《空間探測數據處理和分析方法》是2023年4月北京航空航天大學出版社出版的圖書，作者李柳元、劉文龍、俞江曹。
基本介紹
- 中文名：空間探測數據處理和分析方法
- 作者：李柳元、劉文龍、俞江曹
- 出版時間：2023年4月11日
- 出版社：北京航空航天大學出版社
- 字數：294千字
- ISBN：9787512440609
- 定價：69 元
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- 版次：1
- 印次：1
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書以推廣空間探測數據處理技術和科學套用分析方法為編寫目的 。全書共8章，主要介紹空間探測數據類型、分級處理流程、不同格式數據檔案的讀寫操作、批處理、數據可視化和圖像處理、空問坐標系使用和變換方法、數據濾波和波譜分析、電磁波傳播和間斷面分析、空間電漿參數導出方法 、數據統計處理和擬合方法等。
本書適合空問科學與技術、空問物理學、地球物理學 、航天工程、遙感科學與技術、地理空間信息工程和天文學專業的本科生和研究生學習和使用。也可以作為從事空間物理研究、行星輔理研究、天文研究、空間環境建模和預報、衛星軌道設計或數據處理等科技工作者的參考書。
圖書目錄
目錄
第1章空間探測數據類別和分級處理…………….…………….…1
1.1空間探測發展歷程……….……….……….….…………….….1
1.2衛星和飛船的軌道類型…………….……….….……………...3
1.2.1圓軌道……….……….……….……….……….…………….3
1.2.2橢圓軌道……….……….……….……….……….………….5
1.2.3拋物線軌道……….……….……….……….……….……….6
1.3地基和空間探測對象概述……….……….……….……….…..6
1.3.1地基測量對象……….……….……….……….………..…...6
1.3.2空間對地觀測……….……….……….……….………..…...8
1.3.3中高層大氣探測對象……….……….……….……….……..9
1.3.4電離層探測對象……….……….……….……….……….....10
1.3.5磁層空間探測對象……….……….……….……….………..11
1.3.6 行星際和太陽探測……….……….……….……….……….11
1.4空間探測數據類型和分級處理……….……….……….……..12
1.4.1空間探測數據類型……….……….……….……….……….12
1.4.2數據分級處理流程……….……….……….……….……….13
1.4.3數據檔案命名規則和存儲格式……….……….……….……16
1.5數據科學套用分析……….……….……….……….……….…17
習題……....…..…..……….……….……….……….……….……18
第二章數據檔案讀寫操作和批處理……….……….……….……19
2.1IDL編譯器使用方法……...….……..……….……….……….19
2.1.1新建IDL工程…………………….……….……….……….…19
2.1.2新建IDL程式檔案……….……….……….……….………....21
2.2IDL程式設計……..………………….……….……….………..21
2.2.1 IDL數據類型及其轉化………..……….……….……….…21
2.2.2IDL函式……………….……….……….……….………..…23
2.2.3IDL過程………………….……….……….……….………..25
2.3打開和關閉數據檔案……………….……….……….……….27
2.3.1打開二進制和ASCII碼檔案……….……….……….………27
2.3.2關閉二進制和ASCII 碼檔案……….……….……….……..28
2.4讀寫ASCII碼數據檔案……………….……….……….………29
2.4.1讀取ASCII碼數據檔案…….……...……….……….……….29
2.4.2跳過數據檔案中非數據文本的處理辦法……….……….…33
2.4.3將數據寫入ASCII碼檔案…………….……….……….……36
2.5讀寫CSV格式數據檔案……………………….……….………37
2.5.1讀取CSV格式數據檔案……………….……….……….……37
2.5.2將數據寫入CSV格式檔案…………….……….……….……38
2.6讀寫二進制格式數據檔案……………….……….……….……39
2.6.1讀取二進制格式檔案……………….……….……….……….39
2.6.2將數據寫入人二進制檔案……………….……….……….…39
2.7讀寫CDF數據檔案……..………………….……….……….….40
2.7.1讀取CDF數據檔案………………….……….……….……….40
2.7.2將數據寫成CDF檔案…………….……….……….……….…41
2.8讀取NetCDF檔案…………….……….……….……….……….43
2.9讀取HDF格式數據檔案…………….……….……….……….…44
2.10批處理數據檔案……………………….……….……….………45
2.10.1搜尋數據檔案………..…………….……….……….……….46
2.10.2查詢數據檔案信息…………….……….……….……….……46
2.10.3自動識別數據檔案………………….……….……….……….47
2.10.4數據檔案的分類管理…………….……….……….……….…49
2.10.5刪除數據檔案….……………….……….……….……….…50
習題……..……….…….….…………….……….……….……….…50
第3章數據可視化和圖像處理……..……….…….….…………….…52
3.1設定畫圖顏色….............….………..……….…….….…………52
3.1.1使用顏色英文單詞或首字母………..……….…….….………52
3.1.2通過顏色表索引號調用顏色………..……….…….….………53
3.1.3使用tvlct過程配置顏色……..……….…….….…………….…55
3.2畫數據線和散點圖………..……….…….….…………….………55
3.2.1畫數據線圖…………..……….…….….…………….……….…55
3.2.2畫散點圖……….……..……….…….….…………….……….…59
3.3畫誤差棒圖……………..……….…….….…………….……….…60
3.4繪製條形棒圖………..……….…….….…………….……….……61
3.5繪製等值線圖………………………..……….…….….……………63
3.6畫矢量場圖…………………………..……….…….….……………64
3.7圖形標註和修改……….……..……….…….….…………….……66
3.7.1添加標註………………………..……….…….….…………….67
