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遙感技術基礎(第二版) 版權信息
- ISBN：9787030519498
- 條形碼：9787030519498 ; 978-7-03-051949-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
遙感技術基礎(第二版) 內容簡介
教材內容在滿足基礎教材應用的要求外，適當介紹遙感發展與應用的前沿內容，以激發學習者的興趣與熱情。如在遙感的發展特點、新型傳感器成像、遙感衛星成像系統、遙感圖像處理與應用等方面適當安排了遙感的新技術新進展，以便開闊學生的思路和視野，為學生以后的有關專業課學習提高接口。
遙感技術基礎(第二版) 目錄
目錄
序
第二版前言
**版前言
第1章 遙感概述 1
1.1 遙感基本概念 1
1.2 遙感技術系統 3
1.3 遙感過程及特點 8
1.4 遙感技術的發展簡史與發展趨勢 10
1.5 遙感、地理信息系統、全球導航衛星系統的結合 20
思考題 25
第2章 電磁波與地物電磁波特性 26
2.1 電磁波與電磁波譜 26
2.2 地物的電磁波輻射 31
2.3 地物的電磁波反射特性 38
2.4 地球大氣對電磁波傳輸的影響 44
思考題 51
第3章 遙感光學基礎 53
3.1 顏色性質和顏色立體 53
3.2 加色法與減色法 56
3.3 黑白影像與彩色影像 60
思考題 66
第4章 遙感平臺 67
4.1 遙感平臺的種類 67
4.2 遙感衛星的軌道參數 71
4.3 遙感衛星的軌道類型 75
4.4 遙感衛星簡介 78
思考題 89
第5章 遙感器及其成像 90
5.1 遙感器 90
5.2 光學攝影成像遙感器 94
5.3 掃描成像遙感器 98
5.4 雷達成像遙感器 114
思考題 133
第6章 遙感圖像的特性 135
6.1 攝影像片的特性 135
6.2 掃描圖像的特性 145
6.3 雷達圖像的特性 152
思考題 162
第7章 遙感圖像校正 163
7.1 遙感數字圖像 163
7.2 遙感圖像的輻射量校正 169
7.3 遙感圖像的幾何變形 173
7.4 遙感圖像的幾何校正 183
思考題 192
第8章 遙感圖像處理與信息提取 194
8.1 彩色合成與彩色密度分割 194
8.2 多光譜圖像處理 195
8.3 遙感圖像信息融合 206
8.4 遙感圖像目視判讀 211
8.5 遙感圖像計算機分類 229
8.6 遙感圖像智能化提取 246
8.7 遙感圖像處理軟件 256
思考題 259
第9章 遙感技術的應用 261
9.1 遙感技術在測繪中的應用 261
9.2 遙感技術在軍事上的應用 271
9.3 遙感技術在農林牧方面的應用 280
9.4 遙感技術在水體信息提取中的應用 286
9.5 遙感技術在災害監測方面的應用 288
思考題 300
主要參考文獻 301
序
第二版前言
**版前言
第1章 遙感概述 1
1.1 遙感基本概念 1
1.2 遙感技術系統 3
1.3 遙感過程及特點 8
1.4 遙感技術的發展簡史與發展趨勢 10
1.5 遙感、地理信息系統、全球導航衛星系統的結合 20
思考題 25
第2章 電磁波與地物電磁波特性 26
2.1 電磁波與電磁波譜 26
2.2 地物的電磁波輻射 31
2.3 地物的電磁波反射特性 38
2.4 地球大氣對電磁波傳輸的影響 44
思考題 51
第3章 遙感光學基礎 53
3.1 顏色性質和顏色立體 53
3.2 加色法與減色法 56
3.3 黑白影像與彩色影像 60
思考題 66
第4章 遙感平臺 67
4.1 遙感平臺的種類 67
4.2 遙感衛星的軌道參數 71
4.3 遙感衛星的軌道類型 75
4.4 遙感衛星簡介 78
思考題 89
第5章 遙感器及其成像 90
5.1 遙感器 90
5.2 光學攝影成像遙感器 94
5.3 掃描成像遙感器 98
5.4 雷達成像遙感器 114
思考題 133
第6章 遙感圖像的特性 135
6.1 攝影像片的特性 135
6.2 掃描圖像的特性 145
