现代遥感科学技术体系及其理论方法

　　本书是在作者多年科学实践、研究成果和工作经验的基础上，充分利用国内外已有的科技成果而写成的。全书由20章组成，对遥感科学技术进行了系统、全面的论述，重点论述了遥感数据获取、专题信息挖掘、业务应用集成、网络共享服务的相关理论、技术、系统和方法。

版权信息
童庆禧[1]序
徐冠华[1]序
李小文[1]序
前　言
第1章　现代遥感科学技术概述
1.1　遥感科学技术内涵及其演化
1.1.1　遥感的学科定义[1]
1.1.2　遥感的分类体系
1.1.3　遥感的发展趋势
1.2　对遥感科学技术的系统分析[8]
1.2.1　遥感系统分析结果
1.2.2　遥感信息技术系统
1.2.3　遥感基础理论研究
1.2.4　遥感信息应用领域
1.2.5　系列产品制造销售
1.3　遥感科学技术的定位与优势
1.3.1　遥感科学技术体系的战略定位
1.3.2　遥感科学技术体系的发展途径
1.3.3　遥感科学技术体系的比较优势
1.4　写作意图及整体结构安排
1.4.1　写作的主要意图
1.4.2　全书结构的安排
主要参考文献
第一篇　遥感数据获取
第2章　遥感数据获取的理论基础
2.1　可见光电磁辐射物理模式[1]
2.1.1　电磁辐射的波动模式
2.1.2　电磁辐射的粒子模式
2.1.3　辐射与大气物质的相互作用
2.1.4　辐射与地表物质的相互作用
2.1.5　辐射与遥感系统的交互作用
2.2　红外电磁辐射的物理模式[2]
2.2.1　热红外辐射特性
2.2.2　热红外辐射定律
2.2.3　地面物体热特性
2.3　微波电磁辐射的物理模式[3, 4]
2.3.1　介质表面的散射模型
2.3.2　吸收损失和体散射
2.3.3　散射特征的影响因素
2.3.4　自然表面的后向散射
主要参考文献
第3章　可见光遥感数据获取系统
3.1　地物的波谱反射辐射特性
3.1.1　典型地物的反射波谱辐射特性
3.1.2　地物的常规反射特性测量方法[1, 4]
3.1.3　地物的双向反射特性测量方法[5, 6]
3.2　可见光遥感成像技术系统
3.2.1　常规可见光照相机[7, 8]
3.2.2　数字可见光照相机[11]
3.2.3　激光雷达遥感系统[12]
3.3　光学遥感影像及其参数测量[9, 17]
3.3.1　航空光学遥感影像基本特征
3.3.2　单张相片比例尺和高度测量
3.3.3　地物或地形高度的立体测量
3.3.4　正射航空相片与数字高程模型
主要参考文献
第4章　多波段遥感数据获取系统
4.1　常规多波段成像系统[1]
4.1.1　Landsat的遥感系统
4.1.2　NOAA的遥感系统
4.1.3　机载多波段扫描仪
4.2　线阵多波段成像系统[1]
4.2.1　法国SPOT遥感系统
4.2.2　印度遥感卫星系统
4.2.3　热发射反射辐射计
4.2.4　多角度成像光谱仪
4.2.5　甚高分辨率遥感系统
4.3　线、面阵成像光谱仪[1]
4.3.1　机载可见红外成像光谱仪
4.3.2　小型机载摄谱成像仪
4.3.3　中分辨率成像光谱仪
4.3.4　成像光谱仪数据应用
主要参考文献
第5章　热红外遥感数据获取系统
5.1　热红外遥感技术系统[1]
5.1.1　热红外多波段扫描仪
5.1.2　热红外高光谱成像仪[3-7]
5.1.3　前视红外遥感系统[1, 8, 9]
5.1.4　夜视红外遥感系统[2, 8-16]
5.1.5　红外遥感制导系统[2]
5.1.6　医用热红外成像系统[17-22]
5.2　热红外扫描数据处理[1]
5.2.1　数据的几何改正
5.2.2　数据的辐射改正
5.3　热红外遥感数据应用
5.3.1　遥感监测环境污染[1]
5.3.2　热影像的住宅制图[1]
5.3.3　城市热岛遥感调查[1]
5.3.4　高光谱热红外地质[23-28]
主要参考文献
第6章　微波段遥感数据获取系统
6.1　微波遥感技术系统[1]
6.1.1　主动微波遥感系统
6.1.2　被动微波遥感系统
6.1.3　雷达相干应用技术
6.2　雷达遥感工作原理[1, 2]
6.2.1　雷达基本参数
6.2.2　雷达成像几何
6.2.3　雷达影像特征
6.2.4　雷达成像机理
6.3　雷达与环境的互动[1]
6.3.1　地面粗糙度特征
6.3.2　地面电子学特征
6.3.3　植物的微波响应
主要参考文献
第二篇　专题信息挖掘
第7章　遥感影像特征及其信息内涵
7.1　遥感影像的基本特征
7.1.1　色彩/反差特征
