2016-2017(1)微波遥感-3.4典型地物的散射特性

海水
n
n n
与极化方式、入 射角和水体实际 温度有关。 与盐浓度有关。 与海风有关。
T ( , P) [1 ( , P)]T0
n
海水表面实际温度T0 增大时，辐亮度温度 TB对盐浓度反映敏感， 盐浓度越低，辐亮度 与T0线性关系越强。
T ( , P, u ) T ( , P, u ) ( , P)u
土壤表面发射率： 水平极化和垂直极化 发射曲线随均方根高 度增大而上升。粗糙 度越大两种曲线间隔 越小，趋向与极化无 关。
er ( ) 1 r e
h‘
cos 2
粗糙度参数
n
土壤含水量决定 介电常数，正相 关。
复介电常数 实部
n
不同含水量， 光滑表面归一 化天线温度。
n
植被覆盖下，土 壤辐射亮度温度 随土壤含水量增 加而减小的变化 幅度要小的多。
作业
n n n n n n n
9，为什么植被含水量越大，其图像灰度值越大，而 湖水在图像上却很暗？ lo，不同粗糙度土壤的散射系数曲线的交点说明了什 么? 11，为什么逆风观测海面的散射系数一般比顺风观测 时大? 12，为什么裸土的粗糙度越大，归一化天线温度越高? 13，为什么含水量越大，土壤发射率越小? 14，为什么有植被覆盖的土壤亮度温度与无植被土壤 相比要高一些? 15，试说明无风浪时海水亮度温度随辐射计工作频率 增大而上升的原因。
( ) (0) cos
0 0
岩石
n n n
与表面形状，粗糙度，物质组成有关； 有角反射器效应； 由于植被覆盖，散射特性差异较大。
海风
n
n n
海面散射系数与入射角、风速有关（海面粗糙 度）； 逆风向散射系数比其它方向要大； 油污覆盖区降低了粗糙度，减弱了雷达回波强 度，图像呈暗色调。
冰雪
n
光滑冰面后向散射系数 小于积雪冰面。
n n
雷达波可以穿透干雪； 积雪厚度探测可以指导农业、水利、预测洪涝。
§3.5 典型地物的亮度温度
n n n n
土壤 植被 海水 雪
q q
辐射计图像反映地物表观亮度温度。 归一化天线温度即辐射计测定的温度，忽略天空以 下辐射温度贡献。
土壤
n n
极化镜面反射率
n
n
含水量高，散射系数增大，波长较长的雷达波 束，散射系数要小； 同一作物，不同长势散射特性有所差异。
森林
nLeabharlann Baidun
体散射效应明显； 一般HH比VV后向散射系数要大。
( ) (0) cos
0 0
土壤
n
n
n
与入射角，粗糙度， 含水量有关； 散射系数随入射角增 大而减小； 在某一入射角，散射 系数与粗糙度无关； 仅与含水量有关，这 是侧视雷达探测土壤 湿度的依据。
第三章微波图像的特点
§3.4 典型地物的散射特性 §3.5 典型地物的亮度温度
§3.4 典型地物的散射特性
1. 2. 3. 4. 5. 6.
农作物和草地 森林 土壤 岩石 海风 冰雪
( ) (0) cos
0 0
农作物和草地
n
n
n
同极化散射特 性差异较小； 一般地，散射 为植物与土壤 的信号叠加； 与作物叶型， 密度，方向， 含水量相关。
n
垂直极化辐亮度对风速不敏感；水平极化辐亮度对风速敏感。
雪
n
n n n n
雪的发射率是 亮温与实体温 度之比。 d-雪深 Θ-入射角 ρ-密度 W-含水量
裸露土壤亮 度温度
植被
植被覆盖率
T ( , ) [1 C ( , )]Tbare C ( , )Tcan [1 C ( , )]Tint
两种间接贡献土壤表面辐射 经枝叶散射部分和植物辐射 经土壤反射的部分
还需考虑辐射频率，当频率高于 10GHZ时，可以认为只有植被辐 射。
n
n
2008年初，中国南方出现50多 年来最严重的一次强降雪及冰 冻灾害天气,给南方森林资源造 成了严重破坏。中国科学院遥 感应用研究所、国家林业局调 查规划设计院、贵州省林业厅 资源管理站，在国家高技术研 究发展计划(863)项目的支持下， 利用8m RADARSAT-2全极化 数据与2.4m Quick Bird多光谱 数据，对受雪灾破坏最严重的 贵州省进行了森林雪灾破坏状 况的协同监测。 封面图片为RADARSAT-2全极 化数据与QuickBird多光谱数据 的融合结果,显示出受雪灾破坏 的森林与健康森林之间存在较 大差异，表明利用全极化雷达 与光学遥感数据协同监测雪灾 森林破坏是有效的。特别是全 极化雷达数据‘在森林破坏监 测方面具有明显优势，为中国 西南地区的森林资源调查和灾 害监测提供了全天候的遥感数 据源及应用可能