6讲遥感卫星_05.ppt

1、第二部分 遥感原理,1 遥感的电磁波原理 2 太阳辐射 3 太阳辐射与大气的作用 4 太阳辐射与地物的作用 5 地物的热辐射 6 微波与地物的作用 7 各典型地物的光谱曲线,主要介绍遥感的物理基础，包括地物的电磁波特性、太阳辐射、大气对太阳辐射的影响、大气窗口的概念、地物反射太阳光谱的特性、地物的热辐射、地物与微波的作用机理。,电磁波 交互变化的电磁场在空间的传播。 描述电磁波特性的指标 波长、频率、振幅、位相等。 电磁波的特性 电磁波是横波，传播速度为3108 m/s，不需要媒质也能传播，与物质发生作用时会有反射、吸收、透射、散射等，并遵循同一规律。,1 遥感的电磁波原理,To be con

2、tinued,电磁波谱 按电磁波波长的长短，依次排列制成的图表叫电磁波谱。 依次为： 射线X射线紫外线可见光红外线微波无线电波。 电磁波谱示图,To be continued,1 遥感的电磁波原理,电磁波谱,BACK,紫外线：波长范围为0.010.38m，太阳光谱中，只有0.30.38m波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。 可见光：波长范围：0.380.76m，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。 红外线：波长范围为0.761000m，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。 微波：波长范围为1 mm1 m，穿透性好，不受云雾的影响。,遥感应用

3、的电磁波波谱段,太阳辐射：太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光，在大气上界和海平面测得的太阳辐射曲线如图所示。 从太阳光谱曲线可以看出()：,2 太阳辐射,太阳光谱相当于6000 K的黑体辐射； 太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38 0.76 m的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47 m左右； 到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 3.0 m波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外； 经过大气层的太阳辐射有很大的衰减； 各波段的衰减是不均衡的。,3 太阳辐射与大气的作用,一、大气结构 二、大气成分 三、大气吸收作用 四、大气散射作用 五、大气窗口,本节结束,返回

4、,下一节,太阳辐射与地表的相互作用() 地物的反射率() 漫反射() 镜面反射(),4 太阳辐射与地物的作用,太阳辐射到达地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即： 到达地面的太阳辐射能量反射能量吸收能量透射能量 地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。 一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是0. 450. 56m的蓝绿光波段。一般水体的透射深度可达1020 m，清澈水体可达100 m的深度。 地表吸收太阳辐射后具有约300 K的温度，从而形成自身的热辐射，其峰值波长为9.66 m，主要集中在长波，即6m以上的热红外

5、区段。,反射率（）：地物的反射能量与入射总能量的比，即=(P/ P 0)100%。 地物在不同波段的反射率是不同的。 反射率是可以测定的。 反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。 地物的反射光谱曲线：反射率随波长变化的曲线。,不论入射方向如何，其反射出来的能量在各个方向是一致的。一般地物的反射近似漫反射，但各个方向反射的能量大小不同。,物体的反射满足反射定律，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探测到电磁波，水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。,温度一定时，物体的热辐射遵循基尔霍夫定律。 地物的发射率随波长变化的曲线叫发射光谱曲线。 地

6、物的发射率与地表的粗糙度、颜色和温度有关。 表面粗糙、颜色暗，发射率高，反之发射率低。 地物的辐射能量与温度的四次方成正比，比热、热惯性大的地物，发射率大。如水体夜晚发射率大，白天就小。 探测地物的热辐射特性的热红外遥感在夜间和白天进行的结果是不同的。 热红外遥感探测的地物热辐射量用亮度温度表示，它不同于地面温度，是接收的热辐射能量的转换值，图像上表示为亮度。,5 地物的热辐射,本节结束,返回,下一节,近红外：0.763.0 m，与可见光相似。 中红外：3.06.0 m，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 远红外：6.015.0 m，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 超远红外

7、：15.01 000 m，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。,红外线的划分,BACK,太阳辐射（1）,P34, 图 2.20,To be continued,地面太阳辐射,波长(nm),大气上界太阳辐照度,海平面太阳辐照度,太阳光谱辐照度,太阳辐射（2）,BACK,在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即： 到达地面的太阳辐射能量反射能量吸收能量透射能量 一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定

