1、遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS内容提要：内容提要：介绍卫星遥感技术系统，介绍卫星遥感技术系统，Landsat、SPOT 和和CBERS等陆地遥感卫星，气象卫星，以及等陆地遥感卫星，气象卫星，以及卫星遥感技术新发展。卫星遥感技术新发展。重点和难点重点和难点:各种卫星的运行特征、传感器成像方式、各种卫星的运行特征、传感器成像方式、影像的空间信息与光谱特性，高空间分辨率影像的空间信息与光谱特性，高空间分辨率和光谱分辨率遥感影像的特点。和光谱分辨率遥感影像的特点。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫
2、星遥感技术系统简介 卫星遥感技术系统大致包括卫星遥感技术系统大致包括遥感测试系统遥感测试系统、星载星载系统系统和和地面控制地面控制处理系统处理系统三个子系统。三个子系统。遥感测试系统遥感测试系统是卫星遥感系统的基础，主要进行是卫星遥感系统的基础，主要进行地物波谱和传感器波段的研究，新型传感器的研制试地物波谱和传感器波段的研究，新型传感器的研制试验，遥感数据辐射校正及综合光谱信息研究。验，遥感数据辐射校正及综合光谱信息研究。星载系统星载系统包括遥感卫星平台及传感器，是遥感信包括遥感卫星平台及传感器，是遥感信息获取的重要组成部分。息获取的重要组成部分。地面控制地面控制处理系统处理系统是整个系统的核
3、心，负责监是整个系统的核心，负责监测卫星的工作状况，及时向卫星发射各种指令，指挥测卫星的工作状况，及时向卫星发射各种指令，指挥星体和传感器的工作，并负责数据的接受和处理。星体和传感器的工作，并负责数据的接受和处理。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 遥感测试系统遥感测试系统 遥感测试系统主要进行基础理论、观测试遥感测试系统主要进行基础理论、观测试验和应用研究工作：验和应用研究工作：进行卫星和航空遥感的模拟试验；进行卫星和航空遥感的
4、模拟试验；试验遥感仪器设备的性能；试验遥感仪器设备的性能；测试研究地物波谱特性；测试研究地物波谱特性；标定、校准试验研究；标定、校准试验研究；试验和改进遥感图像分析处理技术，进行试验和改进遥感图像分析处理技术，进行解译理论和方法研究。解译理论和方法研究。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 遥感测试系统遥感测试系统遥感试验区遥感试验区 定标校准站定标校准站 用于对传感器和遥感数据进行定用于对传感器和遥感数据进行定标校准，分为几何校准站和辐射校准站两类。标校准，分为几何校准站和辐射校准站两类。普通观测站和遥测数据收集站普通观测站和遥
5、测数据收集站 人工或自动观人工或自动观测收集温度、湿度、雨量、风速等环境数据，测收集温度、湿度、雨量、风速等环境数据，直接或通过卫星发送给地面站，为遥感图像的直接或通过卫星发送给地面站，为遥感图像的分析处理和校正提供参考和依据。分析处理和校正提供参考和依据。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 星载系统星载系统 星载系统是卫星遥感的星载系统是卫星遥感的核心部件核心部件，按照控，按照控制中心的指令进行工作，主要接收来自地面各制中心的指令进行工作，主要接收来自地面各种地物的电磁辐射信息，同时收集各地面数据种地物的电磁辐射信息，同时收集
6、各地面数据收集站发送的信息，然后将这两种信息再发回收集站发送的信息，然后将这两种信息再发回地面数据接收站。星载系统主要包括地面数据接收站。星载系统主要包括平台服务平台服务系统系统和和有效载荷有效载荷两个分系统。两个分系统。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 星载系统星载系统平台服务分系统平台服务分系统 由各种控制和服务性由各种控制和服务性仪器组成，以保障星体正仪器组成，以保障星体正常运行和工作。常运行和工作。控制星体姿态控制星体姿态 通讯联系和数据管理通讯联系和数据管理 调整轨道调整轨道 监测仪器工作状态监测仪器工作状态 电源供
