极化微波成像概述

遥感的基本原理是电磁波与自然界不同物质散射辐射特征的相互作用的过程。微波遥感由于具有全天时、全天候探测能力，且在对目标宏伟结构和组分物性的散射与辐射特性上，不同于其他电磁谱段，在地球探测、深空探测及军事领域发挥着重要的作用，并已经成为空间遥感的前沿技术。
一种目标特性信息主要表现在该目标电磁波信息中，即幅度(强度)、相位、频率及极化特征等主要电磁波要素的变化。微波遥感技术发展及其广泛的应用已有半个世纪。概括起来，科学家们和广大用户的主要关注点集中在如何目标的电磁波四要素中深度提取观测目标真实性的基本信息，其中幅度、相位、频率响应信息的提出相对较早，并早已成功地应用到遥感中。而极化信息的提取由于技术和理论发展的限制，十几年来才做到全极化信息提取，从而使遥感在理论和技术方面有了本质性的提高，真正成为全电磁波技术。极化微波成像技术已成为当今微波遥感领域的重要发展方向之一。
极化微波成像雷达通过多通道发射和接收不同极化方式的电磁波，组成完备的极化基，获得极化散射矩阵，全面得到目标散射信息的获取能力。极化散射矩阵含有更加丰富的信息，使人们可以对目标的物理特性(方向、形状、表面粗糙度、介电常数等)进入深入分析、提取，促进参数反演的研究。极化微波成像雷达得到目标完整的散射信息，提取极化特征参数，为大面积地物分类、目标检测和识别提供了更充分的信息。
十几年来，极化微波成像雷达技术得到蓬勃发展，一系列星载、机载极化微波成像雷达系统相继问世。这些系统获取了大量极化微波成像数据，为人们研究极化信息提供了丰富的素材。各国学者在极化微波成像雷达数据的分析和应用方面开展了许多研究。在散射矩阵分解、目标极化特性分析、目标分类、地表参数反演、极化图像滤波等方面，获得许多研究成果。目前，极化微波成像雷达已在农作物估产、森林调查、生物量估计、海洋、地质、水文、资源、环境、灾害监测、军事领域得到重要应用。
注：文章摘选自《极化微波成像》杨汝良等著