定量遙感

前言

隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，國家的宏觀決策、資源調(diào)查、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測等影響國民經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域急需數(shù)據(jù)支持，要求數(shù)據(jù)具有空間上的宏觀性、時間上的連續(xù)性和可獲取數(shù)據(jù)的全面性。遙感技術(shù)正好具備這一能力，因此備受關(guān)注。但是與遙感衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)的能力相比，遙感數(shù)據(jù)的自動、定量化處理乃至對遙感數(shù)據(jù)信息的理解能力卻遠遠不足，這也是目前制約遙感發(fā)揮作用的瓶頸問題。因此，定量遙感逐漸成為遙感發(fā)展的主要方向。

內(nèi)容概要

本書自成體系，首先概要論述了定量遙感的基礎(chǔ)理論，分章節(jié)著重介紹大氣、植被冠層、土壤和雪面的輻射傳輸模型，并結(jié)合應(yīng)用實例詳細介紹了目前傳感器定標、大氣糾正、幾何糾正、各種植物生理參數(shù)（如葉面積指數(shù)、植物吸收的光合作用有效輻射比例） 、地球物理參數(shù)（如寬波段反照率、發(fā)射率和表面溫度）和四維數(shù)據(jù)同化等方面的代表現(xiàn)有研究水平的定量算法，最后給出了定量遙感在生態(tài)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。本書全面、系統(tǒng)地介紹了定量遙感領(lǐng)域的反演基本理論和所取得的最新成就，是對目前定量遙感研究的系統(tǒng)概括和總結(jié)?！　”緯闹饕x者對象為大專院校遙感和GIS 專業(yè)的本科生、研究生，也可以作為從事遙感科學和技術(shù)研究的科技工作者、遙感項目的計劃和管理工作者，以及遙感應(yīng)用部門工作人員的參考書。

作者簡介

作者：(美國)梁順林 譯者：范聞捷

書籍目錄

前言第1章 緒論　1.1 光學遙感中的定量模型　1.2 基本概念　　1.2.1 數(shù)字值　　1.2.2 輻亮度　　1.2.3 立體角　　1.2.4 輻照度　　1.2.5 二向性反射率及反照率　　1.2.6 地球外的太陽輻照度　1.3 遙感建模系統(tǒng)　　1.3.1 場景生成　　1.3.2 場景輻射建?！　?.3.3 大氣輻射傳輸建?！　?.3.4 導(dǎo)航建?！　?.3.5 傳感器建?！　?.3.6 制圖和面元劃分　1.4 小結(jié)　參考文獻第2章 大氣短波輻射傳輸建模　2.1 輻射傳輸方程　2.2 地表BRDF 統(tǒng)計模型　　2.2.1 Minnaert 函數(shù)　　2.2.2 Lommel?Seeliger 函數(shù)　　2.2.3 Walthall 函數(shù)　　2.2.4 Staylor?Suttles 函數(shù)　　2.2.5 Rahman 函數(shù)　　2.2.6 核函數(shù)　2.3 大氣光學特性　　2.3.1 瑞利散射　　2.3.2 米氏散射　　2.3.3 氣溶膠粒子大小分布　　2.3.4 氣體吸收　　2.3.5 氣溶膠氣候?qū)W　2.4 輻射傳輸方程求解　　2.4.1 輻射場分解　　2.4.2 數(shù)值解法　　2.4.3 近似解：二流算法　　2.4.4 輻射傳輸?shù)拇硇越夥ǎㄜ浖?.5 考慮表面BRDF 的近似表達　2.6 小結(jié)　參考文獻第3章 植被冠層反射模型　3.1 冠層輻射傳輸方程　　3.1.1 冠層結(jié)構(gòu)　　3.1.2 一維輻射傳輸公式　　3.1.3 邊界條件　　3.1.4 熱點效應(yīng)　　3.1.5 非均質(zhì)冠層的公式　3.2 葉片光學模型　　3.2.1 “平板”模型　　3.2.2 針葉模型　　3.2.3 光線追蹤模型　　3.2.4 隨機模型　　3.2.5 混合介質(zhì)模型　3.3 輻射傳輸方程的求解　　3.3.1 近似解　　3.3.2 數(shù)值解：高斯塞德爾算法　3.4 幾何光學模型　3.5 計算機模擬模型　　3.5.1 蒙特卡羅光線追蹤模型　　3.5.2 輻射度模型　3.6 最新進展　3.7 小結(jié)　參考文獻第4章 土壤和雪的反射模型　4.1 雪和土壤單次散射的性質(zhì)　　4.1.1 雪的光學性質(zhì)　　4.1.2 土壤的光學性質(zhì)　4.2 雪和土壤角反射率的多重散射解法　　4.2.1 近似的解法　　4.2.2 數(shù)值解法　4.3 幾何光學模型　4.4 雪參數(shù)的反演　4.5 實際問題　　4.5.1 雪和土壤表面的粗糙度　　4.5.2 混合雪像元　　4.5.3 細雪與臟雪　　4.5.4 用輔助信息的土壤反演　　4.5.5 土壤穿透深度　　4.5.6 土壤濕度狀況　4.6 小結(jié)　參考文獻第5章 衛(wèi)星遙感輻射定標第6章 光學圖像的大氣糾正第7章 地形校正方法第8章 地表生物物理量的估計第9章 地面輻射平衡估算Ⅰ：寬波段的反照率第10章 地表輻射平衡估算Ⅱ ：長波第11章 四維數(shù)據(jù)同化第12章 真實性檢驗與空間尺度轉(zhuǎn)換第13章 遙感應(yīng)用 縮略詞

