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内容简介

　　《水文遥感》概述了水文遥感的基本概念和发展过程及趋势，针对大气水分、地表水体、土壤水分、冰雪、降水、蒸散和径流等水循环主要变量，较为系统地阐述了水文变量的物理基础、定量遥感反演方法、地面验证方法和反演产品及其应用案例，书末从流域水循环角度，对水文遥感的发展前景进行了展望。

目录

前言

第1章 绪论
1．1 基本概念
1．1．1 地球表层系统与对地观测遥感
1．1．2 地球水循环与水文学
1．2 水文遥感的学科内涵
1．2．1 水文遥感的产生与发展
1．2．2 水文遥感的基本内容
1．2．3 水文遥感的学科特征
1．2．4 作为交叉学科的水文遥感
1．3 水文遥感与全球气候变化
参考文献

第2章 地球水循环
2．1 水的物理特性
2．1．1 水的结构与特性
2．1．2 水的三态及转化
2．1．3 水的电磁波谱特性
2．2 地球系统水的分布
2．2．1 水的分类
2．2．2 各类水的分布
2．3 水分循环
2．3．1 大气水循环
2．3．2 海洋水循环
2．3．3 陆地水循环
2．4 能水平衡
2．4．1 能量平衡
2．4．2 水量平衡
2．5 本章小结
参考文献

第3章 遥感物理基础
3．1 电磁辐射物理基础
3．1．1 电磁波与电磁波谱
3．1．2 电磁辐射基本度量
3．1 ，3电磁辐射基本原理
3．1．4 电磁辐射传输方程
3．2 日-地-星间辐射传输过程
3．2．1 太阳辐射
3．2．2 大气辐射传输过程
3．2．3 地表辐射传输过程
3．2．4 地球辐射传输方程
3．3 大气与地物的波谱特征
3．3．1 主要大气成分的谱线特征
3．3．2 典型地物的波谱特征
3．3．3 主要的地物波谱数据库
3．4 卫星遥感分类
3．4．1 紫外遥感
3．4．2 可见光-反射红外遥感
3．4．3 热红外遥感
3．4．4 微波遥感
3．5 卫星遥感平台
3．5．1 对地静止卫星
3．5．2 近地轨道卫星
3．6 卫星组网与虚拟星座
3．6．1 卫星组网
3．6．2 虚拟星座
3．7 本章小结
参考文献

第4章 大气水分遥感
4．1 大气水汽的物理基础
4．1．1 大气水汽的存在方式与分类
4．1．2 大气水汽的基本运动方式与原理
4．1．3 大气水汽的度量指标与表示方法
4．1．4 大气水汽与电磁波的相互作用特性
4．2 大气水汽遥感方法
4．2．1 可见光-近红外遥感方法
4．2．2 热红外遥感方法
4．2．3 被动微波遥感方法
4．2．4 主动微波遥感方法
4．2．5 激光雷达遥感方法
4．2．6 多传感器联合方法
4．3 地面观测方法与遥感反演精度检验
4．3．1 地面测量方法
4．3．2 遥感反演精度检验
4．4 全球水汽产品及应用
4．4．1 主要大气水汽产品
4．4．2 大气水汽产品应用
4．5 本章小结
参考文献

第5章 陆地水体遥感
5．1 陆地水体的物理基础
5．1．1 陆地水体的存在形式与分布
5．1．2 陆地水体的基本运动方式与原理
5．1．3 陆地水体的度量指标与表示方法
5．1．4 陆地水体与电磁波的相互作用特性
5．2 陆地水体参数遥感方法
5．2．1 水域面积
5．2．2 河湖水位
5．2．3 蓄水量
5．3 地面测量方法与反演精度检验
5．3．1 地面测量方法
5．3．2 遥感反演精度检验
5．4 全球陆地水体数据集及应用
5．4．1 全球陆表水体数据集
5．4．2 陆地水体产品应用
5．5 本章小结
参考文献

