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內容簡介

　　多源多時相遙感數據能夠為城市環境監測與評價提供定性、定量、動態、綜閤的信息支持，服務於城市規劃管理、生態環境保護和數字城市建設。
　　《地球觀測與導航技術叢書：城市環境遙感的方法與實踐》對城市環境遙感的框架體係、信息處理、典型應用進行瞭係統分析和深入探討。全書共分十章，從城市環境遙感的需求齣發分析瞭主要信息源和信息處理方法，總結瞭城市環境遙感的框架體係、研究熱點和發展方嚮，從土地覆蓋分類、典型目標識彆、變化檢測等方麵對遙感影像解譯方法進行瞭研究。以遙感數據和派生信息為主，綜閤各種統計調查數據，探討瞭多源遙感信息在城市熱環境建模、景觀生態分析、生態安全評價、人居環境評估和植被淨初級生産力估算方麵的應用。
　　《地球觀測與導航技術叢書：城市環境遙感的方法與實踐》可供從事城市遙感、環境遙感、遙感應用、遙感圖像處理等方嚮研究的教師、科研人員、研究生和高年級本科生參考，同時也可供從事城市規劃、環境保護、國土開發等方麵遙感應用的專業人員參考。

目錄

《地球觀測與導航技術叢書》齣版說明
前言

第1章 城市遙感與城市環境遙感
1．1 城市化與生態環境問題
1．2 城市環境遙感的體係結構
1．2．1 國際城市遙感大會的議題
1．2．2 城市環境遙感的體係結構
1．3 城市環境遙感的主要內容和發展趨勢
1．3．1 城市環境遙感的主要內容
1．3．2 城市環境遙感的發展趨勢
參考文獻

第2章 城市環境遙感數據源與信息處理
2．1 城市典型地物光譜特徵
2．2 城市環境遙感的時空尺度與數據源
2．2．1 大尺度城市環境遙感數據源
2．2．2 中尺度生態環境遙感數據源
2．2．3 小尺度生態環境遙感數據源
2．3 城市環境遙感信息處理技術方法總論
2．3．1 遙感影像分類
2．3．2 城市化與城市擴展遙感動態監測與變化檢測
2．3．3 遙感信息反演城市生態環境和地學參數
2．3．4 多源遙感數據融閤
2．3．5 城市三維建模與地錶沉降分析
2．3．6 麵嚮城市應用的遙感與GIS集成
2．4 遙感影像分類
2．4．1 非監督分類
2．4．2 監督分類
2．5 城市典型目標提取與識彆
2．5．1 城市建築物提取與識彆
2．5．2 城市水體提取與識彆
2．5．3 城市植被提取與識彆
2．5．4 城市道路提取與識彆
2．6 多時相遙感影像變化檢測
2．7 多源信息融閤
2．7．1 高分辨率影像與多光譜影像融閤
2．7．2 SAR圖象與光學影像融閤
2．7．3 LiDAR數據與光學遙感數據融閤
2．8 城市物理環境遙感定量化
2．9 城市三維環境建模
2．9．1 基於立體像對的城市三維建模
2．9．2 基於LiDAR技術的城市三維建模
參考文獻

第3章 城市典型目標遙感提取
3．1 城市綠地提取
3．1．1 概述
3．1．2 植被指數
3．1．3 像素級分類的城市綠地信息提取
3．1．4 麵嚮對象的城市綠地信息提取
3．1．5 基於混閤像元分解的城市綠地信息提取
3．2 建設用地提取
3．2．1 概述
3．2．2 Gabor紋理特徵
3．2．3 GMRF紋理特徵
3．2．4 基於GMRF紋理特徵的建設用地提取實例
3．3 道路提取
3．3．1 道路的遙感圖像特徵
3．3．2 道路提取方法的分類
3．3．3 基於剖麵／模闆匹配的道路提取
3．3．4 基於Snakes模型的道路提取
3．4 其他環境要素目標提取
3．4．1 水體目標提取
3．4．2 橋梁目標提取
參考文獻

第4章 城市土地覆蓋遙感分類
4．1 概述
4．2 城市土地覆蓋分類的框架
4．3 像元級城市土地覆蓋分類
4．3．1 監督分類
4．3．2 非監督分類
4．3．3 半監督分類
4．4 亞像元分類
4．5 麵嚮對象分類
4．6 多分類器集成
4．7 實例分析
4．7．1 QuickBird高分辨率遙感影像分類
4．7．2 OMIS高光譜遙感影像分類
4．7．3 Landsat ETM+遙感影像分類
參考文獻

第5章 城市環境變化動態監測
5．1 基於變化檢測的城市環境分析
5．1．1 變化檢測技術原理與進展
5．1．2 變化檢測在城市環境監測中應用
5．2 基於土地覆蓋遙感分類的城市擴展分析
5．2．1 研究背景與進展
5．2．2 方法介紹與分類
5．3 基於景觀格局變化的城市環境遙感分析
5．3．1 研究與應用背景
5．3．2 方法與指標
5．4 基於不透水麵的城市擴展分析
5．4．1 研究背景與進展
5．4．2 方法模型與實現流程
5．5 城市擴展與環境變化遙感監測實例
參考文獻

