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SWISS DAY/NIGHT IMAGE
3）一定的穿透性
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Surface penetration capabilities
穿透深度与 土壤湿度、 频率、土壤 类型的关系
L C X
对干沙可以穿透 几十米，对冰层 能穿透100m左右
SIR-A测绘沙特阿拉伯古河道（1981年）
Shuttle Imaging Radar
各种形变监测技术比较
SRTM全球地形三维测量
航天飞机雷达地形测绘任务 Shuttle Radar Topography Mission
2000年2月11日，11天生成全球80%陆地表面DEM（30m,16m）和SAR图像（30m），完成 了 人类有文明以来5000年未能完成的使命。
河南省SRTM DEM
微波的频谱与能量谱(1焦耳=107 耳格)(MKS制-CGS制)
2）波段划分
毫米波
0.1-1.0mm
Ka
微波波段
厘米波
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.1-1.0cm
K,Ku,X,C,S
分米波
0.1-1.0m
S,L,P
3）微波波段名称与相对频率、波长
v=λf F(GHz)频率 0.23 0.39 1.56 4.20 5.75 10.90 36.00 46.00 56.00 0.39 1.55 4.20 5.75 10.90 36.00 46.00 56.00 100.00 Λ(mm)波长 1333.33 769.23 192.93 71.43 52.17 27.52 8.33 6.52 5.36 769.23 193.55 71.43 52.17 27.52 8.33 6.52 5.36 3.00 Λ(cm) 133.33 76.92 19.29 7.14 5.22 2.75 0.83 0.65 0.54 76.92 19.35 7.14 5.22 2.75 0.83 0.65 0.54 0.30
6）深空探测的主要手段
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行星际探测 金星表面温度（1967），月面地形，火星地形，火星水冰， 宇宙背景微波辐射。 水遥感：干旱与洪涝、积雪冻土、海冰海洋监测、大洋水 准面测量精度7cm 天气雷达
m
m
moon
Mars
Earth
m
通过对探测数据的 处理，还获得了其 它探测仪器的一些 初步科学成果，比 如：干涉成像仪获 取的光谱图、干涉 图，激光高度计获 取的测距值，γ/X 射线谱仪获取的能 谱图，微波辐射计 获取的月表亮温变 化趋势图，空间环 境探测仪获取的粒 子计数图等。
P L S C X K Q V W
4）常见雷达卫星载波
卫星 1 2-3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18,19 SAESAT SIR-A,SIR-B SIR-C/X-SAR Lacrosse 1-5 ALMAZ ERS-1/2 JERS-1 RADARSAT-1 X-SAR/SRTM ENVISAT ALOS PALSAR RADARSAT-2 COSMO Sky-med 1-4 Terra SAR-X 1-2 SAR-Lupe 1-5(Germany) TecSAR(Israel) ALOS-2/Sentinel-1A 发射 1978 1981,1984 1994 1988-2005 1991 1991/19952011 1992 1995-2011 2000 2002-2012 2005-2011 2007200720072006-2008 2008 2013/2013 波段 L L L/C/X L、X L、S C L C C C L C X X X X L/C 波长(CM) 23.5 23.5 23.5/5.8/3.1 23.5/3.0 10 5.7 23.5 5.7 5.7 5.7 23.5 5.7 3.1 3.1 3.1 3.1 23.5/5.7 1.278/10 3.1 5.25 1.275 5.25 5.25 5.25 1.275 5.25 10 10 10 10 26*28 30 30 Shuttle Radar Topography Mission 30 30 3.0 1.0 1.0 0.7 0.1 1/5 1 频率(GHZ) 1.275 1.278 分辨率（M） 30 Shuttle Imaging Radar
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雷达是有源传感器（自己提供照射）并不依赖于日光。 在汶川地震遥感监测中，高分辨率SAR发挥了重要作用。 在2008年5月13日至5月15日，灾区一直是阴雨天，光学遥感（卫星 和航空）都无法得到图像，通讯也基本中断，5月13日日本方面 ALOS PALSAR首先获得ScanSAR模式的图像，但是分辨率为100米， 无法应用；意大利的COSMO SkyMed首先得到都江堰3米和1米分辨率 的SAR图像；5月14日我国的遥感1号得到分辨率为5米的灾区SAR图 像。 5月底直升飞机失事，在找寻飞机残骸的过程中，P波段和L波段的 雷达也发挥了重要的作用。 在2008春节期间我国南方地区的冰雪灾害过程中，在历次洪涝灾害 过程中，在我国南方地区农作物生长的关键时刻，经常是阴云密布， 或大雨滂沱，只有SAR能够工作得到遥感图像。
开采沉陷：实践证明InSAR技术用于开采沉陷监测可以达到 厘米级的分辨率，完全满足精度要求，未来将是一种行之有 效的开采沉陷监测方法。 地表沉降：利用InSAR技术进行了城市地表沉降监测，与常 规水准测量相比，两者相关度达0.943，说明InSAR测量值与 其保持很高的一致性 滑坡监测：目前已有采用InSAR手段研究滑坡的先例。如对 法国南部SaintEtienne de Tinee的滑坡现象应用 DInSAR技术进行监测，几十个干涉图序列中提取位移梯度图， 利用它们模拟该地区的变形模型，处理结果与常规离散监测 方法吻合程度很高。
