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雷达和激光雷达是主动遥感的典范已经不像几十年前了

来源:IT之家 作者:苏小糖 发布时间:2023-01-16 18:25   阅读量:5357   

卫星遥感已逐渐发展成为在地方,区域和全球空间尺度上测量地球的最有效工具之一。

雷达和激光雷达是主动遥感的典范已经不像几十年前了

雷达和激光是科幻电影的惊人属性,已经不像几十年前了由于科学向前迈进了一大步,这些创新在遥感中被广泛用作传感器类型

伴随着时间的推移,遥感技术已经应用于人类生活的各个领域农民每天都从各种遥感卫星中受益许多重要决策都是以雷达卫星,TerraSAR—X,SRTM,地球观测卫星,地球资源卫星,哨兵,大地卫星等的数据为基础的

01.什么是主动遥感。

主动遥感与被动遥感相对,借助灯泡,灯管等人工能源的遥感称为主动遥感通常在黑暗中或晚上

为了成为主动遥感,他们必须提供自己的能量来照亮他们正在研究的项目。

远程有源传感器向研究目标的方向发射辐射然后,传感器检测并测量从目标反射或反向散射的辐射

主动遥感还用于几个安全目的,包括监测海洋和北极双反射扩散为搜救任务提供了重要信息

遥感传感器的优点是可以在一天或一季的任何时间获取数据,这就是所谓的主动遥感。

遥感主要有两种类型,主动和被动,根据它们用于探测物体的信号源来分类主动遥感仪器使用自己的发射源或光源工作,而被动遥感仪器使用反射源或光源工作辐射也伴随着波长的不同而不同,分为短波和长波

主动遥感示意图

雷达和激光雷达是主动遥感的典范。

主动遥感仪器

遥感中的每个主动传感器将其信号指向目标,然后检查响应—接收的数量大多数设备使用微波,因为它们相对不受天气条件的影响

雷达是一种帮助测量无线电信号的传感器它的具体特征是天线发射脉冲雷达主动遥感中的能量流遇到障碍物时,会在一定程度上散射回传感器根据它的数量和行驶时间,可以估算出目标的距离

激光雷达使用光来确定距离通过激光雷达进行主动遥感意味着传输光脉冲并检查检索到的数量用时间乘以光速来理解目标的位置和距离

激光高度计使用激光雷达测量高度。

测距仪器使用不同平台上的一个或两个相同的设备相互发送信号来估计距离。

如果天气属于活跃类别,探测器通过发射脉冲来垂直研究天气。

散射计是测量反射辐射的专用设备。

应用和优势

除了各种实现,主动遥感器对研究条件基本没有限制主动遥感系统可以在一天中的任何时间充分发挥作用,因为它们不需要太阳光,相对来说不受大气散射的影响

各种类型的遥感技术在科学部门和更实际的行业中都有应用航天飞机雷达地形测绘任务收集地球高程数据,天空中的光雷达主动遥感有助于制作我们星球表面的数字模型

遥感仪器获得的数据为农民和林农服务在海洋科学和救援任务中难以到达的地方,它们非常重要

探空仪有助于利用湿度,降水,温度和有无云的垂直廓线进行天气预报。

主动遥感有两大好处。

1.能够在白天和黑夜的任何时候收集图像。

乌云和恶劣的天气似乎并没有打扰它。

02.什么是被动遥感。

太阳是遥感最方便的能源太阳的能量要么被反射,要么被吸收我们可以通过可见光波长的反射能量看到任何物体

遥感系统可以通过传感器获取自然可利用的能量这些系统被称为被动传感器,通过太阳等自然可用能源进行遥感被称为被动遥感但是传感器只能测量太阳在白天照射地球时的能量传感器可以24小时昼夜探测地球发出的能量

被动遥感是研究光源与地球表面各种地物的相互作用,每个地物都有自己的光谱响应。

传感器接收到的辐射一部分在地球表面反射,其余部分被大气散射,永远达不到地球。

地球上物质直接释放的热辐射与大气中自身发出的热辐射相互作用,因为它以热红外线向上传播。

胶片摄影,红外线,电荷耦合器件和辐射计都是无源遥感器的例子。

与主动传感器不同,遥感中的被动传感器不会将能量传递给所研究的物体或表面被动遥感依赖于目标反射的自然能量所以只能在适当的阳光下使用,否则就没什么可反射的了

被动遥感使用多光谱或超光谱传感器,通过多个波段的组合来测量集合的数量这些组合因通道数量而异波段范围包括人类视觉内外的光谱

无源遥感设备工作原理图

无源遥感设备最常见的例子是各种类型的辐射计或分光计。

仪器名称清楚地表明了它们测量的内容:

光谱仪区分和分析光谱带。

辐射计确定物体在特定波段范围内发射的辐射功率。

光谱辐射计发现了几个波段的辐射功率。

超光谱辐射计使用遥感中使用的最精确的无源传感器由于其高分辨率,它可以区分可见光,近红外和MIR区域的数百个最终窄光谱带

成像辐射计扫描物体或表面以再现图像。

探测器垂直探测大气状况。

加速度计检测每单位时间的速度变化。

被动遥感的应用及其优势

在遥感的被动传感器中,Landsat绝对是持续时间最长的对地观测任务它监测了我们的星球,并记录了获得的数据,这使我们能够分析它在40年内的变化这项任务的最大优势是公众可以在地质,测绘,生态,林业和农业,海洋科学,气象等领域获取信息和应用解释

在农业上,遥感利用植被的反射特性来测量植被,利用植被指数来评价作物健康状况这是可能的,因为植被指数的具体值与特定生长阶段的一些物种有关它可以帮助全球农业企业管理他们的日常任务,以及检查田地的状态和保持健康的植被

被动遥感的缺点是

晚上很难记录数据。

由于能源短缺,一些传感器可能会失效。

大气有很大的影响

03.什么是微波遥感。

微波感测的分类包括主动和被动类型,并且基于发送和接收信号或仅接收信号的原理区别在于波长在这种特殊情况下,它从1厘米到1米不等与更短的波长不同,它们可以突破除大雨之外的几乎任何大气条件几乎可以在任何天气和任何时间监测它们对气溶胶的敏感性

被动微波遥感

被动微波感测检查目标的微波发射被动传感器,如辐射计或扫描仪,可以分辨自然能量并记录下来不同的是,它的天线专门探测微波,而不是其他更短的波这种方法使专家能够通过与辐射量的某种关联来了解目标的温度和湿度由这种类型的传感器检测到的能量被发射,传输或反射

这种方法为气象学,水文学,农业,生态学和海洋学等许多分支提供数据特别是,它使科学家能够检查土壤湿度,大气水和臭氧浓度,辨别漏油,解决水污染问题

主动微波遥感

主动微波传感器向目标辐射自己的信号,并检查反弹不同目标的后向散射特性和传播时间不同,可以勾勒出它们的轮廓,找出距离,知道信号来回传播需要多长时间该数量还取决于照明角度和表面均匀性/粗糙度

这类设备最典型的例子就是雷达。这一类别中的两种基本遥感类型是:

成像,

非成像

这项技术特别有利于飞机/航天器工业,海洋科学和气象学。

地球观测:多用途的可靠数据。

遥感卫星在设定的时间间隔内围绕我们的星球旋转,提供几乎实时的数据并记录下来获得的信息不仅可以分析事物的现状,还可以分析历史背景

技术发现滋养了科学研究,并在实践和理论的许多分支中促进了人们的日常活动有很多应用和好处可以享受,但还有很多东西有待发现

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