微波遥感复习资料详解
微波遥感期末知识点复习资料全
1.微波遥感分类• 主动微波遥感，被动微波遥感• 微波辐射计，微波散射计，微波高度计，成像雷达• 真实孔径雷达，合成孔径雷达，机载和星载• 干涉SAR，极化SAR2.微波遥感的意义全天候，全天时，植被穿透性，地表穿透性，独特的遥感机理，干涉测量能力，多极化，多波段，高分辨率，与其它遥感手段互补电磁波谱微波波谱微波波段：0.1-100cm短K->X->C->S->L->P 长为什么星载雷达系统不采用K/P波段？答：K波段波长短，虽然有较好精确性，但是此波长可以被水蒸气强烈吸收，使这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。
P波段波长较长，由于微波穿过大气层时会产生法拉第旋转，低频长波旋转程度大，极大限制了空基P波段微波遥感系统的可行性。
且由于波长较长其分辨率低。
目标的散射特性与哪些因素有关？电磁波辐射在非均匀媒质或各向异性媒质中传播时多方位、多角度地改变原来传播方向的现象，即目标对入射电磁波能量的重定向。
瑞利散射：(a < 0.1λ)散射光波长等于入射光波长，散射粒子远小于入射光波长。
米氏散射：(0.1λ < a<10λ)当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。
光学(非选择性)散射（10λ < a）散射粒子的粒径比辐射波长大得多时发生的散射，散射系数与波长无关。
目标的散射特性首先取决于目标尺寸和雷达波长间的关系（粗糙度），入射角、介电特性（介电常数增加，反射增加）和极化特性。
如何提高真实孔径雷达分辨率？距离分辨率（地距分辨率）Rg = (tc/2) secβ斜距分辨率Rr=tc/2 (沿波束方向)脉冲宽度越小，俯角越小，距离分辨率越高，俯角太小地形影响严重，当俯角一定时，减小脉冲宽度可提高距离分辨率，所以合成孔径雷达在距离向采用脉冲压缩技术chirp（距离压缩）方位向分辨率Ra = (λ/d) R(又R=H/sinβ=H/cosθ )提高方位分辨率=>加大天线孔径，波长较短电磁波，缩短观测距离合成孔径技术合成孔径雷达分辨率与哪些参数相关？距离向分辨率Rg=(tc/2)/cosβ方位向分辨率Ls=βsR=D/2什么是多视？多视：用平均法减低相干观测系统上特有的乘性随机噪声光斑；把合成孔径长度分为N个区间，每区间内方位压缩后相加平均，N为视数降低了空间分辨率，换取辐射分辨率的提高SAR图像有哪些特点？1.穿透性：大气对电磁波的衰减与电磁波有关，波长越长，衰减越小2．斑点噪声：雷达图像上每个像素的信号是电磁波与各微散射体相互之间加强或减弱作用的集成，在影像中以斑点的形式表现出来。
微波遥感 期末复习
微波遥感哟不要第一章：微波遥感：利用某种传感器接收地面各种地物发射或反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取所需信息。
红外遥感是利用0.76~1000微米的红外涉嫌与各类地物关系来进行资源与环境调查和检测。
为什么微波遥感这么具有吸引力，它究竟具有什么优越性？一、微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力。
二、微波对地物有一定穿透能力。
三、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。
四、微波遥感的主动方式，雷达遥感不仅可以记录电磁波振幅信号，而且可以记录电磁波相位信息。
微波遥感分为主动和被动方式。
波长越长，穿透能力越强。
同一种土壤温度越小，穿透越深。
干涉测量：由数次同侧观测得到的数据可以计算出针对地面上每一点的相位差，进而计算出这一点的高程，其精度可以达到几米。
微波主动式传感器获得的图像常成为雷达图像，这是因为成像微波遥感常采用真实孔径雷达和合成孔径雷达，都是由雷达发展而来。
微波遥感也可以采用被动工作方式，这主要是微波辐射计的工作。
微波辐射计目前也成为重要的微波遥感工具。
所谓电磁波，就是以波动形式在空间传播并传递电磁能量的交变电磁场。
电磁波具有波长、传播方向、振幅和偏振面四个基本物理量。
这四个物理量一旦确定，一个平面电磁波就被完全决定了。
一般来说，振幅是指电场振动的幅度，它表示电磁波传递的能量大小，极化面是指电厂振动方向所在的平面。
电磁波的基本特性与微波微波是电磁波的一种形式，因此了解电磁波的一些基本特征也是对微波基本特征的了解。
1.叠加原理2.相干性和非相干性3.衍射4.极化（p7）在一定条件下，任何物体都能向外发射电磁辐射，而这种因热物体都会发射出由这一温度所决定的热辐射，一般只要温度在0 K以上，一切物体都会发射出由这一温度所决定的热辐射。
