遥感原理与应用1-2章.ppt

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1、前言：教学目标,掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统。掌握遥感数据的基本处理方法掌握常用遥感数据的特征和应用、信息提取的方法。掌握有关软件的基本操作(ENVI、ERDAS、PCI),前言：教学主要内容,第一章：概 论：（2学时）第二章：电磁波及遥感物理基础（2学时）第三章：遥感平台（2学时）第四章：遥感传感器（2学时）第五章：遥感图像处理（10学时）第六章：遥感图像判读（4学时）第七章：遥感图像自动识别分类（6学时）第八章：遥感技术的应用（4学时）,前言：参考书目,梅安新等.遥感导论.北京：高等教育出版社彭望琭等.遥感概论.北京：高等教育出版社胡章毓晋，数字图像处理。清华大学出版社

2、武汉大学孙家抦老师的精品课程,第一章 概论,本章提要()1 遥感绪论 2 遥感概念和遥感数据 3 遥感的特性 4 遥感平台 5 遥感数据的类型 6 遥感数据的应用领域 7 遥感的发展简况,本章主要介绍遥感概念、遥感的特点、遥感数据、遥感数据类型、遥感数据的应用以及遥感技术的发展。,遥感技术是20世纪60年代发展起来的一门综合性探测技术。遥感技术与现代物理学、空间技术、计算机技术、数学和地理学密切相关。遥感是以物理手段，数学方法和地学分析为基础的综合性应用科学遥感技术已广泛应用于各种领域，成为地球环境资源的调查和规划不可缺少的有效手段。,1 遥感绪论,返回,下一节,看几幅遥感图像,遥感(Remo

3、te Sensing)概念 广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。遥感定义：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参数，通过传输，变换，处理，提取有用的信息，实现研究地物形状、位置、性质、变化及与环境的相互关系的一门现代应用科学,2 遥感概念和遥感数据,To be continued,遥感数据（遥感数据获取示图）太阳辐射经过大气层到达地面，一部分与地面发生作用后反射，再次经过大气层，到达传感器。传感器将这部分能量记录下来，传回地面，即为遥感数据（遥感数据示例）。,2 遥感概念和遥感数据,返回,本节结束,下一节,3 遥

4、感系统,返回,下一节,3 遥感系统,3 遥感系统-信息源,3 遥感系统-信息获取,3 遥感系统-传输与接收,3 遥感系统-图像处理,遥感的特点视域范围大，具有宏观特性()。光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围()。周期性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测()。多源性：多平台、多时相、多波段(多尺度),4 遥感的特性,航空与航天飞行器运行快、周期短，可获得多时相数据。例如Landsat 5每天环绕地球14.5圈，覆盖地球一遍所需时间仅16天，而气象卫星的周期更短（1天或半天）。,由于探测距离远，传感器所获得的地面影像覆盖的空间范围较大。以美国陆地卫星5号（Lan

5、dsat 5）为例，它距离地表的高度是705.3 km，对地球表面的扫描宽度是185 km，一幅TM图像可以全部覆盖我国海南岛大小的面积。,目前用于遥感的电磁波段有紫外线、可见光、红外线和微波。,To be continued,遥感的特点时效性()。数据的综合性和可比性()。经济性()。局限性()。,遥感探测可以在短时间内对同一地区进行重复探测，监测地球上许多事物的动态变化。一般地球资源卫星89天可重复一次，气象卫星每天两次，而传统的地面调查需要花费大量的人力和物力，且周期很长。因此，遥感方法具有很好的时效性。遥感在天气预报、火灾和水灾监测以及军事行动等领域的应用，反映了遥感方法的时效性优势。

6、,遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然、人文信息，客观地记录了地面的实际状况，数据综合性很强。同时，不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据，均具有可比性。,从投入的费用与所获取的效益看，遥感与传统的方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。如Landsat卫星的投入与效益比估计为1:80。,信息提取方法不能满足遥感快速发展的要求。数据的挖掘技术不完善，使得大量的遥感数据无法有效利用。(5%的利用率）,返回,下一节,4 遥感的特性,遥感平台是装载传感器的运载工具,按高度分为：地面平台：为航空和航天遥感

