微波遥感的应用
微波遥感原理和应用
微波遥感原理和应用
微波遥感是一种利用微波辐射来获取地球表面信息的技术，具有遥感技术的特点，可以在遥远的地方获取地球表面信息。
微波遥感技术可以应用于农业、林业、水资源、气象、城市规划、地质勘探、环境监测等领域。
其中，农业方面的应用主要包括农作物生长状态、土壤水分含量、农田水分利用效率等；林业方面的应用主要包括森林生态系统的监测和管理；水资源方面的应用主要包括水资源量的监测和管理；气象方面的应用主要包括气象预报和气候变化研究等。
此外，微波遥感技术还可以用于对城市建设和规划进行监测和管理，对地质勘探和环境监测也具有重要的应用价值。
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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。
遥感影像在农业土壤质量监测中的应用
遥感影像在农业土壤质量监测中的应用在当今农业领域，随着科技的不断进步，遥感影像技术正逐渐成为监测农业土壤质量的重要手段。
这一技术的应用，为农业生产的科学化、精准化管理提供了有力的支持，对于保障粮食安全、实现农业可持续发展具有重要意义。
遥感影像技术，简单来说，就是通过卫星、飞机等平台搭载的传感器，获取地球表面的电磁波信息，并将其转化为图像数据。
这些图像包含了丰富的地表特征信息，包括土壤的物理、化学和生物特性等。
通过对这些信息的分析和处理，我们可以深入了解土壤的质量状况。
农业土壤质量的监测是农业生产中的关键环节。
优质的土壤能够为作物提供充足的养分和水分，促进作物的生长和发育，从而提高产量和品质。
然而，土壤质量受到多种因素的影响，如土壤类型、土地利用方式、施肥管理、气候变化等。
传统的土壤质量监测方法通常需要实地采样和实验室分析，不仅费时费力，而且只能获取有限的点数据，难以全面反映大面积土壤的质量状况。
而遥感影像技术的出现，有效地弥补了这些不足。
遥感影像技术在农业土壤质量监测中的应用主要包括以下几个方面：首先是土壤类型的识别和划分。
不同类型的土壤在遥感影像上呈现出不同的光谱特征。
通过对这些光谱特征的分析，可以准确地识别和划分土壤类型。
这对于合理规划农业生产、选择适宜的作物品种具有重要的指导意义。
其次是土壤肥力的评估。
土壤肥力是衡量土壤质量的重要指标之一，包括土壤中的有机质含量、氮、磷、钾等养分的含量。
遥感影像可以通过监测植被的生长状况来间接反映土壤肥力。
例如，植被生长旺盛的区域通常表明土壤肥力较高，而植被生长不良的区域可能暗示土壤肥力不足。
此外，还可以利用特定的遥感波段和指数来直接估算土壤中的养分含量。
再者是土壤水分的监测。
土壤水分对于作物的生长至关重要。
遥感影像可以通过热红外波段获取土壤的温度信息，进而推算土壤水分含量。
同时，微波遥感技术还能够穿透云层，实现对土壤水分的全天候监测。
另外，遥感影像还可以用于监测土壤的污染状况。
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。
航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用
航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用微波遥感技术是一种利用微波辐射进行地球观测的技术，可以获取地表和大气的信息，对于航空航天工程而言，微波遥感技术尤为重要。
本文将探讨航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用。
一、航空航天微波遥感技术的原理与分类航空航天微波遥感技术是利用微波辐射进行地球观测的一种无人方式，利用微波辐射可以穿透云层、大气、厚云雾和植被，获取地表和大气的信息。
航空航天微波遥感技术可分为主动和被动两大类。
主动微波遥感技术是指通过发射不同频率和极化的微波信号，然后接收和分析反射回来的信号来获取地球表面地物的信息。
主动微波雷达技术被广泛应用于地质勘探、油田探测、冰雪监测等领域。
被动微波遥感技术则是通过接收和分析自然环境中发出的微波辐射信号，用以获取地球表面和大气的信息。
被动微波遥感技术常常用于天气预报、气候演变、海洋观测等领域。