Ionosphere opaque
sterilizat ion
TerraSARX,Cosmo-skymed ENVISAT, RADARSAT, ERS1-2 ALOS, JERS1
(After Chuck Wicks)
1）波长范围
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可见光-近红外遥感载波波长0.38-0.76um 热红外遥感载波波长0.76-1000um 微波遥感载波波长1-1000mm
4）不同于可见光和红外遥感的信息
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微波高度计：大地水 准面测量，内波，海 面风场，海浪高度测 量 合成孔径雷达：内波， 海底地形，海洋溢油， 舰只潜航尾迹，相位 变化测量
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5）相位测量-合成孔径雷达干涉测量
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SRTM全球地形三维测量 Landers地震同震形变场
Soufriere Hills volcano, Montserrat，UK
7）缺点与不足
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雷达图像分辨率较低 雷达成像处理困难 数据源较少
1.1.3微波遥感的分类与应用 (主/被动微波遥感)
m 微波被动遥感：微波辐射计
m
根据普朗克定律，任何地物在一定温度下，不仅向空 间发射红外辐射，而且还发射微波辐射，地物的微波 辐射基本上和红外辐射相似，符合热辐射定律。但微 波是低温状态下地物的重要辐射特性，其特点是地物 的温度越低，微波辐射也就越明显。 尽管微波辐射比红外辐射能量要弱得多，但可以用无 线电技术经调谐和放大线路来接收。目前，微波辐射 在地学等领域正作为有力的探测手段，加速进行研究。
1.1.2 优越性-全天候，全天时，穿透性
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微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力。 全天时工作能力。 微波对地物具有一定穿透性。 微波能提供不同于可见光和红外遥感所能提供的信息。 微波遥感的主动方式不仅记录电磁波振幅信号，而且可以 记录电磁波相位信息。 行星际探测的主要手段。
m
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基础参考书
微波遥感原理 舒宁 武汉 合成孔径雷达图像理解与 大学出版社 (2000-03出版) 应用 (2008出版)
进阶参考书
高级应用参考书
授课过程中的一些变化
v
第一章 微波遥感原理
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§1.1 引言
空间遥感是在空间(卫星)平台上用电磁波与地球大气、地表、海洋环境相互 作用的散射与辐射来进行观测。它从可见光摄影开始，经过红外热辐射探测， 到20世纪70年代已发展到微波、毫米波遥感。 由于微波的全天候特点，能穿过云层，还可能探测地下结构，随着空间分辨 率的不断提高，高分辨率合成孔径雷达(SAR)与多通道成像辐射计(SSM/I)的 发展，以及多源、多极化、多通道、多视角、多用途、主动 与被动、多系列、 连续多年的空间遥感计划的进行，已使微波遥感成为空间遥感发展最前沿的 技术。 微波遥感技术,已使以往受昼夜云雾影响的光与红外遥感获取全球环境35% 的 信息，增加到全天候地获取全球环境95%的信息，凸现了以微波遥感为主的发 展态势。
1）全天候工作能力All weather capabilities
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对云的透过性
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（全球日平均 云层覆盖率为 40%-60%）
X
C
S
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对雨的透过性 当波长大于3cm 大雨倾盆的地区 对微波影响很小。
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X
C
S
(After Saich)
2）全天时工作 Day/night capabilities
Landers earthquake 1992，《nature》
海冰与冰川研究
相位测量的应用领域
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地震形变：地震形变监测是InSAR技术应用最为成功的 领域之一。 火山研究：实践表明，基于InSAR技术，一个月几次的 重复观测很容易监测每月几个厘米的火山运动形变量， 无论在热带雨林（如印尼的Merapi地区）还是在北极冰 雪地带（北极Katmai地区），SAR图像均能保持令人满 意的相干性。 冰川移动：InSAR技术对冰川研究有两个重要作用。首 先InSAR技术能够提供完整的、高分辨率的、高精度的 地形数据；其次，重复轨道能够测量冰的流动。 地壳运动：用InSAR技术研究地壳运动及板块漂移在国 外已多有研究，其中规模最大的当属美国国家科学基金 会(NSF)、地质调查所(USGS)和国家航空和航天局(NASA) 联合发起的“地球探测”(Earthscope)计划.