人教版遥感信息的获取和处理课件.ppt
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1、遥遥感感信信息息的的l第第二二节节卫卫星星运运行行轨轨道道l第第三三节节传传感感器器及及其其工工作作原原理理l第第四四节节主主要要卫卫星星系系统统第一节行的遥感平台。低于30km(对对流流层、层、平平流流层层)。包包括括低、低、中、中、高高空空飞飞机,机,以以及及飞飞艇、艇、气气球球等等。低低空,空,2 20 00 00 0m m以以下下中中空,空,2 20 00 00 0m m6 60 00 00 0m m高高空,空,6 60 00 00 0m m以以上,上,1 12 20 00 00 0m m3 30 00 00 00 0m m第一节时时间、间、区区域)域)l灵灵活活性;性;(高高度、度、
2、速速度、度、片片种)种)l高高分分辨辨率;率;l维维修修方方便。便。第一节空)空)运运行行的的平平台。台。主主要要类类型型l高高空空探探测测火火箭箭l遥遥感感卫卫星星l宇宇宙宙飞飞船船(双双子子星星座座系系列、列、阿阿波波罗罗系系列、列、天天空空实实验验室、室、礼礼炮炮号号轨轨道道站、站、和和平平号号空空间间站站等)等)l航航天天飞飞机机第一节了了美美航航天天飞飞机机可可摄摄影影方方式式获获得)得);l宏宏观观l综综合合l动动态态l快快速速l不不受受自自然、然、人人为为因因素素约约束束等。等。第一节近近距距离离测测量量地地物物的的波波谱谱信信息。息。包包括括车、车、船、船、塔塔等,等,高高度度
3、均均在在0 05 50 0 m m的的范范围围内。内。第一节细细部部特特征;征;缺缺点:点:时时间间分分辨辨率率低。低。l航航天天遥遥感:感:优优点:点:覆覆盖盖面面积积较较大,大,现现势势性性好;好;缺缺点:点:发发射射成成本本高,高,但但一一旦旦运运行,行,总总价价低。低。第二节卫二二卫卫星星轨轨道道参参数数三三卫卫星星轨轨道道类类型型四四卫卫星星姿姿态态第二节卫均均为为一一椭椭圆,圆,太太阳阳位位于于椭椭圆圆的的二二焦焦点点之之一一上。上。卫卫星星轨轨道道也也为为一一椭椭圆圆(圆圆形形轨轨道道只只是是椭椭圆圆轨轨道道的的一一个个特特例)例)。这这时时位位于于椭椭圆圆两两焦焦点点之之一一的
4、的是是地地球。球。轨轨道道离离地地最最近近的的点点叫叫近近地地点,点,反反之之为为远远地地点。点。开开普普勒勒第第二二定定律:律:行行星星的的向向径径(行行星星至至太太阳阳的的连连线)线)在在相相等等的的时时间间内内扫扫过过相相等等的的面面积。积。卫卫星星的的向向径径(卫卫星星至至地地心心的的连连线)线)也也遵遵循循这这一一规规律。律。也也就就是是说,说,卫卫星星在在离离地地近近的的地地方方经经过过时时速速度度要要快快些,些,在在离离地地远远的的地地方方运运行行的的速速度度要要慢慢些。些。第二节卫第二节卫32)(iiHRT 第二节卫星星轨轨道道远远地地点点到到椭椭圆圆轨轨道道中中心心的的距距离
5、离(2 2)轨轨道道的的形形状状决决定定于于轨轨道道的的偏偏心心率率(扁扁率)率)e e和和a ae e(a a-b)b)/a a b b为为短短半半径径当当e e 0 0时,时,轨轨道道近近似似圆圆形;形;当当e e 1 1时,时,轨轨道道呈呈长长椭椭圆圆形形(探探空)空)。第二节卫卫星的空间轨道卫星的空间轨道第二节卫两两面面的的夹夹角角为为轨轨道道面面倾倾角角i i。当当卫卫星星绕绕地地球球自自西西向向东东方方向向移移动动时,时,轨轨道道面面倾倾角角在在0 09 90 0之之间,间,;反反之之在在9 90 01 18 80 0之之间间变变动。动。当当倾倾角角为为0 0时,时,卫卫星星绕绕赤