7、应电源供应遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 星载系统星载系统有效载荷分系统有效载荷分系统 有效载荷分系统包括传感器和其他专用设有效载荷分系统包括传感器和其他专用设备如数据传输、空间环境监测和星上数据收集备如数据传输、空间环境监测和星上数据收集等星上遥感装置，是星体的主要组成部分。等星上遥感装置，是星体的主要组成部分。数据经编码、调制、变频和功放，由天线数据经编码、调制、变频和功放，由天线发射出射频信号，在卫星经过地面站上空时，发射出射频信号，在卫星经过地面站上空时，被地面站接收。被地面站接收。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方
8、 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 地面控制地面控制处理系统处理系统 地面控制地面控制处理系统是遥感技术系统的核处理系统是遥感技术系统的核心。星体从发射时起，直到在空间连续运转，心。星体从发射时起，直到在空间连续运转，地面一直需要有庞大的系统来指挥、控制、保地面一直需要有庞大的系统来指挥、控制、保障和配合它的工作。地面系统通常由障和配合它的工作。地面系统通常由站网站网、空空间控制中心间控制中心、遥感数据处理与管理中心遥感数据处理与管理中心组成。组成。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 地面控制地面
9、控制处理系统处理系统站网站网 跟踪站跟踪站 跟踪星体，不断对星体进行观测，跟踪星体，不断对星体进行观测，将测得的卫星轨道数据及时提供给控制中心，将测得的卫星轨道数据及时提供给控制中心，以计算星体空间轨道及其变化，控制卫星的运以计算星体空间轨道及其变化，控制卫星的运行。分为固定型和流动型两种。行。分为固定型和流动型两种。接收站接收站 主要指挥和控制星体工作和接收星主要指挥和控制星体工作和接收星体传送下来的遥感图像信息及其有关数据（如体传送下来的遥感图像信息及其有关数据（如卫星姿态参数）。卫星姿态参数）。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系
10、统简介 地面控制地面控制处理系统处理系统站网站网 跟踪和数据中继卫星跟踪和数据中继卫星TDRS 为了利用有限为了利用有限的地面接收站，保证卫星数据的实时发送，启的地面接收站，保证卫星数据的实时发送，启用两颗跟踪和数据中继卫星用两颗跟踪和数据中继卫星TDRS（Tracking and Data Relay Satellite）。）。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 地面控制地面控制处理系统处理系统 空间控制中心空间控制中心 空间控制中心是卫星遥感系统的大脑，负空间控制中心是卫星遥感系统的大脑，负责监测和指挥卫星的运行，制定卫星及
11、传感器责监测和指挥卫星的运行，制定卫星及传感器的日程，控制和协调全系统的正常工作。的日程，控制和协调全系统的正常工作。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.1 8.1 卫星遥感技术系统简介卫星遥感技术系统简介 地面控制地面控制处理系统处理系统 数据处理与管理中心数据处理与管理中心简称数据资料中心，有时也叫数据处理机简称数据资料中心，有时也叫数据处理机构。目前较完善的数据资料中心是资源卫星的构。目前较完善的数据资料中心是资源卫星的数据管理系统，担负把接收站记录的视频信号数据管理系统，担负把接收站记录的视频信号加工处理成粗制和精制两种图像产品的任务。加工处理成粗制和精制两种图像产品的任务
12、。同时，还要对这些产品进行编目、制卡、编写同时，还要对这些产品进行编目、制卡、编写资料简介等工作，以便管理和提供使用。资料简介等工作，以便管理和提供使用。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 Landsat卫星原名地球资源技术卫星卫星原名地球资源技术卫星ERTS(Earth Resource Technology Satellite)，是由美，是由美国国家航空和航天局（国国家航空和航天局（NASA）发射的用来获取）发射的用来获取地球表面图像的一种遥感平台，以观察陆地环地球表面图像的一种遥感平台，以观察陆地环境和资源为主
