遙感是通過不與物體、區(qū)域或現(xiàn)象接觸的設備來獲取調查數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析而得到物體、區(qū)域或現(xiàn)象有關信息的科學與技術。本書是美國威斯康星大學麥迪遜分校教授Thomas M. Lillesand、Ralph W. Kiefer和達特茅斯學院教授Jonathan W. Chipman合著的Remote Sensing and Image Interpretation, Seventh Edition一書的中譯本，內容包括：遙感的概念和基礎，攝影系統(tǒng)原理，攝影測量的基本原理，多光譜、熱紅外和高光譜遙感，地球資源衛(wèi)星的光譜應用，微波和激光雷達遙感，數(shù)字圖像分析，遙感應用等。書后提供了大量參考文獻、術語表和附錄等。全書附有大量彩色和黑白遙感圖像或照片，為讀者提供了生動而豐富的內容。全書緊跟遙感科技發(fā)展的步伐，圖文并茂，內容豐富，知識覆蓋面寬，概念清楚，講解生動。
Thomas M. Lillesand，美國威斯康星大學麥迪遜分校學士、碩士、博士，教授，現(xiàn)已退休。美國攝影測量與遙感學會認證攝影測繪制圖專家和成圖專家，約翰?斯坦尼斯空間中心學術委員會委員，地球觀測系統(tǒng)、EROS數(shù)據(jù)中心科學顧問團成員，美國攝影測量與遙感學會前任主席與理事，美國土木工程學會會員。研究方向為環(huán)境監(jiān)測、遙感、自然資源管理、高分辨率衛(wèi)星圖像處理、地理信息系統(tǒng)、大面積土地利用空間成圖、遙感的交通應用、國家空間政策。曾獲美國測繪大會厄爾?芬耐爾獎、美國攝影測量與遙感學會艾倫?戈登紀念獎。發(fā)表論文125篇。
彭望琭 女，教授，長期從事遙感與計算機相關工作。中國遙感應用協(xié)會專家委員會常務委員，曾任北京師范大學珠海分校信息技術學院院長、全國遙感教學研究會會長、教育部第二屆教學指導委員會委員、國土資源部信息化專家咨詢委員會委員、珠海市計算機學會第一屆理事長、廣東省遙感與GIS學會常務理事等職。主編或合編多本教材和譯著，獲得多項獎項。
第1章 遙感的概念和基礎 1
1.1 引言 1
1.1.1 電磁遙感過程概述 1
1.1.2 本書的組織方式 2
1.2 能源和輻射原理 3
1.3 大氣中能量的相互作用 6
1.3.1 散射 6
1.3.2 吸收 6
1.4 能量與地物的相互作用 7
1.4.1 地物的光譜反射率 10
1.4.2 光譜響應模式 13
1.4.3 大氣對光譜響應模式的影響 14
1.4.4 幾何因素對光譜響應模式的影響 16
1.5 數(shù)據(jù)獲取和數(shù)字圖像概念 19
1.6 參考數(shù)據(jù) 24
1.7 全球定位系統(tǒng)和其他全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) 26
1.7.1 GNSS的國際發(fā)展狀態(tài) 26
1.7.2 GNSS數(shù)據(jù)處理和校正 26
1.8 遙感系統(tǒng)的特點 27
1.9 遙感的成功應用 29
1.10 地理信息系統(tǒng) 31
1.11 GIS和遙感的空間數(shù)據(jù)框架 34
1.12 圖像目視解譯 35
1.12.1 圖像解譯的要素 35
1.12.2 圖像解譯策略 39
1.12.3 圖像解譯標志 39
1.12.4 遙感波長 40
1.12.5 色彩感知和混色 40
1.12.6 圖像解譯的時間因素 41
1.12.7 圖像空間分辨率和地面采樣距離 42
1.12.8 圖像解譯中的其他重要分辨率 44
1.12.9 圖像比例尺 45
1.12.10 圖像解譯過程 45
1.12.11 目視解譯的基本設備 46
1.12.12 目視圖像解譯與計算機圖像處理的關系 50
