MATLAB在遥感技术中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王成墨 著

图书标签:

• MATLAB
• 遥感
• 图像处理
• 数据分析
• 遥感应用
• 算法
• 科学计算
• 地球科学
• 模式识别
• 信号处理

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512422179

版次：1

商品编码：12029538

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：292

内容简介

　　从遥感领域中一些常见应用着手,以MATLAB为编程工具,辅以实际的案例说明,详细介绍了MATLAB中可以用到的且与遥感相关的一些常见方法。本书分为上、下两篇。上篇为MATLAB基础,介绍
　　使用MATLAB时的一些基本概念和操作,增加对MATLAB本身的一些了解,主要包括:MATLAB简介、M语言、MATLAB代码调试和优化、MATLAB可视化、MATLAB文件I/O、MATLAB编译与调用。下篇为遥
　　感技术的MATLAB应用,介绍遥感领域应用过程中需要的基本方法及其对应在MATLAB中的相关函数和用法,主要包括:影像灰度处理、影像几何处理、大数据影像处理、特征提取与影像匹配、非监督法学习、监督法学习、坐标转换及地图投影、数值优化、自动微分。
　　本书可以作为高等院校遥感学科相关课程本科生、研究生的教材或教学参考书,也可供从事数字图像处理、遥感应用相关的研究人员参考。

