深空行星形貌测绘的理论技术与方法

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出版者:科学出版社有限责任公司
作者:徐青
出品人:
页数:408
译者:
出版时间:2016-12-6
价格:CNY 229.00
装帧:平装
isbn号码:9787030494368
丛书系列:
图书标签:
  • 测绘
  • 徐青
  • 太空
  • 深空行星 形貌测绘 理论技术 方法 科学研究 天体探测 图像处理 数据分析
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具体描述

现代天文观测技术与数据处理前沿 内容简介 本书系统梳理了当前天文学领域中,尤其是对地外天体进行形态学测绘和遥感分析所涉及的先进观测技术、关键数据处理流程以及理论基础。全书紧密围绕现代天文观测体系的构建、多源数据融合应用,以及高精度数据产品的生成与验证展开论述,旨在为从事行星科学、遥感地质学、空间任务规划及深空探测数据分析的科研人员和工程技术人员提供一份全面、深入的技术参考与理论指导。 第一部分 观测基础与成像原理 本部分聚焦于支持深空天体测绘所需的基础观测平台和成像系统的原理。首先,详细介绍了新一代空间望远镜和轨道器上搭载的高分辨率光学成像仪(如可见光、红外成像仪)的设计原理、像差校正技术以及辐射定标流程。重点探讨了高光谱成像仪在分析地表矿物分布和大气组分方面的独特优势和数据特性。 其次,深入剖析了激光雷达(LiDAR)和雷达测高技术在获取精确三维形貌数据中的作用。对脉冲激光测距的误差源分析、飞行时间测量精度控制,以及合成孔径雷达(SAR)系统,特别是星载和行星际探测器载SAR,在复杂地形穿透和高分辨率地表起伏测量中的数据特性、相位解缠算法及几何校正模型进行了详尽阐述。 此外,书中还涵盖了先进的姿态确定与轨道确定(ADCS/OD)技术对后续形貌测绘精度的影响。分析了星载导航系统误差传播机制,以及如何利用恒星跟踪器、惯性测量单元(IMU)和地面测控网络数据,实现探测器在轨姿态的高精度约束,从而确保遥感数据的精确地理定位。 第二部分 几何校正与数据预处理 数据预处理是实现精确形貌测绘的关键步骤。本部分侧重于原始观测数据向标准地理空间产品转换的技术流程。 首先,对不同传感器采集的原始数据(如CCD图像、激光点云、雷达复数据)进行了分类介绍,并详细阐述了辐射校正、暗电流扣除、坏点修复等基础处理步骤。 核心内容集中在几何校正环节。针对光学成像数据,系统介绍了辐射畸变校正、平面去扭曲、以及利用传感器焦平面坐标到天体表面坐标的精确转换模型。详细讨论了不同投影几何(如正射投影、极地立体投影)的选择依据与实施方法。 对于点云数据,重点讲解了噪声去除、点云配准(Registration)技术,包括基于特征点的迭代最近点(ICP)算法及其在多轨道、多时间点数据融合中的应用。探讨了如何有效处理和融合来自不同高度和观测角度的LiDAR数据,以构建一致性的高精度数字高程模型(DEM)。 第三部分 形貌特征提取与分析方法 本部分是全书的理论核心,关注如何从预处理后的数据中提取和量化天体表面形态特征。 书中详细介绍了数字高程模型(DEM)的质量评估标准,包括垂直精度和水平分辨率的量化方法。针对DEM数据,系统阐述了地貌形态参数的计算,例如坡度(Slope)、坡向(Aspect)、曲率(Curvature)的计算公式及其在不同分辨率下的尺度效应。 形态学分析部分,深入探讨了地质构造单元的识别技术。包括断裂、褶皱、撞击坑、熔岩流边缘等典型地貌要素的自动或半自动提取算法。介绍了基于小波分析(Wavelet Analysis)和形态学滤波技术,用于分离不同尺度的地貌起伏,以揭示潜在的地下结构或形成过程。 此外,还探讨了纹理分析在表面粗糙度评估中的应用。利用灰度共生矩阵(GLCM)和分形维数等统计方法,对不同地质单元的表面结构进行量化表征,为物质组成和侵蚀历史的推断提供支持。 第四部分 多源数据融合与三维建模 现代深空测绘越来越依赖于多源数据的互补性。本部分致力于阐述如何有效地融合来自不同传感器和不同观测任务的数据。 详细讨论了数据配准与融合的数学框架,特别是如何将光学影像(提供光谱和纹理信息)与激光雷达/雷达数据(提供精确高程信息)进行空间对齐和信息叠加。重点介绍了基于特征匹配和最小二乘优化的融合算法,以提高最终产品的空间一致性和信息完备性。 三维建模是形貌测绘的最终目标之一。书中详细介绍了基于多视图几何(Structure from Motion, SfM)和立体影像(Stereo Imaging)技术的建模流程。对于没有立体数据的任务,阐述了如何利用已知地形数据辅助,通过单视图深度恢复技术来估计缺失的三维信息。探讨了不同建模方法对结果三维重建精度和拓扑一致性的影响。 第五部分 精度验证与不确定性评估 任何科学测绘产品都必须经过严格的精度验证。本部分提供了深空测绘产品验证的理论和实践方法。 讨论了绝对精度和相对精度的评估标准。对于具有重叠区域的多个轨道数据,介绍了利用冗余观测数据进行内部一致性检验的方法。对于缺乏地面真值(Ground Truth)的深空天体,重点介绍了如何利用已验证的、高精度的数据产品(如其他任务提供的参考DEM)作为外部验证基准。 不确定性评估是现代测绘不可或缺的一环。书中详细讲解了误差误差预算的构建方法,如何将传感器噪声、定轨误差、大气/光照影响等系统性误差和随机误差,通过误差传播公式,量化到最终的DEM高程误差和形貌特征提取的偏差中。 本书结构严谨,理论阐述深入浅出,结合了当前国际上深空探测任务(如火星勘测轨道飞行器、月球勘测轨道飞行器等)的实际案例,是天文地球科学、空间科学和遥感技术领域专业人员的重要参考书。

