遥感原理与应用_第3章_1遥感平台与遥感传感器遥感平台及运行特点汇总

1、S O U T H W E S T J I A O T O N G U N I V E R S I T YS W J T US W J T US W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥感物理基础遥感物理基础遥感平台特点遥感平台特点遥感传感器遥感传感器影像处理基础影像处理基础影像几何处理影像几何处理影像辐射处理影像辐射处理遥感影像判读遥感影像判读影像识别分类影像识别分类遥感技术应用遥感技术应用遥感系遥感系统统影像处影像处理理遥感应遥感应用用影像处理影像处理遥感遥感遥遥感感原原理

2、理与与应应用用课课程程框框架架S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥遥感感平平台台与与遥遥感感传传感感器器 遥感平台及运行特点遥感平台及运行特点 遥感传感器及成像原理遥感传感器及成像原理S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥遥感感平平台台及及运运行行特特点点 遥感平台的分类遥感平台的分类 卫星轨道及其运行特点卫星轨道及其运行特点 遥感卫星轨道类型遥感

3、卫星轨道类型 主要卫星遥感系统主要卫星遥感系统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 遥感平台遥感平台 (platform) ：是用于安置各种遥感仪器，是用于安置各种遥感仪器，使其从一定高度或距离对地面目标进行探测，并为其使其从一定高度或距离对地面目标进行探测，并为其提供技术保障和工作条件的运载工具。提供技术保障和工作条件的运载工具。 按平台按平台距离地面的高度距离地面的高度大体上可以分为三类：大体上可以分为三类：l 地面平台地面平台l 航空平台航空平台l 航天平台航天平台

4、遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 地面平台地面平台地面平台：地面平台：高度在高度在050m范围内，包括车、船、塔、范围内，包括车、船、塔、 三脚架、遥感塔、遥感车等。三脚架、遥感塔、遥感车等。遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T U

5、C o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 航空平台航空平台航空平台：航空平台：高度在百米高度在百米10多公里，包括低、中、高多公里，包括低、中、高空飞机，以及飞艇、气球等。空飞机，以及飞艇、气球等。 飞机：飞机：高空：喷气式飞机高空：喷气式飞机低空：无人小飞机，大比例尺航片低空：无人小飞机，大比例尺航片 气球：气球：高空气球高

6、空气球航空平台历史悠久，主要是飞机摄影。航空平台历史悠久，主要是飞机摄影。遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n飞艇无人飞机航空平台航空平台遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 俯仰俯仰 滚动滚动 偏航偏航飞机姿态角飞机姿态角遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o

7、p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n航空遥感及其特点航空遥感及其特点 优点优点 空间分辨率高、信息容量大。空间分辨率高、信息容量大。 灵活，适用于一些专题遥感研究。灵活，适用于一些专题遥感研究。 作为实验性技术系统，是各种星载遥感器的先行检验者。作为实验性技术系统，是各种星载遥感器的先行检验者。信息获取方便。信息获取方便。 不足不足 受天气等条件限制大；受天气等条件限制大； 观测范围受限；观测范围受限； 数据的周期性和连续性差。数据的周期性和连续性差。遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T U

8、C o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n航空遥感航空遥感 高空高空（10000m-20000m）；）； 中空中空（5000m-10000m）；）； 低空低空（5000m）。）。无人机测绘无人机测绘遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 飞行高度较低，可解决四川盆地的天气问题飞行高度较低，可解决四川盆地的天气问题 具有明显的成本优势具有明显的成本优势 具有很高的灵活

9、性具有很高的灵活性 空间分辨率高空间分辨率高遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n飞行平台飞行平台遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i &

10、 L i S h e n遥控设备遥控设备遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n地面站地面站遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 航飞航飞准备阶段准备阶段 收集实验区已有的地形地貌资料；收集实验区已有的地形地貌资料； 规划无人机航线。规划无人机航线。遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US

11、W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n无人机航拍无人机航拍起飞起飞遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n无人机航拍无人机航拍拍摄拍摄ZSS遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n无人机航拍无人机航拍降落

12、降落遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n返回本章首页刺点刺点刺点野外测量遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n

