Envisat-1简介雷达遥感
雷达遥感
雷达遥感（微波遥感）可分为主动和被动两种方式。被动方式与可见光和红外遥感类似，是由微波扫描辐射计接收地表目标的微波辐射。目前多数星载雷达采用主动方式，即由遥感平台发射电磁波，然后接收辐射和散射回波信号，主要探测地物的后向散射系数和介电常数。它发射的电磁波波长一般较长，在1mm至1m之间。合成孔径雷达（SAR）概念的提出是相对真实孔径雷达天线而提出的。对于真实孔径雷达，当雷达随载体（飞机或卫星）飞行时，向地表发射雷达波束，然后接受地面反射信号，这样便得到了地表雷达图像。我们知道卫星雷达天线越长，对地物的观测分辨率就越高。由于受雷达天线长度的限制，真实孔径雷达的地表分辨率往往很低，难以满足应用要求。而合成孔径雷达正是解决了利用有限的雷达天线长度来获取高分辨率雷达图像的问题。
合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）技术是干涉合成孔径雷达（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar ，简称：干涉雷达）技术和差分干涉合成孔径雷达（D-INSAR，Differential Interferome- tric Synthetic Aperture Radar ，简称：差分干涉雷达）技术的基础，它涉及到侧视雷达系统、雷达波信号处理技术以及雷达图像的生成等诸方面。而干涉雷达技术和差分干涉雷达技术则是基于合成孔径雷达技术的图像处理方法和模型，是合成孔径雷达技术的应用延伸和扩展。
合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar；简称：干涉雷达测量）是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR 图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。
差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术。
合成孔径雷达干涉测量技术是近十年发展起来的一项新的空间对地观测技术，它与GPS、VLBI和SLR等空间技术一道，将构成空间测地技术的主体。从1978年L波段星载雷达卫星Seasat SAR的发射到2000年美国“奋进号”航天飞机对全球地形进行高精度干涉测量，从1992年首次利用差分干涉雷达对美国Landers地震同震形变场测量到目前广泛地应用于地震、火山、冰川、滑坡等形变场测量中，无不显示出合成孔径雷达技术的强大技术优势和应用潜力。由于合成孔径雷达采用了主动式遥感方式，因而具有全天侯、全天时作业优势。它与其它离散点测量技术相比，其测量结果具有连续的空间覆盖优势，是一项前所未有的、极具发展潜力的空间对地观测新技术。
本研究中心开展了干涉雷达测量技术（INSAR）及差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）的算法及理论模型基础研究。在此基础上，利用D-INSAR技术监测活动构造的变形特征，分析其时空演化过程；并利用连续干涉形变场，结合其他资料研究活动构造的动力学过程。
Envisat-1简介
习晓环编
Envisat-1属极轨对地观测卫星系列之一（ESA Polar Platform），即将于今年7月升空。
该卫星是欧洲迄今建造的最大的环境卫星，也是费用最高的地球观测卫星（总研制成本约25亿美元）。星上载有10种探测设备，其中4种是ERS-1/2所载设备的改进型，所载最大设备是先进的合成孔径雷达（ASAR），可生成海洋、海岸、极地冰冠和陆地的高质量图象，为科学家提供更高分辨率的图象来研究海洋的变化。其他设备将提供更高精度的数据，用于研究地球大气层及大气密度。作为ERS-1/2合成孔径雷达卫星的延续，Envisat-1数据主要用于监视环境，即对地球表面和大气层进行连续的观测，供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。下面简要介绍该星的有关情况。
设计特征该极轨平台由两个舱组成，即有效载荷舱和服务舱。有效载荷舱带有观察地球和大气层的仪器。平台和两个舱内部广泛采用模块式结构，因而可容纳各个特制尺寸和容量的有效载荷。服务舱利用了SPOT4对地观测卫星的许多设备。4个推进装置箱装有300kg 的肼，供姿控和轨道控制用，足以使服务舱至少工作5年。服务舱还装有指令和控制用的S-波段终端，也可供ESA未来的数据中继卫星系统使用。该极轨平台的太阳帆板基于模块式原理，采用ESA的“尤里卡”可修复平台。这是一种全新的平台，由装有太阳能蓄电池的刚性帆板构成，这些帆板发射时折叠，进入轨道后展开。飞行任务的功率要求规定了需采用多少太阳帆板：Envisat-1为14块帆板，提供6.6KW功率。有效载荷舱以同样灵活的方法由2～5段组成，每个长1.6m。Envisat-1包括4段，承载2000kg的有效载荷。有效载荷舱的核心即有效载荷设备舱段，该舱段空间限定了装载有效载荷的最大能力，如数据记录器的数量，从而决定了数据存贮容量以及地球的通信信道数。有效载荷数据可以X-波段传送给卫星直接视界内的地面站（同时用两个100Mbit/s的信道），或者用直接覆盖欧洲的数据中继系统。
4个Envisat-1仪器：供研究陆地表面和海洋：
♦>先进的合成孔径雷达（ASAR），双极化，有400km的侧视成像范围和一组视角。♦>中等分辨率成像频谱仪（HERIS），侧视成像范围1000km（可见光和红外），用于海洋颜色监测。
♦> 先进的跟踪扫描辐射计（AASTR），侧视成像范围500km（红外和可见光），供精确的海洋表面温度测量和陆地特性观察。
♦>先进的雷达高度计（RA-2），可确定风速，提供海洋循环信息。
Envisat-1还将携带能跟踪大气动力学数据的仪器，如：
♦ >Michelson干涉仪，供无源大气层探测（MIPAS），这是一个外缘探测干涉仪，测量上对流层和同温层的中红外频谱信号。
♦>全球臭氧层监视（GOMOS）仪，这是一个外缘观察频谱仪，用于以高垂直分辨率观
察臭氧层和同温层的其它微量气体。
♦>大气层制图扫描成像吸收频谱仪（SCIAMACHY），它是一种外缘和天底观察成像频谱仪，用以观察大范围的微量气体。