8、波长的电磁波透射能力较强，特别是对0. 45 0. 56m的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达1020 m，清澈水体可达100 m的深度。 对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5 cm的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。,地物波谱特征,BACK,大气主要由气体分子、悬浮的微粒、水蒸气、水滴等组成。 气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3 悬浮微粒：尘埃,大气成分,BACK,大气结构,从地面到大气上界，大气的结构分层为： 对流层：高度在712 km,温度随高度而降低，天气变化频繁，航空遥感主要在该层内。 平流层：高度在1250 km，底部为同温

9、层（航空遥感活动层），同温层以上，温度由于臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。 电离层：高度在501 000 km，大气中的O2、N2受紫外线照射而电离，对遥感波段是透明的，是陆地卫星活动空间。 大气外层：80035 000 km ,空气极稀薄，对卫星基本上没有影响。,BACK,大气的吸收作用： 大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带（如下表）。,大气的吸收作用,BACK,大气的散射作用,不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。 大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。 散射主要发生在可见光区。 大气发

10、生的散射主要有三种： 瑞利散射：d ,BACK,大气窗口,概念：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口。,BACK,在电磁波谱中，波长在1mm1m范围的波称微波。（微波波段划分） 微波遥感特性： 能全天候、全天时工作()； 对某些地物具有特殊的波谱特征； 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力()； 对海洋遥感具有特殊意义()； 分辨率较低，但特征明显()。,6 微波与地物的作用,由于微波的波长较长，因而散射相对较小，在大气中衰减少，对云层、雨区的穿透能力较强，基本不受

11、烟、云、雨的限制。对于热带雨林地区更有意义。,微波传感器的波长分辨率比较低，是由于其波长较长，衍射现象显著的缘故。同时，观察精度和取样速度往往不能协调。,这一特性可以用来探测隐藏在林下的地形、地质构造、军事目标以及埋藏在地下的工程、矿藏、地下水等。 电磁波通过介质时，部分被吸收，强度要衰减。故将电磁波振幅减少1/e倍（37%）的穿透深度定义为趋肤深度H: H=(5.310-31/2)/ 式中：为地物的介电常数；为地物的导电率。,微波对于海水特别敏感，其波长很适合于海面动态情况（海面风、海浪等）的观测。,本节结束,返回,下一节,微波的波段划分,BACK,植被光谱曲线 土壤光谱曲线 水体光谱曲线

12、岩石光谱曲线 常见地物比较光谱曲线,7 各典型地物的光谱曲线,植物的光谱曲线,返回,土壤的光谱曲线,返回,水体的光谱曲线,返回,岩石的光谱曲线,返回,常见地物的光谱曲线比较,To be continued,常见地物的光谱曲线比较,返回,卫星空间轨道,具体的形状和位置：六个轨道参数 1）升交点赤经 2）近地点角距 3）轨道倾角 4）过近地点时刻 5）轨道长半轴 6）轨道偏心率,开普勒定律,1）所有行星轨道均为一椭圆，太阳位于椭圆的二焦点之一；2）行星的向径，在相等的时间内扫过的面积相等； 3）行星公转周期的平方与它的轨道平均半径的立方成正比。,卫星轨道面与赤道面的相对位置,卫星轨道面形状,返回,

13、开普勒定律,卫星轨道参数,1）升交点赤经(Longitude of ascending node) 升交点赤经：卫星轨道升交点与离春分点的之间角距。 升交点：卫星由南向北运行时，与地球赤道平面的交点；反之与赤道平面的另一个交点为“降交点”。 春分点：为黄道面与赤道面在天球上的交点。可理解为太阳从南向北半球运动时，跟地球赤道平面的交点。 黄道面：地球公转轨道面延伸与天球相交的大圆，即太阳在天球上的视运动。,卫星轨道参数,2）近地点角距(Argument of perigee) 近地点角距：卫星轨道的近地点与升交点之间的角距，即地心与升交点连线和地心与近地点连线之间的夹角。 由于入轨后其升交点和近

