海洋微波遥感

中 国 地 质 大 学 研究生课程论文封面 课程名称 遥感图像处理原理及应用 教师姓名 高伟 研究生姓名 黄永威 研究生学号 120080232 研究生专业 地图制图学与地理信息工程 所在院系 地球科学学院 类别 B 硕士 日期 2009 年 1 月 9 日 评 语 对课程论文的评语 平时成绩 课程论文成绩 总 成 绩 评阅人签名 注 1 无评阅人签名成绩无效 2 必须用钢笔或圆珠笔批阅 用铅笔阅卷无效 3 如有平时成绩 必须在上面评分表中标出 并计算入总成绩 海洋微波遥感 12080232 黄永威 地球科学学院 1 微波及微波遥感 电磁波谱中 波长在 1mm 1m 的波段范围称微波 对应频率从 300MHz 到 300GHz 占 据了电磁波段的三个数量级 微波比可见光 红外波长要大得多 微波遥感即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 来识别地物及其特性的技术 微波遥感与可见光 红外遥感在技术上有很大差别 可见光 红外遥感用的是光学技术 通过摄影或者扫描来获取信息 而微波遥感要求不同的设备 和技术 它使用有源或者无源系统 收集和记录目标 背景在微波波段内的电磁波辐射 散射能量 经信号处理来识别目标物体或现象的有用信息 微波遥感分为主动微波遥感和被动微波遥感两类 主动式微波遥感器 又称有源微波遥 感器 主动微波遥感特征是 由微波遥感器发出探测用的微波照射被测目标物体 与被测 目标物体相互作用 发生反射 散射或穿透一定深度 然后接收被测目标物体散射的微波 信号 通过监测 分析回波信号来确定目标物体的各种特性 常用的主动微波传感器有 真实孔径雷达 合成孔径雷达 雷达高度计和微波散射计 被动式微波遥感器本身不发射 电磁波 只接收被测目标 背景辐射的微波能量来探测目标物体特性 被动式微波遥感器 也称无源微波遥感器 常用的被动式微波传感器 微波辐射计 2 水体微波辐射特征 海洋的微波辐射取决于两个主要因素 一是海面及一定深度的复介电常数 它反映 海水的电学性质 由表层物质组成及温度所决定 海水是由各种盐类 有机质 悬浮粒等 组成的复杂水体 从微波辐射角度 海水可视为含 NaCl 等盐类的导电溶液 海水的介电常 数 是海水温度 盐度的函数 因而海洋微波遥感可以测得海面及水下一定深度的温度和含 盐度等信息 二是海面粗糙度 海面至一定深度内的几何形状结构 从这一角度可将海 面分成 4 类 1 平静海面 海面无风或风速很小 可用物理光学处理 当水面粗糙度较微波波长小得多 时 可视为平坦海面 以静面反射为主 2 风浪海面 海面有波浪而成为一个随机起伏得粗糙面 此时电磁波在界面上产生复杂多 变的反射和散射 散射回波增强 同时 大风浪海面往往伴有泡沫带 含大量气泡和水滴 它的特征除与辐射亮度温度有关外 还与海浪谱 海面风速等有关 3 污染海面 一般指油污染等形成两层介质 引起亮度温度的显著差异 油膜使海面趋于 平滑 减弱回波强度 而呈黑色 4 冻结海面 海面有海冰 冰山等 由于冰雪的介电常数较水体小 引起亮度温度的明显 差异 3 微波遥感特点 能全天候 全天时工作 可见光遥感只能在白天工作 红外遥感虽可在夜晚工作 但 不能穿透云雾 因此 当地表被云层遮盖时 无论是可见光遥感还是红外遥感均无能为力 地球表面有 40 60 的地区常年被云层覆盖 平均日照时间不足一半 尤其是占地表 70 的海洋上更是如此 按瑞丽散射原理 散射的强度与波长的四次方成反比 由于微波的波长比红外波要 长得多 因而散射要小得多 所以与红外波相比 微波在大气中衰减较少 对云层 雨区 的穿透能力较强 基本上不受烟 云 雨 雾的限制 例如 3 2cm 波长的微波束穿过 4km 含有液态水的浓云 其强度只衰减 1dB 几乎可以忽略不计 所以说具有全天候 全 天时的特点 对某些地物具有特殊的波谱特征 许多地物间 微波辐射能力差别较大 对于可见光 和红外遥感所不能区别的某些目标物的特性 微波遥感可以较容易地分辨出 例如 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 对冰 雪 森林 土壤等具有一定穿透力 该特性可用来探测隐藏在林下的地形 地 质构造 军事目标 以及埋藏于地下的工程 矿藏 