遥感原理与应用全册配套完整课件

遥感原理与应用全册配套完整课件遥感原理与应用前言课程简介课程性质：本科专业必修课、研究生招生考试科目课程特点：基础、丰富、易学教学方式：课堂讲授+习题课+平时作业参考教材孙家抦《遥感原理与应用》李德仁《摄影测量与遥感概论》张永生《高分辨率遥感卫星应用》主要期刊武汉大学学报(信息科学版)遥感学报中国图像图形学报ISPRSJournalofPhotogrammetryandRemoteSensing

IEEETransactionsonGeoscienceandRemoteSensingInternationalJournalofRemoteSensing网站资源-国际摄影测量与遥感学会-国家遥感中心-中科院遥感应用研究所--中国遥感卫星地面接收站课程内容前言遥感的物理基础遥感平台和传感器遥感数据处理遥感图像人工识别遥感图像计算机识别遥感技术的应用遥感的定义1960s美国海军科学研究部的布鲁依特首先提出了“遥感”（RemoteSensing）不接触物体本身，用遥感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物、揭示目标物几何形状大小、相互关系及其变化规律的科学技术。同义词：遥感技术。——国家测绘局遥感是在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。具体地讲是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输、变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。——《遥感原理与应用》关键词：非接触传感器几何形状遥感技术的基本原理地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特征是不同的，人们根据电磁波的差异来辨析不同的物体，遥感技术就是在这个原理的基础上发展起来的。遥感技术的特点范围大高分辨率多波段多时相范围大覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的。高分辨率影像分辨率亚米级大比例尺测图精确地物识别多波段GreenReflectanceNIRReflectance多时相重复探测，有利于进行动态分析。LasVegas,1992LasVegas,1986LasVegas,1972遥感的分类按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感遥感的分类按遥感平台地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等；航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等；遥感的分类按电磁波段紫外遥感：探测波段在0.05-0.38um可见光遥感：探测波段在0.38-0.76um红外遥感:探测波段在0.76-1000um微波遥感:探测波段在1mm-10m多波段遥感：探测波段在可见光和红外波段范围内，再分若干窄波段来探测目标。主动式传感器被动式传感器主动传感器自身发射并接收经地面反射的能量，不受天气干扰被动传感器主要接收经地面反射的太阳光能量，受天气干扰大推扫式CCD传感器（SPOT）框幅式摄影机（传统摄影测量用）光机扫描摄影机（TM、MSS）三种常用航空航天遥感（被动）传感器传感器定轨定姿信息获取遥感数据接收处理服务与分发多种信息的融合与集成遥感成像机理各类型用户信息传输各级产品的生产各种应用卫星研制与发射遥感学研究范畴遥感系统的组成传感器接收系统图像处理视觉分析、解译用户大气光源地表覆盖课程的组成用户第1章第1章第2，3章第2，3章第4，5，6章第7，8章遥感数据过程早期遥感的发展1826年，第一张相片问世；1839年，达格雷发表第一张空中相片；1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎空中照片；1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件；1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片；一战中，航空照相技术用于获取军事情报；一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查；1930年，美国开始全国航空摄影测量；1937年，出现了彩色航空像片。…JNNiepce(1826,France)

Theworld’sfirstphotographicimagePigeons,1903.Asquadronofpigeonsequippedwithlightweight70-mmaerialcameras.Forobviousreasons,pigeonsarenotidealplatform.AerialphotographyinWorldWarIVerticalphotographyofWorldWarItrenchesinEurope.Close-upviewofaworldwarI现代遥感发展1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星1970年代美国的陆地卫星高分辨率卫星（IKONOS,QUICKBIRD,SPOT）多光谱、高光谱卫星（MODIS）大幅面高分辨率航空传感器现代遥感发展1957年10月4日，苏联成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。卫星重83公斤，比美国准备在第2年初发射的卫星重8倍。绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两个频道连续发送信号。

现代遥感发展

1972年7月23日美国发射了第一颗地球资源卫星（ERTS-1），后改称陆地卫星（LandSat-1）

MSS多光谱扫描仪（4bands）

RBV多光谱电视摄像仪空间分辨力80米遥感专用卫星Landsat1MSSimageofMountMcKinleyandenvirons,AlaskaRange,Alaska,on25Aug1972现代遥感发展1982年美国发射陆地卫星4号（LandSat-4）

TM专题制图仪7bands空间分辨力30米ThisisathematicmappercolorcompositeimageofAmazonas,Brazil,acquiredusingtheLandsat-4and5satellitesonAugust15,1988.现代遥感发展1999年4月15日美国发射陆地卫星7号（LandSat-7）

ETM+增强型专题制图仪7bands空间分辨力30米全色波段分辨率为15米Landsat7imageofSingapore14.25meterresolutionDataacquisition:2000-04-28现代遥感发展1999年4月17日美国发射IKONOS-1（失败）1999年9月24日美国发射IKONOS-2线阵CCD推扫横扫同轨、异轨立体全色0.82米RGB，近红外波段4米FirstIKONOSImage-TakenofWashingtonD.C.Verylargeimage7833*2209现代遥感发展2001年10月18日美国发射QuickBird-2线阵CCD推扫横扫同轨、异轨立体全色0.61米RGB，近红外波段2.4米SanFranciscoQuickBird0.61m现代遥感发展1986年2月法国发射第一颗陆地卫星（SPOT-1）2002年5月4日法国发射陆地卫星（SPOT-5）HRV线阵列推扫式成像仪全色5米全色立体2.5米RGB10米短波红外SWIR20米May7,2002,SPOT5firstimage:thecityofAthensEleusisharbour.A2.5mresolutionimagewasproducedusingtwo5mresolutionimagesfromHRGinstruments现代遥感发展MODIS——中分辨率成像光谱仪（moderateresolutionimagingspectroradiometer）

36个波段250m（Bands1-2）-陆地500m（Bands3-7）-大气1000m（Bands8-36）-高空唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播

