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本書(shū)系統(tǒng)闡述了近年來(lái)海洋微波遙感技術(shù)尤其是被動(dòng)式遙感技術(shù)的新理論、新技術(shù)與新進(jìn)展，是作者數(shù)十年從事微波遙感研究工作成果的總結(jié)。書(shū)中詳細(xì)分析了海洋波浪模型、微波輻射特性、多波段觀測(cè)技術(shù)以及新科技手段的多種應(yīng)用場(chǎng)景等新科研成果與發(fā)展趨勢(shì)。

本書(shū)主要介紹用于海洋環(huán)境研究的被動(dòng)微波遙感學(xué)方面的內(nèi)容，其目的是展示被動(dòng)微波技術(shù)在增強(qiáng)對(duì)海洋特征觀測(cè)方面的能力，包括探測(cè)各種（亞）表面波和／或擾動(dòng)。本書(shū)概述了這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性，也促進(jìn)我們對(duì)被動(dòng)微波遙感學(xué)的物理原理有更好的了解，這是海洋微波數(shù)據(jù)在地球物理學(xué)研究中成功、正確應(yīng)用的一個(gè)重要里程碑，它對(duì)于未來(lái)的前沿技術(shù)發(fā)展也非常重要。
　　微波技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)在1980-2010年間取得了巨大進(jìn)步，使得技術(shù)專(zhuān)家和科學(xué)家們能夠?qū)Φ厍颦h(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)的遙感觀測(cè)。當(dāng)前，在美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、中國(guó)、印度、俄羅斯以及歐洲一些國(guó)家等□□社會(huì)的主導(dǎo)下，許多國(guó)家都研發(fā)了大量微波輻射測(cè)量系統(tǒng)。這些遙感系統(tǒng)在毫米和厘米的電磁波長(zhǎng)范圍內(nèi)運(yùn)行，定期獲得大氣參數(shù)、降水和海洋一大氣相互作用的空、天基觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括跟蹤和預(yù)測(cè)多種自然災(zāi)害現(xiàn)象（如暴風(fēng)雨和颶風(fēng)）。
　　由于衛(wèi)星技術(shù)及其運(yùn)營(yíng)成本的客觀限制，大多數(shù)空天基被動(dòng)微波輻射計(jì)／成像儀的像素分辨率較低。根據(jù)微波頻率和軌道參數(shù)的不同，它們的工作高度范圍為30～100km。許多人認(rèn)為，這樣的空間分辨率足以用于構(gòu)建地球物理參數(shù)以及氣象和氣候目的的□□季節(jié)變化圖。但是，這對(duì)海洋動(dòng)態(tài)特征和局部海洋環(huán)境變化的反演似乎還不夠。
　　實(shí)際上，盡管微波遙感儀器的技術(shù)進(jìn)步或創(chuàng)新存在一些可能性，并且在不久的將來(lái)可能會(huì)考慮和實(shí)現(xiàn)，但目前的被動(dòng)微波輻射計(jì)并不能對(duì)海洋中發(fā)生的復(fù)雜非線性波動(dòng)過(guò)程進(jìn)行有價(jià)值的觀測(cè)。
　　同時(shí)，高分辨率被動(dòng)微波方法在海洋高級(jí)研究中的應(yīng)用，是涉及新的科學(xué)思想、理論和實(shí)驗(yàn)研究的技術(shù)前沿，也可能是從根本上改變當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)的重大研究成果。特別地，采用高分辨率多波段被動(dòng)微波圖像和反演輻射測(cè)量特征的數(shù)字增強(qiáng)技術(shù)，為揭示大量局部海洋現(xiàn)象和／或流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了很好的機(jī)會(huì)。
