第二章遥感图像获取及特征课件.ppt

1、第二章第二章 遥感图像的遥感图像的 获取与特征获取与特征l 可见光可见光-反射红外遥感反射红外遥感l 热红外遥感热红外遥感第一节第一节 可见光可见光 -反射红外遥反射红外遥感感 记录的是地球表面对太阳辐射能的反射辐射记录的是地球表面对太阳辐射能的反射辐射能。能。关键变量包括大气纯洁度、地物波谱特性、关键变量包括大气纯洁度、地物波谱特性、太阳辐射强度、太阳高度角等。太阳辐射强度、太阳高度角等。按采集数据方式，分为摄影系统和扫描系统。按采集数据方式，分为摄影系统和扫描系统。一、传感器组成一、传感器组成二、摄影系统二、摄影系统摄影是通过成像设备获取物体影像的技术。摄影是通过成像设备获取物体影像的技术

2、。摄影系统选用了摄影系统选用了光学摄影波段光学摄影波段，即紫外，即紫外-近红近红外（外（0.3-0.9 m）波段的电磁辐射能量。）波段的电磁辐射能量。摄影机是成像遥感最常用的传感器，可装载摄影机是成像遥感最常用的传感器，可装载在地面平台、航空平台以及航天平台上，有在地面平台、航空平台以及航天平台上，有分幅式分幅式和和全景式全景式摄影机之分。摄影机之分。航航摄摄仪仪结结构构1、摄影像片的几何性质、摄影像片的几何性质中心投影 空间任意直线（投影光线）空间任意直线（投影光线）均通过一固定点（均通过一固定点（投影中心投影中心）投射到一平面（投影平面）上投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系。而形成

3、的透视关系。二、摄影系统二、摄影系统中心投影的表现形式中心投影的表现形式二、摄影系统二、摄影系统9航空摄影方式航空摄影方式主光轴主光轴：通过物镜中心并与像平面垂直的直线：通过物镜中心并与像平面垂直的直线像主点像主点：主光轴与感光片的交点：主光轴与感光片的交点像片倾角（航摄倾角）像片倾角（航摄倾角）：主光轴与铅垂线的夹角，：主光轴与铅垂线的夹角，或像片面与水平面的夹角。或像片面与水平面的夹角。地平面地平面像平面像平面主主光光轴轴铅铅垂垂线线铅垂线铅垂线像平面像平面a二、摄影系统二、摄影系统2、摄影像片的几何特征、摄影像片的几何特征 像片的投影：常用的像片的投影：常用的大比例尺大比例尺地形图属于垂

4、地形图属于垂直投影或近垂直投影，而摄影像片却属于直投影或近垂直投影，而摄影像片却属于中心中心投影投影。中心投影与垂直投影的区别中心投影与垂直投影的区别（1）投影距离的影响）投影距离的影响（2）投影面倾斜的影响）投影面倾斜的影响（3）地形起伏的影响）地形起伏的影响垂直投影 中心投影二、摄影系统二、摄影系统（1）投影距离投影距离的影响：垂直投影图像的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离的缩小和放大与投影距离无关无关，并有，并有统一的比例尺统一的比例尺。中心投影则受投影距。中心投影则受投影距离（遥感平台高度）影响，像片比例离（遥感平台高度）影响，像片比例尺与平台高度尺与平台高度H和焦距和焦距f有

5、关。有关。（2）投影面倾斜投影面倾斜的影响：当投影面倾的影响：当投影面倾斜时，斜时，垂直投影垂直投影的影像仅表现为的影像仅表现为比例比例尺尺有所放大，像点相对位置保持不变。有所放大，像点相对位置保持不变。在在中心投影中心投影的像片上比例关系有显著的像片上比例关系有显著的变化，各点的相对位置和形状不再的变化，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子。保持原来的样子。2、摄影像片的几何特征、摄影像片的几何特征二、摄影系统二、摄影系统（3）地形起伏地形起伏的影响：的影响：垂直投垂直投影时，随地面起伏变化，投影影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平点之间的距离与地面实际水平距离成比例变化，

6、相对位置不距离成比例变化，相对位置不变。中心投影时，地面起伏越变。中心投影时，地面起伏越大，像片上投影点水平位置的大，像片上投影点水平位置的位移量位移量就越大，产生就越大，产生投影误差投影误差。这种误差有一定的规律。这种误差有一定的规律。二、摄影系统二、摄影系统2、摄影像片的几何特征、摄影像片的几何特征像点位移像点位移 当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称称像点位移像点位移。地形起伏引起的像地形起伏引起的像点位移点位移像片倾斜引起的像片倾斜引起的像点位移像点位移

