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頁數:274

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出版時間:2010-6

價格:39.00元

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isbn號碼:9787118068795

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• 電氣
• 航天器
• 軍事應用
• 建模
• 仿真
• 航天工程
• 軍事技術
• 係統工程
• 數學模型
• 計算機仿真
• 國防科技

地球觀測技術原理與實踐 第一章：遙感基礎理論 1.1 電磁波譜與遙感 本章係統闡述電磁波的基本性質及其在遙感領域中的應用。從電磁波的産生、傳播到與地物相互作用的物理過程，深入剖析瞭輻射傳輸理論，包括大氣對電磁波的吸收、散射和透過效應。詳細介紹瞭不同波段（如可見光、紅外、微波）的特性及其對地物信息的敏感性。重點探討瞭植被、水體、土壤等典型地物在不同波段的反射和輻射光譜特徵，為後續的圖像解譯奠定理論基礎。 1.2 傳感器原理與分類 詳細介紹瞭主流遙感傳感器的基本工作原理。被動遙感方麵，重點講解瞭多光譜、高光譜成像儀的成像機製、空間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率的定義及相互關係。對熱紅外成像儀和CCD/CMOS探測器的關鍵技術進行瞭深入分析。主動遙感方麵，全麵闡述瞭雷達（SAR）係統的基本構成，包括發射、接收、信號處理、成像幾何及後嚮散射機理。對激光雷達（LiDAR）的工作流程、點雲數據獲取與處理技術進行瞭詳盡描述。 1.3 輻射定標與幾何校正 精確的輻射定標是定量遙感應用的前提。本節詳細介紹瞭絕對定標和相對定標的方法論，包括實驗室定標、在軌定標（如亮麵闆、暗目標、天空背景法）及地物替代法。輻射值與地錶反射率之間的轉換模型進行瞭嚴格推導。幾何校正部分，深入剖析瞭衛星軌道誤差、地球物理模型（如大氣摺射、地形起伏）對遙感影像幾何畸變的影響，並係統介紹瞭去除這些誤差的數學模型和處理流程，包括地麵控製點法、高精度數字高程模型的應用。 第二章：數字圖像處理與分析 2.1 圖像增強技術 本章聚焦於提升遙感圖像視覺質量和信息可讀性的技術。對空間域增強方法，如直方圖均衡化、對比度拉伸、空間域濾波（捲積、中值濾波、銳化濾波）進行瞭原理闡述和實際案例分析。對頻率域增強方法，如傅裏葉變換、低通/高通濾波在去除噪聲和突齣地物邊緣中的應用進行瞭詳盡說明。高光譜圖像的譜間去噪和增強技術也作為專題進行瞭介紹。 2.2 圖像分類與信息提取 圖像分類是遙感信息提取的核心環節。本節係統介紹瞭監督分類和非監督分類算法。監督分類方麵，詳細講解瞭最大似然法、最小距離法、支持嚮量機（SVM）及深度學習（如CNN）在遙感圖像分類中的應用優勢與局限性。非監督分類中，對K-均值聚類、Isodata算法的迭代過程進行瞭數學建模。針對復雜地物背景，重點討論瞭麵嚮對象分類（OBIA）的流程，包括對象生成、特徵選擇與分類策略。 2.3 遙感數據融閤與特徵提取 圖像融閤技術旨在結閤不同傳感器或同一傳感器在不同波段獲取的互補信息。本章詳細對比瞭基於像素級、特徵級和決策級的三種融閤策略。重點闡述瞭小波變換融閤、IHS變換、主成分分析（PCA）在提高空間分辨率和光譜信息保持性方麵的應用效果。針對地物特徵提取，介紹瞭紋理分析（如灰度共生矩陣GLCM）、形狀分析及形態學操作在識彆復雜地貌要素中的作用。 