面向21世纪的中国微波遥感技术发展

综论了中国微波遥感的发展过程、取得的成绩、总体技术现状,并为未来的发展提出了战略性设想及建议;讨论了航天微波遥感若干技术,从新的角度分析了特点,力求搞清当前在微波遥感发展中的一些问题;提出全面正确认识微波遥感和充分开发深层次信息,讨论了各种遥感手段的综合探测问题;提出建立目前用于遥感的全电磁波综合探测系统的问题。     

微波遥感若干前沿技术及新一代空间遥感方法探讨

随着微波遥感技术在国民经济发展、环境和灾害监测、资源勘探、科学研究以及军事中应用的不断深入，这一技术正在经历着前所未有的发展。文章就当前微波遥感发展的若干前沿技术，例如高性能和新型机理、更高频率的开拓、全电磁波综合探测、小型化以及虚拟探测等进行了分析论述，重点介绍了三维成像雷达高度计、干涉式综合孔经微波辐射计以及虚拟探测技术。最后介绍了全球地形测量编队小卫星的设想。     

我国卫星遥感领域发展现状与专利分析

根据对卫星遥感领域中雷达成像类型传感器进行专利检索与分析,旨在对我国卫星遥感领域的发展,提供参考价值。文中着重从卫星遥感领域世界机构排名情况、中国机构排名情况、主要技术热点、专利全球分布情况四方面对雷达成像传感器进行专利分析。又将中国专利权人按照地域进行划分,通过对比各省份专利拥有量,找出优势省份与专利空缺省份,利于明确今后发展方向。     

三江源地区卫星被动微波遥感特性的初步分析

微波可以穿透云层,可以全天候监测目标区域,还可以比较有效地分辨水体、植被、冰雪和荒漠等。因此,微波遥感资料是研究地表类型众多的三江源地区的有效手段。全球第一个星载全极化微波辐射计WindSat测量的第3和第4个Stokes参数T3和T4,作为前所未有被卫星传感器大面积、长时间序列测量的亮温,为三江源地表目标的探测研究提供了新的工具和方法。仅使用垂直和水平极化亮温TV和TH,会将小面积水体和沼泽误识别成荒漠。结合WindSat辐射计所测量的4个Stokes参数,可以较好地分辨三江源地区的典型目标,例如雪山、湖泊和荒漠等,有利于消除由于地表目标识别错误导致的土壤湿度研究可能存在的潜在误差。TV,TV-TH,MPDI(MPDI=(TV-TH)/(TV TH))以及T3等值线的走向基本体现出西南东北走向,这与该区域植被分布自东南向西北为针叶林、高山草甸草原、干旱草原及荒漠的特点密切相关。冰雪融化和凝结,以及植被的生长和消亡,使得该区域微波辐射的季节性变化显著。前视和后视垂直极化亮温TV及T3的差值表明,该区域的微波辐射随观测方位角的变化是,雪山积雪冰川和湖区的辐射方向性较强,而植被和荒漠的辐射方向性较弱。     

基于物理模型的动态海面电磁仿真方法研究

针对微波海洋遥感中复杂海面电磁环境难以准确建模的问题,给出了粗糙海面及目标的电磁仿真方法。通过海浪谱模型建立了与实际情况相符的三维海面,设置相应的电磁参数,准确复现海洋环境。采用时域有限差分方法(FDTD),将空间和时间离散化并进行迭代运算,计算动态实时的电磁分布状态。最后通过仿真对海面模型进行验证,并给出了相应的电磁分布状态。结果表明,该方法能够有效实现完整的海洋电磁散射仿真系统。     

