微波遥感简介

微波遥感技术和应用机械工程学院机械设计制造及其自动化张霁1005040221一、遥感技术的介绍遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。

目前利用人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。

利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。

它好比孙悟空的一双火眼金睛，能从云朵上看清万物根本面目，从高空感知地下和海底的宝藏。

二、微波遥感的定义运用波长为1～1 000mm的微波电磁波的遥感技术。

包括通过接收地面目标物辐射的微波能量，或接收遥感器本身发射出的电磁波束的回波信号，根据其特征来判别目标物的性质，特征和状态，包括被动遥感和主动遥感技术。

微波遥感对云层、地表植被、松散沙层和冰雪具有一定的穿透能力，可以全天侯工作。

微波遥感是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用微波投射于物体表面，由其反射回的微波波长改变及频移确定其大小、形态以及移动速度的技术。

常用的微波波长范围为0. 8～30厘米。

其中又细分为K、Ku、X、G、C、S、Ls、L等波段。

微波遥感的工作方式分主动式（有源）微波遥感和被动式（无源）微波遥感。

前者由传感器发射微波波束再接收由地面物体反射或散射回来的回波，如侧视雷达；后者接收地面物体自身辐射的微波，如微波辐射计、微波散射计等。

三、遥感技术的发展史遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。

开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。

经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。

1、萌芽时期1608年制造了世界第一架望远镜。

1609年伽利略制作了放大三倍的科学望远镜并首次观测月球。

1794年气球首次升空侦察。

B模式 ≧4 ≦1.0(P=2.5) ≦0.2(P=1) ≦0.2-0.7 8(p=3) ≧1.7 ≧1600
C模式 ≧7.4 ≦2.5 ≦0.5(P=1) ≦0.5-1.0 7(p=4) ≧4.7 ≧3200
D模式 ≧14.8 ≦5.0 ≦1.0(P=1) ≦1.0-2.0 7(p=4) ≧7.7 ≧6500
二、航天干涉雷达测量
“奋进”号上装有一个长60米的 机械臂，一台干涉雷达安装在机械臂 顶端，另一台安装在航天飞机腹部， 通过对两台干涉雷达同时工作获得图 像的相差的比较，就能够获得地表任 何一点图像的高度。
美国已使用“奋进”航天飞机对地球表面94% 的地区进行了地形测量，其中包括人类居住地区
97%的面积和100%中国国土面积。预计在2000年秋
一、微波遥感简介 微波遥感系统有主动和被动之分。遥感器自身 发射微波的称为主动微波遥感系统，雷达就是一种 主动微波遥感系统；“微波辐射计”是一种被动微 波遥感装置，它记录的是自然状态下，地面反射、 发射的微弱的微波能量。 1.侧视雷达。 由一个发射机、一个接收机、一个转换开关和 一根天线等构成。发射机产生脉冲信号，由转换开 关控制，经天线向观测地区发射；地物反射脉冲信 号，也由转换开关控制进入接收机。
一、微波遥感简介
3.合成孔径雷达（SAR）。 合成孔径技术的基本思想，是用一个小天线 作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动， 相当于合成了一个孔径更大的雷达天线，从而提 高了侧视雷达的方位分辨率。
一、微波遥感简介
4.干涉雷达（INSAR，Interferometric SAR）。 利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅 （或两幅以上）的单视复数影像形成干涉，进而 得到该地区的三维地表信息的雷达成像技术。 该方法充分利用了雷达回波信号所携带的相 位信息，获得同一地区的重复观测数据，形成干 涉，得到相应的相位差，结合观测平台的位置参 数获得高精度、高分辨率的地面高程信息。

航天雷达遥感。

航天飞机成像雷达：可穿梭于地面与外空之间，高度在200300km之间，美国1981年发射SIR-A，1984年SIR-B，1994年 SIR-C，最初使用HH极化，后来多极化，视角可变可调整。
海洋卫星的特点

要求大面积、连续、同步或准同步探测，扫描宽度要大。 分辨率不能太低，近极地太阳同步轨道卫星，地面覆盖周期



理论计算表明，合成孔径雷达的方位分辨率
r =L/2 L为每个小天线的长度

与小天线组成，总长度为1km，每一小天 线长10m，所发射微波的波长为15cm，目标距天线1000km(斜 距)。 如是10m天线，目标地物的方位分辨率为？m 如是1km天线，目标地物的方位分辨率为？m

五、某些地物的雷达影像实例： 土壤：可用于考古和土壤含水量的测定。 对于植被：探测植被含水量，含水量高的植被，后向散射系
数比含水少的植被？。在繁密覆盖区，短波（2-6cm）能较好
探测农作物和树叶冠层，而土壤信息较少；较长的波段（1030cm）则较好地探测树干树枝，再长则可探察地表土壤信息。
遥感导论
第七章 微波遥感 Microwave RS
波长在1mm-1m的电磁波。在这一区间，按照波长由短 到长，又可分为毫米波、厘米波和分米波，统称做微 波波段。

微波有被动和主动之分。被动式接收地物辐射的微
波，可用于测地物温度，但微波辐射弱而？分辨率
低。

一般用主动式，天线向下方或侧下方发射强微波，
被地物吸收和反射，接收来自地物反射的180方向的
微波，也被叫做后向散射波，不同物体，后向散射
系数不同。
微波在发射和接收时常常仅用很窄的波段，所以按地物 反射特点和水汽吸收特点可分为：

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SEASAT Image of Death Valley, 1978
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1998年1月10日张北—尚义地震形变 第22页
第一节 引言
微波遥感分类： 被动微波遥感和主动微波遥感。
被动微波遥感 信号来源：系统自身不发射微波波束，只
是接收目标物发射或散射的微波辐射。 典型传感器：微波辐射计（该传感器为成
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第一节 引言
微波遥感的优越性 微波对地物有一定穿透能力
1.微波穿透植物层的深度，取决于植物的含水量，密 度，波长和入射角。如果波长足够长而入射角又接近 天底角，则微波可穿透植被区而到达地面。因此，微 波频率的高端（波长较短）只能获得植被层顶部的信 息，而微波频率的低端（波长较长），则可以获得植 被层底层甚至地表以下的信息。
产生干涉现象的电磁波称为相干波。第28页ຫໍສະໝຸດ 一、电磁波的基本特征与微波
2、相干性和非相干性 相干波，产生干涉现象的电磁波被称为相
干波。一般地，凡是单色波都是相干波。 波的相干性导致微波雷达图像的像片上会
出现颗粒状或斑点状的特征。
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一、电磁波的基本特征与微波
3、衍射 衍射的定义： 如果电磁波投射在一个它不能透过的有限大 小的障碍物上，将会有一部分波从障碍物的边 界外通过。这部分波在超越障碍物时，会改变 方向绕过其边缘达到障碍物后面，这种使一些 辐射量发生改变的现象称为电磁波衍射。
围内观察到的“颜色”则取决于研究对象面或体 的几何特性以及体界电特性，这样，将微波、可 见光和红外辐射配合运用，就能够研究表面上几 何的和体介电的特性以及分子谐振的特性。
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另外，微波还可以提供某些附加的特性，这 使其在某些应用方面具有独到之处。例如，根 据不同类型冰的介电常数不同可以探测海冰的 结构和分类；根据含盐度对水的介电常数的影 响可以探测海水的含盐度等等。