高光譜遙感的傳感器是成像光譜儀imagingspectrometer學習資料

1、遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS高光譜遙感的傳感器是成像光譜儀ImagingSpectrometer遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的基本概念高光譜遙感的基本概念 定義定義：高光譜遙感是高光譜分辨率遙感：高光譜遙感是高光譜分辨率遙感(Hyperspectral Remote Sensing)的簡稱，是指的簡稱，是指利用很多很窄的電磁波波段從感興趣的物體，利用很多很窄的電磁波波段從感興趣的物體，獲取許多非常窄且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)的技術。獲取許多非常窄且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)的技術。目前，一般將波長間隔目前，一般將波長間隔10nm

2、以下，波段數(shù)以下，波段數(shù)36個個以上的遙感系統(tǒng)定義為高光譜遙感。以上的遙感系統(tǒng)定義為高光譜遙感。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的基本概念高光譜遙感的基本概念 傳感器傳感器：高光譜遙感的傳感器是：高光譜遙感的傳感器是成像光譜成像光譜儀儀(Imaging Spectrometer)，它為每個像元提供，它為每個像元提供數(shù)十至數(shù)百個窄波段（通常波段寬度數(shù)十至數(shù)百個窄波段（通常波段寬度10nm）的光譜信息，能產生一條完整而連續(xù)的光譜曲的光譜信息，能產生一條完整而連續(xù)的光譜曲線。線。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高

3、光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的基本概念高光譜遙感的基本概念 成像光譜系統(tǒng)獲得的連續(xù)波段寬度一般在成像光譜系統(tǒng)獲得的連續(xù)波段寬度一般在10nm以內，這種數(shù)據(jù)能以足夠的光譜分辨率區(qū)以內，這種數(shù)據(jù)能以足夠的光譜分辨率區(qū)分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質。分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質。 應用高光譜分辨率數(shù)據(jù)也能將混合礦物或應用高光譜分辨率數(shù)據(jù)也能將混合礦物或礦物像元中混有植被光譜的情形，在單個像元礦物像元中混有植被光譜的情形，在單個像元內計算出各種成分的比例。內計算出各種成分的比例。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的應用高光譜遙感

4、的應用在地質調查中的應用在地質調查中的應用 地質是高光譜遙感應用中最成功的一個領地質是高光譜遙感應用中最成功的一個領域。主要用于區(qū)域地質制圖和礦產勘探。各種域。主要用于區(qū)域地質制圖和礦產勘探。各種礦物和巖石在電磁波譜上顯示的診斷光譜特性礦物和巖石在電磁波譜上顯示的診斷光譜特性(diagnostic spectral feature)可以幫助人們識別可以幫助人們識別不同礦物成分。這些診斷性光譜特征只有利用不同礦物成分。這些診斷性光譜特征只有利用高光譜遙感數(shù)據(jù)才有可能被探測到。高光譜遙感數(shù)據(jù)才有可能被探測到。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙

5、感的應用高光譜遙感的應用在植被研究中的應用在植被研究中的應用 高光譜遙感在植物生態(tài)學研究中主要涉及高光譜遙感在植物生態(tài)學研究中主要涉及以下幾個方面：植物群落、種類的識別、冠層以下幾個方面：植物群落、種類的識別、冠層結構、狀態(tài)或活力的評價、冠層水文狀態(tài)的評結構、狀態(tài)或活力的評價、冠層水文狀態(tài)的評價和冠層生物化學成分的估計。價和冠層生物化學成分的估計。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的應用高光譜遙感的應用在其它領域中的應用在其它領域中的應用u大氣遙感大氣遙感 目前用高光譜研究大氣，主要目標是水目前用高光譜研究大氣，主要目標是水蒸氣、云和氣

6、溶膠研究。蒸氣、云和氣溶膠研究。u水溫與冰雪水溫與冰雪 利用高光譜成像儀可以測定沿海、江河、利用高光譜成像儀可以測定沿海、江河、湖泊中的葉綠素、浮游生物、有機質、懸浮湖泊中的葉綠素、浮游生物、有機質、懸浮物和水生植物等以及他們的分布。物和水生植物等以及他們的分布。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的應用高光譜遙感的應用在其它領域中的應用在其它領域中的應用u環(huán)境與災害環(huán)境與災害 高光譜圖像可以用來探測危險環(huán)境因素。高光譜圖像可以用來探測危險環(huán)境因素。例如：編制酸性礦物分布圖，特殊蝕變礦物例如：編制酸性礦物分布圖，特殊蝕變礦物分布圖，評價野

7、火危險的等級。分布圖，評價野火危險的等級。u土壤調查土壤調查 高光譜土壤遙感可以提供土壤表面狀況高光譜土壤遙感可以提供土壤表面狀況和性質的空間信息，空間差異性。和性質的空間信息，空間差異性。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的應用高光譜遙感的應用在其它領域中的應用在其它領域中的應用u城市環(huán)境城市環(huán)境 高光譜和高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的結合，高光譜和高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的結合，有可能細分出城市地物和人工目標。有可能細分出城市地物和人工目標。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的發(fā)展前景高

8、光譜遙感的發(fā)展前景 將來高光譜衛(wèi)星傳感器將以將來高光譜衛(wèi)星傳感器將以AVIRIS的工作的工作方式測量太陽反射光譜。它們將提供多時相全方式測量太陽反射光譜。它們將提供多時相全球各個區(qū)域的高光譜圖像球各個區(qū)域的高光譜圖像(Green等，等，1998)。 美國宇航局計劃將兩個成像光譜儀作為地美國宇航局計劃將兩個成像光譜儀作為地球觀測系統(tǒng)球觀測系統(tǒng)(EOS)的傳感器的傳感器中等分辨率成像中等分辨率成像光譜儀光譜儀(MODIS)和和高分辨率成像光譜儀高分辨率成像光譜儀(HIRIS) 。其中，中等分辨率成像光譜儀。其中，中等分辨率成像光譜儀(MODIS)上一章已經進行了介紹。上一章已經進行了介紹。遙遙 感

