二、微波遥感发展现状
（1）1981年11月“哥伦比亚号”航天飞机 第二次飞行时，为微波遥感的进一步发展奠 定了基础。 ✰ 主要应用于地质探测。 ✰ 验证了 L 波段对干旱沙地具有几米 的穿透能力。 ✰ 在二天内获取超过1千万平方公里的 地表SAR图像。
苏丹西北部撒哈拉沙漠SIRA 1981年12月影像，彩色部 分为Landsat影像。由于干 燥沙漠介电常数较小，SAR 能穿透地表，发现沙漠地表 下面有古河床。
二、微波遥感发展现状
（4）1982年2月，NSADA 发射了地球资源卫星 JERS-1，搭载合成孔径 雷达。
☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 轨道倾角：98.5° 轨道高度：568km 侧视角：35° 幅宽：75km 波长：23cm 工作波段：L 极化方式：HH 分辨率：18m
冰川上的火山口
二、微波遥感发展现状
二、微波遥感发展现状
（4）1978.6.28，美国发射SEASRT-A 运行 105 天 用于地球海洋遥感探测 以 110 Mbits/S，获取了42小时数据 搭载微波高度计、微波散射计和合成 孔径雷达 微波高度计测量海洋水准面精度达到 7cm，超过了10cm的设计精度。
二、微波遥感发展现状
Seasat卫星 参数 轨道高度 波长 极化 方位向分辨率 距离向分辨率 入射角 观测带宽度 性能 800km 23.5cm HH 25m 25m 23° 100km
太阳能面板 SAR天线
洛杉机地区 SEASAT 图像, 1978
SEASAT Image of Death Valley, 1978
二、微波遥感发展现状
3. 成熟阶段
20世纪90年代，SAR的发展进入了一个崭新的时代。 欧空局（ESA）于1991年7月发射了ERS-1； 日本于1992年2月发射了JERS-1； 前苏联于1991年3月发射了Almaz-1； 1995年11月加拿大发射了RadarSat 1994年和1996年美国航天飞机两次搭载的SIR-C/X-SAR。 以上标志着SAR时代的到来，表明了SAR将可与可见光遥感 和红外遥感并驾齐驱。
（5）RADARSAT 分辨率10-100 m 工作波段：C 极化方式： HH 侧视角：20°50° 工作时间：1995－ －
纽约世贸中心被进攻前RADARSAT-1图像（1999.6.8）
纽约世贸中心被进攻后RADARSAT-1图像（2001.9.13）
华盛顿五角大楼被进攻后RADARSAT-1图像（2001.9.14）
一、微波遥感的特点
2. 微波遥感的优越性 （2）微波对地物具有一定的穿透能力 微波越长，穿透能力越强 干沙：几十米 冰层：100米 潮湿土壤：几厘米到几米
一、微波遥感的特点
（2）微波对地物具有一定 的穿透能力 ★ 微波穿透土壤的深度 与土壤湿度、类型及工作 频率有关。
一、微波遥感的特点
（2）微波对地物具有一定的穿透能力 ★微波穿透植物层的深度，取决于植物的含水量、密度、波 长和入射角。 如果波长足够长而入射角又接近天底角，则微波可穿透植被 区而到达地面。因此，微波频率的高端（波长较短）只能获得 植被层顶部的信息，而微波频率的低端（波长较长），则可以 获得植被层底层甚至地表以下的信息。
一、微波遥感的特点
雨的衰减系数 与频率的关系Байду номын сангаас
一、微波遥感的特点
2. 微波遥感的优越性 （1）微波能穿透云雾、 雨雪，具有全天候、全 天时工作能力 烟雾和尘埃对微波的衰减比较 复杂，目前尚无定量的系统资 料，但从烟雾和尘埃对红外波 段的衰减特性变化可得出，波 长越长，衰减越小。
一、微波遥感的特点
X-Band Radar Platform
Hangers at Kirtland AFB, Albuquerque, New Mexico (1-m resolution)
Albuquerque International Airport (3-m resolution)
M-47 Tanks, Kirtland Air Force Base, Albuquerque, NM (1-ft resolution)
微波遥感
Microwaves Remote Sensing
遥感信息工程系 战场监测技术教研室
冯伍法
第一讲 绪论
一、微波遥感的特点 二、微波遥感发展现状
一、微波遥感的特点
1. 基本概念 微波是电磁波的一种形 式，把微波与可见光、红 外线、紫外线、X射线、ƴ 射线以及无线电波按波长 大小顺序排列，构成电磁 波谱。
不同能见度下，云和雾在海平面水平路径的衰减率
能见度 可见光 红外 (m) （dB/km) （dB/km
152 305 610 1219 120 60 30 10 24 12 6 3
9.4GHz （dB/km) （X)