二、航空航天微波遥感技术的应用领域1. 气象预报和天气研究航空航天微波遥感技术在气象预测和天气研究中发挥着重要的作用。
通过接收自然发出的微波辐射，可以获取大气中水汽含量、降水形式和强度等信息，从而提供准确的天气预报和气候演变的数据支持。
2. 地质勘探航空航天微波遥感技术在地质勘探中也起到关键的作用。
通过主动微波雷达技术，可以探测地下油气田、矿产资源等地质结构。
微波雷达的高穿透能力可以穿透地下物质，获取地质结构信息，为资源的开发和勘探提供重要依据。
3. 环境监测航空航天微波遥感技术在环境监测方面也有广泛应用。
通过被动微波遥感技术，可以监测海洋温度、海洋表面风速、海冰覆盖度等信息，在海洋生态环境保护和渔业资源管理上发挥重要作用。
此外，在城市空气质量监测、水体污染监测等环境保护领域，航空航天微波遥感技术也是不可或缺的工具。
4. 农业生产航空航天微波遥感技术在农业生产中有着重要的应用。
利用微波遥感技术可以获取土壤含水量、作物生长状况、农田温度等信息，为农业生产提供科学依据。
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。
IDL在海洋微波遥感数据处理中应用
第３ １卷增 刊 １ ２ １年 ６月 ０Ｉ
计 算 机 应 用
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文章编号 ：０ １— ０ １ ２ １ ） ｌ一 ２４— ３ １０ ９ ８ （ ０ １ ｓ ００ ０
０ 引言
近年来 ， 海洋微 波遥感得到了世界遥感界 的普遍重视 ， 得
到 了很 大 的发 展 ， 波 遥 感 的需 求 越 来 越 广 泛 。海 洋 监 测 是 微
其他遥感方 不能 式所 提供的 信息。 １ ＩＬ开发方式分析 Ｄ
Ｉ Ｌ开 发 应 用 程 序 主 要 有 三 种 方 式 ， 独 立 开 发 、 于 Ｄ 即 基 Ｅ Ｖ （ ｎｉ ｎ ｅｔ ｒ ｉ ａｚ ｇＩ ａｅ） 次 开 发 和 混 合 开 Ｎ Ｉ Ｅ ｖ ｍ ｎ ｆ ｓ ｌ ｉ ｍ ｇｓ 二 ｏ ｒ Ｖ ｕ ｉｎ ｏ 发。
１ １ 独 立 开 发 ．
对地观测体系 中的一个重要 的组成部分 ， 民用及军 事应用 在 中均具有重要 意义 【 。 目前 ， 波遥 感 在海洋探 测 中， 波 ｌ 】 微 微 辐射计可用于测海洋 温度 、 面风速 、 海 海水盐度 、 海面油污染
及海冰厚度、 面积、 山、 冰 冰龄等 ； 微波散射计可用于测海 面风 速 、 面风 向等 ； 海 微波高度 计可测海面 风速、 面高度 、 海 波高 、 流 向、 流速 、 向等 ； 波 合成孔径 雷达 （ ｙｔｅ ｃＡ ｅｔ ｅＲ ｄ ｒ Ｓｎｈｔ ｐｒ ｒ ａａ， ｉ ｕ
电波环境研究在微波遥感中的应用_康士峰
收稿日期:2004209225;修订日期:2004212214作者简介:康士峰(1966-),男,博士、研究员,主要从事雷达、通信和微波遥感中的电流环境特性方面的研究。
电波环境研究在微波遥感中的应用康士峰1,牛 虹2(1.中国电波传播研究所,山东青岛 266071;21郑州大学信息工程学院,河南郑州 450052)摘要:电波环境特性与微波遥感技术的研究和应用之间具有紧密的联系。
与光学和红外等其它遥感手段相比,微波遥感以全天候全天时工作能力、穿透性强和多频段与极化信息丰富等特点受到遥感界的重视,特别是随着理论和技术的发展,微波成像和遥感信息解译(判读、反演、分类、识别等)能力不断提高,微波遥感的应用得到了迅速的发展,微波信息原有的不足得到了很大的改善。
但是,电波环境效应的影响却制约了微波定量遥感和成像技术的进一步发展。
电波环境在微波遥感中的作用可以分为两个方面,一是直接作为微波遥感的目标或对象,如地表特征信息;二是作为对遥感目标的影响参与遥感过程。
针对微波遥感中的电波环境效应影响,分析了相关的电波环境因素和条件,讨论了相应的几何和物理分析方法与模型。
关 键 词:电波传播;环境;散射;地表;对流层;电离层;微波遥感中图分类号:TN 01;T P 72216 文献标识码:A 文章编号:100420323(2005)01200422071 引 言随着微波遥感技术的进步,星载雷达越来越成为军事和民用遥感、环境监测、资源评估、目标探测和识别等多种目的的主要手段。