免费接收数据并无偿使用

我国遥感发展1970年4月24日第一颗人造地球卫星——东方红1号1988年9月7日第一颗风云一号A星（5通道可见光、红外扫描辐射计）1999年5月19日风云一号C星（多光谱、可见光、红外扫描辐射计。其中7个可见光、近红外波段、3个红外波段）1999年10月14日第一颗资源一号卫星（中巴地球资源卫星，20米分辨率的5波段CCD相机、80米和160米分辨率的4波段红外扫描仪、256米分辨率的2波段宽视场成像仪）2002年3月“神舟三号”搭载中分辨率成像光谱仪（34bands）2002年5月15日海洋一号A卫星2003年10月中巴第二颗资源一号卫星2006年4月27日遥感卫星一号2006年12月8日风云二号D2007年4月12海洋一号B卫星2007年5月25日遥感卫星二号2007年9月19中巴第三颗“资源一号”卫星2007年10月24日“嫦娥-1”探月卫星上搭载高分辨率成像光谱仪风云一号风云二号中巴资源卫星1号设计参数中巴资源1号彩色合成图像

（武汉市）

中国资源二号全色波段图像（3米）中国的海洋卫星HY-1HY-1水色扫描仪三通道合成图（菲律宾吕宋岛东北海域）

HY-1水色扫描仪三通道合成图（印尼苏拉威西北部海域）

神舟三号神州三号中分辨率成像光谱仪获取的美国加州森林火灾图像遥感技术的发展目视解译阶段（1850-1972）标志：遥感平台从气球、飞机、火箭，到卫星、航天飞机特点：目视解译、手工成图计算机自动分析阶段（1972-1999）标志：计算机的普及、图像的数字化、多光谱探测技术特点：计算机图像预处理、增强、模式识别、自动制图定量遥感阶段（1999年以后）标志：Landsat7和EOSTerra/Aqua的成功发射和运营；高光谱、高空间分辨率、高时间分辨率、多角度观测特点：地球环境系统及其变化过程的监测和分析当前遥感发展主要特点与展望多国发射卫星的局面已经形成高分辨率小型商业卫星发展迅速微波、雷达、激光遥感日益受到关注主动式遥感的发展，是探测手段更趋多样化高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容高光谱分辨率传感器是指既能对目标物成像有可以测量目标物波谱特性的光学传感器。遥感应用不断深化从单一信息源（或单一传感器）的信息（或数据）分析向多种信息源的信息（包括非遥感信息）复合及综合分析应用发展；从静态分析研究向多时相的动态研究、预测预报方向发展；从定性判读、制图向定量分析发展；从对地球局部地区及其各组成部分的专题研究向地球系统的全球综合研究方向发展。本章结束第一章

电磁波及遥感物理基础51内容提纲概述物体的发射辐射地物的反射辐射地物波谱特性的测定521.1概述电磁波、机械波（声波）、重力场、地磁场等都可以用作遥感，但一般而言，RS指的是电磁波遥感。遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或发射辐射特征。531.1.1电磁波麦克斯韦电磁场理论电磁波是一种横波54几个重要性质单色波可以用波函数来描述，是一个时空周期性函数，振幅、相位、波长一般成像：记录振幅全息成像：记录振幅和相位干涉。一般地，凡是单色波都是相干波，利用相干波进行距离测量。INSAR利用干涉原理成像。55托马斯·杨（ThomasYoung）的干涉的实验研究,1803年.几个重要性质衍射

研究电磁波的衍射现象对设计遥感传感器和提高遥感图像的几何分辨率具有重要意义。偏振

电磁波有偏振波、部分偏振波和非偏振波。散射光、反射光、透射光是部分偏振波，偏振在微波技术中称为“极化”，一般有四种极化方式。56树木因衍射而产生的日晕1.1.2电磁波波谱遥感信息获取，一般指收集、探测、记录地物的电磁波特征，即地物的发射辐射或反射电磁波特性。由于电磁波传播的是能量，实际上也是记录辐射能量的过程。电磁波具有不同的频率和波长，因而具有不同的特性。57Gammaץ

射线X射线紫外线可见光红外线微波无线波紫蓝绿黄红频率波长遥感应用的光谱范围名称波长范围可见光的范围紫外线0.3～0.38μm紫0.38～0.43μm可见光0.38～0.76μm蓝0.43～0.47μm红外线近红外0.76～3.0μm青0.47～0.50μm中红外3～6μm绿0.50～0.56μm远红外6～15μm黄0.56～0.59μm超远红外15～1000μm橙0.59～0.62μm微波毫米波1～10mm红0.62～0.76μm厘米波1～10cm分米波10cm～1m58电磁波谱的范围非常宽，从波长最短的γ射线到最长的无线电波，波长之比高达1022倍以上遥感采用的电磁波段可以从紫外线一直到微波波段遥感就是根据感兴趣的地物的波谱特性，选择相应的电磁波段，通过传感器探测不同的电磁波谱的发射或反射辐射能量而成像的。591.2物体的发射辐射黑体辐射太阳辐射大气对辐射的影响一般物体的发射辐射60

1.2.1黑体辐射1860年基尔霍夫：好的吸收体也是好的辐射体绝对黑体——任何波长的电磁辐射全部吸收一个不透明的物体，对入射到它上面的电磁波只有吸收和反射。光谱吸收率α(λ,T)和光谱反射率ρ(λ,T)，二者之和恒等于1。绝对黑体：α(λ,T)=1，ρ(λ,T)=0绝对白体：α(λ,T)=0，ρ(λ,T)=161普朗克定律1900年普朗克用量子理论推导出普朗克定律黑体辐射通量密度与温度、波长的关系满足普朗克定律：62W(λ)——

分谱辐射通量密度，单位W/(cm2·μm）；λ——

波长，单位是μm；h——

普朗克常数(6.6256×10-34J·s)；c——

光速(3×1010cm/s)；

k——

玻耳兹曼常数(1.38×10-23J／K)；T——

绝对温度，单位是K。黑体辐射特性（一）与曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W是随温度T的增加而迅速增加。对普朗克公式进行积分，可得到从1cm2面积的黑体辐射到半球空间里的总辐射通量密度的表达式为：

σ为斯忒藩-玻耳兹曼常数，T为绝对黑体的绝对温度（K）。63从上式可以看出：绝对黑体表面上，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比，称为斯忒藩－玻耳兹曼公式，Stefan-Boltzmannlaw。图1-5几种温度下的黑体波谱辐射曲线黑体辐射特性（二）分谱辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。可微分普朗克公式，并求极值。温度3005001000200030004000500060007000波长9.665.802.901.450.970.720.580.480.4164维恩位移定律：黑体辐射特性（三）每根曲线彼此不相交，故温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大。65

在波长大于1mm的微波波段，hv<<kT,近似得出：在微波波段，黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。1.2.2太阳辐射太阳是被动遥感最主要的辐射源，遥感传感器从空中或空间接收地物反射的电磁波。地球系统的能量绝大多数（>99％）来源于太阳太阳辐射:太阳辐射的波长范围，大约在0.15-4微米之间

