遙感傳感器及其原理微波遙感與成像詳解演示文稿

遙感傳感器及其原理微波遙感與成像詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)優(yōu)選遙感傳感器及其原理微波遙感與成像目前二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)3

微波波段的劃分目前三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)常用雷達(dá)波段劃分及命名微波波段毫米波厘米波分米波KaK,Ku,X,C,SS,L,P4目前四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)常見雷達(dá)衛(wèi)星載波5衛(wèi)星發(fā)射波段波長(CM)頻率(GHZ)SEASAT1978L23.51.275SIR-A1981L23.51.278SIR-B1984L23.41.282SIR-C/X-SAR1994L/C/X23.5/5.8/3.1Lacrosse1988L、X23.5/3.01.278/10ALMAZ1991L103.1ERS-1/21991/1995C5.75.25JERS-11992L23.51.275RADARSAT-11995C5.75.25XSAR/SRTM2000C5.75.25ENVISAT2002C5.75.25ALOSPALSAR2005L23.51.275RADARSAT-22005C5.75.25COSMOSky-med2007X3.110TerraSAR-X2009X3.110目前五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)微波輻射的特征--疊加6當(dāng)兩列波在同一空間傳播時(shí)，空間上各點(diǎn)的振動(dòng)為各列波單獨(dú)振動(dòng)的合成。任何復(fù)雜的電磁波都可以分解成許多比較簡(jiǎn)單的電磁波；比較簡(jiǎn)單的電磁波也可以合成為復(fù)雜的電磁波。（白光的色散和合成，計(jì)算機(jī)顯示器的工作原理，混合像元的分解）目前六頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)微波輻射的特征—相干7由兩個(gè)(或兩個(gè)以上)頻率、振動(dòng)方向相同，相位相同或相位差恒定的電磁波在空間疊加時(shí)，合成波振幅為各個(gè)波的振幅的矢量和。因此，會(huì)出現(xiàn)交疊區(qū)某些地方振動(dòng)加強(qiáng)，某些地方振動(dòng)減弱或完全抵消的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為干涉。產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的電磁波稱為相干波。電波天線正是利用電磁波的相干性制成的。正因?yàn)槲⒉ǖ南喔尚?，微波雷達(dá)圖像的像片上會(huì)出現(xiàn)顆粒狀或斑點(diǎn)狀的特征，這是一般非相干的可見光像片所沒有的，也是對(duì)解譯很有意義的信息。目前七頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)微波輻射的特征--偏振與極化8極化即電場(chǎng)振動(dòng)方向的變化趨勢(shì)，線極化是電場(chǎng)矢量方向不隨時(shí)間變化的情況，分為水平極化和垂直極化。目前八頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)9HH-forhorizontaltransmitandhorizontalreceive,VV-forverticaltransmitandverticalreceive,HV-forhorizontaltransmitandverticalreceive,andVH-forverticaltransmitandhorizontalreceive.極化的概念和極化類型水平極化：電磁波的電場(chǎng)矢量與入射面垂直(入射波與目標(biāo)表面入射波處的法線所組成的平面)。垂直極化：電磁波的電場(chǎng)矢量與入射面平行。目前九頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)10同一地區(qū)同一波段不同極化的雷達(dá)圖像存在著明顯的區(qū)別。不同極化的圖像就象不同波段一樣可彩色合成。目前十頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)目前十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)微波輻射的特征--多普勒效應(yīng)13電磁波因輻射源（或者觀察者）相對(duì)于傳播介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，而使觀察者接受到的頻率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。類似聲波的多普勒效應(yīng)。---（合成孔徑雷達(dá)的工作原理）多普勒效應(yīng)不僅僅適用于聲波,它也適用于所有類型的波，包括電磁波?？茖W(xué)家愛德文·哈勃（EdwinHubble）使用多普勒效應(yīng)得出宇宙正在膨脹的結(jié)論。他發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離銀河系的天體發(fā)射的光線頻率變低,即移向光譜的紅端，稱為紅移，天體離開銀河系的速度越快紅移越大，這說明這些天體在遠(yuǎn)離銀河系。反之，如果天體正移向銀河系，則光線會(huì)發(fā)生藍(lán)移。目前十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)14微波遙感的特點(diǎn)1）、能全天候、全天時(shí)工作2）、對(duì)某些地物具有特殊的微波特征：在微波波段，水的比輻射率為0.4，冰的比輻射率為0.99；而在紅外波段，水的比輻射率為0.96，冰的比輻射率為0.92。3）、對(duì)冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力。4）、對(duì)海洋遙感具有特殊意義：適合于海面動(dòng)態(tài)情況（海面風(fēng)、海浪等）的觀測(cè)5）、分辨率較低，但特性明顯。