国际上以美国、加拿大、法国、日本等发达国家为代表的空基微波遥感已从探索实验逐渐进入实用阶段,我国神舟4号飞船多模态微波遥感器(高度计、散射计和辐射计)的在轨运行表明微波遥感在我国将进入一个快速发展的新阶段,随后以多种微波遥感器为主要载荷的多颗对地观测卫星也将投入发射和运行。
尽管星载微波遥感在多个方面都已取得了令人瞩目的成就,但是与之相关的技术、理论以及先进观测设备的开发仍是微波遥感技术发展中的主要问题。
合成孔径雷达遥感在林业中的应用
合成孔径雷达遥感在林业中的应用合成孔径雷达（SAR）是一种主动微波遥感技术，利用雷达系统向地面发射微波信号，然后接收反射回来的信号。
合成孔径雷达技术具有成像能力、全天候观测能力和独立于光照条件的能力，因此在林业资源管理和监测中有着广泛的应用。
一、林业资源调查与监测合成孔径雷达遥感技术可以应用于林业资源调查和监测中，通过对森林覆盖面积、树种分类、森林存活率等指标的监测，可以为林业资源的合理利用和管理提供数据支持。
通过合成孔径雷达技术获取的图像数据，可以对区域内的植被覆盖情况进行高精度的识别和分类，为森林资源类型和数量进行准确评估提供了有力的手段。
合成孔径雷达技术在林业资源调查与监测中的应用主要包括以下几个方面：1. 森林覆盖面积测量：合成孔径雷达技术能够穿透植被覆盖，实现对林地的全天候监测，具有较高的遥感成像能力，可以精确测量森林覆盖面积。
2. 森林结构参数提取：通过合成孔径雷达技术获取的遥感图像数据，可以提取森林结构参数，包括树冠高度、树冠密度、干扰度等，为森林资源调查提供了重要的信息。
3. 森林类型分类：合成孔径雷达技术具有较强的穿透性能，能够有效区分不同类型的植被。
通过对合成孔径雷达数据的处理分析，可以实现对不同类型的森林进行准确分类。
4. 森林灾害监测：合成孔径雷达技术可以实现对森林灾害（如火灾、虫害、病害等）的监测和评估，及时发现并监测森林灾害的发生和发展趋势，为防治和救灾提供技术支持。
二、森林资源管理与保护合成孔径雷达遥感技术在森林资源管理与保护中的应用主要包括了森林资源监测、森林火灾监测、森林病虫害监测等方面。
1. 森林资源动态监测：利用合成孔径雷达技术，可以实现对森林资源的动态监测，包括森林覆盖变化、森林生长状态、人工林更新等动态信息的监测，为森林资源管理提供科学依据。
三、森林环境保护与修复合成孔径雷达遥感技术在林业环境保护和修复方面也具有重要的应用价值，主要包括了森林资源评估、植被生态监测、生态环境修复等方面。
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。
微波遥感技术监测土壤湿度的研究
微波遥感技术监测土壤湿度的研究土壤湿度是描述土壤水分状况的重要参数，对于农业生产、水资源管理和地球系统科学等领域具有重要意义。
传统的土壤湿度监测方法通常依赖于现场采样和实验室分析，这些方法不仅费时费力，而且难以实现大范围、实时性的监测。
近年来，微波遥感技术的发展为土壤湿度的监测提供了一种新的解决方案。
本文将介绍微波遥感技术监测土壤湿度研究的现状、技术原理、实验方法、实验结果和实验讨论，以期为未来相关研究提供参考。
微波遥感技术监测土壤湿度具有许多优点。
微波信号对水分子具有独特的敏感性，可以准确反映土壤水分状况。
微波遥感技术具有穿透性强、不受云层和恶劣天气条件影响的特点，可以实现全天候、大范围的监测。
然而，目前微波遥感技术监测土壤湿度仍存在一些不足之处，如受土壤类型、地表覆盖物和气候条件等因素影响，以及缺乏统一的定标方法和数据产品标准。
微波遥感技术监测土壤湿度的原理主要基于微波的传播、反射和吸收特性。
当微波信号遇到湿润的土壤表面时，部分信号会被反射回来，而另一部分信号会穿透土壤并被土壤中的水分子吸收。
通过对反射和吸收的微波信号进行测量和处理，可以反演得到土壤湿度信息。
土壤中的有机质、含盐量和质地等成分也会对微波信号的传播和反射产生影响，因此在实际应用中需要考虑这些因素对土壤湿度监测结果的影响。
实验设计：本文选取了农田、森林和草原三种不同类型的土壤进行实验，以研究不同土壤类型对微波遥感技术监测土壤湿度的影响。
实验中使用了X波段和Ku波段的微波辐射计对土壤表面进行测量，并收集了同步的气象数据和土壤样本。
数据采集：在每个土壤类型中选取5个典型点进行测量，每个点连续测量5次，以取平均值减小测量误差。