♦>微波辐射计（MWR），测量大气层中的水含量（云、水蒸汽和雨滴）。
特性参数
轨道近极地太阳同步
极轨高度768km
重量8200kg，有效载荷2000 kg
尺寸长10m，宽7 m ，太阳阵长24m，宽5m
1.微波遥感分类
1.微波遥感分类 ? 主动微波遥感，被动微波遥感 ? 微波辐射计，微波散射计，微波高度计，成像雷达 ? 真实孔径雷达，合成孔径雷达，机载和星载 ? 干涉SAR，极化SAR 2.微波遥感的意义 全天候，全天时，植被穿透性，地表穿透性，独特的遥感机理，干涉测量能力，多极化，多波段，高分辨率，与其它遥感手段互补 电磁波谱 微波波谱 微波波段：0.1-100cm 短 K->X->C->S->L->P 长 为什么星载雷达系统不采用K/P波段？ 答：K波段波长短，虽然有较好精确性，但是此波长可以被水蒸气强烈吸收，使这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。 P波段波长较长，由于微波穿过大气层时会产生法拉第旋转，低频长波旋转程度大，极大限制了空基P波段微波遥感系统的可行性。且由于波长较长其分辨率低。
目标的散射特性与哪些因素有关？ 电磁波辐射在非均匀媒质或各向异性媒质中传播时多方位、多角度地改变原来传播方向的现象，即目标对入射电磁波能量的重定向。 瑞利散射：(a < 0.1λ) 散射光波长等于入射光波长，散射粒子 远小于入射光波长。 米氏散射：(0.1λ < a<10λ) 当大气中粒子的直径与辐射的波长相当 时发生的散射。 光学(非选择性)散射（10λ < a）散射粒子的粒径比辐射波长大得多时发 生的散射，散射系数与波长无关。 目标的散射特性首先取决于目标尺寸和雷达波长间的关系（粗糙度），入射角、介电特性（介电常数增加，反射增加）和极化特性。 如何提高真实孔径雷达分辨率？ 距离分辨率（地距分辨率）Rg = (tc/2) secβ 斜距分辨率 Rr=tc/2 (沿波束方向) 脉冲宽度越小，俯角越小，距离分辨率越高，俯角太小地形影响严重，当俯角一定时，减小脉冲宽度可提高距离分辨率，所以合成孔径雷达在距离向采用脉冲压缩技术chirp（距离压缩） 方位向分辨率 Ra = (λ/d) R(又 R=H/sinβ=H/cosθ ) 提高方位分辨率=>加大天线孔径，波长较短电磁波，缩短观测距离 合成孔径技术 合成孔径雷达分辨率与哪些参数相关？ 距离向分辨率 Rg=(tc/2)/cosβ 方位向分辨率 Ls=βsR=D/2
卫星参数
2.1.1.1EOS/MODIS 美国国家航空航天局（NASA）自1991年开始实施对地观测系列（Earth Observation System，EOS）计划。1999年12月18日成功发射了这一系列对地观测卫星中得第一颗卫星TERRA（极地轨道环境遥感卫星），过顶时间为当地时间上午10:30和晚上10:30，以取得最好光照条件并最大限度地减少云的影响。第二颗星AQUA于2002年5月4日发射成功，其主要任务也是对地观测，每日地方时下午过境，在数据采集时间上与TERRA形成互补。 中分辨率成像光谱仪MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer）是EOS 系列卫星的主要探测仪器，是CZCS、A VHRR、HIRS和TM等仪器的继续，具有36个光谱通道，分布在0.4μm~14μm的电磁波谱范围内，覆盖了当前各主要遥感卫星的主要观测通道，各通道范围和主要用途如表2-1所示。星下点的空间分辨率1~2通道为250m、3~7通道为500m、8~36通道为1000m，扫描速度20.3RPM，扫描宽度2330km×10km，其横向的扫描每次是一条宽度约10km的扫描带，其中包含了1000m分辨率的扫描线10条、500m 分辨率的扫描线20条、250m分辨率的扫描线40条。与NOAA卫星相比，MODIS空间分辨率大幅提高，提升了一个量级，即由NOAA的千米级提高到了MODIS的百米级。另外，光谱分辨率也大大提高，36个光谱通道观测大大增强了对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力。 当前，MODIS是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播、可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用MODIS数据，其36个波段的数据可以同时提供反映陆地、云边界、云特征、海洋水色、浮游植物、生物地理、化学、大气水汽、地表温度、云顶温度、大气温度、臭氧和云顶高度等来自大气、海洋和陆地表面的信息。这些数据对于开展自然灾害与生态环境监测、全球环境和气候变化研究以及进行全球气候变化的综合性研究等有着非常重要的意义[i, ii]。 表2-1 MODIS光谱波段和主要用途
ENVISAT-1卫星ASAR产品介绍
ENVISAT-1卫星ASAR产品介绍 文章来源：发布时间：2008-09-17 一、综述 ENVISAT-1卫星ASAR传感器共有五种工作模式： 1、Image模式 2、Alternating Polarisation模式 3、Wide Swath模式 4、Global Monitoring模式 5、Wave模式 各种工作模式的特性见下表。 在上述五种工作模式中，高数据率的三种，即Image模式、Alternating Polarisation 模式和Wide Swath模式供国际地面站接收，低数据率的Global Monitoring模式和Wave 模式仅供欧空局的地面站接收。 与ERS的SAR传感器相比，ENVISAT-1卫星ASAR传感器具有以下突出的优点。 1．Image模式可以提供7中不同入射角的成象。 2．Alternating Polarisation模式提供同一地区的两种不同极化方式的图象，用户可根据需要从以下三中极化方式组合中选择。 VV和HH HH和HV VV 和VH 3．Wide Swath模式采用ScanSAR技术，可以提供更宽的成象条带，但图象的空间分辨率有所降低。 目前，中科院遥感卫星地面站可以提供Image模式、Alternating Polarisation模式和Wide Swath模式的Level 0和Level 1B产品。 二、Level 0 产品 Level 0 产品是经过处理系统重新格式化后，以时间为序的卫星数据。Level 0 产品中的数据为原始信号，不是图象。 Level 0 产品是ENVISAT 产品中级别最低的产品。利用Level 0产品，我们可以处理出Level 1B及级别更高的产品。 欧空局对每一种模式的Level 0产品都定义了代号，见下表。
