卫星高光谱红外大气遥感原理和应用/地球观测与导航技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董超华，李俊，张鹏 等 著

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• 遥感
• 高光谱
• 大气遥感
• 红外遥感
• 卫星遥感
• 地球观测
• 导航技术
• 环境监测
• 大气科学
• 图像处理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030368386

版次：1

商品编码：11760871

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-03-01

用纸：胶版纸

页数：261

内容简介

　　《卫星高光谱红外大 气遥感原理和应用/地球观测与导航技术丛书》是一 本综合介绍红外大气辐射传输原理及其在卫星遥感中 应用的专著，内容既包括红外大气辐射传输和卫星红 外大气遥感的经典理论和方法，又吸收了近lO年来卫 星红外大气遥感的*新成果，特别是美国和欧洲的星 载高光谱红外大气探测仪AIRs和IAsI成功发射后，红 外高光谱卫星资料在大气温湿度廓线、云、气溶胶和 沙尘暴、主要温室气体遥感中的*新进展以及在数值 天气预报模式中的同化、灾害天气分析、气候监测研 究中应用的*新成果。本书注重取材新颖和学科发展 前沿，尤其注重其实用价值。
　　本书可作为本科生和研究生(包括硕士生和博士 生)以及从事卫星大气遥感的科技人员学习用书，也 可供相关业务人员、工程技术人员和教学科研人员参 考使用。

目录

《地球观测与导航技术丛书》出版说明
序一
序二
前言
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 大气垂直探测技术的发展
1.3 高光谱大气探测技术的发展
1.4 气象卫星遥感的反演和应用问题
参考文献
第2章 大气红外辐射传输和遥感理论
2.1 引言
2.2 大气气体的红外吸收光谱
2.3 气溶胶和云的光学特性
2.4 大气红外辐射传输方程
2.5 红外大气遥感方程及其线性化计算方法
参考文献
第3章 高光谱红外定标及辐射校正应用
3.1 引言
3.2 在轨定标
3.3 高光谱资料的辐射校正应用
参考文献
第4章 红外高光谱云检测和云辐射订正方法
4.1 引言
4.2 视场云检测
4.3 晴空通道检测
4.4 云视场辐射订正
参考文献
第5章 *佳信息层及垂直分辨率
5.1 引言
5.2 信息容量和自由度
5.3 垂直分辨率
5.4 误差分析
5.5 通道优化
参考文献
第6章 大气温湿度廓线反演方法——统计法
6.1 引言
6.2 特征向量反演方法
6.3 大气参数反演示例
6.4 小结与讨论
参考文献
第7章 大气温湿度廓线反演方法——物理法
7.1 引言
7.2 目标函数
7.3 求解方法
7.4 辐射传输方程线性化
7.5 物理反演精度的改进
7.6 应用实例
7.7 讨论
参考文献
第8章 其他参数的反演方法
8.1 引言
8.2 地表比辐射率反演
8.3 沙尘气溶胶参数反演
8.4 云参数反演
8.5 主要温室气体的反演方法
参考文献
第9章 高光谱红外遥感在数值天气预报中的应用
9.1 引言
9.2 同化方法
9.3 高光谱资料的通道选择
9.4 高光谱资料的质量控制
9.5 高光谱资料的偏差订正
9.6 云区资料的使用
9.7 高光谱红外遥感在全球模式中的同化应用
9.8 高光谱红外遥感在区域模式中的同化应用
参考文献
第10章 高光谱红外资料在天气预警中的应用
10.1 引言
10.2 IHOP风暴事件预警试验
10.3 美国中西部带状中尺度对流风暴预警
10.4 美国南达科他州强冰雹预警
10.5 中国舟曲泥石流致灾暴雨预警
10.6 讨论
参考文献
第11章 高光谱红外资料在气候研究中的初步应用
11.1 引言
11.2 对流频发和气候变暖
11.3 温室气体遥感及在气候研究中的应用
11.4 热带太平洋温度的年代际变化和太阳活动周期
参考文献
缩略语及中英文全称

