定量遥感：理念与算法（第二版）

目录
前言
第一版序
第一版前言
第1章 遥感系统综述 1
1.1 引言 1
1.2 遥感平台与传感器系统 1
1.2.1 地球静止卫星 2
1.2.2 极地轨道卫星 4
1.2.3 主要的卫星计划与项目概述 7
1.2.4 小卫星与卫星星座 11
1.2.5 传感器类型 13
1.2.6 遥感数据特征 14
1.3 数据传输与地面接收系统 17
1.4 数据处理系统 18
1.4.1 辐射标定 18
1.4.2 几何处理 19
1.4.3 图像质量增强 21
1.4.4 大气校正 22
1.4.5 影像融合与产品集成 24
1.5 地表参量制图 24
1.6 地表参量的定量估算 25
1.6.1 前向辐射模型 26
1.6.2 反演方法 29
1.7 高级数据产品的生产、归档和分发 39
1.8 产品验证 42
1.9 遥感应用 42
1.10小结 44
参考文献 45
第一编 数据处理方法和技术
第2章 几何处理与定位技术 61
2.1 概述 61
2.2 卫星遥感影像在轨几何标定 63
2.2.1 卫星遥感成像的系统误差源 63
2.2.2 在轨几何标定模型 69
2.2.3 资源三号卫星在轨几何标定 71
2.3 单景遥感影像几何纠正 75
2.3.1 影像几何纠正模型 75
2.3.2 控制点布设 81
2.3.3 影像重采样 82
2.3.4 精度评定 84
2.4 遥感影像的几何配准 85
2.4.1 影像配准点的自动提取 85
2.4.2 影像配准的数学模型 90
2.5 数字地面模型的建立 91
2.5.1 DEM概念和结构模型 91
2.5.2 DEM数据预处理 92
2.5.3 DEM数据内插 94
2.6 正射影像的制作 95
2.6.1 框幅式中心投影影像的数字微分纠正 95
2.6.2 线阵列推扫遥感影像的数字微分纠正 97
2.6.3 正射影像镶嵌 98
2.7 小结 102
参考文献 103
第3章 数据合成、平滑和填补 106
3.1 多时相数据合成 106
3.1.1 植被指数的昀大值合成法 106
3.1.2 波段反射率的昀小值合成方法 107
3.1.3 地表温度昀大值合成法 107
3.1.4 多种准则组合合成法 108
3.1.5 MODIS植被指数合成法 108
3.2 时间序列数据的平滑与填补 111
3.2.1 曲线拟合方法 111
3.2.2 基于生态分类的时间插值技术 113
3.2.3 时空滤波算法 115
3.2.4 基于小波变换的平滑与填补算法 116
3.2.5 时间序列地表反射率重建方法 118
3.3 小结 124
参考文献 125
第4章 光学影像的大气校正 127
4.1 大气效应概述 127
4.1.1 大气在定量遥感模型中的表征 127
4.1.2 大气的组成 128
4.1.3 电磁波与大气的相互作用 128
4.1.4 大气校正的主要内容及难点 130
4.2 气溶胶影响的去除方法 132
4.2.1 基于光谱特征 132
4.2.2 基于时间序列影像 136
4.2.3 基于角度信息 138
4.2.4 基于空间特征匹配 138
4.2.5 基于偏振信息 138
4.2.6 多传感器协同算法 139
4.2.7 地表-大气参数联合反演 139
4.3 水汽及其他气体影响的去除方法 140
4.3.1 水汽影响的去除 140
4.3.2 其他大气成分影响的去除 141
4.4 常用的大气传输模型和大气校正软件 142
4.4.1 MODTRAN模型 142
4.4.2 6S模型 143
4.4.3 FLAASH 144
4.4.4 ACTOR 144
4.4.5 ACORN 144
4.4.6 ATREM 145
4.5 GF-1WFV大气校正应用 145
4.6 小结 149
参考文献 149
第二编 地表辐射收支参量估算
第5章 太阳辐射 155
5.1 基本概念 155
5.1.1 太阳辐射光谱 155
5.1.2 太阳常数 155
5.1.3 短波辐射和光合有效辐射 156
5.1.4 太阳辐射的削弱 157
5.1.5 地表辐射收支平衡 157
5.2 地表辐射观测网 158
5.2.1 辐射观测仪器 158
5.2.2 全球能量平衡数据库(GEBA) 159
5.2.3 基准地表辐射网(BSRN) 159
5.2.4 地表辐射能量收支观测网(SURFRAD) 160
5.2.5 陆地生态系统通量观测网(FLUXNET) 161
5.3 地表太阳辐射遥感估算方法 163
5.3.1 统计方法 164
5.3.2 物理模型参数化方法 166
5.3.3 查找表方法 177
5.3.4 混合算法 186
5.4 当前全球地表短波辐射数据产品与时空变化分析 188
5.4.1 遥感地表短波辐射数据产品 189
5.4.2 再分析地表短波辐射数据产品 189
