遙感技術基礎與應用 (第3版) 張安定 9787030822147 【台灣高等教育出版社】
物品所在地：中國大陸
原出版社：科學
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書名：遙感技術基礎與應用 (第3版)
ISBN：9787030822147
出版社：科學
著編譯者：張安定
頁數：244
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1741410
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內容簡介
《遙感技術基礎與應用（第三版）》是一本全面、系統介紹遙感技術基本原理、技術方法和主要應用的基礎教材。《遙感技術基礎與應用（第三版）》主要內容包括緒論、遙感電磁輻射基礎、傳感器及其成像方式、遙感衛星及其運行特點、微波遙感、遙感圖像處理、遙感圖像的目視解譯、遙感圖像的計算機分類、遙感技術的應用。介
目錄
目錄
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第一章 緒論1
第一節 遙感與遙感技術過程1
第二節 遙感技術的特點與分類3
第三節 遙感技術的發展歷史與展望5
思考題10
第二章 遙感電磁輻射基礎11
第一節 電磁波與電磁波譜11
第二節 物體的電磁波發射特性18
第三節 物體的電磁波反射特性23
第四節 大氣對電磁波傳輸過程的影響28
思考題34
第三章 傳感器及其成像方式35
第一節 傳感器概述35
第二節 攝影成像系統41
第三節 掃描成像系統49
思考題55
第四章 遙感衛星及其運行特點56
第一節 遙感衛星的軌道56
第二節 氣象衛星60
第三節 陸地衛星65
第四節 海洋衛星80
思考題88
第五章 微波遙感89
第一節 概述89
第二節 雷達系統的成像原理93
第三節 雷達圖像的幾何特徵100
第四節 雷達圖像的信息特點105
思考題111
第六章 遙感圖像處理112
第一節 光學圖像與數字圖像112
第二節 光學圖像處理117
第三節 數字圖像的預處理123
第四節 數字圖像的增強與變換135
第五節 遙感數據的融合148
思考題150
第七章 遙感圖像的目視解譯152
第一節 目視解譯的基本原理152
第二節 目視解譯的方法和程序157
第三節 不同類型遙感圖像的解譯161
思考題170
第八章 遙感圖像的計算機分類171
第一節 概述171
第二節 監督分類173
第三節 非監督分類179
第四節 其他分類方法183
第五節 誤差與精度評價191
思考題195
第九章 遙感技術的應用196
第一節 遙感在資源調查與研究中的應用196
第二節 遙感在生態環境監測與研究中的應用210
第三節 遙感在災害監測與研究中的應用218
第四節 遙感在其他方面的應用232
思考題240
主要參考文獻241
精彩書摘
第一章 緒論
遙感是20世紀60年代在航空攝影測量的基礎上興起並迅速發展起來的一門綜合性探測技術。本章 主要介紹遙感的定義、遙感的過程、遙感技術的特點以及遙感的分類等基礎知識，在此基礎上，簡要總結和分析了遙感技術的發展歷史與發展趨勢。學習本章 要深刻理解遙感技術宏觀觀測能力強、動態監測優勢明顯、探測手段多樣等特點。
第一節 遙感與遙感技術過程
一、遙感的定義
遙感一詞來源於英文”remote sensing”，從字面上可理解為”遙遠的感知”。準確地說，遙感是指從高空或外層空間，通過飛機或衛星等運載工具所攜帶的傳感器，”遙遠”地採集目標對象的數據，並通過數據的處理、分析，獲取目標對象的屬性、空間分佈特徵或時空變化規律的一門科學和技術。在日常生活中，人們通過視覺功能獲得周圍環境信息的過程非常類似遙感的過程，從這個意義上說，人的視覺系統就是一個”遙感”系統（圖1 1）。
遙感是一種遠距離的、非接觸的目標探測技術和方法。廣義的遙感泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、力場、機械波（聲波、地震波）等的探測。因為力場、聲波、地震波等探測手段通常被劃到物理探測，即物探的範疇，所以，只有電磁波探測屬_xFFFF_遙感的範疇，這是一種狹義的理解。
二、遙感技術過程
遙感技術過程由數據獲取，數據傳輸、接收和處理，數據解譯、分析與應用三部分組成，這三部分是遙感技術過程相輔相成、不可分割的三個階段。