第2章 攝影系統(tǒng)原理 51
2.1 引言 51
2.2 航空攝影的早期歷史 51
2.3 攝影基礎 53
2.3.1 簡單攝影機 53
2.3.2 聚焦 53
2.3.3 曝光 54
2.3.4 幾何因素對膠片曝光的影響 55
2.3.5 濾色片 56
2.4 膠片攝影 58
2.4.1 膠片密度和特征曲線 59
2.4.2 黑白膠片 62
2.4.3 彩色膠片 64
2.4.4 彩紅外膠片 65
2.5 數(shù)字攝影 68
2.5.1 數(shù)字和模擬攝影對比 68
2.5.2 數(shù)字攝影的優(yōu)點 70
2.6 航空攝影機 70
2.6.1 單鏡頭分幅攝影機 70
2.6.2 全景攝影機 73
2.6.3 數(shù)字攝影機幅面尺寸 74
2.6.4 小幅面數(shù)字攝影機 75
2.6.5 中幅面數(shù)字攝影機 75
2.6.6 大幅面數(shù)字攝影機 76
2.6.7 面陣數(shù)字攝影機的幾何要素 78
2.7 攝影系統(tǒng)的空間分辨率 79
2.7.1 膠片攝影系統(tǒng) 79
2.7.2 數(shù)字攝影系統(tǒng) 82
2.7.3 物體的探測、識別和鑒定 84
2.8 航空攝像 84
2.9 小結 85
第3章 攝影測量的基本原理 86
3.1 引言 86
3.2 航空照片的基本幾何特征 88
3.2.1 航空照片的幾何類型 88
3.2.2 垂直航空照片拍攝 89
3.2.3 垂直照片的幾何要素 91
3.2.4 像平面坐標測量 92
3.3 照片比例尺 92
3.4 航空照片的地面覆蓋 95
3.5 面積測量 97
3.6 垂直地物的投影差 98
3.6.1 投影差的特性 98
3.6.2 由投影差測量確定物體的高度 100
3.6.3 投影差的校正 100
3.7 影像視差 102
3.7.1 影像視差的特性 102
3.7.2 由視差測量得到物體的高度和地面坐標位置 103
3.7.3 視差測量 105
3.8 航空攝影的地面控制 107
3.9 確定航空攝影的外方位元素 108
3.9.1 間接地理參照 108
3.9.2 直接地理參照 111
3.10 從航空照片生產制圖產品 111
3.10.1 基礎平面制圖 111
3.10.2 從硬拷貝到軟拷貝的顯示與制圖系統(tǒng)的演化 112
3.10.3 空間交會與DEM制作 113
3.10.4 數(shù)字/正射影像制作 114
3.10.5 多光束攝影測量 118
3.11 飛行計劃 120
3.12 小結 124
第4章 多光譜、熱紅外和高光譜遙感 125
4.1 引言 125
4.2 垂直航跡掃描 125
4.3 沿航跡掃描（推帚式掃描） 129
4.4 垂直航跡多光譜掃描儀和影像實例 130
4.5 沿航跡多光譜掃描儀和影像實例 133
4.6 垂直航跡掃描儀影像的幾何特性 134
4.6.1 空間分辨率和地面覆蓋 135
4.6.2 比例尺切向畸變 135
4.6.3 分辨單元大小的變化 137
4.6.4 一維投影差 138
4.6.5 飛行參數(shù)畸變 139
4.7 沿航跡掃描儀影像的幾何特性 140
4.8 熱紅外成像 141
4.9 熱輻射原理 143
4.9.1 輻射與動力學溫度 143
4.9.2 黑體輻射 143
4.9.3 實體輻射 144
4.9.4 大氣影響 146
4.9.5 熱輻射和地面要素的相互作用 146
4.10 熱紅外影像解譯 148
4.11 熱紅外影像輻射校準和溫度制圖 154
4.11.1 黑體校準源的內標校準 154
4.11.2 空地相關 155
4.11.3 用熱紅外圖像制作溫度圖 155
4.12 FLIR系統(tǒng) 156
4.13 高光譜遙感 156
4.14 小結 163
第5章 地球資源衛(wèi)星的光譜應用 164
5.1 引言 164
