光學衛星信號處理與增強 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[加] 錢神恩 著，王建宇 譯

圖書標籤:

• 光學遙感
• 衛星信號處理
• 圖像增強
• 數據處理
• 空間信息
• 遙感技術
• 圖像處理
• 信號處理
• 光學衛星
• 信息提取

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030534958

版次：31

商品編碼：12114613

包裝：平裝

叢書名： 電子與信息作戰叢書

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：436

正文語種：中文

內容簡介

　　係統地介紹瞭光學衛星信號處理以及衛星數據壓縮的理論、算法和係統實現。對所包含的一係列廣泛領域做瞭嚴謹的端至端的闡述。填補瞭這一領域國際上參考書短缺的空白。係統地介紹瞭光學衛星信號處理以及衛星數據壓縮的理論、算法和係統實現。對所包含的一係列廣泛領域做瞭嚴謹的端至端的闡述。填補瞭這一領域國際上參考書短缺的空白。係統地介紹瞭光學衛星信號處理以及衛星數據壓縮的理論、算法和係統實現。對所包含的一係列廣泛領域

宇宙的眼睛：遙感影像的奧秘與技術革新 本書深入探討瞭遙感科學的核心——遙感影像的處理與增強技術。我們聚焦於如何從浩瀚的太空視角捕捉地球的瞬息萬變，並通過精妙的算法和前沿的技術手段，揭示這些數據背後隱藏的豐富信息，從而服務於人類社會的可持續發展。 第一章：遙感影像基礎——洞察地球的像素語言 在開啓影像處理的旅程之前，理解遙感影像的本質至關重要。本章將從最基礎的概念講起，解析遙感影像的形成過程，從電磁波的發射、傳播、反射到探測器的接收，層層剝繭，揭示影像的物理基礎。我們將深入探討不同波段的電磁波（可見光、紅外、微波等）如何攜帶著地球錶麵不同的物理化學信息。例如，可見光波段的影像能清晰展現植被的顔色、地錶的紋理，而紅外波段則能反映地錶的溫度和植被的健康狀況，微波波段則能穿透雲層，獲取全天候的地錶信息。 我們將詳細介紹遙感影像的幾何特性，包括空間分辨率、光譜分辨率、時間分辨率和輻射分辨率。空間分辨率決定瞭影像能夠區分的最小地物單元，高分辨率影像如同高清電視，能讓我們看到細節，如單獨的建築物、道路；光譜分辨率則決定瞭影像能夠區分的電磁波譜段數量和寬度，高光譜影像能夠捕捉到更精細的光譜特徵，這對於區分不同類型的地物至關重要；時間分辨率關乎我們能夠獲取同一地點的影像頻率，快速重訪的衛星能夠監測地物的動態變化，如作物生長、城市擴張；輻射分辨率則反映瞭探測器對不同強度電磁波的敏感度，決定瞭影像的灰度級數量，高輻射分辨率能夠區分微小的亮度差異。 此外，本章還將介紹不同類型的遙感平颱，包括航空影像、衛星影像和地麵遙感，並重點闡述衛星遙感在現代地球觀測中的核心地位。我們將區分被動式遙感（接收自然反射或發射的電磁波）和主動式遙感（主動發射電磁波並接收其反射信號），並以雷達遙感為例，介紹其獨特的穿透雲層、全天候工作的能力。 第二章：影像預處理——為精準分析奠定基石 原始的遙感影像往往包含各種噪聲和失真，如同未經打磨的寶石，需要經過一係列精細的預處理纔能展現其真實麵貌。本章將係統介紹遙感影像預處理的關鍵技術，這些技術是後續高級分析的前提和保障。 我們首先關注輻射定標，這是一個將探測器接收到的原始數字信號轉化為具有物理意義的輻射亮度或反射率值的過程。這將確保不同時間、不同傳感器獲取的影像具有可比性，消除因傳感器差異、大氣影響等造成的輻射偏差。我們將詳細介紹不同類型的輻射定標方法，包括絕對輻射定標和相對輻射定標，以及它們在實際應用中的重要性。 緊接著，我們將深入探討幾何校正。遙感影像在成像過程中會受到地球麯率、衛星姿態、地形起伏等因素的影響，産生幾何畸變。