遥感精解-书籍
这是一本非常好的遥感基本知识的书，对于初入遥感领域的学者有一定的指导性帮助(京)新登宇065号内容筒介木书是在九十年代初遥感技术飞速发展的基础上,融合了大量最新研究成果編写的。书中全面系统地介绍了遥感技与应用的各个领域。包括;遥感基础、遥感器、微波遥感、遘感平台及数据、人工及计算杋图像处理、遥感应用及地理信息系统等。全书共分I3童,着重对有关原理和概念进行说明,在补充说明中则对理论性、研究性内容进行了咩细论证和叙述,书中谢有大量图表、照片,既便于对正文内容加探理解,又有较高的銎考、保存价值。本书资料新颗、内容广泛,深浅绪合,图文并茂。适合初学者、大专院校师生、各层次的科研人员及管弹人员学习参考遥感精解L日〕遥感研究会編刘勇卫贺雪鸿译测绘出版社出版·发行外文印刷厂印刷新华书脂总店科技级行所经销开本787Xi091/16·印张2075·插页2·字数476千字1993年月第一版·93年12月第一次印刷印数:00012000册·定价:30元JsBN7…5030-0731-]/P·252nI u敬致读者(代序亲爱的读者们:如果您是熟悉方块汉字的中华文化圈的朋友,我属向您推荐这部有关遥感这门高技术的新书。它会让您提纲挈领地了解遥感的基础知识和最新发。本书主绵村井俊治( Shunji murai)教授,他是国际摄影测量与遥感学会( ISPRS主席,亚洲遥感协会ARSC)秘书长。对于中国和亚洲广大读者并不陌生。他的早期著作《遥感原理物要》中译本,就以简明扼要、纲祚目张,深受中国读者欢迎。他主编的《亚太地区遥感应用》反映了亚太地区这一领域的蓬勃发展和巨大潜力,其中热情地介绍了中国遥感界的部分成果。自1981年以来,他为亚洲遥感学会四处奔波,已举办14次学术讨论会,从未间断,对于促进亚太地区遥感秤学技术界的团结合作、进步和繁荣,受到了国际学术界的推和爱戴,与中国遥感界结了深厚的友谊。他几每年都走访中国,热情支持中国组织的国所学术活动。1993年8月,他和他的夫人—位热爱中国的女地理学家。在参加第二届北京国际地理信息系统学术会议和州十早区半干旱风遥感国际学术会之后一道考察」丝绱之路和敦煌文畅。在日本东京大学村井俊治先生的研究室,已逆续不断地接受了十多位中国访问学者和博土硏究,他们在中国有许多老朋友和学生1992年11月,我应邀到东京参加日本字宙开发事业团( NASDA)举办的亚太地区国际空间年大会,村井俊治教授就将这部新的日文版托我转送给中国读者,并热情地表示奉送版税,擤供图版,希望译成中文版。刘勇卫同志毅然承担并很快完成了樂重的编译虫版工作。1993年10月,我到曼谷参加亚太地区空间应用特邀专家会议的时候,村井俊冶教授正在亚洲理工学院(AIT)执教,他对中文版的耵将问世,非常高兴,再三用汉话向可刘勇卫先生和测绘出版社表示感谢。我们相信,这部图文并茂,雅俗共赏的遥感新书,无论对于初学的大专院校青年学生,还是从事教学和关心遥感科技事的专家学者、领导千部,都是值得一读的。特别是为新加坡、港、澳、台的华商同行们,提供了促进相互理解和学术交流的…些新概念和新词汇。本书原是村井俊治教授组织30多位日本谣专家执笔,为日本遥感学会編写的一部髙科技普及读物。它筲明扼要地介绍了有关遥感信息机理、遥感技术和应用领域,共分13章130个小节,毎节图(表)文对照,金书内容丰富、深入浅出、通俗易懂,比铰充分地反映了九十年代遥感的技术进步和应用开发,特别是日本和亚太地区的最新研究成果。在附录中编入的避感卫星时间表、参数表、遥感卫星地面接收站覆盖图,以及插图照片、参考文献等,都体现了太平洋时代和地区的特点,对于中国和亚太地区的读者来说,更是十分难得,倍觉亲切的。l993年L!月,中日双方签订了北京遥感卫星地面站合作接收日本地球资源卫星JERS-1)的协议,在空间上使覆盖范围有可能扩充到亚洲中西部地区;在时间上可以填补美国陆地卫星 Landsat-7发射失败出现的空白。