第三章 遥感成像原理及遥感图像特征

1、 本章提要本章提要()() 第一节 传感器 第二节 遥感数据的分辨率 第三节 航空遥感数据 第四节 地球资源卫星数据 第五节 海洋卫星数据 第六节 气象卫星数据第三章第三章 遥感数据遥感数据 本章主要介绍获得遥感数据的传感器的类型与获取数据的工作原理，介绍常用的遥感数据，如航空数据、陆地卫星数据、海洋卫星数据、气象卫星数据的特点。 1 传感器传感器 本节主要内容：本节主要内容： 一一、传感器的定义和功能、传感器的定义和功能 二、传感器的分类二、传感器的分类 三、传感器的组成三、传感器的组成 四、传感器的工作原理四、传感器的工作原理 五、摄影型传感器五、摄影型传感器 六、扫描方式的传感器六、扫描

2、方式的传感器 七、微波遥感的传感器七、微波遥感的传感器一、传感器的定义和功能 传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。的工具。它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。 1 传感器传感器二、传感器的分类 按工作方式分为：按工作方式分为： 主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达。主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达。 被动方式传感器：航空摄

3、影机、多光谱扫被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪（描仪（MSSMSS）、）、TMTM、ETM(1,2)ETM(1,2)、HRVHRV、红外扫描仪、红外扫描仪、微波辐射计等。微波辐射计等。 1 传感器传感器三、 传感器的组成 收集器：收集来自地物光谱的目标镜、天线。收集器：收集来自地物光谱的目标镜、天线。 探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能的探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能的设备。设备。 处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行相处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行相关处理的设备。关处理的设备。输出设备：将获取的数据输出硬件设备。输出设备：将获取的数据输出硬件设备。 1

4、传感器四、传感器的工作原理v 是收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息是收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息的仪器，是遥感技术的核心部分。的仪器，是遥感技术的核心部分。v 根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。v 主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。 被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MS

5、SMSS、TMTM、ETMETM、HRVHRV）。）。 1 传感器传感器五、摄影型传感器五、摄影型传感器 航空摄影机：是空中对地面拍摄像片的仪器，航空摄影机：是空中对地面拍摄像片的仪器，它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射光谱能量。记录的波长范围以可见光光谱能量。记录的波长范围以可见光近红外为近红外为主。主。 1 传感器传感器六、扫描方式的传感器光机扫描仪光机扫描仪 用光学系统接收来自目标地物的辐射，并分用光学系统接收来自目标地物的辐射，并分成几个不同的光谱段，使用探测仪器把光信号转变为成几个不同的光谱段，使用探测仪器把光信号转变为电信号，同时发

6、射信号回地面，如电信号，同时发射信号回地面，如MSSMSS、TMTM等。等。 分为红外扫描仪和多光谱扫描仪。分为红外扫描仪和多光谱扫描仪。推帚式扫描仪推帚式扫描仪 用平行排列的用平行排列的CCDCCD探测杆收集地面辐射信息，探测杆收集地面辐射信息，每根探测杆由每根探测杆由3 000/6 0003 000/6 000个个CCDCCD元件呈一字排列，负元件呈一字排列，负责收集某一波段的地面辐射信息，是推帚式扫描成像。责收集某一波段的地面辐射信息，是推帚式扫描成像。（工作原理图工作原理图） 1 传感器传感器七、微波遥感的传感器 主动微波遥感主动微波遥感()v雷达雷达v侧视雷达侧视雷达v合成孔径侧视雷

7、达合成孔径侧视雷达被动微波遥感被动微波遥感()是指通过向目标地物发射微波并接受是指通过向目标地物发射微波并接受其后向辐射信号来实现对地观测的遥其后向辐射信号来实现对地观测的遥感方式。主要传感器为雷达。感方式。主要传感器为雷达。是指通过传感器，接受来自目标地物发射的微是指通过传感器，接受来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接受目波，而达到探测目的的遥感方式。被动接受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，被动标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计。射计。 1 传感器传感器 2 遥感数据的分辨率遥

8、感数据的分辨率空间分辨率：空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。波谱分辨率：波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小，波谱分辨率越高。小，波谱分辨率越高。辐射分辨率：辐射分辨率：传感器能分辨的最小辐射度差。传感器能分辨的最小辐射度差。时间分辨率：时间分辨率：对同一地点进行遥感采样的时间间隔。对同一地点进行遥感采样的时间间隔。（采样频率，重访周期）（采样频率，重访周期）continued遥感数据类型遥感数据类型分辨率分辨率/m

9、/m应用应用IKONOSIKONOS1 1城市规划、土地管理城市规划、土地管理SPOT-HRV1-3SPOT-HRV1-32020宏观规划、国土资源宏观规划、国土资源SPOT-HRV PanSPOT-HRV Pan1010立体量测立体量测ETM1-5ETM1-5，7 73030陆地资源调查陆地资源调查ETM6ETM66060地面热性质调查地面热性质调查ETM PanETM Pan1515规划、管理规划、管理Landsat-MSS4-7Landsat-MSS4-78080陆地资源调查陆地资源调查Radarsat-SARRadarsat-SAR1 1Seasat-VIRSeasat-VIR2020

