

max；频率范围：3000-40,000Hz，重量：不大于 500克。

多通道回放放大器：同时能够连接的扬声器不低于 10个；功率输出：每通道 40

瓦（40 Watts per channel RMS at 8 ohms），输出类型 4欧姆，8欧姆；输出连接

器：Phoenix, RCA，THD：005% THD 20 Hz-20 kHz @ 30W (8 ohm)； 频率响应：5Hz-72kHz

主要用途：声信号回放

拟采购型号：

低频声音回放扬声器：NeoX1.0 Ribbon tweeters，经销商：Fountek，中国

11

中频声音回放扬声器：RD1.0 Ribbon Tweeters，经销商：Fountek，中国

多通道回放放大器：MA1240a Multi-Zone 12 Channel Amplifier，经销商：

Fountek，中国

第三套设备预算 57万元：

（1）设备名称：超高速摄像系统, 数量：1套

主要性能参数：日本原装进口高速摄像机 FASTCAM主机，拍摄速度不低于每秒 2

千帧，最小快门时间（Minimum shutter time）不大于 5μs, 主机内置内存不低于

32G，能在波长 400-700nm 光线条件下正常工作；2 个 C-MOS 图像传感器，传感器分

辨率不低于 1024×1024 像素，像素尺寸（Pixel Size）不小于 10μm×10μm；配置

同步器、影像分析软件 PFA和 PSV、红外光源、三脚架、电缆线等必备配件。

主要用途：图像信号采集

拟采购型号：FASTCAM,生产商：Photron,日本

第四套设备预算 15万元：

（1）设备名称：高速摄像系统；数量：2套

主要配置及性能参数：瑞士原装进口高速摄像机 MV1-D1312IE-240-CL-8，kowa

定焦镜头焦距 8mm，工控机，24 寸显示器，曼富图三脚架（含云台），红外光源，操

作系统软件。主要参数：灰度分辨率（Greyscale resolution）不低于 8 bit，最大

分辨率（Maximum resolution）不低于 1248×1082，全分辨率（Full resolution）

下拍摄速度（Rec speed）不低于 170 帧每秒，最小快门时间（Minimum shutter time）

不大于 11μs，像素尺寸（Pixel Size）不小于 8μm×8μm，光谱范围（Spectral range）

320 to 1000 nm（不低于 10% of peak responsivity），高速存储容量 2.8 T以上。

系统包含相机操作软件、高速存储系统，镜头、三脚架、专用收纳箱、红外光源、

数据线等。

主要用途：图像信号采集

拟采购型号：AcutEye-1.3M－170CL，经销商：湖南科天健光电技术有限公司，

中国

2.3 建设内容（请按季度说明具体实施项目内容及完成时间）

2018.1-2018.3 完成设备型号、性能及价格等最新信息查阅

2018.4-2018.6完成申报设备购置申请，报批招标办和资产处

2018.7-2018.9进行仪器设备招标购买

2018.10-2018.12 完成购买仪器验收，并投入到应用中。

三、拟开发实验项目汇总表及具体实验内容

说明：1、项目类型：基础性、综合性、设计性；

2、与原有实验的关系填写：新增、更新。

项目

序号

实验项

目名称

项目

类型

与原有

实验的

服务专

业

服务课

程 学时

每年学

生受益开课时间

12

关系 人数

1

高精度

植被信

息提取

综合性 新增

环境科

学

生态学

生

环境遥

感与信

息系统

2.5 80 春学期

2

水体污

染物含

量定量

遥感分

析

综合性 新增

环境科

学

生态学

生

环境遥

感与信

息系统

2.5 80 春学期

3

动物声

学与行

为学实

验

综合性 新增 生态学 行为生

态学 36 30 春季学期

┋

3.1 实验项目一 高精度植被信息提取

3.1.1 实验目的

作为生态全球生态系统的重要组成部分，植被生态系统在全球气候系统中至关

