目錄 前言 **部分遙感傳感器 第1章緒論3 參考文獻6 第2章可見光成像遙感器7 2.1高分辨率可見光遙感器7 2.1.1國外發展現狀及趨勢7 2.1.2國內發展現狀及趨勢12 2.2天基視頻遙感器（視頻衛星）15 2.3天基夜光遙感器（微光衛星）17 2.4高分辨率可見光遙感器發展趨勢19 2.4.1輕量化、集成化、衛星平臺載荷一體化19 2.4.2新型成像探測19 2.4.3同軸三反射鏡消像散形式光學系統19 2.4.4成像系統全鏈路仿真及調制傳遞函數補償方法19 2.4.5遙感器智能化19 2.4.6衛星指標增強20 2.4.7空間分辨率提高20 2.4.8多星組網20 2.5高分辨率可見光遙感器應對策略20 2.5.1提升核心元器件國產化水平20 2.5.2提高分辨率和圖像質量20 2.5.3提高衛星敏捷機動能力、姿態穩定度和衛星載荷一體化設計21 2.5.4高、低軌高分辨率衛星組合探測21 2.5.5促進商業遙感衛星發展21 參考文獻21 第3章高光譜遙感器23 3.1高光譜遙感器國外發展態勢25 3.2高光譜遙感的國內發展態勢27 3.3高光譜遙感器的發展趨勢29 3.3.1設備輕量化29 3.3.2應用多樣化30 3.3.3多元信息一體化30 3.3.4高光譜遙感技術多元化30 3.3.5分辨率進一步提高31 3.4高光譜遙感器應對策略32 3.4.1數據處理的多樣化應對成像方式的多樣化32 3.4.2提升衛星技術指標、拓寬應用平臺32 3.4.3布局智能化衛星與大數據分析32 參考文獻33 第4章合成孔徑雷達35 4.1合成孔徑雷達的國外發展現狀35 4.1.1機載/無人機載合成孔徑雷達35 4.1.2星載合成孔徑雷達38 4.2合成孔徑雷達的國內發展現狀42 4.3被動合成孔徑雷達的國內外發展現狀43 4.3.1被動合成孔徑雷達系統的原理43 4.3.2被動合成孔徑雷達系統的國內外現狀44 4.4合成孔徑雷達的發展趨勢45 4.4.1全極化技術45 4.4.2多頻段應用技術46 4.4.3多維合成孔徑雷達技術46 4.4.4主被動合成孔徑雷達一體化技術46 4.5合成孔徑雷達的應對策略47 4.5.1發展高分辨率高帶寬定量遙感技術47 4.5.2設計輕量級實時抗干擾多星組網合成孔徑雷達系統47 參考文獻48 第5章激光雷達遙感器50 5.1地基激光雷達遙感器50 5.1.1地基激光雷達國內外研究現狀50 5.1.2地基激光雷達遙感器發展趨勢55 5.2空基激光雷達遙感器58 5.2.1空基激光雷達國內外研究現狀58 5.2.2空基激光雷達遙感器發展趨勢60 5.3天基激光雷達遙感器67 5.3.1天基激光雷達國內外研究現狀67 5.3.2天基激光雷達遙感器發展趨勢70 5.4激光遙感技術應對策略72 5.4.1實現小型化高分辨率陣列探測器72 5.4.2發展高光譜/多光譜激光雷達技術73 5.4.3探索量子激光雷達技術73 參考文獻74 第二部分遙感信息處理 第6章遙感影像的幾何處理79 6.1遙感影像幾何處理基礎79 6.1.1成像模型79 6.1.2遙感影像幾何變形80 6.1.3遙感影像幾何糾正82 6.2遙感影像幾何處理模型83 6.2.1基于幾何成像模型的幾何糾正83 6.2.2基于多項式模型的幾何糾正84 6.2.3基于有理函數模型的幾何糾正85 6.2.4在軌幾何糾正86 6.2.5無控制點幾何糾正86 6.3幾何處理應用87 6.3.1影像間自動配準87 6.3.2數字影像鑲嵌87 6.4本章小結87 參考文獻88 第7章遙感傳感器的輻射定標91 7.1定標概述91 7.1.1輻射定標的概念91 7.1.2輻射定標的意義91 7.2可見光近紅外傳感器定標92 7.2.1可見近紅外傳感器定標研究現狀92 7.2.2歷史數據再定標97 7.2.3主流傳感器可見近紅外定標98 7.2.4展望101 7.3熱紅外傳感器定標102 