14、地点是相对稳定的，所以近地点角距通常是不变的，它可以决定轨道在轨道平面内的方位。,3）轨道倾角（Orbital inclination） 轨道倾角：卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角，即从升交点一侧的轨道量至赤道面。 当0i90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向卫星”； 当90i180时，卫星运动与地转方向相反，叫“反方向卫星”； 当i=90时，卫星绕过两极运行，叫极轨卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。,4）卫星过近地点时刻(Time of passage of the perigee ) 5）轨道半长轴(Orbital semimajor axi

15、s) 卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离，标志卫星轨道的大小。 6）轨道偏心率(Orbital eccentricity) 卫星椭圆轨道焦点与半长轴的比值，用以表示轨道的形状。轨道偏心率越小轨道接近圆形，有利于在全球范围内获取影像比例尺趋于一致。,eosview.mov,1.遥感系统 Landsat Spot NOAA EO-1 Terra/modis Ikonos 2.遥感计划,第四部分 遥感计划,地球资源卫星,陆地卫星计划首先由NASA发起ERTS(Earth Resources Technology Satellite) 计划，可运行后移交NOAA。1984年后，卫星的运行及数据分发交给

16、一家商业公司EOSAT(Earth Observation Satellite Company)，条件：所有的数据两年后公开，由USGS(US Geological Servey )的EROS(Earth Resource Observation System)数据中心发布。,卫星系统Landsat,原名地球资源技术卫星 ERTS: Earth resources technology satellite,轨道特征（ Landsat 1-3 ）： 1）近圆形轨道 轨道变化：905918Km,偏心率：0.0006。 卫星近匀速；图像比例尺一致。 2）近极地轨道 轨道倾角：99.15度 有利增大观

17、测面积。南北纬81度,3）太阳同步轨道 卫星轨道面与太阳地球连线的夹角，不随地球绕太阳公转而改变。即卫星绕地球运行的速率与地球自转速率一致。使卫星以同一地方时通过地面，有利于卫星在相近光照条件下观测地面。 4）可重复轨道 卫星运行周期103.267min； 一天13.944圈；第一天轨道与第二天轨道差0.056圈。 每18天绕行251圈，第1圈与252圈重合。 轨道的可重复性有利地物的动态监测。,Landsat 系列卫星参数,Landsat Missions,Landsat 1 (07/12/1972 - 01/06/1978) - RBV, MSS Landsat 2 (01/22/1975

18、-07/27/1983) - RBV, MSS Landsat 3 (03/05/1978-09/07/1983) - RBV, MSS Landsat 4 (07/16/1982 - ) - MSS, TM Landsat 5 (03/01/1984 - ) - MSS, TM Landsat 6 (10/05/1993): ETM Landsat 7 (04/23/1999 - ) - ETM+ (30m, 60m TIR, 15m Pan) MSS:多光谱扫描仪；RBV:反束光导管电视摄像机 TM:专题制图仪；ETM+:增强型传感器,Landsat 系列卫星地面轨迹,Landsat 4，

19、5，7 轨道图示,由于地球自转，同一天相邻轨道在赤道上向西偏移的距离为2752km. 第二天同一轨道向西偏移10.8 度，约1204 km 。,Landsat 4，5，7 轨道图示,遥感平台,轨道重叠示意,Landsat 轨道特点,南北纬70度之间，陆地卫星由北往南运行中，地方时大约在上午9时多至11时多。这样就保证了卫星传感器能在较为一致的光照条件下对地面进行探测，以获得质量较高的图象。,Landsat 1，2，3,Payload: 反束光导管摄像机RBV(Carried Return Beam) 0.5 to 0.75 m, 185 km 扫描宽度，40m分辨率 由于发生技术故障，RBV仅

20、获得很少资料 多光谱扫描仪MSS(Multi-Spectral Scanner) 0.5 12.6 m（只有Landsat 3有热红外） , 185 km 扫描宽度，约80m分辨率,Size：59 inch diam . bus, 119 inches tall, 13 ft solar array span（Twin solar paddles),Landsat 4，5 （构造）,TM K波段和 MSS数据,遥控指令和遥测数据,遥控指令 和遥测数据,TM和MSS数据(White Sand Complex ),导航卫星,(全球定位系统),S波段,S波段,S波段遥控指令发自GSFC, 遥测数据发

