遥感知识点

1第一章遥感绪论一遥感概念狭义从远离地面的不同工作平台上通过传感器对地球表面的电磁波信息进行探测并经信息的传输处理对地球的资源与环境进行探测和监测的技术广义遥远的感知二概念解释传感器接收记录目标地物电磁波特征的仪器电磁波谱按照电磁波波长或频率大小依次排列而成的图谱三遥感分类5种方式1按遥感平台地面航空航天航宇遥感2按传感器的探测波段紫外遥感可见光遥感红外遥感微波遥感3按传感器的工作方式主动式被动式4按遥感的应用领域资源环境水文地质农业林业城市遥感5按遥感资料的记录方式成像方式摄影和扫描非成像方式四遥感的特点5个大探测范围大宏观探测空间特性多数据的综合和可比性波普特性又表现为波段多多时间多成像方式多角度多时相多空间分辨率多传感器和多平台8个等快成像速度快每隔一定周期覆盖地球一次时间特性广应用广高效益高五主动式遥感和被动式遥感的区别是否能主动发射电磁波主动式遥感传感器带有发射信号的辐射源工作时向目标地物发射信号接受目标地物反射或散射回来的电磁波而进行的探测只有雷达遥感即微波遥感是主动式遥感被动式遥感传感器不向目标地物发射电磁波仅被动接受目标物自身发射和对自然辐射源的反射能量六成像方式与非成像方式遥感的结果是否以成像的方式表达出来区别传感器接收的目标电磁辐射信号能否转换成数字或模拟图像七遥感应用1农林方面的研究农业估产病虫害水土流失2地质矿产研究地质探测断度地震带矿产探测利用高光谱技术3水文海产研究水文河流洪水灾害用气象卫星快速海洋盐度温度海水厚度4环境监测大气污染二氧化碳二氧化氮气溶胶光学厚度AOD水污染5测绘方面研究6地理学方面研究7军事方面研究红外雷达最早应用于军事领域八遥感技术系统包括探测地物的波谱特征信息的获取通过传感器接收信息的传输与记录通过遥感卫星接收站天线接收数据信息的处理根据客户需求信息的应用九光学摄影和扫描成像成像方式航空遥感都用摄影成像航天用扫描成像光学摄影将探测到的地物的电磁波信息以深浅不同的色调直接记录在感光材料胶片上扫描成像将探测的范围分为若干像元传感器按顺序接收每个像元的电磁波强度并将此信息转化为图像记录在磁带磁盘或光盘上十电磁波也叫电磁辐射1概念电磁振荡在空间的传播2性质物质存在的一种形式场的形式横波在真空中以光速传播具有波粒二象性3电磁波谱按照电磁波在真空中传播的波长大小依次排列而成的图谱2单位换算1m103mm106um109nm1010A公式c光速300000kms波长频率判读遥感的图像I反射可见光和近红外波段反射率越大颜色越浅反应在图像上说明物体在可见光和近红外波段主要是反射电磁波反射率越大即反射的电磁波可以认为是光越强越亮颜色就越浅相反反射率越小回去的少颜色越深比如水体反射率小看不清在像片上就是深的发黑II发射热红外波段温度越高发射率越大颜色越浅说明如果物体的温度高于0开氏度45273摄氏度就能向外发射热红外III雷达回波微波波段回波率越高颜色越浅原理同上热红外TIR3um451000um中红外3456um远红外64515um超远红外15451000um近红外NIR076453um又叫光红外或反射红外可见光还可分为红橙黄绿青蓝紫七色光第二章遥感的物理基础辐射1黑体在任何温度下对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体并且具有最大发射率的物体叫绝对黑体简称黑体吸收率发射率1发射率2太阳辐射表面温度t6000k电磁波很宽连续曲线波长max047um又称短波辐射地面辐射表面温度t3000k发射的连续曲线波长max966um为长波辐射是远红外的主要辐射源3地物的发射光谱特性1地物的发射率比辐射率概念是指地物单位面积上辐射出射度与同一温度下同面积黑体辐射出射度的比值意义1吸收率等于发射率2强的吸收体也是强的发射体影响发射率因素地物表面状况粗糙度颜色温度比热热惯量波长太阳常数1概念不受大气影响在大气上界大气顶层在距太阳一个天文单位内垂直于太阳光辐射方向上单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射量I1360103Wm2地物的反射光谱特性1概念物体反射的辐射能量占总入射量的百分比为反射率2分类根据物体的表面状况反射分为三类1镜面反射是指物体的反射满足反射定律入射波和反射波在同一平面内入射角和反射角相等最一般的可以认为水面是镜面2漫反射不论入射方向如何反射率和镜面反射一样但反射方向是四面八方特点方向四面八方不同角度亮度不同多角度遥感郎伯反射是漫反射的一种是向四面八方反