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內容簡介

　　從遙感領域中一些常見應用著手,以MATLAB為編程工具,輔以實際的案例說明,詳細介紹瞭MATLAB中可以用到的且與遙感相關的一些常見方法。本書分為上、下兩篇。上篇為MATLAB基礎,介紹
　　使用MATLAB時的一些基本概念和操作,增加對MATLAB本身的一些瞭解,主要包括:MATLAB簡介、M語言、MATLAB代碼調試和優化、MATLAB可視化、MATLAB文件I/O、MATLAB編譯與調用。下篇為遙
　　感技術的MATLAB應用,介紹遙感領域應用過程中需要的基本方法及其對應在MATLAB中的相關函數和用法,主要包括:影像灰度處理、影像幾何處理、大數據影像處理、特徵提取與影像匹配、非監督法學習、監督法學習、坐標轉換及地圖投影、數值優化、自動微分。
　　本書可以作為高等院校遙感學科相關課程本科生、研究生的教材或教學參考書,也可供從事數字圖像處理、遙感應用相關的研究人員參考。

目錄

上篇 MATLAB基礎
第1章 MATLAB簡介………………………………………………………………………… 3
1.1 MATLAB的起源和發展……………………………………………………………… 3
1.2 MATLAB8.0時代…………………………………………………………………… 3
1.3 MATLAB使用介紹…………………………………………………………………… 4
1.3.1 菜單欄……………………………………………………………………………… 4
1.3.2 當前目錄窗口……………………………………………………………………… 5
1.3.3 命令窗口…………………………………………………………………………… 5
1.3.4 工作空間…………………………………………………………………………… 6
1.3.5 命令曆史窗口……………………………………………………………………… 6
1.3.6 編輯界麵…………………………………………………………………………… 7
1.3.7 幫助係統…………………………………………………………………………… 8
1.4 本章小結………………………………………………………………………………… 10
第2章 M 語言………………………………………………………………………………… 11
2.1 變 量…………………………………………………………………………………… 11
2.1.1 數據類型…………………………………………………………………………… 11
2.1.2 矩 陣……………………………………………………………………………… 12
2.2 符 號…………………………………………………………………………………… 13
2.2.1 單字符……………………………………………………………………………… 13
2.2.2 多字符……………………………………………………………………………… 16
2.3 關鍵字…………………………………………………………………………………… 19
2.4 控製流…………………………………………………………………………………… 20
2.4.1 順 序……………………………………………………………………………… 20
2.4.2 選 擇……………………………………………………………………………… 20
2.4.3 循環———特殊的順序……………………………………………………………… 21
2.4.4 遞歸———特殊的循環……………………………………………………………… 21
2.4.5 異常捕獲…………………………………………………………………………… 22
2.5 函 數…………………………………………………………………………………… 22
2.5.1 函數類型…………………………………………………………………………… 22
2.5.2 函數調用…………………………………………………………………………… 23
2.5.3 函數中變量的生命周期…………………………………………………………… 23
2.5.4 函數句柄…………………………………………………………………………… 23
2.6 M 語言特性…………………………………………………………………………… 24
2.7 本章小結………………………………………………………………………………… 25
第3章 MATLAB代碼調試和優化…………………………………………………………… 26
3.1 代碼分析………………………………………………………………………………… 26
3.2 代碼調試………………………………………………………………………………… 28
3.2.1 調試方法…………………………………………………………………………… 29
3.2.2 調試檢查項………………………………………………………………………… 30
3.3 代碼運行異常…………………………………………………………………………… 30
3.3.1 錯 誤……………………………………………………………………………… 30
3.3.2 警 告……………………………………………………………………………… 31
3.3.3 崩 潰……………………………………………………………………………… 31
3.4 代碼糾錯………………………………………………………………………………… 31
3.5 代碼優化………………………………………………………………………………… 32
3.6 代碼心得………………………………………………………………………………… 35
3.7 本章小結………………………………………………………………………………… 36
第4章 MATLAB可視化……………………………………………………………………… 37
4.1 二維圖形可視化………………………………………………………………………… 37
4.2 三維圖形可視化………………………………………………………………………… 45
4.3 統計圖可視化…………………………………………………………………………… 50
4.4 本章小結………………………………………………………………………………… 53
第5章 MATLAB文件I/O …………………………………………………………………… 54
5.1 文件路徑處理…………………………………………………………………………… 54
5.2 MAT文件……………………………………………………………………………… 57
5.3 文本文件………………………………………………………………………………… 58
5.4 二進製文件……………………………………………………………………………… 64
5.5 影像文件………………………………………………………………………………… 64
5.6 本章小結………………………………………………………………………………… 66
第6章 MATLAB編譯與調用………………………………………………………………… 67
6.1 編 譯…………………………………………………………………………………… 67
6.1.1 可執行程序編譯…………………………………………………………………… 68
6.1.2 動態鏈接庫編譯…………………………………………………………………… 69
6.2 調 用…………………………………………………………………………………… 70
6.2.1 MATLAB調用C++ …………………………………………………………… 71
6.2.2 C++調用MATLAB …………………………………………………………… 73
6.3 本章小結………………………………………………………………………………… 76
下篇 遙感技術中的MATLAB應用
第7章 影像灰度處理………………………………………………………………………… 79
7.1 二值影像處理…………………………………………………………………………… 79
7.1.1 影像二值化………………………………………………………………………… 79
7.1.2 形態學處理………………………………………………………………………… 80
7.1.3 圖斑統計…………………………………………………………………………… 83
7.1.4 邊界提取…………………………………………………………………………… 84
7.2 灰度影像處理…………………………………………………………………………… 85
7.2.1 影像濾波…………………………………………………………………………… 86
7.2.2 影像增強…………………………………………………………………………… 89
7.3 傅裏葉變換……………………………………………………………………………… 91
7.4 色彩空間轉換…………………………………………………………………………… 92
7.5 影像重采樣……………………………………………………………………………… 92
