长江流域地质环境和工程地质概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:湖北中国地质大学

作者:周兴志，赵建功编

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isbn号码:9787562519102

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• 长江流域
• 地质环境
• 工程地质
• 地质灾害
• 水利工程
• 地质工程
• 岩土工程
• 地貌
• 环境地质
• 工程地质勘察

《高精度卫星遥感在城市地表过程研究中的应用》 本书导言 随着科技的飞速发展，人类对地球系统的认知已进入一个前所未有的精细化和动态化阶段。传统的地表过程研究主要依赖地面调查和常规观测，这些方法在时间和空间尺度上存在天然的局限性。近年来，高精度卫星遥感技术的突破性进展，为地表过程的监测、模拟与预测提供了革命性的工具。本书聚焦于如何利用先进的遥感数据和处理技术，对城市这一复杂且快速变化的地理单元进行深入的定量化研究。 本书旨在为地质学、环境科学、地理信息科学、城市规划以及相关工程技术领域的科研人员、研究生和一线工作者，提供一套系统、深入且实用的技术指南与理论框架。我们期望通过详实的案例和前沿的方法介绍，展示高精度遥感在揭示城市地表物质组成、水文循环、形变监测和生态响应等关键科学问题中的强大潜力。 --- 第一部分：高精度遥感基础与数据源革新 本部分为后续的深入研究奠定理论和技术基础，重点阐述现代遥感技术在满足“高精度”要求时所涉及的关键要素。 第一章：从传统到高精度的遥感范式转变 本章首先回顾了遥感技术的发展脉络，区分了中低分辨率遥感与高精度遥感（包括超高分辨率、高光谱、雷达干涉测量等）在信息获取能力上的本质差异。重点讨论了高精度遥感对空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率和辐射分辨率的严格要求。引入“精度”的量化标准，如绝对定位精度、相对精度、反演误差的量化方法，为后续的误差分析做铺垫。 第二章：高精度遥感数据源的全面梳理 详细介绍目前服务于地表过程研究的几大类高精度数据源： 1. 光学/多光谱/高光谱影像： 重点介绍商业卫星（如WorldView系列、Pleiades）和新一代高分辨率对地观测卫星（如哨兵、高分系列）的特点、数据获取流程及预处理标准。深入探讨高光谱数据（如EnMAP, PRISMA）在识别复杂地表物质（如矿物成分、污染光谱指纹）中的优势。 2. 合成孔径雷达（SAR）与干涉测量（InSAR）： 详述SAR的工作原理及其对穿透云层和夜间观测的独特能力。集中讨论InSAR技术，特别是时序InSAR（如SBAS, PS-InSAR），如何实现毫米级的地表形变监测，这是城市工程安全和地质灾害研究的核心工具。 3. 激光雷达（LiDAR）数据： 区分机载LiDAR和无人机LiDAR（UAV-LiDAR）。阐述点云数据的特征提取、分类（地表、植被、建筑）以及如何生成高精度数字地表模型（DSM）和数字地物模型（DTM）。 第三章：高精度数据预处理与质量控制 高精度数据的前提是高精度的输入。本章详述了针对高分辨率数据的特殊预处理流程，包括： 1. 几何校正与配准： 讨论高精度地面控制点（GCPs）的选择、空间参考系统的转换，以及亚像元级配准技术。 2. 辐射定标与大气校正： 强调将传感器记录的数字量转换为地表反射率或亮温所需的精确算法（如辐射传输模型），以及针对城市热岛效应、气溶胶影响的校正策略。 3. 