第6章扫描成像ppt课件

遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS第第 6 6 章章扫扫 描描 成成 像像 第 6 章扫 描 成 像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS第第6 6章章 扫描成像扫描成像 内容提要：扫扫描描成成像像是是遥遥感感技技术术发发展展的的方方向向之之一一，本本章章内内容容包包括括扫扫描描探探测测器器工工作作原原理理，电电子子扫扫描描成成像像电电视视，光光学学机机械械扫扫描描成成像像，固固体体自自扫描成像。扫描成像。讲授重点：电电子子扫扫描描成成像像过过程程与与原原理理，光光机机扫扫描描成成像像过过程程，成成像像扫扫描描仪仪分分辨辨能能力力，像像元元的的概概念念，电电荷荷耦耦合合器器件件CCD的的结结构构、工工作作原原理理和和成成像机制。像机制。第6章 扫描成像 内容提要：遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数响应率响应率 响应率是到达探测器上的单位辐射功率所响应率是到达探测器上的单位辐射功率所产生的电压，即输出电压与输入辐射能量之比，产生的电压，即输出电压与输入辐射能量之比，表达式是：表达式是：输出电压：输出电压(伏伏)，：输入的辐射能量：输入的辐射能量(瓦瓦)第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理响应率第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数响应波长范围响应波长范围 光谱响应曲线光谱响应曲线：探测器的响：探测器的响应率与入射辐射的波长之间的关应率与入射辐射的波长之间的关系曲线。系曲线。峰值波长峰值波长：最大响应率所对：最大响应率所对应的波长应的波长p 截止波长截止波长：响应率下降到峰：响应率下降到峰值一半所对的波长值一半所对的波长c1、c2，探，探测器的使用波长测器的使用波长c1c2。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 c1Rc1Pc2 6.1 扫描探测器工作原理响应波长范围第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数噪声电压（噪声电压（n）探测器在工作时本身所固有的毫无规律、无探测器在工作时本身所固有的毫无规律、无法预测的随机电压起伏，叫噪声电压（法预测的随机电压起伏，叫噪声电压（n）。）。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理噪声电压（n）第6章 扫描遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数等效噪声功率（等效噪声功率（NEP）到达探测器的电磁辐射产生的输出电压正好到达探测器的电磁辐射产生的输出电压正好等于噪声电压时的辐射量叫等效噪声功率等于噪声电压时的辐射量叫等效噪声功率（NEP），意思是它对探测器所产生的效果与噪），意思是它对探测器所产生的效果与噪声相等。声相等。NEPnn（s）要准确测定辐射信号的存在，入射辐射功率要准确测定辐射信号的存在，入射辐射功率应为应为NEP的的26倍。倍。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理等效噪声功率（NEP）第6章 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测灵敏度探测灵敏度D*D*是与是与NEP成反比的量，计算公式为成反比的量，计算公式为 式式中中：A为为元元件件的的面面积积，f为为频频带带宽宽度度，当当元元件件面面积积为为1cm2、频频带带宽宽度度为为1Hz、入入射射光光功功率率为为1W时时，D*等等于于输输出出信信号号与与噪噪声声之之比比信信噪噪比比（S/N）。）。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理探测灵敏度D*第6章 扫描成遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数探测器主要性能参数响应时间响应时间 当一定能量的辐射突然到达探测器的敏感面当一定能量的辐射突然到达探测器的敏感面上时，探测器的输出电压要经过一定的时间才能上时，探测器的输出电压要经过一定的时间才能上升到与这一辐射通量相对应的稳定值；当辐射上升到与这一辐射通量相对应的稳定值；当辐射突然除去后，输出电压也要经过一定的时间，才突然除去后，输出电压也要经过一定的时间，才能下降到辐射之前原有值。这一段时间就称为探能下降到辐射之前原有值。这一段时间就称为探测器的响应时间。测器的响应时间。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理响应时间第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理物体导电机理物体导电机理 物物质质由由原原子子核核和和电电子子组组成成，电电子子成成层层分分布布在在原原子子核核周周围围，受受核核作作用用力力吸吸引引。离离核核远远的的电电子子，受受核核吸吸引引力力较较小小，与与核核结结合合较较松松，很很容容易易受受到到相相邻邻原原子子核核的的作作用用，脱脱离离原原来来的的原原子子，成成为为不不属属于于某某一一个个原原子子的的电电子子自自由由电电子子。金金属属物物体体自自由由电电子子浓浓度度非非常常高高，运运动动杂杂乱乱无无章章。但但是是，如如果果有有外外加加电电压压作作用用于于导导体体上上，自自由由电电子子的的运运动动就就受受到到电电场场力力的的牵牵引引，有有一一个个顺顺电电场场作作用用力力方方向向的的加加速速运运动动，从从导导体体的的一一端端迁移到另一端。