9、感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的發(fā)展前景高光譜遙感的發(fā)展前景 HIRIS將有將有30m的空間分辨率的空間分辨率，獲取，獲取0.42.5m波長范圍的波長范圍的10nm寬的寬的192個連續(xù)光譜段。個連續(xù)光譜段。它是它是AVIRIS的繼承者。的繼承者。HIRIS將獲取沿飛行方將獲取沿飛行方向前后向前后+60 -30 及橫向及橫向 24 的圖像。雖然它的圖像。雖然它的周期為的周期為16天，但由于它的指向能力，對于一天，但由于它的指向能力，對于一些特殊區(qū)域，其些特殊區(qū)域，其覆蓋頻率將會更高覆蓋頻率將會更高。HIRIS數(shù)數(shù)據(jù)將用于識別表面物質、測量小目

10、標物的二向據(jù)將用于識別表面物質、測量小目標物的二向性反射分布函數(shù)性反射分布函數(shù)(BBDF)及執(zhí)行小空間范圍的生及執(zhí)行小空間范圍的生態(tài)學過程的態(tài)學過程的詳細研究詳細研究。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的發(fā)展前景高光譜遙感的發(fā)展前景 與此同時，與此同時，NASA計劃發(fā)射試驗衛(wèi)星計劃發(fā)射試驗衛(wèi)星EO1，攜帶，攜帶Hyperion(高光譜成像儀高光譜成像儀)、ALI(先進的先進的陸地成像儀陸地成像儀)等高光譜傳感器和大氣糾正儀等高光譜傳感器和大氣糾正儀(Atmospheric Corrector)。這些計劃的。這些計劃的最終目的最終目的是評

11、價各種地球系統(tǒng)過程，包括水文過程、生是評價各種地球系統(tǒng)過程，包括水文過程、生物地球化學過程、大氣過程及固體地球過程。物地球化學過程、大氣過程及固體地球過程。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.1 9.1 高光譜遙感高光譜遙感 高光譜遙感的發(fā)展前景高光譜遙感的發(fā)展前景 現(xiàn)有的航空成像光譜儀技術系統(tǒng)的完善?，F(xiàn)有的航空成像光譜儀技術系統(tǒng)的完善。例如，在例如，在傳感器方面?zhèn)鞲衅鞣矫妫焊纳破浍@取數(shù)據(jù)的性能，：改善其獲取數(shù)據(jù)的性能，提高圖像數(shù)據(jù)的信噪比，增強機上實時數(shù)據(jù)處提高圖像數(shù)據(jù)的信噪比，增強機上實時數(shù)據(jù)處理能力。理能力。 數(shù)據(jù)分析處理方面數(shù)據(jù)分析處理方面：強調大氣訂正、信息：強調大氣訂正

12、、信息提取技術，發(fā)展新算法和完善已有的算法，并提取技術，發(fā)展新算法和完善已有的算法，并向構成標準化應用處理算法軟件包方向努力，向構成標準化應用處理算法軟件包方向努力，特別是發(fā)展針對高光譜海量數(shù)據(jù)和豐富光譜信特別是發(fā)展針對高光譜海量數(shù)據(jù)和豐富光譜信息特點的算法和軟件，以提高高光譜數(shù)據(jù)處理息特點的算法和軟件，以提高高光譜數(shù)據(jù)處理效率及其分析、研究和應用水平。效率及其分析、研究和應用水平。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 理想光滑表面的反射是鏡面反射，理想粗理想光滑表面的反射是鏡面反射，理想粗糙表面的反射是漫反射（朗伯反射）。傳統(tǒng)的糙表面的反射是漫反射

13、（朗伯反射）。傳統(tǒng)的遙感技術主要采取垂直觀測方式，以獲得地表遙感技術主要采取垂直觀測方式，以獲得地表二維信息，對獲取的數(shù)據(jù)則基于地面目標漫反二維信息，對獲取的數(shù)據(jù)則基于地面目標漫反射的假定，作一些簡單校正后，利用地面目標射的假定，作一些簡單校正后，利用地面目標的光譜特性進行解譯。然而，通過這種遙感手的光譜特性進行解譯。然而，通過這種遙感手段所獲得的信息是以垂直反射光譜為基調的，段所獲得的信息是以垂直反射光譜為基調的，沒有涉及太陽光入射角度及觀測角度的影響因沒有涉及太陽光入射角度及觀測角度的影響因素。這些在遙感技術發(fā)展的初期是合理的，也素。這些在遙感技術發(fā)展的初期是合理的，也取得了很大的成功。取

14、得了很大的成功。 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 隨著遙感技術的發(fā)展及其面臨的各種新的隨著遙感技術的發(fā)展及其面臨的各種新的要求，人們越來越迫切需要弄清各種地物與光要求，人們越來越迫切需要弄清各種地物與光輻射之間相互作用的機理。事實在遙感圖象輻射之間相互作用的機理。事實在遙感圖象上，自然地表的表觀亮度除取決于所測地物的上，自然地表的表觀亮度除取決于所測地物的幾何形態(tài)特征和光譜性質外，在很大程度上還幾何形態(tài)特征和光譜性質外，在很大程度上還與入射光方向和觀測方向有關。這兩個方向的與入射光方向和觀測方向有關。這兩個方向的差異，明顯地引起地表（冠層）反射

