微波遥感复习
微波遥感 期末复习

微波遥感哟不要第一章:微波遥感:利用某种传感器接收地面各种地物发射或反射的微波信号,藉以识别、分析地物,提取所需信息。
红外遥感是利用0.76~1000微米的红外涉嫌与各类地物关系来进行资源与环境调查和检测。
为什么微波遥感这么具有吸引力,它究竟具有什么优越性?一、微波能穿透云雾、雨雪,具有全天候工作能力。
二、微波对地物有一定穿透能力。
三、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。
四、微波遥感的主动方式,雷达遥感不仅可以记录电磁波振幅信号,而且可以记录电磁波相位信息。
微波遥感分为主动和被动方式。
波长越长,穿透能力越强。
同一种土壤温度越小,穿透越深。
干涉测量:由数次同侧观测得到的数据可以计算出针对地面上每一点的相位差,进而计算出这一点的高程,其精度可以达到几米。
微波主动式传感器获得的图像常成为雷达图像,这是因为成像微波遥感常采用真实孔径雷达和合成孔径雷达,都是由雷达发展而来。
微波遥感也可以采用被动工作方式,这主要是微波辐射计的工作。
微波辐射计目前也成为重要的微波遥感工具。
所谓电磁波,就是以波动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、传播方向、振幅和偏振面四个基本物理量。
这四个物理量一旦确定,一个平面电磁波就被完全决定了。
一般来说,振幅是指电场振动的幅度,它表示电磁波传递的能量大小,极化面是指电厂振动方向所在的平面。
电磁波的基本特性与微波微波是电磁波的一种形式,因此了解电磁波的一些基本特征也是对微波基本特征的了解。
1.叠加原理2.相干性和非相干性3.衍射4.极化(p7)在一定条件下,任何物体都能向外发射电磁辐射,而这种因热物体都会发射出由这一温度所决定的热辐射,一般只要温度在0 K以上,一切物体都会发射出由这一温度所决定的热辐射。
所有的物体都能吸收电磁辐射,吸收能力越强,其辐射能力也就越强。
大气对微波的衰减作用主要有大气中的水分子和氧分子对微波的吸收,大气微粒对微波的散射。
氧分子的吸收作用较强。
遥感导论复习资料(全)

填空1.微波是指波长在1mm-1m之间的电磁波。
2.就遥感而言,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减至最小。
3.1999年,我国第一颗地球资源遥感卫星(中巴地球资源卫星)在太原发射成功。
ndsat和SPOT的传感器都是光电成像型,具体是光机扫描仪、CCD阵列。
5.SPOT1、2、3卫星上有HRV高分辨率可见光扫描仪,可以用作两种观测垂直观测、倾斜观测也是SPOT卫星的优势所在。
6.美国高分民用卫星有IKONOS、QUICK BIRD。
7.灰度重采样的方法有:最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法。
8.四种分辨率来衡量传感器的性能:空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率9.数字图像增强的主要方法有:对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。
10.常用的彩色变换方法有:单波段彩色变换、多波段彩色变换、HLS变换。
11.遥感系统包括五种:目标物的电磁波特性、信息的获取、信息的传输、信息的处理、信息的运用。
12.遥感传感器的探测波段分为:紫外遥感、可见光波段、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。
13.常用的锐化方法有:罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测。
14.目标地物识别特征包括:色调、颜色、阴影、形状、大小、纹理、图形、位置、拓扑结构。
15.地物的空间关系主要表现为:方位、包含、相邻、相交、相贯。
16.地质遥感包括:岩性识别、地质构造的识别、构造运动的分析。
17.试举三个陆地卫星:Landsat、SPOT、CBERS。
18.遥感影像变形的原因有:遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球曲率的影响、地球自转的影响、大气折射。
19.平滑是为了达到什么目的:去除噪声。
20.热红外影像的阴影是:目标地物与背景之间辐射差异造成的。
21.遥感扫描影像的特征有:综合概括性强、信息量大、动态观测。
22.微波影像的阴影是:与目标地物之间存在障碍物阻挡了雷达波的传播。
遥感复习资料

遥感复习资料遥感复习总结第一章1、遥感:应用探测器一起,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:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。