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这本《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》的书名,听起来就蕴含着一种宏大的科学叙事。我一直对宇宙中那些未知的行星充满了无限遐想,它们就像宇宙中的神秘岛屿,拥有着我们尚未踏足的地貌。而“形貌测绘”,恰恰是将这些神秘转化为可理解的科学知识的过程。我非常想知道,在“理论”层面,这本书会涉及哪些基础科学原理,来解释行星表面是如何形成的?是地壳构造、火山活动,还是其他我们尚未知晓的宇宙法则?这些理论将如何帮助我们理解不同行星地貌的独特性?“技术”部分,则是我最为期待的。我设想着那些能够抵达遥远星系的探测器,它们是如何收集行星表面的数据的?是否会用到特殊的成像技术,比如多光谱成像,或者能够穿透云层的雷达?书中对这些技术的描述,一定会让我大开眼界。而“方法”则意味着这本书将提供一个系统性的指导,如何从纷繁复杂的数据中提取出关键的地貌信息,如何进行数据融合和校验,最终绘制出精确的行星地图。我想了解整个测绘流程是如何设计的,以及其中会遇到哪些挑战,比如数据噪声的去除、地形的复杂性等等。这本书的书名,就像一扇门,通往的是我们对宇宙行星地貌认知的全新维度。

