具体描述
本书由法国国家空间研究中心的两位专家合著而成, 全面探讨了合成孔径雷达(SAR)成像技术。全书共五章, 第1章涵盖了涉及电磁学、 信号处理和图像处理等学科的雷达成像理论基础; 第2章从几何学角度对SAR的核心技术雷达信号处理进行了通俗的论述; 第3章考虑到图像辐射特性和雷达系统特点, 从SAR系统设计到图像质量, 详尽论述了雷达图像的几何特性和辐射特性之间的关系; 第4章讨论SAR干涉基本原理和利用干涉图像提取地形信息及目标移动信息的应用方法; 第5章全面描述目标散射特性的SAR极化学基本原理。全书最实用的特点是从几何学角度研究雷达成像, 使成像结果具有更广阔的应用性。
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目录信息
第1章 SAR成像的必备理论工具
1.1 电磁波的传播与极化
1.1.1 麦克斯韦方程组
1.1.2 电磁波极化
1.1.3 部分极化波
1.1.4 附加内容: SU(2)O+(3)的同态代数方法
1.2 微波天线的电磁辐射
1.2.1 简介
1.2.2 电磁辐射方程
1.2.3 电磁辐射方程的求解
1.2.4 天线方向图、 方向性系数和增益
1.2.5 平面天线的辐射
1.2.6 天线阵列
1.2.7 合成孔径雷达天线技术
1.3 波和自然表面的相互作用——雷达测量的物理基础
1.3.1 简介
1.3.2 表面散射
1.3.3 体散射
1.3.4 电磁波的穿透特性
1.3.5 倾斜对散射测量的影响
1.4 信号处理的内容: 傅里叶变换和采样定理
1.4.1 简介
1.4.2 实周期函数的傅里叶级数
1.4.3 傅里叶变换
1.4.4 傅里叶变换(FT)的性质
1.4.5 标准函数的傅里叶变换
1.4.6 实信号采样
1.4.7 采样定理(香农定理)
1.4.8 快速傅里叶变换(FFT)算法
1.4.9 二维傅里叶变换
参考文献第2章 SAR信号处理: SAR核心技术
2.1 简介
2.2 合成孔径雷达基本原理
2.2.1 一种新颖的对地观测手段
2.2.2 距离向分辨
2.2.3 三个基本的雷达频率
2.2.4 合成孔径的直观几何学理解
2.2.5 合成孔径解析几何模型
2.3 频域表示法
2.3.1 在频域表示的相位分布
2.3.2 非零多普勒中心
2.3.3 多普勒中心估计
2.3.4 平均多普勒(多普勒中心)估计
2.3.5 归一化多普勒中心估计(整数部分)
2.3.6 距离徙动
2.3.7 距离向处理
2.3.8 饱和效应
2.3.9 干扰影响
2.3.10雷达走停近似
2.4 SAR聚焦算法
2.4.1 通用的预处理步骤——距离压缩
2.4.2 时域处理
2.4.3 距离多普勒(“经典”)算法
2.4.4 一种可选的技术——Ωk处理器
2.4.5 细微形变——chirp scaling
2.4.6 PRISME算法——一种多级处理技术
2.4.7 非聚焦处理——一种特殊情况
2.4.8 非聚焦处理技术的一个实用例子
2.4.9 另一种特殊情况——去斜处理
2.4.10没有近似的处理技术
2.5 系统约束条件
2.5.1 雷达系统设计
2.5.2 时序约束
2.5.3 不同类型的雷达数据
2.5.4 欺骗自然规律的诀窍
2.6 几何特性
2.6.1 关于距离对图像影响的实例
2.6.2 几何位置方程
2.6.3 垂直雷达摄影测量
2.6.4 雷达摄影测量和干涉技术
2.6.5 倾斜雷达摄影测量
2.6.6 雷达测角
2.7 超分辨率技术简介
2.8 双基雷达数据处理和几何特征
2.8.1 直达波
2.8.2 三角分辨率
参考文献第3章 从SAR设计到图像质量
3.1 简介
3.2 点目标的雷达方程和雷达散射截面积(RCS)
3.2.1 损耗因素
3.3 分布目标的雷达特征——后向散射系数σ0
3.4 SAR合成处理之前雷达目标链路的信噪比(SNR)
3.5 SAR合成处理过程中信噪比的变化
3.5.1 点目标
3.5.2 分布目标
3.6 雷达设备噪声等效后向散射系数σ0(NEσ0inst)
3.6.1 提高分辨率的能量代价
3.7 图像模糊度对NEσ0inst的影响——总图像噪声(NEσ0tot)
