雷达干涉测量原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:测绘

作者:李平湘

出品人:

页数:182

译者:

出版时间:2006-12

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787503013973

丛书系列:

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• 雷达干涉测量
• InSAR
• 遥感
• 地表形变
• 地球物理
• 信号处理
• 微波遥感
• SAR
• 精密测量
• 雷达技术

《地球观测的新维度：SAR干涉测量技术探索》 本书深入剖析了合成孔径雷达（SAR）干涉测量（InSAR）的核心原理，系统阐述了其在地球科学研究和工程应用中的广泛潜力。作为一种先进的遥感技术，SAR干涉测量能够以前所未有的精度捕捉地表形变信息，为我们理解地球系统的动态演变提供了新的视角。 核心技术与原理 本书从最基础的雷达成像原理出发，逐步引入干涉测量的概念。我们详细介绍了SAR系统的工作方式，包括脉冲发射、回波接收、信号处理等关键环节，并解释了SAR图像的形成过程。在此基础上，本书重点阐述了干涉测量学的基本原理，即利用两幅不同时刻获取的SAR图像在相位上存在的干涉信息来反演地表形变。 书中详细讨论了SAR干涉测量技术中的核心环节，包括： 数据获取与预处理： 涵盖了双轨（Ascending/Descending）和单轨数据采集的策略，以及多普勒中心频率、轨道参数、干涉相位计算等预处理步骤。 干涉图生成与相位解缠： 深入讲解了如何从原始SAR数据中生成干涉图，并详细介绍了各种相位解缠算法（如最小费用流法、多视法、地形辅助法等）的原理、优缺点及适用场景。这是实现精确形变测量的关键步骤，本书提供了详实的理论推导和算法分析。 形变测量与误差分析： 阐述了如何从相位解缠后的干涉图中提取地表形变信息，并讨论了大气延迟、轨道误差、地形起伏、土壤湿度、植被覆盖等因素对形变测量精度造成的影响，以及相应的误差校正方法。 关键技术分支 本书不仅涵盖了基础的差分干涉测量（DInSAR），还重点介绍了其进阶技术，以应对更复杂的地表形变监测需求： 永久性散射体干涉测量（PSInSAR）： 重点介绍了PSInSAR的原理，它利用在长时间序列SAR图像中保持稳定散射特性的点（永久性散射体）来监测地表形变，尤其适用于城市区域和结构稳定的地物。本书详细解析了PSInSAR中点选择、相位稳定性分析、形变速率和时间序列形变提取的算法流程。 小基线集干涉测量（SBAS）： 讲解了SBAS技术，该技术通过选取一系列具有较小空间和时间基线的SAR图像对，克服了DInSAR在地形复杂区域和长监测时间尺度下的局限性，能够获取更连续、更密集的形变场。本书详细阐述了SBAS的成像策略、数据组合与形变反演方法。 分布式散射体干涉测量（DSInSAR）： 探讨了DSInSAR技术，该技术通过分析分布式散射体的相位信息来监测形变，适用于森林、农田等非永久性散射体区域，拓宽了InSAR的应用范围。 前沿应用领域 本书系统梳理了SAR干涉测量技术在各个领域的创新应用： 地质灾害监测与预警： 地震形变监测： 详细分析了InSAR技术如何捕捉大型地震引发的地表断裂、隆升和沉降，并结合全球典型地震案例，展示了如何利用InSAR数据进行震后形变场分析和断层破裂模拟。 火山形变监测： 阐述了InSAR如何监测火山锥体的膨胀、收缩以及岩浆活动引发的地表形变，为火山爆发的预警提供了关键依据。 滑坡与地面沉降监测： 重点介绍了InSAR在监测大规模滑坡体运动、区域地面沉降、地下水开采引发的形变等方面的应用，并探讨了如何将InSAR监测结果与工程安全评估相结合。 环境与可持续发展： 冰川与冰盖动力学研究： 详细介绍了InSAR技术在监测冰川流动速度、冰架崩塌、冰川湖扩张等方面的应用，为理解极地和高山地区冰川变化及其对海平面上升的影响提供了重要数据。 海岸带地貌变化与海平面上升监测： 探讨了InSAR如何监测海岸侵蚀、填海造地、海平面上升引发的淹没风险，为海岸带管理和可持续发展提供支持。 土壤湿度与植被监测： 介绍了InSAR在监测土壤水分含量变化、评价干旱、评估农作物生长状况等方面的潜力，为精准农业和水资源管理提供决策依据。 城市化与基础设施建设： 城市形变监测与地下工程影响评估： 重点阐述了InSAR技术在监测城市区域因地铁、隧道、地下水抽取等工程活动引起的地表形变，以及对城市建筑和基础设施安全的影响评估。 桥梁、大坝等大型结构物变形监测： 介绍了InSAR如何对大型基础设施进行非接触式的长期形变监测，提高其安全性和可靠性。 城市热岛效应与地表覆盖变化： 探讨了SAR数据在分析城市热岛效应、地表覆盖类型变化方面的应用。 地球科学基础研究： 地壳构造与板块运动： 介绍了InSAR技术如何精确测量地壳板块的运动速度和变形模式，为理解地球动力学过程提供关键观测数据。 地幔对流与板块相互作用： 探讨了InSAR数据与地球物理模型结合，用于推断地幔对流和板块相互作用的潜在联系。 未来展望 本书在技术原理和应用探索的基础上，展望了SAR干涉测量技术未来的发展趋势，包括： 多源数据融合： 探讨了SAR数据与光学遥感、GNSS、地质勘探等数据的融合，以实现更全面、更可靠的地表形变监测。 高时空分辨率形变监测： 介绍了利用新型SAR卫星星座、先进成像模式和数据处理技术，实现更高时空分辨率的形变监测能力。 人工智能与机器学习的应用： 探讨了AI和机器学习在SAR数据分析、形变模式识别、预警模型构建等方面的潜力，以提升InSAR应用的智能化水平。 应用领域的拓展： 展望了InSAR技术在文化遗产保护、地下水资源管理、城市地下空间开发等新兴领域的应用前景。 本书内容翔实，图文并茂，既适合从事遥感、测绘、地质、土木工程、环境科学等领域的科研人员和工程技术人员阅读，也为相关专业的学生提供了宝贵的学习资料。通过对SAR干涉测量技术的深入学习，读者将能够掌握一种强大的工具，以更精准、更宏观的视角理解我们所生存的地球。

