雷达遥感原理与前沿技术

Backscatter Intensity
甘蔗 SC 木薯 CA 水稻
收割 稻田
RC HVR
GP 葡萄 EF 芡实
水体 WA
中科院遥感所 邵芸，2006.12.14
极化雷达信息提取-利用极化雷达数据采用神经网络进行地物分类
香蕉、成熟水稻、稻茬和水体的极化度
水体（左上）、香蕉（右上）、水稻（左下）和稻茬的极度响应
孔径合成原理图 中科院遥感所 邵芸，2006.12.14
雷达遥感原理
测距成像与角成像 中科院遥感所 邵芸，2006.12.14
雷达遥感原理
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雷达遥感原理
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雷达遥感原理
SAR系统记录的后向散射系数，sigma0：
系统参数：波段(X，C，L)，入射角， 极化状态(HH，HV，VH，VV，园极化，椭圆极化) 目标特性参数：
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SAR穿透特性研究
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SAR穿透特性研究
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SAR穿透特性研究
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SAR穿透特性研究
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SAR穿透特性研究
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参考文献： 1、Guo Huadong (ed.), 2001, Radar Remote Sensing Applications in China, Taylor & Francis Books Ltd (泰勒-弗兰西斯出版社), 英国 伦敦, 2000，共244页（Shao Yun: Associate Editor）, [中文版：郭 华东主编，1999，《中国雷达遥感图像分析》，科学出版社，共 244页2、郭华东等著，2000，《雷达对地观测理论与应用》，（国 家自然科学基金委优秀研究果专著出版基金资助项目）, 科学出版社， 北京，2000 3、陈述彭，童庆禧，郭华东，《遥感信息机理研究》，科学出版社， 北京，1998. 4、魏钟铨等著，《合成孔径雷达卫星》，科学出版社，北京， 2001，（邵芸：第十二章，pp.252-263） 5、Ulaby， F.T.，et al, Microwave Remote Sensing，Vol.1，2，3, Artech House, Norwood. 1986 6、Henderson, F.M., Lewis, A.J., Principles and Applications of Imaging Radar, Manual of Remote Sensing, 3rd Edition, vol. 2, John Wiley & Sons, Inc
0
-4
Backscatter Coefficient
后 向 散 -8 射 系 数 -12
（ ） -16
芡实 EF
水体 WA
建筑物 BDG
dB
-20
-24
-28 25-Apr 3-May 11-May 19-May 27-May 4-Jun 12-Jun 20-Jun 28-Jun 6-Jul 14-Jul 22-Jul
水稻长势监测与土地覆盖调查
多极化GlobeSAR图像(红:C-HH,绿:C-HV,蓝:C-VV 中科院遥感所 邵芸，2006.12.14
水稻长势监测与土地覆盖调查
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水稻长势监测与土地覆盖调查
Backscatter Vary with System Parametters 140 120 BA 芭蕉 100 80 60 40 20 0 C-HH C-VV C-HV X-HH X-VV Frequency-Polarization
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水稻长势监测与土地覆盖调查
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水稻长势监测与土地覆盖调查
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水稻长势监测与土地覆盖调查
地物目标时域散射特性
4 BA 芭蕉 SC2 甘蔗 GS 草地 Backscatter Coefficient Variation of Other Targets
水稻长势监测与土地覆盖调查
试验区三维 影像查看 控制点库法 几何校正 斑点滤波 样区查看与选取 神经网络及最大 似然分类器 纹理提取 生长模型分类器 外业实测数据
多时相雷达图像
ห้องสมุดไป่ตู้
数据导入
面积量算与分 类精度统计
数据处理子系统
农业基础数据 试验区水稻 参数实测数 据库 试验区作物 后向散射特 征数据库 地面控制点 库 训练样区库 农业生态 模型
雷达系统参数 （波长，极化，入射方位与角度） 雷达遥感数据 雷达遥感信息 用户所需 信息知识
地物参数 几何空间特性，介电特性
应用分析 与示范
后向散射模型 分析模型
雷达遥感数据处理 （基础性，目的性）
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水稻长势监测与土地覆盖调查
广东省肇庆地区水稻生长周期 Rice Growth Calendar