3.7.1 距离模糊
3.7.2 方位模糊
3.7.3 距离和方位模糊的结合考虑
3.7.4 总NEσ0(NEσ0tot)
3.8 平台产生的数据量
3.9 传输数据率
3.9.1 信源编码
3.10 定标和相应的图像质量要求
3.10.1 内定标
3.10.2 外定标
3.10.3 定标需求和期望的科学成果
3.11 斑点噪声和图像统计特性
3.11.1 物理来源
3.11.2 完全形成的斑点的统计特性
3.11.3 斑点噪声: 乘性特征与建模
3.11.4 纹理效应
3.11.5 多视图像中的斑点噪声
3.11.6 相干斑抑制滤波器
3.12 脉冲响应(IR)
3.12.1 距离脉冲响应(RIR)
3.12.2 方位脉冲响应(AIR)
3.12.3 复图像频谱, ISLR, PSLR, 加权的作用
3.13 图像质量的辐射要素
3.13.1 估计和分析NEσ0tot
3.13.2 模糊度估计
3.13.3 辐射分辨率
3.14 图像质量的几何要素
3.14.1 空间分辨率和像素尺寸
3.14.2 几何失真
3.14.3 图像定位
3.15 雷达图像解译
3.15.1 数据描述
3.15.2 多普勒频谱评估
3.15.3 平台位置
3.15.4 饱和效应
3.15.5 方向性效应
3.15.6 能否仅从图像完全描述雷达设备的特征
参考文献第4章 SAR干涉测量技术
4.1 SAR干涉测量原理和局限性
4.1.1 SAR的特殊应用
4.1.2 干涉测量技术发展简史
4.1.3 干涉技术及SAR图像的物理特性
4.1.4 SAR图像的相位差
4.1.5 干涉测量中相位信息的鲁棒性
4.1.6 几何和表面变化引起的局限性
4.1.7 排除系统因素
4.2 干涉处理步骤
4.2.1 SAR图像配准
4.2.2 计算图像间的相位差
4.2.3 最后一步处理
4.3 干涉测量在地形方面的应用
4.3.1 公式和允许误差
4.3.2 消除测量模糊
4.4 干涉在地表形变测量中的应用
4.4.1 公式和允许误差
4.4.2 应用实例
4.5 地形坡度对干涉测量的影响
4.5.1 斜面效应的频域解译
4.6 结果分析
4.6.1 不同分布的典型信号
4.6.2 改进方法
4.6.3 实际应用中的干涉测量解译
4.7 可用性和任务展望
4.7.1 SAR存档数据的可利用性
4.7.2 处理资源的可用性
4.7.3 数据选取原则
4.7.4 未来专用空间任务的可能性
4.8 干涉与其他方法的比较
4.8.1 与光学立体成像技术进行地形测绘的比较
4.8.2 与GPS在位移测量方面的比较
4.9 模糊状态下相干处理的鲁棒性
4.10 永久散射体
参考文献第5章 极化SAR: 最大限度获取目标的特征信息
5.1 简介
5.2 雷达极化: 基本原理
5.2.1 时序分析——对系统设计的影响
5.3 散射矩阵
5.3.1 单基特性——后向散射矩阵
5.3.2 目标向量
5.4 后向散射的标准模式
5.4.1 奇次(单次, 三次)散射
5.4.2 偶次(双次)散射
5.4.3 衍射或偶极子机制
5.5 极化合成
5.5.1 极化特征图
5.6 特征极化和欧拉参数
5.6.1 Huynen叉
5.7 极化测量的相干分解
5.7.1 标准模型分解——Pauli矩阵组
5.7.2 代数分解——Cameron方法
5.8 去极化的情况
5.8.1 Stokes模型和Mueller矩阵
5.9 协方差矩阵和相干矩阵
5.9.1 协方差矩阵
5.9.2 相干矩阵
5.10 极化测量的非相干分解
5.10.1 分解为极化状态——Huynen方法
5.10.2 分解为标准机制——Freeman方法
5.10.3 代数分解——(H,α)法
5.11 极化分析实例
5.11.1 辐射分析
5.11.2 熵的分析
5.11.3 平均后向散射机制
5.12 极化信息概述
5.13 未来简缩极化系统
5.13.1 另一个思路—— 简缩极化和u/4模式
5.14 极化和干涉的融合——极化干涉SAR
5.14.1 干涉相干最优
5.14.2 植被高度反演的应用
5.14.3 极化干涉SAR扩展
5.15 结论
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