重要的作用，因为如何快速精准提取植被相关特征及参数信息已经成为多种学科研

究的前提与基础。本实验项目依托环境科学及生态学两个本科专业的专业核心课程

《环境遥感与信息系统理论（实践）》，开展室内与室外相结合，定性与定量相结合

的植被遥感实验。其目的是使学生在掌握定量遥感的基本原理的基础上，能够借助

手持地物光谱仪获取地面植被高光谱数据，通过无人机及其携带的热成像光谱仪获

取可见光及红外光谱数据，进而获取高精度植被分类信息。结合具体生态环境问题

设计与提出，通过室内数据处理与分析，得到植被光谱特征与植被具体参数之间的

定量关系谱，从而实现定量遥感模型的建立。最终使学生初步掌握植被定量遥感模

型的建立过程及方法，并能够应用其解决学习和研究中的具体问题。

3.1.2 实验内容及与原有实验的关系(新实验所解决的原有实验中存在的问题

和不足)

新增

3.1.3 主要测试参数及指标范围

1.地表植被的高光谱信息的野外观测：利用手持地物光谱仪，在适当的光照及

天气条件下，在全球定位系统的支持下，精准记录不同植被高光谱信息。主要参数

包括：工作波段：325-1075 nm；光谱分辨率<3.0nm；波长精准度 1 nm。

2.地表植被的红外光谱数据野外观测：利用无人机及其携带热成像光谱仪获取

植被近红外光谱信息。主要参数包括：工作波段：0.76-1000；焦段覆盖：9mm-45mm。

3.高光谱数据室内处理与分析：通过 matlab 软件环境测试分析特定植被光谱特

征值，获取不同植被类型不同植被参数的光谱特征数据库，进而与野外观测及背景

信息建立反演模型。

13

4.结合红外数据获取植被精确信息，对上述模型进行验证，从而完成建立植被

遥感模型的全部过程。

3.1.4 实验主要仪器设备连接框图

3.2 实验项目二 水体污染物含量定量遥感分析

3.2.1 实验目的

高光谱遥感以其特有的高光谱分辨率，对调查和监测环境问题，如水体含沙量

及污染物深度有着较为敏感的反应，从而使利用手持地物光谱获取水体高光谱信息

实现水体污染物深度（含量）的定量识别分析成为可能。进而可利用高光谱遥感进

行水质评估等具体应用。实验目的是通过实验设计，使环境科学及生态学专业的本

科生，通过掌握通过高光谱遥感定量获取水体污染相关参数。实验过程可根据不同

污染物进行分组实验，最终通过讨论对比分析以获取不同污染物的实验过程的共同

与差异之处。

3.2.2 实验内容及与原有实验的关系(新实验所解决的原有实验中存在的问题

和不足)

手持地物光谱仪 野外水体采样

室内计算机处理

与分析

植被高光谱信息 室内测试化验分析

污染物定量遥感模型

模型验证

模型应用——解决具体问题

14

新增

3.2.3 主要测试参数及指标范围

1.水体高光谱信息的野外观测：在事先设计好的实验方案的框架下，利用手持

地物光谱仪，在适当的光照及天气条件下，在全球定位系统的支持下，精准记录不

同样点水体的高光谱信息。主要参数包括：工作波段：325-1075 nm；光谱分辨率

<3.0nm；波长精准度 1 nm。

2.水体野外采样点水体样品采样：在事先设计好的实验方案的框架下，根据规

范采集水体样品，以备实验室测试分析。

3.水体样品实验试测试分析：根据实验方案，不同小组针对不同污染物进行实

验测试化验好样的，获得某具体污染物含量定量数值。

4.高光谱数据室内处理与分析：通过 matlab 软件环境测试分析特定植被光谱特

征值，获取不同类型及不同含量污染物光谱特征数据库，进而与上述测试分析数值

进行相关分析，建立反演模型。

5.结合实测数据，对上述模型进行验证，从而完成建立水体污染物遥感模型的

全部过程。

3.2.4 实验主要仪器设备连接框图

3.3 实验项目一 动物声学与行为学实验

3.3.1 实验目的

①使学生掌握动物声学与行为学实验相关的实验方法

手持地物光谱仪 野外水体采样

植被高光谱信息 室内测试化验分析

污染物定量遥感模型

模型验证

模型应用——解决具体问题

室内计算机处理与分析

15

②增强学生对于动物行为学理论知识的掌握

3.3.2 实验内容及与原有实验的关系(新实验所解决的原有实验中存在的问题

和不足)