7.1.2　影像大小特征
7.1.3　影像形状特征
7.1.4　影像纹理特征
7.1.5　影像图型特征
7.1.6　影像高度特征
7.1.7　影像阴影特征
7.1.8　影像位置特征
7.1.9　影像关系特征
7.1.10　影像变化特征
7.2　遥感影像的结构及其解读
7.2.1　影像特征的逻辑关系
7.2.2　遥感影像的语义结构
7.2.3　遥感影像的判读标志
7.3　遥感影像内涵的客观规律
主要参考文献
第8章　遥感数字摄影测量系统
8.1　数字摄影测量原理
8.1.1　坐标系及内、外方位元素
8.1.2　中心投影构像方程及变换
8.1.3　光束法双像解析摄影测量
8.1.4　解析法空中三角测量技术
8.2　数字摄影测量作业
8.2.1　影像数据输入
8.2.2　遥感影像匹配
8.2.3　数字高程模型
8.2.4　正射影像生成
8.3　数字摄影测量系统
8.3.1　Helava数字摄影测量系统
8.3.2　PHODIS数字摄影测量系统
8.3.3　WuDAMS全数字自动化测图系统
8.3.4　两种基于微机的数字摄影测量系统
主要参考文献
第9章　遥感影像数据处理系统
9.1　传统的遥感影像数字处理系统[8]
9.1.1　遥感影像数据的监督分类
9.1.2　遥感影像数据非监督分类
9.2　成像光谱仪遥感数据处理系统[8, 9]
9.2.1　高光谱数据提取信息的步骤
9.2.2　高光谱数据处理与分析系统[10]
9.3　成像雷达的遥感数据处理系统
9.3.1　雷达立体测量[11]
9.3.2　雷达斜坡测量[11]
9.3.3　雷达干涉测量[11]
主要参考文献
第10章　遥感特征参数反演系统
10.1　定量遥感反演的原理方法
10.1.1　遥感特征参数反演的基本原理
10.1.2　遥感特征参数反演的主要方法
10.1.3　遥感特征参数反演的软件系统
10.2　遥感地面特征参数的反演
10.2.1　陆面温度反演
10.2.2　土壤湿度反演
10.2.3　蒸散参数反演
10.3　遥感植被特征参数的反演[72-81]
10.3.1　叶面指数的定义、模型和参数[75]
10.3.2　叶面指数及相关特征参数的计算
10.4　遥感水体特征参数的反演
10.4.1　水域特征参数的反演
10.4.2　海冰特征参数的反演[96-111]
10.4.3　雪被的特征参数反演[112-122]
10.5　遥感大气特征参数的反演
10.5.1　CO2特征参数的遥感反演
10.5.2　O3特征参数的遥感反演
10.5.3　气溶胶特征参数的反演
主要参考文献
第11章　遥感影像交互判读系统
11.1　影像群判读系统的总体结构[1, 2]
11.1.1　客户机系统
11.1.2　服务器系统
11.2　诸底层处理模块的技术特点[1, 2]
11.2.1　底层处理模块的关键技术
11.2.2　底层处理模块的特色算法
11.3　影像判读子系统的功能构成[1, 2]
11.3.1　功能构建框架
11.3.2　目视交互判读
11.3.3　专题自动分类
11.3.4　分区自动分类[1, 2, 9]
11.3.5　辅助波段分类
11.3.6　动态变化判读
11.3.7　人机混合判读
11.4　群判读应用系统的任务实施[1, 2]
11.4.1　专题判读制图应用系统
11.4.2　抽样检测订正应用系统
11.4.3　目标检出识别应用系统
11.4.4　判读技术培训应用系统
主要参考文献
第三篇　业务应用集成
第12章　遥感深化应用及其重要支柱
12.1　地理信息系统支柱[1, 2]
12.1.1　GIS的科学定义
12.1.2　GIS的技术构成
12.1.3　GIS的研究内容
12.1.4　GIS的分类体系
12.1.5　GIS的发展策略
12.1.6　GIS的作业过程
12.2　多种来源数据支柱
12.2.1　台站观测数据
12.2.2　统计调查数据[18]
12.2.3　常规制图数据[20]
12.2.4　实况调查数据
12.3　系统应用模型支柱
12.3.1　模型基本概念
12.3.2　系统建模机制
12.3.3　个体模型分类
主要参考文献
第13章　遥感常规业务应用运行系统
13.1　遥感区域动态调查制图系统[1]
13.1.1　系统框架
13.1.2　判读制图
13.1.3　数据处理
13.1.4　应用实例[1-3]
13.2　遥感统计数据空间分析系统
13.2.1　系统技术框架[2]
13.2.2　分析应用模型[4-11]