所有的物体都能吸收电磁辐射，吸收能力越强，其辐射能力也就越强。
大气对微波的衰减作用主要有大气中的水分子和氧分子对微波的吸收，大气微粒对微波的散射。
氧分子的吸收作用较强。
微波遥感复习
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）对植被有一定的穿透能力，依赖于波长和入射角（5）高分辨率，分辨率与距离无关（6）独特的辐射和集合特性（7）干涉测量能力（8）多极化观测能力5、极化，指得是电磁波的电场振动方向的变化趋势。
极化方式有线极化、椭圆极化、圆极化。
第二章微波遥感系统1、常见的微波遥感传感器在海洋、陆地、大气微波遥感应用中，常用的有效的传感器有五种：散射计、高度计、无线电地下探测器（以上为非成像系统）；微波辐射计、侧视雷达（以上为成像系统）。
2、散射计微波散射计是一种有源微波遥感器，专门用来测量各种地物的散射特性。
它是通过测量地物对微波的散射强度，达到测定地物的后向散射系数的相对值。
散射计按照观测方式可以分为以下四类：侧视观测散射计;前视（后视）观测散射计；斜视观测散射计；笔式光束环形扫描散射计。
遥感导论复习资料(全)
填空1.微波是指波长在1mm-1m之间的电磁波。
2.就遥感而言，被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射，使太阳活动对遥感的影响减至最小。
3.1999年，我国第一颗地球资源遥感卫星（中巴地球资源卫星）在太原发射成功。
ndsat和SPOT的传感器都是光电成像型，具体是光机扫描仪、CCD阵列。
5.SPOT1、2、3卫星上有HRV高分辨率可见光扫描仪，可以用作两种观测垂直观测、倾斜观测也是SPOT卫星的优势所在。
6.美国高分民用卫星有IKONOS、QUICK BIRD。
7.灰度重采样的方法有：最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法。
8.四种分辨率来衡量传感器的性能：空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率9.数字图像增强的主要方法有：对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。
10.常用的彩色变换方法有：单波段彩色变换、多波段彩色变换、HLS变换。
11.遥感系统包括五种：目标物的电磁波特性、信息的获取、信息的传输、信息的处理、信息的运用。
12.遥感传感器的探测波段分为：紫外遥感、可见光波段、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。
13.常用的锐化方法有：罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测。
14.目标地物识别特征包括：色调、颜色、阴影、形状、大小、纹理、图形、位置、拓扑结构。
15.地物的空间关系主要表现为：方位、包含、相邻、相交、相贯。
16.地质遥感包括：岩性识别、地质构造的识别、构造运动的分析。
17.试举三个陆地卫星：Landsat、SPOT、CBERS。
18.遥感影像变形的原因有：遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球曲率的影响、地球自转的影响、大气折射。
19.平滑是为了达到什么目的：去除噪声。
20.热红外影像的阴影是：目标地物与背景之间辐射差异造成的。
21.遥感扫描影像的特征有：综合概括性强、信息量大、动态观测。
22.微波影像的阴影是：与目标地物之间存在障碍物阻挡了雷达波的传播。
14_遥感技术导论_第十四章-2_微波遥感
海洋环流特征包括内波、
息的数据源。
波浪普信息可用于海浪 预报以利航海人员的工作，
需要近实时的预测。
海岸带和海洋方面应用
油漏探测
油漏点的探测原理是在SAR图像上利用油漏点较暗的回波信 息与周围较亮的回波信息的反差进行识别。SAR 可以作为 目前机载污染监测系统的一个补充。
海岸带和海洋方面应用
苏北浅滩ERS-1 SAR 图像
DINSAR技术
两副天线对目标 点测量的相位差 为:
地表的形变大小 公式为：
DINSAR技术
DINSAR技术
DINSAR技术
DINSAR技术
DINSAR形变监测实例
伊朗Bam地区地震形变研究
DINSAR形变监测实例
Bam地震区域及地震断裂带示意图
DINSAR形变监测实例
极化合成孔径雷达POLSAR (POLARIMETRIC SAR)
电场矢量方向不随时间变化的电磁波称为线极化波，它可 分解为水平极化（H）和垂直极化（V）。 同极化 ：HH 和VV 交叉极化：HV和VH 同一目标在不同极化方式下的后向散射回波是不同的.