13、。到目前为止境和资源为主。到目前为止Landsat计划已经发计划已经发射了射了7颗卫星，现在正常运行的是颗卫星，现在正常运行的是Landsat5和和Landsat7号卫星，号卫星，6号卫星因发射失败而丢失。号卫星因发射失败而丢失。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat的运行特征的运行特征准圆形、近极地轨道准圆形、近极地轨道 Landsat的轨道为近圆形轨道，与地面保持的轨道为近圆
14、形轨道，与地面保持距离相等。使卫星图像比例尺基本一致，有利距离相等。使卫星图像比例尺基本一致，有利于控制卫星姿态，使图像处理简化。于控制卫星姿态，使图像处理简化。Landsat13轨道倾角轨道倾角99.125，Landsat 4/5、7轨道倾角轨道倾角98.22，为近极地轨道。能保，为近极地轨道。能保证全球绝大部分地区都在卫星覆盖之下。证全球绝大部分地区都在卫星覆盖之下。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat的运行特征的运行特征卫星运行与太阳同步卫星运行与太阳同步 为了保证传感器在不变条件下
15、进行探测，并为了保证传感器在不变条件下进行探测，并保证卫星运行周期，要求卫星轨道与太阳同步，保证卫星运行周期，要求卫星轨道与太阳同步，即卫星轨道相对于地球的角进动，与太阳相对于即卫星轨道相对于地球的角进动，与太阳相对于地球的角进动相等，也就是卫星通过任意纬度的地球的角进动相等，也就是卫星通过任意纬度的地方时基本是不变的。要实现与太阳同步，卫星地方时基本是不变的。要实现与太阳同步，卫星运行的轨道必须西移，轨道倾角要大于运行的轨道必须西移，轨道倾角要大于90，使，使两条相邻轨道之间的距离与该运行时段内太阳由两条相邻轨道之间的距离与该运行时段内太阳由东向西移动的距离相等。东向西移动的距离相等。遥遥
16、感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat的运行特征的运行特征采用可重复中高度回归轨道采用可重复中高度回归轨道 重复周期是指卫星从某地上空开始运行，回重复周期是指卫星从某地上空开始运行，回到该地上空时所需要的天数，即对全球覆盖一遍到该地上空时所需要的天数，即对全球覆盖一遍所需的时间。所需的时间。Landsat的运行周期的运行周期98103.26分，分，每天围绕地球每天围绕地球14圈，形成圈，形成14条间隔条间隔2875km、宽度、宽度185km的条带。的条带。Landsat13的重复周期为的重复周期为
17、18天，天，Landsat47为为16天。轨道的重复回归性有利于对天。轨道的重复回归性有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。地面地物或自然现象的变化作动态监测。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat的运行特征的运行特征采用可重复中高度回归轨道采用可重复中高度回归轨道 Landsat要求对地面有较高的分辨率，同时要求对地面有较高的分辨率，同时又有较长的寿命，以便于地球资源调查与制图，又有较长的寿命，以便于地球资源调查与制图，所以采取中高度轨道（所以采取中高度轨道（5001000km）。）
18、。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat的运行特征的运行特征 Landsat系列卫星运行参数系列卫星运行参数 卫星编号 项目 Landsat13 Landsat4/5，7 轨道高度 H 915 km 705 km 轨道倾角 i 99.125 98.22 运行周期 T 103.26 min 98.9 min 长半轴 7285.438 km 7083.465 km 降交点时间(过赤道平均太阳时)t 9：42 am 9：45 am 重复周期 D 18 天(251 圈)16 天(233 圈)偏移系数
19、 d-1-7 在赤道上相邻轨道间距离 159 km 172 km 成象宽度 185 km 185 km 在赤道上相邻轨道间重叠度 26km(14%)13km(7%)遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像经纬度图像经纬度 卫星图像地理坐标的经纬度根据成像时间、卫星图像地理坐标的经纬度根据成像时间、卫星姿态和运行方向等因素，由数据处理机构通卫星姿态和运行方向等因素，由数据处理机构通过确定卫星的轨道位置在地球表面投影的方法，过确定卫星的轨道位置在地球表面投影的方法，
