PCC遥感影像期刊 总第5期 2012年第5期
ALOS(PALSAR)——L波段科研SAR卫星
PALSAR是ALOS卫星携带的一个L波段的合成孔径雷达传感器,不受云层、天气和昼夜影响,可全天候对地观测,获取高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式的数据。拥有穿透力更强的L波段,且全球存档丰富,拥有多期数据,可以用来监测更广范围的细微的地表形变,更好的应用在灾害领域和地质监测领域中。
PALSAR传感器主要参数信息
模式 | 高分辨率模式 | 扫描式合成孔径雷达 | 极化(试验模式) |
中心频率 | 1270 MHz(L波段) |
线性调频宽度(Chirp Bandwidth) | 28MHz | 14MHz | 14MHz,28MHz | 14MHz |
极化方式 | HH or VV | HH+HV or VV+VH | HH or VV | HH+HV+VH+VV |
入射角 | 8 to 60° | 8 to 60° | 18 to 43° | 8 to 30° |
空间分辨率 | 7-44m | 14-88m | 100m(多视) | 24-89m |
幅宽 | 40-70km | 40-70km | 250-350km | 20-65km |
量化长度 | 5位 | 5 位 | 5 位 | 3或5位 |
数据传输速率 | 240Mbps | 240Mbps | 120Mbps,240Mbps | 240Mbps |
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中国区PALSAR分年覆盖图
PALSAR利用案例
1、森林、湿地、植被
(1)森林变化监测:使用SAR的多期数据合成彩色影像。
图1、用ALOS PALSAR观测亚马逊西部、观测时相2006年8月21日,使用HH(红)、HV(绿)、HH-HV的差分(蓝)合成的彩色影像。在本影像中森林呈现绿色、采伐区域呈现浓紫色、开放水面呈现黑色、水下植物呈现淡紫色。
(2)湿地监控
作为PALSAR 所独有的L波段最能探知封闭森林灌木下发生的洪水泛滥。光学传感器、波长较短的SAR传感器等则无法获取。L波段信号和树冠层相互作用、可以穿透森林树冠到达地面。使用ScanSAR模式进行观测,可以获取洪水泛滥的详细信息。
图2、使用JERS-1 SAR(L波段HH波)观测亚马逊流域森林地区洪水泛滥情况
(左图--干旱期、右图—泛滥期)白色部分—洪水泛滥的森林地区、灰色部分—没有洪水的森林地区、黑色部分—开放水面。)
2、地质、地形
(1)地下矿藏与地表形状的关联。
(2)使用ALOS PALSAR的干涉SAR测量地表变化。利用ALOS PRISM、DEM详细分析地壳变动、土地隆起、土壤剥蚀等地形变化。
(3)火山研究及火山灾害监测。
(4)制作海岸地形图。
(5)石油开采现场的地形变化研究
图3、干涉SAR生成的DEM及SAR影像的立体视图
图4、用PALSAR数据检测出夏威夷基拉韦厄火山口的隆起
图5、入射角不同的三景PALSAR正射影像的重叠图
3、水文、水资源、冰山
(1)地形提取、河河流域解析
(2)土壤湿度等的判定
(3)积雪、海冰分布的判定
图6、使用PALSAR宽幅观测模式,可以有效判别海冰的分布情况。还可利用SAR数据判定海冰的质地(一年冰、多年冰)、积雪厚度等。
2006年4月17日利用PALSAR/ScanSAR拍摄的冬季鄂霍次克海的海冰分布图。左图:ScanSAR增强图、右图:海冰密度图
4、灾害监控、灾害管理
利用PALSAR进行灾害监测和灾害管理。拥有L-波段的SAR数据可以用来监控更广范围的细微地壳变动,特别是伴随着地震、火山爆发带来的地壳变动。可以更好的诠释地壳断层运动、火山喷发现象,应用在防灾、减灾领域中。
图7、 2006年10月7日Tavurvur火山(图中红圈部分)喷发前后PALSAR振幅影像(左喷
发前、右喷发后)
油船事故导致原油泄露可以利用PALSAR数据进行观测(图8),掌握受灾区域,评估漏油量。
图8、 2006年8月11日菲律宾·吉马拉斯岛发生原油泄露事故的周边海域PALSAR影像
(图中红色椭圆内带状、暗淡区域可能为原油)