目前十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)15全天候/全天時(shí)工作能力CSX對(duì)云的透過性（全球日平均云層覆蓋率為40%-60%）對(duì)雨的透過性（當(dāng)波長大于3cm、大雨傾盆的地區(qū)、對(duì)微波影響很小）白天晚上工作目前十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)一定的穿透性Surfacepenetrationcapabilities穿透深度與土壤濕度、頻率、土壤類型的關(guān)系對(duì)干沙可以穿透幾十米，對(duì)冰層能穿透100m左右LCX16目前十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)17LandsatandSIR-AimagesofSelimasandsheet,N.W.Sudanpenetrationofclouds穿透性目前十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)18

成像雷達(dá)是工作于微波波段，一方面大氣對(duì)電磁波的衰減與電磁波有關(guān)，波長越長，衰減越小。（a）TM影像（b）SAR影像穿透性目前十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)19SIR-A測(cè)繪沙特阿拉伯古河道（1981年）

ShuttleImagingRadar目前十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)不同于可見光和紅外的獨(dú)特探測(cè)能力微波高度計(jì)：大地水準(zhǔn)面測(cè)量，內(nèi)波，海面風(fēng)場(chǎng)，海浪高度測(cè)量合成孔徑雷達(dá)：內(nèi)波，海底地形，海洋溢油，艦只潛航尾跡，相位變化測(cè)量20目前二十頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)相位測(cè)量-合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量SRTM全球地形三維測(cè)量Landers地震同震形變場(chǎng)SoufriereHillsvolcano,Montserrat，UKLandersearthquake1992，《nature》目前二十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)SRTM全球地形三維測(cè)量

航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)

ShuttleRadarTopographyMission2000年2月11日，11天生成全球80%陸地表面DEM（30m,16m）和SAR圖像（30m），完成了人類有文明以來5000年未能完成的使命。目前二十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)234B.2、微波傳感器及原理目前二十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)24微波遙感傳感器分類主動(dòng)方式被動(dòng)方式1、雷達(dá)（側(cè)視雷達(dá)）：成像2、微波高度計(jì)：不成像3、微波散射計(jì)：不成像1、微波輻射計(jì)：成像2、微波散射計(jì)：不成像微波散射計(jì)：測(cè)量地物的散射或反射特性微波高度計(jì)：測(cè)量目標(biāo)物與遙感平臺(tái)間的距離，從而準(zhǔn)確得知地表高度變化，海浪的高度等參數(shù)。目前二十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)25微波遙感傳感器分類微波散射計(jì)

測(cè)量地特表面（或體積）的散射或反射特征。組成：微波發(fā)射器、天線、微波接收機(jī)、檢波器和數(shù)據(jù)積分器。測(cè)量散射特性隨雷達(dá)波束入射角、極化、波長變化的規(guī)律。只要能精確測(cè)量目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度的雷達(dá)，都可稱做散射計(jì)。目前二十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)散射計(jì)-小麥散射計(jì)-玉米散射計(jì)-海風(fēng)散射計(jì)-積雪地基微波散射計(jì)應(yīng)用實(shí)例

目前二十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)27微波遙感傳感器分類微波輻射計(jì)

微波輻射計(jì)主要用于探測(cè)地面各點(diǎn)的亮度溫度并生成亮度溫度圖像。由于地面物體都具有發(fā)射微波的能力,其發(fā)射強(qiáng)度與自身的亮度溫度有關(guān)。通過掃描接收這些信號(hào)并換算成對(duì)應(yīng)的亮度溫度圖,對(duì)地面物體狀況的探測(cè)很有意義。亮度溫度是指輻射出與被測(cè)物體相等的輻射能量的黑體的溫度。目前二十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)FY-3微波輻射計(jì)目前二十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)29側(cè)視雷達(dá)

