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『簡體書』遥感卫星导论

書城自編碼: 2543316
分類: 簡體書→大陸圖書→工業技術電子/通信
作者: 蒋卫国,王文杰,李京,国巧真
國際書號(ISBN): 9787030437303
出版社: 科学出版社
出版日期: 2015-03-30
版次: 1 印次: 1
頁數/字數: /350000
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 407

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編輯推薦:
《遥感卫星导论》可作为普通高校遥感科学与技术、地理信息科学、测绘工程、人文地理与城乡规划等专业本科生教材,也可作为研究生参考书,还可作为相关专业教师及相关科研和产业部门科技人员的参考资料。
內容簡介:
《遥感卫星导论》根据“遥感科学与技术”对本科专业的教学需求,较系统地介绍了遥感卫星技术的基本理论、技术方法及其应用。《遥感卫星导论》分为五部分,共8章。第一部分(第1章)为绪论,介绍遥感卫星的基本概念和基本原理;第二部分(第2~3章)为遥感卫星技术基础,主要介绍遥感卫星轨道和系统;第三部分(第4~6章)主要介绍三类遥感卫星的特点、种类、性能、发展和应用;第四部分(第7章)主要介绍卫星遥感原理;第五部分(第8章)为遥感卫星应用,主要介绍了七个案例。
目錄
"目录
前言
第1章绪论1
1.1卫星简介1
1.1.1卫星定义1
1.1.2卫星组成2
1.1.3卫星工作原理2
1.1.4卫星的特点与作用2
1.2遥感简介3
1.2.1遥感定义3
1.2.2遥感对象3
1.2.3遥感技术系统3
1.2.4遥感的学科体系4
1.2.5遥感监测特点4
1.3遥感卫星概况5
1.3.1卫星发展阶段5
1.3.2在轨卫星概况6
1.3.3遥感卫星技术发展概况10
1.4遥感卫星应用技术概况11
1.4.1遥感卫星观测系统的组成11
1.4.2遥感卫星的分类及应用11
1.4.3中国遥感卫星技术发展18
1.5遥感卫星的发展趋势20
复习思考题23
第2章遥感卫星轨道24
2.1卫星运行定律24
2.1.1牛顿万有引力定律24
2.1.2开普勒三定律24
2.2卫星时空坐标系统25
2.2.1时间系统25
2.2.2空间系统26
2.3卫星轨道参数28
2.4星下点及覆盖29
2.4.1卫星观测范围29
2.4.2卫星重访周期30
2.4.3卫星星下点轨迹30
2.5卫星轨道31
2.5.1范·艾伦带31
2.5.2轨道分类32
2.5.3典型卫星轨道33
2.6卫星星座35
2.6.1卫星星座设计要求与参数35
2.6.2卫星星座设计方法37
2.6.3卫星星座设计应用39
复习思考题42
第3章遥感卫星系统43
3.1有效载荷系统43
3.2支撑系统45
3.3卫星发射与接收系统48
3.3.1卫星发射场48
3.3.2发射火箭51
3.3.3卫星接收站55
3.3.4接收天线58
3.4卫星运行与管理系统59
3.4.1任务编排59
3.4.2姿态监控60
3.4.3轨道调整61
3.4.4卫星的回收62
复习思考题62
第4章陆地资源卫星63
4.1陆地资源卫星的特点63
4.2陆地资源卫星的种类64
4.2.1低分辨率陆地资源卫星64
4.2.2中等分辨率陆地资源卫星65
4.2.3高分辨率陆地资源卫星66
4.2.4甚高分辨率陆地资源卫星69
4.3主要陆地卫星性能70
4.3.1美国陆地资源卫星(Landsat)系列70
4.3.2法国SPOT卫星系列72
4.3.3中巴资源卫星74
4.3.4环境卫星76
4.3.5高分一号卫星77
4.3.6北京一号卫星78
4.3.7天绘一号卫星79
4.4陆地资源卫星的发展79
4.5陆地资源卫星的应用81
4.5.1土地利用与土地覆盖变化81
4.5.2国土资源调查81
4.5.3城市规划81
4.5.4城市扩张82
4.5.5农业监测与估产82
4.5.6湿地监测83
4.5.7森林资源监测83
4.5.8草地监测83
4.5.9水资源监测84
4.5.10重大自然灾害监测84
复习思考题85
第5章海洋卫星86
5.1海洋卫星的种类86
5.1.1海洋水色卫星86
5.1.2海洋地形卫星88
5.1.3海洋动力环境卫星88
5.2海洋卫星的特点89
5.3主要海洋遥感卫星性能90
5.3.1Seasat卫星90
5.3.2SeaStar卫星90
5.3.3Jason1卫星91
5.3.4ADEOS卫星91
5.3.5Radarsat雷达卫星系列92
5.3.6海洋一号A卫星92
5.3.7海洋一号B卫星93
5.3.8海洋二号卫星93
5.4海洋卫星的发展93
5.5海洋卫星应用97
5.5.1海洋渔业97
5.5.2海岸带监测98
5.5.3海洋水温观测98
5.5.4海洋水色遥感99