994年9月,联合图亚太地区经社会(UNDP- ESCAP)将在北京召开亚太地区空间应用部长级会议,为亚太地区的空间技术合作和卫星信息共享,为亚洲季夙的环境与白然灾害监测、社会经济持续发展、携手合作,作出奉献。则本书中译本的及时出版,就具有更深远的一层意义。中国科学院学部委员第三让界科学院院士陈述彭993年10月1l日于北京1972年,随着 Landsat-1号发射升空,遷虅技术开始得到广泛的应用。两年后的1974年:H本遥感硏究会成立,最初着手进行的工仵是编写教科书。1975年《遥盛笔记》(技报堂出版)问世。当压,考虐到便于作为教科书使用,故将沙及7个章约70个日的内容以2页对开的形式构成,左边是说明、杈边是图表。这是在日本出版的第一本有关遥感的教科书该我出版后,一直得到遥感界人士的充分利用,而且被许多论文所参考、引用。然,17年后,由于遥戀技术有了很大的发展,该书带要增加新的内容,重新編写。所以我们就遥感器、微波遥感、卫星、图像处理、地理信息系统(GIs)、应用等内容进行了补充和修改《遥感糟解》可以说是17年前岀版的《遥感笔记》的大鯈改版。该书承技报堂之厚意,由日本测量协会出版,在此,仅表达我的谢意最初,我想只做部分修改就可以了,可实际上却做了全面的修改。与前·本书相比,内容量增至13个章节130个条目,几乎多了一倍。执笔者除了当时的5个人外,又新增了约3人,而且几乎都是30岁或40岁的研究人员和技术人员。可以说,这是凝集了日本遥感界新生力量而编写的书。我们还计划将该书译成英文,使世界上更多的人能得以利用。我衷心希望该书能成为日本为甜念哥伦布到达美洲大陆500年和992年国际空间年计划(LSY)的一大贡献。对于日本遥感研究会的成员以及年青执笔者们贡献谨致深深的谢意。日本遥感研究会会长村井俊治1992年秋编者、执笔者名单主编村井俊治编辑委员赤松幸生植木俊明后藤真太郎柴崎亮介下团阳久建石隆太郎E中邦桥本俊昭平出更广泽春任渡边诚执笔者赤松幸牛新井康平计上康司岩下笃植木俊明内田修远藤州小川利绂大山容小池俊雄占宇田亮江田敏幸后藤真太郎斋藤诚柴崎亮介清水英范下田阳久户岛收博高桥佳昭竹内章司竹内延夫建石隆太部田中邦玉井次郎田村昭南丹波澄雄长幸平上居原健德永光暗纳谷美也子桥本俊招早川清二郎平田更一福江洁屯细村宰本多明增子治信松本雅雄松罔龙冶村纯正望日贯一郎森山隆安罔善文柳田聪山本主介力丸厚渡边滤1而本书的使用方法正如“前言”中所说、本书可以说是1975年出版的《遛感笔汜》(技报堂版)的絛改版六书的目的、结构等仍同旧版一样,是考虑到便做为教科书使用而编写的。每一节的内容针对一个条目,左页是简单说明,右页是与该条日有关的图表。对于初学者来说,这种说明,简单明了。在旧版里,觅深度的内容是留给讲师解说的可是,出于遥感技术的普及和发展,我们在进行这次修改时感到,左页的说明里有许多不充分的地方。为此,我们增加了补充悦明,针对正文的内容做了充分的论述。这样,把补充说明加进去,就使本书可能适应具有相当水准的研究人员使用了本书的第二种使用方法是做为自学教科书使馬。遥感的应用技术住各种不同的领城有很大差异。由于篇幅有限,很难将其全部说清。然而,就遥感的基诎和共河技术来说,必须加以说明,而且尽可能歡到使那些没有这方面知识的人也能理解、明白。这样,如果有高山毕业的学历,便能基本掌握整个遥感技术的知识本书的第三种使用方法是做为遥感专家笔记使用。由于遥感涉及了广泛的学科领域,既使是专家也不可能准确无淏地把全部知识记忆下来。而且,要精通所有的领域也是非常困难的。在开始研究新领域的时候,本书可以做为其入门书,而且,在遗忘了某些专业知识的情况下,本书可以做为数据库发挥作用。本书共分13章。第1章是基础,也就是感的概论。