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極化雷達成像基礎與應用 ( 簡體 字) |
| 作者：洪文,李洋,尹嬙 等 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 36176
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
【不接受訂購】 |
| 出版日：6/1/2013 |
| 頁數：312 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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【不接受訂購】 | | ISBN：9787121202667 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：譯者序
作為一種主動的航天、航空遙感手段, 微波成像技術具有全天時、全天候工作的特點, 在環境保護、災害監測、海洋觀測、資源勘查、精細農業、地質測繪、政府公共決策等方面有著廣泛的應用, 目前已成為高分辨率對地觀測和全球資源管理最重要的手段之一。極化合成孔徑雷達(PolSAR)技術是高分辨率微波成像系統從單一的“影像冶獲取向定量化測量工具發展的不可或缺的途徑。與合成孔徑雷達干涉測量系統(InSAR)相似,PolSAR 系統不僅能夠利用影像功率信息, 其通道間的相對相位信息還可以定量地反映目標特性差異,從而在無監督地物分割分類、目標檢測與識別、土壤濕度和生物量等地物參數估計方面存在重要的應用潛力和價值。
極化合成孔徑雷達技術領域的研究涉及電磁矢量散射理論、多通道相干雷達系統及數據處理技術、定量化地物參數反演及應用技術等, 是基礎理論與實驗科學緊密結合并相互促進的典型研究領域之一。受限于目前國內在極化SAR 基礎理論、系統技術及數據應用等方面相互割裂的研究現狀, 迫切需要系統全面地了解在極化相干系統設計、數據處理及應用等方面的國際領先研究經驗和成果。
本書是一部專門討論極化合成孔徑雷達成像基礎理論、目標的極化特征模型及特征量、數據處理方法和多種反演應用算法的學術論著。本書的兩位作者是當前活躍在極化SAR 研究領域的知名學者, 他們具有長期專門從事極化SAR 成像研究的經歷, 是分別為美國國家航空與航天局噴氣推進實驗室(NASA-JPL)和歐洲空間局(ESA)提供技術咨詢服務及數據處理支持的頂尖科學家, 并擁有豐富的教學經驗。
本書著重論述極化SAR 的基本概念、數據處理原則與方法、極化SAR 的典型應用算
法等。該書注重選材的全面與組織架構的簡潔, 強調算法的基本原理與工程實現相結合,
對專門從事極化SAR 數據處理的研究人員而言具有較強的可讀性和可操作性;同時, 本書
采取了電磁散射基礎、統計信號理論、雷達系統等專業知識與極化合成孔徑雷達圖像濾波、地物目標分解分類及參數反演等應用相結合的闡述方法, 從而使本書有望成為一本優秀的電子工程專業研究生教材。在整個翻譯直至出版的過程中, 兩位作者給予了一貫的關注和支持。此外, 中譯本還完成了對原書的勘誤和修訂。在閱讀本書時可以配合使用附錄中提及的極化SAR 數據處理軟件PolSARPro 及極化SAR 樣例數據。
本書中譯本的翻譯組織工作由微波成像技術國家重點實驗室的微波成像新概念、新體
制和新方法研究團隊完成。本團隊自2006 年起開始在國家自然科學基金重大項目(多維
度微波成像基礎理論與關鍵技術60890071)、科技部國際合作項目(先進極化技術林業應用
的研究和論證2008DFA11690、“龍計劃冶二期極化干涉SAR 土地覆蓋及地表形變信息提取