这就是导体传导电流的过程。迁移到另一端。这就是导体传导电流的过程。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理物体导电机理第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的导电机理半导体的导电机理半导体晶体结构半导体晶体结构 半导体的物体在组成晶体时，相邻的两个原半导体的物体在组成晶体时，相邻的两个原子各以一个电子相结合子各以一个电子相结合键合，形成属于这两个键合，形成属于这两个原子的一对键合电子。原子的一对键合电子。如果没有其它因素干扰，原子最外层的电子如果没有其它因素干扰，原子最外层的电子都分属于各对原子，没有自由电子，这时导电率都分属于各对原子，没有自由电子，这时导电率为零为零(不导电不导电)。当有干扰存在时，如温度变化，杂质的加入，当有干扰存在时，如温度变化，杂质的加入，就产生了自由电子，其浓度随温度、杂质的变化就产生了自由电子，其浓度随温度、杂质的变化而变化。而变化。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理半导体的导电机理半导体晶体结遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的导电机理半导体的导电机理温度影响温度影响 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 +4+4+4+4 自由电子自由电子 空穴空穴束缚电子束缚电子 6.1 扫描探测器工作原理半导体的导电机理温度影响第6遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的导电机理半导体的导电机理杂质影响杂质影响 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。杂半导体的某种载流子浓度大大增加。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 N 型半导体型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导：自由电子浓度大大增加的杂质半导 体，也称为（电子半导体）。体，也称为（电子半导体）。P型半导体型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。也称为（空穴半导体）。6.1 扫描探测器工作原理半导体的导电机理杂质影响第6遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的导电机理半导体的导电机理杂质影响杂质影响 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 N 型半导体型半导体+4+4+5+4 多余多余 电子子磷原子磷原子掺杂浓度远大于掺杂浓度远大于本征半导体中载本征半导体中载流子浓度，所以，流子浓度，所以，自由电子浓度远自由电子浓度远大于空穴浓度。大于空穴浓度。自由电子称为自由电子称为多多数载流子数载流子（多子多子），空穴称为，空穴称为少数少数载流子载流子（少子少子）。）。6.1 扫描探测器工作原理半导体的导电机理杂质影响第6遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的导电机理半导体的导电机理杂质影响杂质影响 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 P型半导体型半导体P 型半导型半导体中空穴体中空穴是多子，是多子，电子是少电子是少子。子。+4+4+3+4 空穴空穴硼原子硼原子 6.1 扫描探测器工作原理半导体的导电机理杂质影响第6遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的能带结构半导体的能带结构 能带结构是表示固体中电子能量分布方式的能带结构是表示固体中电子能量分布方式的一种简便方法。由原子结构已知，绕原子核旋转一种简便方法。由原子结构已知，绕原子核旋转的电子被限制在分立的能级上，各有各的轨道。的电子被限制在分立的能级上，各有各的轨道。除非原子被激发，否则电子都占据着较低的能级。除非原子被激发，否则电子都占据着较低的能级。固体的原子靠得很近，由于量子作用的结果，单固体的原子靠得很近，由于量子作用的结果，单个原子的分立能级扩展成近于连续的能带。能带个原子的分立能级扩展成近于连续的能带。能带之间被电子的禁带隔开。之间被电子的禁带隔开。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理半导体的能带结构第6章 扫描遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的能带结构半导体的能带结构 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 半导体导电机理半导体的能带结构 第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的能带结构半导体的能带结构 禁带禁带：就是禁止电子存在的地带。：就是禁止电子存在的地带。能带看起来是连续的，但其能级仍是分开的，能带看起来是连续的，但其能级仍是分开的，只是能量间隔很小，仅有只是能量间隔很小，仅有1014电子伏特。最高电子伏特。最高的能带是完全充满电子的，称为价带或满带；下的能带是完全充满电子的，称为价带或满带；下一个较高的能带，不管是占据还是未占据有电子，一个较高的能带，不管是占据还是未占据有电子，都称为导带，只有导带中的电子对材料的导电率都称为导带，只有导带中的电子对材料的导电率才有贡献。