7、作校准和辅助工作。航空平台：80 km以下的平台，包括飞机和气球。航天平台：80 km以上的平台，包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机。人造地球卫星的类型：低高度、短寿命卫星：150350 km，用于军事。中高度、长寿命卫星：3501800 km，地球资源。高高度、长寿命卫星：约3600 km，通信和气象。,5 遥感平台,返回,下一节,本节结束,按平台分 地面遥感、航空遥感、航天遥感数据。按电磁波段分 可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据等。按传感器的工作方式分 主动遥感、被动遥感数据。,6 遥感数据的类型,6 遥感数据的类型,灾害频繁资源耗失环境污染生态破坏环境变化实时

8、监测灾害预报及时准确资源探测 完整可靠,人类及其生存的地球正面临严峻的挑战,遥感是解决上述问题的基础,7 遥感数据的应用,林火与生态,遥感信息技术成为支撑军事信息化作战，夺取战场信息优势，解决制约我军联合作战和精确打击瓶颈问题的重要技术手段,7 遥感数据的应用,国家信息基础设施（NII）国家空间信息基础设施（NSII）,社会信息化空间信息服务体系,遥感信息技术广泛用于国土资源规划与管理、城市发展、智能化交通等领域，将形成新的信息产业链，成为国民经济的重要增长点，保障经济和社会的可持续发展,7 遥感数据的应用,Dynamic Monitoring of Land Use by RS Data土地

9、利用与动态监测,Original TM image,1998,Rectification,Rectified TM image,1998,Fused image 1999,Rectified SPOT image 1999,Fused image 98+99,Change detection,Interpretation result,Statistical table,7 遥感数据的应用,农业应用（精准农业）：农作物的识别和品种划分左:日本长野县盐尻市南部农作物的识别结果 紫-水稻,黄-葡萄,绿-梨,蓝-大豆右:长野市西北部农作物的识别结果 黄-苹果,蓝-水稻下:葡萄的相对长势，红色区长势相

10、对较好,High,Low,PHI在日本,高光谱遥感用于农业信息提取和长势监测,1962年在美国密歇根大学召开的第一次国际环境遥感讨论会上，美国海军研究局的Eretyn Pruitt（伊普鲁伊特）首次提出“Remote Sensing”一词，会后被普遍采用至今。,8 遥感的发展简况(一),To be continued,1972年美国陆地卫星Landset（遥感专用卫星）多光谱、数字影像；遥感技术第一个里程碑1982年美国发射陆地卫星4号（Landset-4）4个波段 7个波段；80m 30m1986年法国发射SPOT卫星（第二代遥感卫星）空间分辨率提高到10m直至2.5m1999年以后第三代遥

11、感卫星（高光谱、高分辨率）Ikonos1m；quickbird0.61m（0.15m）;,8 遥感的发展简况(二),8 遥感的发展简况(三),8 遥感的发展简况(三),8 遥感的发展简况(三),8 遥感的发展简况(三),8 遥感的发展简况(三),8 遥感发展中存在的问题及解决方法,一、遥感发展中存在的问题1）遥感的时效性：实时检测与处理能力不足，尚未充分体现。2）遥感定量反演：图象的自动识别，专题信息提取，遥感定量反演地学参数的能力和精度，不能达到实用要求。3）适用性限制：,8 遥感发展中存在的问题及解决方法,二、原因 1）遥感技术本身的局限性。遥感传感器的定标（输出值与实际地物辐射亮度的定量

12、关系）遥感数据的定位遥感传感器的分辨力遥感数据处理的局限性,8 遥感发展中存在的问题及解决方法,二、原因 2）认识上的局限性。人们对遥感成像以及传输机理、影象特征、地学规律的认识随着遥感及各学科的发展而逐步深化的。在分析遥感数据时，在很多时候需要做出假设，这个假设和实际之间有一定的差距。,8 遥感发展中存在的问题及解决方法,三、解决方法 改善数据质量，提高获取数据的分辨力获取多角度多类型数据高精度定位完善数据处理分析方法和手段，提高数据的时效性和精度遥感定量反演,遥感数据获取原理,BACK,什么是传感器？,传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统的核心。传感器一般由信息收集

13、、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。,BACK,第二章 电磁波与遥感物理基础,本章提要()1 电磁波及电磁波谱 2 发射辐射 3 反射辐射 4 地物波谱特性的测定,本章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、地物的热辐射等。,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、相位等。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 电磁波及电磁波谱,To be continued,遥感图像是

