衛(wèi)星遙感已逐漸發(fā)展成為在地方,區(qū)域和全球空間尺度上測(cè)量地球的最有效工具之一。
雷達(dá)和激光是科幻電影的驚人屬性,已經(jīng)不像幾十年前了由于科學(xué)向前邁進(jìn)了一大步,這些創(chuàng)新在遙感中被廣泛用作傳感器類型
伴隨著時(shí)間的推移,遙感技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域農(nóng)民每天都從各種遙感衛(wèi)星中受益許多重要決策都是以雷達(dá)衛(wèi)星,TerraSAR—X,SRTM,地球觀測(cè)衛(wèi)星,地球資源衛(wèi)星,哨兵,大地衛(wèi)星等的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的
01.什么是主動(dòng)遙感。
主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感相對(duì),借助燈泡,燈管等人工能源的遙感稱為主動(dòng)遙感通常在黑暗中或晚上
為了成為主動(dòng)遙感,他們必須提供自己的能量來(lái)照亮他們正在研究的項(xiàng)目。
遠(yuǎn)程有源傳感器向研究目標(biāo)的方向發(fā)射輻射然后,傳感器檢測(cè)并測(cè)量從目標(biāo)反射或反向散射的輻射
主動(dòng)遙感還用于幾個(gè)安全目的,包括監(jiān)測(cè)海洋和北極雙反射擴(kuò)散為搜救任務(wù)提供了重要信息
遙感傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可以在一天或一季的任何時(shí)間獲取數(shù)據(jù),這就是所謂的主動(dòng)遙感。
遙感主要有兩種類型,主動(dòng)和被動(dòng),根據(jù)它們用于探測(cè)物體的信號(hào)源來(lái)分類主動(dòng)遙感儀器使用自己的發(fā)射源或光源工作,而被動(dòng)遙感儀器使用反射源或光源工作輻射也伴隨著波長(zhǎng)的不同而不同,分為短波和長(zhǎng)波
主動(dòng)遙感示意圖
雷達(dá)和激光雷達(dá)是主動(dòng)遙感的典范。
主動(dòng)遙感儀器
遙感中的每個(gè)主動(dòng)傳感器將其信號(hào)指向目標(biāo),然后檢查響應(yīng)—接收的數(shù)量大多數(shù)設(shè)備使用微波,因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)不受天氣條件的影響
雷達(dá)是一種幫助測(cè)量無(wú)線電信號(hào)的傳感器它的具體特征是天線發(fā)射脈沖雷達(dá)主動(dòng)遙感中的能量流遇到障礙物時(shí),會(huì)在一定程度上散射回傳感器根據(jù)它的數(shù)量和行駛時(shí)間,可以估算出目標(biāo)的距離
激光雷達(dá)使用光來(lái)確定距離通過(guò)激光雷達(dá)進(jìn)行主動(dòng)遙感意味著傳輸光脈沖并檢查檢索到的數(shù)量用時(shí)間乘以光速來(lái)理解目標(biāo)的位置和距離
激光高度計(jì)使用激光雷達(dá)測(cè)量高度。
測(cè)距儀器使用不同平臺(tái)上的一個(gè)或兩個(gè)相同的設(shè)備相互發(fā)送信號(hào)來(lái)估計(jì)距離。
如果天氣屬于活躍類別,探測(cè)器通過(guò)發(fā)射脈沖來(lái)垂直研究天氣。
散射計(jì)是測(cè)量反射輻射的專用設(shè)備。
應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)
除了各種實(shí)現(xiàn),主動(dòng)遙感器對(duì)研究條件基本沒(méi)有限制主動(dòng)遙感系統(tǒng)可以在一天中的任何時(shí)間充分發(fā)揮作用,因?yàn)樗鼈儾恍枰?yáng)光,相對(duì)來(lái)說(shuō)不受大氣散射的影響
各種類型的遙感技術(shù)在科學(xué)部門和更實(shí)際的行業(yè)中都有應(yīng)用航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)收集地球高程數(shù)據(jù),天空中的光雷達(dá)主動(dòng)遙感有助于制作我們星球表面的數(shù)字模型
遙感儀器獲得的數(shù)據(jù)為農(nóng)民和林農(nóng)服務(wù)在海洋科學(xué)和救援任務(wù)中難以到達(dá)的地方,它們非常重要
探空儀有助于利用濕度,降水,溫度和有無(wú)云的垂直廓線進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)。
主動(dòng)遙感有兩大好處。
1.能夠在白天和黑夜的任何時(shí)候收集圖像。
烏云和惡劣的天氣似乎并沒(méi)有打擾它。
02.什么是被動(dòng)遙感。
太陽(yáng)是遙感最方便的能源太陽(yáng)的能量要么被反射,要么被吸收我們可以通過(guò)可見(jiàn)光波長(zhǎng)的反射能量看到任何物體
遙感系統(tǒng)可以通過(guò)傳感器獲取自然可利用的能量這些系統(tǒng)被稱為被動(dòng)傳感器,通過(guò)太陽(yáng)等自然可用能源進(jìn)行遙感被稱為被動(dòng)遙感但是傳感器只能測(cè)量太陽(yáng)在白天照射地球時(shí)的能量傳感器可以24小時(shí)晝夜探測(cè)地球發(fā)出的能量
被動(dòng)遙感是研究光源與地球表面各種地物的相互作用,每個(gè)地物都有自己的光譜響應(yīng)。
傳感器接收到的輻射一部分在地球表面反射,其余部分被大氣散射,永遠(yuǎn)達(dá)不到地球。
