遥感成像原理与遥感图像特征

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1、本讲提要(…)第一节传感器第二节遥感数据的分辨率第三节航空遥感数据第四节地球资源卫星数据第五节海洋卫星数据第六节气象卫星数据第三讲遥感数据本讲主要介绍获得遥感数据的传感器的类型与获取数据的工作原理，介绍常用的遥感数据，如航空数据、陆地卫星数据、海洋卫星数据、气象卫星数据的特点。§1传感器本节主要内容：一、传感器的定义和功能二、传感器的分类三、传感器的组成四、摄影型传感器五、扫描方式的传感器六、成像光谱仪及其特点七、微波遥感的传感器一、传感器的定义和功能传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。它的性能决定遥感的

2、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特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。§1传感器二、传感器的分类按工作方式分为：主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、红外扫描仪等。§1传感器三、传感器的组成收集器：收集来自地物目标镜、天线。探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。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。§1传感器四、摄影型传感器航空摄影机：是空中对地面拍摄

3、像片的仪器，它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射光谱能量。记录的波长范围以可见光~近红外为主。§1传感器照相技术的弱点：乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点，它所传感的辐射波段仅限于可见光及其附近；其次，照相一次成型，图象存储、传输和处理都不方便。五、扫描方式的传感器光机扫描仪用光学系统接收来自目标地物的辐射，并分成几个不同的光谱段，使用探测仪器把光信号转变为电信号，同时发射信号回地面，如MSS、TM等。分为红外扫描仪和多光谱扫描仪。推帚式扫描仪用平行排列的CCD探测杆收集地面辐射信息，每根探测杆由3000/600

4、0个CCD元件呈一字排列，负责收集某一波段的地面辐射信息，是推帚式扫描成像。（工作原理图）§1传感器六、成像光谱仪及其特点定义：既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为成像光谱技术。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。特点：高光谱成像仪是遥感进展的新技术，其图像是多达数百个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、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。光谱仪成像时多采用扫描式和推帚式，可以收集200或200以上波段的数据。使图象中的每一像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

5、仪在波段之间存在间隔。七、微波遥感的传感器主动微波遥感雷达侧视雷达合成孔径侧视雷达被动微波遥感是指通过向目标地物发射微波并接受其后向辐射信号来实现对地观测的遥感方式。主要传感器为雷达，此外还有微波高度计和微波散射计。是指通过传感器，接受来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计。返回§1传感器§2遥感数据的分辨率图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。波谱分辨率：

6、传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小，波谱分辨率越高。时间分辨率：指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期辐射分辨率：是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。遥感数据类型分辨率/m应用ETM660地面热性质调查ETMPan15规划、管理Landsat-MSS4-780陆地资源调查ETM1-5，730陆地资源调查SPOT-HRVPan10立体量测Seasat-VIR20海洋调查Seasat-SAR10海洋调查IKONOS1城市规划、土地管理SPOT-H

7、RV1-320宏观规划、国土资源NOAA-AVHRR15遥感数据的分辨率返回§3航空遥感数据本节主要内容：一、航空摄影的分类二、航空像片的感光片性能三、航空像片的特性四、航空像片的分辨率五、彩色红外像片六、黑白像片的色调七、航空像片的比例尺八、光机扫描航空图像一、航空摄影的分类按照航摄倾角分类(…)按摄影实施方式分类(…)按感光片和所用波段分类(…)按比例尺分类(…)垂直航空摄影倾斜航空摄影单片摄影单航线摄影面积摄影(多航线摄影)普通黑白摄影黑白红外摄影天然彩色摄影彩色红外摄影大比例尺航空摄影：所获像片比例尺大于1／l

8、0000中比例尺航空摄影：像片比例尺为1／10000～1／30000小比例尺航空摄影：像片比例尺为1／30000～1／l00000超小比例尺航空摄影：比例尺为1／100000～1／250000§3航空遥感数据二、航空像片的感光片性能感光材料是胶片(…)和印像纸的通称。由感光乳剂层和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色片有三层感光乳