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原版部分1

1 遥感和GIS原理1

1.1 遥感原理1

1.1.1 遥感概念1

1.1.2 电磁辐射原理2

1.1.3 遥感数据特点5

1.1.4 遥感数据解译和分析8

1.2 GIS原理21

1.2.1 地理信息系统和科学的范畴21

1.2.2 栅格GIS和能力23

1.2.3 矢量GIS和能力25

1.2.4 网络数据模型29

1.2.5 面向对象数据模型30

参考文献31

2 遥感和GIS集成43

2.1 遥感和GIS集成方法43

2.1.1 遥感对GIS的贡献44

2.1.2 GIS对遥感的贡献46

2.1.3 城市分析中的遥感和GIS集成49

2.2 数据集成的理论51

2.2.1 渐进集成51

2.2.2 方法集成52

2.2.3 集成模型53

2.3 集成障碍及可能的解决途径57

2.3.1 概念障碍及可能的解决途径57

2.3.2 技术障碍及可能的解决途径61

2.4 未来发展前景68

2.4.1 计算机、网络和通讯技术的影响68

2.4.2 高分辨率遥感和激光雷达数据获得性的影响71

2.4.3 新的图像分析算法的影响73

2.5 结论78

参考文献78

3 城市土地利用／覆盖分类91

3.1 集成辅助数据改进图像分类精度92

3.2 实例研究：Landsat图像和房屋数据集成的印第安纳波利斯市LULC分类95

3.2.1 研究区95

3.2.2 数据集96

3.2.3 方法98

3.2.4 精度评估105

3.3 分类前使用房屋数据的分类结果105

3.4 分类中集成房屋数据的分类结果109

3.5 分类后使用房屋数据的分类结果111

3.6 总结112

参考文献114

4 城市景观描述与分析117

4.1 基于遥感的城市景观分析118

4.1.1 城市组成、土地覆盖和土地利用118

4.1.2 尺度问题120

4.1.3 图像场景模型121

4.1.4 城市景观的连续模型121

4.1.5 线性光谱混合分析123

4.2 实例研究：Indianapolis市城市景观模式和动态125

4.2.1 图像预处理125

4.2.2 图像端元提取125

4.2.3 不透水表面提取127

4.2.4 图像分类130

4.2.5 基于V-I-S模型的城市形态分析130

4.2.6 景观变化和V-I-S动态134

4.2.7 城市内部变化和V-I-S组分139

4.3 讨论和结论157

参考文献160

5 城市特征提取165

5.1 景观异质性与基于地块和面向对象的图像分类166

5.2 实例研究：高空间分辨率图像城市特征提取169

5.2.1 使用的数据169

5.2.2 图像分割169

5.2.3 基于规则的分类170

5.2.4 分类结果修正与精度评估171

5.2.5 特征提取结果173

5.3 讨论173

5.4 结论178

参考文献179

6 基于激光雷达数据的建筑物提取183

6.1 激光雷达技术185

6.2 建筑物提取186

6.3 实例研究188

6.3.1 数据集188

6.3.2 归一化高度模型生成189

6.3.3 面向对象的建筑物提取192

6.3.4 精度评估196

6.3.5 面向对象的建筑物提取策略197

6.3.6 误差分析201

6.4 讨论和结论205

参考文献206

7 城市地表温度分析209

7.1 城市地表温度遥感分析210

7.2 实例研究：土地利用分区和地表温度变化211

7.2.1 卫星图像预处理211

7.2.2 土地利用／覆盖分类212

7.2.3 光谱混合分析213

7.2.4 地表温度估计215

7.2.5 统计分析218

7.2.6 景观格局指数计算219

7.2.7 驱动因子对地表温度变化的作用225

7.2.8 总体分区、居住分区和地表温度变化234

7.2.9 地表温度模式的季节动态变化237

7.3 讨论和结论：城市土地利用规划中的遥感和GIS集成240

参考文献242

8 地表径流建模和分析247

8.1 分布式地表径流建模248

8.2 研究区域251

8.3 地表径流建模的遥感和GIS集成方法253

8.3.1 应用GIS确定水文参数253

8.3.2 GIS水文建模257

8.4 珠江三角洲城市增长257

8.5 城市增长对地表径流的影响259

8.6 城市增长对降雨—径流关系的影响261

8.7 讨论和结论263

参考文献264

9 城市大气污染模式评估267

9.1 城市大气污染与土地利用模式的关系268

9.2 实例研究：中国广州市1980—2000年大气污染模式270

9.2.1 研究区域：中国广州市270

9.2.2 数据获取与分析272

9.2.3 大气污染模式275

9.2.4 城市土地利用与大气污染模式283

9.2.5 城市热模式与大气污染288

9.3 总结291

9.4 城市环境研究中的遥感和GIS集成291

参考文献292

10 人口估计295

10.1 人口估计的遥感与GIS集成方法296

10.1.1 城市建成区度量296

10.1.2 居住单元数量299

10.1.3 不同土地利用区域度量300

10.1.4 光谱辐射301

10.2 实例研究：基于Landsat ETM＋图像的人口估计303

10.2.1 研究区和数据集303

10.2.2 方法303

10.2.3 基于非分层抽样方法的人口估计308

10.2.4 基于分层抽样方法的人口估计313

10.3 讨论320

10.4 结论321

参考文献322

11 生活质量评估327

11.1 生活质量评估328

11.1.1 生活质量概念328

11.1.2 生活质量范畴和模型329

11.1.3 遥感和GIS在生活质量研究中的应用330

11.2 实例研究：集成遥感和GIS的Indianapolis市生活质量评估331

11.2.1 研究区和数据集331

11.2.2 人口普查数据中社会经济变量的提取332

11.2.3 环境变量提取332

11.2.4 生活质量指数发展和统计分析333

11.2.5 环境和社会经济变量的地理模式334

11.2.6 因素分析结果335

11.2.7 回归分析结果341

11.3 讨论和结论342

参考文献343

12 城市和区域发展345

12.1 区域土地利用／覆盖变化345

12.1.1 土地利用／覆盖定义346

12.1.2 土地利用／覆盖动态及相互作用346

12.1.3 土地利用／覆盖变化的驱动力348

12.2 实例研究：中国珠江三角洲地区城市增长和社会经济发展350

12.2.1 城市增长分析350

12.2.2 驱动力分析350

12.2.3 城市土地利用／覆盖建模351

12.2.4 珠江三角洲1989—1997年城市增长352

12.2.5 城市增长和社会经济发展355

12.2.6 城市扩展的主要类型357

12.2.7 总结359

12.3 讨论：集成遥感和GIS分析城市增长359

参考文献360

13 公共健康应用363

13.1 西尼罗河病毒传播和环境特点364

13.2 实例研究：Indianapolis市2002～2007年西尼罗河病毒传播365

13.2.1 数据收集和预处理365

13.2.2 绘制流行病曲线368

13.2.3 危险区域估计368

13.2.4 判别分析368

13.2.5 结果369

13.3 讨论和结论377

参考文献379

索引383