海岛礁环境与地质是海战场环境的重要组成部分，多源化的遥感数据与多模态的遥感技术，对构建多维度、高时效性、高精度的综合海战场环境信息系统具有重要的意义。本书首先介绍海岛礁环境与军事地质调查的相关概念，随后从光学遥感、激光雷达、双介质摄影测量、合成孔径雷达4个方面阐述相关要素调查的内容与机理，最后结合具体实例阐述不同遥感技术在军事地质海岛礁环境调查中的相关理论与方法，为军事地质海岛礁环境调查提供理论和技术支持。
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第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 军事地质相关概念及发展历史 1
1.1.2 海岛礁军事地质 4
1.1.3 海岛礁环境与军事地质调查需求 6
1.1.4 海岛礁环境与军事地质调查要素 8
1.2 海岛礁环境与军事地质遥感调查特点、历程及发展趋势 12
1.2.1 海岛礁环境与军事地质遥感调查特点 12
1.2.2 海岛礁环境与军事地质遥感调查历程 14
1.2.3 海岛礁环境与军事地质遥感调查发展趋势 16
1.3 海岛礁环境与军事地质遥感调查技术应用 19
1.3.1 光学遥感在海岛礁环境与军事地质调查中的应用 19
1.3.2 激光雷达在海岛礁环境与军事地质调查中的应用 20
1.3.3 摄影测量在海岛礁环境与军事地质调查中的应用 21
1.3.4 合成孔径雷达在海岛礁环境与军事地质调查中的应用 22
第2章 军事地质海岛礁环境光学遥感地质调查技术 24
2.1 光学遥感理论基础 24
2.1.1 电磁波与电磁波谱 24
2.1.2 太阳辐射及其在大气中的传输 25
2.1.3 地物的光谱特性 28
2.1.4 卫星平台与光学传感器 31
2.1.5 光学遥感影像处理 33
2.2 海岛礁遥感水深反演 37
2.2.1 海岛礁军事地质水深要素 37
2.2.2 浅海水深光学遥感反演机理与方法 38
2.2.3 浅海水深光学遥感调查 41
2.3 海岛礁水色要素光学遥感调查 44
2.3.1 海岛礁军事地质水色要素 44
2.3.2 水色要素光学遥感反演机理与方法 45
2.3.3 叶绿素浓度光学遥感调查 48
2.3.4 悬浮物浓度光学遥感调查 49
2.3.5 黄色物质光学遥感调查 52
2.4 海岛礁水体理化要素光学遥感调查 53
2.4.1 海岛礁军事地质水体理化要素 53
2.4.2 水体理化要素光学遥感反演机理与方法 54
2.4.3 海表温度光学遥感调查 57
2.4.4 海表盐度及密度光学遥感调查 60
2.5 海岛礁底质光学遥感调查 61
2.5.1 海岛礁军事地质底质要素 61
2.5.2 底质要素光学遥感识别机理与方法 62
2.5.3 底质要素光学遥感调查 64
2.6 海岛礁地质灾害光学遥感调查 66
2.6.1 海岛礁地质灾害要素 66
2.6.2 地质灾害要素光学遥感监测机理与方法 68
2.6.3 地质灾害要素光学遥感调查 69
第3章 军事地质海岛礁环境激光雷达调查技术 73
3.1 激光雷达理论基础 73
3.1.1 激光的光学特性概述 73
3.1.2 激光能量方程 74
3.1.3 水体激光光学特性 76
3.1.4 测深激光雷达种类与探测方式 78
3.2 全波形激光雷达海岛礁浅海地形测量 79
3.2.1 全波形激光雷达水深测量基本理论 79
3.2.2 全波形激光雷达水深测量方法与流程 83
3.2.3 海浪波与折射改正 91
3.2.4 深度基准转换 95
3.3 全波形激光雷达海岛礁环境要素测量 98
3.3.1 海面风速测量 98
3.3.2 海水温度及盐度测量 100
3.3.3 荧光海洋污染监测 102
3.4 光子计数激光雷达原理与探测方法 108
3.4.1 光子计数激光雷达原理 108
3.4.2 光子计数激光雷达测量模型 111
3.4.3 光子数据特征与滤波预处理 115
3.4.4 基于数据空间特征的密度滤波 118
3.5 光子计数激光雷达海岛礁要素探测 128
3.5.1 浅海水深与地形要素测量 128
3.5.2 植被冠层结构及生物量提取 132
第4章 军事地质海岛礁环境双介质摄影测量调查技术 137
4.1 摄影测量理论基础 137
4.1.1 严格成像模型 137
4.1.2 RPC有理函数模型 139
4.1.3 核线影像构建 143
4.1.4 空间前方交会测量 145
4.2 双介质摄影测量浅海水深测量 147
4.2.1 多光谱影像的太阳剔除 147
4.2.2 影像增强 150
4.2.3 水陆分离 151
4.2.4 水边线与平均海平面提取 152
4.2.5 水深折射改正与相对水深获取 153
4.2.6 深度基准转换 156
4.3 双介质摄影测量水陆一体三维建模 161
4.3.1 影像稀疏与密集匹配 161
4.3.2 空间高精度DEM生成 163
4.3.3 水下DEM分离 163
4.3.4 水下地形坐标校正 164
4.4 双介质摄影测量水陆测量误差分析 165
4.4.1 空间定位误差 165
4.4.2 折射误差 166
4.4.3 海面导致的误差 167
第5章 军事地质海岛礁环境合成孔径雷达调查技术 169
5.1 合成孔径雷达成像原理 169
5.1.1 真实孔径雷达 169
5.1.2 合成孔径雷达 171
5.2 合成孔径雷达图像特征 172
5.2.1 地物的散射特征 172
5.2.2 合成孔径雷达图像的几何特征 174
5.2.3 合成孔径雷达图像理解 176
5.3 合成孔径雷达海岛礁调查 177
5.3.1 基于合成孔径雷达的海岛礁要素识别 177
5.3.2 基于合成孔径雷达干涉测量的海岛礁地形要素获取 190
第6章 海岛礁调查实例 198
6.1 实例一：多光谱遥感水深反演 198
6.1.1 研究区域 198
6.1.2 遥感影像和实测数据预处理 198
6.1.3 实验结果与分析 200
6.2 实例二：全波形单波束激光雷达水深测量 204
6.2.1 数据与研究区域 204
6.2.2 实验结果与分析 206
6.3 实例三：基于自适应可变椭圆滤波的光子计数激光雷达测深 215
6.3.1 数据与研究区域 215
6.3.2 海浪波拟合与折射校正 219
6.4 实例四：WorldView-2影像双介质水陆一体三维建模 223
6.4.1 数据与研究区域 223
6.4.2 实验结果与分析 223
参考文献 228
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