微波遥感技术在植被研究中的应用

在电磁波谱中,波长在1mm～1m的波段范围称微波。微波遥感是通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。微波遥感分有主动和被动两大类，雷达属于前者，它是通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感的方式。由于微波具有穿云透雾的能力（根据瑞利散射原理），不依赖于太阳作为辐射源，能全天候、全天时工作，而且比光波能更深的穿透植被，因而在植被研究中有特殊作用。

由于被动微波数据的空间分辨率多为几十千米，无法满足植被的分类和提取研究要求，但能对植被的面积和发射的能量进行反应。要能识别植被的类型必须具有较高分辨率。利用遥感进行植被识别，还需要选择植被生长期的特定时间段获取遥感数据，雷达可以穿透云层全天时全天候的工作，为植被识别研究提供了有保障的数据供应。1969 年,美国堪萨斯大学的Haralick等对K波段的雷达图像进行研究,表明植被类型影响信号强度,并且与光学图像相比较,在作物区分中表现良好。

光学数据能反应植被的光谱信息，但不具有分类的高精度优势。微波波段的测量值主要取决于研究对象的几何特性和介电特性，利用多波段多极化的雷达数据及雷达和光学数据相结合能改进植被分类精度。Ferrazzoli等对多波段多极化雷达分类进行了实验,结果表明,单波段单极化的SAR 数据识别农作物是有局限性的,利用多波段多极化的雷达数据,可以获取高达90 %的精确度。

微波遥感对某些地物具有特殊的波谱特性，因此可利用这一点来判断植被的生长环境，能较容易地分辨出可见光和红外遥感所不能区别的某些目标物特性。在微波波段中，水的比辐射率为0.4，而冰的比辐射率为0.99，在常温下两者的亮度温度 相差100K，很容易区别，而在红外波段，水的比辐射率为0.96，冰的比辐射率为0.92，两者相差甚微，不易区别。可利用这一特性，在严寒的冬季，对经济型怕寒植被做防寒准备，防止天气寒冷影响到植被的生长，而影响到经济效应。

由于微波是指波长1～1 000 mm 的电磁波，其波长较长，衍射现象显著，因此微波传感器的分辨率一般都比较低，要提高分辨率必须加大天线尺寸。其次，观测精度和取样速度往往不能协调，要保证精度就需要有较长的积分时间，取样速度就要降低，通常是以牺牲精度来提高取样速度的。此外，地球表面的地物温度大多在200～300 K，峰值波长在10～15μ的范围，都落在红外波段，因此红外波段的辐射量要比微波大几个数量级。然而，由于微波的特殊物理性质，使红外测量精度远不及微波，也要差几个数量级。因此，总的来说，红外和微波遥感各有优缺点。广西善图科技有限公司