13、 航天平台航天平台 航天平台：航天平台：高度在高度在150km以上（以上（36000km静止卫星，静止卫星，700900km陆地观测卫星）陆地观测卫星） 航天飞机：航天飞机：240350km高度；高度； 卫星：卫星：低轨：低轨：150300km，大比例尺、高分辨率遥感，大比例尺、高分辨率遥感中轨：中轨：7001000km，资源与环境遥感，资源与环境遥感高轨：高轨：35860km，地球静止卫星，通信、气象，地球静止卫星，通信、气象 卫星航天平台目前发展最快、应用最广：气象卫星卫星航天平台目前发展最快、应用最广：气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列。遥遥感感平平

14、台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n返回本节首页遥遥感感平平台台的的分分类类S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 卫星在空间运行，遵循天体运动的卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律开普勒三定律。 开普勒第一定律开普勒第一定律 星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地球（太阳）位于

15、椭圆的一个焦点上。地球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。 卫卫星星轨轨道道及及其其运运行行特特点点S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 开普勒第二定律开普勒第二定律 从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在单位时间扫过的面积相等。在单位时间扫过的面积相等。 卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远的地方运行的速度要慢些地远的地方运行的速度要慢些。卫卫星星轨轨道道及及其其运运行行特

16、特点点S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 开普勒第三定律开普勒第三定律 指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭椭圆轨道长半轴的立方与周期的平方之比是一个常量圆轨道长半轴的立方与周期的平方之比是一个常量。 T：运行周期；：运行周期； a：长半径；：长半径； K：开普勒常数。：开普勒常数。 = GM / (42)卫卫星星轨轨道道及及其其运运行行特特点点S W J T US W J T UC o p y r i g h t

17、2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n其他常用轨道参数其他常用轨道参数 卫星速度卫星速度V：当轨道为圆形时，其平均速度为：当轨道为圆形时，其平均速度为 G万有引力常熟；万有引力常熟；M地球质量；地球质量； R平均地球半径；平均地球半径；H卫星平均离地高度卫星平均离地高度 卫星运行周期卫星运行周期 T：指卫星绕地一圈所需要时间，即从指卫星绕地一圈所需要时间，即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。HRGMV3)(HRCT卫卫星星轨轨道道及及其其运运行行特特点点S W J T US W J T UC

18、o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 卫星高度卫星高度H：依据开普勒第三定律同样可解求卫星：依据开普勒第三定律同样可解求卫星的平均高度的平均高度 同一天相邻轨道间在赤道处的距离同一天相邻轨道间在赤道处的距离L R地球长轴半径地球长轴半径 每天卫星绕地圈数每天卫星绕地圈数n32RCTH60242TRLaTLRna60242卫卫星星轨轨道道及及其其运运行行特特点点S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h

19、e n 重重复复周期周期 D(覆盖周期覆盖周期)：指卫星从某地上空开始运行指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的天数天数。对比运行周期对比运行周期。 其他相关概念：其他相关概念： 星下点星下点：卫星在地球表面的投影；：卫星在地球表面的投影； 节点节点：卫星星下点轨迹与赤道的交点；：卫星星下点轨迹与赤道的交点； 升升轨：卫星由南向北运行；轨：卫星由南向北运行； 降降轨：卫星由北向南运行；轨：卫星由北向南运行； 升升轨（交）点：升轨时的节点；轨（交）点：升轨时的节点； 降降轨（交）点：降轨时的轨（交）点：降轨时的节点。节

20、点。 卫卫星星轨轨道道及及其其运运行行特特点点返回本节首页S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nEarthSatellite人造卫星与地球人造卫星与地球遥遥感感卫卫星星轨轨道道类类型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n地球同步轨道与地球静止轨道地球同步轨道与地球静止轨道 地球同步轨道：地球同步轨道：又称又称24小时轨道，小时轨道，卫星的轨道周期等于地

21、球的自转周卫星的轨道周期等于地球的自转周期，且方向亦与之一致，期，且方向亦与之一致，卫星在每卫星在每天同一时间的星下点轨迹相同天同一时间的星下点轨迹相同。 地球静止轨道：地球静止轨道：当地球同步轨道是当地球同步轨道是倾角为零（轨道与赤道平面重合）倾角为零（轨道与赤道平面重合）的圆形轨道时，称为地球静止轨道的圆形轨道时，称为地球静止轨道。在这样的轨道上运行的卫星将始。在这样的轨道上运行的卫星将始终位于赤道某地的上空，终位于赤道某地的上空，相对于地相对于地球表面是静止的球表面是静止的。遥遥感感卫卫星星轨轨道道类类型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1

