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微波是的波长为 1mm ~1m,频率为 300 GHz ~300MHz,它的产生是由物质的分子旋转和反转、电子自转与磁场之间的相互作用引起的。微波的发射与接受是通过成像雷达来进行的,雷达可以安装在地面、飞机、卫星上,因此微波遥感也称雷达遥感。微波遥感以其能够全天候工作、穿透能力强等特点,成为重要的遥感技术手段。以下将对几种常见地物的微波特征进行介绍。
1. 水体的微波特征
雷达判别水体特别方便,其原因是水面产生镜面反射,几乎没有方向反射,天线接收不到回波,雷达影像上呈黑色,并且水陆边界黑白分明。但有波浪的水面可以看成粗糙的表面,可以被天线接收到。研究表明,当水面波高大于 1m,表面风速超过 2m/s 时,L 波段雷达可探测到波长大于 100 m 的波浪。
2. 植被的微波特征
在机载雷达图像上,可以根据植物群聚的郁闭度和密度,及相对于地面高度等对雷达波后向散射的强弱造成的影像色调和影纹结构来识别植被为何种种群。例如,森林常具有浅色影像色调; 草木植被具有浅灰色调; 水稻具有浅黑色调等。
3. 土壤的微波特征
影响土壤微波辐射特征的主要因素有土壤的粗糙度、粒度、介电常数和电导率等。对土壤而言,影响微波介电常数的因素主要是水分含量,而不是土壤类型。当土壤含水量很高,但又无明水,即发生渍的时候,在雷达影像上反而发亮,因此是探测防治堤坝险情的有用方法。
4. 建筑物的微波特征
决定建筑物微波特征的主要因素是其表面结构。城镇建筑物高低参差不齐,表面极端粗糙,雷达回波反射较强; 高层建筑群的侧面集中反射雷达波,可出现 “闪烁”的亮点。城镇街道的路面平滑,以镜面方式反射雷达波,后向反射几乎为零。
在微波波段中,人体、钢铁、水泥等有较大差异的发射率,易于识别。常温下,微波黑白影像上的灰度由暗色调到浅色调的顺序是: 水体—人体—水泥—干沙—沥青—钢铁。
关于岩矿的微波辐射与后向散射的研究,由于涉及的因素多,有些因素难于确定,故至今取得的成果很有限。