常用遙感數(shù)據(jù)和波段用途_第1頁
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文檔簡介

1、(一)NOAA/AVHRRNOAA/AVHRR(NationalOceanicandAtomosphericAdministration)是低空間分辨率遙感衛(wèi)星。它是美國國家海洋大氣局的實(shí)用氣象觀測衛(wèi)星,從1970年12月發(fā)射的第一顆到2002年6月24號發(fā)射的NOAA-M,30多年來共發(fā)射了17顆。NOAA衛(wèi)星的軌道為太陽同步近極地圓形軌道,以確保同一時(shí)間、同一地方的上午、下午成像。軌道平均高度分別為833km和870km,軌道傾角98.7和98.9;是目前業(yè)務(wù)化運(yùn)行最成熟的一種遙感衛(wèi)星。NOAA衛(wèi)星米用雙星系統(tǒng),即NOAA12和NOAA14在服役,它的總體參數(shù):總重量:1421公斤;負(fù)載量

2、:194公斤;保留余量:36.4公斤;衛(wèi)星尺寸:3.71米(長)*1.88米(直徑)。星載傳感器有:極精密高分辨率輻射計(jì)(AVHRR)以5個頻道同時(shí)掃描大氣,可獲得可見光云圖和紅外云圖,作為天氣分析與預(yù)報(bào)之用。此外,紅外頻道的數(shù)據(jù)可用來決定若干云參數(shù)及海面溫度。泰洛斯業(yè)務(wù)垂直探測器(TOVS),這組儀器包括三個輻射計(jì),各有不同的功能:A.高分辨率紅外輻射探測器(HIRS/2)是具有20個可見光和紅外頻道的掃描輻射計(jì),可以探測對流層內(nèi)氣溫和水汽垂直分布以及臭氧總含量。B.平流層探測單元(SSU)以3個紅外頻道觀測平流層中的氣溫垂直分布。C.微波探測單元(MSU)以4個微波頻道觀測波長0.5厘米的

3、氧吸收帶,可以穿透云層探測云下的氣溫垂直分布。太空環(huán)境監(jiān)測器(SEM)負(fù)責(zé)偵測太空中太陽質(zhì)子、a粒子及電子通量等資料。地球輻射收支試驗(yàn)(ERBE)以狹角視場和廣角視場觀測地球大氣,可以監(jiān)測太陽常數(shù)、行星反照率以及射出長波輻射等參數(shù)。TIROS-N系列衛(wèi)星具有數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)(DCS),可以接收來自兩千多個固定及移動觀測臺的資料,加以處理儲存,最后再傳送到地面接收站。AVHRR為TIROS-N系列衛(wèi)星最主要的儀器,它由一個8英寸口徑的卡塞格倫望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)地面,用一個旋轉(zhuǎn)鏡對地面左右掃描,望遠(yuǎn)鏡的瞬時(shí)視場角為1.3*1.3平方毫弧度,相當(dāng)于星下點(diǎn)1.1平方公里,掃描每分鐘360行,掃描角為正負(fù)55度,相

4、當(dāng)于地面2800公里。它的成像方式是光學(xué)機(jī)械掃描成像,成像幅寬為16.5km*16.5km,空間分辨率在星下點(diǎn)處是1100m,在遠(yuǎn)離星下點(diǎn)處是4000m。AVHRR具有五個探測波段,每個波段特性見下表1:表1波段特性通道波長(微米)類型主要用途10.58-0.68可見光探測反射率20.752-1.0近紅外探測反射率33.55-3.93中紅外探測熱輻率410.3-11.3遠(yuǎn)紅外探測熱輻率511.4-12.4遠(yuǎn)紅外探測熱輻率NOAA衛(wèi)星地面接收站每天兩次在固定時(shí)間里接收某一軌道的衛(wèi)星云圖,幾條軌道的圖像拼接成區(qū)域云圖,成為預(yù)報(bào)員制作預(yù)報(bào)的重要參考資料。TERRA/MODISMODIS(Modera

5、teResolutionImagingSpectrometer)于1999年12月18日在美國加洲的verndenberg空軍基地發(fā)射成功,承載的衛(wèi)星是Terra(EOSAM1),它是中空間分辨率遙感衛(wèi)星,于2000年2月24日正式接收數(shù)據(jù)MODIS采用與太陽同步的,近極地圓形軌道,軌道高05km測繪帶寬2330km*10km。具有36個光譜通道,分布在0.4-14um的電磁波譜范圍內(nèi)。MODIS儀器的空間分辨率分別為250m、500m、1000m,在對地觀測過程中,每秒可同時(shí)獲得6.1兆比特的來自大氣、海洋和陸地表面信息,每日或每兩日可獲得一次全球觀測數(shù)據(jù)。MODIS是被動式成像分光輻射計(jì),

6、攜帶490個探測器,分布在36個光譜波段,覆蓋從可見光到紅外波段。由穿軌跡掃描反射鏡、收集輻射的光具和帶有光譜濾光片的線列陣探測器組件等部件構(gòu)成。探測器組件共四組,分布在四個焦平面處。MODIS儀器內(nèi)設(shè)置多種定標(biāo)硬件,供空間操作時(shí)使用。包括:太陽漫射器、太陽漫射穩(wěn)定度監(jiān)視儀、分光輻射度定標(biāo)組件、板狀黑體、和天空視窗。儀器操作時(shí)定期地使用太陽漫射器、黑體和分光輻射度儀等三個定標(biāo)裝置進(jìn)行定標(biāo)。MODIS儀器操作,在軌日夜連續(xù)操作。正常的獲取科學(xué)數(shù)據(jù),在白天,所有波段均操作運(yùn)行。在軌道的夜間時(shí)段,只有熱紅外波段收集數(shù)據(jù)。MODIS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)如下表:MODIS波段分布和主要應(yīng)用波段號主要應(yīng)用分辨率*波

7、段寬度*頻譜強(qiáng)度*要求的信噪比1植被葉綠素吸收2500.620-0.67021.81282云和植被覆蓋變換2500.841-0.87624.72013土讓植被差異5000.459-0.47935.32434綠色植被5000.545-0.56529.02285葉面/樹冠差異5001.230-0-1.2505.4746雪/云差異5001.628-1.6527.32757陸地和云的性質(zhì)5002.105-2.1551.01108葉綠素10000.405-0.42044.98809葉綠素10000.438-0.44841.983810葉綠素10000.483-0.49332.180211葉綠素10000

8、.526-0.53627.975412沉淀物10000.546-0.55621.075013沉淀物,大氣層10000.662-0.6729.591014葉綠素?zé)晒?0000.673-0.6838.7108715氣溶膠性質(zhì)10000.743-0.75310.258616氣溶膠/大氣層性質(zhì)10000.862-0.8776.251617云/大氣層性質(zhì)10000.890-0.92010.016718云/大氣層性質(zhì)10000.931-0.9413.65719云/大氣層性質(zhì)10000.915-0.96515.025020洋面溫度10003.660-3.8400.450.0521森林火災(zāi)/火山10003.9

9、29-3.9892.382.0022云/地表溫度10003.929-3.9890.670.0723云/地表溫度10004.020-4.0800.790.0724對流層溫度/云片10004.433-4.4980.170.2525對流層溫度/云片10004.482-4.5490.590.2526紅外云探測10001.360-1.3906.0015027對流層中層濕度10006.535-6.8951.160.2528對流層中層濕度10007.175-7.4752.180.2529表面溫度10008.400-8.7009.580.0530臭氧總量10009.580-9.8803.690.2531云/表