才有贡献。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理半导体的能带结构第6章 扫描遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的能带结构半导体的能带结构 导体导体：导带内没有被电子全部占满，并且：导带内没有被电子全部占满，并且禁带很窄，所以各能级上的电子在电场作用下，禁带很窄，所以各能级上的电子在电场作用下，可以发生跃过禁带的跃迁。可以发生跃过禁带的跃迁。绝缘体绝缘体：电子刚好占满价带中的全部能级，：电子刚好占满价带中的全部能级，导带是空的，禁带很宽，价带中的电子不可能获导带是空的，禁带很宽，价带中的电子不可能获得足够的能量升到导带中去。得足够的能量升到导带中去。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理半导体的能带结构第6章 扫描遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的能带结构半导体的能带结构 半导体半导体：介于导体和绝缘体之间，禁带较：介于导体和绝缘体之间，禁带较窄，在室温条件下，某些价电子就能获得足够的窄，在室温条件下，某些价电子就能获得足够的能量，跃过禁带到达导带，这些电子原来占据的能量，跃过禁带到达导带，这些电子原来占据的位置成了空穴。存在电场时，空穴会像电子一样位置成了空穴。存在电场时，空穴会像电子一样流过材料，而与电子流动的方向相反。流过材料，而与电子流动的方向相反。本征半导体本征半导体：不含杂质的半导体：不含杂质的半导体非本征半导体非本征半导体：掺有杂质的半导体：掺有杂质的半导体第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理半导体的能带结构第6章 扫描遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体导电机理半导体的能带结构半导体的能带结构 光光电电导导：在在入入射射光光子子的的能能量量大大于于禁禁带带宽宽度度E条条件件下下，用用辐辐射射照照射射半半导导体体产产生生截截流流子子，从从而而增增加加半半导导体的导电率的过程，称为光电导，体的导电率的过程，称为光电导，h。截截止止波波长长：根根据据电电磁磁辐辐射射理理论论，产产生生光光电电导导的的辐射存在的波长界限。为辐射存在的波长界限。为 c.24式式中中用用电电子子伏伏特特表表示示，c用用微微米米，所所以以要要增增大大截截止止波波长长，必必须须减减少少禁禁带带宽宽度度，减减小小的的方方式式主主要要是是降降低半导体的温度和掺入少量杂质两种低半导体的温度和掺入少量杂质两种。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理半导体的能带结构第6章 扫描遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器，根据其探测过程的物理机制，扫描探测器，根据其探测过程的物理机制，可分为光子或电子探测器、热探测器与气动型探可分为光子或电子探测器、热探测器与气动型探测器三类。测器三类。光子或电子探测器光子或电子探测器 光电探测器光电探测器 光电导探测器光电导探测器 光生伏打探测器光生伏打探测器 光磁电探测器光磁电探测器第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理 扫描探测器，根据遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理光子或电子探测器光子或电子探测器光子或电子探测器光子或电子探测器u光电探测器光电探测器 根据光电效应，由金属材料制成的探测器称根据光电效应，由金属材料制成的探测器称光电探测器。光电效应的产生，取决于材料表面光电探测器。光电效应的产生，取决于材料表面的脱出功的脱出功A和入射光的频率和入射光的频率 截止波长：截止波长：1.24，碱金属最低，碱金属最低，如铯：如铯：1.9伏。伏。0.65，金属化合物的更，金属化合物的更低，使得低，使得变大。变大。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理光电探测器第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理光子或电子探测器光子或电子探测器光子或电子探测器光子或电子探测器u光电导型探测器光电导型探测器 根据光电导现象，由半导体材料制成的探测根据光电导现象，由半导体材料制成的探测器称光电导型探测器。目前做成的光电导型红外器称光电导型探测器。目前做成的光电导型红外探测器的半导体有：硫化铅、砷化铟、锑化铟、探测器的半导体有：硫化铅、砷化铟、锑化铟、碲镉汞，以及锗碲镉汞，以及锗(硅硅)掺杂等。掺杂等。截止波长：截止波长：1.24，禁带宽度。，禁带宽度。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理光电导型探测器第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理光子或电子探测器光子或电子探测器光子或电子探测器光子或电子探测器u光生伏特型探测器光生伏特型探测器 根据光生伏特效应由结半导体材料制根据光生伏特效应由结半导体材料制成的探测器，称光生伏特型探测器。在该探测器成的探测器，称光生伏特型探测器。在该探测器中入射辐射必须能激发出中入射辐射必须能激发出电子电子空穴空穴对。从目前对。