射的光线的角度一样PP314任何方向反射亮度一样3实际物体反射实际物体表面在有入射波时各个方向都有反射能量但大小不同多数介于两种理想模型之间3地物反射波谱曲线以波长为x轴反射率为y轴反应地物反射率随波长的变化规律的曲线1绿色植被绿色植物光谱曲线特征1所有绿色植被都遵循大致相同的波谱曲线但是不同的植被类型在近红外波段上的反射率不同2地物在不同的生长季节表现出不同的反射波普特征绿光红光差异较大3不同长势的植物表现出的反射波谱曲线也不相同4地物的透射特性大气对遥感的影响LLsLA传感器探测的散射辐射LA地面反射辐射Ls传感器记录的反射经过大气2次发射经过1次一大气的成份和结构z1大气传输特性大气对通过的电磁波产生的吸收散射和透射的特性z2大气成分N2O299H2OCOCO2NH3CH4等悬浮微粒尘埃冰晶小水滴气溶胶二大气对太阳辐射的影响太阳辐射经过大气层时30被云和其它成分反射主要发生在晴天17被大气吸收22被大气散射31到达地面大气的吸收作用由于大气层中的H2OCO2O2O3对太阳辐射产生选择性吸收把部分太阳辐射能转化为本身的内能使温度升高由于对太阳辐射波长的吸收特性不同使太阳辐射的有些波段经过大气层时全部吸收而不能到达地面造成许多波段的大气吸收带正是因为臭氧吸收了紫外线所以皮肤才不会收到太大伤害也是南极臭氧层空洞的原理主要吸收带位于红外区H2OCO2和紫外区O2O32大气的散射作用气体分子悬浮粒子云等散射主要是对可见光区近红外波段的影响散射的实质电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象大气对太阳辐射的散射是影响太阳辐射衰减的主要原因散射三种情况瑞利散射大气中粒子直径比辐射波长小得多时就称瑞利散射又称分子散射由大气中分子O2O3N2等引起散射的强度与4波长成反比波长越大散射越弱波长越长相当于离分子直径越远分子对它的影响就小比如微波波长比粒子的直径大得多有最小散射最大透射可以穿云透雾对可见光影响很大对红外和微波几乎没有影响米氏散射大气中粒子直径与辐射波长相当时发生的散射主要是烟尘埃小水滴及气溶胶等微粒与红外线接近07615um云雾对红外线的散射主要是米氏散射散射强度与2成反比散射在光线向前方向比向后方向更强散射是向四面八方的但是终究还是前方也就是直线方向上的光线更多而返回去的光线较弱潮湿天气米氏散射影响大3非选择性散射大气中粒子直径远大于波长时发生特点是散射强度与波长无关云雾对可见光各个波长的散射相同呈白色只对微波是透明的对微波没有影响因为不符合非选择性散射的发生条件其它波段将受到影响三大气窗口1概念电磁波辐射通过大气层较少被反射吸收和散射的那些透射率较高的波段范围称为大气窗口2主要大气窗口0313微米紫可见光红外摄影成像的最佳波段许多卫星传感器扫描成像的常用波段1325微米近红外探测植被含水量以及云雪或地质制图等3542微米中红外可以反射也可以发射814um远红外常温地物适于夜间成像0825cm微波区穿云透雾3作用和意义传感器探测波段选择的依据之一天空颜色分析1蓝天无云的晴空呈现蓝色因为蓝光波长短瑞利散射强度比较大因此蓝光向四面八方散射使整个天空蔚蓝使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱这种情况在日出和日落时更明显太阳此时高度角很小阳光斜射向地面通过的大气层比阳光直射时要厚得多蓝光波长最短几乎被散射殆尽2晚霞橘红色日落时太阳此时高度角很小阳光斜射向地面通过的大气层比阳光直射时要厚得多蓝光波长最短几乎被散射殆尽波长次短的绿光大部分也被散射掉了只剩下波长最长的红光散射最弱因此透过大气最多加上剩余的极少量绿光最后合成呈现橘红色所以朝霞和夕阳都偏橘红色53云雾白色根据非选择性散射的原理雨雾对可见光的散射是非选择性散射而云雾中水滴的粒子直径比可见光波段的波长大得多因而对可见光中各个波长的光散射强度相同所以人们看到云雾呈现白色第三章航空遥感与航空像片一1航空遥感是以飞机气球等飞行于大气层中的飞行器作为遥感平台的遥感2航空摄影传感器航空摄影仪感光材料航空摄影的主要材料组成感光乳剂和片基3航空像片分类反射率越大色调越浅反射率越小色调越深1黑白像片采用全色片04076微米可见光波段以深浅不同色调记录地物的辐射特征反射2彩色像片彩色感光材料三层蓝绿红色彩与实际地物色彩一致信息量较黑白像片丰富3红外像片利用红外感光材料记录可见光和近红外040913微米反应可见光和近红外波段的变化水体在红外波段反射率几乎为0水体只有在蓝绿波