10、海洋调查海洋调查Seasat-SARSeasat-SAR1010海洋调查海洋调查 遥感数据的分辨率遥感数据的分辨率 3 航空遥感数据航空遥感数据 本节主要内容：本节主要内容： 一、航空摄影的分类一、航空摄影的分类 二、航空像片的感光片性能二、航空像片的感光片性能 三、航空像片的特性三、航空像片的特性 四、航空像片的分辨率四、航空像片的分辨率 五、彩色红外像片五、彩色红外像片 六、黑白像片的色调六、黑白像片的色调 七、航空像片的比例尺七、航空像片的比例尺 八、光机扫描航空图像八、光机扫描航空图像 一、一、 航空摄影的分类航空摄影的分类 按航摄倾角分类按航摄倾角分类() 按摄影实施方式分类按摄影实

11、施方式分类() 按感光片和所用波段分类按感光片和所用波段分类()按比例尺分类按比例尺分类()普通黑白摄影普通黑白摄影黑白红外摄影黑白红外摄影天然彩色摄影天然彩色摄影彩色红外摄影彩色红外摄影 3 航空遥感数据航空遥感数据二、航空像片的感光片性能二、航空像片的感光片性能 感光材料是胶片感光材料是胶片()和印像纸的通称。由感光乳和印像纸的通称。由感光乳剂层和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色剂层和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色片有三层感光乳剂。片有三层感光乳剂。 感光材料的性能指标：感光材料的性能指标： （1） 感光度：感光的快慢程度。感光度：感光的快慢程度。 （2） 反差反差()：最大光学

12、密度与最小光学密：最大光学密度与最小光学密度之差。度之差。 （3） 分辨率：对景物细微部分的表现能力。分辨率：对景物细微部分的表现能力。 航摄选用航摄选用感光度高、反差适中、有较高分辨率感光度高、反差适中、有较高分辨率的的感光材料。感光材料。 感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差，各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差，即黑白差。即黑白差。 遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。 三、航空像片的特

13、性三、航空像片的特性什么是航片什么是航片() () ？航片属于中心投影。航片属于中心投影。中心投影上，点的像还是点，线的像还是线，面中心投影上，点的像还是点，线的像还是线，面的像还是面。的像还是面。航片的比例尺随航高而改变。航片的比例尺随航高而改变。地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。位置的变化，叫像点位移。航空像片用亮度系数来表示地物的反射率。航空像片用亮度系数来表示地物的反射率。四、航空像片的分辨率四、航空像片的分辨率是衡量胶片分辨地物细部能力的一种指标。是衡量胶片分辨地物细部能力的一种指标。主要取决于航摄相机的镜头分

14、辨率和感光乳剂的主要取决于航摄相机的镜头分辨率和感光乳剂的分辨率。但景物的反差、大气的光学条件、飞机分辨率。但景物的反差、大气的光学条件、飞机的震动也影响航片的分辨率。的震动也影响航片的分辨率。五、彩色红外像片五、彩色红外像片 由地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外由地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外感光底片产生光化学反应，由该底片印出的像片感光底片产生光化学反应，由该底片印出的像片称为彩红外像片。称为彩红外像片。 彩色红外感光片没有感蓝层和黄滤色层，有感绿、彩色红外感光片没有感蓝层和黄滤色层，有感绿、感红和感红外层。因此不受大气散射蓝光的影响，感红和感红外层。因此不受大气散射蓝光的

15、影响，像片清晰度很高，适合城市航空摄影。像片清晰度很高，适合城市航空摄影。在彩红外航片上在彩红外航片上()()：六、黑白像片的色调六、黑白像片的色调 黑白像片上某一部分的黑白深浅的程度称为色调，黑白像片上某一部分的黑白深浅的程度称为色调，它能反映物体反射率的大小。它能反映物体反射率的大小。 影响航空像片色调的因素：影响航空像片色调的因素：地物表面亮度（取决于摄影时的照度和地物自身的地物表面亮度（取决于摄影时的照度和地物自身的亮度系数）；亮度系数）； 感光材料（摄影时应选取感光度高、反差系数适中、感光材料（摄影时应选取感光度高、反差系数适中、分辨率较高的感光片）；分辨率较高的感光片）；摄影技术（

16、包括曝光量的选择、感光片的冲洗以及摄影技术（包括曝光量的选择、感光片的冲洗以及印像、放大技术）。印像、放大技术）。七、航空像片的比例尺七、航空像片的比例尺 航摄相机的焦距航摄相机的焦距f f与航高与航高H H的比。的比。 航片的比例尺：航片的比例尺：1 1M M= =f f/ /H H 。 比例尺随着图像处理而变化。比例尺随着图像处理而变化。 大比例尺航片：大比例尺航片：1 1: :5 0005 0001 1: :10 00010 000。 中比例尺航片：中比例尺航片：1 1: :10 00010 0001 1: :30 00030 000。 小比例尺航片：小比例尺航片：1 1: :30 00