第2章是遥感器,讲述现在已被应用成不久的将来有可能应用的遥感器的基砥。第3章和第4章是黴波遥感。由亍搭载各种微波遥感器的圯球观测卫星的出现,该部分与旧版相比,在内容上做了大幅度增加第5章是遥感平台,除了基础之外,附加了有关现在经常使用的地球观测卫星的解说。第6章是关于遥感中所应用的各种数裾及其特性的说明。第7章的内容在旧版中没有考虑到遥感数据的实际利用状况,增加了图象判读的内容。第8章是有关图像处理系统的介绍,第9、10、Ll章是关于图像处理的各个领域的解说。第12章是遥感应用;考虐到要长期使用,所以收集了-些规范的而且尽可能是接近实用的例子。第13章是有关地理信息系统(Gs)的内容。木书中应否加进GIS的内容,编委会内部虽然有不同意见,然而,随着過感实用化的发展,佔计今后GIS的利用会越来越多,所以,从读者的角度考虑,我们还是加进了这方面的内容。在正文的后边附有补充说明,正文中一些没有解释清的及过于专业化的内容在补充说明中加以论述。补充说明与正文,可按各节的号码对照查找。参考文献与引用文献按各小节归纳,并附有连续号码。引用文帐的号码与正文中的号码相对应。加外,若想获取更深塽的知识,也请参照参考文献。在正文中,需参照考文献时用“”符号表示,需参照引用文献时用“)符号表示。书后的附录中,主要汇总了关于遥感卫是的信息。目录敬致读者(代序)本书的使用方法第1章遥感基础1.1遥感的概念·*1(212电磁波的性质………"………(413物质和电磁波的相作用(64电磁波的波段咖音自自冒自■晋音鲁·自即噜备音·咖噜哥即鲁自自鲁自晋咖暗音自自命自■自鲁身命县自自自命自命争鲁自命鲁自身鲁■命自1.5根据波段划分遥感的种类…”*(10116辐射量的定义(121.7黑体辐射晷中自自■自鲁曲喜會冒自血盘鲁14J18反射率…444441461619物体的光谱反射特性郾■团马■忌(181.10太阳光的光谱辐射特性…………………“(201.11大气的透射特性22}2辐射传递理论●■b■■『■尋●國■■■■↓最■■■■■■&●■●●●■■國↓■悬■■●國國■■■■■●●■■■悬口■●司■■■■b(24)第2章遥感器2.遥感器的分类…*4…444446441446444460(26)22光学逕感器的特征…………………---(28)23空门分辨率…………………………………………(30)24分光元件…………………………………………………(32)25分光滤光……………(3426分光计■■■s(36)7光探测元件的种类及性…………………………………”………(38})28遥感摄影机…"*"”*"**"*◆"s(4029遥感用的胶)…………210光机扫描仪■看鲁日■●即国●·■■自■■●●■鲁自自●p西·咖自■自鲁会■■中■P◆和日·中曾中◆鲁鲁◆争脅争ψ唱卿◆中中曾鲁鲁鲁會中鲁中鲁2l推帚式扫描仪…………”…"………”*”(46}212成像光谐仪……,………"”……………”…""………(48)213大气遥感器…650214声波遥感器(52)2.15激光雷达……國●■■●bb■d↓■画己业(54)====第3章微波巡感31微波遥感的原浬■■■↓■即·『●自·↓■■■·自自自■·@·ψ■罪■■血·咖●■口咖■·P■■血命和·唱自ψ■·■■會咖ψ咖鲁罪↓身■··@·自自(56)3,2徽波的衰减…●ψ如ψ甲即(58)33微波的辐射■■■唱q甲中■鲁p■司屮鲁D■曾■甲鲁●命■■鲁身●◆啁中■■自『争学中皆自自●鲁唱申咖血■■口卓鲁中口中■3.4徽波的表面散射中甲冒PPP■中鲁●中萨P會俨血申伽甲曾曾P◆鲁导司曹管早唱中P司自卿曾即中中鲁申◆鲁冒中口即曾■,即會鲁鲁甲鲁口■看p■會62)35微玻的体散射中自●鲁魯(6436天线的种类…””””…"",(6)3.7天线的特性··可伽聊唱司D■咖咖自日日●口·鲁自·自·目看自唱自罪即目备自口自咖口·看■D自自