微波遥感选修复习题 .pdf

微波遥感:波长范围为1mm～1m

微波遥感的优越性

微波遥感的主动方式可进行干涉测量，可以对地形变化进行监测

微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力；

微波对地物有一定穿透能力；

微波提供不同于可见光和红外遥感所能提供的某些信息；

微波还可以提供某些附加的特性。

微波遥感的不足

➢雷达传感器的空间分辨能力比可见光和红外传感器低

➢其特殊的成像方式使得数据处理和解译相对困难

➢与可见光和红外传感器数据不能在空间位置上一致

被动微波遥感的典型传感器：微波辐射计

主动微波遥感的典型传感器：高度计、散射计，成像雷达。

电磁波具有波长（或频率）、传播方向、振幅和极化面（亦称偏振面）四个基本物理量。

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。

波的相干性导致微波雷达图像的像片上会出现颗粒状或斑点状的特征。

极化

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。

如果这种变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。

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。

微波与大气

一般电磁波频率越高（即波长越短），大气衰减作用越显著；相反，频率越低（即波长

越长），大气衰减可忽略不计。

大气对微波的衰减作用主要有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。

顺着入射方向的散射分量称为前向散射，逆着入射方向的散射分量称为后向散射。

脉冲是指电压或电流的波形象心电图上的脉搏跳动的波形。（在短时间内突变，随后

又迅速返回其初始值的物理量。）

脉冲宽度：脉冲的持续时间。通常用希腊字母τ表示。

脉冲长度：脉冲在空间传播时从其前沿到后沿的距离。

雷达图像中平行飞行航线的方向称为方位向或航迹向，垂直于航行的方向称为距离向。

多普勒效应

当目标与观测者之间有相对运动时，观测者接收到的频率与波源发出的频率不同，二

者之差为多普勒频移。互相接近时，频率增加，远离时频率减少。

增益＝输出功率/输入功率

辐射方向图

天线辐射能量在三维角空间呈一定的分布，把这种分布归一化后所绘制的曲线称为天

线辐射方向图。

主瓣：在较窄的范围内天线的辐射强度很强，对应这个角度范围的窄立体角内辐射出

大部分天线的辐射功率，这部分天线波束称为天线的主波束或者主瓣。

旁瓣：随着角增加相继出现一些峰值和谷值，并且这些峰值和谷值随的增加而减小，

这些部分被称为旁瓣

有效面积：有效面积为天线在主波束方向垂直平面上的投影面积。

侧视雷达图像的透视收缩和叠掩

侧视雷达图像上山坡长度按比例尺计算后总会比实际长度短。

雷达图像的定标：确定图像的灰度与标准雷达散射截面的关系。

一、雷达定标的一般原理

雷达系统的输入是地物目标回波功率，其输出是图像灰度，输出量与输入量之间的关

系称为传递函数。一般采用标准反射器和标准信号源相结合的方法

图像上对目标雷达截面积或后向散射系数的测量一般可分为三种情况：

（1）同一幅雷达图像上两个不同目标（或区域）的雷达截面积（或后向散射系数）之

间相对测量；

（2）不同幅雷达图像（不同地域、或不同时相、或不同雷达系统）之间雷达截面积或

后向散射系数的相对测量；

（3）雷达截面积或后向散射系数的绝对测量。

相对于这三种测量，雷达定标分成三种：

（1）短时期相对定标（2）长时期相对定标3）绝对定标

外方位元素变化的影响

传感器的外方位元素，即传感器成像时的位置(Xs,Ys,Zs)和姿态角(ψ，ω，κ)。

ψ：航向倾角；ω：旁向倾角；κ：方位旋角。

对于侧视雷达还应加上飞行速度。

遥感图像几何