3、遥感的类型:按遥感平台分(地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感),按传感器探测波段(紫外遥感、可见光遥感0.38-0.76、红外遥感、微波遥感、多波段遥感),按工作方式(主动和被动)4、遥感的特点:大面积的同步观测、数据的综合性和可比性、时效性、经济性、局限性。
第二章5、电磁波谱:将各种电磁波在真空中的波长按其长短,依次排列制成的图表6、辐射能量:电磁辐射的能量;辐射通量:单位时间内通过某一面积的辐射能量;辐照度:被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量;辐射出射度:辐射源物体表面单位面积上的辐射通量。
7、绝对黑体:如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,这个物体叫做绝对黑体8、维恩位移定律:黑体温度越高,其曲线的峰顶就越往左移,即往波长短的方向移动9、大气分层:对流层、平流层、中间层、热层、散逸层10、大气散射:辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开11、大气散射三种情况:瑞利散射、米氏散射、无选择性散射12、为什么无云的天空呈现蓝色?答:蓝光波长短,散射强度较大,因此蓝光向四面八方散射,使整个天空蔚蓝,使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱。
13、为什么说微波具有穿云透雾的能力?答:大气云层中,小雨滴的直径相对其他微粒最大,对可见光只有无选择性散射发生,云层越厚,散射越强,而对于微波来说,微波波长比粒子的直径大的多,散射强度与波长的四次方成反比,波长越长散射强度越小,所以微波才可能有最小散射、最大投射,而被称为具有穿云透雾的能力14、大气窗口:把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的,透过率较高的波段称为大气窗口15、地球辐射的分段特性★0.3-2.5微米波段(主要在可见光与近红外波段),地表以反射太阳辐射为主,地球自身的辐射可以忽略;★2.5-6.0微米波段(主要在中红外波段),地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源;★ 6.0微米以上的热红外波段。
微波遥感复习题

第一章1. 微波遥感的微波波段:频率范围:300MHz – 40GHz ;波长范围:1m – 0.75cm.。
太阳辐射微波小于地球辐射 微波。
地球辐射微波:100MHz – 10GHz :3 nWm-2,100MHz – 1GHZ :29 pWm-2。
有鉴于 此,微波遥感多为主动遥感。
2.微波遥感的特点:由于微波的波长较长,能穿透云、雾而不受天气影响,所以能进行全天时全天候的遥感探测。
微波对某些物质具有一定的穿透能力,能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。
因此广覆盖。
全天候、全气候、广覆盖。
3.微博遥感中较多应用相同相位、微小频率差的干涉。
第二章1.成像几何的一些概念斜距方向:微波束传播方向。
地距方向:地面上与飞行器飞行方向垂直的方向。
方位方向:飞行器飞行方向。
天线覆盖区:天线波束射到地面的覆盖区。
幅宽 :在地距方向上,微波束’照亮’地球表面的宽度。
天线覆盖区在地距方向的 宽度。
近地距线 :幅宽最接近地面轨迹的边。
远地距线:幅宽最远离地面轨迹的边。
视角:天线到地面的垂线与斜距方向的夹角。
(技术参数)入射角:入射线与地面点的法线 的夹角。
入射角越小地面起伏越大,反射越强图像上越亮 星下点:飞行器在地面的垂直投影点。
卫星高度:飞行器离开地面的高度 H 。
天线尺度:方位长度 la 和垂直长度 lv 。
方位长度平行与飞行方向,垂直长度垂直与飞行方向。
2. 距分辨率:雷达系统在距方向上分辨两个相邻目标点的能力,即返回脉冲在时间上没有重叠 3.斜距分辨率: r r =2τc 地距分辨率: g r =θτsin 2c关于距分辨率:当 = 0,地距分辨率 rg 无穷大 采用侧视 雷达的原因;地距和斜距分辨率均与搭载平台的飞行高度 H 无关;地距分辨率与入射角 有关。
近地距 处的分辨率低于远地距处的分辨率。
4. 脉冲压缩技术(关键技术,提高地距分辨率) 知道过程发射调频宽脉冲,其频率随时间线性变化,称为线性调频脉冲;返回的线性调频脉冲与发射线性调频脉冲的副本经相关器压缩成窄脉冲。
遥感复习整理

第一章1偏振在微波技术中称为“极化”,一般有四种极化方式(HH、VV、HV、VH )。
21860年基尔霍夫(德国):好的吸收体也是好的辐射体●绝对黑体—任何波长的电磁辐射全部吸收●一个不透明的物体,对入射到它上面的电磁波只有光谱吸收率α(λ,T)和光谱反射率ρ(λ,T),二者之和恒等于1。
●绝对黑体:α(λ,T)=1,ρ(λ,T)=0●绝对白体:α(λ,T)=0,ρ(λ,T)=13 散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之间的相对关系而变,主要有米氏(Mie)散射、均匀散射、瑞利(Rayleigh)散射等。