段反射比较强其余波段吸收都很强特别是红外波段就更强了因此在红外波段反射率为0所以颜色特别深而且水体越深越清澈吸收红外线强色调越深绿色植被近红外反射率特别大所以颜色较浅二者特别容易辨认黑白红外对水体和绿色植物反应敏感具有较高的反差及分辨率彩色红外黄色滤光镜头吸收蓝光波段蓝光波长短散射太严重影响像片的正常效果能消除散射改善反差增加清晰度颜色鲜艳应用广泛即是在感绿感红和近红外的三层感光乳剂上加了一个黄色滤光镜头这样就可以消除蓝光蓝光的瑞利散射太强对于植被针叶林和阔叶林中针叶林反射率低色调深阔叶林杨树等叶子多的植被反射率高色调浅有病虫害色调深受到破坏正常的色泽反射削弱了重点彩色红外假彩色由感绿感红近红外三个波段感光之后变成蓝绿红形成地物的颜色但不是正常的颜色理解为假彩色彩色像片4545454545真彩色由可见光中蓝绿红三者合成地物的颜色与实际的一样是真彩色4航空像片的性能指标感光度反差解像力二航片的投影性质1中心投影空间任意直线均通过一固定点投影中心投影到一平面上投影平面胶片而形成的透视关系2中心投影的成像特征点的像仍是点线的像仍是线但是当直线与像片垂直并通过投影中心时是点曲线的像仍是曲线3像点位移在中心投影的像片上地形的起伏除引起像比例尺变化外还会引起平面上的点位在像片位置上的移动这种现象叫做像点位移三航空摄影的种类一按像片倾角划分1垂直摄影特点看到地物顶部优点地物之间相互关系清楚缺点缺乏立体感2倾斜摄影特点看到地物侧面优点较好的立体感缺点像片上的位置和实际位置不太一致二按工作任务和目的分类1单张摄影2航线摄影带状摄影线状摄影航向重叠同一条航线上相邻像片之间的重叠比例53重叠比例534560旁向重叠相邻航线上像片之间的重叠比例15453063面积摄影区域摄影沿多条航线对一区域的摄影各个航线之间应该平行三按感光材料分类1普通摄影可见光1黑白摄影2彩色摄影真彩色2红外摄影红外感光材料记录可见光和近红外040913微米反射可见光和近红外波段的变化1黑白红外摄影2彩红外摄影假彩色3多光谱摄影不同波段的摄影得到不同的分波段的黑白像片四航片的比例尺1概念像片上某一线段长度与地面相应长度之比2计算在平坦地区水平像片的比例尺1MfH焦距比行高3平均比例尺主比例尺1平均比例尺选择各点的平均高程面作为起始面根据这个起始面计算出来的像片比例尺称为像片的平均比例尺2主比例尺以像主点中心投影的中心的航高求出的比例尺称为主比例尺可以从航测部门得到这种比例尺只是概略地代表该张像片的比例尺五航空像片的比例尺是怎样计算的1像片上某一线段长度与地物相应长度之比2在平坦地区水平像片的比例尺1MfH3平均比例尺选择各点的平均高程面作为起始面根据这个起始面计算出来的像片比例尺称为像片的平均比例尺4主比例尺以像主点的航高求出的比例尺称为主比例尺5比例尺的测定1平坦地区地势平坦且像片近似水平可用平均比例尺作为像片的比例尺方法在像片的像主点对角线附近选择四个地物点2丘陵地区丘陵地区不能用平均比例尺的方法来测定而是按测站求各点的平均比例尺方法选择与测站等高且与测站连线近于垂直的两地物点六航空像片的投影差与哪些因素有关1投影差由于航片属于中心投影因地形起伏与水平情况下比较像点产生了移动称为投影差2投影差的规律1投影差大小与像点距像主点距离成正比距像主点越远投影差越大越近投影差越小像片中心部分投影差小像主点是唯一不因高差而引起投影差的点2投影差大小与高差两地物成正比高差越大投影差越大高差为正时投影差为正像点由像主点向外移动为负时像点向靠近像主点方向移动3投影差与航高成反比航高越大投影差越小地势的高低不再那么重要了第四章航空像片的目视解译一遥感图像的解译Interpretation1分类目视解译目视判读计算机解译2关系目视解译是计算机解译发展的基础和出发点其经验和知识可以指导遥感图像的计算机解译二航空像片的目视解译效果取决于航空像片的质量判读人员的专业水平及解译经验概念见教材原则先整体后局部从已知到未知先易后难由宏观到微观方法1直接判读法直接解译标志2对比分析法和典型像片进行比较和已知资料对比45地形图或专题图或DEM到野外与实际地物对比73逻辑推理法三航空像片的特点1比例尺大成像高度低2中心投影性质中心投影造成航空像片的中间误差小边缘误差大3顶部特征看到地物的顶部四航空像片目视的判读标志定义不同地物具有不同的影像特征它们是判读地物的依据称为判读标志或判读要素一直接判读标志1形状任何地物在像片上必然有相应的几何形状l通过地物顶部轮廓或鸟瞰的平面形状l人造地物形状规则自然地物不规则形状受中心投影影