遥感雷达波段的原理及应用

2024-04-28 08:44

本文主要是介绍遥感雷达波段的原理及应用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

雷达波段是不同波长的组。每一种都有其独特的穿透地球表面的能力。它们还可以揭示环境的不同方面。

雷达频段在电磁频谱内具有特定的频率范围。这些波段由 L-、S-、C- 和 X-波段等字母表示。稍后会详细介绍这一点。

什么是合成孔径雷达?

合成孔径雷达 (SAR) 是一种用于对地球表面成像的先进雷达。与传统雷达系统不同,SAR 利用雷达发射器和目标区域的运动。这以电子方式模拟更大的天线或孔径。结果是更高分辨率的图像。

无论是机载还是星载,雷达成像都会向侧面传输微波脉冲。然后,它利用地形特征测量反向散射。例如,它可能会检测森林树枝、建筑物,甚至地面。

我们已经通过示例创建了本关于 SAR 的指南。如果您需要了解该主题,这是一个很好的起点。重要的是要知道 SAR 是一种主动传感器。此外,它可以在任何天气条件下甚至在夜间工作。

合成孔径雷达中的雷达波段 

雷达频段和 SAR 之间的关系是关键。这是因为雷达波段的选择会影响 SAR 系统穿透表面的能力。因此,特定的雷达频段对于不同的用例来说更为常见。

下表显示了遥感中最常见的雷达频段及其应用。

波段频率波长应用
X8 – 12 GHz3.8 – 2.4 厘米城市监测、冰雪、天气监测、对植被覆盖的渗透很少
C4 – 8 GHz7.5 – 3.8 厘米土地利用、农业监测、森林砍伐、冰、海洋和海上航行
S2 – 4GHz15 – 7.5 厘米生物质、林业管理、土壤湿度、地质和水文学 
L1 – 2 GHz30 – 15 厘米土壤湿度、冰川、地球物理监测;生物量和植被测绘;合成孔径雷达
0.3 – 1GHz100 – 30 厘米最深的渗透能力、山体滑坡、侵蚀、考古和湿地。

SAR 使用不同雷达波段的能力使其成为地球观测的极其有价值的工具。例如,某些族群擅长穿透茂密的森林树冠。

雷达频段的选择是根据SAR应用的具体要求进行权衡。微波在森林中的穿透深度随频率的不同而变化。以下是森林地区雷达波段的一些差异。

P带

P 波段波可以穿透树冠,因此有利于森林中较大木质部分的散射。由于其在树冠内的散射,它非常适合生物量测量。

目前运行的大多数卫星都是 C 波段、L 波段或 X 波段。为了填补这一空白,欧空局将启动BIOMASS 任务。该 P 波段传感器将有助于收集世界各地森林生物量的信息。

目的是生成分辨率为 200 米的森林生物量和森林高度地图。利用 P 波段 SAR 的独特灵敏度,BIOMASS 任务将深入森林树冠。

L波段

就森林而言,L 波段反向散射更多来自树干和树枝。与 P 频段类似,L 频段频率可以深入森林进行生物量测量。

一些最常见的 L 波段传感器是Seasat、ALOS-1 和 ALOS-2。尽管这些传感器有助于全球森林监测,但它们也有助于灾害和自然资源检测。

对于生物量估计,L 波段和 P 波段传感器优于较高频率和较小波长。这是因为它们具有独特的能力来检测森林冠层内较大木质成分的散射。

X波段

X波段雷达有什么用?在林业中,X 波段频率可以从树冠表面反射。因此,这意味着它的反向散射更多来自树冠的叶子和针叶。 

TerraSAR-X是在 X 波段运行的传感器的一个示例。它提供对低密度森林中的生物量更敏感的测量。例如,这包括稀疏的稀树草原、灌木丛、草原或农作物

其他携带 X 波段仪器的卫星有COSMO-SkyMed和 PAZ SAR。意大利和西班牙卫星在聚光灯模式下均可实现1米分辨率,重复周期为11天和16天。

C波段

C 波段是雷达波段的主力。事实上,它是最常见的雷达波段类型。例如,Sentinel-1、ENVISAT 和Radarsat Constellation Mission均在 7.5 – 3.8 cm 范围内的 C 波段频率上运行。

SAR C 频段频率穿透将仅限于林业应用中的上层林冠。反向散射主要来自树叶和较小的树枝。除非环境位于林地和稀树草原等非常稀疏的森林覆盖范围内。

应用范围非常广泛。石油泄漏、土地覆盖和冰雪监测是最常见的应用。像Sentinel-1这样的卫星在穿透能力、分辨率和对大气条件的敏感性之间取得了平衡。

合成孔径雷达卫星

此 SAR 卫星列表显示传感器、寿命、波长和访问限制。

传感器运行时间波长使用权限
Seasat1978L-band
λ = 24.6cm
开放
ERS-11991-2001C-band
λ = 5.6cm
限制
JERS-11995-1998L-band
λ = 24.6cm
限制
ERS-21995-2011C-band
λ = 5.6cm
限制
ENVISAT2002-2012C-band
λ = 5.6cm
限制
ALOS-12006-2011L-band
λ = 24.6cm
开放
Radarsat-11995-2013C-band
λ = 5.6cm

1995-2008: 限

2008-2013: 

商业

TerraSAR-XTanDEM-X2007-2010-X-band
λ = 3.5cm
商业或限制
Radarsat-22007-C-band
λ = 5.6cm
商业
COSMO-SkyMed2007-X-band
λ = 3.5cm
商业或限制
ALOS-2
PALSAR-2
2014-L-band
λ = 24.6cm
商业或限制
Sentinel-12014-C-band
λ = 5.6cm
开放
SAOCOM2018-L-band
λ = 24.6cm
TBD
PAZ SAR2018-X-band
λ = 3.5cm
商业
RCM2019C-bandλ = 5.6cmTBD
NISAR2021L-band
λ = 24.6cm
开放
BIOMASS2021P-band
λ = 70.0cm
开放
TanDEM-L2023L-band
λ = 24.6cm
开放

S、K、Ku 和 Ka 频段在哪里?

