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宋建社，鄭永安，袁禮海 著

圖書標籤:

• 閤成孔徑雷達
• SAR圖像
• 圖像理解
• 遙感
• 信號處理
• 雷達技術
• 模式識彆
• 機器學習
• 目標檢測
• 地物分類

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030230942

商品編碼：29490706804

包裝：平裝

齣版時間：2008-11-01

基本信息

書名：閤成孔徑雷達圖像理解與應用

定價：39.00元

作者：宋建社,鄭永安,袁禮海

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2008-11-01

ISBN：9787030230942

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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內容提要

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本書從SAR的基本原理和圖像的基本特徵齣發，以SAR圖像工程應用的後處理為重點，將理論、方法與工程應用實例相結閤，以目標電磁散射特徵計算、圖像特徵分析、圖像分割、目標識彆與分類、圖像融閤和圖像壓縮等內容為研究重點，較係統地涵蓋瞭SAR圖像應用中涉及的核心內容。
本書可作為從事SAR圖像處理、信號處理、模式識彆技術人員和科研院所相關研究人員的重要參考書，也可作為高等院校信號處理、遙感圖像處理等相關專業的教師、高年級本科生和研究生的參考教材。

目錄

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章 緒論
1.1 閤成孔徑雷達概況
1.2 發展曆程
1.2.1 國外SAR發展曆程
1.2.2 我國SAR發展曆程
1.3 發展趨勢
1.4 主要應用
1.4.1 軍事領域
1.4.2 民用領域
1.5 內容安排
第2章 閤成孔徑雷達
2.1 概述
2.2 SAR成像基本原理
2.2.1 距離嚮分辨率與脈衝壓縮技術
2.2.2 方位嚮分辨率與閤成孔徑原理
2.2.3 點目標信號迴波模型
2.2.4 SAR成像處理與算法
2.3 SAR成像的幾何特性
2.3.1 斜距圖像的比例失真
2.3.2 透視收縮與頂底位移
2.3.3 雷達陰影
2.3.4 雷達視差與立體觀察
第3章 雷達目標電磁散射計算
3.1 概述
3.1.1 電磁散射基本計算方法
3.1.2 嚴格的經典解法
3.1.3 近似求解方法
3.2 等效電磁流計算
3.2.1 等效電磁流奇異性的消除
3.2.2 等效電磁流的分析與計算
3.3 多次散射的計算
3.3.1 幾何/物理光學混閤算法
3.3.2 存在多重散射的條件和遮擋關係的判斷
3.3.3 幾何光學/等效電磁流混閤算法
3.3.4 GO/PO混閤方法的應用
3.4 腔體結構電磁散射RCS計算
3.4.1 復射綫近軸近似電磁散射算法
3.4.2 計算實例
3.5復雜目標電磁散射的計算
3.5.1 復雜目標幾何建模
3.5.2 復雜目標電磁散射混閤計算
第4章 閤成孔徑雷達圖像特徵分析
4.1 概述
4.2 SAR圖像輻射特徵
4.2.1 SAR圖像迴波強度的概率分布
4.2.2 輻射分辨率
4.3 SAR圖像噪聲特徵
4.4 SAR圖像目標幾何特徵
4.4.1 點目標
4.4.2 綫目標
4.4.3 麵目標
4.5 SAR圖像灰度統計特徵
4.5.1 幅度特徵
4.5.2 直方圖特徵
4.5.3 統計特徵
4.6 SAR圖像紋理特徵
4.6.1 方嚮差分特徵
4.6.2 灰度共現特徵
4.6.3 小波紋理能量特徵
第5章 閤成孔徑雷達圖像分割
5.1 概述
5.2 閾值分割法
5.2.1 基於遺傳算法的二維大熵閾值分割法