第6章 城市景觀生態遙感
6．1 概述
6．2 研究區概況
6．3 景觀信息分類與評價
6．3．1 決策樹分類算法
6．3．2 分類特徵的選擇
6．3．3 基於決策樹的景觀分類
6．4 城市景觀格局特點與評價指標
6．4．1 城市景觀的特點
6．4．2 景觀格局指數選擇
6．5 徐州市景觀尺度上的格局分析
6．5．1 轉移矩陣
6．5．2 景觀尺度上的格局指數
6．6 徐州市類型尺度上的格局分析
6．6．1 景觀類型形狀特徵分析
6．6．2 景觀類型優勢度分析
6．6．3 景觀類型破碎度分析
6．6．4 景觀類型聚集度與連通性分析
6．7 城市景觀格局環境影響評價
6．7．1 新城區
6．7．2 龐莊礦區
6．7．3 市中心區
6．7．4 小南湖及礦大南湖校區
參考文獻

第7章 城市熱環境遙感
7．1 概述
7．2 地錶溫度遙感反演算法
7．2．1 Landsat TM／ETM+地錶溫度遙感反演算法
7．2．2 NOAA-AVHRR數據中的地錶溫度反演算法
7．2．3 MODIS數據中的地錶溫度反演算法
7．2．4 ASTER數據中的地錶溫度反演算法
7．3 城市不透水麵比例遙感提取與估算
7．3．1 不透水麵提取步驟
7．3．2 Landsat TM／ETM+提取城市不透水麵
7．3．3 HJ-1和CBERS提取城市不透水麵
7．3．4 Eo-1 Hyperion提取城市不透水麵
7．4 熱環境與土地覆蓋的關係
7．5 城市熱環境與空氣汙染
7．6 城市熱環境建模與模擬
參考文獻

第8章 城市生態安全評價
8．1 引言
8．2 城市生態安全評價體係設計
8．2．1 評價體係框架設計
8．2．2 評價指標權重計算方法
8．2．3 評價模型
8．3 生態安全評價因子遙感提取
8．3．1 植被信息
8．3．2 基於決策樹模型的景觀分類
8．3．3 城市熱環境
8．4 GIS環境下的生態安全因子獲取
8．4．1 礦區壓力
8．4．2 水汙染壓力
8．4．3 人口壓力
8．4．4 生態彈性
8．4．5 景觀格局
8．5 徐州生態安全分析
8．5．1 時間維生態安全評價
8．5．2 分類生態安全評價
8．5．3 空間維生態安全評價
8．5．4 生態安全問題成因分析
8．5．5 建議與意見
參考文獻

第9章 城市人居環境遙感評價
9．1 緒論
9．1．1 研究背景
9．1．2 研究方法和技術路綫
9．2 人居環境遙感因子體係
9．2．1 研究區
9．2．2 人居環境遙感評價指標體係
9．3 城市人居環境遙感評價因子信息提取
9．3．1 基於遙感數據的評價因子直接提取
9．3．2 基於遙感數據的人居環境評價因子間接提取
9．4 人居環境遙感評價模型的建立與分析
9．4．1 模型的建立
9．4．2 人居環境質量結果分析
9．4．3 基於統計數據的人居環境評價體係構建與比較
9．5 徐州市人居環境質量變化原因分析
9．5．1 城市擴展信息對人居環境的影響
9．5．2 土地利用類型的變化
9．5．3 徐州市人居環境發展趨勢分析與建議
參考文獻

第10章 城市植被淨初級生産力估算
10．1 植被淨初級生産力遙感估算
10．2 研究區概況及數據預處理
10．3 CASA模型
10．3．1 植被吸收的光閤有效輻射（APAR）的估算
10．3．2 光能利用率ε（x，t）的估算
10．4 徐州市NPP值估算結果
10．4．1 土地覆蓋分類數據
10．4．2 C．ASA模型估算結果
10．4．3 徐州市2000～2010年NPP時空特徵分析
參考文獻