　　事實(shí)上，分辨率從lOOm到幾千米的精密微波輻射計(jì)能夠在受限制的海洋區(qū)域上開(kāi)展相對(duì)較低成本的、互補(bǔ)性的海上監(jiān)視和運(yùn)行維護(hù)，包括探測(cè)（亞）表面波。然而，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要技術(shù)創(chuàng)新，以及正確理解問(wèn)題本質(zhì)，并采用正確的用于數(shù)據(jù)分析和解釋的智能方法。這些問(wèn)題對(duì)許多遙感應(yīng)用非常重要。它們是我們多年科學(xué)研究的關(guān)鍵點(diǎn)和重點(diǎn)課題，這部分內(nèi)容總結(jié)在本書(shū)中。
　　I.V.Cherny和V.Y. Raizer所著的《海洋的被動(dòng)微波遙感》（Passive Microwave Remote Sensing of Oceans）由Wiley出版社于1998年出版，目前已不再出版發(fā)行。該書(shū)對(duì)主要的海洋微波特性進(jìn)行了理論及實(shí)驗(yàn)分析，并通過(guò)輻射計(jì)／散射儀觀察到這些特征，研究及詳細(xì)解釋了表面波和粗糙度、破碎波、泡沫／飛沫／氣泡分散介質(zhì)、溫鹽變化、溢油、雨水、危害事件以及其他因素對(duì)海洋輻射影響等方面對(duì)微波的貢獻(xiàn)。這些數(shù)據(jù)和結(jié)果在海洋微波測(cè)量、偏振光譜和光譜學(xué)中仍然具有重要的意義。
　　然而，為了有效實(shí)施高分辨率的海洋觀測(cè)，需要更合理的技術(shù)和模型。事實(shí)上，我們處理的是現(xiàn)實(shí)世界的海洋環(huán)境，它是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)、隨機(jī)、多尺度、嘈雜和整體上不可預(yù)測(cè)的自然對(duì)象。這種情況□終導(dǎo)致收集到的微波遙感數(shù)據(jù)具有變化程度大和復(fù)雜性高的特點(diǎn)，甚至是物理學(xué)解釋的不確定性。因此，為了在海洋遙感領(lǐng)域取得可觀的實(shí)際進(jìn)展，必須進(jìn)行新的研究和努力。
　　本書(shū)繼續(xù)對(duì)遙感方法、模型和技術(shù)進(jìn)行分析，著重闡述高分辨率多波段成像觀測(cè)方法。這種先進(jìn)的方法使得地球物理信息和數(shù)據(jù)采集達(dá)到了一個(gè)新的水平。經(jīng)驗(yàn)表明，使用單頻或雙頻低分辨率微波傳感器——成像輻射計(jì)或雷達(dá)，難以提供對(duì)局部流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象和／或事件的測(cè)量，其原因來(lái)自于自然因素，如相似率、變異性和不穩(wěn)定。微波響應(yīng)和相關(guān)特征通常與波段相關(guān)，具有時(shí)空特征。換言之，海洋表面的隨機(jī)性質(zhì)在不同的觀測(cè)條件、不同的電磁波段以及不同的空間和時(shí)間尺度上都會(huì)影響微波測(cè)量結(jié)果。
　　在遙感研究領(lǐng)域，對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確建模與正確分析以及對(duì)多變量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析是至關(guān)重要的，這對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯咳藛T來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。從這方面來(lái)說(shuō)，雖然本書(shū)的結(jié)構(gòu)與之前版本的結(jié)構(gòu)保持一致，但在內(nèi)容上進(jìn)行了修訂和補(bǔ)充。需要注意，本書(shū)不能完全替代舊版。我相信新穎的創(chuàng)意和材料會(huì)鼓勵(lì)讀者朝著正確的科研方向走下去。
　　本書(shū)分為7章。□□章是對(duì)主題的介紹，包括歷史年表、微波理論的基本內(nèi)容、技術(shù)議題和數(shù)據(jù)處理與分析方法。
　　第2章概述了使用多波段被動(dòng)微波輻射測(cè)量和圖像可以觀察和／或探測(cè)的主要海洋現(xiàn)象和流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程。本章提供海洋物理學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以便更好地了解遙感方法。

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