目录

上篇 MATLAB基础
第1章 MATLAB简介………………………………………………………………………… 3
1.1 MATLAB的起源和发展……………………………………………………………… 3
1.2 MATLAB8.0时代…………………………………………………………………… 3
1.3 MATLAB使用介绍…………………………………………………………………… 4
1.3.1 菜单栏……………………………………………………………………………… 4
1.3.2 当前目录窗口……………………………………………………………………… 5
1.3.3 命令窗口…………………………………………………………………………… 5
1.3.4 工作空间…………………………………………………………………………… 6
1.3.5 命令历史窗口……………………………………………………………………… 6
1.3.6 编辑界面…………………………………………………………………………… 7
1.3.7 帮助系统…………………………………………………………………………… 8
1.4 本章小结………………………………………………………………………………… 10
第2章 M 语言………………………………………………………………………………… 11
2.1 变 量…………………………………………………………………………………… 11
2.1.1 数据类型…………………………………………………………………………… 11
2.1.2 矩 阵……………………………………………………………………………… 12
2.2 符 号…………………………………………………………………………………… 13
2.2.1 单字符……………………………………………………………………………… 13
2.2.2 多字符……………………………………………………………………………… 16
2.3 关键字…………………………………………………………………………………… 19
2.4 控制流…………………………………………………………………………………… 20
2.4.1 顺 序……………………………………………………………………………… 20
2.4.2 选 择……………………………………………………………………………… 20
2.4.3 循环———特殊的顺序……………………………………………………………… 21
2.4.4 递归———特殊的循环……………………………………………………………… 21
2.4.5 异常捕获…………………………………………………………………………… 22
2.5 函 数…………………………………………………………………………………… 22
2.5.1 函数类型…………………………………………………………………………… 22
2.5.2 函数调用…………………………………………………………………………… 23
2.5.3 函数中变量的生命周期…………………………………………………………… 23
2.5.4 函数句柄…………………………………………………………………………… 23
2.6 M 语言特性…………………………………………………………………………… 24
2.7 本章小结………………………………………………………………………………… 25
第3章 MATLAB代码调试和优化…………………………………………………………… 26
3.1 代码分析………………………………………………………………………………… 26
3.2 代码调试………………………………………………………………………………… 28
3.2.1 调试方法…………………………………………………………………………… 29
3.2.2 调试检查项………………………………………………………………………… 30
3.3 代码运行异常…………………………………………………………………………… 30
3.3.1 错 误……………………………………………………………………………… 30
3.3.2 警 告……………………………………………………………………………… 31
3.3.3 崩 溃……………………………………………………………………………… 31
3.4 代码纠错………………………………………………………………………………… 31
3.5 代码优化………………………………………………………………………………… 32
3.6 代码心得………………………………………………………………………………… 35
3.7 本章小结………………………………………………………………………………… 36
第4章 MATLAB可视化……………………………………………………………………… 37
4.1 二维图形可视化………………………………………………………………………… 37
4.2 三维图形可视化………………………………………………………………………… 45
4.3 统计图可视化…………………………………………………………………………… 50
4.4 本章小结………………………………………………………………………………… 53
第5章 MATLAB文件I/O …………………………………………………………………… 54
5.1 文件路径处理…………………………………………………………………………… 54
5.2 MAT文件……………………………………………………………………………… 57
5.3 文本文件………………………………………………………………………………… 58
5.4 二进制文件……………………………………………………………………………… 64
5.5 影像文件………………………………………………………………………………… 64
5.6 本章小结………………………………………………………………………………… 66
第6章 MATLAB编译与调用………………………………………………………………… 67
6.1 编 译…………………………………………………………………………………… 67
6.1.1 可执行程序编译…………………………………………………………………… 68
6.1.2 动态链接库编译…………………………………………………………………… 69
6.2 调 用…………………………………………………………………………………… 70
6.2.1 MATLAB调用C++ …………………………………………………………… 71
6.2.2 C++调用MATLAB …………………………………………………………… 73
6.3 本章小结………………………………………………………………………………… 76
下篇 遥感技术中的MATLAB应用
第7章 影像灰度处理………………………………………………………………………… 79
7.1 二值影像处理…………………………………………………………………………… 79
7.1.1 影像二值化………………………………………………………………………… 79
7.1.2 形态学处理………………………………………………………………………… 80
7.1.3 图斑统计…………………………………………………………………………… 83
7.1.4 边界提取…………………………………………………………………………… 84
7.2 灰度影像处理…………………………………………………………………………… 85
7.2.1 影像滤波…………………………………………………………………………… 86
7.2.2 影像增强…………………………………………………………………………… 89
7.3 傅里叶变换……………………………………………………………………………… 91
7.4 色彩空间转换…………………………………………………………………………… 92
7.5 影像重采样……………………………………………………………………………… 92
7.6 本章小结………………………………………………………………………………… 96
第8章 影像几何处理………………………………………………………………………… 97
8.1 影像坐标系统…………………………………………………………………………… 97
8.2 影像旋转………………………………………………………………………………… 98
8.3 影像缩放……………………………………………………………………………… 105
