第一部分是遥感传感器，主要阐述了可见光、高光谱、雷达等多种传感器的性能、参数及研制，并综述和展望了发展趋势。第二部分是遥感信息处理，系统地描述了遥感影像预处理方法，以及遥感影像信息处理和提取的新方法。第三部分从光学、热红外、主动、被动等方面，系统地阐述了定量遥感反演的进展和新趋势。第四部分展示了遥感技术在自然资源、生态环境、城乡建设、交通运输等方面的应用，探讨了当前遥感技术的应用势态。
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前言
第一部分遥感传感器
第1章绪论3
参考文献6
第2章可见光成像遥感器7
2.1高分辨率可见光遥感器7
2.1.1国外发展现状及趋势7
2.1.2国内发展现状及趋势12
2.2天基视频遥感器（视频卫星）15
2.3天基夜光遥感器（微光卫星）17
2.4高分辨率可见光遥感器发展趋势19
2.4.1轻量化、集成化、卫星平台载荷一体化19
2.4.2新型成像探测19
2.4.3同轴三反射镜消像散形式光学系统19
2.4.4成像系统全链路仿真及调制传递函数补偿方法19
2.4.5遥感器智能化19
2.4.6卫星指标增强20
2.4.7空间分辨率提高20
2.4.8多星组网20
2.5高分辨率可见光遥感器应对策略20
2.5.1提升核心元器件国产化水平20
2.5.2提高分辨率和图像质量20
2.5.3提高卫星敏捷机动能力、姿态稳定度和卫星载荷一体化设计21
2.5.4高、低轨高分辨率卫星组合探测21
2.5.5促进商业遥感卫星发展21
参考文献21
第3章高光谱遥感器23
3.1高光谱遥感器国外发展态势25
3.2高光谱遥感的国内发展态势27
3.3高光谱遥感器的发展趋势29
3.3.1设备轻量化29
3.3.2应用多样化30
3.3.3多元信息一体化30
3.3.4高光谱遥感技术多元化30
3.3.5分辨率进一步提高31
3.4高光谱遥感器应对策略32
3.4.1数据处理的多样化应对成像方式的多样化32
3.4.2提升卫星技术指标、拓宽应用平台32
3.4.3布局智能化卫星与大数据分析32
参考文献33
第4章合成孔径雷达35
4.1合成孔径雷达的国外发展现状35
4.1.1机载/无人机载合成孔径雷达35
4.1.2星载合成孔径雷达38
4.2合成孔径雷达的国内发展现状42
4.3被动合成孔径雷达的国内外发展现状43
4.3.1被动合成孔径雷达系统的原理43
4.3.2被动合成孔径雷达系统的国内外现状44
4.4合成孔径雷达的发展趋势45
4.4.1全极化技术45
4.4.2多频段应用技术46
4.4.3多维合成孔径雷达技术46
4.4.4主被动合成孔径雷达一体化技术46
4.5合成孔径雷达的应对策略47
4.5.1发展高分辨率高带宽定量遥感技术47
4.5.2设计轻量级实时抗干扰多星组网合成孔径雷达系统47
参考文献48
第5章激光雷达遥感器50
5.1地基激光雷达遥感器50
5.1.1地基激光雷达国内外研究现状50
5.1.2地基激光雷达遥感器发展趋势55
5.2空基激光雷达遥感器58
5.2.1空基激光雷达国内外研究现状58
5.2.2空基激光雷达遥感器发展趋势60
5.3天基激光雷达遥感器67
5.3.1天基激光雷达国内外研究现状67
5.3.2天基激光雷达遥感器发展趋势70
5.4激光遥感技术应对策略72
5.4.1实现小型化高分辨率阵列探测器72
5.4.2发展高光谱/多光谱激光雷达技术73
5.4.3探索量子激光雷达技术73
参考文献74
第二部分遥感信息处理
第6章遥感影像的几何处理79
6.1遥感影像几何处理基础79
6.1.1成像模型79
6.1.2遥感影像几何变形80
6.1.3遥感影像几何纠正82
6.2遥感影像几何处理模型83
6.2.1基于几何成像模型的几何纠正83
6.2.2基于多项式模型的几何纠正84
6.2.3基于有理函数模型的几何纠正85
6.2.4在轨几何纠正86
6.2.5无控制点几何纠正86
6.3几何处理应用87
6.3.1影像间自动配准87
6.3.2数字影像镶嵌87
6.4本章小结87
参考文献88
第7章遥感传感器的辐射定标91
7.1定标概述91
7.1.1辐射定标的概念91
7.1.2辐射定标的意义91
7.2可见光近红外传感器定标92
7.2.1可见近红外传感器定标研究现状92
7.2.2历史数据再定标97
7.2.3主流传感器可见近红外定标98
7.2.4展望101
7.3热红外传感器定标102
7.3.1热红外传感器定标概述102
7.3.2热红外传感器定标方法102
7.3.3主流热红外传感器定标105
7.3.4展望106
参考文献106
