遥感概论第3章：遥感平台与遥感成像原理.ppt

1、12022-1-242第三章 遥感平台与遥感成像原理3.1 遥感平台3.2 摄影成像3.3 扫描成像3.4 微波遥感与成像3.5 遥感图像特征2022-1-2433.1 遥感平台 遥感平台：遥感平台： 装载装载传感器的工具或设备，传感器的工具或设备，主要有地面平台（如遥主要有地面平台（如遥感车、手提平台、地面感车、手提平台、地面观测台等）、空中平台观测台等）、空中平台/ /航空平台航空平台（如飞机、气（如飞机、气球、其他航空器等）、球、其他航空器等）、空间平台空间平台/ /航天平台航天平台（如（如火箭、人造卫星、宇宙火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、航飞船、空间实验室、航天飞机等）。天飞机

2、等）。2022-1-244space shuttle aircraftOn the GroundSatellites2022-1-2453.1 遥感平台n地面平台：地面平台：与地面接触的平台称为地面平台或近地面平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。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

3、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。2022-1-246n航空平台：航空平台：包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。平台、中空平台和高空平台。低空平台：5000米以内。中空平台：5000-10000米。高空平台：10000-20000米左右。气球：低空气球：凡是发放到对流层中去的气球称为低空气球；高空气球：凡是发放到平流层中去的气球称为高空气球。可上升到12-40公里的高空。填补了高空飞机升不到，低轨卫星降不到的空中平台的空白。n航天平台：航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。

4、包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。3.1 遥感平台2022-1-247 高空探测火箭高空探测火箭 飞行高度一般可达飞行高度一般可达300km一一400km，介，介于飞机和人造地球卫星之间。于飞机和人造地球卫星之间。优势：优势：火箭可在短时间内发射并回收，可火箭可在短时间内发射并回收，可以抢好天气快速遥感，不受轨道限制，应以抢好天气快速遥感，不受轨道限制，应用灵活，可对小范围地区遥感。用灵活，可对小范围地区遥感。不足：不足：但由于火箭上升时冲击强烈，易损但由于火箭上升时冲击强烈，易损坏仪器，而且付出的代价大，取得的资料坏仪器，而且付出的代价大，取得的资料不多，所以火箭不是理想的遥感平台。不多，

5、所以火箭不是理想的遥感平台。 2022-1-248 人造地球卫星人造地球卫星 按飞行高度和寿命可分为以下按飞行高度和寿命可分为以下3 3种：种： a.a.低高度、短寿命卫星低高度、短寿命卫星 高度为高度为150km150km一一350km350km，寿命只有，寿命只有1 1星期星期3 3星期。可获得较星期。可获得较高地面分辨力的图像。多数用于军事侦察。高地面分辨力的图像。多数用于军事侦察。 b.b.中高度、长寿命卫星中高度、长寿命卫星 高度为高度为350km350km一一1800km1800km（一般在（一般在400km-1000km)400km-1000km)，寿命在，寿命在1 1年以上。属

6、于这类的有陆地卫星、海洋卫星、气象卫星等。年以上。属于这类的有陆地卫星、海洋卫星、气象卫星等。 c.c.高高度、长寿命卫星高高度、长寿命卫星 高度约为高度约为36000km36000km。主要为通讯卫星、气象卫星，也用于。主要为通讯卫星、气象卫星，也用于地面动态监测，如监测火山、地震、林火及预报洪水等。地面动态监测，如监测火山、地震、林火及预报洪水等。 2022-1-2491 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（1 1）轨道参数）轨道参数a.a.升交点赤经升交点赤经：为卫星轨道的升交点与春分点之为卫星轨道的升交点与春分点之间的角距。所谓间的角距。所谓升交点升交点为卫星由南向北远行时，为

