微波遙感農業應用研究︰水稻生長監測

序
前言
第1章 遙感農業應用的意義
1.1 應用遙感技術監測農業生產的意義
1.2 光學遙感在農業生產監測中的應用
1.2.1 目前常用的遙感數據
1.2.2 光學遙感在農業中的應用發展
1.3 微波遙感對多雲多雨地區農業生產監測的重要性
1.3.1 微波遙感的特點和農業應用意義
1.3.2 微波農業遙感的主要應用
參考文獻
第2章 雷達遙感基本原理
2.1 電磁波理論與微波遙感
2.1.1 電磁波的基本性質
2.1.2 電磁輻射與散射
2.1.3 微波遙感
2.2 合成孔徑雷達
2.2.1 真實孔徑雷達(RAR)
2.2.2 合成孔徑雷達(SAR)
2.2.3 合成孔徑雷達圖像的輻射特性
2.2.4 合成孔徑雷達圖像的幾何特性
2.2.5 雷達衛星(RADARSAT)SAR系統
2.2.6 典型地物的微波散射特性
2.3 雷達圖像的常規處理與解譯
2.3.1 雷達圖像處理與分析
2.3.2 雷達圖像的解譯標志
2.3.3 雷達圖像中典型地物的解譯
參考文獻
第3章 中國水稻的分布與遙感區劃
3.1 中國水稻的主要品種及分布和物候歷
3.1.1 中國水稻主要品種和種植分布
3.1.2 中國水稻的物候歷
3.2 水稻遙感估產區劃和方法
3.2.1 水稻生長遙感監測的區域劃分
3.2.2 遙感估產方法
參考文獻
第4章 水稻微波散射模型特性
4.1 水稻結構特征與介電特性
4.1.1 水稻幾何結構參數測量與特征分析
4.1.2 水稻的生物量計算
4.1.3 水稻含水量實地測量
4.1.4 水稻的復介電常數計算
4.1.5 水稻重量含水量與介電特性的關系分析
4.2 水稻散射測量與模擬
4.2.1 水稻散射單元及結構分解
4.2.2 水稻葉片的散射計算
4.2.3 水稻睫稈的散射計算
4.2.4 水稻散射的MontPCarlo模擬
4.3 水稻的微波散射測量與微波後向散射特性分析
4.3.1 與農作物微波散射相關的雷達參數
4.3.2 水稻微波後向散射測量
4.3.3 雷達參數對水稻後向散射系數的影響
4.3.4 水稻及其他作物的微波後向散射系數比較分析
參考文獻
第5章 用RADARsAT數據監測水稻長勢與識別土地覆蓋類型
5.1 研究區與雷達數據
5.1.1 研究區概況
5.1.2 雷達遙感數據源
5.2 水稻後向散射特性分析
5.2.1 與水稻共生植被及相關地物時域散射物性分析
5.2.2 雷達系統參數對目標後向散射特性的影響
5.2.3 水稻時域散射特征分析
5.3 雷達遙感水稻長勢監測與土地覆蓋類型識別
5.3.1 土地覆蓋類型分類
5.3.2 水稻長勢監測與產量預估
參考文獻
第6章 ENVISAT ARAR在水稻生長監測中的應用
6.1 ENVISAT ASAR數據的特性分析
6.1.1 ASAR數據的成像模式
6.1.2 ASAR數據分析應用潛力分析
6.2 用ASAR數據監測水稻種植面積
6.2.1 研究區和ASAR數據
6.2.2 ENVISAT ASAR數據的處理
6.2.3 水稻多時相後向散射特性
6.2.4 水稻種植面積制圖
6.3 用半經驗後向散射模型估算水稻葉面積指數
6.3.1 水稻葉面積指數(LAI)和ASAR數據HH／W極化比值的經驗關系
6.3.2 植被後向散射理論模型分析
6.3.3 用半經驗散射模型估算水稻LAI
參考文獻
第7章 微波遙感農業應用發展展望
7.1 微波遙感的發展
7.1.1 國際微波遙感的發展
7.1.2 中國微波遙感的發展
7.2 微波遙感農業應用的發展趨勢
7.2.1 微波遙感的主要應用領域
7.2.2 微波遙感農業應用的發展趨勢
參考文獻
彩圖

我國是一個農業大國，農產品安全問題是關系到國家穩定、人民安居樂業的重大問題。水稻是我國的主要糧食作物之一。2008年，我國稻谷種植面積佔國內糧食總種植面積的27％，產量佔糧食總產量的36％，因此及時掌握我國水稻長勢狀況，對產量進行準確估測，一方面有利于適時制定國內農業政策，另一方面有利于應對國際農產品貿易談判。

遙感作為現代信息技術的重要手段之一，能夠快速地收集農業資源和生產的信息，結合地理信息系統和全球定位系統等其他現代信息技術，能實現信息收集和分析的定量、定位。光學遙感在作物生理、生化參數反演中應用廣泛，但它容易受天氣狀況的影響。我國水稻廣泛種植在秦嶺一淮河以南地區，這部分區域常年晴天數少，不利于利用光學遙感技術進行水稻生長監測。微波遙感具有全天時、全天候的特點，因此大力推廣其研究和應用具有重要意義。

1996年，國家863高技術研究發展計劃信ˋ惑獲取與處理主題專門設立了對地觀測應用示範工程項目。其中，微波技術用于南方土地利用調查和水稻長勢監測是這一應用示範工程中的重要組成部分。香港中文大學太空與地球信息科學研究所和中國科學院遙感應用研究所的同志們多年來廣泛開展了基于多極化多模式雷達數據監測南方水稻生長的工作。這些研究取得了重要成果。雖然基于微波的作物長勢監測和估產還存在一系列亟待解決的問題，但是結合已有的成果對其進行一次系統的總結是十分必要的，目的在于將成功的經驗、方法和理論總結出來，使有待進一步研究和討論的問題系統化，以便在今後的研究中應用和解決。本書作者結合多年從事微波遙感應用研究的經驗，基于大量第一手實驗數據，圍繞用微波遙感監測水稻生長這一主題，介紹了微波遙感對水稻生長監測的原理、數據獲取、處理方法和系統設計，並有預見性地提出了微波遙感在農業領域應用的前景。值此書出版之際，我願意將其推薦給廣大讀者，希望該書將為推動我國微波遙感事業的發展，特別是其在現代農業中的應用起到積極作用。