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看到《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》这个书名,我的第一反应是它充满了科学的严谨性和探索的壮丽感。我一直对宇宙中的行星着迷,总是忍不住去想象它们可能拥有着怎样的地貌,是像地球一样拥有连绵的山脉和广阔的海洋,还是充满了我们闻所未闻的奇异地貌。“形貌测绘”这个概念,立刻让我觉得这本书将深入探讨如何“看见”并“绘制”这些遥远的星球。我非常好奇书中会介绍哪些“理论”,来解释行星表面是如何形成的,以及哪些因素会影响它们的形貌。例如,引力、火山活动、大气侵蚀等等,这些理论如何帮助我们理解不同行星的独特性?而“技术”部分,则是我最期待的。我猜想书中会涉及各种高精尖的太空探测技术,比如高分辨率相机、雷达测绘技术,甚至是利用探测器在行星轨道上进行精确测量的技术。这些技术是如何被开发和应用的?它们如何克服太空中的各种挑战,比如信号延迟、辐射干扰等?最后,“方法”这一部分,则意味着它会提供一套完整的操作指南,从数据的采集、处理,到最终的地图绘制,我想了解整个流程是如何进行的,以及其中会遇到哪些技术难题,比如数据噪声的处理、不同分辨率数据的融合等等。这本书的书名,就像一张指引我探索宇宙未知角落的地图。

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《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》这个书名,如同一个闪烁着智慧光芒的宇宙灯塔,指引着我探索未知星辰大海的渴望。我一直以来都对浩瀚的宇宙充满了敬畏和好奇,特别是那些我们尚未能够近距离接触的遥远行星,它们究竟隐藏着怎样的秘密?“形貌测绘”这个词,立刻让我联想到在地球上绘制地图的严谨和细致,但将其置于深空的背景下,其难度和复杂性可想而知。我迫不及待地想知道,在遥远的星系中,我们是如何“看见”一个行星的轮廓,并对其表面特征进行精确描绘的?书中提到的“理论”部分,我想必然会涵盖天体物理学、遥感科学等前沿理论,它们将为我们理解行星的地质形成、大气环境等提供坚实的基础。而“技术”,则是我最为期待的部分。我设想着那些先进的探测器,它们是如何在严酷的太空环境中工作的?是否会用到激光雷达、高分辨率相机,甚至是通过引力波来探测行星的内部结构?书中对这些技术的阐述,将是我了解宇宙探索前沿的绝佳机会。最后,“方法”这一部分,则意味着这本书将提供一套系统性的解决方案,如何从海量的数据中提取有用的信息,如何排除干扰,如何进行精准的定位和建模。这本书的书名,让我感觉它不仅仅是一本书,更是一份开启宇宙奥秘的钥匙,一份引领我深入了解人类探索脚步的指南。

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《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》这个书名,恰如其分地捕捉了我对宇宙探索最核心的兴趣点。一直以来,我都在思考,我们对地球的了解是如此细致入微,但宇宙中还有着无数的未知星辰,它们又是什么模样?“形貌测绘”这个概念,让我联想到的是科学的严谨性和艺术的描绘性相结合,仿佛在为那些遥远的、我们肉眼无法企及的世界,勾勒出它们的独特“容颜”。我尤其好奇书中“理论”部分会探讨哪些前沿科学知识。是关于行星地质演化的模型,还是关于太空探测的物理极限?这些理论将如何指导我们去理解并描绘那些可能与地球截然不同的地貌?而“技术”方面,我脑海中浮现出的是各种尖端的航天器和观测设备。书中是否会详细介绍这些设备的工作原理,它们是如何克服信号延迟、极度低温或高温等恶劣环境的?例如,探测器是如何在遥远的距离上进行高精度的定位和测量?“方法”则意味着这本书会提供一套完整的操作流程,从最初的观测策略制定,到数据采集、预处理、特征提取,再到最终的地图生成,我想了解整个流程的精妙之处。这本书的书名,仿佛是一张藏宝图的引子,指引着我深入宇宙的腹地,去发现那些不为人知的行星地貌的秘密。