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水稻长势监测与土地覆盖调查
广东省肇庆地区各生长期稻田和农作物照片
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水稻长势监测与土地覆盖调查
草本植物的典型几何结构和散射特征 Geometric Structure and Backscatter characteristics
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洪水监测
1998年洪水监测所用的雷达和光学遥感数据
加拿大Radarsat数据：中科院遥感卫星地面站接受，中科院遥 感所处理，获取周期为3天。 L-SAR数据：中科院电子所研制，搭载在中科院遥感所的飞机 上获取数据，数据由中科院遥感所分析处理，获取周期为5天。 ERR数据：由国家遥感中心获取并处理分析。 NOAA气象卫星数据：在中科院遥感每天一次，当日可完成处 理分析。 背景数据：洪水发生前正常情况下的TM图像或航片，国家资 源与环境数据库。 分析产品：淹没损失报告、洪水分布图等。
雷达遥感应用技术研讨会
雷达遥感原理与前沿技术
报告人：邵芸 中国科学院遥感应用研究所 2006年12月14日
报告提纲
雷达遥感原理 应用实例
水稻长势监测与土地覆盖调查 洪水监测 雷达穿透特性研究
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雷达遥感原理
主动式微波遥感器,合成孔径雷达（SAR）,全天时,全天候,一定的穿透能力
• 几何特性：粗糙度，几何形态，方向方位， 点目标，面散射，体散射
• 介电特性：主要与含水量相关，也与含盐量有关
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雷达遥感原理
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雷达遥感原理
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角反射器效应
漫反射
镜面反射
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中科院遥感所 邵芸，2006.12.14
Thank You!
Shao Yun Institute of Remote Sensing Applications, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
Tel:86-10-64876313
Fax: 86-10-64876313 Yunshao@public.bta.net.cn
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雷达遥感原理
Radar: Abbreviation for Radio Detection and Ranging
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雷达遥感原理
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雷达遥感原理
Radarsat 2 (2007)：C 波段，极化测量 TerraSAR－X/L(2007)：X，L波段，极化测量 遥感一号(2006)： L波段，HH极化 HJ小卫星C(2007)：S波段，HH极化
雷达遥感原理
雷达遥感科学前沿与基本研究方法
多参数化数据（由单波段、单极化到多波段、多极化，再到全极化和干涉测量）的处理方法。 通过地物散射机制的研究，建立从雷达数据提取地物的物理、化学和生物学信息及地学规律的方法。
成像时间 Imaging Date
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水稻长势监测与土地覆盖调查
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水稻长势监测与土地覆盖调查
利用小波变换来提取道路
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洪水监测
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洪水监测
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洪水监测
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SAR穿透特性研究
利用SIR-C图像探测宁夏与陕西交界处的明(1474 A.D. and 1531 A.D. )隋(585 A.D. )古长城
航天SAR系统
Seasat SAR (1978 )，SIR-A (1981), SIR-B (1984), )： L波段，HH极化 Almaz (1990): S波段，HH极化 ERS-1 SAR (1991)，ERS-2 SAR (1995): C波段，VV极化 Radarsat (1995)：C波段，HH极化 JERS-1 SAR (1991): L波段，HH极化 SIR-C/X-SAR (1994)： (L, C, X 波段，极化、干涉测量)
试验区地理 信息系统 查询分析 专题图制作 地图更新
专题图
演示与帮助 子系统
水稻后向 散射模型
作物生长 模型
农业统计数据
模型与数据库子系统
SAR 农业应用系统工作流程图
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洪水监测
雷达遥感在洪水监测中的主要优势在于全天 侯、全天时成像和对水体的清晰反映。 提供洪水发展趋势和灾害损失情况。 可以实时地提供洪水分布、堤坝溃决、运输 线路断毁情况，为各级政府组织抗洪救灾和 灾后重建工作提供准确数据。