14、电磁辐射与地表相互作用的一种记录。,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 电磁波及电磁波谱,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。,1 电磁波及电磁波

15、谱,遥感所用的波段,2 物体的发射辐射,不同辐射源可以向外辐射不同强度和不同波长的辐射能量，利用遥感手段探测物体，实际上是对物体辐射能量的测定与分析。,常用电磁辐射度量1、辐射能量（Q）：以电磁波形式向外传送能量，单位为焦。2、辐射通量()：单位时间内，通过某一表面的辐射能量。3、辐射通量密度（W）:单位时间，单位面积辐射处的能量。4、辐射照度（E）:单位时间，单位面积接收的辐射能量。,2 物体的发射辐射,5/14,黑体：对任何波长的电磁辐射都全部吸收，它也是完全的辐射体。吸收率=1白体、反射率=1。,普朗克辐射定律：,黑体辐射波谱曲线：,一、黑体辐射,2 物体的发射辐射,特性3：每根曲线彼此

16、不相交，故温度越高所有波长上的辐射通量密度也越大,6/14,黑体的波谱辐射曲线特性,特性1：总辐射通量密度与温度T的4次方成正比,特性2：峰值波长随温度的增加向短波方向移动,选最佳波段,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()：,二、太阳辐射,太阳光谱是连续的，和绝对黑体的辐射特性基本一致。大气层外相当于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38%，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

17、紫外、可见光、近红外和中红外（稳定）；其他波段能量小，变化大。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。,三、大气对辐射的影响,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,六、辐射传输方程,一、太阳辐射与地表的相互作用(),3 地物的反射辐射,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

18、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以上的热红外区段。,二、反射类别漫反射()镜面反射()方向反射(),3 地物的反射辐射,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。,由于地表起伏，在某个方向上反射最强烈。,从空间对地面观察时，对于平面地区，并且

19、地面物体均匀分布，可以看成漫反射。对于地形起伏和地面结构复杂地区，为方向反射。,三、地物的反射率(),3 地物的反射辐射,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。表面粗糙、颜色暗，发射率高，反之发射率低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。如：绿色植物呈现绿色。地物有反射光谱曲线。,四、地物的反射光谱特性曲线,3 地物的反射辐射,1、定义 反射光谱特性曲线是某物体的反射率（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。

20、,3 地物的反射辐射,2、特点 各种物体由于其结构和组成成分不同，反射光谱特性是不同的。即：各种物体的反射特性曲线的形状是不一样的，即便是在某波段相似，甚至一样，但在另外的波段还是有很大的区别的。这个特点的告诉我们什么？用多波段进行地物探测,3 地物的反射辐射,3、作用不同地物在不同波段有不同的反射率，使其成为判读或分类的影像的物理基础。研究遥感成像机理 选择遥感仪器最佳探测波段 专题信息提取,4、典型地物的光谱曲线 植被光谱曲线 城市道路和建筑物的光谱特性 土壤光谱曲线 水体光谱曲线 岩石光谱曲线,3 地物的反射辐射,植被光谱曲线,3 地物的反射辐射,影响植被光谱曲线的因素：植物类型、植被生

21、长季节、植被生长状态（病虫害）,3 地物的反射辐射,土壤光谱曲线,3 地物的反射辐射,5、影响地物光谱反射率变化的因素 太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况、随机因素,3 地物的反射辐射,地物光谱反射率如何测定？,1、地物波谱，地物光谱 地物所具有的电磁波特性（发射辐射或反射辐射）。遥感图像中灰度与色调的变化是遥感图像所对应的地面范围内电磁波谱特性的反映。遥感图像的三大信息内容：波谱信息、空间信息、时间信息中波谱信息用得最多。,4 地物波谱特性的测定,2、地物波谱测定意义选择遥感波段、设计传感器的依据它是选择合适的飞行时间和飞行方向的基础

22、资料遥感图像处理基本前提，是人工判读以及自动分类的基础。,4 地物波谱特性的测定,3、地物波谱测定原理用光谱测定仪（置于不同波长）分别探测地物和标准板，测量地物对每个波段的反射率。其反射率的变化规律即为该地物的波谱特性。4、测定地物反射波谱特性的仪器分为分光光度计、光谱仪、摄谱仪等。仪器由收集器、分光器、探测器和显示或记录器组成。,4 地物波谱特性的测定,5、地物波谱测定过程,4 地物波谱特性的测定,5、地物波谱测定过程,4 地物波谱特性的测定,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