20、用计算机求得，注记在像幅四周，间隔为用计算机求得，注记在像幅四周，间隔为30，纬度纬度60以上地区，采用以上地区，采用1间隔。间隔。粗制图像粗制图像：用图像中心点的经纬度推算，概略坐标：用图像中心点的经纬度推算，概略坐标精制图像精制图像：在概略坐标用控制点经纠正计算后得到：在概略坐标用控制点经纠正计算后得到遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像经纬度图像经纬度 卫星图像经纬度受卫星轨道倾角及运行速度卫星图像经纬度受卫星轨道倾角及运行速度控制。由于卫星轨道倾角控
21、制。由于卫星轨道倾角99左右，因此，卫星左右，因此，卫星运行轨道与经线形成一个交角，叫运行轨道与经线形成一个交角，叫图像方位角图像方位角。赤道地区赤道地区中纬地区中纬地区北极圈地区北极圈地区NNNWESWESWES遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像获取的时间图像获取的时间 图像获取时间是指获取图像信息的地方时间，图像获取时间是指获取图像信息的地方时间，Landsat轨道是与太阳同步轨道，通过赤道的平轨道是与太阳同步轨道，通过赤道的平均太阳时为上午均太阳时为
22、上午9时时45分左右，实际上通过中纬分左右，实际上通过中纬度地区都在上午度地区都在上午910时左右。这种近乎一致的时左右。这种近乎一致的光照条件，使全球范围内相同的地物具有相似的光照条件，使全球范围内相同的地物具有相似的色调和灰度值，同时能形成立体感最强的阴影，色调和灰度值，同时能形成立体感最强的阴影，便于互相对比，进行一致的分类和识别便于互相对比，进行一致的分类和识别。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像的重叠图像的重叠 航向重叠航向重叠 图像航向重叠是图
23、像沿卫星运图像航向重叠是图像沿卫星运行方向的重叠。行方向的重叠。RBV由于由于25秒的固定的曝光时间秒的固定的曝光时间间隔，便形成了固定的间隔，便形成了固定的26公里（公里（14%）的航向重）的航向重叠区域。叠区域。MSS和和TM是连续扫描成像，相邻图像是连续扫描成像，相邻图像的航向重叠是地面处理分幅时，采用使扫描电子的航向重叠是地面处理分幅时，采用使扫描电子束分开，产生两次重复扫描，即相邻两像幅各扫束分开，产生两次重复扫描，即相邻两像幅各扫一次的方法，产生重叠影像。一次的方法，产生重叠影像。MSS航向重叠航向重叠9%，TM为为5%。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Land
24、sat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像的重叠图像的重叠 旁向重叠旁向重叠 旁向重叠是图像在相邻轨道间旁向重叠是图像在相邻轨道间的 重 叠，由 轨 道 间 距 和 成 像 宽 度 决 定。的 重 叠，由 轨 道 间 距 和 成 像 宽 度 决 定。Landsat13在赤道上的旁向重叠度在赤道上的旁向重叠度14%；Landsat4/5，7在赤道上的旁向重叠约占在赤道上的旁向重叠约占7%。因。因为地球是一个椭球体，卫星轨道在两极上空相交，为地球是一个椭球体，卫星轨道在两极上空相交，因而相邻轨道间的距离从赤道向两极逐渐缩短，因
25、而相邻轨道间的距离从赤道向两极逐渐缩短，而卫星对地面扫描宽度不变。因此，卫星图像的而卫星对地面扫描宽度不变。因此，卫星图像的旁向重叠从赤道向两极逐渐增大。旁向重叠从赤道向两极逐渐增大。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像的投影图像的投影 RBV RBV是透镜成像，属于是透镜成像，属于中心投影中心投影。MSS、TM和和ETM+扫描成像，属扫描成像，属多中多中心投影心投影，且投影中心是动态的。因卫星高度很大，且投影中心是动态的。因卫星高度很大，视场角很小，可近似