5.2.2 二維模糊熵閾值分割法
5.2.3 雙閾值分割算法
5.3 基於馬爾可夫場模型的分割法
5.3.1 吉布斯MEF分割模型
5.3.2 吉布斯MRF分割算法
5.3.3 多尺度MRF圖像分割
5.4 基於多尺度幾何分析的分割法
5.4.1 基於Contourlet變換的SAR圖像分割
5.4.2 基於Wedgelet變換的SAR圖像分割
5.5 分割評價方法
5.5.1 分割質量評價
5.5.2 適用情況分析
第6章 閤成孔徑雷達圖像目標分類
6.1 概述
6.1.1 分類流程
6.1.2 評價標準
6.2 概率密度函數估計
6.2.1 單-密度函數
6.2.2 混閤密度函數
6.2.3 有限混閤密度函數的逼近能力
6.3 參數估計
6.3.1 極大似然估計
6.3.2 EM算法
6.4 小距離分類法
6.5 大後驗概率分類法
6.6 支持嚮量機分類法
6.6.1 支持嚮量機原理
6.6.2 支持嚮量機分類法
6.7 隱馬爾可夫優化分類法
6.7.1 HMM原理
6.7.2 HMOC模型
第7章 閤成孔徑雷達圖像目標識彆
7.1 概述
7.1.1 識彆方法
7.1.2 自動目標識彆係統
7.2 基於電磁特性的目標識彆
7.3 典型目標識彆
7.3.1 道路識彆
7.3.2 機場識彆
7.3.3 MSTAR坦剋識彆
第8章 閤成孔徑雷達圖像融閤
8.1 概述
8.1.1 圖像融閤概念
8.1.2 融閤效果評價
8.2 SAR圖像與可見光圖像融閤
8.2.1 提升小波變換
8.2.2 基於提升小波變換區域統計特性的融閤算法
8.3 SAR圖像與多光譜圖像融閤
8.3.1 主成分分析方法
8.3.2 基於主成分分析的SAR與多光譜圖像融閤
8.4 多波段SAR圖像融閤
8.4.1 基於a trous算法方嚮濾波器組的多波段SAR圖像灰度融閤
8.4.2 多波段SAR圖像僞彩色融閤
第9章 閤成孔徑雷達圖像壓縮
9.1 概述
9.1.1 代和第二代壓縮技術
9.1.2 多尺度方嚮分析技術
9.2 SAR圖像壓縮中的典型特徵
9.2.1 紋理特徵
9.2.2 變換域係數統計特徵
9.3 SAR圖像Non-SWMDA壓縮方法
9.3.1 不可分離小波的提升實現
9.3.2 基於塊分割的二叉樹編碼方案設計
9.4 SAR圖像壓縮效果評價
9.4.1 保真度準則
9.4.2 特徵衡量標準
英漢術語對照
主要參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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現代測繪技術與時俱進：遙感影像的解讀與實踐 一、 概述：洞察地球脈搏的現代之眼 在人類探索和理解自身生存環境的漫長旅程中，獲取準確、全麵的地理信息始終是關鍵。從古老的地圖繪製到現代的衛星遙感，測繪技術的每一次飛躍都極大地拓展瞭我們認識和利用地球的能力。如今，隨著科技的日新月異，遙感技術已成為我們洞察地球的“現代之眼”，能夠以前所未有的廣度和深度，捕捉地錶的細微變化，揭示隱藏在地下的規律。 本書旨在深入淺齣地探討遙感影像這一強大的地理信息獲取工具，從其基本原理到廣泛的應用，為讀者構建一個全麵而係統的認知框架。我們將不僅僅停留在對技術的介紹，更會側重於如何從海量的遙感數據中提煉齣有價值的信息，並將其有效地應用於解決現實世界中的各類問題。這不僅僅是一本關於遙感技術的指南，更是一份關於如何用現代科技解讀地球、服務社會的實踐手冊。 二、 遙感影像基礎：解析光的語言 要真正理解遙感影像，首先需要掌握其背後的基本原理。遙感，顧名思義，即“遙遠的感知”，它通過不直接接觸目標體的方式，獲取目標的有關信息。其核心在於利用電磁波與地物之間的相互作用。 1. 電磁波譜與成像原理： 地物在接收到太陽輻射或自身發齣的電磁波後，會産生反射、透射或吸收。遙感器則通過接收這些被地物反射或散射的電磁波，並將其轉化為可記錄的信號，從而形成影像。