23、辐射波长，有热感，又叫热红外。超远红外：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

24、透射能力，而有些物体如水，对一定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O

25、2、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，造成影像黯淡。,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，增加了噪声，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

26、生在可见光区。大气发生的散射主要有三种：瑞利散射：d,大气的散射作用,瑞利散射强度与波长的四次方成反比。解释晴朗的天空为什么是蓝色？红光比蓝光波长要长大气中的瑞利散射对可见光影响较大，而对红外的影响很小，对微波基本没有影响，微波具有穿透云雾的能力天空有云层或雨层时呈现白色，属于均匀散射。阴天不利于可见光遥感,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。,大气窗口,大气窗口,大气窗口,常用窗口0.30-1.15m。主要是反映地物对太阳光的反射。通常采

27、用摄影或扫描的方式在白天感测、收集目标信息成像。1.3-2.5m大气窗口白天夜间都可应用，是以扫描的成像方式感测、收集目标信息，主要应用于地质遥感。3.55.0m大气窗口，包含地物反射及发射光谱，用来探测高温目标。,大气窗口,8-14m热（远）红外窗口，属于地物的发射波谱，是常温下地物热辐射能量最集中的波段，所探测的信息主要反映地物的发射率及温度。1.0mm-1m微波窗口，分为毫米波、厘米波、分米波。1-1.8投射率35-40%。2-5mm（50-70%）；8-1000mm（100%）。能透过云层、植被、一定厚度的冰和土壤,BACK,六、辐射传输方程,六、辐射传输方程,BACK,微波的波段划分

28、,BACK,第三章 遥感平台,本章提要()遥感平台的种类 陆地卫星及轨道特征,1 遥感平台的种类,4,地面平台、航空平台、航天平台,1 遥感平台的种类,1 遥感平台的种类,1 遥感平台的种类,2 卫星轨道,2 卫星轨道,2 卫星轨道,2 卫星轨道,2 卫星轨道,3 陆地卫星(),一、Landsat数据 二、SPOT数据 三、IKONOS数据 四、QUICKBIRD数据 五、CBERS数据 六、JERS数据 七、IRS数据,以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星。目前，主要的陆地资源卫星有：（1）美国陆地卫星(Landsat)；（2）法国陆地观测卫星(SPOT)；（3）欧空局地球资源卫星(ER

29、S)；（4）俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)；（5）日本地球资源卫星(JERS)；（6）印度遥感卫星(IRS)；（7）中-巴地球资源卫星（CBERS）。,To be continued,一、Landsat数据陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，已连续31年为人类提供陆地卫星图像，共发射了7颗，产品主要有MSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫星。陆地卫星的运行特点：（1）近极地、近圆形的轨道；（2）轨道高度为700900 km；（3）运行周期为99103 min/圈；（4）轨道与太阳同步。,To be continued,3 陆地卫星(),Landsat轨道参数,To be cont

30、inued,Landsat卫星的传感器,(1)MSS：多光谱扫描仪，5个波段。(2)TM：主题绘图仪，7个波段。(3)ETM+：增强主题绘图仪，8个波段。,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,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

31、遥感器。,To be continued,Landsat参考网站,教学活动：上网查资料，了解Landsat卫星的最新动态。,结束,返回,二、SPOT数据1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”。SPOT1，1986年2月发射，至今还在运行。SPOT2，1990年1月发射，至今还在运行。SPOT3，1993年9月发射，1997年11月14日停止运行。SPOT4，1998年3月发射，至今还在运行。SPOT5,2002年5月4日凌晨当地时间1时31分，在法属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜4号火箭运

32、载成功发射。中等高度（832 km)圆形近极地太阳同步轨道。主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪（HRV，HRG），VEGETATION，HRS。,To be continued,3 陆地卫星(),SPOT卫星的轨道参数,To be continued,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,SPOT参考

