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基础知识uu图象的表示形式图象的表示形式uu遥感数字图象表示方法遥感数字图象表示方法主要内容主要内容11 图象的表示形式在空间域的表示在空间域的表示1)1)光学图象光学图象连续的光密度函数连续的光密度函数.像片上的密度随坐标像片上的密度随坐标X,YX,Y的变化而的变化而变化，我们用连续变化的函数来表示。变化，我们用连续变化的函数来表示。2)2)数字图象数字图象光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都是光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都是模拟图像，模拟图像，这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像能在电子计算机中处理运算，必须将模拟图像转化为数字能在电子计算机中处理运算，必须将模拟图像转化为数字所表示的图像。所表示的图像。所谓数字图像所谓数字图像 就是一个二维离散的光密度函数，相对就是一个二维离散的光密度函数，相对于光学图象于光学图象,它在空间坐标它在空间坐标(X,Y)(X,Y)和密度上都进行离散化处和密度上都进行离散化处理。数字图像可以用一个二维矩阵表示理。数字图像可以用一个二维矩阵表示:2单色时：为MN矩阵。多光谱时：3灰度、坐标、物理图象和数字图象6 属性（灰度）量化：把抽样后的象素点亮度值属性（灰度）量化：把抽样后的象素点亮度值属性（灰度）量化：把抽样后的象素点亮度值属性（灰度）量化：把抽样后的象素点亮度值离散化使其成为有限个整数值（一般为离散化使其成为有限个整数值（一般为离散化使其成为有限个整数值（一般为离散化使其成为有限个整数值（一般为0-2560-256个灰个灰个灰个灰度值）。如把对应象素点，按照其真是的明暗亮度度值）。如把对应象素点，按照其真是的明暗亮度度值）。如把对应象素点，按照其真是的明暗亮度度值）。如把对应象素点，按照其真是的明暗亮度转化为相应的灰度值（亮度）值转化为相应的灰度值（亮度）值转化为相应的灰度值（亮度）值转化为相应的灰度值（亮度）值0256 0256。在计算机。在计算机。在计算机。在计算机中，每个象素用一个字节来储存量化后的数值（此中，每个象素用一个字节来储存量化后的数值（此中，每个象素用一个字节来储存量化后的数值（此中，每个象素用一个字节来储存量化后的数值（此处为处为处为处为8Bit8Bit）。量化后的灰度值即反映了对应象素点）。量化后的灰度值即反映了对应象素点）。量化后的灰度值即反映了对应象素点）。量化后的灰度值即反映了对应象素点的明暗亮度值。的明暗亮度值。的明暗亮度值。的明暗亮度值。经过抽样、量化后，经过抽样、量化后，经过抽样、量化后，经过抽样、量化后，一幅黑白模拟图像就会离一幅黑白模拟图像就会离一幅黑白模拟图像就会离一幅黑白模拟图像就会离散化成为散化成为散化成为散化成为M*NM*N个字节的数字图像，变成适用于电子个字节的数字图像，变成适用于电子个字节的数字图像，变成适用于电子个字节的数字图像，变成适用于电子计算机处理的数字图像。计算机处理的数字图像。计算机处理的数字图像。计算机处理的数字图像。在图像数字化过程中把原来连续变化的亮度信在图像数字化过程中把原来连续变化的亮度信在图像数字化过程中把原来连续变化的亮度信在图像数字化过程中把原来连续变化的亮度信息变成离散的数字信息时会带来一定的误差。息变成离散的数字信息时会带来一定的误差。息变成离散的数字信息时会带来一定的误差。息变成离散的数字信息时会带来一定的误差。7数字化后的黑白图像，可数字化后的黑白图像，可数字化后的黑白图像，可数字化后的黑白图像，可以用以用以用以用MNMN个字节来表示，个字节来表示，个字节来表示，个字节来表示，即用数学式子即用数学式子即用数学式子即用数学式子f f（X Xi i，Y Yj j）表示。数组）表示。数组）表示。数组）表示。数组f f（X Xi i，Y Yj j ）中）中）中）中i=1i=1，2 2，3m3m，j=1j=1，2 2，3 3，nn，分别代表，分别代表，分别代表，分别代表像素所在的行和列序号。像素所在的行和列序号。像素所在的行和列序号。像素所在的行和列序号。f f（X Xi i，Y Yj j ）值代表图像）值代表图像）值代表图像）值代表图像中（中（中（中（X Xi i，Y Yj j ）点处象素）点处象素）点处象素）点处象素的灰度值。的灰度值。的灰度值。的灰度值。实践中有多种多样的图像，实践中有多种多样的图像，实践中有多种多样的图像，实践中有多种多样的图像，按照各类图像的具体情况，按照各类图像的具体情况，按照各类图像的具体情况，按照各类图像的具体情况，约定如右表。约定如右表。约定如右表。约定如右表。图像图像图像图像数字化后描述形数字化后描述形数字化后描述形数字化后描述形式式式式备注备注备注备注二值图像二值图像二值图像二值图像f f（X X，Y Y）=1=1或或或或0 0文字、线条图、文字、线条图、文字、线条图、文字、线条图、指纹等指纹等指纹等指纹等黑白图像黑白图像黑白图像黑白图像0f0f（X X，Y Y）2n-12n-1黑白图像，一黑白图像，一黑白图像，一黑白图像，一般般般般n=68n=68彩色图像彩色图像彩色图像彩色图像|f|fi i（X X，Y Y）|i=Ri=R，GG，B B以三基色表示以三基色表示以三基色表示以三基色表示的彩色图像的彩色图像的彩色图像的彩色图像光谱图像光谱图像光谱图像光谱图像|f|fi i（X X，Y Y）|i=1|i=1，2m2m遥感图像，遥感图像，遥感图像，遥感图像，m=68m=68或更或更或更或更大大大大立体图像立体图像立体图像立体图像f fl l（X X，Y Y），），），），f fr r（X X，Y Y）左右视点得到左右视点得到左右视点得到左右视点得到同物体的图同物体的图同物体的图同物体的图像对像对像对像对动态图像动态图像动态图像动态图像|ft|ft（X X，Y Y）|t=tt=t1 1，t t2 2ttr r.