7、卫星由南向北远行时，与地球赤道面的交点。反之，轨道面与赤道面的与地球赤道面的交点。反之，轨道面与赤道面的另一个交点称为另一个交点称为降交点降交点。春分点春分点为黄道面与赤道为黄道面与赤道面在天球上的交点，面在天球上的交点， 卫星轨道在空间的具体形状位置， 可由六个轨道参数来确定：2022-1-2410天球：星星和我们的距离有远有近，我们看到的是它们在这个巨大的圆球球面上的投影，这个假想的圆球就称为天球，它的半径是无限大。而地球就悬挂在这个天球中央。2022-1-24111 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（1 1）轨道参数）轨道参数b.b.近地点角距近地点角距：为卫星轨道的近为卫星轨

8、道的近地点与升交点之间的角距。地点与升交点之间的角距。c.c.轨道倾角轨道倾角i i：为卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角为卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角。d.d.卫星轨道的长半轴卫星轨道的长半轴a a：轨道远地点到椭圆轨道中心的距轨道远地点到椭圆轨道中心的距离；离；e.e.卫星轨道的偏心率卫星轨道的偏心率e e：卫星轨道焦距与长半轴之比。卫星轨道焦距与长半轴之比。abae222022-1-2412l轨道倾角轨道倾角i i决定了轨道面与赤道面的关系。决定了轨道面与赤道面的关系。i i赤轨卫星：赤轨卫星：i=0i=00 0, ,轨道面与赤道面重合轨道面与赤道面重合顺轨卫星：顺轨卫星： 0 0

9、0 0 i i 90900 0，卫星运行方向与地球自，卫星运行方向与地球自转方向一致转方向一致i=90i=900 0, ,轨道面与地轴重合轨道面与地轴重合逆轨卫星逆轨卫星：90900 0 i i 1801800 0 ，卫星运行方向与地球自转方卫星运行方向与地球自转方向相反。向相反。 轨道倾角轨道倾角i i也确定了卫星对也确定了卫星对地球观测范围。地球观测范围。如：当如：当i i 90900 0时，观测范围为北时，观测范围为北纬纬i i到南纬到南纬i i之间之间2022-1-2413l卫星轨道的长半轴卫星轨道的长半轴a a 指卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离指卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离

10、 。它确定了卫星距地面的它确定了卫星距地面的高度。将卫星分为：高度。将卫星分为：低轨卫星：低轨卫星：150-300km150-300km中轨卫星：中轨卫星：1000km1000km左左右右高轨卫星：高轨卫星：36000km36000km处处2022-1-24141 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（1 1）轨道参数）轨道参数f.f.卫星过近地点时刻卫星过近地点时刻t t 以上六个参数可以根据地面观测来确定。其中以上六个参数可以根据地面观测来确定。其中、i i和和t t决定了卫星轨道面与赤道面的相对位置，而决定了卫星轨道面与赤道面的相对位置，而a a和和e e则决定了卫星轨道的形状，则

11、决定了卫星轨道的形状，e e越小，轨道越接近于圆越小，轨道越接近于圆形。形。i i接近接近9090度时，轨道道面接近地轴，这样的轨道称度时，轨道道面接近地轴，这样的轨道称为近极地轨道，有利于增大卫星对地球的观测范围。为近极地轨道，有利于增大卫星对地球的观测范围。2022-1-24151 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（2 2）卫星姿态角）卫星姿态角 俯仰角、测滚角、偏航角俯仰角、测滚角、偏航角 影像几何变形与卫星姿态角也有直接的关系。为了影像几何变形与卫星姿态角也有直接的关系。为了进行几何校正，必须提供卫星姿态角参数。进行几何校正，必须提供卫星姿态角参数。 定义卫星质心为坐标原点，

12、沿轨道前进的切线方向定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为为x x轴，垂直轨道面的方向为轴，垂直轨道面的方向为y y轴，垂直轴，垂直xyxy平面的为平面的为z z轴，轴，则卫星的姿态有三种情况：绕则卫星的姿态有三种情况：绕x x轴旋转的姿态角，称滚动轴旋转的姿态角，称滚动；绕；绕y y轴旋转的姿态角称俯仰；统轴旋转的姿态角称俯仰；统z z轴旋转的姿态角，称轴旋转的姿态角，称航偏。航偏。2022-1-2416xyz测滚测滚俯仰俯仰偏航偏航2022-1-24171 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（3 3）其它常用的参数）其它常用的参数a.a.卫星速度卫星速度 当轨道为圆形时，卫