Envisat-1命名规则
ENVISAT的数据只有一个文件，文件头包含在这个文件中，没有特定的工具比较难以获取其具体的成像信息。不过每个文件都会有长长的一个名字，名字中包含了少量的信息，可以供数据使用人员对数据有一个大致的了解。 根据ESA的官方资料，文件的命名规则为： filename =
遥感复习资料
第一章 绪论 1、遥感定义？遥感分类？（遥感平台、电磁波段、辐射源（工作方式）？） 1. RS-Remote sensing is the science(and to some extent, art) of acquiring information about the Earth's surface without actually being in contact with it. This is done by sensing and recording reflected or emitted energy and processing, analyzing, and applying that information. 遥感分类有不同的标准。 ● 工作平台层面：地面遥感，航空遥感，航天遥感 ● 按辐射源：被动遥感，主动遥感 ● 遥感波段分类：紫外遥感ultraviolet （0.05-0.38um ），可见光遥感visible （0.38-0.76）， 红外遥感 infrared remote sensing （0.76-1000），微波遥 infrared remote sensing （1mm-1m ），多光谱Multi-spectral （高光谱Hyperspectral ）遥感 ● 记录方式分类：成像遥感（航空相片，卫星影像），非成像遥感（激光雷达测量，微 波辐射计遥感） ● 应用领域分类：城市遥感，环境遥感，地质遥感，气象遥感，军事遥感等 2、遥感基本特点有哪些？ 空间特性（探测范围大）；波谱特性（信息丰富）；时相特性（周期短）；收集资料方便，不受 地形限制；经济特性；数字处理特性； 3、描述遥感过程及遥感系统组成？ （1）能源-大气传播-地表反射或发射-大气传播-平台，传感器-接收-遥感图像处理与信息提 取-应用 （2）空间信息收集系统；地面接收和预处理系统；信息分析应用系统 第二章 遥感物理基础 1黑体辐射规律（普朗克公式、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩位移定律）？ 普朗克公式： 斯蒂芬-玻尔兹曼定律：公式见P6:绝对黑体表面上，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比 维恩位移定律:公式见P7：它表明：黑体的最大辐射强度多对应的波长max 与黑体的 绝对温 度成反比 2什么是太阳常数？太阳辐射的特点有哪些？ 1 12),(M /52 -?=kT hc e hc T λλλπλ0 25/04 ()211hc kT M M d hc M d e M T λλλλπλ λσ∞∞==?-=??b T =·m ax λ
Envisat-1简介雷达遥感
雷达遥感 雷达遥感（微波遥感）可分为主动和被动两种方式。被动方式与可见光和红外遥感类似，是由微波扫描辐射计接收地表目标的微波辐射。目前多数星载雷达采用主动方式，即由遥感平台发射电磁波，然后接收辐射和散射回波信号，主要探测地物的后向散射系数和介电常数。它发射的电磁波波长一般较长，在1mm至1m之间。合成孔径雷达（SAR）概念的提出是相对真实孔径雷达天线而提出的。对于真实孔径雷达，当雷达随载体（飞机或卫星）飞行时，向地表发射雷达波束，然后接受地面反射信号，这样便得到了地表雷达图像。我们知道卫星雷达天线越长，对地物的观测分辨率就越高。由于受雷达天线长度的限制，真实孔径雷达的地表分辨率往往很低，难以满足应用要求。而合成孔径雷达正是解决了利用有限的雷达天线长度来获取高分辨率雷达图像的问题。 合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）技术是干涉合成孔径雷达（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar ，简称：干涉雷达）技术和差分干涉合成孔径雷达（D-INSAR，Differential Interferome- tric Synthetic Aperture Radar ，简称：差分干涉雷达）技术的基础，它涉及到侧视雷达系统、雷达波信号处理技术以及雷达图像的生成等诸方面。而干涉雷达技术和差分干涉雷达技术则是基于合成孔径雷达技术的图像处理方法和模型，是合成孔径雷达技术的应用延伸和扩展。 合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar；简称：干涉雷达测量）是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR 图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。 差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术。 合成孔径雷达干涉测量技术是近十年发展起来的一项新的空间对地观测技术，它与GPS、VLBI和SLR等空间技术一道，将构成空间测地技术的主体。从1978年L波段星载雷达卫星Seasat SAR的发射到2000年美国“奋进号”航天飞机对全球地形进行高精度干涉测量，从1992年首次利用差分干涉雷达对美国Landers地震同震形变场测量到目前广泛地应用于地震、火山、冰川、滑坡等形变场测量中，无不显示出合成孔径雷达技术的强大技术优势和应用潜力。由于合成孔径雷达采用了主动式遥感方式，因而具有全天侯、全天时作业优势。它与其它离散点测量技术相比，其测量结果具有连续的空间覆盖优势，是一项前所未有的、极具发展潜力的空间对地观测新技术。 本研究中心开展了干涉雷达测量技术（INSAR）及差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）的算法及理论模型基础研究。在此基础上，利用D-INSAR技术监测活动构造的变形特征，分析其时空演化过程；并利用连续干涉形变场，结合其他资料研究活动构造的动力学过程。 Envisat-1简介 习晓环编 Envisat-1属极轨对地观测卫星系列之一（ESA Polar Platform），即将于今年7月升空。