8.4 影像纠正……………………………………………………………………………… 109
8.5 本章小结……………………………………………………………………………… 111
第9章 大数据影像处理……………………………………………………………………… 112
9.1 影像存储结构………………………………………………………………………… 112
9.2 影像分块……………………………………………………………………………… 112
9.3 分块后处理…………………………………………………………………………… 116
9.4 本章小结……………………………………………………………………………… 130
第10章 特征提取与影像匹配……………………………………………………………… 131
10.1 特征检测……………………………………………………………………………… 131
10.1.1 点特征检测……………………………………………………………………… 132
10.1.2 线特征检测……………………………………………………………………… 136
10.2 特征描述……………………………………………………………………………… 139
10.3 影像匹配……………………………………………………………………………… 141
10.3.1 特征匹配………………………………………………………………………… 141
10.3.2 配准纠正………………………………………………………………………… 154
10.3.3 密集匹配………………………………………………………………………… 161
10.4 本章小结……………………………………………………………………………… 170
第11章 非监督法学习……………………………………………………………………… 171
11.1 分层聚类……………………………………………………………………………… 171
11.1.1 函数pdist ……………………………………………………………………… 171
11.1.2 函数linkage …………………………………………………………………… 172
11.1.3 函数cluster …………………………………………………………………… 173
11.1.4 函数clusterdata ……………………………………………………………… 174
11.2 K均值聚类和K中心聚类………………………………………………………… 175
11.3 最邻近聚类…………………………………………………………………………… 181
11.4 高斯混合模型………………………………………………………………………… 185
11.5 隐式马尔可夫模型…………………………………………………………………… 190
11.6 聚类评价……………………………………………………………………………… 193
11.7 本章小结……………………………………………………………………………… 196
第12章 监督法学习………………………………………………………………………… 197
12.1 分类树………………………………………………………………………………… 200
12.2 判别分析……………………………………………………………………………… 204
12.3 朴素贝叶斯分类……………………………………………………………………… 213
12.4 最邻近分类…………………………………………………………………………… 217
12.5 支持向量机…………………………………………………………………………… 220
12.6 分类集成……………………………………………………………………………… 226
12.7 模型构建和评估……………………………………………………………………… 227
12.8 本章小结……………………………………………………………………………… 229
第13章 坐标转换及地图投影……………………………………………………………… 230
13.1 坐标基准和空间参考系统…………………………………………………………… 230
13.2 相同坐标基准的坐标转换…………………………………………………………… 231
13.3 不同坐标基准的坐标转换…………………………………………………………… 234
13.4 WKT与坐标系统…………………………………………………………………… 235
13.5 本章小结……………………………………………………………………………… 241
第14章 数值优化…………………………………………………………………………… 242
14.1 常见的优化方法……………………………………………………………………… 242
14.1.1 二分法…………………………………………………………………………… 242
14.1.2 牛顿法…………………………………………………………………………… 244
14.1.3 最小二乘法……………………………………………………………………… 246
14.2 优化步骤……………………………………………………………………………… 247
14.2.1 选择方法………………………………………………………………………… 248
14.2.2 目标函数………………………………………………………………………… 248
14.2.3 约束条件………………………………………………………………………… 249
14.2.4 输入参数………………………………………………………………………… 249
14.2.5 参数设置………………………………………………………………………… 249
14.2.6 优化结果………………………………………………………………………… 249
14.3 函数介绍……………………………………………………………………………… 250
14.3.1 函数fzero与函数fsolve ……………………………………………………… 250
14.3.2 函数fminunc…………………………………………………………………… 252
14.3.3 函数fminbnd ………………………………………………………………… 253
14.3.4 函数fmincon与函数linprog ………………………………………………… 254
14.3.5 函数fminsearch ……………………………………………………………… 256
14.3.6 函数lsqlin与函数lsqnonlin ………………………………………………… 256
14.3.7 函数bintprog与函数intlinprog ……………………………………………… 257
14.4 回归分析……………………………………………………………………………… 259
14.4.1 线性回归………………………………………………………………………… 259
14.4.2 广义线性回归…………………………………………………………………… 260
14.5 本章小结……………………………………………………………………………… 262
第15章 自动微分…………………………………………………………………………… 263
15.1 自动微分的方法……………………………………………………………………… 263
15.1.1 代数解…………………………………………………………………………… 263
15.1.2 数值解…………………………………………………………………………… 264
15.2 复数法一阶自动微分………………………………………………………………… 265
15.3 面向对象的自动微分………………………………………………………………… 267
15.3.1 一阶自动微分…………………………………………………………………… 271
15.3.2 高阶自动微分…………………………………………………………………… 277
15.4 自动微分应用………………………………………………………………………… 288
15.4.1 雅克比矩阵……………………………………………………………………… 288
15.4.2 海森矩阵………………………………………………………………………… 289
15.5 本章小结……………………………………………………………………………… 291
参考文献………………………………………………………………………………………… 292