17、030 0001 1: :100 000100 000。地形起伏也会影响比例尺。地形起伏也会影响比例尺。 八、光机扫描航空图像八、光机扫描航空图像光学机械扫描成像仪光学机械扫描成像仪是借助于遥感平台沿航向运动和仪是借助于遥感平台沿航向运动和仪器本身光学机械运动方向扫描来获取地面航向条带图像器本身光学机械运动方向扫描来获取地面航向条带图像的一种仪器，简称光机扫描仪。的一种仪器，简称光机扫描仪。 目前常用的有目前常用的有红外扫描仪和和多光谱段扫描仪。光机扫描。光机扫描仪的工作波长范围比摄影机宽得多，可达仪的工作波长范围比摄影机宽得多，可达0.30.314m 14m ( (包括近紫外、可见光、近红外

18、、中红外和远红外包括近紫外、可见光、近红外、中红外和远红外) )。高光谱航空遥感成为航空遥感的全新技术。高光谱航空遥感成为航空遥感的全新技术。 亮度系数亮度系数（亮度系数（P P）：在相同照度条件下，某物体的亮度与）：在相同照度条件下，某物体的亮度与绝对白体理想表面的亮度之比。绝对白体理想表面的亮度之比。亮度系数的特点：亮度系数的特点： （1 1）亮度系数的范围）亮度系数的范围00P P 1 1； （2 2）相同地物，由于干湿程度不同，亮度系数也不同；）相同地物，由于干湿程度不同，亮度系数也不同； （3 3）亮度系数与物体表面的颜色有关；）亮度系数与物体表面的颜色有关； （4 4）表面光滑的物

19、体比粗糙的物体亮度系数小；）表面光滑的物体比粗糙的物体亮度系数小； （5 5）许多性质完全不同的物体具有相同的亮度系数。）许多性质完全不同的物体具有相同的亮度系数。 4 地球资源卫星数据() 一、一、LandsatLandsat数据数据 二、二、SPOTSPOT数据数据 三、三、IKONOSIKONOS数据数据 四、四、QUICKBIRDQUICKBIRD数据数据 五、五、CBERSCBERS数据数据 六、六、JERSJERS数据数据 七、七、IRSIRS数据数据一、一、Landsat数据数据陆地卫星陆地卫星LandsatLandsat，19721972年发射第一颗，已连续年发射第一颗，已连续

20、3131年为年为人类提供陆地卫星图像，共发射了人类提供陆地卫星图像，共发射了8 8颗，产品主要有颗，产品主要有MSS,TM,ETMMSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫星。，属于中高度、长寿命的卫星。陆地卫星的运行特点：陆地卫星的运行特点： （1 1）近极地、近圆形的轨道；）近极地、近圆形的轨道； （2 2）轨道高度为）轨道高度为700700900 km900 km； （3 3）运行周期为）运行周期为9999103 min/103 min/圈；圈； （4 4）轨道与太阳同步。）轨道与太阳同步。 Landsat轨道参数卫星编号 项目 1,2,3 4,5,7 轨道高度 轨道倾角 运行周期 扫

21、描宽度 重复周期 918 km 99.125 103 min/圈 185 km 18 d 705 km 98.2 98.9 min/圈 185 km 16 d Landsat卫星的传感器(1) MSS(1) MSS：多光谱扫描仪，：多光谱扫描仪，5 5个波段。个波段。(2) TM (2) TM ：主题绘图仪，：主题绘图仪，7 7个波段。个波段。(3) ETM+(3) ETM+：增强主题绘图仪，：增强主题绘图仪，8 8个波段。个波段。 Landsat数据系列卫星名称发射日期遥感数据Landsat-11972.7.23MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-21975.1.22RBV

22、1,RBV2,RBV3Landsat-31978.3.5MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-41982.7.16RBV1,RBV2,RBV3Landsat-51984.3.1MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8Landsat-61993.10.5RBV全色波段Landsat-71999.4.15MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(与MSS4-MSS7相同)Landsat-8 2013.2.11TM1-TM7七个波段continued MSS的波谱段通道号 光谱段颜色 波长范围/m MSS4 绿 0.50.6 MSS5 红 0.60.7 MSS6 红近红外 0.

23、70.8 MSS7 近红外 0.81.1 MSS8 远红外 10.412.6 TM数据()的波谱段 TM10.450.52m 蓝绿波段 TM20.520.60m 绿红波段 TM30.630.69m 红波段 TM40.760.90m 近红外波段 TM51.551.75m 近红外波段 TM610.412.5m 热红外波段 TM72.082.35m 近红外波段 TM TM数据是第二代多光谱段光学数据是第二代多光谱段光学机械机械扫描仪，是在扫描仪，是在MSSMSS基础上改进和发展而成的一基础上改进和发展而成的一种遥感器。种遥感器。TMTM采取双向扫描，提高了扫描效采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停

24、顿时间，并提高了检测器的接收率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。灵敏度。ETM数据()的波谱段ETM10.450.52m 蓝绿波段 ETM20.520.60m 绿红波段 ETM30.630.69m 红波段 ETM40.760.90m 近红外波段 ETM51.551.75m 近红外波段 ETM610.412.5m 热红外波段 ETM72.082.35m 近红外波段 ETM8（PAN） 0.520.90 m 可见光近红外 ETM ETM数据是第三代推帚式扫描数据是第三代推帚式扫描仪，是在仪，是在TMTM基础上改进和发展而成基础上改进和发展而成的一种遥感器。的一种遥感器。continue