第8章高分辨率遥感信息处理及应用112
8.1高分辨率遥感影像概况112
8.1.1高分辨率遥感卫星的发展与现状112
8.1.2高分辨率遥感影像数据特点与解译挑战113
8.2高分辨率遥感影像的处理及应用114
8.2.1高分辨率遥感影像信息处理概述114
8.2.2土地覆盖分类115
8.2.3城市功能区分类118
8.2.4变化检测120
8.3多源遥感信息融合121
8.3.1高分辨率与高光谱数据融合121
8.3.2高分辨率与合成孔径雷达数据融合122
8.3.3高分辨率与激光雷达数据融合123
8.3.4多源遥感信息融合的发展与展望124
8.4高分辨率遥感发展与展望125
参考文献125
第9章高光谱遥感信息处理及应用134
9.1高光谱遥感影像概况134
9.1.1高光谱遥感概念及数据特点134
9.1.2高光谱遥感技术的发展与现状134
9.1.3高光谱遥感影像数据解译挑战136
9.2高光谱遥感影像的处理与分析137
9.2.1数据降维137
9.2.2降噪处理138
9.2.3频谱分解139
9.2.4影像分类143
9.3高光谱遥感影像的应用144
9.3.1农业145
9.3.2海洋145
9.3.3森林145
9.3.4湿地146
9.4高光谱遥感的发展与展望146
参考文献147
第10章雷达遥感信息处理及应用154
10.1合成孔径雷达的原理及应用154
10.1.1合成孔径雷达概况154
10.1.2合成孔径雷达影像的处理与分析156
10.1.3合成孔径雷达影像的主要应用领域158
10.1.4合成孔径雷达的发展与展望159
10.2激光雷达数据的处理与应用161
10.2.1激光雷达数据特点161
10.2.2激光雷达数据的处理与分析162
10.2.3激光雷达数据的应用166
10.2.4激光雷达的发展与展望167
参考文献168
第11章遥感影像的深度学习解译183
11.1引言183
11.2遥感影像场景分类183
11.2.1遥感影像场景分类常用数据集184
11.2.2预训练网络特征学习遥感影像场景分类185
11.2.3非监督特征学习遥感影像场景分类186
11.2.4全监督特征学习遥感影像场景分类187
11.3遥感影像场景检索188
11.3.1基于距离的检索188
11.3.2基于图模型的检索191
11.3.3基于哈希学习的检索192
11.4遥感影像目标识别194
11.4.1以场景为主要单元对遥感图像中的物体进行解译194
11.4.2用于地理空间目标检测的场景级监督网络195
11.5遥感影像深度学习的发展和展望196
11.5.1跨数据集无监督迁移模型196
11.5.2遥感影像场景的语义层次理解196
11.5.3利用众源数据进行遥感影像场景理解197
参考文献197
第三部分定量遥感
第12章可见光-近红外波段的遥感反演研究进展205
12.1宽波段反照率206
12.1.1宽波段反照率反演方法207
12.1.2宽波段反照率反演研究展望208
12.2地表蒸散发208
12.2.1地表蒸散发反演方法208
12.2.2地表蒸散发反演研究展望209
12.3植被覆盖度209
12.3.1植被覆盖度反演方法210
12.3.2植被覆盖度反演研究展望211
12.4叶面积指数211
12.4.1叶面积指数反演方法212
12.4.2叶面积指数反演研究展望213
12.5光合有效辐射吸收比率213
12.5.1光合有效辐射吸收比率的反演方法214
12.5.2光合有效辐射吸收比率反演研究展望215
12.6植被总初级生产力215
12.6.1植被总初级生产反演方法216
12.6.2植被生产力反演研究展望217
12.7叶绿素荧光217
12.7.1叶绿素荧光反演方法217
12.7.2叶绿素荧光反演研究展望218
12.8水体叶绿素218
12.8.1水体叶绿素a反演方法219
12.8.2水体叶绿素a反演研究展望219
12.9有色可溶性有机物220
12.9.1有色可溶性有机物反演方法220
12.9.2有色可溶性有机物反演研究展望220
12.10悬浮沉积物221
12.10.1悬浮沉积物反演方法221
12.10.2悬浮沉积物反演研究展望221
12.11气溶胶光学厚度222
12.11.1气溶胶光学厚度反演方法222
12.11.2气溶胶光学厚度反演研究展望223
参考文献223
第13章热红外定量参数反演234
13.1地表温度234
13.1.1反演算法235
13.1.2热辐射方向性238
13.1.3云下地表温度重建239
13.1.4验证反演的LST240
13.1.5发展展望242