0.88 0.32 0.13 0.044
3.7GHz （dB/km) (S)
0.19 0.062 0.022 0.009
二、微波遥感发展现状
（5）RADARSAT 分辨率10-100 m 工作波段：C 极化方式： HH 侧视角：20°50° 工作时间：1995－ －
二、微波遥感发展现状
（6） Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR)



One of ENVISAT instrument (ESA, 2002) C-band (5.33 GHz) Mulli-polarization: VV+HH, VV+VH, or HH+HV 7 incidence angle option High resolution
一、微波遥感的特点
（4）同时记录振幅和相位信息，可获取高程信息 ★ 利用干涉测量技术，可以监测地形变化，如地震、地壳运 动等，精度可以达到厘米级。
一、微波遥感的特点
（5）微波遥感也存在缺陷 ★ 空间分辨率低，地物判读困难。 ★ 图像噪声消除困难。
二、微波遥感发展现状
1. 早期阶段 （1）1922年，美国海军实验室A.H.Taylor等人开始研制 雷达。1923年研制脉冲雷达。此时英国也在研究。 （2）第二次世界大战的军事需要，雷达技术获得飞速发 展。当时主要参战国都已拥有脉冲雷达系统，应用目的 是对飞机和舰艇进行定位。 （3）1940年代，成像雷达在阴极射线管成像，只能显示 或暗或亮两种状态。
理特性，有很大的应用潜力，是20世纪90年代以来研究和
应用的热点。
一、微波遥感的优越性
为什么要研究微波遥感
？
微波遥感究竟能解决哪些其他遥感手段 （光学、红外）所不能解决的问题？
IK0NOS影像(Beijing)
一、微波遥感的特点
光学和红外遥感取得了巨大的成功！
北京（30米）
台北（0.6米）
一、微波遥感的特点
这张由ENVISAT卫星 摄于2002年3月18日 的照片显示出最近 10年拉森B(Larsen B)冰架下沉的情况。 南极冰架最近几年 来一直在大幅下沉， 这可能是自1.2万年 前冰河时代结束以 来南极冰架下沉幅 度最大的一段时间。
合成孔径雷达发展趋势
1978 1981 SIR -A ( Lhh ) 1984 SIR -B ( Lhh ) 1991 1994 SIR -C/XSAR (L,C Quad pol , Xvv ) 1996 2000 SRTM, InSAR C Wide Swath X Narrow, Hi Res
微波信号穿过植被的穿透性
1厘米波长 1米波长
由树顶反射的微波信号
由树顶、树干、 地面反射的信号
由树顶、树干反 射的信号
一、微波遥感的特点
（3）微波能提供不同于可见光和红外遥感所能提供的信息 ★ 例如，微波高度计和合成孔径雷达具有测量距离的能力， 可用于测定大地水准面。 ★ 利用微波探测海面风力场，可提取海面动态信息。 ★ 根据冰的界电常数不同，可以探测海冰的结构和分类。 ★ 根据含盐度对水的界电常数的影响可以探测海水的含盐度。
Seasat (Lhh )
NASA, USA
1991 ERS -1 Cvv
1994 ERS Cvv
-2
ESA, European
NASDA, Japan
1992 JERS -1 Lhh
1995
CCRS, Canada
RADARSAT Chh
-1
二、微波遥感发展现状
4.发展趋势
★提高分辨率，增大幅宽 军事目标准确侦察要求其分辨率小于1米，最近美国提出 的侦察小卫星，SAR分辨率可达到0.3 米。法国计划今年发 射的军用雷达卫星Horus，分辨率可达3米-5米。 雷达图像的幅宽越来越受到人们的重视，如Radarsat-1最 大幅宽可达500公里，欧洲环境卫星Envisat-1上的先进合成 孔径雷达（ASAR）幅宽为400公里，下一代的X-SAR在低分 辨率时幅宽将大于500公里。
可 见 光 所 遭 遇 的 难 题
地球上经常有40%-60%的地区被云层覆盖着，尤其是占地球面积 五分之三的海洋上，气候条件变化更大，经常被云层遮蔽。
一、微波遥感的特点
2. 微波遥感的优越性 （1）微波能穿透云雾、 雨雪，具有全天候、全 天时工作能力
冰云对微波 几乎无影响
一、微波遥感的特点
2. 微波遥感的优越性 （1）微波能穿透云雾、 雨雪，具有全天候、全 天时工作能力 波长大于3cm， 大于倾盆地区对微 波传输影响很小
一、微波遥感的特点
1. 基本概念 微波遥感是利用工作在微波范围内的微波遥感器 对远距离目标物进行非接触性的探测、成像，并对所
获得的数据或图像进行测量、分析和判读的技术。
一、微波遥感的特点
1. 基本概念 以合成孔径雷达(SAR)为代表的微波遥感器取得的雷 达图像，具有与摄影像片相媲美的空间分辨率和独特的物