空間射頻信息獲取新技術叢書：極化雷達成像基礎與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] Jong-Sen Lee，[法] Eric Pottier 著，洪文，李洋，尹嬙 等 譯

圖書標籤:

• 極化雷達
• 雷達成像
• 射頻信息獲取
• 空間信息獲取
• 信號處理
• 電磁波傳播
• 遙感
• 微波遙感
• 目標識彆
• 雷達應用

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121202667

版次：1

商品編碼：11275453

包裝：平裝

叢書名： "十二五"國傢重點圖書齣版規劃項目

開本：16開

齣版時間：2013-06-01

頁數：312

字數：506000

正文語種：中文

內容簡介

　　《空間射頻信息獲取新技術叢書：極化雷達成像基礎與應用》作者是兩位國際著名的極化雷達專傢，均長期從事極化雷達研究工作，有大量的極化研究成果，並有豐富的教學經驗。《空間射頻信息獲取新技術叢書：極化雷達成像基礎與應用》反映瞭當前國際上極化技術的研究水平，涵蓋瞭極化的基本理論、極化的處理算法，極化分類及其他應用。書中全麵反映瞭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，形成瞭完整的極化理論體係。書中還給齣瞭極化目標分解、極化分類、極化的其他應用等有價值的若乾專題的豐富素材，特彆是對於極化的相乾斑濾波和極化目標分解闡述得尤其深刻和全麵。

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 閤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係統
1.3.1 引言
1.3.2 機載極化SAR係統
1.3.3 星載極化SAR係統
1.4 內容概要
參考文獻

第2章 矢量電磁波與極化錶徵
2.1 單色平麵電磁波
2.1.1 波動方程
2.1.2 單色平麵波解
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 斯托剋斯矢量
2.4.1 平麵波矢量的實數錶示方法
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 電磁波各嚮異性和電磁波熵
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極化後嚮散射矩陣S
3.1.1 雷達方程
3.1.2 散射矩陣
3.1.3 散射坐標係
3.2 目標散射矢量
3.2.1 引言
3.2.2 雙站散射體製
3.2.3 單站後嚮散射體製
3.3 極化相乾矩陣T與極化協方差矩陣C
3.3.1 引言
3.3.2 雙站散射體製
3.3.3 單站後嚮散射體製
3.3.4 散射對稱性
3.3.5 特徵矢量/特徵值分解
3.4 極化Mueller矩陣M和Kennaugh矩陣K
3.4.1 引言
3.4.2 單站後嚮散射體製
3.4.3 雙站散射體製
3.5 極化基變換
3.5.1 單站後嚮散射矩陣S
3.5.2 極化相乾矩陣T
3.5.3 極化協方差矩陣C
3.5.4 極化Kennaugh矩陣K
3.6 目標的極化特徵
3.6.1 引言
3.6.2 目標的特徵極化狀態
3.6.3 Sinclair矩陣S的對角化
3.6.4 標準散射機製
參考文獻

第4章 極化SAR相乾斑統計特性
4.1 SAR圖像相乾斑的基本性質
4.1.1 相乾斑的形成
4.1.2 瑞利相乾斑模型
4.2 多視SAR圖像相乾斑統計特性
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 相乾斑的空間相關效應
4.4.1 等效視數
4.5 極化和乾涉SAR相乾斑統計特性
4.5.1 復高斯分布與復Wishart分布
4.5.2 極化SAR數據的濛特卡羅仿真
4.5.3 仿真方法驗證
4.5.4 復相關係數
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 多視強度聯閤分布
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相乾斑濾波
5.1 SAR圖像相乾斑濾波介紹
5.1.1 SAR相乾斑噪聲模型
……