7、spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0二、摄影系统二、摄影系统投影误差投影误差 指在中心投影的相片上，由于地形的起伏等的影响而引起的平面上像点指在中心投影的相片上，由于地形的起伏等的影响而引起的平面上像点位置的移动，其位移量称为位置的移动，其位移量称为“投影误差投影误差”。投影误差的计算投影误差的计算二、摄影系统二、摄影系统Hhr 其中，其中，为投影误为投影误差，指实地距离，差，指实地距离，h为地面高差，为地面高差，r为像为像点到像主点的距离，点到像主点的距离，H为摄影高度。为摄影高度。3、航空立体成像、航空立体成像l立体像对立体像对：由不同摄站获取的，具有一定影像：由不同摄站获取的，

8、具有一定影像重叠的两张像片。重叠的两张像片。二、摄影系统二、摄影系统a(x1,y1)a(x2,y2)二、摄影系统二、摄影系统3、航空立体成像、航空立体成像a2ABa1b1b2o2o1眼基线眼基线眼睛眼睛 当用双眼观测自然界当用双眼观测自然界(如点如点A、B)，在左、右眼睛的视网，在左、右眼睛的视网膜上分别产生两个影像，在左膜上分别产生两个影像，在左眼的影像为眼的影像为a1b1，右眼的影像，右眼的影像为为a2b2，由于景物的深度不同，由于景物的深度不同，使得使得a1b1 a2b2 它们之差就称为它们之差就称为左右视差较左右视差较(pparallax):2211babap左右视差较是产生立体的关键

9、！左右视差较是产生立体的关键！立体产生原理立体产生原理二、摄影系统二、摄影系统立体镜立体镜二、摄影系统二、摄影系统数字摄影测量数字摄影测量二、摄影系统二、摄影系统三、扫描成像三、扫描成像 扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以地物以瞬时视场瞬时视场为单位进行的为单位进行的逐点逐点、逐行逐行取样，取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。其探测波段可包括紫外、红外、谱段的图像。其探测波段可包括紫外、红外、可见光和微波波段。成像方式有三种：可见光和微波波段。成像方式有三种：光学光学/机械扫描成像机械扫描

10、成像固体自扫描成像固体自扫描成像高光谱成像高光谱成像2023-2-10211、光机扫描仪、光机扫描仪 是对是对 地表的辐地表的辐射射分光分光后进行观测后进行观测的的机械扫描型机械扫描型辐射辐射计。它是把搭载扫计。它是把搭载扫描仪的描仪的飞行平台的飞行平台的移动移动与利用与利用旋转镜旋转镜或摆动镜或摆动镜在平台移在平台移动的垂直方向进行动的垂直方向进行扫描结合起来，从扫描结合起来，从而得到二维信息的而得到二维信息的遥感器。遥感器。三、扫描成像三、扫描成像Landsat(MSS、TM)NOAA(AVHRR)风云气象卫星风云气象卫星1、光机扫描仪、光机扫描仪三、扫描成像三、扫描成像2023-2-10

11、232、推帚式扫描仪、推帚式扫描仪 通过光学系统一通过光学系统一次获得次获得一条线一条线的图像，的图像，然后由然后由多个多个固体光电固体光电转换元件进行电扫描。转换元件进行电扫描。将探测器搭载于飞行将探测器搭载于飞行平台上，通过和探测平台上，通过和探测器成器成正交正交方向的移动方向的移动而得到目标物的二维而得到目标物的二维信息。信息。CCD阵列阵列图像行像元数图像行像元数航带平台运动方向成像波段数成像波段数5 5 三、扫描成像三、扫描成像SPOT（HRV，高分辨率可见光扫描仪），高分辨率可见光扫描仪）中巴资源一号卫星中巴资源一号卫星CBERS-12、推帚式扫描仪、推帚式扫描仪三、扫描成像三、扫

12、描成像3、高光谱成像光谱扫描、高光谱成像光谱扫描 通常的多波段扫描仪将可见光和红外波段分割通常的多波段扫描仪将可见光和红外波段分割成几个到十几个波段。对遥感而言，在一定波长范成几个到十几个波段。对遥感而言，在一定波长范围内，被分割的波段数愈多，即波谱围内，被分割的波段数愈多，即波谱取样点愈多取样点愈多，愈愈接近于连续接近于连续波谱曲线，因此可以使得扫描仪在取波谱曲线，因此可以使得扫描仪在取得目标地物图像的得目标地物图像的同时同时也能获取该地物的光谱组成。也能获取该地物的光谱组成。这种既能成像又能获取目标光谱曲线的这种既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一谱像合一”的技术，称为的技术，称为成像

