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译校者的话1

作者序言1

第1章 概述1

1-1遥感资料的类型和分类1

1-2 遥感简史6

1-3 空间遥感平台16

1-4 电磁波透过地球大气与行星大气的传递17

参考文献及进一步读物18

第2章 电磁波的本质和特性19

2-2 电磁波的基本性质19

2-1-1 电磁波谱19

2-1-2 Maxwell方程组20

2-1-3 波动方程及其解20

2-1-4 电磁辐射的量子性质20

2-1-5 极化21

2-1-6 相干性22

2-1-7 群速度和相速度23

2-1-8 Doppler效应24

2-2 辐射量的术语和定义25

2-2-1 辐射量25

2-2-2 波谱量26

2-2-3 光度量26

2-3 电磁辐射的产生27

2-4 电磁辐射的探测29

2-5 电磁波与物质的相互作用简述29

2-6 电磁波谱区的各种相互作用32

参考文献及进一步读物34

第3章 可见光与近红外波段的固态表面遥感35

3-1 辐射源的谱特征35

3-2 电磁波与表面的相互作用37

3-2-1 反射、透射和散射38

3-2-2 振动过程41

3-2-3 电子过程44

3-2-4 荧光效应48

3-3 固体表面物质的光谱特征49

3-3-1 地质物质的光谱特征49

3-3-2 生物物质的光谱特征51

3-3-3 穿透深度56

3-4 表面研究中光谱和辐射度特征的应用58

3-4-1 探测和划分58

3-4-2 分类59

3-4-3 识别60

3-4-4 多光谱分析62

3-4-6 植被研究中的简例64

3-4-5 地质学中的简例64

3-5 表面研究中几何特性的使用65

3-5-1 形状、形态和分布型的使用65

3-5-2 表面纹理的使用72

3-6 被动式成像仪74

3-6-1 成像系统的种类75

3-6-2 传感器的元部件76

3-7 光电探测器和感光胶片77

3-8 部分可见光/红外成像仪介绍80

3-8-1陆地卫星TM和MSS81

3-8-2 成像光谱议84

3-9 主动式传感器86

3-10 甚短波表面遥感87

3-10-1 辐射源87

3-10-2 探测87

参考文献及进一步读物88

第4章 固态表面遥感：热红外90

4-1 热辐射定律90

4-1-1 自然地表发射率91

4-1-2 太阳和行星表面的发射率92

4-2 热导理论93

4-3 周期性加热效应95

4-4 表面遥感中热发射的使用97

4-4-1 太阳对地表的加热97

4-4-2 表面覆盖效应101

4-4-3 用热学特性对表面单元分类101

4-4-4 地质学中的应用兴例101

4-5 遥感中热红外光谱特性的应用104

4-6 热红外传感器108

4-6-1 热容量成像辐射计108

4-6-2 热红外多光谱扫描仪110

参考文献及进一步读物112

第5章 固态表面遥感：微波发射113

5-1 能量与温度的对应关系113

5-2 简单的微波辐射测量模型114

5-2-1 极化效应116

5-2-2 观测角效应116

5-2-3 大气效应116

5-2-4 表面粗糙度效应117

5-3 在表面遥感中的应用117

5-3-1 在极冰测绘中的应用118

5-3-2 在观测土壤湿度中的应用120

5-3-3 测量的模糊性122

5-4 微波辐射计描述122

5-4-1 天线及扫描方式123

5-4-3 数据处理124

5-4-2 接收机子系统124

5-4-4 已研制出的微波辐射计范例125

参考文献及进一步读物127

第6章 固态表面遥感：微波与射频129

6-1 表面相互作用机理129

6-1-1 表面散射模型129

6-1-2 吸收损失与体散射133

6-1-3 极化效应134

6-1-4 频率效应136

6-1-5 入射角的影响139

6-1-6 自然地表的散射140

6-2 雷达传感器基本原理141

6-2-1 天线波束特性141

6-2-2 信号特性：波谱144

6-2-3 信号特性：调制147

6-2-4 距离的测量和识别150

6-2-5 Doppler(速度)测量和识别152

6-2-6 高频信号的产生152

6-3 成像传感器：真实孔径雷达153

6-3-1 成像的几何原理153

6-3-2 距离分辨率155

6-3-3 方位分辩率155

6-3-4 雷达方程156

6-3-5 信号衰减157

6-3-6 衰减统计158

6-3-7 几何畸变162

6-4 成像传感器：合成孔径雷达(SAR)162

6-4-1 合成列阵法162

6-4-2 聚焦与未聚焦SAR163

6-4-3 Doppler合成法165

6-4-4 SAR成像坐标系统166