珠江口ERS-1 SAR 图像
海岸带测绘与海底地 形测量
森林方面应用
采伐区域测图
地质方面应用
地质灾害监测 --地震监测、滑坡监测等
水文方面应用
由于SAR的全天候特点，它的主 要优点就是洪水测图的应用，最 大淹没面积常常发生的坏天气， 其他数据在这种情况下是不可能 发挥作用的。
雪和新鲜水冰的 监测与测绘
遥感图像处理与应用
微波遥感
内容概要
一、微波遥感概述 二、微波遥感原理 三、雷达图像特征 四、微波遥感应用
电磁场与微波技术教学资料微波遥感
目录
• 微波遥感简介 • 电磁场与微波基础 • 微波遥感原理 • 微波遥感技术及应用 • 案例分析
01
微波波遥感是指利用微波辐射探测地表 、大气和海洋信息的技术。
特点
具有全天候、全天时的工作能力，能 够穿透云层和一定厚度的植被，获取 地表信息。
水体信息提取
总结词
微波遥感技术在水体信息提取方面具有优势，可提取水体面积、水质和流速等 信息。
详细描述
微波遥感通过分析水体的介电常数和含水量差异，能够提取水体信息。通过卫 星遥感和无人机遥感的结合，可以监测水体面积、水质和流速等参数，为水资 源管理、水环境保护和水灾预警提供重要数据支持。
THANKS
于地质灾害监测、城市规划等领域。
微波散射计遥感
总结词
微波散射计遥感是通过测量电磁波与地面目标相互作用后的散射系数，获取地面目标的物理特性和表 面粗糙度等信息。
详细描述
微波散射计遥感利用微波雷达或激光雷达等设备，向地面目标发射电磁波并接收反射回来的信号，通 过测量散射系数和表面粗糙度等信息，推断出地面目标的物理特性和表面状态等信息。该技术具有高 精度、高分辨率的优势，广泛应用于气象监测、环境监测等领域。
微波器件与系统
微波管
01
利用微波激发气体、等离子体或磁性材料等，产生高功率微波
辐射的器件。
微波集成电路
02
将多个微波元件集成在一块芯片上，实现微波信号的产生、放
大、混频和滤波等功能。
微波系统
03
由多个微波器件组成的复杂系统，如雷达、通信系统等，用于
实现特定的功能和应用。
03
微波遥感原理
微波辐射传
灾害监测与评估
微波遥感期末复习知识点整理.doc
地形起伏较小区域的儿何校正卺掩畸变、地形起伏移位畸变可以忽略；主要的儿何畸变类型乜括：近地距压缩畸变，III飞行器飞行高度、航线、飞行姿态变化引起的畸变，地球曲率变化引起的畸变；校正方法：利用有关入射角、入射角在地距方h'd上的变化等相关知识，选择合适的地面控制点，构造映射多项式进行图像校正；校正难点：由于斑点(speckle)效应，使得定位自然的地面控制点比较闲难。
解决方案：利用人工地面控制点。
成像前在地面上布置反射器件。
飞行器经过这些地面点时记录器件的反射。
川GPS / GNSS可以精确定位地面控制点位置。
常用反則器件存：被动、主动校正器(passive and active calibrators)o在剧烈起伏地区地距位移引起的罔像几何畸变尤为强烈。
基于数字地形罔(DTM = Digital Terrain Map)的几何校iEDTM 找到与像素点匹配的地面点及与之相应的高程像素高程分布计算与像素点相应的展部入射角(local incident angle) r = h cos 秉新定位像素位置辐射畸变指遥感传感器在接收來自地物的电磁波辐射能时，电磁波在大气层中传输和传感器测量中受到遥感传感器本身特性、地物光照条件(地形影响和太阳高度角影响)以及人气作川等影响, 而导致的遥感传感器测撒位与地物实际的光谱辐射率的不一致。
雷达图像的辐射畸变主要来自斑点‘噪声’。
在大多数情况下，像素覆盖很多散射特性各异的散射单元，像素强度为这些散射单元返回信号的组合。
每个散射元返回信号的相位各异，总体来看，组合后的像素强度具有随机性。
W 此，雷达图像呈现斑点，称为斑点效应(现象、噪声)多视技术(multi-look):将接收线性调频调制信号的频谱分割荇干段，每一部分称为一个视(look)。
对每个视单独进行相关性操作，得到与其相应的压缩脉冲并生成了图像。
将所奋的子图像T均得到最终的SAR图像，称为多视SAR图像。
微波遥感考点整理
成像雷达系统双基雷达：发射与接收由不同天线完成；单基雷达：发射与接收共用一个天线。
雷达成像几何：微波传感器，又称雷达天线，主要包括：发射器和接收器，装载在飞行器或安置在固定位置。
在飞行器飞行过程中，天线将微波能量侧向辐射；微波以脉冲束向地球表面辐射；发射微波经地物散射（scattering）后被接受天线接收，接收信号经模-数转换，最终以图像格式被记录。
成像几何的一些概念：斜距方向：微波束传播方向。
地距方向：地面上与飞行器飞行方向垂直的方向。
方位方向：飞行器飞行方向。