从目前的工艺水平看光导型和光伏型两类探测器所达到的工艺水平看光导型和光伏型两类探测器所达到的探测基本相同，光导型的与响应时间成正比，的探测基本相同，光导型的与响应时间成正比，而光伏型的则与时间无关，所以后者的响应时间而光伏型的则与时间无关，所以后者的响应时间可以很短，增加了可能使用的范围。可以很短，增加了可能使用的范围。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理光生伏特型探测器第6章 扫描成遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理光热效应与热敏类探测器光热效应与热敏类探测器 利用光热效应原理做成的探测器称做热敏类利用光热效应原理做成的探测器称做热敏类探测器，与遥感关系密切的主要有两类：探测器，与遥感关系密切的主要有两类：热敏电阻型探测器热敏电阻型探测器 热释电型探测器热释电型探测器第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理光热效应与热敏类探测器第6章 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理热敏类探测器热敏类探测器热敏类探测器热敏类探测器u热敏电阻型探测器热敏电阻型探测器 辐射照射产生的热效应，引起半导体电阻的辐射照射产生的热效应，引起半导体电阻的改变，从而把入射的辐射能量转变成输出电压，改变，从而把入射的辐射能量转变成输出电压，据此而制造的探测器，称为热敏电阻型探测器。据此而制造的探测器，称为热敏电阻型探测器。热敏电阻受到辐射照射，温度升高，进而引热敏电阻受到辐射照射，温度升高，进而引起电阻改变，随着照射进行，温度达到稳定值，起电阻改变，随着照射进行，温度达到稳定值，电阻也随之达到一个稳定值。半导体电阻的改变，电阻也随之达到一个稳定值。半导体电阻的改变，就引起电路中输出电压的改变，它反映了入射辐就引起电路中输出电压的改变，它反映了入射辐射能量的大小。射能量的大小。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理热敏电阻型探测器第6章 扫描成遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理热敏类探测器热敏类探测器热敏类探测器热敏类探测器u热释电型探测器热释电型探测器 电极化电极化：电介质在外加电压的情况下，内部：电介质在外加电压的情况下，内部带电粒子受电场力的作用，正电荷趋向阴极，负带电粒子受电场力的作用，正电荷趋向阴极，负电荷趋向阳极，结果使电介质的一个表面带正电，电荷趋向阳极，结果使电介质的一个表面带正电，相反表面带负电，这种现象称电极化。相反表面带负电，这种现象称电极化。自发极化自发极化：产生电极化的电介质，电压除产生电极化的电介质，电压除去后仍保持着极化状态的叫铁电体，这种极化称去后仍保持着极化状态的叫铁电体，这种极化称自发极化，其极化强度与温度有关，温度升高，自发极化，其极化强度与温度有关，温度升高，极化强度减弱，升高到一定温度，自发极化消失，极化强度减弱，升高到一定温度，自发极化消失，这个温度叫这个温度叫“居里温度居里温度”。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理热释电型探测器第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.1 6.1 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理 扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理扫描探测器工作原理热敏类探测器热敏类探测器热敏类探测器热敏类探测器u热释电型探测器热释电型探测器 在居里温度以下，利用极化强度与温度的关在居里温度以下，利用极化强度与温度的关系，制成的探测器系，制成的探测器热释电型探测器。热释电型探测器。工作原理工作原理：辐射照射到已极化好的铁电体上，：辐射照射到已极化好的铁电体上，引起温度升高，表面电荷减少，相当于引起温度升高，表面电荷减少，相当于“释放释放”了一部分电荷，释放的电荷用放大器转变成输出了一部分电荷，释放的电荷用放大器转变成输出电压。表面温度升高到新的平衡值后，表面电荷电压。表面温度升高到新的平衡值后，表面电荷也就达到新的平衡浓度，不再释放电荷，没有信也就达到新的平衡浓度，不再释放电荷，没有信号输出。号输出。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.1 扫描探测器工作原理热释电型探测器第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 电子扫描成像的电子扫描成像的基本原理基本原理是：物体反射光经是：物体反射光经透镜聚焦后，进入摄像管，摄像管把得到的影像透镜聚焦后，进入摄像管，摄像管把得到的影像转换成电信号，用超短波无线电传送出去，以接转换成电信号，用超短波无线电传送出去，以接收天线电信号进入显像管，通过显像管在荧光屏收天线电信号进入显像管，通过显像管在荧光屏上重显影像，或者是用磁带记录下来。现代电视上重显影像，或者是用磁带记录下来。现代电视摄像机是电子扫描成像的典型代表。摄像机是电子扫描成像的典型代表。6.2 电子扫描成像第6章 扫描成像 电遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电视摄像机基本构造电视摄像机基本构造电视摄像机基本构造电视摄像机基本构造 电电视视摄摄像像机机是是像像面面电电子子扫扫描描成成像像传传感感器器。与与摄摄影影机机一一样样，利利用用物物镜镜构构像像，把把影影像像聚聚焦焦在在光光导导靶上，利用电子枪对靶面的扫描提取影像信息。