微波遥感的特点及应用

1. 遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。

2. 遥感的特点：①大面积的同步观测；②时效性；③数据的综合性和可比性；④经济性，投入少、收益高；⑤局限性，遥感所利用的电磁波有限。

3. 电磁波的性质：①横波；②在真空中以光速传播；③满足f*入=c, E=h*f。

E为能量，单位J; h为普朗克常数，h=6.626X 10 (-34) J/s；f为频率；入为波长；c为光速，c=3X 10(8) m/s。

④电磁波具有波粒二象性，即具有波动性和粒子性。

5. 朝霞和夕阳呈现橘红色的原因：日出和日落时，太阳高度角小，阳光斜射地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多，在过长的传播中，波长最短的蓝光几乎被散射掉，波长次短的绿光也大部分被散射掉，只剩下波长最长的红光，散射最弱，透过大气最多，加上剩余的极少量绿光，最后合成呈现橘红色。

6. 云层呈白色的原因：云、雾粒子中水滴的直径比波长大得多，对可见光中各个波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色。

7. 大气散射的三种类型：①瑞利散射，是当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射，特点是散射强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。

瑞利散射对红外辐射影响较小，对可见光影响很大。

②米氏散射，是当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射，由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。

特点是散射强度与波长的二次方成反比，散射在光线向前方向比向后方向更强，方向性比较明显。

③无选择性散射，当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射，特点是散射强度与波长无关，即在符合无选择性散射条件下的波段中，任何波长的散射强度相同。

8. 微波为什么具有穿云透雾的能力：微波波长比粒子的直径大得多，属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波透射能力强，因而称其具有穿云透雾的能力。

9. 电磁波穿过大气层时，会发生吸收、散射和折射等现象。

遥感：广义：不直接接触有关目标物或现象而收集信息，并对其进行分析、解译和分类的技术。

狭义：在空间和空中的各种平台上（卫星、飞船、航天飞机、飞机），运用各种传感器（摄影机、扫描仪、雷达）获取地表信息，经数据传输和处理，从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质及环境的相互关系的一门技术。

遥感系统：目标物的电磁波特性、信息的获取、信息的接收、信息的处理、信息的应用。

遥感技术的特点：1、范围广，综合性强，便于客观分析；2、提供的信息量大；3、获取信息的速度快，更新周期短，利于动态监测；4、经济效益高。

遥感技术的分类：根据遥感平台、传感器、应用目的的不同进行分类；1、按平台高度分类（地面、航空、航天、宇航）2、按传感器工作方式分类（主动遥感、被动遥感）3、按传感器探测波段分类（紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感）4、按遥感的应用领域分类（资源、环境、城市、农业、林业、灾害、军事等）振动的传播称为波，电磁振动的传播是电磁波。

电磁波是横波，在横波中，传播方向可以是垂直振动方向的任何方向。

1889年郝兹用电磁震荡的方法产生了电磁波。

所有的物体（>-273°）都发射电磁波。

电磁波的特性：1、是横波；2、在真空中以光速传播；3、满足：c=f*λ,E=h*f； 4、具有波粒二象性。

电磁波谱：按辐射波长或频率的大小，依次排列成图表。

任何物体都是辐射源，能辐射也能吸收能量，不同物体辐射不同强度和波长的电磁波。

辐射能量（w）：电磁辐射的能量，单位：J；辐射通量Ø：单位时间内通过某一面积的辐射能量，Ø＝dW/dt，单位：w；辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量，E＝d Ø/dS，单位：w/㎡。

