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內容簡介: |
本书论述了海洋遥感技术的基础理论和专业知识,主要内容包括海洋表面性质、电磁理论、可见光和红外谱段遥感、被动微波遥感、主动微波遥感、重力场和海面盐度观测以及海冰、极地冰盖观测等与海洋遥感相关的知识,并详细介绍了大气特性、海洋/大气界面等基础理论和可见光海洋水色反演、红外海面温度反演、海面与大气被动微波反演等技术。本书内容系统覆盖了海洋遥感的理论与方法,内容全面完整,列举了许多研究实例,并回顾了1975—2013年间卫星海洋学的发展,描绘了未来的卫星发展计划。本书可作为高等院校海洋遥感领域的高年级本科生和研究生参考教材,也可作为相关专业工程技术人员的参考书。
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關於作者: |
Swwlye Martin(希利·马丁),1967年在美国约翰斯霍普金斯大学获得工程力学士,随后两年在麻省理工大学气象系担任研究助理,1969年开始在华盛顿大学海洋学院工作。现任该学院物理海洋学教授。1987年开始讲授海洋遥感课程,1979年丌始潜心于被动微波遥感、可见光和红外和雷达等测冰技术的研究。李庶中,高级工程师,长期从事雷达与导航方面的科研工作,海用雷达装备论证与技术研究工作等。主持和参与完成多项海用雷达论证研究课题,获得国家发明专利多项。翻译出版包括《雷达与APAR手册》(第3版)在内的雷达专业相关书籍和教材等。
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目錄:
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第1章 绪论11.1 引言11.2 遥感的定义21.3 卫星轨道31.3.1 卫星轨道及其应用31.3.2 卫星空间环境:太阳风暴、辐射压、南大西洋异常、重力扰动、空间碎片、死亡轨道 和射频干扰(RFI)61.4 地球同步轨道卫星81.5 太阳同步轨道卫星91.6 成像技术111.6.1 地球表面观测几何原理111.6.2 交轨或摆扫式扫描仪111.6.3 沿轨或推扫式扫描仪131.6.4 混合式交轨扫描仪141.6.5 分辨率151.7 数据处理级别、存档、记录和处理161.7.1 卫星影像数据的处理级别161.7.2 数据存档171.7.3 数据记录的格式类型171.7.4 数据处理和存档中心181.8 过去、现在和将来的卫星计划181.8.1 美国的海洋卫星计划191.8.2 其他卫星计划和卫星星座201.8.3 2015年以前的卫星计划21第2章 海洋表面现象252.1 引言252.2 海洋表面的风和浪252.2.1 波剖面随振幅的变化272.2.2 波浪破碎、能量吸收和泡沫特性282.2.3 均方根振幅和有效波高312.2.4 海浪斜率322.2.5 表面油膜322.3 洋流、地转流和海面高度322.4 海冰35第3章 电磁辐射383.1 引言383.2 电磁辐射的描述383.2.1 电磁波谱段的划分393.2.2 色散关系和折射系数403.2.3 极化和斯托克斯参数423.2.4 立体几何回顾433.3 描述电磁辐射的方法443.3.1 朗伯面463.3.2 光谱特性473.4 理想发射体的辐射473.4.1 普朗克方程的特性483.4.2 普朗克方程的频率形式493.4.3 普朗克方程的一些极限形式493.4.4 热发射503.4.5 基尔霍夫定律503.5 理想仪器513.5.1 瑞利准则523.5.2 简单望远镜523.5.3 斜视观测仪器543.5.4 有限带宽仪器和噪声处理55第4章 大气特性与辐射传输574.1 引言574.2 大气成分574.2.1 大气中的水594.2.2 云594.2.3 气溶胶604.2.4 臭氧614.2.5 电离层自由电子624.3 分子吸收与发射特性624.3.1 分子消光634.3.2 光学厚度与透过率644.3.3 发射特性654.4 散射654.4.1 各向同性散射与散射相函数664.4.2 瑞利散射和气溶胶散射674.4.3 分子散射或瑞利散射674.4.4 气溶胶散射或米氏散射694.5 大气衰减694.6 在理想仪器中的应用734.7 辐射传输方程744.7.1 热发射源项744.7.2 散射源项744.7.3 辐射传输方程的一般形式764.8 特定条件下辐射传输方程的解764.8.1 以吸收-发射为主的情形774.8.2 单次散射近似784.8.3 气溶胶单次散射804.9 漫射透过率和天空光804.9.1 漫射透过率804.9.2 天空光81第5章 海-气界面的反射、透射和吸收825.1 引言825.2 海-气界面835.2.1 散射的一般考虑845.2.2 镜面反射与透射855.2.3 毛细波表面的反射865.3 穿过界面的透射885.3.1 界面上下的入射辐射885.3.2 折射收敛与发散905.4 海水的吸收和散射特性915.4.1 清洁海水的光学特性925.4.2 辐照度反射率945.4.3 离水辐亮度955.4.4 两种遥感反射率965.4.5 漫衰减系数975.5 泡沫反射97第6章 海洋水色996.1 引言996.2 浮游植物、颗粒物和溶解物的吸收和散射特性1016.2.1 吸收光谱特性1026.2.2 散射特性1056.3 海洋水色卫星载荷1076.4 SeaWiFS、MODIS、VIlRS载荷特点和定标方法1106.4.1 SeaWiFS1116.4.2 SeaWiFS定标1126.4.3 MODIS1136.4.4 VIIRS1156.5 大气纠正和离水辐亮度反演1166.5.1 对总辐亮度的贡献1166.5.2 气溶胶程辐射的确定1206.5.3 CZCS大气校正算法1236.6 海表验证数据集与替代定标1236.6.1 海表验证数据集1246.6.2 替代定标1246.7 叶绿素反射率与荧光1266.7.1 反射率1266.7.2 荧光1276.8 