动态图像，动动态图像，动动态图像，动动态图像，动画制做等画制做等画制做等画制做等82 遥感数字图象记录与存储存储介质磁带磁带,磁盘磁盘,光盘，硬盘，磁盘阵列光盘，硬盘，磁盘阵列类型二值数字图象二值数字图象单波段图象单波段图象数字彩色图象数字彩色图象多波段图象多波段图象多波段数字图像的记录格式最常见的有多波段数字图像的记录格式最常见的有3 3种：种：9BSQBSQ （波段顺序格式）（波段顺序格式）（波段顺序格式）（波段顺序格式）每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。在这种每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。在这种每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。在这种每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。在这种格式中，每个单波段图像都是一个完整的数据块，适合于格式中，每个单波段图像都是一个完整的数据块，适合于格式中，每个单波段图像都是一个完整的数据块，适合于格式中，每个单波段图像都是一个完整的数据块，适合于对单个波谱波段中任何部分的空间（对单个波谱波段中任何部分的空间（对单个波谱波段中任何部分的空间（对单个波谱波段中任何部分的空间（X X，Y Y）存取。）存取。）存取。）存取。BIP BIP（每个像元按波段次序交叉排列）（每个像元按波段次序交叉排列）（每个像元按波段次序交叉排列）（每个像元按波段次序交叉排列）按按按按 BIP BIP 格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段，格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段，格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段，格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段，接着是第二个像元的所有波段，然后是第接着是第二个像元的所有波段，然后是第接着是第二个像元的所有波段，然后是第接着是第二个像元的所有波段，然后是第 3 3 个像元的所有个像元的所有个像元的所有个像元的所有波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图像数据波谱（像数据波谱（像数据波谱（像数据波谱（Z Z）的存取提供最佳性能。的存取提供最佳性能。的存取提供最佳性能。的存取提供最佳性能。BIL BIL（逐行按波段次序排列）（逐行按波段次序排列）（逐行按波段次序排列）（逐行按波段次序排列）按按按按 BIL BIL 格式存储的图像先存储第一个波段的第一行，接着格式存储的图像先存储第一个波段的第一行，接着格式存储的图像先存储第一个波段的第一行，接着格式存储的图像先存储第一个波段的第一行，接着是第二个波段的第一行，然后是第三个波段的第一行，交是第二个波段的第一行，然后是第三个波段的第一行，交是第二个波段的第一行，然后是第三个波段的第一行，交是第二个波段的第一行，然后是第三个波段的第一行，交叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种折衷方式。折衷方式。折衷方式。折衷方式。10通道（波段）和象元11遥感数字图像遥感数字图像遥感数字图像是以数字表示的遥感图像，其最基遥感数字图像是以数字表示的遥感图像，其最基遥感数字图像是以数字表示的遥感图像，其最基遥感数字图像是以数字表示的遥感图像，其最基本的单元是像素。像素是成像过程的采样点，也本的单元是像素。像素是成像过程的采样点，也本的单元是像素。像素是成像过程的采样点，也本的单元是像素。像素是成像过程的采样点，也是计算机处理图像的最小单元。像素具有空间特是计算机处理图像的最小单元。像素具有空间特是计算机处理图像的最小单元。像素具有空间特是计算机处理图像的最小单元。像素具有空间特征和属性特征征和属性特征征和属性特征征和属性特征.像素的属性特征由亮度值（灰度值）来表达像素的属性特征由亮度值（灰度值）来表达像素的属性特征由亮度值（灰度值）来表达像素的属性特征由亮度值（灰度值）来表达.纯像素和混合像素。纯像素和混合像素。纯像素和混合像素。纯像素和混合像素。遥感数字图像的特点遥感数字图像的特点便于计算机处理与分析便于计算机处理与分析便于计算机处理与分析便于计算机处理与分析图像信息损失少图像信息损失少图像信息损失少图像信息损失少抽象性强抽象性强抽象性强抽象性强12uu遥感图像的分辨率uu传感器uu遥感平台及卫星轨道uu常见卫星参数及其影像特性第三章 传感器及航天遥感13传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。的工具。是遥感技术系统中数据获取的关键设备。是遥感技术系统中数据获取的关键设备。它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。传感器传感器141 遥感图像分辨率遥感图像分辨率n n分辨率-传感器最具实用意义的指标。n n分辨率是遥感技术及其应用中的一个重要概念，也是衡量遥感数据质量特征的一个重要指标。n n分为：空间分辨率；时间分辨率；光谱分辨率；辐射亮度分辨率（温度分辨率）。15遥感图像的空间分辨率遥感图像的空间分辨率 空间分辨率：每个像元对应空间的大小。表征影象分辨地面目标细节能力的指标。16n n空间分辨率单位以米表示。n n空间分辨率数值越大分辨率越低。1718计算计算机屏机屏幕无幕无影像影像分辨分辨率之率之说说19空间分辨率决定其所能形成影像空间分辨率决定其所能形成影像分辨率之范围分辨率之范围20遥感图像的光谱分辨率遥感图像的光谱分辨率 光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小,分辨率越高。