辐照度（I）：被辐射物体表面单位面积上的辐射通量，I＝d Ø/dS，单位：w/㎡。

辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，I＝d Ø/dS，单位：w/㎡。

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。

微波遥感的成像机理微波遥感是一种通过接收地面反射或散射的微波辐射来获取地表信息的技术。

它主要应用于土地覆盖、农业、水文气象、森林和海洋等领域。

微波遥感可以提供高分辨率、全天候和全球性的数据，因此受到了广泛关注。

一、微波遥感成像机理微波遥感成像机理是指微波信号与地表物体相互作用后产生的反射、散射和吸收等现象。

在微波遥感中，主要有两种类型的信号：主动式和被动式。

1. 主动式信号主动式信号是由雷达发射器产生的电磁波，它穿过大气层并与地表物体相互作用后返回雷达接收器。

在这个过程中，电磁波会经历多次反射和散射，最终形成一张反映地表物体特征的图像。

主动式信号可以通过调整雷达发射器的频率和极化方式来实现对不同类型地表物体的探测。

例如，在SAR（合成孔径雷达）中，发射器会以高速旋转方式发出一系列微波脉冲，这些脉冲会穿过大气层并与地表物体相互作用后返回雷达接收器。

通过对这些脉冲进行处理，可以得到高分辨率的地表图像。

2. 被动式信号被动式信号是由地球表面的微波辐射产生的，它可以被接收器直接捕捉到。

在这个过程中，微波辐射会受到大气层、云层和其他干扰因素的影响，因此需要进行校正和处理才能得到准确的地表信息。

被动式微波遥感主要应用于土壤湿度、降雨量、海洋表面温度等领域。

例如，在SMOS（Soil Moisture and Ocean Salinity）卫星中，接收器会捕捉地球表面发出的微波辐射，并通过对其频率和极化方式进行分析来获取土壤湿度和海洋盐度等信息。

二、微波遥感成像技术微波遥感成像技术是指利用主动式或被动式信号来获取地表信息的方法。

根据不同的应用领域和需求，可以选择不同类型的雷达或接收器来实现数据采集和处理。

1. SAR（合成孔径雷达）SAR是一种主动式微波遥感技术，它通过调整雷达发射器的频率和极化方式来实现对不同类型地表物体的探测。

SAR可以提供高分辨率、全天候和全球性的数据，因此在土地覆盖、农业、水文气象、森林和海洋等领域得到广泛应用。

中国地质大学研究生课程论文封面课程名称遥感图像处理原理及应用教师姓名高伟研究生姓名黄永威研究生学号120080232研究生专业地图制图学与地理信息工程所在院系地球科学学院类别: B.硕士日期: 2009年1月9 日评语注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

海洋微波遥感12080232 黄永威地球科学学院1. 微波及微波遥感电磁波谱中，波长在1mm-1m的波段范围称微波，对应频率从300MHz到300GHz，占据了电磁波段的三个数量级。

微波比可见光－红外波长要大得多。

微波遥感即通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物及其特性的技术。

微波遥感与可见光－红外遥感在技术上有很大差别。

可见光－红外遥感用的是光学技术，通过摄影或者扫描来获取信息；而微波遥感要求不同的设备和技术，它使用有源或者无源系统，收集和记录目标、背景在微波波段内的电磁波辐射、散射能量，经信号处理来识别目标物体或现象的有用信息。

微波遥感分为主动微波遥感和被动微波遥感两类。

主动式微波遥感器，又称有源微波遥感器。

主动微波遥感特征是，由微波遥感器发出探测用的微波照射被测目标物体，与被测目标物体相互作用，发生反射、散射或穿透一定深度，然后接收被测目标物体散射的微波信号，通过监测、分析回波信号来确定目标物体的各种特性。

常用的主动微波传感器有：真实孔径雷达、合成孔径雷达、雷达高度计和微波散射计。

被动式微波遥感器本身不发射电磁波，只接收被测目标、背景辐射的微波能量来探测目标物体特性。

被动式微波遥感器，也称无源微波遥感器。

常用的被动式微波传感器：微波辐射计。

2. 水体微波辐射特征海洋的微波辐射取决于两个主要因素：一是海面及一定深度的复介电常数。

它反映海水的电学性质，由表层物质组成及温度所决定。

海水是由各种盐类、有机质、悬浮粒等组成的复杂水体。

第一篇名词解释1、遥感技术：在遥感平台的支持下，不与探测目标接触，从远处吧目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

2、遥感器：遥感器又称为传感器，是接收、记录目标电磁波特性的仪器。

常见的传感器有摄影机、扫描仪、雷达、辐射计、散射计等。

3、电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率、递增或递减依次排列为一个序谱，将此序谱称为电磁波谱。