技術5344)及863 項目(面向對象的高可信SAR 處理系統, 2011AA120401)等國家級項目的支持下, 持續開展極化/ 極化干涉基礎理論、數據處理及應用研究, 并直接參與了Pol-SARPro 軟件中算法模塊的開發工作。
在兩年多的翻譯過程中, 譯者與兩位作者針對國內研究初步且尚無確定概念的內容和
專業術語進行了多次溝通和深入的探討, 以期最大限度地體現譯文與原文研究水準的一致
性。微波成像技術重點實驗室的王衛延研究員以其極高的熱情與深厚的學術功底對全書
進行了譯審, 幫助譯者完成了中譯本的勘誤, 并得到了作者的確認和一致肯定。參加本書
翻譯的有洪文、李洋、尹嬙以及周勇勝、閆劍、陳琳和王鵬等研究生。本書的翻譯還得到
了中國科學院電子學研究所吳一戎院士、中國林業科學研究院資信所陳爾學研究員等多位
專家的支持和幫助。鑒于譯者的經驗和時間約束, 翻譯過程中難免存在未盡和疏漏之處,
敬請廣大同行和讀者批評指正。
序
1983 年到1988 年期間舉辦的NATO ARWs淤是首次從雷達目標檢測開始對極化雷達遙
感60 年以來曲折的歷史發展脈絡進行詳盡評估的專題討論會。來自西歐、北美、日本和東北亞的120 多位頂尖專家通過純數學建模的方式綜合評估了矢量電磁散射及成像的數學物理方法, 并利用NASA鄄JPL AIRSAR 首次獲取的極化合成孔徑雷達數字圖像對模型原理進行了驗證。
在該階段中缺乏相關的知識普及型教材, 而一系列探索性教材正在醞釀當中。情況于
1992 年有所改變, 該年度的IEEE鄄GRSS IGARSS 會議專門設置了極化分會, 有關極化雷達與極化SAR 的文章數量展現出前所未有的增長趨勢。該分會安排了一系列重要的活動, 其規模相當于一場微型極化專題討論會。我們當時都致力于為先進的極化SAR、極化干涉SAR、多模態SAR 層析及全息影像獲取開發成像算法及工具。期間使用了在1994 年航天飛機任務中獲取的優質SIR-C/ X-SAR 極化圖像, 以及不斷增長的機載全極化SAR 系統所獲取的圖像。這些機載系統包括:NASA-JPL 的AIRSAR 系統、CCRS 的Convair C-580 系統、DLR 的E-SAR 系統、ONERA 的RAMSES 系統, 以及CRL(NICT) / NASDA(JAXA)的PiSAR 系統。在此之后, 新教材的出版工作再次陷入了停滯。這主要是因為工作的重點集中在驗證極化成像雷達體制在遙感領域中的應用潛力上, 并轉而推動幾個知識普及型項目, 例如
EU-TMR和EU-RTN 在極化雷達方面的合作、ONR-NICOP 在寬帶干涉感知及監測方面的專題
討論會、近年發展起來的兩年一屆的EUSAR 和ESA-POLINSAR 會議。本書在極化雷達成像
方面極具價值, 而兩位作者為上述工作做出了巨大貢獻, 由此推動了極化雷達成像基礎理論及其應用的不斷發展。
對編輯并出版一本教材的需求已經迫在眉睫。這本教材應簡明且全面地覆蓋雷達、極化SAR 及干涉方面的問題。國際組織接下來優先要做的是利用成功發射的新一代星載全極化SAR 傳感器進行感知、成像并監測壓力變化。這三部傳感器分別是日本JAXA 于2006 年1 月發射的ALOS-PALSAR(L 波段), 加拿大CSA/ MDA 于2007 年12 月發射的RADARSAT-2(C
波段), 德國DLR/ Astrium 于2007 年6 月發射的TerraSAR-X(X 波段)。盡管目前使用的星載全極化SAR 傳感器可以極大地改進全球影像獲取及地表覆蓋測圖能力, 并在全球變化檢測方面成為了寶貴的工具, 但接下來更為復雜的問題是無法通過單獨部署機載或星載平臺來完成實時監測自然災害區域, 以滿足減災應用的需求。由于機載及星載多模式SAR 成像系統還不能完全滿足需求, 接下來必須快速發展重軌差分極化干涉SAR 層析技術, 并盡一切努力來發展載有多波段多模式全極化SAR 傳感器的高軌平臺。平臺應不僅限于軍用, 更應該用于區域性環境災害監測和控制, 并檢測全球變化現象帶來的沖擊。