22、 5, G u o l i n C a i & L i S h e n太阳同步轨道太阳同步轨道 太阳同步轨道：太阳同步轨道：指的就是指的就是卫星的卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道的倾角（轨道平定的取向，轨道的倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近面与赤道平面的夹角）接近90度度，卫星要在两极附近通过，因此，卫星要在两极附近通过，因此又称之为又称之为近极地太阳同步轨道近极地太阳同步轨道。 为使轨道平面始终与太阳保持固为使轨道平面始终与太阳保持固定的取向，因此定的取向，因此轨道平面每天平轨道平面每天平均向地球公转方向（自西向东）均向地球公转方向（自

23、西向东）转动转动0.9856度度（即（即360度年）。度年）。卫星轨道面永远与当时卫星轨道面永远与当时的的“地心地心日心连线日心连线”保持恒定角度保持恒定角度遥遥感感卫卫星星轨轨道道类类型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 相对于地球西向逆行；相对于地球西向逆行； 多数卫星高度约多数卫星高度约700km800km； 轨道周期轨道周期90100min； 每天绕地球旋转每天绕地球旋转1416圈。圈。Landsat-1, -2, -3在单天内的轨道覆盖在单天内的轨道覆盖太阳

24、同步轨道特点太阳同步轨道特点遥遥感感卫卫星星轨轨道道类类型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n不同轨道下陆地卫星遥感特点不同轨道下陆地卫星遥感特点 近圆形轨道：近圆形轨道：不同地区获取的影像比例尺一致。固定扫描频率对不同地区获取的影像比例尺一致。固定扫描频率对地面扫描成像，扫描行之间无缝衔接。地面扫描成像，扫描行之间无缝衔接。 近极地轨道：有利于增大卫星对地面的总体观测范围近极地轨道：有利于增大卫星对地面的总体观测范围。 太阳同步轨道：太阳同步轨道：太阳光的入射角几乎是

25、固定的，在太阳光的入射角几乎是固定的，在不同时相对不同时相对同一地区遥感时，太阳高度角大致相等同一地区遥感时，太阳高度角大致相等；有利于卫星在相近的有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测（但是由于季节和地理位置的变化，光照条件下对地面进行观测（但是由于季节和地理位置的变化，太阳高度角并不是任何时间都一致的）。太阳高度角并不是任何时间都一致的）。有利于卫星在固定的时有利于卫星在固定的时间飞越地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳间飞越地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度照度。 可重复轨道：可重复轨道：有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。有利于对地面地物或

26、自然现象的变化作动态监测。遥遥感感卫卫星星轨轨道道类类型型返回本节首页S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n38 中等分辨率陆地卫星中等分辨率陆地卫星 高分辨率高分辨率陆地卫星陆地卫星 高光谱卫星高光谱卫星 气象卫星气象卫星 小卫星小卫星主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 中等分辨率陆地卫星类中等分辨率陆地卫星类

27、Landsat卫星系列；卫星系列； SPOT卫星系列；卫星系列； 中巴资源卫星中巴资源卫星CBERS； IRS卫星系列；卫星系列； 台湾福卫台湾福卫2号；号； 日本日本陆地观测卫星陆地观测卫星ALOS 主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n Landsat卫星系列卫星系列 1972年年7月月23日，美国发射了第一颗地球资源卫星，后改日，美国发射了第一颗地球资源卫星，后改名为名为Landsat-1，19721999年，美国共发射了年，美国共

28、发射了7颗颗Landsat系系列卫星。列卫星。 卫星卫星 发射日期发射日期 终止日期终止日期 携带传感器携带传感器 Landsat-1 1972.7.23 1978.1.6 RBV, MSSLandsat-2 1975.1.22 1982.2.5 RBV, MSSLandsat-3 1978.3.5 1983.3.31 RBV, MSSLandsat-4 1982.7.16 1993 MSS, TMLandsat-5 1985.3.1 （运行）（运行） TMLandsat-6 1993.10.5 （发射失败）（发射失败） ETMLandsat-7 1999.4.15 （运行）（运行） ETM