即■自自早自卓即自●自自鲁自◆申68)第4章黴波避感器4.1微波遥感器的分类a“nt(704,2真实孔径达…………"■●血▲↓看■■●●血晶■晶■啬冒■■↓■■↓暴●φ■■●■·聊·ψ·斗■●b·如(72)43合成孔径雪达“………M………,…“……M…………(74)44宙达图像的几何特性…44764.5合成孔竺嘗达图像的重建4.6需达图像的特8)4.7地形引起的雷达图像差异咖自·申毒冒■■自·中●·咖■■■聊↓·咖噜·咖■也■■咖·咖·↓·↓·鲁@·嵋咱昏忌■看斗·自自啬司國口唱(82)4.8微波辐射计“么+么(8449微波散射计………s…(864.10黴渡高度汁本春业界…(88)4l1海面风的测量·■■會會■·會口『■會會■■『會■個十會■會會血■4………….(90)4.12雷达对波浪的测量………44·4444414444(92第5章遥匙平台51遥感平台的利类…94)52高度与大气的状态……(96)53遥感平台的姿态………………………………,…,1(9g)54姿态测量传感器L4本香(100)55卫星的轨道参数……………·…0102)5.6卫星的轨道导中中唱即即冒即冒即曾■■鲁警曾■P■曾『■曾冒譬■■即曾T■甲钾■即曾■聊司曾口■■(104)57卫星位置的测量■■冒↓冒冒曾曾■冒冒即聊『■口目即■即曾冒■普■即鲁节圆昏即唱哥即冒看罪即昏■即看看■即看愚罪冒b看■b106)5,8避感卫星·…·……*…s10859 Landsat卫星中中■曾即甘曾曾ψ冒冒P冒冒■冒■冒备即罪即曾号口即即即即聊司冒即冒甲罪目哥器冒罪罪即冒冒晶■即冒冒聊冒昌晶■晶晶●1(110)5.l0SPOT卫星…*…11,,……0(112)5 IL NOAA卫跟·4"""“…"*114)5,12静止气象卫星…………………………""*""………(116)5.13极平台谭●中●曾鲁号号P■鲁早号冒■号自■■宁唱日鲁音鲁哥鲁■■国↓D自自国司q哥昏哈自■驴·■命自■■■昌晶b伽■晶■品画hb●(118
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粒子滤波算法及其应用
本书系统介绍粒子滤波算法的基本原理和关键技术，针对标准粒子滤波算法存在的粒子退化、计算量大的缺点介绍了多种改进的粒子滤波算法，包括基于重要性密度函数选择的粒子滤波算法、基于重采样技术的粒子滤波算法、基于智能优化思想的粒子滤波算法、自适应粒子滤波算法、流形粒子滤波算法等，并将粒子滤波算法应用于机动目标跟踪、语音增强、传感器故障诊断、人脸跟踪等领域，最后探讨了粒子滤波算法的硬件实现问题，给出了基于DSP和FPCA的粒子滤波算法实现方法。内容简介本书系统介绍粒子滤波算法的基本原理和关键技术,针对标准粒子滤波算法存在的粒子退化、计算量大的缺点介绍了多种改进的粒子滤波算法,包括基于重要性密度函数选择的粒子滤波算法、基于重采样技术的粒子滤波算法、基于智能优化思想的粒子滤波算法、自适应粒子滤波算法流形粒子滤波算法等,并将粒子滤波算法应用于机动目标跟踪、语音增强、传感器故障诊断、人脸跟踪等领域最后探讨了粒子滤波算法的硬件实现问题,给出了基于DsP和FPGA的粒子滤波算法实现方法。本书可供高等院校电子信息、自动化、计算机应用、应用数学等有关专业高年级本科生和研究生,以及从事控制科学与工程、信号与信息处理领域的工程技术人员和研究人员参考阅读。图书在版编目(CIP)数据粒子滤波算法及其应用/朱志宇著.一北京:科学出版社,2010.6ISBN978-7-03-027611-7I.①粒…Ⅱ.①朱…Ⅲ.