13、光谱技术成像光谱技术。按该原理制成的扫描。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。仪称为成像光谱仪。三、扫描成像三、扫描成像 高光谱成像光谱仪是遥感进展中的新技术，高光谱成像光谱仪是遥感进展中的新技术，其图像是由多达其图像是由多达数百个数百个波段的非常窄的连续的波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。光谱仪外、中红外和热红外区域全部光谱带。光谱仪成像时多采用成像时多采用扫描式扫描式或或推帚式推帚式，可以收集，可以收集200或或200以上波段的数据。使得图像中的每一像以上波段的数据。使得图像中的每一像元均得

14、到连续的反射率曲线，而不像其他一般元均得到连续的反射率曲线，而不像其他一般传统的成像光谱仪在波段之间存在间隔。传统的成像光谱仪在波段之间存在间隔。3、高光谱成像光谱扫描、高光谱成像光谱扫描三、扫描成像三、扫描成像中国航空成像光谱仪（中国航空成像光谱仪（OMIS）四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据 以探测陆地资源为目的的卫星叫以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星陆地资源卫星。目前，主要的陆地资源卫星有：目前，主要的陆地资源卫星有：（1）美国陆地卫星）美国陆地卫星(Landsat)；（2）法国陆地观测卫星）法国陆地观测卫星(SPOT)；（3）欧空局地球资源卫星）欧空局地球资源卫星(ERS

15、)；（4）俄罗斯钻石卫星）俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)；（5）日本地球资源卫星）日本地球资源卫星(JERS)；（6）印度遥感卫星）印度遥感卫星(IRS)；（7）中）中-巴地球资源卫星（巴地球资源卫星（CBERS）（8）EOS1、Landsat数据数据 陆地卫星陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，已连年发射第一颗，已连续续31年为人类提供陆地卫星图像，共发射了年为人类提供陆地卫星图像，共发射了7颗颗，产品主要有产品主要有MSS，TM，ETM+，属于中高度、，属于中高度、长寿命的卫星。长寿命的卫星。陆地卫星的运行特点：陆地卫星的运行特点：（1）近极地、近圆形的轨道；）近极地、近圆形的轨道

16、；（2）轨道高度为）轨道高度为700900 km；（3）运行周期为）运行周期为99103 min/圈；圈；（4）轨道与太阳同步。）轨道与太阳同步。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据 Landsat轨道参数轨道参数 Landsat卫星的传感器卫星的传感器(1)MSS：多光谱扫描仪，：多光谱扫描仪，5个波段。个波段。(2)TM：主题绘图仪，：主题绘图仪，7个波段。个波段。(3)ETM+：增强主题绘图仪，：增强主题绘图仪，8个波段。个波段。1、Landsat数据数据太阳同步轨道太阳同步轨道太阳同步轨道的理论定义是：轨道平面进动方太阳同步轨道的理论定义是：轨道平面进动方向与地球公转方向大致相同，

17、进动角速率等于向与地球公转方向大致相同，进动角速率等于地球公转平均角速率（地球公转平均角速率（0.9856度度/日或日或360度度/年）年）的人造地球卫星轨道。的人造地球卫星轨道。选择太阳同步轨道，能保证卫星每天在选择太阳同步轨道，能保证卫星每天在特定的特定的时刻时刻经过经过指定地区指定地区，这当然便于我们获得最好，这当然便于我们获得最好的太阳光条件，从而得到高质量的地面目标图的太阳光条件，从而得到高质量的地面目标图像，这就是气象卫星、资源卫星通常选择太阳像，这就是气象卫星、资源卫星通常选择太阳同步轨道的原因。同步轨道的原因。太阳同步轨道太阳同步轨道 Landsat数据系列数据系列卫星名称卫星

18、名称发射日期发射日期遥感数据遥感数据Landsat-11972.7.23MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-21975.1.22RBV1(返束光导管摄像机返束光导管摄像机),RBV2,RBV3Landsat-31978.3.5MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-41982.7.16RBV1,RBV2,RBV3Landsat-51984.3.1MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8Landsat-61993.10.5RBV全色波段全色波段Landsat-71999.4.15MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(与与MSS4-MSS7相相同同)Lan

