微波遥感技术的应用现状综述

微波遥感技术的应用现状综述彭文放02126033（西安电子科技大学021261班）摘要：针对我国微波遥感的应用现状进行综述。微波技术已经在冰雪、海洋、气象、农业、军事、灾害监测、以及室内实验方面得到了广泛研究和应用，在未来必将得到更加深入发展。关键词：微波遥感应用现状中图文分类号：TP7文献标识码：A1引言遥感技术包括传感器技术，信息传输技术，信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。遥感技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术、声纳遥感技术、物理场（如重力和磁力场）遥感技术。电磁波遥感技术是利用各种物体／物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。其可分为可见光、红外、微波等遥感技术。按照感测目标的能源作用可分为：主动式遥ks5u感技术和被动式遥感技术。按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术、航空遥感技术、地面遥感技术。按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感技术、环境遥感技术、气象遥感技术、海洋遥感技术等。微波遥感是利用某种传感器接收地面各种地物发射或反射的微波信号，籍以识别、分析地物、提取所需信息。微波遥感分为主动式和被动式。主动式包括成像雷达、微波散射计微波高度计和降雨雷达；被动式主要有微波辐射计。这些微波遥感器各有特点和适用范围。2微波遥感额特点微波遥感器不受或很少受云、雨、雾的影响，不需要光照条件，可以全天候，全天时的取得图像和数据。又因为微波有一定的穿透能力，故能获得较深层的信息。在毫米波亚毫米波段有一些气体有谐振谱线，利于监测。微波遥感：是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用某种传感器接受地理各种地物发射或者反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取地物所需的信息。微波遥感是20世纪后期发展起来的新一代先进航天遥感技术。1888年，物理学家赫兹发现了电磁波，为无线电通信开辟了道路。19世纪末无线电的发送、接收技术和20世纪初电子管的发明，带来了20世纪科学技术的突飞猛进。20世纪80年代微波遥感技术的出现，使人类在利用电磁波无线电频段遥感上实现了重大跨越。地球上各种物体对外来的微波信号会产生反射，而且物体本身也具有微波辐射能力。微波遥感就是通过探测物体对微波的反射或自身的微波辐射，来感知物体形态和结构组织的。由于微波具有很好的穿透能力，故具有全天候、全天时的特点，不受云层、浓雾等天气的影响，也不受日夜光照条件变化的限制。这些特点正好弥补了光学遥感器的缺点，因此成为航天遥感器的新宠和各国竞相开发研究的热点。根据工作原理的不同，微波遥感设备可以分为两大类，一类是主动遥感器，即探测设备主动发射微波信号，然后再接收被探测目标反射或散射的信号来感知被探测目标，其工作原理类似大家熟知的雷达。另一类是被动遥感器，其工作原理类似于光谱探测设备，即采用高灵敏度的微波接收技术，接收目标本身微弱的微波辐射信号。目前世界上的主动微波遥感器有微波散射计、微波高度计、合成孔径雷达（SAR）和真实孔径雷达等，被动遥感器主要是微波辐射计。3微波遥感的应用领域由于微波遥感具有独特的优越性，因此已经在各个领域得到广泛的应用。包括：海洋冰雪大气测绘和农业等各个方面（1）冰雪应用领域研究主要包括海冰微波遥感和冰川积雪，冻土微波遥感研究。其中海冰微波遥感有包括1极地海冰微波遥感应用。2003年9月至10月康建成等应邀参)Jr~T多个国家及研究单位参加的南极海冰带科学考察。首次获得了海冰物理温度和海冰上覆盖的雪层厚度，在海冰密集度、海冰边缘带的确定、海冰薄冰和开阔水域估算等方面提供了更高精度的数据。(2)非极地海冰微波遥感应用。金亚秋。等根据我国渤海区域星载微波遥感1994～1996年的观察数据分析，发现现有的星载微波遥感海冰的数据标定和验证TBI和OSI算法并不适用，提出用散射指数和极化指数来监测渤海海冰的存在和变化冰川积雪、冻土微波遥感我国冰川冰雪遥感从20世纪70年代开始，80年代首次建立了以雪冰水体反射光谱资料为主要信息内容的地物光谱数据库。90年代后，被动微波遥感数据开始用于青藏高原积雪面积、积雪深度及雪水当量等参数的监测与反演研究。在这方面，曹梅盛、高峰、车涛、柏延臣等做了大量工作（2）海洋应用研究中国科学院长春物理所自1983年开始研制海洋雷达高度计，并在“八五”期间与中国科学院空间中心合作研制成了机载海洋雷达高度计。1995年4月青岛飞行试验成功获得海面高度和浪高数据。