25、d Landsat参考网站 教学活动教学活动：上网查资料，了解：上网查资料，了解LandsatLandsat卫卫星的最新动态。星的最新动态。 / / / / / MSS数据获取原理图 MSS数据是一种多光谱段光学机械扫描仪所获得的遥感数据。 TM数据获取的传感器二、二、 SPOT数据数据v19781978年起，

26、以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国家，设计、研制了一颗名为国家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统地球观测实验系统”(SPOT)(SPOT)的卫星，也叫做的卫星，也叫做“地球观测实验卫星地球观测实验卫星”。v SPOT1SPOT1，19861986年年2 2月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。v SPOT2SPOT2，19901990年年1 1月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。v SPOT3SPOT3，19931993年年9 9月发射，月发射，19971997年年1111月月1414日停止运行。日停止运行。v SPOT

27、4SPOT4，19981998年年3 3月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。v SPOT5, 2002SPOT5, 2002年年5 5月月4 4日凌晨当地时间日凌晨当地时间1 1时时3131分，在法属分，在法属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜4 4号火箭运载成功发射。号火箭运载成功发射。v中等高度（中等高度（832 km)832 km)圆形近极地太阳同步轨道。圆形近极地太阳同步轨道。v 主要成像系统主要成像系统: :高分辨率可见光扫描仪（高分辨率可见光扫描仪（HRVHRV，HRGHRG），），VEGETATIONVEGETATION，HRSHRS。 SPOT卫星

28、的轨道参数标称轨道高度标称轨道高度832 km832 km轨道倾角轨道倾角98.798.7运行一圈的周期运行一圈的周期101.46 min101.46 min日绕总圈数日绕总圈数14.1914.19圈圈重复周期重复周期26 d26 d降交点地方太阳时降交点地方太阳时10:30(10:30(15min)15min)HRVHRV地面扫描宽度地面扫描宽度60 km60 km舷向每行像元数舷向每行像元数3 000/6 000 3 000/6 000 个个 SPOT卫星的运行SPOT卫星群的组合 SPOT的HRV波谱段 光谱段光谱段 光谱特性光谱特性 分辨率分辨率 0.500.59 m 绿绿 20 m

29、0.610.68 m 红红 20 m 0.790.89 m 近红外近红外 20 m 0.510.73 m 绿绿红全波段红全波段 10 mSPOT1SPOT1 3 3号卫星上携带两台号卫星上携带两台HRVHRV传感器。传感器。 SPOT的HRG、HRS波谱段 光谱段光谱段/ m 光谱特性光谱特性 分辨率分辨率/m 0.500.58 绿绿 20 0.610.67 红红 20 0.780.89 近红外近红外 20 0.490.715 绿绿红全波段红全波段 5 SPOT5 SPOT5卫星上卫星上HRGHRG（高分辨率几何装置）（高分辨率几何装置）与与HRVHRV基本相同。基本相同。 HRSHRS是是S

30、POT5SPOT5特有的一个高分辨率立体特有的一个高分辨率立体成像装置，工作波段成像装置，工作波段。 SPOT参考网站 HRV数据采集原理 SPOT传感器三、三、IKONOS数据数据 自从自从l994l994年年3 3月月lOlO日美国克林顿政府颁布关于商业遥感日美国克林顿政府颁布关于商业遥感数据销售新政策以来，解禁了过去不准数据销售新政策以来，解禁了过去不准10101 m1 m级分辨级分辨率图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速率图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发展起来。发展起来。 美国空间成像公司美国空间成像公司(Space-Imaging)(Space-Imagin

31、g)的的IKONOSIKONOS卫星是最卫星是最早获得许可之一。经过早获得许可之一。经过5 5年的努力，于年的努力，于19991999年年9 9月月2424日空日空间成像公司率先将间成像公司率先将IKONOS-2IKONOS-2高分辨率高分辨率( (全色全色1 m1 m，多光谱，多光谱4 m)4 m)卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。 具有太阳同步轨道，倾角为具有太阳同步轨道，倾角为98.198.1。设计高度。设计高度681km(681km(赤赤道上道上) )，轨道周期为，轨道周期为98.3 min98.3 min，重复周期，重复周期l l3 d3 d

32、。携带一个全色携带一个全色1 m1 m分辨率传感器和一个四波段分辨率传感器和一个四波段4 m4 m分辨率分辨率的多光谱传感器。的多光谱传感器。 传感器由三个传感器由三个CCDCCD阵列构成三线阵推扫成像系统。阵列构成三线阵推扫成像系统。 IKONOS数据 IKONOS光谱段v全色光谱响应范围：全色光谱响应范围： 0m0.90mv而多光谱则相应于而多光谱则相应于Landsat-TMLandsat-TM的波段：的波段： MSI-1 0.45MSI-1 0.450.52m 0.52m 蓝绿波段蓝绿波段 MSI-2 0.52MSI-2 0.520.60m 0.60m 绿红波段绿红

