微波遥感基础

第一章微波遥感基础微波遥感的优越性：1、微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力。

2、微波对地物有一定穿透能力。

3、微波提供不同于可见光和红外遥感所能提供的某些信息4、微波遥感的主动方式可进行干涉测量，可以对地形变化进行监测。

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：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主动微波遥感：系统自身发射微波辐射，并接收从目标反射或散射回来的电磁波电磁波：以波动的形式在空间传播并传递电磁能量的交变电磁场。

电磁波具有波长（或频率）、传播方向、振幅和极化面（亦称偏振面）四个基本物理量。

叠加原理：当空间同时存在由两个或两个以上的波源产生的波时，每个波并不因其他的波的存在而改变其传播规律，仍保持原有的频率或波长和振动方向，按照自己的传播方向继续前进，而空间相遇点的振动的物理量等于各个独立波在该点激起的振动物理量之和。

干涉：由两个（或两个以上）频率、振动方向相同，相位相同或相位差恒定的电磁波在空间叠加时，合成波振幅为各个波的振幅矢量和。

因此，会出现交叠区某些地方振动加强，某些地方振动减弱或完全抵消的现象。

波的极化：指在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性。

用电场强度矢量的端点在空间描绘出的轨迹来表示。

去极化：产生交叉极化的过程称为去极化。

大气对微波的衰减作用主要有大气中水分子和氧分子对微波的吸收，大气微粒对微波的散射。

逆着入射方向的散射分量称为后向散射。

第二章微波遥感系统成像系统：是以非摄影方式获取地物遥感影像的各类遥感器系统的统称。

脉冲：在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量。

脉冲信号：相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号脉冲宽度：脉冲的持续时间。

脉冲重复频率：指雷达发射脉冲的速率，即每秒钟发射脉冲的个数。

平行于雷达飞行方向的分辨率称为方位向分辨率，垂直于飞行方向的称为距离向分辨率。

距离向分辨率指在脉冲发射方向上（距离向）能分辨两个目标的最小距离。

3. 微波遥感3.1 引言微波遥感包括主动式遥感和被动式遥感。

正如第2章所描述的，光谱的微波部分波长范围大约是1厘米至1米。

因为与可见光和红外线相比，微波的波长较长，这种特殊性对于遥感来说是非常重要的。

由于波长较长的光受大气散射的影响比波长较短的光要小，因此长波段的微波辐射可以穿透云层，薄雾，尘埃等（除了在暴雨情况下）。

这种特性使得几乎在所有的气候和环境条件下，都能进行微波能量的探测，从而可以在任何时间收集数据。

被动微波遥感在概念上与热红外遥感相似。

所有物体都能发射一部分数量的微波能量，但一般都不多。

被动微波传感器能探测在其视野范围内的自然辐射的微波能量。

这些辐射的能量与辐射体或辐射体表面的温度和湿度有关。

被动式微波传感器是典型的辐射计或扫描仪，除了它用天线来探测和记录微波能量外，其他大部分的工作方式与之前所讲的系统相同。

由被动传感器记录的微波能量的产生，可以来自于大气辐射（1），地面反射（2），地表辐射（3），或地下发射（4）。

因为微波波长很长，所以相比于光的波长它可获得的能量就相当少。

因此所需要的视野域必须大到能探测足够的能量以记录一个信号。

因此大部分的被动微波传感器的空间分辨率都比较低。

被动微波遥感可以应用于气象，水文和海洋学的研究。

通过观察大气本身，或"透过"大气观测（这依赖于波长），气象学家可以利用被动式微波测量大气剖面，并确定大气中水和臭氧的含量。

微波的发射受水分含量的影响，因此水文学家可使用被动式微波测量土壤湿度。

海洋学的应用包括绘制海冰图，海流图，海面风场图以及污染物的探测，如浮油。

主动微波传感器自己能提供微波辐射源来照射目标。

主动微波传感器通常分为两个截然不同的类型：成像和非成像传感器。

最常见的一种成像主动式微波传感器是雷达。

雷达（RADAR）是无线电探测和测距（RAdioDetection And Ranging）的简称，它的全名实际上也概括了雷达传感器的功能和操作方式。