微波遥感知识总结
1、雷达阴影是如何产生的？在解译时有哪些利弊？ 雷达阴影的存在，对于图像解译有利有弊。 适当的阴影能够增强图像的立体感，丰富地形信息，对于了解地形地貌是十分有利的，可以根据阴影进行定量统计和其它标准对地形进行分类。 根据阴影判断雷达视向/飞行方向。 根据阴影长度测量地物的高度。 雷达阴影的弊 在地形起伏较大的山区，可能会造成信息丢失。 为了补偿阴影区丢失的信息，可以采用多视向雷达技术，使在一种视向的阴影区目标可在另一种视向的雷达图像上看到。 2、总结侧视雷达图像的几何特点 一、斜距显示的近距离压缩 二、透视收缩 三、叠掩（顶底位移） 四、阴影 五、地形起伏引起的像点位移 3、国外发射的主要的雷达系统主要有哪些？其工作波段分别是什么？ 1、Seasat：L波段（ 22.3cm）、HH极化 2、SIR-C/X：L，C，X band 3、ERS-1/2:C band 4、JERS-1:L band 5、Radarsat-1:C-band 6、SRTM:C,X-band 7、ENVISAT:X-band
8、ALOS:全色 9、TerraSAR：波段：X（3.11cm） 10、Radarsat-2： 11、Cosmo-SkyMed：X 波段（3.1cm） 4、影响雷达空间分辨率的因素有哪些？如何提高？ 地距分辨率由脉冲宽度和波束视角所决定，要提高地距分辨率，则必须减小脉冲宽度和增大视角。但脉冲宽度过窄，则能量太小，不利于目标的探测。 方位向分辨率与波长和观测距离成正比，与天线孔径成反比，因此，要提高方位向分辨率，须采用波长较短的电磁波和增大天线孔径及缩短观测距离。 5、微波辐射计的工作原理及分类 微波辐射计是一种用于测量物体微波热辐射的高灵敏度接收机。 通过测量天线接收到的辐射功率反演被观测目标的亮度温度； 测量的物理量为亮度温度（K）,被动微波传感器，成像 辐射计天线接收的辐射能量来自地面物体的发射辐射和反射辐射，根据瑞利-金斯公式，物体发射的功率与温度成正比。 全功率型（Total Power）,狄克型（Dicke-type）,噪声注入零平衡型,双参考自动增益控制型 6、高度计的工作原理 高度计是一种主动式微波测量仪，它具有独特的全天时、长时间历程、观测面积大、观测精度高、时间准同步、信息量大的能力和特点。卫星高度计以海面作为遥测靶，它的回波信号携带有十分丰富的海面特征信息，可以测量出瞬时海面至平台之间的距离、电磁波海面后向散射系数及回波波形。高度计测高原理：以卫星为载体，以海面作为遥测靶，由卫星上装载的雷达高度计向海面发射微波信号，该雷达脉冲传播到达海面后，经过海面反射再返回雷达高度计。 以飞行器的轨道为基准，测量与其垂直的地球表面的距离的遥感器，它被应用于包括海洋中规模现象的海洋动力学研究，大地水准面高程的研究，通过测量散射强度观测海面风速和浪高，以及观测海冰形状等 7、散射计的工作原理
海洋卫星
海洋卫星的历史与常用传感器参数信息 1、历史 自美国1978年6月22日发射世界上第一颗海洋卫星Seasat-A以后，苏联、日本、法国和欧洲空间局等相继发射了一系列大型海洋卫星。这些卫星一般搭载有光学遥感器（如水色扫描仪、主动区微波遥感器、散射计、SAR等）和被动式微波遥感器等多种海洋遥感有效载荷，可提供全天时，全天候海况实时资料。 按用途分，海洋卫星可分为海洋水色卫星、海洋动力环境卫星和海洋综合探测卫星。 能研制和发射海洋水色卫星的国家有中国、美国、俄罗斯、印度、韩国等。1997年8月1日，美国航天局发射了世界上第一颗专用海洋水色卫星SeaStar。美国计划自SeaStar 起，进行20年时序全球海洋水色遥感资料的连续积累。1999年1月27日，中国台湾省委托美国研制并发射一颗低轨道（600km）水色卫星ROCSAT-1，星上有效载荷为6通道水色遥感器（OCI）2002年5月和2007年4月，中国海洋水色卫星海洋一号A和海洋一号B分别成功发射，海洋动力环境卫星海洋二号预计于2009发射，海洋综合探测卫星海洋三号也已进入预先研究阶段。 利用卫星遥感器测量海洋动力环境的构想在20世纪60年代就有人提出，70年代得以实施。发射海洋动力环境卫星的国家有美国、俄罗斯、法国。美国的GEOSAT系列卫星和TOPEX/Poseidon系列卫星具有代表性。 1991年，欧洲空间局发射ERS-1卫星，星上装有微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等遥感器，主要目的是开展卫星测量海洋动力基本要素，为用户进行业务服务及为世界大洋合作研究项目提供业务服务参数（包括海面风场、大地水准面、海洋重力场、极地海冰的面积、边界线、海况、风速、海面温度和水气等）。散射计风速测量精度为2m/s或10%、风向精度为±20°；高度计的测高精度为3cm；辐射计测量海面温度精度为±5K。ENVISAT-1卫星是ERS卫星的后继星，2001年底发射，是一颗有轨对地观察卫星，将进行为期5年的对大气海洋、陆地、冰的测量。该星测验数据连续，主要支持地球科学研究，并且可以对环境和气候的变化做出评估，甚至可以为军事、商业的应用提供便利。 2002年5月和2007年4月，中国海洋水色卫星海洋一号A和海洋一号B分别成功发射。 2012年9月，国家海洋局国家卫星海洋应用中心表示2020年前，将发射8颗海洋系列卫星，形成对国家全部管辖海域乃至全球海洋水色环境和动力环境遥感监测的能力，同时加强对黄岩岛、钓鱼岛以及西沙、中沙和南沙群岛全部岛屿附近海域的监测。从太空监测海洋已成为世界各国探索海洋的重要方式。 海洋综合探测卫星方面，1992年美国和法国联合发射TOPEX/Poseidon卫星。星上载有一台美国NASA的TOPEX双频高度计和一台法国CNES的Poseidon高度计，用于探测大洋环流、海况、极地海冰，研究这些因素对全球气候变化的影响。TOPEX/Poseidon高度计的运行结果表明其测高精度达到2cm。 JASON-1星是TOPEX/Poseidon的一颗后继卫星，主要任务目标是精确的测量世界海洋地形图。该星装有高精度雷达高度计、微波辐射计、DORIS接收机、激光反射器、GPS接收机等，其中雷达高度计测量误差约2.5cm。JASON卫星轨道高度1336km，倾角66°,设计寿命为3年，最大功耗为435W，总重量为500kg。 2、常用卫星包括传感器的发射时间、国家、波段和分辨率 2.1美国Seasat系统 1978年6月，美国国家航空航天局发射了海洋卫星（SeaSat），在卫星上首次装在了合成孔 km的面积进行了测绘，该卫星在空间飞行100天，采用的是重径雷达，对地球表面1亿2