33、波段 MSI-3 0.63MSI-3 0.630.69m 0.69m 红波段红波段 MSI-4 0.76MSI-4 0.760.90m 0.90m 近红外波段近红外波段 IKONOS数据特点 数据来源：美国数据来源：美国IKONOSIKONOS卫星。卫星。 太阳同步轨道，重复周期太阳同步轨道，重复周期1 13 d3 d。 传感器传感器()()。 IKONOSIKONOS影像获取模式影像获取模式()()。 MTFMTF补偿补偿()()。 星历与姿态量测星历与姿态量测()()。 IKONOSIKONOS图像产品。图像产品。 IKONOS IKONOS传感器是三线阵传感器是三线阵CCDCCD推帚式成

34、像，因此推帚式成像，因此在正常模式下，它可取得正视、后视和前视推扫在正常模式下，它可取得正视、后视和前视推扫成像。成像。 IKONOS IKONOS图像可以实现模量传递函数图像可以实现模量传递函数(MTF)(MTF)的的补偿，为此卫星的传感器设计了进行补偿，为此卫星的传感器设计了进行MTFMTF的测量。的测量。有了这些测量值，可以对因光学和检测器等引起有了这些测量值，可以对因光学和检测器等引起的像质模糊进行补偿。的像质模糊进行补偿。 IKONOS IKONOS卫星内设有卫星内设有GPSGPS天线，接收的信号被记录天线，接收的信号被记录下来，经过处理可以提供每个图像的星历参数；传感下来，经过处理

35、可以提供每个图像的星历参数；传感器系统设计有三轴稳定装置和量测装置，以获得相应器系统设计有三轴稳定装置和量测装置，以获得相应姿态数据姿态数据。 IKONOS卫星的外形 IKONOS卫星图像 IKONOS 图像 IKONOS参考网站 教学活动：教学活动：上网查资料，了解上网查资料，了解IKONOSIKONOS卫卫星最新动态。星最新动态。 http/ http/ 四、四、QuickBird数据数据v美国美国DigitalGlobeDigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于公司的高分辨率商业卫星，于20012001年年1010月月1818日在美国发射成功。日在美国发射成功。v卫星轨道高度卫星

36、轨道高度450 km,450 km,倾角倾角9898, ,卫星重访周期卫星重访周期1 16 d6 d（与纬度有关）。（与纬度有关）。vQuickBirdQuickBird图像，目前是世界上分辨率最高的遥感数据，图像，目前是世界上分辨率最高的遥感数据，为为0.5 m0.5 m，幅宽，幅宽16.5 km16.5 km。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。4 地球资源卫星数据 QuickBird数据的光谱段数据类型 波段范围/ m分辨率/ m多 波 段蓝：0.450.52 2.44绿：0.520.60 2.44 红：0.630.69 2.4

37、4 近红外：0.760.90 2.44 全 波 段 0.450.90 0.61 Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪传感器为推扫式成像扫描仪 QuickBird 传感器结构图 QuickBird 影像图多光谱影像多光谱影像分辨率分辨率2.8 m QuickBird 影像图华盛顿纪念碑华盛顿纪念碑quikbird QuickBird数据参考网站 教学活动教学活动：上网查资料，了解：上网查资料，了解QuickBirdQuickBird卫星的最新动态。卫星的最新动态。 Http:/Http:/ Http:/ Http:/ Http:/ Http:/五、五、CBERS数据特点数据特点 数据来源：

38、中巴地球资源卫星。数据来源：中巴地球资源卫星。 太阳同步极地轨道。太阳同步极地轨道。 传感器传感器()()： CBERS CBERS具有三台成像传感器：高分辨率具有三台成像传感器：高分辨率CCDCCD像机像机(CCD)(CCD)、红外多谱段扫描仪、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)(IR-MSS)、广、广角成像仪角成像仪(WFI)(WFI)。 CBERS数据qCBERSCBERS计划是中国和巴西为研制遥感卫星合作进行的一计划是中国和巴西为研制遥感卫星合作进行的一项计划。项计划。 qCBERSCBERS采用太阳同步极轨道。采用太阳同步极轨道。q轨道高度轨道高度778 km778 km轨道，倾角是轨

39、道，倾角是98.598.5。q每天绕地球飞行每天绕地球飞行1414圈。圈。q卫星穿越赤道时当地时间总是上午卫星穿越赤道时当地时间总是上午1010: :3030，这样可以在，这样可以在不同的天数里为卫星提供相同的成像光照条件。不同的天数里为卫星提供相同的成像光照条件。q卫星重访地球上相同地点的周期为卫星重访地球上相同地点的周期为2626天。天。 q于于19971997年年1010月发射月发射CBERS-lCBERS-l；19991999年年1010月发射月发射CBERS-2CBERS-2。q卫星设计寿命为卫星设计寿命为2 2年。年。q三台成像传感器为：广角成像仪三台成像传感器为：广角成像仪(WF