①非线性控制系统Ⅳ,①O231.2中国版本图书馆CIP数据核字(2010)第08821号责任編辑:孙芳王志欣/责任校对:陈玉责任印制;赵博/封面设计:耕者设计工作室學☆出版北京东黄城根北街|6号邮攻编码:100717http://www.sciencep400酉卹剩厂印刷科学出版社发行各地新华书店经销2010年6月第版开本;B5(720×10002010年6月第一次印刷印张:163/4印数:1-3000字数:324000定价:48.00元(如有印装质量问题,我社负责调换)前言粒子滤波又称序贯蒙特卡罗方法,是一种基于蒙特卡罗方法和递推贝叶斯估计的统计滤波方法,它依据大数定理,采用蒙特卡罗方法来求解贝叶斯估计中的积分运算。粒子滤波算法首先依据系统状态向量的经验条件分布在状态空间产生组随机样本的集合,然后根据观测量不断地调整粒子的权重和位置,通过调整后粒子的信息修正最初的经验条件分布。当样本容量很大时,这种蒙特卡罗描述就近似于状态变量真实的后验概率密度函数。粒子滤波适用于任何能用状态空间模型表示的非高斯背景的非线性随机系统,它完全突破了传统的 Kalman滤波理论框架,对系统的过程噪声和量测噪声没有任何限制,可适用于任何非线性系统,精度可以逼近最优估计,是一种很有效的非线性滤波技术,可广泛应用于数字通信、金融领域数据分析、统计学、图像处理、计算机视觉、自适应估计、语音信号处理、机器学习等方面。粒子滤波算法是现代信号与信息处理学科和统计模拟理论之间的交叉学科,其研究有着重要的理论意义和现实价值,随着计算机性能的迅速提高,这方法日益受到人们的关注。近年来,从解决粒子退化和粒子多样性丧失、提高算法实时性和鲁棒性、降低计算复杂度等角度考虑,国内外学者广泛开展了粒子滤波研究。本书系统总结了近年来粒子滤波的研究成果,针对粒子滤波算法的缺点提出了若干种改进算法,包括基于微分流形的粒子滤波算法、基于人工鱼群的粒子滤波算法、基于神经网络的粒子滤波算法、自适应粒子滤波算法等;广泛探讨了粒子滤波算法的各种应用,给出了粒子滤波算法的硬件实现方法在本书编撰过程中,作者研读了大量文献,参考融合了国内外专家、学者们在相关领域的硏究成果,在此,对他们表示衷心谢意!王建华教授、姜长生教授、张冰教授对本书的编写工作提供了很多宝贵意见,杨官校、李冀、皇丰辉、刘炜、薄超等同学编制了书中的仿真程序,赵成、苏岭东、姜威威等同学绘制了书中的部分图表。在此,向参与和关心本书编写工作的各位同事和同学表示真诚的感谢本书的出版得到了江苏省高校自然科学基金(项目编号:06KJB510030)和中国船舶行业预研基金(项目编号:3.1.5)的资助。由于作者学术水平有限,书中难免存在不妥之处,殷切期望广大读者批评指正。作者2010年3月目录前言第一篇粒子滤波算法第1章绪论1粒子滤波的发展和应用……··d·············.41.2粒子滤波的缺点和现有的解决方法4第2章 Kalman滤波理论2.1标准 Kalman滤波算法R-y滤波器102.3EKF滤波算法24 MVEKF算法142.5UKF算法D春看曲。·鲁b·····。音·看自。··非自b。非…………15第3章从贝叶斯理论到粒子滤波…193.1动态空间模型3.2贝叶斯估计理论203.3蒙特卡罗积分………·.·日···↓..··":·.·“.···香。·。着非●自·223.4序贯蒙特卡罗信号处理2435粒子滤波27第4章基于重要密度函数选择的改进粒子滤波算法334.1GHPF…………………………………………………334.2 EKPF354.3 UPF374.4 IMMPF算法…………384.5二阶中心差分粒子滤波…………404.6基于 Stiefel流形的粒子滤波器研究434.7混合退火粒子滤波器研究45IV粒子滤波算法及其应用第5章基于重采样技术的改进粒子滤波算法最自自自485.1重要性重采样粒子滤波器………485.2基于MCMC的粒子滤波……495、3AVPF……………525.4 RPF∴…545.5核K-粒子滤波算法(KPF)5.6基于权值选择的粒子滤波算法…575.7线性优化重采样粒子滤波算法5.8基于 Stiefel流形和权值优选的粒子滤波器( SM-WSPF)研究605.9基于 Stiefel流形和线性优化重采样的粒子滤波器( SM-LOCR-PF)研究615.10其他常用的重采样方法621仿真分析第6章基于智能优化思想的粒子滤波算法6.1GPF算法…………………736.2 PSO-PF算法p·普·日···曹·。