不同微波遥感模态和不同数据组合的等湿度区域分布与土壤湿度的反演

论述了主动、被动和主动被动相结合的3种微波遥感模态反演土壤湿度的方法和特点。为了采用人工神经网络方法反演出土壤湿度，在随机粗糙面双谱散射模型的基础上计算了裸土壤表面的散射系数和发射率，分析了3种不同的微波遥感模态和不同数据组合的等湿度区域分布的特点，从而确定了适合于各个微波遥感模态的输入数据组合。反演结果表明，只要选择适当的人工神经网络输入数据组合，采用3种模态中的任何一种微波遥感模态反演土壤湿度都是可行的，并具有较好的反演精度，结果对于微波遥感反演土壤湿度方案的选取具有指导意义。     

海洋浮游植物粒径等级遥感研究现状与展望

海洋水体中浮游植物粒径等级的差异能反映其功能类型的不同,浮游植物粒径等级的探测对水生态系统中浮游植物功能多样性及浮游植物生物地理化学功能的研究具有极其重要的意义。本文综述当前浮游植物粒径等级的遥感探测算法,阐述各算法的步骤过程及其特点,并分析了优缺点。基于此,针对我国近海及海岸带水体,提出海洋浮游植物粒径等级(phytoplankton size classes,PSCs)遥感研究今后需要开展的工作。     

铁路勘测设计技术应用现状与发展展望

全面系统的总结了目前国内外铁路勘测设计技术的应用现状,介绍了航测技术、GPS-RTK技术、遥感技术、数字地形模型、地理信息系统(GIS)等在铁路勘测设计中的应用,展望了随着信息技术、空间技术的发展而出现的新趋势,提出综合采用“3S”技术以及虚拟现实地理信息系统(VRGIS)来提高铁路勘测设计水平的概念。     

一维线性海面弱流场对雷达后向散射系数的影响

基于谱扰动理论，分析了一维线性海面弱流场与微尺度表面波之间的相互作用及由此产生的海浪谱扰动。根据布拉格散射模型讨论了谱扰动对雷达后向散射系数的影响，并进行了数值模拟。针对辐聚、辐散流分别给出了不同流速梯度和不同雷达波长情况下雷达散射系数的影响。从而定量地描述了海面弱流场对雷达后向散射系数的影响。     

卫星遥感赋能电网巡检的发展现状与展望

电网巡检是及时发现、排除威胁电网安全隐患的手段。电网持续稳定运行是社会经济发展的保障,是国家能源安全重要的一环。目前,我国电网检测采用人巡和机巡(直升机、无人机、挂线机器人、传感器等)混合的方式,其单次工作时间、作业范围受人力和续航的限制,大规模巡检成本巨大。随着卫星对地遥感的分辨率不断提高、遥感载荷不断丰富,用卫星遥感手段实现电网巡检逐渐成为可能。围绕着卫星遥感赋能电网巡检的主题,本文首先简述电网巡检测场景,以及梳理现有电网巡检的手段,并总结每种手段的优缺点。然后,梳理我国卫星遥感技术的发展,总结我国不同类型遥感卫星的发展现状和趋势。之后,对卫星遥感进行电网巡检的可行性进行分析,总结现有的利用卫星遥感进行电网巡检的相关工作,对潜在的尚未实现的巡检场景论述可行性。最后,展望卫星遥感赋能电网巡检的未来趋势。     

卫星微波遥感中云层的影响

本文在微波频率1—300GHz(波长1mm一30cm)范围内,卫星微波遥感以陆地和海洋为背景,分析8种典型的云层情况,衡量各因子的作用,进行分析讨论。为卫星微波遥感中消除云层污染及微波遥感云层特性提供了数据。     

我国卫星海洋空间探测

分析了卫星遥感海洋探测技术的发展趋势,以及其对海洋科学的影响。回顾了海洋卫星遥感技术的发展历程,并把国内海洋遥感技术与国外相应技术作了简单对比,指出两者的区别。介绍了我国2007—2020年海洋遥感卫星发射的关键技术,其发展的第一个里程碑是HY－1和HY－2卫星的发射,主要用于监控海洋灾害,比如赤潮、油类溢出、水质和海冰等。最后提出了我国发展卫星遥感应用技术的建议。     