29、Plus主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-5 简介简介Landsat-5设计寿命为设计寿命为3年，但却成功在轨运行年，但却成功在轨运行27年，年，是目前在轨运行时间最长的光学遥感卫星，成为全球是目前在轨运行时间最长的光学遥感卫星，成为全球应用最为广泛、成效最为显著的地球资源卫星遥感信应用最为广泛、成效最为显著的地球资源卫星遥感信息源。息源。2011年年11月月18日，美国地质调查局（日，美国地质调查局（USGS）发布消

30、息）发布消息称由于卫星上的放大器迅速老化，称由于卫星上的放大器迅速老化，目前已停止获取目前已停止获取Landsat-5的卫星遥感影像的卫星遥感影像，意味着，意味着Landsat-5极有可能极有可能结束其使命。目前，结束其使命。目前，Landsat-5已进入已进入90天的卫星初始天的卫星初始状态，状态，USGS工程师们试图采取各种办法恢复卫星与地工程师们试图采取各种办法恢复卫星与地面间的影像传输能力。面间的影像传输能力。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L

31、i S h e nLandsat-5 卫星主要轨道参数卫星主要轨道参数轨道类型近极地太阳同步轨道高度705 km轨道倾角98.22运行周期98.9 min轨道长半轴7083.465 km降交点时间(过赤道平均太阳时)9:45 am +/-15 min重复周期16天 (233圈)在赤道上两相邻轨迹间距离172 km图像幅宽185 km相邻轨道间赤道处重叠度13 km (7%)主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSpacing Betwee

32、n Adjacent Landsat 5 Orbit Tracks at the Equator主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nTiming of Adjacent Landsat 5 Coverage TracksAdjacent swaths are imaged 7 days apart主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l

33、i n C a i & L i S h e nLandsat-5 的的TM传感器传感器 Landsat-5搭载专题绘图仪搭载专题绘图仪(Thematic Mapper, TM)传感器传感器，共分为，共分为7个波段，各波段的参数如表所示个波段，各波段的参数如表所示Blue10.45 - 0.52 m30 mGreen20.52 - 0.60 m30 mRed30.63 - 0.69 m30 mNear IR40.76 - 0.90 m30 mSWIR51.55 - 1.75 m30 mLWIR(Thermal IR)610.40 - 12.50 m120 mSWIR72.08 - 2.3

34、5 m30 m为什么为什么LWIR波段空间分辨率相对较低？波段空间分辨率相对较低？颜色波段波长范围空间分辨率主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 简介简介Landsat-7于于1999年年4月月15日发射升空后，由于其优越的数日发射升空后，由于其优越的数据质量，以及与以前的据质量，以及与以前的Landsat系列卫星保持了在数据上系列卫星保持了在数据上的延续性，现在已成为中国遥感卫星地面站的主要产品之的延续性，现在已成为

35、中国遥感卫星地面站的主要产品之一。一。2003年年5月月31日，日，Landsat-7 ETM+机载扫描行校正器机载扫描行校正器(SLC) 故障，导致此后获取的图像出现了数据条带丢失，故障，导致此后获取的图像出现了数据条带丢失，严重影响了严重影响了Landsat ETM遥感影像的使用遥感影像的使用。此后。此后Landsat 7 ETM SLC-on是指是指2003.5.31日日Landsat 7SLC故障之前的故障之前的数据产品，数据产品，Landsat 7 ETM SLC-OFF则是故障之后的数则是故障之后的数据产品。部分学者开展了受损修复研究，使用插值方法修据产品。部分学者开展了受损修复研

36、究，使用插值方法修补缺失的条带部分。补缺失的条带部分。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 卫星主要轨道参数卫星主要轨道参数 Landsat-5与与Landsat-7卫星主要轨道参数基本相同。卫星主要轨道参数基本相同。但但降交点时间降交点时间(过赤道平均太阳时过赤道平均太阳时)约为约为10am。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5,