7.3.1熱紅外傳感器定標概述102 7.3.2熱紅外傳感器定標方法102 7.3.3主流熱紅外傳感器定標105 7.3.4展望106 參考文獻106 第8章高分辨率遙感信息處理及應用112 8.1高分辨率遙感影像概況112 8.1.1高分辨率遙感衛星的發展與現狀112 8.1.2高分辨率遙感影像數據特點與解譯挑戰113 8.2高分辨率遙感影像的處理及應用114 8.2.1高分辨率遙感影像信息處理概述114 8.2.2土地覆蓋分類115 8.2.3城市功能區分類118 8.2.4變化檢測120 8.3多源遙感信息融合121 8.3.1高分辨率與高光譜數據融合121 8.3.2高分辨率與合成孔徑雷達數據融合122 8.3.3高分辨率與激光雷達數據融合123 8.3.4多源遙感信息融合的發展與展望124 8.4高分辨率遙感發展與展望125 參考文獻125 第9章高光譜遙感信息處理及應用134 9.1高光譜遙感影像概況134 9.1.1高光譜遙感概念及數據特點134 9.1.2高光譜遙感技術的發展與現狀134 9.1.3高光譜遙感影像數據解譯挑戰136 9.2高光譜遙感影像的處理與分析137 9.2.1數據降維137 9.2.2降噪處理138 9.2.3頻譜分解139 9.2.4影像分類143 9.3高光譜遙感影像的應用144 9.3.1農業145 9.3.2海洋145 9.3.3森林145 9.3.4濕地146 9.4高光譜遙感的發展與展望146 參考文獻147 第10章雷達遙感信息處理及應用154 10.1合成孔徑雷達的原理及應用154 10.1.1合成孔徑雷達概況154 10.1.2合成孔徑雷達影像的處理與分析156 10.1.3合成孔徑雷達影像的主要應用領域158 10.1.4合成孔徑雷達的發展與展望159 10.2激光雷達數據的處理與應用161 10.2.1激光雷達數據特點161 10.2.2激光雷達數據的處理與分析162 10.2.3激光雷達數據的應用166 10.2.4激光雷達的發展與展望167 參考文獻168 第11章遙感影像的深度學習解譯183 11.1引言183 11.2遙感影像場景分類183 11.2.1遙感影像場景分類常用數據集184 11.2.2預訓練網絡特征學習遙感影像場景分類185 11.2.3非監督特征學習遙感影像場景分類186 11.2.4全監督特征學習遙感影像場景分類187 11.3遙感影像場景檢索188 11.3.1基于距離的檢索188 11.3.2基于圖模型的檢索191 11.3.3基于哈希學習的檢索192 11.4遙感影像目標識別194 11.4.1以場景為主要單元對遙感圖像中的物體進行解譯194 11.4.2用于地理空間目標檢測的場景級監督網絡195 11.5遙感影像深度學習的發展和展望196 11.5.1跨數據集無監督遷移模型196 11.5.2遙感影像場景的語義層次理解196 11.5.3利用眾源數據進行遙感影像場景理解197 參考文獻197 第三部分定量遙感 第12章可見光-近紅外波段的遙感反演研究進展205 12.1寬波段反照率206 12.1.1寬波段反照率反演方法207 12.1.2寬波段反照率反演研究展望208 12.2地表蒸散發208 12.2.1地表蒸散發反演方法208 12.2.2地表蒸散發反演研究展望209 12.3植被覆蓋度209 12.3.1植被覆蓋度反演方法210 12.3.2植被覆蓋度反演研究展望211 12.4葉面積指數211 12.4.1葉面積指數反演方法212 12.4.2葉面積指數反演研究展望213 12.5光合有效輻射吸收比率213 12.5.1光合有效輻射吸收比率的反演方法214 12.5.2光合有效輻射吸收比率反演研究展望215 12.6植被總初級生產力215 12.6.1植被總初級生產反演方法216 12.6.2植被生產力反演研究展望217 12.7葉綠素熒光217 12.7.1葉綠素熒光反演方法217 