15、的差別，差異，明顯地引起地表（冠層）反射的差別，這種差別不僅隨著標志這兩個方向的雙種角度這種差別不僅隨著標志這兩個方向的雙種角度的變化而變化，而且隨著地表（冠層）結構要的變化而變化，而且隨著地表（冠層）結構要素變化而變化?；诖?，在遙感領域中，多角素變化而變化?；诖?，在遙感領域中，多角度遙感特別是植被雙向反射的研究就異軍突度遙感特別是植被雙向反射的研究就異軍突起，迅速發(fā)展起來。起，迅速發(fā)展起來。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射概念雙向反射概念 雙向性反射雙向性反射是自然界中物體表面反射的基是自然界中物體表面反射的基本宏觀現(xiàn)象，即反射不

16、僅具有方向性，這種方本宏觀現(xiàn)象，即反射不僅具有方向性，這種方向性還依賴于入射的方向而異。向性還依賴于入射的方向而異。 雙向反射函數(shù)雙向反射函數(shù)（即只是入射方向與反射方（即只是入射方向與反射方向夾角的函數(shù)）就是用來描述第五的這種雙向向夾角的函數(shù)）就是用來描述第五的這種雙向反射性的。反射性的。 BRDF(i,i,r,r) =)()(irdEdL遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射概念雙向反射概念 BRDF中的參量圖示XYZdAOdrRrdiIiri遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射概念雙向

17、反射概念式中式中i（天頂角）和（天頂角）和i（方位角）確定入射方向；（方位角）確定入射方向；r和和r描述某一反射方向；描述某一反射方向；dr、di相應表示相應表示在反射和入射方向上的兩個非常小的（微分）立在反射和入射方向上的兩個非常小的（微分）立體角；體角；dE(i)表示在一個微分面積元表示在一個微分面積元dA（為敘（為敘述方便計，假定水平放置）之上，由于述方便計，假定水平放置）之上，由于di這個這個微分立體角內輻照度微分立體角內輻照度L(i)的增量所引致的的增量所引致的dA上上輻亮度的增量；輻亮度的增量；dL(r)則是由于增量則是由于增量dE(i)引引起的起的r方向上輻照度的增量。方向上輻照

18、度的增量。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型模型種類模型種類：在地物雙向反射光譜的研究中，最：在地物雙向反射光譜的研究中，最基礎的工作是建立計算地物基礎的工作是建立計算地物BRDF的數(shù)學模型，的數(shù)學模型，到現(xiàn)在為止，已建立了近百種不同的數(shù)學模型。到現(xiàn)在為止，已建立了近百種不同的數(shù)學模型。一般說來，模型可分為一般說來，模型可分為經驗經驗(統(tǒng)計統(tǒng)計)模型模型和和物理模物理模型型兩種。兩種。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型 經驗（統(tǒng)計）模型經驗（統(tǒng)計）模型

19、 一般是描述性的，對觀測到的數(shù)據(jù)作經驗一般是描述性的，對觀測到的數(shù)據(jù)作經驗性的統(tǒng)計描述，或者進行相關分析，形成作為班性的統(tǒng)計描述，或者進行相關分析，形成作為班球上觀測方向和入射方向天頂角、方位角經驗函球上觀測方向和入射方向天頂角、方位角經驗函數(shù)的數(shù)的BRDF模型。模型。 優(yōu)點優(yōu)點：簡單、直觀。：簡單、直觀。缺點缺點：應用有局限。：應用有局限。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型 物理模型物理模型 基于物理基礎建立的模型，通常試圖找出產基于物理基礎建立的模型，通常試圖找出產生地面非郎伯體特性及觀測數(shù)據(jù)的原因。生地面非郎伯體特性

20、及觀測數(shù)據(jù)的原因。 優(yōu)點優(yōu)點：簡單、可靠。：簡單、可靠。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 雙向反射模型雙向反射模型 幾何光學模型輻射傳輸模型概況代表模型原始理論基礎模型專業(yè)來源LiStrahler模型遙感像元分解理論遙感像元分解理論RossNilsonKuusk模型SAIL模型植被輻射傳輸理論植被生理、植被生態(tài)初期模型采用介質單元單次散射解釋多次散射解釋熱點現(xiàn)象解釋植株個體（如樹冠）有無有葉片有有無現(xiàn)有模型單次散射介質多次散射介質熱點產生根源模型適用范圍植株葉片植株形狀、尺度與分布由稀疏分布的致密個體組成的群體（如森林）葉片葉片葉片形狀、尺度與分布任意狀況、更適于均勻、不間斷植被（

21、如農作物）遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型幾何光學模型幾何光學模型 以幾何光學原理為基礎的經典模型。假定以幾何光學原理為基礎的經典模型。假定植被是由具有已知幾何形狀和光學性質、并按一植被是由具有已知幾何形狀和光學性質、并按一定方式排列的幾何體所組成，通過分析這些幾何定方式排列的幾何體所組成，通過分析這些幾何體對光線的截獲和遮陰及地表面的反射來確定植體對光線的截獲和遮陰及地表面的反射來確定植被的反射系數(shù)。被的反射系數(shù)。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型

22、混濁介質模型混濁介質模型 這類模型起源于隨機介質（即混濁介質）中這類模型起源于隨機介質（即混濁介質）中的輻射傳輸方程。假設植被的各組分（葉、莖、的輻射傳輸方程。假設植被的各組分（葉、莖、花或穗等）為已知光學性質和取向小的吸收和散花或穗等）為已知光學性質和取向小的吸收和散射體，群體是由它們在水平方向按隨機分布方式射體，群體是由它們在水平方向按隨機分布方式組成的平面平行層（組成的平面平行層（Plane-Parallel Layer）的集合，）的集合，把葉面積指數(shù)（把葉面積指數(shù)（LAI）、葉角分布函數(shù)（）、葉角分布函數(shù)（LAD）等作為群體的基本結構參數(shù)來考慮群體結構對其等作為群體的基本結構參數(shù)來考慮