幅宽: 在地距方向上，微波束照亮地球表面的宽度。
近地距线：幅宽最接近地面轨迹的边。
远地距线：幅宽最远离地面轨迹的边。
天线覆盖区：天线波束射到地面的覆盖区。
视角：天线到地面的垂线与斜距方向的夹角。
入射角：入射波与地面点的法线的夹角星下点：飞行器在地面的垂直投影点。
卫星高度：飞行器离开地面的高度H 。
天线尺度：方位长度l a 和垂直长度l v 。
飞行器速度v 。
距分辨率：雷达系统分辨两个相邻的地面点的能力。
如果说地面点A 、B 是可分辨，它们的返回脉冲是可分辨的，即返回脉冲在时间上没有重叠。
设Δr 是地面点A 、B 在斜距方向的距离差，则两者返回脉冲的时间差为：Δt = 2Δr * cΛ-1，其中，c 为光速。
能够分辨返回脉冲A 和和 B 的时间差下限是：Δt = τ，其中，τ为脉冲宽度。
斜距分辨率: 地距分辨率:关于距分辨率当θ= 0 ，地距分辨率r g 无穷大→采用侧雷达的原因；地距和斜距分辨率均与搭载平台的飞行高度H 无关；地距分辨率与入射角θ有关。
近地距处的分辨率低于远地距处的分辨率；距分辨率与辐射脉冲宽度成正比；单一接收器难于实现双侧探测。
改善地距分辨率理论上，增大入射角θ能够提高地距分辨率。
入射角由搭载平台的空间位置和景物地形地貌决定。
实际上，很难通过改变入射角改善地距分辨率。
能够提高地距分辨率。
降低脉冲宽度（τ），可以显著改善地距分辨率。
微波遥感复习题
1在电磁波谱中，微波的波长范围在（ D ）A. 0.1~0.38 umB. 0.38-0.76umC. 0.76-1000umD. 1-1000mm2下列哪种不属于主动式微波遥感（ B ）A. 雷达高度计B. 微波辐射计C. 真实孔径雷达D. 微波散射计3微波辐射计的温度分辨率可达（ D ）A. 1KB. 0.1KC. 0.01KD. 0.02K4最早的合成孔径雷达是佃65年由（C）改进而来的A. 微波辐射计B. 雷达高度计C. 微波散射计D. 固定孔径雷达5电磁波天线是利用电磁波的哪种特性制成的（A）A. 相干性B. 衍射C. 叠加D. 绕射6雷达遥感中，光滑表面产生的散射为零的是（C）A. 折射B. 透射C. 后向散射D. 前向散射7斯蒂芬-玻尔兹曼定律认为：黑体总辐射与绝对温度的（D）次方成正比，这一原理是热红外遥感的基础A. 一B. 二C. 三D. 四8瑞利-金斯定律认为：黑体的微波辐射亮度与绝对温度的（A）次方成正比，这一原理是微波遥感地表亮度温度测量的基础A. 一B. 二C. 三D. 四9关于微波辐射，下列说法正确的是（C）A. 物体温度越高，微波辐射越强B. 微波辐射不需要经过处理直接就能够使用接收器接收C. 不同地物间的微波辐射差异较红外辐射差异更大，因此微波可以识别在可见光与红外波段难以识别的地物D. 微波辐射的强度比红外辐射强10大气对微波的衰减作用主要有大气中水分子、氧气分子对微波的（）和大气微粒对微波的（B）作用A. 散射吸收B. 吸收散射C. 吸收折射D. 折射透射11微波遥感中，（A）吸收或发射的谱线是一些连续的谱线A. 多分子B. 单分子C. 多分子和单分子D. 两者都不是12 当电磁波在传播过程中，遇到的大气微粒直径比波长小得多时，会发生（C）A. 米氏散射B. 无选择性散射C. 瑞利散射D. 其他13侧视雷达是距离成像，目标实际地面距离（B）记录在显示器、胶片上的距离A. 小于B. 大于C. 等于D. 小于等于14合成孔径雷达与真实孔径雷达的不同之处在于（D）A. 真实孔径雷达在不同位置接收同一个地物的回波信号，合成孔径雷达则在一个位置上接收目标的回波B. 合成孔径雷达在不同位置接收不同地物的回波信号，真实孔径雷达则在一个位置上接收目标的回波C. 合成孔径雷达在不同位置接收同一个地物的回波信号，真实孔径雷达则在不同位置上接收不同目标的回波D. 合成孔径雷达在不同位置接收同一个地物的回波信号，真实孔径雷达则在一个位置上接收目标的回波15(A)是第一个装载侧视雷达的民用雷达卫星A. SEASAT 海洋卫星B. ENVISAT-1 ASARC. JERS-1/ALOS PALSARD. RADARSAT-1/216下列说法不正确的是( D)A. 雷达成像在方位向和距离向分辨率是不统一的B. 当载波波长、天线孔径和轨道高度一定时，方位分辨率是一个常数C. 脉冲宽度、波速一定时，距离分辨率与雷达俯角或当地入射角有关D. 距离分辨率是平行于飞行方向，方位分辨率是垂直于飞行方向17侧视雷达成像会产生阴影的情况是( C)A. 地形后坡坡度小于雷达俯角B. 地形后坡坡度等于雷达俯角C. 地形后坡坡度大于雷达俯角D. 不会产生阴影18有关雷达透视收缩说法不正确的是( A)A. 