13.3　遥感多级采样目标估算系统
13.3.1　遥感农作物面积估算分系统[13, 14]
13.3.2　遥感农作物单产估算分系统[13, 15]
13.3.3　遥感估产及估产精度的检验[13-18]
主要参考文献
第14章　遥感突发事件应急响应系统
14.1　遥感生态异常早期报警系统
14.1.1　报警系统的逻辑结构
14.1.2　突发事件的报警模型
14.2　遥感突发事件快速报告系统[7-12]
14.2.1　总体构成
14.2.2　工作流程
14.3　事发地区现场调查互动系统
14.3.1　技术支持系统
14.3.2　现场调查方案[16-18]
14.3.3　应用系统实例[19-21]
14.4　遥感应急空间决策支持系统[11, 12, 22]
14.4.1　系统总体结构
14.4.2　决策支持工具
14.4.3　系统运行机制
主要参考文献
第15章　遥感科学技术发展支持系统
15.1　遥感发展支持系统的总体构成
15.1.1　系统的发展背景
15.1.2　系统的总体结构
15.2　遥感地面试验场类型及其特征
15.2.1　遥感仪器定标试验场
15.2.2　遥感应用研究试验场
15.3　遥感发展支持系统的运行模式
15.3.1　遥感基础研究模式
15.3.2　遥感技术创新模式
15.3.3　遥感应用示范模式
15.3.4　遥感人才培训模式
主要参考文献
第四篇　网络共享服务
第16章　遥感信息服务及其科技导向
16.1　遥感信息服务的理论导向
16.1.1　人地系统科学的理论研究[1-3]
16.1.2　人地系统科学的应用研究[1-3]
16.2　地理信息服务技术与标准[4-6]
16.2.1　计算观点：服务链接的基础
16.2.2　信息观点：语义互操作基础
16.2.3　工程观点：分布式处理基础
16.2.4　技术观点：跨平台互操作的基础
16.3　基于Web的信息服务技术[6]
16.3.1　Web服务的主要相关技术
16.3.2　Web服务及其数据的建模
16.3.3　Web服务技术体系的结构
16.3.4　OGC的Web服务总体框架
16.3.5　OGC 互操作程序服务模型
16.4　网格技术及空间信息网格[6]
16.4.1　网格技术基础
16.4.2　网格核心技术
16.4.3　空间信息网格[6, 9]
主要参考文献
第17章　遥感数据产品服务网络
17.1　遥感数据产品的源头
17.1.1　遥感数据获取应用任务[2]
17.1.2　遥感数据获取技术系统[3]
17.2　遥感数据产品的生成[5]
17.2.1　数据产品生成子系统
17.2.2　数据产品生成的过程
17.2.3　数据产品生成的特点
17.3　遥感数据产品的服务[6]
17.3.1　订购处理子系统
17.3.2　任务计划子系统
主要参考文献
第18章　遥感信息共享服务网络
18.1　基于元数据查询的服务网络
18.1.1　元数据
18.1.2　数据交换中心
18.1.3　共享服务网络实例
18.2　基于影像搜索的服务网络
18.2.1　Google Earth[22]
18.2.2　Virtual Earth [22]
主要参考文献
第19章　遥感系统应用服务网络
19.1　基于Web GIS的应用服务网络[1]
19.1.1　Web GIS的概念和特征[1]
19.1.2　Web GIS的构建与技术[1]
19.1.3　Web GIS应用及其实例
19.2　基于网格计算的应用服务网格
19.2.1　遥感服务网格[14, 15]
19.2.2　地学应用网格
19.2.3　全球信息网格[22, 23]
主要参考文献
第20章　国家遥感信息基础设施
20.1　遥感基础设施的构成[1]
20.1.1　遥感基础设施的构成
20.1.2　遥感基础设施的支柱
20.2　遥感学科体系的定位
20.2.1　遥感学科体系定位的依据
20.2.2　遥感学科体系构成的建议[2-8]
20.3　遥感系列产品的推出
20.3.1　遥感系列产品生成的概念模型
20.3.2　遥感系列产品类型的具体划分
20.3.3　基于遥感系列产品的产业细分
20.3.4　遥感科学技术产业的效益计算 [6, 7]
20.4　遥感发展环境的营造
20.4.1　政策法规环境的营造[10-16]
20.4.2　规划布局环境的营造
20.4.3　标准规范环境的营造
20.4.4　遥感国际环境的营造[31-33]
主要参考文献

　　童庆禧[1]序
