第三章 传感器成像原理及其图像特征ppt课件.ppt

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1、第三章传感器及其成像原理传感器是收集、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。第一节遥感传感器传感器分类传感器的组成传感器的性能指标传感器的分类根据分类的方法不同，传感器大致有如下几种类型：（1）按传感器工作的波段:---可见光传感器---红外传感器---微波传感器（2）按工作方式：---主动传感器---被动传感器被动式传感器接收目标自身的热辐射或反射太阳辐射；主动式传感器向目标发射强大的电磁波并接收目

2、标反射的回波，主要指各种形式的雷达。光学传感器传感器分类（3）按照数据记录方式:---成像方式传感器---非成像方式传感器:记录地物的一些物理参数。传感器的分类成像传感器是目前最常见的传感器类型，其分类如下图：成像传感器被动式主动式光学摄影类型光电成像类型成像光谱仪侧视雷达全景雷达框幅摄影机全景摄影机多光谱摄影机TV摄影机扫描仪电荷耦合器件CCD面阵成像光谱仪线阵成像光谱仪真实孔径雷达合成孔径雷达收集器：负责收集地面目标辐射的电磁波能量。具体元件形式多种多样，如透镜组、反射镜组、天线等。探测器：主要功能是将收集到的电磁辐射能

3、转变为化学能或电能。具体的元件主要有感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。处理器：对转换后的信号进行各种处理，如显影、定影、信号放大、变换、校正和编码等。具体的处理器类型有摄影处理装置和电子处理装置。输出器：输出信息的装置。输出器类型主要有扫描晒像仪、阴极射线管、电视显象管、磁带记录仪等。传感器的组成传感器性能（图像特征）空间分辨率指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。扫描成像----像元：扫描仪瞬时视场所对应的地面实际大小。摄影成像----摄影比例尺（或线

4、对）：摄影比例尺1/m=f/HRg=Rs*f/H空间分辨率与平台高度和传感器焦距有关传感器性能波谱分辨率又称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。波长间隔愈小，分辨率愈高。即在等长的波段宽度下，传感器的波段数越多，各个波段宽度越窄，地面物体的信息越容易区分和识别，识别性越强。传感器性能辐射分辨率传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差，即遥感图象上每一个像元的辐射量化级。摄影成像：灰度连续扫描成像：灰度离散，分级记录，2n级。灰度级别越多，辐射分辨率就越高。传感器性能时间分辨率指对同一地点进行重复

5、观测的最小时间间隔，即重访周期。时间分辨率能提供地物动态变化的信息，可用来对地物的变化进行监测，也可以为某些专题要素的精确分类提供附加信息。时间分辨率的类型：①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。②中周期时间分辨率，可以观测到一年内的变化，以天为单位。③长周期时间分辨率，一般以年为单位的变化第二节摄影成像原理一、摄影类型的传感器二、摄影像片的几何特征三、摄影胶片的物理特性组成：收集器、物镜和探测器、感光胶片、暗盒、快门、光栏、机械传动装置等。框幅式摄影机成像原理：在某一摄影瞬间获得一张完整的像片

6、，这张像片上所有像点共用一个摄影中心和同一个像片面。——又称为扫描摄影机。镜头转动式：成像原理：在物镜焦平面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜做垂直航线方向扫描，得到一幅扫描成的影像图，所以称为扫描像机。它能将航线两边的地平线内的影像都摄入底片，又称为全景摄影机。全景摄影机——又称为航带摄影机。成像原理：在飞机或卫星上，摄影瞬间所获取的影像，是与航向垂直，且与缝隙对应的一条地面影像。当飞机或卫星向前飞行时，摄影机连续曝光，摄影机内的胶片也不断地进行绕卷，且其速度与地面在缝隙中的影像移动速度相同，就能得到连续的条带状的航带摄

7、影负片。缝隙式摄影机对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机称为多光谱摄影机。分为多镜头型多光谱摄影机、多摄影机型和光束分离型多光谱摄影机。（1）多摄影机型多光谱摄影机由几架普通的航空摄影机组装而成，对各个摄影机分别配以不同的滤光片和胶片的组合、采用同时曝光控制，以进行同时摄影。（2）多镜头型多光谱摄影机用普通航空摄影机上配置多个镜头，同时选配相应的滤光片与不同光谱感光特性的胶片组合，使各个镜头在底片上成像的光谱限制在规定的各自的波段内。多光谱摄影机（3）光束分离型多光谱摄影机这种多光谱摄影机是利用单镜头进行多光谱摄影

8、。在摄影时，光束经过一个镜头后，经分光装置分成几个光束，然后分别透过不同的滤光片，分成不同波段，在相应的感光胶片上成像，实现多光谱摄影。二、摄影像片的几何特征主光轴：通过物镜中心并与主平面（焦平面）垂直的直线；主光轴垂直于像平面像主点：主光轴与感光片的交点像片倾角（航摄倾角）：主光轴与铅垂