26、地看作是垂直投影，当要求视场角很小，可近似地看作是垂直投影，当要求不太严格时，可以当作地形略图使用；在较大比不太严格时，可以当作地形略图使用；在较大比例尺制图中，应考虑投影变形的影响，必须进行例尺制图中，应考虑投影变形的影响，必须进行几何纠正和投影转换。几何纠正和投影转换。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像的分辨率图像的分辨率 Mss：航高：航高920km，瞬时视场角，瞬时视场角0.086m弧度，分弧度，分辨率辨率79.12m，RBV：孔径：孔径45mm，
27、分辨率，分辨率21m。卫星编号 传感器及波段编号 地面分辨率（m）1，2 RBV：1，2，3 80 3 RBV：全色波段 40 17 MSS：4，5，6，7 80 3 MSS：8 240 4，5 TM：1，2，3，4，5，7 30 4，5 TM：6 120 7 ETM+：1，2，3，4，5，7 30 7 ETM+：6 60 7 ETM+：全色波段(Pan)15 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的空间信息图像的空间信息图像的像框扭动图像的像框扭动 185km扫描线平移方向扫描线平移方
28、向卫星前进方向卫星前进方向扭动距离扭动距离遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的光谱特性图像的光谱特性RBV Landsat1、2上的上的RBV由由3台同类型的电视摄台同类型的电视摄像机组成，分像机组成，分3个波段，波长分别为个波段，波长分别为0.475 0.575m，0.58-0.68m，0.69-0.83m，覆盖地面，覆盖地面185*185km2的区域。的区域。RBV由于发生技术故障，所由于发生技术故障，所获图像很少。获图像很少。Landsat3的的RBV用用2台宽波段台宽波段(0
29、.5050.750m）摄像机，提供分辨率）摄像机，提供分辨率40m的全色图像。的全色图像。两台仪器并列，同时获取两台仪器并列，同时获取98*98km2的相邻区域，的相邻区域，其旁向重叠其旁向重叠13km。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的光谱特性图像的光谱特性MSS MSS扫描宽度扫描宽度185km，地面分辨率，地面分辨率80m。扫。扫描镜每振动一次，有描镜每振动一次，有6条扫描线同时覆盖条扫描线同时覆盖4个光谱个光谱带，约扫地面宽带，约扫地面宽474m，扫描一张图像需，扫描一张图
30、像需390次，次，包含包含2340行扫描线，每行扫描线为行扫描线，每行扫描线为3240个像元个像元（相邻像元有（相邻像元有1213m重叠），则重叠），则MSS图像一景图像一景的总数据量约为的总数据量约为30兆字节（兆字节（3240像元像元*2340行行*4个波段），辐射分辨率分别为个波段），辐射分辨率分别为64（MSS7），），128（MSS46）级。）级。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的光谱特性图像的光谱特性MSS Landsat15、7都有都有MSS传感器，其中传感器，其中L
31、andsat3有有5个波段，其余均为可见光个波段，其余均为可见光近红外近红外4个波段。个波段。MSS4：0.50.6m，蓝绿、黄色景物一般，蓝绿、黄色景物一般呈浅色调，随着红色成分的增加而变暗。水体色呈浅色调，随着红色成分的增加而变暗。水体色调较浅，有一定的穿透能力，可测定水深（约调较浅，有一定的穿透能力，可测定水深（约10-20m）及水下地形，有利于识别水体混浊度、）及水下地形，有利于识别水体混浊度、沿岸流、沙地、沙洲等。沿岸流、沙地、沙洲等。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的光
32、谱特性图像的光谱特性MSS MSS5：0.60.7m，橙红景物一般呈浅色调，橙红景物一般呈浅色调，随着绿色成分的增加而变暗。水体色调最浅，对随着绿色成分的增加而变暗。水体色调最浅，对水体也有一定的穿透能力（约水体也有一定的穿透能力（约2m），水中泥沙），水中泥沙流反映明显，对裸露的地表、植被、土壤、岩性流反映明显，对裸露的地表、植被、土壤、岩性地层、地貌现像等可提供较丰富的信息，为可见地层、地貌现像等可提供较丰富的信息，为可见光最佳波段。光最佳波段。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像
