第三章遥平台感

第三章遥感平台3.1遥感平台的种类3.2卫星的轨道3.3主要遥感卫星简介1中国高分一号卫星南印度洋海域观测到疑似漂浮物

2“高分一号”中国重大科技项目高分辨率对地观测卫星(简称“高分卫星”)系统，其首星“高分一号”于2013年4月26日12时13分04秒在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭成功发射择机发射。

3“高分一号”:2米全色、8米多光谱、4“高分一号”高分一号卫星发射成功后，将能够为国土资源部门、农业部门、环境保护部门提供高精度、宽范围的空间观测服务，在地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理，疫情评估与公共卫生应急、地球系统科学研究等领域发挥重要作用。5第一节遥感平台的种类遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台（platform）。遥感平台的种类很多，按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。6一、地面平台

三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感，测定各种地物的波谱特性及影像的实验研究。

三角架：0.75-2.0米；对测定各种地物的波谱特性和进行地面摄影。

遥感塔：固定地面平台；用于测定固定目标和进行动态监测；高度在6米左右。

遥感车、船：高度的变化；测定地物波谱特性、取得地面图像；遥感船除了从空中对水面进行遥感外，可以对海底进行遥感。78二、航空平台

航空平台主要指高度在３0ｋｍ以内的遥感飞机等。按照飞机飞行高度的不同，又可分为低空平台、中空平台和高空平台。低空平台：低空平台是在离地面2000ｍ以内的对流层下层飞行的，主要获取中比例尺或大比例尺航空遥感图像。中空平台：是在离地面2000～6000ｍ之间的对流层中层飞行的。主要获取中比例尺或小比例尺的航空遥感图像。高空平台：是在离地面12000ｍ左右的对流层顶层和同温层下层中飞行的。910三、航天平台

航天平台指高度在１50ｋｍ以上的人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站和航天飞机等。在航天平台上进行的遥感是航天遥感。航天遥感可以对地球进行宏观的、综合的、动态和快速的观察。

低高度、短寿命卫星：轨道高度为150～350km，寿命只有几天到几十天。

中高度、长寿命卫星：轨道高度为350～1800km，寿命在１年以上，一般在３～５年。

高高度、长寿命卫星：也称为地球同步卫星或静止卫星，高度约为36000km，寿命更长。1112第二节卫星的轨道

卫星在空间中的位置可以用椭圆轨道的空间形状、位置和某一时刻卫星在轨道中的位置来确定，而轨道的空间形状、位置和某一时刻卫星在轨道中的位置可用下列６个参数来描述。一、卫星在空间中的位置和姿态13一、卫星在空间中的位置和姿态1、轨道长半径（α）：卫星轨道远地点到椭圆中心的距离为轨道长半径，它确定了卫星距地面的高度。2、卫星轨道偏心率（e）3、轨道面倾角（i）：指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角，它决定了轨道面与赤道面或与地轴之间的关系。4、升交点赤经（Ω）：升交点赤经指卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。5、近地点角距（ω）：交点向经与近地点向径之间的夹角称为近地点角距。6、卫星过近地点时刻（t）和运行周期（T）：卫星过近地点的时间称为过近地点时刻。14二、卫星轨道的种类1、地球同步轨道：地球同步轨道的运行周期等于地球的自转周期，即卫星与地球转动的角速度相同，其传感器总是朝向地球固定的位置，如果从地面上各地方看过去，卫星在赤道上的一点是静止不动的，所以又称静止轨道。15二、卫星轨道的种类2、太阳同步轨道：太阳同步轨道指卫星的轨道面绕地球的自转轴旋转，旋转方向与地球的公转方向相同，并且旋转的角速度等于地球公转的平均角速度，即卫星的轨道面始终与当时的地心日心连线保持恒定的角度。16第三节主要的遥感卫星简介一、陆地卫星

二、气象卫星

三、海洋卫星17一、陆地卫星-landsat

1、landsat卫星计划18一、陆地卫星-landsat

1、landsat卫星计划

LaunchedbyDateoflaunchDateofterminationAltitudeSensorRecurrentperiodLANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-2NASA1975.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-3NASA1978.3.51983.3.31915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16daysLANDSAT-5NASA1984.3.1Operating*1705kmMSS/TM16daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5-ETM16daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating*2705kmETM+16days19一、陆地卫星-landsat

2、landsat传感器LANDSAT-5：

MultispectralScanner(MSS)：MSSisanopticalsensortoobservethereflectedsolarradiationfromtheearthsurfaceinfourdifferentspectralbandsbyacombinationoftheopticalsystemandthesensor.

