1 引言 2
1.1 遥感数据类型与分类 2
1.2 遥感简史 5
1.3 遥感空间平台 18
1.4 地球和行星大气的传输机制 18
参考文献及扩展阅读 20
2 电磁波的原理与属性 21
2.1 电磁波基本原理 21
2.1.1 电磁波谱 21
2.1.2 麦克斯韦方程 22
2.1.3 波动方程及其解 23
2.1.4 电磁辐射量子特性 23
2.1.5 极化 24
2.1.6 相干 27
2.1.7 群速度和相速度 28
2.1.8 多普勒效应 29
2.2 辐射术语及定义 31
2.2.1 辐射量 31
2.2.2 光谱量 32
2.2.3 发光量 33
2.3 电磁辐射的产生 33
2.4 电磁辐射的探测 35
2.5 电磁波与物质的相互作用：概览 36
2.6 电磁波谱作用机理 38
练习 41
参考文献及扩展阅读 43
3 固体表面遥感：可见光近红外波段 46
3.1 源光谱特征 46
3.2 波面交互机制 48
3.2.1 反射、透射与散射 48
3.2.2 振动过程 52
3.2.3 电子过程 55
3.2.4 荧光 59
3.3 固体表面材料特征 61
3.3.1 地质材料特征 61
3.3.2 生物材料特征 62
3.3.3 穿透深度 67
3.4 被动成像传感器 70
3.4.1 成像的基本原理 70
3.4.2 传感器元件 71
3.4.3 探测器 75
3.5 成像系统分类 79
3.6 可见／光红外成像传感器简介 82
3.6.1 Landsat增强型专题制图仪（ETM＋） 83
3.6.2 先进星载热发射和反射辐射仪（ASTER） 86
3.6.3 火星轨道摄像机（MOC） 88
3.6.4 火星探测漫游者全色成像仪（Pancam） 89
3.7 主动传感器 90
3.8 极短波表面遥感 91
3.8.1 辐射源 91
3.8.2 探测 92
3.9 影像数据分析 93
3.9.1 探测及描绘 94
3.9.2 分类 100
3.9.3 识别 104
练习 106
参考文献及扩展阅读 109
4 固体表面遥感：热红外波段 114
4.1 热辐射定律 114
4.1.1 自然地表发射率 115
4.1.2 太阳和行星表面发射率 117
4.2 热传导理论 118
4.3 周期加热效应 120
4.4 热红外遥感应用 122
4.4.1 太阳对地表的加热作用 123
4.4.2 地表覆被的影响 126
4.4.3 基于热辐射特征的地表单元分离 127
4.4.4 地质学应用案例 127
4.4.5 云对热红外探测的影响 127
4.5 热红外光谱特征遥感应用 129
4.6 热红外传感器 133
4.6.1 热熔映射辐射计 134
4.6.2 热红外多光谱扫描仪 136
4.6.3 ASTER热红外传感器 136
4.6.4 斯皮策太空望远镜 140
4.6.5 2001火星奥德赛热发射成像系统（THEMIS） 141
4.6.6 高级甚高分辨率辐射计（AVHRR） 142
练习 144
参考文献及扩展阅读 145
5 固体表面遥感：微波发射波段 150
5.1 能量-温度一致性 150
5.2 简单微波辐射测量模型 151
5.2.1 极化效应 153
5.2.2 观测角度的影响 153
5.2.3 大气的影响 153
5.2.4 地表粗糙度的影响 154
5.3 表面遥感应用 155
5.3.1 极地冰盖制图应用 155
5.3.2 土壤水分制图应用 157
5.3.3 测量的不确定性 160
5.4 微波辐射计简介 161
5.4.1 真实孔径辐射计的天线和扫描配置 161
5.4.2 合成孔径辐射计 163
5.4.3 接收系统 167
5.4.4 数据处理 169
5.5 成熟的辐射计示例 170
5.5.1 扫描多通道微波辐射计（SMMR） 170
5.5.2 特殊传感器微波成像仪（SSM／I） 172
5.5.3 热带雨林制图任务微波成像仪（TMI） 173
5.5.4 EOS高级微波扫描辐射计（AMSR-E） 174
练习 175
参考文献及扩展阅读 177
6 固体表面遥感：微波和无线电频率 181
6.1 表面交互机制 181
6.1.1 表面散射模型 183
6.1.2 吸收损耗和体积散射 188
6.1.3 极化影响 191
6.1.4 频率影响 193
6.1.5 入射角影响 196
6.1.6 自然地形散射 197
6.2 雷达传感器基本原理 199
6.2.1 天线波束特性 200
6.2.2 信号特征：光谱 205
6.2.3 信号特征：调制 208
6.2.4 测量范围及其辨识 211
6.2.5 多普勒（速度）测量及其辨识 212
6.2.6 高频信号生成 214
6.3 成像传感器：真实孔径雷达 215
6.3.1 成像几何 215
6.3.2 距离分辨率 215
6.3.3 方位分辨率 217
6.3.4 雷达方程 217
6.3.5 信号衰减 218
6.3.6 衰减统计 220
6.3.7 几何畸变 224
6.4 成像传感器：合成孔径雷达 225
6.4.1 合成阵列法 225
6.4.2 聚束及非聚束SAR对比 226
6.4.3 多普勒合成法 228
6.4.4 SAR成像坐标系统 230
6.4.5 模糊度及构件 231