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这本书给我的整体感受是“厚重而沉静”，它不像市面上很多新出版的教材那样追求花哨的布局或最新的技术热点，它更像是一部经典的“工具手册”。我的背景是偏向信号处理的，因此我特别关注书中关于“相干性”和“相位解缠”的章节。作者对相位解缠算法的讨论相当深入，特别是对多路径效应和非线性形变造成的缠绕问题的处理，他不仅介绍了传统的主流方法，还详细分析了这些方法在极端环境下的局限性，并提出了一种结合了形态学处理的混合解缠策略。这种对局限性的坦诚分析，反而增强了这本书的可信度。我尤其欣赏作者在行文风格上保持的客观和中立，没有过度推销任何一种技术，而是客观地列出各种方法的优缺点及其适用条件，这对于需要做出技术选型决策的工程师来说，是极其宝贵的参考信息。不过，这本书的篇幅实在太大，结构上虽然逻辑严谨，但对于碎片化阅读不太友好，更适合坐下来进行系统性的、深入的学习和查阅，更偏向于案头工具书的定位。

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我是在一个学术研讨会上偶然了解到这本书的，当时一位资深专家提到这本书对“时序分析”的处理非常独到。拿到书后，我首先翻阅了关于时间序列干涉测量的那部分内容。这本书的厉害之处在于，它没有将不同的应用场景割裂开来，而是试图从统一的物理模型出发去解释各种现象。作者在阐述如何从大量的干涉图中提取出微小形变信号时，引入了一种基于卡尔曼滤波的改进算法，这在传统教材中是很少见到的。他对算法的引入和解释都非常谨慎，先是回顾了经典方法（如PS-InSAR的基础），然后循序渐进地引入新型方法，每一步都有清晰的数学逻辑支撑，保证了即便是不熟悉该特定算法的读者，也能逐步跟上思路。书中对数据预处理阶段的细节描述尤其到位，比如如何精细地去除大气延迟效应的建模和残差校正，这部分内容对于提高最终形变图的精度至关重要，我个人认为这部分价值极高。如果说有什么不足，那就是图示略显单调，有些复杂的空间关系如果能配合更生动的三维示意图，或许能帮助读者更快地建立空间想象。

