后向散射系数

摘要： 为满足微波雷达抗海杂波能力评估需求,基于海杂波后向散射系数、雷达参数与海情之间的数学模型,提出了一种利用信杂比与检测门限的相对关系来衡量微波雷达的抗海杂波能力的评估方法,并对雷达抗海杂波能力进行了仿真与评估。仿真结果表明:该方法有助于在设计前期优化雷达参数,提升雷达抗海杂波性能。

摘要： 水是形成和维系湿地生态系统的重要因子,监测湿地水面积变化对湿地保护研究具有重要意义。以2018—2019年逐月的Sentinel-1A卫星数据为数据源,计算扎龙湿地年内和年际的合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)后向散射系数(σ^(0))和相干系数(μ^(0))影像,根据彩色光学影像水体贴近程度赋予权重并构建提取湿地水面σ^(0)与μ^(0)的加权影像,通过阈值分割法、随机森林算法提取湿地水体,实现湿地水域面积的动态变化监测,探究湿地水域年内和年际变化规律。结果表明:基于随机森林算法的水体提取精度最高,代表月份平均差值绝对值为6.69 km^(2),基于μ^(0)影像使用阈值分割方法的分类精度最低,平均差值绝对值为13.07 km^(2);整体趋势上,扎龙湿地水域面积年内有明显的季节性变化,春末夏初时水域面积在1300~1600 km^(2)浮动,夏末秋始时水域面积在700~900 km^(2)浮动;年际水域面积会随着气候、温度等条件差异有不同变化,2019年10月、11月因降水量大湿地水域面积比2018年多出约1050 km^(2),基于有效数据计算,总体上2019年比2018年水域面积多出约550 km^(2)。

摘要： 为分析分布目标基线定标方法的L波段适用性,本文结合我国于2021年发射的L波段编队InSAR卫星(TwinSAR-L)的系统参数,从典型分布目标的穿透和后向散射系数特性出发,指出分布目标参考高程误差不仅包括自身测量误差还包含由穿透和信噪比去相干引入的参考高程误差Δh_(errPen)和Δh_(errSNR),并利用TwinSAR-L数据及TanDEM-X分布目标基线定标模型分析了这两项误差与基线定标误差之间的关系。最后,利用ALOS-2数据定量分析发现研究区域L波段的Δh_(errPen),Δh_(errSNR)分别为1.09 m,1.39 m。这将分别引入7.9 mm,10 mm的基线定标误差,严重影响基线定标和后续DEM产品精度。本文的研究工作对TwinSAR-L的基线定标具有一定的理论指导意义。

摘要： 土壤水分是影响作物生长的重要因素,也是监测旱情、估算作物产量的重要参量。为及时、准确地掌握土壤水分,在利用水云模型(Water Cloud Model, WCM)对Sentinel-1 A的后向散射系数校正的基础上,联合地面土壤水分数据,采用线性回归、BP神经网络和支持向量回归三类模型进行了地表土壤水分反演实验研究。实验结果表明:线性回归、BP神经网络和支持向量机回归模型均有较好的反演效果,其决定系数(R;)分别为0.87、0.83和0.8,均方根误差(R;)分别为1.1%、1.9%和2.1%。3种模型基本能够满足Sentinel-1A土壤水分的反演要求,对比来看,BP神经网络的反演效果最好。

摘要： 水色遥感作为目前获取大范围水体固有光学特性的唯一方法,其精度取决于所用的反演算法,而基于辐射传输理论的半分析算法凭借坚实的理论基础和良好的可解释性成为近年的研究重点,但其在不同类别水体中的反演性能未见系统分析。通过选取曼德海峡和马六甲海峡分别作为一类和二类水体的代表水域,并基于OLCI遥感影像数据,使用K_(d) 490作为间接评价参量对GSM、LMI和QAA三类主流半分析算法的反演性能进行了分析研究。结果表明三者一类水体中的反演性能LMI≈QAA>GSM,而在二类水体中GSM>QAA>LMI;在水体适应性方面,以QAA为最佳,GSM和LMI受光谱斜率参数的影响很大。因此,根据水体类型选取合适的半分析算法对于提高水体固有光学特性反演精度是十分必要的。