37、G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 的的ETM传感器传感器 搭载增强型专题绘图仪搭载增强型专题绘图仪(Enhanced Thematic Mapper Plus, ETM+)传感器，同传感器，同Landsat-5的最主要差别有：的最主要差别有：增加了分辨率为增加了分辨率为15米的全色波段（米的全色波段（PAN波段）；波段波段）；波段6的数据分低增益和高增益数据的数据分低增益和高增益数据，分辨率从，分辨率从120米提高米提高到60米。Blue10.45 - 0.52 m30 mGreen20.52 - 0.60 m30 mRed30.63 -

38、 0.69 m30 mNear IR40.76 - 0.90 m30 mSWIR51.55 - 1.75 m30 mLWIR(Thermal IR)610.40 - 12.50 m60 mSWIR72.08 - 2.35 m30 mPan80.52 0.90 m15 m颜色波段波长范围空间分辨率主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 ETM+8个波段的个波段的影像影像（圣地亚哥，（圣地亚哥，加利福利亚加利福利亚）主主要要

39、卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 ETM+成都成都, 2002年获取年获取成都成都都江堰都江堰主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 ETM+影像（费城，美国）主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r

40、 i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-8 简介简介NASA和和USGS（United States Geological Survey，美国地，美国地质调查局）联合执行的质调查局）联合执行的LDCM(Landsat Data Continuity Mission) 计划，发射计划，发射Landsat 8 卫星，旨在长期对地进行卫星，旨在长期对地进行观测。观测。该计划主要对资源、水、森林、环境和城市规划等该计划主要对资源、水、森林、环境和城市规划等提供可靠数据提供可靠数据。2013年年2月月11日日，成功发射了，

41、成功发射了 Landsat 8 卫星，为走过了卫星，为走过了四十年辉煌岁月的四十年辉煌岁月的 Landsat 计划又注入了新鲜的血液。和计划又注入了新鲜的血液。和之前的卫星相比，之前的卫星相比，Landsat 8 的光线、热量感应器精准度的光线、热量感应器精准度更高，同时其视野也更广，有助于科学家们进行大气气胶更高，同时其视野也更广，有助于科学家们进行大气气胶、高空卷云、水质、耗水量等方面的研究、高空卷云、水质、耗水量等方面的研究。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i &

42、amp; L i S h e nLandsat- 8上携带有两个主要载荷：上携带有两个主要载荷：OLI和和TIRS。其中。其中OLI（全称：（全称：Operational Land Imager ，运营性陆地运营性陆地成像仪成像仪）具有）具有9个波段个波段；TIRS（全称：（全称：Thermal Infrared Sensor，热红外传感器热红外传感器），是有史以来最先进），是有史以来最先进，性能最好的，性能最好的TIRS，有有2个波段个波段。TIRS将收集地球两将收集地球两个热区地带的热量流失，目标是了解所观测地带水分个热区地带的热量流失，目标是了解所观测地带水分消耗，特别是美国西部干旱地区

43、。消耗，特别是美国西部干旱地区。Landsat-8与与Landsat-7主要轨道参数基本相同、幅宽（主要轨道参数基本相同、幅宽（南北向约南北向约170km，东西向，东西向183km）和分辨率相同）和分辨率相同。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat DataContinuityMission(LDCM)Landsat-8LaunchFebruary 11, 2013 BandsWavelength(micrometers)R

44、esolution(meters)Band 1 - Coastal aerosol0.43 - 0.4530Band 2 - Blue0.45 - 0.5130Band 3 - Green0.53 - 0.5930Band 4 - Red0.64 - 0.6730Band 5 - Near Infrared (NIR)0.85 - 0.8830Band 6 - SWIR 11.57 - 1.6530Band 7 - SWIR 22.11 - 2.2930Band 8 - Panchromatic0.50 - 0.6815Band 9 - Cirrus1.36 - 1.3830Band 10 -

45、 Thermal Infrared (TIRS) 110.60 - 11.19100Band 11 - Thermal Infrared (TIRS) 2 11.50 - 12.51100主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat卫星影像特征卫星影像特征宏观性宏观性覆盖范围大，可获得准同步、全球性的覆盖，为覆盖范围大，可获得准同步、全球性的覆盖，为宏观研究各种自然现象和规律提供有利条件。宏观研究各种自然现象和规律提供有利条件。周