3.7.2添加圖例…………..………..……….…….….…………….……69
3.7.3保存和關閉圖片………..……….…….….…………….………70
3.7.4重新獲取畫圖數據………..……….…….….…………….……70
3.7.5替換圖形數據…………..……….…….….…………….………72
3.8顯示或繪製三維彩圖………..……….…….….…………….……72
3.8.1使用image函式繪圖………..……….…….….…………….…72
3.8.2使用tvscl過程繪圖……..……….…….….………………….…77
3.8.3 使用tv過程繪圖.……….……….……….……….………….…82
3.9數字圖像處理……………….……….……….……….………..…82
3.9.1讀取和保存圖片…….……….……….……….………..………82
3.9.2圖像處理和濾波….……….……….……….……….…..………83
習題…….......................……….……….……….……….…..………84
第4章空間坐標系使用和變換方法.……….……….……….……….85
4.1探測數據對坐標系的依賴性….……….……….……….……….85
4.2B-L坐標系…………….……….……….……….………..……….86
4.3衛星和探頭坐標系….……….……….……….………...……….88
4.3.1衛星坐標系….……….……….……….……….……...……….88
4.3.2 探頭坐標系….……….……….……….……….……...……….89
4.4正交坐標系變換方法….……….……….……….………..……….90
4.5慣性和地理坐標系……….……….……….……….……….…….91
4.5.1地心赤道慣性系(GEI).……….……….……….……….…….91
4.5.2地理坐標系(GEO).……….……….……….……….……….92
4.6地心太陽黃道坐標系.……….……….……….……….……….93
4.7磁層和地磁坐標系…….……….……….……….……….…….94
4.7.1地心太陽磁層坐標系(GSM).……….……….……….……….94
4.7.2太陽磁坐標系(SM).……….……….……….………..……….95
4.7.3 地磁坐標系(MAG).……….……….……….………..……….95
4.8局地坐標系…………………….……….……….……….……….98
4.8.1平均場向坐標系(MFA).……….……….……….……….…….98
4.8.2邊界法線坐標系(LMN).……….……….……….……….…….99
4.8.3地磁場觀測點坐標系(HDZ).……….……….……….……….99
4.9其他行星坐標系…………………….……….……….……….…100
4.10坐標變換工具包使用方法….……….……….……….……….101
4.10.1 Geopack工具包的使用….……….……….……….……….101
4.10.2spedas工具包的調用方法…………………….……….….103
習題…………………….……….…………………….………….….104
第5章數據濾波和波譜分析………….…………………………….105
5.1數據重採樣…….….…..…………………………………………105
5.1.1線性插值法……….……………………………………………105
5.1.2時間視窗平均法…………………………………………………106
5.2數據平滑處理………………………………………………………106
5.3數據濾波方法………………………………………………………106
5.3.1滑動平均濾波……………………………………………………107
5.3.2帶通和帶阻濾波……….…………………………………………109
5.4傅立葉變換…………………………………………………………111
5.5小波變換…….….…………………………………………………116
習題……….....…..……………………………………………………120
第6章電磁波傳播和間斷面分析方法…………………………………121
6.1最小變數分析法及套用……….....…..……………………………121
6.1.1最小變數分析法(MVA)…………………………………………121
6.1.2MVA套用實例…….…….…………………………………………122
6.2電磁波傳播奇異值分解法……………………………………………126
6.2.1磁場譜矩陣的奇異值分解法………………………………………126
6.2.2電磁場諧矩陣的奇異值分解法……………………………………128
6.3共面理論估計激波法向題…………….….….………………………130
習題……….....…..……………………………………………………131
第7章空間電漿探測數據處理方法…………………………………132
7.1利用衛星電勢差反演電子密度………………………………………132
7.2基於高混雜波導出電子密度…………………………………………135
7.3基於嘶聲波導出電漿層電子密度………………………………136
7.4利用計數率導出熱電漿參數……………………………………137
7.5計算絕熱坐標系中粒子相空間密度…………………………………139
7.6太陽風飛行時間處理方法…………………….………………………140
7.6.1太陽電磁輻射傳播時間…….………………………………………140
7.6.2太陽風電漿流飛行時間平移法習題……...…..….….….…….140
習題……….....…..……………………………………………………142
第8章數據統計處理和擬合方法…………………………………………144
8.1數理統計的基本原理…………………………………………………144
8.2統計步驟和統計特徵值………………………………………………145
8.3 中值和四分位數………………………………………………………147
8.3.1中值計算方法………………………………………………………147
8.3.2中值的用途…………………………………………………………148
8.3.3四分位數計算方法…………………………………………………148
8.4數據相關性分析………………………………………………………151
8.4.1兩組探測數據點分布形狀及其關係………………………………151
8.4.2相關關係分類…….......….…………………………………………151
8.5瞭相關係數和相關程度………………………………………………152
8.6數據擬合方法……..……….…………………………………………154
8.6.1回歸分析步驟…….…………………………………………………154
8.6.2數據擬合方法………………………………………………………155
習題…….......…….………………………………………………………173
參考文獻…….....……..…………………………………………………174