摘要： 目前,灌溉面积主要通过调查统计方式获取,时效性和准确性较差,而在灌区用水管理中迫切需要掌握实际灌溉面积及其空间分布和动态变化等信息。为此,本文开展基于雷达遥感信息的灌溉信号探测识别及次灌面积提取方法研究。首先,使用水云模型结合实测土壤水分数据进行模拟,量化灌溉事件导致后向散射系数的变化。然后,提出一种基于时序差值和局部阈值法的实际灌溉面积提取方法,使用高频次的哨兵1号雷达卫星遥感数据开展华北平原灵寿县磁右灌区灌溉面积提取,并结合灌区实地调查资料对提取结果进行验证。结果表明:使用水云模型模拟显示春季小麦地块的灌溉事件可导致C波段的雷达后向散射系数变化超过1 dB,灌溉信号可被绝对辐射精度优于1 dB的雷达卫星探测;基于时序雷达后向散射系数分析显示,灌溉事件导致C波段雷达后向散射系数呈现明显的先增大后减小的时域特征,与降水事件不同,灌溉事件导致雷达后向散射系数呈现明显的局地变化特征。以本文提出的方法提取研究区的灌溉面积,结合实地调查样本检验,结果表明灌溉面积的总体提取精度为76.6%。小麦返青期第一次渠灌面积约为9.20万亩,小麦拔节期第二次渠灌面积约为10.64万亩。此外,由于井灌区和渠灌区存在明显的时差,基于雷达遥感信息可对不同水源的灌溉区进行探测,研究区井灌面积约为3.9万亩。基于高频次的雷达遥感信息可对灌区的灌溉事件进行探测,本文提出的方法可为区域次灌溉面积调查和流域水资源管理等应用提供技术支撑。

摘要： 海上原油泄漏在其风化迁移过程中会形成不同浓度的乳化物,严重威胁海洋生态环境.合成孔径雷达(SAR)因其不受雨、云影响,可昼夜监测的优势,在海上溢油监测过程中发挥着主力军的作用,但是它在原油乳化识别方面还存在着不足.本文利用C波段全极化散射计观测原油的自然乳化过程,并利用人工制备的不同含水率的乳化油品模拟原油乳化进程观测油膜后向散射系数(NRCS)的变化.实验结果表明乳化原油NRCS高于未乳化原油,且油膜乳化程度越高相应的NRCS越大.通过油水散射差值(△σ0)与阻尼比(DR)发现能够识别乳化与未乳化原油,反映油膜乳化程度的变化,且在VV极化下效果最佳.

摘要： 针对传统雷达差分干涉测量技术(DInSAR)无法利用相位信息识别矿区大量级沉降区域地表活动信息的问题,本文采用时序振幅分析方法,对16景Sentinel-1A的振幅数据进行多时相处理,提取了2017年5月13日至2018年2月25日开采沉陷区地表后向散射系数.通过建立研究区后向散射系数分析模型,分析了开采活动过程中地表后向散射系数时序变化特征,发现地表后向散射系数由工作面外边缘至工作面中心逐渐增大,在工作面中心区域变化剧烈;通过对比分析工作面走向和倾向地表特征观测点的沉降速率与后向散射系数的关系,发现两者在开采沉陷过程中平均相关系数r大于0.8,具有较强的相关性.实验结果表明,利用沉陷区地表后向散射系数能较好地分析地表动态沉降速率规律,是识别大量级沉降区域地表活动剧烈程度的指标,为矿区地表变形提供了新的分析手段,具有良好的应用前景.

