星载合成孔径雷达大气遥感与图像解译 9787502797980 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈鹏，范开国，李晓明，侯海平，张红雷 ... 著

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• 合成孔径雷达
• 遥感
• 大气遥感
• 图像解译
• 星载遥感
• 雷达遥感
• 地球观测
• 信号处理
• 微波遥感
• 环境监测

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出版社： 海洋出版社

ISBN：9787502797980

商品编码：29623956371

包装：平装

出版时间：2017-07-01

基本信息

书名:星载合成孔径雷达大气遥感与图像解译

定价：52.00元

售价：38.0元,便宜14.0元,折扣73

作者:陈鹏,范开国,李晓明,侯海平,张红雷 ...

出版社：海洋出版社

出版日期：2017-07-01

ISBN：9787502797980

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

本书以作者近年来在卫星遥感领域的研究为基础，参考了国内外科研工作者新研究成果，针对全球海上重要战略通道、军事热点和利益攸关等海域所探测到的大气内波、边界层对流、低压气旋、大气锋面和雨团等现象的SAR大气遥感图像解译，在某些情况下还增加了其他遥感图像等辅助信息。本书有助于科研工作者更好地理解SAR大气遥感与图像特征，并且随着越来越多SAR卫星的发展，对深入开展星载SAR大气遥感研究，挖掘星载SAR对大气信息的遥感探测潜力，具有极大的参考和实用价值。此外，本书还可为重要战略通道和远海作战的军事航行保障提供海洋气象信息支持，更好地实现卫星海战场环境信息的全方位保障，对进一步“关心海洋、认识海洋、经略海洋，推动海洋强国建设不断取得新成就”具有重要的军事价值和战略意义。