响中心部分误差最小l平面地物在像片的任何部位没有多少变形l形状还要受像片比例尺影响2大小对判读地物性质有用l影像上的大小取决于航片的比例尺和地面分辨率l像片分辨率D地面分辨率是指像片上能分辨出的最小地物的大小3色调最不稳定的因素和颜色色调是指在黑白像片上影像的黑白深浅程度称为灰度或灰阶l地物形状是通过与周围地物色调差别表现出来的l采用不同波段和不同的感光胶片色调反映的意义不同影响色调的因素1地物的反射光谱特征亮度系数反射率越大成像色调越浅2地物表面结构a光滑表面反射率高色调浅b无光泽表面郎伯反射成像色调较深c起伏不平的表面向阳面颜色浅背阳面色调深3地物表面湿度湿度越大颜色越深相当于有水4摄影季节5处理措施色调由浅到深雪公路房屋树木4阴影本影物体未被太阳光直接照射到的阴暗部分落影阳光直接照射时物体投射在地面的影子5组合图案当地物较小或像片比例尺较小时地物的单个影像在像片上不能表现出来但地物的群体可以在像片上反映出来这种影像特征称为组合图案特征6纹理航空像片上目标地物内部色调有规律变化形成的影像结构二间接判读标志通过与之有联系的其他地物在影像上反映出来的直接标志来间接推断某地物的存在及其属性五不同种类航片航空遥感的目视解译航空遥感反应物体的反射特性一可见光黑白像片黑白像片的感光范围是在可见光波段感光范围04076m与人眼对光的敏感范围一致色调深浅取决于物体在可见光波段的反射率的高低绿色植被在可见光绿波段反射率高但全色胶片对绿光感光弱颜色较深解译标志形状和色调判读标志形状大小色彩阴影组合图案成像高度低多为大比例尺像片分辨率高形状与色调特征明显三可见光彩色像片感光范围04076um真天然彩色三层感光乳剂蓝绿红以不同色彩反映地物用彩色比用黑白更直观分辨率高效果好四彩红外像片感光范围0409um可见光454545近红外主要利用近红外三层感光乳剂感绿感红近红外黄色滤光镜头将进入镜头的蓝光吸收掉消除散射影响标准假彩色茂盛的绿色植物颜色8不同类型和生长阶段的植物健康与病虫害的植物的色调的不同针叶林暗红病虫害的暗红將枯死的呈青色披绿色伪装物的呈蓝色水体颜色蓝黑或蓝灰色对不同的清澈与混浊水污染水土壤湿度颜色不同如有植物色调稍红一些二黑白红外像片可见光和部分近红外感光范围0409um色调深浅决定于物体在近红外波段的反射率的高低茂盛的绿色植物在黑白红外上的色调与黑白像片上不同黑白红外上颜色浅因为在黑白红外上取决于绿色植被在近红外的反射不同类型和生长阶段的植物健康与病虫害的植物的色调的不同水体颜色水越深越清澈颜色越深对水资源调查有利如有植物色调浅一些土壤湿度大小可以从色调深浅反映出来湿度大相当于有水色调深红外像片的波长较可见光长散射小所以抗干扰能力强反差大大改善利于判读居民点颜色灰蓝色广泛应用于绿地调查LU森林污染的调查彩红外像片因通过黄光滤光镜去除了蓝色的干扰因而比彩色像片的应用更广泛重点比较彩红外像片和彩色像片的不同一彩色像片感光范围04076m三层感光乳剂蓝绿红颜色真天然彩色以不同色彩反映地物用彩色比用黑白更直观分辨率高效果好二彩红外像片感光范围0409um三层感光乳剂绿红近红外黄色滤光镜头将进入镜头的蓝光吸收掉消除散射影响颜色标准假彩色茂盛的绿色植物颜色分辨率更高不同类型和生长阶段的植物和健康与病虫害的植物的色调五航空雷达影像用的是微波这个波段1微波遥感雷达遥感1波段范围1mm1m微波的波段2又分为毫米波厘米波和分米波典型的是用厘米波可以主动式也可被动式所以微波遥感既可以反应物体的反射特性也可以反应物体的发射特性主动式雷达微波高度计微波散射计被动式微波散射计微波辐射计4特点6个全天时全天候工作鲜明特点穿透力强对冰雪森林土壤等可在一定程度上获取隐伏的信息侧向发射回收可沿国境线侦察对方地形天线可调整可增多获取的地表的特性如产生适量的阴影突出地貌特征微波传感器可采用多种频率多种极化方式多个视角进行工作获取目标的空间关系表面粗糙度对称性和介电特性的信息对海洋遥感具有特殊意义适合海浪观测分辨力低但特征明显发展潜力大尤其是SAR2主动式微波遥感1雷达遥感定义工作时通过天线向目标物发射微波并接收返回到天线的后向散射或反射又称雷达回波的信号并记录成像来实现对地观测的遥感92传感器雷达主要是微波高度计微波散射计雷达RadarRadioDetectionandRanging1分类侧视雷达SLR合成孔径侧视雷达SLAR2应用特点起步晚数据获取难实际应用不如可见光红外普遍3发展前景发展很快已成为遥感技术研究的热点成为对地观测中重要的前沿领域在地质构造找矿海洋海冰调查土壤水分动态监