起伏地形的雷达影像山坡长度的按比例计算后总比实际长度要长B. 透视收缩是面向雷达波束的斜面投影到斜距平面时距离压缩增强现象，归根结底还是距离压缩C. 图像上前坡总是比后坡距离压缩明显，透视收缩表明较大的回波面积集中体现在较小的图像区域，在强度图像上，前坡比后坡明亮D. 当地入射角为零时，山顶、山腰、山底的回波集中到一点，出现最大透视收缩19侧视雷达为距离成像，早返回的信号、后返回的信号分别记录在( C)A. 远距端、近距端B. 近距端、近距端C. 近距端、远距端D. 远距端、远距端20侧视雷达在起伏地形成像，当坡度与雷达俯角之和(D)时，山顶部分的回波比来自山脚部分的回波更()被雷达接收记录，从而使山顶影像“叠置”在山脚影像之前A. 大于90° 晚B. 小于90° 晚C. 小于90° 早D. 大于90° 早21 雷达图像上，由于地物目标表面粗糙度不同，显示灰色调的是( B)A. 完全光滑的表面B. 中等粗糙表面C. 非常粗糙表面D. 极粗糙表面22有关雷达回波的校准，下列说法错误的是( A)A. 内部校准是为了解决回波测量过程中的随机误差B. 绝对校准是通过获得已知散射截面的地物目标信号来进行的C. 内部校准是通过标定的发射功率来测试发射接收系统的传输函数D. 绝对校准误差取决于背景回波的大小23雷达共线条件方程式有(B)个内方位元素参数，()个外方位元素参数A. 6 3B. 3 6C. 2 6D. 6 224 土壤的回波主要与土壤的含水量、粗糙度和土壤结构类型有关。
微波遥感复习知识点(李翔)
微波遥感复习重点说明：黄色为一班勾画二班未勾画重点，蓝色为二班勾画一班未勾画重点多项选择题6题18分1. 主被动微波传感器（给选项哪个是主动，哪个是被动？）主动：成像雷达、雷达散射计、雷达高度计、气象雷达等被动：微波辐射计等2. 给出几个传感器，要知道哪些是成像的，哪些是不成像的？非成像微波传感器：微波散射计、雷达高度计、无线电地下探测器成像微波传感器：微波辐射计、侧视雷达、合成孔径侧视雷达3. 考察微波波段电磁波性质叠加原理、相干性和非相干性、衍射、极化4. 微波对土壤有一定的穿透性，那么穿透深度受哪些因素控制？土壤湿度、土壤类型、微波频率。
5. 雷达图像的几何特点？给出几个特点（光学和雷达），要知道哪个是雷达图像的特点？斜距显示的近距离压缩、透视收缩和叠掩、雷达阴影6. 雷达图像上，图像距离跟哪些因素有关系？（目标在地面上的距离和在雷达图像上的距离的比例尺跟哪些因素是有关系，斜距和地距跟哪些因素有关系？）斜距显示时比例尺f ’不是常数，它与俯角成反比，俯角越大，f 越小。
地距显示的图像比例尺为常数，在距离向没有形变。
7. 引起侧视雷达几何变形的原因？斜距投影变形、外方位元素变化的影响、地形起伏的影响、地球曲率的影响、大气折射的影响、地球自转的影响名词解释5题25分1. *视在温度：也称表观温度，它是利用天线进行辐射能量量测时用到的一个物理量，表示入射到天线上的能量。
它不仅包括地面物体的辐射能量，还有大气的辐射能量，以及被地面物体反射或散射的大气辐射能量。
2. 亮温（亮度温度）：和被测物体具有相同辐射强度的黑体所具有的温度。
3. *透视收缩：雷达波束先到达坡底，最后才到达坡顶，于是坡底先成像坡顶后成像。
这种图像变形称为透视收缩。
4. 雷达阴影：在山的后坡雷达波束不能到达，因而也就不可能有回波信号，在图像上形成暗区，没有信息，从而形成雷达阴影。
5. 天线增益：天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
遥感地学应用04微波遥感详解
0
s
S 为目标地物的表面积 这样后向散射系数δ 0 的物理意义为目标地物表面单位面 积的平均散射截面。通俗的讲， δ 0 是指目标地物表面对 于入射雷达能量散射出能量的百分比。 δ 0是一个标量，无量纲，反映物体的物理性质。 δ 0与目标地物的物质组成。含水量、粗糙度、与入射线的 方位关系等因素相关。 δ 0决定着图像对应象元的灰度值。因此各种地物后向散射 系数成为雷达遥感判译的重要根据。
距离分辨率 脉冲发射方向上（与平台飞行方向 垂直），能够分辨两个目标的最小距离
雷达遥感的投影称作斜距投影，地物在影像上的y坐标位置完全取决于斜距
距离分辨率
φ
原理：
tB tA
RA c tA 2
RB c tB 2
斜距分辨率
R RB RA tB tA c c
22
地距分辨率 Rg R sec c sec
1厘米波长
1米波长
由树顶反射的微波信号
由树顶、树 干、地面反 射的信号
由树顶、树 干反射的信 号
• 在电磁波谱中，将波长在毫米 到千米级的幅度称为无线电波
• 这个波段又分为亚毫米波、毫 米波、厘米波、分米波，超短 波、短波、中波和长波