19、dsat-8 2013.2.11OLI（Operational Land Imager），），TIRS（Thermal Infrared Sensor）ETM数据数据()的波谱段的波谱段ETM10.450.52m 蓝绿波段蓝绿波段 ETM20.520.60m 绿红波段绿红波段 ETM30.630.69m 红波段红波段 ETM40.760.90m 近红外波段近红外波段 ETM51.551.75m 近红外波段近红外波段 ETM610.412.5m 热红外波段热红外波段 ETM72.082.35m 近红外波段近红外波段 ETM8（PAN）0.520.90 m 可见光可见光近红外近红外Landsat-

20、5影像数据影像数据Landsat-7影像数据影像数据2、SPOT数据数据1978年起，以年起，以法国法国为主，联合比利时、瑞典等欧为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国家，设计、研制了一颗名为共体某些国家，设计、研制了一颗名为“地球观地球观测实验系统测实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做的卫星，也叫做“地球观测地球观测实验卫星实验卫星”。SPOT5,2002年年5月月4日凌晨当地时间日凌晨当地时间1时时31分，在分，在法属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜法属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜4号火箭运载号火箭运载成功发射。成功发射。中等高度（中等高度（832 km)圆形圆形近极地太阳同步近极地太阳同步轨道

21、。轨道。主要成像系统主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪（高分辨率可见光扫描仪（HRV，HRG）、）、VEGETATION、HRS。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据SPOT卫星的轨道参数卫星的轨道参数标称轨道高度标称轨道高度832 km轨道倾角轨道倾角98.7运行一圈的周运行一圈的周期期101.46 min日绕总圈数日绕总圈数14.19圈圈重复周期重复周期26 d降交点地方太降交点地方太阳时阳时10:30(15min)HRV地面扫描地面扫描宽度宽度60 km舷向每行像元舷向每行像元数数3 000/6 000 个个SPOT的的HRV波谱段波谱段 光谱段光谱段 光谱特性光谱特性 分辨率分辨率

22、 0.500.59 m 绿绿 20 m 0.610.68 m 红红 20 m 0.790.89 m 近红外近红外 20 m 0.510.73 m 绿绿红全波段红全波段 10 m SPOT的的HRG、HRS波谱段波谱段 光谱段光谱段/m 光谱特性光谱特性 分辨率分辨率/m 0.500.58 绿绿 20 0.610.67 红红 20 0.780.89 近红外近红外 20 0.490.715 绿绿红全波段红全波段 5 3、CBERS卫星数据卫星数据中巴地球资源卫星是中巴地球资源卫星是1988年年中国和巴西中国和巴西两国政府两国政府联合议定书批准，由中、巴两国共同投资，联合联合议定书批准，由中、巴两国

23、共同投资，联合研制的卫星（代号研制的卫星（代号CBERS）1999年年10月月14日，中巴地球资源卫星日，中巴地球资源卫星01星星（CBERS-01）成功发射，在轨运行）成功发射，在轨运行3年年10个月；个月；02星（星（CBERS-02）于）于2003年年10月月21日发射升空，日发射升空，目前仍在轨运行目前仍在轨运行 中国资源卫星应用中心中国资源卫星应用中心 四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据资源一号卫星传感器的基本参数资源一号卫星传感器的基本参数资源资源02B卫星卫星 2007年年9月月19日，中国太原卫星发射中心发射，并成功入轨，日，中国太原卫星发射中心发射，并成功入轨，9月月2

24、2日首日首次获取了对地观测图像次获取了对地观测图像 资源一号资源一号02C 2011年年12月月22日成功发射日成功发射 北京北京国际机场国际机场-ZY02C（2.36米融合）米融合）印度珊瑚海印度珊瑚海-ZY02C(10米多光米多光谱谱)-假彩色假彩色资源三号资源三号 2012年年1月月9日成功发射日成功发射 资源三号卫星是我国资源三号卫星是我国首颗民用首颗民用高分辨率光学高分辨率光学传输型传输型立体立体测图卫星，卫星集测绘和资源调卫星，卫星集测绘和资源调查功能于一体。资源三号上搭载的前、后、查功能于一体。资源三号上搭载的前、后、正视相机可以获取同一地区正视相机可以获取同一地区三个不同观测角

25、三个不同观测角度度立体像对，能够提供丰富的三维几何信息，立体像对，能够提供丰富的三维几何信息，填补了我国立体测图这一领域的空白，具有填补了我国立体测图这一领域的空白，具有里程碑意义。里程碑意义。上海东方明珠上海东方明珠-ZY3（三线阵）（三线阵）迪拜棕迪拜棕榈群岛榈群岛-ZY3（2.1米米融合）融合）大连港口大连港口-ZY3（2.1米融合）米融合）NASA于于1999年发射了年发射了EOS的第一颗先进的极地的第一颗先进的极地轨道轨道环境遥感环境遥感卫星卫星Terra，这颗卫星在地方时，这颗卫星在地方时早早晨晨10:30从由北向南穿越赤道线，因此又称为从由北向南穿越赤道线，因此又称为EOS AM

