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第1章 绪论 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 地球表层系统与对地观测遥感 1

1.1.2 地球水循环与水文学 6

1.2 水文遥感的学科内涵 12

1.2.1 水文遥感的产生与发展 13

1.2.2 水文遥感的基本内容 16

1.2.3 水文遥感的学科特征 19

1.2.4 作为交叉学科的水文遥感 20

1.3 水文遥感与全球气候变化 21

参考文献 22

第2章 地球水循环 27

2.1 水的物理特性 27

2.1.1 水的结构与特性 27

2.1.2 水的三态及转化 31

2.1.3 水的电磁波谱特性 32

2.2 地球系统水的分布 35

2.2.1 水的分类 35

2.2.2 各类水的分布 37

2.3 水分循环 42

2.3.1 大气水循环 43

2.3.2 海洋水循环 44

2.3.3 陆地水循环 47

2.4 能水平衡 49

2.4.1 能量平衡 49

2.4.2 水量平衡 53

2.5 本章小结 59

参考文献 59

第3章 遥感物理基础 61

3.1 电磁辐射物理基础 61

3.1.1 电磁波与电磁波谱 61

3.1.2 电磁辐射基本度量 66

3.1.3 电磁辐射基本原理 66

3.1.4 电磁辐射传输方程 69

3.2 日-地-星间辐射传输过程 70

3.2.1 太阳辐射 71

3.2.2 大气辐射传输过程 71

3.2.3 地表辐射传输过程 73

3.2.4 地球辐射传输方程 75

3.3 大气与地物的波谱特征 80

3.3.1 主要大气成分的谱线特征 81

3.3.2 典型地物的波谱特征 82

3.3.3 主要的地物波谱数据库 83

3.4 卫星遥感分类 84

3.4.1 紫外遥感 84

3.4.2 可见光-反射红外遥感 86

3.4.3 热红外遥感 90

3.4.4 微波遥感 91

3.5 卫星遥感平台 96

3.5.1 对地静止卫星 97

3.5.2 近地轨道卫星 98

3.6 卫星组网与虚拟星座 103

3.6.1 卫星组网 103

3.6.2 虚拟星座 105

3.7 本章小结 108

参考文献 109

第4章 大气水分遥感 112

4.1 大气水汽的物理基础 113

4.1.1 大气水汽的存在方式与分类 113

4.1.2 大气水汽的基本运动方式与原理 120

4.1.3 大气水汽的度量指标与表示方法 123

4.1.4 大气水汽与电磁波的相互作用特性 125

4.2 大气水汽遥感方法 130

4.2.1 可见光-近红外遥感方法 131

4.2.2 热红外遥感方法 133

4.2.3 被动微波遥感方法 136

4.2.4 主动微波遥感方法 139

4.2.5 激光雷达遥感方法 141

4.2.6 多传感器联合方法 142

4.3 地面观测方法与遥感反演精度检验 144

4.3.1 地面测量方法 145

4.3.2 遥感反演精度检验 150

4.4 全球水汽产品及应用 162

4.4.1 主要大气水汽产品 163

4.4.2 大气水汽产品应用 170

4.5 本章小结 174

参考文献 175

第5章 陆地水体遥感 182

5.1 陆地水体的物理基础 182

5.1.1 陆地水体的存在形式与分布 183

5.1.2 陆地水体的基本运动方式与原理 186

5.1.3 陆地水体的度量指标与表示方法 190

5.1.4 陆地水体与电磁波的相互作用特性 193

5.2 陆地水体参数遥感方法 197

5.2.1 水域面积 197

5.2.2 河湖水位 205

5.23 蓄水量 209

5.3 地面测量方法与反演精度检验 214

5.3.1 地面测量方法 214

5.3.2 遥感反演精度检验 219

5.4 全球陆地水体数据集及应用 225

5.4.1 全球陆表水体数据集 226

5.4.2 陆地水体产品应用 230

5.5 本章小结 234

参考文献 235

第6章 土壤水分遥感 244

6.1 土壤水分物理基础 244

6.1.1 土壤水分的存在形式与分类 245

6.1.2 土壤水分的基本运动方式与原理 249

6.1.3 土壤水分的度量指标与表示方法 251