• 毫米波、厘米波、分米波称为 微波波段
微波波段划分
收音机：音乐 台FM90.0MHz
地球上经常有40%-60%的地区被云层覆盖着，尤其是占地球面 积五分之三的海洋上，气候条件变化更大，经常被云层遮蔽。
SAR的特点
• 为什么使用雷达成像技术
– 全天候，穿透云雾能力 – 全天时工作 – 穿透植被和树叶 – 微波对地表的穿透能力较强 – 海洋探测 – 干涉雷达测量地形 – 土壤水分
微波信号穿过植被的穿透性
微波遥感复习大纲-to student
微波遥感复习大纲第一章 绪论1、1978年海洋卫星Seasat 发射升空。
2、各国星载SAR 系统：美国: Seasat-1, Sir-A, Sir-B, Sir-C, LACROSSE SAR, LightSAR, Medsat SAR ；欧洲: ERS-1, ERS-2, XSAR, ASAR ；加拿大: Radarsat-1, Radarsat-2；俄罗斯: Almaz-1；日本: JERS-1, ALOS/PALSAR ；德国: TerraSAR-X ；意大利: Cosmo-SkyMed 。
第二章 微波遥感系统1、在物质表面发生的相互作用称为面效应, 电磁波透入物体表面以下一定距离发生的相互作用称为体效应。
2、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以下六种：（1）微波辐射计（2）微波散射计（3）微波高度计（4）侧视雷达（5）激光雷达（6）合成孔径雷达。
3、天线的主要功能：（1）发射时，像探照灯一样，将辐射能量集中照射目标方向；（2）接收时，收集指定方向返回的目标微弱回波，在天线接收端产生可检测的电压信号，同时抑制其他方向来的杂波或干扰；（3）分辨不同目标并测试目标的距离和回波的方向。
4、归一化辐射强度为最大值一半所对应的两个方位角之间的角度定义为半功率波束宽度，也称为3dB 波束宽度。
5、微波辐射计工作的物理基础就是普朗克黑体辐射定律。
6、用一个等效黑体去代替实际物体，必须用一个比实际物体温度低的“温度”去代替实际物体温度T ，而且这个“温度”应是方向的函数， T B (θ,φ)， 称T B (θ,φ)为实际物体的亮度温度（亮温）。
7、卫星高度计测量时间延迟（海面高度）、海面回波波形的前沿速率（海面有效波高）、海面回波波形强度（海面风速）。
8试推导雷达方程。
1）雷达发射机发射功率为P t ，天线增益G ，地物目标在天线相距R 处接收雷达球面波，则在地物目标处单位面积上所接收的能量为：24R G P t π⋅； 2）地物目标在获得这一能量后向雷达天线方向在反射回去，如果其有效的反射面积为σ，那么它向雷达天线反射的总的回波功率就应为：σπ⋅⋅24RG P t ； 3）同样，回波也是球面波，是以地物目标为中心的球面波。
微波遥感期末复习知识点整理优秀版
秀版地形起伏较小区域的几何校正叠掩畸变、地形起伏移位畸变可以忽略；主要的几何畸变类型包括：近地距压缩畸变，由飞行器飞行高度、航线、飞行姿态变化引起的畸变，地球曲率变化引起的畸变；校正方法：利用有关入射角、入射角在地距方向上的变化等相关知识，选择合适的地面控制点，构造映射多项式进行图像校正；校正难点：由于斑点（speckle）效应，使得定位自然的地面控制点比较困难。
解决方案：利用人工地面控制点。
成像前在地面上布置反射器件。
飞行器经过这些地面点时记录器件的反射。
用GPS / GNSS可以精确定位地面控制点位置。
常用反射器件有：被动、主动校正器（passive and active calibrators）。
在剧烈起伏地区地距位移引起的图像几何畸变尤为强烈。
基于数字地形图（DTM = Digital Terrain Map）的几何校正DTM 找到与像素点匹配的地面点及与之相应的高程像素高程分布计算与像素点相应的局部入射角（local incident angle）r = h cos重新定位像素位置辐射畸变指遥感传感器在接收来自地物的电磁波辐射能时，电磁波在大气层中传输和传感器测量中受到遥感传感器本身特性、地物光照条件（地形影响和太阳高度角影响）以及大气作用等影响，而导致的遥感传感器测量值与地物实际的光谱辐射率的不一致。
雷达图像的辐射畸变主要来自斑点‘噪声’。
在大多数情况下，像素覆盖很多散射特性各异的散射单元，像素强度为这些散射单元返回信号的组合。
每个散射元返回信号的相位各异，总体来看，组合后的像素强度具有随机性。
因此，雷达图像呈现斑点，称为斑点效应（现象、噪声）多视技术（multi-look）: 将接收线性调频调制信号的频谱分割若干段，每一部分称为一个视（look）。