地球上物質(zhì)直接釋放的熱輻射與大氣中自身發(fā)出的熱輻射相互作用,因?yàn)樗詿峒t外線向上傳播。
膠片攝影,紅外線,電荷耦合器件和輻射計(jì)都是無(wú)源遙感器的例子。
與主動(dòng)傳感器不同,遙感中的被動(dòng)傳感器不會(huì)將能量傳遞給所研究的物體或表面被動(dòng)遙感依賴于目標(biāo)反射的自然能量所以只能在適當(dāng)?shù)年?yáng)光下使用,否則就沒(méi)什么可反射的了
被動(dòng)遙感使用多光譜或超光譜傳感器,通過(guò)多個(gè)波段的組合來(lái)測(cè)量集合的數(shù)量這些組合因通道數(shù)量而異波段范圍包括人類視覺(jué)內(nèi)外的光譜
無(wú)源遙感設(shè)備工作原理圖
無(wú)源遙感設(shè)備最常見(jiàn)的例子是各種類型的輻射計(jì)或分光計(jì)。
儀器名稱清楚地表明了它們測(cè)量的內(nèi)容:
光譜儀區(qū)分和分析光譜帶。
輻射計(jì)確定物體在特定波段范圍內(nèi)發(fā)射的輻射功率。
光譜輻射計(jì)發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)波段的輻射功率。
超光譜輻射計(jì)使用遙感中使用的最精確的無(wú)源傳感器由于其高分辨率,它可以區(qū)分可見(jiàn)光,近紅外和MIR區(qū)域的數(shù)百個(gè)最終窄光譜帶
成像輻射計(jì)掃描物體或表面以再現(xiàn)圖像。
探測(cè)器垂直探測(cè)大氣狀況。
加速度計(jì)檢測(cè)每單位時(shí)間的速度變化。
被動(dòng)遙感的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)
在遙感的被動(dòng)傳感器中,Landsat絕對(duì)是持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的對(duì)地觀測(cè)任務(wù)它監(jiān)測(cè)了我們的星球,并記錄了獲得的數(shù)據(jù),這使我們能夠分析它在40年內(nèi)的變化這項(xiàng)任務(wù)的最大優(yōu)勢(shì)是公眾可以在地質(zhì),測(cè)繪,生態(tài),林業(yè)和農(nóng)業(yè),海洋科學(xué),氣象等領(lǐng)域獲取信息和應(yīng)用解釋
在農(nóng)業(yè)上,遙感利用植被的反射特性來(lái)測(cè)量植被,利用植被指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)作物健康狀況這是可能的,因?yàn)橹脖恢笖?shù)的具體值與特定生長(zhǎng)階段的一些物種有關(guān)它可以幫助全球農(nóng)業(yè)企業(yè)管理他們的日常任務(wù),以及檢查田地的狀態(tài)和保持健康的植被
被動(dòng)遙感的缺點(diǎn)是
晚上很難記錄數(shù)據(jù)。
由于能源短缺,一些傳感器可能會(huì)失效。
大氣有很大的影響
03.什么是微波遙感。
微波感測(cè)的分類包括主動(dòng)和被動(dòng)類型,并且基于發(fā)送和接收信號(hào)或僅接收信號(hào)的原理區(qū)別在于波長(zhǎng)在這種特殊情況下,它從1厘米到1米不等與更短的波長(zhǎng)不同,它們可以突破除大雨之外的幾乎任何大氣條件幾乎可以在任何天氣和任何時(shí)間監(jiān)測(cè)它們對(duì)氣溶膠的敏感性
被動(dòng)微波遙感
被動(dòng)微波感測(cè)檢查目標(biāo)的微波發(fā)射被動(dòng)傳感器,如輻射計(jì)或掃描儀,可以分辨自然能量并記錄下來(lái)不同的是,它的天線專門探測(cè)微波,而不是其他更短的波這種方法使專家能夠通過(guò)與輻射量的某種關(guān)聯(lián)來(lái)了解目標(biāo)的溫度和濕度由這種類型的傳感器檢測(cè)到的能量被發(fā)射,傳輸或反射
這種方法為氣象學(xué),水文學(xué),農(nóng)業(yè),生態(tài)學(xué)和海洋學(xué)等許多分支提供數(shù)據(jù)特別是,它使科學(xué)家能夠檢查土壤濕度,大氣水和臭氧濃度,辨別漏油,解決水污染問(wèn)題
主動(dòng)微波遙感
主動(dòng)微波傳感器向目標(biāo)輻射自己的信號(hào),并檢查反彈不同目標(biāo)的后向散射特性和傳播時(shí)間不同,可以勾勒出它們的輪廓,找出距離,知道信號(hào)來(lái)回傳播需要多長(zhǎng)時(shí)間該數(shù)量還取決于照明角度和表面均勻性/粗糙度
這類設(shè)備最典型的例子就是雷達(dá)。這一類別中的兩種基本遙感類型是:
成像,
非成像
這項(xiàng)技術(shù)特別有利于飛機(jī)/航天器工業(yè),海洋科學(xué)和氣象學(xué)。
地球觀測(cè):多用途的可靠數(shù)據(jù)。
遙感衛(wèi)星在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)圍繞我們的星球旋轉(zhuǎn),提供幾乎實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)并記錄下來(lái)獲得的信息不僅可以分析事物的現(xiàn)狀,還可以分析歷史背景
技術(shù)發(fā)現(xiàn)滋養(yǎng)了科學(xué)研究,并在實(shí)踐和理論的許多分支中促進(jìn)了人們的日常活動(dòng)有很多應(yīng)用和好處可以享受,但還有很多東西有待發(fā)現(xiàn)
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