第6章 土壤水分遥感
6．1 土壤水分物理基础
6．1．1 土壤水分的存在形式与分类
6．1．2 土壤水分的基本运动方式与原理
6．1．3 土壤水分的度量指标与表示方法
6．1．4 土壤水分与电磁波的相互作用特性
6．2 土壤水分遥感方法
6．2．1 可见光-近红外遥感方法
6．2．2 热红外遥感方法
6．2．3 被动微波遥感方法
6．2．4 主动微波遥感方法
6．2．5 多传感器联合方法
6．3 地面观测方法与遥感反演精度检验
6．3．1 地面测量方法
6．3．2 遥感反演精度检验
6．4 全球土壤水分产品及应用
6．4．1 全球土壤水分遥感数据集
6．4．2 土壤水分产品应用
6．5 本章小结
参考文献

第7章 冰雪遥感
7．1 冰雪物理基础
7．1．1 冰雪的分类与分布
7．1．2 冰雪形成条件与过程
7．1．3 冰雪度量指标
7．1．4 冰雪与电磁波的相互作用特性
7．2 冰雪遥感方法
7．2．1 可见光-近红外遥感方法
7．2．2 热红外遥感方法
7．2．3 被动微波遥感方法
7．2．4 主动微波遥感方法
7．2．5 多传感器联合方法
7．3 地面测量方法与遥感反演精度检验
7．3．1 地面测量方法
7．3．2 遥感反演精度检验
7．4 全球冰雪产品及应用
7．4．1 全球冰雪遥感产品
7．4．2 冰雪产品应用
7．5 本章小结
参考文献

第8章 降水遥感
8．1 降水物理基础
8．1．1 降水形成的宏观背景条件
8．1．2 降水形成的微观物理过程
8．1．3 降水度量指标与表示方法
8．1．4 水凝物与电磁波的相互作用
8．2 降水遥感方法
8．2．1 可见光-红外遥感方法
8．2．2 被动微波遥感方法
8．2．3 雷达遥感方法
8．2．4 多传感器联合方法
8．3 地面测量方法与遥感反演精度验证
8．3．1 地面测量方法
8．3．2 遥感反演精度检验
8．4 全球降水产品及应用
8．4．1 全球降水遥感产品
8．4．2 降水产品应用
8．5 本章小结
参考文献

第9章 地表蒸散遥感
9．1 蒸散物理基础
9．1．1 地表蒸散的宏观背景
9．1．2 蒸散物理过程与原理
9．1．3 地表蒸散的度量指标与表示方法
9．1．4 电磁波与相关环境要素之间的相互作用特性
9．2 蒸散遥感方法
9．2．1 可见光-近红外遥感方法
9．2．2 热红外遥感方法
9．2．3 微波遥感方法
9．2．4 多传感器联合方法
9．2．5 海洋蒸发遥感方法
9．3 地面测量方法与遥感反演精度检验
9．3．1 地面测量方法
9．3．2 遥感反演精度检验
9．4 全球蒸散产品及应用
9．4．1 全球蒸散遥感产品
9．4．2 蒸散产品应用
9．5 本章小结
参考文献

第10章 海洋水文遥感
10．1 海洋水文物理基础
10．1．1 海洋水体的分布与特性
10．1．2 海洋水体的基本运动方式与原理
10．1．3 海洋水体的度量指标与表示方法
10．1．4 海洋水体的电磁波谱特性
10．2 海洋水文要素遥感方法
10．2．1 海水潮位遥感方法
10．2．2 海水深度遥感方法
10．2．3 海表洋流遥感方法
10．2．4 海洋水量变化遥感方法
10．3 地面测量方法与遥感反演精度检验
10．3．1 地面测量方法
10．3．2 遥感反演精度检验
10．4 全球海洋水文数据集及应用
10．4．1 海面高度产品数据集
10．4．2 海洋地形／深度产品数据集
10．4．3 海表洋流产品数据集
10．4．4 地球重力场产品数据集
10．5 本章小结
参考文献