21、送GSFC及其余地面站,S波段MSS数据发送地面站,X波段TM和MSS数据发送地面站,Landsat 4，5,Payload ：MSS 专题制图仪TM(Thematic Mapper) 0.45 12.5 m, 可见光/红外分辨率 30m, 热红外分辨率120 m. Size: 4.3 m high, 2.2 wide,Landsat 7,Payload ：增强型专题制图仪ETM+(Enhanced Thematic Mapper Plus)。0.45 12.5 m, 单色15m, 可见光/红外分辨率 30m, 热红外 60 m； Size: 4.3 m long, 2.8 m in diam

22、eter, approximate 2200kg,Landsat卫星的传感器,(1) MSS：多光谱扫描仪，5个波段。 (2) TM ：专题绘图仪，7个波段。 (3) ETM+：增强专题绘图仪，8个波段。,To be continued,Landsat数据系列,To be continued,Landsat7号卫星7、5、4波段的组合图像,Landsat7号卫星3、2、1波段组合显示图像,Landsat7号卫星4、5、3波段组合显示图像,云南思茅地区Landsat5的4、5、3波段的组合图像,MSS的波谱段,To be continued,TM数据()的波谱段,TM数据是第二代多光谱段光学机械

23、扫描仪，是在MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。,To be continued,Landsat数据系列,To be continued,MSS的波谱段,To be continued,TM数据()的波谱段,TM数据是第二代多光谱段光学机械扫描仪，是在MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。,To be continued,MSS的波谱段,To be continued,TM数据()的波谱段,TM数据是第二代多光谱段光学机械扫描仪，是在

24、MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。,To be continued,ETM数据()的波谱段,ETM数据是第三代推帚式扫描仪，是在TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。,To be continued,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。,BACK,TM数据获取的传感器,BACK,Landsat参考网站,教学活动：上网查资料，了解Landsat卫星的最新动态。 / http

25、:// / / / ,结束,返回,Spot 计划,SPOT (Satellite Probatoire dObservation de la Terre)由法国 比利时和瑞典合作开发。图象由商业实体分发SPOT-Image Corp（北京视宝卫星图像有限公司）. Spot-1,23,Payload 两台 HRV (High Resolution Visible) imaging pa

26、yload，多光谱 20 米分辨率，单色10米。每台HRV扫描宽度60km， 两台117km（重叠3km）.,卫星系统SPOT,Size：2 m x 2 m x 3.5 m main bus, 15.6 m solar array span,SPOT satellites,SPOT-4 VEGETATION,SPOT系统目前有颗卫星处于正常运行状态中，SPOT 5号、2号和4号卫星。,SPOT 1，2，3,SPOT 1，2，3,SPOT 1，2，3,SPOT 卫星的立体观测能力,Each HRV offers an oblique viewing capability, the viewing

27、 angle being adjustable through +/- 27deg. relative to the vertical.Two imaging modes are employed, panchromatic (P) and multispectral (XS). Both HRVs can operate in either mode, either simultaneously or individually.,Stereoscopy SPOT的倾斜观测能力可以用来生成立体像对。,Use of stereopairs Stereopairs are mainly used

28、for stereoplotting, topographic mapping, and automatic stereocorrelation, from which Digital Elevation Models (DEMs) can be directly derived without the need for maps.,Repeat viewing capability SPOT的倾斜观测能力可以增大观测范围（900km），增加观测频率。 频率随纬度变化：赤道26天的覆盖周期内，成像7次，纬度为45度时，成像11次。 成像间隔变化：14天。,SPOT 4,基本与前三颗相同，设备增

29、加了一个短波红外通道，故称为HRVIR (High Resolution Visible - Infrared) 。 有效载荷中还包括精密测轨设备：DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) precision orbit determination system，测轨数据经地面处理后可以达到10cm精度。,Size: 2 m x 2 m x 5.4 m Single 5-panel solar array, each panel is 2.6 x 1.9 m.,SPOT 4,SPOT 4,

30、SPOT 5,SPOT卫星及其影像 SPOT的影像特征,B1：为绿波段。波段中心位于叶绿素反射曲线最大值，即0.55m处；对于水体混浊度评价以及水深10-20m以内的干净水体的调查是十分有用的。 B2：为红波段。位于叶绿素吸收带，受大气散射的影像较小，用于识别裸露的地表、植被、土壤、岩性、地层、地貌现象等。,SPOT卫星及其影像,B3：为近红外波段。能够很好地穿透大气层。在该波段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。 PA：全色波段。地面分辨率较高，为10m。, SPOT的影像特征,HRVIR是HRV的改进型： 1）增加了1个波长1.581.75m,地面分辨率为20m的近红外波段（SWIR）