摘要： 颗粒后向散射系数是水体最重要的固有光学参量之一,也是海洋水色卫星遥感的核心参数.现场准确测量水体颗粒后向散射数据,对于水色遥感模型构建以及水色遥感产品真实性检验至关重要.本文针对常用的3种水体颗粒后向散射系数原位测量仪(HydroScat6,VSF3和BB9),通过比测实验,对三者测量结果的一致性进行了比较分析.结果表明,在清洁水体中3种仪器对颗粒后向散射系数测量具有较好的一致性;但在浑浊水体中,HydroScat6和BB9测量值会比VSF3高,三者偏差显著增大.同时,数值模拟和实验结果均表明,颗粒形状会对测量结果产生影响,3种仪器对球形颗粒的后向散射系数测量结果的一致性显著好于野外颗粒结果.

摘要： 提出一种针对雾霾等大气污染环境下近地面区域气溶胶后向散射系数的修正反演方法.针对大气污染环境下近地面气溶胶含量激增导致弹性信号强度超过激光雷达抑制比而引发弹性信号泄漏,进而造成转动拉曼信号发生畸变,提出一种拉曼回波信号修正方法;同时考虑了大气温度对大气分子散射应用于气溶胶反演的影响.实验表明,相比经典Raman-Mie气溶胶反演方法,修正算法反演近地面稳定气溶胶层内气溶胶后向散射系数精度可提高约20%,有助于改善拉曼米雷达在污染环境下的总体探测性能.

摘要： 海面盐度对气象气候学、海洋学、水文学等具有重要意义.为了更好的开展研究生阶段的相关课题,本文主要调研了主被动联合探测盐度的方法、Meissner-Wentz亮温修正算法.通过查阅文献学习了如何利用统计参数对海面粗糙度进行分析、如何用KA近似算法推导出后向散射系数.对整个方法有了一个整体的认识.

摘要： 月面微波测距测速敏感器设计难点之一是月面后向散射系数的不确定性,本文对嫦娥三号月球着陆器携带的微波测距测速敏感器的系统进行了简单介绍,根据其在落月过程中的遥测数据,反演得到月面在Ka波段的后向散射系数,并根据相关算法,拟合得出各入射角的后向散射系数,为后续月面微波雷达的设计提供参考.

摘要： 本文从SAR油膜监测的机理出发,定量分析海表面油膜对雷达后向散射系数的影响.基于Marangoni阻尼理论和非线性波交互机制,建立了一个油膜修改的波谱模型,结合一个理论散射模型建立的模型,可以用来计算不同入射波长、入射角、海洋环境参数和油膜特性等条件下的油膜覆盖海面雷达后向散射系数.以C波段Envisat ASAR溢油观测数据为例,将模型模拟的不同入射角、风速条件和油膜特性参数的油膜覆盖海面的雷达后向散射特系数与实测数据进行了对比.结果表明,在中小入射角和中等风速条件下,该模型计算的油膜海面雷达后向散射系数与实测数据基本一致.

摘要： 文章采用的实测地杂波数据是由窄波束雷达在中国陕西关中平原农田自然环境中获得,通过分析处理雷达分别发射中分辨波形(分辨力约10m)和高分辨波形(分辨力约1m)时,在擦地角为2°～37°、间隔1°的各个角度下得到的有效杂波数据,可得出对于该农田自然场景,前一波形下的杂波后向散射系数值要低于后者,但两者随擦地角的变化趋势与理想情况下是基本一致的,结论可为真实地杂波数据建模以及杂波抑制方法的研究提供支撑.

摘要： 利用一维带限Weierstrass分形函数模拟实际粗糙地面,运用时域有限差分方法研究超宽带高斯脉冲电磁波入射时分形粗糙地面的宽带电磁散射问题;通过数值计算得到了后向散射系数随频率的变化曲线;分析了粗糙地面高度起伏均方根、分维数、土壤湿度和入射角的变化对后向散射系数的影响,得到了一维分形粗糙地面的宽带后向电磁散射特性.