46、期性周期性重复覆盖，提供不同季节、不同照度条件的影像重复覆盖，提供不同季节、不同照度条件的影像，可满足动态监测与预报分析的需要。，可满足动态监测与预报分析的需要。数量化数量化对地物的波谱反射、辐射特征，以影像或数字形对地物的波谱反射、辐射特征，以影像或数字形式瞬时记录下来，便于影像的数字化处理和定量分析。式瞬时记录下来，便于影像的数字化处理和定量分析。低、中等太阳高度角低、中等太阳高度角(25一一30) 使影像上产生阴暗效应，使影像上产生阴暗效应，有利于地质地貌现象的研究及地学分析。有利于地质地貌现象的研究及地学分析。几何畸变小几何畸变小(与航空象片相比与航空象片相比) 可将影像直接放大，以便

47、可将影像直接放大，以便进行判读与解译。进行判读与解译。TM影像可应用于编制地图和专题图。影像可应用于编制地图和专题图。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat卫星系列的局限性卫星系列的局限性其空间、光谱、时间分分辨力均有一定限制其空间、光谱、时间分分辨力均有一定限制缺乏立体覆盖缺乏立体覆盖均受不同程度的影像畸变影响均受不同程度的影像畸变影响数据的及时利用率较差，用户所得的卫星数据不连续。数据的及时利用率较差，用户所得的卫星数据

48、不连续。 但是，随着遥感信息质量的不断提高，陆地卫星系统但是，随着遥感信息质量的不断提高，陆地卫星系统的应用能力将得到进一步开拓。的应用能力将得到进一步开拓。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n SPOT卫星系列卫星系列 法国于法国于1986年年2月发射了第一颗陆地卫星，主要用于地月发射了第一颗陆地卫星，主要用于地球资源遥感，至今已发射了球资源遥感，至今已发射了7颗。颗。SPOT-1，1986年年2月月22日发射，从日发射，从1990年

49、年12月停止工月停止工作。作。SPOT-2，1990年年1月月22日发射，日发射，2009年年7月停止工作。月停止工作。SPOT-3，1993年年9月月26日发射，日发射，1997年年11月停止工作。月停止工作。SPOT-4，1998年年3月月24日发射，日发射，2013年年7月停止工作。月停止工作。SPOT-5，2002年年5月月4日发射，运行中。日发射，运行中。SPOT-6，2012年年9月月9日发射，运行中。日发射，运行中。SPOT-7，2014年年6月月30日发射，运行中日发射，运行中。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g

50、h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-1, -2, -3所携带传感器所携带传感器 SPOT-1, -2, -3搭载搭载2台探测器：台探测器：HRV (High Resolution Visible)，分别用于全色波段和，分别用于全色波段和3波段波段 (G/R/NIR) 多光谱成像。多光谱成像。 全色：全色：10 m分辨率分辨率；多光谱：；多光谱：20 m分辨率分辨率。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i

51、& L i S h e nSPOT-4所携带传感器所携带传感器 SPOT-4有效载荷为有效载荷为2台台HRVIR（High Resolution Visible Infra-Red）传感器。）传感器。HRVIR传感器可以采集传感器可以采集4个多光谱波段和个多光谱波段和1个单色波个单色波段的数据。多光谱波段数据的空间分辨率为段的数据。多光谱波段数据的空间分辨率为20米，单色波段的空间米，单色波段的空间分辨率为分辨率为10米。与米。与SPOT-2卫星的卫星的HRV传感器相比，传感器相比，SPOT-4卫星的卫星的HRVIR传感器传感器增加了短波红外的一个波段增加了短波红外的一个波段，将全色波

52、段改为单色将全色波段改为单色波段波段（HRV传感器中的传感器中的B2波段）。波段）。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-5所携带传感器所携带传感器 SPOT-5卫星才用卫星才用HRG(High Resolution Geometry)传感器，替传感器，替代代SPOT-4的的HRVIR传感器。传感器。HRG具有新的特征：具有新的特征：1）更高分辨率更高分辨率的卫星影像，的卫星影像， 2.5m的分辨率的全色波段和的分辨率的全色波段

