Содержание
Содержание
Предисловие
1.
Введение.
1.1.
Определение и начальные сведения о дистанционном зондировании.
1.2.
Практические применения.
1.3.
Обзор систем дистанционного зондирования.
1.4.
Дополнительная литература и как получать данные.
2.
Электромагнитные волны в свободном пространстве.
2.1.
Электромагнитные волны.
2.2.
Поляризация.
2.3.
Спектр и преобразование Фурье.
2.4.
Эффект Доплера.
2.5.
Описание углового распределения излучения.
2.6.
Тепловое излучение.
2.6.1.
Характеристика солнечного излучения.
2.7.
Дифракция.
ЗАДАЧИ.
3.
Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом.
3.1.
Распространение в однородных материалах.
3.1.1.
Комплексные диэлектрические постоянные: абсорбция.
3.1.2.
Диэлектрические постоянные и коэффициенты преломления реальных материалов.
3.1.2.1.
Газы.
3.1.2.2.
Твердые и жидкие вещества – электрические изоляторы.
3.1.2.3.
Металлы.
3.1.3.
Дисперсия.
3.2.
Плоские границы.
3.3.
Рассеяние шероховатой поверхностью.
3.3.1.
Основные понятия о рассеянии поверхностью.
3.3.2.
Простые модели поверхностного рассеяния.
3.3.3.
Критерий Рэлея шероховатости поверхности.
3.3.4.
Модели микроволнового обратного рассеяния.
3.3.4.1.
Модель малых возмущений.
3.3.4.2.
Модель Кирхгофа.
3.3.4.3.
Другие модели.
3.4.
Объемное рассеяние.
3.4.1.
Уравнение переноса излучения.
3.4.2.
Поглощение и рассеяние макроскопическими частицами.
3.4.3.
Простые модели объемного рассеяния.
3.5.
Отражение и излучение реальных материалов.
3.5.1.
Видимая и ближняя инфракрасная области.
3.5.2.
Излучательная способность в тепловой инфракрасной области.
3.5.3.
Излучательная способность в микроволновой области.
3.5.4.
Коэффициенты обратного микроволнового рассеяния.
ЗАДАЧИ.
4.
Взаимодействие электромагнитного излучения с земной атмосферой.
4.1.
Газовый состав и структура атмосферы.
4.2.
Молекулярное поглощение и рассеяние.
4.2.1.
Механизмы молекулярного поглощения.
4.2.2.
Молекулярное рассеяние.
4.3.
Микроскопические частицы в атмосфере: аэрозоли.
4.4.
Более крупные частицы: туман, облака, дождь и снег.
4.5.
Ионосфера.
4.6.
Атмосферная турбулентность.
ЗАДАЧИ.
5.
Фотографические системы.
5.1.
Введение.
5.2.
Фотографическая пленка.
5.2.1.
Типы пленки.
5.2.1.1.
Черно-белая пленка.
5.2.1.2.
Инфракрасная пленка.
5.2.1.3.
Цветная пленка.
5.2.1.4.
Квази-цветная инфракрасная пленка.
5.3.
Свойства фотографической пленки: чувствительность, контрастность и пространственное разрешение.
5.4.
Фотографическая оптика.
5.4.1.
Масштаб, угол охвата и разрешение.
5.5.
Фотограмметрия и стереофотограмметрия.
5.5.1.
Отображение рельефа.
5.5.2.
Стереофотографии.
5.6.
Влияние атмосферы.
5.7.
Некоторые приборы.
5.8.
Применение аэро и космических съемок.
ЗАДАЧИ.
6.
Электрооптические системы.
6.1.
Введение.
6.2.
Системы визуально-инфракрасного отображения (ВИК).
6.2.1.
Датчики.
6.2.2.
Отображение.
6.2.3.
Пространственное разрешение.
6.2.4.
Спектральное разрешение.
6.2.5.
Основные области применения ВИК-снимков.
6.2.6.
Поправки за влияние атмосферы.
6.3.
Снимки в тепловом инфракрасном диапазоне.
6.3.1.
Датчики.
6.3.2.
Отображение.
6.3.3.
Пространственное разрешение.
6.3.4.
Спектральное разрешение и чувствительность.
6.3.5.
Основные области применения съемок в тепловом инфракрасном диапазоне.
6.3.5.1.
Регистрация облачности.
6.3.5.2.
Температура морской поверхности.
6.3.5.3.
Тепловая инерция.
6.3.6.
Поправки за влияние атмосферы на отображения в тепловом инфракрасном диапазоне.
6.4.
Некоторые съемочные приборы.
6.5.
Атмосферное зондирование.
6.5.1.
Построение температурных профилей из точки измерения в надир.
6.5.2.
Построение профилей газовой концентрации в направлении надира.
6.5.3.
Измерение обратного рассеяния в направлении надира.
6.5.4.
Лимбовое зондирование.
