MATLAB程序设计与综合应用

数字图像处理是地理信息科学专业的核心课程，是高素质应用型人才培养的重要环节。数字图像存储方式（像素）与Matlab的数据管理结构（矩阵或数组）具有高度相似项，因此出版针对数字图像处理的Matlab教材具有重要意义。同时，为了有效解决现有多数程序设计课程中存在的“编程会而不精，缺乏实践能力”的问题，结合专业特色配备一些广泛应用的案例，将有助于教师授课和学生的学习效果。

本书以MATLABR2020a为平台，首先系统、全面地介绍了MATLAB软件的基本使用方法，包括工作界面、数据类型、矩阵操作、绘图操作和科学计算等内容；然后以实际应用问题为导向，介绍了MATLAB中常用的程序控制语句，并以案例形式着重介绍了向导式和程序式创建GUI的基本流程；接下来在简要介绍数字图像处理基本理论及应用背景的前提下，介绍了图像数学运算、图像变换、图像增强和图像分割等内容；最后，深入浅出、循序渐进地讲解了树木可视化模拟、旅行商问题、车牌识别系统和遥感图像处理4个领域的综合应用案例，以帮助提升读者发现问题、分析问题和解决问题的能力。
本书对现有多数MATLAB教程的框架体系进行了调整和优化，使全书内容更加紧凑；同时在数字图像处理背景下，本书重点内容（即突出数学运算和程序设计）更加突出；此外，本书还针对重要命令、函数和语句等配备了大量的程序实例和图片，方便初学者迅速掌握MATLAB编程的核心要领。
本书结构清晰，内容详实，可作为本科院校理工科相关专业的教材，也可作为科研人员和工程人员进行高级程序开发的工具书和参考书。

董灵波，农学博士，副教授。主要研究森林多目标经营规划理论与技术，主持“十三五”重点研发计划专项任务、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务专项、东北林业大学“双一流”人才引进专项各1项，参与省部级课题6项；以第一作者发表学术论文21篇，其中SCI收录8篇、A+收录11篇；先后获得“领跑者5000”中国精品科技期刊很好学术论文（2017）、梁希优秀青年论文（2014、2016）、东北林业大学博士优秀论文（2016）、博士研究生国家奖学金（2014、2015）、“董乃钧”林人奖优秀研究生（2013）、黑龙江省以及校级优秀毕业生（2013）等荣誉；获本科毕业论文优秀指导教师；受留学基金委资助赴美国佐治亚大学交流访问15个月（2014.12-2016.03）。主讲《Matlab程序设计》、《森林经理学》等课程。