13.2地表发射率243
13.2.1发射率反演算法243
13.2.2发展展望244
13.3长波辐射244
13.3.1长波下行辐射245
13.3.2长波上行辐射247
13.3.3长波辐射观测网248
13.4土壤水分248
13.4.1土壤水分反演算法249
13.4.2发展展望251
参考文献252
第14章基于主动遥感的地表特征参量反演260
14.1基于SAR的参数反演260
14.1.1主动微波传感器260
14.1.2土壤湿度260
14.1.3植被高度与生物量263
14.1.4积雪参数反演267
14.2基于LiDAR的参数反演270
14.2.1大气参数270
14.2.2森林参数270
14.2.3总结展望273
14.3基于GNSS-R的参数反演274
14.3.1GNSS-R反演的基本原理274
14.3.2GNSS-R土壤湿度反演274
14.3.3GNSS-R大气水汽含量276
14.3.4未来发展趋势277
参考文献278
第15章被动微波遥感及重力卫星的定量遥感289
15.1卫星观测平台和传感器参数289
15.1.1被动微波传感器289
15.1.2重力卫星传感器291
15.2基于被动微波的参数反演292
15.2.1积雪292
15.2.2湖、海冰298
15.2.3冻土301
15.2.4土壤水304
15.2.5其他参数反演研究和应用展望307
15.3基于重力卫星的参数反演309
15.3.1水储量309
15.3.2极地冰川/冰盖309
15.3.3地球物理310
15.3.4发展展望311
参考文献311
第四部分遥感应用
第16章遥感在自然资源方面的应用321
16.1土地资源调查321
16.1.1土地利用321
16.1.2土地规划323
16.1.3耕地面积和耕地质量监测325
16.1.4土地荒漠化与石漠化监测326
16.2地质调查328
16.2.1矿山地质环境监测328
16.2.2地热资源调查329
16.2.3土地污染调查331
16.2.4地质灾害监测333
16.3海洋资源调查334
16.3.1海洋物理化学性质调查335
16.3.2海洋环境调查337
16.3.3海洋灾害应急处理339
16.4水体环境340
16.4.1水体环境调查341
16.4.2水利设施监测342
16.4.3防洪抗灾344
16.5森林草原和湿地资源346
16.5.1森林资源调查346
16.5.2森林灾害监测348
16.5.3草原湿地动态监测和保护349
16.5.4水土流失监测352
参考文献354
第17章遥感在生态环境方面的应用363
17.1陆表生态环境363
17.1.1自然保护地和生态保护红线监管364
17.1.2核与辐射安全监管365
17.1.3生物多样性保护367
17.1.4重点流域保护369
17.1.5湿地生态环境保护370
17.1.6城郊及农村生态环境保护372
17.1.7固体废物及重金属污染监测375
17.1.8地表水生态环境与水污染监测377
17.1.9土壤生态环境与土壤污染监测379
17.1.10荒漠化防治381
17.2大气生态环境383
17.2.1区域大气环境保护383
17.2.2大气污染监测385
17.2.3温室气体与气候变化387
17.2.4气象变化监测390
17.3海洋生态环境392
17.3.1海洋污染物监测与识别392
17.3.2海上钻井平台识别394
17.3.3海洋水色监测396
17.3.4海洋动力与环境要素监测398
17.3.5海洋灾害监测400
17.4生态环境监测与环境影响评价403
17.4.1区域规划建设项目对环境影响评价403
17.4.2突发环境事件风险评估406
17.4.3环境应急响应407
参考文献409
第18章遥感在城乡建设方面的应用413
18.1城市遥感多场景应用413
18.1.1城市化进程413
18.1.2不透水面遥感及海绵城市415
18.1.3城市更新检测与场景分类制图417
18.1.4城市立体空间419
18.1.5城市建成区规划421
18.2城市复杂系统与可持续发展423
18.2.1城市生态环境与人口健康423
18.2.2城市群空间分区与空间冲突425
18.2.3城市生态系统与环境426
18.2.4城市人为热辐射研究428
18.2.5城市下垫面研究430
18.2.6城市气候特征432
18.3城市公共安全434
18.3.1违法建设监测434
18.3.2城市灾害监测435
18.3.3流行病研究437
参考文献438
第19章遥感在交通运输方面的应用442
19.1交通综合442