4、黑体：对任何波长的电磁辐射都全吸收的假想的辐射体。

5、大气散射：辐射在传播过程中遇到小微粒（气体分子或悬浮微粒等）而使传播方向改变，并向各个方向散开，从而减弱了原方向的辐射强度、增加了其他方向的辐射强度的现象。

6、大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段。

7、地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物波谱。

地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种表现。

8、地物反射率：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=(Pρ/P0 )×100%。

表征物体对电磁波谱的反射能力。

9、地物反射波谱：是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。

表示方法：一般采用二维几何空间内的曲线表示(地物反射波谱曲线)，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。

10、摄影成像：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光记录介质（胶片or CCD）来记录物体的影像的成像方式11、扫描成像：依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁波特性信息，形成一定谱段图像的成像方式。

12、微波遥感：通过微波传感器,获取目标地物在1mm—1m光谱范围内发射或反射的电磁辐射，以此为依据，通过判读处理来识别地物的技术。

13、像点位移：中心投影的影像上，地形的起伏除引起相片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在相片位置上的移动，这种现象称为像点位移，其位移量就是中心投影与垂直投影在统一水平面上的投影误差。

台风监测与遥感技术：介绍台风监测的主要手段及遥感技术的应用台风是一种强烈的气象灾害，对人类生活和经济造成了严重的影响。

为了准确预测和及时应对台风的到来，科学家们开发了各种台风监测手段和技术。

其中，遥感技术是一种非常重要的工具，能够提供大量有关台风的数据和信息。

本文将介绍台风监测的主要手段以及遥感技术在台风监测中的应用。

I. 台风监测的主要手段1. 气象卫星气象卫星是台风监测的主要工具之一。

它可以提供高分辨率的卫星图像，显示出台风的大小、形状和移动轨迹。

通过分析卫星图像，科学家们可以准确判断台风的强度、路径和预计到达时间，从而为相关地区的居民和政府部门提供及时的预警和应对措施。

2. 气象雷达气象雷达是另一种重要的台风监测手段。

它利用雷达波束扫描大气中的降水粒子，可以测量台风的强度、风速和降水量等参数。

通过不同角度的雷达观测，科学家们可以获取台风的立体结构和演变情况。

这些数据对于预测台风的路径和强度非常重要，有助于及时采取措施减轻台风带来的影响。

3. 气象探空气象探空是一种传统的台风监测手段。

它通过向大气中发射气球，携带各种气象仪器测量气温、湿度、气压等参数。

这些数据可以帮助科学家们了解台风周围大气的状态，并预测台风的路径和强度。

虽然气象探空的技术较为简单，但仍然是台风监测的重要补充手段之一。

4. 数值模拟数值模拟是一种基于气象学原理和物理方程的数学模型，用于模拟台风的发展和演变过程。

科学家们可以利用数值模拟预测台风的路径、强度和降水量等参数。

这些预测结果可以为台风预警和应对提供重要参考，帮助相关地区采取有效的措施减轻台风的影响。

II. 遥感技术在台风监测中的应用遥感技术是通过获取远离目标的信息来研究和监测地球表面的技术。

在台风监测中，遥感技术可以提供各种有关台风的数据和信息，为科学家们预测台风和应对台风提供重要支持。

1. 可见光遥感可见光遥感是指利用可见光波段的电磁辐射来获取地球表面信息的遥感技术。

航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用微波遥感技术是一种利用微波辐射进行地球观测的技术，可以获取地表和大气的信息，对于航空航天工程而言，微波遥感技术尤为重要。

本文将探讨航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用。

一、航空航天微波遥感技术的原理与分类航空航天微波遥感技术是利用微波辐射进行地球观测的一种无人方式，利用微波辐射可以穿透云层、大气、厚云雾和植被，获取地表和大气的信息。