6、赤道道运运行;行;当当倾倾角角为为9 90 0时,时,轨轨道道面面与与赤赤道道面面垂垂直,直,即即极极轨轨卫卫星。星。第二节卫与与春春分分点点向向径径之之间间的的夹夹角角l星星下下点点卫卫星星与与地地心心的的连连线线与与地地面面的的交交点点l星星下下点点轨轨迹迹同同一一轨轨道道星星下下点点的的连连线线l升升交交点点卫卫星星由由南南向向北北运运行行时,时,卫卫星星轨轨道道与与赤赤道道面面的的交交点;点;l降降交交点点卫卫星星由由北北向向南南运运行行时,时,卫卫星星轨轨道道与与赤赤道道面面的的交交点;点;l若若轨轨道道面面倾倾角角小小于于9 90 0,由由于于地地球球自自转,转,且且卫卫星星运运转
7、转方方向向与与地地球球自自转转一一致,致,则则升升交交点点西西退,退,降降交交点点东东进;进;若若轨轨道道面面倾倾角角大大于于9 90 0,则则反反之。之。第二节卫第二节卫HRGMHRR32CT第二节卫)(HRC第二节卫6024TLRa2T6024第二节卫圆形、太阳同步轨道l陆陆地地卫卫星星的的轨轨道道设设计计为为与与太太阳阳同同步步的的近近极极地地圆圆形形轨轨道,道,以以确确保保北北半半球球中中纬纬度度地地区区获获得得中中等等太太阳阳高高度度角角(2 25 5一一3 30 0)的的上上午午成成像,像,而而且且卫卫星星以以同同一一地地方方时、时、同同一一方方向向通通过过同同一一地地点,点,保保
8、证证遥遥感感观观测测条条件件的的一一致,致,利利于于图图像像的的对对比比第二节卫第二节卫第二节卫第二节卫第二节卫轨轨道道lC,倾倾斜斜轨轨道道第二节卫第二节卫切切线线方方向,向,绕绕X轴轴旋旋转转滚滚动,动,控控制制滚滚动动使使Y轴轴尽尽量量与与地地心心铅铅垂垂线线一一致,致,使使图图象象中中心心点点C和和象象底底点点N重重合,合,不不致致引引起起图图象象变变形形lY轴轴垂垂直直轨轨道道面面的的方方向,向,绕绕Y轴轴旋旋转转的的姿姿态态角角俯俯仰,仰,卫卫星星绕绕地地球球一一周周时时可可以以认认为为Y轴轴无无转转动,动,以以保保持持扫扫描描宽宽度度稳稳定。定。在在陆陆地地卫卫星星太太阳阳同同步
9、步轨轨道道中,中,Y轴轴一一年年向向东东旋旋转转360,以以保保持持太太阳阳高高度度角角一一致致第二节卫XY平平面面的,的,绕绕Z轴轴旋旋转转的的姿姿态态角角航航偏。偏。卫卫星星绕绕地地球球运运行行时,时,Z轴轴必必须须自自转,转,其其自自转转方方向向与与卫卫星星运运转转方方向向相相同,同,自自转转周周期期等等于于卫卫星星绕绕地地球球运运转转周周期。期。如如卫卫星星在在Z轴轴方方向向不不能能精精确确定定向,向,观观察察台台有有可可能能全全部部对对准准太太空空方方向。向。第二节卫第三节传感器器器二二扫扫描描类类型型传传感感器器三三微微波波成成像像类类型型传传感感器器第三节传感器 辐射信息辐射信息
10、 收集器收集器 探测器探测器 处理器处理器 输出器输出器第三节传感器第三节传感器l缝缝隙隙摄摄影影机机l全全景景摄摄影影机机l多多光光谱谱摄摄影影机机第三节传感器镜镜和和探探测测器器感感光光胶胶片片组组成,成,另另外外还还需需有有暗暗盒、盒、快快门、门、光光栏、栏、机机械械传传动动装装置置等。等。l曝曝光光后后的的底底片片上上只只有有一一个个潜潜像,像,须须经经摄摄影影处处理理后后才才能能显显示示出出影影像像来。来。第三节传感器幅:幅:2323cm,焦焦距:距:88、152、304mm分分辨辨率:率:70线线对对/mm最最大大畸畸变变差:差:10、3、4 mlRMK A15/23象象幅:幅:2
11、323cm,焦焦距:距:152mm最最大大畸畸变变差差:5 m暗暗盒盒容容量:量:120m第三节传感器影影机机焦焦距距为为305.128mm,像像幅幅为为2323cm,标标称称卫卫星星高高度度为为250km,影影像像比比例例尺尺为为1:820000,每每幅幅影影像像相相应应地地面面的的范范围围为为189189km。物物镜镜最最大大畸畸变变差差为为6 m。分分辨辨力力为为39线线对对mm。每每46s或或812s曝曝一一次次光。光。摄摄影影机机姿姿态态控控制制在在土土0.5以以内。内。可可摄摄取取到到纵纵向向重重叠叠为为60一一80的的立立体体像像对。对。利利用用这这种种像像片片可可测测绘绘1:5