6.3 雷達圖像的特性 152
思考題 162
第7章 遙感圖像校正 163
7.1 遙感數字圖像 163
7.2 遙感圖像的輻射量校正 169
7.3 遙感圖像的幾何變形 173
7.4 遙感圖像的幾何校正 183
思考題 192
第8章 遙感圖像處理與信息提取 194
8.1 彩色合成與彩色密度分割 194
8.2 多光譜圖像處理 195
8.3 遙感圖像信息融合 206
8.4 遙感圖像目視判讀 211
8.5 遙感圖像計算機分類 229
8.6 遙感圖像智能化提取 246
8.7 遙感圖像處理軟件 256
思考題 259
第9章 遙感技術的應用 261
9.1 遙感技術在測繪中的應用 261
9.2 遙感技術在軍事上的應用 271
9.3 遙感技術在農林牧方面的應用 280
9.4 遙感技術在水體信息提取中的應用 286
9.5 遙感技術在災害監測方面的應用 288
思考題 300
主要參考文獻 301
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遙感技術基礎(第二版) 節選
第1章 遙感概述 遙感（remote sensing）技術是20 世紀60 年代興起并迅速發展起來的一門綜合性的空間信息科學，在全面、準確地認識人類賴以生存的家園——地球中，該技術扮演著越來越重要的角色。特別是在資源勘察、環境監測、全球變化及各類動態變化監測等方面顯示了無與倫比的優越性。隨著計算機技術和空間技術、信息技術的迅猛發展，人類獲取地理空間信息的能力得到了極大提高。信息高速公路的架設、地球空間信息學的產生、數字地球概念的提出，為遙感學科的發展提供了堅實的基礎，指明了方向。 遙感技術的迅速發展，促使攝影測量技術產生革命性的變化，從以飛機為主要運載工具的航空遙感，發展到以航天飛機、人造地球衛星等為運載平臺的航天遙感，極大地拓展了人們的觀測領域，形成了對地球資源和環境進行探測和監測的立體觀測體系。同時，它在測繪、城市規劃、環境保護、地質勘探、農業和林業及軍事等領域得到廣泛應用，產生了十分可觀的經濟效益和顯著的社會效益。 1.1 遙感基本概念 1.1.1 遙感的定義 遙感是20 世紀60 年代美國創造的技術用語，隨著1972 年**顆地球觀測衛星Landsat的發射成功而迅速得到普及。遙感，早期稱“觀察”（vision）或遠程觀察（television），從第二次世界大戰到20 世紀60 年代，“觀察”改為“遠程探測”（teledetection）。從字面上理解，其意思為“遙遠的感知”，通常認為是在不接觸物體的情況下，對物體進行探測，來感知它的屬性情況，包括它的幾何屬性和物理屬性。也有這樣一種理解，“遙”是空間概念，“感”是信息系統，遙感技術是指一種非接觸的測量和識別技術，所以，人眼看到遠處的物體，就是一種生物遙感，伽利略用自制的望遠鏡觀測星空、人們用普通照相機照相，都屬于遙感的范疇。但自從美國1962 年密歇根大學環境科學討論會后，“遙感”主要是指利用航空航天技術宏觀地研究地球、綜合評價地球環境、進行資源調查與開發及管理的一種特定技術。 目前，對遙感較為簡明的定義是：從不同高度的平臺上，使用遙感器收集物體的電磁波信息，再將這些信息傳輸到地面并進行加工處理，從而對物體進行識別和監測的全過程。 從遙感的定義來看，構成遙感技術的四個必不可少的要素是遙感對象、遙感器、信息傳播媒介和遙感平臺。 遙感對象：被感測的事物。 遙感器：也稱傳感器，能感測事物并能將感測的結果傳遞給使用者的儀器，如攝影機、雷達等。 信息傳播媒介：在對象和遙感器之間起信息傳播作用的媒介，如電磁波、聲波、重力場、磁力場、電力場、地震波等。 遙感平臺：裝載遙感器并使之能有效工作的裝置，如飛機、人造地球衛星、航天飛機等能夠運動的平臺，也可叫做運載工具。 1.1.2 遙感的分類 按照遙感的早期定義，它的范圍非常廣泛，如攝影測量、大地重力測量、衛星軌道遙測、物體光譜測量、超聲波魚群定位等。遙感的分類方式多種多樣，目前還沒有一個完全統一的分類標準。按上述的遙感定義，較為常見的分類方式有如下幾種。 1. 按遙感對象分類 宇宙遙感：遙感的對象是宇宙中的天體和其他物質。 