13、星的平均速度为：当轨道为圆形时，卫星的平均速度为：星下点的平均速度（地速）为VHRRVNHRGMV6.67x10-11m3s-2kg-15.9742x1024kg6371km2022-1-24181 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（3 3）其它常用的参数）其它常用的参数b. b. 卫星运行周期卫星运行周期T T 卫星绕地一圈所需要的时间，一般以分为单位。卫星绕地一圈所需要的时间，一般以分为单位。由开普勒第三定律 可推导出可推导出每天卫星绕地每天卫星绕地的圈数。的圈数。开普勒常数注意：与回归周期的区别注意：与回归周期的区别192022-1-24201 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道

14、及运行特点（3 3）其它常用的参数）其它常用的参数c. c. 重复周期重复周期( (回归周期回归周期) ) 指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，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天数。它与运行周期的关系为：回到该地上空时所需要的天数。它与运行周期的关系为： intnndD2022-1-24211 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（3 3）其它常用的参数）其它常用的参数60242TRLa2022-1-24221 1、卫星轨道及运行特点、卫星轨道及运行特点（3 3）其它常用的参数）其它常用的参数e.e.星下点星下点d.d.卫星高度卫星高度

15、卫星与地球中心连线在地球表面上的交点。卫星与地球中心连线在地球表面上的交点。2022-1-2423f.f.太阳同步轨道太阳同步轨道 指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角角 0 0，不随地球绕太阳公转而改变。，不随地球绕太阳公转而改变。 0 0称为太阳光照角称为太阳光照角可使卫星经过同一地点的地可使卫星经过同一地点的地方时基本相同，卫星资料具方时基本相同，卫星资料具有长期可比性。有长期可比性。2022-1-2424 回归年一年回归年一年365.2422365.2422天，天， 0 0太阳光照角一年太阳光照角一年变化变化360360度，每天变化

16、度，每天变化0.985650.98565度，要保持光照角度，要保持光照角不变，每圈修正：不变，每圈修正：n098565. 0一天中卫星运行的圈数2022-1-2425g.g.地球同步轨道地球同步轨道 卫星公转的角速度和地球的自转角速度相等。卫星公转的角速度和地球的自转角速度相等。卫星卫星轨道运行周期正好等于地球自转周期（轨道运行周期正好等于地球自转周期（2323小时小时5656分分0404秒秒），且卫星公转方向与地球自转方向相同，这样的卫星），且卫星公转方向与地球自转方向相同，这样的卫星称地球同步轨道卫星。若在地面看，这种轨道上的卫星称地球同步轨道卫星。若在地面看，这种轨道上的卫星好像静止在天

17、空某一地方不动，故又称它为地球静止卫好像静止在天空某一地方不动，故又称它为地球静止卫星，简称静止卫星。星，简称静止卫星。2022-1-24262 2、气象卫星系列、气象卫星系列（1 1）气象卫星概述）气象卫星概述 美国的美国的“泰诺斯泰诺斯 ”(TIROS)(TIROS)卫星系列：第一代实卫星系列：第一代实验气象卫星，从验气象卫星，从19601960年年-1965-1965年共发射了年共发射了1010颗；颗； 美国的雨云（美国的雨云（NimbusNimbus）卫星系列：）卫星系列： 1964-19781964-1978年年共发射了共发射了7 7颗，太阳同步轨道；颗，太阳同步轨道； 美国的艾萨（

18、美国的艾萨（ESSAESSA）卫星系列：第）卫星系列：第2 2代代TIROSTIROS卫星卫星（业务气象卫星，主要提供可见光云图），（业务气象卫星，主要提供可见光云图），1966-19691966-1969年共发射了年共发射了9 9颗；颗； 美国的美国的NOOANOOA卫星系列：目前在轨运行的有卫星系列：目前在轨运行的有NOAA-NOAA-1616、1717、1818等。等。. 极轨气象卫星系列 飞行高度一般在8001500公里左右，太阳同步轨道，卫星轨道的倾角接近90，卫星近乎通过极地。2022-1-24272 2、气象卫星系列、气象卫星系列（1 1）气象卫星概述）气象卫星概述 197419