21光谱分辨率n n波段数波段数&波段宽度波段宽度n n一般的航空影像一般的航空影像:1-3 1-3 波段波段,波段较宽波段较宽n n卫星影像卫星影像:Landsat-7Landsat-7波段波段,60 nm,60 nm SPOT-3 SPOT-3波段波段,70 nm,70 nm IKONOS-4 IKONOS-4波段波段,60 nm,60 nm QuickBird-4 QuickBird-4波段波段,60 nm,60 nmn n视频视频&数码（摄像）相机数码（摄像）相机:1-12 1-12 波段波段,窄至窄至 10 nm 10 nmn n高光谱遥感图像高光谱遥感图像:32-102432-1024波段波段,窄至窄至 1 nm 1 nmBandwidthBandwidthReflectanceWavelength22遥感图像的光谱分辨率遥感图像的光谱分辨率 它包括传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。全色多波段高光谱成像光谱仪2324遥感图像的时间分辨率遥感图像的时间分辨率uu时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。uu可提供地物动态变化的信息。时间分辨率与所需探测目标的动态变化有直接的关系。uu各种传感器的时间分辨率，与卫星的重复周期及传感器在轨道间的立体观察能力有关。25遥感图像的时间分辨率遥感图像的时间分辨率根据回归周期的长短，时间分辨率分为三种类型：n n超短（短）周期时间分辨率，可以观测到一天之内的变化，以小时为单位。n n中周期时间分辨率，可以观测到一年内的变化，以天为单位。n n长周期时间分辨率，一般以年为单位的变化。26遥感图像的时间分辨率遥感图像的时间分辨率时间分辨率的意义：n n进行动态监测和预报n n自然历史变迁和动力学分析n n提高成像率和解像率，对历次获取的数据资料进行叠加分析，提高地物识别精度27辐射亮度分辨率n n辐射亮度范围n n数字化级别数:卫星传感器卫星传感器:8-bit=256:8-bit=256 11-bit=2048 11-bit=2048 航空传感器航空传感器:8-bit=256:8-bit=256 10-bit=1024 10-bit=1024 12-bit=4096 12-bit=4096 16-bit=65536 16-bit=655362-level4-level28遥感图像的辐射分辨率遥感图像的辐射分辨率 指传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。在遥感图像上表现为每一个像元的辐射量化级。2930温度分辨率温度分辨率n n温度分辨率是指热红外传感器分辨地表热辐射（温度）最小差异的能力。n n与探测器的响应率和传感器系统内的噪声有直接关系，一般为等效噪声的2-6倍。31实验初步安排实验初步安排 第12周星期2/4 1001，1002 1003，1004第13周星期2/4 1001，1002 1003，1004第14周星期2/4 1003，1004 1001，1002第15周星期2/4 1003，1004 1001，100232任何类型的传感器都由四个基本部件组成：任何类型的传感器都由四个基本部件组成：任何类型的传感器都由四个基本部件组成：任何类型的传感器都由四个基本部件组成：n n收集器：收集地物辐射来的能量。收集器：收集地物辐射来的能量。收集器：收集地物辐射来的能量。收集器：收集地物辐射来的能量。n n探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。n n处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。输出：将获取的数据输出。输出：将获取的数据输出。输出：将获取的数据输出。输出：将获取的数据输出。2 传感器传感器33 根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。种。主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MSSMSS、TMTM、ETMETM、HRVHRV）。）。NOAA/AVHRR TERRA/MODIS LANDSAT/TMNOAA/AVHRR TERRA/MODIS LANDSAT/TM 传感器的分类传感器的分类34 根据传感器工作的波段可分为：根据传感器工作的波段可分为：可见光传感器，红外传感器，微波传感器。可见光传感器，红外传感器，微波传感器。从可见光到红外区的光学波段的传感器统称光从可见光到红外区的光学波段的传感器统称光学传感器。微波领域的传感器统称微波传感器。学传感器。微波领域的传感器统称微波传感器。传感器的分类传感器的分类35传感器的分类传感器的分类 就基本结构原理来看,目前遥感中使用的传感器可分为以下四类:uu摄影类型的传感器uu雷达成像类型的传感器uu光电成像型的传感器uu成像光谱仪36光电成像型的传感器光电成像型的传感器n n将收集到的电磁波能量，通过光敏或热敏元件（探测器）转变成电能后再记录下来。n n与传统的光学摄影机比：扩大了探测的波段范围；便于数据的存储与传输航天多使用此类传感器37n n依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图象息，形成一定谱段的图象对物面扫描的成像仪：对物面扫描的成像仪：对物面扫描的成像仪：对物面扫描的成像仪：特点特点:对地面直接扫描对地面直接扫描 光机扫描仪光机扫描仪(红外扫描仪，多光谱扫描仪红外扫描仪，多光谱扫描仪)，成像光谱仪，成像光谱仪，多频段频谱仪多频段频谱仪对像面扫描的成像仪：对像面扫描的成像仪：对像面扫描的成像仪：对像面扫描的成像仪：特点特点:瞬间在像面上先形成一条线图象瞬间在像面上先形成一条线图象,甚至是一幅二维甚至是一幅二维影象影象,然后对影象进行扫描成像然后对影象进行扫描成像.