微波遥感原理与应用

1.微波遥感的优越性

1微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力 ○

2微波对地物有一定穿透能力 ○

3微波提供不同于可见光和红外遥感所能提供的某些信息 ○

4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 ○

5微波遥感的主动方式可进行干涉测量 ○

微波遥感的不足

1雷达传感器的空间分辨能力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 ○

3与可见光和红外传感器数据不能在空间位置上一致 ○

2.干涉的定义：

由两个（或两个以上）频率、振动方向相同，相位相同或相位差恒定的电磁波在空间叠加时，合成波振幅为各个波的振幅矢量和。因此，会出现 交叠区某些地方振动加强，某些地方振动减弱或完全抵消的现象。这种现象称为干涉。

产生干涉现象的电磁波称为相干波。 3.波的极化在光学中也叫波的偏振

波的极化是指在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性。用电场强度矢量的端点在空间描绘出的轨迹来表示

线极化波：如果电波传播时电场矢量的空间描出轨迹为一直线，它始终在一个平面内传播，则被称为线极化波。

线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。 水平极化（H） ：电场矢量与入射面垂直。 垂直极化（V） ：电场矢量与入射面平行。 图像可有

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

第4卷第2期

2008年4月

沈阳工程学院学报(自然科学版)

JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)

Vol14No12Apr.2008

微波遥感的发展与应用

刘一良

(武汉大学遥感学院,武汉430072)

摘　要:微波遥感作为遥感技术的一个分支,是20世纪70年代发展起来的一门年轻的学科.着重以我国微波遥感发展的历程为例,回顾了三十多年来微波遥感领域学术与技术的迅速发展,比较分析了微波遥感对于可见光和红外遥感有着不可比拟的优越性,因而在海洋、冰雪、大气、测绘、农业、灾害监测等方面都有着广泛的应用.波遥感领域存在的若干不足并指出了今后的研究方向.关键词:微波遥感;发展;特点;应用

中图分类号:TP722.6　　　　　　　文献标识码:A:02-0171-03

0　引　言

所谓遥感,,借助其对电磁波的辐射、、别,从中选取特征信息,经过加工处理,变成人们可以直接识别的信号和图像,从而揭示被测物体的性质及变化规律,以期达到间接识别各种地物的目的.目前遥感技术已被广泛应用于宇宙太空、地球表面等情况的侦察和探索.获得遥感信息所用的电磁波主要是可见光、红外线和微波.其中针对微波波段(波长范围在1mm至30m

微波遥感复习

第一章 引言

（1）微波的工作频段（X, C, S, L, P）

（2）微波遥感相对于光学遥感，最重要的特点？

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。

第二章 微波遥感系统

（1）辐射计的主要工作原理？

辐射计工作的物理基础就是普朗克黑体辐射定律。根据黑体辐射的出射率与亮度的关系， 得到黑体的谱亮度为：

微波辐射与温度间基本上是线性关系。工作波长愈短，辐射能量增加，随着频率的降低，辐射量也减小。

瑞利-金斯定律表明在某一波长范围内，辐射亮度与绝对温度的一次项成正比，这就是以物体的绝对温度作为热辐射能量亮度的缘由。 瑞利-金斯定律对目前所使用的全部微波波段（3mm）都是成立的，即使波长短到1mm（300GHz），相对误差也不会超过3%。 （2）传感器的种类，传感器基本工作原理？

在海洋，陆地和大气微波遥感应用中，常用的传感器主要包括五种：微波辐射计，散射计，高度计，侧视雷达，激光雷达。

侧视雷达：从平台行进方向的侧方发射雷达，然后接收目标返回的后向散射波

毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：微组装在微波遥感 中的应用 作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 电子工艺与管理 作者所在班级： 08251 作 者 姓 名 ： 张昧藏 作 者 学 号 ： 20083025131 指导教师姓名： 王晓 完 成 时 间 ： 2011年6月10日

北华航天工业学院教务处制

北华航天工业学院毕业论文

北华航天工业学院电子工程系

毕业设计（论文）任务书

姓 名： 张昧藏 专 业： 电子工艺与管理 班 级： 08251 学号： 20083025131 指导教师： 王晓 职 称： 副教授 完成时间： 2011-6-10 毕业设计（论文）题目：微组装在微波遥感中的应用 设计目标：利用电子工艺和封装与微组装的理论知识，实现能合理熟

武汉大学遥感信息工程学院 《遥感原理与应用》试卷（A）》 2006 武汉大学2005—2006学年下学期 《遥感原理与应用》试卷（A）

学号： 姓名： 院系： 专业： 得分 一、名词解释：（15）

1．绝对黑体 2．大气窗口 3．图像融合 4．距离分辨力 5．特征选择 二、简答题（45）

1． 分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 2． 遥感图像处理软件的基本功能有哪些？

3． 遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？ 4． 写出ISODATA的中文全称和步骤。 5． 比较多光谱TM图像与SAR图像的异同点？ 6． 写出MODIS中文全称，指出其特点。

7． 写出与遥感有关的书和专业杂志（至少各3种），遥感的应用领域（至少5个）。 8． 描述像点和地物点之间关系的主要模型有哪些，写出其通用数学模型，指出各自适用的传感器。