摘要： 辐射定标精度决定了合成孔径雷达系统的应用范围和地物反演准确度.本文针对机载毫米波SAR系统,设计了一套内、外辐射定标方案,并在外定标基础上,结合实际飞行数据给出了土壤、水体及城区等多种地物的后向散射系数统计值.

摘要： 本文通过一副ENVISAT-ASAR图像,发现图中天然而成的精美图案,作者想搞清楚到底是有何物质组成了这副精美案.通过MODIS数据反演该区域叶绿素浓度并用ASCAT散射计数据反演该区域风场结合所处地理位置和物质形态判断,该物质是生物油膜.通过选取生物油膜与其近邻海水的样本,对其后向散射系数进行比较发现生物油膜抑制毛细重力波,后向散射系数低于近邻海水的.通过对图像上发生生物油膜区域后向散射系数加权平均作为阈值,从图像中提取生物油膜,然后通过近邻海水后向散射系数修补生物油膜区域的后向散射系数并利用CMOD5.n反演其风场发现与ASCAT反演该区域平均风场差别较大.什麽原因导致这一现象呢?通过WRF模式模拟风场,参照大气云图发现,该区域左侧存在一个低气压中心,使该区域不只是生物油膜还有低风区叠加双重影响该区域后向散射系数,通过与模式对照修补该区域后向散射系数并反演风场与模式风场对比,发现风速均方根误差达0.88米/秒,风向均方根误差是7.07°,修补效果令人满意.由此可以看出,通过图像表面,能看到它所反映的一些东西,但有时并不是全部,需要大气、海洋和遥感等方法紧密结合,才能得出科学结论.

摘要： 高度信息是无线电引信低空工作时的重要参数.由于受海杂波的影响,引信准确获取高度信息具有一定的难度.本文介绍了无线电引信高度测量模型,根据海杂波的后向散射系数与波束入射余角的关系,分析了在低空海杂波背景下天线主波束指向角的修正与多普勒频率计算高度的方法;利用实际海面挂飞数据,得到海面截获高度与天线有效指向角的关系曲线,验证了根据海面截获高度准确计算海面高度方法的有效性,研究结果可用于低空海杂波背景下引信设计的依据.

摘要： 土壤湿度是潮滩湿地生态环境的重要参数之一.本文以长江口南汇潮滩为研究区,利用2005年5月2日和3日两景时序相近、低入射角HH极化的ENVISAT ASAR数据,在数据预处理的基础上,进行了入射角归一化处理,然后采用Zribi-Dechambre模型计算了南汇潮滩土壤粗糙度和土壤湿度.其土壤粗糙度分布范围为0.05cm-0.8cm,土壤湿度分布范围为1％-3.8％.最后,采用上海地质调查研究院土壤湿度实测数据进行了验证,其均方根误差为3.62％,表明该方法对合成孔径雷达影像进行土壤湿度信息的提取有较好的适用性.

摘要： 土壤湿度是潮滩湿地生态环境的重要参数之一.本文以长江口南汇潮滩为研究区,利用2005年5月2日和3日两景时序相近、低入射角HH极化的ENVISAT ASAR数据,在数据预处理的基础上,进行了入射角归一化处理,然后采用Zribi-Dechambre模型计算了南汇潮滩土壤粗糙度和土壤湿度.其土壤粗糙度分布范围为0.05cm-0.8cm,土壤湿度分布范围为1％-3.8％.最后,采用上海地质调查研究院土壤湿度实测数据进行了验证,其均方根误差为3.62％,表明该方法对合成孔径雷达影像进行土壤湿度信息的提取有较好的适用性.