地下水等 对海洋遥感具有特殊意义 微波对海水特别敏感 其波长很适合于海面动态情况 海 面风 海浪等 的观测 分辨率较低 但特性明显 微波传感器分辨率一般都比较低 这是因为其波长较长 衍射现象较显著 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 比起可见光 红外遥感 微波遥感起步较晚 1954 年后 美国军方使用了第一台侧 视机载雷达 SLAR Side looking Airborne Radar 60 年代 SLAR 系统开始用于地质勘测和 测量地球资源 并作为一种重要遥感手段 和可见光 红外等遥感器一起对地球进行全天 候的观测 1957 年 美国密执安大学为陆军首先研制了第一部 SAR 合成孔径雷达 系统 到 70 年代也开始用于地球遥感 由于微波遥感技术的全天候 全天时工作能力 世界上许 多国家都很重视微波遥感技术的研究和发展 研制成功的多种微波遥感器已用于美 苏发 射的多种气象卫星和飞行器 1978 年美国发射的 Seasat 海洋卫星和 1981 年发射的 SIR 航 天飞机成像雷达 标志着微波遥感技术克服可见光 红外遥感缺陷的实现 20 世纪 90 年 代以来 各国相继发射了已系列的星载雷达 如前苏联的 Almaz 1 欧空局的 ERS 1 日本 的 JERS 1 以及加拿大的 Radarsat 等 微波遥感得到了很大的发展 4 各种微波传感器及其海洋学应用 1 雷达遥感及合成孔径雷达 SAR 一个雷达成像系统 基本包含发射器 雷达天线 接收器 记录器等四个部分 雷 达根据微波传播 接收的时差和多普勒变化以及回波的振幅 相位和极化方式来探测目标 的物理性质 由雷达方程 可知 雷达回波强度与入射波长直接相关 雷达遥感系统所选择的波长长短 一方面决定 了表面粗糙度的大小和入射波穿透深度的能力 另一方面波长不同 地物目标的复介电常 数不同 这都直接影响到雷达回波的强弱 因此 对于不同雷达波长 同一目标的影响特 征不一样 下表列出了遥感常用的微波以及它们的波长 频率范围 波 段 波 长 cm 频 率 MHz Ka 0 8 1 1 40000 26500 K 1 1 1 7 26500 18000 Ku 1 7 2 4 18000 12500 X 2 4 3 8 12500 8000 C 3 8 7 5 8000 4000 S 7 5 15 4000 2000 L 15 30 2000 1000 P 30 100 1000 30 雷达遥感系统的极化方式 影响到回波强度和对不同方位信息的表现能力 常用的 有四种 水平发射 水平接收 HH 垂直发射 垂直接收 VV 水平发射 垂直接收 HV 垂直发射 水平接收 VH 前两者为同向极化 后两者为异向极化 不同极化方 向会导致目标对电磁波的不同响应 使雷达回波强度不同 并影响到对不同范围信息的表 现能力 利用不同极化方式图像的差异 可以更好地观测和确定目标的特性和结构 提高 图像的识别能力和精度 雷达可分为真实孔径雷达和合成孔径雷达 雷达图像分辩单元面积为 距离分辨率 方位分辨率 距离分辨率公式为 方位分辨率为 可见 发射波长越短 天线孔径越大 距离目标地物越近 则方位分辨率值越小 分辩能力越强 要提高分辨力的两种途径为 一是采用脉冲压缩技术 以缩短发射波长 二是加大天线孔径 当考虑到技术上的实际问题 采用了 合成天线 技术 即以一定的时 间间隔发射一个脉冲信号 天线在不同位置上接收回波信号 并记录存储下来 将这些回 波信号进行合成处理 得到与真实天线接收同一目标回波信号相同的结果 这样 就使一 个小孔径天线 起到了大孔径天线的作用 也就是合成孔径雷达 1978 年 6 月 美国 NASA 发射了 Seasat 卫星 它是第一颗搭载了四个微波传感设备 的地球观测卫星 包括 测量海表地形的雷达高度计 ALT 测量海上风速和风向的 Seasat A 卫星散射计 SASS 测量海表风速 海表温度 大气水汽 降雨 冰盖的多通道 扫描微波辐射计 SMMR 测量海表信息 极地冰盖 海岸区域的合成孔径雷达 SAR 该合成孔径雷达在 L 波段 1 275GHz 运作 极化方式为同向极化 水平发射 水平接收 倾斜角在 20o 到 26o 范围内 相关参数见下表 卫星高度 800km 