微波遥感复习.docx

一、 概论 微波遥感：利用微波传感器接收地面各种地物发射和反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取所需的信息。 极化：电磁波的电场振动方向的变化趋势 后向散射：散射波的方向和入射方向相反，这个方向上的散射就称作后向散射 微波与物质相互作用的形式：反射、散射、吸收、透射 大气对微波的衰减作用主要是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。大气微粒可分为三类，水滴、冰粒和尘埃。水粒组成的云粒子，瑞利散射；降水云层中的粒子，米氏散射。 6. 氧气分子的吸收中心波长位于和处； 水气吸收谱线随电磁波频率增高而增强， 在 23GHZ 处有一个突变。 雷达卫星所采用的波段（一般是C（ 4~8GHz）、 L（ 1~2GHz）波段） C波段： ERS,RADASAT,ENVISAT,XSAR/SRTM; L 波段： SEASAT,SIR,JERS, S 波段： ALMAZ 微波遥感的优点 微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力。 全天时工作能力。 微波对地物具有一定穿透性。 微波能提供不同于可见光和红外遥感所能提供的信息。 微波遥感的主动方式不仅记录电磁波振幅信号，而且可以记录电磁波相位信息。 行星际探测的主要手段。 缺点 雷达图像分辨率较低 雷达成像处理困难 数据源较少 二、 微波遥感系统 相干与非相干性 从远处两个靠得较近的物体反射回来的波是高度相干的。因而用这类电磁波的遥感器进 行成像时， 获取的图像上有的地方可能没有接收到任何功率， 有的地方从这两个物体接 收到的反射功率则可能是其中一个物体的平均反射功率的四倍。 正因为波的相干性， 微 波雷达图像的像片上会出现颗粒状或斑点状的特征， 这是一般非相干的可见光像片所没 有的，也是对解译很有意义的信息。 微波主动遥感：微波散射计，雷达高度计，侧视雷达（固定孔径雷达，合成孔径雷达）微波被动遥感：微波辐射计 微波散射计作用：测量地物表面的散射或反射特性，主要用于测量目标的散射特性随雷达波束入射角变化的规律，也可用于研究极化和波长对目标散射的影响。 微波辐射指任何物体在向外辐射红外线的同时，也辐射微波。微波辐射特点如下： 1）微波与红外线相对，是物体低温条件下的重要辐射特性，温度越低，微波辐射越强 2）微波辐射的强度比红外辐射的强度弱的多，需要经过处理才能够使用接收器接收 3）在遥感技术运用中，不同地物间的微波辐射差异较红外辐射差异更大，因此微波可以帮助识别在可见光与红外波段难以识别的地物。 合成孔径的基本思想 是用一个小天线沿一直线方向不断移动， 在移动中每个位置上发射一个信号， 接收相应发射位置的回波信号存储下来。存储时必须同时保存接收信号的振幅和相位。 提高雷达分辨率的手段 真实孔径雷达，方位分辨率：加大天线孔径，采用波长较短的电磁波，缩短观测距离合成孔径雷达，方位分辨率：减小天线孔径 距离分辨率：减小脉冲长度，但会使信噪比下降，故一般采用脉冲压缩技术 真实孔径雷达成像过程 侧面天线——发射窄脉冲——地物反射——天线收集——成像过程——形成影像 雷达方程与灰度方程 雷达方程物理意义：建立影像灰度值和地物散射特征之间的关系 归一化辐射方向图 方向图立体角 方向系数： 天线在该方向上的归一化辐射方向图与辐射方向图在 之比 增益系数：天线辐射的功率密度 / 无耗各向同性天线辐射功率密度  4π立体角内的平均值 天线方向图：雷达天线在各个方向的增益系数 雷达方程： 灰度方程： 三、 微波图像的特点 侧视雷达图像参数 波长 地面粗糙度的衡量 穿透深度的相关参量 俯角（入射角） 地区平均坡度对照射角度的要求 一般意义下的入射角 显示方式 地距显示方式与斜距显示方式 比例尺一致与不一致 地距影像有利分析判读斜距影像有利几何处理 极化方式 图像的质量参数 空间分辨率、灰度分辨率、体分辨率、灰度范围、几何精度 航向的比例尺是一个常量， 它取决于胶片记录地物目标的卷片速度与飞机或卫星航速之比。距离向的比例尺随入射角的改变而改变。 几何特点： 斜距显示的近距离压缩 透视收缩和叠掩 透视收缩：起伏地形的雷达影像山坡长度的按比例计算后比实际长度短 叠掩：山顶的回波比山脚的回波先被雷达接收记录，从而使山顶影像叠置在山底之前的图像失真现象。 前 坡 长 度 ， 后 坡 长 度 3) 雷达阴影 雷达阴影的大小与β角有关，β角越小，阴影越大 21. 侧视雷达图像的信息特点 地物对雷达波束的反应由目标的性质和电磁波波长决定， 波长不同， 对地物的穿透性是 不一样的。 地物本身的结构，表面的粗糙度和介电性能不同， 则会对电磁波的穿透、反 射（或散射）和吸收带来不同程度的效应。 地物目标的几种类型 分布型目标：同类地物 , 具有一定表面粗糙度 大面积； 点目标：比分辨单元小得多 , 有时信号很强； 硬目标：既不