19.1.1交通规划与路网提取442
19.1.2交通安全与应急管理445
19.1.3交通行业环境保护和节能减排446
19.1.4交通气象灾害监测和预报448
19.2公路和铁路交通450
19.2.1车辆综合性能监测450
19.2.2铁路选线451
19.2.3交通运输网络监测453
19.3管道交通456
19.3.1油气管道的勘察456
19.3.2管道沿线地质灾害的调查与评估458
19.4海上交通459
19.4.1海上污染监测459
19.4.2航道管理461
19.4.3船舶识别与检测462
19.4.4海上交通环境监测464
参考文献466
第20章遥感在文化旅游方面的应用469
20.1遗迹调查与监测469
20.1.1城址考古469
20.1.2墓葬考古471
20.2文物复原保护472
20.2.1古建筑472
20.2.2古岩画与洞穴壁画474
20.2.3造像与雕塑476
20.3遗址的古环境分析与解译478
20.4遥感旅游资源开发及其环境动态监测479
参考文献481
第21章遥感在应急管理方面的应用484
21.1火灾应急管理484
21.1.1灾前预警484
21.1.2灾中监测485
21.1.3灾后恢复487
21.2水旱灾害应急管理488
21.2.1洪涝灾害监测488
21.2.2旱情灾害监测490
21.3地质灾害应急管理492
21.3.1地震492
21.3.2滑坡、泥石流493
21.4沙尘灾害监测494
参考文献496
第22章遥感在农业农村方面的应用499
22.1农业资源区划管理499
22.1.1农用地资源的监测与保护499
22.1.2渔业水域的监测与保护503
22.1.3水生野生动植物保护505
22.1.4耕地及永久基本农田质量保护506
22.1.5远洋渔业管理507
22.2农作物长势监测和大面积估产509
22.2.1作物面积遥感监测509
22.2.2作物长势动态监测511
22.2.3作物遥感估产513
22.2.4作物品质监测514
22.2.5作物分类及识别516
22.3农业灾害监测517
22.3.1旱涝灾害及其影响518
22.3.2冷冻灾害520
22.3.3病虫害监测521
22.4精准农业522
22.4.1农田精准分区523
22.4.2农田精准化施肥524
22.4.3农田精准化灌溉526
22.5作物遥感模型527
22.5.1农业特征数据获取527
22.5.2遥感与农业专业模型耦合530
参考文献533
第23章遥感在水利方面的应用539
23.1水资源的合理开发利用539
23.1.1江河湖泊流域综合规划539
23.1.2水资源调度及水量分配540
23.1.3水资源保护542
23.1.4地下水资源开发管理544
23.2水文水资源管理545
23.2.1水资源承载能力545
23.2.2水利设施及岸线管理547
23.2.3监督河湖水生态保护与修复548
23.2.4运行管理549
23.3水土保持550
23.3.1防治与监测预报550
23.3.2水利灌溉552
23.4水旱灾害的防治与监测预警553
23.4.1洪水防治与监测预警554
23.4.2干旱防治与监测预警555
参考文献557
第24章遥感在国防和国家安全方面的应用560
24.1军事侦察560
24.1.1识别伪装目标561
24.1.2军事目标探测562
24.1.3海面监视564
24.2导弹预警与武器制导566
24.2.1探测战略弹道导弹567
24.2.2探测核爆炸568
24.2.3导弹制导569
24.3模拟仿真570
24.3.1战场环境仿真570
24.3.2战场环境监测572
24.3.3系统与体系仿真573
参考文献574
第25章遥感新型应用577
25.1视频卫星遥感577
25.1.1目标跟踪检测577
25.1.2目标监视580
25.1.3三维重建581
25.2夜光遥感582
25.2.1海洋及渔业监管583
25.2.2城市经济与发展状况评估585
25.2.3人道主义危机评估586
25.2.4光污染和环境评估588
25.3遥感经济590
25.3.1农业保险领域的应用590
25.3.2衡量社会环境与健康不平等592
25.3.3燃烧污染大气污染和死亡594
25.3.4林业遥感的政治经济学596
25.4遥感深空探测597
25.4.1月球岩石类填图598
25.4.2行星大气观测600
25.4.3太阳观测602
25.4.4类地行星环境探测604
参考文献605
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