　　遥感科学技术从其发展之初到现在，仅有50多年的历史。随着与空间科学技术、计算机科学技术、数理科学、地球科学、资源环境科学甚至人文科学等的交融结合，它已经成为一个综合性强、发展迅速、应用广泛的新兴科学技术领域。自20世纪70年代以来，随着中国的改革开放、经济社会的高速发展以及需求的不断增长，遥感在我国这片沃土上迅速发展、壮大。遥感作为一门新兴的科学技术，在促进人们对地球和自然的认知，以及国家经济社会发展、资源开发和利用、环境保护、生态安全、减灾应急、卫生防疫、民生改善等诸多方面取得了明显的成效。近年来，以遥感科学技术为核心的高分辨率对地观测、载人航天和探月、二代卫星导航等国家重大专项的实施，更为我国在这一科学技术领域的跨越发展、跻身于国际前沿提供了空前的机遇。《现代遥感科学技术体系及其理论方法》专著的问世，对促进遥感及相关科学技术领域在我国的进一步发展和普及显得格外及时，意义重大。
　　作为主要作者，阎守邕教授挟其在地理学领域的功底、独到的视野和锐敏的目光，早在20世纪60年代末期就开始关注国际上这一新兴科学技术的发展，身体力行，和同事们一道倡导和创建了第一个以遥感技术发展为目标的研究小组，博览群书、编写报告、研制仪器、开展实验，主持引进了我国第一批资源卫星相片，努力推进其在各领域的应用，成为我国首批遥感科学技术领域发展的积极倡导者和实践者。在自身长期科学实践、总结遥感发展历史和广泛吸收国内外各家之长的基础上，从遥感数据获取、专题信息挖掘、系统业务应用、网络共享服务所形成的信息流程，基础理论研究、技术系统开发、应用任务实施和产品生产营销所构成的工作层次，以及专业部门应用、城市区域应用、科技创新发展所组成的应用领域等角度出发，系统、综合和全方位地论述了现代遥感科学技术的体系结构及其理论方法。这些是以往遥感论著中鲜有的内容，也是其与时俱进的体现。
　　作者在对遥感科学技术融会贯通、创新思维和丰富实践的基础上，提出了国家遥感信息基础设施及其作为国家空间信息基础设施子集的概念，论述了其遥感科学技术、遥感应用领域和遥感人力资源三个构成部分以及学科体系建设、系列产品产销和发展环境营造三根给力支柱的具体内涵。这就为遥感科学技术在我国建设、发展以及在向信息社会转型过程中的战略定位提供了科学依据，也为这个领域的战略发展指明了前进方向和具体的途径。
　　作者借鉴国外发展的经验，从我国的具体国情出发，提出了利用先进的遥感科学技术理论与方法，业务化地生成精确度高、及时性好、综合性强的“科学数据”，是我国科学部门为国民经济建设服务极为重要而必不可少的主要渠道的理念。作者不仅论述了这些科学数据的基本特征、地位作用、可持续发展的途径，遥感科学部门在遥感共性和前沿领域应有的作用以及必备的体制结构，而且还总结了作者所在科研单位在有关洪涝灾害遥感速报、农作物长势遥感监测和估产以及土地利用遥感动态调查制图等方面业务运行服务的科学实践和成功经验，为遥感科学技术的创新发展、深化应用提供了具有说服力的良好而生动的范例，展现了未来深入应用发展的美好前景。
　　作者充分利用了前人诸多学科领域的研究成果，在遥感基础理论研究、应用集成系统研制、遥感学科体系建设、遥感系列产品营销、遥感发展环境营造以及遥感立项与成果认证等方面都做了深入的论述和详尽的解析。本书以独到的见解、充满新意的立题、具体深入的论述，为我国遥感界同仁、高等院校师生提供了内容丰富、涉及面广并且需要深入讨论、取得共识的重要议题。因此，作者完成的是一部能给人以启迪、开拓思路的高水平学术论著；它对广大读者，包括遥感科技、教育工作者，从事遥感技术发展及应用，特别是从事资源环境、减灾应急等领域的专家学者和管理决策的领导者定有所补益。
　　阎守邕教授向来孜孜不倦、不断追求、勇于探索、永不停步。在本书的撰写过程中更有这样一批中青年专家学者相辅，他们的锐敏思维、对新科技的把握、第一线的实践更为本书添色增彩。本书的面世，将为我国遥感及其相关科学技术领域增添一部系统、全面的高水平论著。我热烈祝贺本书的完成和出版，更衷心祝贺阎教授这位与我在长达半个多世纪征程上携手并肩、一路走来的老朋友及几位年青的合作者胜利地完成了这项意义深远的重要撰写任务。感谢他们为我国遥感科学技术事业发展所做出的这个基础性和先导性的新贡献！
　　2012年6月23日
　　---------------------------------------------------------------------
　　[1]童庆禧：中国科学院院士，遥感学家。