6-4-5 模糊167

6-4-6 点目标的响应168

6-4-7 点目标响应的相互关系170

6-4-8 SAR传感器描述171

6-4-9 成像雷达的应用174

6-5 非成像雷达传感器：散射计178

6-5-1 海洋卫星散射计180

6-5-2 SASS数据举例183

6-6 非成像雷达传感器：高度计185

6-6-1 海洋卫星高度计描述186

6-6-2 海洋卫星高度计应用186

6-6-3 成像测高法189

6-7 非常规雷达传感器191

6-8 次表层的探测192

参考文献及进一步读物193

第7章 海洋表面遥感196

7-1 海洋表面的物理特性196

7-1-1 潮汐和环流197

7-1-2 表面波197

7-2 海洋地貌的测绘199

7-2-1 大地水准面的测量199

7-2-2 表面波效应202

7-2-3 海面风效应204

7-3 海面风的测绘204

7-3-1 观测需求206

7-3-2 天底观测206

7-4 海洋表面成像209

7-4-1 雷达成像机理209

7-4-2 海洋特征雷达成像的例子210

7-4-3 海冰成像213

7-4-4 海色测绘217

7-4-5 洋面温度测绘217

参考文献及进一步读物220

第8章 大气探测与辐射传递的基本原理223

8-1 大气的物理特性223

8-2 大气成分225

8-3 悬浮粒子与云227

8-4 行星大气中电磁波与大气相互作用的机理228

8-4-1 共振相互作用228

8-4-2 线型231

8-4-3 非共振吸收233

8-4-4 非共振发射234

8-4-6 波的折射236

8-4-5 波与粒子相互作用：散射236

8-5 光学厚度237

8-6 辐射传递方程238

8-7 非散射平行平面大气239

8-8 大气遥感的基本概念240

8-8-1 温度探测的基本概念241

8-8-2 成分探测的基本概念242

8-8-3 气压探测的基本概念242

8-8-4 密度测量的基本概念242

8-8-5 测风的基本概念242

参考文献及进一步读物243

第9章 大气微波遥感244

9-1 微波与大气气体的相互作用244

9-2 下视传感器的基本概念244

9-2-1 温度探测247

9-2-2 成分密度廓线：水汽250

9-3 上视传感器的基本概念253

9-4 临边探测传感器的基本概念253

9-5 反演概念257

9-6 被动式微波传感器的基本器件257

9-7 表面气压探测258

9-8 用掩星法探测大气259

9-9 大气粒子的微波散射260

9-10 雷达测雨262

9-11 测量降水的雷达方程264

参考文献及进一步读物265

第10章 毫米波和亚毫米波的大气探测269

10-1 波与大气成分的相互作用269

10-2 下视探测270

10-3 临边探测273

10-4 毫米波探测器的元部件277

参考文献及进一步读物281

第11章 可见光与红外大气遥感282

11-1 可见光与红外辐射同大气的相互作用282

11-1-1 可见光与近红外辐射283

11-1-2 热红外辐射285

11-1-3 共振相互作用286

11-1-4 粒子散射效应288

11-2 下视探测289

11-2-1 发射辐射的一般公式289

11-2-2 温度廓线探测290

11-2-3 简化的权重函数291

11-2-4 非天底观测时的权重函数293

11-2-5 成分廓线的探测293

11-3-1 发射辐射的临边探测294

11-3 临边探测294

11-3-2 吸收辐射的临边探测296

11-3-3 举例：气压调制辐射计296

11-3-4 举例：Fourier变换光谱学296

11-4 大气运动探测300

11-4-1 被动式技术301

11-4-2 速度场被动式成像：日震304

11-4-3 主动式技术305

11-5 甚短波大气遥感305

参考文献及进一步读物306

第12章 电离层遥感311

12-1 行星电离层特性311

12-2 电离介质中波的传播311

12-3 用顶边和底边探测技术的遥感电离层廓线315

12-4 用无线电掩星法测量电离层廓线317

参考文献及进一步读物318

附录A 使用多种传感器进行表面观测319

附录B 与遥感有关的轨道特性摘要323

B-1 圆轨道323

B-1-1 基本特性323

B-1-2 地球同步轨道325

B-1-3 太阳同步轨道325

B-1-4 覆盖329

B-2 椭圆轨道329

B-3 轨道选择332

附录C 简化的权重函数334

C-1 向下观测传感器情况(指数大气)334

C-2 向下观测传感器情况(线性大气)334

C-3 向上观测传感器情况335

词汇表336