新增：动物声学与行为学实验为新增的综合性实验，主要包含动物特定行为下

的生理反应、认知能力、决策方式与机制等相关实验，旨在弥补学生对于行为生态

学理论知识掌握的不足，使学生掌握行为学实验开展的相关实验方法和技能。

3.3.3 主要测试参数及指标范围

录制动物声信号和行为。

3.3.4 实验主要仪器设备连接框图

多通道超声波录制仪

声音回放系统

高速摄像系统

超高速摄像系统 NI控制系统

四、拟购置设备

下表填表说明：

1.表中“对应实验项目序号”应填“拟开发实验项目汇总表”中的项目序号。

2.总价保留至小数点后 2位，单位为万元。

序号 设备名称 型号 主要参数

及配置要求

对应实验

项目序号

原计划购置

数 原单价

实行计

划购置

数

现单

价 总价

1 手持式地

物光谱仪

HandHeld 2

探测器：512相元硅阵

列；光谱仪主机面板自

带可倾斜 6.8cm彩色液

晶显示器；波长范围：

不小于 325-1075nm；波

长准确度：不低于 1 nm；

光谱分辨率：<3.0 nm @

700 nm。

1，2 1 50 1 50 50

2 高灵敏度

无人机 禅思 X5S

（1）机身：经纬 M210

在风雨、尘土、高温、

严寒条件下稳定工作。

可负载上下双镜头，下

面同时可安装双摄像

头；（2）热成像系统镜

头：ZXTA09SR是（禅思

1 1 18 1 18 18

17

XT集成先进的 DJI云台

和 FLIL高灵敏热成像相

机，突破光线和空间格

局，可随时随地捕捉清

晰、精准的热图像；（3）

禅思 X5S云台是新一代

M4/3传感器，焦段覆盖：

9mm-45mm；（3）电池。

3

多通道超

声波录制

与分析系

统——多

通道超声

波录制仪

Avisoft-UltraSoundGate

Avisoft Bioacoustics, 德

国

多通道超声波录制仪 1

台、超声波麦克风（传

感器）8个、超声波麦克

风延长线 8根

3 1 16.70万

元 1

16.70

万元

16.70万

元

4

多通道超

声波录制

与分析系

统——声

音回放系

统

ES1/ED1 ， Tucker-Davis

Technologies,美国；

NeoX1.0/RD1.0/MA1240a

Ribbon Tweeters， Fountek，

中国

超声波回放扬声器 2台，

双通道超声波回放放大

器 1 台；低频声音回放

扬声器 2 台，中频声音

回放扬声器 2 台，多通

道回放放大器 1台

3 1 5.30万

元 1

5.30

万元

5.30万

元

5

多通道超

声波录制

与分析系

统——超

高速摄像

系统

FASTCAM,Photron,日本

超高速摄像机 FASTCAM

主机 1 台， C-MOS 图像

传感器 2 个，同步器 1

个、影像分析软件 PFA

和 PSV 各 1 套、红外光

源 1个、三脚架 1个

3 1 57万元 1 57万

元 57 万元

18

6

多通道超

声波录制

与分析系

统——高

速摄像系

统

AcutEye-1.3M－170CL，湖南

科天健光电技术有限公司，中

国

高速摄像机 1 台，焦距

8mm 的 kowa 定焦镜头 1

个，工控机，24 寸显示

器 1 台，曼富图三脚架

（含云台）1个，红外光

源 1个，操作系统软件 1

套，电缆线。

3 2 7.5万元 2 7.5

万元 15 万元

合计 162 万元

注：原计划购置数与原价请填写 2017 年 6 月上报材料的数据。

五、5 万元以上的仪器设备申购说明

设备名称 主要参数

及配置要求 对应实验项目序号

实际使用的参

数范围及配置

