光學和雷達遙感

在斐濟 Ono-i-Lau 上的 Nukuni 村進行衛星定位。 Ono-i-Lau 是斐濟勞群島群島中堡礁系統中的一組島嶼。 照片 © Planet Labs Inc.

使用遙感技術繪製熱帶和亞熱帶地區棲息地地圖的最大困難是全年高雲層覆蓋,隱藏了光學衛星圖像的特徵。 有幾種策略可以填補由雲造成的空白,例如使用在不同日期在同一位置拍攝的圖像來創建無雲圖像的馬賽克。 對於某些棲息地,例如紅樹林,雷達衛星圖像的圖像對雲層覆蓋不敏感,可用於填補光學圖像的空白。

光學和雷達衛星圖像存在關鍵差異和限制。 例如,雷達衛星圖像不會穿透水中,因此對於繪製珊瑚礁圖沒有用處,但對於繪製紅樹林等新興結構卻很有用。

光學系統

光學遙感影像對土地覆蓋類型和植被的生物物理特性很敏感。 衛星光學遙感系統從太陽光反射的電磁輻射中接收信息。 使用不同的波長,光學傳感器將對光合植被(使用近紅外光譜)和含水量敏感。

電磁光譜 VNIR

電磁頻譜(未按比例)及其在衛星遙感(SRS)中的應用。 資料來源:Pettorelli 等人。 2018

衛星傳感器(例如 Landsat 任務)測量電磁光譜的可見、近紅外和短波紅外部分中少量明確定義的波長范圍(“光譜帶”)的輻射,並從中生成光譜特徵陸地上的物體。

馬來西亞光學遙感

馬來西亞霹靂州馬當國家公園海岸線的光學遙感圖像,以假色顯示。 深橙色是紅樹林區域,黃色斑塊表明土地干燥的村莊被清除。 圖片來源:美國地質調查局提供的 Landsat 圖片

雷達系統

解釋來自雷達傳感器的圖像不如光學圖像直觀,因為這些傳感器不感知顏色,而是響應表面幾何形狀、紋理、三維結構和含水量。

雷達是有源傳感器,可以產生自己的微波輻射,並且能夠在雲層和夜間運行。 用於遙感的所有成像雷達傳感器都是合成孔徑雷達 (SAR),這是一種雷達,它利用雷達天線在目標區域上的運動來提供比傳統固定波束掃描雷達更精細的空間分辨率。

電磁波譜微波

電磁頻譜(未按比例)及其在衛星遙感(SRS)中的應用。 資料來源:Pettorelli 等人。 2018

雷達的不同波長通常被稱為波段,用字母表示,例如 X、C、L 和 P。每個波段都有不同的屬性。 L 波段用於生物量和植被測繪,因為它對森林的滲透更大,允許雷達信號與大樹枝和樹乾之間的更多相互作用。

雷達遙感馬來西亞

馬來西亞霹靂州馬當國家公園海岸線的雷達遙感圖像。 深灰色區域是紅樹林區域,白色斑塊表明村莊被清除,土地干燥且缺乏垂直複雜性。 學分:日本宇宙航空研究開發機構

傳感器接收回輻射的方式稱為反向散射。 後向散射提供有關表麵類型的信息,可用於區分植被和水。 下圖說明了三種類型的反向散射。

三種類型的反向散射

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