这里每个雷达频段在遥感方面都有其用途和应用。然而,它们在合成孔径雷达中不太常见。

  • K 频段:该频率范围为 18 至 26.5 GHz。这使得它容易被大气中的水蒸气吸收。

  • Ku 波段:Ku 波段在测高中很常见。这包括海洋学应用,例如海面高度和波高。

  • Ka 波段:机场使用 Ka 波段雷达传感器集成到监控系统中。

  • S 波段:在地球观测中应用极少但不断增长。

虽然每个雷达频段都具有独特的优势,但它们在 SAR 应用中的采用仍然有限。

这篇关于遥感雷达波段的原理及应用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/942803

相关文章

Java中的Lambda表达式及其应用小结

《Java中的Lambda表达式及其应用小结》Java中的Lambda表达式是一项极具创新性的特性,它使得Java代码更加简洁和高效,尤其是在集合操作和并行处理方面,:本文主要介绍Java中的La... 目录前言1. 什么是Lambda表达式?2. Lambda表达式的基本语法例子1:最简单的Lambda表

Python结合PyWebView库打造跨平台桌面应用

《Python结合PyWebView库打造跨平台桌面应用》随着Web技术的发展,将HTML/CSS/JavaScript与Python结合构建桌面应用成为可能,本文将系统讲解如何使用PyWebView... 目录一、技术原理与优势分析1.1 架构原理1.2 核心优势二、开发环境搭建2.1 安装依赖2.2 验

Java字符串操作技巧之语法、示例与应用场景分析

《Java字符串操作技巧之语法、示例与应用场景分析》在Java算法题和日常开发中,字符串处理是必备的核心技能,本文全面梳理Java中字符串的常用操作语法,结合代码示例、应用场景和避坑指南,可快速掌握字... 目录引言1. 基础操作1.1 创建字符串1.2 获取长度1.3 访问字符2. 字符串处理2.1 子字

Spring Boot循环依赖原理、解决方案与最佳实践(全解析)

《SpringBoot循环依赖原理、解决方案与最佳实践(全解析)》循环依赖指两个或多个Bean相互直接或间接引用,形成闭环依赖关系,:本文主要介绍SpringBoot循环依赖原理、解决方案与最... 目录一、循环依赖的本质与危害1.1 什么是循环依赖?1.2 核心危害二、Spring的三级缓存机制2.1 三

C#中async await异步关键字用法和异步的底层原理全解析

《C#中asyncawait异步关键字用法和异步的底层原理全解析》:本文主要介绍C#中asyncawait异步关键字用法和异步的底层原理全解析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一... 目录C#异步编程一、异步编程基础二、异步方法的工作原理三、代码示例四、编译后的底层实现五、总结C#异步编程

SpringShell命令行之交互式Shell应用开发方式

《SpringShell命令行之交互式Shell应用开发方式》本文将深入探讨SpringShell的核心特性、实现方式及应用场景,帮助开发者掌握这一强大工具,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如... 目录引言一、Spring Shell概述二、创建命令类三、命令参数处理四、命令分组与帮助系统五、自定

SpringBoot应用中出现的Full GC问题的场景与解决

《SpringBoot应用中出现的FullGC问题的场景与解决》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot应用中出现的FullGC问题的场景与解决方法,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可... 目录Full GC的原理与触发条件原理触发条件对Spring Boot应用的影响示例代码优化建议结论F

MySQL 分区与分库分表策略应用小结

《MySQL分区与分库分表策略应用小结》在大数据量、复杂查询和高并发的应用场景下,单一数据库往往难以满足性能和扩展性的要求,本文将详细介绍这两种策略的基本概念、实现方法及优缺点,并通过实际案例展示如... 目录mysql 分区与分库分表策略1. 数据库水平拆分的背景2. MySQL 分区策略2.1 分区概念

Spring Shell 命令行实现交互式Shell应用开发

《SpringShell命令行实现交互式Shell应用开发》本文主要介绍了SpringShell命令行实现交互式Shell应用开发,能够帮助开发者快速构建功能丰富的命令行应用程序,具有一定的参考价... 目录引言一、Spring Shell概述二、创建命令类三、命令参数处理四、命令分组与帮助系统五、自定义S

Go 语言中的select语句详解及工作原理

《Go语言中的select语句详解及工作原理》在Go语言中,select语句是用于处理多个通道(channel)操作的一种控制结构,它类似于switch语句,本文给大家介绍Go语言中的select语... 目录Go 语言中的 select 是做什么的基本功能语法工作原理示例示例 1:监听多个通道示例 2:带