12、0000和和1:100000比比例例尺尺的的地地形形图图和和影影像像图。图。第三节传感器飞飞机机飞飞行行中,中,使使用用大大像像幅幅摄摄影影机机对对地地面面进进行行摄摄影。影。整整个个摄摄影影机机系系统统由由一一个个对对地地摄摄影影机机和和一一个个恒恒星星摄摄影影机机组组成。成。l对对地地摄摄影影机机的的焦焦距距为为30.5cm,分分辨辨力力为为80线线对对mm,像像幅幅为为2346cm,航航高高为为225km处处时,时,影影像像比比例例尺尺为为1:738000,像像幅幅在在地地面面上上的的尺尺寸寸为为170km340km。设设置置恒恒星星摄摄影影机机的的目目的的是是为为了了测测定定对对地地摄
13、摄影影机机摄摄影影时时的的姿姿态态角,角,测测定定的的精精度度可可达达土土5”。航航天天飞飞机机姿姿态态的的控控制制精精度度也也在在0.5以以内。内。第三节传感器第三节传感器第三节传感器影影机。机。l在在飞飞机机或或卫卫星星上,上,摄摄影影瞬瞬间间所所获获取取的的影影像,像,是是与与航航向向垂垂直,直,且且与与缝缝隙隙等等宽宽的的一一条条地地面面影影像。像。l在在摄摄影影机机焦焦面面前前方方放放置置一一开开缝缝的的挡挡板,板,将将缝缝隙隙外外的的影影像像全全挡挡去。去。当当飞飞机机或或卫卫星星向向前前飞飞行行时,时,摄摄影影机机焦焦平平面面上上与与飞飞行行方方向向成成垂垂直直的的狭狭缝缝中中的
14、的影影像,像,也也连连续续变变化。化。l如如果果摄摄影影机机内内的的胶胶片片也也不不断断地地进进行行卷卷绕,绕,且且其其速速度度与与地地面面在在缝缝隙隙中中的的影影像像移移动动速速度度相相同,同,就就能能得得到到连连续续的的条条带带状状的的航航带带摄摄影影负负片。片。第三节传感器第三节传感器方方向向设设置置一一狭狭缝,缝,并并随随物物镜镜作作垂垂直直航航线线方方向向扫扫描,描,得得到到一一幅幅扫扫描描成成的的影影像像图,图,因因此此又又称称扫扫描描像像机,机,又又由由于于物物镜镜摆摆动动的的幅幅面面很很大,大,能能将将航航线线两两边边的的地地平平线线内内的的影影像像都都摄摄入入底底片。片。第三
15、节传感器第三节传感器同同一一地地区,区,在在同同一一瞬瞬间间摄摄取取多多个个波波段段影影像像的的摄摄影影机。机。l采采用用多多光光谱谱摄摄影影的的目目的,的,是是充充分分利利用用地地物物在在不不同同光光谱谱区,区,有有不不同同的的反反射射特特征,征,来来增增加加获获取取目目标标的的信信息息量,量,以以便便提提高高影影像像的的判判读读和和识识别别能能力力l包括:多多镜镜头头型型多多光光谱谱摄摄影影机机 单单镜镜头头分分光光束束多多光光谱谱摄摄影影机机第三节传感器多多光光谱谱摄摄影影机,机,是是由由多多个个物物镜镜构构成成的的摄摄影影机。机。l有有时时直直接接将将多多个个单单镜镜头头摄摄影影机机组
16、组合合在在一一起起构构成成多多光光谱谱摄摄影影机。机。l这这种种摄摄影影机机要要实实现现多多光光谱谱摄摄影,影,还还必必须须选选配配相相应应的的滤滤光光片片与与不不同同光光谱谱感感光光特特性性的的胶胶片片组组合,合,使使各各镜镜头头在在底底片片上上成成像像的的光光谱,谱,限限制制在在规规定定的的各各自自的的波波区区内。内。第三节传感器须须做做到到以以下下几几点:点:(1)快快门门的的同同步步性性要要好;好;(2)各各物物镜镜的的光光轴轴必必须须严严格格平平行;行;(3)由由于于不不同同波波长长的的光,光,聚聚焦焦后后的的实实际际焦焦面面位位置置不不同,同,须须校校正正像像机机使使各各承承像像面
17、面在在成成像像最最清清晰晰的的位位置置上。上。(4)由由于于不不同同波波区区的的光光照照度度不不同,同,再再加加上上胶胶片片的的光光谱谱感感光光度度不不同,同,因因此此各各波波段段的的最最佳佳光光谱谱曝曝光光时时间间须须经经试试验验后后确确定。定。第三节传感器焦焦距:距:100mm;相相对对孔孔径:径:1:45光光圈圈范范围:围:1/31/16;快快门门速速度:度:1/50,1/100,1/200胶胶片片宽宽度:度:70mm;象象幅幅尺尺寸:寸:5757mm;分分辨辨率:率:中中心心约约4550线线对对/毫毫米,米,边边缘缘35线线对对/毫毫米米重重叠叠率:率:60%,30%;摄摄影影周周期:
18、期:最最小小3秒秒波波段段数:数:4个个1)蓝蓝光光波波段:段:0.40.5 m2)绿绿光光波波段:段:0.50.6 m3)红红光光波波段:段:0.60.7 m4)近近红红外外波波段:段:0.70.9 m第三节传感器第三节传感器第三节传感器第三节传感器物物镜镜后后面面加加进进一一些些分分光光装装置,置,使使光光束束分分离离第三节传感器法法是是利利用用响响应应不不同同波波段段的的多多感感光光层层胶胶片片进进行行多多光光谱谱摄摄影。影。胶胶片片经经摄摄影影处处理理后,后,得得到到的的是是一一张张合合成成了了的的多多光光谱谱像像片。片。这这就就是是彩彩色色摄摄影影和和红红外外彩彩色色摄摄影。影。第三
19、节传感器传传感感器器是是逐逐点点逐逐行行地地以以时时序序方方式式获获取取二二维维图图像,像,有有两两种种主主要要的的形形式,式,一一是是对对物物面面扫扫描描的的成成像像仪,仪,它它的的特特点点是是对对地地面面直直接接扫扫描描成成像,像,这这类类仪仪器器如如红红外外扫扫描描仪、仪、多多光光谱谱扫扫描描仪、仪、成成像像光光谱谱仪、仪、自自旋旋和和步步进进式式成成像像仪仪及及多多频频段段频频谱谱仪仪等;等;二二是是瞬瞬间间在在像像面面上上先先形形成成一一条条线线图图像,像,甚甚至至是是一一幅幅二二维维影影像,像,然然后后对对影影像像进进行行扫扫描描成成像,像,这这类类仪仪器器有有线线阵阵列列CCD推
20、推扫扫式式成成像像仪,仪,电电视视摄摄像像机机等。等。第三节传感器仪仪 结结构构一一个个旋旋转转扫扫描描镜,镜,一一个个反反射射镜镜系系统,统,一一个个探探测测器,器,一一个个制制冷冷设设备,备,一一个个电电子子处处理理装装置置和和一一个个输输出出装装置。置。第三节传感器第三节传感器第三节传感器上上的的MSS(Multispectral Scanner)多多光光谱谱扫扫描描仪仪的的结结构。构。第三节传感器第三节传感器第三节传感器45上上的的TM(Thematic Mapper)是是一一个个高高级级的的多多波波段段扫扫描描型型的的地地球球资资源源敏敏感感仪仪器,器,与与多多波波段段扫扫描描仪仪M
21、SS的的性性能能相相比,比,它它具具有有更更高高的的空空间间分分辨辨力,力,更更好好的的频频谱谱选选择择性,性,更更好好的的几几何何保保真真度,度,更更高高的的辐辐射射准准确确度度和和分分辨辨力。力。第三节传感器第三节传感器第三节传感器扫扫式式扫扫措措仪仪 法法国国SPOT卫卫星星上上装装载载的的HRV(High Reso1ution Visible Range Instrument)是是一一种种线线阵阵列列推推扫扫式式扫扫描描仪。仪。仪仪器器中中有有一一个个平平面面反反射射镜,镜,将将地地面面辐辐射射来来的的电电磁磁波波反反射射到到反反射射镜镜组,组,然然后后聚聚焦焦在在CCD线线阵阵列列元
22、元件件上,上,CCD的的输输出出端端以以一一路路时时序序视视频频信信号号输输出。出。由由于于使使用用线线阵阵列列的的CCD元元件件作作探探测测器,器,在在瞬瞬间间能能同同时时得得到到垂垂直直航航线线的的一一条条图图像像线,线,不不需需要要用用摆摆动动的的扫扫描描镜,镜,像像缝缝隙隙摄摄影影机机那那样,样,以以“推推扫扫”方方式式获获取取沿沿轨轨道道的的连连续续图图像像条条带。带。第三节传感器第三节传感器led Device)电电荷荷耦耦合合器器件件l一一种种由由硅硅等等半半导导体体材材料料制制成成的的固固体体器器件,件,受受光光或或电电激激发发产产生生的的电电荷荷靠靠电电子子或或空空穴穴运运载
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