航空航天微波遥感技术可分为主动和被动两大类。

主动微波遥感技术是指通过发射不同频率和极化的微波信号，然后接收和分析反射回来的信号来获取地球表面地物的信息。

主动微波雷达技术被广泛应用于地质勘探、油田探测、冰雪监测等领域。

被动微波遥感技术则是通过接收和分析自然环境中发出的微波辐射信号，用以获取地球表面和大气的信息。

被动微波遥感技术常常用于天气预报、气候演变、海洋观测等领域。

二、航空航天微波遥感技术的应用领域1. 气象预报和天气研究航空航天微波遥感技术在气象预测和天气研究中发挥着重要的作用。

通过接收自然发出的微波辐射，可以获取大气中水汽含量、降水形式和强度等信息，从而提供准确的天气预报和气候演变的数据支持。

2. 地质勘探航空航天微波遥感技术在地质勘探中也起到关键的作用。

通过主动微波雷达技术，可以探测地下油气田、矿产资源等地质结构。

微波雷达的高穿透能力可以穿透地下物质，获取地质结构信息，为资源的开发和勘探提供重要依据。

3. 环境监测航空航天微波遥感技术在环境监测方面也有广泛应用。

通过被动微波遥感技术，可以监测海洋温度、海洋表面风速、海冰覆盖度等信息，在海洋生态环境保护和渔业资源管理上发挥重要作用。

此外，在城市空气质量监测、水体污染监测等环境保护领域，航空航天微波遥感技术也是不可或缺的工具。

4. 农业生产航空航天微波遥感技术在农业生产中有着重要的应用。

利用微波遥感技术可以获取土壤含水量、作物生长状况、农田温度等信息，为农业生产提供科学依据。

中国地质大学研究生课程论文封面课程名称遥感图像处理原理及应用教师姓名高伟研究生姓名黄永威研究生学号120080232研究生专业地图制图学与地理信息工程所在院系地球科学学院类别: B.硕士日期: 2009年1月9 日评语对课程论文的评语:平时成绩：课程论文成绩：总成绩：评阅人签名：注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

海洋微波遥感12080232 黄永威地球科学学院1. 微波及微波遥感电磁波谱中，波长在1mm-1m的波段范围称微波，对应频率从300MHz到300GHz，占据了电磁波段的三个数量级。

微波比可见光－红外波长要大得多。

微波遥感即通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物及其特性的技术。

微波遥感与可见光－红外遥感在技术上有很大差别。

可见光－红外遥感用的是光学技术，通过摄影或者扫描来获取信息；而微波遥感要求不同的设备和技术，它使用有源或者无源系统，收集和记录目标、背景在微波波段内的电磁波辐射、散射能量，经信号处理来识别目标物体或现象的有用信息。

微波遥感分为主动微波遥感和被动微波遥感两类。

主动式微波遥感器，又称有源微波遥感器。

主动微波遥感特征是，由微波遥感器发出探测用的微波照射被测目标物体，与被测目标物体相互作用，发生反射、散射或穿透一定深度，然后接收被测目标物体散射的微波信号，通过监测、分析回波信号来确定目标物体的各种特性。

常用的主动微波传感器有：真实孔径雷达、合成孔径雷达、雷达高度计和微波散射计。

被动式微波遥感器本身不发射电磁波，只接收被测目标、背景辐射的微波能量来探测目标物体特性。

被动式微波遥感器，也称无源微波遥感器。

常用的被动式微波传感器：微波辐射计。

2. 水体微波辐射特征海洋的微波辐射取决于两个主要因素：一是海面及一定深度的复介电常数。

它反映海水的电学性质，由表层物质组成及温度所决定。

微波遥感一、微波遥感概述1、微波微波是指波长1mm——1m（即频率300MHz——300GHz）的电磁波，包括毫米波、厘米波、分米波，它比可见光-红外（0.38——15μm）波长要大的多。

最长的微波波长可以是最短的光学波长的250万倍。

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。

微波遥感用的是无线电技术。

微波遥感：是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用某种传感器接受地理各种地物发射或者反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取地物所需的信息。

