第三章遙感成像原理與遙感圖像特征

本章主要內(nèi)容遙感平臺(tái)攝影成像掃描成像遙感圖像特征第三章遙感成像原理與遙感圖像特征本章主要內(nèi)容1地面平臺(tái)：三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等與地面接觸的平臺(tái)稱為地面平臺(tái)或近地面平臺(tái)。它通過地物光譜儀或傳感器來對地面進(jìn)行近距離遙感，測定各種地物的波譜特性及影像的實(shí)驗(yàn)研究。三角架：0.75-2.0米；對測定各種地物的波譜特性和進(jìn)行地面攝影。遙感塔：固定地面平臺(tái)；用于測定固定目標(biāo)和進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測；高度在6米左右。遙感車、船：高度的變化；測定地物波譜特性、取得地面圖像；遙感船除了從空中對水面進(jìn)行遙感外，可以對海底進(jìn)行遙感。第一節(jié)遙感平臺(tái)地面平臺(tái)：三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等與地面接觸的平臺(tái)稱2航空平臺(tái)：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分為低空平臺(tái)、中空平臺(tái)和高空平臺(tái)。低空平臺(tái)：2000米以內(nèi)，對流層下層中。中空平臺(tái)：2000-6000米，對流層中層。高空平臺(tái)：12000米左右的對流層以上。氣球：低空氣球：凡是發(fā)放到對流層中去的氣球稱為低空氣球；高空氣球：凡是發(fā)放到平流層中去的氣球稱為高空氣球?？缮仙?2-40公里的高空。填補(bǔ)了高空飛機(jī)升不到，低軌衛(wèi)星降不到的空中平臺(tái)的空白。航天平臺(tái)：包括衛(wèi)星、火箭、航天飛機(jī)、宇宙飛船。航空平臺(tái)：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分為低空平臺(tái)、中空平3第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件4一、氣象衛(wèi)星系列氣象衛(wèi)星概述美國的“泰諾斯”(TIROS)衛(wèi)星系列：第一代實(shí)驗(yàn)氣象衛(wèi)星，從60年-65年共發(fā)射了10顆，極軌氣象衛(wèi)星。美國的雨云（Nimbus）衛(wèi)星系列：64-78年共發(fā)射了7顆，太陽同步軌道。美國的艾薩（ESSA）衛(wèi)星系列：66-69年共發(fā)射了9顆。美國的NOOA衛(wèi)星系列：70-94年共發(fā)射了16顆。太陽同步軌道。一、氣象衛(wèi)星系列氣象衛(wèi)星概述5

1960年4月美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1(Tiros-1)。隨后，前蘇聯(lián)也相繼發(fā)射了自己的氣象衛(wèi)星。目前，在軌道上運(yùn)行的大多數(shù)氣象衛(wèi)星是由美國和俄羅斯發(fā)射的，其中很大一部分為極地軌道衛(wèi)星，簡稱極軌衛(wèi)星。

1966年美國發(fā)射第一顆業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星艾薩(ESSA)是極軌衛(wèi)星，主要提供可見光云圖。1970年、1978年美國又相繼發(fā)射諾阿(NOAA）和泰羅斯－N系列業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星。這些衛(wèi)星都屬于極軌氣象衛(wèi)星。極軌氣象衛(wèi)星的飛行高度一般在800－1500公里左右。由于衛(wèi)星的飛行高度低，因此衛(wèi)星照片分辨率高，圖象清晰。

1974年，美國成功地研制了第一顆靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星(GOES)。靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星在赤道的某一經(jīng)度、約36000公里高度上，它環(huán)繞地球一周約需24小時(shí)，幾乎與地球自轉(zhuǎn)同步。從地球上看好象衛(wèi)星是相對靜止的，故又稱為地球靜止衛(wèi)星。目前，日本GMS系列靜止氣象衛(wèi)星、俄羅斯的GOMES衛(wèi)星、歐盟METEOSAT-3衛(wèi)星、印度的INSAT以及美國的兩顆靜止衛(wèi)星(GOES-E和GOES-W)共6顆衛(wèi)星組成地球靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)。這些衛(wèi)星位于赤道上空約36000公里高，每半小時(shí)向地球發(fā)送一次圖片。

中國也先后成功地發(fā)射了6顆氣象衛(wèi)星（3顆風(fēng)云－1和3顆風(fēng)云－2）。依靠這些衛(wèi)星，中國建立了自己的衛(wèi)星天氣預(yù)報(bào)和監(jiān)測系統(tǒng)。風(fēng)云－1是一種極地軌道氣象衛(wèi)星。風(fēng)云－2是一種靜止氣象衛(wèi)星。1960年4月美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1(6氣象衛(wèi)星分布?xì)庀笮l(wèi)星分布7我國氣象衛(wèi)星情況

1、1988年9月7日FY-1A星發(fā)射試驗(yàn)星4、1999年5月10日FY-1C星發(fā)射業(yè)務(wù)星3、1997年6月10日FY-2A星發(fā)射2、1990年9月3日FY-1B星發(fā)射試驗(yàn)星5、2000年6月25日FY-2B星發(fā)射我國氣象衛(wèi)星情況1、1988年9月7日FY-18一、氣象衛(wèi)星系列2、氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)軌道：低軌和高軌。成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量。短周期重復(fù)觀測：靜止氣象衛(wèi)星30分鐘一次；極軌衛(wèi)星半天一次。利于動(dòng)態(tài)監(jiān)測。資料來源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低。一、氣象衛(wèi)星系列2、氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)9氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)

空間覆蓋優(yōu)勢極軌氣象衛(wèi)星在約900km的高空對地觀測，一條軌道的掃描寬度可達(dá)2800km。每天都可以得到覆蓋全球的資料地球靜止衛(wèi)星在3．6萬公里的高空觀測地球，一顆靜止衛(wèi)星的觀測面積就可達(dá)1億7千萬平方公里，約為地球表面的1／3只有通過衛(wèi)星的大范圍觀測，才使人類獲得了幾乎無常規(guī)觀測的大范圍海洋、兩極和沙漠地區(qū)的資料。目前已經(jīng)可以通過衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，獲取全球或任何感興趣區(qū)域的空間連續(xù)的高分辨率氣象和環(huán)境資料,不受國界限制氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)