10、面溫度100010.780-11.2809.550.0532云咼和表面溫度100011.770-12.2708.940.0533云高和云片100013.185-13.4854.520.2534云高和云片100013.485-13.7853.760.2535云高和云片100013.785-14.0853.110.2536云高和云片100018.085-14.3852.080.35表二MODIS數(shù)據(jù)特點(diǎn)波段序號空間分辨率波段數(shù)主要用途1-2250m2陸地與云的界限3-7500m5陸地與云的性質(zhì)8-161000m9海洋顏色,水體表尺物質(zhì)17-191000m3大氣水分20-231000m4地表/云溫度

11、24-251000m2大氣溫度261000m1*一卷厶27-291000m3水分301000m1臭氧31-321000m2地表,云表溫度33-361000m4云頂性質(zhì)MODIS數(shù)據(jù)的文件格式是HDF文件格式。HDF是美國國家高級計(jì)算應(yīng)用中心(NationalCenterSupercomputingApplication)為了滿足各種領(lǐng)域研究需求而研究的一種能高效存儲和分發(fā)科學(xué)數(shù)據(jù)的新型數(shù)據(jù)格式。一個HDF文件中可以包含多種類型的數(shù)據(jù),如柵格圖像數(shù)據(jù),科學(xué)數(shù)據(jù)集,信息說明數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方便了我們對信息的提取。MODIS觀測數(shù)據(jù)的分析和研究將在以下幾方面應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用:(1)地表覆蓋變化

12、和全球生產(chǎn)力,包括區(qū)域性地表覆蓋變化的趨勢和模式、作物種類,以及全球初級生產(chǎn)力。(2)自然災(zāi)害監(jiān)測,包括洪澇、干旱、森林草原火災(zāi)、雪災(zāi)等。(3)短期氣候預(yù)測,季、年的氣候預(yù)測,以便改進(jìn)對短期氣候異常發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)的預(yù)報(bào)。(4)長期氣候變化研究,幫助科學(xué)家識別長期氣候變化及其趨勢的機(jī)制和因子,包括人類影響。(5)大氣臭氧監(jiān)測,幫助科學(xué)家監(jiān)測大氣臭氧的變化,分析變化產(chǎn)生的原因及對地球系統(tǒng)的影響。Landsat5(三)Landsat/TM&ETMLandsat7Landsat(陸地衛(wèi)星)是中空間分辨率衛(wèi)星,它是由NASA(美國航空航天局)發(fā)射的。從1972年7月23日發(fā)射以來,已發(fā)射7顆(第6顆發(fā)射

13、失敗)。目前Landsatl-4相繼失效,Landsat5仍在超期運(yùn)行(從1984年3月1日至今)Landsat7于1999年4月15日發(fā)射升空。Landsat衛(wèi)星采用與太陽同步的近極地圓形軌道,而且衛(wèi)星以同一地方時(shí)、同一方向通過同一地點(diǎn),保證了遙感觀測條件的基本一致,有利于圖像的對比Landsat4,5軌道高度705km,軌道傾角98.2每16天重復(fù)覆蓋一次,穿過赤道的地方時(shí)為9點(diǎn)45分,覆蓋地球范圍N81-S81.5。Landsat5上裝載了專題制圖儀(TM),其空間、光譜、輻射性能均比MSS有明顯提高,因而數(shù)據(jù)質(zhì)量提高、數(shù)據(jù)量增加。Landsat7在數(shù)據(jù)獲取的地理范圍與分幅方法、空間分辨

14、率、校正精度和光譜特性等方面足夠一致,TM用戶可以順利過渡到ETM+。Landsat7上裝載了ETM+,其在ETM的基礎(chǔ)上,設(shè)置了太陽定標(biāo)器和內(nèi)部燈定標(biāo),以改善輻射定標(biāo),且熱紅外譜段空間分辨率提高到60m。Landsat數(shù)據(jù)的特點(diǎn)如下表:表三Landsat數(shù)據(jù)的特點(diǎn)波段類型波譜范圍(um)空間分辨率(m)1blue0.45-0.5230/302green0.52-0.6030/303red0.63-0.6930/304NIR0.76-0.9030/305SWIR1.55-1.7530/306TIR10.4-12.5120/607SWIR2.08-2.3530/308Pan0.52-0.90/1

15、5在過去的日子里,Landsat數(shù)據(jù)的用很廣泛,如全球變化的研究,區(qū)域環(huán)境的研究,國家安全以及一些其他的文化和經(jīng)濟(jì)目的。例如,Landsat數(shù)據(jù)已經(jīng)被用于監(jiān)測農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,城市增長以及陸地覆蓋變化,并且Landsat數(shù)據(jù)在油、氣和礦的開采方面有廣泛的應(yīng)用。其他的科學(xué)應(yīng)用包括監(jiān)測火山,冰河動力學(xué),農(nóng)業(yè)產(chǎn)量以及海岸情況??梢姽獾牟ㄩL大約在0.4-0.7m。波長最長的可見光是紅光,最短的是紫光。通??梢愿杏X到的色彩的波長如下:紫光(0.4-0.446)、藍(lán)光(0.446-0.5)、綠光(0.5-0.578)、黃光(0.578-0.592)、橙光(0.592-0.62)、紅光(0.62-0.7)、紅外(0

16、.7-100),近紅外(0.7-0.9)(四)ASTERASTER(AdvancedSpaceborneThermalEmissionandReflectionRdiometer)叫做高級太空熱輻射反射輻射計(jì)。它是由日本國際貿(mào)易工業(yè)部提供的一種便于探索的儀器。于1998年搭載NASA的地球觀測系統(tǒng)上午星(EOS-AM1)平臺升空。發(fā)射ASTER的目的是為了提高人們對發(fā)生在近地表和低大氣層中局部或區(qū)域規(guī)模的過程的理解,其中也包括地表一大氣界面的相互作用。ASTER的立體觀測基高比為0.6,跨寬60km,總跨度232km,壽命為5年。ASTER的數(shù)據(jù)特征如下表:表四ASTER數(shù)據(jù)的特點(diǎn)類型波段序號

17、波譜范圍空間分辨率10.52-0.60VNIR20.63-0.6915m3N,3B0.78-0.8641.600-1.70052.145-2.18562.185-2.225SWIR72.235-2.28530m82.295-2.36592.360-2.430108.125-8.4751184758.825TIR128.925-8.27590m1310.25-10.951410.95-11.65其中,VNIR和美國陸地衛(wèi)星TM以及日本地球資源衛(wèi)星(JERS-1)光學(xué)傳感器(OPS)相類似的波段通道。選擇SWIR波段主要是為了地表土壤和礦物繪圖的目的。TIR的目的是用來估計(jì)SiO2的含量。從AST

18、ER的幾何性能來看,就它們的波段范圍來說,它們的分辨率在所有EOS-AM1的傳感器中仍然是最高的。對于其它傳感器數(shù)據(jù)的亞像素比率分析,比如對于具有250、500或者1000米空間分辨率的MODIS數(shù)據(jù),對于具有275、500或者1100米分辨率的MISR數(shù)據(jù),ASTER數(shù)據(jù)期望能夠提供重要的信息。ASTER的數(shù)據(jù)類型包括:1、工程數(shù)據(jù):監(jiān)視和維持太空船和儀器的健康和安全。2、校準(zhǔn)數(shù)據(jù):作為車載的和替代儀器的校準(zhǔn)。3、科學(xué)數(shù)據(jù):收集起來滿足使命的科學(xué)目的。ASTER數(shù)據(jù)對于研究各種局部的到區(qū)域的現(xiàn)象很有用,比如:(1)陸地表面氣候:陸地表面參數(shù)的調(diào)查,表面溫度等,目的是為了了解陸地一大氣的互相作