数据融合与融合技术： 介绍如何融合不同传感器（如融合高空间分辨率光学数据与高光谱数据，或融合SAR与光学数据）以实现信息互补的最优化策略。 --- 第二部分：城市地表过程的高精度遥感反演模型 本部分将理论与实践相结合，重点展示如何利用处理后的数据，建立可靠的反演模型来量化城市地表过程的各个要素。 第四章：城市覆盖度与物质成分的精细提取 1. 高分辨率植被与不透水面提取： 利用面向对象的图像分析（OBIA）结合深度学习分类器（如U-Net, DeepLabV3+），实现建筑、道路、绿地边界的精确勾勒。探讨时间序列分析在识别季节性变化和新陈代谢（如城市扩张）中的应用。 2. 矿物成分与地质背景反演： 针对高光谱数据，详细介绍光谱混合分析（SMA）、端元提取算法（如Aperture Estimation, PPI）和分类算法在识别城市基础设施材料（如混凝土、沥青、砖石）化学组分上的应用，为城市资源循环提供基础数据。 第五章：城市热环境与水文循环动态监测 1. 城市热岛效应的高精度量化： 阐述基于Landsat、Sentinel-3或MODIS的反演模型（如单通道算法、双通道算法）如何结合高分辨率遥感数据，实现地表温度（LST）的精细化制图。重点讨论LST与地表发射率（EMIS）的耦合反演，以及LST在街道尺度上的变化特征。 2. 城市水文过程的遥感模拟： 介绍如何利用高分辨率DEM和遥感反演的蒸散发（ET）数据，结合城市水文模型（如SWMM），模拟暴雨径流和城市内涝风险。探讨InSAR技术在监测城市地下水抽取引起的地面沉降与水文地质响应方面的应用。 第六章：城市基础设施的形变与稳定性监测 这是本书最具工程实践价值的部分。 1. 基于InSAR的城市沉降与隆升监测： 深入讲解如何处理InSAR数据以精确分离形变场，并区分构造沉降、地下水抽取沉降、以及由地铁隧道、基础工程引起的局部沉降。详细分析InSAR结果的误差来源及其与GPS数据的联合解算方法。 2. 高精度LiDAR在结构健康评估中的应用： 展示如何利用点云数据对高层建筑、桥梁、大坝等结构进行三维建模，并通过时间序列LiDAR数据的对比，提取微小形变，辅助基础设施的早期病害诊断。 3. 滑坡与边坡稳定性遥感预警： 结合InSAR监测的缓变沉降和光学影像的裂缝识别，建立多源数据融合的城市周边斜坡失稳预警模型。 --- 第三部分：深度学习与多源数据融合的前沿展望 本部分将目光投向未来，探讨集成人工智能和多源数据对提升城市地表过程研究精度的潜力。 第七章：深度学习在城市遥感中的集成 本章侧重于深度学习如何克服传统分类和反演方法的非线性和复杂性。 1. 语义分割与实例分割： 介绍使用卷积神经网络（CNN）进行高精度地物自动识别，尤其是在处理复杂城市纹理和遮挡问题时的优势。 2. 时空序列预测模型： 探讨使用循环神经网络（RNN）或Transformer模型，对城市形变、水体变化等时间序列数据进行建模和短期预测，以实现主动式监测。 第八章：多源数据融合的协同策略与不确定性分析 真正的“高精度”往往来自于信息的集成互补。本章探讨如何构建高效的融合框架： 1. 特征级与决策级融合： 比较不同融合策略在提升城市地表参数反演精度上的效果。 2. 贝叶斯框架下的不确定性量化： 强调所有遥感反演结果都带有误差。介绍如何利用贝叶斯方法，将来自不同传感器（如光学反射率、InSAR形变、LiDAR高度）的误差传播和量化，为决策者提供更可靠的置信区间。 --- 结语 《高精度卫星遥感在城市地表过程研究中的应用》不仅是一本技术手册，更是一份对未来城市科学研究范式的探索报告。通过本书的学习，读者将能够掌握运用最前沿的遥感工具，对城市这个动态、复杂的人地交互系统进行前所未有的精细化、定量化认知，从而为城市的可持续发展、工程安全和灾害预防提供坚实的科学支撑。