在每个测量点收集同时段的气象数据，包括气温、相对湿度、风速等。
还采集了每个点的土壤样本，用于实验室分析。
数据处理：对采集的微波辐射计数据进行预处理，包括去除噪声、滤波等，以提高数据质量。
利用反演算法对滤波后的数据进行处理，得到每个测量点的土壤湿度值。
微波遥感在洪水探测中的应用研究
约 ４０ ０ １ ０ Ｏ ｏ
５ １ Ｏ
ｌ下行数据
１ｏ ｏ
１ｏ ｏ
１０ ｏ
０ ． ９
０ ． ９
力强 ， 具有全天时 、 天候 的优点 ， 全 已成为洪水探测的首选。 在微波遥 感中 ， 星载雷达是获取地球信息的重要技术 。２０ ０２ 年 ３月 １日， 欧洲太 空局发 射 了 Ｅ Ｖ Ｓ Ｔ对 地观测 卫星 ， 所 Ｎ ＩＡ 其 携 带的先进 的合成孑 径雷 达（ ｓ Ｒ） Ｌ Ａ Ａ 能够 提供高 质量 的微波遥 感影像数据 ， 可以很好地用来 进行 洪水探 测 ［。 １ ］
ｌ 本研 究 的 目的
洪灾是我 国发生频率 高 、 害范围广 、 国民经济影响最为 危 对 严重的 自然灾害 。洪水灾害每年所带来的损失是十分巨大的 ， 对 洪灾的监测和评估意义重大。其 中， 一个重要 的问题就是洪水 区
的快速提取。近年来 ， 遥感与 ＧＳ的迅速发展给我们提供 了很好 Ｉ 的技术支持。特别是微波遥感 不受云 、 、 雨 雾等天气的影响 ， 穿透
图 １ ＡＡ Ｓ Ｒ影像 的处理流程 图 处理结果见 图 ２ 图 ４ ～ 。
ＢＳ Ｅ Ｔ是欧洲太 空局 开发 的一 款针对 Ｅ Ｓ Ａ Ａ Ｒ 、 Ｓ Ｒ等 雷达数 据 的处理软件 ， 具有简单 实用 的特点 。这里运用 Ｂ Ｓ Ｅ Ｔ对 Ａ Ａ ＳＲ
郭建平 ， 李卫彬
孤 岛煤柱 内主运输皮带大巷加固技术
像在洪水探测方面 的处理流程图 。
ＱＩ Ｇ Ｓ软件 中进行后续 的图像处理 ， 并做 出相关 的应用分析 ， 最终
得到处理分析 图。Ａ ＡＲ影像的处理流程见图 １ Ｓ 。
Ａ ＡＲ影像 图 Ｓ
２ 遥 感影 像 的处理 流 程
浅析D_InSAR在煤矿开采沉陷监测中的应用
浅析D -I nS AR 在煤矿开采沉陷监测中的应用3李晶晶,郭增长(河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作 454000)摘要:文章通过分析合成孔径雷达差分干涉测量(D -I nS AR )技术在矿区的应用,为矿区开采沉陷监测怕进一步研究和应用提供新的技术方法,从而弥补常规沉陷监测技术的不足,为开采沉陷预计等提供更多数据。
该文分析了国内外合成孔径雷达干涉测量(I nS AR )和D -I nS AR 技术发展及其在矿区地表沉陷监测中的应用成果和存在的问题,提出一些解决方法,并为实现煤矿区开采沉陷实时动监测等提供技术支持。
关键词:差分干涉技术;开采沉陷;矿区监测中图分类号:T D327 文献标识码:B 文章编号:1001-358X (2006)02-0079-03 3河南省创新人才工程项目(编号:2005KYCX013) D -I nS AR 技术是微波遥感的一个重要应用,通过与差分干涉技术相结合,可提供厘米级或更微小的地球表面形变监测,如地震形变、火山运动、大气变化、冰川漂移、地面沉降以及山体滑坡等的监测,其观测精度已经达到厘米甚至毫米级。
另外还具有全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖特征的特点,能够提供矿区短周期内空间连续曲面的形变信息,可满足沉陷监测要求,弥补地面传统测量离散点的不足,监测成本低;图像的空间分辨率一般在10m 到30m ,可提供矿区高水平和垂直分辨率的三维数字模型;获取一幅图像的时间一般为3到35天,监测周期短,是现有的沉陷监测手段的有益补充。
1 D -I nS AR 测量的基本原理概述D -I nS AR 技术是I nS AR 技术的扩展,相干成像也是雷达干涉测量的出发点,通过在星载或机载的雷达天线(单天线或是双天线),现在一般采用星载系统主动向地面目标发射电磁波,并接收地面目标的后向散射回波,由于两幅天线和观测目标之间的几何关系,同一目标对应的两个回波信号之间产生了相位差,通过图像的联合处理提取相位差图,即干涉图,干涉纹图中包含了斜距向上的地面点与两天线距离差的精确信息,这种差值包含大气延迟影响、平地效应、地形起伏、噪声以及两次成像过程中地表发生的细微变化,基于对干涉图的进一步处理和分析,来提取地表的信息的技术。