19、用和能量以及濕度流(蒸發(fā)作用和蒸發(fā)損失總量)。(2)植被和生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué):植被和土壤分布的調(diào)查以及他們的變化,目的是評估生物生產(chǎn)力,了解陸地大氣的互相作用,并且探測生態(tài)系統(tǒng)變化。(3)火山監(jiān)控:對噴發(fā)和先前時(shí)間的監(jiān)控,例如火山氣散發(fā)到大氣層,噴發(fā)柱,熔巖湖的演化和噴氣孔的活動,噴發(fā)歷史和噴發(fā)潛能。(4)災(zāi)害監(jiān)控:野火、洪水、滑坡和海岸侵蝕等的程度和效應(yīng)。(5)懸浮微粒和云一對大氣中懸浮微粒的特征和云類型的觀測,這些對于表面修復(fù)的大氣糾正很有用。(6)海洋系統(tǒng)中的碳循環(huán)一通過測量珊瑚礁的全球分布和珊瑚礁堆積率,對大氣中正在進(jìn)入珊瑚礁的CO2的測定。(7)水文學(xué)一了解全球能量和水文過程,以及它們對

20、全球變化的關(guān)系。(五)風(fēng)云我國的氣象衛(wèi)星是以極軌和靜止兩個系列并存而發(fā)展的。極軌系列氣象衛(wèi)星以風(fēng)云一、三、五、號等奇數(shù)排序。靜止系列氣象衛(wèi)星以風(fēng)云二、四、六、號等偶數(shù)排序。一、“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(以下簡稱FY-1號)是我國研制的第一代極軌氣象衛(wèi)星。到目前為止,我國共發(fā)射了4顆FY-1號極軌氣象衛(wèi)星,分為兩個批次發(fā)射。FY-1A/B,F(xiàn)Y-1C/D4顆衛(wèi)星都是在山西苛嵐衛(wèi)星發(fā)射基地發(fā)射升空。FY-1號衛(wèi)星由航空航天部研制,國家氣象局負(fù)責(zé)衛(wèi)星資料的接收、處理以及產(chǎn)品的分發(fā),它的主要任務(wù)是獲取全球氣象資料,并向全世界氣象衛(wèi)星地面站發(fā)送氣象信息。此外還獲取海洋資料,為海洋部門服務(wù)。FY-1號

21、衛(wèi)星本體是1.4*1.4*1.2米的六面體。星體外側(cè)對稱安裝六塊太陽電池帆板,帆板展開后衛(wèi)星總長8.6米。六塊帆板上共裝有14000片太陽電池,可產(chǎn)生800瓦電力,電池效率為11.512%,表明我國已掌握了相當(dāng)先進(jìn)的太陽電池技術(shù)和帆板展開技術(shù)。衛(wèi)星運(yùn)行在高度為901公里,傾角99度,周期102分鐘的太陽同步軌道上,每天繞地球運(yùn)行14圈。衛(wèi)星運(yùn)作由電子計(jì)算機(jī)控制,其顯著特點(diǎn)之一是采用長壽命的三軸姿態(tài)控制系統(tǒng),使星上兩臺輻射儀始終對準(zhǔn)地球,對地指向精度小于1.0度。衛(wèi)星上的主要遙感儀器是兩臺五通道可見光和紅外掃描輻射儀,掃描寬度可達(dá)3000公里,星下點(diǎn)分辨率為1.1公里,下面是各通道的波長和主要用

22、途表五FY-1號數(shù)據(jù)的特點(diǎn)通道波段(um)主要用途10.58-0.68白天云圖,地表圖象20.725-1.1白天云圖,水,冰,雪和植被30.48-0.53海洋水色圖象40.53-0.58海洋水色圖象510.5-12.5晝夜云圖,地表,海面溫度及圖象衛(wèi)星探測資料可以實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)送,也可延時(shí)回放。延時(shí)回放是先把國外觀測資料存入星上磁帶記錄器(一次可存儲60分鐘云圖資料),當(dāng)衛(wèi)星飛經(jīng)我國三個指定接收站上空時(shí),回放發(fā)送下來,這是我國獲取全球氣象資料的一種手段。衛(wèi)星發(fā)送資料的方式有三種,一是甚高分辨率圖象傳輸(HRPT),二是高分辨率圖象傳輸(APT),三是延時(shí)圖象傳輸(DPT)。前兩種圖象傳輸?shù)男畔⒏袷?/p>

23、與美國NOAA衛(wèi)星基本相同,其中含有衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)。我過衛(wèi)星氣象中心向全世界播發(fā)FY-1號的前兩種圖象資料。延時(shí)圖象資料傳向我國氣象衛(wèi)星地面站發(fā)送,它是在全球范圍內(nèi)經(jīng)選擇的局部地區(qū)的云圖。FY-1號衛(wèi)星的發(fā)射為我國研制和更好地利用氣象衛(wèi)星提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。二、“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星風(fēng)云二號(以下簡稱FY-2)靜止是我國研制的第一代靜止氣象衛(wèi)星,共有6顆衛(wèi)星。FY-2號第一顆星在發(fā)射前“夭折”,F(xiàn)Y-2A星于1997年6月10日發(fā)射成功,F(xiàn)Y-2B星于2000年6月25日發(fā)射成功。FY-2B星定點(diǎn)于105E,F(xiàn)Y-2A星在FY-2B發(fā)射前西移并定點(diǎn)于86.5E,用于實(shí)驗(yàn)和備份。FY-2號靜止氣象衛(wèi)星分

24、為01批和02批,F(xiàn)Y-2(01批)共2顆衛(wèi)星,分別為FY-2A、B;FY-2(02批)為3顆衛(wèi)星,分別為FY-2C、D、E。風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星是一個直徑2.1m,高1,6m的圓柱體。遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動機(jī)分離后,包括天線在內(nèi)衛(wèi)星總高度3.1m,重約600kg,衛(wèi)星姿態(tài)為自旋穩(wěn)定,自旋速率為每分鐘100+/-1轉(zhuǎn),衛(wèi)星設(shè)計(jì)工作壽命為3年。表六FY-2號數(shù)據(jù)的特點(diǎn)通道類型波段(um)主要用途1可見光0.55-1.05白天的云和地表反射的太陽輻射信息2紅外10.5-12.5晝夜云和地表反射的紅外輻射信息3水汽6.2-7.6對流層中、上部大氣中水汽分布的信息FY-2號有以下用途:(1)FY-2號的導(dǎo)風(fēng)資料,將填

25、補(bǔ)印度洋上的廣大資料空白區(qū)。(2)FY-2號每小時(shí)提供一次云圖。在需要的時(shí)候,還可以進(jìn)行加密觀測。這種高頻次的云圖資料,可以有效地監(jiān)視暴雨、臺風(fēng)等災(zāi)情性中小尺度天氣系統(tǒng)。(3)FY-2號的射出長波輻射資料,提供了大氣中云的信息以及熱帶地區(qū)大尺度環(huán)流系統(tǒng)分布的信息。這些信息揭示了大氣中赤道輻合帶、副熱帶高壓等大尺度環(huán)流的中期振動,是中期天氣預(yù)報(bào)的有用工具。(4)FY-2在亞洲地區(qū)第一次提供了水汽云圖。(六)中巴資源衛(wèi)星(CBERS)1999年10月14日,我國第一顆地球資源遙感衛(wèi)星(又稱資源號衛(wèi)星)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。早在1985年,我國就研制了中國國土普查衛(wèi)星,這是一種短壽命、低軌道的

26、返回式航天遙感衛(wèi)星,在當(dāng)時(shí)各用戶部門取得了不小的成果。但普查衛(wèi)星受氣候條件限制,長江以南地區(qū)團(tuán)長期陰雨絕大部分相片不能使用,致使全國國土資源與環(huán)境普查工作未能達(dá)到頂期目的。中巴資源衛(wèi)星是繼國土普查衛(wèi)星之后,我國發(fā)射的第一顆地球資源衛(wèi)星。中巴資源衛(wèi)星的軌道是太陽同步近極地軌道,軌道高度778hn,衛(wèi)星的重訪周期是26天.設(shè)計(jì)壽命2午。其攜帶的傳感器的最高空間分辨率是19.5m。其上計(jì)劃裝載IR紅外掃描儀和CCD相機(jī)兩種傳感器.其原理分別與TM和HRV相似,只是空間分辨率和波段不同。表七中巴資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的特點(diǎn)CCDIR波段(um)0.450.520.501.100.520.591.551.750.