23、群體結構對其垂直輻射場的影響。垂直輻射場的影響。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型混濁介質模型混濁介質模型 輻射傳輸模型以研究輻射在冠層中薄層或單輻射傳輸模型以研究輻射在冠層中薄層或單元中的傳輸過程為基礎，對輻射傳輸方程求解，元中的傳輸過程為基礎，對輻射傳輸方程求解，推算輻射與冠層相互作用，由此解釋輻射在冠層推算輻射與冠層相互作用，由此解釋輻射在冠層中的傳輸機理，進而得到冠層及其下墊面對入射中的傳輸機理，進而得到冠層及其下墊面對入射輻射的吸收、透過和反射的方向和光譜特性?；燧椛涞奈?、透過和反射的方向和光譜特性。混濁介質模

24、型是目前水平均勻群體中應用最廣泛的濁介質模型是目前水平均勻群體中應用最廣泛的模型。模型。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型混合模型混合模型 混合模型充分利用幾何光學模型和輻射傳輸混合模型充分利用幾何光學模型和輻射傳輸模型上的優(yōu)勢，是幾何光學模型和混濁介質模型模型上的優(yōu)勢，是幾何光學模型和混濁介質模型的綜合。對群體的每一組分的處理類似于混濁介的綜合。對群體的每一組分的處理類似于混濁介質模型，被認為是光學性質已知的、小的吸收和質模型，被認為是光學性質已知的、小的吸收和散射體；而整個群體仍同幾何模型一樣，被處理散射體；而整個群體

25、仍同幾何模型一樣，被處理成具有幾何形狀和空間分布特征植株的集合，聯(lián)成具有幾何形狀和空間分布特征植株的集合，聯(lián)系兩者的關鍵是間隙率模型。此類模型是通用模系兩者的關鍵是間隙率模型。此類模型是通用模型，也是最復雜的型，也是最復雜的BRDF模型。模型。 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型雙向反射模型計算機模擬模型計算機模擬模型 計算機模擬模型能更靈活、更詳細、更真實計算機模擬模型能更靈活、更詳細、更真實地處理非均勻群體問題。它能同時真實地考慮植地處理非均勻群體問題。它能同時真實地考慮植被各組分的大小、形狀和任意的空間分布方式對被各組分的大小、

26、形狀和任意的空間分布方式對群體群體BRDF的影響，模擬出群體內、外輻射場的的影響，模擬出群體內、外輻射場的統(tǒng)計特征，確定出可獲得最大光合效能的最佳群統(tǒng)計特征，確定出可獲得最大光合效能的最佳群體結構特征；研究群體中輻射與植株間的相互作體結構特征；研究群體中輻射與植株間的相互作用過程以及這些過程與群體結構參數(shù)之間的關系。用過程以及這些過程與群體結構參數(shù)之間的關系。計算機模擬模型主要有兩種方式：結構真實模型計算機模擬模型主要有兩種方式：結構真實模型和蒙特卡洛方法。和蒙特卡洛方法。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.2 9.2 多角度遙感多角度遙感 雙向反射模型反演法雙向反射模型反演法 自

27、自20世紀世紀70年代以來，許多研究結果表明，年代以來，許多研究結果表明，同垂直測量相比，非垂直的多角度測量對于估算同垂直測量相比，非垂直的多角度測量對于估算地物（特別是植被）的結構特征具有很大的優(yōu)越地物（特別是植被）的結構特征具有很大的優(yōu)越性。對建立的物理模型，從逆過程分析，可以獲性。對建立的物理模型，從逆過程分析，可以獲得更豐富的冠層結構信息，因而，地物雙向反射得更豐富的冠層結構信息，因而，地物雙向反射物理模型反演技術的研究也是當前地物雙向反射物理模型反演技術的研究也是當前地物雙向反射特性研究中的一個重要內容。特性研究中的一個重要內容。 目前用得較多的是目前用得較多的是最優(yōu)化法最優(yōu)化法、表

28、搜索法表搜索法、神神經網(wǎng)絡反演法經網(wǎng)絡反演法等反演技術。等反演技術。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波是電磁輻射中波長范圍微波是電磁輻射中波長范圍1mm1m的電的電磁波段，頻率磁波段，頻率300GHz300MHz。 微波遙感是以微波為信息傳播媒介的遙感，微波遙感是以微波為信息傳播媒介的遙感，它通過微波傳感器獲取目標物發(fā)射或反射的微波它通過微波傳感器獲取目標物發(fā)射或反射的微波輻射，經過圖像分析解譯來識別地物。微波遙感輻射，經過圖像分析解譯來識別地物。微波遙感分為分為無源（被動）微波遙感無源（被動）微波遙感和有源和有源（主動）微波（主動）微波遙感遙感

29、兩大類。兩大類。 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 無源微波遙感：無源微波遙感：所用的傳感器本身不發(fā)射電磁所用的傳感器本身不發(fā)射電磁波，只靠接收目標和背景所發(fā)射的微波能量來探波，只靠接收目標和背景所發(fā)射的微波能量來探測目標特性。它所收到的電磁波信號強度與目標測目標特性。它所收到的電磁波信號強度與目標的發(fā)射率有關，也與目標、背景的溫度、性質，的發(fā)射率有關，也與目標、背景的溫度、性質，特別是目標物的表面溫度密切相關。因此，其輻特別是目標物的表面溫度密切相關。因此，其輻射測量等效