微波遥感系统有主动和被动之分。

所谓主动微波遥感系统，指遥感器自身发射能源。

“雷达”是一种主动微波遥感仪器。

雷达是用无线电波探测物体并测定物体距离的，这一过程中需要它主动发射某一频率的微波信号，再接收这些信号与地面相互作用后的回波反射信号，并对这两种信号的探测频率和极化位移等进行比较，生成地表的数字图像或者模拟图像。

微波辐射计是一种被动微波遥感仪器，记录的是在自然状况下，地面发射、反射的微弱的微波能量。

2、微波遥感的历史微波遥感的发展可以追溯到20世纪50年代早期，由于军事侦察的需求，美国军方发展了侧视机载雷达。

之后，侧视机载雷达SLAR 逐步用于非军事领域，成为获取自然资源与环境数据的有力工具。

1978年美国发射的Seasat海洋卫星以及随后发射的航天飞机成像雷达计划、苏联发射的Cosmos1870，标志着航天雷达遥感的开始。

20世纪90年代以来各国相继发射了一系列的星载雷达，单波段单极化雷达遥感得到了很大的发展。

进入21世纪以来另有一系列先进的雷达遥感计划得以实施，使得多波段多极化雷达遥感得到了很大的发展。

这一系列计划的实施大大地推动了极化雷达和干涉雷达等新型雷达的发展，使卫星雷达遥感进入了一个新时代。

我国的微波遥感事业起步于上世纪70年代。

在国家历次科技攻关中，遥感技术都作为重要项目列入。

经过若干阶段的发展，近年来已取得了技术、理论及应用研究的全面发展。

《遥感原理》试题及答案要点(3-12)《遥感原理》试题三答案要点一、名词解释（20分）1、多波段遥感：探测波段在可见光与近红外波段范围内，再分为若干窄波段来探测目标。

2、维恩位移定律：黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体的绝对温度成反比。

黑体的温度越高，其曲线的峰顶就越往左移，即往短波方向移动。

3、瑞利散射与米氏散射：前者是指当大气中的粒子直径比波长小得多的时候所发生的大气散射现象。

后者是指气中的粒子直径与波长相当时发生的散射现象。

4、大气窗口；太阳辐射通过大气时，要发生反射、散射、吸收，从而使辐射强度发生衰减。

对传感器而言，某些波段里大气的投射率高，成为遥感的重要探测波段，这些波段就是大气窗口。

5、多源信息复合：遥感信息图遥感信息，以及遥感信息与非遥感信息的复合。

6、空间分辨率与波谱分辨率：像元多代表的地面范围的大小。

后者是传感器在接收目标地物辐射的波谱时，能分辨的最小波长间隔。

7、辐射畸变与辐射校正：图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异，但也受到其他严肃的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要校正的部分，称为辐射畸变。

通过简便的方法，去掉程辐射，使图像的质量得到改善，称为辐射校正。

8、平滑与锐化；图像中某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点时，采取的一种减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“燥声”点，有均值平滑和中值滤波两种。