遥感原理与应用复习重点整理
绪论 1、遥感的概念：在不直接接触的情况下，在地面，高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的关系的一门现代应用技术学科。 遥感概念：在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。 2、遥感的分类：按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。 按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感等。 按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等。 按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式。 按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感。 3、遥感起源于航空摄影、摄影测量等。 第一章 1、电磁波：通过变化电场周围产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场之间的相互联系传播的过程。电磁波的特性：具有二象性，即波动性（干涉、衍射、偏振现象）和粒子性。 2、波长最长的是无线电波，最短的是γ射线。 3、电磁波谱图：按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列制成的图案。 4、地物的反射率概念：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长变化而变化。反射类型：漫反射、镜面反射、方向反射。 5、影响地物反射率的3个因素：入射电磁波的波长，入射角的大小，地表颜色与粗糙程度。 附：影响地物光谱反射率变化的因素： a太阳的高度角和方位角。B传感器的观测角和方位角c不同的地理位置d地物本身的变异e时间、季节的变化 6、地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。1.不同地物在不同波段反射率存在差异2. 同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。不同植物；植物病虫害3. 地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。（同物异谱，同谱异物）。 7、地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。 8、绝对黑体：对任何波长的电磁波辐射都全部吸收的物体。（灰体发射率小于1）。 9、黑体辐射的三个特性：a.辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。b.温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。（绝对黑体表面，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比）c.随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。（维恩位移定律） 10、大气的垂直分层：对流层（航空遥感活动区）、平流层、电离层和外大气层。在可见光波段，引起电磁波衰减的主要原因是分子散射。在紫外、红外与微波区，引起衰减的主要原因是大气吸收。引起大气吸收的主要成分是：氧气、水（0.7~1.95）、臭氧（0.3以下）、二氧化碳（2.6~2.8）。 11、散射作用：太阳辐射在长波过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。改变了电磁波的传播方向；干扰传感器的接收；降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判读。 12、三种散射方式：米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。 均匀散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时发生的散射。 瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时发生的散射。 13、大气窗口的概念：通过大气而较少被反射、吸收或散射，衰减程度较小，透过率较高的电磁辐射波段。第二章 1、遥感平台的概念与分类 遥感平台：遥感中搭载传感器的工具。有：地面平台、航空平台、航天平台。 2、全球定位系统GPS的组成有：地面控制部分（主控站、地面天线。监测站和通信辅助系统组成）空间部分（21颗工作卫星，3颗备用卫星组成），用户部分（天线、接收机、微处理机和输入输出设备组成）。 3、卫星姿态角定义：定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道的方向为y轴，垂
星载合成孔径雷达干涉测量的发展1