30、于估計溫度。射測量等效于估計溫度。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 有源微波遙感：有源微波遙感：所用的傳感器本身發(fā)射微波去所用的傳感器本身發(fā)射微波去照射目標，然后接收目標反射或散射回來的微波照射目標，然后接收目標反射或散射回來的微波信號，通過檢測、分析回來的信號，確定目標的信號，通過檢測、分析回來的信號，確定目標的各種特性及目標對傳感器的距離和方位。有源微各種特性及目標對傳感器的距離和方位。有源微波傳感器記錄的有關目標和背景的圖像或數(shù)據(jù)，波傳感器記錄的有關目標和背景的圖像或數(shù)據(jù)，與目標、背景的發(fā)射率無關，也與日照變化無關，與目標、背景的發(fā)射率無關，也

31、與日照變化無關，圖像較穩(wěn)定、清晰，易識別。如果合理的選擇頻圖像較穩(wěn)定、清晰，易識別。如果合理的選擇頻率、極化方式和波束照射角，可獲得較好的遙感率、極化方式和波束照射角，可獲得較好的遙感效果。效果。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波的衰減微波的衰減 使用衛(wèi)星和飛機上的微波傳感器進行觀測成使用衛(wèi)星和飛機上的微波傳感器進行觀測成像時，由于微波要通過位于傳感器和目標之間的像時，由于微波要通過位于傳感器和目標之間的大氣，所以會受到大氣分子的吸收和散射，結果大氣，所以會受到大氣分子的吸收和散射，結果引起衰減。衰減強度與傳輸距離成指數(shù)關

32、系。對引起衰減。衰減強度與傳輸距離成指數(shù)關系。對應于單位距離的衰減量叫衰減系數(shù)應于單位距離的衰減量叫衰減系數(shù)(attenuation coefficient)。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波的輻射微波的輻射 根據(jù)輻射原理，地球表面除輻射可見光、紅根據(jù)輻射原理，地球表面除輻射可見光、紅外線以外，也輻射微弱的微波。黑體的輻射用普外線以外，也輻射微弱的微波。黑體的輻射用普朗克定律表示，普通的物體不一定是黑體，從熱朗克定律表示，普通的物體不一定是黑體，從熱輻射中測量物理溫度時必須用發(fā)射率輻射中測量物理溫度時必須用發(fā)射率進行修正

33、。進行修正。因此，目標的物理溫度因此，目標的物理溫度T和被測的亮度溫度和被測的亮度溫度TB的的關系是關系是 TB=1/4T。 物體的發(fā)射率為物體的發(fā)射率為01，隨物體的介電常數(shù)，隨物體的介電常數(shù)及表面的粗糙度等物理性質和頻率、偏振特性、及表面的粗糙度等物理性質和頻率、偏振特性、入射角、方位角而變化。入射角、方位角而變化。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波的輻射微波的輻射 微波輻射計可以測量的是亮度溫度，而與測微波輻射計可以測量的是亮度溫度，而與測量目標物的性質及狀態(tài)直接聯(lián)系的是發(fā)射率和物量目標物的性質及狀態(tài)直接聯(lián)系的是發(fā)射

34、率和物理溫度。為此必須把發(fā)射率和物理溫度分開，或理溫度。為此必須把發(fā)射率和物理溫度分開，或者研究出把亮度溫度中包含的大氣輻射成分分開者研究出把亮度溫度中包含的大氣輻射成分分開的算法。的算法。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波的表面散射微波的表面散射 在兩個介質的分界面上，當電磁波從一個介在兩個介質的分界面上，當電磁波從一個介質中射入時，會在分界面上產生散射，這種散射質中射入時，會在分界面上產生散射，這種散射叫表面散射。表面散射的強度隨介質表面的復介叫表面散射。表面散射的強度隨介質表面的復介電常數(shù)的增加而增大，其散射角特性由

35、表面的粗電常數(shù)的增加而增大，其散射角特性由表面的粗糙度決定。糙度決定。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波遙感的特點微波遙感的特點 1)全天時工作，不受時間限制，即使在夜間全天時工作，不受時間限制，即使在夜間也能工作。這是由于微波傳感器利用大地輻射中也能工作。這是由于微波傳感器利用大地輻射中微波成分或雷達發(fā)射的微波來進行遙感，與太陽微波成分或雷達發(fā)射的微波來進行遙感，與太陽輻射無關。輻射無關。 2)全天候工作，不受云、霧和小雨的影響。全天候工作，不受云、霧和小雨的影響。這是由于微波能穿透云、霧和小雨。這是由于微波能穿透云、霧

36、和小雨。 3)對某些地物有一定的穿透能力，可在一定對某些地物有一定的穿透能力，可在一定程度上獲取隱伏的信息。程度上獲取隱伏的信息。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波遙感的特點微波遙感的特點 4)微波傳感器的天線方向可調整，這樣可增微波傳感器的天線方向可調整，這樣可增多所獲地表特性。例如，適當調節(jié)天線的主向，多所獲地表特性。例如，適當調節(jié)天線的主向，可在圖像上產生適量的陰影，以突出地貌的形態(tài)可在圖像上產生適量的陰影，以突出地貌的形態(tài)特征和敏感地形的細節(jié)。特征和敏感地形的細節(jié)。 5)微波傳感器接收到的微波信號與物質組成、微波傳

37、感器接收到的微波信號與物質組成、結構有關，能反映出被探測物體在微波波段表現(xiàn)結構有關，能反映出被探測物體在微波波段表現(xiàn)的特征，這是同在可見光、紅外、紫外波段所表的特征，這是同在可見光、紅外、紫外波段所表現(xiàn)的特征完全不同的?，F(xiàn)的特征完全不同的。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波遙感的特點微波遙感的特點 6)微波傳感器可采用多種頻率、多種極化方微波傳感器可采用多種頻率、多種極化方式、多個視角進行工作，來獲取目標的空間關系、式、多個視角進行工作，來獲取目標的空間關系、形狀尺寸、表面粗糙度、對稱性和復介電特性等形狀尺寸、表面粗糙度、