53、和10m分辨率多光谱波段分辨率多光谱波段；2）采用采用12000像元的像元的CCD探测器，以维持探测器，以维持60km的地面数据宽度；的地面数据宽度；3）采用了新的技术来实现以上特征，例如采用新的数据压缩方法、采用了新的技术来实现以上特征，例如采用新的数据压缩方法、并利用并利用150Mbit/s的速率传输下行数据。的速率传输下行数据。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-6, -7所携带传感器所携带传感器 SPOT-6卫星将加入

54、由卫星将加入由Astrium Services分发的极高分辨率卫星分发的极高分辨率卫星Pleiades-1A的轨道。这两颗卫星将共同提供服务并最终在的轨道。这两颗卫星将共同提供服务并最终在2014年年与与Pliades-1B和和SPOT-7一起构成完整的一起构成完整的Astrium Services光学卫星光学卫星星座，以继续保持对地观测的高重复周期。星座，以继续保持对地观测的高重复周期。 SPOT-6和和SPOT-7星群星群能够以每天能够以每天6百万平方公里的覆盖能力提供地球上任何地方的每日百万平方公里的覆盖能力提供地球上任何地方的每日重访重访。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J

55、 T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-6卫星主要轨道参数卫星主要轨道参数轨道类型近极地太阳同步轨道高度695km轨道倾角98.2运行周期98.79 min降交点时间(过赤道平均太阳时)10:30 am每天绕地球圈数14.6 圈重复周期26天单台HRV图像幅宽60 km主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n主主要要卫卫星

56、星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT具有调整传感器姿态具有调整传感器姿态(侧视侧视)的能力的能力最大侧视角可达最大侧视角可达27 ，可观测离天底点，可观测离天底点450 km附近的景物，可形成立附近的景物，可形成立体像对并用于测图，可缩短重复成像的时间间隔体像对并用于测图，可缩短重复成像的时间间隔主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n

57、 C a i & L i S h e n SPOT4SPOT4影影像像纽约纽约曼哈顿世曼哈顿世贸大厦倒贸大厦倒塌三小时塌三小时后所获取后所获取的影像的影像(2001(2001年年9 9月月1111日当日当地上午地上午11:55)11:55)主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-5影像影像, 2008年获取年获取双流机场双流机场主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i

58、g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 中巴资源卫星中巴资源卫星CBERS-1, -2 中巴地球资源卫星是中巴地球资源卫星是1988年中国和巴西两国政府联合议年中国和巴西两国政府联合议定书批准，由中、巴两国共同投资，联合研制的卫星定书批准，由中、巴两国共同投资，联合研制的卫星（代号（代号CBERS）。）。1999年年10月月14日，中巴地球资源卫星日，中巴地球资源卫星01星（星（CBERS-01）成功发射，在轨运行成功发射，在轨运行3年年10个月；个月；2003年年10月月21日，中巴地球资源卫星日，中巴地球资源卫星02星（星（CB

59、ERS-02）发射升空，目前仍在轨运行。发射升空，目前仍在轨运行。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nCBERS-1, 2卫星特点卫星特点轨道高度：轨道高度：778公里公里重复周期：重复周期：26天天传感器：传感器：CCD传感器、传感器、IRMSS红外多光谱扫描仪、宽视红外多光谱扫描仪、宽视场成像仪场成像仪 (WFI)扫描带宽度：扫描带宽度： 113 / 119.5 / 890公里公里提供从提供从20米米-260米分辨率米分辨率11个波

60、段不同幅宽的遥感数据，个波段不同幅宽的遥感数据，被认为是资源卫星系列中有特色的一员。被认为是资源卫星系列中有特色的一员。主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nCBERS-1, 2传感器基本参数传感器基本参数主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nCBERS-2影像，北京影像，北京主主要要卫卫星星遥遥感感卫卫系系统统S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 高空间分辨率卫星类高空间分辨率卫星类l 1994年克林顿签署总统令，允许私有企业或公司发射高分辨率年克林顿签署总统令，允许私有企业或公司发射高分辨率卫星和销售高分辨率影像产品，使民用高分辨率卫星得到发展。卫星和销售高分辨率影像产品，使民用高分辨率卫星得到发展。此前，高分辨率卫星通常多用于军事侦察。此前，高分辨率卫星通常多用于军事侦察。 特点：地面分辨率高