5.2 衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的光譜特征 165
5.2.1 衛(wèi)星平臺和任務子系統(tǒng) 165
5.2.2 衛(wèi)星軌道設計 167
5.2.3 傳感器設計參數(shù) 167
5.2.4 其他系統(tǒng)注意事項 171
5.3 中等分辨率系統(tǒng) 171
5.4 陸地衛(wèi)星1～7 171
5.5 陸地衛(wèi)星8 180
5.6 未來的陸地衛(wèi)星任務和全球對地觀測系統(tǒng) 188
5.7 SPOT 1～5 189
5.8 SPOT 6和7 196
5.9 其他中等分辨率衛(wèi)星的演化 198
5.10 1999年以前發(fā)射的中等分辨率系統(tǒng) 199
5.11 1999年以后發(fā)射的中等分辨率系統(tǒng) 200
5.12 高分辨率系統(tǒng) 204
5.13 高光譜衛(wèi)星系統(tǒng) 209
5.14 觀測常規(guī)地表特征的氣象衛(wèi)星 211
5.15 NOAA POES衛(wèi)星 211
5.16 JPSS衛(wèi)星 213
5.17 GOES衛(wèi)星 215
5.18 海洋監(jiān)測衛(wèi)星 217
5.19 對地觀測系統(tǒng) 218
5.19.1 MODIS 219
5.19.2 ASTER 221
5.19.3 MISR 223
5.20 空間站遙感 223
5.21 空間碎片 226
第6章 微波和激光雷達遙感 228
6.1 引言 228
6.2 雷達的發(fā)展 228
6.3 成像雷達系統(tǒng)的工作原理 230
6.3.1 距離分辨率 234
6.3.2 方位分辨率 235
6.4 合成孔徑雷達 236
6.5 雷達圖像的幾何特性 238
6.5.1 斜距比例失真 238
6.5.2 地形起伏的偏移影響 239
6.5.3 視差 241
6.6 雷達信號的傳輸特性 242
6.7 其他雷達圖像特征 244
6.7.1 雷達圖像光斑 244
6.7.2 雷達圖像距離亮度變化 246
6.8 雷達圖像解譯 247
6.8.1 幾何特性 247
6.8.2 電特性 250
6.8.3 極化作用 251
6.8.4 土壤響應 252
6.8.5 植被響應 252
6.8.6 水和冰的響應 255
6.8.7 城市區(qū)域響應 257
6.8.8 小結 258
6.9 干涉測量雷達 258
6.10 空間雷達遙感 261
6.11 Seasat-1和航天飛機成像雷達任務 263
6.11.1 SIR-A 264
6.11.2 SIR-B 264
6.11.3 SIR-C 266
6.12 Almaz-1 267
6.13 ERS、Envisat和Sentinel-1 267
6.14 JERS-1、ALOS和ALOS-2 268
6.15 Radarsat 269
6.16 TerraSAR-X、TanDEM-X和PAZ 272
6.17 COSMO-SkyMed星座 273
6.18 其他高分辨率星載雷達系統(tǒng) 273
6.19 航天飛機雷達地形測繪任務 274
6.20 航天雷達系統(tǒng)小結 276
6.21 雷達測高法 277
6.22 被動微波遙感 279
6.22.1 微波輻射計 279
6.22.2 被動微波掃描儀 280
6.23 Lidar的基本原理 282
6.24 Lidar數(shù)據(jù)分析和應用 283
6.25 航天Lidar 287
第7章 數(shù)字圖像分析 289
7.1 引言 289
7.2 圖像預處理 290
7.2.1 去噪 291
7.2.2 輻射校正 292
7.2.3 幾何校正 295
7.2.4 子圖、圖層堆疊和鑲嵌 297
7.3 圖像增強 298
