微波遥感知识总结
微波遥感期末知识点复习资料全
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SAR2.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/2什么是多视？多视：用平均法减低相干观测系统上特有的乘性随机噪声光斑；把合成孔径长度分为N个区间，每区间内方位压缩后相加平均，N为视数降低了空间分辨率，换取辐射分辨率的提高SAR图像有哪些特点？1.穿透性：大气对电磁波的衰减与电磁波有关，波长越长，衰减越小2．斑点噪声：雷达图像上每个像素的信号是电磁波与各微散射体相互之间加强或减弱作用的集成，在影像中以斑点的形式表现出来。
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。
遥感专业必会知识点总结
遥感专业必会知识点总结遥感技术的基本原理是通过感测器（如光电传感器、微波传感器等）对地球表面或大气进行监测，收集返回的电磁辐射信号，然后利用数字图像处理方法将其转化为数字图像，通过图像处理技术分析、解译和提取目标地物的信息。
由于遥感技术具有成本低、周期短、覆盖面广等特点，因此其在资源调查、环境监测等领域有着独特的优势。
以下将从遥感技术的基础原理、遥感图像的获取、遥感图像的处理和分析方法等方面，对遥感专业必会的知识点进行总结。
一、遥感技术的基础原理1. 电磁辐射与地球观测地球表面和大气等物体都会产生电磁辐射，包括可见光、红外线、微波等各种波段的辐射。
遥感技术利用的核心是通过感测器捕获和记录这些辐射信号，然后将其转化为数字图像。
2. 传感器的工作原理传感器是遥感技术的核心设备，其工作原理是通过接收地面或大气发射的电磁波，然后将其转化为电信号，并记录下来供后续处理分析。
3. 遥感平台的选择及参数设置选择合适的遥感平台和传感器对于获取高质量的遥感图像至关重要，需要考虑到分辨率、光谱范围、观测角度等参数，以保证获取到的图像能够满足实际需求。
4. 遥感图像的地理坐标系统遥感图像需要具有地理坐标系统以便进行地理信息系统（GIS）中的空间分析和地图制作，常用的地理坐标系统包括经纬度坐标系统、投影坐标系统等。
二、遥感图像的获取1. 遥感图像的获取方式遥感图像的获取方式主要包括航拍和卫星遥感两种，航拍是通过飞机或者无人机等载具进行空中摄影，而卫星遥感则是通过卫星搭载的传感器以及遥感平台对地面进行拍摄。
2. 遥感图像的光谱特性遥感图像的光谱范围可以通过调整传感器的波段来获取不同波段的图像，其中可见光、红外光、紫外光等不同波段的图像可以提供丰富的地物信息。
3. 遥感图像的分辨率遥感图像的分辨率是指图像中能够识别的最小物体大小，分辨率越高则图像的细节信息越丰富。
一般来说，遥感图像的分辨率可以分为空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率、辐射分辨率等。
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。
第五章-微波遥感
距离（Range）与 方位（Azimuth）
大多数成像雷达是侧视系统。雷达天线随飞行器前进，发出 的波束依次向前扫描（航向或方位向-E）；天线发出的能量短脉冲 指向飞行器的一侧扫描（距离向-D）。侧视成像雷达就是以这种
连续带状形式对地表进行扫描，产生二维图像。
B - 星下点（Nadir)：平台的
地面轨迹； C - 幅宽（Swath )：雷达在垂 直于传感器运动方向照射的 区域； D -距离（Range )：横跨轨迹
表面散射 体散射
3）散射系数
• “后向散射系数”，即指入射方向目标单位截面积的雷达的 反射率，用σ°表示。它是入射方向上的散射强度（雷达后
向回波强度）的参数，除了与雷达系统参数有关外，主要取决 于物体的介电常数、表面粗糙度因素等。
2、雷达方程
雷达方程 是描述由雷达天线接收到的回波功率与 雷达系统参数 及 目标散射特征（目标参数）关系的 数学表达式。
组成，可产生多次散射，增强后向散射能量。
光滑
C
粗糙
角反射
体散射：指在介质内部产 生的散射，经多次散射后产 生的总有效散射。
当介质不均匀，或不同介 质混合的情况下，往往发生 体散射。如土壤或积雪内部、 植被等。