线阵列推扫式成像仪，电视摄像机线阵列推扫式成像仪，电视摄像机光电成像型的传感器38uu以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器。通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。uu属于多光谱扫描仪，其构造与线阵列推扫式扫描仪和多光谱扫描仪类型相同，区别在于通道数目多，各通道的波段宽度很窄。成像光谱仪成像光谱仪39成像光谱仪特点成像光谱仪特点uu高光谱分辨力：可获得可见光高光谱分辨力：可获得可见光、近红外近红外、短波红短波红外外、热红外波段多而窄的连续光谱，波段多，间热红外波段多而窄的连续光谱，波段多，间隔在隔在nmnm级，级，10-20 nm10-20 nm，个别到，个别到2.5 nm2.5 nm；uu图谱合一：在获得高光谱波段图象的同时，可以图谱合一：在获得高光谱波段图象的同时，可以显示图象中每个像元的连续光谱。显示图象中每个像元的连续光谱。uu空间分辨空间分辨率率：航空的较高；航天的分为中分辨：航空的较高；航天的分为中分辨率率和高分辨和高分辨率率。uu辐射分辨辐射分辨率率大和信噪比高。大和信噪比高。uu数据量大。数据量大。40uu遥感图像的分辨率uu传感器uu遥感平台及卫星轨道uu常见卫星参数及其影像特性第三章 传感器及航天遥感主要内容主要内容413 3 遥感平台及卫星轨道遥感平台及卫星轨道 遥感平台:遥感中搭载传感器的工具。可按以下不同类别进行划分：uu遥感平台的高度uu所利用的电磁波的光谱段分类uu研究对象分类uu应用空间尺度分类42地面平台地面平台 地面平台：高度在0 0到到50m50m范围内，包括车、船、三脚架、遥感塔、遥感车等。对地观测研究中应用较少。主要目的：对地物进行波谱测量。43航空平台航空平台 航空平台：高度在百米到到1010多kmkm，包括低、中、高空飞机，以及飞艇、气球等 飞机：uu高空：无人机2 2到到3 3万米uu低空：航空摄影测量20002000米，大比例尺航片uu气球：高空气球1212到到4040公里 航空平台历史悠久，主要是飞机摄影44航天平台航天平台 航天平台：高度在150km150km以上。主要有航天飞机（240240到到350km350km高度）和卫星。航天平台目前发展最快、应用最广：气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列45航天遥感航天遥感与航空遥感比，优缺点有：视野开阔，观测的地面范围大，可发现大面积，宏观的整体的特征。可进行周期，重复的观察，有利于对地球表面的资源，环境，灾害进行动态监测。不需燃料供给。分辨率低于航空遥感平台。遥感卫星是航天遥感平台的一种主要类型。站的高，看的广，看不清46遥感卫星的姿态遥感卫星的姿态n n卫星在太空中由于受各种因素的影响，姿态是不断变化的，从而对所获取的数据质量有很大的影响。n n为了修正这些影响，在获取地表数据的同时，必须测量，记录遥感卫星的姿态数据。便于数据使用前做几何校正。47三轴倾斜三轴倾斜n n现定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称偏航。n n滚动是一种横向摇摆。俯仰是一种纵向摇摆。偏航是指遥感卫星在飞行过程中偏移轨道。48振动振动n n指除三轴倾斜以外的非系统性的不稳定的振动。n n使用遥感数据前需要进行几何校正。49n n用于表示遥感卫星轨道特征的数值。n n遥感卫星所包含地球在内的平面叫轨道面。轨道参数轨道参数50 根据开普勒定律，卫星轨道在空间的具体形状位置，可由六个轨道参数来确定uu卫星轨道的长半轴auu卫星轨道的偏心率（或称扁率）euu轨道倾角Iuu升交点赤经uu近地点角距uu卫星过近地点时刻t0以上六个参数可以根据地面观测来确定轨道参数51uua和e决定了卫星轨道的形状uu、i决定卫星轨道面的方向。uu确定轨道面中轨道的长轴方向。uu根据t0可计算出任何时刻卫星在轨道上的位置52几种常见轨道面几种常见轨道面53uu倾角i决定了轨道面与赤道面，或与地轴之间的关系。i=0时轨道面与赤道面重合。i=90时轨道面与地轴重合。i90时轨道面接近地轴，这时的轨道称近极地轨道。轨道近极地有利于增大卫星对地球的观测范围。54n n星下点（天底点）：卫星正下方的地面点。n n星下点轨迹（地面轨迹或地面轨道）：星下点的集合。55几种常见轨道面几种常见轨道面56n n升轨 降轨n n降交点：卫星从北向南运行时星下点轨迹与赤道的交点。n n升交点：卫星从南向北运行时星下点轨迹与赤道的交点。n n近地点57卫星的空间轨道卫星的空间轨道581卫星高度 依据开普勒第三定律同样可解求卫星的平均高度2卫星运行周期 指卫星绕地一圈所需要时间，即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。与卫星高度正相关。其它一些常用参数593、重复周期 指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的天数。4，降交点时刻 指卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。5，扫描带宽度 卫星沿轨道运行时其传感器所观测的地面带的横向宽度。60同一天相邻轨道间在赤道处的距离每天卫星绕地圈数61卫星轨道卫星轨道uu地球同步轨道：卫星高度高，观测范围大。地球同步轨道：卫星高度高，观测范围大。uu与太阳同步轨道与太阳同步轨道:卫星轨道面与地球公转方向相同卫星轨道面与地球公转方向相同而同时旋转的近圆形轨道。轨道倾角大，饶过极地而同时旋转的近圆形轨道。轨道倾角大，饶过极地地区，因此又称极轨卫星。卫星于同一纬度的地点，地区，因此又称极轨卫星。卫星于同一纬度的地点，每天在同一地方时同一方向上经过，使得卫星在不每天在同一地方时同一方向上经过，使得卫星在不同时相对同一地区遥感时，太阳高度角大致相等，同时相对同一地区遥感时，太阳高度角大致相等，有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空。