38、對稱性和復介電特性等方面的信息。方面的信息。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波遙感特性微波遙感特性微波遙感的特點微波遙感的特點 微波遙感的弱點微波遙感的弱點：1）不能記錄與顏色有關）不能記錄與顏色有關的信息，人們解譯識別較為困難的信息，人們解譯識別較為困難; 2)設備大而復設備大而復雜，價格昂貴，相應的微波遙感資料的商品化程雜，價格昂貴，相應的微波遙感資料的商品化程度低，獲取較為困難度低，獲取較為困難; 3)圖像有特有的畸變，校圖像有特有的畸變，校正過程復雜，技術難度高。正過程復雜，技術難度高。 按照不同微波傳感器所使用的電磁波譜段，按照不同微波

39、傳感器所使用的電磁波譜段，可將整個微波分為可將整個微波分為8個頻段。不同國家、不同部個頻段。不同國家、不同部門的劃分方式并不完全相同。門的劃分方式并不完全相同。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的結構及工作原理微波傳感器的結構及工作原理 微波傳感器統(tǒng)稱為雷達（微波傳感器統(tǒng)稱為雷達（Radar），是），是“無無線電探測和測距線電探測和測距”（Radio Detection and Ranging）的縮寫詞。雷達最早出現(xiàn)于）的縮寫詞。雷達最早出現(xiàn)于20世紀世紀30年代，目前已成為獲取遙感信息的重要方式之一，年

40、代，目前已成為獲取遙感信息的重要方式之一，被廣泛地應用于軍事與國民經濟的各個部門。被廣泛地應用于軍事與國民經濟的各個部門。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的結構及工作原理微波傳感器的結構及工作原理 雷達的結構雷達的結構：雷達的種類很多，但其基本：雷達的種類很多，但其基本結構和工作原理大體相同。以主動式傳感器為例，結構和工作原理大體相同。以主動式傳感器為例，主要由收發(fā)定時轉換開關、天線、發(fā)射機、脈沖主要由收發(fā)定時轉換開關、天線、發(fā)射機、脈沖發(fā)生器、接收機、顯示器所組成。發(fā)生器、接收機、顯示器所組成。遙遙

41、感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的結構及工作原理微波傳感器的結構及工作原理 雷達的工作原理雷達的工作原理：首先由脈沖發(fā)生器發(fā)出特定頻：首先由脈沖發(fā)生器發(fā)出特定頻率和振幅的矩形脈沖，通過調制發(fā)射機發(fā)出微波振蕩；率和振幅的矩形脈沖，通過調制發(fā)射機發(fā)出微波振蕩；收發(fā)定時器轉換開關以一定的時間間隔從天線向目標發(fā)收發(fā)定時器轉換開關以一定的時間間隔從天線向目標發(fā)出離散的微波波束，微波波束射到目標后，產生散射，出離散的微波波束，微波波束射到目標后，產生散射，由目標返回的散射回波在兩次發(fā)射的間隔期內被天線接由目標返回的散射回

42、波在兩次發(fā)射的間隔期內被天線接收；經接收機調解后送至顯示器，在顯示器熒光屏上便收；經接收機調解后送至顯示器，在顯示器熒光屏上便呈現(xiàn)出目標的回波影像，也可經過轉換，形成膠片影像呈現(xiàn)出目標的回波影像，也可經過轉換，形成膠片影像或數(shù)字圖像?；驍?shù)字圖像。 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類 微波傳感器結構及工作原微波傳感器結構及工作原理理 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的結構及工作原理微波傳感器的結構及工作原理 雷達的工作原理雷達的工作原理：由于目標至天線的距離

43、：由于目標至天線的距離不同，接收到回波信號的時間不一樣，根據(jù)接收不同，接收到回波信號的時間不一樣，根據(jù)接收時間的先后可確定不同目標物的空間位置；回波時間的先后可確定不同目標物的空間位置；回波信號的強弱則取決于目標對微波的反（散）射強信號的強弱則取決于目標對微波的反（散）射強度，用于確定目標物的性質。度，用于確定目標物的性質。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的結構及工作原理微波傳感器的結構及工作原理 微波波束：微波波束：微波波束是一種脈沖信號，每微波波束是一種脈沖信號，每一脈沖的持續(xù)時間叫一脈沖的持續(xù)時間

44、叫脈沖寬度脈沖寬度，常用，常用表示。微表示。微波波束的形狀像一朵不對稱的花，其中伸得最長波波束的形狀像一朵不對稱的花，其中伸得最長的花瓣叫的花瓣叫主瓣主瓣，角稱角稱波束角波束角，在主瓣方向上微，在主瓣方向上微波強度波強度(功率功率)最大；伸得短的花瓣叫最大；伸得短的花瓣叫副瓣或旁瓣副瓣或旁瓣，副瓣也要輻射一部分能量。副瓣也要輻射一部分能量。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的結構及工作原理微波傳感器的結構及工作原理 微波波束：微波波束：波束角波束角是決定雷達性能很重是決定雷達性能很重要的指標之一，要的指標

45、之一，角度數(shù)值越小，雷達的方向性角度數(shù)值越小，雷達的方向性越精確，主瓣的功率也越大，識別目標物的能力越精確，主瓣的功率也越大，識別目標物的能力越強。波束角的大小近似地與發(fā)射微波的波長越強。波束角的大小近似地與發(fā)射微波的波長成正比，與天線的有效孔徑成反比，即有：成正比，與天線的有效孔徑成反比，即有： 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 微波傳感器及其分類微波傳感器及其分類微波傳感器的類型微波傳感器的類型 微波傳感器的種類如表所示，其中微波散射微波傳感器的種類如表所示，其中微波散射計和雷達高度計只能測量目標物散射回來的微波計和雷達高度計只能測量目標物散射回