（一）數據獲取
遙感技術的任務*先是數據獲取，即通過不同的遙感系統來獲取目標對象的數據。這裡所說的遙感系統是指由遙感平臺（remote sensing platform）和傳感器（sensor）共同組成的數據獲取系統。其中，傳感器是接收並記錄目標對象反射或自身發射電磁輻射能量的儀器，是數據獲取的核心部件，如攝影機、掃描儀等；遙感平臺則是搭載傳感器的空中移動載體，如飛機、衛星等。遙感平臺和傳感器的多種組合，為現代遙感技術提供了多樣化的數據獲取手段。
遙感技術是通過電磁波傳遞並獲取地球表面信息的。太陽是遙感*主要的電磁輻射源，其波譜範圍很寬，由紫外線、可見光、紅外線等不同輻射波段綜合組成。透過大氣層到
達地表的太陽輻射與地表發生相互作用，作用的結果是不同波長的電磁波被選擇性地反射、吸收、透射。地表反射或發射的電磁輻射再次通過大氣層被傳感器以成像方式或非成像方式儲存在不同的介質上，得到*初的遙感數據產品，從而完成遙感數據的獲取過程。除太陽外，地球本身以及其他人工輻射源也都是遙感重要的輻射源。圖1 2是遙感數據獲取過程示意圖。
（二）數據傳輸、接收和處理遙感衛星地面站是接收、處理、存檔和分發各類遙感衛星數據的技術系統，由地面數據接收、記錄系統和圖像數據處理系統兩部分組成。
地面站接收觀測數據時，如果衛星處在地面站的覆蓋範圍之內，通常採用衛星實時傳送、地面站實時接收的數據傳輸方式；如果衛星超出地面接收站所能覆蓋到的範圍，則採用數據記錄器（mission data recorder，MDR）和跟蹤數據中繼衛星（tracking and data relay satellite，TDRS）兩種方式傳輸數據。MDR是先把數據記錄下來，當衛星進入地面站覆蓋範圍後，再把數據回放出來進行接收，顯然這是一種非實時傳輸方式。而TDRS則是一種間接的實時傳輸方式。例如，美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）在西經41°和西經171°的赤道上空發射了兩顆跟蹤數據中繼衛星。來自TDRS的數據由設在美國新墨西哥州的白沙（White Sands）地面站接收，該接收站再將接收到的數據通過通信衛星傳送到戈達德航天中心（Goddard Space Flight Center，GSFC）進行處理，由此實現對全球數據的實時傳送。
地面站接收到的數據存在各種誤差和變形，
圖像數據處理系統負責對接收和記錄的原始遙感數據做一系列輻射校正和幾何校正處理，消除畸變，並根據用戶的要求，製作成一定規格的圖像膠片和數據產品，作為商品提供給用戶。圖1 3為遙感數據傳輸、接收和處理示意圖。
中國遙感衛星地面站1986年建成並投入運行，現建有密雲、喀什、三亞、昆明、北極5個衛星接收站，具有覆蓋我國全部領土和亞洲70%陸地區域的衛星數據實時接收能力，以及全球衛星數據的快速獲取能力。
（三）數據解譯、分析與應用
用戶從地面站得到數據後，根據需要對數據進行進一步的處理，然後對數據進行解譯，從中提取專題信息。地面目標的種類及其所處環境條件的差異，往往導致其具有不同的反射或輻射電磁波信息的特性，遙感技術正是利用地物的這種特性，達到獲取地物信息並識別其屬性的目的。數據的解譯主要有兩種形式：一種是目視解譯；另一種是利用計算機自動識別和提取專題信息。
遙感的*終目的在於應用。不同用戶根據解譯獲得的專題信息，對研究對象進行深入分析，獲得對事物或現象更深層次的理解，揭示規律，解決特定問題。遙感應用非常廣泛，涉及資源環境、環境監測、國土整治、區域規劃和全球變化等諸多領域，在第九章 中將會詳細介紹。
縱觀遙感技術的全過程，不難看出：①從系統的角度分析，我們可以把遙感技術過程看成一個大系統，而這個大系統是由數據獲取（傳感器與遙感平臺的組合）、數據傳輸、數據接收與處理等若干個子系統組成的。②數據獲取是遙感技術的核心，其廣泛涉及物理學、電子學、空間科學、信息科學等領域的技術方法；數據傳輸、接收和處理過程中廣泛運用數學、計算機科學等方面的理論與方法；而遙感應用則是遙感的基本出發點和*終目的，它主要以地學規律為基本分析方法，廣泛運用地球科學、生物科學等學科知識。因此，可以認為遙感是一門以物理手段、數學方法和地學分析為基礎的綜合性應用學科。
第二節 遙感技術的特點與分類
一、遙感技術的特點
（一）宏觀觀測能力強