有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空。uu近圆形轨道近圆形轨道:不同地区获取的图像比例尺一致。便不同地区获取的图像比例尺一致。便于扫描行之间衔接。于扫描行之间衔接。62与太阳同步轨道与太阳同步轨道卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变。并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。634 4 常见卫星参数及其影像特性常见卫星参数及其影像特性现有的卫星系列现有的卫星系列陆地资源卫星系列气象卫星系列海洋卫星系列64（1）陆地资源卫星以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星。卫星。陆地卫星的运行特点：陆地卫星的运行特点：近极地、近圆形的轨道；近极地、近圆形的轨道；轨道高度为轨道高度为700700900 km900 km；运行周期为运行周期为9999103 min/103 min/圈；圈；轨道与太阳同步。轨道与太阳同步。65（1）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 1）美国陆地卫星美国陆地卫星(LandsatLandsat)；（2 2）法国陆地观测卫星）法国陆地观测卫星(SPOT)(SPOT)；（3 3）欧空局地球资源卫星）欧空局地球资源卫星(ERS)(ERS)；（4 4）俄罗斯钻石卫星）俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)(ALMAZ)；（5 5）日本地球资源卫星）日本地球资源卫星(JERS)(JERS)；（6 6）印度遥感卫星）印度遥感卫星(IRS)(IRS)；（7 7）中中-巴地球资源卫星巴地球资源卫星（CBERSCBERS）。）。66一、一、Landsat数据数据陆地卫星陆地卫星陆地卫星陆地卫星LandsatLandsatLandsatLandsat，1972197219721972年发射第一颗，已连续年发射第一颗，已连续年发射第一颗，已连续年发射第一颗，已连续35353535年为人类提供年为人类提供年为人类提供年为人类提供陆地卫星图像，共发射了陆地卫星图像，共发射了陆地卫星图像，共发射了陆地卫星图像，共发射了7 7 7 7颗，产品主要有颗，产品主要有颗，产品主要有颗，产品主要有MSS,TM,ETMMSS,TM,ETMMSS,TM,ETMMSS,TM,ETM，属于中属于中属于中属于中高度、长寿命的卫星。高度、长寿命的卫星。高度、长寿命的卫星。高度、长寿命的卫星。（1）陆地资源卫星 Landsat轨道参数轨道参数67 Landsat数据系列数据系列卫卫星名称星名称星名称星名称发发射日期射日期射日期射日期遥感数据遥感数据遥感数据遥感数据Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-1 1 1 11972.7.231972.7.231972.7.231972.7.23MSS4,MSS5,MSS6,MSS7MSS4,MSS5,MSS6,MSS7MSS4,MSS5,MSS6,MSS7MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-2 2 2 21975.1.221975.1.221975.1.221975.1.22RBV1,RBV2,RBV3RBV1,RBV2,RBV3RBV1,RBV2,RBV3RBV1,RBV2,RBV3Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-3 3 3 31978.3.51978.3.51978.3.51978.3.5MSS4,MSS5,MSS6,MSS7MSS4,MSS5,MSS6,MSS7MSS4,MSS5,MSS6,MSS7MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-4 4 4 41982.7.161982.7.161982.7.161982.7.16RBV1,RBV2,RBV3RBV1,RBV2,RBV3RBV1,RBV2,RBV3RBV1,RBV2,RBV3Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-5 5 5 51984.3.11984.3.11984.3.11984.3.1MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-6 6 6 61993.10.51993.10.51993.10.51993.10.5RBVRBVRBVRBV全色波段全色波段全色波段全色波段Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-7 7 7 71999.4.151999.4.151999.4.151999.4.15MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(与与与与MSS4-MSS4-MSS4-MSS4-MSS7MSS7MSS7MSS7相同相同相同相同)Landsat-Landsat-Landsat-Landsat-8 8 8 8 TM1-TM7TM1-TM7TM1-TM7TM1-TM7七个波段七个波段七个波段七个波段68 Landsat参考网站参考网站 教教学学活活动动：上上网网查查资资料料，了了解解LandsatLandsat卫星的最新动态。卫星的最新动态。