微波粗糙面散射建模与应用
定价：￥139.00
作者： [美]陈银山，杨莹，许镇
译者：杨莹 译；
出版时间：2026-04
出版社：科学出版社
- 科学出版社
- 9787030850331
- 1版
- B5
- 2026-04
作者简介
内容简介
本书全面系统地介绍了粗糙面雷达散射的理论、方法与应用。全书紧密结合解析建模与数值模拟，涵盖正演与反演两类问题，重点探讨粗糙面后向散射与双站散射机理，并通过数值模拟与实验案例揭示其散射机制。全书主要内容包括电磁波与粗糙面相互作用的理论基础、粗糙面散射解析建模与特征分析、地球物理参数反演与估计，展示了复杂地表与海洋等领域的应用实例。本书兼具理论深度与工程实用性，是连接物理建模与遥感反演的系统性著作。
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 随机过程的表面散射 1
1.2 粗糙面波散射的本质 4
1.3 该领域的发展进程 6
参考文献 9
第2章 粗糙面的统计描述 13
2.1 粗糙面的类型 13
2.1.1 准周期性随机粗糙面 13
2.1.2 各向同性与各向异性粗糙面 14
2.2 随机粗糙面的统计特性 15
2.2.1 分形建模方法 15
2.2.2 σ？l统计方法 18
2.3 相关函数与粗糙度谱 20
2.4 多尺度粗糙面 22
2.5 粗糙度参数的不确定性 27
参考文献 28
第3章 电磁波基础 30
3.1 麦克斯韦方程组 30
3.2 介质的本构关系 31
3.3 平面边界处的波反射与透射 33
3.3.1 反射与折射定律 33
3.3.2 分层介质中的反射与透射 36
3.4 点目标和广义目标的雷达方程 42
3.4.1 雷达散射截面 42
3.4.2 散射系数 45
参考文献 47
第4章 粗糙面散射的解析建模 49
4.1 惠更斯？菲涅耳原理 49
4.2 电场积分方程与磁场积分方程 51
4.3 电场积分方程与磁场积分方程的求解——数值方法与解析方法 54
参考文献 61
第5章 先进积分方程模型 63
5.1 单次散射与多次散射 63
5.2 多次散射效应 68
5.3 AIEM的有效性验证 72
5.3.1 与数值模拟结果的比较 72
5.3.2 与实验测量数据的比较 75
5.3.3 POLARSCAT、NMM3D、SSA2、AIEM与SPM2的比较 78
5.4 土壤与海洋表面的数值实例 79
5.4.1 土壤表面散射特性分析 79
5.4.2 海洋表面散射特性分析 97
参考文献 115
第6章 粗糙面雷达散射的敏感性分析 118
6.1 扩展傅里叶幅度敏感性测试 118
6.2 基于熵的敏感性分析 119
6.3 单站散射与双站散射模式 121
6.3.1 单站散射模式 121
6.3.2 双站散射模式 123
6.4 雷达参数的依赖性 125
6.4.1 对入射角的敏感性 125
6.4.2 对极化的敏感性 126
6.4.3 对多角度组合的敏感性 126
6.5 粗糙面参数的依赖性 128
6.5.1 对土壤水分的敏感性 129
6.5.2 对均方根高度的敏感性 131
6.5.3 对相关长度的敏感性 133
参考文献 136
第7章 地球物理参数估计 139
7.1 贝叶斯估计 143
7.2 克拉默？拉奥下界 144
7.3 最小二乘估计 145
7.4 基于卡尔曼滤波的估计 146
参考文献 150
第8章 遥感的典型模型应用 151
8.1 地表参数对雷达观测的响应特征 151
8.1.1 与POLARSCAT数据的比较 152
8.1.2 与EMSL数据的比较 155
8.1.3 与SMOSREX06数据的比较 156
8.2 表面参数反演 158
8.2.1 数据输入与输出及训练样本 158