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老实说，我买这本书的初衷是想解决一个燃眉之急的项目需求——关于地表形变监测的精度优化问题。我对这本书的期望值其实是比较高的，因为它涉及到了“应用”两个字。阅读下来，我发现作者对数据处理和误差分析的论述非常细致，这对于实际操作层面来说至关重要。他没有那种“大而化之”的空泛描述，而是直接切入了不同噪声源对测量结果的耦合影响，并给出了相应的滤波和校正方法。比如在讲解相干性对干涉图质量的影响时，书中列举了好几种常见场景下的相干性衰减模型，并对比了每种模型下不同参数设置的优劣，这种“实战派”的风格让人感到非常受用。然而，有一点让我略感遗憾，那就是在涉及最新的InSAR处理软件和操作流程方面的内容略显保守，更多的还是侧重于算法本身的推导，对于最新的商业化软件的集成应用和脚本自动化处理的介绍相对较少。当然，这也许是这类专业书籍的通病，但对于追求快速落地的工程师来说，可能需要在阅读之余，再补充一些软件层面的教程。总的来说，这本书是扎实的理论基石，能让你理解“为什么”这样做，但“怎么用最新的工具”去快速实现，可能需要读者自己去拓展。

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我是在研究极地冰盖融化导致的重力场变化时，偶然翻阅到这本书的冰川应用章节的。这本书的视角非常宏大，它不仅仅局限于传统的对地观测，还涉及到了非常规的应用场景。例如，关于利用雷达干涉测量对空间目标（如卫星姿态微小扰动）进行监测的章节，其理论深度远超一般的天基应用书籍。作者在阐述SAR（合成孔径雷达）系统的基础特性时，对后向散射的物理机理有着深刻的见解，这对于理解为什么在某些特定地物上会产生虚假回波和“亮斑”现象至关重要。我喜欢这本书的地方在于，它总是能将高深的物理学概念，用工程实践中的语言进行翻译和落地。例如，在讨论了高分辨率成像带来的挑战后，书中立刻会转到如何通过优化接收和处理通道来缓解这些挑战的讨论。整本书的写作风格是严谨的学术叙事，语言精炼，但又处处透露出作者深厚的实践经验，它更像是对一个复杂技术领域进行的百科全书式的梳理，适合已经具备一定基础，想要冲击更高层次研究的读者进行精读和探索。

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这套书的封面设计确实很吸引人，那种深邃的蓝色调配上精密的几何图形，一下子就让人感觉到了专业和严谨。我其实是冲着这个领域的“前沿进展”去看的，因为我目前的工作方向正好涉及到一些新的定位技术，但坦白说，这本书在“基础理论”的阐述上，花了相当大的篇幅去构建一个坚实的知识体系。作者在描述那些复杂的数学模型时，引用了很多经典的物理学原理作为支撑，这使得原本晦涩的公式推导过程变得逻辑清晰，易于理解。特别是关于多普勒效应在干涉测量中的具体应用那一章节，他不仅仅停留在理论层面，还穿插了大量的实际案例分析，例如如何通过相位差的变化来精确计算目标的运动速度，这些细节处理得非常到位，能让人立刻联想到实际工程中的具体操作。不过，对于一个初学者来说，可能需要更多的耐心去消化前几章的数学铺垫，但一旦跨过了这个门槛，后续的章节会让你感觉收获颇丰，因为它真的把“原理”和“应用”之间的桥梁架设得非常稳固，让人看完后对整个技术脉络有了宏观而深刻的认识。总的来说，这本书在基础理论的深度和广度上，都达到了一个很高的水准，是值得反复研读的参考书。

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