4介质中不均匀颗粒的直径a与入射波长λ同数量级时,发生米氏散射介质中不均匀颗粒的直径a>>入射波长λ时,发生均匀散射介质中不均匀颗粒的直径a小于入射波长λ的十分之一时,发生瑞利散射5 不同电磁波段通过大气后衰减的程度是不一样的,因而遥感所能够使用的电磁波有限。
有些大气中电磁波透过率很小,甚至完全无法透过电磁波。
这些区域就难于或不能被遥感所使用,称“大气屏障”。
6有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小,透过率较高,对遥感十分有利,这些波段通常称为“大气窗口”辐射传输方程7辐射传输方程?8地物的反射类型:镜面反射,漫反射,方向反射9影响地物光谱反射率变化的因素太阳高度(日期、时间)大气条件地形(阴影)地形(坡度)气候、植物的病变环境状况第三章遥感传感器及其成像原理1传感器分类摄影类型的传感器扫描成像类型的传感器雷达成像类型的传感器非图像类型的传感器2全景畸变由于地面分辨率随扫描角发生变化,使红外扫描影像产生畸变,这种畸变通常称之为全景畸变,形成原因是像距保持不变,总在焦面上,而物距随扫描角发生变化所致。
3扫描线的衔接当扫描镜的某一个反射镜面扫完一次后,第二个反射镜面接着重复扫描,飞机的飞行使得两次扫描衔接。
如何让每相邻两条带很好地衔接,可由以下的关系式来确定。
假定旋转棱镜扫描一次的时间为t,一个探测器地面分辨率为a,若要使两条扫描带的重叠度为零,但又不能有空隙,则必须W=a/t W为飞机的地速Wt>a :将出现扫描漏洞Wt<a :将出现扫描重叠Wt=a=ßH W/H=ß/t瞬时视场和扫描周期都为常数,所以只要速度w与航高H之比为一常数,就能使扫描线正确衔接,不出现条纹图像4成像板成像板上排列有24+2个玻璃纤维单元,按波段排列成4列,每列有6个纤维单元,每个纤维单元为扫描仪的瞬时视场的构像范围,由于瞬时视场为86μrad,而卫星高度为915km,因此它观察到地面上的面积为79m×79m。
遥感复习重点

遥感复习重点(仅供参考)(一)名词解释:1.电磁波谱:电磁波是振荡的电磁场在空间的传播。
电磁波传播是以场的形式表现出来,因此其在空间中的传播是不需要媒介的,即在真空中也能传播。
电磁波是横波。
γ射线,x射线,紫外线,可见光,红外线,微波,无线电波等都是电磁波,这些电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来制成的图表叫电磁波谱。
(电磁波谱按照波长由短至长可依次分为:γ射线,x射线,紫外线,可见光,红外线,微波,无线电波。
)2.光谱曲线;在遥感系统中,光谱总是与太阳光相联系,光谱总是通过光谱曲线进行可视化表达,光谱曲线与传感器感知的波段相关,且与每个波段形成一一对应的关系(也叫映射关系),同时光谱曲线总是在一定的参照下形成的曲线,实测光谱过程中的白版定标(测量)就是相当于把太阳辐射作为参照目标。
3.黑体:1860年,基尔霍夫就提出用黑体一词来说明能够全部吸收入射辐射能量的地物。
黑体是一个理想的辐射体,也是一个可以与任何地物进行比较的最佳辐射体。
所谓黑体是绝对黑体的简称,指在任何温度下对各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1的物体。
黑体的热辐射称为黑体辐射。
4.大气窗口:太阳辐射经过大气时,要发生反射,吸收和散射,从而衰减了辐射强度。
我们就把受到大气衰减作用较轻,透射率较高的波段叫做大气窗口。
对遥感传感器而言,只能选择透射率高的波段,才能形成质量好的遥感观测图像。
5.反射光谱曲线:地物反射率随波长变化,以波长为横坐标,反射率作为纵坐标,将地物反射率随波长的变化绘制成曲线,即地物的反射率随波长变化的曲线,叫地物的反射光谱曲线。
(二)简答题;1.辐射定律:1)普朗克辐射定律;普朗克定义了一个常数(h)给出了黑体辐射的能量(Q)与频率(v)之间的关系:Q=h×v.(式中h为普朗克常量,6.626·J·s);普朗克的关系式把电磁辐射的波模式与量子模式联系起来。
电磁波的关系式为c=v·入。
微波遥感复习

微波遥感复习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。
微波遥感复习

微波遥感复习一、概论1.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。
2.极化:电磁波的电场振动方向的变化趋势3.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4.微波与物质相互作用的形式:反射、散射、吸收、透射5.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。