对每个视单独进行相关性操作，得到与其相应的压缩脉冲并生成子图像。
将所有的子图像平均得到最终的SAR图像，称为多视SAR图像。
多视图像的获得是以牺牲方位分辨率（azimuth）为代价。
武汉大学微波遥感复习要点
微波遥感复习要点武汉大学测绘学院X X第一章微波遥感基础1、微波遥感：指利用波长1mm-1m电磁波（微波波段）进行遥感的统称。
利用微波传感器接受地面各种地物发射和反射的微波信号，藉以识别、分析地物、提取所需的信息。
对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日地全天候工作。
2、微波遥感传感器：主动式：侧视雷达（成像）、微波高度计（不成像）、微波散射计（不成像）被动式：微波辐射计（成像）。
3、微波遥感的优势：全天时：主动被动微波遥感都不依赖；全天候；一定的穿透能力：波长越长、、湿度越小湿度越小，，穿透越深穿透；提供特殊信息：海面形状, 海面风速, 土壤；提供相位信息：高程信息, 地形形变信息（雷达遥感不仅可以记录电磁波振幅信息，还可以记录电磁波相位信息，用于获取高精度的DEM）4、缺点：空间分辨率；影像几何变形大, 处理困难；不易解译；与可见光红外影像在几何上很难一致。
5、成像模式：宽扫描模式：天线（雷达波束）在成像时沿距离向扫描，使观察范围加宽，同时会降低方位向分辨率。
聚束模式:对传统的SAR成像模式而言，其发射波束一般正交于卫飞行方向。
而对聚束模式而言，雷达波束可以前后“斜视”，偏离正方向。
采用这种方式，雷达波束对目标的照射时间将比传统成像模要长，从而提高分辨率。
通过聚束模式，将卫星分辨率提高到lm。
条带模式。
6、微波：1mm-1m(0.3GHz-300GHz),L波段（1-2GHz：15cm-30cm）7、电磁波的基本物理量：频率、传播方向、振幅、极化。
传播过程遵循：反射、折射、衍射、干涉、吸收、散射等规律。
8、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。
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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。
合成孔
径雷达空间分辨率：距离向分辨率：。
散射技：微波散射计是一种有源微波遥感器，专门用来测量各种地物的散射特性。
它是通过测量地物对微波的散射强度，达到测定地物的后向散射系数的相对值。
高度计：高度计是一种主动式微波测量仪，它具有独特的全天时、长时间历程、观测面积大、观测精度高、时间准同步、信息量大的能力和特点。
卫星高度计以海面作为遥测靶，它的回波信号携带有十分丰富的海面特征信息，可以测量出瞬时海面至平台之间的距离、电磁波海面后向散射系数及回波波形。
第三章SAR 图像特征与系统（最重要）
（1）图像所有的特征参数
几何特征和辐射特征
所有的几何特征（必须掌握）
视角、入射角、俯角，局部入射角
视线向、扫描带宽、斜距、地距、方位
透射收缩、顶底位移、阴影，各个方向的分辨率
透射收缩：雷达图像中的透视收缩使图像中面向雷达倾斜的地物特征出现压缩的现象。
透视收缩导致这些斜坡显现出相对比较明亮。
特点：（1）透视收缩现象仅发生在距离向。
（2）透视收缩是入射角的函数，入射角越小，透视收缩现象越严重（3）同样坡度的山坡越位于近距离端，则透视收缩越大，这一点正好与光学摄影图像上的透视收缩相反。
顶底位移：顶底位移是透视收缩的一种极端情况，它发生在入射角小于局部地形倾斜角时。
阴影：阴影总是在距离向背离雷达的方向。
产生的条件：背坡坡度角大于雷达波束俯角；当视角随着地距的增加而减小时，产生阴影；雷达阴影大大小取决于地物目标高度、背坡坡度角和雷达波束俯角。
SAR成像模式
Stripmap（条带式）：随着平台的移动，天线的指向保持不变。
天线基本上均匀扫过地面，得到的图像也是不间隔的，该模式对于地面的一个条带进行成像，条带的长度仅取决于平台移动的速度，方位向的分辨率由天线的长度决定。
低分辨率成像的最有效方法。
Spotlight（聚束式）：通过扩大感兴趣区域的天线照射波速角度，可以提高条带模式的分辨率。
这一点可以通过控制天线波束指向，使其随着雷达飞过照射区而逐渐向后调整来实现。
一次只能对地面的一个有限圆域进行成像。
一次飞行中，通过不同视角改变对同一区域成像。
Scan（扫描模式）：在一个合成孔径时间内，天线会沿着距离向进行多次扫描。
通过这种方式，牺牲了方位向分辨率（或方位向视数）而获得了宽的测绘带宽。
信号处理非常复杂。
升降轨：
PPT81-83 ?????