目录

作者介绍

文摘

序言

海陆风云：大气遥感的新视角与图像的奥秘 地球，一个生机勃勃而又瞬息万变的星球。其大气层，更是复杂多变的动态系统，不仅孕育着万千生命，也深刻影响着人类的生产生活。从观测云层、降雨，到监测空气质量、预测天气变化，大气遥感技术已成为我们理解和应对这些自然现象不可或缺的工具。而在众多遥感技术中，星载合成孔径雷达（SAR）以其独特的穿透云层、全天候工作的优势，在大气遥感领域展现出越来越重要的价值。本书将带您深入探索星载SAR在大气探测方面的最新进展，并揭示隐藏在雷达图像背后的丰富信息。 第一章：穿越云雾的眼睛——星载SAR遥感基础 星载SAR，顾名思义，是指搭载于航天器上的合成孔径雷达系统。与传统的微波遥感技术不同，SAR通过合成一系列观测数据，模拟出远超实际天线尺寸的“虚拟孔径”，从而获得极高的空间分辨率。这种“人造大天线”的技术，赋予了SAR系统超凡的“洞察力”。 1. 微波的穿透力： 微波的波长比可见光长得多，能够有效穿透大气中的云、雨、雪等障碍物，实现全天候、全天时的观测。这对于捕捉那些短暂出现、且常被云层遮蔽的大气现象，如雷暴、台风等，具有无可比拟的优势。 2. 回波信号的秘密： SAR系统发射电磁波，并接收目标区域反射回来的微弱信号。回波的强度、相位、极化信息，都蕴含着关于地物和大气状态的关键线索。这些信息通过复杂的信号处理算法，最终转化为高分辨率的雷达图像。 3. 合成孔径的神奇： SAR的核心技术在于“合成孔径”。当雷达平台在轨道上运动时，它会连续发射雷达脉冲并接收回波。通过对不同位置接收到的回波进行相干叠加和处理，就可以模拟出一个长长的“孔径”，从而大幅提高成像分辨率。这意味着SAR可以清晰地分辨出地面上细微的结构，例如风场的细微变化，甚至是大气中水汽的分布差异。 4. 极化信息的多样性： SAR系统可以发射和接收不同极化的电磁波，例如水平极化（H）和垂直极化（V）。通过分析不同极化回波的比率和相位差，可以获取关于散射体形状、介电常数等更丰富的信息。这对于区分不同的地表类型、监测地表含水量，乃至探测大气中不同形态的水汽（如液态水滴或冰晶）都至关重要。 第二章：大气中的“听诊器”——星载SAR的大气探测应用 传统的可见光和红外遥感在观测大气时，往往受到云层的严重阻碍。星载SAR凭借其独特的穿透能力，为大气探测开辟了新的途径，尤其是在以下几个方面： 1. 海面风场与浪涌监测： 海面粗糙度的变化是风速最直接的体现。SAR可以灵敏地捕捉海面的微小起伏，通过分析回波信号的强度变化，推算出海面风速的大小和方向。尤其是在台风、飓风等极端天气条件下，SAR能够提供宝贵的实时风场数据，为气象预报和海洋灾害预警提供关键支持。同时，SAR还能识别出由强风激起的巨浪和涌浪，监测其形态和传播规律，对于航海安全和海洋工程具有重要意义。 2. 降水与云特性反演： 虽然SAR穿透云层，但其回波信号也会受到云层中水滴和冰晶的影响。通过分析SAR回波与降水强度、云中液态水含量、过冷水含量之间的关系，可以反演出降雨率、云滴谱参数等信息。特别是多极化SAR数据，更能区分液态水和冰相粒子，为理解云的微物理过程提供新的观测手段。 3. 大气水汽与温湿度分布： 水汽是影响天气和气候变化的重要因素。SAR在特定频段的探测能力，使其可以感知到大气中水汽含量与回波信号之间的关联。例如，大气中的水汽会影响SAR信号的传播速度和衰减，通过反演这些变化，可以估算出大气水汽含量、湿度等参数，为天气预报和气候模型提供数据支持。 4. 地面湿度与土壤水分监测： 地表湿度与大气水汽循环密切相关。SAR的微波信号能够穿透植被，探测到地表以下一定深度的土壤水分。通过分析SAR回波信号在不同土壤类型、不同湿度条件下的变化，可以绘制出高分辨率的土壤水分分布图。这不仅有助于农业生产的精细化管理，也为理解地表与大气之间的水分交换过程提供了重要依据。 5. 冰雪覆盖与融化监测： 冰雪覆盖是全球水循环的重要组成部分。SAR对冰雪具有较强的敏感性，可以区分不同类型的冰雪（如干雪、湿雪、冰川冰等），监测其分布范围、厚度以及融化过程。这对于研究气候变化对极地和高山地区的影响，以及评估水资源可用性具有重要意义。 6. 火山活动与气溶胶监测： 虽然SAR主要对地表有响应，但其间接信息也能为火山活动和气溶胶研究提供线索。例如，火山喷发后产生的大量火山灰和气体，会改变大气层的介电常数，从而对SAR信号产生影响。通过分析SAR数据，可以间接推断火山羽流的扩散范围和浓度，为航空安全和环境监测提供预警。 第三章：图像的语言——星载SAR图像解译的艺术与科学 星载SAR获取的原始数据经过处理后，形成一幅幅分辨率极高的SAR图像。然而，与我们熟悉的可见光照片不同，SAR图像的灰度值并非直接代表物体本身的亮度，而是由雷达信号与目标相互作用后产生的回波强度所决定。因此，理解SAR图像背后的物理含义，是进行准确解译的关键。 1. 灰度值与散射机制： SAR图像中的每一个像素都有一个灰度值，它反映了该区域对雷达信号的后向散射强度。不同的地物类型，由于其几何结构、介电常数等物理特性不同，会产生不同的散射机制。例如，光滑的镜面（如水面）会对雷达信号产生镜面反射，导致回波很弱，在SAR图像上呈现为暗区。而粗糙的地表、建筑物或植被，则会产生更多的后向散射，使得图像呈现为亮区。理解这些散射机制，是区分不同地物的首要步骤。 2. 纹理特征的分析： SAR图像的纹理特征，即图像的“粗糙度”和“图案”，也蕴含着丰富的信息。例如，茂密的森林、起伏的山地、整齐的农田，在SAR图像上会展现出不同的纹理。通过分析这些纹理的统计特征，可以区分不同的植被类型、地貌形态，甚至可以识别出农业生产中的耕作模式。 3. 几何畸变的理解与校正： 由于SAR的成像原理，其图像会存在一些几何畸变，如“叠掩”（layover）和“阴影”（shadow）。叠掩发生在雷达波束照射到陡峭迎坡时，不同高度的物体会被投影到同一位置。阴影则发生在雷达波束被高大物体遮挡的区域。理解这些畸变，可以帮助我们更准确地解读地物的空间关系，并进行必要的几何校正，以便与其他地理信息数据进行叠加分析。 4. 多极化数据的协同解译： 多极化SAR数据提供了比单极化数据更丰富的信息。通过比较不同极化回波的强度比、相位差等，可以识别出目标更加精细的物理特性。例如，在植被遥感中，VV、VH、HH、HV等极化组合可以区分不同的植被类型、测量生物量，甚至监测植被的健康状况。在水体监测中，极化信息有助于区分净水、浑水以及水面上的油污。 5. 数据融合与多源信息整合： SAR数据往往与其他遥感数据（如可见光、红外、高光谱数据）或地理信息系统（GIS）数据结合使用，以获得更全面的信息。例如，将SAR图像与光学图像融合，可以克服各自的局限性，例如SAR图像提供全天候观测能力，光学图像提供丰富的地物光谱信息。这种数据融合是提升遥感应用效果的重要手段。 6. 高分辨率SAR图像的应用： 随着SAR技术的不断发展，越来越高的分辨率使得SAR图像能够捕捉到更加精细的地面细节。这为城市基础设施监测、灾害评估、目标识别等领域提供了前所未有的能力。例如，在灾后评估中，高分辨率SAR图像可以清晰地识别出倒塌的建筑物、损毁的道路，为救援和重建提供直接依据。 第四章：挑战与未来——星载SAR大气遥感的机遇 尽管星载SAR在大气遥感领域取得了显著成就，但仍面临着一些挑战，同时也孕育着巨大的发展机遇。 1. 反演算法的精度与不确定性： 大气遥感是一个复杂的过程，SAR信号受到多种因素的影响，如大气本身的散射和吸收、地表后向散射的变化等。开发更精确、更鲁棒的反演算法，减小反演结果的不确定性，是当前面临的重要挑战。 2. 数据处理与存储的压力： SAR系统产生的数据量巨大，如何高效地进行数据预处理、存档、分发，并为用户提供便捷的数据访问服务，是技术和管理上的难题。 3. 跨学科的融合与协同： 大气科学、雷达技术、信号处理、计算机科学等多个学科的交叉融合，是推动SAR大气遥感发展的重要动力。加强多学科之间的交流与合作，将有助于解决更复杂的问题。 4. 新型SAR技术的研发与应用： 随着新一代SAR技术的不断涌现，如更宽的成像幅宽、更高的分辨率、更多的极化模式、以及更高的时间分辨率，将为大气遥感带来新的突破。例如，搭载更高频段的SAR系统，可能能够探测到大气中更细微的水汽变化。 5. 与数值天气预报模型的耦合： 将SAR获取的大气参数有效地 Assimilate（同化）到数值天气预报模型中，可以显著提高预报的准确性。未来的研究将更加注重SAR数据与数值模型之间的紧密结合。 6. 气候变化研究的新维度： 长期、连续的SAR大气观测数据，为研究气候变化对大气环流、降水模式、极端天气事件的影响，提供了宝贵的历史记录和监测手段。 本书旨在为读者提供一个关于星载SAR大气遥感与图像解译的全面而深入的视角。我们希望通过对基础理论、应用案例、解译方法以及未来趋势的探讨，能够激发更多科研人员和工程师的兴趣，共同推动这一充满活力的领域不断向前发展，为人类更深入地理解地球、更有效地应对自然挑战贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