上述非凡的成就幫助我們逐漸開始了解極化雷達成像, 同時也使我們對一本專門教材的需求變得緊迫起來。這樣一本教材應該足夠簡要, 且能夠全面地綜合基本理論及由數字運算工具輔助的處理算法。由Jong-Sen Lee 和Eric Pottier 撰寫的這本書精準而卓越地滿足了以上要求, 并且用PolSARpro 工具箱對一系列應用進行了驗證。這是一本非常簡明的教材, 用400 余頁淤覆蓋了從基礎到應用的全部內容, 可以在未來相當長的一段時間內作為可以實際操作的基礎教材。這本教材精選了10 章內容, 其中第1 章對全書進行了詳盡的總結。本書提供的基礎性知識將幫助我們解決那些急迫的任務, 如日益增長的大規模重復性洪水或干旱所導致的莊稼絕收、火山爆發所引起的全球變化, 以及地震與海震引發的海嘯等。現在是利用本書所包含的基礎方法去解決這些可怕難題的時候了。
在這里祝賀本書的兩位作者, 他們的遠見卓識與真誠奉獻匯集成這樣一本姍姍來遲的優秀的極化雷達成像基礎與應用教材。無論是現在還是未來, 我們的星球都承受著嚴重的環境壓力變化, 而本書在解決上述挑戰時所發揮的作用是無與倫比的。
Wolfgang-Martin Boerner 博士
退休教授
伊利諾伊大學芝加哥分校 |
內容簡介：本書作者是兩位國際著名的極化雷達專家，均長期從事極化雷達研究工作，有大量的極化研究成果，并有豐富的教學經驗。本書反映了當前國際上極化技術的研究水平，涵蓋了極化的基本理論、極化的處理算法，極化分類及其他應用。書中全面反映了作者他們長期的極化研究成果和素材，以及當前最新的極化研究進展和成果，形成了完整的極化理論體系。書中還給出了極化目標分解、極化分類、極化的其他應用等有價值的若干專題的豐富素材，特別是對于極化的相干斑濾波和極化目標分解闡述得尤其深刻和全面。 |
目錄：第1 章 極化雷達成像概論
1. 1 極化雷達成像簡史
1. 1. 1 引言
1. 1. 2 成像雷達的發展概況
1. 1. 3 極化雷達成像的發展概況
1. 1. 4 極化雷達成像教學
1. 2 合成孔徑雷達成像概述
1. 2. 1 引言
1. 2. 2 SAR 成像幾何構型
1. 2. 3 SAR 空間分辨率
1. 2. 4 SAR 圖像處理
1. 2. 5 SAR 復數圖像
1. 3 機載和星載極化SAR 系統
1. 3. 1 引言
1. 3. 2 機載極化SAR 系統
1. 3. 3 星載極化SAR 系統
1. 4 內容概要
參考文獻
第2 章 矢量電磁波與極化表征
2. 1 單色平面電磁波
2. 1. 1 波動方程
2. 1. 2 單色平面波解
2. 2 極化橢圓
2. 3 瓊斯矢量
2. 3. 1 定義
2. 3. 2 特殊酉群SU(2)
2. 3. 3 正交極化狀態與極化基
2. 3. 4 極化基變換
2. 4 斯托克斯矢量
2. 4. 1 平面波矢量的實數表示方法
2. 4. 2 特殊酉群O(3)
2. 5 電磁波協方差矩陣
2. 5. 1 電磁波極化度
2. 5. 2 電磁波各向異性和電磁波熵
2. 5. 3 部分極化電磁波的二分量分解理論
參考文獻
第3 章 電磁矢量散射算子
3. 1 Sinclair 極化后向散射矩陣S
3. 1. 1 雷達方程
3. 1. 2 散射矩陣
3. 1. 3 散射坐標系
3. 2 目標散射矢量
3. 2. 1 引言
3. 2. 2 雙站散射體制
