微波遥感的特点及应用
遥感导论。简答
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。
Remote sense
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
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》课件
微波遥感与其他遥感的融合技术
微波遥感与其他遥感的融合技术是指将微波遥感与其他类 型的遥感技术（如光学遥感、红外遥感等）进行有机结合 ，充分发挥各自的优势，实现更高效的遥感探测。
总结词：通过将微波遥感与其他遥感技术进行融合，可以 充分发挥各自的优势，提高遥感数据的获取和处理效率， 为各领域的实际应用提供更全面的技术支持。
军事侦察
利用微波遥感的高分辨率特性 ，获取地面目标的位置、类型 等信息，为军事决策提供重要
情报。
微波遥感的发展历程
20世纪50年代
微波遥感的初步探索阶段，主要利用雷达技术进行简单的地表探测。
20世纪70年代
随着卫星技术的发展，微波遥感开始应用于全球环境监测和资源调查 。
20世纪90年代
随着高分辨率雷达卫星的出现，微波遥感在军事侦察和城市规划等领 域得到广泛应用。
传感器类型
02
03
数据处理与传输
卫星微波遥感系统搭载的传感器 类型多样，包括辐射计、散射计 、高度计等。
卫星接收到的微波数据需要经过 预处理、校正、反演等环节，最 终传输至地面接收站。
机载微波遥感系统
飞行平台
01
机载微波遥感系统搭载的飞行平台包括固定翼飞机、直升机等
，具有灵活的飞行能力。
传感器布局
微波的吸收和反射
不同物质对微波的吸收和反射特性不同，这为遥感提 供了丰富的信息。
微波遥感的工作原理
发射信号
微波发射器向目标发射信号 。
接收信号
接收器接收到目标反射或散 射的信号。
处理信号
通过处理接收到的信号，提 取有关目标的信息，如距离 、速度、方向等。
微波遥感的主要技术
雷达遥感
01
微波遥感的成像机理
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。
微波遥感的种类
总结词
微波辐射计是被动微波遥感的主要设备之一，用于测量地球表面或大气层中的微 波辐射能量。
详细描述
微波辐射计通过接收来自地球表面或大气层的微波辐射，经过处理和分析，能够 获取有关地表覆盖、土壤湿度、植被生长状况、云层结构等信息。这些信息对于 气象预报、农业监测、环境评估等领域具有重要意义。
微波散射计
VS
对于某些特定目标，如军事侦察、夜 间交通监测等应用场景，微波遥感具 有独特的优势。
对植被、土壤和水体的敏感度
微波遥感能够敏感地感知植被、土壤和水体的介电常数和含 水量等参数变化。
在农业、环境监测等领域，微波遥感可以用于评估作物长势 、土壤湿度和地表水体变化等情况。
05
微波遥感的未来发展
高频和超高频微波遥感技术
04
微波遥感的特点与优势
对云层和恶劣天气的穿透能力
微波波长较长，能够穿透云层和恶劣 天气，获取到被遮挡的目标信息。
在气象预报、灾害监测等领域具有重 要应用价值，能够实时获取地面目标 的情况。
获取全天候、全天时数据的能力
微波遥感不受光照条件限制，可以在 白天和夜晚进行观测，获取全天候、 全天时的数据。
多频段和多模式微波遥感技术
多频段和多模式微波遥感技术能够提供更全面 的地面信息，包括土壤湿度、地下水分布等， 有助于提高遥感监测的全面性和准确性。
多频段和多模式微波遥感技术能够实现不同频 段和模式的组合，提高遥感监测的灵活性和适 应性，满足不同应用需求。
多频段和多模式微波遥感技术需要解决不同频 段和模式之间的干扰问题，提高信号的稳定性 和可靠性。
气象参数反演
微波遥感能够通过测量大气中的水汽 、云雨等气象参数，反演得到温度、 湿度、风速等气象信息，为气象预报 提供重要数据。
海洋微波遥感
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。
遥感原理与应用 最终总结篇
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。
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微波遥感的特点及应用
微波遥感是指利用微波辐射进行地球观测和获取信息的技术。
相比于可见光遥感，微波遥感具有许多独特的特点和优势。
下面我们将详细介绍微波遥感的特点及应用。
一、特点：
1. 渗透性强：微波辐射在大气中的吸收较小，能够穿透云层和大气，实现对地观测。
这使得微波遥感可以进行全天候的观测，不受天气条件的限制。
2. 能量散射能力强：微波在物质中的能量传播方式主要是散射，而可见光主要是吸收和反射。
微波在大气和地表的相互作用中发生多次散射，使得微波遥感可以探测到更深的物质内部的信息，如土壤湿度、地下水、植被结构等。
3. 对地表特征高分辨率：由于微波辐射的波长相对较长，具有较好的穿透能力，因此能够获得更高的地表分辨率。
这对于地表特征的提取和分析非常重要。
4. 日夜温度测量：由于微波辐射的能力，可以实现对夜间地表温度的测量。
这对于冷、热起伏明显的区域的温度监测非常重要。
二、应用领域：
1. 土壤湿度监测：微波辐射与土壤的湿度有很强的敏感性。
通过测量微波辐射在地表的散射特征，可以获取土壤湿度信息。
这对于农业灌溉、旱灾预测和宇航员生活支持系统等方面具有重要意义。
2. 气象监测：微波辐射可以探测大气中的水汽含量和温度。
这对于天气预报和气候研究非常重要。
例如，微波辐射可以用来监测台风的路径和强度，预测降雨和积雪情况等。
3. 海洋观测：微波辐射对海洋表面的散射和反射特性非常敏感。
通过测量微波辐射的回波，可以获得海洋表面的风力、风向、波高和海表温度等信息。
这对于海洋气象、海洋环流研究和渔业管理具有重要意义。
4. 林业监测：微波辐射可以穿透植被层，获取地表以下植被结构和湿度等信息。
通过对森林的微波辐射特征进行分析，可以实现森林类型分类、植被生长状态监测和森林火灾预防等。
5. 地表变形监测：微波遥感可以通过测量地表的微小振动和变形，实现对地壳运动、地震活动和地表沉降等现象的监测。
这对于地质灾害预警和城市建设等有重要意义。
总之，微波遥感具有渗透性强、能量散射能力强、对地表特征高分辨率和日夜温度测量等特点。
在土壤湿度监测、气象监测、海洋观测、林业监测和地表变形监
测等方面具有广泛的应用价值。
微波遥感技术的发展将进一步提高地球观测的效率和精度。