附录 遥感精度检验评价指标

精彩书摘

　　《水文遥感》：
　　2.水文遥感的内涵与外延
　　作为一门交叉学科，水文遥感涉及到水文学与遥感科学这两门学科的基本内容，显然它不能涵盖这两门学科的全部内容。作为一门相对独立的学科，水文遥感具有自身的内涵和外延，具体表现在以下4个方面。
　　地球水分的电磁辐射特征地球水圈中存在多种多样的水分，例如，大气中的水汽，河湖中的水体，陆面上的积雪，海洋中的冰川等。水分处于不同的相态，一般会表现出不同的电磁辐射特征。即使处于同一种相态，不同时间、不同场所水分的电磁辐射特征也会呈现出明显的差异，例如，因泥沙而导致的湖泊水体差异，雨前雨后的土壤水分差异，处于不同发展阶段的降水云系变化等。但不论处于何种形式、何种时刻、何种场所的水分，都遵守普朗克（Planck）辐射定律、斯特藩一波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律、维恩（wien）位移定律等电磁辐射原理；这些水分的电磁辐射特征在时间上和空间上都表现出一定的变化特征和规律。分析把握地球水分的电磁辐射特征及其变化规律，属于水文遥感的基础性内容，同时它也是遥感图像解译和地表参数定量反演的基础。
　　地球水圈内辐射传输过程地球水圈上至大气圈对流层顶部，下至岩石圈深层地下水下限，空间分布范围十分广泛。来自不同方向、不同辐射源的电磁波，在水圈传播过程中，受地球水分的吸收、反射、散射和折射等多种影响，其辐射强度和辐射角度等也会发生相应变化。一方面，电磁波在地球水圈中的辐射传输过程遵循电磁辐射传输原理；另一方面，由于传输媒介的作用，在大气、地表水体、土壤、植被中，电磁波的辐射传输过程表现出强烈的差异。因此，辐射传输变化既与水分含量多少有关，也与传输媒介的物理特性和物理结构等密切相关。研究不同媒介的辐射传输过程，尤其是水分与电磁波辐射之间的相互作用机制，有助于全面认识和理解电磁波在地球水圈中的辐射传输过程，同时它也是基于遥感反演地球水分物理参数的核心理论基础，属于水文遥感的必然组成部分。
　　水圈要素的遥感反演方法地球水圈是由大气水分、地表水体、地下水、降水、蒸散和径流等构成的连续循环整体。遥感则具有多种对地观测方式，譬如，卫星的运行轨道不尽相同，各种传感器及不同的成像方式，涉及可见光、近红外、热红外、微波等不同波段，不同波谱分辨率及时空分辨率。因此，运用遥感观测数据获取地表参数，涉及复杂的数据处理分析。一般通过结合地物电磁波谱性质、辐射传输原理、水量平衡原理或水文过程等主导方程，发展地表参数的定量反演方法，来实现对地表参数的提取，由此衍生面向不同水圈要素的、使用同源或多源遥感数据的、名目繁多的定量反演方法，这是遥感科学的本质内容所在。研究发展水圈要素的遥感反演方法，构成水文遥感的核心内容，同时其发展状况也标示着水文遥感的学科成熟度。
　　地球水圈的宏观变化过程地球水圈是水文遥感的目标观测对象。水圈内的各种水文现象和过程，既具有全球性质，也具有特定的尺度特征及多尺度性。例如，全球降水分布，中尺度暴雨过程和局地降水过程等。利用遥感反演这些变化过程，既可分析不同尺度的水文过程及格局与特征，也可作为输入数据输入水文模型或气候模型中，对水文过程进行预报，对灾害性事件进行预警。可见，水文遥感可以提供地球水圈的宏观变化过程，有利于人们揭示其宏观变化规律，增进对地球水圈的认识和理解，这也是水文遥感的应用领域。
　　从理论-方法-技术-应用这一学科逻辑来看，除了基础性的理论和方法之外，水文遥感的数据处理分析与时空表现，都涉及到相关的技术研发与技术实现。考虑到同一种遥感反演方法可以通过不同的技术途径来实现，而实现这些技术的数据处理系统和可视化系统等并不具有明显的水文遥感学科特色，本书不再赘述。
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