27、630.692.082.350.770.8910.412.50.510.73空間分辨綠(m)2080(熱紅外為160)波段配準(zhǔn)0.3象元側(cè)視320.25象元ETM+遙感不同波段的用途741741波段組合圖像具有兼容中紅外、近紅外及可見光波段信息的優(yōu)勢,圖面色彩豐富,層次感好,具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表環(huán)境信息;而且清晰度高,干擾信息少,地質(zhì)可解譯程度高,各種構(gòu)造形跡(褶皺及斷裂)顯示清楚,不同類型的巖石區(qū)邊界清晰,巖石地層單元的邊界、特殊巖性的展布以及火山機(jī)構(gòu)也顯示清楚。7421992年,完成了桂東南金銀礦成礦區(qū)遙感地質(zhì)綜合解譯,利用1:10萬TM7、4、2假彩色合成片進(jìn)行解譯,共解譯出線性

28、構(gòu)造1615條,環(huán)形影像481處,并在總結(jié)了構(gòu)造蝕變巖型、石英脈型、火山巖型典型礦床的遙感影像特征及成礦模式的基礎(chǔ)上,對全區(qū)進(jìn)廳成礦預(yù)測,圈定金銀A類成礦遠(yuǎn)景區(qū)2處,B類4處,C類5處。為該區(qū)優(yōu)選找礦靶區(qū)提供遙感依據(jù)。743我國利用美國的陸地衛(wèi)星專題制圖儀圖象成功地監(jiān)測了大興安嶺林火及災(zāi)后變化。這是因?yàn)門M7波段(2.08-2.35微米)對溫度變化敏感;TM4、TM3波段則分別屬于紅外光、紅光區(qū),能反映植被的最佳波段,并有減少煙霧影響的功能;同時(shí)TM7、TM4、TM3(分別賦予紅、綠、藍(lán)色)的彩色合成圖的色調(diào)接近自然彩色,故可通過TM743彩色合成圖的分析來指揮林火蔓延與控制和災(zāi)后林木的恢復(fù)狀

29、況。754對不同時(shí)期湖泊水位的變化,也可采用不同波段,如用陸地衛(wèi)星MSS7,MSS5,MSS4合成的標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像中的藍(lán)色、深藍(lán)色等不同層次的顏色得以區(qū)別。從而可用作分析湖泊水位變化的地理規(guī)律754陸地衛(wèi)星圖像的標(biāo)準(zhǔn)假彩色指采用陸地衛(wèi)星多光譜掃描儀所成的同一圖幅的第四波段MSS4圖像、第五波段MSS5圖像和第七波段MSS7圖像,分別配以蘭、綠、紅色的彩色合成圖像上的彩色。并稱此種合成的圖像為陸地衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。在此圖像上植被分布顯紅色,城鎮(zhèn)為蘭灰色,水體為蘭色、淺蘭色(淺水),冰雪為白色等。541XX開發(fā)區(qū)砂石礦遙感調(diào)查是通過對陸地衛(wèi)星TM最佳波段組fefee7合的選擇(TM5、TM4、T

30、M1)以及航空、航天多種遙感資料的解譯分析進(jìn)行的,在初步解譯查明調(diào)查區(qū)第四系地貌。543例如把4、5兩波段的賦色對調(diào)一下,即5、4、3分別賦予紅、綠、藍(lán)色,則獲得近似自然彩色合成圖像,適合于非遙感應(yīng)用專業(yè)人員使用。543波段選取及主成份分析我們的研究采用1995年8月2日的TM數(shù)據(jù)。對于屏幕顯示和屏幕圖象分析,選用信息量最為豐富的5、4、3波段組合配以紅、綠、蘭三種顏色生成假彩色合成圖象,這個組合的合成圖象不僅類似于自然色,較為符號人們的視覺習(xí)慣,而且由于信息量豐富,能充分顯示各種地物影像特征的差別,便于訓(xùn)練場地的選取,可以保證訓(xùn)練場地的準(zhǔn)確性;對于計(jì)算機(jī)自動識別分類,采用主成分分析(K-L變

31、換)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,形成三個組分的圖象數(shù)據(jù),用于自動識別分類。543742該項(xiàng)工作是采用以遙感圖像解譯為主結(jié)合地質(zhì)、物化探資料進(jìn)行研究的綜合方法。解譯為目視解譯,解譯的遙感圖像有:以1984年3月成像經(jīng)處理放大為1:5萬衛(wèi)星TM假彩色片(5、4、3波段合成)和1979年7月拍攝的1:1.6萬黑白航片為主要工作片種;采用1986年11月的1:10萬TM假彩色片(7、4、2波段合成為參考片種。432衛(wèi)星遙感圖像示藍(lán)藻暴發(fā)情況我們先看一看藍(lán)藻爆發(fā)時(shí)遙感監(jiān)測機(jī)理。藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)綠色的藻類生物體拌隨著白色的泡沫狀污染物聚集于水體表面,藍(lán)藻覆蓋區(qū)的光譜特征與周圍湖面有明顯差異。由于所含高葉綠素A的作用,藍(lán)藻區(qū)在

32、LandsatTM2波段具有較高的反射率,在TM3波段反射率略降但仍比湖水高,在TM4波段反射率達(dá)到最大。因此,在TM4(紅)、3(綠)、2(藍(lán))假彩色合成圖像上,藍(lán)藻區(qū)呈緋紅色,與周圍深藍(lán)色、藍(lán)黑色湖水有明顯區(qū)別。此外,藍(lán)藻暴發(fā)聚集受湖流、風(fēng)向的影響,呈條帶延伸,在TM圖像上呈條帶狀結(jié)構(gòu)和絮狀紋理,與周圍的湖水面也有明顯不同。453本研究遙感信息源是中國科學(xué)院衛(wèi)星遙感地面接收站于1995年10月接收美國MSS衛(wèi)星遙感TM波段4(紅)、波段5(綠)、波段3(藍(lán))CCT磁帶數(shù)據(jù)制作的1:10萬和1:5萬假彩色合成衛(wèi)星影像圖。圖上山地、丘陵、平原臺地等喀斯特地貌景觀及各類用地影像特征分異清晰。成像