5%

紫外线45%

可见光50%

红外线661.2.2太阳辐射67辐射源自然辐射源：太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900K的黑体辐射来模拟。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：近似300K的黑体辐射。小于3μm的波长主要是太阳辐射的能量；大于6μm的波长主要是地物本身的热辐射；3-6μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。人工辐射源：微波辐射源：0.8-30cm激光辐射源：激光雷达(测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等)。68太阳辐射照度分布曲线

太阳常数：指不受大气影响，在距离太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射的方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量：I⊙=1.353×103W/m2太阳辐射的光谱是连续的，它的辐射特性与绝对黑体的辐射特性基本一致。

691.2.2太阳辐射70太阳与地球的辐射照度太阳辐射的特点太阳光谱是连续的。辐射特性与黑体基本一致。近紫外到中红外波段区间能量集中、稳定。被动遥感主要利用可见光、红外波段等稳定辐射。海平面处的太阳辐射照度分布曲线与大气层外的曲线有很大不同，这主要是地球大气层对太阳辐射的吸收和散射造成的。711.2.3大气对辐射的影响72(1)大气的垂直分布731.2.3(2)大气对太阳辐射的吸收在紫外、红外与微波区，电磁波衰减的主要原因是大气吸收引起大气吸收的主要成分：氧气、臭氧、水、二氧化碳大气吸收的影响主要是造成遥感影像暗淡。大气对紫外线有很强的吸收作用，因此，现阶段中很少使用紫外线波段。741.2.3(2)大气对太阳辐射的散射在可见光波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是散射引起的衰减。太阳辐照到地面又反射到传感器的过程中，二次通过大气，传感器所接收到的能量除了反射光还增加了散射光。这二次影响增加了信号中的噪声部分，造成遥感影像质量的下降。散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之间的相对关系而变,主要有米氏(Mie)散射、均匀散射、瑞利（Rayleigh）散射等。

75介质中不均匀颗粒的直径a与入射波长λ同数量级时，发生米氏散射

介质中不均匀颗粒的直径a>>入射波长λ时，发生均匀散射

介质中不均匀颗粒的直径a小于入射波长λ的十分之一时，发生瑞利散射76气溶胶大气中的三大可变成分：水、云、气溶胶气溶胶粒子是指悬浮在大气中的直径千分之一微米到十微米的固态、液态粒子。气溶胶大多集中在底层大气0-4km范围内。由于地球重力作用，气溶胶颗粒密度随高度呈指数衰减，气溶胶颗粒尺度与可见光波长相当，故它对光的散射作用属于米氏散射。由于来源的不同，构成成分有差别，其变介电常数不尽相同，对电磁波的吸收散射作用差别较大，故大气气溶胶可分为不同类型。77气溶胶的来源自然：火山沙尘暴森林和草原火灾活的陆地与海洋植物海水的飞沫人为：工业、交通、取暖燃烧的石油和煤炭土地覆盖和土地利用变化、森林砍伐和沙漠化78气溶胶图79瑞利散射中，散射强度与波长的关系80蓝光散射较强红光散射较弱为什么微波具有穿透云雾的能力？1.2.3(2)大气对太阳辐射的反射由于大气中有云层，当电磁波到达云层时，就象到达其他物体界面一样，不可避免的要产生反射现象，这种反射同样满足反射定律。而且各波段受到不同程度的影响，削弱了电磁波到达地面的程度。因此应尽量选择无云的天气接收遥感信号。

81四川省江油市1.2.3(3)大气窗口太阳辐射在到达地面之前穿过大气层，大气折射只是改变太阳辐射的方向，并不改变辐射的强度。但是大气反射、吸收和散射的共同影响却衰减了辐射强度，剩余部分才为透射部分。不同电磁波段通过大气后衰减的程度是不一样的，因而遥感所能够使用的电磁波是有限的。有些大气中电磁波透过率很小，甚至完全无法透过电磁波。这些区域就难于或不能被遥感所使用，称为“大气屏障”；反之，有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常称为“大气窗口”。研究和选择有利的大气窗口、最大限度地接收有用信息是遥感技术的重要课题之一。

82可以用作遥感的大气窗口

1.3~2.5μm大气窗口：属于近红外波段。3.5~5.0μm大气窗口：属于中红外波段，透射率为60-70%左右，用于探测高温物体。8~14μm热红外窗口：热红外窗口，透射率为80%左右，属于地物的发射波谱。1.0mm~1m微波窗口。

830.30~1.15μm大气窗口：这个窗口包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段，是遥感技术应用最主要的窗口之一。

1.2.3(4)辐射传输方程传感器从高空探测地面物体时，所接收到的电磁波能量包括：太阳经大气衰减后照射地面，经地物反射后，又经大气第二次衰减进入传感器的能量地面物体本身辐射的能量经大气后进入传感器大气散射和辐射的能量等

841.2.4一般物体的发射辐射自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的要低。不仅依赖于波长和温度，还与构成物体的材料、表面状况等因素有关。我们用发射率ε来表示它们之间的关系：ε=W′/W。发射率ε就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

85按照发射率与波长的关系，把地物分为：黑体或绝对黑体：发射率为1，常数。灰体：发射率小于1，常数。选择性辐射体：发射率小于1，且随波长而变化。理想反射体：发射率等于0。影响地物发射率的因素：地物的性质、表面状况、温度（比热、热惯量）：比热大、热惯量大，以及具有保温作用的地物一般发射率大，反之发射率就小。86主要地物发射率87等效黑体温度88实际测定物体的光谱辐射通量密度曲线并不像描绘的黑体光谱辐射通量密度曲线那么光滑常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照，这时的黑体辐射温度称为等效黑体辐射温度（或称等效辐射温度）

——实际物体的温度基尔霍夫定律在任一给定温度下，辐射通量密度与吸收率之比对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射通量密度。

89任何材料的发射率等于其吸收率

基尔霍夫定律根据能量守恒定理，入射在地表面的辐射功率等于吸收功率、透射功率和反射功率三个分量之和。对于不透射电磁波的物体90吸收率1.3地物的反射辐射911.3地物的反射辐射地物的反射类别光谱反射率以及地物的反射光谱特性影响地物光谱反射率变化的因素92