测洪涝灾害调查干旱区找水农林土地资源调查及军事上应用前景广阔4雷达影像的判读色调主要反映回波强弱强中弱无4545454545白灰色暗黑黑色阴影特征不同雷达波段上同一地物的雷达影像不同与地表粗糙度的关系地表越粗糙后向散射强发生漫反射呈灰白色光滑表面发生镜面反射后向散射弱暗黑色调与地物的电特性的关系电特性量度是复介电常数它是物质的反射率和导电率的一种指标3被动式遥感两种传感器均不成像固不讨论六热红外像片反应发射特性当物体的温度大于0摄氏度就会自动发射红外线而近红外成像反应反射特性一特点1波谱范围315m大气窗口35m814m反射短波辐射太阳辐射发射长波辐射地面辐射辐射定律ET4WTE热辐射源的强弱强温度高光亮色浅弱温度低光暗色深不受日照限制昼夜成像全天时但做不到全天候黎明前成像效果最好中午有太阳辐射影响应用与温度有关的森林火灾火山爆发城市热岛效应温泉冷却水排放等二判读色调与什么有关1色调与地物的发射率和温度有关温度越高发射率强色调越浅2色调与地物之间温差的关系植被叶子白天蒸腾水分流失温度低色调深陆地白天浅晚上深海洋白天深晚上浅陆地白天温度高海洋夜晚温度高3像片的形态与地物之间有变形热可扩散机场的热红外像片飞机已发动的发动机温度较高色调较浅显得亮尾喷温度更高色调显得更亮飞机的金属皮发射率低因此显得黑遥感图像分辨率1斜距分辨率距离分辨率在脉冲发射的方向上能分辨的两个目标的最小距离它与脉冲长度有关等于12脉冲长度2方位分辨率平行于飞行方向光学遥感和热红外遥感的区别热红外遥感光学遥感可见光和近红外波段主要是可见光波长范围3455um84514um大气窗口34564515um中红外远红外0445076453um特性与地物的温度相关记录地物的发记录地物的反射特征短波10射特征判读温度越高色调越浅温度越低色调越深反射率越高色调越浅越清楚时间特性全天时但做不到全天候主要在白天晴天居民地及道路的判读一居民地的判读1一般判读标志1几何图形2位置3色调2居民地分类规模1城市型2城镇型3乡村二道路的判读1一般判读标志1形态呈线状延伸2色调3位置位于居民地附近2分类1铁路2公路3乡村大路和小路航空像片的立体观察一立体观察的原理1眼睛的构造2单眼观察只能分辨出地物的平面形状分不清地物的远近和立体现象3双眼观察二立体观察的条件用双眼把相邻两摄影站对同一地区摄取的两张像片借助反光立体镜建立空间的光学立体模型满足条件1必须是由不同摄影站向同一地区所摄取的两张像片2两张像片的比例尺基本一致一般不超过163两张像片应按成像时的相对位置安放在立体镜下在进行立体观察时只能左眼看左像片右眼看右像片4眼基线与像片摄影基线互相平行并使同名地物点的相应视线成对相交三立体观察的方法1分辨左右像片找到由不同点向同一地点所摄取的两张像片两张像片重叠60左右分辨方法为找出两张像片上比较突出的同名地物点如河流转弯处居民点山头等将两个同名地物点重叠在左的为左像片在右的为右像片2找出摄影基线确定像主点转刺像主点于相邻像片上3将左右像片放在立体镜下摄影基线与眼基线平行4在立体镜下观察同名像点1左右手指分别放在左右像片突出的同一物点2调整图像间的距离当感到两个相同物体点的像在空间上完全重合时将手轻轻移开凝视一会儿就会产生立体效应四所需像对由不同点向同一地点所摄取的两张像片需要60的旁向重叠构成一个像对第五章航天遥感和卫星图像航天遥感以人造地球卫星航天飞机火箭或宇宙飞船及运行于太空的飞行器作为遥感平台的遥感11第一节陆地卫星一简述1卫星按距地面高度分类1低高度短寿命卫星200300km受大气摩擦影响大寿命几周时间图像分辨率高如军事侦察卫星2中高度长寿命卫星3501500km不受大气层摩擦影响飞行一年以上用于科学实验资源调查周期性强可重复成像利于动态变化研究如陆地卫星绝大部分卫星也叫太阳同步卫星极轨卫星3高高度长寿命卫星36000km也称地球同步卫星或静止卫星如通讯卫星2陆地卫星Landsat70年代传感器1反束光导管摄像机RBV3个波段分辨率为80m2多光谱扫描仪MSS多光谱扫描仪是把来自地面上地物的电磁波辐射反射或发射分成几个不同的光谱波段同时扫描成像的一种传感器4个波段分辨率80m特点在卫星运行中扫描是连续的自西向东为有效扫描当回扫时快门阀关闭扫描器与地面的通道为无效扫描多光谱扫描仪MSS10506m绿光20607m红光30708m红近红外40811m近红外280年代传感器MSS和光学机械扫描仪专题制图仪TM可通过中继卫星传送数据TM的波谱范围比MSS大每个波段范围较窄因而波谱分辨率比MSS图像高波段分