微波遥感技术的应用现状综述
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目前 国内 已开 发出新型防 冻呼 吸阀 ，这 种阀既 解决 了冬天 冻结 的 问题 ，而且 由于结 构 的改 进 ，又可 以 降 低呼 吸 损耗 。 ３ ３ 用 气 相连 通 工 艺 ．采 在收发油 作业 中 ，为防止 油气排 向大气 ， 可把 储存同类 油 品的多个 储罐 的气相 用管线连通 ，使一 个油罐 收油时排 出的 气 体被同时 向外发油或有 留空高度的 油罐吸收 ，以达到 平衡。 或 者 将 连 通 线 与 集 气 罐 相 连 ，构 成 一 个 密 封 的 集 气 系 统 。 集 气 罐 的 容 积 可 根 据 系 统 的 压 力 状 况 自动 调 节 ， 采 用 气 相 连 通 工 艺 措 施 ，应 考 虑相应 的安全 措施 和 油 品 自动 计量 装 置 。 ３ ４降 低 油 罐 内温 度 及 变 化幅 度 ． （ ） 定 合 理 的 油 品 进 罐 温 度 和 储 存温 度 。 １确 （） ２ 水喷淋冷 却 ：水 由罐顶 沿罐壁流下 ， 由于吸热 不断带走 热 量 ，可 有 效 地 降 低 油 罐 气 体 空 间温 度 ， 而 且 降 低 油 面 温 度 和 昼夜 温 度 变化 幅 度。 （ ） 装 反射 隔 热 板 ：这 种 隔 热 板 ， 是利 用 空 气 夹 层 的绝 热 ３安 作 用 及 隔 热 板 内 外 层 涂 上 的 白 色 涂 料 的 反 射 作 用 ， 有 效 降 低 油 罐的小呼吸损耗。 ３ ５ 确 选 用 涂 料 颜 色 ．正 油罐的徐 料应选 用能反 射光线 ，特 别是 热效 应夫的红 光 及 红 外 线 ， 且 反 射 阳 光 性 能 稳 定 的 涂 料 ， 实 验 表 明 ， 白 漆 降 耗 效 果 最 好 ，铅 灰 次 之 。 ３ ６ 强 操 作 管 理 ．加 （ ） 强油罐附件 的维修 ， 持油 罐的严密性 。 １加 保 （ ） 强油品调度 ， 可 能降低油罐 留空高 度 。 ２加 尽 ３ 降低油 品蒸发损耗 的措施 ． （） ３改进油 罐的收发操 作 ，在条 件允许 时尽可能 减 少油罐 中 降 低 油 品 蒸 发 损 耗 ，不 仅 可 大 大 降 低 储 运 系 统 中 油 品 数 量 油 品 的 周 转 次 数 ， 适 时 收 发 油 ，尽 可 能 在 大 气 降 温 阶 段 收 油 ， 的损失 ，而 且可保证油 品质量 ，减少烃 蒸汽对环 境的污染 。 在 收 油 速 度 宜 快 ， 发 油 可 在 大 气 升 温 阶 段 ， 发 油 速 度 宜 馒 ， 发 不断深 化对蒸 发损耗影 响因素的认识 的基础 上 ，采取 了以 下有 油 后 应 立 即 安 排 进 油 。 这 些 措 施 都 有 利 于 降 耗 。 效 措 施 ，并取 得 了 良好 的效 果 。 ３ １ 确 选 择 储罐 类 型 ．正 ４ 结束语 存储 原油和汽 油等挥 发性 油料 ，浮 顶罐和 内浮顶罐是 有效 综 Ｉ所 述 ，油 品 蒸 发 损 耗 会 降 低 油 品 质 量 ，数 量 ， 直接 ： 的防耗 设备 ，其 基本结构形 式消除 了气体空 间 ，可降低大呼 吸 影 响企 业的经济效 益 ，亟待 引起 各级 管理 人 员、 各类石油库和 和 小呼 吸损 耗 ，保 证 油 品质量 ，减 少对 环境 的 污染 。对蒸 汽 加 油 站 经 营 者 的 足够 重 视 。 住 一定 意 义 讲 ， 重 视 油 品 蒸 发 损 压较高 的油品宜采 用低压储罐 ，以 消除小呼 吸损耗 。在满足操 耗 问 作 要 求 的 条 件 下 ，宜 选 用 大 容 量 储 罐 。 ３ ２ 用新 型 防 冻 呼 吸 阀 ．采
微波遥感农业应用研究进展
２ 微 波 遥 感 农 业 应 用 研 究
限性 ， 应鼓励利用 ＳＩ图像进 行农 作物 和土壤 评估 的研 究 。 Ａｌ
微波 遥 感 在 农 业 中 的 应 用 研 究 已 经 在 国 内 外 广 泛 开 展 ～ ， 笔者介绍 了植被 的微波 散射 与辐 射 的物 理 机 理 ， 述了近 ２ 年来 微波遥感在农 作物 识别 和 面积提取 、 综 （ ） 长