6.4.6 点目标响应 234
6.4.7 点目标响应关联 236
6.4.8 高级SAR技术 239
6.4.9 SAR传感器介绍 255
6.4.10 成像雷达应用 262
6.5 非成像雷达传感器：散射仪 274
6.5.1 散射仪仪器案例 277
6.5.2 散射仪数据案例 282
6.6 非成像雷达传感器：高度计 284
6.6.1 高度计仪器案例 286
6.6.2 高度计应用 288
6.6.3 成像高度计 291
6.6.4 宽幅海洋高度计 292
6.7 非常规的雷达传感器 294
6.8 地下探测 294
练习 296
参考文献及扩展阅读 299
7 海洋表面遥感 309
7.1 海洋表面物理属性 309
7.1.1 潮汐潮流 310
7.1.2 表面波 311
7.2 海洋地形测绘 314
7.2.1 大地水准面测量 314
7.2.2 表面波效应 318
7.2.3 表面风效应 320
7.2.4 海面动力地形 320
7.2.5 辅助测量 322
7.3 海表风的测绘 324
7.3.1 需要的观测值 325
7.3.2 星下点观测 329
7.4 海表成像 329
7.4.1 雷达成像机制 329
7.4.2 雷达图像海洋特征案例 332
7.4.3 海冰成像 336
7.4.4 海色成像 340
7.4.5 海表温度制图 340
练习 344
参考文献及扩展阅读 344
8 大气遥感及辐射传输基本原理 349
8.1 大气物理性质 349
8.2 大气组分 351
8.3 悬浮粒子和云 353
8.4 行星大气中波的相互作用机制 355
8.4.1 共振作用 355
8.4.2 光谱线形 359
8.4.3 非共振吸收 360
8.4.4 非共振发射 362
8.4.5 波粒相互作用和散射 362
8.4.6 波的折射 364
8.5 光学厚度 365
8.6 辐射传输方程 366
8.7 非散射平面水平大气案例 368
8.8 大气遥感探测基本概念 369
8.8.1 大气温度探测基本概念 369
8.8.2 大气组分探测基本概念 371
8.8.3 大气压力探测基本概念 371
8.8.4 大气密度测量基本概念 371
8.8.5 风测量基本概念 371
练习 372
参考文献及扩展阅读 373
9 微波波段大气遥感 375
9.1 微波与大气气体的相互作用 375
9.2 传感器向下观测的基本概念 376
9.2.1 温度测量 378
9.2.2 组分密度廓线：水蒸气案例 380
9.3 传感器向上观测的基本概念 384
9.4 传感器旁向观测的基本概念 385
9.5 反演的概念 388
9.6 被动微波传感器基本构成 389
9.7 表面压力遥感 390
9.8 掩星大气探测 391
9.9 大气颗粒物微波散射 393
9.10 雨水雷达探测 394
9.11 降雨测量雷达方程 397
9.12 热带降雨量测量任务（TRMM） 398
练习 399
参考文献及扩展阅读 400
10 毫米与亚毫米波大气遥感 407
10.1 与大气成分的相互作用 407
10.2 俯视探测 411
10.3 临边探测 413
10.4 毫米探测元件 415
思考题 421
参考文献及扩展阅读 422
11 可见光与红外波大气遥感 425
11.1 可见光和红外辐射与大气的相互作用 425
11.1.1 可见光近红外辐射 425
11.1.2 热红外辐射 428
11.1.3 共振作用 430
11.1.4 粒子散射作用 430
11.2 下行探测 433
11.2.1 发射辐射通用方程 433
11.2.2 温度廓线探测 434
11.2.3 权重函数简单案例 435
11.2.4 倾角观测的权重函数 437
11.2.5 组分廓线探测 437
11.3 旁向探测 438
11.3.1 发射作用的旁向探测 439
11.3.2 吸收作用的旁向探测 440
11.3.3 案例分析：调压辐射计 441
11.3.4 案例分析：傅里叶变换光谱仪 441
11.4 大气运动探测 445
11.4.1 被动成像技术 445
11.4.2 速度场被动成像：日震学 448
11.4.3 多角度成像光谱仪（MISR） 452
11.4.4 主动成像技术 454
11.5 极短波大气遥感 454
练习 454
参考文献及扩展阅读 456
12 电离层遥感 461
12.1 行星电离层的特性 461
12.2 离子介质中波的传播 462
12.3 顶外探测电离层廓线遥感 465
12.4 无线电掩星电离层廓线 468
思考题 469
参考文献及扩展阅读 469
附录A 多传感器地表观测应用 477
附录B 遥感轨道力学汇总 477
B.1 圆形轨道 477
B.1.1 基本特征 477
B.1.2 地球同步轨道 479
B.1.3 太阳同步轨道 479
B.1.4 覆盖范围 481
B.2 椭圆形轨道 482
B.3 轨道选择 486
练习 486
附录C 简化权重函数 487
C.1 传感器向下观测的情况（指数大气） 487
C.2 传感器向下观测的情况（线性大气） 488
C.3 传感器向上观测的情况 489
附录D 线性FM调频信号压缩 495
索引 495
Index 501
译者的话 507