的更细其地面分辨率为30mTM6的地面分辨率只有120m波段号波段频谱范围m分辨率mB1蓝04505230B2绿05206030B3红06306930B4近红外07609030B5SWIR15517530B6LWIR1040125120B7SWIR20823530专题制图仪采用双向扫描即正扫与回扫都是有效的为达到双向扫描的效果在仪器里安装了扫描行校正器它的作用是使扫描镜在两个方向产生有用数据390年代传感器增强型专题绘图仪ETM增加了一个15m分辨率的全色波段热红外通道的空间分辨率达到60m美国资源卫星每景影像对应的实际地面面积均为185km185km16天即可覆盖全球一次Landsat7ETM的波谱和空间分辨率波段号波段频谱范围m分辨率m1BlueGreen0450051530m2Green0525060530m3Red063006930m4NearIR077509030m5SWIR155017530m6LWIR104012560m7SWIR209023530m8Pan052009015m二美国陆地卫星目的是对地球资源进行调查和环境监测12一设计基本要求覆盖面周期寿命分辨率色调对比比例尺1覆盖地球上大部分陆地2比例尺一致便于资料处理拼接运行高度一致圆形轨道3一定的重叠拼接4要在相近的太阳辐射下进行成像便于色调的对比5成像要有一定的周期性6寿命在一年以上可进行动态研究如作物长势旱涝变化病虫害测报二轨道参数轨道高度705km倾角9822o运行周期989分钟24小时绕地球145圈穿越赤道时间上午10点扫描宽度185km185km重复周期16天233圈三运行特征近极地近圆形轨道轨道经过南北极地区又称极轨卫星优点可以覆盖全球大部分地区所获得的图像的分辨力较高近圆形轨道使得探测器在地面上的瞬时视场大小一致图像的比例尺相同运行周期环绕地球一周99分钟每天145圈16天对全球覆盖一次基本上满足了农林资源调查和环境监测的要求轨道与太阳同步属于太阳同步卫星轨道倾角即轨道面与地赤面的夹角为98o意义同纬度上所有点成像的地方时保持相同保证传感器能在较为一致的太阳光照下对地面进行探测利于资料对比分析三陆地卫星工作系统一地面测试系统对地物波谱特征进行测量美国进行了600多种岩石波谱特征和1000多种植物波谱特征测试为确定传感器的最佳波段提供依据二星载系统传感器多光谱扫描仪MSS单向扫描反束光导管摄像机RBV电视摄像机专题制图仪TM双向扫描三地面接收和处理系统1地面操纵控制中心司令部发送指令控制运行飞临地面站时发送讯号如果天气不好有云关闭成像系统2地面接收站大型抛物天线直径达26米和磁带机实时延时接收或接收由中继卫星转发的数据送到处理中心3数据处理机构四陆地卫星产品纸质像片计算机兼容磁带磁盘和光盘中巴卫星CBERS参数太阳同步轨道轨道高度778km倾角985o重复周期26天平均降交点上午1030扫描带宽度185km分辨率195m星上搭载CCD传感器IRMSS红外扫描仪广角成像仪11个波段法国SPOT卫星1SPOT123高度832km太阳同步轨道轨道道重复周期为26天13卫星上装有两台高分辨率可见光相机HRV可获取10m分辨率的全色遥感图像以及20m分辨率的三谱段遥感图像这些相机有侧视观测能力可横向摆动27卫星还能进行立体观测2SPOT4卫星遥感器增加了新的中红外谱段可用于估测植物水分增强对植物的分类识别能力并有助于冰雪探测还装载了一个Vegetation植被仪2250km幅宽地面分辨率约1公里可连续监测植被情况以及全球环境变化SPOT4卫星轨道参数轨道高度832km轨道倾角987210轨道周期101469分圈重复周期369圈26天降交点时间上午1030扫描带宽度60km两侧侧视27o传感器高分辨率可见光相机HRVSPOT4卫星上携带有两个HRVIR光学成像传感器参数如下波谱范围多光谱波段20m分辨率B1050059umB2061068umB3078089umSWIR158175um全色段10mB2061068um3SPOT新一代遥感卫星其分辨率更高SPOT5号卫星数据彩色数据10m分辨率黑白数据分辨率5m及25m能满足众多领域的需求如重要城市较大比例尺的地图修测城市及周边地区用地情况监控退耕还林还草情况动态监测高精度通讯用数据库含楼群高度农作物收成统计自然灾害预测及跟踪等SPOT455多光谱波段10m全色波段5m和25m高空间分辨率卫星可用于岩石矿产的识别和植被分类高空间分辨率卫星IKONOS轨道高度6818km轨道类型太阳同步轨道发射载体雅典娜II分辨率全色1