自从接触到地球观测的领域，SAR（合成孔径雷达）就以其独特的“全天候、全天时”能力吸引了我。然而，将SAR的触角伸向“大气遥感”这个看似更偏向于可见光和红外光谱研究的领域，让我感到既新奇又充满挑战。我一直好奇，SAR是如何感知并量化大气中的细微变化的？书中对于 SAR 信号与大气成分（如水汽、云滴、雨滴）相互作用的物理过程，是否有深入的理论阐述？例如，不同波段的微波信号在穿过大气时会发生怎样的散射、衰减和极化变化？这些变化又如何被反演成大气参数？“图像解译”这部分更是勾起了我的研究欲。SAR图像往往需要复杂的处理和分析才能提取有效信息，而应用于大气遥感，其解译的难度可想而知。书中是否会介绍针对大气现象（如对流、降水、风暴）的SAR图像特征，以及如何利用机器学习或深度学习等先进技术来辅助解译，提高大气参数提取的精度和效率？我非常希望能从书中学习到一套系统性的解译框架，能够指导我如何识别和分析SAR数据中的大气信息，从而更好地理解和预测天气和气候。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注遥感技术发展和应用的研究者，我对《星载合成孔径雷达大气遥感与图像解译》这本书的出现感到十分振奋。SAR系统独特的穿透云层的能力，使其在气象遥感领域具有不可替代的优势，能够弥补传统光学遥感在恶劣天气条件下的不足。我迫切希望了解书中是如何深入探讨SAR数据在反演大气参数（如水汽含量、云高、降水率等）方面的科学原理和技术细节的。这其中涉及到的电磁波与大气粒子相互作用的物理模型，以及相应的反演算法，将是我的关注重点。此外，“图像解译”部分也让我充满期待。SAR图像的特点要求使用者掌握一套不同于光学图像的解译方法。书中是否会提供详细的解译流程和方法论，指导读者如何从SAR图像中识别和分析大气现象，例如如何区分不同类型的降水、如何追踪风暴的移动和发展？我希望这本书能够为我提供一套完整而深入的知识体系，帮助我掌握利用SAR技术进行大气遥感监测和分析的关键技术，为今后的研究提供坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《星载合成孔径雷达大气遥感与图像解译》的出版，无疑为我一直以来对遥感技术，特别是SAR在气象领域的应用所产生的浓厚兴趣，提供了一个极佳的深入了解的契机。我一直觉得，SAR那独特的工作方式，能够穿透云层、雨雾，直接观测地表，这种能力在传统光学遥感无法企及的领域，展现出巨大的潜力。而将这项技术聚焦于大气遥感，更是让我看到了其在监测天气现象、气候变化乃至灾害预警方面的新可能。我尤其好奇，书中是如何阐述SAR数据在解析大气参数，如水汽含量、降雨强度、风场等方面的机理的。是基于电磁波与大气粒子相互作用的物理模型，还是通过大量的实证数据进行统计分析？书中会不会详细介绍不同SAR系统（如不同工作频率、极化方式）对大气遥感的影响和各自的优势？更让我期待的是“图像解译”部分，SAR图像本身就具有一定的复杂性，将其应用于大气研究，其解译过程势必更加精细和专业。书中是否会提供典型的解译案例，例如如何从SAR图像中识别出台风、暴雨等天气系统的结构和演化？我希望这本书能够循序渐进地引导读者，从SAR的基本原理出发，逐步深入到大气遥感应用的具体技术和挑战，最终能够掌握利用SAR数据进行大气遥感分析的基本方法。