微波遙感傳感器分類雷達(dá)成像的基本條件：雷達(dá)發(fā)射的波束照在目標(biāo)不同部位時(shí)，要有時(shí)間先后差異，這樣從目標(biāo)反射的回波也同時(shí)出現(xiàn)時(shí)間差，才有可能區(qū)分目標(biāo)的不同部位。側(cè)視雷達(dá)在隨飛行器前進(jìn)過程中，向垂直于航線方向（距離向range）發(fā)射一個(gè)很窄的波束，這個(gè)波束在航行方向（方位向azimuth）上很窄，在距離方向上很寬，覆蓋了地面上很窄的條帶。波束從飛行器較近的距離（近距點(diǎn)）照射到離飛行器較遠(yuǎn)的距離（遠(yuǎn)距點(diǎn)）。每個(gè)波束，由以一定時(shí)間間隔（脈沖寬度）的具有特定波長的微波脈沖組成。目前二十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)30側(cè)視雷達(dá)（SLR）工作原理

雷達(dá)發(fā)射器通過天線在很短的微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)發(fā)射一束能量很強(qiáng)的脈沖波，當(dāng)遇到地面物體時(shí)，被反射回來的信號(hào)再被天線接收。由于系統(tǒng)與地物距離不同，同時(shí)發(fā)出的脈沖，接收的時(shí)間不同。目標(biāo)由近到遠(yuǎn)地記錄在顯示器、膠片上。由于是距離成像，目標(biāo)實(shí)際地面距離（地距）大于記錄在顯示器、膠片上的距離（斜距）。目前三十頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)31側(cè)視雷達(dá)（SLR）工作原理平臺(tái)向前飛行，天線交替發(fā)射和接收雷達(dá)脈沖；在波束寬度范圍內(nèi)，地面不同的地物由于距離不同而在不同的時(shí)間反射回波。反射回波的信號(hào)記錄一條圖象掃描線。返回的信號(hào)被天線接收并記錄下來。目前三十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)32側(cè)視雷達(dá)（SLR）工作原理側(cè)視雷達(dá)工作原理——有關(guān)術(shù)語A：飛行方向；B：天底方向E：方位向；D：距離向；C：掃描寬度A：入射角;B：視角;C：斜距;D：地距;φ：俯角目前三十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)33側(cè)視雷達(dá)（SLR）工作原理側(cè)視雷達(dá)工作原理——距離分辨力Pg在側(cè)視方向的分辨率—距離分辨率

Pg=c/2cos脈沖持續(xù)期(脈沖寬度)，俯角，c光速俯角越大，Pg越大，分辨率越低即：距離越近，距離向分辨率越低。A:近射程(nearrange);B:遠(yuǎn)射程(farrange)目前三十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)34側(cè)視雷達(dá)（SLR）工作原理目前三十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)35目前三十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)36側(cè)視雷達(dá)（SLR）工作原理沿航線方向的分辨率—方位分辨率、沿跡分辨率

Pa=*R波束波瓣角，R天線到該像元的傾斜距離=/l,波長，l天線長度Pa=(/l)*R天線越長，Pa越小，方位分辨率越高β距離越近，方位分辨率越高；與距離向分辨率變化規(guī)律相反。提高方位分辨率加大天線孔徑，波長較短電磁波，縮短觀測(cè)距離合成孔徑技術(shù)。方位分辨力Pa目前三十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)對(duì)于一部機(jī)載雷達(dá),假設(shè)其脈寬為100納秒,飛行高度為5千米,天線波束寬度為3毫弧(也就是說其天線孔徑長約為波長的300多倍,如對(duì)X波段雷達(dá),波長為3cm,天線長為9m),可以算出斜距分辨率Rr約為15m,Ra方位向分辨率在45°角入射時(shí)為23m。將其裝在飛行高度為500千米的衛(wèi)星上,則方位向分辨率在45°角入射時(shí)退化為2.3千米。如果要通過減小天線波束寬來改善方位分辨率,在技術(shù)上是非常困難的,因此真實(shí)孔徑雷達(dá)只能是機(jī)載的。Rr=(100×10-9×3×108)/2=15m

