微波遙感

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微波遙感是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的科技類名詞。

漢字，是中華民族文化的化石，是歷史的載體，是前人智慧的結晶，是有着鮮活生命的「你」「我」「他」，有着濃郁的文化意蘊、獨特的文化魅力和深厚的民族情結。漢字之美，美在形體、美在風骨、美在精髓、美在真情！

目錄

名詞解釋

微波遙感用微波設備來探測、接收被測物體在微波波段（波長為一毫米至一米）的電磁輻射和散射特性，以識別遠距離物體的技術。是六十年代後期發展起來的一門遙感新技術。 與可見光、紅外遙感技術相比，微波遙感技術具有全天候晝夜工作能力，能穿透雲層，不易受氣象條件和日照水平的影響；能穿透植被，具有探測地表下目標的能力；獲取的微波圖象有明顯的立體感，能提供可見光照相和紅外遙感以外的信息。具有重大的軍事、經濟意義，日益受到重視。 由於微波的波長比可見光、紅外線要長几百至幾百萬倍，因而，微波遙感器所獲得的圖象，空間分辨力較低。為提高微波遙感器的分辨力，正在用各種相干信號處理技術（如合成孔徑技術）進行改進。

發展背景

利用人造地球衛星和宇宙飛船進行對地球觀測和星際探測已有38年曆程。在對太陽系行星和宇宙深空及恆星研究中有許多新發現,對人類賴以生存的陸地、海洋、大氣有了宏觀、真實、快速、動態的認識。這是人類科技發展史上的一個巨大成就。在星際探測和對地觀測中,都是用電磁波作為媒質,遙感獲得目標信息。採用可見光波段( 0. 45～ 0. 80μm) ,取得目標的可見光圖像; 紅外波段( 0. 8～ 12. 5 μm) ,取得目標的紅外圖像; 微波波段( 30 cm～3 mm) ,取得目標的微波數據和圖像。可見光和紅外光波段的遙感器一直是遙感技術中的主要遙感器,這是因為它們具有高空間分辨率,能獲得與人目視一致性的圖像。必須有日照條件(熱紅外除外)和沒有雲霧遮擋,是其弱點,致使圖像獲取率低,使遙感的實時動態監測等優點不能充分發揮。可見光和近紅外遙感器用於檢測物體對太陽光的散射量,只反映物體的表層狀況,故所獲得的被觀測物體的特徵信息不夠豐富。

研究現狀

微波與所遙感的目標和背景相互作用,產生散射、輻射、吸收、諧振等現象,是利用微波遙感器獲得目標和背景的信息,實現遙感或探測的機理。當前對陸地、海洋、大氣遙感的目的是實現資源調查、土地利用、環境監測、災害預報、氣象觀測。涉及到大氣、海洋、陸地中的處於各種形式、狀態下的所有物體作為目標和背景。從理論上講它們屬於不同的介質。這些介質可分為均勻介質、電解質溶液介質、非均勻性混合介質。在具體研究處理電磁波與介質的相互作用時,按其具體情況又把介質劃分為連續介質、離散介質、無耗介質、有耗介質、各向異性介質、分層介質、隨機介質、分形介質、旋波介質等。麥克斯韋方程是描述介質與波相互作用產生輻射、散射、衰減等現象的數學公式。因為微波遙感對象是極其複雜的,所以所建立的麥克斯韋方程更難得到嚴格解,只能用近似解析法和數值法求解。在近似解法中已有微擾法、變分法、迭代法、光學法、物理光學法、幾何射線法、物理射線法、算子法、有限元法、場路結合法等。有時還要處理非線性微分方程的解的問題。介質的作用在麥克斯韋方程和輻射傳輸方程中反映在各項的係數中。建立起符合實際的物理模型,對介質的電參數掌握準確數值,是取得數學模型的關鍵。

微波遙感理論研究是從理論上說明某種特性的觀測目標能產生多大強度的,與哪些觀測參數有關的輻射、散射、吸收量。反之,從微波遙感器獲得的數據或圖像中建立起目標的性質和狀態。前者為電磁場中的解析問題,或正問題,利用解析微分方程的方法。後者屬於積分方程反演,或逆問題,屬於物性或圖像的恢復與重建問題。為了建立起目標或背景的物理模型,提供較準確的參量,不僅要從體積大小、幾何形狀、狀態、物理化學性質研究目標和背景,而且還要從產生電磁波與物質相互作用的原子、分子結構的微觀世界中研究目標和背景的行為。

由於微波遙感對象的複雜性和不確定性,所以只能建立起基本與實際一致的物理模型和數學模型。用實地試驗法檢驗理論模型的正確性是至關重要的。可以說微波遙感研究是電磁場理論研究和實際測量相結合的理論密切聯繫實驗的研究課題。微波遙感理論研究勢必促進電磁場理論向縱深發展。

我國的微波遙感理論研究近年來受到國家重視,國家自然科學基金委的重大課題、重點課題和面上課題都支持了有關微波成像理論研究、目標和背景的散射和輻射研究。通過國家「六五」、「七五」、「八五」重點攻關項目取得了一批合成孔徑側視雷達、微波輻射計和散射計的實際飛行圖像和數據,進行了相應的理論研究。中科院電子所,電子科技大學、復旦大學、西安電子科技大學、中科院遙感所等單位作了許多有成效的工作,取得了一批成果。