靶上，利用电子枪对靶面的扫描提取影像信息。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像 电视摄像机是像面电子扫遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程 聚焦聚焦摄像摄像传送传送显像显像 景物景物光学影像光学影像电子像电子像电位像电位像电子数量电子数量第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像 聚焦摄像传送遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程聚焦过程聚焦过程 电子扫描成像使用透镜聚焦。物体反射光线电子扫描成像使用透镜聚焦。物体反射光线经过滤色镜、透镜，在焦平面上形成倒立的光学经过滤色镜、透镜，在焦平面上形成倒立的光学实像，进入摄像系统。透镜有定焦距的物镜，也实像，进入摄像系统。透镜有定焦距的物镜，也有变焦距的物镜。滤色镜的作用，主要是获得分有变焦距的物镜。滤色镜的作用，主要是获得分波段的信息资料。波段的信息资料。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像聚焦过程第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程摄像过程摄像过程 摄像过程主要用摄像管进行，以反束光导摄摄像过程主要用摄像管进行，以反束光导摄像管为例来阐述其原理。像管为例来阐述其原理。反束光导摄像管前壁是光电阴极，进入系统反束光导摄像管前壁是光电阴极，进入系统的光像到达光电阴极后，产生光电效应，由光子的光像到达光电阴极后，产生光电效应，由光子激发出电子来，各点发出来的电子数目正比于光激发出电子来，各点发出来的电子数目正比于光像的光照强度，在光电阴极上形成电子密度像。像的光照强度，在光电阴极上形成电子密度像。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像摄像过程第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程摄像过程摄像过程摄像过程摄像过程 激发电子穿过金属栅栏打到靶极，靶极受高激发电子穿过金属栅栏打到靶极，靶极受高速电子的轰击产生二次电子发射。二次电子被金速电子的轰击产生二次电子发射。二次电子被金属栅网所捕获，靶极因逸出二次电子而带正电，属栅网所捕获，靶极因逸出二次电子而带正电，形成电位像。靶上电位高处对应于景物的亮点，形成电位像。靶上电位高处对应于景物的亮点，电位低处对应于景物的暗点。电位低处对应于景物的暗点。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像 激发电子穿过金属栅栏打遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程摄像过程摄像过程摄像过程摄像过程 用用电电子子枪枪准准确确地地瞄瞄准准靶靶极极上上的的点点并并对对靶靶面面进进行行扫扫描描(又又称称像像面面扫扫描描成成像像)。靶靶面面上上点点从从电电子子束束中中摄摄取取电电子子，使使靶靶极极达达到到零零电电位位。从从电电子子枪枪中中射射出出的的电电子子数数目目是是固固定定不不变变的的，但但靶靶面面各各点点吸吸收收电电子子的的数数目目却却不不同同，返返回回的的剩剩余余电电子子数数形形成成了了图图像像信信号号，即即图图像像的的亮亮点点，使使靶靶面面上上对对应应点点的的电电位位高高，从从电电子子束束中中吸吸收收的的电电子子数数就就多多，剩剩余余返返回回的的电电子子数数少少；反反之之，电电子子数数多多。于于是是，返返回回电电子子数数的的多少就反映了图像上各点的暗亮程度。多少就反映了图像上各点的暗亮程度。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像 用电子枪准确地瞄准靶极上遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程摄像过程摄像过程摄像过程摄像过程 为为了了提提高高输输出出信信号号的的强强度度，在在电电子子枪枪外外套套有有一一组组电电子子倍倍增增器器。返返回回的的电电子子被被收收集集极极吸吸取取后后，利利用用二二次次电电子子发发射射效效应应，将将电电流流逐逐级级倍倍增增。假假如如一一个个返返回回电电子子撞撞击击收收集集极极打打出出个个二二次次电电子子，那那么么有有个个倍倍增增级级就就可可把把信信号号放放大大倍倍。最最后后输输出的信号，即输出的图像信息称为视频信号。出的信号，即输出的图像信息称为视频信号。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像 为了提高输出信号的强度遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程传送过程传送过程 摄像管输出的图像信号通过无线电波，从天摄像管输出的图像信号通过无线电波，从天线发射出去，再由接收天线接收。线发射出去，再由接收天线接收。射频振荡射频振荡：由发射机的振荡器产生稳定的高频振荡：由发射机的振荡器产生稳定的高频振荡信号称为射频振荡。信号称为射频振荡。调制调制：将视频信号载到射频振荡：将视频信号载到射频振荡(载波载波)上去的过程上去的过程称调制，常用的调制方式有两种：称调制，常用的调制方式有两种：调幅调幅：载波频率保持不变，让振幅随视频信号变化：载波频率保持不变，让振幅随视频信号变化而变化；而变化；调频调频：载波振幅保持不变，让频率随视频信号变化：载波振幅保持不变，让频率随视频信号变化而变化。而变化。