31、，对水分、植被比较敏感，常用于土壤含水量监测、植被长势调查、地质调查中的岩石分类，对于城市地物特征也有较强的突显效应； 2）原10m分辨率的全色通道改为0.61 0.68m的红色通道。,8.3 SPOT卫星及其影像 SPOT的影像特征,SPOT4 “植被”（VEGETATION）传感器是一个高辐射分辨率、1km的低空间分辨率和扫描宽度约2250km的宽视场扫描仪，其中有3个波段与HRVIR的2、3和近红外一致，主要用于监测全球耕地、森林和草地的状态，红和近红外波段的综合使用对植被和生物的研究相当有利的；此外，它还有1个B0（0.43-0.47m）波段，主要用于海洋制图和大气校正。,卫星遥感及其

32、影像,SPOT 5,轨道与SPOT 1 4 相同。SPOT 5一重要的特质是它的HRS立体成像仪。立体像对对于要求精确地形高度的应用，比如模拟飞行的数据库。 像带宽（覆盖60*60公里或在双探测器模式下60*120公里）的图象，是SPOT 5卫星提供给中等比例制图（1：25000和1：10000）。,SPOT卫星及其影像 SPOT的影像特征, SPOT5,高分辨率立体成像装置,SPOT 系列卫星轨道：近极地轨道； 太阳同步轨道；近圆形轨道；可重复轨道,SPOT 系列卫星,Launch Date Sensors Status SPOT 1 21/02/1986 HRV(2) Backup to

33、SPOT 2 SPOT 2 21/01/1990 HRV(2) Primary Satellite SPOT 3 25/09/1993 HRV(2) 14/11/1996中止运行 SPOT 4 24/03/1998 HRVIR(2) Operational Vgtation(VI植被测量) SPOT 5 03/05/2002 HRG(2),HRS(1) Vegetation,HRV:高分辨率可见光成像装置; HRVIR:高分率可见光红外成像装置. 法国国家航天研究中心(CNES)的SPOT 5号地球遥感卫星成功的进入预定轨道，这颗卫星是在2002年5月3日晚上至4日（当地时间，即格林尼治标准时

34、间1点31分）从位于库鲁的圭亚那航天中心，由阿里亚娜4型火箭送入太空的。,SPOT卫星及其影像 SPOT的影像特征,SPOT5有3种传感器：HRVIR、VI和立体成像(HRS)装置。 高分辨率立体成像装置用两个相机沿轨道成像，一个向前，一个向后，几乎能在同一时刻以同一辐射条件获取立体像对，避免了像对间由于获取时间不同而存在的辐射差异，大大提高了获取的成功率。在制图、虚拟现实等许多领域能得到广泛的应用。,SPOT的HRV波谱段,SPOT13号卫星上携带两台HRV传感器。（示图）(HRV数据采集原理）,To be continued,SPOT的HRG、HRS波谱段,SPOT5卫星上HRG（高分辨率

35、几何装置）与HRV基本相同。 HRS是SPOT5特有的一个高分辨率立体成像装置，工作波段0.480.71 m 。,To be continued,HRV数据采集原理,HRV是推帚式扫描仪。 探测元件为4根平行的CCD线列，每根探测一个波段，每线含3 000（HRV13）或6 000（PAN波段）个CCD元件。SPOT5号卫星上的每个传感器只有一个线性阵列，这个革新大大简化了焦平面的设计，使得将来更容易地添加波段。,BACK,广西南宁市SPOT卫星图像,SPOT参考网站,教学活动：上网查资料，了解SPOT卫星的最新动态。 ,结束,返回,卫星系统NOAA,1976年美国发射第三代极轨气象卫星第一颗

36、业务运行卫星NOAA-6(NOAA-A)。目前在轨运行的是NOAA-14和NOAA-15。成队运行， NOAA-15上午轨道， NOAA-14下午轨道。,命名规则： NOAA assigns a letter to the satellite before it is launched, and a number once it has achieved orbit. For example, GOES-H, once in orbit, was designated GOES-7, GOES-G, which was lost at launch, was never assigned a