空間覆蓋優(yōu)勢極軌氣象衛(wèi)星在約90010氣象衛(wèi)星觀測可以大大地改善資料的時(shí)間取樣頻次。特別是靜止氣象衛(wèi)星可以獲得每小時(shí)一次的大范圍實(shí)時(shí)資料，必要時(shí)甚至可以獲取半小時(shí)的資料。有利于對災(zāi)害性天氣的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。雙星組網(wǎng)的極軌氣象衛(wèi)星也可以每天提供4次全球覆蓋的圖象資料和垂直探測資料。而常規(guī)高空站每天只在00時(shí)12時(shí)（世界時(shí)）進(jìn)行兩次觀測,且無法觀測海洋和無人地區(qū)。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)時(shí)間取樣優(yōu)勢氣象衛(wèi)星觀測可以大大地改善資料的時(shí)間取樣頻次。特別是靜止氣象11與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內(nèi)在的均一性和良好的代表性。盡管世界氣象組織（WMO）已經(jīng)頒布了一系列規(guī)范來統(tǒng)一常規(guī)觀測儀器的性能和觀測方法，但仍不能避免不同國家和地區(qū)、使用不同儀器和方法獲得的資料的不一致性。測站分布的不均勻等，也使資料的不確定性增加。氣象衛(wèi)星是在較長一段時(shí)期內(nèi)使用同一儀器對全球進(jìn)行觀測，資料的相對可比較性強(qiáng)、分布均勻一致性好。衛(wèi)星資料則是對一定視場面積內(nèi)的取樣平均值，具有較好的區(qū)域代表性。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)資料一致性優(yōu)勢與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內(nèi)在的均一性和良好的代12與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層

外這個(gè)新視角觀測地球—大氣系統(tǒng)的，所以有些重要的氣候變量，特別是通過整個(gè)垂直方向大氣層的積分參數(shù)，如地氣系統(tǒng)的反照率、大氣頂?shù)牡貧庀到y(tǒng)的射出長波輻射，只能通過氣象衛(wèi)星觀測才能獲得。目前已成功地從氣象衛(wèi)星觀測資料中導(dǎo)出了全球大氣溫度和濕度廓線、輻射平衡、海陸表面溫度及云頂溫度、風(fēng)場、云參數(shù)、冰雪覆蓋、云中液態(tài)水含量和降水量、臭氧總量和廓線、陸地下墊面狀態(tài)、植被狀況等諸多重要?dú)夂蚝铜h(huán)境參數(shù),這是任何其他觀測手段所不能觀測的。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)綜合參數(shù)觀測優(yōu)勢與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層

外這個(gè)新視角觀測地球13一、氣象衛(wèi)星系列3、氣象衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域天氣分析與氣象預(yù)報(bào)氣候研究與氣候變遷的研究資源環(huán)境領(lǐng)域：海洋研究、森林火災(zāi)、水污染一、氣象衛(wèi)星系列3、氣象衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域14FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道1、2的探測波段分別處于植被反射的低谷和高峰區(qū)，利用二者的差值可以計(jì)算各種植被指數(shù)，植被指數(shù)能反映作物、森林、草場的生長情況，病蟲害及作物缺水狀況，并能進(jìn)行作物估產(chǎn)，這個(gè)通道還可以做判識水陸邊界，河口泥沙海冰等。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道1、2的探測15FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道3處在紅外短波窗區(qū)，它對檢測地面高溫?zé)嵩?，比如，森林和草場的火?zāi)特別有效。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途16FY-1C、D通道編號、波長范圍及其主要用途

通道4、5處于紅外窗區(qū)，用以測量地面溫度，這兩個(gè)通道相結(jié)合的目的在于對海面溫度反演中對大氣削弱進(jìn)行訂正，計(jì)算的地表和海表溫度在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、洋流、城市熱島等方面有廣泛的應(yīng)用。LSTSSTFY-1C、D通道編號、波長范圍及其主要用途通道4、517FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道6對雪的反射率較低，與其它通道結(jié)合有助于云、雪的判識，同時(shí)此通道對土壤濕度比較敏感，有助于干旱監(jiān)測。通道7-9是海洋水色通道，海洋水色反映海洋中葉綠素的含量，他還可以反映海洋渾濁度和海洋污染以及赤潮等情況。通道10是低層水汽通道，用于大氣修正和大氣透過率的計(jì)算。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道6對雪的反射18火情監(jiān)測

在AVHRR圖象中，由于高溫目標(biāo)在通道三的亮溫大大高于背景象元的亮溫，因而在通道三圖象上，含火點(diǎn)象元與周圍象元產(chǎn)生明顯反差。 利用增強(qiáng)，多通道彩色合成、閾值判斷等處理技術(shù)，可以從AVHRR資料中得到反映地面明火區(qū)、過火區(qū)、未燃區(qū)（森林、草原、農(nóng)田）、煙霧范圍和方向等各種反映林火和草原火的信息。并可探測到面積低于一個(gè)象元的亞象元火點(diǎn)。 極軌氣象衛(wèi)星（FY、NOAA）覆蓋范圍寬廣，每天觀測頻次在中高緯度達(dá)8-10次，可以多頻次的監(jiān)測火情?；鹎楸O(jiān)測 在AVHRR圖象中，由于高溫目標(biāo)在通道三的亮溫大19第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件20氣象衛(wèi)星作用

熱帶氣旋

氣象衛(wèi)星作用熱帶氣旋 21沙塵暴監(jiān)測沙塵暴監(jiān)測22氣象衛(wèi)星作用沙塵暴氣象衛(wèi)星作用沙塵暴23氣象衛(wèi)星作用衛(wèi)星遙感產(chǎn)品熱島效應(yīng)火山爆發(fā)海溫分布?xì)庀笮l(wèi)星作用衛(wèi)星遙感產(chǎn)品熱島效應(yīng)火山爆發(fā)海溫分布24風(fēng)云一號D氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號D氣象衛(wèi)星25第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件26二、陸地衛(wèi)星系列---

Landsat

二、陸地衛(wèi)星系列---Landsat

27Characteristic

LaunchedbyDateoflaunchDateofterminationAltitudeSensorRecurrentperiodLANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-2NASA1975.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-3NASA1978.3.51983.3.31915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16daysLANDSAT-5NASA1984.3.1Operating*1705kmMSS/TM16daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5-ETM16daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating*2705kmETM+16days*1:ThedatareceptionbyNASDAwasfinishedtoJun30,2001.

*2:ThedatareceptionbyNASDAwasfinishedtoNov30,2002.\Characteristic

LaunchedbyDat28

WavelengthVisible:2bands

Near-infrared:2bandsSpatialResolution83mSwathWidth185km

29

WavelengthVisible:3bands

Near-infraredandMiddle-infrared:3bands

Thermal-infrared:1bandSpatialResolutionVisible,Near-infraredandMiddle-infrared:30m

Thermal-infrared:120mSwathWidthAbout180km

30Overview

TheETM+isanimprovedversionoftheLandsat4/5ThematicMapper(TM)payloads,butstillprovidesdatacontinuitywithallpriorLandsatmissions.ImprovementsintheinstrumentincludeincreasedspatialresolutionofthethermalIRband(Band6),improvementoftheradiometriccalibrationequipment,andtheadditionofapanchromaticband(Band8).BelowisasimplifieddiagramoftheETM+.