米多光谱4米成像波段全色045090微米彩色波段1蓝色045053微米2绿色052061微米3红色064072微米4近红外077088微米制图无地面控制点水平精度12米垂直精度10米有地面控制点水平精度2米垂直精度3米高空间分辨率卫星Quickbird空间分辨率最高成像方式推扫式成像CCD传感器全波段061m波长450nm900nm多光谱244m波长蓝450520nm绿520600nm红630690nm近红外760900nm14轨道450km倾角98度太阳同步四成像光谱特点高光谱分辨率图谱合一可获得连续的光谱特征空间分辨率较高1宽波段图像与高光谱图像1高光谱遥感概念可提供可见光到红外波段范围内光谱信息连续的数十到数百个波段而且波段宽度很窄一般小于10nm特点高光谱分辨率图谱合一可获得连续的光谱特征空间分辨率较高波段范围广数据量大优点高光谱分辨率图谱合一可获得连续的光谱特征成像精细空间分辨率高缺点数据量大造成数据的冗余增加数据处理的难度2高光谱遥感和多光谱遥感的区别波段特点波普分辨率高光谱遥感窄波段图谱合一可获得连续的光谱特征高而精确多光谱遥感宽波段相对而言断续的光谱曲线数据有限较高没有上面的高MODIS传感器共有36个波段1空间分辨率1452个波段250m3457个波段500m84536个波段1000m2MODIS数据的特点1全世界范围内免费接收和鼓励推广使用的政策2涉及波段范围广36个波段空间分辨率比NOAAAVHRR高数据量化精度为12bit3TERRA与AQUA上的MODIS数据在时间更新频率上相配合加上晚间过境数据对于接收MODIS数据来说可以得到每天最少2次白天和2次黑夜更新数据五气象卫星及其图像气象卫星从运行特征上分两大类地球同步气象卫星赤道上空35800km公转方向与地球自转方向一致角速度相同又称静止气象卫星太阳同步气象卫星轨道高度1000km左右轨道经过两极地区又称极轨气象卫星美国NOAA气象卫星轨道参数轨道高度870km倾角989轨道周期10237分钟传感器AVHRR甚高分辨率辐射仪星下点地面分辨率11km重复覆盖周期1天1次或两次时间分辨率高利于动态监测通道波长微米主要用途1058068白天云层冰雪植被2072510植被3355393热源夜间云层火灾4103113洋面温度白天夜间云层5115125洋面温度白天夜间云层风云一号C及风云一号D主要技术指标15轨道高度870km倾角98850轨道周期1023分钟传感器多通道可见红外扫描辐射计MVIRS用途五海洋卫星世界海洋卫星包括三大类海洋水色卫星海洋地形卫星和海洋环境卫星我国将要发展3个系列的海洋卫星以可见光红外波段遥感探测海洋水色水温为主的海洋一号系列卫星以微波遥感探测可全天候获取海面风场海面高度和海表温度场等为主的海洋二号系列卫星以及同时配备光学遥感器微波遥感器等实现对海洋环境综合监测的海洋三号系列卫星HY1A卫星技术指标1卫星轨道类型太阳准同步圆形轨道高度798km倾角988周期10083分钟转以全年卫星寿命2年地面覆盖周期海洋水色扫描仪3天CCD成像仪7天2观测要素主要海水光学特性叶绿素浓度海表温度悬浮泥沙含量可溶有机物污染物等兼顾海冰冰情浅海地形海流特征海面上大气气溶胶实时观测区中国沿海区域四大海及海岸带区域等3有效传感器两个10波段海洋水色扫描仪COCTS功能用于探测海洋水色要素叶绿素浓度悬浮泥沙浓度和可溶有机物浓度及温度场等星下点地面分辨率1100m4波段CCD成像仪功能CCD成像仪主要用于海岸带动态测绘以获得海陆交互作用区域的较高分辨率图像星下点地面分辨率250m第六章陆地卫星图像一卫星图像的物理特征一灰阶1概念色调深浅的分级2MSS灰阶分64级TM灰阶分256级3不同波段图像的灰阶只反映该波段的幅射强度二光谱效应不同地物由于物质组成结构以及温度的不同光谱特性有差异同一地物在不同波段的像片上色调也是不同的三空间分辨率也称地面分辨率即像元的大小是指在图像上能显示最小地物的尺寸用途不同的卫片其分辨率不同分辨率还与影像背景反差有关反差好地面上15米宽的线状地物如铁路水渠河流可识别反差不好地物淹没在背景中可辨性差四不同季节成像对图像的影响1同一地区由于成像季节不同图像上同一地物的影像特征也会有所不同冬季地质体色调特征和形态特征信息都比较丰富解译较好夏季植被茂密地形缺乏阴影立体感不好干扰大线性特征被掩盖但对植物分类较好2根据判读内容选择最佳的图像包括最佳的空间分辨率辐射分辨率波谱分辨率以提高判读效果二卫星图像的几何特征一地理坐标1经纬度卫片上有经纬度注记中低纬度以30