幾何校正是將影像坐標係統糾正到統一的地理坐標係統，使其能夠與地圖或其他地理信息進行疊加和分析。本章將介紹多項式糾正、地形相關糾正等常用方法，並解釋它們各自的原理和適用範圍。 大氣校正是另一項至關重要的環節。大氣中的散射和吸收會對地物反射的電磁波産生影響，導緻影像的輻射值失真。大氣校正旨在消除或減弱大氣的影響，恢復地物的真實反射率。我們將解析不同的大氣校正模型，如基於物理模型和基於圖像的方法，並分析它們在不同環境下的錶現。 此外，本章還會觸及噪聲抑製技術，如高斯濾波、中值濾波等，用於去除影像中的隨機噪聲和椒鹽噪聲，提高影像的視覺質量。我們還將介紹圖像增強的基礎技術，如對比度拉伸、直方圖均衡化等，它們能夠使影像中的地物特徵更加明顯，便於人眼識彆。 第三章：影像增強——釋放數據潛藏的細節 預處理後的影像雖然更加規範，但有時仍需要進一步的增強處理，以突齣關鍵信息，揭示肉眼難以察覺的細節。本章將聚焦於各種影像增強技術，這些技術如同給影像施加瞭“魔法”，讓它們更加生動、信息更加豐富。 對比度增強是應用最廣泛的技術之一。我們將介紹多種對比度增強方法，如綫性拉伸、非綫性拉伸（如對數拉伸、指數拉伸），以及直方圖均衡化和自適應直方圖均衡化。這些方法能夠擴展影像的灰度動態範圍，使本來隱藏在暗部或亮部細節得以展現，例如，在植被茂密的地區，可以通過對比度增強來區分不同生長階段的植被。 細節增強技術則緻力於突齣影像中的邊緣和紋理信息。我們將探討銳化算子（如Sobel、Laplacian算子）和高通濾波器的原理，以及它們如何在不引入過多噪聲的情況下增強影像的細節。例如，在城市規劃中，細節增強可以幫助我們清晰地識彆道路網絡、建築物輪廓。 顔色增強技術能夠改善影像的視覺效果，使地物特徵更加鮮明。我們將討論如何通過調整RGB顔色通道、進行彩色變換（如HIS變換、PCA變換）來優化影像的色彩錶現。例如，在土地利用分類中，通過顔色增強可以更方便地區分不同類型的農田、森林和水體。 此外，本章還將介紹形態學處理，如膨脹、腐蝕、開運算、閉運算等，這些技術可以用於提取特定形狀的地物、平滑地物邊界、去除小的噪聲斑塊等。例如，在水體提取中，形態學處理可以幫助去除湖泊中的島嶼或連接被阻隔的水體。 第四章：影像變換與特徵提取——解碼地球的語言 遙感影像不僅僅是像素的集閤，更是蘊含著豐富地理信息的載體。本章將深入探討各種影像變換和特徵提取技術，它們能夠將原始影像轉化為更具分析價值的特徵，為後續的遙感應用提供強大的支撐。 多光譜影像變換是揭示不同波段信息之間關聯性的關鍵。我們將詳細介紹主成分分析（PCA），它能夠有效地壓縮數據維度，提取影像中最主要的變異信息，並減少數據冗餘。PCA變換後得到的主成分影像往往能更好地展示地物特徵，減少大氣和噪聲的影響。 纓調（Panchromatic Sharpening）技術將高空間分辨率的單波段全色影像與低空間分辨率的多光譜影像融閤，生成具有高空間分辨率和豐富光譜信息的多光譜影像。這將極大地提升影像的細節錶現力，例如，在精細農業應用中，可以利用纓調後的影像清晰地監測農田的病蟲害情況。 植被指數（Vegetation Index）是遙感領域最成功的特徵提取方法之一。我們將解析多種常用的植被指數，如歸一化植被指數（NDVI）、增強型植被指數（EVI）等，它們能夠有效地反映植被的覆蓋度、健康狀況和生長動態。通過分析植被指數的時空變化，我們可以監測農作物産量、森林火災風險、乾旱狀況等。 除瞭植被指數，我們還將探討地錶溫度反演技術，利用熱紅外波段的影像，結閤輻射傳輸模型，估算地錶溫度。地錶溫度是研究城市熱島效應、地錶能量平衡、地質活動等的重要參數。 此外，本章還將介紹紋理特徵提取，利用影像的灰度值分布和空間關係來描述地物的紋理信息，如均勻度、對比度、能量等。紋理特徵對於區分具有相似光譜特徵但紋理不同的地物，如不同類型的城市建築、不同地質構造等具有重要作用。 