33、時(shí)期晚稻接近收獲,且稻田中不存積水,因此耕地類型中的水田色調(diào)呈粉紅色;旱地由于作物大多收獲,且土壤水分少而呈灰白色;菜地則由于蔬菜長勢好,色調(diào)鮮亮并呈猩紅色。園地色調(diào)呈淺褐色,且地塊規(guī)則整齊、輪廓清晰。林地中喬木林色調(diào)呈深褐色,而分布于喀斯特山地丘陵等地區(qū)的灌叢則呈黃到黃褐色。牧草地大多呈黃綠色調(diào)。建設(shè)用地中的城鎮(zhèn)呈藍(lán)色;公路呈線狀,色調(diào)灰白;鐵路呈線條狀,色調(diào)為淺藍(lán);機(jī)場跑道為藍(lán)色直線,背景草地呈藍(lán)綠色;在建新機(jī)場建設(shè)場地為白色長方形;備用舊機(jī)場為白色色調(diào),外形輪廓清晰、較規(guī)則。水庫和河流則都呈深藍(lán)色調(diào)。453采取4、5、3波段分別賦紅、綠、藍(lán)色合成的圖像,色彩反差明顯,層次豐富,而且各類地

34、物的色彩顯示規(guī)律與常規(guī)合成片相似,符合過去常規(guī)片的目視判讀習(xí)慣。451453TM圖像的光波信息具有34維結(jié)構(gòu),其物理含義相當(dāng)于亮度、綠度、熱度和濕度。在TM7個波段光譜圖像中,一般第5個波段包含的地物信息最豐富。3個可見光波段(即第1、2、3波段)之間,兩個中紅外波段(即第4、7波段)之間相關(guān)性很高,表明這些波段的信息中有相當(dāng)大的重復(fù)性或者冗余性。第4、6波段較特殊,尤其是第4波段與其他波段的相關(guān)性得很低,表明這個波段信息有很大的獨(dú)立性。計(jì)算0種組合的熵值的結(jié)果表明,由一個可見光波段、一個中紅外波段及第4波段組合而成的彩色合成圖像一般具有最豐富的地物信息,其中又常以4,5,3或4,5,1波段的

35、組合為最佳。第7波段只是在探測森林火災(zāi)、巖礦蝕變帶及土壤粘土礦物類型等方面有特殊的i作用。最佳波段組合選出后,要想得到最佳彩色合成圖像,還必須考慮賦色問題。人眼最敏感的顏色是綠色,其次是紅色、藍(lán)色。因此,應(yīng)將綠色賦予方差最大的波段。按此原則,采取4、5、3波段分別賦紅、綠、藍(lán)色合成的圖像,色彩反差明顯,層次豐富,而且各類地物的色彩顯示規(guī)律與常規(guī)合成片相似,符合過去常規(guī)片的目視判讀習(xí)慣。例如把4、5兩波段的賦色對調(diào)一下,即5、4、3分別賦予紅、綠、藍(lán)色,則獲得近似自然彩色合成圖像,適合于非遙感應(yīng)用專業(yè)人員使用。一一TM圖像的光譜信息特征與最佳波段組合一戴昌達(dá),環(huán)境遙感,1989.12472在采用

36、TM4、7、2波段假彩色合成和1:4計(jì)算機(jī)插值放大技術(shù)方面,在制作1:5萬TM影像圖并成1:5萬工程地質(zhì)圖、塌岸發(fā)展速率的定量監(jiān)測以及在單張航片上測算巖(斷)層產(chǎn)狀等方面,均有獨(dú)到之處。121幾種常用的遙感衛(wèi)星及基遙感器雜數(shù)瞿傳感需這段(耳空間分辨犖設(shè)蓋滝置iltl-同期至要用途andsatTMTT?*7?!J-*,?777:;-;;(HO52S(W1-5.7彼段)|贈51鈕疋18口做A52-0.切辭.:i:.:::-:!-:心汀:叱::::::.;:.;:;總T:;:w.0.63-0.690.76-0,901.55-1.75.4-12.42.05-2.35:I水深、水色He色、植被葉綠素居住

37、晝植物長勢土壤和植物水:云及地表陶度I巖石類璽芒OT-HRV050-0390.61/*:0.680-79-0:S90/51-0.73一亠-.jt-.ilr:;:ZUTFi2Qtn軸;養(yǎng)lite60kmX60krn26天s*s*我素檢&s圖水葉植制IKOhOS1058汽氐燧ft.72-LWi3:55-3.931112.5.:*-.I.t!、:,、.!.-.i-.-.*4,”*1:0*450.9Z5f矣520.60.0.82nrjtrrt”EB|-in;沁我匸卅:;:比:-:亞:總圧:1:-.;-:-;.:::;.;!-!.:;.:4m并二03天檀物U云、冰雪糕紙水陸眾口撫點(diǎn)浚閭云:云段地表溫復(fù)大

38、氣及地表憔1r=.ra4匚二d|W?;llkmxllimi4Wj1-I1J.J*s寸八ArI辦JI六十年代,衛(wèi)星出現(xiàn)不久,發(fā)展應(yīng)用衛(wèi)星的有效載荷技術(shù),完全處於試驗(yàn)和摸索階段。作為空間遙感衛(wèi)星試驗(yàn)的前奏,應(yīng)當(dāng)特別提及飛機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展。世界許多國家都是首先開展大規(guī)模的機(jī)載對地觀測技術(shù)的飛行試驗(yàn)活動,其領(lǐng)頭羊是美國。美國在早期發(fā)展衛(wèi)星遙感技術(shù)和應(yīng)用,首先進(jìn)行大量的飛機(jī)試驗(yàn)活動。為了獲得衛(wèi)星遙感儀技術(shù)的每一知識,幾乎都是首先開展在飛機(jī)上的試驗(yàn)和驗(yàn)證。特別是為準(zhǔn)備發(fā)射地球資源遙感衛(wèi)星,本世紀(jì)六十年代末期,美國宇航局(NASA)在全美國展開了有史以來規(guī)模最大的機(jī)載飛行實(shí)驗(yàn)活動。歷時(shí)三年。他們動用了當(dāng)時(shí)能

39、夠提供的所有遙感儀器。包括微波雷達(dá)、紅外掃描儀、和各種照相機(jī)設(shè)備。開辟了近400個試驗(yàn)場和典型地物場地。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的范圍極其廣泛,包括農(nóng)、林、地質(zhì)、地理、水文、海洋、城市、工程等一大批應(yīng)用。從此以后,至今還沒有那次試驗(yàn)在規(guī)模上超過它。通過這次活動,人們不僅認(rèn)識了各種遙感儀技術(shù)的作用和潛力,而且還初步學(xué)會如何開展應(yīng)用遙感的具體方法。這是人類對遙感技術(shù)及應(yīng)用的第一次、比較系統(tǒng)的實(shí)踐。這次活動結(jié)束后二年,美國地球資源技術(shù)衛(wèi)星(ERTS)發(fā)射成功。從此在全世界掀起了空間遙感應(yīng)用的熱潮?,F(xiàn)在,回過頭來再審視一下這次實(shí)驗(yàn)活動,會深刻體會到機(jī)載遙感飛行試驗(yàn)在整個空間對地觀測技術(shù)發(fā)展中的重要作用。早在人造衛(wèi)星發(fā)

40、射之前,世界各國就開始開展衛(wèi)星遙感應(yīng)用的技術(shù)準(zhǔn)備。即衛(wèi)星有效載荷對地觀測儀器技術(shù)的探索和研究工作。衛(wèi)星在圍繞地球飛行過程中,能夠在短時(shí)間內(nèi)覆蓋觀測全地球。它特別符合氣象觀測的需求,因此,衛(wèi)星一出現(xiàn)便受到氣象工作者的重視。當(dāng)時(shí)的問題是采用什么樣的遙感儀器,能夠在衛(wèi)星飛行中攝取的地面圖像并即時(shí)將其送回地面。在當(dāng)時(shí)的傳感技術(shù)中只有電視攝像機(jī)滿足這一要求。1960年4月1日美國發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯(TIROS)衛(wèi)星,全稱為電視和紅外觀察衛(wèi)星。星上電視攝像機(jī)首次送回地球大氣清晰的可見光云圖,具有氣象價(jià)值。受到泰羅斯衛(wèi)星結(jié)果的鼓舞,隨即,美國和西歐便共同開展比較有規(guī)模的氣象衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)活動。這些活動包括以