46、來的微波信號強度，測定目標物與傳感器之間的距離，進信號強度，測定目標物與傳感器之間的距離，進而準確測量地表面高度的變化，記錄的是點狀或而準確測量地表面高度的變化，記錄的是點狀或線狀目標物的數(shù)據(jù)，但是不能形成影像；側視雷線狀目標物的數(shù)據(jù)，但是不能形成影像；側視雷達和微波輻射計是成像類型傳感器，能夠接收和達和微波輻射計是成像類型傳感器，能夠接收和記錄目標物反射或發(fā)射的微波輻射信號，形成可記錄目標物反射或發(fā)射的微波輻射信號，形成可視的區(qū)域遙感影像或者是數(shù)字圖像。視的區(qū)域遙感影像或者是數(shù)字圖像。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 微波傳感器的類型微波傳感器的類型 傳感器種類觀測對象被動傳感器

47、passivesensor微波輻射計microwaveradiometer固定視場，掃描式海面狀態(tài)，海面溫度，海風，海水鹽分濃度，海冰水蒸氣量，云層含水量降水強度大氣溫度，風臭氧，氣溶膠，Nox，其它大氣微量成分主動傳感器activesensor微波散射計microwavescatterometer土壤水分，地表面的粗糙度湖冰，海冰分布，積雪分布植被密度，海浪，海風，風向，風速雷達高度計microwavealtimeter海面形狀，大地水準面海流，中規(guī)模旋渦，潮汐，風速側視雷達imagingradar合成孔徑，真實孔徑地表的影像海浪、海風地形，地質海冰，雪冰的監(jiān)測遙遙 感感 原原 理理 與與

48、方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像側視雷達定義側視雷達定義 側視雷達側視雷達SLAR（side looking airborne radar）是指向平臺行進的垂直方向的一側或兩側發(fā)射是指向平臺行進的垂直方向的一側或兩側發(fā)射微波，然后接收目標返回的后向散射波，并以微波，然后接收目標返回的后向散射波，并以圖像的形式進行記錄的雷達系統(tǒng)。這種地物對圖像的形式進行記錄的雷達系統(tǒng)。這種地物對雷達波的響應就作為我們辨別各種地物的根據(jù)。雷達波的響應就作為我們辨別各種地物的根據(jù)。側視雷達按其天線工作方式的不同，可以分為側視雷達按其天線工作方式的不同，可以分為真實孔徑

49、雷達真實孔徑雷達（RAR:real aperture radar）和）和合合成孔徑雷達成孔徑雷達(SAR：synthetic aperture radar)兩類。兩類。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像真實孔徑雷達真實孔徑雷達 成像過程成像過程：真實孔徑雷達是對平臺的行：真實孔徑雷達是對平臺的行進方向發(fā)射寬度很窄的微波脈沖，然后接收從進方向發(fā)射寬度很窄的微波脈沖，然后接收從目標物返回的后向散射波，從接收的信號中可目標物返回的后向散射波，從接收的信號中可以獲得地表的圖像。如圖所示，按照反射脈沖以獲得地表的圖像。如圖所示，

50、按照反射脈沖返回的時間排列可以進行距離方向掃描；通過返回的時間排列可以進行距離方向掃描；通過平臺的前進，掃描面在地表上移動，可以進行平臺的前進，掃描面在地表上移動，可以進行航線方向的掃描。航線方向的掃描。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像 真實孔徑雷達真實孔徑雷達成像過程成像過程遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像真實孔徑雷達真實孔徑雷達 距離分辨率距離分辨率：也稱射程分辨率，是指分：也稱射程分辨率，是指分辨相同方向上距離不同的兩個目標物的能力，辨相同方向上距離不同的兩個目標物

51、的能力，它取決于發(fā)射的微波的脈沖寬度。要分辨同一它取決于發(fā)射的微波的脈沖寬度。要分辨同一方向上距離不同的兩個目標，在理論上回波的方向上距離不同的兩個目標，在理論上回波的時間間隔要等于脈沖寬度時間間隔要等于脈沖寬度。根據(jù)電磁波傳播的。根據(jù)電磁波傳播的速度，兩個目標之間的距離應該不小于速度，兩個目標之間的距離應該不小于C,其中其中C為微波的傳播速度。為微波的傳播速度。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像 真實孔徑雷達真實孔徑雷達距離分辨率距離分辨率 遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖

52、像真實孔徑雷達真實孔徑雷達距離分辨率距離分辨率 由此得出雷達的距離分辨率為：由此得出雷達的距離分辨率為：Ro是指沿天線到待測目標的斜射程（是指沿天線到待測目標的斜射程（Slant Range），轉化為地面距離就是：），轉化為地面距離就是：為俯角為俯角(或仰角或仰角)是連接目標和天線的直線與水是連接目標和天線的直線與水平面間的夾角。平面間的夾角。cos2cRr20cR遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像真實孔徑雷達真實孔徑雷達距離分辨率距離分辨率 由此可知，脈沖寬度越短，距離分辨率越由此可知，脈沖寬度越短，距離分辨率越高，

53、要提高距離分辨率，必須縮短脈沖寬度。高，要提高距離分辨率，必須縮短脈沖寬度。但是，脈沖寬度過小則發(fā)射功率下降，反射脈但是，脈沖寬度過小則發(fā)射功率下降，反射脈沖的信噪比（沖的信噪比（S/N）降低。現(xiàn)在，利用脈沖壓）降低?，F(xiàn)在，利用脈沖壓縮技術解決這一問題。縮技術解決這一問題。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像真實孔徑雷達真實孔徑雷達 方向分辨率方向分辨率：也稱方位分辨率，是指分：也稱方位分辨率，是指分辨航向上距離相同而方向不同的兩個目標物的辨航向上距離相同而方向不同的兩個目標物的能力。在航向上，兩個目標要能區(qū)分開來，就能