37、number. The same system is used for polar orbiters; for example, NOAA-11, still in orbit, was designated NOAA-H before launch. NOAA-J became NOAA-14.,NOAA,NOAA,Size: 3.7 m long, 1.9 m diameter Orbit: 820 km circular, polar, sun-synchronous,现在运行的NOAA卫星： Currently, NOAA is operating three polar orbite

38、rs: NOAA-14 launched in December 1994 and a new series of polar orbiters, with improved sensors, which began with the launch of NOAA-15 in May 1998 and NOAA-16 on September 21, 2000. NOAA-12 continues transmitting HRPT data as a stand-by satellite.,NOAA-14,搭载设备： AVHRR/3 (Advanced Very High Resolutio

39、n Radiometer)/甚高分辨率扫描辐射器； TOVS (TIROS Operational Vertical Sounder)/垂直探测器 SEM (Space Environment Monitor)/空间环境监视器 ERSE:/地球辐射收支探测器 SBUV:/太阳后间散射紫外探测器 SARSAT:/搜救和营救系统 DCS:/资料收集平台,Launch and data available dates for the NOAA series satellites.,TERRA (EOS AM) - Launched December 18, 1999,The following in

40、struments fly on TERRA: ASTER: Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (15m - 3 bands in VNIR; 30m - 6 bands in SWIR; 90m - 5 bands in TIR) MODIS: Moderate Resolution Spectroradiometer (0.4 - 14.4 mm) (250m - 2 bands, 500m - 5 bands, 1000m - 29 bands) CERES: Clouds and the Ear

41、ths Radiant Energy System MISR: Multi-angle Imaging Spectroradiometer MOPITT: Measurements of Pollution in the Troposphere.,TERRA (EOS AM) -12/18/ 1999,MODIS (Moderate Resolution Spectroradiometer ) 中等分辨率图像分光辐射计 光谱范围:(0.4 - 14.4 mm) 通道数目: 36 时间分辨率：0.5天 MODIS: 250m - 2 bands 500m - 5 bands 1000m - 29

42、 bands,MODIS手册：,EO-1: successfully launched on November 21, 2000,ALI - Advanced Land Imager consists of a 15 Wide Field Telescope (WFT) and partially populated focal plane occupying 1/5th of the field-of-view, giving a ground swath width of 37 km. Hyperion Hyper-spectral sensors a grating imaging sp

43、ectrometer having a 30 meter ground sample distance over a 7.5 kilometer swath and providing 10nm (sampling interval) contiguous 220 bands of the solar reflected spectrum from 400-2500nm. LAC - Linear Etalon Imaging Spectrometer Array (LEISA) Atmospheric Corrector (LAC) an imaging spectrometer cover

44、ing the spectral range from 900 to 1600 nm which is well suited to monitor the atmospheric water absorption lines for correction of atmospheric effects in multispectral imagers such as ETM+ on Landsat. A comparison with Landsat 7 is included.,EOS AM Constellation / Ground Tracks,15 min.,1 min.,1 min

45、.,新型遥感卫星简介,随着遥感科学技术的发展，高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率和专门领域应用的新型遥感卫星不断发射升空，获得了大量不同分辨率和应用能力的遥感信息资料，为遥感事业的发展提供更加广阔的空间和平台。,Ground resolution: 1 meter panchromatic (0.45-0.90 mm), 4 meters multispectral (same as Landsat TM bands 1 - 4) (Band 1: 0.45-0.52 mm Blue) (Band 2: 0.52-0.60 mm Green) (Band 3: 0.63-0.69 mm

46、Red) (Band 4: 0.76-0.90 mm Near IR),Launched: September 24, 1999,世界上第一颗可提供高分辨率卫星影像的商业卫星-IKONOS,Launched: September 24, 1999,卫 星 主 要 技 术 参 数：,具有太阳同步轨道，倾角为98.1。设计高度681km(赤道上)，轨道周期为98.3 min，下降角在上午10:30，重复周期l3 d。 携带一个全色1 m分辨率传感器和一个四波段4 m分辨率的多光谱传感器。 传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统。,IKONOS数据,To be continued, 高空间分辨