Overview

31Characteristic

BandwavelengthbandResolution10.45-0.52mm30m20.52-0.60mm30m30.63-0.69mm30m40.76-0.90mm30m51.55-1.75mm30m610.4-12.5mm60m72.08-2.35mm30m80.50-0.90mm15mCharacteristicBandwavelength32OrbitsofEarthObservationSatellites

Theorbitisthepathtakenbytheartificialsatellitesincludingearthobservationsatelliteswhentheyflyaroundtheearth.Thereareseveraltypesoforbits,andtheorbitisselecteddependingonpurposesofthesatellites.Earthobservationsatelliteshaveamajormissiontoobservetheentireearth,sotheycirclethemostsuitableSun-synchronoussub-recurrentorbit.Sun-synchronoussub-recurrentorbit

Sun-synchronoussub-recurrentorbitisacombinationofsun-synchronousorbitandsub-recurrentorbit.

OrbitsofEarthObservationSa33

Sun-synchronousorbit

Sub-recurrentorbit

Sun-synchronousorbit

Sub-re34

SunSynchronousOrbitofLandsat7

SunElevationAngle

SunSynchronousOrbitofLand35SatellitesandobitsSatellitesandobits36二、陸地衛(wèi)星系列---SPOT衛(wèi)星二、陸地衛(wèi)星系列---SPOT衛(wèi)星3786878889909192939495969798992000010203040506070809

SPOT5

SPOT4衛(wèi)星運(yùn)行服務(wù)中斷發(fā)射日或重新開始服務(wù)日

SPOT1

SPOT2SPOT3

8687888990919238Overview

TheFrenchearthobservationsatellitesSPOT-1,2,3and4werelaunchedintoasun-synchronoussub-recurrentorbitatanaltitudeofabout822kmin1986,1990,1993and1998respectively.SPOTcanobservenotonlytheearth'ssurfacejustunderneaththesatellitebutalsoslantwisetothesatellite'spathbychangingthescandirectionofthesensors.Itcanshortenthetimeperiodforobservingaspecifiedarearepetitively.SPOT-1,-2and-3areequippedwithCCDsensorscalledHighResolutionVisibleImagingSystem(HRV).SPOT-4isequippedwithtwoCCDsensors,HRV'ssuccessor,HighResolutionVisibleandInfrared(HRVIR)andVegetation(VGT)*1.TheobservationbandsofHRVIRarebasicallysameasHRVandthenewlyaddedband4,shortwaveinfrared(SWIR:1.58to1.75mm).VGTobserveswideareawithaswathof2,250km.

Overview39ObservationBandVisible:2bands

Near-infrared:1band

Panchromatic-Band:1bandSpatialResolutionMultispectoral-Band:20m

Panchromatic-Band:10mSwathWidthAbout60kmObservationBandVisible:2ba40

HRVIRScanningImage

HRVIRScanningImage

41第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件42

Spot立體像對

軌道旁向傾斜，像對最短時(shí)間差為0.5小時(shí)自動(dòng)相關(guān)生成DEM，高程精度為7-11米(VirtuoZo)Spot立體像對軌道旁向傾斜，像對最短時(shí)間差為0.5小43

SPOT的傾斜觀測功能重復(fù)觀測能力單星：2－3天/次，多星：1天/次SPOT的傾斜觀測功能重復(fù)觀測能力單星：2－3天/次，多星4420°20°600KmmaxiHRS120Km立體成像裝置HRS20°20°600KmmaxiH120Km立體成像裝置45Spot-5基本產(chǎn)品10米多光譜5米全色2.5米全色Spot-5基本產(chǎn)品10米多光譜5米全色2.5米全色46+Spot-5增值產(chǎn)品

10米多光譜5米Pan+Spot-5增值產(chǎn)品10米多光譜5米Pan47Spot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的10米高程精度DEMSpot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的48二、陸地衛(wèi)星系列---IKONOSIKONOS:1米全色4米多光譜1米全色-銳化軌道:680km,太陽同步,98.2o傾斜二、陸地衛(wèi)星系列---IKONOSIKONOS:軌道:649

IKONOS光譜波段紅波段.63-.69microns(4m)近紅外.76-.90microns(4m)藍(lán)波段.45-.52microns(4m)綠波段.52-.60microns(4m)全色.45-.90微米的圖像(1m）

IKONOS光譜波段紅波段.63-.69micron50Overviewof

IKONOSSinceitslaunchinSeptember1999,SpaceImaging'sIKONOSearthimagingsatellitehasprovidedareliablestreamofimagedatathathasbecomethestandardforcommercialhigh-resolutionsatellitedataproducts.TheIKONOSsatelliteistheworld'sfirstcommercialsatellite

tocollectblack-and-whiteimageswith1-meterresolutionandmultispectralimagerywith4-meterresolution.SensorCharacteristics

TheIKONOSsatelliteweighsabout1600pounds.ItorbitstheEarthevery98minutesatanaltitudeofapproximately680kilometersor423miles.IKONOSwaslaunchedintoasun-synchronousorbit,passingagivenlongitudeataboutthesamelocaltime(10:30A.M.)daily.IKONOScanproduce1-meterimageryofthesamegeographyevery3days.SpectralRange

1-meterblack-and-white(panchromatic)

0.45-0.90mm.4-metermultispectral

Blue:0.45-0.52mm

Green:0.51-0.60mm

Red:0.63-0.70mm

NearIR:0.76-0.85mmOverviewofIKONOS51Thisone-meterresolutionsatelliteimageofManhattan,NewYorkwascollectedat11:43a.m.EDTonSept.12,2001bySpaceImaging'sIKONOSsatellite.Theimageshowsanareaofwhitedustandsmokeatthelocationwherethe1,350-foottowersoftheWorldTradeCenteroncestood.SinceallaircraftweregroundedfollowingtheattackonAmericait'stheonlyhigh-resolution'viewfromabove'ofthefireanddestructionofthetwintowersThisone-meterresolutionsate52Thisone-meterresolution,colorsatelliteimageoftheLingshuimilitaryairfieldonthesoutheasterncoastofHainanIslandintheSouthChinaSea,wascollectedat10:32a.m.localtimeonApril10,2001bySpaceImaging'sIKONOSsatellite.AUSNavyplanemadeanemergencylandingthereafteramid-aircollisionwithaChinesefighter.Thenavyaircraftisclearlyvisibleandparkedonthetaxiwayadjacenttothenorthendoftherunway(northisup).Thisone-meterresolution,col53二、陸地衛(wèi)星系列---QuickBird