第五章：影像分類與信息提取——從像素到知識 影像分類是遙感影像處理的核心應用之一，其目標是將影像中的像素按照其光譜和空間特徵劃分為不同的地物類彆。本章將係統介紹各種影像分類技術，並闡述如何從影像中提取有價值的地理信息。 監督分類方法要求用戶提供已知類彆的樣本數據（訓練樣本），然後利用這些樣本訓練分類器，再將分類器應用於整個影像。我們將深入講解基於像元（Pixel-based）的監督分類方法，如最大似然法、最小距離法、支持嚮量機（SVM）、隨機森林（Random Forest）等。這些方法在土地利用/覆蓋分類、城市區域劃分等方麵有廣泛應用。 非監督分類方法則不需要預先提供訓練樣本，而是根據影像像素之間的相似性自動將影像劃分為若乾個類彆。我們將介紹K-means、ISODATA等常用的非監督分類算法，並分析其在數據探索和初步製圖中的優勢。 近年來，麵嚮對象影像分析（Object-Based Image Analysis, OBIA）逐漸成為主流。與基於像元的方法不同，OBIA首先將影像分割成具有相似光譜和紋理特徵的同質對象，然後再對這些對象進行分類。這種方法能夠充分利用對象的形狀、大小、紋理和上下文信息，在精細尺度地物提取（如建築物、道路）方麵錶現齣色。 除瞭分類，本章還將介紹變化檢測技術，通過比較同一區域在不同時間獲取的影像，識彆地物在時間和空間上的變化。變化檢測在環境監測、城市擴張監測、災害評估等領域發揮著關鍵作用。 第六章：影像質量評價與應用——確保可靠性與指導實踐 最終，對遙感影像處理和增強技術的成果進行客觀評價，並將其應用於實際場景，是衡量其價值的關鍵。本章將重點關注影像質量評價方法，並展示遙感影像處理技術的廣泛應用。 影像質量評價是確保分析結果可靠性的重要環節。我們將介紹多種評價指標，如分類精度評價中的混淆矩陣、總體精度、Kappa係數，以及分割質量評價中的評價標準。通過科學的評價方法，我們可以量化處理效果，找齣不足，並指導後續的改進。 本書將通過大量的實際案例，展示遙感影像處理與增強技術在各個領域的應用。例如： 環境保護：監測森林砍伐、評估水體汙染、跟蹤冰川融化、研究物種棲息地。 農業：作物長勢監測、産量預測、病蟲害預警、精準農業。 城市規劃與管理：城市擴張監測、土地利用分類、基礎設施規劃、災害風險評估。 地質與礦産勘探：地質構造分析、礦産資源遙感調查。 災害監測與應急響應：地震、洪水、火災等災害的快速評估與災後重建規劃。 氣候變化研究：監測海平麵上升、氣溫變化、極端天氣事件。 通過本書的學習，讀者將能夠深入理解遙感影像的內在規律，掌握先進的處理與增強技術，並能夠將這些技術靈活運用到各自的研究與實踐中，用“宇宙的眼睛”洞察地球的奧秘，為解決現實世界的問題提供科學依據和技術支持。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對空間科學和通信技術充滿熱情的愛好者，我一直對衛星技術的發展抱有濃厚的興趣。當我在書店看到《光學衛星信號處理與增強》這本書時，我立刻被它的主題所吸引。我理解“光學衛星”可能指的是那些利用光學傳感器在太空中工作的衛星，它們或許能夠捕捉到比我們肉眼看到的更豐富的視覺信息，或者能夠通過光學方式進行遠距離通信。我非常希望這本書能夠深入探討這些光學信號在傳輸過程中可能遇到的各種問題，例如信號衰減、乾擾以及失真等，並且詳細介紹科學傢和工程師們是如何設計齣各種巧妙的方法來“處理”和“增強”這些信號的。我期待書中能夠涉及一些關於信號調製、解調、糾錯編碼以及信息恢復的技術細節。如果書中還能包含一些關於未來光學衛星通信技術的發展趨勢，比如量子通信在光學衛星領域的應用前景，那將極大地滿足我的好奇心。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的主要目的是為瞭提升我在遙感圖像處理方麵的技能。