第1章 绪论
1.1 MATLAB简介
1.1.1 MATLAB发展历程
1.1.2 MATLAB软件特点
1.1.3 MATLAB与数字图像
1.2 工作界面
1.2.1 菜单栏/工具栏
1.2.2 工作窗口
1.3 帮助系统
1.3.1 帮助命令
1.3.2 帮助窗口
1.3.3 演示系统
1.4 标点符号
1.5 简单数学运算
1.5.1 简单计算器
1.5.2 常用数学函数
1.6 脚本文件
习题1
第2章 MATLAB数据类型
2.1 常量与变量
2.1.1 常量
2.1.2 变量
2.1.3 数据输出格式
2.2 基本数据类型
2.2.1 整数
2.2.2 浮点型
2.2.3 复数
2.2.4 特殊数值
2.2.5 字符型
2.2.6 逻辑型数据
2.3 单元数组
2.3.1 单元数组生成
2.3.2 单元数组操作
2.4 结构数组
2.4.1 结构数组生成
2.4.2 结构数组操作
习题2
第3章 MATLAB矩阵操作
3.1 矩阵创建
3.1.1 直接输入
3.1.2 冒号表达式
3.1.3 等分函数
3.1.4 大矩阵
3.1.5 外部文件导入
3.1.6 特殊矩阵
3.2 矩阵运算
3.2.1 基本数学运算
3.2.2 高级运算
3.3 矩阵索引
3.3.1 下标存取
3.3.2 索引存取
3.4 矩阵信息提取
3.4.1 矩阵维数
3.4.2 矩阵数据类型
3.5 矩阵扩展与变换
3.5.1 矩阵扩展
3.5.2 矩阵变换
3.6 矩阵排序
3.7 稀疏矩阵
3.7.1 稀疏矩阵的创建与转换
3.7.2 非零元素信息
3.7.3 稀疏矩阵图形显示
习题3
第4章 MATLAB绘图操作
4.1 绘图窗口
4.1.1 图形窗口创建
4.1.2 图形窗口控制
4.1.3 图形窗口菜单与工具按钮
4.2 MATLAB绘图
4.2.1 基本流程
4.2.2 绘图示例
4.3 二维图形绘制
4.3.1 条形图
4.3.2 直方图
4.3.3 面积图
4.3.4 饼图
4.3.5 火柴杆图
4.3.6 阶梯图
4.3.7 罗盘图
4.3.8 极坐标图
4.3.9 羽毛图
4.3.10 等高线图
4.4 三维图形绘制
4.4.1 三维条形图
4.4.2 三维饼图
4.4.3 三维火柴杆图
4.4.4 三维瀑布图
4.4.5 三维切片图
4.4.6 三维等高线图
4.4.7 三维曲线图
4.4.8 三维网格图
4.4.9 三维曲面图
4.4.10 三维柱面图
4.4.11 三维球面图
4.5 三维图形修饰
4.5.1 视角处理
4.5.2 灯光处理
4.5.3 颜色处理
4.5.4 材质处理
4.5.5 纹理贴图
习题4
第5章 MATLAB科学计算
5.1 数据读写
5.1.1 文本文件
5.1.2 Excel文件
5.1.3 CSV文件
5.1.4 低级文件
5.2 多项式处理
5.2.1 多项式构造
5.2.2 多项式四则运算
5.2.3 多项式高级运算
5.3 方程组求解
5.3.1 数值求解
5.3.2 符号求解
5.4 微积分运算
5.4.1 数值微分
5.4.2 数值积分
5.4.3 符号微积分
5.5 插值与拟合
5.5.1 插值
5.5.2 拟合
5.6 很优化处理
5.6.1 基础优化函数
5.6.2 线性规划
5.6.3 非线性规划
5.6.4 目标规划
5.6.5 优选值最小化问题求解
习题5
第6章 MATLAB GUI程序设计
6.1 M文件编程
6.1.1 M文件基础
6.1.2 M文件分类
6.1.3 M函数类型
6.2 程序控制
6.2.1 顺序控制结构
6.2.2 条件控制结构
6.2.3 循环控制结构
6.2.4 程序流控制
6.2.5 错误控制结构
6.3 创建GUI
6.3.1 向导式创建GUI
6.3.2 程序式创建GUI
习题6
第7章 MATLAB数字图像处理
7.1 图像处理基础
7.1.1 图像处理基础知识
7.1.2 图像处理基本方法
7.1.3 图像处理函数
7.2 图像运算
7.2.1 图像代数运算
7.2.2 图像几何运算
7.3 图像变换
7.3.1 傅里叶变换
7.3.2 WashHadamard变换
7.4 图像增强
7.4.1 灰度变换增强
7.4.2 空间域增强
7.4.3 频率域增强
7.5 图像分割
习题7
第8章 综合应用
8.1 树木可视化模拟
8.1.1 分形理论
8.1.2 L系统
8.1.3 迭代函数系统
8.2 旅行商问题
8.2.1 模拟退火算法理论
8.2.2 模拟退火算法实现
8.2.3 SA_TSP优化结果
8.3 车牌识别系统
8.3.1 图像预处理
8.3.2 车牌定位
8.3.3 车牌倾斜校正
8.3.4 车牌字符分割
8.3.5 车牌字符识别
8.3.6 辅助功能
8.3.7 主函数
8.3.8 系统应用
8.4 遥感图像处理系统
8.4.1 Landsat 5卫星简介
8.4.2 遥感数据存储方式
8.4.3 常用植被指数
8.4.4 遥感图像处理系统实现
8.4.5 系统应用
习题8
参考文献