《探索数字世界的奥秘：从遥感到信息洪流》 在科技飞速发展的今天，我们生活的世界早已被一层无形的数据网络所包裹。从我们指尖轻触屏幕解锁的智能手机，到导航系统中指引我们前行的 GPS，再到支撑现代农业高效运转的精细化管理系统，数字技术无处不在，深刻地改变着我们的生产、生活乃至认知方式。而在这庞大的数字世界中，遥感技术扮演着至关重要的角色，它如同我们的一双“千里眼”，帮助我们以前所未有的广度和深度去理解和感知地球。 这本书，并非直接教授具体的软件操作技巧，而是带领读者深入探索遥感技术背后的原理、发展脉络及其在各个领域展现出的令人惊叹的应用潜力。我们将从最基础的概念入手，逐步揭示遥感是如何通过捕捉和分析来自地球的电磁波信号，来“看见”我们肉眼无法触及的细节，并从中提取出海量有价值的信息。 第一部分：遥感的宏观视野——原理与基础 我们将从遥感的定义出发，理解它与传统观测方式的区别。这包括对不同类型电磁波谱的详尽介绍，例如可见光、红外线、微波等，以及它们各自能够揭示的地物信息。读者将了解到，不同的波段就像不同的“语言”，只有掌握了这些语言，才能真正听懂地球发出的信号。 我们会深入探讨遥感成像的物理原理。地球表面不同的物质，如水、土壤、植被、建筑物等，对于不同波长的电磁波有着独特的反射、吸收和发射特性。这些特性被称为“光谱特征”，它们构成了每种地物独一无二的“指纹”。本书将详细分析这些光谱特征，并解释如何利用这些差异来进行地物分类和识别。 此外，我们还会介绍遥感影像的获取方式。从搭载在卫星上的遥感平台，到航空摄影，再到无人机航拍，不同的平台有着不同的优势和适用场景。我们将探讨它们的空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率对遥感数据质量的影响，并分析不同平台数据之间的互补性。 第二部分：解码地球的语言——数据处理与分析 仅仅获得遥感影像只是第一步，真正的价值在于从这些影像中提取有用的信息。本部分将聚焦于遥感数据的预处理和分析技术。 首先，我们会讨论影像的几何校正和辐射校正。由于传感器、大气层、地形等因素的影响，原始的遥感影像往往存在几何畸变和辐射偏差。这些问题会直接影响到后续的分析精度。我们将介绍多种校正方法，以及它们在不同应用场景下的适用性。 接着，我们将深入讲解遥感影像的解译技术。这包括目视解译和计算机辅助解译。目视解译强调的是人类的经验和知识，通过对影像的形状、大小、纹理、颜色等进行综合判断来识别地物。而计算机辅助解译则依赖于先进的算法和模型，例如监督分类、非监督分类、面向对象分类等，能够实现大范围、高效率的地物信息提取。 本书还将介绍如何利用遥感数据进行变化检测。通过对比不同时期的遥感影像，我们可以监测地表的变化，如城市扩张、森林砍伐、水体消长、土地利用方式的改变等。这将是理解地球动态过程、评估环境变化、进行资源管理的关键技术。 另外，我们还会触及影像融合技术。将来自不同传感器、不同波段的影像进行融合，可以整合各传感器的优点，获得更丰富、更全面的地物信息，从而提高解译精度和应用效果。 