《遥感科学技术前沿探索》 引言 本书聚焦于遥感科学技术的最新进展与未来发展趋势，旨在为相关领域的研究人员、工程师、决策者以及对遥感技术感兴趣的读者提供一个全面而深入的视角。本书汇集了多位该领域的顶尖学者和实践者，他们以严谨的学术态度和丰富的实践经验，共同勾勒出遥感技术蓬勃发展的壮丽图景。我们深入探讨了遥感技术在数据获取、处理、分析以及应用等各个环节的创新突破，并着眼于其在解决全球性挑战中的关键作用。 第一章：新一代遥感平台与传感器技术 本章将对当前和未来遥感技术的核心驱动力——新一代遥感平台和传感器进行深度解析。我们将首先审视高分辨率成像技术的发展，包括光学成像、雷达成像和激光雷达（LiDAR）等，重点关注其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的不断提升如何为地球观测带来前所未有的细节。 小型化与集成化卫星平台： 探讨低轨小卫星星座的兴起，它们如何通过数量和协同作业实现高频次、全球覆盖的观测能力，以及其在灾害监测、精细农业和城市管理等领域的应用潜力。 先进的传感器设计： 详细介绍新型探测器材料、量子级联激光器（QCL）以及超宽带（UWB）技术在红外和微波遥感中的应用，分析它们如何突破传统传感器的性能限制，实现更精确、更灵敏的测量。 多维度数据融合的挑战与机遇： 探讨不同类型遥感传感器（如可见光、红外、微波、雷达）获取数据的互补性，以及如何通过先进的算法实现多源数据的有效融合，以获得更全面、更准确的地球表面信息。 第二章：大数据驱动的遥感信息提取与处理 遥感数据的爆炸式增长对信息提取和处理技术提出了更高的要求。本章将深入研究如何利用大数据技术和人工智能算法，从海量遥感数据中高效、准确地提取有价值的信息。 深度学习在遥感图像解译中的应用： 详细阐述卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等深度学习模型在土地覆盖分类、目标识别、变化检测和建筑物提取等任务中的突破性进展。我们将重点分析不同模型架构的适用性及其在复杂场景下的表现。 云计算与分布式处理平台： 介绍面向遥感大数据的云计算平台（如Google Earth Engine, Microsoft Planetary Computer）及其提供的分布式计算能力，分析如何利用这些平台加速遥感数据预处理、分析和结果生成过程。 时序遥感数据分析： 探讨如何利用长期积累的遥感数据，捕捉地球表面随时间变化的规律，例如植被生长周期、城市扩张、冰川消融等。我们将介绍时间序列分析方法，如趋势分析、周期性分析和异常检测。 不确定性量化与质量评估： 强调在遥感信息提取过程中，对模型输出结果的不确定性进行量化和评估的重要性，以及如何建立科学的质量评估体系，确保遥感产品的可靠性。 第三章：遥感技术在地球系统科学中的应用前沿 本章将聚焦遥感技术在理解和模拟地球系统各个圈层（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈）相互作用，以及解决全球性环境问题中的关键作用。 大气遥感： 温室气体与空气污染物监测： 详细介绍利用多光谱、高光谱及热红外遥感技术，监测二氧化碳、甲烷、臭氧、二氧化硫等温室气体和空气污染物的浓度分布及其时空变化。重点关注如何提高监测精度，区分不同污染源，并评估其对气候变化和人类健康的影响。 云、气溶胶与降水反演： 探讨利用先进的被动和主动遥感技术，对云的物理性质、气溶胶的成分和光学特性以及降水量的精确测量，并分析这些参数在天气预报、气候模拟和辐射平衡研究中的重要性。 大气边界层动力学研究： 介绍利用多普勒激光雷达（DIAL）和声学遥感技术，研究大气边界层内的风场、湍流和混合过程，分析其在空气质量扩散、能量传输等过程中的作用。 地表过程与生态环境监测： 陆地生态系统健康评估： 深入分析如何利用多光谱、高光谱遥感数据，监测植被覆盖、物候变化、生物量、叶绿素荧光等关键生态指标，评估森林、草地、湿地等生态系统的健康状况。 水资源与水环境监测： 探讨利用遥感技术监测地表水体（河流、湖泊、海洋）的面积、水温、浊度、叶绿素浓度等，以及地下水变化、土壤湿度等，为水资源管理和水环境治理提供支持。 冰冻圈变化与海平面上升： 利用SAR（合成孔径雷达）和雷达测高卫星，监测冰川、冰盖的厚度、速度和范围变化，以及海冰密集度和融化情况，为评估海平面上升风险提供数据支撑。 地球资源勘探与灾害监测： 矿产资源与地质构造研究： 介绍利用高光谱遥感技术识别地表矿物成分，结合SAR数据研究地质构造和地壳形变，辅助矿产资源勘探和地震监测。 灾害预警与响应： 强调遥感技术在地震、洪水、滑坡、火山爆发、森林火灾等自然灾害发生前、发生中和发生后的监测、评估和预警作用，以及为应急救援提供关键信息。 第四章：遥感技术的新兴应用领域与未来展望 本章将目光投向遥感技术的更广阔的应用前景，以及可能引发革命性变革的新兴技术方向。 城市遥感与智慧城市建设： 探讨遥感技术在城市规划、交通管理、能源监测、环境监测、公共安全等方面的应用，以及如何通过集成多源遥感数据，构建智慧城市运行的数字孪生。 精准农业与可持续发展： 详细分析遥感技术在作物长势监测、病虫害诊断、灌溉施肥优化、产量预测等方面的应用，助力实现精准农业，提高资源利用效率，保障粮食安全。 海洋观测与蓝色经济： 介绍遥感技术在海洋环境监测、渔业资源管理、海洋灾害预警、海洋污染监测等方面的应用，推动蓝色经济的可持续发展。 行星科学与空间探测： 展望遥感技术在月球、火星等其他行星的探测与研究中的作用，以及遥感仪器在未来深空探测任务中的发展方向。 跨学科融合与协同创新： 强调遥感技术与其他学科（如人工智能、大数据、物联网、5G通信、区块链）的交叉融合，将是推动遥感技术未来发展的关键动力。 结语 《遥感科学技术前沿探索》力求为读者呈现一个动态、多元、充满活力的遥感技术世界。本书不仅梳理了当前遥感科学技术的最新成果，更重要的是，它指明了未来发展的方向和挑战，鼓励读者积极参与到这场科技革命的洪流中，共同推动遥感技术为解决人类面临的重大问题贡献更多智慧和力量。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《卫星高光谱红外大气遥感原理和应用/地球观测与导航技术丛书》这本书，无疑是一部集理论深度、应用广度、技术前沿性于一体的优秀著作。它不仅为我提供了扎实的大气遥感知识基础，更点燃了我对这个领域深入探索的激情。无论是对于初学者还是有一定基础的研究者，这本书都将是一份不可多得的宝贵资料，它能够帮助我们更好地理解地球，更好地认识我们赖以生存的大气环境。它让我明白，每一束来自太空的光线，都承载着关于地球的宝贵信息，而高光谱红外遥感技术，就是我们解读这些信息的有力工具。