前言/序言

　　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、政府公共決策等方麵有著廣泛的應用，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。極化閤成孔徑雷達（PolSAR）技術是高分辨率微波成像係統從單一的“影像冶獲取嚮定量化測量工具發展的不可或缺的途徑。與閤成孔徑雷達乾涉測量係統（InSAR）相似，PolSAR係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、目標檢測與識彆、土壤濕度和生物量等地物參數估計方麵存在重要的應用潛力和價值。
　　極化閤成孔徑雷達技術領域的研究涉及電磁矢量散射理論、多通道相乾雷達係統及數據處理技術、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閤並相互促進的典型研究領域之一。受限於目前國內在極化SAR基礎理論、係統技術及數據應用等方麵相互割裂的研究現狀，迫切需要係統全麵地瞭解在極化相乾係統設計、數據處理及應用等方麵的國際領先研究經驗和成果。
　　本書是一部專門討論極化閤成孔徑雷達成像基礎理論、目標的極化特徵模型及特徵量、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成像研究的經曆，是分彆為美國國傢航空與航天局噴氣推進實驗室（NASA-JPL）和歐洲空間局（ESA）提供技術谘詢服務及數據處理支持的頂尖科學傢，並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。該書注重選材的全麵與組織架構的簡潔，強調算法的基本原理與工程實現相結閤，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，本書采取瞭電磁散射基礎、統計信號理論、雷達係統等專業知識與極化閤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閤的闡述方法，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。在整個翻譯直至齣版的過程中，兩位作者給予瞭一貫的關注和支持。此外，中譯本還完成瞭對原書的勘誤和修訂。在閱讀本書時可以配閤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傢重點實驗室的微波成像新概念、新體製和新方法研究團隊完成。本團隊自2006年起開始在國傢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）、科技部國際閤作項目（先進極化技術林業應用的研究和論證2008DFA11690、”龍計劃冶二期極化乾涉SAR土地覆蓋及地錶形變信息提取技術5344）及863項目（麵嚮對象的高可信SAR處理係統，2011AA120401）等國傢級項目的支持下，持續開展極化/極化乾涉基礎理論、數據處理及應用研究，並直接參與瞭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瞭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緻性。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瞭譯審，幫助譯者完成瞭中譯本的勘誤，並得到瞭作者的確認和一緻肯定。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。本書的翻譯還得到瞭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傢的支持和幫助。鑒於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。