星载合成孔径雷达干涉测量的发展1 星载合成孔径雷达干涉测量的发展 合成孔径雷达(SAR)是五十年代末研制成功的一种微波传感器，是微波传感器中发展 最为迅速、最有成效的一种对地观测系统[1]。合成孔径雷达干涉测量（InSAR）是SAR应 用中较晚出现的一个方向，或者说是一个新的领域。该技术具有测绘带宽，全天候、全天 时的特点，获得的地表三维信息具有较高的空间精度和高程精度，是目前雷达遥感研究的 热点。 从20世纪90年代中后期开始，合成孔径雷达干涉测量技术逐渐走向成熟，应用的领 域不断扩展，成为SAR应用研究的热点之一。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是以合 成孔径雷达复数据提取的相位信息为信息源获取地表的三维信息和变化信息的一项技术。 干涉雷达早在1969年就被用于从地球上观测火星，1972年被用于观测月球的地形。Graham1974年提出用合成孔径雷达干涉测量进行地形测绘。1986年美国喷气推进实验室 的Zebker和Goldstein发表了用机载双天线SAR进行地形测绘的结果，真正拉开了干涉 合成孔径雷达研究的序幕[2]。 InSAR的飞行平台可以是飞机，称为机载InSAR，也可以是卫星或航天飞机，称为星 载InSAR。根据SAR影像对获取方式的不同，主要区分为单航过和双航过两类InSAR系统。按照干涉模式的不同，InSAR主要区分为交轨干涉(XTI)、顺轨干涉(ATI)和重复轨道干涉 测量(RTI)三种干涉测量模式。交轨干涉模式是利用图像对的相位差来获取地表的数字高 程模型信息；重复轨道干涉测量既可以用于测量地形高程，也可以用于监测地表运动（又 称D-InSAR）；顺轨干涉模式是通过测量图像对的相位差来确定目标的运动状况，常用于 水流制图、动目标检测以及定向波谱的测量。 目前可提供InSAR数据源的星载SAR系统有：日本的JERS-1、美国的SIR-C/X-SAR、 加拿大的RADARSAT-1和欧空局的ENVISAT等，未来计划中的系统如日本的ALOS PALSAR 和加拿大的RADARSAT-2等，也都考虑了InSAR的能力，如前文所述。在星载InSAR技术 的发展过程中，影响重大的两个系统分别是欧空局的ERS-1/2星对以及美国的SRTM。 欧洲空间局（ESA）于1991年和1995年分别发射了系统参数基本一致的ERS-1和 ERS-2。ERS-1与ERS-2构成对同一地面访问时间相差一天的星对（Tandem），使得两次取得的SAR数据之间的相干性得到一定的保障，为InSAR重复轨道干涉测量的研究提供了重 要的数据源。 欧洲空间局2002年3月发射了一颗先进的极轨对地观测卫星ENVISAT。它携带有先进合成孔径雷达（ASAR），与ERS-1/2 SAR一样都工作在C波段，右侧视，重复周期也为35天，能继续提供ERS-1/2 SAR IM(成像模式)和WV（波谱模式）的数据。ERS-2/ENVISAT星对的串接飞行,有力地确保了ERS-1/2卫星对地观测任务的延续,保持了对地观测数据的持 续性和稳定性，为InSAR重复轨道干涉测量的研究也具有重大的意义。
基于Sentinel-1A雷达影像的DEM提取方法
基于Sentinel-1A雷达影像的DEM提取方法 巢子豪;谢宏全;费鲜芸 【摘要】合成孔径雷达干涉测量是一种提取数字高程模型、探测地表形变的新技术,近年来已成为快速获取精确DEM的重要手段.以Sentinel-1A雷达影像为数据源,基于InSAR技术提取日本四国岛地区的DEM.结果表明,利用InSAR生成的DEM总体上符合该地区实际地形.基于InSAR技术的Sentinel-1A雷达影像反演DEM在日本四国岛地区是行之有效的. 【期刊名称】《淮海工学院学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2015(024)002 【总页数】3页(P56-58) 【关键词】合成孔径雷达干涉测量;数字高程模型;Sentinel-1 A;四国岛;SARscape 【作者】巢子豪;谢宏全;费鲜芸 【作者单位】淮海工学院测绘工程学院,江苏连云港222005;淮海工学院测绘工程学院,江苏连云港222005;淮海工学院测绘工程学院,江苏连云港222005 【正文语种】中文 【中图分类】X87 数字高程模型（DEM，digital elevation model）在地质监测、自然灾害分析、工程选址等领域都起到极为重要的作用.合成孔径雷达干涉测量（InSAR，synthetic aperture radar interferogram）是一种从雷达单视复数影像中提取相
位信息，并将其作为信息源提取地面三维信息或形变信息的技术［1］.InSAR技术近年来已成为快速提取高精度DEM的有效方法之一，是国内外专家学者在雷达遥感领域的一个新的研究方向.余景波等［2］在ENVISAT卫星影像的基础上，以Earhview InSAR软件获取巴姆地区的DEM.朱昊等［3］以山西大同矿区为例， 研究了使用InSAR技术提取矿区高程信息的可行性.A.Geymen［4］使用InSAR 技术反演了土耳其开塞利省的DEM，并评价了其反演精度.本文利用2期Sentinel －1A雷达重复降轨影像，使用InSAR技术，研究了Sentinel－1A在日本四国岛 地区反演DEM的可行性，并将反演结果在ArcScene软件中进行了三维展示. 1 数据来源 Sentinel－1A卫星是欧洲太空局哨兵系列发射的首颗雷达成像卫星，能够提供连 续的、全天候的雷达影像.本文选取了日本四国岛2014年11月16日和2014年11月28日的2期Sentinel－1A雷达影像作为DEM反演的试验数据，影像下载自The Sentinel－1Scientific Data Hub 网站（https：／／scihub.esa.int／），其基本信息如表1所示.2期影像时间间隔为12d，较短的时间间隔保证了地形的 较小变形，较高的分辨率为高精度DEM的反演提供了基础.2期影像均为单视复数影像（single look complex，SLC），为地理参考级产品，无需导入处理，地理 编码和辐射定标在DEM反演过程中进行. 表1 雷达影像基本信息Table 1 Basic information of radar images获取卫星产品级别成像日期极化方式接收模式轨道方向分辨率Sentinel－1ASLC 2014－11 －16VV IW DESCENDING 5m×20m Sentinel－1ASLC 2014－11－28VV IW DESCENDING 5m×20m InSAR技术反演DEM，需参考DEM以去除干涉图中的地形相位.本文所需的参考DEM由ENVI5.1中的SARscape模块联网获取，获取工具为GTOP030，获得的参考DEM分辨率为90m×90m.
