什么是被動遙感 被動遙感物理原理

什么是被動遙感

被動遙感又稱無源遙感系統，是一種不依賴任何人為的輻射源，而全靠接收目標體自身輻射的能量，或目標體與周圍介質的相互作用，以及與大氣的相互作用后，產生的反射、散射、吸收和輻射等電磁波信息進行探測的技術。

遙感傳感器就像能看到更寬光譜的“天眼”，依賴于地物的光譜特性，在可見光波段分不清的地物，換到近紅外波段，或者做個圖像代數（近紅外/紅）就能分清，這也是遙感較之于普通航拍的主要優勢。如果說地物的光譜特性是地物的指紋，多光譜遙感就是其指紋識別儀。遙感圖像處理就是“擦亮天眼”的過程。

被動遙感物理原理

圖 電磁波譜 與 熱輻射

熱輻射的理想情況是黑體輻射，黑體即對所有波段電磁波都全部吸收的理想物體。黑體輻射滿足普朗克定律如下。

即黑體向外輻射各波段電磁波，黑體溫度越高，輻射功率峰值越大，輻射峰值對應電磁波波長越短。對同一物體輻射出的電磁波，有能量越大，波長越短，頻率越高。如下圖二所示。

我們可以看到，溫度為太陽溫度6000K的黑體可以輻射出從紫外線到遠紅外的各波段電磁波，在可見光波段達到輻射峰值。溫度為地表溫度300K左右的黑體可以輻射出中紅外，遠紅外波段電磁波（我們也因此稱該部分波段為熱紅外），在遠紅外波段達到輻射峰值且比太陽輻射峰值小很多。白熾燈溫度比地球略高，輻射峰值在近紅外波段。

圖 黑體輻射功率-波長曲線

被動遙感的類型有哪些

被動遙感主要依賴目標和環境電磁熱輻射進行探測。被動遙感不帶有輻射源，而是直接接收目標物體自身發射或是反射來自自然輻射源（如太陽）的電磁波信息。根據工作頻段的不同，被動遙感主要可以分為可見光遙感、紅外遙感和微波遙感。

可見光遙感依賴物體對可見光的反射特性進行探測，通常用于獲取地表物體的顏色和紋理信息。紅外遙感則利用物體在紅外波段的熱輻射特性，常用于夜視、溫度監測等領域。微波遙感能夠穿透云霧和植被，對目標的物理幾何構造敏感，可以實現多通道、多極化與極化合成，能夠獲取三維立體特征等定量信息，因此在空間遙感與對地觀測中具有重要的應用。

此外，被動遙感器還可以分為航空攝影機、電視攝影機、紅外和多光譜掃描儀、微波輻射計、光譜輻射計等多種類型。

主動遙感和被動遙感區別

主動遙感和被動遙感是遙感技術的兩種不同的工作方式。

主動遙感是指從遙感平臺上的人工輻射源，向目標物發射一定形式的電磁波，再由傳感器接收和記錄其反射波的遙感系統。主動遙感的主要優點是不依賴太陽輻射，可以晝夜工作，而且可以根據探測目的的不同，主動選擇電磁波的波長和發射方式。主動遙感一般使用的電磁波是微波波段和激光，多用脈沖信號，也有的用連續波束。普通雷達、側視雷達，合成孔徑雷達，紅外雷達、激光雷達等都屬于主動遙感系統。

被動遙感，又稱無源遙感系統（Passive remote sensing），即遙感系統本身不帶有輻射源的探測系統；亦即在遙感探測時，探測儀器獲取和記錄目標物體自身發射或是反射來自自然輻射源（如太陽）的電磁波信息的遙感系統。

審核編輯：黃飛