40、I)(WFI)、高分辨率、高分辨率CCDCCD像像机机(CCD)(CCD)、红外多谱段扫描仪、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)(IR-MSS)。q以不同的地面分辨率覆盖观测区域：以不同的地面分辨率覆盖观测区域：WFIWFI的分辨率可达的分辨率可达256m256m，IR-MSSIR-MSS可达可达78m78m和和156m156m，CCDCCD为为19.5m19.5m。 CBERS数据 CBERS卫星传感器 CBERS卫星系统数据权限平台（DCP）监控站CBERS卫星数据接收站测控中心图像处理中心任务中心 CBERS的CCD光谱段 高分辨率高分辨率CCDCCD像机具有与陆地卫星的像机具有与陆地卫星

41、的TMTM类似的几个类似的几个谱段谱段(5(5个谱段个谱段) )，其分辨率为，其分辨率为19.5m19.5m，高于，高于TMTM；覆盖宽度；覆盖宽度为为113 km113 km。 B1:0.45B1:0.450.52m0.52m，蓝绿。，蓝绿。 B2:0.52B2:0.520.59m0.59m，红绿。，红绿。 B3:0.63B3:0.630.69m0.69m，红。，红。 B4:0.77B4:0.770.89m0.89m，近红外。，近红外。 B5:0.51B5:0.510.73m0.73m，全波段。，全波段。 CBERS的IRMSS光谱段 红外多光谱扫描仪红外多光谱扫描仪IRMSS(4IRMSS

42、(4个谱段个谱段) )，覆盖宽度为，覆盖宽度为119.5 km119.5 km。 B6:0.50B6:0.501.10m1.10m，蓝绿，蓝绿近红外近红外, , 分辨率分辨率77.8 m77.8 m。 B7:1.55B7:1.551.75m1.75m，近红外相当于，近红外相当于TM5,TM5,分辨率为分辨率为77.8 m77.8 m。 B8:2.08B8:2.082.35m2.35m，近红外相当于，近红外相当于TM7,TM7,分辨率为分辨率为77.8 m77.8 m。 B9:10.4B9:10.412.5m12.5m，热红外相当于，热红外相当于TM6,TM6,分辨率为分辨率为156 156 m

43、 m。 CBERS的WFI光谱段 广角成像仪广角成像仪WFI(2WFI(2个谱段个谱段) )，覆盖宽度，覆盖宽度890 km890 km。 B10:0.63B10:0.630.69m0.69m，红，红, ,分辨率为分辨率为256 m256 m。 B11:0.77B11:0.770.89m0.89m，近红外，近红外, ,分辨率为分辨率为256 m256 m。 教学活动：教学活动： 上网查资料，了解上网查资料，了解CBERSCBERS卫星的最新卫星的最新动态。动态。 http:/http:/ CBERS参考网站六、六、JERS数据数据v数据来源：日本地球资源卫星。数据来源：日本地球资源卫星。v近圆

44、形、近极地、太阳同步、中等高度轨道。近圆形、近极地、太阳同步、中等高度轨道。v是一颗将光学传感器和合成孔径雷达系统置于同一是一颗将光学传感器和合成孔径雷达系统置于同一平台上的卫星，主要用途是观测地球陆域，进行地平台上的卫星，主要用途是观测地球陆域，进行地学研究等。学研究等。v共有共有3 3台遥感器：可见光近红外辐射计（台遥感器：可见光近红外辐射计（VNRVNR）、短）、短波红外辐射（波红外辐射（SWIRSWIR）、合成孔径雷达（）、合成孔径雷达（SARSAR）。）。 JERS-1 SAR传感器 合成孔径雷达合成孔径雷达(SAR) SAR是一套多波束合是一套多波束合成孔径雷达，工作频率为成孔径雷

45、达，工作频率为 5.3 GHz，属，属C频段，频段，HH极极化。化。SAR扫描左侧地面。扫描左侧地面。 它有它有5种工作模式，种工作模式，5种模种模式 的 照 射 带 分 别 为 ：式 的 照 射 带 分 别 为 ： 500km, 300 km, 200 km, 300 km与与500km，800km。 地 面 分 辨 率 分 别 为地 面 分 辨 率 分 别 为28m25 m，28m25 m，9 ml0 m，30 m35 m与与 5 5 m 3 2 m ，28m31m。JERS ImageJERS Image地点：美国内华达州JERS 图像 JERS数据参考网站http:/www.eorc.

