第一讲 微波遥感绪论
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2 微波遥感基础原理本章要点本章从电磁波传播的基本概念到SAR 的基本原理对于雷达遥感的基本知识作了概要的介绍,包括相干成像和合成孔径的概念、重要的参数、SAR影像的基本特征等。
主要内容§2.1 微波遥感物理基础§2.2 真实孔径雷达基本原理§2.3 SAR系统基本原理§2.4 SAR影像的主要特性2.1 微波遥感物理基础作业:目标的散射特性与哪些因素有关?在真空或介质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。
E为电场矢量方向,M为磁场矢量方向,C为传播方向。
• 电磁波是时间和空间的函数• 电场矢量和磁场矢量相互垂直,而且又都垂直于传播方向• 电磁波具有波动性和粒子性• 波长、相干性、叠加性和极化等都是电磁波的重要特性+幅度和相位• 如果某电磁波的电场矢量和磁场矢量均在垂直于传播方向的平面上,并且幅度为常数,则称为平面波在均匀介质中电磁波随时间作正弦变化,波长或频率是描述电磁波重要的参量。
微波偏振与极化Polarization电磁波遇到“狭缝”的障碍物时,能够通过狭缝的振动分量,称为电磁破的偏振非偏振光,偏振光,部分偏振EHZE 线极化H ZE 椭圆极化H ZE 圆极化H Z极化即电场振动方向的变化趋势,线极化是电场矢量方向Polarization of Microwave水平极化是指电场矢量与入射面垂直 垂直极化是指电场矢量与入射面平行EHZ 垂直极化同极化HH,VV交叉极化HV,VH目标入射平面衍射衍射:波在传播过程中经过障碍物边缘或孔隙时所发生的传播方向弯曲现象。
远场衍射,也称夫琅和费衍射,若光源或观察屏离开衍射孔或缝为无限远,这种衍射现象称远场衍射。
衍射现象是波的特有现象,一切波都会发生衍射现象;孔隙越小,波长越大,这种现象就越显著。
衍射对微波遥感的两个意义:天线;感兴趣的地表目标的大小与微波传感器的波长是相当的(毫米-米),土壤粗糙度、树枝、麦秆、水波和海浪等。
第一章微波遥感基础1、微波遥感的概念及分类微波遥感是利用某种传感器接收地面各种地物反射或散射的微波信号,藉以识别、分析地物,提取所需的信息。
主要分为主动微波遥感和被动微波遥感,被动微波遥感包括微波成像仪和微波探测仪;主动微波遥感包括雷达高度计、雷达散射计和成像雷达。
2、微波遥感的优越性(1)微波能穿透云雾、雨雪,具有全天候、全天时的工作能力,优于可见光和红外波段的探测能力(2)微波对地物有一定的穿透能力,对地物的穿透深度因波长和物质的不同而有很大差异,波长越长,穿透能力越强。
(3)微波能提供不同于可见光和红外遥感所能提供的某些信息,比如微波高度计和合成孔径雷达具有测量距离的能力,可以用于测定大地水准面,还可以利用微波探测海面风场。
(4)雷达可以进行干涉测量3、微波遥感的不足(1)微波传感器的空间分辨率要比可见光和红外传感器低(2)其特殊的成像方式使得数据处理和藉以相对困难些(3)与可见光和红外传感器数据不能在空间位置上一致4、合成孔径雷达(SAR)特性及优势(1)全天候,不受云雾雪的影响,雨的影响有限(2)全天时,主动遥感系统(3)对地表有一定的穿透能力,与土壤含水量有关,依赖于波长(4)对植被有一定的穿透能力,依赖于波长和入射角(5)高分辨率,分辨率与距离无关(6)独特的辐射和集合特性(7)干涉测量能力(8)多极化观测能力5、极化,指得是电磁波的电场振动方向的变化趋势。
极化方式有线极化、椭圆极化、圆极化。
第二章微波遥感系统1、常见的微波遥感传感器在海洋、陆地、大气微波遥感应用中,常用的有效的传感器有五种:散射计、高度计、无线电地下探测器(以上为非成像系统);微波辐射计、侧视雷达(以上为成像系统)。
2、散射计微波散射计是一种有源微波遥感器,专门用来测量各种地物的散射特性。
它是通过测量地物对微波的散射强度,达到测定地物的后向散射系数的相对值。
散射计按照观测方式可以分为以下四类:侧视观测散射计;前视(后视)观测散射计;斜视观测散射计;笔式光束环形扫描散射计。