２ １ 农作物识 别与面积提取 ．
农作物 识别 是建立一 个农 作
物监 测系统关键 的第 ｌ 。对农 作物 进行识别 后 ， 以估 算 步 可 每种 作物类型 的种植 面积 ， 而为基于 面积的农 作物管理 提 从 供统计 数据 ， 并为估产 模型提供输 入参数 。利用遥感 进行 农
势监测 和农 作物 覆盖下的土壤水 分监测 、 产量 估算 研究 的最 新进 展 ， 展望 了未来微 波遥 感农业 应用 研究 的重点 ， 望 能 期 为 国内微波 遥感 在农 业方面的研究 应用提供参考 。
究对象 的几何特 性 和介 电特性 。通 常按 照工作 模 式可 以把
微波传感器分成 两类 ： 主动式 和被动式微 波传 感器 。主动式
微波传感器 自己提供 照射源 ， 发射机 和接收机 ， 有 例如雷 达 、 散射计 和高 度计 ； 被动 式微波 传感 器仅 是一部 接收 机 ， 以 可 测 量被 观察场景发 出的辐射 ， 如微波 辐射计 。
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Ｄ） Ａ 和国家海洋大气 局（ Ｏ Ａ 等机构联 合开展“ ＮＡ ） 大面积农 作 物 估产 实验（ Ａ Ｉ）计划 以来 ， Ｌ． Ｅ ” Ｃ 遥感 在农业 方 面逐 步得 到应 用 。２ ５年后 ， 项 目的 负 责人 美 国农 业 部 的 Ｍ ｒｎ等 ＿ 对 该 ｏａ ２ Ｅ Ｓ２Ｓ Ｉ数据和 Ｌｎｓｔ Ｍ数据进 行农作物 和土壤状况 监 Ｒ － Ａｌ ａｄａ Ｔ 测 的比较 ， 认为光学遥感 存在不能穿 透云层 和大气 衰减 的局
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微波遥感概述[摘要]微波遥感由于其具有全天候全天时和穿透能力的优势已被广泛应用，能穿过云层，还可能探测地下结构，随着空间分辨率的不断提高，高分辨率合成孔径雷达(SAR)与多通道辐射计成像技术的发展，以及多源、多极化、多通道、多视角、多用途、主动与被动、多系列、连续多年的空间遥感计划的进行，已使微波遥感成为空间遥感发展最前沿的技术。
本文主要概述了微波遥感的原理及工作方式，介绍了雷达遥感理论，着重讲述了雷达方程、雷达系统后向散射系数、雷达系统参数，从而增强对微波遥感及其应用的认识和理解。
[关键字]微波遥感，雷达，应用，特点Summary of microwave remote sensingAbstract：Microwave remote sensing because of the advantage of penetration and all day’s has been widely used, it can go through the clouds, can also detect underground structure, with the continuous improvement of spatial resolution, high resolution synthetic aperture radar (SAR) and the development of multi-channel radiometer imaging technology, as well as the source, multi-polarization, multi-channel, perspective, multi-purpose, active and passive, more series, continuous space remote sensing plan for many years, it has made microwave remote sensing at the cutting edge in the development of space remote sensing technology. This paper summarizes the principles of microwave remote sensing , introduces the theory of radar