41、下三個方面的內(nèi)容。1)繼續(xù)發(fā)射泰羅斯系列衛(wèi)星,逐步改善氣象衛(wèi)星技術(shù)和衛(wèi)星上的有效載荷技術(shù)。該系列衛(wèi)星在不到四年的時(shí)間里共發(fā)射8顆衛(wèi)星。2)發(fā)展專門的試驗(yàn)衛(wèi)星,雨云(Nimbus)衛(wèi)星系列作為氣象(大氣)觀測技術(shù)試驗(yàn)平臺,專門對新型大氣遙感儀試驗(yàn)飛行。雨云衛(wèi)星的實(shí)驗(yàn),一直持續(xù)到八十年代,雨云7。幾乎所有的類型的氣象衛(wèi)星有效載荷技術(shù)都事先在這類衛(wèi)星上飛行過。3)建立新的實(shí)用氣象衛(wèi)星基本構(gòu)型。為最終建立衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)作準(zhǔn)備。實(shí)際上,這些活動的核心只有一個。即采用什么樣的遙感儀器能夠獲取地球的大氣信息,適合為天氣預(yù)報(bào)服務(wù)。美國六十年代曾發(fā)射三個試驗(yàn)性實(shí)用氣象衛(wèi)星系列:艾薩(ESSA)(共9顆);艾托

42、斯(ITOS)(共1顆);愛脫斯(ATS)(地球同步氣象衛(wèi)星,共5顆)。1970年12月11日發(fā)射第一代實(shí)用化氣象衛(wèi)星;諾阿(NOAA)。事實(shí)上,在衛(wèi)星上采用電視攝像機(jī)拍攝云圖是有缺陷的。不論是圖像的視場、波段、還是儀器在空間操作,都受到嚴(yán)重限制。當(dāng)時(shí)受到機(jī)載偵察紅外掃描相機(jī)所使用的紅外掃描成像技術(shù)的啟發(fā),將光學(xué)機(jī)械行掃描儀原理引入到氣象衛(wèi)星有效載荷儀器技術(shù),制成可見和紅外掃描輻射計(jì)。并將其作為氣象衛(wèi)星獲取地球表面云圖(可見光)和地面溫度分布圖(紅外)的主要遙感儀器。與此同時(shí),利用紅外分光計(jì)的測量試驗(yàn)也獲得成功。它利用大氣CO2氣體在(1416)pm的紅外光譜,推斷大氣溫度垂直分布。七十年代初

43、,諾阿一號氣象衛(wèi)星,以可見和紅外掃描輻射計(jì)和垂直溫度分布輻射計(jì)等兩臺儀器為主要有效載荷,獲得云圖、地面溫度圖和大垂直溫度分布等數(shù)據(jù),成為世界上第一個氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)系統(tǒng)。至此,初步完成實(shí)用氣象衛(wèi)星的試驗(yàn)。早在六十年代初期,美國就醞釀利用空間技術(shù)勘察地球的資源。隨即制訂了地球資源勘察計(jì)劃。包括發(fā)射資源衛(wèi)星和天空實(shí)驗(yàn)室飛船,以及飛機(jī)計(jì)劃。經(jīng)過七年的論證和研制等準(zhǔn)備工作,於1972年7月成功地發(fā)射第一顆實(shí)驗(yàn)型地球資源技術(shù)衛(wèi)星(ERTS)。在這顆衛(wèi)星上,安裝有二種攝取地面圖像的遙感儀器:三臺返束光導(dǎo)攝像管(RBV)和多光譜掃描儀(MSS)。它們工作在可見光和近紅外光譜區(qū)域。RBV有三個波段,地面分辨率10

44、0m。MSS包括四個波段:MSS1(0.50.6)pm,MSS2(0.60.7)pm,MSS3(0.70.8)pm,MSS4(0.81.1)pm。分辨率79m。在當(dāng)時(shí),電視攝像機(jī)已在氣象衛(wèi)星上試驗(yàn)成功。為提高分辨率,請著名的美無線電公司(RCA)專門研制高分辨率電視攝像管,返束光導(dǎo)攝像管。掃描線達(dá)4500條。多光譜掃描儀(MSS)是一種利用行掃描原理的高分辨率光學(xué)-機(jī)械掃描成像系統(tǒng)。在掃描儀的焦平面上,利用分光元件和光電探測器相配合,在可見光和近紅外光譜范圍的四個狹窄波段攝取地面圖像。光譜分辨率入=0.1pm。從總體說來,ERTS-1的首次實(shí)驗(yàn)是成功的。雖然RBV在太空運(yùn)行很短時(shí)間就因高壓電源

45、故障而停止,但是MSS獲取的圖像卻得到了意想不到的成功。ERTS-1原訂壽命一年,MSS實(shí)際工作5.5年。它攝取了3.3萬個地面景物,提供約150萬張圖像。這種包含(185x185)Km2地面的多光譜圖像,初步分析便得到了在當(dāng)時(shí)非常驚人的結(jié)果。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn),加拿大西部有鎳礦、巴基斯坦可能有銅礦、看到了紐約海港的污染情況,斷定了農(nóng)作物的長勢、與現(xiàn)有地圖相比較發(fā)現(xiàn)一批錯誤和遺漏.。這些意想不到的結(jié)果引起了世界各國的普遍重視。這種衛(wèi)星的多光譜圖像迅速在世界范圍擴(kuò)散。隨即掀起了世界性的地球資源與環(huán)境空間遙感應(yīng)用的熱潮。從對地觀測技術(shù)發(fā)展的角度來審視應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷史,六十年代的實(shí)驗(yàn)活動是有成效的。通過氣象

46、和資源兩類應(yīng)用衛(wèi)星的實(shí)踐過程,建立了初步滿足實(shí)用化要求的信息獲取技術(shù)。利用光電探測和光-機(jī)掃描成像原理的光電遙感儀器技術(shù),被確定為實(shí)用化衛(wèi)星有效載荷技術(shù),推動了對地觀測技術(shù)及其應(yīng)用的整體發(fā)展。事實(shí)證明,這是一條正確的技術(shù)路線。地球資源技術(shù)衛(wèi)星(ERTS)的成功,使空間遙感技術(shù)的影響和作用在世界范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。更為重要,MSS(多光譜掃描儀)的實(shí)踐和MSS圖像在眾多應(yīng)用領(lǐng)域取得實(shí)際效益,也迅速地得到了有關(guān)MSS應(yīng)用效果的評價(jià)。使得人們對于對地觀測應(yīng)用技術(shù)發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識得到了升華。七十年代中期,美國將地球資源技術(shù)衛(wèi)星(ERTS)計(jì)劃更名為陸地衛(wèi)星(Landsat)計(jì)劃,下一顆衛(wèi)星稱為Landsat