微波辐射计、微波散射计、雷达高度计和合成孔径雷达构成了强大的综合海洋观测系统，这一全天候的海洋观测系统为海洋动力学、海浪、海流及海洋潮汐观测等领域提供了极有价值的实验观测手段。（2）气象应用研究胡成达通过对4个微波频段在大气中辐射传输的计算，发现利用3mm波段遥感大气中的气态水和云中液态水，具有很高的灵敏度；姚展予等利用地基双频微波辐射计和热带降雨测量卫星微波成像仪的遥感资料，对安徽寿县地区云中液态水含量进行研究，发现了该地区云中液态水含量的阂值。林珲等针对多云多雨地区遥感的特点和意义，提出了将多云多雨地区遥感与区域科学系统研究相联系的观点。（4）农业应用研究微波遥感在农业方面的应用主要涉及对农作物的识别、农作物生长状况的估计及土壤湿度的分析等。高峰、戈建军针对微波遥感在土壤湿度分析方面的应用做了大量工作，提出了几种不同的模型。李星敏对遥感植被分类方法的慨述及发展进行了详细介绍。（5）灾害监测应用研究李杏朝等主要以山东、河南两省为例，研究为利用NOAA／AVHRR图像资料并借助地理信息系统监测大面积旱情方法可行。陈轶等Ⅲ用星载微波SSM／I观测值TB定义37GHz、85GHz两个通道组成的洪涝指数，给出了1998年7月～8月间中国长汀流域洪涝指数周平均值的空间分布；谭衢霖等提出将环境污染遥感监测技术与GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、ES(专家系统)技术集成，建立我国的环境污染遥感监测系统。（6）军事应用研究谭显裕详细介绍了合成孔径雷达(SAR)一种高分辨率的全天候微波遥感成像达在军事的应用情况应用范围主要包括：侦察，测绘，海洋监视，动目标指示，动、静目标截获和识别，干涉测量和伪装识别及检测等。金亚秋则对关系我国国防、军事安全的空间遥感信息进行了综合论述。（7）室内实验应用研究耿乃光对岩石、混凝土和钢材加载到破裂的过程，利用微波辐射进行了遥感观测。研究表明可以利用岩石临破裂前微波辐射亮度温度加速增长的特点作为岩石破裂的前兆并提出了遥感岩石力学的概念。4结论综上所述，经过几十年的发展，微波遥感技术已经在我国众多领域内得到了广泛普及和应用，特别是冰雪、海洋，气象农业、军事、灾害监测以及室内实验方面，更是得到了长足发展。由于微波遥感技术自身的特点以及各领域内专业技术发展的不同要求，在未来时期内，微波遥感技术的研究和应用必将得到不断完善和更加广泛，更加有效的为人类社会服务。参考文献【1】张卡等．遥感新技术的若干进展及其应用【J1．遥感信息，2004，(2)：5862【2J范永弘．微波遥感的特点和发展⋯．解放军测绘学院学报，1995，12(3)：184-l88[3】张俊荣．我国微波遥感现状及前景⋯．遥感技术与应用，1997，12(3)：58-64I4】黄全亮等．微波辐射特性研究慨览【J】．遥测遥控，2001，22(5)：59-64【5】康建成等．南极海冰遥感现场对比实验【J】．极地研究，2004，15(4)：310317【6】金亚秋．星载SSM／I微波遥感渤海海冰的辐射特征分析【JJ．海洋学报，1998，20(3)：40-46【7】高峰等．被动微波遥感在青藏高原积雪业务监测中的初步应用⋯．遥感技术与应用，2003，l8(6)：360363【8】曹梅盛等．中国西部积雪微波遥感监【J1．山地研究1994，l2(4)：230-234【9】曹梅盛等．青海高原春秋季地表土冻融的微波遥感监测【J】．遥感学报，1997，1(2)：139144【10】车涛等．利用被动微波遥感数据反演我国积雪深度及其精度评价【J1．遥感技术与应用，2004，19(5)：301306【l1J柏延臣等．基于被动微波遥感的青藏高原雪深反演及其结果评价【J1．遥感学报，2001，5(3)：16卜164[12]张升伟等．中分辨率机载海洋雷达高度计系统分析及接收机系统的研制【J1．环境遥感，1995，10(3)：224～235[13】张云华．海洋综合微波遥感技术[JJ．电子科技导报，l997(2)：27-29I14IHUChengda．ResearchOnMicrowaveRemotesensingofAtmosphereWaters[J】．ActaScientiarumNaturaliumUniversitisPekinensis，1997，33(3)：354357【151#g展予等．寿县地区云中液态水含量的微波遥J1．应用气象学报，2001，12(增刊)：8894【16]林珲等．多云多雨地区遥感初探⋯．遥感信息，2004，(4)：7174[17】高峰等．微波遥感土壤湿度研究进展⋯．遥感技术与应用，2001，16(2)：97102【18】戈建军等．土壤湿度微波遥感中的植被散射模型进展⋯．遥感技术与应用2002，17(4)：209-214【19】李星敏等．遥感植被分类方法的慨述及发展。陕西气象，2002，(3)：2023【201李杏朝等．利用遥感和GIS监测旱情的方法研J1．遥感技术与应，1996，Il(3)：7～l5