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像传送过程第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程显像过程显像过程 接收机天线接收到调制过的视频信号，经变接收机天线接收到调制过的视频信号，经变频、中放、检波、视放，由显像管的电子枪发射频、中放、检波、视放，由显像管的电子枪发射出随视频信号而变化的电子束，电子束轰击荧光出随视频信号而变化的电子束，电子束轰击荧光屏，把高速电子的动能转变为光能，在屏上出现屏，把高速电子的动能转变为光能，在屏上出现亮点。电子束在荧光屏上迅速扫描，由于荧光屏亮点。电子束在荧光屏上迅速扫描，由于荧光屏的余辉和人的视觉暂留，因此可看到整幅画面。的余辉和人的视觉暂留，因此可看到整幅画面。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像显像过程第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.2 6.2 电子扫描成像电子扫描成像 电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程电子扫描成像过程显像过程显像过程 彩色显像管，有红、绿、蓝三支电子枪，荧彩色显像管，有红、绿、蓝三支电子枪，荧光屏上任意相邻三点都必定包括红绿蓝各一点，光屏上任意相邻三点都必定包括红绿蓝各一点，由于每点非常小，靠得又很紧密，当电子轰击它由于每点非常小，靠得又很紧密，当电子轰击它们而发光时，对于红点、绿点、蓝点位置上的差们而发光时，对于红点、绿点、蓝点位置上的差别人眼分辨不清，而产生彩色视觉。别人眼分辨不清，而产生彩色视觉。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.2 电子扫描成像显像过程第6章 扫描成像 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成 光光学学机机械械扫扫描描仪仪是是借借助助平平台台沿沿飞飞行行方方向向运运动动、传传感感器器光光学学机机械械横横向向扫扫描描达达到到地地面面覆覆盖盖，得得到到地地面面条条带带图图像像的的成成像像装装置置。光光机机扫扫描描仪仪主主要要有有红红外外扫扫描描仪仪和和多多光光谱谱扫扫描描仪仪两两种种，由由收收集集器器、分分光光器器、探测器、处理器和输出器探测器、处理器和输出器等几部分组成。等几部分组成。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 光学机械扫描仪是借助遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 地物的红地物的红外辐射外辐射光学扫描光学扫描系统系统分光器分光器探测器探测器氖灯氖灯成像光学成像光学扫描系统扫描系统同步控制系统同步控制系统制冷制冷数据记录数据记录发送发送胶片胶片电信号电信号光信号光信号 6.3 光学机械扫描成像 第6章 扫描成像遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成分光器分光器分光器分光器 分光器的目的是将收集器收集的地面电磁波分光器的目的是将收集器收集的地面电磁波信息分解成所需要的光谱成份。常用的分光元器信息分解成所需要的光谱成份。常用的分光元器件有分光棱镜、衍射光栅和分光滤光片。件有分光棱镜、衍射光栅和分光滤光片。分光棱镜分光棱镜：依据物质折射率随波长变化的原理：依据物质折射率随波长变化的原理进行分光。进行分光。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 分光器的目的是将收遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成分光器分光器分光器分光器衍射光栅衍射光栅：光线照射到光栅上会引起衍射，将：光线照射到光栅上会引起衍射，将光栅设计为使相邻光栅的衍射光的相位差为某波光栅设计为使相邻光栅的衍射光的相位差为某波长的整数倍，则光栅在某方向的衍射光均为该波长的整数倍，则光栅在某方向的衍射光均为该波长的光，形成不同波长的衍射光分布在不同方向长的光，形成不同波长的衍射光分布在不同方向的现像，这种分光元件叫衍射光栅。的现像，这种分光元件叫衍射光栅。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像衍射光栅：光线照射到光栅上会引起遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成分光器分光器分光器分光器分光滤光片分光滤光片：能从某一光束中透射或反射特定：能从某一光束中透射或反射特定波长的元件。从分光功能可分为三种形式：长波波长的元件。从分光功能可分为三种形式：长波通滤光片、短波通滤光片和带通滤光片。通滤光片、短波通滤光片和带通滤光片。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像分光滤光片：能从某一光束中透射或遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成探测器探测器探测器探测器 探测分光后的电磁波并把它变换成电信号的探测分光后的电磁波并把它变换成电信号的元件叫探测器。扫描探测器的种类较多，按光电元件叫探测器。扫描探测器的种类较多，按光电转换方式可分为三类：光电子发射型、光激发载转换方式可分为三类：光电子发射型、光激发载流子型和热效率型。流子型和热效率型。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 探测分光后的电磁波遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成探测器探测器探测器探测器光光电电子子发发射射型型探探测测器器：利利用用材材料料在在光光照照射射下下发发出出电电子子的的特特性性制制成成的的光光电电管管。