经验算法、半解析算法与生物地球化学算法1276.8.1 NASA归档数据1286.8.2 生物光学经验算法1286.8.3 Garver-Siegel-Maritorena(GSM)半解析算法1356.8.4 NASA海洋生物地球化学模式(NOBM)1386.9 PACE计划140第7章 红外遥感海表面温度1437.1 引言1437.2 什么是SST1457.3 AVHRR、MODIS和VIIRS用于SST反演的波段特征1487.3.1 AVHRR、MODIS和VIIRS热红外波段1487.3.2 AVHRR数据形式1497.4 大气和海洋的红外特性1507.4.1 热红外波段的发射和反射1507.4.2 太阳辐射反射的贡献率1527.5 SST算法1537.5.1 背景知识1547.5.2 AVHRR业务化SST算法1567.5.3 Pathfinder、MODIS和VIIRS算法1577.5.4 SST匹配数据集1587.5.5 Reynolds和OSTIA SST数据集1617.5.6 先进沿轨扫描辐射计(AATSR)1627.6 云检测和掩模算法1637.6.1 云检测算法的基础知识1647.6.2 海洋先进晴空处理器(ACSPO)业务化算法1657.6.3 MODIS和VIIRS的云检测算法1677.7 数据的误差和偏差1687.7.1 SST数据误差分析1687.7.2 火山灰和沙尘暴的影响1697.8 其他GHRSST数据集和融合产品1707.8.1 数据产品和存档1707.8.2 GHRSST多源数据产品集(GMPE)1717.9 图解与实例1717.9.1 AVHRR图像分析1717.9.2 全球MODIS SST图像分析1737.9.3 从厄尔尼诺到拉尼娜的演变173第8章 微波成像仪简介1758.1 引言1758.2 常规天线特性1768.2.1 功率方向图1778.2.2 与功率方向图有关的立体角1788.2.3 增益1798.3 天线对表面辐射的观测1798.4 圆锥扫描仪和表面发射率1818.5 天线方向图校正(APC)1828.6 被动微波成像仪1848.6.1 多通道微波扫描辐射计(SMMR)1858.6.2 专用传感器/微波成像仪(SSM/I)1868.6.3 TRMM微波成像仪(TMI)和GPM微波成像仪(GMI)1888.6.4 先进微波扫描辐射计EOS(AMSR-E)及其后续者AMSR21898.6.5 WindSat辐射计191第9章 大气和海洋表面的被动微波观测1939.1 引言1939.2 微波的大气吸收和透射1939.2.1 大气中氧气和水汽的吸收特性1949.2.2 氧气和水汽对大气透射率的贡献1959.2.3 水滴的透射率1969.3 微波辐射传输1989.3.1 辐射传输方程1989.3.2 太阳的影响1999.3.3 射频干扰(RFI)2009.3.4 法拉第旋转2019.3.5 反演的参量2029.4 表面波和泡沫对发射率的影响2029.4.1 海浪对发射率的贡献2039.4.2 无泡沫风生粗糙海面的方位向平均发射率2049.4.3 泡沫对发射率的贡献2059.4.4 方位角与垂直极化发射率和水平极化发射率的关系2079.4.5 4个斯托克斯参数与方位角的关系2099.5 温度和盐度2129.6 开阔海域算法2149.6.1 开阔海域算法的细节2149.6.2 SSMI算法2149.6.3 TMI、AMSR-E、AMSR2和WindSat算法2169.7 WindSat风速和风向反演2199.8 海冰算法222第10章 雷达22910.1 引言22910.2 雷达方程22910.2.1 点目标和面目标的雷达后向散射23010.2.2 极化23210.2.3 海洋和大气对雷达回波信号的影响23210.3 视场内σ0的确定23310.4 距离分辨23410.4.1 线性调频信号23610.4.2 脉冲重复频率23610.5 多普勒分辨23710.5.1 与观测角有关的多普勒频移23710.5.2 多普勒分辨率24010.5.3 地球的自转24010.6 海洋的后向散射24110.6.1 镜面和角反射24110.6.2 两种类型的海洋后向散射24110.6.3 机载观测试验243第11章 散射计24611.1 引言24611.2 背景24711.3 散射计风速反演25011.3.1 地球物理模式函数25111.3.2 用模式函数反演风速矢量25311.4 NSCAT散射计25411.5 AMI和ASCAT散射计25611.5.1 先进微波仪器(AMI)25611.5.2 METOP卫星搭载的高级散射计(ASCAT)25711.6 旋转波束散射计25811.6.1 SeaWinds散射计25811.6.2 内定标和噪声去除26111.6.3 大气透射率和降雨26211.6.4 风速和风向的反演精度26211.7 不同散射计的优缺点26411.8 ISS-RapidScat散射计26511.9 交叉定标的多平台风场26611.10 应用与实例26711.10.1 QuikSCAT观测大气锋面26711.10.2 半球风场26811.10.3 特万特佩克湾26911.10.4 极地冰研究269第12章 雷达高度计27112.1 引言27112.2 地球的形状27212.3 卫星高度计的发展历程27512.4 TOPEX/POSEIDON高度计27612.4.1 TOPEX/POSEIDON高度计轨道27612.4.2 TOPEX微波辐射计(TMR)27812.4.3 电离层27912.4.4 精密定轨(POD)27912.4.5 海上定标28112.5 JASON-1和JASON-228312.5.1 JASON-128312.5.2 JASON-228312.5.3 在轨定标验证阶段28412.6 高度计脉冲与平坦海面的相互作用28412.6.1 可变指向角对测高的影响28412.6.2 脉冲有限覆盖区域28512.6.3 脉冲传播时间的确1
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