什么是被动遥感 被动遥感物理原理

什么是被动遥感

被动遥感又称无源遥感系统，是一种不依赖任何人为的辐射源，而全靠接收目标体自身辐射的能量，或目标体与周围介质的相互作用，以及与大气的相互作用后，产生的反射、散射、吸收和辐射等电磁波信息进行探测的技术。

遥感传感器就像能看到更宽光谱的“天眼”，依赖于地物的光谱特性，在可见光波段分不清的地物，换到近红外波段，或者做个图像代数（近红外/红）就能分清，这也是遥感较之于普通航拍的主要优势。如果说地物的光谱特性是地物的指纹，多光谱遥感就是其指纹识别仪。遥感图像处理就是“擦亮天眼”的过程。

被动遥感物理原理

图 电磁波谱 与 热辐射

热辐射的理想情况是黑体辐射，黑体即对所有波段电磁波都全部吸收的理想物体。黑体辐射满足普朗克定律如下。

即黑体向外辐射各波段电磁波，黑体温度越高，辐射功率峰值越大，辐射峰值对应电磁波波长越短。对同一物体辐射出的电磁波，有能量越大，波长越短，频率越高。如下图二所示。

我们可以看到，温度为太阳温度6000K的黑体可以辐射出从紫外线到远红外的各波段电磁波，在可见光波段达到辐射峰值。温度为地表温度300K左右的黑体可以辐射出中红外，远红外波段电磁波（我们也因此称该部分波段为热红外），在远红外波段达到辐射峰值且比太阳辐射峰值小很多。白炽灯温度比地球略高，辐射峰值在近红外波段。

图 黑体辐射功率-波长曲线

被动遥感的类型有哪些

被动遥感主要依赖目标和环境电磁热辐射进行探测。被动遥感不带有辐射源，而是直接接收目标物体自身发射或是反射来自自然辐射源（如太阳）的电磁波信息。根据工作频段的不同，被动遥感主要可以分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感。

可见光遥感依赖物体对可见光的反射特性进行探测，通常用于获取地表物体的颜色和纹理信息。红外遥感则利用物体在红外波段的热辐射特性，常用于夜视、温度监测等领域。微波遥感能够穿透云雾和植被，对目标的物理几何构造敏感，可以实现多通道、多极化与极化合成，能够获取三维立体特征等定量信息，因此在空间遥感与对地观测中具有重要的应用。

此外，被动遥感器还可以分为航空摄影机、电视摄影机、红外和多光谱扫描仪、微波辐射计、光谱辐射计等多种类型。

主动遥感和被动遥感区别

主动遥感和被动遥感是遥感技术的两种不同的工作方式。

主动遥感是指从遥感平台上的人工辐射源，向目标物发射一定形式的电磁波，再由传感器接收和记录其反射波的遥感系统。主动遥感的主要优点是不依赖太阳辐射，可以昼夜工作，而且可以根据探测目的的不同，主动选择电磁波的波长和发射方式。主动遥感一般使用的电磁波是微波波段和激光，多用脉冲信号，也有的用连续波束。普通雷达、侧视雷达，合成孔径雷达，红外雷达、激光雷达等都属于主动遥感系统。

被动遥感，又称无源遥感系统（Passive remote sensing），即遥感系统本身不带有辐射源的探测系统；亦即在遥感探测时，探测仪器获取和记录目标物体自身发射或是反射来自自然辐射源（如太阳）的电磁波信息的遥感系统。

审核编辑：黄飞