33、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,三、IKONOS数据自从l994年3月lO日美国克林顿政府颁布关于商业遥感数据销售新政策以来，解禁了过去不准101 m级分辨率图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发展起来。美国空间成像公司(Space-Imaging)的IKONOS卫星是最早获得许可之一。经过5年的努力，于1999年9月24日空间成像公司率先将IKONOS-2高分辨率(全色1 m，多光谱4 m)卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。,To be continued,3 陆地卫星(),具有太阳同步轨道，倾角为98.1。设计高度681km(赤道上)，轨

34、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,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

35、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，

36、以获得相应姿态数据。,To be continued,四、QuickBird数据美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于2001年10月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,3 陆地卫星(),QuickBird数据的光谱段,Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪,To be continued,五、CBERS数据特点数据来源：中巴地球资源卫星。太阳

37、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,3 陆地卫星(),CBERS数据,CBERS计划是中国和巴西为研制遥感卫星合作进行的一项计划。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

38、-2。卫星设计寿命为2年。三台成像传感器为：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的CCD光谱段,高分辨率CCD像机具有与陆地卫星的TM类似的几个谱段(5个谱段)，其星下点分辨率为19.5m，高于TM；覆盖宽度为113 km。B1:0.450.52m，蓝。B2:0.520.59m，绿。B3:0.630.69m，红。B4:0.770.89m，近红外。B5:0.510.73m，全

39、波段。,To be continued,CBERS的IRMSS光谱段,红外多光谱扫描仪IRMSS(4个谱段)，覆盖宽度为119.5 km。B6:0.501.10m，蓝绿近红外,分辨率77.8 m。B7:1.551.75m，近红外相当于TM5,分辨率为77.8 m。B8:2.082.35m，近红外相当于TM7,分辨率为77.8 m。B9:10.412.5m，热红外相当于TM6,分辨率为156 m。,To be continued,CBERS的WFI光谱段,广角成像仪WFI(2个谱段)，覆盖宽度890 km。B10:0.630.69m，红,分辨率为256 m。B11:0.770.89m，近红外,分

40、辨率为256 m。,To be continued,六、JERS数据数据来源：日本地球资源卫星。近圆形、近极地、太阳同步、中等高度轨道。是一颗将光学传感器和合成孔径雷达系统置于同一平台上的卫星，主要用途是观测地球陆域，进行地学研究等。共有3台遥感器：可见光近红外辐射计（VNR）、短波红外辐射（SWIR）、合成孔径雷达（SAR）。,To be continued,3 陆地卫星(),JERS-1 SAR传感器,合成孔径雷达(SAR)SAR是一套多波束合成孔径雷达，工作频率为 5.3 GHz，属C频段，HH极化。SAR扫描左侧地面。它有5种工作模式，5种模式的照射带分别为：500km,300 km,

41、200 km,300 km与500km，800km。地面分辨率分别为28m25 m，28m25 m，9 ml0 m，30 m35 m与55 m32 m，28m31m。,To be continued,七、IRS数据及特点数据来源：印度遥感卫星1号。太阳同步极地轨道。该卫星载有三种传感器：全色像机（PAN）（）；线性成像自扫描仪（LISS）（）；广域传感器（WiFS）（）。,PAN数据运用CCD推扫描方式成像，地面分辨率高达5.8m，带宽70km，光谱范围0.50.75m，具有立体成像能力和可在5天内重复拍摄同一地区。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（DEM）。,LISS数据

42、在可见光和近红外谱段的地面分辨率为23.5m，在短波红外谱段的分辨率为70m，带宽141km，有利于研究农作物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分植被，也能提高专题数据的测绘精度。,WiFS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，地面分辨率为188.3m，带宽810km。它特别有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、种植分类、轮种、收割等方面的观察。,To be continued,3 陆地卫星(),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，水团的温度、盐度、颜色

43、、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、海洋净化等方面的动态监测。,4 海洋卫星数据(),SEASAT数据 MOS数据 ERS 数据 RADARSAT数据,To be continued,SEASAT数据,数据来源：美国海洋卫星。近极地近圆形太阳同步轨道。卫星载有5种传感器，其中3种是成像传感器。这3种成像传感器是合成孔径侧视雷达(SAR-A)、多通道微波扫描辐射计(SNMR)和可见光-红外辐射计(VIR)。,To be continued,MOS数据,数据来源：日本海洋观测卫星。近圆形近极地太阳同步轨道。卫星载有3种遥感器，多谱段电子自扫描辐射计(MESSR)、可