摘要： 本发明公开了一种高效紧凑的高光谱分辨率激光雷达系统，包括三个模块：激光发射模块、信号接收模块和信号采集处理模块。其中激光发射模块为一个基于二极管泵浦的全固态锁频脉冲激光器，该激光器采用锁频技术实现单频脉冲激光输出，再使用伽利略式扩束镜头对出射激光的发散角进行压缩以获取更远的探测距离；信号接收模块由望远镜、小孔光阑、准直镜、窄带滤光片、标准具、振镜、吸收池、偏振分束器、聚焦镜和光电倍增管等组成。本发明系统在进一步提高接收效率的同时实现了系统紧凑型设计。

摘要： 本申请实施例提供了一种卫星微波散射计雷达后向散射系数获取方法及相应的装置，包括：获取微波散射计在每一旋转周期中输出的内定标测量值、本底噪声测量值、回波测量值；基于预设质评标准，分别对内定标测量值和本底噪声测量值进行筛查，并分别对筛查得到的内定标测量值和本底噪声测量值进行滑动平均处理，得到目标内定标测量值和目标本底噪声测量值；基于每一旋转周期对应的目标内定标测量值和目标本底噪声测量值获取对应的雷达后向散射系数。该方案通过使得每一旋转周期对应的测量值更加准确，进而使得计算得到的雷达后向散射系数更准确。同时，该方案提高计算效率，提高雷达后向散射系数获取的实时性。

摘要： 本发明提供了一种星载散射计后向散射系数的检验方法和装置，包括：获取星载散射计中风矢量单元对应的后向散射系数及其观测几何，以及与后向散射系数及观测几何相匹配的再分析风场数据；根据观测几何和与观测几何相匹配的再分析风场数据，计算匹配观测几何的相对风向；根据相对风向，构建获取的后向散射系数的观测样本集；根据预设标准样本集对观测样本集进行检验，得到星载散射计测量的后向散射系数是否准确的检验结果；其利用再分析海面风场数据，开发基于后向散射系数对风向的双余弦分布特征的后向散射系数的快速评估方法，能够在较短的时间实现对后向散射系数的快速评估且通过再分析数据也使得评估的准确性较高，同时该评估方法还具有通用性。

摘要： 本发明提供了一种后向散射系数的定标系数的校正方法及装置，用于卫星主动微波遥感器的后向散射系数的定标系数的校正，涉及海洋微波遥感数据处理领域。所述方法包括：建立微波二尺度后向散射模型和几何光学模型组合的复合雷达后向散射模型；根据所述复合雷达后向散射模型、卫星观测数据以及浮标实测数据计算得到海面雷达后向散射系数，所述卫星观测数据中包括观测后向散射系数；将所述海面雷达后向散射系数与所述观测后向散射系数进行线性拟合，得到所述观测后向散射系数与所述海面雷达后向散射系数的线性拟合系数；根据所述线性拟合系数对卫星主动微波遥感器的后向散射系数的定标系数进行校正。从而使后向散射系数的定标系数变得准确。

摘要： 一种FMCW‑SAR系统的噪声等效后向散射系数确定方法。包括：根据混频器的本振端与射频端的输入信号，确定混频器的中频输出信号，其中，本振端用于接收线性调频源产生的发射信号，射频端用于接收回波信号；根据中频输出信号，确定FMCW‑SAR系统的最终输出信号；根据最终输出信号的相位以及线性调频源的相位噪声的功率谱密度，确定最终输出信号的相位噪声的功率谱；根据最终输出信号的相位噪声的功率谱，确定最终输出信号的相位噪声的均方根误差；根据均方根误差，确定由线性调频源的相位噪声引起的FMCW‑SAR系统的信噪比；根据信噪比，确定噪声等效后向散射系数。本发明可以定量地分析线性调频源的相位噪声对成像性能的影响。

