第 一作者在光学卫星遥感工作一线潜心工作十多年，承担卫星顶层设计与数据处理工作，具有丰富的实战经验，主持的数据预处理性能达到了接近国际同类卫星的性能，得到了多方认可，保证了遥感数据的高质量应用；在国内红外遥感领域有较高认知度，主持2项国家自然科学基金并获得省部级科学技术进步一等奖。
以理论公式讲解和实际数据处理分析相结合的方式，形成对光学遥感的立体概念，可作为相关领域的工具书。系统性、深入性和高度实战化是本书区别其他类似书籍的特点。

本书对与光学卫星遥感工程相关的问题进行系统的剖析和深入的解读。讲解光学卫星遥感的基本概念与光学卫星遥感涉及的基本定理等；其次，剖析光学卫星遥感仪器的结构与性能、遥感资料接收与分发、图像几何定位和数据辐射定标等内容；对与遥感图像处理相关的图像投影、图像基本变换、图像编码与压缩、图像复原、图像增强及彩色图像融合与重建等内容进行讲解。
本书涉及的内容广泛、技术思想凝练，从系统论角度突出工程相关各部分的优势互补，并深入阐述核心原理和关键技术，力图深入浅出地讲解相关内容的实际应用。本书对从事光学卫星遥感相关技术研发领域的科研人员、产业从业人员，相关专业的高校学生以及对卫星遥感工程感兴趣的读者，具有一定的参考价值。

第1章 卫星遥感基础\t1
1.1　遥感卫星分类　1
1.1.1　按轨道分类　1
1.1.2　按波段分类　2
1.1.3　按质量分类　4
1.1.4　按用途分类　4
1.1.5　按用户类型分类　5
1.1.6　按辐射来源分类　5
1.1.7　按工作时间分类　5
1.2　遥感工程基本流程　5
1.2.1　卫星研制与发射　6
1.2.2　遥感观测与数据获取　6
1.2.3　遥感图像处理　7
1.2.4　遥感图像分析与应用　8
1.3　典型光学遥感卫星与仪器　9
1.3.1　气象卫星　9
1.3.2　陆地卫星　12
1.3.3　海洋卫星　16
1.3.4　高分系列卫星　18
第2章　辐射与遥感　20
2.1　电磁波与辐射　20
2.1.1　电磁波　20
2.1.2　辐射量　21
2.1.3　辐射量与光度量　22
2.2　辐射基本定理　23
2.2.1　黑体、灰体、选择性辐射体、朗伯体　23
2.2.2　普朗克定律　25
2.2.3　斯蒂芬-玻尔兹曼定律　26
2.2.4　维恩位移定律　27
2.2.5　维恩和瑞利-金斯辐射公式　27
2.3　地球表面辐射　28
2.3.1　地球表面吸收率　28
2.3.2　地球表面发射率　28
2.3.3　地球表面反射率和表观反射率　28
2.3.4　行星反照率和地表反照率　30
2.3.5　地球表面覆盖物的反射波谱　30
2.4　大气层顶太阳辐射　31
2.4.1　太阳常数　31
2.4.2　太阳日射　32
2.5　大气辐射传输　32
2.5.1　大气中的散射　32
2.5.2　大气中的辐射吸收与发射　34
2.5.3　辐射传输方程　35
2.5.4　大气辐射传输模型　39
2.6　光学卫星遥感　39
2.6.1　点源目标观测　39
2.6.2　面源目标观测　40
2.6.3　波段权重函数　41
第3章　遥感仪器结构与性能　44
3.1　机械结构　44
3.1.1　扫描组件　44
3.1.2　平面反射镜矢量计算　47
3.1.3　扫描轨迹与像旋　48
3.2　光学结构　50
3.2.1　光学系统基本概念　50
3.2.2　典型光学结构　52
3.2.3　光学系统空间分辨率评价　55
3.3　探测器结构　59
3.3.1　可见光图像传感器　59
3.3.2　红外图像传感器　62
3.3.3　探测器噪声　64
3.3.4　焦平面阵列的噪声　65
3.3.5　探测器组件与应用　66
3.4　制冷结构　66
3.4.1　辐射制冷　66
3.4.2　机械式制冷　67
3.5　仪器在轨性能测试　67
3.5.1　仪器性能　67
3.5.2　在轨测试　69
第4章　遥感资料接收与分发　76
4.1　卫星轨道　77
4.1.1　匀速圆周运动　77
4.1.2　开普勒第三定律　78
4.1.3　面积积分与开普勒第二定律　79
4.1.4　轨道积分与开普勒第一定律　80
4.1.5　能量积分与活力公式　81
4.1.6　卫星轨道根数　83
4.1.7　轨道摄动　86
4.2　地面接收站设计　91
4.2.1　卫星俯仰角与方位角　92
4.2.2　地面接收站位置选择　93
4.3　遥感资料分发　94
4.3.1　数据格式　94
4.3.2　数据分发链路　97
4.4　数据传输与频谱保护　98
4.4.1　微波频段划分　98
4.4.2　卫星频轨资源管理与应用　99
4.5　光学遥感与甚高频数据交换系统（VDES）综合设计　100
第5章　图像几何定位　103
5.1　基本坐标系与转换　103
5.2　定位模型　106
5.2.1　基于观测方程的几何定位　106
5.2.2　基于地面控制点的几何定位　109
5.2.3　定位模型应用　110
5.3　求解观测方程变量　110
5.3.1　机械扫描角　110
5.3.2　仪器在轨安装角　110
5.3.3　卫星轨道　113
5.3.4　卫星姿态　114
5.3.5　时间系统　115
5.3.6　天文转换　117
5.4　定位精度检验　117