47、率卫星及其影像,IKONOS卫星及其影像传感器 包括一个全色lm分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。全色和多光谱共享一个光学系统，彼此在0.5秒之内同时获取图像。该光学系统主要包括望远镜装置，该装置由三个消像散透镜的反射镜组成，具有在轨重对焦能力。, 高空间分辨率卫星及其影像,IKONOS卫星及其影像传感器 传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统，视场角0.93l，星下点扫描宽度1113km (对应于地面分辨率0.821.Om)；全色波段每个像素(CCD单元)大小12m，共13000个单元；多光谱为48m，共3250个单元。在赤道上空的地面分辨率，全色0.82m，多光谱3.

48、26m。灰度量化等级211。光谱响应范围：全色0.450.90m；多光谱相应于LandsatTM的波段。,IKONOS光谱段,全色光谱响应范围： 0.150.90m 而多光谱则相应于Landsat-TM的波段： MSI-1 0.450.52m 蓝绿波段 MSI-2 0.520.60m 绿红波段 MSI-3 0.630.69m 红波段 MSI-4 0.760.90m 近红外波段,To be continued,IKONOS数据特点,数据来源：美国IKONOS卫星。 太阳同步轨道，重复周期13 d。 传感器()。 IKONOS影像获取模式()。 MTF补偿()。 星历与姿态量测()。 IKONOS

49、图像产品。,IKONOS的传感器包括一个全色1m分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。,IKONOS传感器是三线阵CCD推帚式成像，因此在正常模式下，它可取得正视、后视和前视推扫成像。,IKONOS图像可以实现模量传递函数(MTF)的补偿，为此卫星的传感器设计了进行MTF的测量。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。,IKONOS卫星内设有GPS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。,To be continued,IKONOS卫星的外形,To be continued,

50、高空间分辨率卫星及其影像,IKONOS卫星及其影像传感器 传感器在正常模式下，同时进行正视、后视和前视推扫成像；另外可以偏离底点推扫成像。由于三线阵传感器推帚具有同轨立体特点，可以构成准核线的立体图像，而且中间图像与前或后图像组成不同立体，提供三维同时测量的可能性。,8.6 新型遥感卫星简介 高空间分辨率卫星及其影像,IKONOS卫星及其影像图像产品 IKONOS图像产品CARTERRATM目前有4类： 1)CARTERRATM Geo 2)CARTERRATM Reference 3)CARTERRATM Precision 4)CARTERRATM Precision+,第8章 卫星遥感及

51、其影像,8.6 新型遥感卫星简介 高空间分辨率卫星及其影像,IKONOS卫星及其影像图像产品 数据格式： 1)数据格式：Geo TIFF和NITF 2.0； 2)投影类型：UTM，平面系统，阿尔伯特圆锥等积投影和朗勃特等角圆锥投影； 3)数据椭球体：WGS84，NAD83GRSl980，Tokyo和NAD27； 4)记录介质：CDROM和8mm磁带；,第8章 卫星遥感及其影像,8.6 新型遥感卫星简介 高空间分辨率卫星及其影像,IKONOS卫星及其影像图像产品 一般用下列缩写表示产品含义：PANlm全色黑白影像，8位11位记录；MSI4m多光谱影像，8位11位记录；RGB有红、绿、蓝波段的彩色

52、影像，CIRNIR、红和绿波段的彩红外影像，8位记录；PSM1m经锐化处理的全色影像(作过彩色化处理)，8位记录；USGSDEM生成，30m间隔，16位记录；USGSDRG生成，30m间隔，8位记录。,第8章 卫星遥感及其影像,IKONOS卫星图像,To be continued,IKONOS 图像,地区： 上海浦东,分辨率： 1 m,采集时间： 2000年 3月26日,To be continued,IKONOS参考网站,教学活动：上网查资料，了解IKONOS卫星最新动态。 http/,结束,返回,QuickBird数据 美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于2001年10月

53、18日在美国发射成功。 卫星轨道高度450 km,倾角98,卫星重访周期16 d（与纬度有关）。 QuickBird图像，目前是世界上分辨率最高的遥感数据，为0.61 m，幅宽16.5 km。 可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。,To be continued,地球资源卫星数据, QuickBird卫星及其影像图像产品,QuickBird数据的光谱段,Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪,To be continued,IKONOS光谱段,全色光谱响应范围： 0.150.90m 而多光谱则相应于Landsat-TM的波段： MSI-1 0.450.52m 蓝绿波段 MSI-