读这本书的过程,就像是一场严谨而充满惊喜的科学探索之旅。作者对SAR成像过程中各种误差的分析,以及如何进行校正,展现了他对技术细节的极致追求。我被那些关于“多普勒效应”、“相位补偿”等内容的讲解深深吸引,仿佛置身于一个精密运转的实验室,亲眼见证着每一个细微的参数如何影响最终的成像质量。书中关于“相干性”的论述,更是让我对 SAR 的“合成”能力有了更深层次的理解,它不仅仅是信号的简单叠加,而是对相位信息的精确操控,从而实现分辨率的飞跃。 此外,作者在书中探讨的 SAR 技术在不同应用场景下的特点,也极大地拓宽了我的视野。从监测地表形变、海冰监测,到植被覆盖分析、灾害评估,SAR 的应用范围之广,令人惊叹。我开始意识到,我们所处的地球,正以前所未有的方式被“看见”和“理解”,而 SAR 正是实现这一目标的关键技术之一。这本书的价值,远不止于技术的介绍,更在于它激发了读者对科学研究和技术创新的无限遐想。
阅读过程中,我时常被作者的洞察力所折服。他对 SAR 技术发展历程的回顾,以及对未来发展趋势的展望,都充满了前瞻性。他不仅仅是介绍技术,更是对技术背后的科学精神和工程实践进行了深刻的剖析。我特别欣赏他在探讨 SAR 在气候变化研究中的作用时,所展现出的宏大视野,将一项技术与人类面临的重大挑战联系起来。 书中对于 SAR 成像分辨率的提升机制的解释,让我对“合成”这一概念有了全新的认识。它不仅仅是简单的信号叠加,更是对信息的一种“提取”和“增强”。这种通过巧妙的算法和数据融合,突破传统成像方式限制的能力,正是 SAR 技术最迷人的地方。这本书让我对 SAR 有了更加全面和深刻的理解,也让我对未来科学技术的发展充满了期待。
这本书的结构设计堪称典范,每一章节都像一块精心打磨的宝石,闪烁着智慧的光芒。作者在介绍 SAR 基本原理时,运用了大量清晰的图示和类比,让原本晦涩的物理概念变得触手可及。我尤其喜欢他关于“成像几何”的讲解,通过对不同观测角度、轨道参数的分析,让我明白了 SAR 如何“看到”地面上那些我们平常难以想象的细节。 当我读到关于 SAR 数据处理流程的部分时,我被那种严谨的科学态度深深打动。从原始数据的预处理,到干涉图的生成,再到形变图的解译,每一步都充满了挑战,也充满了解决问题的智慧。作者并没有回避技术难点,而是循循善诱,带领读者逐步攻克。这本书的阅读体验,是一种知识的累积,更是一种思维的锻炼,让我受益匪浅。
这本书以一种引人入胜的方式,为我揭示了 SAR 技术的神奇之处。作者在描述 SAR 如何克服云层遮挡、实现全天候成像时,我仿佛看到了一个强大的“眼睛”,能够穿透一切障碍,洞察地表真实的面貌。他对 SAR 信号的调制与解调过程的讲解,既有严谨的理论支撑,又不失生动的比喻,让我能够轻松理解那些复杂的工程细节。 书中关于 SAR 数据在灾难监测和应急响应中的应用案例,尤其让我印象深刻。它让我在感受到科技力量的同时,也体会到了科技服务于人类的意义。这种将前沿技术与现实需求相结合的叙事方式,使得这本书的阅读体验不仅仅是知识的获取,更是一种情感的触动。它让我开始思考,在未来的世界里, SAR 技术还将为我们带来多少惊喜。
这本书就像打开了一扇通往全新视野的大门,让我得以一窥那些肉眼无法触及的奥秘。作者以一种极其生动形象的方式,将那些原本枯燥深奥的物理原理和数学公式,化作一幅幅清晰易懂的画面。我尤其欣赏他对于“合成”这一概念的深入剖析,不仅仅是技术层面的叠加,更是一种智慧的融合,仿佛将无数个微小的观察点汇聚成一个宏伟的整体。读到关于雷达信号的传播与反射时,我甚至能想象出那些看不见的波束在空中穿梭,与地面万物发生着微妙的互动,然后在接收端被巧妙地捕捉、解码。 整本书的叙事节奏把握得非常好,从基础理论的铺垫,到实际应用的展现,过渡自然流畅,丝毫不会让人感到突兀。作者并没有一味地堆砌技术术语,而是通过大量的案例分析,将抽象的概念具象化。例如,书中对地形绘制的详尽描述,让我深切体会到SAR(合成孔径雷达)在测绘领域的巨大价值,无论是军事侦察、城市规划,还是地质勘探,它都扮演着不可或缺的角色。我甚至开始思考,未来我们居住的城市,其规划与建设,是否会更加依赖于SAR提供的精确数据。