12.7.2葉綠素熒光反演研究展望218 12.8水體葉綠素218 12.8.1水體葉綠素a反演方法219 12.8.2水體葉綠素a反演研究展望219 12.9有色可溶性有機物220 12.9.1有色可溶性有機物反演方法220 12.9.2有色可溶性有機物反演研究展望220 12.10懸浮沉積物221 12.10.1懸浮沉積物反演方法221 12.10.2懸浮沉積物反演研究展望221 12.11氣溶膠光學厚度222 12.11.1氣溶膠光學厚度反演方法222 12.11.2氣溶膠光學厚度反演研究展望223 參考文獻223 第13章熱紅外定量參數反演234 13.1地表溫度234 13.1.1反演算法235 13.1.2熱輻射方向性238 13.1.3云下地表溫度重建239 13.1.4驗證反演的LST240 13.1.5發展展望242 13.2地表發射率243 13.2.1發射率反演算法243 13.2.2發展展望244 13.3長波輻射244 13.3.1長波下行輻射245 13.3.2長波上行輻射247 13.3.3長波輻射觀測網248 13.4土壤水分248 13.4.1土壤水分反演算法249 13.4.2發展展望251 參考文獻252 第14章基于主動遙感的地表特征參量反演260 14.1基于SAR的參數反演260 14.1.1主動微波傳感器260 14.1.2土壤濕度260 14.1.3植被高度與生物量263 14.1.4積雪參數反演267 14.2基于LiDAR的參數反演270 14.2.1大氣參數270 14.2.2森林參數270 14.2.3總結展望273 14.3基于GNSS-R的參數反演274 14.3.1GNSS-R反演的基本原理274 14.3.2GNSS-R土壤濕度反演274 14.3.3GNSS-R大氣水汽含量276 14.3.4未來發展趨勢277 參考文獻278 第15章被動微波遙感及重力衛星的定量遙感289 15.1衛星觀測平臺和傳感器參數289 15.1.1被動微波傳感器289 15.1.2重力衛星傳感器291 15.2基于被動微波的參數反演292 15.2.1積雪292 15.2.2湖、海冰298 15.2.3凍土301 15.2.4土壤水304 15.2.5其他參數反演研究和應用展望307 15.3基于重力衛星的參數反演309 15.3.1水儲量309 15.3.2極地冰川/冰蓋309 15.3.3地球物理310 15.3.4發展展望311 參考文獻311 第四部分遙感應用 第16章遙感在自然資源方面的應用321 16.1土地資源調查321 16.1.1土地利用321 16.1.2土地規劃323 16.1.3耕地面積和耕地質量監測325 16.1.4土地荒漠化與石漠化監測326 16.2地質調查328 16.2.1礦山地質環境監測328 16.2.2地熱資源調查329 16.2.3土地污染調查331 16.2.4地質災害監測333 16.3海洋資源調查334 16.3.1海洋物理化學性質調查335 16.3.2海洋環境調查337 16.3.3海洋災害應急處理339 16.4水體環境340 16.4.1水體環境調查341 16.4.2水利設施監測342 16.4.3防洪抗災344 16.5森林草原和濕地資源346 16.5.1森林資源調查346 16.5.2森林災害監測348 16.5.3草原濕地動態監測和保護349 16.5.4水土流失監測352 參考文獻354 第17章遙感在生態環境方面的應用363 17.1陸表生態環境363 17.1.1自然保護地和生態保護紅線監管364 17.1.2核與輻射安全監管365 17.1.3生物多樣性保護367 17.1.4重點流域保護369 17.1.5濕地生態環境保護370 17.1.6城郊及農村生態環境保護372 17.1.7固體廢物及重金屬污染監測375 17.1.8地表水生態環境與水污染監測3