47、-2(1975年)。明確規(guī)定:陸地衛(wèi)星計(jì)劃的目標(biāo)是,為陸地遙感提供實(shí)用化空間觀測工具。下一步的發(fā)展重點(diǎn)是增加觀測波段和提高地面分辨率兩個方面。1978年發(fā)射的Landsat-3增加了MSS-5熱紅外(10.412.6)pm波段。1982年發(fā)射的Landsat-4衛(wèi)星。星上除裝載MSS外,增加一臺新的光一機(jī)掃描多光譜掃描儀,主題測繪儀(TM)。TM設(shè)置七個光譜波段,比MSS增加兩個短波紅外波段,即TM5(1.55-1.75)pm,TM7(2.082.38)pm。地面分辨率從79m(MSS)提高到30m(TM)。雖然MSS圖像在陸地應(yīng)用方面是成功的,但事實(shí)上證明,它對于海洋遙感應(yīng)用有許多不相適應(yīng)。

48、人們從實(shí)踐中體會到,不能僅僅利用一種遙感儀完成所有地球資源遙感任務(wù)。關(guān)於海洋遙感應(yīng)當(dāng)另行專門設(shè)計(jì)衛(wèi)星并發(fā)展其有效載荷技術(shù)。至此,人們已經(jīng)認(rèn)識到并確定了有關(guān)地球體系三大領(lǐng)域(大氣、陸地、海洋)相對獨(dú)立的對地觀測技術(shù)的發(fā)展體系。這在對地觀測技術(shù)發(fā)展中勘稱是一個重大的轉(zhuǎn)折。美國的海洋衛(wèi)星(SeaSat)是從七十年代初期開始論證和研制的。這是第一顆專門用於海洋遙感的實(shí)驗(yàn)性空間飛船。1978年7月26日發(fā)射成功。由於星上電源故障,該星僅工作160天便停止工作。盡管如此,它還是完成了預(yù)定的海洋遙感實(shí)驗(yàn)。這顆衛(wèi)星裝載了在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下能夠研制出來的所有海洋遙感儀器。包括:雷達(dá)測高儀(ALT)、散射計(jì)、合成孔

49、徑雷達(dá)(SAR)、多通道微波輻射計(jì)、可見光和紅外輻射計(jì)等。它們收集地球海面和包括風(fēng)、浪、溫度、海水、形貌等大批信息。同時(shí)也對最新研制的各種遙感儀技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和評價(jià)。從海洋衛(wèi)星(Seasat)以后的海洋遙感衛(wèi)星看,第一顆衛(wèi)星的實(shí)驗(yàn)是成功的,它基本上達(dá)到了既定目標(biāo)。雷達(dá)高度計(jì)、散射計(jì)和輻射計(jì)等儀器的實(shí)驗(yàn)均轉(zhuǎn)入實(shí)用化階段,它們后來都成為海洋遙感的基本工具。此后,美國海軍的海洋遙感系統(tǒng)(NROSS)、美國宇航局和法國合作的海貌衛(wèi)星(Topex/Poseidon),日本的海洋觀測衛(wèi)星(MOS-1)以及歐空局的遙感衛(wèi)星(ERS-1)等,都是后續(xù)的海洋遙感衛(wèi)星,實(shí)用化的具體計(jì)劃。從遙感技術(shù)發(fā)展過程看,海洋衛(wèi)

50、星上首次裝載的合成孔徑雷達(dá)(SAR)實(shí)現(xiàn)太空飛行,這是一件有意義的事情。眾所周知,早在五十年代初期,為軍事偵察需要發(fā)明了真實(shí)孔徑側(cè)視成像雷達(dá)。微波輻射的穿透和全天候特性,吸引許多人繼續(xù)從事研制高分辨率成像雷達(dá)的工作。結(jié)果,合成孔徑雷達(dá)(SAR)的概念誕生。到六十年代,機(jī)載SAR的飛行,圖像分辨率可達(dá)到15m的水平。七十年代初期,空間遙感技術(shù)發(fā)展引起世界性轟動,但技術(shù)界人士都非常明白,這完全是因?yàn)楣怆娺b感技術(shù)的成功。因此,把高分辨率成像雷達(dá)搬到衛(wèi)星上去,是技術(shù)專家和遙感用戶共同的迫切愿望。海洋衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了SAR的空間首次飛行,得到分辨率為25m的地面雷達(dá)圖像,據(jù)說曾引起了很大的轟動和反響??上攵?/p>

51、,在當(dāng)時(shí),這種全天候圖像在軍事上的意義是很大的。此后,日本、歐洲、俄國、中國和加拿大等國都全力投入空間SAR技術(shù)研究工作,并研制SAR衛(wèi)星。從七十年代中期開始,陸地衛(wèi)星MSS圖像在全世界范圍不斷地?cái)U(kuò)大應(yīng)用。許多國家建立其數(shù)據(jù)接收的地面站。開展以利用衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)為中心的空間遙感應(yīng)用活動。在空間遙感技術(shù)的發(fā)展方案上美國也作過一些調(diào)整。ERTS本來是打算將返束光導(dǎo)攝像管(RBV)作為主要遙感儀器手段。但衛(wèi)星入軌后長期使用情況表明,RBV的高電壓條件常常導(dǎo)至空間電源故障。此外,在圖像幾何逼真度和輻射度測量的重復(fù)性等性能上,RBV都稍遜於MSS。所以,自從第三顆衛(wèi)星(Landsat-3)開始,MSS成為

52、該星的主要遙感儀器。對于RBV,再做一次高分辨率(40m)試驗(yàn)后,正式將其拼棄。從Landsat-4開始,采用光電探測和光-機(jī)掃描成像相同原理的兩臺遙感儀器(MSS和TM),成為陸地遙感的主要信息獲取手段。與此同時(shí),加緊研究采用大型線列陣CCD傳感器的推帚式掃描成像技術(shù),實(shí)現(xiàn)從衛(wèi)星上獲得高分辨率圖像。七十年代末期,法國也開始論證和研制陸地遙感的衛(wèi)星。他們的地球觀測衛(wèi)星(SPOT)計(jì)劃,首次提出了連續(xù)地為用戶服務(wù)和以優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品不斷提高服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)??芍^空間遙感商業(yè)化發(fā)展的先驅(qū)。1986年2月22日SPOT-1衛(wèi)星發(fā)射成功。隨即便以商業(yè)化運(yùn)作的方式,按照訂貨向全世界提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品,SPOT衛(wèi)

53、星圖像,全色波段60Kmx60Km地面范圍,分辨率10m。在可見光和近紅外光譜范圍提供三個波段的多光譜圖像,分辨率20m。可立體覆蓋,也可在短期內(nèi)提供指定地區(qū)圖像。應(yīng)當(dāng)說,SPOT衛(wèi)星的圖像產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)於美國的陸地衛(wèi)星。這主要得益於在信息獲取技術(shù)上的進(jìn)步。從技術(shù)上,SPOT衛(wèi)星采用當(dāng)時(shí)最新的固態(tài)攝像器件,電荷耦合器件(CCD),按照推帚式掃描成像方法攝像。這在空間遙感技術(shù)發(fā)展歷史上是具有重大意義的。固態(tài)器件體積小、耗電省、可靠性好。更為重要,采用大量光敏元的固體焦平面列陣探測器件,同機(jī)械掃描成像方式相比,可在每個分辨元上增加更多的光積分時(shí)間,從而提高探測靈敏度。進(jìn)一步,采用大型線列陣焦平面探測器