1.3.1地物的反射类型镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。当发生镜面反射时，对于不透明物体，其反射能量等于入射能量减去物体吸收的能量。自然界中真正的镜面很少，非常平静的水面可以近似认为是镜面。漫反射：如果入射电磁波波长λ不变，表面粗糙度h逐渐增加，直到h与λ同数量级，这时整个表面均匀反射入射电磁波，入射到此表面的电磁辐射按照朗伯余弦定律反射。方向反射：实际地物表面由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈，这种现象称为方向反射。是镜面反射和漫反射的结合。它发生在地物粗糙度继续增大的情况下，这种反射没有规律可寻。931.3.1地物的反射类型粗糙度：相对概念，由入射波的波长和地表微地貌的垂直高度决定。例如：对于波长较长的无线电波，粗糙的岩石构成的地表是光滑的（镜面）；对于可见光，细沙构成的地面也显得粗糙（漫反射）。941.3.2光谱反射率以及地物反射光谱特性

反射率反射率是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比这个反射率是在理想漫反射体的情况下，整个电磁波长的反射率。光谱反射率

95实际上由于物体固有的结构特点，对于不同波长的电磁波有选择的反射，例如绿色植物的叶子由于表皮、叶绿素颗粒组成的栅栏组织和多孔薄壁细胞组织构成，入射到叶子上的太阳辐射透过上表皮，蓝、红光辐射能被叶绿素吸收进行光合作用；绿光也吸收了一大部分，但仍反射一部分，所以叶子呈现绿色；而近红外线可以穿透叶绿素，被多孔薄壁细胞组织所反射。因此，在近红外波段上形成强反射。

96光谱反射率：反射波谱反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。97反射波谱特性曲线正因为不同地物在不同波段有不同的反射率这一特性，物体的反射特性曲线才作为判读和分类的物理基础，广泛地应用于遥感影像的分析和评价中。98图1-14四种地物的反射波谱特性曲线图1-15四种植物的反射波谱特性曲线反射波谱特性曲线同一地物的反射波谱特性时间效应空间效应

不同地物的反射波谱特性城市道路、建筑物的反射波谱特性水体的反射波谱特性土壤的反射波谱特性植物的反射波谱特性岩石的反射波谱特性

99同一地物的反射波谱特性花期的春小麦反射率明显高于灌浆期和乳熟期。黄叶期，由于不具备绿色植物特征，其反射光谱近似于一条斜线。这是因为黄叶的水含量降低，导致在1.45μm，1.95μm，2.7μm附近3个水吸收带的减弱。当叶片有病虫害时，也有与黄叶期类似的反射率。

100图1-15同一春小麦在花期、灌浆期、乳熟期、黄叶期的光谱测试所得的结果。不同地物的反射波谱特性101不同地物的反射波谱特性102不同地物的反射波谱特性城市道路、建筑物的反射波谱特性水体的反射波谱特性土壤的反射波谱特性植物的反射波谱特性岩石的反射波谱特性

103城市道路、建筑物的反射波谱特性在城市遥感影像中，通常只能看到建筑物的顶部或部分建筑物的侧面，所以掌握建筑材料所构成的屋顶的波谱特性是我们研究的主要内容之一。

104城市道路、建筑物的反射波谱特性105城市道路、建筑物的光谱反射特性红外波段较可见光波段反射强石棉瓦较其他材料反射强沥青较其他材料反射弱水体的反射波谱特性水体的反射主要在蓝绿光波段；近红外、中红外波段有很强的吸收带，反射率几乎为零；但是当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化106图7-13不同叶绿素含量的海水的反射特性曲线(p177)107GreenReflectanceNIRReflectance土壤的反射波谱特性自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值。土壤的光谱特性曲线与土壤质地组成有关土壤反射波谱特性曲线较平滑，因此在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。108植物的反射波谱特性109叶绿素吸收带水吸收带0.45μm(蓝)、0.67μm(红)：吸收带0.55μm(绿)：强反射0.8～1.0（近红外）：1.1植被特有的峰值1.3～2.5（近红外）：1.45、1.95、2.7水的吸收带110植物的反射波谱特性几种不同反射波谱特性对比岩石成分、矿物质含量、含水状况、风化程度、颗粒大小、色泽、表面光滑程度等都影响反射波谱特性曲线的形态。在遥感探测中可以根据所测岩石的具体情况选择不同的波段。

111112武汉大学武测校区彩红外影像1.3.3影响地物光谱反射率变化的因素

113太阳高度（日期、时间）大气条件地形（阴影）地形（坡度）气候、植物的病变环境状况1.4地物波谱特性的测定地物波谱特性的概念地物波谱特性的测定原理地物波谱特性的测定步骤1141.4.1地物波谱特性的概念地物波谱也称地物光谱。地物波谱特性是指各种地物各自所具有的电磁波特性（发射辐射或反射辐射）。测量地物的反射波谱特性曲线主要作用：它是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据在外业测量中，它是选择合适的飞行时间的基础资料它是有效地进行遥感图像数字处理的前提之一，是用户判读、识别、分析遥感影像的基础。

1151.4.2地物波谱特性的测定原理对于不透明的物体，其发射率与反射率有下列关系：ε(λ)=1-ρ(λ)各种地物发射辐射电磁波的特性可以通过间接地测试各种地物反射辐射电磁波的特性得到。地物波谱特征（反射波谱）测定的原理是：用光谱测定仪器（置于不同波长或波谱段）分别探测地物和标准板，测量、记录和计算地物对每个波谱段的反射率，其反射率的变化规律即为该地物的波谱特性。

116测定地物反射波谱特性的仪器

分光光度计，光谱仪，摄谱仪仪器由收集器、分光器、探测器和显示或记录器组成。

收集器的作用是收集来自物体或标准板的反射辐射能量。它一般由物镜、反射镜、光栏（或狭缝）组成；分光器的作用是将收集器传递过来的复色光进行分光（色散），它可选用棱镜、光栅或滤光片；探测器的类型有光电管、硅光电二极管、摄影负片（现多为感光器件）等；显示或记录器是将探测器上输出信号显示或记录下来。

117测量的原理

分别测量地物和标准板的反射辐射通量密度经光电管转变为电流强度在电表上指示读数

电流强度相比，求得地物的光谱反射率绘制地物的反射特性曲线1181.4.3地物波谱特性的测定步骤架设好光谱仪，接通电源并进行预热；安置波长位置，调好光线进入仪器的狭缝宽度；将照准器分别照准地物和标准板，并测量和记录地物、标准板在波长λ1