33、的光谱特性图像的光谱特性MSS MSS6：0.70.8m；MSS7：0.81.1m；MSS6、MSS7波段相关性较大，植被为浅色波段相关性较大，植被为浅色调，水体为深色调。尤以调，水体为深色调。尤以MSS7水陆界线清晰，水陆界线清晰，对土壤含水量反映明显，对寻找地下水以及识别对土壤含水量反映明显，对寻找地下水以及识别与水有关的地质构造、隐伏构造、作物病虫害、与水有关的地质构造、隐伏构造、作物病虫害、植物生长状况、军事伪装、土壤岩石类型等很有植物生长状况、军事伪装、土壤岩石类型等很有利。利。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及
34、其影像 LandsatLandsat图像的光谱特性图像的光谱特性TM Landsat4/5采用了采用了TM传感器，是一种改进传感器，是一种改进型的多光谱扫描仪，其空间、光谱、辐射性能比型的多光谱扫描仪，其空间、光谱、辐射性能比MSS均有明显提高，数据质量与信息量大大增加。均有明显提高，数据质量与信息量大大增加。TM图像一景的总数据量为图像一景的总数据量为230兆字节。兆字节。TM的扫的扫描镜在往返两个方向进行扫描和获取数据描镜在往返两个方向进行扫描和获取数据(MSS只能单方向扫描只能单方向扫描)，降低了扫描速率，缩短停顿，降低了扫描速率，缩短停顿时间，提高测量精度，时间，提高测量精度，TM的辐
35、射分辨率提高到的辐射分辨率提高到256个量级；定位精度高于个量级；定位精度高于0.01(MSS0.7)；稳定；稳定性性104度度/秒（秒（0.01度度/秒）。秒）。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的光谱特性图像的光谱特性TM 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的光谱特性图像的光谱特性ETM+Landsat7卫星携带的传感器卫星携带的传感器ETM+是是TM的的增强型，与增强
36、型，与TM的波段、光谱特性和分辨率基本的波段、光谱特性和分辨率基本相似，主要变化有相似，主要变化有3点：点：1）增加了分辨率为）增加了分辨率为15m的全色波段的全色波段PAN（0.520.90m）。）。2）波段）波段6的分辨率由的分辨率由120m提高到提高到60m。3）辐射定标误差率小于）辐射定标误差率小于5%，比，比Landsat5提提高高1倍。倍。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的符号和注记图像的符号和注记 Landsat图像的周边有一些符号和注记，表图像的周边有一些符号和注记
37、，表明了图像的物理特性和几何特性。图像四角为四明了图像的物理特性和几何特性。图像四角为四个个“十十”字形的配准符号，四周注有经纬度，下字形的配准符号，四周注有经纬度，下方有文字、数字注记，最下方为灰标，共分为方有文字、数字注记，最下方为灰标，共分为15个灰度级。个灰度级。文字和数字注记说明了图像获取日期、位置、文字和数字注记说明了图像获取日期、位置、处理方式、波段、卫星名称等具体数字、特性和处理方式、波段、卫星名称等具体数字、特性和名称。名称。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.2 Landsat8.2 Landsat卫星及其影像卫星及其影像 LandsatLandsat图像的符号
38、和注记图像的符号和注记u配准符号配准符号：在图像四角分别有：在图像四角分别有“+”符号，是符号，是图像重叠符号，在多波段图像彩色合成时的重叠图像重叠符号，在多波段图像彩色合成时的重叠标志。对角相连两标志。对角相连两“+”，其交点就是像主点。，其交点就是像主点。u重叠符号重叠符号：左右两侧的上部和下部，有：左右两侧的上部和下部，有“T”和和“”形符号，是表示航向重叠的位置。形符号，是表示航向重叠的位置。u经纬度注记经纬度注记：经纬度注记在图像的四边。：经纬度注记在图像的四边。u灰标灰标：在图幅下部注记处有一条横列的灰标。：在图幅下部注记处有一条横列的灰标。u成像时间、条件的注记成像时间、条件的注