7.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:ALMAZ8.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9.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。
10.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11.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。
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一、概论1.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。
2.极化:电磁波的电场振动方向的变化趋势3.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4.微波与物质相互作用的形式:反射、散射、吸收、透射5.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0.253cm和0.50cm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。
7.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:ALMAZ8.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9.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。
10.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11.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。
12.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。
13.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。
14.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15.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16.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4π立体角内的平均值之比增益系数: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17.侧视雷达图像参数1)波长•地面粗糙度的衡量•穿透深度的相关参量2)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3)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4)极化方式18.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19.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。
20.几何特点:1)斜距显示的近距离压缩2)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L×sin(90−β−α),后坡长度L×sin(90−(β−α))当β>α3)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。
22.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:既不占有相当面积,又不限制在分辨单元之内的地物。
信号很强,角反射效应、谐振效应、线导体。
23.影像雷达图像色调的因素⏹表面粗糙度:瑞利判据取相位差为π/2作为区分光滑面与粗糙面和区分镜面反射与漫反射的分界线;⏹复介电常数:高则反射作用大、穿透作用小。
复介电常数相对于单位体积的液态水含量呈线性变化。
频率越高,物质的衰减作用越大,有效穿透性低。
这对于植被的回波影响较大,频率越高,穿透力差,回波主要来自植被的上部,而频率低时,穿透力强,回波主要来自植被下面的地表面。
⏹波长:影响表面粗糙度和复介电常数⏹入射角:影像表面粗糙度、分辨单元面积⏹极化方式:当电磁波与地表相互作用时,会使电磁波的极化方向产生不同程度的旋转,形成水平和垂直两个分量,可用不同极化的天线去接收,形成多极化影像。
对于交叉极化,通常回波比同极化低8—25dB。
⏹次表面粗糙度与体散射:当电磁波穿透地物时,第二层介质的表面粗糙度称为次表面粗糙度;第二层介质不均匀引起体散射。
面散射和体散射的区别:面散射的强度与表面复介电常数成正比,散射特性曲线的形状由表面粗糙度决定;体散射的散射强度与内部物质介质的不连续程度成正比,其散射曲线的形状由平均介电常数等因素决定。