，λ2，……λn处的观测值Iλ和Iλ0；按照（1-38）式计算λ1

，λ2，……λn处的ρλ；根据所测结果，以ρλ为纵坐标轴，λ为横坐标轴画出地物反射波谱特性曲线。

119120本章结束1211.1概述电磁波的几个重要性质：干涉、衍射、偏振电磁波波谱及遥感应用的光谱范围遥感采用的电磁波段可以从紫外线一直到微波波段122黑体辐射：绝对黑体、吸收率、反射率普朗克定律黑体辐射的三个特性1.2.1物体的发射辐射-黑体辐射小结——第一章电磁波及遥感物理基础辐射源自然辐射源：太阳辐射、地球的电磁辐射人工辐射源：微波辐射源、激光辐射源1231.2.2物体的发射辐射-太阳辐射太阳辐射的特点太阳光谱是连续的，其辐射特性与黑体基本一致。近紫外到中红外波段区间能量集中、稳定。被动主要利用可见光、红外波段等稳定辐射。海平面处的太阳辐射照度分布曲线与大气层外的曲线有很大不同，这主要是地球大气层对太阳辐射的吸收和散射造成的。1.2.3大气对辐射的影响(1)大气的垂直分布(2)大气对太阳辐射的吸收、散射及反射

在紫外、红外与微波区，电磁波衰减的主要原因是大气吸收；在可见光波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是散射引起的衰减。

引起大气吸收的主要成分：氧气、臭氧、水、二氧化碳；散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之间的相对关系而变,主要有米氏散射、均匀散射、瑞利散射等。

1241.2.3大气对辐射的影响(3)大气窗口0.30~1.15μm大气窗口1.3~2.5μm大气窗口：属于近红外波段。3.5~5.0μm大气窗口：属于中红外波段。8~14μm热红外窗口：热红外窗口，透射率为80%左右，属于地物的发射波谱。1.0mm~1m微波窗口。125发射率ε=W′/W。主要地物的发射率等效黑体温度1261.2.4物体的发射辐射-一般物体的发射辐射

基尔霍夫定律：在任一给定温度下，辐射通量密度与吸收率之比对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射通量密度。任何材料的发射率等于其吸收率吸收功率、透射功率和反射功率之间的关系：对于不透射电磁波的物体1.3地物的反射辐射地物的反射类别光谱反射率、反射光谱特性曲线（植被、土壤、水体）影响光谱反射率变化的因素127地物波谱特性的概念及其测定原理1.4波谱特性的测定第二章

遥感平台及运行特点128内容提纲遥感平台的种类卫星轨道及运行特点陆地卫星及轨道特征1292.1遥感平台的种类

遥感平台：遥感中搭载遥感器工具的统称

按平台距地面的高度大体上可分为三类:地面平台、航空平台、航天平台。

130131132目前的各国对地观测卫星平台

美国海洋测高卫星欧洲气象卫星印度相干雷达卫星中国风云气象卫星美国地球观测系统法国地球观测系统美国陆地卫星加拿大雷达卫星欧洲遥感卫星美国国家海洋和气象卫星美日热带降雨测量卫星

日本静止气象卫星

印度遥感卫星美国静止气象卫星

2.2卫星轨道及运行特点轨道参数卫星坐标的测定和解算卫星姿态角其他一些常用参数1332.2.1轨道参数升交点赤经Ω近地点角距ω轨道倾角i卫星过近地点时刻T卫星轨道的长半轴a卫星轨道的偏心率e以上六个参数可以根据地面观测来确定。e、a、H、i134轨道方向轨道形状

卫星在轨道上的位置

2.2.2卫星坐标的测定和解算星历表法解算卫星坐标卫星在地心直角坐标系中的坐标卫星在大地地心直角坐标系中的坐标卫星的地理坐标用GPS测定卫星坐标

1352.2.3卫星姿态角针对遥感影像的几何变形进行几何校正

定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角ω，称之为滚动；绕y轴旋转的姿态角φ，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角κ，称航偏。

136(Y)(X)(Z)卫星姿态角的测定姿态测量仪红外姿态测量仪恒星摄影机陀螺仪

GPS137姿态测量仪利用地球与太空温差达287K这一特点，以一定的角频率，周期地对太空和地球作圆锥扫描，根据热辐射能的相位变化来测定姿态角。相位差就是姿态角。一台这样的仪器只能测定一个姿态角

138恒星摄影机恒星摄影机至少摄取3-5颗五等以上的恒星(眼睛看到最暗弱的恒星做为六等星)，并精确记录卫星运行时刻，再根据恒星星历表、摄影机标称光轴指向数据等解算姿态角。

139GPS测姿同时接收四颗以上GPS卫星的信号，反算出每台接收机上的三维坐标，借助载体移动间接解算出摄影机的三个姿态角。GPS不会随时间的长短而发生测量精度上的变化，无姿态飘移1402.2.4其它一些常用参数卫星速度卫星运行周期卫星高度同一天相邻轨道间在赤道处的距离每天卫星绕地圈数重复周期1412.3陆地卫星及轨道特征陆地卫星高分辨率卫星高光谱卫星雷达类卫星小卫星142陆地卫星的轨道特征近圆形轨道近极地轨道与太阳同步轨道可重复轨道143近圆形轨道使在不同地区获取的图像比例尺一致。使得卫星的速度也近于匀速，便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接的现象。144145地球静止轨道近极地轨道遥感卫星一般有两种绕地球飞行方式：静止轨道和近极地轨道。静止轨道可以定点观测，而极地轨道（圆形）则可定期观测。地球静止轨道又称“地球同步轨道”。地球同步轨道中倾角为0°时的一种特殊圆形轨道。人造卫星与地面相对静止，固定在赤道上空，距地面高度为35786千米（在距离地球约36000千米的空间中有一个引力平衡的地带），可覆盖约40%的地球面积。气象卫星、通信卫星和广播卫星常采用这种轨道。由于地球摄动的存在，地球同步卫星会以赤道面为平衡位置做南北向的8字周期运动，星下点也呈8字，地球同步卫星加上轨道控制，保持星下点不变，就成了地球静止卫星。

146近极地轨道轨道的倾角接近90°有利于增大卫星对地面总的观测范围利用地球自转并结合轨道运行周期和图像刈幅（长而宽的地带）宽度的设计，可以观测到南北纬81°之间的广大地区。