39、记：在图幅下面有一行注：在图幅下面有一行注记，说明成像时间、条件。记，说明成像时间、条件。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS图像的图像的符号和注记符号和注记遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 地球观测卫星地球观测卫星SPOT（Systme Probatoired observation de la Teree）是由瑞典、比利时等国）是由瑞典、比利时等国参加，法国国家空间研究中心（参加，法国国家空间研究中心（CNES）设计制）设计制造的。目前为止，已经发射了造的。目前为止，已经发射了5颗卫星，轨道特颗卫星，轨道特征基本相
40、同。征基本相同。SPOT-1、2、3卫星搭载的是两台卫星搭载的是两台高分辨传感器高分辨传感器HRV，SPOT-4、5搭载的是搭载的是HRVIR和和“植被植被”（VEGETATION）探测器，）探测器，以及立体成像装置。具有高空间分辨率和偏离天以及立体成像装置。具有高空间分辨率和偏离天底点（即倾斜观测）作业的特点。底点（即倾斜观测）作业的特点。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的轨道特征的轨道特征 SPOT卫星轨道特征与卫星轨道特征与Landsat近似，为近极地、近似，为近极地、准圆形、太阳同步、可重复、中高度
41、的轨道。准圆形、太阳同步、可重复、中高度的轨道。轨道高度 H 832 km 长半轴 7200500km 轨道倾角 i 98.7 运行周期 T 101.4min 降交点时间(过赤道平均太阳时)t 10：30am15m 重复周期 D 26 天(369 圈)偏移系数 d+5 在赤道上相邻轨道间距离 108.4 km 单台 HRV 图像幅宽 60 km 两台 HRV 图像幅宽 117km(重叠 3 km)遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的成像方式的成像方式 SPOT-13卫星上装载卫星上装载HRV仪器，为仪器，为C
42、CD器件制作的线阵列推扫式扫描仪。器件制作的线阵列推扫式扫描仪。HRV HRV的主要的主要光学特性光学特性：视 场 角视 场 角 4.1 34.1 3 ，焦 距，焦 距1.082m1.082m，孔径，孔径33cm33cm。在瞬间。在瞬间同时得到垂直于航线的一条同时得到垂直于航线的一条影像线；随着平台的向前移影像线；随着平台的向前移动，以动，以“推扫推扫”的方式获取的方式获取沿轨道的连续影像条带。沿轨道的连续影像条带。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的成像方式的成像方式 SPOT卫星上并排安卫星上并排安装两台
43、装两台HRV仪器，每台仪器，每台仪器视场宽度仪器视场宽度60km，垂，垂直成像时两者之间有直成像时两者之间有3km的重叠，因此总的视场的重叠，因此总的视场宽度为宽度为117km。赤道处相。赤道处相邻轨道间的距离约为邻轨道间的距离约为108km，垂直地面观测时，垂直地面观测时，相邻轨道间的影像约有相邻轨道间的影像约有9km的重叠。的重叠。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的成像方式的成像方式 HRV可绕卫星前进方向侧视成像，实现不可绕卫星前进方向侧视成像，实现不同轨道间的立体观测。侧视偏离垂直方向可达同轨道间的
44、立体观测。侧视偏离垂直方向可达27，对应地面轨道左，对应地面轨道左右两侧右两侧450 km的范围。的范围。侧视角度间隔为侧视角度间隔为0.6，这样在邻近的许多轨道间这样在邻近的许多轨道间都可以获取立体影像，进都可以获取立体影像，进行立体量测。行立体量测。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS纬度纬度 0 30 45 60 获取立体像对的次数（获取立体像对的次数（26天内）天内）10142644以以双星双星模式获取立体像对模式获取立体像对的次数（的次数（1天内）天内）1310158.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的成像方式的成像方式 在赤道附近，在