remote sensing, focuses on the radar equation, radar system backward scattering coefficient, radar system parameters, so as to enhance understanding and the understanding of microwave remote sensing and its application.Keywords:Microwave remote sensing, radar, application, characteristics1 微波遥感原理概述在电磁波谱中，波长在1mm-1m范围内的电磁波称微波。
微波遥感是电磁波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。
微波遥感按工作方式可分为主动微波遥感和被动微波遥感两种。
主动微波遥感与被动微波遥感的区别在于系统自身是否发射微波波束。
被动微波遥感自身不发射只接收而主动微波遥感则是自身发射并接收信号。
雷达属于主动式微波遥感。
微波遥感的基本原理是目标地物被发射的已知的微波信号照射之后，目标地物会感应出电荷的变化而被再次辐射，产生散射回波。
目标地物的性质不同使得对不同微波信号的调制作用也不同。
在这种情形下，散射回波和入射信号也相应具有不同的性质。
散射回波和入射信号的性质因目标地物对微波信号的调制作用而不同。
这种调制作用取决于它自身的物理结构，且因地物的不同而不同。
雷达系统发射和接收电磁波，在电磁波与地表相互作用的过程中，电磁波信息被量化，借此分析电磁波信息的变化情况，再结合实际地表的特性，即可反演出地表参数。
2 电磁波谱与电磁波的传播在空间传播着的交变电磁场，即电磁波。
它在真空中的传播速度约为每秒30万公里。
电磁波包括的范围很广。
实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。
它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。
光波的频率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和γ射线的频率则更高，波长则更短。
为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率、波数、能量的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱，如图2.1所示。
图2.1 电磁波谱不同的电磁波产生的机理和产生方式不同。
无线电波是可以人工制造的，是振荡电路中自由电子的周期性的运动产生的。
红外线、可见光、紫外线；伦琴射线；γ射线分别是原子的外层电子、内层电子和原子核受激发后产生的。
在电磁波谱中各种电磁波由于频率或波长不同而表现出不同的特性，如波长较长的无线电波很容易表现出干涉、衍射等现象，但对波长越来越短的可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线要观察到它们的干涉衍射现象就越来越困难。
但是从电磁波谱中看到各种电磁波的范围已经衔接起来，并且发生了交错，因此它们本质上相同，服从共同的规律。
3 雷达方程与雷达后向散射系数雷达的最基本任务是探测目标并测量其坐标，因此，作用距离是雷达的重要性能指标之一，它决定了雷达能在多大的距离上发现目标。
作用距离的大小取决于雷达本身的性能，其中有发射机、接收系统、天线等分机的参数，同时又和目标的性质及环境因素有关。
雷达遥感的基本过程大致如下：由发射机通过天线在很短的时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，随后再利用该天线接收反射信号进而将其显示出来。
不同物体，回波信号的振幅、相位不同，故接收处理后，可测出目标地物的方向、距离等数据。
3.1 雷达方程在遥感中，用来表达雷达系统参数、目标和信号之间相关性的方程被称为雷达方程。
雷达波束为球面波，其反射的回波信号也是球面波，只不过二者的中心不一样。
前者是以天线为中心，后者是以地物为中心，如图3.1表示了雷达系统、探测目标、接收信号三者的关系。