锐化是为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化大的部分。

9、多光谱变换；通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量；增强或提取有用信息的目的。

本质是对遥感图像实行线形变换，使多光谱空间的坐标系按照一定的规律进行旋转。

10、监督分类：包括利用训练样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。

二、填空题（10分）1、1999年，我国第一颗地球资源遥感卫星（中巴地球资源卫星）在太原卫星发射中心发射成功。

2、陆地卫星的轨道是太阳同步轨道-轨道，其图像覆盖范围约为185-185平方公里。

微波遥感技术监测土壤湿度的研究土壤湿度是描述土壤水分状况的重要参数，对于农业生产、水资源管理和地球系统科学等领域具有重要意义。

传统的土壤湿度监测方法通常依赖于现场采样和实验室分析，这些方法不仅费时费力，而且难以实现大范围、实时性的监测。

近年来，微波遥感技术的发展为土壤湿度的监测提供了一种新的解决方案。

本文将介绍微波遥感技术监测土壤湿度研究的现状、技术原理、实验方法、实验结果和实验讨论，以期为未来相关研究提供参考。

微波遥感技术监测土壤湿度具有许多优点。

微波信号对水分子具有独特的敏感性，可以准确反映土壤水分状况。

微波遥感技术具有穿透性强、不受云层和恶劣天气条件影响的特点，可以实现全天候、大范围的监测。

然而，目前微波遥感技术监测土壤湿度仍存在一些不足之处，如受土壤类型、地表覆盖物和气候条件等因素影响，以及缺乏统一的定标方法和数据产品标准。

微波遥感技术监测土壤湿度的原理主要基于微波的传播、反射和吸收特性。

当微波信号遇到湿润的土壤表面时，部分信号会被反射回来，而另一部分信号会穿透土壤并被土壤中的水分子吸收。

通过对反射和吸收的微波信号进行测量和处理，可以反演得到土壤湿度信息。

土壤中的有机质、含盐量和质地等成分也会对微波信号的传播和反射产生影响，因此在实际应用中需要考虑这些因素对土壤湿度监测结果的影响。

实验设计：本文选取了农田、森林和草原三种不同类型的土壤进行实验，以研究不同土壤类型对微波遥感技术监测土壤湿度的影响。

实验中使用了X波段和Ku波段的微波辐射计对土壤表面进行测量，并收集了同步的气象数据和土壤样本。

数据采集：在每个土壤类型中选取5个典型点进行测量，每个点连续测量5次，以取平均值减小测量误差。

在每个测量点收集同时段的气象数据，包括气温、相对湿度、风速等。

还采集了每个点的土壤样本，用于实验室分析。

数据处理：对采集的微波辐射计数据进行预处理，包括去除噪声、滤波等，以提高数据质量。

利用反演算法对滤波后的数据进行处理，得到每个测量点的土壤湿度值。

微波遥感一、微波遥感概述1、微波微波是指波长1mm——1m（即频率300MHz——300GHz）的电磁波，包括毫米波、厘米波、分米波，它比可见光-红外（0.38——15μm）波长要大的多。

最长的微波波长可以是最短的光学波长的250万倍。

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。

微波遥感用的是无线电技术。

微波遥感：是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用某种传感器接受地理各种地物发射或者反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取地物所需的信息。

微波遥感系统有主动和被动之分。

所谓主动微波遥感系统，指遥感器自身发射能源。

“雷达”是一种主动微波遥感仪器。

雷达是用无线电波探测物体并测定物体距离的，这一过程中需要它主动发射某一频率的微波信号，再接收这些信号与地面相互作用后的回波反射信号，并对这两种信号的探测频率和极化位移等进行比较，生成地表的数字图像或者模拟图像。

微波辐射计是一种被动微波遥感仪器，记录的是在自然状况下，地面发射、反射的微弱的微波能量。

2、微波遥感的历史微波遥感的发展可以追溯到20世纪50年代早期，由于军事侦察的需求，美国军方发展了侧视机载雷达。

之后，侧视机载雷达SLAR 逐步用于非军事领域，成为获取自然资源与环境数据的有力工具。

1978年美国发射的Seasat海洋卫星以及随后发射的航天飞机成像雷达计划、苏联发射的Cosmos1870，标志着航天雷达遥感的开始。

20世纪90年代以来各国相继发射了一系列的星载雷达，单波段单极化雷达遥感得到了很大的发展。

进入21世纪以来另有一系列先进的雷达遥感计划得以实施，使得多波段多极化雷达遥感得到了很大的发展。

这一系列计划的实施大大地推动了极化雷达和干涉雷达等新型雷达的发展，使卫星雷达遥感进入了一个新时代。

我国的微波遥感事业起步于上世纪70年代。

在国家历次科技攻关中，遥感技术都作为重要项目列入。

经过若干阶段的发展，近年来已取得了技术、理论及应用研究的全面发展。

第一章绪论1遥感（侠义）：运用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术2遥感系统包括：被测目标的信息特征，信息的获取，信息的传输与记录，信息的处理，信息的应用3遥感的特点①大面积的同步观测②时效性③数据的综合性和可比性④经济性⑤局限性第二章电磁辐射与地物光谱特征1电磁波共性：①在真空中都以光速传播，传播速度都是相同的②遵守同一反射，折射，干涉，衍射及偏振定律③电磁波铺区段的界限是渐变的5电磁波性质：①是横波②在真空以光速传播③满足频率×波长=光速，能量=普朗克常数×频率④电磁波具有波粒二相性（16）2电磁波：由振源发出的电磁振荡在空中的传播，是电磁振荡在空间传播，3电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列就构成了~。

