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内容简介
本书从电磁波散射、热辐射和传输的基本原理出发,讨论了当今遥感理论的几个主要研究方向:随机离散粒子和连续随机介质的矢量辐射传输理论,随机介质中波的解析理论,随机粗糙面的散射理论以及在大气云和降水、地表植被、森林、冰雪、海冰、海洋等主被动遥感中的应用和实验数据的分析比较.本书系统地总结了作者十年来从事遥感理论的研究成果,也包括了国际同行在一些问题上的论述,将理论、计算方法、数值结果、实验比较与分析结合起来,系统详细地介绍了当今遥感理论的主要内容,使读者能了解和掌握遥感理论模式的研究及其数值方法、主要的结论和进展.
本书可作为电磁波散射和传播、无线电物理、通讯、大气、陆地和海洋遥感、地理环境遥感、地球和大气科学、航天科学、应用物理、统计光学、统计声学以及有关交叉学科的科学工作者的研究参考书和相应专业的高年级大学生和研究生的教学参考书.
目录
- 前言
第一章 单个散射粒子的散射振幅函数
§1.1 单个粒子的散射场和并矢Green函数
§1.2 球形Rayleigh粒子
§1.3 Rayleigh近似下的非球形粒子
§1.4 一般化的Rayleigh-Gans近似下的盘状针状粒子
§1.5 有限长圆柱体
§1.6 球形Mie粒子
第二章 矢量辐射传输(VRT)理论
§2.1 Stokes矢量
§2.2 热辐射和辐射亮度温度
§2.3 VRT方程及其散射、消光系数和相矩阵
§2.3.1 VRT方程及其各成分
§2.3.2 Hueygen原理
§2.3.3 光学定理和消光系数
§2.4 球形Rayleigh粒子的VRT方程
§2.5 球形Mie粒子的VRT方程
§2.6 非球形粒子的VRT方程
§2.6.1 相干波的特征传播波数和消光矩阵
§2.6.2 非球形粒子的相矩阵
§2.7 连续随机介质的VRT方程
§2.7.1 散射和消光系数、相矩阵
§2.7.2 相关函数的常用形式
§2.7.3 相关长度的实验确定
§2.7.4 相关长度的理论讨论
第三章 VRT方程的解法及其在主被动遥感中的应用
§3.1 边界条件
§3.2 球形粒子VRT方程的迭代法
§3.3 大气降水的主动遥感和数值结果
§3.4 水的介电常数和其它常数的选取
§3.4.1 纯水、海水、冰的介电常数
§3.4.2 土壤的介电常数
§3.4.3 雨滴的大小分布
§3.4.4 大气气体的吸收系数
§3.5 离散坐标和特征值法
§3.5.1 Gauss求积法
§3.5.2 离散坐标的VRT方程及其特征值求解法
§3.5.3 大气降水的辐射亮度温度
§3.5.4 植被层的平均介电常数
§3.5.5 植被的辐射亮度温度
§3.6 球形粒子VRT方程的Fourier变换
§3.7 非球形粒子VRT方程的迭代法和全极化散射
§3.7.1 迭代法和一阶Muelle r矩阵
§3.7.2 全极化散射的数值结果
§3.7.3 半空间的二阶Mueller矩阵
第四章 多层耦合的VRT方程和二维VRT方程
§4.1 多层随机介质耦合的VRT方程
§4.2 多层非均温的大气降水的热辐射
§4.3 多层耦合具垂直结构的植被森林的热辐射
§4.4 一层非均匀的随机介质的二维VRT方程
§4.4.1 离散形式的Fourier变换
§4.4.2 迭代解
§4.5 二维VRT方程的数值解
第五章 随机介质中波的解析理论
§5.1 平行分层介质的并矢Green函数(DGF)
§5.1.1 无界自由空间的DGF的Fourier展开
§5.1.2 平行分层介质的DGF的Fourier展开
§5.1.3 稳相法和远场近似下的DGF
§5.2 一阶Born近似下的后向散射
§5.3 多层随机介质的后向散射
§5.4 随机介质中有效介电常数的弱起伏条件
§5.5 起伏逸散定理和WKB解
§5.5.1 平行分层耗散介质的辐射亮度温度
§5.5.2 WKB解
§5.5.3 具有连续温度和湿度廓线的土壤辐射亮度温度
§5.6 波动方程的重正化和Feynman图
§5.6.1 相干场二阶解的长期项
§5.6.2 Dyson方程及其近似
§5.6.3 Bethe-Salpeter方程及其近似
第六章 强起伏理论
§6.1 一层强起伏随机介质的散射
§6.1.1 广义Born近似下的散射强度
§6.1.2 有效介电常数和8-ξ变换的意义
§6.1.3 离散散射粒子的相关函数
§6.2 双站和后向散射系数
§6.3 二阶去极化后向散射
附录A6-1 #,#,和#
附录A6-2 #和#
附录A6-3 一些关系式
§6.4 强起伏随机介质中起伏逸散定理的应用
§6.4.1 零阶和一阶辐射亮度温度
§6.4.2 数值结果和讨论
附录B6-1 Cmn,Hn,Vn和Un
§6.5 强起伏各向异性连续随机介质的VRT方程
§6.5.1 相矩阵
§6.5.2 DGF中δ函数的系数的确定
§6.6 海冰的介电常数
§6.7 积雪和海冰辐射亮度温度的VRT数值结果
§6.8 二阶双站散射和后向散射增强
附录C6-1 #和#
附录C6-2 #
附录C6-3 系数#
第七章 密集分布离散粒子的辐射传输(DVRT)
§7.1 成对分布函数
§7.2 具有相干势的准晶体近似(QCA-CP)下的有效传播常数
§7.3 QCA-CP和梯形近似在能量守恒上的一致
§7.4 一层密集随机分布散射粒子的DVRT方程
附录A7-1 DVRT中的#,#
§7.5 迭代解和界面反射的相干性
§7.6 热辐射DVRT方程的数值解
§7.7 RADTRAN程序的改进
第八章 随机粗糙面的散射
§8.1 Kirchhoff近似(KA)
§8.1.1 KA切平面近似和几何光学解
§8.1.2 准周期性随机粗糙面的KA近似解
§8.1.3 倾斜的随机粗糙面的KA近似解
§8.1.4 遮蔽函数
§8.2 微扰近似(SPA)解和双尺度模型
§8.2.1 微扰近似(SPA)解
§8.2.2 双尺度粗糙面的散射
§8.2.3 海面波高谱
§8.2.4 海面散射的数值结果
§8.3 具有随机粗糙界面的VRT方程的迭代解
§8.4 二阶散射和后向散射增强
§8.4.1 二阶散射场
§8.4.2 角度性的后向散射增强
附录A8-1 #,#,#,#
参考文献