《遥感技术基础》第4章-遥感影像数据课件.ppt

1、 航空摄影机航空摄影机：是空中对地面拍摄像片的仪器，是空中对地面拍摄像片的仪器，它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射光谱能量。记录的波长范围以可见光光谱能量。记录的波长范围以可见光 近红外为近红外为主。主。光机扫描仪光机扫描仪 用光学系统接收来自目标地物的辐射，并分成几用光学系统接收来自目标地物的辐射，并分成几个不同的光谱段，使用探测仪器把光信号转变为电信个不同的光谱段，使用探测仪器把光信号转变为电信号，同时发射信号回地面，如号，同时发射信号回地面，如MSSMSS、TMTM等。等。分为红外扫描仪和多光谱扫描仪。分为红外扫描仪和多光谱扫描仪。推帚式

2、扫描仪推帚式扫描仪 用平行排列的用平行排列的CCDCCD探测杆收集地面辐射信息，每根探测杆收集地面辐射信息，每根探测杆由探测杆由3 000/6 0003 000/6 000个个CCDCCD元件呈一字排列，负责收元件呈一字排列，负责收集某一波段的地面辐射信息，是推帚式扫描成像。集某一波段的地面辐射信息，是推帚式扫描成像。（）v雷达雷达v侧视雷达侧视雷达v合成孔径侧视雷达合成孔径侧视雷达 是指通过向目标地物发射微波并是指通过向目标地物发射微波并接受其后向辐射信号来实现对地观测接受其后向辐射信号来实现对地观测的遥感方式。主要传感器为雷达，此的遥感方式。主要传感器为雷达，此外还有微波高度计和微波散射计

3、。外还有微波高度计和微波散射计。是指通过传感器，接受来自目标地物发射是指通过传感器，接受来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计。波散射计。指像素所代表的地面范指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。体能分辨的最小单元。continued普通黑白摄影普通黑白摄影黑白红外摄影黑白红外摄影天然彩色摄影天

4、然彩色摄影彩色红外摄影彩色红外摄影 感光度高、反差适中、有较高分辨率感光度高、反差适中、有较高分辨率 感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差，各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差，即黑白差。感光材料特性曲线的直线段斜率为反即黑白差。感光材料特性曲线的直线段斜率为反差系数。差系数。遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。什么是航片什么是航片()？航片属于中心投影。航片属于中心投影。中心投影上，点的像还

5、是点，线的像还是线，面中心投影上，点的像还是点，线的像还是线，面的像还是面。的像还是面。航片的比例尺随航高而改变。航片的比例尺随航高而改变。地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。位置的变化，叫像点位移。航空像片用航空像片用来表示地物的反射率。来表示地物的反射率。曝光量（H）的对数底片的密度（D）卫星编号 项目 1,2,3 4,5,7 轨道高度 轨道倾角 运行周期 扫描宽度 重复周期 918 km 99.125 103 min/圈 185 km 18 d 705 km 98.2 98.9 min/圈 185 km 16 d 卫

6、星名称发射日期遥感数据Landsat-11972.7.23MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-21975.1.22RBV1,RBV2,RBV3Landsat-31978.3.5MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-41982.7.16RBV1,RBV2,RBV3Landsat-51984.3.1MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8Landsat-61993.10.5RBV全色波段Landsat-71999.4.15MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(与MSS4-MSS7相同)Landsat-8TM1-TM7七个波段通道号 光谱段颜色 波长范围/

7、m MSS4 绿 0.50.6 MSS5 红 0.60.7 MSS6 红近红外 0.70.8 MSS7 近红外 0.81.1 MSS8 远红外 10.412.6 TM TM数据是第二代多光谱段光学数据是第二代多光谱段光学机械机械扫描仪，是在扫描仪，是在MSSMSS基础上改进和发展而成的一基础上改进和发展而成的一种遥感器。种遥感器。TMTM采取双向扫描，提高了扫描效采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。灵敏度。ETM ETM数据是第三代推帚式扫描数据是第三代推帚式扫描仪，是在仪，是在TMTM基础上改进和发展而成基础上改进

8、和发展而成的一种遥感器。的一种遥感器。教学活动教学活动：上网查资料，了解：上网查资料，了解LandsatLandsat卫卫星的最新动态。星的最新动态。SPOT1SPOT1 3 3号卫星上携带两台号卫星上携带两台HRVHRV传感器。传感器。SPOT5 SPOT5卫星上卫星上HRGHRG（高分辨率几何装置）高分辨率几何装置）与与HRVHRV基本相同。基本相同。HRS HRS是是SPOT5SPOT5特有的一个高分辨率立体特有的一个高分辨率立体成像装置，工作波段成像装置，工作波段。IKONOS IKONOS传感器是三线阵传感器是三线阵CCDCCD推帚式成像，因此推帚式成像，因此在正常模式下，它可取得正