Ra=(3/900)×5000/cos45=23mQ?：為什么目前真實(shí)孔徑雷達(dá)只能是機(jī)載的37目前三十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)<==波束之脈沖時(shí)間τ越小，距離向分辨率越高，但τ太小則發(fā)射功率下降，降低后向散射的信噪比脈沖壓縮技術(shù)如何提高雷達(dá)分辨率?理論上增加孔徑D就可以提高方位向分辨率，但實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭讖降拇笮Q定了天線幾何尺寸的大小合成孔徑技術(shù)<==38側(cè)視雷達(dá)方位向分辨率Pa=(/l)*R側(cè)視雷達(dá)地距向分辨率Pg=c/2cos側(cè)視雷達(dá)斜距向分辨率Pr=c/2目前三十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)39合成孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá)與側(cè)視雷達(dá)類似,也是在飛機(jī)或衛(wèi)星平臺(tái)上由傳感器向與飛行方向垂直的側(cè)面發(fā)射信號(hào)。所不同的是將發(fā)射和接收天線分成許多小單元,每一單元發(fā)射和接收信號(hào)的時(shí)刻不同。由于天線位置不同，記錄的回波相位和強(qiáng)度都不同。目的：提高微波影像在飛行方向的分辨率。微波遙感傳感器分類--合成孔徑雷達(dá)（SAR，SyntheticApertureRadar）原理：用一個(gè)短的天線產(chǎn)生長孔徑天線的效果。即用一個(gè)小天線沿一直線方向不斷移動(dòng)，在移動(dòng)中每一個(gè)位置發(fā)射一個(gè)信號(hào)，接收相應(yīng)發(fā)射位置的回波信號(hào)，同時(shí)存儲(chǔ)相位和振幅。當(dāng)天線移動(dòng)了一段距離L之后，存儲(chǔ)的信號(hào)和長度為L的天線陣列所接收的信號(hào)非常相似。目前三十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)40微波遙感傳感器分類--合成孔徑雷達(dá)（SAR，SyntheticApertureRadar）基本原理：利用短的天線，通過飛行平臺(tái)的移動(dòng)及信號(hào)數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生很長孔徑天線的效果，等于通過加長天線孔徑來提高觀測(cè)精度。在沿飛行航跡方向上形成一個(gè)天線陣列，并與數(shù)據(jù)記錄和處理過程聯(lián)系在一起。在不同位置接收同一地物的回波信號(hào)，信號(hào)得到的時(shí)間不同，相位和強(qiáng)度不同，形成相干影像。經(jīng)過復(fù)雜的處理，得到地面的實(shí)際影像。目前四十頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)41微波遙感傳感器--合成孔徑雷達(dá)原理SAR在每一個(gè)位置都記錄回波信號(hào)，針對(duì)同一地物，目標(biāo)和飛行器間距離不同、相位不同、強(qiáng)度不同，此外還要產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，頻率也會(huì)發(fā)生變化。處理器針對(duì)不同的相位進(jìn)行相移補(bǔ)償（聚焦補(bǔ)償，補(bǔ)償不同位置之間的相位差異），再將每個(gè)位置接收的信號(hào)疊加起來，就形成了最終的合成孔徑雷達(dá)信號(hào)。目前四十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)理論計(jì)算表明，合成孔徑雷達(dá)在沿航跡方向的分辨率為：ra=l/2l為小天線的真實(shí)長度。微波遙感傳感器分類--合成孔徑雷達(dá)（SAR）42目前四十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)434B.3、側(cè)視微波圖像幾何特性斜距顯示的距離壓縮側(cè)視雷達(dá)陰影側(cè)視雷達(dá)透視收縮側(cè)視雷達(dá)疊掩目前四十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)距離壓縮原理示意圖斜距顯示的近距離壓縮雷達(dá)的地距與斜距圖像距離分辨率：脈沖寬度、波速一定時(shí)，距離分辨率與雷達(dá)俯角或當(dāng)?shù)厝肷浣怯嘘P(guān)。地距A=B=C，在斜距圖像上