第三章：地理信息係統（GIS）集成與應用 3.1 GIS基礎理論與數據結構 本章將遙感數據處理與地理信息係統深度融閤。係統介紹瞭GIS的核心概念，包括空間數據模型（矢量模型與柵格模型）的優劣勢及相互轉換。詳細闡述瞭拓撲關係、空間參照係統、坐標轉換的理論基礎，特彆是UTM投影和高斯-剋呂格投影的參數設置與應用。對地理數據庫（Geodatabase）的設計原則和管理機製進行瞭介紹。 3.2 空間分析技術 空間分析是GIS實現決策支持的關鍵能力。本節重點講解瞭緩衝區分析、疊加分析（如緩衝區疊置、掩膜分析）的邏輯運算過程。對網絡分析（如最短路徑、服務區分析）在資源優化配置中的應用進行瞭案例說明。地形分析方麵，深入探討瞭數字高程模型（DEM）的生成、坡度、坡嚮、地錶形態參數（如麯率、地形起伏度）的計算方法及其在水文分析中的應用。 3.3 遙感數據在GIS中的集成與應用模型 討論瞭遙感影像作為空間基底數據，如何通過正射糾正、配準等預處理步驟，無縫集成到GIS框架中。展示瞭如何利用GIS平颱對遙感提取的專題圖（如土地利用/覆蓋變化圖、環境汙染分布圖）進行空間統計、時空對比分析，並構建動態可視化模型。探討瞭GIS在多源異構數據（如GPS軌跡、統計年鑒）整閤中對遙感信息進行空間驗證和校準的流程。 第四章：特定領域遙感應用 4.1 農業遙感與作物監測 本章聚焦於農業生産中的精準應用。詳細介紹瞭植被指數（NDVI, EVI, SAVI等）的計算原理及其與作物生物量、葉麵積指數（LAI）的反演關係。重點分析瞭SAR數據在穿透雲層、監測土壤濕度和作物冠層結構方麵的獨特優勢。介紹瞭作物長勢評估、估産模型（如基於遙感參數的産量模型）的構建與驗證方法。 4.2 城市遙感與精細化管理 城市遙感關注於高密度、高復雜性地錶信息的提取。討論瞭高分辨率影像對建築輪廓提取、城市熱島效應監測（利用反演地錶溫度LST）的應用。對建築物三維重建技術，特彆是利用立體像對和傾斜攝影技術獲取城市模型的流程進行瞭介紹。探討瞭城市建成區擴張監測、不透水層分析在城市規劃中的關鍵作用。 4.3 環境監測與災害評估 本領域重點關注大氣、水體和地錶的動態變化。介紹瞭大氣遙感在氣溶膠光學厚度（AOD）、溫室氣體監測中的應用，以及水質參數（如葉綠素a、懸浮物）的反演方法。對於自然災害，詳細闡述瞭洪水淹沒範圍快速提取、地震後地錶形變監測（InSAR技術原理）、森林火災蔓延模擬及火後植被恢復評估的遙感流程和指標體係。 第五章：新興遙感技術與未來趨勢 5.1 高光譜與成像光譜學 本章深入探討瞭高光譜數據的復雜性與高價值。詳細解析瞭“維度災難”問題及應對策略，如波段選擇、特徵降維（如PCA、MNF）。重點介紹瞭光譜角距離匹配（SAM）、純淨端元提取（如MVSA、PPI）在識彆復雜混閤像元中的應用。 5.2 無人機（UAV）遙感係統 UAV遙感作為低空、高時效性的平颱，其係統構建和數據處理流程是關鍵。本節介紹瞭UAV搭載的可見光、多光譜傳感器選型、飛行規劃與作業規範。重點講解瞭利用攝影測量法（Structure from Motion, SfM）從傾斜影像中快速生成高精度正射影像、DSM和點雲數據的處理流程。 5.3 機器學習與深度學習在遙感中的集成 本章展望瞭數據驅動的遙感信息提取範式。詳細介紹瞭捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）在遙感圖像分類、目標檢測（如艦船、飛機）及語義分割中的架構設計與優化。討論瞭如何利用遷移學習、小樣本學習來解決遙感數據標注成本高昂的問題，並探討瞭時間序列分析在作物長季監測中的深度學習模型應用。 附錄 常用遙感數據源目錄與獲取指南 常用軟件操作速查（ENVI, ERDAS, ArcGIS/QGIS） 關鍵專業術語英漢對照錶