9、视、后视和前视推扫在正常模式下，它可取得正视、后视和前视推扫成像。成像。IKONOS IKONOS图像可以实现模量传递函数图像可以实现模量传递函数(MTF)MTF)的的补偿，为此卫星的传感器设计了进行补偿，为此卫星的传感器设计了进行MTFMTF的测量。的测量。有了这些测量值，可以对因光学和检测器等引起有了这些测量值，可以对因光学和检测器等引起的像质模糊进行补偿。的像质模糊进行补偿。IKONOS IKONOS卫星内设有卫星内设有GPSGPS天线，接收的信号被记录天线，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

10、置和量测装置，以获得相应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姿态数据。教学活动：教学活动：Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪传感器为推扫式成像扫描仪多光谱影像多光谱影像分辨率分辨率2.8 m华盛顿纪念碑华盛顿纪念碑 CBERS CBERS具有三台成像传感器：高分辨率具有三台成像传感器：高分辨率CCDCCD像机像机(CCD)CCD)、红外多谱段扫描仪红外多谱段扫描仪(IR-MSS)IR-MSS)、广广角成像仪角成像仪(WFI)WFI)。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合成孔径雷达合成孔径雷达(SAR)SAR是一套多波束合是

11、一套多波束合成孔径雷达，工作频率为成孔径雷达，工作频率为 5.3 GHz，属属C频段，频段，HH极极化。化。SAR扫描左侧地面。扫描左侧地面。它有它有5种工作模式，种工作模式，5种模种模式 的 照 射 带 分 别 为：式 的 照 射 带 分 别 为：500km,300 km,200 km,300 km与与500km，800km。地 面 分 辨 率 分 别 为地 面 分 辨 率 分 别 为28m25 m，28m25 m，9 ml0 m，30 m35 m与与55 m32 m，28m31m。地点：美国内华达州JERS 图像 PAN PAN数据运用数据运用CCDCCD推扫描方式成像，地面分推扫描方式成

12、像，地面分辨率高达辨率高达5.85.8m m，带宽带宽7070kmkm，光谱范围光谱范围0.50.50.750.75mm，具有立体成像能力和可在具有立体成像能力和可在5 5天内重复天内重复拍摄同一地区。运用其资料可以建立详细的数拍摄同一地区。运用其资料可以建立详细的数字化制图数据和数字高程模型（字化制图数据和数字高程模型（DEMDEM）。）。LISS LISS数据在可见光和近红外谱段的地面分数据在可见光和近红外谱段的地面分辨率为辨率为23.523.5m m，在短波红外谱段的分辨率为在短波红外谱段的分辨率为7070m m，带宽带宽141141kmkm，有利于研究农作物含水成分和估有利于研究农作物

13、含水成分和估算叶冠指数，并能在更小的面积上更精确地区算叶冠指数，并能在更小的面积上更精确地区分植被，也能提高专题数据的测绘精度。分植被，也能提高专题数据的测绘精度。WiFS WiFS数据是双谱段像机，用于动态监测与数据是双谱段像机，用于动态监测与自然资源管理。两个波谱段是可见光与近红外，自然资源管理。两个波谱段是可见光与近红外，地面分辨率为地面分辨率为188.3188.3m m，带宽带宽810810kmkm。它特别有它特别有利于自然资源监测和动态现象（洪水、干旱、利于自然资源监测和动态现象（洪水、干旱、森林火灾等）监测，也可用于农作物长势、种森林火灾等）监测，也可用于农作物长势、种植分类、轮种

14、、收割等方面的观察。植分类、轮种、收割等方面的观察。海洋卫星主要用于海洋温度场，海流的位置、界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，海冰的类型、密集温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。等方面的动态监测。气象卫星是广泛应用于国民经济领域和军事领域气象卫星是广泛应用于国民经济领域和军事领域的一种卫星，是太空中的自动化高级气象站。它能连的一种卫星，是太空中的

15、自动化高级气象站。它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。数据来源：中国风云气象卫星。数据来源：中国风云气象卫星。近极地太阳同步轨道。近极地太阳同步轨道。卫星上主要的遥感器是两台甚高分辨率扫描辐射计卫星上主要的遥感器是两台甚高分辨率扫描辐射计(AVHRR),每台有每台有5个通道，各通道的波长范围分别是：个通道，各通道的波长范围分别是：AVHRR1：0.580.68m，绿绿红红 AVHRR2：0.725l.lm，近红外近红外 AVHRR3：0.480.53m，蓝蓝绿绿 AVHRR4：0.530.68m，绿绿红红 AVHRR5：10.512.5m，热红