频率 1 28GHz L Band 极化方式 HH 空间分辨率 25m 25m 扫描刈幅 100km 天线尺寸 10 74 2 16m 天线类型 相位阵列 这以后 NASA 前苏联 欧空局 日本 加拿大都发射过搭载合成孔径雷达的卫星 见下表 前苏联发射的 Kosmos 卫星的雷达运作波段为 S 波段 极化方式为 HH 极化 1991 年欧空局发射了 ERS 1 搭载了 C 波段 VV 极化的主动微波仪 对于航天遥感 它首 次使用较短的 C 波段 首次用 VV 极化 首次选用较陡的入射角 23o 1995 年 又成功 发射 ERS 2 欧空局后继卫星 ENVISAT 于 2002 年 3 月发射 搭载的雷达运作波段为 C 波段 双极化 扫描刈幅 100 400km 加拿大 1995 年发射了 RADARSAT 1 搭载了 C 波段 HH 极 化 入射角和扫描刈幅可变的雷达 其突出特点是 按照入射角 覆盖宽度 空间分辨率 不同的组合 可有 8 种不同工作模式 一直提供资料到 2004 年 日本在 1992 年发射了 JERS 1 搭载雷达为 L 波段 HH 极化方式 2000 年 2 月 美国 奋进号 航天飞机执行了一 项称为 SRTM Shuttle Radar Topography Mission 的计划 在仅仅 11 天的全球性作业中 利用单通道 C 波段的干涉成像雷达系统 获得了地球 60 N 至 56 S 间陆地表面 80 面 积的三维雷达数据 平台 设备 国家 机构 波段 极化 空间分辨率 m 扫描刈幅 km 发射日期 Seasat SAR USA L HH 25 100 1978 6 SIR A SAR USA L HH 40 50 1981 11 SIR B SAR USA L HH 25 30 1984 10 SIR C X SAR SIR C X SAR USA Germany Italy L C X 全极化 HH 30 10 200 1994 4 1994 9 SRTM C SAR X SAR USA Germany Italy C X VV HH HH 30 50 225 2000 2 Kosmos 1870 SAR Russia S HH 25 20 35 1987 7 Almaz 1 SAR Russia S HH 13 2 172 1991 3 ERS 1 AMI Europe C VV 30 100 1991 7 ERS 2 AMI Europe C VV 30 100 1995 4 ENVISAT ASAR Europe C 双极化 30 100 2002 3 JERS 1 SAR Japan L HH 18 75 1992 2 RADARSAT 1 SAR Canada C HH 10 100 170 1995 11 SAR 通过对海面的二维测量 可以获得海面电磁波散射特性的几何分布图像 通过 分析这些图像 可以获得海浪 海流 海冰以及海洋内波的分布 Seasat 的 SAR 图像首次 最广泛地揭示了许多海洋现象 包括边界流 尺度范围在 10 400Km 的涡旋 温度峰面 浅海深度测量 与风暴相关的大气模式 雨团等 海表面波浪的观测是一个主要学科焦点 但后来很快发现在影像形成过程中 波的运动是非线性的 经过进一步的了解 并充分利 用 SIR B 的因低轨而不受线性影响的影像 最终消除了其非线性特性 ERS 1 2 SAR 以及 ENVISAT ASAR 的波浪模型结果 也都进行了纠正 下图为我国南海东沙群岛附近海域 SIR C X SAR 图像 成像时间为 1994 年 4 月 18 日 图 像空间分辨率为 90m 东沙群岛位于南海东北部的大陆坡底部 东为巴士海峡和巴林塘海峡 东北为台湾 海峡 来自太平洋的东向浪可以直达东沙群岛东部海域 使得该海域成为我国著名的长浪 区 4 月份南海仍是冷空气侵袭和影响的时期 东北风经台湾海峡 窄管效应 的加强掀起 的风浪到达东沙群岛附近海域构成大浪和巨浪 因此 东沙群岛附近海域是我国少数几个 高海情海域之一 从上图可以看到明暗相间的波纹 他们是波长为 440m 左右 周期约为 17m 的海浪 内波影响着海面波浪的粗糙度 它的作用有正有负 在靠近内波处的表面波显得比 周围波浪更光滑或更粗糙 