26、-1，此时陆地上云层覆盖最少，主要对地球，此时陆地上云层覆盖最少，主要对地球的生态系统进行观测。的生态系统进行观测。EOS的第二颗卫星的第二颗卫星Aqua于于2002年年5月月4日发射升日发射升空，在地方时空，在地方时下午下午1:30由南向北穿越赤道线，因由南向北穿越赤道线，因此又称为此又称为EOS PM-1，此时云最多，主要对地球，此时云最多，主要对地球的水循环系统进行观测。的水循环系统进行观测。4、EOS-MODIS四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据MODIS 是是TERRA/AQUA卫星上的主要传感器，卫星上的主要传感器，是是NASA研制的对地观测系统计划中最主要的传感研制的对地观

27、测系统计划中最主要的传感器之一，具有器之一，具有36个光谱通道，分布在个光谱通道，分布在0.414m的的电磁波谱范围内。电磁波谱范围内。MODIS的空间分辨率分别为的空间分辨率分别为250m、500m和和1000m，扫描宽度为，扫描宽度为2330km，在，在对地观测过程中，每秒可同时获得对地观测过程中，每秒可同时获得6.1兆比特的来兆比特的来自大气、海洋和陆地表面信息。自大气、海洋和陆地表面信息。8-16波段主要用来进行海洋水色研究。波段主要用来进行海洋水色研究。4、EOS-MODIS四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据4、EOS-MODIS5、IKONOS数据数据自从自从l994年年3月

28、月10日美国克林顿政府颁布关于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，解禁了过去商业遥感数据销售新政策以来，解禁了过去不准不准101 m级分辨率级分辨率图像商业销售，使得高图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发展起来。分辨率卫星遥感成像系统迅速发展起来。美国美国空间成像公司空间成像公司(Space-Imaging)的的IKONOS卫星是最早获得许可之一。经过卫星是最早获得许可之一。经过5年的努力，于年的努力，于1999年年9月月24日空间成像公司日空间成像公司率先将率先将IKONOS-2高分辨率高分辨率(全色全色1m，多光，多光谱谱4m)卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射卫

29、星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。升空。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据具有具有太阳同步太阳同步轨道，倾角为轨道，倾角为98.1。设计高度。设计高度681km(赤道上赤道上)，轨道周期为，轨道周期为98.3 min，下降角在上，下降角在上午午10:30，重复周期，重复周期l3 d。携带一个全色携带一个全色1m分辨率传感器和一个四波段分辨率传感器和一个四波段4m分辨分辨率的多光谱传感器。率的多光谱传感器。传感器由三个传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统。阵列构成三线阵推扫成像系统。5、IKONOS数据数据四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据IKONOS的光谱段的光谱段全色光

30、谱响应范围：全色光谱响应范围：0.150.90m而多光谱则相应于而多光谱则相应于Landsat-TM的波段：的波段：MSI-1 0.450.52m 蓝绿波段蓝绿波段 MSI-2 0.520.60m 绿红波段绿红波段 MSI-3 0.630.69m 红波段红波段 MSI-4 0.760.90m 近红外波段近红外波段四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据IKONOS卫星的外形卫星的外形IKONOS卫星图像卫星图像 IKONOS 卫星图像卫星图像地区：地区：上海浦东上海浦东分辨率：分辨率：1 m采集时间：采集时间：2000年年 3月月26日日6、QuickBird数据数据美国美国DigitalGl

31、obe公司的高分辨率商业卫星，公司的高分辨率商业卫星，于于2001年年10月月18日在美国发射成功。日在美国发射成功。卫星轨道高度卫星轨道高度450 km,倾角倾角98,卫星重访周卫星重访周期期16 d（与纬度有关）。（与纬度有关）。QuickBird图像，目前是世界上分辨率最高图像，目前是世界上分辨率最高的遥感数据，为的遥感数据，为0.61 m，幅宽，幅宽16.5 km。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。农业评估。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据 QuickBird数据的光谱段数据的光谱段数据类型数据类型 波段范围波段范围/m分辨率