9． 根据你所学本课程的知识，你认为影响遥感技术发展的主要因素是什么，你有何

见解？

三、

利用被动微波遥感提高土壤湿度分辨率

摘要】土壤湿度对于河水监测预报、水文模型的

建立、气象模型等至关重要，被动微波遥感凭借范围广、对土壤湿度敏感、周期快等优点，在反演土壤湿度方面越来越普遍。但其分辨率较低，提高其分辨率成为广大学者研究的重点。本文对国内外提高其分辨率的方法进行总结研究并提出建议。

关键词】被动微波遥感；土壤湿度；分辨率

0 背景在进行河水监测预报、水文模型的建立、气象模型等都

需要大尺度的土壤湿度数据；为了应用于不同尺度的模型，不同分辨率的土壤湿度数据的需求越来越大。但如此重要的物理量在目前的方法中却没有得到广泛的应用，其主要原因是土壤湿度时间和空间的变化率非常大，使得大范围的观测极其困难。

微波遥感凭借其范围广、周期短等优势，同时对目标具

有一定的穿透能力，不受云、雨、雾的限制，所监测到的数据很少受到土壤表面低矮植被覆盖的影响，在空间、时间大尺度上反演的土壤湿度就更具连续性和准确性。

在过去的几十年中，已经发展了很多从雷达后向散射、

微波遥感亮度温度等数据中获得近地表土壤水分的方法。这些方法的主要依赖于以下两点：（1）微波遥感数据和土壤水

分含量的物理联系较强（特别是低频波段，如L 波段）；（2）

不同传感器获得的观测值的空间/时间分辨率不同。微

利用被动微波遥感提高土壤湿度分辨率

摘要】土壤湿度对于河水监测预报、水文模型的

建立、气象模型等至关重要，被动微波遥感凭借范围广、对土壤湿度敏感、周期快等优点，在反演土壤湿度方面越来越普遍。但其分辨率较低，提高其分辨率成为广大学者研究的重点。本文对国内外提高其分辨率的方法进行总结研究并提出建议。

关键词】被动微波遥感；土壤湿度；分辨率

0 背景在进行河水监测预报、水文模型的建立、气象模型等都

需要大尺度的土壤湿度数据；为了应用于不同尺度的模型，不同分辨率的土壤湿度数据的需求越来越大。但如此重要的物理量在目前的方法中却没有得到广泛的应用，其主要原因是土壤湿度时间和空间的变化率非常大，使得大范围的观测极其困难。

微波遥感凭借其范围广、周期短等优势，同时对目标具

有一定的穿透能力，不受云、雨、雾的限制，所监测到的数据很少受到土壤表面低矮植被覆盖的影响，在空间、时间大尺度上反演的土壤湿度就更具连续性和准确性。

在过去的几十年中，已经发展了很多从雷达后向散射、

微波遥感亮度温度等数据中获得近地表土壤水分的方法。这些方法的主要依赖于以下两点：（1）微波遥感数据和土壤水

分含量的物理联系较强（特别是低频波段，如L 波段）；（2）

不同传感器获得的观测值的空间/时间分辨率不同。微

武汉大学遥感信息工程学院 《遥感原理与应用》试卷（A）》 2006 武汉大学2005—2006学年下学期 《遥感原理与应用》试卷（A）

学号： 姓名： 院系： 专业： 得分 一、名词解释：（15）

1．绝对黑体 2．大气窗口 3．图像融合 4．距离分辨力 5．特征选择 二、简答题（45）

1． 分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 2． 遥感图像处理软件的基本功能有哪些？

3． 遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？ 4． 写出ISODATA的中文全称和步骤。 5． 比较多光谱TM图像与SAR图像的异同点？ 6． 写出MODIS中文全称，指出其特点。

7． 写出与遥感有关的书和专业杂志（至少各3种），遥感的应用领域（至少5个）。 8． 描述像点和地物点之间关系的主要模型有哪些，写出其通用数学模型，指出各自适用的传感器。

9． 根据你所学本课程的知识，你认为影响遥感技术发展的主要因素是什么，你有何

见解？

三、

遥感原理与应用

习题

第一章电磁波及遥感物理基础

名词解释：

1、 遥感 2、遥感技术 3、电磁波 4、电磁波谱 5、绝对黑体 6、绝对白体

7、灰体 8、绝对温度 9、辐射温度 10、光谱辐射通量密度 11、大气窗口12、发射率 13、热惯量 14、热容量 15、光谱反射率 16、光谱反射特性曲线

填空题：

1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由、、、、、 、等组成。

2、绝对黑体辐射通量密度是和的函数。 3、一般物体的总辐射通量密度与和成正比关系。

4、维恩位移定律表明绝对黑体的乘是常数2897.8。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向方向移动。

5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为μm

选择题：(单项或多项选择)

1、 绝对黑体的 ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。 2、 物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系 ①反射率 ②发射率 ③物体温度一次方 ④

物体温度二次方 ⑤物体温度三次方 ⑥物体温度四次方。

3、 大气窗口是指 ①没有云的天空区域 ②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能

穿过大气的电磁波谱段 ④没有障碍物阻挡的天空区域。

4、 大气瑞利散射①与波长的一次方成