54、件構(gòu)建光電遙感儀,可以避免增加通光口徑(大口徑望遠(yuǎn)鏡)的技術(shù)途徑,這是空間光學(xué)遙感技術(shù)的巨大進(jìn)步。在SPOT衛(wèi)星遙感儀上還安裝有一只機(jī)械運(yùn)動的瞄準(zhǔn)鏡,通過它可以瞄準(zhǔn)衛(wèi)星星下點(diǎn)前、后、左、右的地面,攝取它們的圖像。這樣,不僅可以實(shí)現(xiàn)立體覆蓋(同一地面從不同方向攝像),而且還可以攝取衛(wèi)星相鄰軌道下地面的圖像,保證快速向用戶提供指定地面的圖像。與法國SPOT衛(wèi)星的做法相似,1984年美國開始執(zhí)行陸地衛(wèi)星商業(yè)化計(jì)劃。在保證衛(wèi)星所有權(quán)屬於政府的條件下,成立地球觀測衛(wèi)星公司(EOSAT)營運(yùn)。向全世界銷售遙感圖像數(shù)據(jù)。這樣,在八十年代后半期,陸地遙感數(shù)據(jù)開始了商業(yè)化運(yùn)作。到九十年代初,每年?duì)I業(yè)銷售額達(dá)到(

55、0.70.8)億美元水平。SPOT衛(wèi)星占優(yōu),大約4000萬美元??臻g遙感技術(shù)的進(jìn)步,及其在世界范圍擴(kuò)展和應(yīng)用,這是七十年代在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域里發(fā)生的重大事件。它的影響至今還在繼續(xù)。由於美國在氣象和資源遙感衛(wèi)星的實(shí)驗(yàn)成功,世界各國紛紛起步,開始空間遙感技術(shù)發(fā)展的艱苦歷程。從審視歷史的觀點(diǎn)看,在這一時(shí)期的主要發(fā)展力量還應(yīng)包括:以法國為代表的歐洲國家集團(tuán);前蘇聯(lián);日本等。他們在空間技術(shù)和對地觀測技術(shù)兩個方面,加速技術(shù)開發(fā),為世界對地觀測技術(shù)的發(fā)展增添了新的內(nèi)容。a)以法國為首的歐洲國家集團(tuán)歐洲國家是通過歐洲空間局(ESA,歐洲14個國家聯(lián)合成立的空間發(fā)展組織,簡稱歐空局),從1968年開始發(fā)展氣象衛(wèi)星的

56、。起初,他們按照美國的技術(shù)路線,首先研究與發(fā)展極軌道太陽同步氣象衛(wèi)星技術(shù)。七十年代初期,受到當(dāng)時(shí)歐洲化政治氣氛的影響,歐空局改變了研究方向,把氣象衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展從極軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到首先發(fā)展地球同步氣象衛(wèi)星上。1972年正式確立歐洲氣象衛(wèi)星(METEOSAT)計(jì)劃。1977年發(fā)射第一顆衛(wèi)星(METEOSAT)。星上唯一成像遙感儀器屬於光-機(jī)掃描成像原理。利用星體自旋攝取地球1/3面積的圓盤圖像。自此,共發(fā)射三顆實(shí)驗(yàn)星和三顆實(shí)用星,經(jīng)歷近20年。目前正在發(fā)展第二代氣象衛(wèi)星。七十年代末期,歐空局(ESA)開始針對海洋遙感開展合成孔徑雷達(dá)(SAR)的技術(shù)研究工作。當(dāng)時(shí),他們曾有一個稱為SARSAT的衛(wèi)星

57、計(jì)劃,利U用SAR進(jìn)行全天候的全球觀測。還有一個PARMIRSAT衛(wèi)星計(jì)劃,利用被動式微波輻射計(jì)進(jìn)行海況和土質(zhì)的調(diào)查。這些技術(shù)的預(yù)研是有成效的。1981年歐空局正式制訂了歐洲遙感衛(wèi)星(ERS)計(jì)劃。在這個太陽同步極軌平臺上,裝載主動微波儀器(SAR)、沿軌跡掃描輻射計(jì)(ATSR)、微波探測儀、雷達(dá)測高儀、激光反射器、以及精密測距和測速裝備等多種有效載荷。ERS-1於1991年7月17日入軌運(yùn)行。向全世界提供數(shù)據(jù)。1995年,ERS-2在增加大氣臭氧監(jiān)視儀器后入軌。b)前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)是1966年發(fā)射第一顆實(shí)驗(yàn)型氣象衛(wèi)星(宇宙號122)的。隨即共發(fā)射5顆實(shí)驗(yàn)星。1969年首次發(fā)射實(shí)用型氣象衛(wèi)星,流星

58、系列。流星屬於太陽同步極軌衛(wèi)星,星上裝載:電視式相機(jī):紅外掃描輻射計(jì);太陽光度計(jì)等有效載荷。1975年起啟用流星-II系列實(shí)用氣象衛(wèi)星。增加紅外分光計(jì)測量大氣溫度垂直分布,以及偏振測量。此后不久便開展地球同步氣象衛(wèi)星的研制工作。前蘇聯(lián)自從1975年開始陸地遙感空間實(shí)驗(yàn)。第一臺多波段掃描儀在同年發(fā)射的氣象衛(wèi)星上搭載。后來利用流星-自然衛(wèi)星進(jìn)行資源遙感衛(wèi)星試驗(yàn),共發(fā)射六顆。1985年始以資源-1命名,作為實(shí)用化地球資源衛(wèi)星系列定期發(fā)射,至今已發(fā)射六顆。星上的高分辨率多光譜掃描儀,包括熱紅外共五個波段,可見光地面分辨率45x33m2。c)日本早在七十年代初期,日本便開始空間遙感技術(shù)的研究工作。在氣象

59、衛(wèi)星上,他們確立了首先發(fā)展地球同步軌道衛(wèi)星的技術(shù)路線。1977年7月14日第一顆星GMS(靜止地球觀測衛(wèi)星)上天??梢姾图t外自旋掃描輻射計(jì)(VISSR)提供地球圓盤可見光(云圖)和紅外(溫度)圖像。二十多年來已發(fā)射五顆衛(wèi)星。日本作為一個海洋島國,在發(fā)展空間遙感技術(shù)上將海洋遙感確定為首要目標(biāo)。他們制訂海洋觀測衛(wèi)星(MOS)方案,包括:多光譜電子自掃描輻射計(jì)(MESSR);可見紅外掃描輻射計(jì)(VTIR)(光-機(jī)掃描成像);微波輻射計(jì)(MSR)等有效載荷。MOS-1星1987年入軌運(yùn)行。與此同時(shí)日本加緊研制合成孔徑雷達(dá)(SAR),建立日本地球資源衛(wèi)星計(jì)劃(JERS)。1992年JERS-1衛(wèi)星發(fā)射成

60、功,星上L波段合成孔徑雷達(dá)(SAR)和光學(xué)敏感儀器(OPS)均正常操作,提供多種數(shù)據(jù)產(chǎn)品。從世界范圍看,對地觀測技術(shù)到八十年代中期,在大氣、陸地、海洋三大應(yīng)用領(lǐng)域基本上完成了應(yīng)用遙感技術(shù)的初步研究工作。此后各國便加緊向著實(shí)用化空間遙感技術(shù)發(fā)展。此時(shí)此刻,人們自然要問,人類對地球的觀測的研究活動下一步的總體目標(biāo)是什么。為此,還要發(fā)展哪些高級的對地觀測技術(shù)。人類應(yīng)當(dāng)對于自己居住的星球有一個全面而深刻的了解。掌握地球科學(xué)的知識,這是人類追求最高目標(biāo)的基本條件。也是全世界每個國家和每個團(tuán)體義不容辭的責(zé)任。衛(wèi)星誕生后所發(fā)展的地球資源和環(huán)境遙感技術(shù),是人類邁向這一偉大目標(biāo)的第一步。當(dāng)我們看到七十年代空間遙

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