5近地遥感及雷达遥感

载波相位差信息，进行地形测量，变化监测。
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问题:
1.理解雷达传感器工作原理 2.雷达图像的分辨率 3.雷达图像的几何和辐射退化问题
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天线发射的微波波束宽度是 由脉冲波长和天线长度决定 的,波长越短,分辨率越高,但 穿透能力下降 , 加大天线长 度也有限度,因此采用合成孔 径雷达,一维相干信号.
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雷达图像的几何退化
由于雷达的侧视,造成雷达图像在几何特征和辐射 特征上发生退化
1 比例尺的退化
雷达图像测量的是倾斜距离,而非地面正式的水平距离,因 此在垂直航向方向上,比例尺从近到远由小变大,需要进行 几何校正 2 地形影响 地形引起的几何退化分为三类:压缩,倒臵重叠,阴影
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雷达量测斜距,朝向天线的坡面被压缩, 大面积的反射被压缩,因此在图像 上亮,坡度越陡,压缩越厉害,当波束接近垂直坡面时,成为一个点, 当坡顶 点比坡底点的回波因斜距小,先回到天线造成倒臵现象(负地形),因为地形 的遮蔽,没有发射波束到达背面坡,形成盲区.
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近地遥感的特点
应用近地遥感技术对地球表面各种物体进行识别和分类，是 以这些地物对电磁波的辐射、反射和吸收等特征为基础的。
野外光谱测定的地面遥感方式，具有以下特点 ： 1、所需要的仪器设备比较单一 2、测定方法比较灵活 3、可以不改变自然环境的条件，真实地反映自然界各种农 作物和土壤的光谱反射特性
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雷达图像的几何退化
3 辐射退化
因几何退化同样导致了辐射能量的退化，斜距，实际地 面成像散射面积比影像成像大，因此图像亮，无法进行 校正。 因此阴影和倒臵区域无法进行解译，但有助地形信息和 地貌的提取。雷达图像的一个典型特征是明暗斑交错分 布，主要是因为回波发生相互干涉发生了。
合成孔径侧视雷达的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。所以，可用于高轨卫星。天线越 小，方位分辨力越高。
2、被动微波遥感 通过传感器，接收来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式，称 被动微波遥感。
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雷达介绍
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斜距分辨率
在斜距分辨率上, 被定义为地面物体 被两个不同回波可 被分开的最小距离. 换句话说,两个物体 在斜距方向上能够 被独立识别,至少应 间隔脉冲宽度的一 半.该分辨率独立于 斜距但依靠入射角.
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航向分辨率
由天线发射的波束宽度和地 面距离决定的,由于天线发射 的波束并非平行,而是由一个 很小的角度,因此方位分辨率 并非常数
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近地遥感的应用及前景
从美国利用野外光谱测定的大量光谱特性曲线来看，不仅不 同的农作物具有不同的光谱特性，即便是同一种农作物，在 不同生长季节和生长期，也具有不同的光谱特性。 因此。根据农作物的光谱特性就能进行农作物的识别和分类 ，掌握农作物的生长情况，对农作物的生长量进行估测。
与热红外遥感类似可以在任何时候(包括晚上)成像; 发射的微波可控(波长,极化,入射角等),可以根据需求目的进行调控;
主动传感器被分为两类:成像与非成像传感器,
RADAR,就是最为常用的成像微波传感器,是英文所写,”radio detection and range ”. 非成像传感器,高度计和散射计
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多次-成像处理
将波束分成几个更窄的波束进行成像，进行平均。 其次可根据影像局部变异进行滤波，ERS提供3个影像。
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雷达图像的解译
遥感图像处理软件都提供特殊的模块
理解雷达与地物的相互作用的影响因素将有助信息处理： 波长问题，穿透，极化方式，照射面积，地物的介电常 数，但不像可见光和近红外遥感(依赖于地物光谱特征) ，因此在实际应用成熟。
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微波遥感方式和传感器
1、主动微波遥感：指通过向目标物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观 测遥感方式。 （1）雷达Radar(Radio Direction And Range) 雷达的用途：用于测定目标的位臵、方向、距离和运动目标的速度。 雷达的工作方式：由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很窄 的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示 的一种传感器。
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成像雷达的基本原理
成像雷达系统包括:发射器, 接收机,天线和记录器, 获取的影像的每一个像元对应地物散射回波的强弱,雷达方程:
该方程表明影像回波大小的三个主要因素: 雷达系统特性: 波长,天线和发射功率; 雷达成像几何特性:定义了发射所覆盖的 区域,是波束宽度,入射角和距离的函数 地物特征:地表粗糙度,组成,地形和方位
微波传感器利用波长分布在1cm-1m范围的电磁能量.这些波长相对较长的电磁 能量的一个显著优点是:不受天气和云层的影响,独立于外界气象状况,如雾. 在微波遥感中包括主动传感器和被动传感器. 被动传感器类似热红外传感器,监测自然界物体散射的微波能量.它们被广泛 应用在气象,水文和海洋地理学上. 在主动传感器上, 利用天线发射微波光束到达地表,被地表散射到空中天线 接收到能量被传感器记录下来,利用主动微波传感器由几个优点:
第五章
近地遥感及雷达遥感
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近地遥感的原理
1、定义：把传感器安臵在地面、低塔、高塔和吊车上对地面 进行探测，这种方式叫“地面遥感”或“近地遥感” 。或者 说近地遥感就是传感器设臵在地面平台上，如车载、船载 、手提、固定或活动高架平台等的遥感。
人们到野外对农作物进行观察和调查，可使用遥感图像在 野外进行判读，建立各种不同地物的解译标志，以及在田 间使用普通照相机拍摄一些典型农作物的样片。这些都属 于近地遥感的范畴。 在现代遥感技术中，近地遥感主要是在距地面不同高度平 台上使用野外光谱仪进行各种不同地物的光谱测定。为航 空航天遥感图像资料的解译、识别和分类提供基础依据。
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微波遥感：指通过传感器获取从目标地物发射或反射 的微波辐射，经过判读处理来认识地物的技术。
一、微波遥感的特点
1、能全天候、全天时工作；
2、对某些地物具有特殊的波谱特征； 3、对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力； 4、对海洋遥感具有特殊意义； 5、分辨率较低，但特性明显。
（2）侧视雷达（Side Looking Radar) 侧视雷达的分辨力可分为： 1）距离分辨力（垂直于飞行的方向）俯角越大，距离分辨力越低；俯角越小，距离分辨力 越大。要提高距离分辨力，必须降低脉冲宽度。但脉冲宽度过低则反射功率下降，实际应 用采用脉冲压缩的方法。 2）方位分辨力（平行于飞行方向）。要提高方位分辨力，只有加大天线孔径、缩短探测距 离和工作波长。 （3）合成孔径侧视雷达（SAR）
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雷达图像的几何参数
侧视 近距,远距 入射角 传感器入射角和局地入射角 斜距和地表水平距离
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空间分辨率
在雷达系统中,是发射和反射回波形成图像,如果系统发射 一个脉冲在图像上形成一个元素,是真实孔径雷达, 在斜距 和航向上的分辨率是各自由脉冲宽度,天线波束宽度决定的, 可见在两个方向上空间分辨率是不一样的,但在雷达图像处 理和解译通常被重采样为相同大小的像元,如ERS1SAR,30*30m,或12.5*12.5m