19、74年，美国成功地研制了第一颗静止业务环境年，美国成功地研制了第一颗静止业务环境监测卫星监测卫星(GOES)(GOES)。 日本日本GMSGMS系列静止气象卫星、俄罗斯的系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMESGOMES卫星卫星、欧盟、欧盟 METEOSATMETEOSAT卫星、印度的卫星、印度的INSATINSAT以及美国的以及美国的两颗静止卫星两颗静止卫星(GOES-E(GOES-E和和GOES-W) GOES-W) 组成地球静止组成地球静止气象卫星监测网，每半小时向地球发送一次图片气象卫星监测网，每半小时向地球发送一次图片。. 静止气象卫星系列 在赤道的某一经度、约36000公里高度上，卫星

20、的轨道周期正好等于地球自转周期。注意运行周期与回归周期的区别！注意运行周期与回归周期的区别！2022-1-24282 2、气象卫星系列、气象卫星系列（1 1）气象卫星概述）气象卫星概述. 我国气象卫星系列1988年年9月月7日日FY1A极轨试验极轨试验1990年年9月月3日日FY1B极轨试验极轨试验1999年年5月月10日日FY1C极轨业务极轨业务2002年年5月月15日日FY1D极轨业务极轨业务1997年年6月月10日日FY2A静止试验静止试验2000年年6月月25日日FY2B静止试验静止试验2004年年10月月19日日FY2C静止业务静止业务2006年年12月月8日日FY2D静止业务静止业

21、务2008年年12月月23日日 FY2E静止业务静止业务 第二代气象卫星风云三号（FY3A于2008年5月27日发射）和风云四号正在发展过程中。2022-1-2429气象卫星分布. 我国气象卫星系列29Polar SystemGeostationary System 2022-1-2430气象卫星分布我国已经成为世界气象组织的一员我国已经成为世界气象组织的一员2022-1-2431气象卫星分布312006FY-2D2008FY-3A (TEST) 2010FY-2F2008FY-2E2009FY-3B (TEST)2011FY-3AM12012FY-3PM12012FY-2G2013FY-4A

22、 (TEST)2013FY-3RM (TEST)2015FY-4EAST12014FY-3AM22017FY-3AM32015FY-3PM22016FY-4WEST12017FY-4MS (TEST)2018FY-3PM32016FY-3RM12019FY-3RM22019FY-4EAST22020FY-4WEST22020FY-4MSInterferometer2022-1-2432（2 2）气象卫星的特点）气象卫星的特点 轨道：低轨和高轨。轨道：低轨和高轨。 成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量。据处理容量。 短周期重复观测：静止气

23、象卫星短周期重复观测：静止气象卫星3030分钟一次；极分钟一次；极轨卫星半天一次。利于动态监测。轨卫星半天一次。利于动态监测。 资料来源连续、实时性强、成本低。资料来源连续、实时性强、成本低。2 2、气象卫星系列、气象卫星系列2022-1-2433（2 2）气象卫星的特点）气象卫星的特点n 极轨气象卫星在约极轨气象卫星在约900km900km的高空对地观测，一条轨道的高空对地观测，一条轨道的扫描宽度可达的扫描宽度可达2800km2800km。每天都可以得到覆盖全球。每天都可以得到覆盖全球的资料的资料n 地球静止卫星在地球静止卫星在3.63.6万公里的高空观测地球，一颗静万公里的高空观测地球，一

24、颗静止卫星的观测面积就可达止卫星的观测面积就可达1 1亿亿7 7千万平方公里，约为千万平方公里，约为地球表面的地球表面的1 13 3n 只有通过卫星的大范围观测，才使人类获得了几乎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无常规观测的大范围海洋、两极和沙漠地区的资料。n 目前已经可以通过卫星观测系统，获取全球或任何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, ,不受国界限制不受国界限制 空间覆盖优势2022-1-2434n 气象卫星观测可以大大地改善资料的时间

