《空间光学理论与应用》——科教融合，培养创新型人才的尝试

“空间”一词来源于英文“space”， 《韦氏词典》的解释为“space—that portion of the universe outside the earth or its atmosphere; called also outer space。意为“地球或其大气层以外的区域，也被称为外层空间”。在一些中文意境中也将“space”翻译为“太空”、“航天”等，如太空行走（walking in space）、太空食品（space food）、太空垃圾（space debris）、中国国家航天局（China National Space Administration，CNSA）、空间站（space station）、中国空间技术研究院（China Academy of Space Technology，CAST）等。在国家自然科学基金学科分类中，“空间光学”属于信息科学部的“空间、大气、海洋与环境光学”（代码为F0510）。

航天事业的蓬勃发展使得空间已经成为全球科技竞争的重要领域，特别是近年来，随着空间站建设、月球及火星探测等一系列重大航天项目的成功实施，空间科技取得了前所未有的突破。其中，空间光学作为光学领域的重要分支，其理论研究和工程应用更是日新月异，为人类的空间探索活动提供了强有力的技术支撑。

▲ NASA 天基高分辨率成像系统技术发展趋势

《空间光学理论与应用》（王虎, 薛要克编著. 北京 : 科学出版社, 2024.9）作者在前辈以往成果的基础上，结合自身工程及教学实践，系统地阐述了空间光学的基础理论、技术原理和应用方法。本书最显著的特点是注重理论联系实际，在阐述基础理论知识的同时，注重工程案例的引入与分析，期待能使读者在实践案例中理解和掌握基本的理论，并能学以致用。同时，本书还注重外延知识的拓展，通过引入最新的研究进展和前沿技术，使教材内容更丰富、更具有时代性。

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此外，本书秉承中国科学院大学科教融合的办学理念及特点，将包括作者团队等在内的科研成果与教学结合起来。一方面，通过引入作者团队的科研成果，用理论指导实践，使读者能够了解最新的科研动态和研究方向；另一方面，通过工程项目的应用，检验并进一步完善理论知识，使教材内容更加贴近实际、更具有实用性。这种科教融合的编写方式不仅提高了教材的质量和实用性，也为培养创新型人才工作提供了一种有效的尝试。

《空间光学理论与应用》在阐述相关理论的同时，通过例题、研讨、拓展知识、应用案例等形式进行知识延拓与深化。其中，仅【应用案例】就列举了53项，并将关键词及案例制成索引表方便查找。全书彩印，知识点重点标记。对关键数据、公式、图表等进行引用标记。期盼能给大家有些许帮助。

本书首先对空间光学进行概述，介绍了空间光学的基本概念、分类特点以及应用；基于对地观测卫星光学遥感链路，依次介绍了空间环境、力学环境、大气光学环境的主要特点及其对空间光学遥感的影响；对空间目标（合作、非合作）的光度特性进行了分析。其次在以上知识的基础上，阐述了空间光学遥感基础，介绍了空间光学遥感器的组成、分类、特性以及未来发展趋势，并针对空间运动目标的特点，分别就光学探测方法及各类载荷的工作方式进行了介绍。

▲ 耦合物理机理与机器学习的第三代定量遥感示例

感谢中国科学院大学教材出版中心资助本书的出版。本书可作为高等院校光学工程、航天光学遥感、光电信息科学与工程等相关专业的本科生、研究生教材或参考书，也可供以上专业的教师和科技工作者参考。

本文摘编自《空间光学理论与应用》（王虎, 薛要克编著. 北京 : 科学出版社, 2024.9）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

( 中国科学院大学研究生教材系列)

ISBN978-7-03-079593-9

责任编辑：周 涵 孔晓慧

本书重点介绍了空间光学的基本概念、分类特点以及应用；针对对地观测卫星光学遥感链路，分别讨论了空间环境、力学环境、大气光学环境的主要特点及其对空间光学遥感的影响；对空间目标（合作、非合作）的光度特性进行了分析。在以上知识的基础上，阐述了空间光学遥感基础，介绍了空间光学遥感器的组成、分类、特性以及未来发展趋势，并针对空间运动目标的特点，分别就光学探测方法及各类载荷的工作方式进行了介绍。

（本文编辑：刘四旦）

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