几种遥感数据比较
NASA 对于有这方面兴趣的人，我推荐一本书：《地球卫星遥感》 共有两卷。主要是有关中分辨串成像光谱仪（MODIS）产品的信息和应用，介绍了美国国家极轨环境卫系统（NPOESS）和NPOESS预备计划（NPP），还探讨了其他卫星遥感装备和应用，论及NASA 用于监测和探测地球变化的主要卫星系统——地球观测系统（EOS），EOS包括的卫星Terra、Aqua 和Aura及其装载的MODIS、AIRS、AMSU、AMSR-E、OMI等遥感仪器，并讨论NPP将携带的4个NPOESS系统重要部件：可见光红外成像辐射组件（VIIRS），航线交叉红外探测器（CrIS），先进技术微波探测器（ATMS）以及臭氧成图和廓线仪装置（OMPS）。既包括现代遥感技术的基础知识，又涉及卫星遥感的领域。 其中负责观测陆地的Terra、负责观测地球水循环的Aqua和负责搜集大气数据的Aura共同组成了完整的eos地球观测系统，服务于nasa的地球科学计划（ese）。 1 GRACE 10. Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)重力恢复与气候实验 The primary goal of the GRACE mission is to accurately map variations in the Earth's gravity field over its 5-year lifetime. The GRACE mission has two identical spacecrafts flying about 220 kilometers apart in a polar orbit 500 kilometers above the earth. It will map the Earth's gravity fields by making accurate measurements of the distance between the two satellites, using geodetic quality Global Positioning System (GPS) receivers and a microwave ranging system. This will provide scientists from all over the world with an efficient and cost-effective way to map the Earth's gravity fields with unprecedented accuracy. The results from this mission will yield crucial information about the distribution and flow of mass within the Earth and it's surroundings. The gravity variations that GRACE will study include: changes due to surface and deep currents in the ocean; runoff and ground water storage on land masses; exchanges between ice sheets or glaciers and the oceans; and variations of mass within the earth. Another goal of the mission is to create a better profile of the Earth's atmosphere. The results from GRACE will make a huge contribution to NASA's Earth science goals, Earth Observation System (EOS) and global climate change studies. GRACE is a joint partnership between the NASA in the United States and Deutsche Forschungsanstalt fur Luft und Raumfahrt (DLR) in Germany. Dr. Byron T apley of The University of Texas Center for Space Research (UTCSR) is the Principal Investigator (PI), and Dr. Christoph Reigber of the GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam is the
现役全球InSAR卫星简介
现役全球InSAR卫星简介 1、加拿大Radarsat-2雷达系统 Radarsat-2是加拿大第二代地球观测卫星，于2006年12月发射升空，它几乎保留了Radarsat-1的所有优点，雷达采用C波段，HH极化，数据分辨率3—100m，幅宽10—500km,设计使用寿命为7年，采用多极化工作模式，轨道定位精度15m。能够大大增加可识别地物或目标的类别，能够左视和右视，并且可以实现相互转换，主要用于测绘以及环境和自然资源的检测等方面。 2、日本ALOS观测卫星 2006年1月日本发射了先进陆地观测卫星(ALOS),它携带有L波段相控阵合成孔径雷达(PALSAR)，该卫星主要用于对全球陆地资源和环境实施全天候监测，在高分辨率模式下距离向分辨率优于2m，轨道定位精度10m。PALSAR有较高的距离向分辨率和较高的信噪比，并且在交轨方向对轨道有较好的控制。