遙感技術獲取的圖像數據的空間範圍比地面觀測的空間範圍要大得多，且不受地形地貌的影響。一張比例尺為1:35000的23cmX23cm的航空像片，可反映出60多平方千米的地表綜合景觀實況；一幅陸地衛星TM圖像的面積可達34225km2，極軌氣象衛星在一條軌道的掃描寬度可達2800km，每天都可以得到覆蓋全球的資料；一顆地球靜止衛星的觀測面積可達1 7億km2，約為地球表面積的1/3。由此可見，遙感技術可以從不同的空間尺度上實現大範圍、多尺度的對地觀測，不僅拓寬了人們的視覺空間，為宏觀地掌握地面事物的現狀情況創造了極為有利的條件，同時也為宏觀研究自然現象和規律提供了寶貴的第一手資料。
（二）動態監測優勢明顯
遙感衛星按照一定的週期，通過獲取同一地區不同時間的遙感數據，實現動態監測地表事物或現象的目的。極軌NOAA衛星每天可以接收到兩次覆蓋全球的圖像，如採用雙星系統，同一地點每天可以獲取四次過境資料；靜止氣象衛星對同一地點每隔20～30min可獲得一次觀測資料，重複觀測的週期更短。由此可見，遙感技術通過對地表週期性的重複觀測，使人們能快速掌握地表事物的變化，並在此基礎上分析和研究事物變化的規律、發展趨勢，進而為區域經濟和社會發展決策提供科學支持，這就是遙感動態監測。遙感動態監測具有數據獲取速度快、數據一致性和對比性強的突出優勢，這是傳統方法無法比擬的。
遙感動態監測的能力取決於衛星的重複觀測週期，週期越短，動態監測能力越強。地表環境要素變化的時間尺度不同，對遙感衛星重複觀測週期的要求也不同。颱風、森林火災、江河洪水等短期現象的動態監測，選擇覆蓋範圍大、週期短的氣象衛星*為理想；土地利用變化、城市擴張、農作物長勢等動態監測，選擇Landsat、SPOT等衛星即可。
（三）探測手段多樣，數據量大
遙感技術通過不同遙感平臺和傳感器的組合，產生了多種探測手段和技術方法。現代遙感技術不僅能利用可見光波段探測物體，而且能利用人眼看不見的紫外線、紅外線和微波波段進行探測；不僅能探測地表的性質，而且可以探測到目標物的一定深度。某些波段具有對雲、霧、冰、植被、幹沙土等的穿透性，可深化對被測目標的認識。微波波段還具有全天候
工作的能力。
多種探測手段使遙感技術獲取的數據類型多樣化。在遙感應用研究中，用戶可以發揮各種遙感數據多樣化的特點和優勢，通過數據類型的優勢互補，為遙感數據的綜合分析與信息提取、深入研究地表事物和現象提供重要保障。
遙感技術所獲取的數據量極大，如一幅Landsat衛星的ETM圖像，僅空間分辨率為30m的6個波段的多光譜數據量，就可達到6000X6600X6Xlbyte=237600000bytes，即237 6MB，大大超過了傳統方法所獲取的數據量。對同一地區而言，通過多尺度、週期性獲取的各種類型的遙感數據已足以構成海量數據，這些數據中蘊含著豐富的地表環境要素信息，是地學研究的重要信息源。
（四）數據具有綜合性與可比性
遙感數據是地表瞬間各種自然要素和人文要素的真實再現，和其他數據尤其是地圖數據相比，沒有經過任何的取捨，因此具有很強的綜合性，可以滿足不同用戶的多種需求。遙感探測所獲取的是同一時段、覆蓋大範圍地區的遙感數據，這些數據綜合展現了地球上的自然與人文現象，宏觀反映了地球上各種事物的形態與分佈，真實再現了地質、地貌、土壤、植被、水文、人工構築物等地物的特徵，全面揭示了地理事物之間的關聯性，並且這些數據在時間上具有相同的現勢性和可比性。
以上是遙感技術的主要特點，正是因為這些突出特點，應用遙感技術可以節 約大量的人力、物力和財力，也必然產生極高的經濟效益和社會效益。僅以美國Landsat衛星為例，據專家估計，其經濟投入與所取得的綜合效益相比，至少可以達到1:80。
基於以上遙感技術的突出特點，近年來遙感技術的應用領域越來越廣泛，人們對遙感技術的應用前景也有了更高的期待，”遙感”一詞也因此在各種媒體上頻頻出現，普通人對其也不陌生了。
二、遙感的分類
（一）按遙感平臺分類
（1）宇航遙感：宇航遙感主要指在地球大氣層以外的宇宙空間，利用太空平臺（以人造衛星為主體，包括載人飛船、航天飛機、太空站和各種行星探測器）上的探測器對行星進行探測的遙感技術系統。
（2）航天遙感：航天遙感泛指以各種太空飛行器為平臺的遙感技術系統，以地球人造衛星為主體，包括載人飛船、航天飛機和太空站。衛星遙感（satelliteremotesensing）為航天遙感的組成部分，以人造地球衛星作為遙感平臺，主要利用衛星對地球和低層大氣進行光學和電子觀測。
（3）航空遙感：航空遙感泛指從飛機、飛艇、氣球等