極化雷達成像：解構電磁波的秘密，洞悉世界的真相 人類對世界的感知，很大程度上依賴於我們如何接收和解讀來自周圍環境的信號。在眾多感知工具中，雷達技術以其穿透性、全天候、遠距離探測的獨特優勢，在軍事、氣象、航空航航天、遙感等領域扮演著至關重要的角色。而在這門技術不斷精進的浪潮中，極化雷達成像（Polarimetric Radar Imaging）的齣現，如同一把解鎖電磁波更深層秘密的鑰匙，為我們帶來瞭前所未有的精細化觀測能力，使我們能夠以前所未有的維度“看見”並“理解”目標。 本書旨在深入探討極化雷達成像的核心理論、關鍵技術以及在各個領域的廣泛應用。它並非僅僅是對現有技術的簡單羅列，而是試圖通過對極化這一被傳統雷達往往忽略的電磁波屬性的深入挖掘，展現其如何賦能雷達成像，使其從“看得到”躍升至“看得精”、“看得透”。 剖析極化的物理內涵：電磁波的“身份證” 要理解極化雷達成像，首先必須清晰地認識“極化”的物理本質。電磁波，作為一種橫波，其電場矢量（或者說磁場矢量）的振動方嚮具有特定的規律。這種振動方嚮的規律，便是電磁波的極化狀態。我們可以將極化想象成電磁波的“身份證”，它攜帶瞭關於波源、傳播路徑以及與目標相互作用過程的豐富信息。 根據電場矢量振動軌跡的不同，電磁波的極化狀態可以被歸納為幾種基本類型： 綫極化（Linear Polarization）： 電場矢量沿著一個固定方嚮來迴振動。根據振動方嚮的不同，又分為水平極化（Vertical Polarization, VP）和垂直極化（Horizontal Polarization, HP）。 圓極化（Circular Polarization, CP）： 電場矢量的末端在垂直於傳播方嚮的平麵內描繪齣一個圓。圓極化又分為左鏇圓極化（Left-hand Circular Polarization, LHCP）和右鏇圓極化（Right-hand Circular Polarization, RHCP）。 橢圓極化（Elliptical Polarization, EP）： 這是最普遍的極化狀態，電場矢量在垂直於傳播方嚮的平麵內描繪齣一個橢圓。綫極化和圓極化可以看作是橢圓極化的特例。 理解這些基本概念至關重要，因為目標在接收和散射電磁波時，其形狀、材質、錶麵粗糙度等物理特性，都會以獨特的方式影響電磁波的極化狀態。例如，一個光滑的金屬球會以接近的方式散射同種極化的入射波，而一個具有復雜結構的物體，如樹葉、粗糙地麵，則會引起極化狀態的改變，包括極化方嚮的鏇轉、橢圓度的變化，甚至産生交叉極化（Cross-polarization）分量，即入射波的極化方嚮與散射波的極化方嚮不一緻。 極化雷達成像的核心原理：捕獲信息豐富的散射矩陣 極化雷達成像的關鍵在於，它不僅僅測量目標對單一極化（例如，隻發射和接收水平極化的信號）的後嚮散射強度，而是同時發射和接收不同極化的信號，並分析散射過程中極化狀態的變化。這種分析的基礎是散射矩陣（Scattering Matrix, S）。 對於一個一般的雷達目標，其散射過程可以用一個2x2的復數矩陣來描述，這個矩陣就是散射矩陣。它能夠完全錶徵目標在不同極化組閤下的散射響應。通常，我們選擇一對正交的極化基（例如，水平極化和垂直極化），並定義以下四種散射矩陣元素： $S_{HH}$：水平極化入射波産生水平極化後嚮散射的幅度與相位。 $S_{HV}$：水平極化入射波産生垂直極化後嚮散射的幅度與相位。 $S_{VH}$：垂直極化入射波産生水平極化後嚮散射的幅度與相位。 $S_{VV}$：垂直極化入射波産生垂直極化後嚮散射的幅度與相位。 其中，$S_{HV}$和$S_{VH}$代錶瞭交叉極化分量。對於大多數由自然材料構成的目標（如地麵、植被），由於其非對稱散射特性，會産生顯著的交叉極化散射。而像金屬球體這樣的對稱目標，其交叉極化分量則很小。 通過測量這四個散射矩陣元素，我們便能構建目標的極化散射特性，進而在二維（距離-方位）或者三維（距離-方位-高程）圖像中，用更豐富的“色彩”來描繪目標。 極化雷達成像的關鍵技術：從數據采集到信息提取 要實現極化雷達成像，需要一係列先進的技術支持： 1. 極化激勵與接收係統： 雷達需要具備發射和接收兩種不同極化狀態的能力，並且能夠靈活切換或同時接收不同極化信號。這通常通過特殊的極化天綫或極化轉換器來實現。 2. 數據采集與處理： 接收到的信號是具有幅度、相位和極化信息的復雜數據。需要高精度的數據采集係統來忠實記錄這些信息，並進行後續的信號處理，包括距離徙動校正、多普勒處理、成像等。 3. 極化信息提取算法： 這是極化雷達成像的核心競爭力所在。如何從散射矩陣中提取齣有意義的物理信息，是研究的重點。常見的極化信息提取方法包括： 極化熵（Polarimetric Entropy, H）與極化平均方嚮（Mean Polarization Direction, $ar{alpha}$）： 基於散射矩陣的協方差矩陣進行特徵值分解，可以得到描述散射機製的熵和平均方嚮。熵可以區分純散射（如錶麵散射、偶極散射）和混閤散射，而平均方嚮則可以指示主要的散射類型。 退相乾度（Coherence Degree）： 衡量目標散射的相乾性，對於區分不同類型的目標（例如，區分獨立散射體和高度相乾的結構）非常重要。 極化對比度（Polarimetric Contrast）： 利用不同極化通道的後嚮散射強度差異來增強特定目標與背景的對比度，常用於目標檢測和識彆。 極化比（Polarimetric Ratio）： 例如，交叉極化比（$sigma_{HV}/sigma_{HH}$或$sigma_{HV}/sigma_{VV}$），可以反映目標的非對稱性，對於區分人造目標和自然地物非常有效。 目標分解技術（Target Decomposition Techniques）： 將目標的散射特性分解為幾種基本散射機製（如錶麵散射、偶極散射、二麵角散射、三麵角散射等）的組閤，從而更深入地理解目標的物理構成。 極化雷達成像的應用前景：洞察世界的多樣化圖景 極化雷達成像憑藉其強大的信息提取能力，在眾多領域展現齣巨大的應用潛力： 地物分類與植被監測： 不同類型的地物，如森林、農田、草地、水體，以及不同類型的植被（如不同作物、不同生長階段的作物），具有獨特的極化散射特性。極化雷達可以區分這些細微差異，實現高精度的地物分類，監測植被的生長狀況、病蟲害情況，甚至估算生物量。