遙感成像原理與遙感圖像特征

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1、本講提要(…)第一節(jié)傳感器第二節(jié)遙感數(shù)據(jù)的分辨率第三節(jié)航空遙感數(shù)據(jù)第四節(jié)地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)第五節(jié)海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)第六節(jié)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)第三講遙感數(shù)據(jù)本講主要介紹獲得遙感數(shù)據(jù)的傳感器的類型與獲取數(shù)據(jù)的工作原理，介紹常用的遙感數(shù)據(jù)，如航空數(shù)據(jù)、陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)、海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)、氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的特點(diǎn)?！?傳感器本節(jié)主要內(nèi)容：一、傳感器的定義和功能二、傳感器的分類三、傳感器的組成四、攝影型傳感器五、掃描方式的傳感器六、成像光譜儀及其特點(diǎn)七、微波遙感的傳感器一、傳感器的定義和功能傳感器是收集、探測、記錄地物電磁波輻射信息的工具。它的性能決定遙感的

2、能力，即傳感器對(duì)電磁波段的響應(yīng)能力、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物信息量的大小和可靠程度?！?傳感器二、傳感器的分類按工作方式分為：主動(dòng)方式傳感器：側(cè)視雷達(dá)、激光雷達(dá)、微波輻射計(jì)。被動(dòng)方式傳感器：航空攝影機(jī)、多光譜掃描儀（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、紅外掃描儀等?！?傳感器三、傳感器的組成收集器：收集來自地物目標(biāo)鏡、天線。探測器：將收集的輻射能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能或電能。處理器：將探測后的化學(xué)能或電能等信號(hào)進(jìn)行處理。輸出：將獲取的數(shù)據(jù)輸出?！?傳感器四、攝影型傳感器航空攝影機(jī)：是空中對(duì)地面拍攝

3、像片的儀器，它通過光學(xué)系統(tǒng)采用膠片或磁帶記錄地物的反射光譜能量。記錄的波長范圍以可見光~近紅外為主。§1傳感器照相技術(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。五、掃描方式的傳感器光機(jī)掃描儀用光學(xué)系統(tǒng)接收來自目標(biāo)地物的輻射，并分成幾個(gè)不同的光譜段，使用探測儀器把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，同時(shí)發(fā)射信號(hào)回地面，如MSS、TM等。分為紅外掃描儀和多光譜掃描儀。推帚式掃描儀用平行排列的CCD探測桿收集地面輻射信息，每根探測桿由3000/600

4、0個(gè)CCD元件呈一字排列，負(fù)責(zé)收集某一波段的地面輻射信息，是推帚式掃描成像。（工作原理圖）§1傳感器六、成像光譜儀及其特點(diǎn)定義：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)，其圖像是多達(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)的成像光譜

5、儀在波段之間存在間隔。七、微波遙感的傳感器主動(dòng)微波遙感雷達(dá)側(cè)視雷達(dá)合成孔徑側(cè)視雷達(dá)被動(dòng)微波遙感是指通過向目標(biāo)地物發(fā)射微波并接受其后向輻射信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測的遙感方式。主要傳感器為雷達(dá)，此外還有微波高度計(jì)和微波散射計(jì)。是指通過傳感器，接受來自目標(biāo)地物發(fā)射的微波，而達(dá)到探測目的的遙感方式。被動(dòng)接受目標(biāo)地物微波輻射的傳感器為微波輻射計(jì)，被動(dòng)探測目標(biāo)地物微波散射特性的傳感器為微波散射計(jì)。返回§1傳感器§2遙感數(shù)據(jù)的分辨率圖像的空間分辨率：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。波譜分辨率：

6、傳感器能分辨的最小波長間隔。間隔越小，波譜分辨率越高。時(shí)間分辨率：指對(duì)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，也稱重訪周期輻射分辨率：是指傳感器接受波譜信號(hào)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(jí)。遙感數(shù)據(jù)類型分辨率/m應(yīng)用ETM660地面熱性質(zhì)調(diào)查ETMPan15規(guī)劃、管理Landsat-MSS4-780陸地資源調(diào)查ETM1-5，730陸地資源調(diào)查SPOT-HRVPan10立體量測Seasat-VIR20海洋調(diào)查Seasat-SAR10海洋調(diào)查IKONOS1城市規(guī)劃、土地管理SPOT-H

7、RV1-320宏觀規(guī)劃、國土資源NOAA-AVHRR15遙感數(shù)據(jù)的分辨率返回§3航空遙感數(shù)據(jù)本節(jié)主要內(nèi)容：一、航空攝影的分類二、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、彩色紅外像片六、黑白像片的色調(diào)七、航空像片的比例尺八、光機(jī)掃描航空?qǐng)D像一、航空攝影的分類按照航攝傾角分類(…)按攝影實(shí)施方式分類(…)按感光片和所用波段分類(…)按比例尺分類(…)垂直航空攝影傾斜航空攝影單片攝影單航線攝影面積攝影(多航線攝影)普通黑白攝影黑白紅外攝影天然彩色攝影彩色紅外攝影大比例尺航空攝影：所獲像片比例尺大于1／l

8、0000中比例尺航空攝影：像片比例尺為1／10000～1／30000小比例尺航空攝影：像片比例尺為1／30000～1／l00000超小比例尺航空攝影：比例尺為1／100000～1／250000§3航空遙感數(shù)據(jù)二、航空像片的感光片性能感光材料是膠片(…)和印像紙的通稱。由感光乳劑層和片基組成。黑白片有單層感光乳劑，彩色片有三層感光乳