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读完《长江流域地质环境和工程地质概论》，我最大的感受是其内容的深度和广度都达到了一个令人惊叹的水平。这本书的学术严谨性不言而喻，作者在引述相关研究成果和地质理论时，都做了详实的论证和数据支持，这对于任何希望深入了解长江流域地质问题的读者来说，都是一份宝贵的财富。书中关于区域构造、新构造运动、地层划分以及岩性分布的章节，无疑是整个流域地质背景的基础性铺垫，而作者对这些内容的处理，并没有流于表面的泛泛而谈，而是深入到不同地质单元的细微差异，以及它们之间复杂的相互作用。更值得称道的是，书中将宏观的地质构造与微观的工程地质问题紧密结合，例如，在探讨长江三角洲的沉积环境时，就详细分析了其工程地质特性，包括软弱土层的分布、地下水的影响以及对不同类型工程（如高层建筑、交通隧道）的适用性评估。这种将基础研究与应用实践相结合的叙述方式，使得本书不仅具有理论价值，更具备极强的指导意义，对于工程地质领域的专业人士来说，这本书无疑是一部不可或缺的案头参考书。

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这本《长江流域地质环境和工程地质概论》真是让人眼前一亮，虽然我并不是专业的地质工程师，但这本书以一种非常友好的方式，将长江流域复杂的地理和地质信息展现在我面前。我尤其喜欢书中对长江不同河段地质特征的详细描述，从上游的高山峡谷到中下游的平原水网，每一处的地貌演变、岩石类型、土壤构成都被描绘得栩栩如生。书中配以大量的插图和图表，使得那些抽象的地质概念变得直观易懂。例如，在讲解河谷变迁时，书中不仅列举了不同时期的地质构造，还通过模拟图展示了水流冲刷和沉积的过程，让我仿佛置身于历史的长河中，感受着长江流域千万年来的变化。此外，书中对于土壤液化、滑坡、崩塌等工程地质灾害的成因和影响的阐述也十分到位，让我对这些看似遥远的地质现象有了更深入的认识，也更加理解了在如此复杂的地质环境下进行工程建设所面临的挑战。这本书不仅满足了我对长江流域地理的好奇心，更让我对地质学在现实生活中的应用有了全新的认识，它不仅仅是一本专业书籍，更像是一扇了解我们脚下这片土地的窗口。

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《长江流域地质环境和工程地质概论》这本书所展现的，是一种对自然力量的敬畏和对工程智慧的赞颂。它系统地梳理了长江流域的地质演化历程，从地壳运动的宏观尺度，到岩石、土壤的微观性质，都进行了细致入微的描绘。书中对于“地质环境”这一概念的解读，不仅仅局限于地质本身的构成，还将其置于一个动态变化、与人类活动相互作用的广阔背景下。例如，书中对流域内河流地貌的形成和演变过程的分析，就涵盖了侵蚀、搬运、堆积等多个环节，并阐述了这些过程如何塑造了不同地区的工程地质条件。特别是在谈到工程地质时，本书呈现出的视角是多维度、全方位的，它不仅关注地质体本身的性质，还深入探讨了气候、水文、植被等多种因素的协同作用，以及这些因素对工程建设带来的挑战。这种综合性的分析方法，使得读者能够更全面地理解工程地质的复杂性，以及在不同地质背景下进行工程设计和施工需要考虑的各种因素，从而更好地规避风险，实现可持续发展。

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对于我这样一个对地质学知之甚少的人来说，《长江流域地质环境和工程地质概论》无疑是一次意想不到的知识启蒙。本书的结构设计非常巧妙，从宏观的区域地质概况出发，逐步深入到具体的工程地质问题，使得读者能够循序渐进地建立起对长江流域地质环境的认知框架。我尤其喜欢书中对于不同地质单元的描述，它们各自的形成背景、岩性特征以及赋存的矿产资源，都被清晰地呈现出来。这让我对这个广袤的流域有了更立体、更深刻的理解。此外，书中在探讨工程地质时，所采用的案例分析非常有说服力，它将抽象的地质理论与实际的工程实践紧密地联系起来，例如，在分析某区域的边坡稳定性时，书中详细列举了影响因素，包括岩体结构、降雨、植被等，并提出了相应的加固和防护措施。这种贴近实际的讲解方式，让我能够更直观地感受到地质环境对人类社会发展的重要性，以及工程地质学在保障人类活动安全方面所扮演的关键角色。

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这本书《长江流域地质环境和工程地质概论》给我的感觉是，它是一本非常“接地气”的专业著作。它没有故作高深，也没有用过多晦涩难懂的术语来吓退普通读者。相反，它选择了一条更为亲切的叙事路径，将长江流域的地质环境，如同讲述一个熟悉的故事般娓娓道来。我最欣赏的一点是，书中对于长江流域一些典型的工程地质问题的探讨，并非停留在理论层面，而是结合了大量的实际案例。例如，在讲到区域内的地震地质灾害时，书中不仅分析了断层活动和震源机制，还引用了历史上发生的几次大地震的案例，详细描述了地震对当地地质环境造成的破坏，以及后续的工程应对措施。同样，在关于水文地质和工程建设的关系方面，书中也对一些大型水利工程，如水库建设、河道治理等，进行了深入的分析，探讨了地下水位的变化、渗流等对工程安全的影响。这些鲜活的例子，使得抽象的地质概念变得形象生动，让我深刻地体会到地质环境对人类活动的影响，以及科学决策在工程建设中的重要性。

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