n nhttp:/geo.arc.nasa.govhttp:/geo.arc.nasa.govn nhttp:/landsat.gsfc.nasa.gov/http:/landsat.gsfc.nasa.gov/n nhttp:/landsat7.usgs.gov/http:/landsat7.usgs.gov/n nhttp:/landsat.gsfc.nasa.gov/http:/landsat.gsfc.nasa.gov/n nhttp:/www.landsat.org/http:/www.landsat.org/n nhttp:/www.gsfc.nasa.gov/http:/www.gsfc.nasa.gov/69二、二、SPOT数据数据1 1 1 1978978978978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国家，设计、研制了一颗名为家，设计、研制了一颗名为家，设计、研制了一颗名为家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统地球观测实验系统地球观测实验系统地球观测实验系统”(SPOT)(SPOT)(SPOT)(SPOT)的的的的卫星，也叫做卫星，也叫做卫星，也叫做卫星，也叫做“地球观测实验卫星地球观测实验卫星地球观测实验卫星地球观测实验卫星”。SPOT1SPOT1SPOT1SPOT1，1986198619861986年年年年2 2 2 2月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。SPOT2SPOT2SPOT2SPOT2，1990199019901990年年年年1 1 1 1月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。SPOT3SPOT3SPOT3SPOT3，1993199319931993年年年年9 9 9 9月发射，月发射，月发射，月发射，1997199719971997年年年年11111111月月月月14141414日停止运行。日停止运行。日停止运行。日停止运行。SPOT4SPOT4SPOT4SPOT4，1998199819981998年年年年3 3 3 3月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。月发射，至今还在运行。SPOT5,SPOT5,SPOT5,SPOT5,2002200220022002年年年年5 5 5 5月月月月4 4 4 4日日日日凌凌凌凌晨晨晨晨当当当当地地地地时时时时间间间间1 1 1 1时时时时31313131分分分分，在在在在法法法法属属属属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜4 4 4 4号火箭运载成功发射。号火箭运载成功发射。号火箭运载成功发射。号火箭运载成功发射。中等高度（中等高度（中等高度（中等高度（832 km)832 km)832 km)832 km)圆形近极地太阳同步轨道。圆形近极地太阳同步轨道。圆形近极地太阳同步轨道。圆形近极地太阳同步轨道。主要成像系统主要成像系统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（高分辨率可见光扫描仪（高分辨率可见光扫描仪（HRVHRVHRVHRV，HRGHRGHRGHRG），），），），VEGETATIONVEGETATIONVEGETATIONVEGETATION，HRSHRSHRSHRS。（1）陆地资源卫星70SPOT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标称轨道高度标称轨道高度832km832km832km832km轨道倾角轨道倾角轨道倾角轨道倾角98.798.798.798.7运行一圈的周期运行一圈的周期运行一圈的周期运行一圈的周期101.46min101.46min101.46min101.46min日绕总圈数日绕总圈数日绕总圈数日绕总圈数14.1914.1914.1914.19圈圈圈圈重复周期重复周期重复周期重复周期26d26d26d26d降交点地方太阳时降交点地方太阳时降交点地方太阳时降交点地方太阳时10:30(15min)10:30(15min)10:30(15min)10:30(15min)HRVHRVHRVHRV地面扫描宽度地面扫描宽度地面扫描宽度地面扫描宽度60km60km60km60km舷向每行像元数舷向每行像元数舷向每行像元数舷向每行像元数3000/60003000/60003000/60003000/6000个个个个71 SPOT参考网站参考网站 教学活动教学活动：上网查资料，了解：上网查资料，了解SPOTSPOT卫星的最新动态。卫星的最新动态。http:/http:/72三、三、IKONOS数据数据自从自从自从自从l994l994l994l994年年年年3 3 3 3月月月月lOlOlOlO日美国克林顿政府颁布关于商业遥感日美国克林顿政府颁布关于商业遥感日美国克林顿政府颁布关于商业遥感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，解禁了过去不准数据销售新政策以来，解禁了过去不准数据销售新政策以来，解禁了过去不准数据销售新政策以来，解禁了过去不准101010101 m1 m1 m1 m级分辨率级分辨率级分辨率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图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发图像商业销售，使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发展起来。展起来。展起来。展起来。美美美美国国国国空空空空间间间间成成成成像像像像公公公公司司司司(Space-Imaging)(Space-Imaging)(Space-Imaging)(Space-Imaging)的的的的IKONOSIKONOSIKONOSIKONOS卫卫卫卫星星星星是是是是最最最最早早早早获获获获得得得得许许许许可可可可之之之之一一一一。