A1=Acos

a<B1=Bcosb

<C1=Ccos

c目前四十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)側(cè)視雷達(dá)陰影側(cè)視雷達(dá)成像在距離向會(huì)產(chǎn)生雷達(dá)陰影。原因是：起伏地形的后坡雷達(dá)波束不能到達(dá)，沒有回波信號(hào)，在圖像相應(yīng)位置出現(xiàn)暗區(qū)。有三種情況：1、地形后坡坡度小于雷達(dá)俯角：不會(huì)產(chǎn)生陰影2、地形后坡坡度等于雷達(dá)俯角：視后坡粗糙度如何3、地形后坡坡度大于雷達(dá)俯角：產(chǎn)生陰影目前四十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)雷達(dá)陰影產(chǎn)生原理示意圖123側(cè)視雷達(dá)陰影目前四十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)foreshortening側(cè)視微波圖像幾何特性—透視收縮是面向雷達(dá)波束的斜面投影到斜距平面時(shí)距離壓縮增強(qiáng)現(xiàn)象，歸根結(jié)底還是距離壓縮現(xiàn)象。透視收縮也稱“前縮”，起伏地形的雷達(dá)影像山坡長度按比例計(jì)算后總比實(shí)際長度要短。側(cè)視雷達(dá)透視收縮規(guī)律：雷達(dá)圖像上前坡總是比后坡距離壓縮明顯，透視收縮表明較大的回波面積集中體現(xiàn)在較小的圖像區(qū)域；在強(qiáng)度圖像上，前坡比后坡明亮。當(dāng)?shù)厝肷浣菫榱銜r(shí)，山頂、山腰、山底的回波集中到一點(diǎn)，出現(xiàn)最大透視收縮。圖像的透視收縮比率與局部入射角θ有關(guān)。目前四十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)48在陡峭山脈地區(qū)的側(cè)視雷達(dá)圖像上存在嚴(yán)重的forshortening現(xiàn)象。目前四十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)出現(xiàn)Layover現(xiàn)象的原理Layover側(cè)視微波圖像幾何特性—側(cè)視雷達(dá)為距離成像，最早返回的信號(hào)記錄在近距端，后返回的記錄在遠(yuǎn)距端。在起伏地形成像，當(dāng)坡度與雷達(dá)俯角之和大于90度時(shí)（即當(dāng)?shù)厝肷浣菫樨?fù)時(shí)），山頂部分的回波比來自山腳部分的回波更早被雷達(dá)接收記錄，從而使山頂影像“疊置”在山腳影像之前。目前四十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)Layover現(xiàn)象非常嚴(yán)重側(cè)視雷達(dá)為距離成像，最早返回的信號(hào)記錄在近距端，后返回的記錄在遠(yuǎn)距端。在起伏地形成像，當(dāng)坡度與雷達(dá)俯角之和大于90度時(shí)（即當(dāng)?shù)厝肷浣菫樨?fù)時(shí)），山頂部分的回波比來自山腳部分的回波更早被雷達(dá)接收記錄，從而使山頂影像“疊置”在山腳影像之前。Layover側(cè)視微波圖像幾何特性—目前五十頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)514B.4目標(biāo)微波特性目前五十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)521）、分布型目標(biāo)又稱面目標(biāo)。同一類物質(zhì)組成、具有足夠表面粗糙度的目標(biāo)區(qū)域?；夭ㄖ袥]有主導(dǎo)地物，形成“斑點(diǎn)”效應(yīng)。地物目標(biāo)的幾種類型：

分布型目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)、硬目標(biāo)

有的地物如水面、雪地，盡管面積很大，但表面光滑，只會(huì)形成鏡面反射，幾乎無后向散射回波，不會(huì)形成斑點(diǎn)效應(yīng)。目前五十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)532）、點(diǎn)目標(biāo)是指比分辨單元小得多的地物目標(biāo)，也就是在一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的地塊內(nèi)比較小的獨(dú)立地物目標(biāo)。它與地塊內(nèi)其周圍地物不是一個(gè)類型，因此它的散射回波與周圍地物的不一樣，有時(shí)它的回波信號(hào)相當(dāng)強(qiáng)，在整個(gè)地塊的回波信號(hào)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。目前五十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)543）、硬目標(biāo)是指是那種既不占有相當(dāng)面積，又不限制在分辨單元之內(nèi)的地物，其回波信號(hào)在圖像上往往表現(xiàn)為一系列亮點(diǎn)或一定形狀的亮線，大多數(shù)人工目標(biāo)如橋梁、輸電線、房屋等都屬于這一類目標(biāo)。它們的回波信號(hào)很強(qiáng)，其原因主要是：有與雷達(dá)波束相垂直的平面；有角反射效應(yīng)；有相應(yīng)于入射波頻率的諧振效應(yīng)；有合適指向的線導(dǎo)體。目前五十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)55光斑目前五十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)56光斑目前五十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)Palm目前五十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)584B.5雷達(dá)圖像特性目前五十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)影響雷達(dá)圖像色調(diào)的因素雷達(dá)圖像多是單波段圖像，因此圖像灰度及灰度空間變化是雷達(dá)圖像信息的主要依據(jù)。雷達(dá)圖像的灰度，是地物目標(biāo)后向散射回波強(qiáng)度的表現(xiàn)形式，而地物后向散射通常以雷達(dá)后向散射截面積σ或后向散射系數(shù)σ0來表達(dá)。一般可以認(rèn)為，σ0是雷達(dá)系統(tǒng)的參數(shù)波長λ，入射角θ，極化方式P和地物目標(biāo)的參數(shù)方位角φ，復(fù)介電常數(shù)ε，表面粗糙度Г1，次表面粗糙度Г2，及不均勻介質(zhì)中的體散射系數(shù)V的函數(shù)。目前五十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)601)、表面粗糙度的影響