辐射特征
斑噪产生的原理、如何表征
具有相同后向散射截面的两个相邻观测单元，如在细微特征上有差异，则它们的回波信号也会不同，这样本来具有常数后向散射截面的图像上同质区域，像元间会出现亮度变化，这被称为speckle。
（2）所有的SAR系统的工作频段和极化方式
包括航天飞机和星载系统
第四章SAR图像基本处理技术
（1）SAR图像斑噪形成机理与特性
当相干电磁波照射实际目标时，其散射回来的总回波并不完全由地物目标的后向散射系数决定，而是围绕这些后向散射系数值有很大的随机起伏，使SAR对目标后向散射系数的测量产生很大偏差，在最终得到的图像中出现相干斑噪声。
SAR图像的斑点与噪声类似，是电磁波测量的结果；合成孔径雷达图像的斑点是由于雷达回波信号衰落而产生的；雷达图像上周期性出现的斑点噪声是源于SAR系统本身就是一个相干系统，由于相干波的加强和减弱叠加而引起；与常规图像处理过程中的噪声有本质
不同，形成的物理过程本质上差别。
（2）有哪些杂波统计模型
参量模型和非参量模型。
参量模型：相干斑模型、经验模型、乘机模型等。
非参量模型：Parzen窗法、神经网络、SVM 等。
（3）SAR图像斑噪抑制主要方法
多视处理的基本原理、滤波结果的评价
多视处理：在SAR成像处理中，通过降低处理器的带宽形成多视处理子图像，然后对多视子图像进行非相干叠加来降低噪声。
（4）SAR图像配准的基本原理
（5）SAR图像分割：了解一种方法
第五章SAR图像校正处理
（1）辐射校正和几何校正的所有概念
辐射校正：是把SAR图像像元值与场景的雷达后向散射系数定量地关联起来。
经过校正的SAR图像应当具有逐日逐帧的可重复性，具有图像帧内和各通道之间的稳定性，并且具有已知的、合理的精度。
内定标：在SAR系统中采用内部设备（内定标器），监视和测量在已知参考目标之外的区域内系统参数的相对变化，并传向地面处理站，以便对校准结果进行校正。
外定标：利用参考目标对SAR进行校准的过程称为外部校正
绝对定标：将SAR测量得到的地物后向散射系数与其实际值之间进行比较，获得相应的系统误差参数，并用这些误差参数来校正系统获取的随机地物目标的雷达后向散射系数的过程。
相对定标：不需要知道系统增益，只关心系统所获取的数据之间的比例关系。
（2）辐射外定标的过程、精度评价
过程：外场定标实验和定标数据处理与验证。
（3）几何校正：斜地距转换
（4）R-D模型正射纠正步骤
R-D模型正射纠正步骤：
（5）图像质量评价的主要参数
基于点目标的图像质量评价参数：空间分辨率、峰值旁瓣比、积分旁瓣比、可见度。
基于面目标的图像质量评价参数：像元的平均雷达截面、独立视数（有效独立视数）、辐射分辨率、动态范围。
基于几何校正的图像质量评价。
第六章SAR干涉测量
（1）InSAR生成DEM的基本流程
（2）干涉纹图可以分为几大类，有哪些影响因素
配准后的图像对进行复共轭相乘就得到了复干涉纹图（interferogram）。
去相干源主要可分为六大类：①基线或几何去相干，由视角差异造成的；②多普勒质心去相干，主要是两幅图像的多普勒质心存在差异；③体散射去相干；④热噪声去相干，主要受系统特征影响，包括增益和天线特征；⑤时间去相干，由获取图像对期间地表散射特性发生变化造成的；⑥数据处理去相干，主要取决于数据处理过程所采用的算法。
（3）DInSAR和时序InSAR基本原理
（4）三个重要公式：模糊高度公式、DInSAR里面有个差分相位对地形形变的敏感度，Coherence干涉相干公式
（5）每幅图都有其含义
第七章极化SAR
（1）极化波的表征
（2）目标极化矩阵P、S
（3）???分解基本原理
最后备注：
几大过程：辐射定标的过程、几何校正的过程、干涉处理的过程
图像中所有的参数及其含义
会看图识图
三大类呈现模式：
成像：左视、优势；工作波段、极化方式。