海表面的微波散射信号也就会有强弱 雷达影像则会显示出明 暗差别 上升流区域的水要比周围的冷 这样由于较为稳定的大气边界层 上升流区域水 面会比周围平滑 根据此原理 ERS 1 2 的 SAR 图像被用来研究中国东海以及台湾海域的内 波特性 下图 在台湾东北部海域 内波场非常复杂 其产生机理包括潮汐跟黑潮过境引 起的上升流的影响 Kortweg deVries KdV 公式被用来研究上升流区域产生的内波波包 a ERS 1 SAR image Copyright ESA of northeast of Taiwan collected on July 23 1994 at 02 26 UTC showing internal wave packets in the upwelling area The black block northeast of Taiwan is the locations of upwelling The SAR image is 100 km 100 km in size and the scene center is 25 20 N 121 57 E b NOAA 11 AVHRR sea surface temperature image on July 22 1994 at 08 03 UTC showing a cold eddy in the upwelling area and a narrow band connecting a colder pool of water near the western Kuroshio boundary SAR 资料也用来测量海面风 SAR 资料得出的高精度风速在沿海区域是很有用的 弥补了散射计风速在离陆地 25Km 海域无效的缺陷 除海浪和海面风外 SAR 资料还用来监测海洋油污染 如上所述 合成孔径雷达获 取的是二维影像 影像的亮度即反映了海表微波散射信号的特性 由于微波的全天候 全 天时 高分辨率的特点 人们通常就用微波来监测油污 现在用来评估油污的 SAR 资料主 要来自加拿大的 RADARSAT 1 和欧空局的 ENVISAT 2002 年 11 月 19 日 一艘装载近 7 万 吨的已失事的油轮 Prestige 在西班牙西北海岸 100Km 处失事沉没 11 月 17 日由 ENVISAT 搭载的 ASAR 资料得到其油污扩散情况 下图 由于风的作用 油污已扩散到周围 Envisat s ASAR image acquired 17 November 2002 shows a double headed oil spill originating from the stricken Prestige tanker lying 100 km off the Spanish coast 油污监测最大的障碍就是准确地分辨出油膜跟影像里看起来类似的因素 包括风速 海面的天然膜 油脂状冰 内波 雨团等造成的干扰 因为这些因素都会对微波散射造成 一定影响 致使在 SAR 影像上也会出现类似油膜的明暗带 分辨出这些干扰因素是油污自 动监测算法的关键 成为很多研究人员关注的步骤 对于油污的持续观测 继续发射更高性能的 SAR 是至关重要的 并且已经有一些 SAR 业务计划在实施了 日本的 ALOS Advanced Land Observing Satellite 和欧空局的 TerraSAR L 都是搭载了 L 波段 SAR 的卫星 TerraSAR X 和 COSMO SkyMed 是德国和意大利 的 X 波段的卫星 TerraSAR X 最高分辨率可达 1m 油污监测最有前景的是计划 2005 年发 射的 RADARSAT 2 搭载的 C 波段 SAR 合成孔径雷达也对海岸带及陆地环境监测 2005 年 3 月 美国 NASA 的 JPL Jet Propulsion Laboratory 实施了一项研究 用 SAR 资料来评估南加州的沿岸污染情况 该研 究描述了南加州三大污染来源 暴雨径流 废水排放及天然碳氢化合物渗漏 研究人员也 表示 由于风 海浪等环境因素都会影响 SAR 监测效果 因此 对海洋的长期 实时地油 污监测非常重要 2 雷达高度计 雷达高度计是不成像主动式微波遥感器 