二、陸地衛(wèi)星系列---QuickBird

54三、海洋衛(wèi)星系列海洋遙感的特點(diǎn)：需要高空和空間的遙感平臺(tái)，以進(jìn)行大面積同步覆蓋的觀測；以微波遙感為主；電磁波與激光、聲波的結(jié)合是擴(kuò)大海洋遙感探測手段的一條新路。海面實(shí)測資料的校正。三、海洋衛(wèi)星系列海洋遙感的特點(diǎn)：552、主要的海洋衛(wèi)星簡介美國的海洋衛(wèi)星（SEASAT):1978年發(fā)射；近極地太陽同步軌道；掃描覆蓋海洋的寬度1900km；五種傳感器，以微波為主。日本的海洋觀測衛(wèi)星系列（MOS-1)：獲取大陸架淺海的海洋數(shù)據(jù)。歐洲海洋衛(wèi)星系列（ERS）：主要用于海洋學(xué)、海冰學(xué)、海洋污染監(jiān)測等領(lǐng)域。加拿大的雷達(dá)衛(wèi)星（RADARSAT）:加、美、德、英共同設(shè)計(jì)，1995年發(fā)射。2、主要的海洋衛(wèi)星簡介美國的海洋衛(wèi)星（SEASAT):19756第二節(jié)攝影成像攝影機(jī)分幅式攝影機(jī)全景式攝影機(jī)多光譜攝影機(jī)數(shù)碼攝影機(jī)攝影像片的幾何特征攝影膠片的物理特性第二節(jié)攝影成像攝影機(jī)57框標(biāo)壓平線壓平線：像片四邊井

字形直線叫壓平線，其彎曲度說明攝影時(shí)感光膠片未壓平而產(chǎn)

生的影像變形情況。.框標(biāo)壓平線壓平線：像片四邊井

字形直線叫壓平線，其彎曲度說58第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件59二、攝影像片的幾何特征像片的投影像片的比例尺像點(diǎn)位移二、攝影像片的幾何特征像片的投影60（一）像片的投影１、中心投影和垂直投影ABCDabcd中心投影ABCDabcd正射投影航片是中心投影，即攝影光線交于同一點(diǎn)地圖是正射投影，即攝影光線平行且垂直投影面。（一）像片的投影１、中心投影和垂直投影ABCDabcd中心61（一）像片的投影２、中心投影和垂直投影的區(qū)別正射投影:比例尺和投影距離無關(guān)中心投影:焦距固定，航高改變，其比例尺也隨之改變H1H2f正射投影中心投影（一）像片的投影２、中心投影和垂直投影的區(qū)別正射投影:比例62（一）像片的投影２、中心投影和垂直投影的區(qū)別正射投影:總是水平的，不存在傾斜問題中心投影，若投影面傾斜，航片各部分的比例尺不同傾斜水平ABCabcHf比例尺f/H（一）像片的投影２、中心投影和垂直投影的區(qū)別正射投影:總是63（一）像片的投影２、中心投影和垂直投影的區(qū)別地形起伏對正射投影無影響對中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同ABCBACabcabcA’C’C’A’（一）像片的投影２、中心投影和垂直投影的區(qū)別地形起伏對正射64（一）像片的投影２、中心投影的透視規(guī)律點(diǎn)的像仍然是點(diǎn)。與像面平行的直線的像還是直線；如果直線垂直于地面，有兩種情況：第一；當(dāng)直線與像片垂直并通過投影中心時(shí)，該直線在像片上的像為一個(gè)點(diǎn)；第二；直線的延長線不通過投影中心，這時(shí)直線的投影仍為直線，但該垂直線狀目標(biāo)的長度和變形情況則取決于目標(biāo)在像片中的位置。平面上的曲線，在中心投影的像片上一般仍為曲線。（一）像片的投影２、中心投影的透視規(guī)律點(diǎn)的像仍然是點(diǎn)。65

航空像片上某一線段長度與地面相應(yīng)線段長度之比，稱為像片比例尺。

（1）平均比例尺：以各點(diǎn)的平均高程為起始面，并根據(jù)這個(gè)起始面計(jì)算出來的比例尺。

（2）主比例尺：由像主點(diǎn)航高計(jì)算出來的比例尺，它可以概略地代表該張航片的比例尺。（二）航空像片比例尺航空像片上某一線段長度與地面相應(yīng)線段66

攝影比例尺即航片上某線段l地面相應(yīng)線段的水平距離L之比，稱之為攝影比例尺1/m。平坦地區(qū)、攝影時(shí)像片處于水平狀態(tài)（垂直攝影），則像片比例尺等于像機(jī)焦距（f）與航高（H）之比。fH比例尺=f/H像平面投影中心地物攝影比例尺fH比例尺像平面投影中心地物67地面起伏，使得一張像片不同像點(diǎn)的比例尺變化。fH0h1h2比例尺：地面起伏，使得一張像片不同像點(diǎn)的比例尺變化。fH068（三）像點(diǎn)位移

在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺變化外，還會(huì)引起平面上的點(diǎn)位在像片上的位置移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為像點(diǎn)位移。SnNRrA0A’hha0aH-hfHA地面點(diǎn)像點(diǎn)（三）像點(diǎn)位移在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像69（三）像點(diǎn)位移（1）位移量與地形高差成正比，即高差越大引起的像點(diǎn)位移量也越大。當(dāng)高差為正時(shí)，像點(diǎn)位移為正，是背離像主點(diǎn)方移動(dòng)；高差為負(fù)時(shí)，像點(diǎn)位移為負(fù)，是朝向像主點(diǎn)方向移動(dòng)。（2）位移量與像點(diǎn)距離像主點(diǎn)的距離成正比，即距像主點(diǎn)越遠(yuǎn)的像點(diǎn)位移量越大，像片中心部分位移量較小。像主點(diǎn)無位移。（3）位移量與攝影高度（航高）成反比。即攝影高度越大，因地表起伏的位移量越小。（三）像點(diǎn)位移（1）位移量與地形高差成正比，即高差越大引起的70三、攝影膠片的物理特性1、感光度：指膠片的感光速度。遙感需用感光度高的膠片。2、光學(xué)密度：指膠片竟感光顯影后，影像表現(xiàn)出的深淺程度。３、反差與反差系數(shù)：反差指膠片的明亮部分與陰暗部分的密度差。反差系數(shù)是指拍攝后負(fù)片影像與景物亮度差之比。4、灰霧度：未經(jīng)感光的膠片，顯影后仍產(chǎn)生輕微的密度，呈淺灰色，故稱灰霧度5、寬容度：指表達(dá)被攝物體亮度間距的能力。遙感攝影希望用寬容度大膠片。6、解像力（感光膠片的分辨力）：解像力的大小以每毫米范圍內(nèi)分辨出的線條數(shù)表示。單位：線對/毫米。三、攝影膠片的物理特性1、感光度：指膠片的感光速度。遙感需用71遙感攝影膠片的類型

黑白攝影膠片色盲片：只能吸收短波段，對大于0.5微米的電磁波完全不感光。正色片：感光范圍可從藍(lán)光擴(kuò)大到綠光區(qū)。分色片：感光范圍擴(kuò)大到0.6微米。對綠黃光可區(qū)分且較敏感。全色片：能感受全部可見光。但在綠光部分感光度稍有降低。