评分☆☆☆☆☆

让我感到惊喜的是，这本书并没有局限于“原理”和“应用”的简单堆砌，而是将两者巧妙地融合在一起。在介绍卫星平台和传感器设计时，作者并没有避讳技术细节，而是将它们与实际的大气探测需求紧密联系起来。例如，在讨论提高信噪比的问题时，书中会详细介绍探测器的灵敏度、探测器阵列的优化等，并说明这些技术参数如何直接影响到最终大气成分的测量精度。这种“知其然，更知其所以然”的写作风格，让我在学习理论的同时，也能对实际的工程挑战有更深刻的理解，这对于我这种想要将理论应用于实践的人来说，无疑是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

最让我感到欣慰的是，这本书在“前沿研究方向”的探讨上，并没有止步于现有技术，而是对未来可能的发展方向进行了展望。例如，书中提到了将高光谱红外遥感与大数据、人工智能相结合，以实现更智能、更高效的大气监测和分析。同时，也讨论了新一代卫星平台和探测器技术的发展趋势，例如更高空间分辨率、更高时间分辨率以及更宽的光谱覆盖范围。这种前瞻性的视野，让我感受到了大气遥感领域不断进步的活力，也为我未来的学习和研究指明了方向。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个对遥感领域稍有涉猎的爱好者来说，这本书更像是一扇通往专业殿堂的大门。书中对高光谱分辨率的“超能力”进行了细致的阐述，让我明白了为何它比传统的多光谱遥感在识别精细大气成分时具有压倒性的优势。书中关于光谱分辨率的定义和衡量标准，以及不同仪器光谱分辨率对反演结果的影响，都描述得非常到位。我尤其对书中关于“特征谱线”的讨论印象深刻，了解到如何通过寻找特定气体在红外波段的独特“指纹”来精确识别和量化它们。这种“精雕细琢”式的分析方法，让我看到了科学研究的严谨和深度，也激发了我进一步探索光谱分析的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其对“反演算法”的系统性介绍。我一直以为遥感数据就是直接读取的，但这本书让我明白，从原始的探测信号到我们看到的“大气成分图”，背后需要经历复杂而精密的算法处理。书中详细介绍了各种常用的反演算法，如最小二乘法、最大似然估计法，甚至是对机器学习在反演算法中的应用也进行了初步的探讨。作者通过清晰的数学公式和流程图，展示了算法的每一步是如何进行的，以及不同的算法在精度、效率和鲁棒性方面的权衡。这让我明白了，遥感数据并非“黑箱”，而是经过严谨科学方法处理后的结果。