54、2 0.520.60m 绿红波段 MSI-3 0.630.69m 红波段 MSI-4 0.760.90m 近红外波段,To be continued, QuickBird卫星及其影像图像产品,新型遥感卫星简介 高空间分辨率卫星及其影像, QuickBird卫星及其影像图像产品 QuickBird影像产品分基本影像、标准影像、正射影像、立体像对等不同类型，从波段组成上影像产品分全色波段影像数据、多光谱影像数据、全色波段影像数据与多光谱影像数据产品包、融合影像数据(真彩色或假彩色)。,QuickBird 传感器结构图,To be continued,QuickBird 影像图,To be cont

55、inued,多光谱影像 分辨率2.8 m,QuickBird 影像图,华盛顿纪念碑,To be continued,quikbird,To be continued,QuickBird数据参考网站,教学活动：上网查资料，了解QuickBird卫星的最新动态。 Http:/ Http:/ Http:/,结束,返回,CBERS数据特点 数据来源：中巴地球资源卫星。 太阳同步极地轨道。 传感器()：,CBERS具有三台成像传感器：高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)、广角成像仪(WFI)。,To be continued,地球资源卫星数据,CBERS卫星及其影像,1986年

56、国务院批准航天工业部关于加速发展航天技术报告，确定了研制中国资源1号卫星的任务。1988年中国和巴西两国政府联合议定书批准，在中国资源1号原方案基础上，由中、巴两国共同投资，联合研制中巴地球资源卫星CBERS（ChinaBrazil Earth Resource Satellite），我国又称为ZY1。1999年10月14日，CBERS1进入预定的太阳同步轨道，2000年9月，CBERS2卫星成功发射进入轨道。,8.4 CBERS卫星及其影像,CBERS卫星在我国国民经济的主要用途是：监测国土资源变化，更新全国土地利用图；测量耕地面积，估计森林蓄积量，农作物长势、产量，草场载蓄量及其变化；监测

57、自然和人为灾害；快速查清洪涝、地震、林火和风沙等破坏情况，估计损失，提出对策；对沿海经济开发、滩涂利用、水产养殖、环境污染提供动态情报；同时勘探地下资源、圈定黄金、石油、煤炭和建材等资源区，监督资源的合理开发。,CBERS数据,CBERS采用太阳同步极轨道。 轨道高度778 km轨道，倾角是98.5。 每天绕地球飞行14圈。 卫星穿越赤道时当地时间总是上午10:30，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。 卫星重访地球上相同地点的周期为26天。,To be continued,于1997年10月发射CBERS-l；1999年10月发射CBERS-2。 卫星设计寿命为2年。 三台成

58、像传感器为：广角成像仪(WFI)、高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)。 以不同的地面分辨率覆盖观测区域：WFI的分辨率可达256m，IR-MSS可达78m和156m，CCD为19.5m。,CBERS数据,To be continued,CBERS卫星传感器,To be continued,CBERS卫星系统,To be continued,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卫星及其影像 CBERS的遥感系统,形状及工作系统 CBERS1号卫星总质量为1.45t，卫星本体外形尺寸为20001800

59、2250mm3，飞行状态尺寸200084403215mm3。,星体分舱设计，由公用服务平台和有效载荷舱两个舱段构成，舱段内采用分小舱设计，以形成分系统之间电磁和热方面的隔离。,CBERS卫星及其影像 CBERS的遥感系统,轨道特征 CBERS采用三轴定向，是近极地、准圆形、与太阳同步、可重复、中等高度的轨道卫星。,CBERS卫星及其影像 CBERS的遥感系统,地面应用系统 资源卫星应用中心负责地面应用的总体工作。卫星上天后，各用户开展了对卫星数据的检验和评价，其中包括对图像的空间分辨率、几何精度、配准精度、辐射精度、动态范围以及信噪比等重要参数进行了评价，尤其是对CCD相机的遥感数据进行了评价。,第8章 卫星遥感及其影像,8.4 CBERS卫星及其影像 CBERS的传感器,CBERS上设置了