遥感物理

　　作者自序本书是我在北京大学遥感与地理信息系统研究所开设“遥感物理”这门课的基础上，经二十余年的努力而逐步写成的，它以阐明遥感定量分析中的基本物理原理为目标．比如地球表层物体对太阳短波辐射之反射、散射基本上是属于非朗伯体性质的，而经典物理学中很少谈及对非朗伯体反射、散射的处理方法，因此本书中有相当篇幅涉及到这方面的研究成果．又比如自然界中非黑体占绝大多数，经典物理学中对非黑体特性的表述停留在引入比辐射率（发射率）概念．而遥感对象中相当一部分（尤其是陆地目标）属于三维非同温混合像元，显然简单地搬用比辐射率概念已经无济于事，那么对于这样一个开放的复杂体系，它的热辐射方向特性该如何表述？有无规律可遵循？如果有，那么它所服从的规律是什么？人们不可能从经典物理学中找到现成的答案，遥感科学家必须依据经典物理学基本原理去独立地回答这些问题．大气是介于地表和星载（或机载）传感器之间电磁波传播的必经通道，所以大气效应纠正始终是定量遥感分析中不可回避的问题．人们经过四十余年的努力，在这方面已经取得了长足的进步，但是离彻底解决问题还有相当长的路程．那么问题的症结何在？今后的发展方向又是什么？这些正是人们急切期待回答的问题．本书的特色正是在阐述这一类问题中得到体现．遥感是20世纪60年代新兴的综合性交叉学科，它涉及到多方面的问题，有工程方面的问题，如传感器的设计制造，卫星设计、发射和日常运行，数据预处理，数据服务等，也有应用方面的许多问题，可以说遥感应用已涉及到地球科学的每一个分支．遥感的出现不仅彻底改变了地球科学获取地球表层信息的方式与方法，而且为地球科学的各个分支最终走向综合而形成新的地球系统科学奠定了基础．要完全达到这一宏伟目标没有坚实的理论基础是不可想像的，所以发展遥感理论、推动遥感应用的定量化是本书的基本目标．例如，从本质上讲，可见光、热辐射与微波都是电磁波，只不过波长不同而已，但正是波长的差别才导致它们与介质的相互作用规律表达方式上的差异，传感器设计与运行上的不同，也使大气效应性质各异．由于主被动微波遥感的理论大都直接依赖麦克斯韦方程组，它的理论框架与可见光、热红外遥感差别较大，所以本书只包括可见光与热红外遥感，且主要内容集中在概念的表述、原理的论证及模型的建立等方面，有关微波遥感的理论问题请参阅有关书籍与文献．本来建模与反演问题是定量遥感中的两个基本问题，本书较多地讨论了建模问题，没有专题讨论反演问题．关于遥感反演已经有很多文献发表，也有相关论著．但就资源与环境遥感而言，要形成有特色的反演理论还需时日，在适当的时候作者会将有关反演理论的内容加入到本书中去．

　　徐希孺，男，1937年2月生，教授、博士生导师。1960年毕业于北京大学地球物理系，留校工作。多年从事遥感应用模型研究与教学工作，已在“中国科学”、“科学通报”等学报级以上刊物发表学术论文40多篇；主编专著两部。

绪论    一、什么是遥感    二、遥感技术概要    三、遥感应用的现状与发展趋势    四、遥感理论体系及其关键问题
    第一篇  可见光与近红外波段遥感应用模型
  第一章  基本物理概念    §1．1  几个物理名词的定义    §1．2  传感器的信号强度与传感器的口径、视场角之间的关系    §1．3  地物的波谱特征与方向谱特征  第二章  植被遥感应用模型    §2．1  单片叶子的波谱特征    §2．2  植被冠层的BRDF    §2．3  植被指数  第三章  土壤和冰雪的遥感模型    §3．1  土壤和冰雪的波谱特征        §3．2  土壤和冰雪的BRDF模型    §3．3  土壤与植被的偏振特性  第四章  海色遥感    §4．1  海色遥感的基本方程    §4．2  海洋光场特性与海洋生物—光学模型    §4．3  海色遥感中的大气效应纠正    §4．4  海洋表层参数的遥感反演    §4．5  测定叶绿素浓度的荧光高度法  第五章  大气效应及其纠正    §5．1  大气的组成、全占构特征及其基本物理过程    §5．2  大气效应纠正    §5．3  大气气溶胶的遥感问题
    第二篇  热辐射与红外遥感
  第六章  热辐射与热红外遥感    §6．1  热辐射场及黑体辐射定律    §6．2  比辐射率及非黑体热辐射方向性规律    §6．3  海面温度(SST)的热红外遥测    §6．4  陆面温度(LST)的遥感
  第一章参考文献  第二章参考文献  第三章参考文献  第四章参考文献  第五章参考文献  第六章参考文献