化学符号 1
数学符号 2
英文缩写词 10
1 绪论 17
1.1 概述 17
1.2 遥感的定义 18
1.3 卫星轨道 19
1.4 地球同步轨道卫星 23
1.5 美国太阳同步轨道卫星 23
1.6 成像技术 26
1.6.1 观察地球表面 26
1.6.2 交叉轨道或垂直轨道扫描仪 27
1.6.3 沿轨或推扫式扫描仪 29
1.6.4 混合垂直轨道扫描仪 29
1.6.5 分辨率 30
1.7 图像数据处理 31
1.8 过去、现在和将来的卫星计划 31
1.8.1 美国海洋卫星研究计划的发展 32
1.8.2 直到2007年的卫星计划 33
1.9 更多参考资料和致谢 37
2 海洋表面现象 38
2.1 概述 38
2.2 海洋表面的风和波 38
2.2.1 随着振幅的增加波浪外形的变化 41
2.2.2 波浪破碎、能量吸收和泡沫的特性 42
2.2.3 波浪的均方根振幅和有效波高 44
2.2.4 海表波面斜率的方位分布 45
2.2.5 表面油膜 46
2.3 洋流、地转流和海面高度 46
2.4 海冰 50
2.5 更多参考资料和致谢 51
3 电磁辐射 53
3.1 概述 53
3.2 电磁辐射的描述 53
3.2.1 电磁波谱的应用 54
3.2.2 色散关系和折射系数 56
3.2.3 立体几何回顾 57
3.3 描述电磁辐射的方法 60
3.3.1 朗伯面 62
3.3.2 光谱特性 62
3.4 理想发射体的辐射 63
3.4.1 普朗克公式的特性 64
3.4.2 普朗克公式的频率形式 65
3.4.3 普朗克公式的一些极限形式 66
3.4.4 吸收与发射 66
3.4.5 基尔霍夫（Kirchoff）定律 67
3.5 理想仪器 67
3.5.1 瑞利准则 68
3.5.2 简单望远镜 69
3.5.3 倾斜观察仪器 70
3.5.4 有限带宽仪器和噪声处理 72
3.6 更多参考材料和致谢 73
4 大气特性与辐射传输 74
4.1 概述 74
4.2 大气特性 74
4.2.1 大气中的水 76
4.2.2 云 77
4.2.3 大气气溶胶 77
4.2.4 臭氧 78
4.2.5 电离层的自由电子 78
4.3 分子吸收与发射特性 79
4.3.1 分子消光特性 80
4.3.2 光学厚度与透过率 82
4.3.3 发射特性 82
4.4 散射 83
4.4.1 各向同性散射与散射相函数 84
4.4.2 瑞利散射和气溶胶散射 84
4.4.3 分子散射或瑞利散射 85
4.4.4 气溶胶散射或米散射 86
4.5 大气衰减 86
4.6 对理想仪器的应用 90
4.7 辐射传输方程 91
4.7.1 热发射源项 92
4.7.2 散射源项 92
4.7.3 穿过大气层的辐亮度传输方程的普遍解 93
4. 8特定条件下的RTE求解 94
4.8.1 以吸收-发射为主的情形 95
4.8.2 单次散射近似 96
4.8.3 气溶胶单次散射 99
4.9 漫射透过率和天空光 99
4.9.1 漫射透过率 100
4.9.2 天空光 101
4.10 更多参考资料和致谢 101
5 大气／海洋界面处的反射、透射和吸收 102
5.1 概述 102
5.2 界面 103
5.2.1 一般情况下的散射 104
5.2.2 平面界面的镜面反射与透射 105
5.2.3 菲涅耳方程 106
5.2.4 毛细波表面的反射 107
5.3 穿过界面的透射 109
5.3.1 从水下入射的辐射 109
5.3.2 折射的汇聚与发散 110
5.4 海水的吸收和散射特性 112
5.4.1 纯海水的光学特性 113
5.4.2 辐照度反射率 114
5.4.3 离水辐亮度 116
5.5 两种遥感反射率 117
5.6 白帽反射 118
5.7 更多参考资料和致谢 118
6 海洋水色 119
6.1 概述 119
6. 2浮游植物，颗粒和溶解物的散射和吸收 121
6.2.1 散射 122
6.2.2 吸收 124
6.3 海洋水色卫星遥感器 127
6.3.1 SeaWiFS 131
6.3.2 MODIS 134
6.4 大气校正和离水辐亮度的反演 135
6.4.1 总辐亮度的贡献因子 135
6.4.2 气溶胶散射辐亮度的确定 139
6.4.3 海洋气溶胶的分布 141
6.4.4 CZCS大气校正算法 142
6.5 叶绿素反射与荧光 142
6.5.1 反射率 142