32、分辨率/m多波段多波段蓝：蓝：0.450.52 2.44绿：绿：0.520.60 2.44 红：红：0.630.69 2.44 近红外：近红外：0.760.90 2.44 全全 波波 段段 0.450.90 0.61 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 QuickBird 传感器结构图传感器结构图 QuickBird 影像图影像图多光谱影像多光谱影像分辨率分辨率2.8 mQuickBird 影像图影像图华盛顿纪念碑华盛顿纪念碑7.、IRS数据数据数据来源：数据来源：印度印度遥感卫星遥感卫星1号。号。太阳同步极地轨道。太阳同步极地轨道。该卫星载有三种传感器：该卫星

33、载有三种传感器：l全色像机（全色像机（PAN）；l线性成像自扫描仪（线性成像自扫描仪（LISS）；l广域传感器（广域传感器（WiFS）。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据 PAN数据运用数据运用CCD推扫描方式推扫描方式成像，地面分辨率高达成像，地面分辨率高达5.8m，带宽，带宽70km，光谱范围，光谱范围0.50.75m，具有立体成像，具有立体成像能力和可在能力和可在5天内重复拍摄同一地区。运用其资料可以建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（立详细的数字化制图数据和数字高程模型（DEM）。）。LISS数据在数据在可见光可见光和和近红外近红外谱段的

34、地面分辨率为谱段的地面分辨率为23.5m，在短波红外谱段的分辨率为，在短波红外谱段的分辨率为70m，带宽，带宽141km，有利于研究农作物有利于研究农作物含水成分含水成分和估算和估算叶冠指数叶冠指数，并能在更小，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。度。WiFS数据是数据是双谱段双谱段像机，用于动态监测与自然资源管像机，用于动态监测与自然资源管理。两个波谱段是理。两个波谱段是可见光可见光与与近红外近红外，地面分辨率为，地面分辨率为188.3m，带宽带宽810km。它特别有利于自然资源监测和动态现象（洪。它特别有利于自然

35、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。植分类、轮种、收割等方面的观察。IRS 图像图像8、GeoEye-1数据数据GeoEye-1是是美国美国的一颗商业卫星的一颗商业卫星，于，于2008年年9月月6日日 从美国加州范登堡空军基地发射；从美国加州范登堡空军基地发射；GeoEye-1轨道高度为轨道高度为684km，太阳同步太阳同步 GeoEye-1为当今世界上能力为当今世界上能力最强、分辨率和精度最强、分辨率和精度最高最高的商业成像卫星。的商业成像卫星。四、地球资源卫星数据四、地球资

36、源卫星数据GeoEye-1基本参数基本参数相机模式相机模式全色和多光谱同时（全色融合）、单全色、单多光谱全色和多光谱同时（全色融合）、单全色、单多光谱分辨率分辨率星下点全色：星下点全色：0.41 m；侧视；侧视28全色：全色：0.5m；星下；星下点多光谱：点多光谱：1.65 m波长波长全色：全色：450 nm-800 nm多光谱多光谱蓝：蓝：450 nm-510 nm绿：绿：510 nm-580 nm红：红：655 nm-690 nm近红外：近红外：780 nm-920 nm定位精度（无控制点）定位精度（无控制点）立体立体 CE90:4m；LE90：6m单片单片 CE90：5m幅宽幅宽星下点星

37、下点15.2 km；单景；单景225 k(1515 km)成像角度成像角度可任意角度成像可任意角度成像重访周期重访周期2-3天天单片影像日获取能力单片影像日获取能力全色：近全色：近700,000 k/天天(相当于青海省的面积相当于青海省的面积)全色融合：近全色融合：近350,000 k/天天(相当于湖南、湖北两相当于湖南、湖北两个省的面积个省的面积)GeoEye-1影像影像宾西法尼亚的 Kutztown 大学谷歌总部谷歌总部9、WorldView卫星卫星该卫星运行在高度该卫星运行在高度450公里、倾角公里、倾角98度度、周期、周期93.4min的太阳同步轨道上，平均重访周期为的太阳同步轨道上，

38、平均重访周期为1.7天天，星载大容量全色成像系统每天能够拍，星载大容量全色成像系统每天能够拍摄多达摄多达50万平方公里的万平方公里的0.5米分辨率图像。米分辨率图像。卫星还将具备现代化的地理卫星还将具备现代化的地理定位精度定位精度能力和能力和极佳的响应能力，能够快速瞄准要拍摄的目极佳的响应能力，能够快速瞄准要拍摄的目标和有效地进行标和有效地进行同轨立体同轨立体成像。成像。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据WorldView-1卫星卫星技术参数技术参数项目项目 指标指标 发射日期发射日期2007年年9月月24日日轨道轨道高度高度:450km类型类型:太阳同步太阳同步,降交点地方时上午降交点