昏鲁··甲啊·。··中日中··串自自·事6.3 AFSA-PF算法6.4AIPF算法鲁音·鲁甲··鲁曹·自·即………906.5仿真分析97第7章基于神经网络的粒子滤波算法……1027.1基于神经网络的重要性权值调整粒子滤波( NNWA-PF)算法…1027.2基于神经网络的重要性样本调整粒子滤波( NNISA-PF)算法1057.3仿真分析……109第8章APF算法音·自·普自自自非●·P,自自··自··非鲁自单最自自音自自自·4非鲁备自音。非·鲁音。··音鲁1148.1似然分布自适应调整1148.2样本数APF8.3改进APF…1188.4APF的仿真分析…119第9章其他粒子滤波算法1269.1免重采样粒子滤波1269.2MPF……………………………………………………132目录9.3分布式粒子滤波134第二篇粒子滤波算法的应用第10章粒子滤波算法在机动目标跟踪中的应用……1390.1基于贝叶斯理论的目标跟踪技术…………………13910.2机动目标的运动模型……14010.3多目标跟踪中的联合概率数据关联方法14210.4非线性、非高斯条件(闪烁噪声)下的机动目标跟踪14510.5基于粒子滤波和JPDA的多目标跟踪数据关联算法10.6仿真实验…150第11章粒子滤波应用于语音信号增强………16111.1语音增强技术………………………………………16111.2TVAR模型11.3基于GPF的语音增强算法11.4语音信号增强仿真实验…I68第12章粒子滤波应用于传感器故障诊断e早看值·看…………17212.1故障诊断的方法…17212.2传感器故障诊断的基本原理…17412.3应用粒子滤波进行故障诊断鲁番“·.····.;·4···17712.4仿真实例分析180第13章粒子滤波算法在人脸跟踪中的应用19013.1人脸跟踪介绍…………………19013.2跟踪算法相关理论基础·19313.3基于直方图的坞值偏移人脸跟踪算法·19613.4基于直方图的粒子滤波人脸跟踪算法20113.5基于椭圆拟合的人脸跟踪算法…20613.6基于流形的人脸跟踪算法p音直最看·鲁鲁··息·翟·唱备售暴4鲁售聊鲁20713.7人脸跟踪仿真…………鲁电210第14章粒子滤波在倒立摆控制系统中的应用21614.1引言21614.2倒立摆控制系统模型216粒子滤波算法及其应用14.3基于神经网络的倒立摆控制系统研究∴21914.4粒子滤波优化神经网络倒立摆控制仿真…22第15章基于DSP实现的粒子滤波算法……22515.1FBPF算法鲁t·息鲁鲁∴22515.2基于硬件实现的改进FBPF算法…22715.3实现改进FBPF算法的DSP···→·········:·..··.·;····..·········22815.4改进FBPF算法DSP实现的软件环境…23015.5改进FBPF算法的软件仿真与DSP实现…23115.6基于改进FBPF算法的GPS导航系统设计237第16章基于FPGA的粒子滤波算法实现∴24116.1基于FPGA的改进FBPF算法的总体设计∴…241l16.2FPGA简介…24216.3改进FBPF算法的软件仿真与FPGA实现245参考文献…:a4a....············.··.··········253第一箭粒子滤波算法
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