46、nasda.go.jp/http:/www.eorc.nasda.go.jp/http:/www.eoc.nasda.go.jp/http:/www.eoc.nasda.go.jp/http:/www.jers- http:/www.jers- http:/www.jers- http:/www.jers- http:/www.ersdac.or.jp/http:/www.ersdac.or.jp/// 七、七、IRS数据及特点数据及特点 数据来源：印度遥感卫星数据来源：印度遥感卫星

47、1 1号。号。 太阳同步极地轨道。太阳同步极地轨道。 该卫星载有三种传感器：该卫星载有三种传感器：全色像机（全色像机（PANPAN）（）；）；线性成像自扫描仪（线性成像自扫描仪（LISSLISS）（）；）；广域传感器（广域传感器（WiFSWiFS）（）。）。 PAN PAN数据运用数据运用CCDCCD推扫描方式成像，地面分推扫描方式成像，地面分辨率高达辨率高达5.8m5.8m，带宽，带宽70km70km，光谱范围，光谱范围5m0.75m，具有立体成像能力和可在，具有立体成像能力和可在5 5天内重复天内重复拍摄同一地区。运用其资料可以建立详细的数拍摄同一地区。运用其资料可以建立

48、详细的数字化制图数据和数字高程模型（字化制图数据和数字高程模型（DEMDEM）。）。 LISS LISS数据在可见光和近红外谱段的地面分数据在可见光和近红外谱段的地面分辨率为辨率为23.5m23.5m，在短波红外谱段的分辨率为，在短波红外谱段的分辨率为70m70m，带宽带宽141km141km，有利于研究农作物含水成分和估，有利于研究农作物含水成分和估算叶冠指数，并能在更小的面积上更精确地区算叶冠指数，并能在更小的面积上更精确地区分植被，也能提高专题数据的测绘精度。分植被，也能提高专题数据的测绘精度。 WiFS WiFS数据是双谱段像机，用于动态监测与数据是双谱段像机，用于动态监测与自然资源管

49、理。两个波谱段是可见光与近红外，自然资源管理。两个波谱段是可见光与近红外，地面分辨率为地面分辨率为188.3m188.3m，带宽，带宽810km810km。它特别有。它特别有利于自然资源监测和动态现象（洪水、干旱、利于自然资源监测和动态现象（洪水、干旱、森林火灾等）监测，也可用于农作物长势、种森林火灾等）监测，也可用于农作物长势、种植分类、轮种、收割等方面的观察。植分类、轮种、收割等方面的观察。 IRS 图像 海洋卫星主要用于海洋温度场，海流的位置、界海洋卫星主要用于海洋温度场，海流的位置、界线、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水团的线、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水团的温度、盐度

50、、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。等方面的动态监测。 5 海洋卫星数据() SEASAT数据数据 MOS数据数据 ERS 数据数据 RADARSAT数据数据 SEASAT数据 数据来源：美国海洋卫星。数据来源：美国海洋卫星。 近极地近圆形太阳同步轨道。近极地近圆形太阳同步轨道。 卫星载有卫星载有5 5种传感器，其中种传感器，其中3 3种是成像传感器。这种是成像传感器。这3 3种成像传感器是合成孔径侧视雷达种成像传感器是合成孔径侧视雷达(S

51、AR-A)(SAR-A)、多、多通道微波扫描辐射计通道微波扫描辐射计(SNMR)(SNMR)和可见光和可见光- -红外辐射红外辐射计计(VIR) (VIR) 。 MOS数据 数据来源：日本海洋观测卫星。数据来源：日本海洋观测卫星。 近圆形近极地太阳同步轨道。近圆形近极地太阳同步轨道。 卫星载有卫星载有3 3种遥感器，多谱段电子自扫描辐射计种遥感器，多谱段电子自扫描辐射计(MESSR)(MESSR)、可见光、可见光- -热红外辐射计热红外辐射计(VTIR)(VTIR)和微波辐和微波辐射计射计(MSR) (MSR) 。 MOSMOS传感器结构图。传感器结构图。 ERS 数据 数据来源：欧洲遥感卫星

52、。数据来源：欧洲遥感卫星。 圆形极地太阳同步轨道。圆形极地太阳同步轨道。 雷达地面分辨率可达雷达地面分辨率可达30 m30 m。 主要用于海洋学、冰川学、海冰制图、海洋污染主要用于海洋学、冰川学、海冰制图、海洋污染监测、船舶定位、导航，水准面测量、岸洋岩石监测、船舶定位、导航，水准面测量、岸洋岩石圈的地球物理及地球固体潮和土地利用制图等领圈的地球物理及地球固体潮和土地利用制图等领域。域。 RADARSAT数据 数据来源：加拿大遥感卫星。数据来源：加拿大遥感卫星。 圆形近极地太阳同步轨道。圆形近极地太阳同步轨道。 携带的成像遥感器有合成孔径雷达携带的成像遥感器有合成孔径雷达(SAR)(SAR)、

53、多谱、多谱段扫描仪、高分辨率辐射计段扫描仪、高分辨率辐射计(AVHRR)(AVHRR)，非成像遥，非成像遥感器有散射计感器有散射计 。 6 气象卫星数据() 气象卫星是广泛应用于国民经济领域和军事领域气象卫星是广泛应用于国民经济领域和军事领域的一种卫星，是太空中的自动化高级气象站。它能连的一种卫星，是太空中的自动化高级气象站。它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。NOAA卫星系列卫星系列（美国）（美国） GMS气象卫星系列气象卫星系列（日本）（日本） FY气象卫星系列气象卫星系列（中国）（中国） NOAA卫星 数据来源：美国气象卫星。数据来源：美