5.5.5海洋水质监测99
5.5.6海洋灾害监测99
5.5.7海冰监测101
5.5.8海洋军事101
复习思考题101
第6章气象卫星102
6.1气象卫星的特点102
6.2气象卫星的种类102
6.2.1极轨卫星和静止卫星102
6.2.2实验卫星和业务卫星103
6.3主要气象卫星性能103
6.3.1极轨卫星——NOAA系列卫星105
6.3.2极轨卫星——EOS卫星106
6.3.3中国的极轨卫星——风云三号108
6.3.4中国的静止卫星——风云二号109
6.4气象卫星的发展110
6.5气象卫星应用112
6.5.1天气预报113
6.5.2大气环境监测113
6.5.3灾害监测115
复习思考题118
· iv ·第7章卫星遥感原理119
7.1卫星遥感的物理基础119
7.1.1电磁波谱119
7.1.2电磁辐射的本质120
7.1.3电磁辐射定律121
7.1.4电磁辐射的类型122
7.1.5卫星遥感的五个过程123
7.1.6卫星遥感的四种分辨率133
7.2卫星遥感的传感器分类与组成136
7.2.1卫星遥感传感器的分类136
7.2.2卫星遥感传感器的组成137
7.3卫星遥感的成像原理138
7.3.1摄影成像原理138
7.3.2扫描成像原理139
7.4卫星遥感图像处理147
7.4.1遥感图像校正147
7.4.2遥感图像处理156
7.5遥感信息提取169
7.5.1目视解译信息提取169
7.5.2专题分类信息提取173
7.5.3知识发现获取177
7.5.4遥感卫星信息定量反演180
7.5.5遥感图像信息提取实例193
复习思考题197
第8章遥感卫星应用199
8.1大气降水遥感估算199
8.2地表温度遥感反演200
8.3植被变化遥感监测202
8.4水质遥感反演205
8.5海冰遥感监测207
8.6土地利用遥感分类207
8.7洪水灾害遥感监测210
复习思考题211
主要参考文献212
附录217"
內容試閱
"第1章绪论
1.1卫 星 简 介
1.1.1卫星定义
卫星是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体,环绕哪一颗行星运转,就把它叫做那一颗行星的卫星,比如月亮环绕着地球旋转,它就是地球的卫星。“人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。科学家用火箭或其他运载工具把它发射到预定的轨道,使它环绕着地球或其他行星运转,以便进行探测或科学研究。地球对周围的物体有引力作用,因而抛出的物体要落回地面,但是抛出的初速度越大,物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过,从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力,当速度足够大时物体就永远不会落到地面上来,它将围绕地球旋转成为一颗绕地球运动的人造地球卫星,简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。人造卫星的优点在于能同时处理大量的资料并能传送到世界任何角落,使用三颗卫星即能涵盖全球各地。根据使用目的,人造卫星大致可分为:①科学卫星,送入太空轨道进行大气物理、天文物理、地球物理等实验或测试的卫星如中华卫星一号、哈伯等;②通信卫星:作为电信中继站的卫星,如亚卫一号;③军事卫星,作为军事照相、侦察的卫星;④气象卫星:摄取云层图和有关气象资料的卫星;⑤资源卫星:摄取地表或深层组成的图像,作为地球资源探勘的卫星;⑥星际卫星:可航行至其他行星进行探测照相的卫星一般称为行星探测器,如先锋号、火星号、探路者号等。
人造地球卫星指用运载火箭发射到高空并使其沿着一定轨道环绕地球运行的宇宙飞行器。卫星的外貌千姿百态,有球形、多面形、圆柱形、棱柱形,还有像哑铃、皇冠、蝴蝶和大鹏等形状的。人造地球卫星用途广、种类繁多,有太空“信使”—通信卫星、太空“遥感器”—地球资源卫星、太空“气象站”—气象卫星、太空“向导”—导航卫星、太空“间谍”—侦察卫星、太空“广播员”—广播卫星、太空“测绘员”—测地卫星、太空“千里眼”—天文卫星等,组成一个庞大的“卫星世家”。人造地球卫星具有对地球进行全方位观测的能力,其最大特点是居高临下,俯视面大。一颗运行在赤道上空轨道的卫星可以覆盖地球表面1.63亿km2的面积,比一架8000m高空侦察机所覆盖的面积多5600多倍。因此,对完成通信、侦察、导航等任务来说,它具有其他手段无法比拟的优势。