它通过测量仪器向星下点发射脉冲经海面 回波反射后的往返时间 可测得卫星平台 高度计天线 至星下点 范围约 10Km 海面 的垂直距离 推导海面大地水准面与海面形态参数等 雷达高度计测得的是卫星到海面的距离 H 若卫星轨道相对于地球参考椭球面 这 里指平均海平面 已知 也就是若卫星高度已知 则海面相对于地球参考椭球面的高度 可表示为 式中 为海面高度 海面相对参考椭球面 为大地水准面高度 相对于参考椭球面 为海面动力高度 海面相对于大地 海洋动力高度为海面高度与大地水准面高度之差值 含有海洋动力现象的有关信息 如洋流 波浪 潮汐等 大地水准面为平静海面相对于参考椭球面的高度 它是地球重力 势的等势面 由于地球内部质量分布不均匀 导致大地水准面与参考椭球面之间存在差距 由大地水准面高度可以反演得到海脊和海沟 也可反演得到海洋重力场等海床地层结构信 息 此外 雷达高度计还可以测量海面风速和有效波高 第一台星载雷达高度计于 1973 年搭载在 Skylab 发射 GEOS 3 的高度计于 1975 1978 年提供了丰富的重复观测数据 其测高精度达到 0 5m SeaSat 雷达高度计于 1978 年开始 进行了 3 个月的观测 以其前所未有的性能测高精度达到 0 1m 它是第一个详细提供海表 信息的高度计 它首次在几周内不仅观测到了西边界流区域的中尺度变化 也观测到了全 球的变化 下图 Seasat top provided the first global view of the ocean dynamics TOPEX Poseidon sea surface topography is shown in the bottom panel Seasat 雷达高度计是在平均海流描述 潮汐模式 有效波高和风速观测 海浪传播 以及一些其它领域方面的先驱 自此开始 雷达高度计成了观测海表地形 不同时空尺度 海洋变化的必要工具 而雷达高度计反演海面风速 是依据海面在风的作用下能产生厘米 尺度的波浪 从而引起海面粗糙度的变化 雷达高度计对于大于或等于其工作波长 一般 为 2cm 左右 的海面粗糙度变化有敏感的响应 美国军方 1985 年又发射了专用于卫星测高的 GeoSat 卫星 该卫星延续了 SeaSat 的 观测 在轨运行至 1989 年 11 月 欧空局的 ERS 1 从 1992 1996 间又提供了大量的地表和 海洋观测数据 后来陆续发射的星载高度计包括 ERS 2 美法合作的 1992 年发射的 TOPEX Poseidon T P 1998 年美国发射的 GFO 2002 年 3 月 28 日发射的欧洲环境卫星 ENVISAT 2001 年发射的 Jason 1 卫星是 Topex Poseidon 卫星的后继星 它将接替已经运 行了 9 年的 Topex Poseidon 卫星 为国际科学界迅速提供几个小时或几天内海洋状态的有 关情况 科学家们对收集到的大量的测高数据进行了广泛而深入地研究工作 发表并出版 了大量的有关卫星测高技术及其在地球物理学和海洋学等方面应用的文献和专集 这些研 究成果不仅大大地丰富和扩展了人们对地球物理学 大地测量学以及海洋科学等学科的认 识 而且为进一步发展和应用卫星高技术奠定了基础 除在这些方面应用外 雷达高度计也用来测量极地冰盖 我国科学家通过对南极东 南部地区 1978 年 SeaSat 和 1986 年 GeoSat 高度计数据的研究表明 在 1978 1986 年间 Lambert 冰川 Amery 冰架西面部分 68o 70oE 冰面平均高度上升 0 92m 东面部分 72o 85oE 冰面平均高度上升 0 47m 整个研究区内 在研究时间尺度内冰面高度呈上升趋势 西部地区上升幅度较大 东部地区上升幅度相对较小 下图 1978 年和 1986 年不同经度方向上表面高度剖面对比 3 微波散射计 微波散射计是不成像主动式 斜视观测 微波遥感器 散射计对于观测海洋的后向 散射截面非常有效 原理是雷达散射强度与海面上的表面张力波和重力波 相干散射 的振 幅成正比 而这些波又与海面附近的风速有关 根据从不同方向角上测得的雷达后向散射 还可以确定风向 故可以推算全球近海面风矢量 这是散射计设计的最初目的 同时散射 计对于大尺度的冰和陆地应用研究也非常有用 