充分互动的‘被动式微波遥感应用’课程

  • 张克亮 (地球科学学院)
  • 创建于 2007-07-03
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来自威斯康星-麦迪逊大学的黄俊研究员正与学生认真讨论问题
 
在教学楼714教室,来自威斯康星-麦迪逊大学(University of Wisconsin Madison)的黄俊研究员,再次为我们科苑学子们讲述《微波遥感原理及其在地学中的应用》,他将根据自己在美国的工作经历,介绍国内外在被动式微波遥感方面的一些进展以及规划中的一些项目等。
 
在遥感技术发展之初,人们主要依靠可见光和红外线进行观测,不过由于可见光遥感仅适合于晴天观测,而能昼夜工作的红外线遥感则仅观测温度,并不能满足数据采集覆盖率或特定工作的需求。幸好自然界里许多物体都能发射和吸收1毫米到30厘米波长范围的微波辐射。比如在大气中,水汽在波长为13.5和0.6毫米处有强烈吸收和发射微波辐射。被动微波遥感就是利用微波探测器测量地表或大气发射的微波辐射,并推测物体的各种特性的技术。微波辐射具有穿透云雾、冰雪、土壤的能力,可以测定云下物体发射的辐射,探测浅部地下结构,因此微波遥感具有全天候、全天时的工作能力。
 
他采用讲座的形式,从基本的物理概念开始,简要介绍微波与各种地球科学中常见的介质的相互作用。自从上世纪七八十年代开始,微波遥感最初用于天气预报,由微波辐射计接收大气中水汽、氧等气体发射的微波辐射,并经反演处理能得到大气中温度、湿度、降水等气象要素,进而推测这些因素对于大气发展状态,根据云的含水量及水颗粒大小等因素进行天气预报。随着各种被动式微波遥感仪器搭载在卫星上的成功,被动式微波遥感得到了迅速地发展并被广泛地应用于海洋,水文,农林业等各行各业。比如,根据微波遥感探测到的温度异常和海平面高程变化等,判断厄尔尼诺、拉尼娜的活动周期以制定相应应急措施;根据洋流趋势确定捕捞作业计划等;根据作物生长的不同周期防治虫害、预估产量等。他用平实的语言,认真的板书,向学子们传播关于被动式微波遥感的知识。
 
他传播知识的方式并不限于课堂讲述,不限于复杂的公式推导,而是将复杂的理论柔和在联机实习过程中。在计算机房,他向同学们介绍冰雪中心的数据下载方式,并将自己的源程序与广大学子分享。通过实际卫星观测资料的展示,让学生们更直观地了解微波遥感产品以及这些产品在地球科学中的应用,使得大家明确被动微波遥感的工作过程和处理方法等。这种寓教于乐的教学方式使得课程简单易懂,课堂活泼互动,很多非遥感专业的学生也能很快地接受。
 
微波遥感发展关系到国计民生的各个方面,从天气预报到能源探测等各个领域。我国在发展微波遥感方面已经有比较好的开端,开展了除SAR以外所有航天微波遥感器的研究,并进行了多模态微波遥感器,模块化微波遥感器,三维成像高度计,合成孔径辐射计等新型遥感器研究工作,并把工作频率扩展到短毫米波段。 气象卫星、风云系列卫星以及正在规划中的“嫦娥”探月计划等都将充分利用微波遥感采集数据的各种优势,而高精度采集及三维成像技术等还有赖于地学工作者们持之以恒的不懈努力。
 
责任编辑:张克亮

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