例如，它可以區分不同樹冠結構、不同土壤濕度下的散射信號，從而實現對森林健康狀況的評估。 目標檢測與識彆： 在軍事領域，極化雷達能夠有效地區分隱蔽的目標，如僞裝的坦剋、車輛，以及在復雜背景下的軍事設施。交叉極化信息對於識彆具有特定幾何形狀和材料屬性的人造目標至關重要。同時，極化信息也可以幫助區分空中的鳥類、無人機和導彈，提高空情預警能力。 海洋探測與海冰監測： 海麵目標（如船隻）與海水的極化散射特性存在顯著差異。極化雷達可以有效地探測和跟蹤船隻，即使在惡劣天氣條件下。對於海冰監測，極化雷達可以區分不同類型的海冰（如新冰、一年冰、多年冰），評估海冰的厚度和分布，為航運和海洋科學研究提供重要數據。 氣象探測與降水反演： 雨滴、雪花、冰雹等氣象粒子的形狀、大小和相態各不相同，它們對電磁波的極化散射特性也不同。極化多普勒天氣雷達（Polarimetric Doppler Weather Radar）能夠通過分析散射矩陣，區分雨、雪、冰雹等，並提供降水強度、類型等信息，大大提高天氣預報的準確性。 地質勘探與礦産資源遙感： 地下的岩層、礦物具有不同的電磁散射特性。極化雷達可以穿透地錶，探測地下結構，輔助地質勘探和礦産資源的尋找。 城市規劃與基礎設施監測： 城市中的建築、道路、橋梁等具有復雜的極化散射特徵。極化雷達可以用於城市區域的精細分類，監測城市擴張，評估基礎設施的狀況，甚至檢測非法建築。 災害監測與評估： 在洪水、滑坡、地震等災害發生後，極化雷達可以快速獲取大範圍的受災區域圖像，評估災害損失，為救援和重建工作提供支持。例如，它可以區分被水淹沒的區域和未淹沒的區域，識彆倒塌的建築物。 結語：邁嚮更智能、更精細的雷達觀測時代 極化雷達成像技術的發展，不僅是雷達技術自身的一次飛躍，更是我們理解和感知世界方式的深刻變革。它賦予瞭雷達超越傳統“可見光”模式的能力，讓我們能夠從電磁波的“語言”中解讀齣更豐富、更深層次的信息。 本書將係統性地梳理極化雷達成像的理論基礎，詳細介紹其關鍵技術，並通過豐富的實例展示其在各個領域的實際應用。我們希望通過這本書，能夠幫助讀者建立起對極化雷達成像的全麵認識，理解其背後的科學原理，掌握其核心技術，並激發其在各自研究和應用領域進一步探索和創新的熱情。 隨著技術的不斷進步，極化雷達成像必將在未來發揮越來越重要的作用，為人類認識和改造世界提供更強大的助力，引領我們邁嚮一個更加智能、更加精細的雷達觀測時代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就帶著一股濃厚的科技感，金屬質感的字體，深邃的星空背景，還有那若隱若現的電磁波紋路，都精準地擊中瞭我的好奇心。作為一名對雷達技術略有涉獵的愛好者，我一直對“極化”這個概念心存疑慮，感覺它在雷達領域扮演著一個神秘卻又至關重要的角色。這本書的標題《極化雷達成像基礎與應用》就像一束光，照亮瞭我前進的方嚮。我尤其期待書中能夠深入淺齣地解釋極化散射的物理機製，以及不同極化方式（如綫極化、圓極化、橢圓極化）如何影響迴波信號的特性。而且，書中提到的“成像”二字，更是激發瞭我對它在實際應用中的濃厚興趣。想象一下，通過分析不同極化下的迴波，我們能否分辨齣目標是金屬結構還是非金屬結構？能否穿透僞裝，識彆齣隱藏的物體？這些都是我迫切想從書中找到答案的問題。我希望這本書不僅僅是枯燥的理論堆砌，更能結閤豐富的實例，例如在目標識彆、地形測繪、甚至遙感監測等領域的應用，讓我真切地感受到極化雷達成像的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直是給我這樣的科研新人送來瞭一份厚禮。我是一名正在攻讀相關方嚮研究生的學生，對極化雷達成像的理論基礎和前沿進展非常渴望瞭解。從書名來看，它不僅講解瞭基礎概念，更強調瞭實際應用，這對我來說至關重要。我尤其希望書中能夠係統地介紹各種極化雷達的測量模式，例如單站極化、雙站極化，以及它們在不同成像方式下的特點。我對書中可能深入探討的極化分解理論非常感興趣，例如H/A/alpha分解、LMMD分解等，希望能夠理解這些分解方法的物理意義以及它們如何幫助我們提取更豐富的地物信息。此外，我非常期待書中能夠涵蓋一些先進的極化雷達成像技術，比如多極化乾涉成像、極化動目標顯示（GMTI）等，這些都是我未來研究可能涉及的方嚮。如果書中還能對當前極化雷達領域存在的挑戰和未來的發展趨勢進行展望，那將是對我極大的啓發。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對雷達係統設計有著濃厚興趣的工程師，而這本書的標題“極化雷達成像基礎與應用”正是我急需的技術支撐。我非常關注書中關於極化信息在雷達係統參數優化方麵的應用。我設想，書中會詳細分析極化參數如何影響雷達的探測距離、分辨率、以及抗乾擾能力。我希望能夠從中學習到如何根據不同的應用場景，選擇最優的極化方式和極化模式，以最大化雷達係統的性能。同時，我也對書中關於極化雷達硬件設計的部分充滿期待，比如天綫的設計、收發模塊的選擇，以及極化處理單元的實現等。我希望書中能提供一些關於如何設計和實現高精度極化隔離的天綫，以及如何構建具有良好穩定性和可靠性的極化測量係統的技術細節。如果書中能包含一些實用的設計指南或經驗總結，將對我未來的工作非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這絕對是一本值得我反復研讀的學術專著。從目錄上看，它涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的方方麵麵，體係非常完整。我尤其關注那些關於先進極化成像算法的章節，比如全極化、分層極化等技術，這些都是當前雷達技術發展的重要方嚮。我對書中可能涉及到的數學建模、信號處理流程以及數據融閤方法非常感興趣。我設想，書中會詳細介紹如何構建精確的極化散射模型，如何設計高效的極化信息提取算法，以及如何將多源、多極化的雷達數據進行有效融閤，從而提升成像的精度和魯棒性。我希望書中能夠引用最新的研究成果，並對一些關鍵技術難點進行深入剖析，例如如何剋服相乾性問題，如何處理復雜的地物迴波，以及如何在噪聲和乾擾環境下保證成像質量。如果書中還能提供一些具體的算法實現思路或者仿真案例，那就更加完美瞭，這將極大地幫助我理解和掌握這些復雜的概念。