彩色片天然彩色片：能較真實(shí)地還原出被攝物體的自然色彩，又稱真彩色。紅外彩色片：遙感攝影膠片的類型72第三節(jié)掃描成像一、光/機(jī)掃描成像概念：依靠機(jī)械傳動(dòng)裝置使光學(xué)鏡頭擺動(dòng)，形成對目標(biāo)地物逐點(diǎn)逐行掃描。探測元件把接受到的電磁波能量能轉(zhuǎn)換成電信號，在磁介質(zhì)上記錄或再經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換成為光能量，在設(shè)置于焦平面的膠片上形成影像瞬時(shí)視場角：掃描鏡在一瞬時(shí)時(shí)間可以視為靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，接受到的目標(biāo)物的電磁波輻射，限制在一個(gè)很小的角度之內(nèi)，這個(gè)角度稱為瞬時(shí)視場角。即掃描儀的空間分辨率?？傄晥鼋牵簰呙鑾У牡孛鎸挾确Q總視場。從遙感平臺(tái)到地面掃描帶外側(cè)所構(gòu)成的夾角，叫總視場角。照相技術(shù)的弱點(diǎn)：乳膠片感光技術(shù)本身存在著致命的弱點(diǎn)，它所傳感的輻射波段僅限于可見光及其附近；其次，照相一次成型，圖象存儲(chǔ)、傳輸和處理都不方便。第三節(jié)掃描成像一、光/機(jī)掃描成像照相技術(shù)的弱點(diǎn)73工作原理：掃描鏡在機(jī)械驅(qū)動(dòng)下，隨遙感平臺(tái)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，依次對地面進(jìn)行掃描，地面物體的輻射波束經(jīng)掃描鏡反射，并經(jīng)透鏡聚焦和分光分別將不同波長的波段分開，再聚焦到感受不同波長的探測元件上。幾種光機(jī)掃描一儀紅外掃描儀：接受地物的紅外輻射能量，并把它傳給探測元件。多光譜掃描儀（MSS)：與紅外掃描儀基本類似，其不同之處是，外加一個(gè)分光系統(tǒng)，把來自地物的電磁波信號，分成若干個(gè)不同的波段，同時(shí)用多個(gè)探測器同步記錄相應(yīng)波段的信息。而紅外掃描儀只在紅外波段工作。專題制圖儀TM：專題制圖儀TM的成像原理與MSS一致，與MSS相比，空間分辨率由80米提高到30米；探測波段由4個(gè)增加到7個(gè)。特點(diǎn)：利用光電探測器解決了各種波長輻射的成像方法。輸出的電學(xué)圖象數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)、傳輸和處理方面十分方便。但裝置龐雜，高速運(yùn)動(dòng)使其可靠性差；在成像機(jī)理上，存在著目標(biāo)輻射能量利用率低的致命弱點(diǎn)。工作原理：掃描鏡在機(jī)械驅(qū)動(dòng)下，隨遙感平臺(tái)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，依74第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件75第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件76二、固體自掃描成像固體自掃描是用固定的探測元件，通過遙感平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)對目標(biāo)地物進(jìn)行掃描的一種成像方式。電子藕合器件CCD：是一種用電荷量表示信號大小，用耦合方式傳輸信號的探測元件。具有感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統(tǒng)噪聲低、靈敏度高、動(dòng)耗小、壽命長、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)。掃描方式上具有刷式掃描成像特點(diǎn)。探測元件數(shù)目越多，體積越小，分辨率就越高。電子藕合器件CCD逐步替代光學(xué)機(jī)械掃描系統(tǒng)。二、固體自掃描成像固體自掃描是用固定的探測元件，通過遙感平臺(tái)77三、高光譜成像光譜掃描成像光譜儀：既能成像又能獲取目標(biāo)光譜曲線的“譜像合一”的技術(shù)，稱為成像光譜技術(shù)。按該原理制成的掃描儀稱為成像光譜儀。特點(diǎn)：高光譜成像儀是遙感進(jìn)展的新技術(shù)，其圖象是多達(dá)數(shù)百個(gè)波段的非常窄的連續(xù)的光譜波段組成，光譜波段覆蓋了可見光、近紅外、中紅外和熱紅外區(qū)域全部光譜帶。光譜儀成像時(shí)多采用掃描式和推帚式，可以收集200或200以上波段的收據(jù)數(shù)據(jù)。使圖象中的每一像元均得到連續(xù)的反射率曲線，而不像其他一般傳統(tǒng)的成像譜光儀在波段之間存在間隔。三、高光譜成像光譜掃描成像光譜儀：既能成像又能獲取目標(biāo)光譜曲78第四節(jié)微波遙感與成像

微波遙感：指通過傳感器獲取從目標(biāo)地物發(fā)射或反射的微波輻射，經(jīng)過判讀處理來認(rèn)識地物的技術(shù)。一、微波遙感的特點(diǎn)1、能全天候、全天時(shí)工作；2、對某些地物具有特殊的波譜特征；3、對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力；4、對海洋遙感具有特殊意義；5、分辨率較低，但特性明顯。第四節(jié)微波遙感與成像微波遙感：指通過傳感79第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件80二、微波遙感方式和傳感器1、主動(dòng)微波遙感：指通過向目標(biāo)物發(fā)射微波并接收其后向散射信號來實(shí)現(xiàn)對地觀測遙感方式。（1）雷達(dá)Radar(RadioDirectionAndRange)

雷達(dá)的用途：用于測定目標(biāo)的位置、方向、距離和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度。

雷達(dá)的工作方式：由發(fā)射機(jī)通過天線在很短時(shí)間內(nèi)，向目標(biāo)地物發(fā)射一束很窄的大功率電磁波脈沖，然后用同一天線接收目標(biāo)地物反射的回波信號而進(jìn)行顯示的一種傳感器。（2）側(cè)視雷達(dá)（SideLookingRadar)側(cè)視雷達(dá)的分辨力可分為：1）距離分辨力（垂直于飛行的方向）俯角越大，距離分辨力越低；俯角越小，距離分辨力越大。要提高距離分辨力，必須降低脈沖寬度。但脈沖寬度過低則反射功率下降，實(shí)際應(yīng)用采用脈沖壓縮的方法。2）方位分辨力（平行于飛行方向）。要提高方位分辨力，只有加大天線孔徑、縮短探測距離和工作波長。（3）合成孔徑側(cè)視雷達(dá)（SAR）合成孔徑側(cè)視雷達(dá)的方位分辨力與距離無關(guān)，只與天線的孔徑有關(guān)。所以，可用于高軌衛(wèi)星。天線越小，方位分辨力越高。2、被動(dòng)微波遙感通過傳感器，接收來自目標(biāo)地物發(fā)射的微波，而達(dá)到探測目的的遙感方式，稱被動(dòng)微波遙感。二、微波遙感方式和傳感器1、主動(dòng)微波遙感：指通過向目標(biāo)物發(fā)射81第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件82第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件83第五節(jié)遙感圖像的特征一、遙感圖像的空間分辨率（Spatialresolution）圖像的空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時(shí)視場，或地面物體能分辨的最小單元。對于攝影成像的圖像來說，地面分辨率取決于膠片的分辨率和攝影鏡頭的分辨率所構(gòu)成的系統(tǒng)分辨率，以及攝影機(jī)焦距和航高。由公式所得的地面分辨率的單位是線對/m，而實(shí)際地面分辨的最小間隔（圖像能夠被分辨出來的地面上兩個(gè)目標(biāo)的最小距離）應(yīng)為線/m。即地面分辨率/2。第五節(jié)遙感圖像的特征一、遙感圖像的空間分辨率（Spatia84Graphicrepresentationshowingdifferencesinspatialresolutionamongsomewellknownsensors(Source:Landsat7ScienceDataUsersHandbook)Graphicrepresentationshowing85第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件86二、圖象的光譜分辨率（SpectralResolution）