16、外热红外n AVHRR1和和2可获取白天云图及地表图像；可获取白天云图及地表图像；AVHRR3和和4可获取海洋水色和陆表图像；可获取海洋水色和陆表图像；AVHRR5可获取昼夜云可获取昼夜云图、海温和地表温度图、海温和地表温度。1）可连续对我国及周边地区的天气进行实时监测，）可连续对我国及周边地区的天气进行实时监测，较大地提高了对影响我国的各种尺度的天气系统的监测较大地提高了对影响我国的各种尺度的天气系统的监测能力，所获云图资料可填补我国西部和西亚、印度洋上能力，所获云图资料可填补我国西部和西亚、印度洋上的大范围气象资料的空白。的大范围气象资料的空白。（2）可连续监测天气变化。）可连续监测天气变

17、化。（3）其视野更广，可覆盖以我国为中心的约）其视野更广，可覆盖以我国为中心的约1亿亿km2的地球表面，即亚洲、大洋洲及非洲和欧洲的一部分。的地球表面，即亚洲、大洋洲及非洲和欧洲的一部分。观测和提供这一区域内的云图、温度、水气、风场等气观测和提供这一区域内的云图、温度、水气、风场等气象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要作用。象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要作用。FY-l-A的的AVHRR数据与美国数据与美国NOAA卫星的卫星的AVHRR很相似，可互相切换工作，互为备份。很相似，可互相切换工作，互为备份。FY-1两卫星的实时传输采用与两卫星的实时传输采用与NOAA卫星兼容的卫

18、星兼容的体制，有高分辨率图像传输体制，有高分辨率图像传输(HRPT)和和4 km分辨分辨率的自动图像传输率的自动图像传输(APT)两种。两种。参考网站：参考网站：http:/ 电子设备像底点热辐射门冷却门全孔径校正器对地传感器装配像底点换向X波段天线S波段天线Y方向速度太阳板阵列粗太阳敏感器设备孔ETM传传感感器器结结构构图图 通道通道 波段范围波段范围 /mm谱段性质谱段性质 主要应用主要应用 （1.1 1.1 kmkm分辨率）分辨率）AVHRR-1AVHRR-10.580.580.680.68黄红黄红天气预报、云边景图、冰雪探测天气预报、云边景图、冰雪探测AVHRR-2AVHRR-20.7

19、250.7251.101.10红近红红近红外短波外短波水体、冰雪、植被、草场、农作水体、冰雪、植被、草场、农作物评价物评价 AVHRR-3AVHRR-33.553.553.953.95中红外中红外海面温度、水陆分界、森林火灾、海面温度、水陆分界、森林火灾、夜间云覆盖夜间云覆盖 AVHRR-4AVHRR-410.3010.3011.3011.30 远红外远红外海面温度、云量、土壤湿度海面温度、云量、土壤湿度 AVHRR-5AVHRR-511.5011.5012.5012.50 远红外远红外成像光谱仪原理入口光学镜校正灯平行光管光学镜产生成像焦平面校正灯入口孔调制光电扫描仪调制光电扫描仪MOS-I

20、RSMOS-IRS光谱仪行摄像机光谱仪固定安置构件步进马达太阳校正反射板校正元件AVHRR数据的波段及主要应用数据的波段及主要应用NOAA-16 NOAA-16 日期日期:2003:2003年年0505月月1111日日时间时间:04:59:14(:04:59:14(UTC)UTC)（UTCUTC指国际标准时间指国际标准时间或格林尼治时间）或格林尼治时间）NOAA-17 NOAA-17 日期日期:2003:2003年年5 5年年1111日日 时间时间:01:49:15(:01:49:15(UTC)UTC)（UTCUTC指国际标准时间指国际标准时间或格林尼治时间）或格林尼治时间）NOAA-17 N

21、OAA-17 日期日期:2003:2003年年5 5月月1111日日 时间时间:00:09:45(:00:09:45(UTC)UTC)（UTCUTC指国际标准时间指国际标准时间或格林尼治时间）或格林尼治时间）时间：时间：20032003年年1 1月月1818日日地点：堪培拉地点：堪培拉NOAA AVHRR NOAA AVHRR 图像图像图像反映火灾的图像反映火灾的发生和痕迹。发生和痕迹。n雷达（Radar）意为无线电测距和定位。其工作波段都在微波范围,少数也利用其他波段。n按照雷达的工作方式可分为：成像雷达和非成像雷达。成像雷达中又可分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。n雷达是由发射机通过天线在很短的时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。n侧视雷达的天线与遥感平台的运动方向形成角度，朝向一侧或两侧倾斜安装，向侧下发射微波，接收回波信号（包括振幅、位相、极化）。n侧视雷达的分辨率可分为：距离分辨率（垂直于飞行的方向）和方位分辨率（平行于飞行的方向）。n合成孔径侧视雷达是利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达。n遥感平台在匀速前进运动中，以一定的时间间隔发射一个脉冲信号，天线在不同的位置上接收回波信号，并记录和储存下来。