《微波遥感》PPT课件.ppt

遥感图像处理与应用微波遥感内容概要内容概要一、微波遥感概述二、微波遥感原理三、雷达图像特征四、微波遥感应用一、微波遥感概述一、微波遥感概述微波遥感微波遥感分类微波遥感分类主动式----雷达被动式----微波辐射计 微波遥感特点•全天候，全天时工作能力•对地物的介电常数敏感•对地物表面粗躁度敏感•对人造地物敏感 •对地物的结构敏感•精确的测量能力•表面穿透能力不受天气影响不受天气影响穿透能力•旱季•雨季海洋内波二、微波遥感原理二、微波遥感原理 微波遥感原理极化特性极化方向指电磁波振动的电场矢量方向• 电场矢量方向不随时间变化的电磁波称为线极化波，它可分解为水平极化（H）和垂直极化（V）• 若SAR发射和接收的都是水平极化波，则获得的影像是水平同极化（HH）影像以此类推，还可得到垂直同极化VV，• 接收的极化方式与发射的极化方式相反的交叉极化HV和VH由于交叉极化的信号比较弱，星载成像雷达一般以同极化方式工作•不同的地物会反映出不同的极化特性，不同极化的不同回波是电磁波与地物目标相互作用的结果微波与地表相互作用合成孔径雷达合成孔径雷达SARSAR （（Synthetic Aperture Synthetic Aperture RadarRadar）） 真实孔径雷达天线长度就真实孔径雷达天线长度就是实际的长度，为了提高是实际的长度，为了提高方位向的分辨率，理论上方位向的分辨率，理论上增加孔径增加孔径D D就可以提高方就可以提高方位向分辨率，但是实际上位向分辨率，但是实际上是难以实现的，因为孔径是难以实现的，因为孔径的大小决定了天线几何尺的大小决定了天线几何尺寸的大小。

寸的大小 合成孔径雷达合成孔径雷达SARSAR真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达真实孔径雷达SARSAR真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达工作原理真实孔径雷达真实孔径雷达SARSAR真实孔径雷达天线长度就是实际的长度，为了提高方位向的分辨率，要求发出的波束沿方位向是很窄的，波束宽度与天线长度有关；• 波束沿距离向是很宽的，不过由于是时间测距的工作方式，距离向的分辨率则取决于发送波束的脉冲宽度τ真实孔径雷达分辨率真实孔径雷达分辨率真实孔径雷达与合成孔径雷达真实孔径雷达与合成孔径雷达 L=R·L=R·ββ•合成孔径雷达通过飞行平台的向前运动实现合成孔径利合成孔径雷达通过飞行平台的向前运动实现合成孔径利用天线的移动，可以将小孔径的天线虚拟成一个大孔径的用天线的移动，可以将小孔径的天线虚拟成一个大孔径的天线合成孔径雷达合成孔径雷达合成孔径雷达合成孔径雷达三、雷达图像特征三、雷达图像特征SAR图像分辨率图像分辨率•空间分辨率•灰度分辨率雷达阴影、叠掩雷达阴影、叠掩叠掩示意图叠掩示意图侧视雷达成像的几何特点侧视雷达成像的几何特点透视收缩、顶底倒置透视收缩、顶底倒置斜距显示的近距离压缩斜距显示的近距离压缩四、微波遥感的应用四、微波遥感的应用遥感卫星现状与发展遥感卫星现状与发展 早期早期SARSAR系统系统4.1 SAR4.1 SAR基本应用基本应用中小比例地形图制作中小比例地形图制作土地利用状况调查土地利用状况调查 主要包括城市测绘和土地覆盖测绘。

测绘方面应用 海洋环流特征测图海洋环流特征测图海洋环流特征测图海洋环流特征测图 及波浪普导出及波浪普导出及波浪普导出及波浪普导出 海洋环流特征包括内波、海洋环流特征包括内波、表面洋流边界、旋涡、涌表面洋流边界、旋涡、涌流等，流等，SARSAR是唯一可以提供是唯一可以提供这些方面的非常细微的信这些方面的非常细微的信息的数据源息的数据源 波浪普信息可用于海浪波浪普信息可用于海浪预报以利航海人员的工作，预报以利航海人员的工作，需要近实时的预测需要近实时的预测 海岸带和海洋方面应用海岸带和海洋方面应用海岸带和海洋方面应用海岸带和海洋方面应用油漏探测油漏探测油漏点的探测原理是在油漏点的探测原理是在SARSAR图像上利用油漏点较暗的回波信图像上利用油漏点较暗的回波信息与周围较亮的回波信息的反差进行识别息与周围较亮的回波信息的反差进行识别SAR SAR 可以作为可以作为目前机载污染监测系统的一个补充目前机载污染监测系统的一个补充。