摘要： 本申请实施例提供了一种卫星微波散射计雷达后向散射系数获取方法及相应的装置，包括：获取微波散射计在每一旋转周期中输出的内定标测量值、本底噪声测量值、回波测量值；基于预设质评标准，分别对内定标测量值和本底噪声测量值进行筛查，并分别对筛查得到的内定标测量值和本底噪声测量值进行滑动平均处理，得到目标内定标测量值和目标本底噪声测量值；基于每一旋转周期对应的目标内定标测量值和目标本底噪声测量值获取对应的雷达后向散射系数。该方案通过使得每一旋转周期对应的测量值更加准确，进而使得计算得到的雷达后向散射系数更准确。同时，该方案提高计算效率，提高雷达后向散射系数获取的实时性。

摘要： 本发明提供了一种星载散射计后向散射系数的检验方法和装置，包括：获取星载散射计中风矢量单元对应的后向散射系数及其观测几何，以及与后向散射系数及观测几何相匹配的再分析风场数据；根据观测几何和与观测几何相匹配的再分析风场数据，计算匹配观测几何的相对风向；根据相对风向，构建获取的后向散射系数的观测样本集；根据预设标准样本集对观测样本集进行检验，得到星载散射计测量的后向散射系数是否准确的检验结果；其利用再分析海面风场数据，开发基于后向散射系数对风向的双余弦分布特征的后向散射系数的快速评估方法，能够在较短的时间实现对后向散射系数的快速评估且通过再分析数据也使得评估的准确性较高，同时该评估方法还具有通用性。

摘要： 本发明提供了一种后向散射系数的定标系数的校正方法及装置，用于卫星主动微波遥感器的后向散射系数的定标系数的校正，涉及海洋微波遥感数据处理领域。所述方法包括：建立微波二尺度后向散射模型和几何光学模型组合的复合雷达后向散射模型；根据所述复合雷达后向散射模型、卫星观测数据以及浮标实测数据计算得到海面雷达后向散射系数，所述卫星观测数据中包括观测后向散射系数；将所述海面雷达后向散射系数与所述观测后向散射系数进行线性拟合，得到所述观测后向散射系数与所述海面雷达后向散射系数的线性拟合系数；根据所述线性拟合系数对卫星主动微波遥感器的后向散射系数的定标系数进行校正。从而使后向散射系数的定标系数变得准确。

摘要： 本发明提供一种SAR卫星后向散射系数图像的检验方法及装置，包括：根据SAR卫星过境成像时的观测参数对固定布设于真实性检验站点内的自动角反射器远程控制调整；根据SAR卫星同步获取的SAR图像和自动角反射器经调整后的姿态角得到SAR卫星后向散射系数图像；根据自动角反射器在后向散射系数图像中的特征得到自动角反射器的雷达散射截面积测量值；利用自动角反射器雷达散射截面积理论值对测量值进行分析得到SAR卫星后向散射系数图像的检验结果。用以解决现有技术中进行SAR卫星后向散射系数图像辐射特性检验的模型复杂，计算繁琐，且不能有效满足陆地复杂地物背景下应用需求的缺陷，实现陆地复杂地物背景下SAR卫星后向散射系数图像检验，模型简单容易实现。

摘要： 基于雷达后向散射系数Oh模型的地形特征反演方法，涉及雷达侦察探测技术领域。本发明是为了解决现有的基于合成孔径雷达测量地形特征的关键问题中具有地表粗糙度带来的误差较大的问题。本发明的技术方案包括：步骤1、分析侦察探测合成孔径雷达VV极化后向散射系数与地表参数的相关性；步骤2、分析侦察探测合成孔径雷达VV极化后向散射系数与地表地形特征的相关性；步骤3、分析侦察探测合成孔径雷达VH极化后散射系数与地表参数的相关性；步骤4、基于侦察探测合成孔径雷达数据分析VH/VV极化后散射系数与粗糙度的相关性；步骤5、引入植被度改进水云模型；步骤6、对植被参数进行分析；步骤7、利用Oh模型反演土壤水分，得到裸土的后向散射系数。