6.5.5.
Спектральное разрешение атмосферного зондирования.
6.5.6.
Некоторые приборы.
ЗАДАЧИ.
7.
Пассивные микроволновые системы.
7.1.
Введение.
7.2.
Теория антенн.
7.2.1.
Диаграмма направленности и угловое разрешение.
7.2.2.
Чувствительность.
7.2.3.
Сканирующие радиометры.
7.3.
Основные применения пассивной микроволновой радиометрии.
7.3.1.
Применения в океанографии.
7.3.2.
Применения для изучения земной поверхности.
7.4.
Поправки за влияние атмосферы.
7.5.
Пример: радиометрический прибор SSV/I.
7.6.
Атмосферное зондирование методом пассивных микроволновых измерений.
ЗАДАЧИ.
8.
Дальномерные системы.
8.1.
Введение.
8.2.
Лазерное профилирование.
8.2.1.
Поправки за влияние атмосферы на лазерные измерения.
8.3.
Радарная альтиметрия.
8.3.1.
Эффект кривизны Земли.
8.3.2.
Эффект когерентности: точность измерения расстояний.
8.3.3.
Отражение от негладкой поверхности.
8.3.4.
Применение радарной альтиметрии.
8.3.4.1.
Топография морской поверхности.
8.3.4.2.
Неровности морской поверхности
8.3.4.3.
Топография земной поверхности и ледниковых покрытий.
8.3.5.
Атмосферные и ионосферные поправки в измерения радарными альтиметрами.
8.3.6.
Пример: радарный альтиметр Envisat.
8.4.
Другие дальномерные системы.
ЗАДАЧИ.
9.
Скаттеринговые системы (системы измерения рассеяния).
9.1.
Введение.
9.2.
Лидар.
9.3.
Уравнение радара.
9.4.
Микроволновая скаттерометрия.
9.4.1.
Применения микроволновой скаттерометрии.
9.4.1.1.
Микроволновая скаттерометрия поверхности океана.
9.4.1.2.
Микроволновая скаттерометрия земной поверхности.
9.4.2.
Пример: скаттерометр ASCAT.
9.5.
Съемочные радары с реальной апертурой.
9.5.1.
Дисторсия изображения.
9.5.2.
Приборы и применения.
9.6.
Радары с синтетической апертурой (РСА).
9.6.1.
Более строгий анализ азимутального разрешения.
9.6.2.
Спекл.
9.6.3.
Дисторсия изображений, получаемых РСА .
9.6.4.
Ограничения, обусловленные неоднозначностью.
9.6.5.
САР-интерферометрия.
9.6.6.
Основные применения радарных съемок.
9.6.7.
Пример: Radarsat.
ЗАДАЧИ.
10.
Платформы для дистанционного зондирования.
10.1.
Введение.
10.2.
Авиация.
10.3.
Искусственные спутники Земли.
10.3.1.
Запуск спутников.
10.3.2.
Описание орбиты.
10.3.3.
Влияние несферичности Земли.
10.3.4.
Специальные орбиты.
10.3.4.1.
Геостационарные орбиты.
10.3.4.2.
Орбиты российских спутников «Молния».
10.3.4.3.
Низкоорбитальные спутники.
10.3.4.4.
Строго повторяющиеся орбиты.
10.3.4.5.
Орбиты для целей альтиметрии.
10.3.4.6.
Стабильность и коррекция орбит.
10.3.5.
Эволюция орбит и время существования.
ЗАДАЧИ.
11.
Обработка данных.
11.1.
Введение.
11.2.
Передача и хранение данных.
11.3.
Обработка изображений.
11.3.1.
Предварительная обработка.
11.3.1.1.
Радиометрические поправки.
11.3.1.2.
Геометрические поправки.
11.3.2.
Коррекция изображений.
11.3.2.1.
Изменение контрастности.
11.3.2.2.
Пространственная фильтрация.
11.3.3.
Групповое трансформирование.
11.3.3.1.
Основные и канонические компоненты трансформирования.
11.3.4.
Классификация изображений.
11.3.4.1.
Уровни плотности и псевдоцветовое отображение.
11.3.4.2.
Многоспектральная классификация.
11.3.4.3.
Структурная классификация.
11.3.4.4.
Матрица погрешностей и точность классификации.
11.3.5.
Определение геометрических свойств.
11.3.6.
Сжатие данных.
ЗАДАЧИ.
Приложение 1. Глобальная система позиционирования.
А.1.1. Введение.
А.1.2. Космический сегмент.
А.1.3. Определение местоположения.
Приложение 2. Таблицы данных.
А.2.1. Физические константы.
А.2.2. Единицы измерений.
А.2.3. Излучательная способность земной поверхности.
А.2.4. Данные о Солнце и Земле.
А.2.5. Координаты Солнца.
Литература
Ответы и решения численных задач.
Алфавитный указатель.