人造卫星是个兴旺的家族,按用途可分为三大类:科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。科学卫星是用于科学探测和研究的卫星,主要包括空间物理探测卫星和天文卫星,用来研究某星球的大气、辐射带、磁层、宇宙线、太阳辐射等,并可以观测其他星体。目前世界上大多数的人造卫星为人造地球卫星,另外有人造火星卫星等。1957年10月4日,苏联成功发射了世界上第一个人造地球卫星,随后美国、法国、日本都相继发射了人造地球卫星。1970年4月24日,中国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,由“长征一号”运载火箭一次发射成功。“东方红一号”卫星运行轨道距地球最近点439km,最远点2384km,轨道平面和地球赤道平面的夹角为68.5°,绕地球一周114min;卫星重173kg。
1.1.2卫星组成
人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统,也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括:通信转发器、遥感器、导航设备等。科学卫星的专用系统则是用于各种空间物理探测、天文探测等的仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统,也称为服务系统,主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等,对于返回卫星,则还有返回着陆系统。
1.1.3卫星工作原理
人造卫星的工作主要由轨道参数来确定。卫星轨道参数主要包括近地点、远地点、周期和倾角。近地点和远地点限定卫星的轨道高度。卫星轨道高度又表明卫星的使命。20世纪60年代发射的核爆炸探测卫星的轨道高度为6万mimi,英里,1mi=1.609344km,后同地球至月球距离的四分之一,可获得对地面观察的最大视界。通信卫星被置于22300mi,即地球同步高度。气象卫星的轨道高度为600~800mi,以求得对地面的大范围覆盖。而为了近距离观察,间谍卫星则采用100~300mi的轨道高度。近地点与远地点的差也表明卫星的任务,如典型的间谍卫星的近地点低至80mi,以便尽可能低地对地面进行观察。
除了明显的特例,所有通信卫星都运行在22300mi的轨道上,因为在那个高度上,它以每小时1.8万mi的速度绕地球一圈,所需的时间恰好等于地球自转的周期——约24h。如果卫星与赤道成一线运动,它将与地球同步,或称相对静止——“固定”于地球上某一点的上空。明显的特例是原苏联“闪电”卫星的轨道,只有当卫星运行在赤道上方,它才可能与地球同步,然而原苏联大部分地区处高纬度,落在赤道上空的同步卫星的视界之外,为其通信需要,原苏联设计了远地点为2.5万mi、近地点为300mi的大椭圆轨道。卫星不与赤道成一线运动面时与赤道构成夹角,以使卫星在北半球飞越原苏联,在南半球飞越南极洲。“闪电”的轨道周期是12h。
1.1.4卫星的特点与作用
卫星的特点是不会发光、围绕行星运转、随行星围绕恒星运转。天然卫星是宇宙中自然形成的,月亮就是地球的天然卫星,它可以平衡地球自转、稳定地轴、控制潮汐,还可以用来观察时间等。人造卫星的用途很广泛,有的装有照相设备,用来对地面进行照相、侦察,调查资源,监测地球气候和污染等;有的装有天文观测设备,用来进行天文观测;有的装有通信转播设备,用来转播广播、电视、数据通信、电话等通信信号;有的装有科学研究设备,可以用来进行科研及空间无重力条件下的特殊生产。
1.2遥 感 简 介
1.2.1遥感定义
遥感remote sensing,RS,即遥远的感知,是一种远离目标,在不与目标对象直接接触的情况下,通过某种平台上装载的传感器获取目标对象的特征信息,然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术彭望琭等,2002。
1.2.2遥感对象
1.对地遥感
遥感对地观测技术,是从空中或宇宙空间对地球进行观测的技术,包括大气空间及地球体。现以地球体作为观测目标大气作为传输路径空间,讲述信息的特征及种类。地球体上具有反射、辐射波谱能量的目标均为遥感对地观测技术的观测对象。遥感能够获取地球表层包括陆圈、水圈、生物圈、大气圈的反射或发射电磁辐射能的数据,通过数据处理和分析,定性、定量地研究地球表层的物理过程、化学过程、生物过程、地学过程,为资源调查、环境监测服务。
2.月球遥感
月球是距离地球最近的天然卫星,近年来各国的探月计划相继实施, 又一次掀起了探月高潮。中国于2007年发射了第一颗探月卫星——嫦娥一号CE1,测绘月面地形是其首要任务之一张继贤等,2010。月球探测是众多高技术的高度综合,将带动和促进航天技术和中国基础科学等其他高新技术的发展。月球遥感能够获取月球表面的三维立体影像,分析月球表面有用元素的含量和物质类型的分布特点,探测月壤厚度和地球至月亮的空间环境。
3.行星遥感
空间探测卫星所携带的传感器,提供了大量有关行星大气、表面特征的图像和数据,可以研究行星大气组成、大气层结构、行星表面温度、地表形态、土壤成分与结构、岩石矿物组成、地质构造及行星内部结构等特征。
1.2.3遥感技术系统
1.遥感平台
遥感平台是装载传感器进行遥感探测的运载工具,如飞机、卫星、飞船等。按其飞行高度的不同可分为地面平台、航空平台、航天平台和航宇平台梅安新等,2001。