LandSat，SPOT，IKONOS，QUICKBIRD，风云系列，中巴资源147太阳同步轨道卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向。轨道的倾角接近90度，卫星要在两极附近通过，因此又称之为近极地太阳同步卫星轨道。

有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。

148可重复轨道轨道重复周期轨道的重复性有利于对地面地物或自然现象的变化做监测149分辨率1.光谱分辨率:光谱分辨率是指遥感器各波段光谱带宽，表示传感器对地物光谱的探测能力，它包括遥感器总探测波谱的宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。若遥感器所探测的波段愈多，每个波段的波长范围愈小，波段间的间隔愈小，则它的光谱分辨率愈高。遥感器的光谱分辨率高，它取得的图像就能很好地反映出地物的光谱特性，不同地物间差别在图像上就能很好地体现出来，遥感器探测地物的能力就强。2.空间分辨率指遥感图像像元所对应的探测地面单元大小。象元所对应的地面范围称之为瞬时视场。空间分辨率的大小由平台高度和瞬时视场角决定。对光机扫描图像来讲，地面分辨率随象点的位置不同而变化，在星下点最高，且纵向分辨率和横向分辨率相等；其他位置的地面分辨率从中间向两边逐渐降低，且纵向分辨率和横向分辨率不等。150分辨率3.辐射分辨力与数据量化等级辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。系统的最小可分辨辐射差值，即置信电平，受系统噪声限制。辐射分辨力由最小可分辨的辐射差值决定，辐射分辨力高，图像的对比度就高，可测量微小的辐射能变化，它与传感器电子系统的动态范围（采样数据的量化）和信噪比等有关。4.时间分辨率：

指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样时间频率，也称重访周期。1512.3.1陆地卫星系列Landsat系列（美国）SPOT系列（法国）IRS系列（印度）ALOS（日本）CBERS系列（中国）FORMOSAT系列（中国台湾）152Landsat系列1972年7月23日美国发射了第一颗气象卫星TIROS-1，后来又发射了Nimbus（雨云号），在此基础上设计了第一颗地球资源技术卫星（ERTS-1），后改名为Landsat-1。从1972年至2000年美国共发射了7颗Landsat系列卫星，已连续观测地球达30年。最后一颗卫星Landsat-7于1999年4月15日发射，预计寿命为5年。遥感技术发展的里程碑，后续卫星Landsat-8在2013年11月发射。153Landsat系列卫星发射时间表154Landsat1—3轨道特点近圆形轨道近极地轨道与太阳同步轨道

可重复轨道传感器反束光导管摄像机（RBV）多光谱扫描仪（MSS4bands）宽带视频记录机（WBVTR）数据收集系统（DCS）空间分辨率80米155Landsat轨道的重复性陆地卫星运行周期为103.267min，卫星每绕地面一圈，卫星进动修正后，地球赤道由西往东旋转了约2866km，即第二条运行轨迹相对前一条运行轨迹在地面上西移2866km。156轨道看上去这么稀疏，怎么实现地表全覆盖？一天绕了地球几圈呢？24×60min/103.267min=13.9444353圈第15圈在赤道的哪里呢？2866km(14-13.9444353)×2866km=159km1512每天少绕0.0555647圈，累计后会怎样？(14-13.9444353)×18=1432957159km239重复周期18天偏移系数-1邻轨距离159km718599113127141155169183197211225915km2866km915km159kmLandsat4/51982年美国在Landsat1-3的基础上，改进设计了Landsat-4卫星，并发射成功。1984年又发射了Landsat-5卫星，与Landsat-4完全一样。轨道特点近圆形轨道近极地轨道与太阳同步轨道

可重复轨道轨道高度下降

传感器多光谱扫描仪（MSS4bands）专题制图仪（TM7bands）空间分辨力30米158Landsat-3与Landsat-4/5轨道参数表

159Landsat71999年4月15日发射LandSat7传感器多光谱扫描仪（MSS4bands）增强型专题制图仪（ETM+7bands）空间分辨力30米全色波段分辨率为15米存储能力强380Gbit数据传输速度块150Mbit/s160Landsat-4/5与Landsat-7卫星轨道参数表

161August14,1999(left)andOctober17,1999(right)imagesoftheSaltLakeCityarea

162SPOT卫星“SPOT”——法文SystemeProbatoired’ObservationdelaTarre缩写，是法国空间研究中心（CNES）研制的一种地球观测卫星系统，主要用于地球资源遥感。

1986年2月法国发射第一颗陆地卫星（SPOT-1）2002年5月4日法国发射陆地卫星（SPOT-5）

163SPOT卫星轨道参数164SPOT卫星发射时间HRV

高分辨率成像仪VI

植被测量仪Poam3

极地臭氧和气溶胶测量仪

165SPOT卫星传感器SPOT-1，2，32台探测器:HRV（highresolutionvisible）SPOT-4HRVIR(highresolutionvisibleandinfrared)

植被检测仪器（VI,VegetationInstrument）SPOT-5

高分辨率几何成像仪（HRG,highresolutionGeometry） 高分辨率立体成像仪（HRS,highresolutionstereoscopy）166HRV167SPOT卫星HRV和VI探测器技术指标探测器HRVHRVIRVI卫星SPOT1-3SPOT4SPOT4波段(μm)0.43—0.470.50—0.59PAN0.51—0.730.61—0.680.79—0.891.58—1.75分辨率

20m10m20m20m

扫幅

60km60km60km60km

分辨率

20m10m20m20m20m扫幅

60km60km60km60km60km分辨率1km

1km1km1km扫幅2250km

2250km2250km2253km辐射灵敏度NE△P≤0.05≤0.05≤0.03动态范围0.1≤ρ≤0.60.1≤ρ≤0.60.1≤ρ≤0.6绝对辐射精度9%9%5%重复周期26d26d1d168SPOT-5传感器HRG通过侧摆可在不同轨道上形成异轨立体两条线阵CCD在同一焦平面上多光谱（G、R、NIR）10m短波红外（SWIR）20m全色5m超级模式（Supermode）2.5mHRS由前视后视相机组成，形成同轨立体飞行方向10m线阵方向5m全色VI169SPOT-5探测器地面分辨率

