微波遥感雷达：从被动到主动的观测技术

"被动与主动遥感是遥感技术中的两种主要类型，它们在获取地球表面信息方面发挥着重要作用。微波遥感是遥感领域的一个关键分支，尤其适用于全天候、全天时的观测，因为它不受光照条件的影响。本文将探讨微波遥感的基本概念、工作原理以及不同波段的应用。 微波遥感是一种通过发射和接收微波来探测地表特征的技术。微波是电磁波谱中的一部分，其波长介于毫米到米之间。由于微波能够穿透云层和大气干扰，因此即使在恶劣天气条件下也能进行有效的遥感观测。 侧视雷达（Side-Looking Radar，SLR）是一种典型的主动微波遥感系统，它利用雷达设备发射微波脉冲，并接收地表反射回来的信号。侧视雷达的工作原理基于雷达回波的时间延迟和频率多普勒效应，可以精确测量目标的距离、速度和角度。合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是侧视雷达的一种特殊形式，通过移动雷达天线或卫星平台，模拟出一个大型天线孔径，从而实现高分辨率的图像获取。 侧视雷达图像的几何特征主要体现在图像的投影方式上，通常表现为斜视投影，导致图像上的距离和实际地理距离之间存在差异，需要进行几何校正。而侧视雷达图像的信息特点则体现在其对地表纹理、形状和结构的敏感性，能提供丰富的地形和地物信息。 微波传感器是微波遥感的核心部件，它们通常被安装在不同的遥感平台上，如飞机、卫星等。根据不同应用需求，微波遥感系统通常采用不同的工作波段，包括： - Ka、K 和 Ku 波段：早期在机载雷达系统中使用，但目前较为罕见。 - X 波段：广泛应用于军事侦察和地形测绘的机载系统。 - C 波段：常见于许多机载研究系统（如CCRS Convair-580和NASA AirSAR）以及航天系统（如ERS-1和2，以及RADARSAT）。 - S 波段：俄罗斯的ALMAZ卫星上使用。 - L 波段：美国的SEASAT、日本的JERS-1卫星和NASA的机载系统都采用此波段。 - P 波段：最长的雷达波长，主要用于NASA的实验性机载研究系统。 不同波段的选择主要取决于其穿透能力、分辨率、对地表特性的敏感度等因素。例如，L波段因其穿透植被能力强，常用于森林覆盖和海洋表面风速的监测；而X波段则因其高分辨率，适用于制作高清晰度的地形图和军事目的。 总结起来，微波遥感，尤其是侧视雷达技术，为地球观测提供了宝贵的工具，广泛应用于地理信息获取、环境监测、灾害评估等多个领域。了解不同波段的特点和应用，对于有效地利用微波遥感数据至关重要。"