地面平台:传感器设置在地面平台上,如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等。
航空平台:传感器设置于航空器上,主要包括飞机、气球、汽艇等。
航天平台:传感器设置于环地球的航天器上,如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等。
航宇平台:传感器设置于星际飞船上,主要对地月系统外的目标进行探测。
不同平台各有其特点和用途,依据需要可单独使用,也可配合启用,组成多层次立体观测系统沙晋明等,2012。
2.传感器
传感器是遥感技术的核心组成部分,是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置,如光学摄影机、多光谱扫描仪等,是获取遥感信息的关键设备。它搭载在遥感平台上,在飞行时运转对目标进行扫描成像,获得遥感信息。传感器的性能决定了遥感监测识别能力。传感器的性能包括传感器对电磁波波段的响应能力如探测灵敏度和波谱分辨率、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物电磁波信息量的大小和可靠程度等。目前广泛使用的传感器为:美国的陆地卫星系列Landsat、法国的斯波特卫星系列SPOT、印度的遥感卫星系列IRS、加拿大的雷达卫星Radarsat和中巴地球资源卫星CBERS等沙晋明等,2012。
3.遥感信息五大过程
遥感卫星包括电磁波辐射过程、传感器与观测目标作用过程、电磁波辐射到电子信号作用过程、遥感图像生成过程和遥感图像信息处理与解译过程。
1.2.4遥感的学科体系
遥感是技术服务型学科。它依赖其他学科和技术为其提供学科理论技术支持;同时,它又为其他研究应用提供技术支撑服务。遥感科学与技术涉及的一级学科有地理学、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、资源科学等;二级学科有地图学与地理信息系统、大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感,以及地质资源与地质工程中的地球探测与信息技术等。因此,遥感是一门由卫星技术、传感器技术、计算机科学、资源环境科学等多学科交叉渗透、互为支持的新兴交叉学科。
1.2.5遥感监测特点
1.探测距离远,获取远距离的目标信息
遥感是远距离的探测技术,它可以获得地球、月球、行星的信息。1957年,苏联发射第一颗地球卫星, 标志人类空间探测时代的开始。在50多年的发展历程中,空间探测技术突飞猛进,日新月异。空间飞行由绕地球、月球到向星际空间发展。
2.探测范围广,获取信息的范围大
从飞机或人造地球卫星上获取的航空像片或卫星图像,比地面上观察监测的范围大得多,且不受地形地貌的影响。在地球上有很多地方,自然地理条件极为恶劣,难以实施地面调查,如荒漠、沼泽、崇山峻岭等。遥感技术可以不受地面条件的限制,方便及时地获取多种宝贵的资源环境信息,为人们研究地面各种自然、社会现象及其分布规律提供客观真实的信息。
3.探测速度快,获取连续动态监测的数据,反映动态变化信息
遥感卫星影像具有视点高、视域广、数据采集快、重复周期短、连续观察的特点,能适时获取所经区域的各种自然现象,便于更新资料,通过分析新旧两种资料的变化,实施动态监测,这是实地测量和航空摄影测量所无法比拟的。例如,陆地卫星Landsat,每16~18天可覆盖地球一遍;MODISmoderate resolution imaging spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪气象卫星每天能收到两个时相的图像;NOAANational Oceanic and Atmospheric Administration,美国国家海洋大气管理局气象卫星每30分钟获得同一地区的图像。遥感周期性地重复对同一地区进行扫描观测的能力,有助于利用遥感数据监测地球上事物的动态变化,研究自然界的变化规律。尤其是在监视气象、洪涝灾害、资源环境乃至军事目标方面,遥感显得必不可少。
4.探测手段多,可获取海量信息
遥感技术所应用的波段从紫外线、可见光、红外线、远红外线、微波到激光等,涵盖了主要的电磁波。不同传感器光谱分辨率不同,形成了丰富的电磁信息。电磁信息的记录可以成像,也可以不成像;可以是直接数据形式,也可以是像片形式,还可以是影像方式。总之,遥感获取信息的波段多,信息量巨大。针对不同的工作目的,可选用不同波段信息来提取相应的地物信息。此外,还可以利用特殊波段对物体的穿透性,获取地物内部结构信息,如微波可以进行全天候的监测。遥感信息获取的信息量极大,包含了丰富的资源环境信息。例如,Lan"

 

 

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