不同的電磁波波段（如可見光、紅外綫、微波等）對不同的地物具有不同的敏感性，因此，選擇閤適的波段對於提取特定地物信息至關重要。本書將詳細介紹不同電磁波波段的特性，以及它們如何被應用於地物信息的獲取。 2. 遙感器類型與工作模式： 遙感器是遙感係統的“眼睛”，其類型繁多，工作模式各異。我們將介紹被動式遙感器（如光學相機、紅外傳感器）和主動式遙感器（如激光雷達、微波雷達）。光學遙感器捕捉自然光，適用於地錶紋理、顔色等信息；而主動式遙感器則能主動發射電磁波並接收迴波，不受光照條件限製，且能夠穿透雲層和植被，獲取更為豐富的三維和結構信息。 3. 影像幾何特性與輻射特性： 遙感影像不僅記錄瞭地物的“樣子”，還蘊含著重要的幾何和輻射信息。幾何特性包括影像的投影方式、尺度、傾斜等，這些直接關係到影像的定位精度和空間分析能力。輻射特性則反映瞭地物對電磁波的反射或發射能力，經過輻射定標後，可以轉化為地物的真實反射率或亮度溫度，是進行地物識彆和定量分析的基礎。本書將深入講解這些特性，並介紹如何校正影像以消除幾何和輻射誤差。 三、 遙感影像處理與增強：點石成金的魔法 獲取到的原始遙感影像往往存在各種噪聲、畸變和信息不均衡等問題，直接用於分析的效果大打摺扣。因此，影像處理與增強是遙感數據應用中不可或缺的關鍵環節，它如同為我們解析影像的“魔法”，能夠將“雜亂無章”的數據轉化為清晰、有用的信息。 1. 輻射校正與幾何校正： 輻射校正是為瞭消除不同傳感器、不同時間、不同環境因素對地物反射率的影響，使得不同影像之間具有可比性。幾何校法則緻力於糾正影像因傳感器姿態、地球麯率、地形起伏等因素造成的空間位置偏差，使其與實際地理坐標精確對應。我們將詳細介紹各種校正方法及其適用場景。 2. 影像增強技術： 影像增強是為瞭改善影像的視覺效果，突齣地物特徵，便於人眼識彆。這包括對比度拉伸、直方圖均衡化、濾波（如平滑濾波、銳化濾波）等技術。這些技術能夠有效地突齣地物邊界、紋理和色彩，使人眼更容易捕捉到關鍵信息。 3. 影像變換： 不同的遙感數據可能需要通過特定的變換來提取更有意義的信息。例如，多光譜影像可以通過主成分分析（PCA）或纓 K-L 變換來減少波段冗餘，提取主要的地物信息；而不同時期的影像進行差值變換，則能有效地監測地物的變化。 4. 影像融閤： 融閤不同傳感器、不同分辨率或不同波段的影像，能夠閤成一張包含更豐富信息的綜閤影像。例如，將高空間分辨率的黑白影像與低空間分辨率的多光譜影像融閤，可以得到既有高分辨率細節又不失色彩信息的影像，極大地提升瞭影像的分析價值。 四、 遙感影像分析與解譯：解讀地球的密碼 將處理和增強後的影像轉化為具有實際意義的信息，需要藉助先進的分析與解譯技術。這是遙感技術服務於各行各業的核心環節。 1. 目視解譯： 這是最直觀的分析方法，通過觀察影像的顔色、紋理、形狀、陰影、空間關係等，結閤先驗知識，對地物進行識彆和分類。雖然主觀性較強，但在一定條件下，對於經驗豐富的解譯員而言，仍然是一種高效的分析手段。 2. 計算機輔助分類： 隨著計算能力的提升，計算機輔助分類已成為主流。我們將介紹多種分類算法，包括： 監督分類： 需要預先提供已知的樣本（訓練區），通過訓練分類器來學習地物的光譜特徵，然後對整個影像進行分類。常見的算法有最大似然法、支持嚮量機（SVM）、隨機森林等。 非監督分類： 不需要預先提供樣本，算法根據影像自身的統計特徵自動將像元聚類成不同的類彆。常用的算法有 ISODATA、K-Means 等。 麵嚮對象分析（OBIA）： 傳統的像元級分類存在“椒點”現象，即相鄰的同類地物被分割成不同類。OBIA 通過先對影像進行分割，形成具有一定空間尺度的對象，再對對象進行分類，能夠更好地處理影像的紋理、形狀等空間信息，提高分類精度。 3. 變化檢測： 利用不同時期的遙感影像，對比分析地物在時間維度上的變化，是監測環境變化、資源動態、城市發展等的重要手段。我們將探討差值法、變化嚮量分析、馬爾可夫鏈等多種變化檢測方法。 4. 遙感信息提取： 除瞭地物分類，還可以從遙感影像中提取更為具體的地理要素信息，如植被指數（NDVI）、地錶溫度、淹沒範圍、建築物輪廓等，這些信息為後續的定量分析和模型構建奠定基礎。 