⏹角反射器效应24.去极化(产生交叉极化的过程)由平均的平滑起伏表面上反射系数的差别引起的准镜面反射非常粗糙的表面引起的多次散射地表趋肤深度层内的非均匀物体引起的散射地物目标本身的各向异性产生的散射25.雷达图像中的虚假现象旁瓣干扰、角反射器效应虚假现象的出现多与强反射目标有关26.其他异常现象(雷达天线的旁瓣和图像处理过程中有时会产生图像异常和图像模糊)旁瓣的影响•造成航迹向图像模糊•造成旁瓣条带•高增益天线也有可能导致信号处理•聚焦不好导致光点旁瓣或条纹•天线自动增益控制遇到回波强的地物会导致其它地物信号过弱27.典型地物的散射特性●林地1)密度不同,树种不同,回波各异,落叶林回波强度大2)水平极化回波强度大3)不同波长穿透程度不同,体散射信号强度各异4)所处地形不同,回波不同。
●土壤散射特性与入射角、地表粗糙度、含水量等有关。
1)入射角越大,散射系数越小2)粗糙度增加,散射系数曲线变得平缓3)特定入射角与粗糙度无关、仅与含水量有关,便于探测土壤湿度。
4)散射系数与湿度呈线性关系●岩石影响回波的因素:表面粗糙度,照射角取向,角反射效应,岩石构成元素,植被与土壤覆盖,极化方式●海浪海风1)风速越大海面粗糙度越大曲线越平缓2)观测方向与风向所成角度:顺风表现为光滑,逆风表现为粗糙,侧向与逆风时比稍弱3)风浪大时,同极化回波之间差异小,与农作物类似。
海面平静时VV极化散射系数要大●冰雪大面积冰层:表面光滑,回波弱;融化时,海、河中大量浮冰增加了粗糙度,回波强,可以用来预测河流的通航期。
1)雪层越厚,回波越弱;2)水量不同,回波各异;3)波长长者、穿透愈深,回波愈弱;4)雪层一般能穿透回波可反映雪层下地物信息。
四、雷达图像的校准、定标与模拟28.校准:雷达图像需要改正由于天线、发射机和接收机性能等的衰变造成接收信号的误差,改正由于环境干扰造成的信号混杂或噪声带来的误差,使雷达图像所反映的信号在最大限度上真实表现地物目标的回波强度29.定标:对于校准后的雷达图像,建立起图像灰度与标准后向散射截面的关系30.模拟:按照雷达成像机理和有关数据资料制作模拟图像31.定标的一般原理:1)相对测量2)绝对测量(有标准反射器)一般采用航空量测的方法,在天线照射带内,设置一组由相同散射界面的标准反射器,经多次雷达成像,根据相应图像密度数据,对不同斜距R值分别计算,即可得到双程天线方向图。
3)绝对测量(无标准反射器)在测定H s(θ)之后,不在利用标准反射器而直接利用H s(θ)测量,根据标准信号源去检测G(θ)的变化,从而也就见得到H s(θ)的变化。
32.雷达图像模拟模型及数据源物理模型:点散射模型数学模型:雷达成像几何公式、雷达方程和灰度方程雷达系统参数、地面数字高程模型和地物目标散射截面数据库33.雷达图像模拟流程1)地面分辨单元计算∆A=ραρr/[cosθA sec(θ−θC)]2)本地入射角计算3)计算阴影和叠掩阴影:G1<G2时,θ1> θ2;叠掩:G1<G2时,R1>R24)灰阶电平5)存储记录6)显示输出34.雷达图像模拟实施步骤1)按分辨单元大小,根据飞行路线、俯角、照射带宽在地形图上确定格网2)计算每一格的实际面积和雷达波入射角(根据DEM)3)按每一格的地物(需土地利用数据)及其在不同条件下的散射系数(散射特性数据库)由雷达参数计算回波功率4)计算每一格所对应的图上灰度五、微波图像的几何纠正35.侧视雷达图像的几何变形分析1)斜距投影变形2)地形起伏影响3)地球曲率影响4)大气折射的影响:大气折射引起的路程变化的影响极小,可忽略不计。
而时间变化的影响,不能忽略,须加以改正。
5)地球自转的影响6)外方位元素的影响dω照射带变化,斜距无变化dφ航向平移dκ指向旋转相应某点的斜距,入射角变化,像点位置,亮度变化36.雷达图像构像方程1)基于等效中心投影的雷达影像构像方程−f (X) (Z)=0√(y′+dr)2−f2=−f (X) (Z)2)等效共线方程KonecnyM:投影变形的比例(对于归化面来说)3)雷达影像的成像矢量关系V(P−S)=0R=|P−S|忽略地球自转的影像、雷达波束与目标之间的相对运动,不适用与卫星雷达,只适用于机载雷达。
4)基于多普勒方程的构像方程37.雷达图像几何校正方法1)多项式法前提:影像最好为地距显示方式,地面起伏不大,校正精度要求不高2)利用模拟影像同多项式方法类似,在模拟影像和待校正影像上找同名点,求解多项式系数,然后进行几何校正3)利用构像方程a)构像方程基于矢量关系的构像方程基于地心直角坐标系b)控制点上的坐标转换c)观测值方程,对基于矢量关系构像方程求全微分方程d)天线位置和速度矢量的行序表达式六、微波图像与测量38.平面测量地距、斜距转换39.根据阴影盒叠掩测量独立地物高度相似三角形40.立体测量一般采用同侧立体:雷达成像时,目标在前坡,在图像中比较亮,其长度可能出现收缩或出现叠掩,背坡则比较暗,其长度或缩短,或接近复合比例的长度,甚至根本看不出来,完全消失在阴影之中,这样在目标两侧构成立体影像时,对目标观察很困难。