波譜分辨率是指傳感器在接受目標(biāo)輻射的波譜時(shí)能分辨的最小波長間隔。間隔愈小，分辨率愈高。傳感器的波段選擇必須考慮目標(biāo)的光譜特征值。二、圖象的光譜分辨率（SpectralResolution87SpectralreflectancecurvesSpectralsignaturesSpectralreflectancecurves88第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件89輻射分辨率是指傳感器接受波譜信號時(shí)，能分辨的最小輻射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。某個(gè)波段遙感圖像的總信息量與空間分辨率（以像元數(shù)n表示）、輻射分辨率（以灰度量化級D表示）有關(guān)。在多波段遙感中，遙感圖像總信息量還取決于波段數(shù)k。三、輻射分辨率（RadiometricResolution）Referstothesensitivityofthesensortoincomingradiance.Howmuchchangeinradiancemusttherebeforeachangeinrecordedbrightnessvaluetakesplace.Thissensitivitytodifferentsignallevelswilldeterminethetotalnumberofvaluesthatcanbegeneratedbythesensor26=(0-63)6428=(0-255)256210=(0-1023)1024Examples:GOESImager–10bitLandsat7ETM+-8bit

Landsat7ScienceDataUsersHandbook輻射分辨率是指傳感器接受波譜信號時(shí)，能分辨的最小輻射度差。在90四、圖象的時(shí)間分辨率（TemporalResolution）時(shí)間分辨率指對同一地點(diǎn)進(jìn)行采樣的時(shí)間間隔，即采樣的時(shí)間頻率，也稱重訪周期。時(shí)間分辨率對動(dòng)態(tài)監(jiān)測很重要。四、圖象的時(shí)間分辨率（TemporalResolution91第三章遙感成像原理與遙感圖像特征

本章主要內(nèi)容遙感平臺(tái)攝影成像掃描成像遙感圖像特征第三章遙感成像原理與遙感圖像特征本章主要內(nèi)容92地面平臺(tái)：三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等與地面接觸的平臺(tái)稱為地面平臺(tái)或近地面平臺(tái)。它通過地物光譜儀或傳感器來對地面進(jìn)行近距離遙感，測定各種地物的波譜特性及影像的實(shí)驗(yàn)研究。三角架：0.75-2.0米；對測定各種地物的波譜特性和進(jìn)行地面攝影。遙感塔：固定地面平臺(tái)；用于測定固定目標(biāo)和進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測；高度在6米左右。遙感車、船：高度的變化；測定地物波譜特性、取得地面圖像；遙感船除了從空中對水面進(jìn)行遙感外，可以對海底進(jìn)行遙感。第一節(jié)遙感平臺(tái)地面平臺(tái)：三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等與地面接觸的平臺(tái)稱93航空平臺(tái)：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分為低空平臺(tái)、中空平臺(tái)和高空平臺(tái)。低空平臺(tái)：2000米以內(nèi)，對流層下層中。中空平臺(tái)：2000-6000米，對流層中層。高空平臺(tái)：12000米左右的對流層以上。氣球：低空氣球：凡是發(fā)放到對流層中去的氣球稱為低空氣球；高空氣球：凡是發(fā)放到平流層中去的氣球稱為高空氣球?？缮仙?2-40公里的高空。填補(bǔ)了高空飛機(jī)升不到，低軌衛(wèi)星降不到的空中平臺(tái)的空白。航天平臺(tái)：包括衛(wèi)星、火箭、航天飛機(jī)、宇宙飛船。航空平臺(tái)：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分為低空平臺(tái)、中空平94第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件95一、氣象衛(wèi)星系列氣象衛(wèi)星概述美國的“泰諾斯”(TIROS)衛(wèi)星系列：第一代實(shí)驗(yàn)氣象衛(wèi)星，從60年-65年共發(fā)射了10顆，極軌氣象衛(wèi)星。美國的雨云（Nimbus）衛(wèi)星系列：64-78年共發(fā)射了7顆，太陽同步軌道。美國的艾薩（ESSA）衛(wèi)星系列：66-69年共發(fā)射了9顆。美國的NOOA衛(wèi)星系列：70-94年共發(fā)射了16顆。太陽同步軌道。一、氣象衛(wèi)星系列氣象衛(wèi)星概述96

1960年4月美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1(Tiros-1)。隨后，前蘇聯(lián)也相繼發(fā)射了自己的氣象衛(wèi)星。目前，在軌道上運(yùn)行的大多數(shù)氣象衛(wèi)星是由美國和俄羅斯發(fā)射的，其中很大一部分為極地軌道衛(wèi)星，簡稱極軌衛(wèi)星。

1966年美國發(fā)射第一顆業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星艾薩(ESSA)是極軌衛(wèi)星，主要提供可見光云圖。1970年、1978年美國又相繼發(fā)射諾阿(NOAA）和泰羅斯－N系列業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星。這些衛(wèi)星都屬于極軌氣象衛(wèi)星。極軌氣象衛(wèi)星的飛行高度一般在800－1500公里左右。由于衛(wèi)星的飛行高度低，因此衛(wèi)星照片分辨率高，圖象清晰。

1974年，美國成功地研制了第一顆靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星(GOES)。靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星在赤道的某一經(jīng)度、約36000公里高度上，它環(huán)繞地球一周約需24小時(shí)，幾乎與地球自轉(zhuǎn)同步。從地球上看好象衛(wèi)星是相對靜止的，故又稱為地球靜止衛(wèi)星。目前，日本GMS系列靜止氣象衛(wèi)星、俄羅斯的GOMES衛(wèi)星、歐盟METEOSAT-3衛(wèi)星、印度的INSAT以及美國的兩顆靜止衛(wèi)星(GOES-E和GOES-W)共6顆衛(wèi)星組成地球靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)。這些衛(wèi)星位于赤道上空約36000公里高，每半小時(shí)向地球發(fā)送一次圖片。