每年实际使

用的人时数

手持式地物光谱

仪

探测器：512 相元硅阵列；

光谱仪主机面板自带可倾

斜 6.8cm彩色液晶显示

器；波长范围：不小于

325-1075nm；波长准确度：

不低于 1 nm；光谱分辨率：

<3.0 nm @ 700 nm。

1,2

探测器：512相元硅阵列；光

谱仪主机面板自带可倾斜

6.8cm彩色液晶显示器；波长

范围：不小于 325-1075nm；

波长准确度：不低于 1 nm；

光谱分辨率：<3.0 nm @ 700

nm。

80

高灵敏度无人机

（1）机身：经纬 M210在

风雨、尘土、高温、严寒

条件下稳定工作。可负载

上下双镜头，下面同时可

2

（1）机身：经纬 M210在风雨、

尘土、高温、严寒条件下稳定

工作。可负载上下双镜头，下

面同时可安装双摄像头；（2）

80

19

安装双摄像头；（2）热成

像系统镜头：ZXTA09SR是

（禅思 XT集成先进的 DJI

云台和 FLIL 高灵敏热成

像相机，突破光线和空间

格局，可随时随地捕捉清

晰、精准的热图像；（3）

禅思 X5S云台是新一代

M4/3传感器，焦段覆盖：

9mm-45mm；（3）电池。

热成像系统镜头：ZXTA09SR

是（禅思 XT集成先进的 DJI

云台和 FLIL高灵敏热成像相

机，突破光线和空间格局，可

随时随地捕捉清晰、精准的热

图像；（3）禅思 X5S云台是新

一代 M4/3传感器，焦段覆盖：

9mm-45mm；（3）电池。

多通道超声波录

制与分析系统—

—多通道超声波

录制仪

多通道超声波录制仪 1

台、超声波麦克风（传感

器）8 个、超声波麦克风

延长线 8 根

3

多通道超声波录制仪 1台、超

声波麦克风（传感器）8个、

超声波麦克风延长线 8根

30

多通道超声波录

制与分析系统—

—声音回放系统

超声波回放扬声器 2台，

双通道超声波回放放大器

1 台；低频声音回放扬声

器 2 台，中频声音回放扬

声器 2台，多通道回放放

大器 1台

3

超声波回放扬声器 2台，双通

道超声波回放放大器 1台；低

频声音回放扬声器 2台，中频

声音回放扬声器 2台，多通道

回放放大器 1台

30

多通道超声波录

制与分析系统—

—超高速摄像系

统

超高速摄像机 FASTCAM主

机 1 台， C-MOS图像传感

器 2 个，同步器 1个、影

像分析软件 PFA和 PSV各

1 套、红外光源 1 个、三

脚架 1个

3

超高速摄像机 FASTCAM主机 1

台， C-MOS图像传感器 2个，

同步器 1 个、影像分析软件

PFA和 PSV各 1套、红外光源

1个、三脚架 1个

30

20

多通道超声波录

制与分析系统—

—高速摄像系统

高速摄像机 1台，焦距 8mm

的 kowa 定焦镜头 1 个，

工控机，24 寸显示器 1

台，曼富图三脚架（含云

台）1个，红外光源 1个，

操作系统软件 1套，电缆

线。

3

高速摄像机 1 台，焦距 8mm

的 kowa 定焦镜头 1个，工控

机，24 寸显示器 1 台，曼富

图三脚架（含云台）1个，红

外光源 1个，操作系统软件 1

套，电缆线。

30

21

六、学院教务委员会意见

人数： 赞成票： 反对票： 弃权票：

学院教务委员主任签字：

年 月 日

七、学院党政联席会意见

人数： 赞成票： 反对票： 弃权票：

学院党政联席会主持人签字：

年 月 日

主管实验副院长：

年 月 日

主管教学副院长：

年 月 日

院 长：

年 月 日

单位公章 ：

22

八、自筹经费情况

序号 经费用途 经费来源 经费数量（万元） 主管领导签字

1

2

3

4

5