25、取样频次气象卫星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。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。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。有利于对灾害性天气的动态监测。n 双星组网的极轨气象卫星也可以每天提供双星组网的极轨气象卫星也可以每天提供4 4次全球覆次全球覆盖的图象资料和垂直探测资料。而常规高空站每天盖的图象资料和垂直探测资料。而常规高空站每天只在只在0000时时1212时（世界时）进行两次观测时（世界时）进行两次观测, ,且无法观测且无法观测海洋和无人地区。海洋和无

26、人地区。 时间取样优势（2 2）气象卫星的特点）气象卫星的特点2022-1-2435n 与地面和高空常规观测相比，卫星资料具有内在的均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。一性和良好的代表性。n 尽管世界气象组织（尽管世界气象组织（WMOWMO）已经颁布了一系列规范来统）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。一致性。n 测站分布的不均匀等，也使资料的不确定性增加。测站分布的不均匀等，也使资料

27、的不确定性增加。n 气象卫星是在较长一段时期内使用同一仪器对全球进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。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。有较好的区域代表性。 资料一致性优势（2 2）气象卫星的特点）气象卫星的特点2022-1-2436n 与 其 它 观 测 方 法 相 比 ， 气 象 卫 星 是 从 大 气 层与 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外这个新视角观

28、测地球大气系统的，所以有些重要的气大气系统的，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，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。只能通过气象卫星观测才能获得。n 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、云参数、冰雪覆盖、云中

29、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环境参数, ,这是任何其他观测手段所不能观测的。这是任何其他观测手段所不能观测的。 综合参数观测优势（2 2）气象卫星的特点）气象卫星的特点2022-1-2437（3 3）气象卫星的应用领域）气象卫星的应用领域 天气分析与气象预报天气分析与气象预报 气候研究与气候变迁的研究气候研究与气候变迁的研究 资源环境领域资源环境领域 海洋研究领域海洋研究领域2 2、气象卫星系列、气象卫星系列2022-1-2438（3 3）气象卫星的应用领域）气象卫星的应用领域通道号通道号

30、 波长（波长（ um）主要用途主要用途1 0.580.68 白天云层、冰、雪、植被白天云层、冰、雪、植被 2 0.7251.1 白天云层、植被、水、水汽白天云层、植被、水、水汽 3 3.553.93 白天云层、冰、雪、植被白天云层、冰、雪、植被 4 10.311.3 白天云层、植被、水白天云层、植被、水 5 11.512.5 白天云层、冰、雪、植被白天云层、冰、雪、植被 通道号通道号 波长（波长（ um） 主要用途主要用途 1 0.580.68 白天云层、冰、雪、植被白天云层、冰、雪、植被 2 0.840.89 白天云层、植被、水白天云层、植被、水 3 3.553.95 白天云层、冰、雪、植被

31、白天云层、冰、雪、植被 4 10.311.3 白天云层、植被、水白天云层、植被、水 5 11.512.5 白天云层、冰、雪、植被白天云层、冰、雪、植被 6 1.581.64 土壤温度、云雪识别土壤温度、云雪识别 7 0.450.48 海洋水色海洋水色 8 0.480.58 海洋水色海洋水色 9 0.530.58 海洋水色海洋水色 10 0.900.96 水汽水汽 NOAA与FY1C/D的AVHRR传感器波段设置对比2022-1-24392022-1-2440台风云娜（2004年8月）2022-1-24412022-1-2442气象卫星作用 热 带 气 旋2022-1-24432022-1-24

32、442022-1-2445沙尘暴沙尘暴2022-1-2446气象卫星作用卫星遥感产品热岛效应热岛效应火山爆发海温分布2022-1-24472022-1-24482004年台风艾利（年台风艾利（1:00-14:00)2022-1-24493 3、陆地卫星系列、陆地卫星系列（1）Landsat2022-1-2450 概述概述Launched byDate of launchDate of terminationAltitudeSensorRecurrent periodLANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6 915kmRBV/MSS18 daysLANDSAT-2NASA19