对于复杂地表植被，如树 木的散射特征，包括：树冠 的表面散射、树叶、树枝、 树干的多次体散射，以及树 下地面的表面散射，可看作 是多层次多成分散射介质、 多次散射的结果。
第5章 微波遥感
（一）微波遥感原理 --- 雷达回波强度的影响因素
三、雷达回波强度的影响因素
雷达回波（即雷达后向散射- Radar Backscatter ）的强度，可 简单地理解为雷达图像的亮度值。它取决于以下两方面因素：
• 雷达遥感系统参数：波长/频率、入射角/俯角、 极化方式/探测方向等；
微波遥感
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。
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地形起伏较小区域的儿何校正卺掩畸变、地形起伏移位畸变可以忽略；主要的儿何畸变类型乜括：近地距压缩畸变，III飞行器飞行高度、航线、飞行姿态变化引起的畸变，地球曲率变化引起的畸变；校正方法：利用有关入射角、入射角在地距方h'd上的变化等相关知识，选择合适的地面控制点，构造映射多项式进行图像校正；校正难点：由于斑点(speckle)效应，使得定位自然的地面控制点比较闲难。
解决方案：利用人工地面控制点。
成像前在地面上布置反射器件。
飞行器经过这些地面点时记录器件的反射。
川GPS / GNSS可以精确定位地面控制点位置。
常用反則器件存：被动、主动校正器(passive and active calibrators)o在剧烈起伏地区地距位移引起的罔像几何畸变尤为强烈。
基于数字地形罔(DTM = Digital Terrain Map)的几何校iEDTM 找到与像素点匹配的地面点及与之相应的高程像素高程分布计算与像素点相应的展部入射角(local incident angle) r = h cos 秉新定位像素位置辐射畸变指遥感传感器在接收來自地物的电磁波辐射能时，电磁波在大气层中传输和传感器测量中受到遥感传感器本身特性、地物光照条件(地形影响和太阳高度角影响)以及人气作川等影响, 而导致的遥感传感器测撒位与地物实际的光谱辐射率的不一致。
雷达图像的辐射畸变主要来自斑点‘噪声’。
在大多数情况下，像素覆盖很多散射特性各异的散射单元，像素强度为这些散射单元返回信号的组合。
每个散射元返回信号的相位各异，总体来看，组合后的像素强度具有随机性。
W 此，雷达图像呈现斑点，称为斑点效应(现象、噪声)多视技术(multi-look):将接收线性调频调制信号的频谱分割荇干段，每一部分称为一个视(look)。
对每个视单独进行相关性操作，得到与其相应的压缩脉冲并生成了图像。
将所奋的子图像T均得到最终的SAR图像，称为多视SAR图像。
微波遥感考点整理
成像雷达系统双基雷达：发射与接收由不同天线完成；单基雷达：发射与接收共用一个天线。
雷达成像几何：微波传感器，又称雷达天线，主要包括：发射器和接收器，装载在飞行器或安置在固定位置。
在飞行器飞行过程中，天线将微波能量侧向辐射；微波以脉冲束向地球表面辐射；发射微波经地物散射（scattering）后被接受天线接收，接收信号经模-数转换，最终以图像格式被记录。
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。
幅宽: 在地距方向上，微波束照亮地球表面的宽度。
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。
天线覆盖区：天线波束射到地面的覆盖区。
视角：天线到地面的垂线与斜距方向的夹角。
入射角：入射波与地面点的法线的夹角星下点：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l a 和垂直长度l v 。
飞行器速度v 。
距分辨率：雷达系统分辨两个相邻的地面点的能力。
如果说地面点A 、B 是可分辨，它们的返回脉冲是可分辨的，即返回脉冲在时间上没有重叠。
设Δr 是地面点A 、B 在斜距方向的距离差，则两者返回脉冲的时间差为：Δt = 2Δr * cΛ-1，其中，c 为光速。
能够分辨返回脉冲A 和和 B 的时间差下限是：Δt = τ，其中，τ为脉冲宽度。