中國也先后成功地發(fā)射了6顆氣象衛(wèi)星（3顆風(fēng)云－1和3顆風(fēng)云－2）。依靠這些衛(wèi)星，中國建立了自己的衛(wèi)星天氣預(yù)報(bào)和監(jiān)測系統(tǒng)。風(fēng)云－1是一種極地軌道氣象衛(wèi)星。風(fēng)云－2是一種靜止氣象衛(wèi)星。1960年4月美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1(97氣象衛(wèi)星分布?xì)庀笮l(wèi)星分布98我國氣象衛(wèi)星情況

1、1988年9月7日FY-1A星發(fā)射試驗(yàn)星4、1999年5月10日FY-1C星發(fā)射業(yè)務(wù)星3、1997年6月10日FY-2A星發(fā)射2、1990年9月3日FY-1B星發(fā)射試驗(yàn)星5、2000年6月25日FY-2B星發(fā)射我國氣象衛(wèi)星情況1、1988年9月7日FY-199一、氣象衛(wèi)星系列2、氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)軌道：低軌和高軌。成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量。短周期重復(fù)觀測：靜止氣象衛(wèi)星30分鐘一次；極軌衛(wèi)星半天一次。利于動(dòng)態(tài)監(jiān)測。資料來源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低。一、氣象衛(wèi)星系列2、氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)100氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)

空間覆蓋優(yōu)勢極軌氣象衛(wèi)星在約900km的高空對地觀測，一條軌道的掃描寬度可達(dá)2800km。每天都可以得到覆蓋全球的資料地球靜止衛(wèi)星在3．6萬公里的高空觀測地球，一顆靜止衛(wèi)星的觀測面積就可達(dá)1億7千萬平方公里，約為地球表面的1／3只有通過衛(wèi)星的大范圍觀測，才使人類獲得了幾乎無常規(guī)觀測的大范圍海洋、兩極和沙漠地區(qū)的資料。目前已經(jīng)可以通過衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，獲取全球或任何感興趣區(qū)域的空間連續(xù)的高分辨率氣象和環(huán)境資料,不受國界限制氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)

空間覆蓋優(yōu)勢極軌氣象衛(wèi)星在約900101氣象衛(wèi)星觀測可以大大地改善資料的時(shí)間取樣頻次。特別是靜止氣象衛(wèi)星可以獲得每小時(shí)一次的大范圍實(shí)時(shí)資料，必要時(shí)甚至可以獲取半小時(shí)的資料。有利于對災(zāi)害性天氣的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。雙星組網(wǎng)的極軌氣象衛(wèi)星也可以每天提供4次全球覆蓋的圖象資料和垂直探測資料。而常規(guī)高空站每天只在00時(shí)12時(shí)（世界時(shí)）進(jìn)行兩次觀測,且無法觀測海洋和無人地區(qū)。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)時(shí)間取樣優(yōu)勢氣象衛(wèi)星觀測可以大大地改善資料的時(shí)間取樣頻次。特別是靜止氣象102與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內(nèi)在的均一性和良好的代表性。盡管世界氣象組織（WMO）已經(jīng)頒布了一系列規(guī)范來統(tǒng)一常規(guī)觀測儀器的性能和觀測方法，但仍不能避免不同國家和地區(qū)、使用不同儀器和方法獲得的資料的不一致性。測站分布的不均勻等，也使資料的不確定性增加。氣象衛(wèi)星是在較長一段時(shí)期內(nèi)使用同一儀器對全球進(jìn)行觀測，資料的相對可比較性強(qiáng)、分布均勻一致性好。衛(wèi)星資料則是對一定視場面積內(nèi)的取樣平均值，具有較好的區(qū)域代表性。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)資料一致性優(yōu)勢與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內(nèi)在的均一性和良好的代103與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層

外這個(gè)新視角觀測地球—大氣系統(tǒng)的，所以有些重要的氣候變量，特別是通過整個(gè)垂直方向大氣層的積分參數(shù)，如地氣系統(tǒng)的反照率、大氣頂?shù)牡貧庀到y(tǒng)的射出長波輻射，只能通過氣象衛(wèi)星觀測才能獲得。目前已成功地從氣象衛(wèi)星觀測資料中導(dǎo)出了全球大氣溫度和濕度廓線、輻射平衡、海陸表面溫度及云頂溫度、風(fēng)場、云參數(shù)、冰雪覆蓋、云中液態(tài)水含量和降水量、臭氧總量和廓線、陸地下墊面狀態(tài)、植被狀況等諸多重要?dú)夂蚝铜h(huán)境參數(shù),這是任何其他觀測手段所不能觀測的。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)綜合參數(shù)觀測優(yōu)勢與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層

外這個(gè)新視角觀測地球104一、氣象衛(wèi)星系列3、氣象衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域天氣分析與氣象預(yù)報(bào)氣候研究與氣候變遷的研究資源環(huán)境領(lǐng)域：海洋研究、森林火災(zāi)、水污染一、氣象衛(wèi)星系列3、氣象衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域105FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道1、2的探測波段分別處于植被反射的低谷和高峰區(qū)，利用二者的差值可以計(jì)算各種植被指數(shù)，植被指數(shù)能反映作物、森林、草場的生長情況，病蟲害及作物缺水狀況，并能進(jìn)行作物估產(chǎn)，這個(gè)通道還可以做判識水陸邊界，河口泥沙海冰等。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道1、2的探測106FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道3處在紅外短波窗區(qū)，它對檢測地面高溫?zé)嵩?，比如，森林和草場的火?zāi)特別有效。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途107FY-1C、D通道編號、波長范圍及其主要用途

通道4、5處于紅外窗區(qū)，用以測量地面溫度，這兩個(gè)通道相結(jié)合的目的在于對海面溫度反演中對大氣削弱進(jìn)行訂正，計(jì)算的地表和海表溫度在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、洋流、城市熱島等方面有廣泛的應(yīng)用。LSTSSTFY-1C、D通道編號、波長范圍及其主要用途通道4、5108FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道6對雪的反射率較低，與其它通道結(jié)合有助于云、雪的判識，同時(shí)此通道對土壤濕度比較敏感，有助于干旱監(jiān)測。通道7-9是海洋水色通道，海洋水色反映海洋中葉綠素的含量，他還可以反映海洋渾濁度和海洋污染以及赤潮等情況。通道10是低層水汽通道，用于大氣修正和大氣透過率的計(jì)算。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道6對雪的反射109火情監(jiān)測

在AVHRR圖象中，由于高溫目標(biāo)在通道三的亮溫大大高于背景象元的亮溫，因而在通道三圖象上，含火點(diǎn)象元與周圍象元產(chǎn)生明顯反差。 利用增強(qiáng)，多通道彩色合成、閾值判斷等處理技術(shù)，可以從AVHRR資料中得到反映地面明火區(qū)、過火區(qū)、未燃區(qū)（森林、草原、農(nóng)田）、煙霧范圍和方向等各種反映林火和草原火的信息。并可探測到面積低于一個(gè)象元的亞象元火點(diǎn)。 極軌氣象衛(wèi)星（FY、NOAA）覆蓋范圍寬廣，每天觀測頻次在中高緯度達(dá)8-10次，可以多頻次的監(jiān)測火情?；鹎楸O(jiān)測 在AVHRR圖象中，由于高溫目標(biāo)在通道三的亮溫大110第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件111氣象衛(wèi)星作用