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閱讀這本書的過程中，我被深深地吸引於作者在選擇建模工具和仿真平颱時所展現齣的戰略眼光。這不是一本簡單地介紹某一款商業軟件操作手冊，而更像是一篇關於構建仿真生態係統的白皮書。作者深入剖析瞭不同仿真範式——比如基於事件的仿真與基於連續時間的仿真——在解決航天器特定任務問題時的優劣。特彆是當涉及到復雜的多體動力學耦閤以及與其他外部係統（如地麵站通信延遲、敵方乾擾源）的交互建模時，作者對係統集成性的論述非常精闢。我從中領悟到，一個成功的航天器仿真項目，其成功與否往往取決於前期的架構設計而非後期的細節調參。這本書強調瞭模塊化、可擴展性以及數據接口標準化的重要性，這對於任何一個希望構建長期有效、可迭代升級的仿真驗證體係的機構來說，都是至關重要的指導原則。

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這本書最讓我感到耳目一新的地方，是它對“不確定性”的處理態度。在傳統的工程書中，我們常常被教導如何構建一個“理想化”的模型，然後讓仿真結果趨近於理論最優解。但這本書顯然更貼近真實戰場或任務環境的殘酷性。它花瞭大量篇幅討論瞭傳感器噪聲、執行器誤差、外部乾擾源（如大氣湍流、電磁環境）如何被納入到仿真框架中，並且如何通過濛特卡洛分析或其他統計方法來量化這些不確定性對任務成功率的影響。這種務實的做法極大地提升瞭仿真結果的可信度。我感覺作者是在提醒我們，仿真不是為瞭證明設計是完美的，而是為瞭發現設計中最脆弱的環節。對於那些肩負著關鍵任務係統風險評估職責的工程師來說，這種強調誤差分析和魯棒性驗證的視角，比任何炫酷的功能描述都要寶貴得多。它教會瞭我們如何用數據支撐“我們對係統的信心到底有多大”。

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這本書的價值在於它提供瞭一種跨學科的思維融閤。它不僅僅是航天工程學，還深刻地融閤瞭計算機科學中的高性能計算理念，以及運籌學中關於決策優化的思想。我特彆留意瞭其中關於實時性要求極高的任務，如末端製導或快速機動變軌環節的建模方法。作者並沒有滿足於綫性的近似，而是探討瞭如何利用現代並行計算架構，在有限的時間窗口內完成對高階非綫性模型的求解和反饋。這讓這本書的適用範圍從傳統的離綫分析擴展到瞭準實時或實時驗證的領域。讀完後，我感覺自己對“仿真”這個詞匯的理解被提升到瞭一個新的高度——它不再是事後驗證的工具，而是貫穿設計、優化到操作全生命周期的核心驅動力。對於希望引領下一代無人或自主航天係統發展的技術人員來說，這本書提供瞭一種整閤多學科前沿成果的集成視角。

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這本書的視角實在是太獨特瞭，完全顛覆瞭我對傳統航天技術著作的認知。它沒有過多地糾纏於那些冷冰冰的物理原理或者軌道力學計算，而是將重點放在瞭“應用”這個核心上。我特彆欣賞作者對於如何將復雜的航天器係統轉化為可供分析和優化的數學模型這一過程的闡述。讀起來就像是在看一部將理論與實踐緊密結閤的工程案例集，每一個章節都深入探討瞭特定任務場景下的建模挑戰。例如，書中對目標識彆、姿態控製係統在動態環境下的反饋機製的建模，那種層層遞進的分析，讓我清晰地看到瞭一個看似龐大的航天係統是如何被拆解、抽象，並最終轉化為計算機可以處理的邏輯。對於那些希望從純粹的理論研究轉嚮實際工程應用的讀者來說，這本書提供瞭一個非常紮實的思維框架，它教會的不是“如何計算”，而是“如何思考”如何將現實中的復雜性映射到虛擬世界中進行驗證。那種將仿真結果與實際預期性能進行對比分析的深度，遠超齣瞭我預期的技術手冊範疇，更像是一本高級的係統工程方法論指南。

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這本書的行文風格，坦率地說，非常“硬核”，絲毫沒有給那些對領域知識不甚瞭解的讀者留齣喘息的空間。它假設瞭讀者已經具備瞭紮實的數學基礎和一定的係統工程背景，直接切入瞭建模仿真過程中的關鍵技術難點。我花瞭相當長的時間去理解其中關於非綫性動態係統的處理方法，特彆是如何在高保真度和實時性之間進行取捨的權衡藝術。作者在描述不同層次的仿真模型——從概念驗證模型到高保真飛行模擬器——時所采用的術語和邏輯鏈條非常緊密，幾乎沒有冗餘的詞匯。這種嚴謹性使得每一次的閱讀體驗都像是在攻剋一道技術難題，需要全神貫注。對於那些需要構建、驗證或評估新一代航天裝備軟硬件在環（HIL）測試平颱的研究人員而言，這本書無疑是極具參考價值的工具箱，它提供的不僅僅是方法，更是一種對仿真準確性與魯棒性負責任的態度。

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