170GreenRedNearIRSWIR20SPOT的倾斜观测功能重复观测能力单星：2－3天/次多星：1天/次171172HRG由两条线阵CCD探测器组成，两条线阵CCD探测器在同一焦面上，飞行方向和线阵方向分别交错半个像元排列，通过超分辨率重建技术获得2.5m影像HRG的两条CCD阵列也可以平行排列，将对地面的扫描幅宽提高到120km（5m分辨率）几何成像装置HRG超级模式（Supermode）SPOT-5特有的影像重采样技术，利用两幅同时获取的5m全色图像重采样得到2.5m的全色图像，是法国空间局CNES专利。重采样步骤：内插。两幅5m分辨率的影像是隔行扫描，通过内插得到中间行的像素值去卷积。利用HRG装置的反传递函数构造的滤波器进行滤波，消除影像模糊消除去卷积过程引入的噪声。173超级模式（Supermode）174175两条CCD阵列具有±27°的摆动能力，通过侧摆可在不同轨道上对同一地区成像，获取异轨立体几何成像装置HRG——立体成像能力立体成像装置HRS17620°20°600KmmaxiHRS120Km177立体成像装置HRSSpot5同轨立体像对178Spot5HRS立体像对生成的10米高程精度DEMSPOT1-4影像产品0级：没有作任何改正的影像1A（一级辐射校正）：在0级基础上进行传感器非线性响应和CCD辐射响应均化系统噪声改正1B（一级几何校正）：在1A基础上由星上测定的几何参数进行系统改正2A（二级辐射校正）：在1B基础上进行调制传递函数改正和绝对校正2B（二级几何校正）：在2A基础上用控制点作平面改正3A（三级辐射校正）：在2B基础上进行辐射校正，但无大气改正。3B（三级几何校正）：在3A基础上用控制点作平面改正，顾及了地面起伏产生的投影差179中国遥感卫星地面站接收的数据

法国Spotimage接收的数据

SPOT5影像产品SPOTScene：经过基本处理的标准影像数据

1A：只经过辐射校正，未考虑地形起伏，定位精度50m1B：经过辐射校正和简单几何纠正，考虑地形起伏，定位精度50m2A：利用全球1km*1kmDEM纠正，与标准地图投影（UTMWGS84）匹配，纠正中未用到地面控制点，定位精度50mSPOTView：经过高精度纠正，提供现势的地理信息，并可直接应用于GIS或其他制图软件2B：精确的地理参考产品，按照指定方式进行了地图投影，利用地面控制点提高纠正精度，定位精度30m3级：利用DEM纠正，具有地理参考的DOM，定位精度15m180SPOTScene18110米多光谱5米全色2.5米全色SPOT5DEM在不使用地面控制点，仅利用星相机、GPS和MORIS系统提供的高精度轨道与姿态参数的情况下，平坦地区的DEM精度可达15

米；利用地面控制点可获得4.5米的高程精度。目前为止，法国不对外出售高分辨率SPOT-5

HRS立体影像，仅供军方与授权用户使用。

182死海地区

183鸟巢SPOT2004鸟巢SPOT2008IRS卫星印度遥感卫星（IRS）系列共有了4个系列:IRS-1、IRS-P、IRS-2和IRS-3IRS-1是陆地观测卫星，共发射了5颗（IRS-1A-E）IRS-2是海洋和气象卫星系列，IRS-3是SAR卫星系列IRS-P是专用卫星，共有6颗（IRSP2-P7）184IRS卫星发射时间表185IRS卫星传感器LISS（LinearImagingSelf-Scanner）PAN（PanchromaticCamera）WIFS（WideFieldScanner）

186IRS-P5Cartosat-1号卫星，印度政府于2005年5月5日发射的遥感制图卫星。它搭载有两个LISS-IV全色传感器，分辨率2.5米。187工作模式单片模式：卫星平台可以被调整为让两个相机获取的数据沿相邻轨道分布，此种模式下，同时获取的数据幅宽可达到55公里。立体模式：卫星搭载的两个全色传感器可以按照前后的模式推扫成像从而产生立体像对。188IRS－P5监测到的汶川县城红军桥附近崩塌/滑坡点情况

189OverlayofIRS-P5DEMandP6ImageofFuzhou,China

190IRS-P7Cartosat-2号卫星，单线阵的高分辨率遥感卫星，计划有Cartosat-2（2007年，故障）、Cartosat-2A（2008年，1.0m）、Cartosat-2B（2010年，0.8m）、Cartosat-2C（2016年，0.6m）、Cartosat-2D等卫星

。191日本ALOS卫星日本地球观测卫星计划：大气和海洋观测系列陆地观测系列2006年1月24日发射分辨率可达2.5米192ALOS卫星传感器全色立体测绘仪(PRISM,panchromaticremote-sensinginstrumentforstereomapping)三个独立观测相机，分别用于星下点、前视和后视观测，沿轨道方向获取立体影像，星下点空间分辨率为2.5米。

高性能可见光与近红外辐射计-2(AVNIR-2,advacedvisibleandnearinfraredradiometertype-2)相控阵型L波段合成孔径雷达(PALSAR，phasedarreytypeL-bandsyntheticapertureradar)193ALOS卫星传感器194ALOS的标准产品

1951965月14日ALOS卫星监测到茂县地区倒房情况

1975月18日ALOS卫星观测北川县曲山镇

198山体滑坡

中巴资源卫星系列CBERS-1星1999年10月14日发射升空CBERS-02星2003年10月21日发射升空

CBERS-02B星2007年9月19日发射升空CBERS-02C星2011年12月21日发射升空CBERS-03星2013年12月9日发射故障CBERS-04星2014年12月7日发射升空199CBERS-1星我国第一代传输型地球资源卫星由中、巴两国共同投资，联合研制中巴地球资源卫星（代号CBERS）。并规定CBERS投入运行后，由两国共同使用。主要用途监测国土资源的变化，更新全国利用图；测量耕地面积，估计森林蓄积量，农作物长势、产量和变化；监测自然和人为灾害；勘探地下资源、圈定黄金、石油、煤炭和建材等资源区，监督资源的合理开发。200CBERS-1卫星参数201CBERS-1传感器参数202CBERS-02B、C传感器参数203CBERS-04传感器参数2045月14CBERS-02B安县县郊影像

205CBERS-04影像

206中国台湾福尔摩沙卫星系列福卫一号（FORMOSAT-1）1999年1月27日在美国佛罗里达州卡拉维尔角发射升空。福卫二号（FORMOSAT-2）2004年5月21日在美国西南边的范登堡空军基地发射升空。福卫三号（FORMOSAT-3）2006年4月14日在加州西南边的范登堡空军基地发射升空。207FORMOSAT-2太阳同步轨道