地球遙感：是對地球和地球上的事物的遙感。 以地球表層環境（包括大氣圈、陸海表面和陸海表面下的淺層）為對象的遙感，叫做環境遙感，它屬于地球遙感。在環境遙感中，以地球表層資源為對象的遙感，叫做資源遙感。資源遙感是以地球資源作為調查研究對象的遙感方法和實踐，調查自然資源狀況和監測再生資源的動態變化，是遙感技術應用的主要領域之一。 2. 按遙感平臺分類 地面遙感：是指平臺距地球表面100m 以下進行的遙感。常用平臺為汽車、艦船、三腳架、塔臺等，地面遙感是遙感的基礎。 航空遙感：又稱機載遙感，是指在飛機（飛艇或熱氣球）飛行高度上對地球表面進行的遙感。它的特點是靈活性大，影像清晰，分辨率高，并且歷史悠久，已經形成了較完整的理論和應用體系。它還可進行各種遙感試驗與校正工作。 航天遙感：又稱星載遙感，是從人造衛星軌道高度上對地球表面進行的遙感，主要平臺有衛星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等。它的特點是成像高度高，宏觀性好，可重復觀測，影像獲取速度快，不受沙漠、冰雪、高山、海洋和國界等自然因素和條件的限制。 臨近空間遙感：是指在20～100km 的空域高度上對地球表面進行的遙感，介于傳統的航空遙感和航天遙感之間。平臺包括平流層飛艇、浮空氣球和高空長航時無人機等。臨近空間遙感不僅彌補了航空和航天遙感之間的觀測漏洞，還兼備航空和航天平臺的諸多優勢。臨近空間平臺高度一般只有低軌衛星的1/10～1/20，與航天平臺相比，容易實現高分辨率對地觀測，同時具有部署速度快、機動能力強、易于更新和維護、可重復使用等優點。與傳統航空平臺相比，臨近空間平臺又具有持續工作時間長、覆蓋范圍廣、造價低、壽命長的優勢。但臨近空間屬各國領空范圍，受領空限制。 3. 按遙感媒介分類 電磁波遙感：以電磁波為信息傳播媒介的遙感。 聲波遙感：以聲波為信息傳播媒介的遙感。 力場遙感：以重力場、磁力場、電力場等為媒介的遙感。 地震波遙感：以地震波為媒介的遙感。 4. 按遙感成像波段分類 紫外遙感：是指利用紫外波段進行地物探測的遙感。探測波段為0.05～0.38μm。 可見光遙感：是指利用可見光波段進行地物探測的遙感。探測波段為0.38～0.76μm。 紅外遙感：是指利用紅外波段進行地物探測的遙感。探測波段為0.76～1000μm。 微波遙感：是指利用微波波段進行地物探測的遙感。探測波段為1mm～1m。 5. 按波段寬度及波譜的連續性分類 高光譜遙感：它是使用成像光譜儀遙感器將電磁波譜的紫外、可見光、近紅外和中紅外區域分解為數十至數百個狹窄的電磁波波段（波段寬度通常小于10nm），并產生光譜連續的圖像數據的遙感。 多光譜遙感：是指利用多通道遙感器（如多光譜相機、多光譜掃描儀等），將較寬波段的電磁波分成幾個較窄的波段，通過不同波段的同步攝影或掃描，分別取得幾張同一地面景物同一時間的不同波段影像，從而獲得地面信息的遙感技術。 常規遙感：又稱寬波段遙感，波段寬一般大于100nm，且波段在波譜上不連續。 6. 按遙感器接收信號的來源和方式分類 主動遙感：也稱有源遙感，是指從遙感平臺上的人工輻射源向目標發射一定形式的電磁波，再由遙感器接收和記錄其反射波的遙感系統。 被動遙感：也稱無源遙感，是指用遙感器從遠距離接收和記錄物體自身發射或反射太陽輻射的電磁波信息的遙感系統。 7. 按應用空間尺度分類 全球遙感：全面系統地研究全球性資源與環境問題的遙感的統稱。 區域遙感：以區域資源開發和環境保護為目的的遙感信息工程，它通常按行政區劃（國家、省區等）和自然區劃（如流域）或經濟區進行。 城市遙感：以城市環境、生態作為主要調查研究對象的遙感。 8. 按不同應用領域分類 根據不同的應用目的可分為環境遙感、城市遙感、農業遙感、林業遙感、海洋遙感、地質遙感、氣象遙感、軍事遙感等。 1.2 遙感技術系統 將遙感技術和方法應用到某個專業領域便構成了一個遙感技術系統。一個完整的遙感技術系統通常由三部分組成：空基系統、地基系統和研究技術支持系統。空基系統主要包括遙感平臺、各種遙感器、監視控制系統和遙感數據傳輸系統等，主要完成遙感數據的采集和傳輸工作。地基系統主要完成遙感數據的接收、處理存檔、分發和應用開發工作。