45、赤道附近，7条轨道间可进行立体观测。条轨道间可进行立体观测。由于轨道的偏移系数为由于轨道的偏移系数为5，第一次立体观测要到，第一次立体观测要到第第6天实现；随着纬度增加，轨道间距变小，重天实现；随着纬度增加，轨道间距变小，重复观测的机会增多。复观测的机会增多。不同纬度区域任意点获取立体像对的理论值不同纬度区域任意点获取立体像对的理论值遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的影像特征的影像特征SPOT13 SPOT13卫星上的传感器卫星上的传感器HRV分成两种形分成两种形式，多光谱（式，多光谱（XS）HRV和全色（
46、和全色（PA）HRV。多。多光谱光谱HRV每个波段由每个波段由3000个个CCD元件组成，每元件组成，每个像元相对地面上个像元相对地面上20m*20m，灰度量化等级，灰度量化等级8bit；全色全色HRV用用6000个个CCD元件组成一行，每个像元件组成一行，每个像元对应地面大小元对应地面大小10m*10m，灰度量化等级，灰度量化等级6bit。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的影像特征的影像特征SPOT13卫星的空间、光谱特性卫星的空间、光谱特性成像方式成像方式全色全色PA多光谱多光谱XS地面分辨率地面分辨率
47、10m20m成像波段成像波段1个波段个波段3个波段个波段0.510.73m0.500.59m,0.610.68m,0.790.89m视场宽度视场宽度(垂直垂直观测时观测时)60km星上数据压缩星上数据压缩无无DPCM(3/4)遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的影像特征的影像特征SPOT13 XS1：为绿波段。波段中心位于叶绿素反射：为绿波段。波段中心位于叶绿素反射曲线最大值，即曲线最大值，即0.55m处；对于水体混浊度评处；对于水体混浊度评价以及水深价以及水深10-20m以内的干净水体的调查是十以内的干净水
48、体的调查是十分有用的。分有用的。XS2：为红波段。位于叶绿素吸收带，受大：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。被、土壤、岩性、地层、地貌现象等。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的影像特征的影像特征SPOT13 XS3：为近红外波段。能够很好地穿透大气：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，水体表层。在该波段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。现的非常黑。PA：全色波段
49、。地面分辨率较高，为：全色波段。地面分辨率较高，为10m。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的影像特征的影像特征SPOT4 HRVIR是是HRV的改进型：的改进型：1）增加了）增加了1个波长个波长1.581.75m,地面分辨率地面分辨率为为20m的的近红外波段（近红外波段（SWIR），），对水分、植被对水分、植被比较敏感，常用于土壤含水量监测、植被长势比较敏感，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；特征也有较强的突
50、显效应；2）原）原10m分辨率的全色通道改为分辨率的全色通道改为0.61 0.68m的的红色通道红色通道。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS8.3 SPOT8.3 SPOT卫星及其影像卫星及其影像 SPOT SPOT的影像特征的影像特征SPOT4 “植被植被”（VEGETATION）传感器）传感器是一个是一个高辐射分辨率、高辐射分辨率、1km的低空间分辨率和扫描宽度的低空间分辨率和扫描宽度约约2250km的宽视场扫描仪，其中有的宽视场扫描仪，其中有3个波段与个波段与HRVIR的的2、3和近红外一致，主要用于监测全和近红外一致，主要用于监测全球耕地、森林和草地的状态，红和近红外波段球耕