熱帶氣旋

氣象衛(wèi)星作用熱帶氣旋 112沙塵暴監(jiān)測沙塵暴監(jiān)測113氣象衛(wèi)星作用沙塵暴氣象衛(wèi)星作用沙塵暴114氣象衛(wèi)星作用衛(wèi)星遙感產(chǎn)品熱島效應(yīng)火山爆發(fā)海溫分布?xì)庀笮l(wèi)星作用衛(wèi)星遙感產(chǎn)品熱島效應(yīng)火山爆發(fā)海溫分布115風(fēng)云一號D氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號D氣象衛(wèi)星116第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件117二、陸地衛(wèi)星系列---

Landsat

二、陸地衛(wèi)星系列---Landsat

118Characteristic

LaunchedbyDateoflaunchDateofterminationAltitudeSensorRecurrentperiodLANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-2NASA1975.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-3NASA1978.3.51983.3.31915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16daysLANDSAT-5NASA1984.3.1Operating*1705kmMSS/TM16daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5-ETM16daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating*2705kmETM+16days*1:ThedatareceptionbyNASDAwasfinishedtoJun30,2001.

*2:ThedatareceptionbyNASDAwasfinishedtoNov30,2002.\Characteristic

LaunchedbyDat119

WavelengthVisible:2bands

Near-infrared:2bandsSpatialResolution83mSwathWidth185km

120

WavelengthVisible:3bands

Near-infraredandMiddle-infrared:3bands

Thermal-infrared:1bandSpatialResolutionVisible,Near-infraredandMiddle-infrared:30m

Thermal-infrared:120mSwathWidthAbout180km

121Overview

TheETM+isanimprovedversionoftheLandsat4/5ThematicMapper(TM)payloads,butstillprovidesdatacontinuitywithallpriorLandsatmissions.ImprovementsintheinstrumentincludeincreasedspatialresolutionofthethermalIRband(Band6),improvementoftheradiometriccalibrationequipment,andtheadditionofapanchromaticband(Band8).BelowisasimplifieddiagramoftheETM+.

Overview

122Characteristic

BandwavelengthbandResolution10.45-0.52mm30m20.52-0.60mm30m30.63-0.69mm30m40.76-0.90mm30m51.55-1.75mm30m610.4-12.5mm60m72.08-2.35mm30m80.50-0.90mm15mCharacteristicBandwavelength123OrbitsofEarthObservationSatellites

Theorbitisthepathtakenbytheartificialsatellitesincludingearthobservationsatelliteswhentheyflyaroundtheearth.Thereareseveraltypesoforbits,andtheorbitisselecteddependingonpurposesofthesatellites.Earthobservationsatelliteshaveamajormissiontoobservetheentireearth,sotheycirclethemostsuitableSun-synchronoussub-recurrentorbit.Sun-synchronoussub-recurrentorbit

Sun-synchronoussub-recurrentorbitisacombinationofsun-synchronousorbitandsub-recurrentorbit.

OrbitsofEarthObservationSa124

Sun-synchronousorbit

Sub-recurrentorbit

Sun-synchronousorbit

Sub-re125

SunSynchronousOrbitofLandsat7

SunElevationAngle

SunSynchronousOrbitofLand126SatellitesandobitsSatellitesandobits127二、陸地衛(wèi)星系列---SPOT衛(wèi)星二、陸地衛(wèi)星系列---SPOT衛(wèi)星12886878889909192939495969798992000010203040506070809

SPOT5

SPOT4衛(wèi)星運(yùn)行服務(wù)中斷發(fā)射日或重新開始服務(wù)日

SPOT1

SPOT2SPOT3

86878889909192129Overview

TheFrenchearthobservationsatellitesSPOT-1,2,3and4werelaunchedintoasun-synchronoussub-recurrentorbitatanaltitudeofabout822kmin1986,1990,1993and1998respectively.SPOTcanobservenotonlytheearth'ssurfacejustunderneaththesatellitebutalsoslantwisetothesatellite'spathbychangingthescandirectionofthesensors.Itcanshortenthetimeperiodforobservingaspecifiedarearepetitively.SPOT-1,-2and-3areequippedwithCCDsensorscalledHighResolutionVisibleImagingSystem(HRV).SPOT-4isequippedwithtwoCCDsensors,HRV'ssuccessor,HighResolutionVisibleandInfrared(HRVIR)andVegetation(VGT)*1.TheobservationbandsofHRVIRarebasicallysameasHRVandthenewlyaddedband4,shortwaveinfrared(SWIR:1.58to1.75mm).VGTobserveswideareawithaswathof2,250km.

Overview130ObservationBandVisible:2bands

Near-infrared:1band

Panchromatic-Band:1bandSpatialResolutionMultispectoral-Band:20m

Panchromatic-Band:10mSwathWidthAbout60kmObservationBandVisible:2ba131

HRVIRScanningImage

HRVIRScanningImage

132第三章-遙感成像原理與遙感圖像特征--遙感技術(shù)電子教案課件133

Spot立體像對

軌道旁向傾斜，像對最短時(shí)間差為0.5小時(shí)自動(dòng)相關(guān)生成DEM，高程精度為7-11米(VirtuoZo)Spot立體像對軌道旁向傾斜，像對最短時(shí)間差為0.5小134

SPOT的傾斜觀測功能重復(fù)觀測能力單星：2－3天/次，多星：1天/次SPOT的傾斜觀測功能重復(fù)觀測能力單星：2－3天/次，多星13520°20°600KmmaxiHRS120Km立體成像裝置HRS20°20°600KmmaxiH120Km立體成像裝置136Spot-5基本產(chǎn)品10米多光譜5米全色2.5米全色Spot-5基本產(chǎn)品10米多光譜5米全色2.5米全色137+Spot-5增值產(chǎn)品

10米多光譜5米Pan+Spot-5增值產(chǎn)品10米多光譜5米Pan138Spot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的10米高程精度DEMSpot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的139二、陸地衛(wèi)星系列---IKONOSIKONOS:1米全色4米多光譜1米全色-銳化軌道:680km,太陽同步,98.2o傾斜二、陸地衛(wèi)星系列---IKONOSIKONOS:軌道:6140

IKONOS光譜波段紅波段.63-.69microns(4m)近紅外.76-.90microns(4m)藍(lán)波段.45-.52microns(4m)綠波段.52-.60microns(4m)全色.45-.90微米的圖像(1m）

IKONOS光譜波段紅波段.63-.69micron141Overviewof

IKONOSSinceits