表面粗糙度指的是小尺度的粗糙度，即尺度比分辨單元的尺寸要小得多的地物表面粗糙度，它是由細(xì)小的物質(zhì)如葉面、砂石等所決定的粗糙度。這是決定回波振幅的主要因素，其定量表示是地物表面起伏高差的均方根值h，一般這種粗糙度分為三種情況，即光滑表面、稍粗糙表面和十分粗糙表面。完全光滑的表面產(chǎn)生鏡面反射，幾乎所有的反射的能量都集中在以反射線為中心的很小的立體角范圍內(nèi)。暗色調(diào)。中等粗糙表面各個(gè)方向均有反射能量，漫反射或散射，回波較弱?；疑{(diào)。非常粗糙表面近各向同性散射，回波比較強(qiáng)。亮色調(diào)。粗糙度不僅取決于h，它還與波長和俯角(或入射角)有關(guān)。同一地表面，在波長較長時(shí)顯得光滑，在波長較短時(shí)就被認(rèn)為粗糙。目前六十頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)在平滑表面A處，雷達(dá)波全部被反射，沒有產(chǎn)生后向散射，在雷達(dá)圖像上呈現(xiàn)黑色。在比較粗糙的B處，有部分后向散射被雷達(dá)天線接收，在圖像上呈現(xiàn)明亮。目前六十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)目前六十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)63波長通過兩個(gè)方面影響回波信號(hào)：波長不同，有效粗糙度不同->影響回波能量波長不同，復(fù)介電常數(shù)不同->影響目標(biāo)反射能力和電磁波穿透力當(dāng)波長為1cm時(shí)，大多數(shù)表面是粗糙面，當(dāng)波長為1m時(shí)，很少表面是粗糙面。當(dāng)波長為1cm時(shí)，穿透力很弱，當(dāng)波長為1m時(shí)，對(duì)濕土穿透力為0.3m,而對(duì)干燥土壤穿透力為1m。2)、波長入射角的變化可改變分辨單元的面積A。入射角變化影響平均散射系數(shù)σ0（θ）3)、入射角目前六十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)ERS-1'ssmallerlookangleof23degreescomparedtoJERS-1'slookangleof36degrees.目前六十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)65組成地物目標(biāo)的物質(zhì)性質(zhì)對(duì)雷達(dá)回波的影響是很大的，這一性質(zhì)主要表現(xiàn)為復(fù)介電常數(shù)，一般說來，復(fù)介電常數(shù)越高，反射雷達(dá)波束的作用越強(qiáng)，穿透作用越小。復(fù)介電常數(shù)由表示介電常數(shù)的實(shí)部和表示損耗因子的虛部組成。所謂損耗因子是指電磁波在傳輸過程中的損耗或衰減，它與物質(zhì)的傳導(dǎo)率有關(guān)。4)、復(fù)介電常數(shù)復(fù)介電常數(shù)相對(duì)于單位體積的液態(tài)水含量呈線性變化。水分含量低時(shí)，雷達(dá)波束穿透力大，反射小，當(dāng)?shù)匚锖亢艽髸r(shí)，穿透力就大大減小，反射能量最大。在整個(gè)微波波段內(nèi)，水的復(fù)介電常數(shù)量值變化范圍為20-80，而大多數(shù)天然物質(zhì)(植被，土壤，巖石，雪)的介電常數(shù)變化范圍只有3-8，可見水的介電常數(shù)之高。目前六十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十九點(diǎn)66雷達(dá)成像系統(tǒng)一般發(fā)射水平極化波，當(dāng)與地表相互作用時(shí)，形成水平和垂直兩個(gè)分量，可用不同的極化天線去接收，形成HH和HV圖像；同樣有VV和VH圖像。粗糙表面同極化HH和VV沒什么區(qū)別。光滑表面HH比VV回波信號(hào)可以低15dB。對(duì)于交叉極