33、75.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18 daysLANDSAT-3NASA1978.3.5 1983.3.31915kmRBV/MSS18 daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16 daysLANDSAT-5NASA1984.3.1 Operating705kmMSS/TM16 daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5- ETM16 daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating705kmETM+16 days2022-1-2451 概述概述 LANDSAT-1是

34、世界上第一个地球观测卫星，对遥感的是世界上第一个地球观测卫星，对遥感的发展具有非常重要的意义，后续成功发射了发展具有非常重要的意义，后续成功发射了LANDSAT-2, 3, 4, 5和和7 ，目前，目前LANDSAT-7是主要的陆地资源卫星是主要的陆地资源卫星之一之一. LANDSAT-5 携带多光谱扫描仪（携带多光谱扫描仪（ Multispectral Scanner , MSS） 和专题制图仪（和专题制图仪（Thematic Mapper，TM). LANDSAT-7携带增强的专题制图仪（携带增强的专题制图仪（Enhanced Thematic Mapper Plus，ETM+）, 比比T

35、M传感器增加了传感器增加了1个空间分辨率为个空间分辨率为15m的全色波段。的全色波段。2022-1-2452 波段设置波段设置 Visible : 2bands Near-infrared : 2bands 空间分辨率空间分辨率 83m 刈幅宽度刈幅宽度 185km 2022-1-2453 波段设置波段设置 Visible : 3bands Near-infrared : 3bandsThermal-infrared : 1band 空间分辨率空间分辨率 除热红外波段外为60m外，其它波段为30m 刈幅宽度刈幅宽度 185km 2022-1-2454 ETM+为TM的改进，增强了第6波段的空间

36、分辨率，增加了第8波段，改进了辐射定标设备。能够提供与TM传感器连续的数据。 2022-1-2455 ETM+波段设置波段设置波段波段波长范围波长范围空间分辨率空间分辨率1 0.45-0.52mm 30m 2 0.52-0.60mm 30m 3 0.63-0.69mm 30m 4 0.76-0.90mm 30m 5 1.55-1.75mm 30m 6 10.4-12.5mm 60m 7 2.08-2.35mm 30m 8 0.50-0.90mm 15m 2022-1-2456 Landsat卫星的轨道卫星的轨道 轨道为太阳同步的近极地轨道为太阳同步的近极地圆形轨道，保证北半球中纬度圆形轨道，保

37、证北半球中纬度地区获得中等地区获得中等太阳高度角太阳高度角的上的上午影像，且卫星通过某一地点午影像，且卫星通过某一地点的地方时相同（上午的地方时相同（上午1010点穿越点穿越赤道）。赤道）。 每每1616至至1818天覆盖地球一次天覆盖地球一次( (重复覆盖周期重复覆盖周期) )。2022-1-24572022-1-2458农业生产已在地球表面露天进行的有生命农业生产已在地球表面露天进行的有生命 的生产活动。的生产活动。具有生产分散性、时空变异性、灾害突发性具有生产分散性、时空变异性、灾害突发性 的基本特点。的基本特点。运用农业信息技术具有特殊功能。运用农业信息技术具有特殊功能。农业现代化需要

38、农业信息技术支撑。农业现代化需要农业信息技术支撑。Landsat 4，5，7 轨道图示轨道图示课后作业课后作业 根据根据Landsat-4/5的运行周期，推算其的运行周期，推算其重复周期和偏移系数，通过计算排列重复周期和偏移系数，通过计算排列出其轨道（赤道处）的分布图。出其轨道（赤道处）的分布图。 赤道半径赤道半径 6378.137km，landsat4/5扫扫描幅宽：描幅宽：185km，相邻轨道间赤道处，相邻轨道间赤道处重叠重叠13km。2022-1-24613 3、陆地卫星系列、陆地卫星系列（2）Spot 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