3. 2. 3 單站后向散射體制
3. 3 極化相干矩陣T 與極化協方差矩陣C
3. 3. 1 引言
3. 3. 2 雙站散射體制
3. 3. 3 單站后向散射體制
3. 3. 4 散射對稱性
3. 3. 5 特征矢量/ 特征值分解
3. 4 極化Mueller 矩陣M 和Kennaugh 矩陣K
3. 4. 1 引言
3. 4. 2 單站后向散射體制
3. 4. 3 雙站散射體制
3. 5 極化基變換
3. 5. 1 單站后向散射矩陣S
3. 5. 2 極化相干矩陣T
3. 5. 3 極化協方差矩陣C
3. 5. 4 極化Kennaugh 矩陣K
3. 6 目標的極化特征
3. 6. 1 引言
3. 6. 2 目標的特征極化狀態
3. 6. 3 Sinclair 矩陣S 的對角化
3. 6. 4 標準散射機制
參考文獻
第4 章 極化SAR 相干斑統計特性
4. 1 SAR 圖像相干斑的基本性質
4. 1. 1 相干斑的形成
4. 1. 2 瑞利相干斑模型
4. 2 多視SAR 圖像相干斑統計特性
4. 3 紋理模型和K 分布
4. 3. 1 歸一化多視強度圖像的K 分布
4. 3. 2 歸一化多視幅度圖像的K 分布
4. 4 相干斑的空間相關效應
4. 4. 1 等效視數
4. 5 極化和干涉SAR 相干斑統計特性
4. 5. 1 復高斯分布與復Wishart 分布
4. 5. 2 極化SAR 數據的蒙特卡羅仿真
4. 5. 3 仿真方法驗證
4. 5. 4 復相關系數
4. 6 單視和多視極化SAR 數據的相位差分布
4. 6. 1 相位差分布的另一形式
4. 7 多視乘積分布
4. 8 多視強度聯合分布
4. 9 多視強度比和幅度比分布
4. 10 多視概率密度函數的實驗驗證
4. 11 多視極化數據的K 分布
4. 12 小結
附錄4. A
附錄4. B
附錄4. C
附錄4. D
參考文獻
第5 章 極化SAR 相干斑濾波
5. 1 SAR 圖像相干斑濾波介紹
5. 1. 1 SAR 相干斑噪聲模型
5. 2 單極化SAR 相干斑濾波
5. 2. 1 最小均方誤差濾波器
5. 2. 2 基于邊界對齊窗的相干斑濾波: 精改的Lee 濾波器
5. 3 多極化SAR 相干斑濾波算法回顧
5. 3. 1 極化白化濾波器
5. 3. 2 多視極化SAR 數據的PWF 推廣
5. 3. 3 最優加權濾波器
5. 3. 4 矢量相干斑濾波器
5. 4 極化SAR 相干斑濾波
5. 4. 1 極化SAR 相干斑濾波準則
5. 4. 2 精改的Lee 極化SAR 相干斑濾波
5. 4. 3 基于區域生長技術的極化SAR 相干斑濾波
5. 5 基于散射模型的極化SAR 相干斑濾波
5. 5. 1 演示驗證和評估
5. 5. 2 降斑效果
5. 5. 3 主要散射機制的保持效果
5. 5. 4 單一散射目標特征的保持效果
參考文獻
第6 章 極化目標分解理論
6. 1 引言
6. 2 基于Kennaugh 矩陣K 的二分量分解
6. 2. 1 基于現象的Huynen 分解
6. 2. 2 Barnes-Holm 分解
6. 2. 3 Yang 分解
6. 2. 4 目標的二分量分解問題
6. 3 基于特征矢量的目標極化分解
6. 3. 1 Cloude 分解
6. 3. 2 Holm 分解
6. 3. 3 van Zyl 分解
6. 4 基于散射模型的目標極化分解
6. 4. 1 Freeman-Durden 三分量分解
6. 4. 2 Yamaguchi 四分量分解
6. 4. 3 Freeman 二分量分解
6. 5 相干分解
6. 5. 1 引言
6. 5. 2 Pauli 分解
6. 5. 3 Krogager 分解