（P15）4可见光波段对遥感有重要意义5辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量。

辐射通量是波长的函数。

总辐射通量是各普段辐射通量之和或辐射辐射通量的积分值6辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量7辐照度：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量8辐射出射度：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量9绝对黑体（朗伯源）：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。

10绝对黑体不仅有最大的吸收率，也具有最大的发射率，却丝毫不存在反射11黑体辐射规律：①辐射通量密度随波长变化连续，每条曲线只有一个最大值②温度越高，辐射通量密度也越大，不同温度曲线不相交③随着温度增加，辐射最大值所对应的波长移向短波方向第二节太阳辐射及大气对太阳辐射的影响1太阳常数：指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。

太阳常数的变化不会超过1%2太阳光谱的特征①太阳辐射的光谱是连续光谱，但是有许多费吸收线②辐射特性与绝对黑体的辐射特性基本相同③太阳辐射从近紫外到中红外这一波段区间能量最集中而且相对来说最稳定，太阳强度变化最小3太阳光谱特征对遥感的启示：（1）被动遥感主要利用可见光，红外等稳定辐射，使太阳活动对遥感的影响降到最小（2）由于大气的影响，需要对遥感影像进行矫正4散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开，5散射使原来传播方向上的辐射强度减弱，而增加其他方向上的辐射，但通过二次影响增加了信号中的噪声成分，造成遥感图像的质量下降6散射现象的实质：电磁波在传输过程中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象7常见的大气散射及其特点（1）瑞丽散射：大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。

微波遥感技术在作物生长监测中的应用随着人口的增加和资源的有限性，粮食安全成为了全球性的难题。

而农业的发展是粮食问题的关键。

作为农业领域的新兴技术，微波遥感技术在作物生长监测中的应用越来越受到关注。

一、微波遥感技术简介微波遥感技术是通过探测地球表面反射、散射及辐射来获取信息的一种技术。

微波遥感技术是一种非光学遥感技术，与光学相比，它能够在多云天气下获取作物生长的信息。

微波遥感具有以下特点：1. 可以探测到地球表面下的物质。

2. 与光学不同，微波能够穿透云层、雾霾和林冠等地物，从而可以获取上层作物信息。

3. 微波能够探测土壤含水量，对于作物生长监测非常有用。

4. 微波波段的能量与传输介质之间的互作用较强，因此可以反映植被的水分和生长状态等信息。

基于以上特点，微波遥感技术在作物生长监测中有着广泛的应用。

二、1. 卫星遥感技术监测作物生长卫星遥感技术可以快速获取大面积的作物生长信息，实现对大区域作物生长的监测。

目前，我国也正在积极探究卫星遥感技术在作物生长监测中的应用。

基于卫星遥感技术，可以获取植被指数等相关指标，从而评估农田植被盖度、冠层结构、植被生长状态、干旱程度等信息，从而为作物管理、灾害监测等提供依据。

2. 地面微波遥感技术监测作物虽然卫星遥感技术可以快速获取大范围的作物生长信息，但是对于农户而言，地面微波遥感技术更为实用。

相较于卫星遥感技术，地面微波遥感技术的精度更高。

地面微波遥感技术可以探测土壤含水量、土壤质量、土壤含氮量、植被的温度、生长状态等信息。

通过这些信息，农户可以更好地管理自己的农田，实现精准种植、施肥、灌溉等。

三、微波遥感技术应用案例在国内外，微波遥感技术已经得到了广泛的应用。

以卫星遥感技术为例，2015年印度斯文普超级计算机国家中心就使用卫星遥感技术监测了北部印度冬季作物的覆盖面积和生长状态，从而实现了精准管理。

而在国内，有研究表明，使用微波遥感技术对农田进行监测，可以提高水肥利用率，减少化肥农药的使用量。