7.4 對比度處理 298
7.4.1 灰度級閾值處理 298
7.4.2 灰度分割 298
7.4.3 對比度拉伸 300
7.5 空間特征處理 302
7.5.1 空間濾波 302
7.5.2 卷積 303
7.5.3 邊緣增強 305
7.5.4 傅里葉分析 307
7.6 多圖像處理 309
7.6.1 光譜比值 309
7.6.2 歸一化差值指數(shù)和其他指數(shù) 311
7.6.3 主成分與典型成分 313
7.6.4 植被成分 317
7.6.5 明度-色調-飽和度彩色空間變換 319
7.6.6 去相關拉伸 320
7.7 圖像分類 321
7.8 監(jiān)督分類 322
7.9 分類階段 323
7.9.1 均值最小距離分類法 324
7.9.2 平行六面體分類法 324
7.9.3 高斯最大似然分類法 325
7.10 訓練階段 326
7.11 非監(jiān)督分類 332
7.12 混合分類 335
7.13 混合像元分類 336
7.13.1 光譜混合分析 337
7.13.2 模糊分類 339
7.14 輸出階段和分類后平滑 339
7.15 基于對象分類 341
7.16 神經網(wǎng)絡分類 343
7.17 分類精度評價 344
7.17.1 分類誤差矩陣 344
7.17.2 分類誤差矩陣評價 346
7.17.3 取樣需要考慮的事項 347
7.17.4 關于精度評價的最后思考 348
7.18 變化檢測 348
7.19 圖像時間序列分析 351
7.20 數(shù)據(jù)融合與GIS集成 354
7.20.1 多時相數(shù)據(jù)融合 354
7.20.2 多傳感器圖像融合 355
7.20.3 圖像數(shù)據(jù)與輔助數(shù)據(jù)的合并 355
7.20.4 自動土地覆蓋分類與GIS數(shù)據(jù)集成 356
7.21 高光譜圖像分析 358
7.21.1 高光譜圖像的大氣校正 358
7.21.2 高光譜圖像分析技術 359
7.22 生物物理建模 361
7.23 小結 364
第8章 遙感應用 365
8.1 引言 365
8.2 土地利用/覆蓋制圖 366
8.3 地質和土壤制圖 370
8.3.1 地質制圖 370
8.3.2 土壤制圖 373
8.4 農業(yè)應用 375
8.5 林業(yè)應用 377
8.6 牧場應用 381
8.7 水資源應用 382
8.7.1 水體數(shù)量及分布 382
8.7.2 水質 386
8.8 冰雪應用 388
8.9 城市和區(qū)域規(guī)劃應用 390
8.10 濕地制圖 391
8.11 野生動物生態(tài)學應用 393
8.12 考古學應用 396
8.13 環(huán)境評價與保護 398
8.14 自然災害評價 400
8.14.1 野火 401
8.14.2 強風暴 401
8.14.3 洪水 403
8.14.4 火山爆發(fā) 403
8.14.5 灰埃和煙霧 404
8.14.6 地震 404
8.14.7 海嘯 405
8.14.8 海岸線侵蝕 405
8.14.9 滑坡 405
8.15 地貌識別和評價原理 407
8.15.1 土壤特征 407
8.15.2 土地利用適宜性評價 408
8.15.3 地貌識別和評價的圖像解譯要素 409
8.15.4 影像解譯過程 412
8.16 小結 418
附錄A 輻射度的概念、術語和單位 419
A.1 輻射測量的幾何特性 419
A.2 輻射度的術語和單位 420
附錄B 樣本坐標變換和重采樣過程 422
B.1 二維仿射坐標變換 422
B.2 重采樣過程 422
附錄C 雷達信號的概念、術語和單位 425
C.1 信號功率和雷達散射截面 425
C.2 雷達信號的復振幅 426
遙感常用國際單位 428
術語表 429
參考文獻 443
書單推薦