间隔60以上地区1间隔2投影性质每一个扫瞄行都有一个中心每幅卫星图像是由多行扫描形成的属于多中心投影距地面数百公里可视为垂直16投影基本上不存在像点位移3重叠1航向重叠地面处理机构对图像进行分幅时便于用户拼接人为处理加上的宽度为15km2旁向重叠由轨道间距和扫描宽度决定卫星轨道在极地地区相交相邻轨道间距离从赤道向两极逐渐缩短而卫星对地面的扫瞄宽度不变因此由旁向重叠从赤道向两极逐渐增大4比例尺与图像面积1比例尺2面积185185km34225km海南省33900km三卫片的符号与注记一陆地卫星图像的编号按标准分幅全球参考系统WRS张家口图幅编号是12432分别是轨道号和行号美国陆地卫星16天重复一次一次共绕地球233圈因此轨道编号是001233规定西经646为001自东向西编号我国位于Landsat45的113146轨道之间行号是在任一给定的轨道圈上当卫星沿轨道圈移动时给定的一个编号它横跨一幅图像的纬度中心线第一行8047N与赤道重叠的那行为60行到8151S为122行123行向北到赤道184行到8151N为246行我国大部分白昼图像在23到48行之间二叠合符号11在图象的四角互相套准时用2图象中心对角线交点C表示三纵向重叠符号T和相邻上下两幅图像间同一轨径上四经纬度注记上下注明经度短竖线左右注明纬度短横线五灰标第一级为白色第15级为黑色四卫星图像的目视判读一卫星像片与航空像片的对比几何物理特征的对比卫片航片比例尺一般较小高度高大11万投影性质多中心投影中心投影地形起伏像点位移地理坐标有经纬网格没有可以根据典型特征地物确定立体观察不能一般可以旁向重叠达60成像方式扫描成像摄影成像成像波段更细的多波段可见光波段红外微波空间分辨率一般较小大几米二卫星图像的特点1卫星图像更具宏观性成像距离远80km比例尺小覆盖面积大综合概括性强2卫星图像具有多波段特征多波段同步成像是多波段图像宽波段图像高光谱遥感波段选择的针对性越来越强信息量更丰富分辨地物的能力不断提高3卫星图像的时相动态性好不断运行以一定周期重复扫描地球不断更新数据动态能变化分析和预测预报17三卫星图像的判读方法1首先要了解图外信息比如地理位置影像注记2重点是色调特征的分析1色调与地物自身的颜色温度表面结构植被覆盖度的关系2注意各个单波段图像色调3结合彩色合成图像真或假彩色的色调分析3结合地物的不同波段的光谱特征4注意图像的群体综合特征分析如岩溶地貌4545454545在卫片上呈现斑点状黄土地貌4545454545密集树枝状图案5强调资料的对比分析不同波段像片的对比多波段合成对比不同时相像片的对比与已知资料对比不同类型卫星图像专题图对比6强调逻辑推理注重应用专业知识和经验进行判读第七一遥感数字图像1概念是以数字形式表示的遥感影像最基本的单位是像素也是计算机图像处理的最小单元2像素的特点具有空间特征和属性特征像元位置用行列号表示二遥感信息地学评价指标1空间分辨率又称地面分辨率空间分辨率是指在遥感图像上能够分辨出最小单元或地物尺寸或大小三种形式1像元2像解率3瞬时视场角2波谱分辨率指传感器选择采用的波段数和波段宽度宽波段图像高光谱图像矿物岩石小麦品种植物品质蛋白质3辐射分辨率指传感器对光谱信号强弱的敏感程度区分能力即探测器的敏感度4时间分辨率对同一地区遥感影像重复覆盖的频率三比较分析各种卫星传感器的空间分辨率的不同美国Landsat13反束光导管摄像机RBV3个波段分辨率80m多光谱扫描仪MSS4个波段分辨率80m美国Landsat45多光谱扫描仪MSS4个波段分辨率80m光学机械扫描仪专题制图仪TMTM波谱范围比MSS大每个波段范围较窄因而波谱范围分辨率比MSS图像高也就是分得更细30mTM第6个波段B6的地面分辨率为120m美国Landsat67Landsat6失败Landsat7增强型专题制图仪ETM在TM上增加了一个15m分辨率的全色Pan波段热红外通道的空间分辨率达到60m中巴卫星CBERS1CCD相机地面分辨率195m红外多光谱扫描仪IRMSS778m第68波段156m第9波段广角成像仪WFI地面分辨率256m法国SPOT13两台高分辨率可见光相机HRV全色遥感图像10m三谱段遥感图像20m法国SPOT4增加了新的中红外谱段装载了一个Vegetation植被仪地面分辨率1公里法国SPOT518彩色数据10m分辨率黑白数据分辨率5m及25m美国高空间分辨率卫星IKONOS2全色分辨率1m多光谱分辨率4m美国高空间分辨率卫星Quickbird最高全色分辨率061m多光谱分辨率244m