研究技術支持系統主要完成定標、地面試驗、光譜數據測量等基礎性工作及與遙感發展和應用密切相關的高技術研究和開發任務。遙感技術的三個組成部分既有分工，又緊密聯系，共同完成遙感技術系統對地面目標的探測，進而實現目標定位、定性或定量描述的目的。遙感技術系統的運行流程如圖1.1所示。 圖1.1 遙感過程與技術系統 1.2.1 遙感平臺 搭載這些遙感器的載體稱為遙感平臺（remote sensing platform），如地面三腳架、遙感車、氣球、飛艇、飛機、人造地球衛星等。遙感平臺按其飛行高度的不同可分為地面平臺、航空平臺、航天平臺和臨近空間平臺。這幾種平臺各有不同的特點和用途，根據需要可單獨使用，也可配合使用，組成多層次立體觀測系統。 1.2.2 遙感器 收集、探測和記錄地物電磁波輻射信息的裝置叫做遙感器（remote sensor）。目前應用的遙感器主要有攝影機、攝像儀、掃描儀、雷達、成像光譜儀、光譜輻射計等。針對不同的應用波段范圍，人們已經研究出多種類型的遙感器，用以接收和探測物體在可見光、紅外線和微波范圍內的電磁輻射。根據遙感器的基本結構原理劃分，目前常見的成像遙感器有攝影成像、掃描成像和雷達成像三種類型，還有一些遙感器并不成像，如微波散射計等。 1.2.3 遙感數據接收與處理系統 遙感平臺與遙感器是遙感技術系統的重要組成部分，但它們僅是一個子系統，要使整個遙感系統運轉起來，還必須有控制中心、地面遙測數據收集站、跟蹤站、遙感數據接收站、數據中繼衛星、數據處理中心、基礎研究中心和試驗場等子系統。控制中心是整個系統的核心，負責監測遙感的工作狀況，并及時向平臺與遙感器發送各種指令，以指揮它們工作。地面遙測數據收集站很多是無人工作站，分布在高山、荒漠和邊遠地區，自動收集各種環境數據，并將這些數據發送給衛星。跟蹤站負責監測衛星的運行。遙感數據接收站是各種遙感數據和信息的接收中心。數據中繼衛星負責保證全球數據的實時傳輸。數據處理中心將來自數據接收站的數據進行加工處理并提供給各方面的用戶。基礎研究中心和試驗場主要進行地物波譜和遙感器工作波段的研究、新型遙感器的研制試驗、遙感數據輻射校正及綜合光譜信息研究等。下面簡要介紹遙感衛星地面接收站有關數據接收與處理的基本情況。 1. 數據的傳送和接收 接收站主要負責完成捕獲跟蹤衛星、傳送接收衛星數據的任務。從遙感衛星上向地面傳輸的數據中，除了圖像數據外還包括遙感平臺上搭載儀器的溫度、電壓、電流等遙測數據。這些數據通常用數字信號傳送，具有抗噪聲性強、功率低等特點。通常衛星發射國在本土的接收站除了接收遙感圖像信息外，還發送控制中心的指令，以指揮星體的運行和星上設備的工作，同時接收衛星發回的有關星上設備工作狀態的遙測數據和地面遙測數據收集站發給衛星的數據。而本土以外的遙感衛星地面接收站通常僅僅接收遙感圖像信息。每個地面站都有一個跟蹤衛星的大型天線，天線的旋轉形成了跟蹤衛星的一個張角，這個張角確定了接收遙感衛星所發送信息的范圍。對于衛星經過接收站時能覆蓋到的區域，通常采用在衛星觀測的同時直接接收實時傳送數據；對于覆蓋不到的區域采用數據記錄器（mission data recorder，MDR）和跟蹤數據中繼衛星（tracking and data relay satellite，TDRS）兩種方式。MDR 是將觀測數據先記錄在數據記錄器上，當衛星飛到能接收的區域時，再把數據回放出來進行接收；TDRS 是通過數據中繼衛星進行間接實時傳送的方法。例如，美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）在41°W 及171°W 的赤道上空發射了兩顆跟蹤數據中繼衛星，陸地衛星在美國本土以外的地域可以通過其中的一顆中繼衛星將圖像數據傳送給設在新墨西哥州的白沙（White Sands）接收站，這個接收站又將數據通過國內通信衛星（Domestic Communications Satellite，DOMSAT）轉送到戈達德太空飛行中心（Goddard Space Fl
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