空间分辨率全色:2米多光谱:8米波段：蓝、绿、红近红外第一个也是唯一的重访能力为一天的高分辨率卫星

208福卫2号北川影像209福卫2号北川影像210BeichuanCountyonMay14,2006.BeichuanCountyonMay14,2008.目前唯一可以天天提供灾区影像给全球相关单位的商用卫星

2.3.2高分辨率卫星系列IKONOS（美国）QuickBird（美国）Orbview（美国）211IKONOSIKONOS是空间成像公司（SpaceImaging）设计制造的全球首颗高分辨率商业遥感卫星1999年4月27日IKONOS-1发射失败1999年9月24日IKONOS-2在范登堡空军基地发射成功，商业遥感卫星进入“1m分辨率的时代”。212IKONOS卫星轨道太阳同步轨道轨道倾角98.1°轨道高度681km轨道周期98.3min重复周期14d213IKONOS传感器传感器系统由EastmanKodak研制线阵CCD推扫式成像1m分辨率的全色传感器4m分辨率的多光谱传感器

0.45—0.52um（蓝）

0.52—0.60um（绿）

0.60—0.69um（红）

0.76—0.90um（近红外）214IKONOS卫星影像成像原理

侧摆成像以获取异轨立体缩短重访周期通过沿轨道方向的前后摆动同轨立体成像具有360度摆动成像的能力

提供有理多项式系数模型（RFM）215IKONOS卫星影像产品

按照精度级别，IKONOS图像产品有Geo 25mStandardOrtho 11.8mReference 4.8mProPrecision 1.9mPrecisionPlus 0.9m按照类别IKONOS图像产品有3类简单几何纠正正射纠正立体影像216IKONOS产品在中国订购IKONOS产品，要通过经销商，再由韩国或日本的地面接收站进行接收，西部地区还需要美国的本部获取IKONOS产品。IKONOS立体图像产品在中国的东部地区为875元/km2，在中国的西部地区为460元/km2

，东西部价格差距近一倍。这主要是东部地区是在韩国的汉城站接收，而西部在美国北美站接收，两地定价策略不一样所致。

217218IKONOS卫星多光谱影像（4米）（排队参观毛主席纪念堂的队伍隐约可见，花坛信息没有，背景草坪不清晰）IKONOS卫星融合影像（1米）（排队参观毛主席纪念堂的队伍清晰可见，花坛和背景草坪显示出来，色调自然逼真，连纪念堂柱子的阴影都很清楚）219220221QUICKBIRDQuickbird卫星（快鸟）由Ball航天技术公司、柯达公司和Fokker空间公司联合研制，造价10亿美元，由数字地球公司（DigitalGlobal）运营1997年12月24日EarlyBird入轨4天后失踪2000年11月20日Quickbird-1未入轨2001年10月18日Quickbird-2范登堡空军基地发射成功222Quickbird主要性能参数发射日期2001年10月18日空间分辨率（底点）全色：0.61m，多光谱2.44m轨道高度450km，98°极地轨道，太阳同步定位精度三轴稳定装置，星相仪，GPS等辅助下，无地面控制点的定位精度：17-23米绕行一周收集的数据量57幅单景影像（128GB）扫描宽度和面积单景16.5×16.5km，一个飞行条带：16.5km×165km量化级别11bits223Quickbird传感器波段224Quickbird卫星影像成像原理

与IKONOS一样具有灵活的摆动成像能力可获取同轨立体和异轨立体提供严密传感器模型和有理多项式系数模型225Quickbird影像产品产品级别处理形式定位精度/m覆盖范围Basic级原始影像23全球Standard几何纠正23全球Ortho1：25000级正射纠正12.7全球Ortho1：12000级正射纠正10.2美国Ortho1：4800级正射纠正4.1美国Ortho自定义级正射纠正可变全球226Basic级影像产品Standard级影像产品正射纠正产品影像支持数据（元数据）Basic立体影像产品QuickBird影像价格227人民币元/平方公里

228QuickBird三峡坝区Orbview-3美国轨道成像公司（OrbitalImaging）2003年6月26日发射升空

229Orbview卫星参数230Orbview影像产品OrbViewBASICEnhanced:

辐射校正后的数据，包括卫星几何数据（轨道和姿态参数）和有理函数，后处理GPS数据和足够的元数据，可以进行精细的摄影三角测量。OrbViewGEOEnhanced：影像重采样到一种地图投影，校正中只使用到了卫星的测量数据；提供给用户的参数中包括了来源于精确的GPS星历表和后处理的姿态数据的定位数据。231232Orbview1米全色233Orbview4米多光谱美国三系列高分辨率卫星参数表

234235几种主要地球资源卫星技术指标卫星传感器波段空间分辨率（米）光谱范围覆盖范围SPOT-5HRG全色B1:greenB2:redB3:nearinfraredB4:short-waveinfrared(SWIR)2.5or5101010200.48-0.710.50-0.590.61-0.680.78-0.891.58-1.7560kmSPOT-4HRVIR全色B1:greenB2:redB3:nearinfraredB4:short-waveinfrared(SWIR)10202020200.61-0.680.50-0.590.61-0.680.78-0.891.58-1.7560kmSPOT-1

SPOT-2

SPOT-3HRV全色B1:greenB2:redB3:nearinfrared102020200.50-0.730.50-0.590.61-0.680.78-0.8960kmLandsat7ETM+全色B1:blueB2:greenB3:redB4:nearinfraredB5:midinfraredB7:midinfraredB6:thermalinfrared153030303030301200.50–0.900.45–0.520.52–0.600.63–0.690.76–0.901.55–1.752.08–2.3510.4-12.5185kmIKONOS全色B1:blueB2:greenB3:redB4:nearinfrared1.04.04.04.04.00.45–0.900.45–0.520.51–0.600.63–0.700.76–0.8511kmQuickBird全色B1:blueB2:greenB3:redB4:nearinfrared0.612.442.442.442.440.45-0.900.45–0.520.52-0.600.63–0.690.76–0.9016.5km美国高分辨率卫星现状236IKONOS

（SpaceImaging）QuickBird

（

DigitalGlobal）OrbView

（

OrbitalImaging）GeoEye1

（

GeoEye

公司）WorlView1、2

（

DigitalGlobal）

OrbitalImaging收购SpaceImagingWorlView3

（

DigitalGlobal）DigitalImaging收购GeoEyeGeoEye卫星237GeoEye卫星238IKONOS影像（1m）GeoEye影像（0.4