8.2.2 基于后向散射系数的反演结果 159
8.2.3 基于双站散射系数的反演结果 161
8.2.4 与基于极化SAR影像数据的地表参数反演方法对比 165
8.3 入射源方向估计：数据分析示例 167
参考文献 169
附录A 因子表达式gkci,gci 171
附录B 补偿场系数 175
附录C B和C系数 177
索引 179
彩图
前言
第1章 绪论 1
1.1 随机过程的表面散射 1
1.2 粗糙面波散射的本质 4
1.3 该领域的发展进程 6
参考文献 9
第2章 粗糙面的统计描述 13
2.1 粗糙面的类型 13
2.1.1 准周期性随机粗糙面 13
2.1.2 各向同性与各向异性粗糙面 14
2.2 随机粗糙面的统计特性 15
2.2.1 分形建模方法 15
2.2.2 σ？l统计方法 18
2.3 相关函数与粗糙度谱 20
2.4 多尺度粗糙面 22
2.5 粗糙度参数的不确定性 27
参考文献 28
第3章 电磁波基础 30
3.1 麦克斯韦方程组 30
3.2 介质的本构关系 31
3.3 平面边界处的波反射与透射 33
3.3.1 反射与折射定律 33
3.3.2 分层介质中的反射与透射 36
3.4 点目标和广义目标的雷达方程 42
3.4.1 雷达散射截面 42
3.4.2 散射系数 45
参考文献 47
第4章 粗糙面散射的解析建模 49
4.1 惠更斯？菲涅耳原理 49
4.2 电场积分方程与磁场积分方程 51
4.3 电场积分方程与磁场积分方程的求解——数值方法与解析方法 54
参考文献 61
第5章 先进积分方程模型 63
5.1 单次散射与多次散射 63
5.2 多次散射效应 68
5.3 AIEM的有效性验证 72
5.3.1 与数值模拟结果的比较 72
5.3.2 与实验测量数据的比较 75
5.3.3 POLARSCAT、NMM3D、SSA2、AIEM与SPM2的比较 78
5.4 土壤与海洋表面的数值实例 79
5.4.1 土壤表面散射特性分析 79
5.4.2 海洋表面散射特性分析 97
参考文献 115
第6章 粗糙面雷达散射的敏感性分析 118
6.1 扩展傅里叶幅度敏感性测试 118
6.2 基于熵的敏感性分析 119
6.3 单站散射与双站散射模式 121
6.3.1 单站散射模式 121
6.3.2 双站散射模式 123
6.4 雷达参数的依赖性 125
6.4.1 对入射角的敏感性 125
6.4.2 对极化的敏感性 126
6.4.3 对多角度组合的敏感性 126
6.5 粗糙面参数的依赖性 128
6.5.1 对土壤水分的敏感性 129
6.5.2 对均方根高度的敏感性 131
6.5.3 对相关长度的敏感性 133
参考文献 136
第7章 地球物理参数估计 139
7.1 贝叶斯估计 143
7.2 克拉默？拉奥下界 144
7.3 最小二乘估计 145
7.4 基于卡尔曼滤波的估计 146
参考文献 150
第8章 遥感的典型模型应用 151
8.1 地表参数对雷达观测的响应特征 151
8.1.1 与POLARSCAT数据的比较 152
8.1.2 与EMSL数据的比较 155
8.1.3 与SMOSREX06数据的比较 156
8.2 表面参数反演 158
8.2.1 数据输入与输出及训练样本 158
8.2.2 基于后向散射系数的反演结果 159
8.2.3 基于双站散射系数的反演结果 161
8.2.4 与基于极化SAR影像数据的地表参数反演方法对比 165
8.3 入射源方向估计：数据分析示例 167
参考文献 169
附录A 因子表达式gkci,gci 171
附录B 补偿场系数 175
附录C B和C系数 177
索引 179
彩图