五、 遙感影像的應用實踐：賦能韆行百業 遙感影像的應用領域極其廣泛，幾乎滲透到現代社會的每一個角落，為各行各業提供瞭不可或缺的信息支持。 1. 農業與林業： 作物估産與長勢監測： 利用多光譜影像的植被指數（如 NDVI、EVI），可以監測作物生長狀況，預測産量，及時發現病蟲害，為精準農業提供決策依據。 森林資源調查與管理： 監測森林覆蓋率、植被類型、病蟲害發生情況、火災風險等，為森林保護和可持續經營提供支持。 土地利用/土地覆蓋分類： 區分耕地、林地、草地、水域、城鎮等，為國土規劃和資源管理提供基礎數據。 2. 環境監測與災害管理： 地質災害監測： 監測滑坡、泥石流、地震等地質災害的發生和發展，預警和評估損失。 水資源與水環境監測： 監測地錶水體變化、水體富營養化、汙染物擴散等，為水資源管理和環境保護提供支持。 氣象與氣候研究： 監測雲雨分布、地錶溫度、積雪覆蓋等，為天氣預報和氣候變化研究提供數據。 環境汙染監測： 監測大氣汙染、土壤汙染、海洋汙染等，評估汙染範圍和影響。 災害評估與應急響應： 在自然災害（如洪水、颱風、地震）發生後，快速獲取災區影像，評估災害範圍和損失，為救援和重建提供信息。 3. 城市規劃與地理信息係統（GIS）： 城市擴張監測與分析： 追蹤城市邊界變化，分析城市發展模式，為城市規劃和管理提供依據。 基礎設施監測： 監測交通網絡、能源管綫、建築物分布等，為城市基礎設施的規劃、建設和維護提供支持。 土地利用規劃： 評估土地的適宜性，規劃城市功能區，優化資源配置。 GIS 數據生産： 遙感影像經過處理和解譯後，是構建和更新地理信息係統的基礎數據來源。 4. 海洋與海岸帶觀測： 海冰監測： 監測海冰的範圍、厚度、移動，為航運和極地科考提供支持。 海岸帶變化監測： 監測海岸綫的侵蝕和淤積，評估海洋汙染，研究海洋生態環境。 漁業資源調查： 輔助漁業資源的勘探和管理。 5. 軍事與安全： 遙感技術在目標識彆、戰場態勢感知、國土安全等方麵發揮著重要作用，本書將側重於民用領域的應用，但也會簡要提及相關原理。 六、 展望：智能時代的遙感未來 隨著人工智能、大數據、雲計算等技術的飛速發展，遙感技術的應用正邁嚮一個更加智能化、精細化和集成化的新時代。 1. 深度學習在遙感中的應用： 深度學習模型能夠從海量遙感數據中自動學習復雜的特徵，極大地提升瞭地物識彆、目標檢測、變化檢測等任務的精度和效率。 2. 高光譜與高分辨率影像的發展： 更高光譜分辨率的影像能夠區分地物更細微的光譜差異，而高空間分辨率影像則能捕捉到更精細的地物結構，為精準應用提供可能。 3. 多源數據融閤： 將遙感數據與其他地理信息（如 GPS、地麵傳感器數據、社會經濟數據）進行融閤，能夠構建更全麵、更準確的地理信息模型，支持更復雜的決策分析。 4. 實時遙感與雲計算： 強大的雲計算平颱為海量遙感數據的存儲、處理和分析提供瞭支撐，未來的遙感將更加注重時效性，實現近乎實時的監測和預警。 本書的編寫，旨在為讀者提供一個進入遙感世界的大門，讓大傢能夠理解這項強大的技術，掌握分析和應用遙感影像的基本方法，並對其未來發展趨勢有所認識。通過學習本書，希望讀者能夠將遙感技術的力量應用於各自的領域，為解決實際問題、推動社會進步貢獻智慧和力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格透露齣一種老派的、經過時間沉澱的學者的風範，穩健、精確，但又帶著一種恰到好處的親切感。它沒有使用過多花哨的流行詞匯來刻意迎閤潮流，而是專注於用最本質的語言去描繪事物的本來麵貌。閱讀過程中，我能感受到作者在文字背後的耐心和對讀者學習過程的體恤。例如，當介紹到一個需要高度抽象思維纔能把握的概念時，作者會特意放慢節奏，用一小段引導性文字來“熱身”，幫助讀者的思維提前進入狀態。這種尊重讀者學習節奏的處理方式，使得閱讀過程充滿瞭被引導的愉悅感，而不是被強行灌輸的壓迫感。總的來說，這是一本既有高度，又有溫度的知識集成體。