前言/序言

　　城市是現代文明的重要標誌，是人類聚居的場所。據聯閤國相關統計報告顯示，目前全世界已有超過50%的人口居住在城市。但是，城市化在提高人類生活質量、推動社會物質文明和精神文明發展的同時，也引發瞭一係列嚴重的生態、環境和社會問題。其中最為重要的就是由於城市高強度人類活動引發的土地覆蓋變化、下墊麵改變及其導緻的一係列城市生態環境問題，如城市熱島、水汙染、大氣汙染、噪聲汙染、固體廢棄物堆積、植被生態係統退化等，極大地影響和破壞瞭城市生態環境係統的平衡，降低瞭城市人居環境的質量。協調城市化與生態環境的關係是當前國內外學術界、政府部門關注的熱點問題之一。遙感作為一種從空間對地球錶層資源、環境係統進行宏觀、快速、綜閤觀測的先進技術，能夠獲取與城市環境密切相關的水、土地、植被等要素的定性、定量、動態和綜閤信息，實現對城市環境的描述，為城市環境監測、評價、規劃和管理提供有效的支持。
　　遙感信息獲取技術的快速發展，能夠為城市環境遙感構建高空間／高光譜分辨率、星空地集成的觀測係統，提供多尺度、主被動、多／高光譜、實時動態的遙感數據。如何結閤城市環境的特點和需求對遙感數據進行準確、精細的解譯、提取感興趣的專題信息並與相關的生態環境模型結閤以生成滿足需求的産品，是城市環境遙感研究最為重要的任務，也是對地觀測信息在城市規劃管理中發揮應用效益的關鍵。
　　城市環境遙感作為城市遙感、環境遙感的重要研究內容，受到瞭國內外學術界和産業界的高度重視，也是近年來多學科研究的熱點論題。國際攝影測量與遙感學會（ISPRS）、國際電子電氣工程師協會地球科學與遙感學會（IEEEGRSS）等學術組織召開瞭諸多以城市環境遙感為主題的學術會議，如國際城市遙感大會（JointUrbanRe-moteSensingEvent，JURSE）和每年一度的IGARSS大會城市遙感等專題，都對城市環境遙感予以瞭高度的重視。
　　本書麵嚮當前城市環境遙感、遙感技術應用的發展前沿，係統地總結瞭作者所在課題組近年來在城市環境遙感方麵的研究成果，對城市環境遙感中重要的信息處理方法、代錶性的應用方嚮進行瞭較為係統的總結和介紹。全書注重原理、方法和實踐的有機結閤，通過對典型研究區的研究驗證瞭所用方法的可行性和有效性。全書共分10章，涵蓋瞭城市環境遙感的基本概念和體係結構、主要數據源和信息處理方法、城市環境遙感典型應用等方麵的內容。第1章簡要介紹瞭城市遙感的發展現狀和重要性，並在此基礎上總結分析瞭當前城市環境遙感的研究熱點和發展方嚮。第2章從城市環境遙感的任務需求齣發，分析瞭城市遙感的主要信息源和信息處理方法，特彆是從城市遙感的地理尺度、遙感影像的分辨率兩方麵人手，分析瞭不同應用背景下不同分辨率遙感數據源的可用性。第3章對遙感影像中城市生態環境係統典型目標的提取識彆方法進行瞭探討。第4章以土地覆蓋這一承載城市係統的關鍵要素為研究對象，從亞像元級、像元級和對象級三個層次介紹瞭城市土地覆蓋分類的主要研究進展。第5章以城市擴展和環境變化為主綫，對多時相遙感影像變化檢測和城市擴展遙感分析的相關方法進行瞭介紹。第6章以景觀生態學為理論支持，結閤實例重點介紹瞭在遙感影像分類圖的基礎上進行城市景觀生態分析的方法。第7章研究瞭城市熱島效應和熱環境遙感分析評價方法，結閤實例對地錶溫度反演、城市熱環境影響因子等進行瞭探討。第8章以遙感數據和派生信息為主要信息源，結閤各種調查統計數據，開展瞭城市生態安全評價的研究。第9章則對城市人居環境進行瞭綜閤評價，係統分析瞭城市化過程中人居環境的時空演變特徵。第10章結閤目前快速發展的城市生態功能等方麵的研究進展以及實例對基於遙感信息和氣象觀測數據的城市淨初級生産力估算進行瞭探討。全書通過總論（第1～2章）、信息處理方法（第3～5章）、應用實踐（第6～10章）的係統分析，力圖在總結城市環境遙感若乾方嚮研究成果的同時，為進一步推動城市環境遙感研究提供有益的參考和藉鑒。
　　全書由杜培軍、譚琨、夏俊士、蘇紅軍共同確定編寫大綱，由南京大學、中國礦業大學相關教師和研究生共同編著。第1章由杜培軍編著，第2章由譚琨編著，第3章由趙銀娣編著.第4章由夏俊士、杜培軍編著，第5章由柳思聰、杜培軍編著，第6章由杜培軍、潘琛編著，第7章由夏俊士、杜培軍、蘇紅軍編著，第8章由杜培軍、羅艷編著，第9章由杜培軍、曹文、蘇紅軍編著，第10章由杜培軍、單丹丹、譚琨編著。全書最後由杜培軍、譚琨統稿。本書的成果也得益於參加相關項目的研究生劉培、張華鵬、張偉、袁林山、李光麗、王曉玲、王小美、方育瑩、吳春花、陳穎等同學的辛苦工作；在書稿撰寫、排版過程中，中國礦業大學陳雪玲、張剋、劉毅和南京大學阿裏木·賽買提等同學提供瞭大量支持，在此對他們錶示衷心的感謝！
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