第三部分：赋能万象——遥感技术的广泛应用 遥感技术并非孤立存在，它已经深入到国民经济的各个角落，并为各行各业带来了革命性的变革。本部分将以丰富的案例，展现遥感技术的强大应用能力。 环境保护与可持续发展： 遥感是监测环境污染、评估生态系统健康、管理自然资源不可或缺的工具。我们将探讨如何利用遥感技术监测大气污染、水体富营养化、土壤侵蚀、森林火灾，以及如何为可持续农业、森林管理和野生动物保护提供决策支持。例如，通过卫星影像监测耕地的种植结构和作物长势，可以实现精准施肥和灌溉，提高作物产量，减少资源浪费。 城市规划与智慧城市： 城市是人类活动最集中的区域，遥感技术在城市规划、交通管理、基础设施建设、灾害应急等方面发挥着越来越重要的作用。我们将了解如何利用遥感影像提取城市建成区范围，监测城市热岛效应，分析交通流量，以及在地震、洪水等灾害发生后，快速评估灾情，指导救援工作。 农业生产的革新： 遥感技术为现代精准农业提供了强大的技术支撑。通过分析作物光谱特征，可以判断作物的生长状况、是否存在病虫害、水分和养分是否充足，从而实现精准施肥、精准灌溉、病虫害预警，最大程度地提高农作物产量和品质，降低生产成本。 地质勘探与灾害监测： 遥感技术在矿产资源勘探、地质构造分析、地震、滑坡、火山喷发等地球物理灾害的监测和预警方面具有独特优势。我们可以通过分析地表的形变、地温变化以及特定矿物的光谱特征，来寻找潜在的矿产资源，并提前预警地质灾害的发生。 海洋科学与气候变化研究： 海洋覆盖了地球的大部分表面，遥感技术是研究海洋环境、监测海冰变化、分析海洋动力过程、预测气候变化的重要手段。我们将探讨如何利用遥感数据监测海表温度、海浪高度、赤潮分布，以及研究全球气候变化对海洋生态系统的影响。 国家安全与应急响应： 在国防军事、边境巡逻、反恐、人道主义援助等领域，遥感技术也发挥着不可替代的作用。高分辨率的卫星影像可以提供关键的战场情报，而快速响应能力则能在自然灾害发生后，提供及时的灾情评估和救援信息。 第四部分：未来的展望——创新与挑战 本书的最后部分将着眼于遥感技术的未来发展趋势。我们将探讨人工智能、大数据、云计算等前沿技术如何与遥感技术深度融合，催生出更强大的数据处理和分析能力。例如，深度学习算法在遥感影像的自动解译方面展现出巨大的潜力，能够实现更快速、更准确的地物识别。 同时，我们也会审视遥感技术当前面临的挑战，例如数据获取的成本、数据的标准化、隐私保护问题以及技术人才的培养等。本书将鼓励读者积极思考，如何在未来的发展中克服这些挑战，推动遥感技术更好地服务于人类社会。 通过阅读这本书，你将能够构建起对遥感技术宏观而全面的认识，理解它如何从科学原理走向实际应用，并激发你对这个充满活力的领域产生浓厚的兴趣。无论你是一名学生、一名科研人员，还是一名对地球奥秘充满好奇的普通读者，这本书都将为你打开一扇通往数字地球的窗户，让你更深刻地理解我们所生活的这个星球，以及人类在其中扮演的角色。