经经经经过过过过5 5 5 5年年年年的的的的努努努努力力力力，于于于于1999199919991999年年年年9 9 9 9月月月月24242424日日日日空空空空间间间间成成成成像像像像公公公公司司司司率率率率先先先先将将将将IKONOS-2IKONOS-2IKONOS-2IKONOS-2高高高高分分分分辨辨辨辨率率率率(全全全全色色色色1 1 1 1 m m m m，多多多多光光光光谱谱谱谱4 m)4 m)4 m)4 m)卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。（1）陆地资源卫星73具有太阳同步轨道，倾角为具有太阳同步轨道，倾角为具有太阳同步轨道，倾角为具有太阳同步轨道，倾角为98.198.198.198.1。设计高度。设计高度。设计高度。设计高度681km(681km(681km(681km(赤赤赤赤道上道上道上道上)，轨道周期为，轨道周期为，轨道周期为，轨道周期为98.3 min98.3 min98.3 min98.3 min，降交点时刻在上午，降交点时刻在上午，降交点时刻在上午，降交点时刻在上午10:3010:3010:3010:30，重复周期，重复周期，重复周期，重复周期l l l l3 d3 d3 d3 d。携带一个全色携带一个全色携带一个全色携带一个全色1 m1 m1 m1 m分辨率传感器和一个四波段分辨率传感器和一个四波段分辨率传感器和一个四波段分辨率传感器和一个四波段4 m4 m4 m4 m分辨率分辨率分辨率分辨率的多光谱传感器。的多光谱传感器。的多光谱传感器。的多光谱传感器。传感器由三个传感器由三个传感器由三个传感器由三个CCDCCDCCDCCD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。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。全色光谱响应范围：全色光谱响应范围：全色光谱响应范围：全色光谱响应范围：0.150.150.150.150.90m0.90m0.90m0.90mvv而多光谱则相应于而多光谱则相应于而多光谱则相应于而多光谱则相应于LandsatLandsatLandsatLandsat-TM-TM-TM-TM的波段：的波段：的波段：的波段：MSI-1 0.45MSI-1 0.45MSI-1 0.45MSI-1 0.450.52m 0.52m 0.52m 0.52m 蓝绿波段蓝绿波段蓝绿波段蓝绿波段 MSI-2 0.52MSI-2 0.52MSI-2 0.52MSI-2 0.520.60m 0.60m 0.60m 0.60m 绿红波段绿红波段绿红波段绿红波段 MSI-3 0.63MSI-3 0.63MSI-3 0.63MSI-3 0.630.69m 0.69m 0.69m 0.69m 红波段红波段红波段红波段 MSI-4 0.76MSI-4 0.76MSI-4 0.76MSI-4 0.760.90m 0.90m 0.90m 0.90m 近红外波段近红外波段近红外波段近红外波段 IKONOS数据数据74 IKONOS 图像图像地区：地区：地区：地区：中国中国中国中国 上海上海上海上海 浦东浦东浦东浦东影像影像影像影像分辨率：分辨率：分辨率：分辨率：1 m 1 m采集时间：采集时间：采集时间：采集时间：2000 2000年年年年 3 3月月月月2626日日日日http/IKONOS参考网站参考网站http/ 75四、四、QuickBird数据数据美国美国美国美国DigitalGlobeDigitalGlobeDigitalGlobeDigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于公司的高分辨率商业卫星，于公司的高分辨率商业卫星，于公司的高分辨率商业卫星，于2001200120012001年年年年10101010月月月月18181818日在美国发射成功。日在美国发射成功。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卫星轨道高度卫星轨道高度450 km,450 km,450 km,450 km,倾角倾角倾角倾角98,98,98,98,卫星重访周期卫星重访周期卫星重访周期卫星重访周期1 1 1 16 d6 d6 d6 d（与纬度有关）。与纬度有关）。与纬度有关）。与纬度有关）。QuickBirdQuickBirdQuickBirdQuickBird图像，目前是分辨率较高的遥感数据，为图像，目前是分辨率较高的遥感数据，为图像，目前是分辨率较高的遥感数据，为图像，目前是分辨率较高的遥感数据，为0.61 m0.61 m0.61 m0.61 m，幅宽幅宽幅宽幅宽16.5 km16.5 km16.5 km16.5 km。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。（1）陆地资源卫星76 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/m分辨率分辨率/m/m多波段多波段蓝：蓝：0.450.520.450.52 2.44 2.44绿：绿：0.520.600.520.60 2.44 2.44 红：红：0.630.690.630.69 2.44 2.44 近红外：近红外：0.760.900.760.90 2.44 2.44 全全 波波 段段 0.450.90 0.450.90 0.61 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77 QuickBird数据参考网站数据参考网站教学活动教学活动：上网查资料，了解：上网查资料，了解QuickBirdQuickBird卫星的最新动态。卫星的最新动态。