因为不同的地物对雷达波具有不同的散射 特性 通过测量经过精确定标后的雷达后向散射可以确定陆地地表的植被覆盖类型和沙漠 化情况 在极地可以区分海冰与海水和不同类型的冰雪特征 通过散射特性长时间序列变 化来确定季节 年度变化与气候之间的关系 进行全球变化方面的研究 1973 年美国 NASA 发射的 Skylab 安装了一台微波散射计 并且是最早的星载散射计 1978 年 NASA 又发射了 Seasat 这时微波散射计专门用来测量风场 Seasat 搭载的 SAAS Seasat A Satellite Scatterometer 传感器的工作频率为 14 6GHz 对应波长为 2cm Ku 波段 包括 4 个双极化扇形波束天线 它能在表面上形成呈现 X 形的照射图 由于覆盖范 围小及散射信号弱等问题 SASS 不能在所有条件下精确地测量出风向 由欧空局分别于 1991 年和 1995 年发射的 ERS 1 2 也都搭载了微波散射计 AMI 为数值天气预报和海洋 预报提供了近实时的资料 NSCAT 是由 NASA 研制的搭载在日本 ADEOS I 卫星上的微波散射计 其运行时段为 1996 年 9 月至 1997 年 6 月 后因 ADEOS I 太阳能板故障而终止 工作频率为 14 6Hz Ku 波段 HH 和 VV 极化方式 具有不同的方位和入射角 17o 60o 分辨率约为 25km 刈幅 600km 重叠带宽为 200km 极地地区日覆盖数次 其密集的极区覆盖率非常有利于极地 研究 由于 ADE0S I 过早失效 而后继卫星 ADE0S II 计划要到 2002 年才发射 所以为了弥 合这段间隙 NASA 决定发射了 QuickSCAT 它和 2002 年 12 月发射的 ADEOS II 都搭载了 SeaWinds ADEOS II 卫星因故只运行到了 2003 年 11 月 QuickSCAT 和 ADEOS II 一起可以 在 6 小时对全球 60 覆盖观测 或者在 12 小时对全球 90 覆盖观测 目前微波散射计测风精度为 2 m s 风速 和 20 风向 覆盖全球 90 海洋只要 1 2 天 如 Quickscat 为 1 天 ADEOS I 的 NSCAT 为 2 天 已达到业务应用水平 美国 NOAA 和空军 海军 欧空局已将微波散射计的测风数据用于海洋风场和浪场预报 QuickSCAT 用来监测 厄尔尼诺 现象 但是 其上先进的电子仪器并不仅仅局限于调 查这些年来经常发生并造成巨大危害的奇怪现象 事实上 QuickSCAT 卫星搜集了有关海 洋上空的风的相关数据 以便 在其他类似设备的帮助下 确定水与大气间复杂相互作用 的机制 从躁动不停的热交换到盐的浓度 从洋流到波浪和旋涡 从而对天气做出准确预 报 避免环境灾难 4 微波辐射计 微波辐射计是成像被动式微波遥感器 它接收的是地球表面 海面 陆面 物质在 微波波段的热辐射亮度 通过测量由海面发射的热辐射温度来反演海面温度 绘制等温线 图 研究海面温度场 海冰等 不同波段的微波辐射计有不同的专长和用途 按测量目的区分 微波辐射计可分为 探测仪和成像仪 探测仪主要应用在气象卫星上 波段多选择在氧气和水汽吸收带和附近 频率 用于测量大气垂直温度和湿度 要求大尺度低分辨率 通常采用横跨轨道扫描方式 成像仪主要应用在海洋卫星上 波段 C X K 波段 频率通常较低 分辨率要求较高 通常采用圆锥形扫描方式 根据普朗克辐射定律 理想黑体的热辐射功率是波长和温度的函数 当黑体的温度 增加时 辐射功率也增强 随着波长的增加辐射量减小 其微波辐射功率与温度基本上呈 线性关系 微波辐射计所测得的物体辐射亮度 Tb 反演物理温度 T 时 须进行发射率 e 的修 正 即 T eTb 其中发射率 e 通常为 0 e 1 且随物体的复介电常数 表面粗糙度等物理性 质以及频率 极化方式 入射角等参数的变化而变化 因而亮度温度也随这些性质和条件 变化 海冰的发射率要大于海水的发射率 星载微波辐射计目前发射最多的微波遥感器 见下表 SSMR 扫描多通道微波辐 射计 5 种频率 10 个通道 采用反射面机械扫描 它是第一个包括 C 波段和 X 波段的 影像辐射计 可同时探测海洋 冰层和大气层辐射与反射的能量 获取海面温