44、见光-热红外辐射计(VTIR)和微波辐射计(MSR)。MOS传感器结构图。,To be continued,ERS 数据,数据来源：欧洲遥感卫星。圆形极地太阳同步轨道。雷达地面分辨率可达30 m。主要用于海洋学、冰川学、海冰制图、海洋污染监测、船舶定位、导航，水准面测量、岸洋岩石圈的地球物理及地球固体潮和土地利用制图等领域。,To be continued,RADARSAT数据,数据来源：加拿大遥感卫星。圆形近极地太阳同步轨道。携带的成像遥感器有合成孔径雷达(SAR)、多谱段扫描仪、高分辨率辐射计(AVHRR)，非成像遥感器有散射计。,本节结束,返回,下一节,5 气象卫星数据(),气象卫星是广

45、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。它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。,NOAA卫星系列（美国）GMS气象卫星系列（日本）FY气象卫星系列（中国）,To be continued,NOAA卫星,数据来源：美国气象卫星。近圆形太阳同步轨道。卫星携带的环境监测遥感器主要有改进型甚高分辨率辐射计(AVHRR)和泰罗斯业务垂直观测系统(TOVS)。NOAA图像。参考网站:,To be continued,GMS气象卫星,数据来源：日本葵花气象卫星。地球卫星同步轨道。星上载有可见光-红外自旋扫描辐射计(成像)和空间环境监测仪。可提供：全景圆形图像、日本邻区局

46、部放大图像、分割圆形为7扇形图像，极地立体投影图像、墨卡托投影图像。各种图像均有可见光、红外及等温、分层等图像。GSM图像。,To be continued,FY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。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5个通道，各通道的波长范围分别是：AVHRR1：0.580.68m，绿红 AVHRR2：0.725l.lm，近红外 AVHRR3：0.480.53m，蓝绿 AVHRR4：0.530.68m，绿红 AVHRR5：10.512.5m，热红外AVHRR1和2可获取白天云图及地表图像；AVHRR3和4可获取海洋水色和陆表

47、图像；AVHRR5可获取昼夜云图、海温和地表温度。,To be continued,FY气象卫星的用途,（1）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。（2）可连续监测天气变化。（3）其视野更广，可覆盖以我国为中心的约1亿km2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、风场等气象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要作用。,To be continued,FY气象卫星的数据特点,FY-l-A的AVHRR数据与美国NOAA卫星的

48、AVHRR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NOAA卫星兼容的体制，有高分辨率图像传输(HRPT)和4 km分辨率的自动图像传输(APT)两种。FY图像(4幅）参考网站：http:/http:/,本节结束,下一章,本章结束,返回,Landsat 卫星的TM传感器,BACK,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,CARTERRA Geo（地理的、全色和多光谱）：经过投影和地理改正，没有进行DEM改正，图像精度50 m，适合于快速浏览和分析应用。CARTERRA Reference:该产

49、品应用DEM进行了纠正，但精度较低，约25 m，适合于大区域制图、GIS底图、区域规划、区域环境监测、自然灾害评估等。CARTERRA Precision(精确、全色):使用地面控制点和DEM进行正射纠正，是精确图像，精度为4 m，能满足美国1:4 800测图要求。该产品主要提供美国州和地方政府的项目工程使用，国家基础地图的测图，地籍测量，城市规划和设计，GIS数据更新，选址等。CARTERRA Precision(精确、全色、向用户提供DEM):与前一产品基本相同，只是美国境外用户需要提供地面控制点和DEM数据进行正射纠正处理。,IKONOS图像产品,BACK,多通道微波扫描辐射计(SNMR

50、),SNMR是一种被动式成像微波遥感器。有5个微波通道，波长分别为 0.81lcm，1.43cm，1.67cm，2.81cm，4.54cm。空间分辨率为22 100 km，扫描带宽600 km，辐射分辨率达零点几K(K是绝对温度的单位)；有云时测温精度为2K，测风精度为2 ms。,BACK,可见光-红外辐射计(VIR),VIR有两个通道：0.520.73m和10.512.5m。VIR可获得可见光和热红外影像，可测海水温度等。空间分辨率为25km，带宽1900km。,BACK,多谱段电子自扫描辐射计(MESSR),MESSR数据是由CCD构成的自扫描推帚式多谱段扫描仪，简称CCD像机其地面分辨率