海岸带和海洋方面应用海岸带和海洋方面应用海岸带测绘与海底地海岸带测绘与海底地海岸带测绘与海底地海岸带测绘与海底地形测量形测量形测量形测量苏北浅滩苏北浅滩苏北浅滩苏北浅滩ERS-1 SAR ERS-1 SAR 图像图像图像图像珠江口珠江口珠江口珠江口ERS-1 SAR ERS-1 SAR 图像图像图像图像采伐区域测图采伐区域测图采伐区域测图采伐区域测图 森林方面应用森林方面应用 地质灾害监测地质灾害监测 -- --地震监测、滑坡监测等地震监测、滑坡监测等地质方面应用洪水监测洪水监测雪和新鲜水冰的雪和新鲜水冰的 监测与测绘监测与测绘由于由于SARSAR的全天候特点，它的主的全天候特点，它的主要优点就是洪水测图的应用，最要优点就是洪水测图的应用，最大淹没面积常常发生的坏天气，大淹没面积常常发生的坏天气，其他数据在这种情况下是不可能其他数据在这种情况下是不可能发挥作用的发挥作用的水文方面应用水文方面应用4.2 INSAR4.2 INSAR基本应用基本应用雷达干涉测量雷达干涉测量(Interferometer SAR)(Interferometer SAR)合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar；简称：干涉雷达测量）是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。

差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术雷达干涉测量雷达干涉测量(Interferometer SAR)(Interferometer SAR) 近年来，国内外学者在星载和机载SAR方面进行了广泛的研究InSAR技术在理论上趋于成熟 InSAR影像提取DEM的方法研究，已成为各国遥感领域研究的主要方向之一，它可广泛应用于冰川、地震、火山、地表沉降等研究中干涉测量技术主影像主影像从影像从影像干涉图干涉图生成干涉图生成干涉图干涉测量技术去平地去平地效应效应去噪去噪 相位相位解缠解缠计算计算高程高程干涉测量技术 地理地理编码编码三维效果显示三维效果显示干涉测量技术差分雷达干涉（差分雷达干涉（D-InSARD-InSAR））•形变前干涉图与形变形变前干涉图与形变后的干涉图做差分后的干涉图做差分•可通过三幅影像来实可通过三幅影像来实现，也可以依靠两幅现，也可以依靠两幅影像和一个影像和一个DEMDEM来实现。

来实现•近几年较新的雷达干近几年较新的雷达干涉技术有涉技术有PS-InSARPS-InSAR（永久散射体雷达干（永久散射体雷达干涉技术）、涉技术）、GB-GB-InSARInSAR（地基雷达干涉（地基雷达干涉技术）等技术）等DINSAR技术•两副天线对目标点测量的相位差为:•地表的形变大小公式为：DINSAR技术DINSAR技术DINSAR技术DINSAR技术DInSAR形变监测实例v伊朗伊朗Bam地区地震形变研究地区地震形变研究DInSAR形变监测实例 Bam地震区域及地震断裂带示意图地震区域及地震断裂带示意图 DInSAR形变监测实例极化合成孔径雷达极化合成孔径雷达PolSARPolSAR(Polarimetric SAR)(Polarimetric SAR)•电场矢量方向不随时间变化的电磁波称为线极化波，它可电场矢量方向不随时间变化的电磁波称为线极化波，它可分解为分解为水平极化（水平极化（H H））和和垂直极化（垂直极化（V V））•同极化同极化 ：：HH HH 和和VVVV•交叉极化：交叉极化：HVHV和和VHVH•同一目标在不同极化方式下的后向散射回波是不同的同一目标在不同极化方式下的后向散射回波是不同的. .。