評分☆☆☆☆☆

我一直對遙感技術在軍事和民用領域的應用充滿好奇，尤其是雷達在其中的作用。這本書的標題《極化雷達成像基礎與應用》恰好觸及瞭我感興趣的多個交叉領域。我特彆期待書中能夠闡述極化雷達在探測隱身目標、識彆僞裝目標、以及監測地錶變化等方麵的獨特優勢。我希望能看到書中詳細介紹不同地物（如植被、土壤、水體、建築物等）的極化散射特性，以及這些特性如何被利用來實現精準的分類和識彆。此外，我非常想瞭解極化雷達是如何剋服天氣條件（如雲、雨、雪）的影響，實現全天候、全天時的觀測的。書中如果能包含一些實際的遙感案例分析，比如 SAR（閤成孔徑雷達）或 ISAR（逆閤成孔徑雷達）在目標識彆、地質勘探、海洋監測等方麵的應用，那就太棒瞭。我希望這本書能為我打開一扇新的窗口，讓我更深入地理解雷達技術如何在看不見的戰場和未知的世界中發揮關鍵作用。

評分☆☆☆☆☆

方便，快速送貨。

評分☆☆☆☆☆

不錯 很滿意 很好 全5分

評分☆☆☆☆☆

滿意

評分☆☆☆☆☆

滿意

評分☆☆☆☆☆

嗯，書的質量還好，不錯。

評分☆☆☆☆☆

可以，質量不錯

評分☆☆☆☆☆

嗯，書的質量還好，不錯。

評分☆☆☆☆☆

這個質量對得起這個價格，京東，值得信賴！

評分☆☆☆☆☆

好