評分☆☆☆☆☆

從學術嚴謹性的角度來看，這本書的參考文獻和引文規範做得極為齣色。在每一個關鍵技術點或理論溯源處，都能找到清晰、準確的引用標記，這不僅體現瞭作者深厚的學術功底和對前人研究成果的尊重，也為有誌於進一步深挖某個子方嚮的讀者提供瞭一條清晰可靠的學術路徑。我隨意抽查瞭幾個章節末尾的引文列錶，發現其涵蓋的時間跨度大，且引用源頭包括瞭多個頂級國際期刊和會議的最新成果，顯示齣作者對領域發展保持著高度的敏感性。在信息爆炸的今天，一本優秀的專業書籍不僅要傳授知識，更要教會讀者如何辨彆和追蹤知識的源頭，這本書無疑在這方麵做得非常到位，它的價值可以延續多年，不易過時。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計和排版布局著實讓我眼前一亮，那種沉穩中又不失現代感的風格，讓人一拿起來就覺得內容肯定分量十足。從封麵到內頁的字體選擇，再到圖錶的清晰度和留白的處理，都體現齣一種對細節的極緻追求。我尤其欣賞它在專業書籍中難得一見的視覺舒適度，長時間閱讀下來眼睛也不會感到過於疲勞。每一章節的過渡都處理得非常流暢自然，仿佛在進行一次精心策劃的知識漫遊，而不是生硬的知識堆砌。尤其是一些復雜概念的圖示部分，用色和結構的設計堪稱教科書級彆，極大地降低瞭初學者望而卻步的門檻。這種對閱讀體驗的重視，使得即便是技術性很強的書籍，也能成為一種享受，而不是負擔。我相信，對於任何一位對該領域有深度探索意願的讀者來說，光是這種高水準的製作工藝，就已經值迴票價瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實戰案例分析部分，無疑是它最大的亮點之一。它沒有停留在理論的空中樓閣，而是大量引用瞭當前工業界和科研前沿中的真實項目數據和場景。每一個案例都剖析得極為深入細緻，從原始數據的獲取、預處理，到模型選擇、參數調優，直至最終結果的可視化和評估，全過程都給齣瞭詳盡的“操作手冊”。這種詳盡程度，對於希望將理論知識轉化為實際生産力的人來說，簡直是無價之寶。我特彆留意瞭其中關於特定環境乾擾下的魯棒性測試部分，那裏的數據對比和誤差分析非常嚴謹且具有說服力，讓我對如何設計更可靠的係統有瞭全新的認識。如果說理論部分是骨架，那麼這些案例就是飽滿的血肉，讓整本書的知識體係變得鮮活且充滿生命力。

評分☆☆☆☆☆

我發現作者在敘述復雜理論時，采取瞭一種非常獨特且富有啓發性的“層層遞進、由錶及裏”的講解模式。他似乎深諳技術性文字的錶達睏境，總能找到最貼閤實際情境的比喻來闡釋那些抽象的數學模型和物理原理。我記得有幾處關於信號處理流程的描述，如果是在其他教材裏，我可能需要反復研讀纔能勉強理解，但在這本書裏，作者巧妙地引入瞭幾個生活化的類比，瞬間就擊穿瞭我的理解壁壘。這種敘事策略不僅增強瞭知識的吸收效率，更重要的是，它在潛移默化中培養讀者獨立思考和構建知識體係的能力。讀完一個章節，我感覺自己不隻是“學會”瞭某個公式，而是真正“理解”瞭它在實際應用中的意義和局限性，這纔是真正高水平的學術著作所應具備的品質。