ThematicMapper(TM).TMisamoreadvancedversionofobservationequipmentthanMSS,whichobservestheearth'ssurfacein7spectralbandsrangingfromvisibletothermalinfraredregions.LANDSAT-7：

EnhancedThematicMapperPlus(ETM+),thesuccessorofTM.TheobservationbandsarebasicallysamesevenbandsasTMandthenewlyaddedband8witha15mofhighresolution.20WavelengthVisible:2bands

Near-infrared:2bandsSpatialResolution80mSwathWidth185km21WavelengthVisible:3bands

Near-infraredandMiddle-infrared:3bands

Thermal-infrared:1bandSpatialResolutionVisible,Near-infraredandMiddle-infrared:30m

Thermal-infrared:120mSwathWidthAbout180km22TheETM+isanimprovedversionoftheLandsat4/5ThematicMapper(TM)payloads,butstillprovidesdatacontinuitywithallpriorLandsatmissions.ImprovementsintheinstrumentincludeincreasedspatialresolutionofthethermalIRband(Band6),improvementoftheradiometriccalibrationequipment,andtheadditionofapanchromaticband(Band8).BelowisasimplifieddiagramoftheETM+.23Characteristic

BandwavelengthbandResolution10.45-0.52mm30m20.52-0.60mm30m30.63-0.69mm30m40.76-0.90mm30m51.55-1.75mm30m610.4-12.5mm60m72.08-2.35mm30m80.50-0.90mm15m24一、陆地卫星-landsat

3、landsat的轨道Sun-synchronousorbitSub-recurrentorbit25一、陆地卫星-SPOT

1、SPOT卫星的轨道、传感器sun-synchronoussub-recurrentorbitSPOT-1,-2and-3areequippedwithCCDsensorscalled

HighResolutionVisibleImagingSystem(HRV).SPOT-4isequippedwithtwoCCDsensors,HRV'ssuccessor,HighResolutionVisibleandInfrared(HRVIR)

andVegetation(VGT)*1.TheobservationbandsofHRVIRarebasicallysameasHRVandthenewlyaddedband4,shortwaveinfrared(SWIR:1.58to1.75mm).VGTobserveswideareawithaswathof2,250km.

26一、陆地卫星-SPOT

1、SPOT卫星计划86878889909192939495969798992000010203040506070809

SPOT5

SPOT4卫星运行服务中断发射日或重新开始服务日

SPOT1

SPOT2SPOT3

2728ObservationBandVisible:2bands

Near-infrared:1band

Panchromatic-Band:1bandSpatialResolutionMultispectoral-Band:20m

Panchromatic-Band:10mSwathWidthAbout60km2930SPOT-HRV-PanchromaticPanchromatic(PAN)Spatialresolution:10mSpectralresolution:0.51–0.73mm31SPOT-HRV–MultispectralMultispectral(XS)Spatialresolution:20mSpectralresolution0.50-0.59mm0.61-0.68mm0.79-0.89mm1.58-1.75mm(SWIRbandaddedtoSPOT4)32

3、SPOT的倾斜观测功能重复观测能力单星：2－3天/次，多星：1天/次SPOTcanobservenotonlytheearth'ssurfacejustunderneaththesatellitebutalsoslantwisetothesatellite'spathbychangingthescandirectionofthesensors.Itcanshortenthetimeperiodforobservingaspecifiedarearepetitively.33

Spot立体像对

轨道旁向倾斜，像对最短时间差为0.5小时自动相关生成DEM，高程精度为7-11米(VirtuoZo)3420°20°600KmmaxiHRS120Km立体成像装置HRS35Spot5同轨立体像对Spot5HRS立体像对生成的10米高程精度DEM36一、陆地卫星（CBERS-1）

37一、陆地卫星-环境与灾害监测预报小卫星

38一、陆地卫星-高分辨率卫星

当前最主要的高分辨率卫星有美国的IKONOS、QuickBird、ORBVIEW等。１、IKONOS卫星:

IKONOS卫星于1999年９月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。ＩＫＯＮＯＳ卫星的成功发射，不仅创立了崭新的商业化卫星影像标准，同时通过提供１ｍ分辨率的高清晰度卫星影像，开拓了一种更快捷、更经济的获取最新基础地理信息的途径。39IKONOS光谱波段设置全色.45-.(4m)近红外.76-.90microns(4m)蓝波段.45-.52microns(4m)绿波段.52-.60microns(4m)90微米的图像(1m）红波段.63-.69microns40IKONOSPanchromaticImagesofWashington,DCJensen,20001x1mspatialresolution41IKONOSImageryofColumbia,SCObtainedonOctober28,2000Panchromatic1x1mPan-sharpenedmultispectral4x4m4243一、陆地卫星-高分辨率卫星

2．QuickBird卫星:

QuickBird卫星于2011年10月发射，是目前世界上唯一能提供亚米级分辨率的商业卫星，具有引领行业的地理定位精度和海量星上存储，单景影像比同期其他的商业高分辨率卫星高出２-1０倍。而且QuickBird卫星系统每年能采集500×104平方公里的卫星影像数据，存档数据以很高的速度递增。在中国境内每天至少有２-３个过境轨道，存档数据约500×104平方公里。44QuickBird光谱波段设置45