54、国气象卫星。 近圆形太阳同步轨道。近圆形太阳同步轨道。 卫星携带的环境监测传感器主要有改进型高分辨卫星携带的环境监测传感器主要有改进型高分辨率辐射计率辐射计(AVHRR)(AVHRR)和泰罗斯业务垂直观测系统和泰罗斯业务垂直观测系统(TOVS)(TOVS)。 NOAANOAA图像图像。 参考网站参考网站: : / / / / GMS气象卫星 数据来源：日本葵花气象卫星。数据来源：日本葵花气象卫星。 地球卫星同步轨道。

55、地球卫星同步轨道。 星上载有可见光星上载有可见光- -红外自旋扫描辐射计红外自旋扫描辐射计( (成像成像) )和空间和空间环境监测仪。环境监测仪。 可提供：全景圆形图像、日本邻区局部放大图像、可提供：全景圆形图像、日本邻区局部放大图像、分割圆形为分割圆形为7 7扇形图像，极地立体投影图像、墨卡托扇形图像，极地立体投影图像、墨卡托投影图像。投影图像。 各种图像均有可见光、红外及等温、分层等图像。各种图像均有可见光、红外及等温、分层等图像。 GSMGSM图像图像。 FY气象卫星 数据来源：中国风云气象卫星。数据来源：中国风云气象卫星。 近极地太阳同步轨道。近极地太阳同步轨道。 卫星上主要的传感器是

56、两台高分辨率扫描辐射计卫星上主要的传感器是两台高分辨率扫描辐射计(AVHRR) ,每台有每台有5个通道，各通道的波长范围分别是：个通道，各通道的波长范围分别是： AVHRR1：0.580.68m，绿，绿红红 AVHRR2：0.725l. lm， 近红外近红外 AVHRR3：0.480.53m，蓝，蓝绿绿 AVHRR4：0.530.68m，绿，绿红红 AVHRR5：10.512.5m，热红外，热红外 AVHRR1和和2可获取白天云图及地表图像；可获取白天云图及地表图像； AVHRR3和和4可获取海洋水色和陆表图像；可获取海洋水色和陆表图像； AVHRR5可获取昼夜云可获取昼夜云图、海温和地表温度

57、图、海温和地表温度 。 FY气象卫星的用途 （1）可连续对我国及周边地区的天气进行实时监测，）可连续对我国及周边地区的天气进行实时监测，较大地提高了对影响我国的各种尺度的天气系统的监测较大地提高了对影响我国的各种尺度的天气系统的监测能力，所获云图资料可填补我国西部和西亚、印度洋上能力，所获云图资料可填补我国西部和西亚、印度洋上的大范围气象资料的空白。的大范围气象资料的空白。 （2）可连续监测天气变化。）可连续监测天气变化。 （3）其视野更广，可覆盖以我国为中心的约）其视野更广，可覆盖以我国为中心的约1亿亿km2的地球表面，即亚洲、大洋洲及非洲和欧洲的一部的地球表面，即亚洲、大洋洲及非洲和欧洲的

58、一部分。观测和提供这一区域内的云图、温度、水气、风场分。观测和提供这一区域内的云图、温度、水气、风场等气象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要等气象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要作用。作用。 FY气象卫星的数据特点 FY-l-A的的AVHRR数据与美国数据与美国NOAA卫星的卫星的AVHRR很相似，可互相切换工作，互为备份。很相似，可互相切换工作，互为备份。 FY-1两卫星的实时传输采用与两卫星的实时传输采用与NOAA卫星兼容的卫星兼容的体制，有高分辨率图像传输体制，有高分辨率图像传输(HRPT)和和4 km分辨分辨率的自动图像传输率的自动图像传输(APT)两种。两种。 FY

59、FY图像图像(4(4幅）幅） 参考网站：参考网站： http:/ http:/ 主框架2. 太阳阴影孔隙3. 扫描镜4. 初扫描镜5. 次扫描镜6. 主焦平面7. 混合预放大器8. 校正梭9. 黑体10. 后置光学装置11. 辐射冷却器12. 电路板装置13. 对地遮蔽14. 电子调制解调器15. 电源供应16. 热控制窗17. 全孔径校正装置ETM的组成辐射冷却器Y方向速度反射镜和探测器太阳阴影设备孔来自地面辐射全孔径校正门 电子设备像底点热辐射门Landsat 卫星的TM传感器冷却门冷却门全孔径全孔径校正器校正器对地传感器对地传感器装配装配像底点像底点换向换向X波段波段天线天线S波段天线波

60、段天线Y方向速度方向速度太阳板阵列太阳板阵列粗太阳敏感器粗太阳敏感器设备孔设备孔 CARTERRA Geo（地理的、全色和多光谱）：经过投影和地（地理的、全色和多光谱）：经过投影和地理改正，没有进行理改正，没有进行DEM改正，图像精度改正，图像精度50 m，适合于快速浏览，适合于快速浏览和分析应用。和分析应用。 CARTERRA Reference:该产品应用该产品应用DEM进行了纠正，但精进行了纠正，但精度较低，约度较低，约25 m，适合于大区域制图、，适合于大区域制图、GIS底图、区域规划、区底图、区域规划、区域环境监测、自然灾害评估等。域环境监测、自然灾害评估等。 CARTERRA Pr