39、2000 01 02 03 04 05 06 07 08 09 SPOT 5 SPOT 4 卫星运行服务中断发射日或重新开始服务日 SPOT 1 SPOT 2SPOT 3 2022-1-2462 概述概述 近极地圆形太阳同步轨道，轨道高度近极地圆形太阳同步轨道，轨道高度822km左右，回归周期为左右，回归周期为26天，过赤道时间为当地时间天，过赤道时间为当地时间10点半。点半。 SPOT具有具有倾斜倾斜观察的能力，可获得垂直和倾斜的图像，因而观察的能力，可获得垂直和倾斜的图像，因而可提高重复观察能力，并可产生立体像对，提供立体观测地可提高重复观察能力，并可产生立体像对，提供立体观测地面、描绘等

40、高线、进行立体测图和立体显示的可能性。面、描绘等高线、进行立体测图和立体显示的可能性。 SPOT-1, -2 和和 -3携带有携带有CCD传感器传感器 HRV (High Resolution Visible Imaging System)。 SPOT-4携带有携带有HRVIR 和植被探测和植被探测器器Vegetation 。 SPOT-5携带有高分辨率成像装置携带有高分辨率成像装置HRG、立体成像装置、立体成像装置HRS和和植被成像装置植被成像装置。2022-1-2463 采用了“双垂直”的视场配置模式，两个高分辨率成像装置沿地面轨迹获取两条数据带。 2022-1-2464 HRVIR Sc

41、anning Image 具有倾斜观测功能具有倾斜观测功能2022-1-2465Spot高分辨率成像装置的比较高分辨率成像装置的比较 SPOT 5 SPOT 4 SPOT 1, 2 and 3 装置2个 高分辨率几何装置（HRGs）2个高分辨率可见光及短波红外成像装置（HRVIRs）2个高分辨率可见光成像装置（HRVs）波段及分辨率2景全色波段影像（5 米），通过它们可以生成一景2.5米影像。3个多光谱波段（10 m）个短波红外波段（20米）1个全色波段（10米）3个多光谱波段（20米）1个短波红外波段(20 m)1个全色波段（10米）3个多光谱波段（20 m）波谱范围P: 0.48 - 0.

42、71 mB1: 0.50 - 0.59 mB2: 0.61 - 0.68 mB3: 0.78 - 0.89 mB4: 1.58 - 1.75 mM: 0.61 - 0.68 mB1: 0.50 - 0.59 mB2: 0.61 - 0.68 mB3: 0.78 - 0.89 mB4: 1.58 - 1.75 mP: 0.50 - 0.73 mB1: 0.50 - 0.59 mB2: 0.61 - 0.68 mB3: 0.78 - 0.89 m2022-1-2466Spot 比较比较2022-1-2467Spot5所携带设备示意图所携带设备示意图2022-1-24682020600 Km max

43、iHRS120 Km立体成像立体成像装置装置HRSHRS2022-1-2469SPOT 5:HRS 立体像对接收立体像对接收nHRS在轨立体成像数据带 : 一次接收像对: 600 km X 120 km = 72000 km 一次接收像对最大持续时间 : 3 minutes Stereoimagen,length 600kmStereoimagen+1,length 600kmBetweentwoconsecutiveimagelength 600kmSatellitemotion120km Satellite orbitZYXSatellite axisLine of sight (Fore

44、 tlescope -20)Line of sight (Aft tlescope + 20)Width of the track120 kmLength 600 km max T0, (beginning of image capture with the fore camera)T0+90s ; forward/reward commutation(end of image capture with the fore camera andbeginning of image capture with the aft camera)T0+180s, (end of image capture

45、 with the aft camera)Stereo imageHeight830 kmT0+90s70波段: 全色影像幅宽: 120 km立体像对基线高度比B/H = 0.84 ( 20)采样间隔:10 m垂直于轨道运行方向, 5 m沿轨道运行方向每日接收能力: 126 000 kmDEM生产目标: 5年内3千万km2022-1-2471 Spot Spot 立体像对立体像对 自动相关生成DEM，高程精度为7-11米。通过SPOT5搭载的HRS或者”双星”模式获取的立体像对 72立体像对立体像对 基于遥感立体像对提取DEM的基本原理可以看成是空中两个不同位置的摄影站对地面同一点进行拍摄并形