6.1.4 土壤水分与电磁波的相互作用特性 252

6.2 土壤水分遥感方法 263

6.2.1 可见光-近红外遥感方法 264

6.2.2 热红外遥感方法 266

6.2.3 被动微波遥感方法 267

6.2.4 主动微波遥感方法 272

6.2.5 多传感器联合方法 279

6.3 地面观测方法与遥感反演精度检验 282

6.3.1 地面测量方法 282

6.3.2 遥感反演精度检验 284

6.4 全球土壤水分产品及应用 293

6.4.1 全球土壤水分遥感数据集 293

6.4.2 土壤水分产品应用 298

6.5 本章小结 301

参考文献 302

第7章 冰雪遥感 315

7.1 冰雪物理基础 315

7.1.1 冰雪的分类与分布 315

7.1.2 冰雪形成条件与过程 320

7.1.3 冰雪度量指标 322

7.1.4 冰雪与电磁波的相互作用特性 323

7.2 冰雪遥感方法 329

7.2.1 可见光-近红外遥感方法 330

7.2.2 热红外遥感方法 337

7.2.3 被动微波遥感方法 339

7.2.4 主动微波遥感方法 343

7.2.5 多传感器联合方法 350

7.3 地面测量方法与遥感反演精度检验 351

7.3.1 地面测量方法 351

7.3.2 遥感反演精度检验 362

7.4 全球冰雪产品及应用 364

7.4.1 全球冰雪遥感产品 364

7.4.2 冰雪产品应用 369

7.5 本章小结 373

参考文献 375

第8章 降水遥感 382

8.1 降水物理基础 382

8.1.1 降水形成的宏观背景条件 383

8.1.2 降水形成的微观物理过程 383

8.1.3 降水度量指标与表示方法 389

8.1.4 水凝物与电磁波的相互作用 390

8.2 降水遥感方法 400

8.2.1 可见光-红外遥感方法 402

8.2.2 被动微波遥感方法 404

8.2.3 雷达遥感方法 408

8.2.4 多传感器联合方法 409

8.3 地面测量方法与遥感反演精度验证 413

8.3.1 地面测量方法 413

8.3.2 遥感反演精度检验 418

8.4 全球降水产品及应用 426

8.4.1 全球降水遥感产品 426

8.4.2 降水产品应用 432

8.5 本章小结 436

参考文献 437

第9章 地表蒸散遥感 447

9.1 蒸散物理基础 447

9.1.1 地表蒸散的宏观背景 447

9.1.2 蒸散物理过程与原理 450

9.1.3 地表蒸散的度量指标与表示方法 454

9.1.4 电磁波与相关环境要素之间的相互作用特性 455

9.2 蒸散遥感方法 462

9.2.1 可见光-近红外遥感方法 463

9.2.2 热红外遥感方法 465

9.2.3 微波遥感方法 468

9.2.4 多传感器联合方法 469

9.2.5 海洋蒸发遥感方法 476

9.3 地面测量方法与遥感反演精度检验 478

9.3.1 地面测量方法 478

9.3.2 遥感反演精度检验 484

9.4 全球蒸散产品及应用 490

9.4.1 全球蒸散遥感产品 490

9.4.2 蒸散产品应用 497

9.5 本章小结 502

参考文献 503

第10章 海洋水文遥感 518

10.1 海洋水文物理基础 518

10.1.1 海洋水体的分布与特性 519

10.1.2 海洋水体的基本运动方式与原理 523

10.1.3 海洋水体的度量指标与表示方法 526

10.1.4 海洋水体的电磁波谱特性 529

10.2 海洋水文要素遥感方法 534

10.2.1 海水潮位遥感方法 535

10.2.2 海水深度遥感方法 541

10.2.3 海表洋流遥感方法 549

10.2.4 海洋水量变化遥感方法 555

10.3 地面测量方法与遥感反演精度检验 559

10.3.1 地面测量方法 559

10.3.2 遥感反演精度检验 573

10.4 全球海洋水文数据集及应用 576

10.4.1 海面高度产品数据集 576

10.4.2 海洋地形／深度产品数据集 579

10.4.3 海表洋流产品数据集 582

10.4.4 地球重力场产品数据集 585

10.5 本章小结 588

参考文献 589

附录 遥感精度检验评价指标 597