39、地方时上午10:30周期周期:93 min任务寿命任务寿命7.25年年(包括所有消耗品和降解物包括所有消耗品和降解物,如推进剂如推进剂)卫星尺寸、卫星尺寸、重量、功率重量、功率3.6米高，米高，2.5米宽，太阳能电池帆板展开后总跨度米宽，太阳能电池帆板展开后总跨度7.1米米重重2500kg,太阳能电池太阳能电池3.2kw，蓄电池，蓄电池100Ahr遥感器波段遥感器波段全色全色遥感器分辨率遥感器分辨率星下点处：星下点处：0.45m(GSD)偏离星下点偏离星下点200处：处：0.51m（GSD）（注意：对于非政府用户，图像必须重采样成（注意：对于非政府用户，图像必须重采样成0.5m）成像带宽成像带

40、宽星下点处星下点处16km重访周期重访周期以以1m GSD成像时，成像时，1.7天天对偏离星下点对偏离星下点200处以处以0.51m GSD成像时，成像时，5.9天天WorldView-2卫星简介卫星简介WorldView-2卫星卫星于于2009年年10月发射月发射,运行在运行在 770km高的太阳同步轨道上，能够提供高的太阳同步轨道上，能够提供0.5米米全色全色图像和图像和1.8米米分辨率的多光谱图像。分辨率的多光谱图像。星载多光谱遥感器不仅具有星载多光谱遥感器不仅具有4个业内标准谱段个业内标准谱段（红、（红、绿、蓝、近红外），还包括绿、蓝、近红外），还包括四个额外四个额外波段波段（海岸、（

41、海岸、黄、红边和近红外黄、红边和近红外 2）。）。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据WorldView-2卫星卫星技术参数技术参数发射日期发射日期2009年年10月月轨道轨道高度高度770km类型类型:太阳同步太阳同步,降交点地方时上午降交点地方时上午10:30周期周期:100 min任务寿命任务寿命7.25年年(包括所有消耗品和降解物包括所有消耗品和降解物,如推进剂如推进剂)卫星尺寸、卫星尺寸、重量、功率重量、功率4.3米高，米高，2.5米宽，太阳能电池帆板展开后总跨度米宽，太阳能电池帆板展开后总跨度7.1米米重重2800kg，太阳能电池太阳能电池3.2kw3.2kw，蓄电池，蓄电池1

42、00Ahr100Ahr遥感器波段遥感器波段全色全色+8个多光谱段：个多光谱段：4个标准谱段：红、绿、蓝、近红外个标准谱段：红、绿、蓝、近红外4个新增谱段：红边、海岸、黄、近红外个新增谱段：红边、海岸、黄、近红外2遥感器分辨率遥感器分辨率全色：星下点处：全色：星下点处：0.46m(GSD)偏离星下点偏离星下点200处：处：0.52m（GSD）多光谱：星下点处：多光谱：星下点处：1.8m(GSD)偏离星下点偏离星下点200处：处：2.4m（GSD）（注意：对于非政府用户，图像必须重采样成（注意：对于非政府用户，图像必须重采样成0.5m）成像带宽成像带宽星下点处星下点处16.4km重访周期重访周期以

43、以1m GSD成像时，成像时，1.1天天对偏离星下点对偏离星下点200处以处以0.52m GSD成像时，成像时，3.7天天WorldView-2卫星波段卫星波段参数参数通道通道波长范围（单位：波长范围（单位：nmnm）蓝色波段蓝色波段450-510450-510绿色波段绿色波段510-580510-580红色波段红色波段630-690630-690近红外线波段近红外线波段770-895770-895海岸波段海岸波段400-450400-450黄色波段黄色波段585-625585-625红色边缘波段红色边缘波段705-745705-745近红外近红外2 2 波段波段860-1040860-104

44、0塞内加尔首都达喀尔海岸塞内加尔首都达喀尔海岸边泰国南部城市沙没巴干的泰国南部城市沙没巴干的Mega大大桥桥10、日本日本地球观测卫星地球观测卫星ALOS简介简介ALOS卫星载有三个传感器：卫星载有三个传感器：全色遥感立体测绘仪全色遥感立体测绘仪PRISM，主要用于数字高程测绘；主要用于数字高程测绘；先进可见光与近红外辐射计先进可见光与近红外辐射计2 AVNIR2，用于精确陆用于精确陆地观测；地观测；相控阵型相控阵型L波段合成孔径雷达波段合成孔径雷达PALSAR，用于全天时全天用于全天时全天候陆地观测。候陆地观测。四、地球资源卫星数据四、地球资源卫星数据ALOS卫星卫星技术技术参数参数发射时间