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《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》这个书名,光是听着就让人感觉充满了知识的深度和探索的广度。我一直对宇宙中的未知领域充满着好奇,特别是那些遥远的行星,它们到底是什么样子?“形貌测绘”这个词,就好像是科学的画笔,在为这些遥远的星球勾勒出清晰的轮廓。我特别想知道,在“理论”层面,这本书会揭示哪些关于行星地质学、大气科学等领域的知识,来解释行星表面形成的机制?这些理论将如何帮助我们理解不同行星之间地貌的差异?而“技术”部分,我更是充满了期待。我设想着那些先进的太空探测器,它们是如何在遥远的距离上“看见”并“测量”行星表面的?书中是否会介绍使用哪些高科技设备,比如激光雷达、合成孔径雷达,或者能够捕捉到高分辨率影像的相机?这些技术是如何克服太空环境的严酷,并提供精确数据的?最后,“方法”这一部分,则意味着这本书将提供一套系统性的工作流程,从数据的采集、预处理,到特征提取、地形分析,再到最终的地图生成,我想了解整个测绘过程是如何一步步完成的,以及其中会涉及到哪些关键的技术环节和分析手段。这本书的书名,仿佛是一张通往未知宇宙的邀请函,让我渴望深入其中,去了解人类如何用科学和技术去丈量和描绘那些遥远的星辰。

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《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》这个书名,瞬间就勾起了我内心深处对宇宙探索的强烈好奇。当我看到“深空行星”时,我脑海中浮现的是那些遥远而神秘的世界,它们可能拥有着我们无法想象的地貌,比如巨大的冰火山,或是遍布着奇特晶体结构的平原。“形貌测绘”这个词,则让我觉得这是一项既严谨又充满创造性的工作,仿佛是在为这些未知的星球描绘肖像。我迫切想知道,实现这种“测绘”背后的“理论”基础是什么?是天文学中的轨道力学,还是地质学中的板块构造理论,亦或是其他更深层次的科学原理?而“技术”方面,我满怀期待。我相信书中会介绍各种高精尖的探测器和成像设备,比如能够捕捉到微弱光线的太空望远镜,或者能够穿透厚厚大气层的雷达。这些技术是如何克服深空探测的巨大距离和恶劣环境的?它们是如何将遥远的数据转化为我们能够理解的影像和地图的?最后,“方法”部分,则让我期待能够学到一套完整的操作流程,从最初的观测计划制定,到数据的获取、处理、分析,再到最终的地图的生成和解读。这本书的书名,就像一个引人入胜的谜语,让我想要深入其中,去揭开那些遥远行星地貌的神秘面纱。

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这本《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》的书名,本身就带着一股浓厚的科学探索气息,让我这个对宇宙充满好奇的读者跃跃欲试。当我读到“深空行星”时,我的思绪立刻飞向了那些光年之外的未知世界,它们拥有怎样的地貌,是荒凉的岩石星球,还是拥有壮丽冰川的冰封巨星?“形貌测绘”这个词,让我想到的是科学家们如何像古代的地理学家一样,在遥远的宇宙空间中绘制出一张张“星际地图”。我特别好奇,究竟需要什么样的“理论”基础,才能支撑起对这些遥远行星的形貌进行科学的测绘?是否涉及到复杂的轨道力学、行星形成模型,甚至是对未知物质的理论推演?而“技术”,则是我更感兴趣的部分。我猜想书中会介绍各种令人惊叹的高科技设备,比如能够穿透厚厚大气层的雷达,或者能够捕捉到微弱反光的超灵敏相机。这些技术是如何被设计和制造出来的?它们在极端环境下如何保持稳定和精确?最后,“方法”部分,则让我期待能够了解到科学家们是如何一步步将原始的探测数据转化为我们能够理解的行星地图的。这个过程是如何进行的?数据是如何被处理、分析和解读的?这本书的书名,就像一个神秘的邀请函,邀请我去了解人类如何一步步揭开宇宙面纱,绘制出属于我们自己的星系图卷。