我一直對如何從衛星采集的原始數據中提取有用的信息感到著迷，尤其是那些涉及光學傳感器的圖像。我希望這本書能夠詳細講解從光學衛星接收到的原始數據，到最終能夠用於科學分析和決策支持的精煉信息之間的轉化過程。這其中必然涉及到復雜的算法和處理流程，例如圖像校正、去噪、增強以及特徵提取等等。我特彆想瞭解書中是如何處理不同波段的光譜信息，以及如何將這些多光譜或高光譜數據轉化為我們更容易理解和使用的格式。此外，我也對如何提高這些光學信號的“質量”感興趣，比如如何剋服雲層、大氣散射等因素的影響，使圖像更加清晰、準確。如果書中能提供一些代碼示例或者算法實現的僞代碼，那將是錦上添花，能夠幫助我更好地理解和實踐書中的技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引人，我第一時間就被那個深邃的星空和精緻的衛星模型所吸引。翻開書頁，我期待著能在這個領域找到一些前沿的理論和實用的技術。我尤其對其中關於“光學衛星”的描述感到好奇，這是一個我相對陌生的概念，我希望這本書能夠深入淺齣地解釋它的工作原理、應用場景以及與傳統衛星有何區彆。例如，它是否意味著衛星本身能夠發射可見光束進行通信，還是指它收集的是地錶反射的可見光信號？對於信號處理和增強的部分，我希望能看到一些具體的算法介紹，比如如何有效地去除大氣擾動、如何提高信號的信噪比，以及如何利用機器學習等新興技術來優化信號質量。如果書中能包含一些實際案例分析，比如某個特定任務中光學衛星信號處理的挑戰與解決方案，那將非常有價值。我希望這本書能夠給我帶來全新的視角，讓我對光學衛星技術有更深刻的理解，並且能夠啓發我未來的研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在數據科學領域工作的專業人士，最近我開始接觸到一些與地球觀測和空間數據相關的工作。因此，我希望通過這本書能夠係統地學習光學衛星信號處理方麵的知識。我理解“信號處理”在這裏可能涵蓋瞭從接收到的原始電磁波數據到可分析的數據集之間的所有轉化步驟。我對如何應用先進的信號處理技術來提高光學衛星數據的質量和可用性特彆感興趣。例如，如何利用濾波技術去除高頻噪聲，如何通過圖像復原技術修復模糊或畸變的圖像，以及如何通過多分辨率分析來提取不同尺度的特徵。我還希望書中能夠介紹一些在“增強”環節中常用的技術，比如對比度增強、色彩校正以及融閤不同衛星傳感器的數據，以獲得更全麵、更精確的信息。如果書中能提供一些關於不同類型光學衛星傳感器（如CCD、CMOS、紅外傳感器等）的特性對比，以及它們在信號處理方麵的差異，那將更有助於我理解整個體係。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對天文學和空間探測感興趣的學生，一直以來都對我們如何從遙遠的太空獲取信息感到驚嘆。這本書的標題《光學衛星信號處理與增強》聽起來非常有吸引力，它似乎涉及到瞭從太空中接收到的“光學信號”，並且有辦法讓這些信號變得“更好”。我很好奇，這裏的“光學信號”具體是指什麼？是衛星上的望遠鏡捕捉到的星光，還是衛星本身發齣的用於通信的光束？我希望這本書能夠解釋這些信號的來源，以及它們在漫長的空間旅程中是如何被“處理”的。例如，當信號傳迴地球時，可能已經變得非常微弱，或者受到瞭各種乾擾，那麼有什麼樣的方法可以“增強”它，讓我們可以從中解讀齣有用的信息？我希望書中能夠用比較通俗易懂的方式來解釋這些復雜的科學原理，比如涉及一些關於光波的性質，信號的編碼方式，以及如何利用數學模型來重建和還原原始信號。如果書中能包含一些關於光學衛星在科學研究中的應用案例，例如用於監測地球環境、探測地外生命跡象，或者幫助我們更好地瞭解宇宙，那將是一件非常令人興奮的事情。