45、发射时间2006年1月24日运载火箭运载火箭H-IIA卫星质量卫星质量约4，000kg产生电量产生电量约7000W（生命末期）设计寿命设计寿命3-5年轨道轨道姿态控制精度姿态控制精度太阳同步轨道重复周期:46天重访时间:2 天高度:691.65km倾角:98.162.0 x 10-4（配合地面控制点）定位精度定位精度1m数据速率数据速率240Mbps(通过数据中继卫星)120Mbps(直接下传)星载数据存储器星载数据存储器固态数据记录仪(90GB)ALOS卫星卫星影像参数影像参数传感器传感器波段数波段数波长波长分辨率分辨率幅宽幅宽信噪比信噪比PRISM10.52-0.77 m（PAN）2.5m

46、（星下点）70km（星下点成像模式）35km（联合成像模式）70AVNIR-2band1 0.42-0.50m（B）10m（星下点）70km（星下点）200band20.52-0.60m（R）band30.61-0.69m（G）band40.76-0.89m（NIR）ALOS卫星卫星影像参数（影像参数（PALSAR传感器传感器）模式模式高分辨率模式高分辨率模式扫描式合成孔径扫描式合成孔径雷达雷达极化极化(试验模式试验模式)中心频率中心频率1270 MHz(L波段)线性调频宽度线性调频宽度（Chirp Bandwidth）28MHz14MHz14MHz,28MHz14MHz极化方式极化方式HH

47、or VVHH+HV or VV+VHHH or VVHH+HV+VH+VV入射角入射角8 to 608 to 6018 to 438 to 30空间分辨率空间分辨率744m1488m100m(多视)2489m幅宽幅宽4070m4070m250350m2065m量化长度量化长度5位5 位5 位3或5位数据传输速率数据传输速率240Mbps240Mbps120Mbps,240Mbps240Mbps日本日本ALOS卫星卫星2.5米和米和10米多光谱融合道路米多光谱融合道路第二节第二节 热红外遥感热红外遥感 所有的物质，只要其温度超过绝对零度，就所有的物质，只要其温度超过绝对零度，就会不断发射红外能

48、量。会不断发射红外能量。常温常温的地表物体发射的红的地表物体发射的红外能量主要在外能量主要在3m的的中红外区中红外区，是，是热辐射热辐射。热红。热红外辐射不仅与物质外辐射不仅与物质表面状态表面状态有关，而且是物质有关，而且是物质内内部组成部组成和和温度温度的函数。在大气传输过程中，它能的函数。在大气传输过程中，它能通过通过3-5m和和8-14m两个窗口两个窗口。热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集，热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集，记录地物的各种记录地物的各种热红外信息热红外信息，并利用这种热红外，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数和温度、湿度和信息来识别地物和反演地表参数和

49、温度、湿度和热惯量等。热惯量等。第二节第二节 热红外遥感热红外遥感一、热红外遥感复杂性一、热红外遥感复杂性热红外遥感的大气影响更为复杂：热红外遥感的大气影响更为复杂：大气大气自身自身的热辐射，的热辐射，叠加叠加于地面物体的热辐射信号之于地面物体的热辐射信号之上，使问题复杂化。上，使问题复杂化。热红外信息，除受大气干扰外，还受热红外信息，除受大气干扰外，还受地表层地表层热状况热状况的影响，比如风速、风向、空气温度、的影响，比如风速、风向、空气温度、湿度等湿度等微气象参数微气象参数，土壤水分、组成、结构，土壤水分、组成、结构等土壤参数，植物覆盖状况、地表粗糙度、等土壤参数，植物覆盖状况、地表粗糙度

50、、地形地貌等多种因素影响。地形地貌等多种因素影响。第二节第二节 热红外遥感热红外遥感地物本身的热过程是地物本身的热过程是复杂复杂的：地物从热辐射的能的：地物从热辐射的能量吸收量吸收(增温增温)到能量发射到能量发射(降温降温)，存在着一个，存在着一个热储热储存存和和热释放热释放的过程。这个过程不仅与地物本身的的过程。这个过程不仅与地物本身的热学性质热学性质(热传导率、热容量、热惯量等热传导率、热容量、热惯量等)有关，还有关，还与与环境条件环境条件等多因素有关。整个热过程存在着等多因素有关。整个热过程存在着“滞后滞后”效应，要定量表达这一过程，是相当复效应，要定量表达这一过程，是相当复杂的。杂的。