5.4.1　基于图像的精度检验　117
5.4.2　基于海岸线的精度检验　118
5.4.3　基于地标点的精度检验　119
5.4.4　基于图像序列的定位精度检验　120
5.4.5　定位误差分析　120
5.5　定位辅助数据计算　121
5.5.1　海陆模板　121
5.5.2　天顶角与方位角　121
第6章　遥感数据辐射定标　124
6.1　卫星工程中的辐射定标　124
6.1.1　卫星发射前定标　125
6.1.2　卫星在轨定标　131
6.2　相对辐射定标　136
6.2.1　非均匀性产生原因　136
6.2.2　基于辐射计算的相对辐射定标　137
6.2.3　基于图像处理的相对辐射定标　138
6.3　绝对辐射定标　141
6.3.1　星上定标　141
6.3.2　天体定标　143
6.3.3　场地定标　146
6.3.4　交叉定标　148
6.4　定标精度检验　150
6.4.1　ROLO模型定标检验　150
6.4.2　IASI交叉定标检验　151
6.5　辐射订正　153
6.5.1　大气辐射订正　153
6.5.2　观测几何引起的辐射变化订正　154
6.6　定标前处理　155
6.6.1　闪电成像仪定标前处理　155
6.6.2　傅里叶光谱仪定标前处理　157
第7章　遥感图像投影　165
7.1　卫星投影　165
7.2　地球椭球与投影基础　166
7.2.1　地球椭球　166
7.2.2　长度变形　169
7.2.3　面积变形　169
7.2.4　角度变形　170
7.2.5　变形椭圆　170
7.3　地图投影分类　173
7.3.1　变形方式分类　173
7.3.2　经纬线形状分类　174
7.4　投影应用　177
7.4.1　投影选择　178
7.4.2　确定投影方程　178
7.5　遥感图像投影变换　179
7.5.1　图像投影的解析变换　179
7.5.2　图像投影的数值变换　179
第8章　图像基本变换　180
8.1　灰度变换　180
8.1.1　反转变换　180
8.1.2　线性变换　181
8.1.3　对数变换　182
8.1.4　幂次变换　182
8.1.5　查找表变换　183
8.2　傅里叶变换　183
8.2.1　傅里叶变换公式　183
8.2.2　傅里叶变换基本性质　184
8.2.3　快速傅里叶变换　187
8.3　小波变换　190
8.4　离散余弦变换　192
8.5　K-L变换　192
第9章　图像编码与压缩　195
9.1　信源统计　195
9.1.1　高斯分布模型　196
9.1.2　拉普拉斯分布模型　196
9.1.3　均匀分布模型　196
9.2　图像编码　197
9.2.1　统计编码　197
9.2.2　预测编码　198
9.2.3　变换编码　199
9.2.4　子带编码　200
9.2.5　其他编码　200
9.3　图像压缩标准　200
9.3.1　JPEG/JPEG2000格式　200
9.3.2　GIF格式　202
9.3.3　TIFF格式　202
9.3.4　PNG格式　203
9.3.5　CCSDS压缩标准　204
第10章　图像复原　207
10.1　图像退化/复原模型　207
10.1.1　退化/复原模型　207
10.1.2　退化模型参数估计　208
10.2　噪声模型　209
10.2.1　噪声的概率密度函数　209
10.2.2　噪声参数的估计　210
10.3　图像噪声抑制　211
10.3.1　空间域滤波　211
10.3.2　频率域滤波　212
10.4　逆滤波　212
10.5　维纳滤波（最小均方误差滤波）　213
10.6　有约束最小均方滤波　215
第11章　图像增强　217
11.1　灰度变换增强　217
11.2　直方图调整　217
11.2.1　直方图均衡化　218
11.2.2　直方图匹配（直方图规定化）　219
11.3　图像算术增强　219
11.4　空间域滤波　220
11.4.1　均值（平滑）滤波器　220
11.4.2　统计排序滤波器　222
11.4.3　锐化滤波　225
11.5　频率域滤波　228
11.5.1　平滑（低通）滤波器　229
11.5.2　锐化（高通）滤波器　232
11.5.3　带通/带阻滤波器　234
第12章　彩色图像融合与重建　236
12.1　彩色图像模型　236
12.1.1　RGB模型　237
12.1.2　CMYK模型　237
12.1.3　HSI模型　238
12.2　彩色图像融合　240
12.2.1　RGB域彩色图像融合　240
12.2.2　HSI域彩色图像融合　241
12.2.3　色彩映射的彩色图像融合　241
12.3　彩色图像增强　242
12.3.1　基于RGB模型的彩色图像增强　242
12.3.2　基于HSI模型的彩色图像增强　243
12.4　基于图像序列的超分辨率重建　246
12.4.1　采样与频谱混叠　246
12.4.2　超分辨率重建算法　248
12.5　超分辨率遥感　250
12.5.1　SPOT5卫星图像超分辨率重建　250
12.5.2　MSG卫星图像超分辨率重建　251
12.5.3　FY-3微波成像仪图像超分辨率重建　252
附图　254