54、力。在航向上，兩個目標要能區(qū)分開來，就不能位于同一波束內，這就是說，方向分辨率不能位于同一波束內，這就是說，方向分辨率取決于微波的波束角取決于微波的波束角。如圖所示，方向分辨率。如圖所示，方向分辨率可用下列公式表示：可用下列公式表示： RGRGR/d/dctg：微波的波長，：微波的波長，d：天線孔徑，：天線孔徑，GR：雷達到目：雷達到目標間的地面射程，標間的地面射程，H：航高，：航高，：俯角。：俯角。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像 真實孔徑雷達真實孔徑雷達方向分辨率方向分辨率遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波

55、遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像真實孔徑雷達真實孔徑雷達 方向分辨率方向分辨率：由公式看出，天線的孔徑：由公式看出，天線的孔徑越大，發(fā)出的微波波長越短，則波瓣越窄，方越大，發(fā)出的微波波長越短，則波瓣越窄，方位分辨率越高；反之，則分辨率愈低。同時，位分辨率越高；反之，則分辨率愈低。同時，方位分辨率沿射程方向也有變化，近距離處高方位分辨率沿射程方向也有變化，近距離處高于遠距離處。于遠距離處。 方位分辨率提高：方位分辨率提高：1)縮短波長，盡量使用波縮短波長，盡量使用波長較短的微波；長較短的微波；2)加大天線長度，但是天線長度加大天線長度，但是天線長度的增加在平臺上受到嚴重限制。因此，出現(xiàn)了的

56、增加在平臺上受到嚴重限制。因此，出現(xiàn)了合成孔徑技術。合成孔徑技術。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像合成孔徑雷達合成孔徑雷達 概念概念：合成孔徑雷達：合成孔徑雷達(SAR)是是20世紀世紀60年年代研制作成功的一種能獲取高空間分辨率地面代研制作成功的一種能獲取高空間分辨率地面圖像的主動型微波系統(tǒng)。特點是，在距離向上圖像的主動型微波系統(tǒng)。特點是，在距離向上與真實孔徑雷達相同，采用脈沖壓縮來實現(xiàn)高與真實孔徑雷達相同，采用脈沖壓縮來實現(xiàn)高分辨率；在方位向上通過合成孔徑原理來改善分辨率；在方位向上通過合成孔徑原理來改善分辨率。

57、通過對在位置不斷變化的同時所接收分辨率。通過對在位置不斷變化的同時所接收的包含相位的信號進行記錄、處理，就可以得的包含相位的信號進行記錄、處理，就可以得到比采用實際天線更長的假設的天線長度（合到比采用實際天線更長的假設的天線長度（合成孔徑長度）進行觀測的同樣效果。成孔徑長度）進行觀測的同樣效果。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像合成孔徑雷達合成孔徑雷達 成像原理及過程成像原理及過程：下圖為合成孔徑雷達：下圖為合成孔徑雷達扇形掃描示意圖，飛機以航高沿方向作等扇形掃描示意圖，飛機以航高沿方向作等速直線飛行，天線裝在機身旁側

58、以一個俯角速直線飛行，天線裝在機身旁側以一個俯角發(fā)發(fā)射扇形波束，波束在舷向射扇形波束，波束在舷向(即即Y方向方向)掃描地面，掃描地面，其瞬間輻照地面的面積為其瞬間輻照地面的面積為XbYb,Xb、Yb分別代表分別代表X軸軸(航向航向)和和Y軸軸(舷向舷向)方向的輻照長度。方向的輻照長度。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像 合成孔徑雷達合成孔徑雷達 成像原理及過程：成像原理及過程：遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像合成孔徑雷達合成孔徑雷達 成像原理及過程成像原理及過程：則：則：

59、XbxDx Yb2cos式中：式中：S為斜距，為斜距，x為天線波束的航向角；為天線波束的航向角；Dx為為天線沿航向（軸）的孔徑，天線沿航向（軸）的孔徑，脈沖寬度，脈沖寬度，為俯為俯角，角，Xb、Yb實際上是側視雷達扇形掃描在航向實際上是側視雷達扇形掃描在航向和舷向的地面分辨元線度。和舷向的地面分辨元線度。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖像合成孔徑雷達合成孔徑雷達 成像原理及過程成像原理及過程：合成孔徑如圖所示，：合成孔徑如圖所示，飛機以航高、航速作等高、等速直線飛行，飛機以航高、航速作等高、等速直線飛行，自至。在掃描區(qū)

60、中有一個目標自至。在掃描區(qū)中有一個目標U，只有等到，只有等到飛機飛到點，飛機飛到點，U才進入主瓣輻照區(qū)，飛到才進入主瓣輻照區(qū)，飛到c點點U在主瓣中心，飛到點離開主瓣。所以對在主瓣中心，飛到點離開主瓣。所以對U來來說，只有飛機飛在說，只有飛機飛在bcd航段上才有可能與航段上才有可能與SAR的的天線發(fā)生聯(lián)系。由此可見從到就好象排滿天線發(fā)生聯(lián)系。由此可見從到就好象排滿了了SAR天線，形成了一個線性天線陣，在天線，形成了一個線性天線陣，在bd段段都能直接接收都能直接接收U的回波信號。的回波信號。遙遙 感感 原原 理理 與與 方方 法法RS9.3 9.3 微波遙感微波遙感 側視雷達及其圖像側視雷達及其圖