6. 5. 4 Cameron 分解
6. 5. 5 球坐標分解
參考文獻
第7 章 H / A /α極化分解理論
7. 1 引言
7. 2 單一散射目標情況
7. 3 隨機媒質散射的概率模型
7. 4 旋轉不變性
7. 5 極化散射參數α
7. 6 極化散射熵(H)
7. 7 極化散射各向異性度(A)
7. 8 三維H / A /α分類空間
7. 9 基于特征值的新參數
7. 9. 1 SERD 和DERD 參數
7. 9. 2 香農熵
7. 9. 3 基于特征值的其他參數
7. 10 相干斑濾波對H / A /α的影響
7. 10. 1 極化熵(H)參數
7. 10. 2 各向異性度(A)參數
7. 10. 3α參數
7. 10. 4 H / A /α的估計偏差
參考文獻
第8 章 極化SAR 地物與土地利用分類
8. 1 引言
8. 2 基于復高斯分布的最大似然分類器
8. 3 針對多視極化SAR 數據的復Wishart 分類器
8. 4 Wishart 距離度量特征
8. 5 基于Wishart 距離度量的監督分類
8. 6 基于散射機理和Wishart 分類器的非監督分類
8. 6. 1 實驗結果
8. 6. 2 改進的H / A /αWishart 分類器
8. 7 基于散射模型的非監督分類
8. 7. 1 實驗結果
8. 7. 2 討論
8.8 分類能力的定量比較: 全極化SAR、雙極化SAR 與單極化SAR
8. 8. 1 基于最大似然分類器的監督分類評估
參考文獻
第9 章 極化干涉SAR 森林制圖與分類
9. 1 引言
9. 2 極化干涉SAR 的散射表征
9. 2. 1 極化干涉相干矩陣T6
9. 2. 2 極化干涉復相干性
9. 2. 3 極化干涉相干最優
9. 2. 4 極化干涉SAR 數據統計特性
9. 3 森林制圖與森林分類
9. 3. 1 森林區域分割
9. 3. 2 體散射類型地物的非監督極化干涉SAR 分類
9. 3. 3 極化干涉SAR 森林監督分類
附錄9. A 計算最優干涉相干系數對的統計量
參考文獻
第10 章 極化SAR 應用示例
10. 1 人造建筑物極化特征分析
10. 1. 1 斜距向多次反射回波
10. 1. 2 在建橋梁的極化特征
10. 1. 3 橋梁建成后的極化特征
10. 1. 4 小結
10. 2 極化方向角估計及其應用
10. 2. 1 雷達幾何和極化方向角
10. 2. 2 圓極化協方差矩陣
10. 2. 3 圓極化算法
10. 2. 4 討論
10. 2. 5 方向角偏移應用
10. 3 極化SAR 海洋表面遙感
10. 3. 1 冷水界面檢測
10. 3. 2 海洋表面坡度測量
10. 3. 3 定向海浪坡度譜測量
10. 4 電離層法拉第旋轉估計
10. 4. 1 法拉第旋轉估計
10. 4. 2 ALOS PALSAR 數據的法拉第旋轉角估計
10. 5 極化干涉SAR 在森林高度估計中的應用
10. 5. 1 相干性估計的相關問題
10. 5. 2 自適應的極化干涉相干斑濾波算法
10. 5. 3 利用Glen Affric 地區E-SAR 數據的極化干涉實驗
10. 6 非平穩自然媒質極化SAR 數據的二維時頻分析
10. 6. 1 引言
10. 6. 2 SAR 數據時頻分析原理
10. 6. 3 非平穩媒介極化SAR 響應離散時頻分解
10. 6. 4 非平穩媒質檢測和分析
參考文獻
附錄A 埃爾米特矩陣的本征特性
附錄B PolSARpro 軟件: 極化SAR 數據處理和教學工具箱
索引 |
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