6.5.2 荧光 143
6.6 水色算法 144
6.6.1 两种算法及其反射率基础 144
6.6.2 SeaWiFS最大波段比值经验算法 145
6.6.3 MODIS经验算法 148
6.6.4 半分析算法 149
6.6.5 特定种类算法 150
6.7 卫星图像举例 150
6.7.1 OC4处理的SeaWiFS图像 151
6.7.2 MODIS反演举例 153
6.8 更多参考资料和致谢 155
7 红外遥感海表面温度 156
7.1 概述 156
7.2 什么是SST 158
7.3 用于SST反演的AVHRR和MODIS波段特征 160
7.3.1 AVHRR和MODIS热红外波段 160
7.3.2 AVHRR数据形式 162
7.4 大气和海洋的红外特性 162
7.4.1 热红外波段的发射和反射 163
7.4.2 太阳辐射反射的贡献 165
7.5 SST业务化算法 167
7.5.1 背景知识 167
7.5.2 AVHRR业务化SST算法 169
7.5.3 表面匹配数据集 170
7.5.4 误差的环境来源 171
7.5.5 雷诺兹SST产品 174
7.5.6 MODIS的SST算法 174
7.6 沿轨迹扫描辐射计 175
7.7 云检测算法 176
7.7.1 AVHRR云检测算法 176
7.7.2 MODIS云检测算法 178
7.8 图解和例子 179
7.8.1 AVHRR图像分析 180
7.8.2 厄尔尼诺到拉尼娜的转换 180
7.8.3 全球MODIS SST图像 182
7.9 更多的参考资料和致谢 182
8 微波影像介绍 183
8.1 概述 183
8.2 一般的天线特性 184
8.2.1 功率模式 185
8.2.2 与功率模式相关的立体角 187
8.2.3 Gain 187
8.3 用天线测量表面辐射量 187
8.4 圆锥扫描仪和微波表面发射 189
8.5 天线模式校正（APC） 190
8.6 被动微波成像仪 192
8.6.1 多光谱扫描微波辐射计（SMMR） 193
8.6.2 特殊传感器微波／成像仪（SMM/I） 194
8.6.3 TRMM微波成像仪（TMI） 197
8.6.4 高级微波扫描辐射计-EOS（AMSR-E） 198
8.6.5 未来的被动微波辐射计 199
8.7 更多参考资料和致谢 200
9 大气和海洋表面被动微波观测 201
9.1 概述 201
9.2 微波的大气吸收和透射 202
9.2.1 氧气和水蒸气的大气吸收 202
9.2.2 氧气和水蒸气的大气透过率 203
9.2.3 水滴的透射率 205
9.3 微波中的辐射传输 206
9.4 发射率对表面波和泡沫的依存关系 209
9.4.1 对海浪引起的发射率的贡献 209
9.4.2 无粗糙泡沫表面的平均方位发射率 210
9.4.3 泡沫的贡献 212
9.4.4 方位角与V极化和H极化发射率的依存关系 213
9.4.5 四个斯托克斯参数的方位角特性 214
9.5 温度和盐度 217
9.6 开阔海域算法 219
9.6.1 SSM/I算法 219
9.6.2 TMI和AMSR-E算法 220
9.7 海冰算法 221
9.8 更多参考资料和致谢 223
10 雷达 227
10.1 概述 227
10.2 雷达方程 227
10.2.1 点目标和面目标的雷达后向散射 228
10.2.2 极化 230
10.2.3 海洋和大气对雷达回波信号的影响 230
10.3 视场内σ0的确定 231
10.4 距离分辨 232
10.4.1 调频 234
10.4.2 脉冲重复频率 235
10.5 多普勒分辨 236
10.5.1 与观测角有关的多普勒频移 236
10.5.2 多普勒分辨率 239
10.5.3 地球的转动 239
10.6 海洋的后向散射 240
10.6.1 镜面和角反射 240
10.6.2 两种类型的海洋后向散射 241
10.6.3 机载观测实验 242
11 散射计 246
11.1 概述 246
11.2 背景知识 248
11.3 散射计反演海面风场的原理 251
11.3.1 地球物理模式函数 251
11.3.2 利用模式函数反演海面风矢量 254
11.4 NSCAT 散射计 255
11.5 AMI散射计 256
11.6 SeaWinds散射计 258
11.6.1 定标和噪声消除 261