当当光光照照射射在在光光电电管管的的阴阴极极上上时时发发出出电电子子，在在外外电电场场作作用用下下，电电子子流流向向光光电电管管的的阳阳极极，在在光光电电管管的的输输出出电电路路中中形形成成电电流，且电路中的电流强度与光照度成函数关系。流，且电路中的电流强度与光照度成函数关系。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像光电子发射型探测器：利用材料在光遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成探测器探测器探测器探测器光光激激发发载载流流子子型型探探测测器器：利利用用光光激激发发载载流流子子原原理理制制成成的的探探测测器器。探探测测元元件件有有光光电电二二极极管管、光光电电晶体管、光电导管、线阵列传感器等。分为：晶体管、光电导管、线阵列传感器等。分为：PC型型PC型型元元件件是是晶晶体体结结构构，受受到到外外来来辐辐射射时时在在晶晶体体内内产产生生电电子子-空空穴穴对对，其其数数量量与与辐辐射射的的强强弱弱成成正正比比。在在外外加加电电压压的的作作用用下下，电电子子向向阳阳极、空穴向阴极移动而形成电流。极、空穴向阴极移动而形成电流。PV型型 PV型型元元件件的的典典型型例例子子是是前前述述的的电电视视摄像机。摄像机。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像光激发载流子型探测器：利用光激发遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成探测器探测器探测器探测器热热效效应应（PEM）型型探探测测器器：是是一一种种热热红红外外探探测测器器，如如热热电电耦耦探探测测器器和和热热释释电电探探测测器器，它它把把红红外外辐辐射射能能转转换换变变成成电电能能。热热红红外外探探测测器器必必须须在在低低温温下下工工作作，要要有有致致冷冷装装置置。致致冷冷的的方方法法有有：液液化化气气体制冷、固体致冷剂制冷和辐射致冷器致冷。体制冷、固体致冷剂制冷和辐射致冷器致冷。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像热效应（PEM）型探测器：是一种遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成处理器处理器处理器处理器 从从探探测测器器出出来来的的低低电电平平信信号号，需需放放大大和和限限制制带带宽宽。一一般般在在探探测测器器后后面面设设置置低低噪噪声声的的前前置置放放大大器器来来进进行行工工作作。前前置置放放大大器器随随电电子子元元件件不不同同，分分为真空管、晶体管和集成电路三种形式。为真空管、晶体管和集成电路三种形式。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 从探测器出来的低电遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成处理器处理器处理器处理器 前前置置放放大大器器出出来来的的视视频频信信号号可可输输往往存存储储设设备备，将将模模拟拟信信号号记记录录在在介介质质上上。如如需需将将信信号号记记录录在在胶胶片片上上，必必须须设设计计电电光光转转换换电电路路，将将电电讯讯号号转转变变成成光光信信号号，这这时时输输出出器器上上的的光光强强度度正正好好与与目目标标辐辐强强度度一一致致。如如果果要要求求输输出出信信号号为为数数字字形形式式，则则必必须须将将视视频频信信号号数数字字化化，使使用用模模数数变变换换器器，对对连连续续的的模模拟拟信信号号进进行行采采样样、量量化化，变变成成离离散散的的数数字字信信号。号。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 前置放大器出来的视遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成输出器输出器输出器输出器 输出器种类很多，输出形式主要有两种：输出器种类很多，输出形式主要有两种：胶胶片片：经经电电光光变变换换线线路路来来调调制制发发光光器器件件，发发光光器器件件上上的的光光信信号号强强度度与与视视频频信信号号强强度度一一致致。当当胶胶片曝光时，信息就被记录下来。片曝光时，信息就被记录下来。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 输出器种类很多，输出形式主遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成光机扫描仪的结构组成输出器输出器输出器输出器数据数据：输出信号记录在存储介质上。记录的形：输出信号记录在存储介质上。记录的形式分式分模拟信号记录模拟信号记录和和数字信息记录数字信息记录两种。模拟信两种。模拟信号记录后形成的磁场强度与视频信号强度一致。号记录后形成的磁场强度与视频信号强度一致。数字信息记录的是已采样和量化了的数字数据。数字信息记录的是已采样和量化了的数字数据。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像数据：输出信号记录在存储介质上。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程 光机扫描仪的收集系统对空间形成一个很小光机扫描仪的收集系统对空间形成一个很小的角度的角度瞬时视场角瞬时视场角，在瞬时视场内的地物辐，在瞬时视场内的地物辐射能由旋转棱镜反射到反射镜组，经其反射，聚射能由旋转棱镜反射到反射镜组，经其反射，聚焦在分光器上，经分光器分光后分别照射到相应焦在分光器上，经分光器分光后分别照射到相应的探测器上。