评分☆☆☆☆☆

我一直对利用先进技术监测我们赖以生存的地球环境充满热情，而《星载合成孔径雷达大气遥感与图像解译》这个书名，立刻抓住了我的眼球。SAR技术本身就以其穿透云雨的能力而著称，这在气象研究中无疑具有革命性的意义。我非常想知道，书中是如何具体阐述SAR在“大气遥感”这一特定领域的应用原理的。例如，SAR系统如何通过发射和接收微波信号，来探测大气中的水汽、云、降水等关键要素？它所依赖的物理模型和算法是怎样的？我尤其关注的是“图像解译”部分，SAR图像的特点与光学图像截然不同，理解和解析SAR图像中的大气信息，一定需要掌握独特的技巧。书中是否会提供具体的案例分析，展示如何从SAR数据中识别出台风的结构、降雨的强度分布，甚至是风场的变化？我希望这本书能够帮助我理解SAR遥感在气象监测和预报中的独特价值，以及如何将原始的SAR数据转化为有用的气象信息，从而更有效地应对气候变化带来的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我一直对 SAR（合成孔径雷达）技术在地球科学中的应用感到非常着迷，尤其是它能够“看见”我们肉眼看不到的很多东西。当看到《星载合成孔径雷达大气遥感与图像解译》这本书时，我immediately感到这是一个非常有价值的研究方向。SAR技术在监测大气现象方面，可以提供独立于可见光和红外传感器的视角，这对于理解复杂的云-雨系统、风暴演变以及气候变化中的大气过程至关重要。我特别好奇书中是如何阐述SAR信号与大气中水汽、液态水、冰晶等粒子相互作用的物理机制的，以及如何通过分析这些相互作用产生的SAR数据特征（如后向散射系数、相干性、极化信息等）来定量反演出大气参数。书中关于“图像解译”的部分，更是引起了我极大的兴趣。SAR图像往往需要专业的知识和工具才能读懂，而针对大气遥感，其解译的复杂性可想而知。我非常希望书中能够提供清晰的解译步骤和案例，帮助我理解如何从SAR图像中识别和分析大气现象，例如识别对流云的结构、评估降雨强度、甚至推断大气边界层的高度。这本书无疑为我打开了一个新的研究视野。