Http:/Http:/ Http:/Http:/ Http:/Http:/78五、五、CBERS数据特点数据特点CBERSCBERS计划是中国和巴西为研制遥感卫星合作进计划是中国和巴西为研制遥感卫星合作进行的一项计划。行的一项计划。CBERSCBERS采用太阳同步极轨道。采用太阳同步极轨道。轨道高度轨道高度778 km778 km轨道，倾角是轨道，倾角是98.598.5。每天绕地球飞行每天绕地球飞行1414圈。圈。卫星穿越赤道时当地时间总是上午卫星穿越赤道时当地时间总是上午1010:3030，这样，这样可以在不同的天数里为卫星提供相同的成像光照可以在不同的天数里为卫星提供相同的成像光照条件。条件。卫星重访地球上相同地点的周期为卫星重访地球上相同地点的周期为2626天。天。（1）陆地资源卫星79于于于于1997199719971997年年年年10101010月发射月发射月发射月发射CBERS-lCBERS-lCBERS-lCBERS-l；1999199919991999年年年年10101010月发射月发射月发射月发射CBERS-2CBERS-2CBERS-2CBERS-2。卫星设计寿命为卫星设计寿命为卫星设计寿命为卫星设计寿命为2 2 2 2年。年。年。年。三台成像传感器为：广角成像仪三台成像传感器为：广角成像仪三台成像传感器为：广角成像仪三台成像传感器为：广角成像仪(WFI)(WFI)(WFI)(WFI)、高分辨率高分辨率高分辨率高分辨率CCDCCDCCDCCD像像像像机机机机(CCD)(CCD)(CCD)(CCD)、红外多谱段扫描仪红外多谱段扫描仪红外多谱段扫描仪红外多谱段扫描仪(IR-MSS)(IR-MSS)(IR-MSS)(IR-MSS)。以不同的地面分辨率覆盖观测区域：以不同的地面分辨率覆盖观测区域：以不同的地面分辨率覆盖观测区域：以不同的地面分辨率覆盖观测区域：WFIWFIWFIWFI的分辨率可达的分辨率可达的分辨率可达的分辨率可达256m256m256m256m，IR-MSSIR-MSSIR-MSSIR-MSS可达可达可达可达78m78m78m78m和和和和156m156m156m156m，CCDCCDCCDCCD为为为为19.5m19.5m19.5m19.5m。CBERS数据数据80 CBERS的的CCD光谱段光谱段 高高高高分分分分辨辨辨辨率率率率CCDCCDCCDCCD像像像像机机机机具具具具有有有有与与与与陆陆陆陆地地地地卫卫卫卫星星星星的的的的TMTMTMTM类类类类似似似似的的的的几几几几个个个个谱谱谱谱段段段段(5(5(5(5个个个个谱谱谱谱段段段段)，其其其其星星星星下下下下点点点点分分分分辨辨辨辨率率率率为为为为19.5m19.5m19.5m19.5m，高高高高于于于于TMTMTMTM；覆覆覆覆盖宽度为盖宽度为盖宽度为盖宽度为113 km113 km113 km113 km。B1:0.45 B1:0.45 B1:0.45 B1:0.450.52m0.52m0.52m0.52m，蓝。，蓝。，蓝。，蓝。B2:0.52 B2:0.52 B2:0.52 B2:0.520.59m0.59m0.59m0.59m，绿。，绿。，绿。，绿。B3:0.63 B3:0.63 B3:0.63 B3:0.630.69m0.69m0.69m0.69m，红。，红。，红。，红。B4:0.77 B4:0.77 B4:0.77 B4:0.770.89m0.89m0.89m0.89m，近红外。，近红外。，近红外。，近红外。B5:0.51 B5:0.51 B5:0.51 B5:0.510.73m0.73m0.73m0.73m，全波段。，全波段。，全波段。，全波段。81 CBERS的的IRMSS光谱段光谱段 红红红红外外外外多多多多光光光光谱谱谱谱扫扫扫扫描描描描仪仪仪仪IRMSS(4IRMSS(4IRMSS(4IRMSS(4个个个个谱谱谱谱段段段段)，覆覆覆覆盖盖盖盖宽宽宽宽度度度度为为为为119.5 km119.5 km119.5 km119.5 km。B6:0.50 B6:0.50 B6:0.50 B6:0.501.10m1.10m1.10m1.10m，蓝绿，蓝绿，蓝绿，蓝绿近红外近红外近红外近红外,分辨率分辨率分辨率分辨率77.8 m77.8 m77.8 m77.8 m。B7:1.55B7:1.55B7:1.55B7:1.551.75m1.75m1.75m1.75m，近近近近红红红红外外外外相相相相当当当当于于于于TM5,TM5,TM5,TM5,分分分分辨辨辨辨率率率率为为为为77.8 m77.8 m77.8 m77.8 m。B8:2.08B8:2.08B8:2.08B8:2.082.35m2.35m2.35m2.35m，近近近近红红红红外外外外相相相相当当当当于于于于TM7,TM7,TM7,TM7,分分分分辨辨辨辨率率率率为为为为77.8 m77.8 m77.8 m77.8 m。B9:10.4B9:10.4B9:10.4B9:10.412.5m12.5m12.5m12.5m，热热热热红红红红外外外外相相相相当当当当于于于于TM6,TM6,TM6,TM6,分分分分辨辨辨辨率率率率为为为为156 156 156 156 m m m m。82 CBERS的的WFI光谱段光谱段 广角成像仪广角成像仪WFI(2WFI(2个谱段个谱段)，覆盖宽度，覆盖宽度890 km890 km。B10:0.63 B10:0.630.69m0.69m，红，红,分辨率为分辨率为256 m256 m。B11:0.77 B11:0.770.89m0.89m，近红外，近红外,分辨率为分辨率为256 m256 m。CBERS参考网站：http:/http:/83六、六、JERS数据数据数据来源：日本地球资源卫星。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。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
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