评分☆☆☆☆☆

我尤其喜欢书中在原理讲解之后，紧接着的丰富的应用案例。这让我清楚地认识到，那些高深的理论是如何转化为我们日常生活和科研实践中的重要工具的。比如，在描述如何利用高光谱红外遥感监测臭氧层时，书中详细介绍了不同谱段对臭氧吸收特性的敏感性，以及如何通过反演算法提取出高精度的臭氧浓度数据。这让我了解到，我们手机里的天气预报，背后可能就运用了这样复杂而强大的技术。而且，书中对于应用案例的介绍，并非止步于技术本身，还深入探讨了这些监测数据在气候变化研究、环境污染治理、甚至是航空安全保障方面的价值。这让我深刻体会到，科学技术的发展，最终是为了更好地服务于人类社会的可持续发展。

评分☆☆☆☆☆

一本让我爱不释手，甚至开始重新审视自己对大气遥感认知的书，它就是《卫星高光谱红外大气遥感原理和应用/地球观测与导航技术丛书》。我一直对大气现象充满好奇，从小时候抬头看天空，到长大后学习科学，总觉得这层无形的保护层蕴藏着无数秘密。拿到这本书，我首先被它扎实的理论基础所吸引，它不仅仅是简单地罗列现象，而是深入浅出地剖析了高光谱红外遥感技术背后的物理原理。书中关于辐射传输方程的推导，对于我这种非专业背景的读者来说，虽然略显挑战，但作者的处理方式非常巧妙，通过图示和类比，将复杂的概念变得更容易理解。例如，在解释大气窗口效应时，作者引用了我们日常生活中“窗户”的概念，形象地说明了不同波段的红外辐射在大气中的穿透能力差异，这让我豁然开朗。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“数据质量控制”和“不确定性分析”方面的论述，也让我印象深刻。科学研究的生命在于其可靠性，而遥感数据的质量直接关系到研究的有效性。书中详细阐述了如何对遥感数据进行质量评估，如何识别和剔除无效数据，以及如何量化数据的不确定性。这让我明白了，任何科学结论都应该建立在对数据误差的充分认识之上。作者在这一部分的阐述，既有理论高度，又有实践指导意义，让我了解到，在进行大气遥感研究时，绝不能忽视数据质量这个环节。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对“卫星”这个词的理解也上升到了新的高度。它不再仅仅是一个在太空中运行的机器，而是成为了一个能够“洞察”地球大气秘密的“眼睛”。书中对不同类型的大气遥感卫星的介绍，以及它们在轨道设计、传感器配置上的差异，让我认识到，为了实现不同的科学目标，需要设计出各种各样适应性强的卫星系统。例如，对于需要高时间分辨率监测的现象，就需要采用低轨道、高重访周期的卫星；而对于需要大范围、连续监测的参数，则可能需要地球同步轨道卫星。这种对不同卫星系统及其能力之间的联系的阐述，让我对整个地球观测体系有了更宏观的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我重新认识了“红外”这个词的丰富含义。我一直以为红外只是用来测量温度的，但这本书却让我看到了它在光谱分析中的巨大潜力。书中详尽地介绍了红外波段在大气遥感中的重要性，从近红外到远红外，每一个区域都扮演着独特的角色。它不仅能够监测大气中的温室气体，如二氧化碳和甲烷，还能识别出对流层中的水蒸气分布，甚至能够探测到地表散发的热量。这种多层次、全方位的监测能力，让我对地球大气系统有了更全面的认识。而且，书中对于不同红外探测器的原理和性能的介绍，也让我对这背后复杂的工程技术有了初步的了解。