图3.1 雷达工作发射接收示意图雷达方程定义如式（3-1）()A R G G P P t r t r 04324σπλ= (3-1)式中，A 为雷达波束照射到地物的面积，λ为入射波长，0σ为地物单位面积的平均散射系数，R 为雷达天线距离目标中心的距离，r G 为接收天线的增益，t G 为发射天线的增益，r G 与t G 在数值上相等。
3.2 雷达后向散射系数假设发射天线和接收天线均对准目标，则目标截获功率与入射功率成正比，即式（3-2）t t S P σ= （3-2） 式中t P 为雷达的入射功率 ，tS 为入射功率密度，σ为目标接收雷达信号的等效面积，称为雷达截面。
实际上雷达接收天线在给定方向上观察到的散射单元的散射截面等效于各向同性的理想散射体在该方向上的散射功率密度与散射单元相同时的散射截面，从数学上讲，雷达散射截面等于各向同性散射体总的散射功率与散射单元接收到的入射功率密度之比，这就是雷达散射截面的物理意义。
与散射截面的物理意义类似，特定方向上面目标的散射系数可定义为：给定方向上的散射系数，等于该方向上的散射功率密度与各向同性的理想散射单元在接收天线处散射功率密度之比。
雷达的后向散射系数被定义为：入射方向上的单位照面上的雷达散射截面，一般用0σ表示。
0σ的大小与被照射地物目标的几何、物理特性有关，其中物理特性主要是目标介电常数：目标介电常数越大，0σ越大，几何特性主要是地表粗糙度：当表面越粗糙或入射角非常小时，0σ越大。
为了扩大散射系数的动态范围0σ通常以分贝表示，表达式如式（3-3）：)(log 10d 221000-=m m B σσ）（ （3-3） 4 雷达系数参数 雷达后向散射系数主要受雷达系统参数及地表参数的影响，其中雷达系统参数包括：入射频率或波长、极化方式、雷达入射角等。
4.1 波长或频率 波长或频率不同，地物的介电常数也不一样，进而导致电磁波对地物的反射能力和穿透力存在一定的差异。
4.2 雷达极化方式极化就是指雷达天线发射或者接收的电磁波电场的方向，通常我们所说的是不随时间改变的线极化。
线极化有两种，一种是水平极化，其是电场方向垂直雷达波入射面方向，一种是垂直极化，其是电场方向与雷达波入射面平行。
雷达的极化方式包括以下几种情况：VV极化、VH极化、HV极化、HH极化，四种极化方式的前一个字母表示发射天线的极化方式，后一个字母表示接收天线的极化方式。
一般情况下，VV极化和HH极化成为雷达的同极化方式，而VH极化和HV极化称为交叉极化方式。
如图4-1所示：图4-1 雷达极化方式4.3角度参数图4-2 雷达系统成像角度参数入射角指雷达入射波与当地水准面垂线间的夹角，是雷达后向散射系数之一。
上图分别给出了雷达入射角与雷达本地入射角的区别。
雷达本地入射角指雷达入射波束与地球表面法线方向间的夹角，这个角度描述了入射波同实际地面自然形成的一个夹角。
本地入射角的改变也会影响雷达的后向散射。
5 微波遥感的特点5.1 微波遥感的优越性微波波长范围为1mm~1000mm之间，比可见光和红外波长要长，微波遥感就是利用某种传感器接受地面各种地物发射或反射的微波信号，藉以分析和分别地物，提取所需信息。
微波主要有以下优越性：1）能穿云透雾、雨雪，具有全天候工作能力，白天晚上都能成图。
2）具有一定穿透能力，波长越长，穿透能力越强。
比如能穿透森林获取森林下面的地形；穿透土壤，获取土壤下面的古遗迹等等。
3）微波能提供不同于可见光和红外遥感所提供的某些信息。
4）主动雷达遥感不进可以记录电磁波振幅信息，还可以记录相位信息。
5.2 微波遥感的应用1、海洋应用研究，随着资源与环境问题日益尖锐，海洋资源探测、海洋环境监测和海洋要素调查等需求日益迫切。
2、冰雪研究，研究和探测冰雪分布、生成、消融及演变十分重要，它关系到海洋洋流分析、水源水害分析、大气环流分析和气候演变分析，对人类生存环境和农业生态、经济发展关系极大。
3、大气研究，灾害性天气预测、大气含水量测量、大气温度探测和大气成分探测是大气科学研究的主要工作，微波辐射计可以在这方面发挥重要的作用。
4、农业应用，微波遥感在农业方面的应用主要涉及对农作物的识别、农作物生长状况的估计及土壤湿度的分析等。
5、灾害监测，由于微波遥感具有全天时、全天候的特点，因此可以在对突发性灾害的实时监测方面发挥重要的作用。