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　緒論簡介：本章介紹了光學遙感的背景知識和基本概念。光學遙感的波長范圍在可見光與熱紅外之間（0.4-14um）。本章基本包括兩個部分，第一部分（1.1節(jié)，1.2節(jié)）論述了書中廣泛用到的各種輻射變量；后一部分（1.3節(jié)）簡要描述了一個遙感建模系統(tǒng)的主要組成部分，它將遙感數(shù)據(jù)和陸地表面變量聯(lián)系起來。本章也可以看成是本書其他章節(jié)的指南。有一些后面沒有詳細介紹的內(nèi)容會在本章介紹。1.1　節(jié)中把所有的從光學遙感數(shù)據(jù)反演陸地表面變量的定量模型劃分為三類：統(tǒng)計型、物理型和混合型，并簡要論述了它們主要的特性。1.2節(jié)定義了一些基本的物理概念并且對數(shù)字值（DN）到一系列物理變量的轉(zhuǎn)換做了說明，這部分將在第2章做更進一步的闡述。1.3節(jié)論述了遙感建模系統(tǒng)的主要組成部分，此系統(tǒng)也是物理模型的基礎(chǔ)。同時還介紹了前向建模和反演方法。1.1　光學遙感中的定量模型傳統(tǒng)意義上，所有的光學遙感模型都可分為兩類：統(tǒng)計型和物理型。統(tǒng)計模型是基于陸地表面變量和遙感數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系，優(yōu)點在于容易建立并且可以有效地概括從局部區(qū)域獲取的數(shù)據(jù)；但是，拓展后的模型一般都是有地域局限性的，也不能解釋因果關(guān)系。另一方面，物理模型遵循遙感系統(tǒng)的物理規(guī)律。它們也可以建立因果關(guān)系。如果初始的模型不好，通過加入最新的知識和信息就可以知道應(yīng)該在哪部分改進模型。但是建立和學習這些物理模型的過程漫長而曲折。模型是對現(xiàn)實的抽象；所以一個逼真的模型可能非常復(fù)雜，包含著大量的變量。在遙感研究中有一個新的趨勢，就是建立統(tǒng)計與物理模型結(jié)合的混合模型，可以突出它們的優(yōu)點而避免缺點。所有用來估算陸地表面變量的三類定量模型將在第8章中做系統(tǒng)介紹，還有個別模型在其他章節(jié)中也會提到。所有的遙感定量模型都利用以下5種特性：光譜、空間、時間、角度和極化。因為本書的范圍所限，我們將不討論基于極化特性的模型。通過各種定量模型，陸地表面可以用連續(xù)變量（如葉面積指數(shù)，反射率）和分類變量（如土地覆蓋）來描繪。范圍所限，我們只討論連續(xù)變量，本書不包括大量的圖像分類算法和應(yīng)用（如土地覆蓋和利用及變化制圖）。

媒體關(guān)注與評論

集順林學弟智慧與勤奮，傳定量遙感知識與力量！　　——李小文院士　　本書涵蓋了光學定量遙感技術(shù)和反演方法及其各應(yīng)用領(lǐng)域，代表了定量遙感研究的國際水平，對指導(dǎo)我國定量遙感研究具有重要意義。　　——徐希孺教授　　面向遙感科學國際前沿，集成遙感物理模型和反演算法于一體，本書堪稱光學定量遙感領(lǐng)域之力作，必將讓千萬讀者受惠無窮！　　——柳欽火研究員　　本書是一部難得的研究生教材，也是廣大遙感科技工作者的重要參考書?！　　w英時教授　　這是一本做遙感科學研究必讀的好書。　　——王錦地教授

編輯推薦

《定量遙感》的主要讀者對象為大專院校遙感和GIS專業(yè)的本科生、研究生，也可以作為從事遙感科學和技術(shù)研究的科技工作者、遙感項目的計劃和管理工作者，以及遙感應(yīng)用部門工作人員的參考書。

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