遥感中的雷达波段分析

雷达波段是不同波长的组。每一种都有其独特的穿透地球表面的能力，它们还可以揭示环境的不同方面。雷达波段在电磁频谱内具有特定的频率范围。这些波段由字母指定，如L-、S-、C-和X-波段。稍后本文将对此进行详细介绍。

什么是合成孔径雷达？

合成孔径雷达（SAR）是一种用于对地球表面成像的先进雷达形式。与传统的雷达系统不同，SAR使用雷达发射器和目标区域的运动。这以电子方式模拟了更大的天线或孔径，其结果是获得更高分辨率的图像。

无论是机载还是星载，雷达成像都会向侧面传输微波脉冲。它测量具有陆地特征的后向散射。例如，它可能会检测到森林的树枝、建筑物，甚至地面。SAR是一种有源传感器。此外，它在任何天气条件下都能工作，甚至在晚上也能工作。

合成孔径雷达中的雷达波段

雷达波段和SAR之间的关系是关键，这是因为雷达波段的选择会影响SAR系统穿透表面的能力。因此，特定的雷达波段在不同的使用情况下更为常见。下表显示了遥感中最常见的雷达波段及其应用。

SAR使用不同雷达波段的能力使其成为地球观测的非常有价值的工具。例如，某些带子擅长穿透茂密的森林树冠。

雷达波段的选择是基于SAR应用的具体要求的权衡，森林中的微波穿透深度因频率而异。以下是森林地区雷达波段的一些差异。

P波段

P波段波可以穿透树冠，因此有利于从森林中较大的木质成分散射。由于其在树冠内的散射，它是生物量测量的理想选择。

目前运行的大多数卫星都是C波段、L波段或X波段。为了填补这一空白，欧空局将启动生物质任务。该P波段传感器将有助于收集有关世界各地森林生物量的信息。

目的是以 200 米的分辨率生成森林生物量和森林高度地图。利用P波段SAR的独特灵敏度，BIOMASS任务将深入森林树冠。

L波段

在森林的情况下，L波段反向散射更多地来自树干和树枝。与P波段类似，L波段频率可以深入森林进行生物量测量。

一些最常见的 L 波段传感器是 Seasat、ALOS-1 和 ALOS-2。尽管这些传感器有助于全球森林监测，但它们也有助于灾害和自然资源的探测。

对于生物量估计，L波段和P波段传感器优于更高频率和更小波长的传感器。这是因为它们具有独特的能力，可以检测森林冠层内较大的木质成分的散射。

X波段

X波段雷达是做什么用的？在林业中，X波段频率可以从树冠表面反射。因此，这意味着它的反向散射更多地来自树冠的叶子和针叶。

TerraSAR-X 是在 X 波段工作的传感器的一个例子。它提供了对低密度森林中生物量更敏感的测量值。例如，这包括稀疏的稀树草原、灌木丛、草原或农作物

其他携带X波段仪器的卫星是COSMO-SkyMed和PAZ SAR。意大利和西班牙的卫星都可以在聚光灯模式下达到 1 米的分辨率，重复周期为 11 天和 16 天。

C波段

C 波段是雷达波段的主力。事实上，它是最常见的雷达波段类型。例如，Sentinel-1、ENVISAT 和Radarsat Constellation Mission均在 7.5 – 3.8 cm 范围内的 C 波段频率上运行。

SAR C 频段频率穿透将仅限于林业应用中的高层林冠。反向散射主要来自树叶和较小的树枝。除非环境位于林地和稀树草原等非常稀疏的森林覆盖范围内，否则情况确实如此。

应用范围非常广泛。石油泄漏、土地覆盖和冰雪监测是最常见的应用。像Sentinel-1这样的卫星在穿透能力、分辨率和对大气条件的敏感性之间取得了平衡。

SAR卫星

此 SAR 卫星列表显示传感器、寿命、波长和访问限制。

S、K、Ku 和 Ka- 波段在哪里？

每个雷达频段在遥感方面都有其用途和应用。然而，它们在合成孔径雷达中不太常见。

• K 波段：该频率范围为 18 至 26.5 GHz。这使得它容易被大气中的水蒸气吸收。
• Ku波段：在测高中通常使用Ku波段。这包括海洋学应用，如海面高度和波高。
• Ka波段：机场使用Ka波段雷达传感器集成到监控系统中。
• S波段：在地球观测中的应用很少，但正在增长。

虽然这些雷达频段中的每一个都具有独特的优势，但它们在SAR应用中的采用仍然有限。

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