7.6 本章小結………………………………………………………………………………… 96
第8章 影像幾何處理………………………………………………………………………… 97
8.1 影像坐標係統…………………………………………………………………………… 97
8.2 影像鏇轉………………………………………………………………………………… 98
8.3 影像縮放……………………………………………………………………………… 105
8.4 影像糾正……………………………………………………………………………… 109
8.5 本章小結……………………………………………………………………………… 111
第9章 大數據影像處理……………………………………………………………………… 112
9.1 影像存儲結構………………………………………………………………………… 112
9.2 影像分塊……………………………………………………………………………… 112
9.3 分塊後處理…………………………………………………………………………… 116
9.4 本章小結……………………………………………………………………………… 130
第10章 特徵提取與影像匹配……………………………………………………………… 131
10.1 特徵檢測……………………………………………………………………………… 131
10.1.1 點特徵檢測……………………………………………………………………… 132
10.1.2 綫特徵檢測……………………………………………………………………… 136
10.2 特徵描述……………………………………………………………………………… 139
10.3 影像匹配……………………………………………………………………………… 141
10.3.1 特徵匹配………………………………………………………………………… 141
10.3.2 配準糾正………………………………………………………………………… 154
10.3.3 密集匹配………………………………………………………………………… 161
10.4 本章小結……………………………………………………………………………… 170
第11章 非監督法學習……………………………………………………………………… 171
11.1 分層聚類……………………………………………………………………………… 171
11.1.1 函數pdist ……………………………………………………………………… 171
11.1.2 函數linkage …………………………………………………………………… 172
11.1.3 函數cluster …………………………………………………………………… 173
11.1.4 函數clusterdata ……………………………………………………………… 174
11.2 K均值聚類和K中心聚類………………………………………………………… 175
11.3 最鄰近聚類…………………………………………………………………………… 181
11.4 高斯混閤模型………………………………………………………………………… 185
11.5 隱式馬爾可夫模型…………………………………………………………………… 190
11.6 聚類評價……………………………………………………………………………… 193
11.7 本章小結……………………………………………………………………………… 196
第12章 監督法學習………………………………………………………………………… 197
12.1 分類樹………………………………………………………………………………… 200
12.2 判彆分析……………………………………………………………………………… 204
12.3 樸素貝葉斯分類……………………………………………………………………… 213
12.4 最鄰近分類…………………………………………………………………………… 217
12.5 支持嚮量機…………………………………………………………………………… 220
12.6 分類集成……………………………………………………………………………… 226
12.7 模型構建和評估……………………………………………………………………… 227
12.8 本章小結……………………………………………………………………………… 229
第13章 坐標轉換及地圖投影……………………………………………………………… 230
13.1 坐標基準和空間參考係統…………………………………………………………… 230
13.2 相同坐標基準的坐標轉換…………………………………………………………… 231
13.3 不同坐標基準的坐標轉換…………………………………………………………… 234
13.4 WKT與坐標係統…………………………………………………………………… 235
13.5 本章小結……………………………………………………………………………… 241
第14章 數值優化…………………………………………………………………………… 242
14.1 常見的優化方法……………………………………………………………………… 242
14.1.1 二分法…………………………………………………………………………… 242
14.1.2 牛頓法…………………………………………………………………………… 244
14.1.3 最小二乘法……………………………………………………………………… 246
14.2 優化步驟……………………………………………………………………………… 247
14.2.1 選擇方法………………………………………………………………………… 248
14.2.2 目標函數………………………………………………………………………… 248
14.2.3 約束條件………………………………………………………………………… 249
14.2.4 輸入參數………………………………………………………………………… 249
14.2.5 參數設置………………………………………………………………………… 249
14.2.6 優化結果………………………………………………………………………… 249
14.3 函數介紹……………………………………………………………………………… 250
14.3.1 函數fzero與函數fsolve ……………………………………………………… 250
14.3.2 函數fminunc…………………………………………………………………… 252
14.3.3 函數fminbnd ………………………………………………………………… 253
14.3.4 函數fmincon與函數linprog ………………………………………………… 254
14.3.5 函數fminsearch ……………………………………………………………… 256
14.3.6 函數lsqlin與函數lsqnonlin ………………………………………………… 256
14.3.7 函數bintprog與函數intlinprog ……………………………………………… 257
14.4 迴歸分析……………………………………………………………………………… 259
14.4.1 綫性迴歸………………………………………………………………………… 259
14.4.2 廣義綫性迴歸…………………………………………………………………… 260
14.5 本章小結……………………………………………………………………………… 262
第15章 自動微分…………………………………………………………………………… 263
15.1 自動微分的方法……………………………………………………………………… 263
15.1.1 代數解…………………………………………………………………………… 263
15.1.2 數值解…………………………………………………………………………… 264
15.2 復數法一階自動微分………………………………………………………………… 265
15.3 麵嚮對象的自動微分………………………………………………………………… 267
15.3.1 一階自動微分…………………………………………………………………… 271
15.3.2 高階自動微分…………………………………………………………………… 277
15.4 自動微分應用………………………………………………………………………… 288
15.4.1 雅剋比矩陣……………………………………………………………………… 288
15.4.2 海森矩陣………………………………………………………………………… 289
15.5 本章小結……………………………………………………………………………… 291
參考文獻………………………………………………………………………………………… 292

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