11.6.2 大气透射率和降雨 261
11.7 散射计AMI、NSCAT和SeaWinds的性能比较 262
11.8 风场的反演精度 263
11.9 应用举例 266
11.9.1 锋面 266
11.9.2 半球风场 266
11.9.3 特旺特佩克海湾 266
11.9.4 极地海冰研究 267
11.10 更多参考资料和致谢 268
12 高度计 269
12.1 概述 269
12.2 地球的形状 270
12.3 卫星高度计的发展历程 274
12.4 TOPEX/POSEIDON高度计 274
12.4.1 TOPEX/POSEIDON高度计轨道 274
12.4.2 TOPEX微波辐射计（TMR） 276
12.4.3 电离层 278
12.4.4 精密定轨（POD） 278
12.4.5 海上定标 281
12.5 JASON-1 282
12.6 高度计脉冲与平坦海面的相互作用 283
12.6.1 天线指向角对测高反演的影响 283
12.6.2 脉冲有限的足印 284
12.6.3 脉冲往返时间的确定 286
12.7 波浪对高度计回波的影响 287
12.7.1 小尺度的粗糙度和U的确定 287
12.7.2 自动增益控制（AGC）和脉冲平均 288
12.7.3 波浪的影响 289
12.8 海面高度反演中的误差分析 290
12.8.1 高度计噪声 291
12.8.2 大气误差源 291
12.8.3 海况偏差 292
12.8.4 轨道误差 292
12.8.5 小结和误差讨论 293
12.8.6 环境误差源 2942
12.8.7 重力测量计划 294
12.9 卫星高度计数据的应用 295
12.9.1 大尺度的地转流 295
12.9.2 海面高度的季节变化 296
12.9.3 Rossby波的传播 297
12.10 更多参考资料和致谢 297
13 成像雷达 299
13.1 概述 299
13.2 背景 300
13.2.1 简要描述 300
13.2.2 分辨率以及像元大小 302
13.2.3 极化 302
13.2.4 干涉雷达 303
13.2.5 过去，现在和未来的SAR卫星的计划 303
13.3 SLR分辨率 305
13.4 SAR是如何达到其分辨率的 306
13.4.1 由多普勒波束锐化得到SAR的分辨率 306
13.4.2 PRF（脉冲重复频率）的约束 308
13.4.3 信噪比 310
13.4.4 斑点噪声 310
13.4.5 辐射平衡 310
13.4.6 距离徙动 310
13.5 Radarsat SAR 311
13.5.1 成像模式 313
13.5.2 数据的存储和码速率 314
13.6 应用实例 315
13.6.1 开阔海洋 316
13.6.2 海冰 320
13.7 2002—2005年间的星载SAR 325
13.7.1 ASAR 325
13.7.2 Radarsat-2 325
13.7.3 ALOS PALSAR 325
13.8 更多参考资料和致谢 326
14 未来海洋卫星系统：2004年到2019年 327
14.1 概述 327
14.2 从POES到NPOESS的过渡 328
14.2.1 IJPS和欧洲对POES的贡献 329
14.2.2 NPOESS的准备阶段 330
14.2.3 NPOESS 331
14.3 NPOESS的海洋学仪器 332
14.3.1 可见／红外成像仪／辐射计组合（VIIRS） 332
14.3.2 WinSat/Coriolis 335
14.3.3 圆锥扫描微波成像器／探测器（CMIS） 336
14.4 GLAS和SIRAL高度计 338
14.4.1 ICESat和GLAS 338
14.4.2 CryoSat 339
14.5 JASON-2／海面地形任务（OSTM） 340
14.6 海面盐度 342
14.6.1 SMOS 343
14.6.2 Aquarius 344
14.7 Argo：全球海洋观测浮标阵 344
14.8 全球变化观测任务-B（GCOM-B） 344
14.9 未来的任务 345
14.9.1 风矢量反演 345
14.9.2 海洋和冰面地形 346
14.9.3 海洋水色 347
14.9.4 SST 347
14.10 结论 348
14.11 更多参考资料和致谢 349
附件 350
参考文献 352