被动微波遥感原理

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

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

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

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

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

1.微波管参量：带宽、功率等的基本概念、分类 带宽：是指微波振荡器或放大器在一定工作条件下，能满足一定技术指标要求的工作频率范围。分类：绝对带宽，相对带宽，增益带宽，功率带宽，效率带宽，瞬时带宽，调谐带宽，冷带宽，热带宽；功率：连续波状态的功率，脉冲状态的功率，平均功率

2.平板间隙中的感应电流，感应电流的产生过程，渡越角，耦合系数等概念，电子与场的能量交换过程。

??x?Q?S?0Eqk?q(1?)????d其中E为当平板中没有从阴极飞向阳极的电子Q?qa?S?0E2?????qa?qxQ?qk?S?0E1??d?E1x?E2(d?x)?Ed??带只有外加电压Vc时的电场

qa?qk?qx?Qk??Q?qk??Q?q(1?)??d电流是由电荷的变化产生的，因而外电路中的电流：?x?Qa?Q?qa?Q?q()?d?i?dQadt?dQdt?qdxddt?dQdt?qdv?id?dQdt?CdVcdt感应电流：iind?qvd，所以二极管

电极外电路中流过的电流实际上是运动电荷?q在飞行过程中电极上感应电荷的变化引起的，成为感应电流。设注入间隙的密度调制电子流为i?I0?Imsin?t，I0为电流的直流分量，Im为电流的交变分量。选择间隙中间为坐

第八章 遥感图像自动识别分类

名词解释：遥感图像自动分类 光谱特征向量 特征空间 特征变换 特征选择 KL变换 哈达玛变换 KT变换 判别函数 判别规则 错分概率 最大似然法分类 最小距离法分类 监督分类 非监督分类 K均值聚类 混淆矩阵 用户精度 制图精度

1、 遥感图像自动分类：采用决策理论或统计方法，按照决策理论方法，需要从被识别的模式中提取一组反映模式属性的量测值，称之为特征，并把模式特征定义在一个特征空间中，进而利用决策的原理对特征空间进行划分。 2、 光谱特征向量：同名地物点在不同波段图像中亮度的观测量构成一个多维的随机向量X，称为光谱特征向量。

3、 特征空间：传感器接收器输出的是一组n个测量值，这一组几个测量值可以看做是n维空间，称之为特征空间。

4、 特征变换：是将原有的m个测量值集合并通过某种变换，产生n个（n<=m）新的特征，这种方法称为特征变换。

5、 特征选择：从原有的m个测量值集合中，按某一准则选择出n个特征。 6、 KL变换：是一种线性变换，是就均方误差最小来说的最佳正交变换。能够将原来多个波段中的有用信息尽量集中到数目尽可能少的特征图像组中去，达到数据压缩的目的，同时也能使新的特征图像之间互不相关，使新的特征图像包含的信息内容不重叠

第八章 遥感图像自动识别分类

名词解释：遥感图像自动分类 光谱特征向量 特征空间 特征变换 特征选择 KL变换 哈达玛变换 KT变换 判别函数 判别规则 错分概率 最大似然法分类 最小距离法分类 监督分类 非监督分类 K均值聚类 混淆矩阵 用户精度 制图精度

1、 遥感图像自动分类：采用决策理论或统计方法，按照决策理论方法，需要从被识别的模式中提取一组反映模式属性的量测值，称之为特征，并把模式特征定义在一个特征空间中，进而利用决策的原理对特征空间进行划分。 2、 光谱特征向量：同名地物点在不同波段图像中亮度的观测量构成一个多维的随机向量X，称为光谱特征向量。

3、 特征空间：传感器接收器输出的是一组n个测量值，这一组几个测量值可以看做是n维空间，称之为特征空间。

4、 特征变换：是将原有的m个测量值集合并通过某种变换，产生n个（n<=m）新的特征，这种方法称为特征变换。

5、 特征选择：从原有的m个测量值集合中，按某一准则选择出n个特征。 6、 KL变换：是一种线性变换，是就均方误差最小来说的最佳正交变换。能够将原来多个波段中的有用信息尽量集中到数目尽可能少的特征图像组中去，达到数据压缩的目的，同时也能使新的特征图像之间互不相关，使新的特征图像包含的信息内容不重叠