QuickBirdPanchromaticSatelliteImagery(0.6m全色卫星影像)46

QuickBirdPan-SharpenedSatelliteImagery(0.6m)47一、陆地卫星-高分辨率卫星

3．Orbview卫星:

Orbview

卫星是世界上最早提供高分辨率影像的商业卫星之一。

Orbview提供１ｍ分辨率的全色影像和４ｍ分辨率的多光谱影像。１ｍ分辨率的影像能够清晰反映地面上的房屋、汽车等地物，并能生成高精度的电子地图和三维飞行场景。４ｍ多光谱影像提供了彩色和近红外波段的信息，可以从高空中更深入的刻画城市、乡村和未开发土地特征。4849二、气象卫星

1、气象卫星概述

气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星，是太空中的高级自动化气象站，它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。气象卫星按所在轨道可分成地球静止轨道气象卫星和太阳同步轨道气象卫星两类，后者也称极地轨道气象卫星。50美国的“泰诺斯”(TIROS)卫星系列：第一代实验气象卫星，从60年-65年共发射了10颗，极轨气象卫星。美国的雨云（Nimbus）卫星系列：64-78年共发射了7颗，太阳同步轨道。美国的艾萨（ESSA）卫星系列：66-69年共发射了9颗。美国的NOOA卫星系列：70-94年共发射了16颗。太阳同步轨道。51全球气象卫星观测网522、气象卫星的轨道极地轨道地球同步轨道533、气象卫星的优势和特点（1）空间覆盖优势

极轨气象卫星在约900km的高空对地观测，一条轨道的扫描宽度可达2800km。每天都可以得到覆盖全球的资料地球静止卫星在3．6万公里的高空观测地球，一颗静止卫星的观测面积就可达1亿7千万平方公里，约为地球表面的1／3

只有通过卫星的大范围观测，才使人类获得了几乎无常规观测的大范围海洋、两极和沙漠地区的资料。目前已经可以通过卫星观测系统，获取全球或任何感兴趣区域的空间连续的高分辨率气象和环境资料,不受国界限制。543、气象卫星的优势和特点（2）

气象卫星时间取样优势观测可以大大地改善资料的时间取样频次。特别是静止气象卫星可以获得每小时一次的大范围实时资料，必要时甚至可以获取半小时的资料。有利于对灾害性天气的动态监测。双星组网的极轨气象卫星也可以每天提供4次全球覆盖的图象资料和垂直探测资料。而常规高空站每天只在00时12时（世界时）进行两次观测,且无法观测海洋和无人地区。553、气象卫星的优势和特点（3）资料一致性优势

与地面和高空常规观测相比，卫星资料具有内在的均一性和良好的代表性。尽管世界气象组织（WMO）已经颁布了一系列规范来统一常规观测仪器的性能和观测方法，但仍不能避免不同国家和地区、使用不同仪器和方法获得的资料的不一致性。测站分布的不均匀等，也使资料的不确定性增加。气象卫星是在较长一段时期内使用同一仪器对全球进行观测，资料的相对可比较性强、分布均匀一致性好。卫星资料则是对一定视场面积内的取样平均值，具有较好的区域代表性。563、气象卫星的优势和特点（4）综合参数优势

与其它观测方法相比，气象卫星是从大气层外这个新视角观测地球—大气系统的，所以有些重要的气候变量，特别是通过整个垂直方向大气层的积分参数，如地气系统的反照率、大气顶的地气系统的射出长波辐射，只能通过气象卫星观测才能获得。目前已成功地从气象卫星观测资料中导出了全球大气温度和湿度廓线、辐射平衡、海陆表面温度及云顶温度、风场、云参数、冰雪覆盖、云中液态水含量和降水量、臭氧总量和廓线、陆地下垫面状态、植被状况等诸多重要气候和环境参数,这是任何其他观测手段所不能观测的。574、气象卫星的主要应用（1）天气分析与天气预报584、气象卫星的主要应用（2）火情监测594、气象卫星的应用举例（3）沙尘暴监测60三、海洋卫星

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，水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海水的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、海洋环境等方面的动态监测。自美国1978年６月22日发射世界上第一颗海洋卫星Seasat-1以后，前苏联、日本、法国和欧洲空间局等相继发射了一系列大型海洋卫星。这些卫星一般搭载有光学遥感器（如水色扫描仪、主动区微波遥感器、散射计、SAR等）和被动式微波遥感器等多种海洋遥感有效载荷，可提供全天时、全天候海况实时资料。61主要的海洋卫星系列美国的海洋卫星（SEASAT):1978年发射；近极地太阳同步轨道；扫描覆盖海洋的宽度1900km；五种传感器，以微波为主。日本的海洋观测卫星系列（MOS-1)：获取大陆架浅海的海洋数据。欧洲海洋卫星系列（ERS）：主要用于海洋学、海冰学、海洋污染监测等领域。加拿大的雷达卫星（RADARSAT）:加、美、德、英共同设计，1995年发射。621、Radarsat卫星系列RADARSAT卫星是加拿大于95年11月4日发射的，它具有7种模式、2