的探测器上。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 光机扫描仪的收集系遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程探测器将辐射能转变为视频信号探测器将辐射能转变为视频信号显像管显示显像管显示：经电子放大器放大和调整，在阴极：经电子放大器放大和调整，在阴极射线管上显示瞬时视场的地面影像；射线管上显示瞬时视场的地面影像；胶片记录胶片记录：由视频信号控制灯的明暗，经显微镜：由视频信号控制灯的明暗，经显微镜头在底片曝光后记录下来；头在底片曝光后记录下来；数据磁带数据磁带：视频信号经模数转换器转换，变成：视频信号经模数转换器转换，变成数字的电信号，经采样、量化和编码，变成数据数字的电信号，经采样、量化和编码，变成数据流，发送回地面记录。流，发送回地面记录。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像探测器将辐射能转变为视频信号第遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程 随着棱镜的旋转，镜面对地面横越航线（垂随着棱镜的旋转，镜面对地面横越航线（垂直于飞行）方向扫视一次，地面物体依次成像，直于飞行）方向扫视一次，地面物体依次成像，形成形成一条影像线一条影像线被记录下来。随着平台向前移动，被记录下来。随着平台向前移动，扫描旋转棱镜依次对地面扫描，形成一条条相互扫描旋转棱镜依次对地面扫描，形成一条条相互衔接的地面影像，最后形成连续的衔接的地面影像，最后形成连续的地面条带影像地面条带影像（区域信息）。（区域信息）。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 随着棱镜的旋转，镜遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程 机械扫描成像使用的扫描系统多为抛物面聚机械扫描成像使用的扫描系统多为抛物面聚焦系统焦系统卡塞格伦光学系统，它将地物的电磁辐卡塞格伦光学系统，它将地物的电磁辐射聚焦到探测器。射聚焦到探测器。光学扫描系统的瞬时视场角很小，扫描镜只光学扫描系统的瞬时视场角很小，扫描镜只收集点的辐射能量，利用本身的旋转或摆动形成收集点的辐射能量，利用本身的旋转或摆动形成一维线性扫描，加上平台移动，实现对地物平面一维线性扫描，加上平台移动，实现对地物平面扫描，达到收集区域地物电磁辐射的目的。扫描，达到收集区域地物电磁辐射的目的。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像 机械扫描成像使用的遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程瞬时视场角瞬时视场角：扫描系统在某一时刻对空间所：扫描系统在某一时刻对空间所张的角度称为瞬时视场角，它由探测元件的线度张的角度称为瞬时视场角，它由探测元件的线度与光学系统的总焦距决定：与光学系统的总焦距决定：像点像点：瞬时视场角在影像上形成的对应点称像点，：瞬时视场角在影像上形成的对应点称像点，也叫像元或像素。也叫像元或像素。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像瞬时视场角：扫描系统在某一时遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光学扫描过程光学扫描过程 第第6 6章章 扫描成像扫描成像 光机扫描仪的成像过程光学扫描过程 第6章 扫描成遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程地面分辨率地面分辨率：瞬时视场角在地面上对应的距离：瞬时视场角在地面上对应的距离瞬时视场线度，叫地面分辨率。根据弧长公瞬时视场线度，叫地面分辨率。根据弧长公式，可得出不同位置和方向的分辨率：式，可得出不同位置和方向的分辨率：垂直投影点分辨率垂直投影点分辨率：0 飞行方向分辨率飞行方向分辨率：0Sec 扫描方向分辨率扫描方向分辨率：0Sec2扫描角扫描角：机下扫描点与瞬时扫描点所形成的角：机下扫描点与瞬时扫描点所形成的角度。度。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像地面分辨率：瞬时视场角在地面上对遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程光学扫描过程总总视视场场角角0：光光学学扫扫描描系系统统对对目目标标扫扫描描摆摆动动的的最最大大角角度度（0）为为总总视视场场角角，也也叫叫总总扫扫描描角角。此此角越大，每次运行复盖的地面面积越大。角越大，每次运行复盖的地面面积越大。扫描线长度扫描线长度：扫描线所对应的地面长度：扫描线所对应的地面长度：tg(0/2)由公式可得：航高越高，扫描线越长。由公式可得：航高越高，扫描线越长。第第6 6章章 扫描成像扫描成像 6.3 光学机械扫描成像总视场角0：光学扫描系统对目遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS 6.3 6.3 光学机械扫描成像光学机械扫描成像 光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程光机扫描仪的成像过程探测过程探测过程探测过程探测过程 探测器将扫描系统收集来的辐射能转换成探测器将扫描系统收集来的辐射能转换成与辐射强度成正比例的电信号，即进行光电转与辐射强度成