3、欧洲ENVISAT雷达系统 ENVISAT雷达卫星属极轨对地观测卫星系列之一，于2002年3月升空。星上载有10种探测设备，其中4中是ERS-1/2所载设备的改进型。作为ERS-1/2雷达卫星的延续，ENVISAT雷达卫星数据主要用于检测环境，即对地球表面和大气层进行连续的观测，供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。 4、意大利COSMO-Skymed 高分辨率雷达卫星COSMO-SkyMed是意大利航天局和意大利国防部共同研发的COSMO-SkyMed高分辨率雷达卫星星座的第二颗卫星，该卫星星座共有四颗卫星，整个卫星星座的发射任务于2008年底前完成。2007年6月8日，美国“德尔它”－2火箭成功发射意大利COSMO-SkyMed 1卫星。该卫星由泰勒斯阿莱尼亚航天公司建造，是意大利国防部与航天局合作项目的首颗卫星。该项目被称作COSMO-SkyMed星座，由4颗X波段合成孔径雷达（SAR）卫星组成。 卫星特点：作为全球第一颗分辨率高达1米的雷达卫星星座，COSMO-SkyMed系统将以全天候全天时对地观测的能力、卫星星座特有的高重访周期、1米高分辨率。 卫星用途：Cosmo-Skymed雷达卫星的分辨率为1米，扫描带宽为10公里，具有雷达干涉测量地形的能力。COSMO-SkyMed系统是一个可服务于民间、公共机构、军事和商业的两用对地观测系统，其目的是提供民防（环境风险管理）、战略用途（防务与国家安全）、科学与商业用途。资源环境监测、灾害监测、海事管理及科学应用等相关领域的探索开辟更为广阔的道路。主要用于地中海周边地区的险情处理、沿海地带监测和海洋污染治理。是一个军民两用的对地观测系统，能够在任何气象条件下日夜观测地球。
ENVISAT数据提取DEM的精度评价
ENVISAT数据提取DEM的精度评价 张合兵;段动宾;陈宁丽;宋香平;卢来运 【摘要】Aiming at evaluating the precision of DEM generated by radar interferometry,a method of the checkpoints is put forward to sample the data of DEM.The difference comparison and correlation analysis are used to analyze the stability and evaluate the precision of DEM.Take data of ENVISAT as an example,fitstly,the experiment of extracting DEM is done,and then the data of GDEM ASTER and SRTM is selected as a reference.Finally,the result of the experiment is analyzed.The results show that,the DEM data in the gentle hilly topography has lower error and the precision of DEM can reach at 30 m.While,in steep topography the DEM has larger error and the precision of DEM is poor.The experimental results verify that the method is practicable and provides a useful reference for evaluating the relative precision of DEM.%为研究雷达干涉测量提取DEM精度,采用检查点法对DEM数据进行抽样,并通过差值比较、相关性分析方法对DEM 数据进行稳定性分析以及精度评价.以ENVISAT数据为例,进行提取DEM实验,然后选取ASTER GDEM数据和SRTM数据作为参考,对实验结果进行分析.结果表明:在地势平缓处误差较小,提取DEM精度可以达到30 m;在地势陡峭处误差较大,提取DEM精度较差.同时实验证明了该方法的可靠性,可为DEM相对精度评定提供参考. 【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2017(036)004
卫星海洋学-考试复习资料整理
§1 §1。1 卫星海洋遥感的应用 p1 卫星海洋学涉及的详细内容有： ①海洋遥感的远离和方法：包括遥感信息形成的机理、各种波段的电磁波（可见光、红外光、微波）在大气和海洋介质中传输的规律以及海洋的波谱特征； ②海洋信息的提取:包括与海洋参数相关的物理模型、从遥感数据到海洋参数的反演算法、遥感图像处理和海洋学解释、卫星遥感数据与常规海洋数据在各类海洋模式中的同化和融合。 ③满足海洋学研究和应用的传感器的最佳设计和工作模式：包括光谱波段和微波频率的选择、光谱分辨率和空间分辨率的要求、观测周期和扫描方式的研究以及传感器噪声水平的要求。 ④反演的海洋参数在海洋学各领域中的应用。 卫星遥感所获得的海洋数据特点： 1。观测区域大 2。时空同步 3.连续 ＊卫星遥感资料和卫星海洋学的研究成果在海洋天气和海况预报、海洋环境监测和保护、海洋资源的开发和利用、海岸带绘测、海洋工程建设、全牛气候变化以及厄尔尼诺现象检测等科学问题上有着广泛的应用.（有问答题时加上） §1。2中国气象卫星的发展p6 我国气象卫星包括两个主要系统: 1。极轨卫星系统；2.地球静止卫星系统. 【了解】第一代极轨气象卫星“风云一号”，第一代静止气象卫星“风云二号"，第二代太阳同步轨道气象卫星“风云三号”，第二代静止气象卫星“风云四号”。(风云单号极轨，双号静止) §1。3中国海洋遥感的进步p8 2002年5月15日，我国第一颗海洋探测卫星“海洋一号A”与“风云一号”D气象卫星作为一箭双星同时发射升空； 2007年4月11日，“海洋一号”B卫星发射。 发射海洋一号卫星的主要目的是：观测海水光学特征、叶绿素浓度、海表面温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物和海洋污染物质，并兼顾观测浅海地形、海流特征、海面上空气溶胶等要素，掌握海洋初级生产力分布、海洋渔业及养殖业资源状况和环境质量，了解重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律，为海洋生物资源合理开发利用、沿岸海洋工程、河口港湾治理、海洋环境监测、环境保护和执法管理等提供科学依据和基础数据. 我国计划发展3个系列的海洋卫星： 1.以可见光、红外波段遥感探测海洋水色和水温为主的“海洋一号”系列卫星; 2。以微波遥感探测可全天候获取海面风场、海面高度和海表面温度场为主的“海洋二号"系列卫星； 3.同时配备光学传感器和微波传感器的可对海洋环境进行综合监测的“海洋三号”系列卫星. §2 气象卫星与水色卫星 §2.1 遥感和遥感技术p30