5.4.3 GCM地表短波辐射数据产品 190
5.4.4 地表短波辐射时空变化 192
5.5 小结 196
附录术语 196
参考文献 198
第6章 宽波段反照率 204
6.1 地表二向反射模型 204
6.1.1 地表二向反射与宽波段反照率的定义和关系 204
6.1.2 地表二向反射观测数据 210
6.1.3 地表二向反射模型 215
6.2 基于二向反射模型反演的反照率估算方法 221
6.2.1 二向反射模型反演及窄波段反照率计算 221
6.2.2 窄波段反照率向宽波段反照率转换 223
6.3 地表反照率直接估算方法 224
6.3.1 直接估算法概述 224
6.3.2 基于地表二向反射率数据的反照率估算方法 226
6.3.3 基于大气层顶反射率的方法 231
6.4 全球地表反照率产品和验证 234
6.4.1 全球地表反照率卫星遥感产品 234
6.4.2 反照率遥感产品验证方法 237
6.5 全球地表反照率的时空分析 241
6.5.1 时间平均和区域平均反照率的计算方法 241
6.5.2 全球反照率的季节变化 242
6.5.3 不同纬度带的反照率 244
6.5.4 反照率产品之间的比较 244
6.5.5 不同地表类型的地表反照率 248
6.5.6 反照率的多年变化趋势 249
6.6 宽波段反照率研究中的问题和展望 252
参考文献 254
第7章 地表温度和发射率 260
7.1 地表温度和发射率的定义 260
7.1.1 地表温度的定义 260
7.1.2 地表发射率的定义 262
7.2 地表平均温度估计方法 264
7.2.1 单波段热红外算法 265
7.2.2 分裂窗热红外算法 267
7.2.3 多波段热红外方法 269
7.2.4 微波方法 271
7.3 地表发射率估计方法 273
7.3.1 发射率测量方法 273
7.3.2 基于分类的方法 274
7.3.3 基于NDVI的方法 274
7.3.4 多波段方法 275
7.3.5 高光谱数据反演算法 278
7.3.6 地面长波宽波段发射率计算 287
7.3.7 地面长波宽波段发射率反演 291
7.4 温度与发射率产品 295
7.5 地表温度产品的融合 296
7.6 小结 297
缩略词 297
关键词 298
参考文献 299
第8章 地表长波辐射收支 305
8.1 地表下行长波辐射 305
8.1.1 背景 305
8.1.2 基于大气廓线的方法 306
8.1.3 混合模型方法 307
8.1.4 基于气象数据的方法 316
8.2 地表上行长波辐射 326
8.2.1 温度-发射率方法 326
8.2.2 混合模型 327
8.3 地表长波净辐射 336
8.3.1 晴空下地表长波净辐射估算 336
8.3.2 阴天下长波净辐射估算 336
8.3.3 全球长波辐射产品生成 343
8.4 现有的遥感地表长波辐射产品 343
8.4.1 现有地表长波辐射收支产品 344
8.4.2 地面下行长波辐射时空变化分析 345
8.5 小结 348
参考文献 349
第三编 生物物理和生物化学参量估算
第9章 冠层生化特性 355
9.1 遥感提取植被生化组分的原理与方法 355
9.1.1 植被生化组分遥感 355
9.1.2 遥感提取理论与方法简介 361
9.2 经验和半经验方法提取 366
9.2.1 叶片水平生化组分含量提取 366
9.2.2 叶绿素含量的半经验提取方法 374
9.3 理论模型反演 379
9.3.1 反演方法 379
9.3.2 叶片水平生化组分反演 382
9.3.3 冠层水平生化组分反演 387
9.3.4 光谱分辨率对反演生化组分含量的影响及波段选择 389
9.4 高光谱激光雷达提取植被生化组分垂直分布 392
9.4.1 高光谱激光雷达植被特征垂直提取研究 392
9.4.2 高光谱激光雷达仪器试验与数据处理 394
9.4.3 植被生化组分垂直分布反演方法与结果 397
9.5 结论与讨论 400
参考文献 402
第10章 叶面积指数 407
10.1 LAI的定义与实测方法 407
10.1.1 LAI的直接测量法 408
10.1.2 LAI的间接估算法 409
10.2 统计方法 411
10.2.1 植被指数 411
10.2.2 基于植被指数的经验方法 412
10.3 冠层模型反演方法 412
10.3.1 辐射传输模型 412
10.3.2 优化技术 416
10.3.3 神经网络 418
10.3.4 遗传算法 422
10.3.5 贝叶斯网络 424
10.3.6 查找表方法 427
10.4 数据同化方法 429
10.4.1 四维变分数据同化方法 430
10.4.2 顺序同化算法方法 431
10.5 激光雷达森林回波模型反演方法 434