46、成一个角，若两个摄影站的空间位置确定，则角度越大地物点越高；相反，角度越小地物点越低。如此解算出所有地面点的高程，就得到了DEM。基于立体像对提取DEM 原理示意图如图所示，和是两个摄影站（相当于人的双眼），和之间的距离为空间摄影基线为空间摄影基线。、代表个地物点，当、依次经过、后，形成像点、和、。两幅图像中，同名像点的两条反向投影光线采用前方交会前方交会可以确定地物点的位置，它的本质是对该摄影过程几何反转，由此获得地面所有点的高程信息，最终生成。73立体像对的空间前方交会是摄影测量点位测定和生成DEM的基础立体像对立体像对A是地面上的一个点，我们需要求得它的坐标；两个白色的平行四边形是从上空

47、不同位置拍摄A的两张相片；a和a是A在两张相片的成像，即A的投影；S和S是两张相片的摄影中心。前方交会本质上就是已知S和S的坐标，然后量测出a和a在相片上的坐标。因为两点确定一条直线，所以直线Sa和直线Sa都可以确定，那么A作为两条直线的交点自然可以通过共线条件方程求出。74空间前方交会的高程精度取决于基高比，基高比越大，则高程精度越好；也即是摄影基线越长，交会角越大，高程精度就越高；摄影基线越短, 交会角越小，高程精度就越低。立体像对的空间前方交会是摄影测量点位测定和生成DEM的基础立体像对立体像对空间前方交会的高程精度为：为交会角tan 的值为物方摄影基线与航高（或者像方摄影基线与焦距）的

48、比值（基高比基高比）2022-1-2475Spot 5 Spot 5 同轨立体像对同轨立体像对Spot 5 HRS立体像立体像对生成的对生成的10米高程精度米高程精度DEM三维建模2022-1-2476Spot-5Spot-5基本产品基本产品10米多光谱米多光谱5米全色米全色2.5米全色米全色 伊斯坦布尔伊斯坦布尔 SPOT-5 2.5米彩色影像米彩色影像斯德哥尔摩斯德哥尔摩 SPOT-5 2.5米黑白影像米黑白影像2001年10月30日20米分辨率SPOT影像Katrina飓风过后SPOT在24小时内(2005年8月30日)所拍20米分辨率影像2005年9月2日由SPOT 5号卫星获取的该地

49、10米分辨率影像 在2003年7月底到8月中旬之间爆发的灾难性的火灾横扫了葡萄牙，损害了360000公顷的森林和灌丛。本景影像接受于2003年9月5日，反映了葡萄牙南部的Monchique地区的受灾情况（黑色）。 该图是在2003年7月19日，即法国Issambres地区森林大火发生3天之后，由SPOT 5 卫星获取的10米分辨率的多光谱影像。影像中间的延续20公里的黑色条带表明了被火灾破坏的的区域。通过SPOT影像，可以精确计算受灾面积。 2003年7月29日获取的这景SPOT10米分辨率的多光谱影像。通过比较该影像与7月9日获取的影像，我们可以很清晰地观察到火灾向南发展。2003年7月30

50、日获取的SPOT 10米多光谱影像表明，北部新发生的火灾在继续毁坏森林。 2003年2月10日获取的一景 SPOT 5 10米分辨率影像提取的一幅地图，反映的是洪水发生三天之后西班牙北部埃布罗河的情况。此次洪水是当地20年一遇的洪水灾害，对于埃布罗河流域的农作物造成了巨大的危害 曼哈顿曼哈顿 1994SPOT 影像的曼哈顿，其中世贸大厦的双子星大楼可以被清楚地显现出来。纽约和曼哈顿的影像纽约和曼哈顿的影像 12/09/2001SPOT 4 号卫星的影像包含了对于热量非常敏感的短波红外波段，从而使我们能够透过浓烟看到曼哈顿受到攻击的情况。2022-1-2490IKONOS Satellite L