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这本书的书名——《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》——让我脑海中瞬间涌现出无数关于宇宙的画面。当我看到“深空行星”这几个字时,我首先想到的是那些遥远而神秘的世界,它们可能比我们已知的任何行星都更加奇特和壮观。我对它们的地理环境充满了好奇,想象着那里是否存在着我们从未见过的地貌,比如巨大的火山、流淌着冰质熔岩的河流,甚至是奇异的晶体结构。而“形貌测绘”,则勾起了我对如何“看见”并“描绘”这些遥远世界的兴趣。这不仅仅是简单的拍照,而是一种科学的、系统性的观测和记录过程。我迫切想知道,要实现如此精确的“测绘”,需要哪些先进的“理论”作为支撑?是天文学、地质学、物理学,还是这些学科的交叉融合?书中提及的“技术”,更是让我充满期待,我猜想其中必然包含了各种高精尖的探测器、望远镜,甚至是人工智能在数据分析中的应用。我希望书中能够详细介绍这些技术是如何工作的,以及它们是如何克服深空探测的重重困难,比如信号的衰减、设备的可靠性,以及长途跋涉的能源问题。而“方法”,则意味着这本书会提供一套完整的操作流程,从最初的观测计划制定,到数据的获取、处理、分析,最终形成我们能够理解的行星地图,我想了解整个过程的逻辑和细节。这本书的书名,就像一个引人入胜的谜题,让我渴望深入其中,解开关于宇宙未知角落的秘密。

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这本书的名字听起来就充满了神秘感和探索的冲动,尤其是“深空行星形貌测绘”这几个字,立刻勾起了我对宇宙的好奇心。我一直对那些遥远的世界充满遐想,想象着它们究竟是什么样子,上面是否有我们未知的地貌,比如巍峨的山脉、奔腾的河流(当然,可能是冰质的),或者广阔的平原。这本书的书名暗示着它将深入探讨如何绘制这些遥远星球的表面特征,这本身就足以吸引我。我对“理论技术与方法”这几个词也尤为关注,这意味着它不会仅仅停留在描述性的层面,而是会揭示实现这些测绘背后严谨的科学原理、尖端的技术手段,以及一系列行之有效的工作流程。我很好奇,要绘制一个尚未被人类踏足的星球的形貌,究竟需要用到哪些高科技设备?是需要像哈勃那样巨大的望远镜,还是需要能够近距离观察的探测器?这些探测器又是如何工作的?它们收集到的数据又是如何被处理和分析,最终形成我们能够理解的地图的?书名中还提到了“测绘”,这个词让我联想到地理学中的测绘技术,但应用于深空行星,其复杂性和挑战性可想而知。考虑到行星之间巨大的距离,信号传输的延迟,以及行星本身环境的恶劣,这门学问必然充满了令人难以置信的工程难题和科学智慧。我尤其期待书中能详细阐述那些我们尚不了解的行星,例如那些可能存在液态水甚至生命的系外行星,它们被描绘出来的样子又会是怎样一番景象?这本书的名字,就仿佛为我打开了一扇通往未知宇宙的窗口,让我迫不及待地想一探究竟。

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作为一名对天文和地理学都有着濃厚兴趣的爱好者,这本书的题目《深空行星形貌测绘的理论技术与方法》无疑点燃了我内心深处的求知欲。我总觉得,我们对地球的了解已经足够深入,但宇宙中还有着无数个未知等待着我们去探索。而行星形貌测绘,这本身就是一个充满挑战和魅力的领域。我一直以来都对宇宙的广阔和神秘着迷,想象着那些遥远的行星,它们拥有着怎样的地貌?是像地球一样,有高耸的山脉、深邃的峡谷,还是有我们无法想象的奇特构造?这本书的题目预示着它将不仅仅是泛泛而谈,而是会深入剖析实现这些“测绘”背后的核心理论,那些支撑我们去理解和描绘这些遥远世界的基础科学原理。我非常好奇,在遥远的太空中,我们究竟是如何“看到”并“测量”一个行星的表面的?是依靠先进的探测器,还是通过精密的遥感技术?书中提到的“技术”,让我充满了期待,究竟是哪些尖端科技,才能让我们在亿万公里的距离外,捕捉到行星表面的细节?而“方法”,则暗示着一套系统性的工作流程,从数据的采集、处理,到最终的地图绘制,我想这本书会为我揭示这其中的奥秘。我尤其想知道,在绘制这些行星形貌的过程中,会遇到哪些独特的挑战,比如光线不足、大气层的干扰,或者行星自身的引力效应等等。这本书的书名,就如同一个邀请函,邀请我踏上一场穿越时空的科学探索之旅。

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