评分☆☆☆☆☆

对于已经在使用 MATLAB 进行一些基础遥感数据处理的我来说，这本书的价值在于它提供了更广阔的视野和更深入的实践指导。我一直对如何更有效地利用 MATLAB 来处理和分析大量的遥感数据感到困惑，而这本书恰好提供了一些非常实用的解决方案。书中关于并行计算和 GPU 加速的部分，让我对如何提高处理速度有了全新的认识，这对于处理海量遥感数据非常有帮助。我尝试着将书中的一些优化技巧应用到我自己的代码中，效果非常显著。此外，书中对一些新兴的遥感应用，如利用无人机影像进行三维建模和变化监测等，都有详细的介绍和 MATLAB 实现。这让我看到了 MATLAB 在这些前沿领域的应用潜力，也为我未来的研究方向提供了新的思路。总而言之，这本书内容丰富，技术前沿，实践性强，对于任何希望在遥感技术领域深入研究和应用的 MATLAB 用户来说，都将是一本不可多得的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

我是一名 GIS 领域的从业者，虽然平时接触较多的是 ArcGIS 等软件，但对 MATLAB 的能力一直有所耳闻，却苦于无从下手。这本书恰好填补了我的这块空白。它以一种非常用户友好的方式，介绍了 MATLAB 在遥感数据处理方面的强大功能。我尤其喜欢它在数据可视化方面的处理，很多复杂的遥感数据，通过 MATLAB 绘制出来的图表都非常清晰直观，这对于成果展示非常有帮助。书中关于地形分析、坡度坡向计算、以及 DEM 数据处理的章节，都给了我很大的启发。我尝试着将自己正在处理的一些DEM数据导入MATLAB，并按照书中的方法进行处理，结果非常满意。而且，书中还提到了如何利用 MATLAB 与 GIS 软件进行数据交互，这对于我来说是至关重要的，我需要将遥感分析的结果有效地整合到我的 GIS 项目中。这本书的讲解深入浅出，即使是对于之前没有接触过 MATLAB 的我，也能够很快理解并上手操作，这让我对这个软件的信心倍增，也为我未来在工作中拓展更多可能性打下了基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经有一定遥感基础，但对MATLAB的应用还不够熟练的研究人员，我在这本书中找到了许多超出预期的价值。书中对于一些高级的遥感数据处理和分析技术的阐述，让我眼前一亮。特别是关于时间序列分析、变化检测以及利用深度学习进行遥感图像解译的部分，作者不仅提供了详细的算法介绍，还给出了非常实用的MATLAB代码实现，甚至还涉及到一些前沿的算法模型。这对于我正在进行的项目非常有启发性，我可以直接借鉴书中的方法，并在此基础上进行创新。让我印象深刻的是，作者在讲解过程中，会时不时地穿插一些关于算法优化的技巧和注意事项，这对于提高处理效率、节省计算资源非常有帮助。而且，书中提到的案例分析也非常贴近实际科研需求，例如利用高光谱数据进行矿产勘探，或者利用SAR数据进行地表形变监测等，这些都让我对MATLAB在专业领域内的应用有了更深的认识。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一份经验的总结，为我节省了大量自行摸索的时间。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，刚拿到这本书时，我并没有抱太高的期望，以为它会是一本泛泛而谈的入门读物。然而，翻开之后，我立刻被它详实的内容和严谨的逻辑所吸引。书中的每一个章节都像是一个独立的课题，作者深入剖析了遥感数据处理中的各个环节，并且提供了大量基于 MATLAB 的解决方案。我特别关注了关于遥感图像分类的部分，作者不仅介绍了传统的监督和非监督分类方法，还详细讲解了如何利用机器学习算法，如支持向量机（SVM）和随机森林（Random Forest）等，在 MATLAB 中实现这些分类器。书中给出的代码简洁高效，并且有详细的注释，这对于理解算法的实现细节至关重要。让我印象深刻的是，作者在讲解过程中，还会时不时地提及一些算法的局限性和适用范围，这体现了他对技术的深刻理解和严谨的态度。这本书不仅仅教会了我如何“做”，更教会了我“为什么这么做”，让我能够更好地理解遥感技术背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，对于一个刚刚接触遥感技术，尤其是在MATLAB环境下进行相关研究的初学者来说，简直是打开了一扇新世界的大门。我尤其欣赏它从基础概念讲起，循序渐进地引导读者理解遥感数据的获取、处理和分析的整个流程。书中对于图像增强、变换、分类等关键技术的讲解，都有清晰的代码示例和详尽的解释，这对于我这种动手能力较强，喜欢通过实践来学习的人来说，是非常宝贵的。我尝试着跟着书中的例子，在MATLAB中实现了几个基础的图像处理算法，效果非常直观，也让我对那些枯燥的公式有了更深刻的理解。而且，作者并没有止步于理论，而是将这些理论与实际的遥感应用场景紧密结合，比如利用MATLAB分析卫星影像进行土地覆盖分类，或者进行地形分析等，这些都让我看到了MATLAB在遥感领域巨大的潜力。以前总觉得遥感是一门高深的学科，但这本书用一种非常接地气的方式，让我觉得原来掌握这些技术并非遥不可及，关键在于找到正确的工具和方法，而这本书无疑提供了最得力的助手。

评分☆☆☆☆☆

京东物流很快额，服务也很周到，加油加油。做质量，做品牌。

评分☆☆☆☆☆

照着书中的内容终于把滤波器设计仿真完成了，很不错，本书最大特点是拥有很好的工程实践性，与大学理论偏深的特点是完全不一样的

评分☆☆☆☆☆

如果我用这段话来评价，说明这款产品没问题，至少85分以上

评分☆☆☆☆☆

不错！！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

没细看，买来想看看simscape，书中没有相关内容。

评分☆☆☆☆☆

看了网上的介绍 感觉还是本不错的书 比之前那本讲gui的强多了 希望能学到知识 具体评价要读了才知道

评分☆☆☆☆☆

基于matlab2013写的，比较新，可读性好

评分☆☆☆☆☆

挺好的啊，讲的很详细，有很多案例在里面

评分☆☆☆☆☆

书还没来得及细看，稍微翻了翻，还不错。