微波辐射计在人工影响天气研究中的应用

本文介绍了在人工增雨作业中，利用１．３５ｃｍ（２２．２３５ＧＨｚ）和８ｍｍ（３５．３ＧＨｚ）双频道微波辐射计连续监测大气中总水汽含量及云中积分液态水含量变化的原理和方法。对微波辐射计在人工增雨的野外观测实验中的应用进行了初步的研究。     

我国海洋水色卫星发展概述

目前国外拥有海洋水色卫星的国家和地区有美国、欧洲欧空局、日本、韩国和印度。我国先后成功发射有HY-1A卫星和HY-1B卫星,其中HY-1A卫星为试验型业务卫星;HY-1B卫星在HY-1A卫星基础上研制而成,其技术指标和性能均优于HY-1A卫星。我国常用的海洋水色遥感数据是SeaWiFS数据和M OD IS数据。我国海洋水色卫星主要应用在海洋资源开发利用、海洋灾害监测应用、海洋权益维护、全球气候变化研究、国际交流与合作等方面。我国的海洋水色卫星研究起步较晚,应用水平还不够高,大力发展海洋水色卫星对维护我国海洋权益,加强海洋综合管理,促进海洋资源合理开发利用和海洋环境保护等方面都有非常重要的作用。     

水稻微波后向散射模型研究与计算

针对合成孔径雷达(SAR)的技术特点,以水稻为研究对象,从矢量辐射传输理论(VRT)出发,通过模拟水稻主要器官稻叶和稻杆对电磁波的散射、衰减作用等物理过程,建立了一套完整的水稻一次后向散射作用的物理模型,用以模拟水稻层的后向散射系数σ⁰,并根据模型模拟结果初步讨论了水稻后向散射系数随时相、入射角、波段和极化等因素的变化规律。     

海冰微波辐射特征的研究

本文给出了海冰介电常数的理论模型和海冰分层辐射理论模型，并用计算机编程计算了两种理论模型。从实验角度，本文给出了测量数据的曲线拟合方法，并着手建立了海冰测厚的计算机自动监测系统。     

被动微波植被辐射模拟研究综述

论述了当前被动微波植被辐射模拟算法的进展和研究趋势.植被辐射的模拟方法主要分为3类:第一类是将植被看作各向同性的单层介质,光学厚度、单次反照率等设为常数或用经验关系来计算;另外两类主要差别在于冠层定义的方式不同.其中一种方法将植被冠层看作连续介质,另一种方法用植被冠层的离散特征(如茎和叶子的长度、方位)来定义.     

利用地基微波辐射计探测降雨强度的方法研究

雨强,是无线通信电路设计中必不可少的参数.目前,降雨测量主要利用布设在测量区域的翻斗式或虹吸式雨量计直接测量.在一些人烟稀少的地区,雨量计无法布设,降雨测量无法进行.针对翻斗式或虹吸式雨量计测量降雨的这一缺点,研究了利用地基微波辐射计遥感雨区云层光学厚度来推算雨区降雨量的方法,并给出了一些用该方法测量本地降雨强度的试验数据,对该法的可行性和可靠性进行验证.     

天空冷背景下受力岩石微波辐射特征实验研究

分析了环境因素对微波辐射观测的影响机理. 以此为基础,在天空冷背景条件下,利用岩石试验机、微波辐射计、声发射、温度测试仪等,开展了岩石弹性变形阶段循环加载微波辐射变化特征的室外观测实验. 结果表明,在天空冷背景下能可靠获取岩石受力变形过程中的微波辐射能量变化信息. 花岗岩弹性变形阶段的微波辐射亮温变化与应力间呈同步性很强的正相关关系,相关系数达0.94; 岩石表面的温度变化与应力间亦呈正相关,但其变化滞后于应力变化,且单位应力的微波亮温升幅远大于表面温度升幅. 实验证实了利用微波辐射观测手段可有效探测岩石受力引起的岩石内部应力状态的变化.