斜距分辨率: 地距分辨率:关于距分辨率当θ= 0 ，地距分辨率r g 无穷大→采用侧雷达的原因；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θ有关。
近地距处的分辨率低于远地距处的分辨率；距分辨率与辐射脉冲宽度成正比；单一接收器难于实现双侧探测。
改善地距分辨率理论上，增大入射角θ能够提高地距分辨率。
入射角由搭载平台的空间位置和景物地形地貌决定。
实际上，很难通过改变入射角改善地距分辨率。
能够提高地距分辨率。
降低脉冲宽度（τ），可以显著改善地距分辨率。
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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
Microwave Scatterometer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。
微波散射计的功能是测量地物表面(或体积)的散射或反射特性，也就是说，它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变化对目标散射特性的影响。
8、微波遥感相对于光学、红外遥感的最大优势及其不足
（一）微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候、全天时的工作能力
微波具有穿透云层、雾和小雨的能力，而且太阳辐射对辐射测量没有太大的影响。
因此微波辐射测量既可在恶劣的气候条件下，也可以在白天和黑夜发挥作用，具有较强的全天候、全天时的工作能力，这一特性优于可见光和红外波段的探测系统。
（二）微波对地物有一定的穿透能力
微波对地物的穿透深度因波长和物质不同有很大差异，波长越长，穿透能力越强。
同一种土壤湿度越小，穿透越深。
微波对干沙可穿透几十米，对冰层能穿透100m左右，但对潮湿的土壤只能穿透几厘米到几米。
1. 微波穿透土壤的深度与土壤湿度、类型及工作频率有关。
2. 微波穿透植物层的深度，取决于植物的含水量，密度，波长和入射角。
如果波长足够长而入射角又接近天底角，则微波可穿透植被区而到达地面。
因此，微波频率的高端（波长较短）只能获得植被层顶部的信息，而微波频率的低端（波长较长），则可以获得植被层底层甚至地表以下的信息。
（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
比如微波高度计和合成孔径雷达具有测量距离的能力，可用于测定大地水准面；还可以利用微波探测海面风
在可见光、红外波段所观测的颜色基本上取决于植被和土壤表层分子的谐振特性，而微波波段范围内观察到的“颜色”则取决于研究对象面或体的几何特性以及体介电特性，这样，将微波、可见光和红外辐射配合运用，就能够研究表面上几何的和体介电的特性以及分子谐振的特性。
另外，微波还可以提供某些附加的特性，这使其在某些应用方面具有独到之处。
例如，根据不同类型冰的介电常数不同可以探测海冰的结构和分类；根据含盐度对水的介电常数的影响可以探测海水的含盐度等等。
（四）雷达可以进行干涉测量
微波遥感的主动方式即雷达遥感不仅可以记录电磁波的振幅信号，还可以记录电磁波的相位信息，通过相位信息可以进行雷达干涉测量。
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解译相对困难些
（3）与可见光和红外传感器数据不能在空间位置上一致
9、合成孔径雷达的基本思想及工作过程
合成孔径雷达是一种高分辨率相干成像雷达。
高分辨率在这里包含两方面的含义：即高的方位向分辨率，足够高的距离向分辨率。
它采用以多普勒频移理论和雷达相干为基础的合成孔径技术来提高雷达的方位向分辨率，而距离向分辨率的提高则通过脉冲压缩技术来实现。
合成孔径雷达主要由发射机、接收机和天线组成。
由发射器产生的线性调频脉冲经放大后，馈送至天线发射出去，平台做等速直线飞行并保持天线的指向稳定，天线接收的地面回波信号，经接收系统混频、中放、相位检波等一系列的信号处理后，再送入存储器，存储器的信号经成像后形成雷达图像。
合成孔径雷达与真实孔径雷达有许多共同点，其主要差异在于合成孔径雷达是利用合成孔径原理来改善方位向分辨率。