陆地卫星系列

美国陆地卫星（Landsat）
• 陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗， 已连续32年为人类提供陆地卫星图像， 共发射了6颗，目前Landsat-5和 Landsat-7仍在运转工作。产品主要有 MSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫 星。
• 陆地卫星的运行特点： （1）与太阳同步的近极地圆形轨道； （2）轨道高度为700～900 km； （3）运行周期为99～103 min/圈；
• 主要成像系统:高分辨率可见光扫描 仪（HRV，HRG），VEGETATION，HRS。
SPOT卫星的轨道参数
标称轨道高度 轨道倾角
运行一圈的周期 日绕总圈数 重复周期
降交点地方太阳时 HRV地面扫描宽度
舷向每行像元数
832 km 98.7°
101.46 min 14.19圈 26 d
10:30(±15min) 60 km
• 具有太阳同步轨道，倾角为98.1°。设计高度 681km(赤道上)，轨道周期为98.3 min，下 降角在上午10:30，重复周期l～3 d。
• 携带一个全色1 m分辨率传感器和一个四波 段4 m分辨率的多光谱传感器。
• 传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统。
• IKONOS影像获取模式：IKONOS传感器是三线 阵CCD推帚式成像，因此在正常模式下，它可取 得正视、后视和前视推扫成像。
3 000/6 000 个
• 优点：较之陆地卫星，其最大优势 是最高空间分辨率达10m，并且 SPOT卫星的传感器带有可定向的反 射镜，使仪器具有偏离天底点（倾
斜）观察的能力，可获得垂直和倾
斜的图像。因而其重复观察能力由 26天提高到1~5天，并在不同轨道扫 描重叠产生立体像对，可以提供立
体观测地面、描绘等高线、进行立 体测图和立体显示的可能性。
• SPOT5卫星上HRG（高分辨率几何装 置）与HRV基本相同。
• HRS是SPOT5特有的一个高分辨率立体 成像装置，工作波段0.48～0.71 μm 。
中巴地球资源卫星（CBERS）
• CBERS计划是中国和巴西为研制遥感卫 星合作进行的一项计划。
• CBERS采用太阳同步极轨道。 • 轨道高度778 km轨道，倾角是98.5°。 • 每天绕地球飞行14圈。 • 卫星穿越赤道时当地时间总是上午
遥感平台 ——陆地卫星系列
一、概述
• 概念：指地球资源卫星，用于探测、分 析、研究地球资源与环境的系列地球观 测卫星系统。
• 应用：广泛应用于农业、林业、水利、 国土资源、城市规划、资源调查、环境 保护、减灾防灾等众多领域。拍摄各种 目标的图像，借以绘制各种专题图（如 地质图、地貌图、水文图）等。
Landsat卫星传感器（三）
• ETM+（Enhanced Thematic Mapper）： 增强主题绘图仪，8个波段。
• ETM数据是第三代推帚式扫描仪，是在 TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。
• ETM的波谱段
ETM1 0.45~0.52μm 蓝绿波段
ETM2 0.52~0.60μm 绿红波段
• 以不同的地面分辨率覆盖观测区域： WFI的分辨率可达256m，IR-MSS可达 78m和156m，CCD为19.5m。
中巴地球资源卫星的传感器
三、高空间分辨率陆地卫星
• IKONOS • Quickbird • OrbView-3
IKONOS
• 背景：自从l994年3月lO日美国克林顿政府颁 布关于商业遥感数据销售新政策以来，解禁 了过去不准10~1 m级分辨率图像商业销售， 使得高分辨率卫星遥感成像系统迅速发展起 来。美国空间成像公司(Space-Imaging)的 IKONOS卫星是最早获得许可之一。经过5年 的努力，于1999年9月24日空间成像公司率 先将IKONOS-2高分辨率(全色1 m，多光谱4 m)卫星，由加州瓦登伯格空军基地发射升空。
全孔径 校正器
对地传感器 装配
换向X波段 天线
太阳板阵列
S波段天线
Y方向速度
像底点
法国陆地观测卫星（SPOT）
• 也称斯波特卫星，意思是地球观察卫 星系统。是由瑞典、比利时等国家参 加，由法国国家空间研究中心（CNES） 设计制造的。1986年发射第一颗，到 19)太阳同步圆形近 极地轨道。卫星的覆盖周期是26天。
扫描镜 聚光系统 红外探测器 分色片 视场光栏
单色器
光导纤维
光电探测器
飞行方向
来自地物的辐射
多光谱扫描仪结构原理
电子信 号处理 系统
显示 记录
• MSS的波谱段
通道号 MSS4 MSS5 MSS6 MSS7 MSS8
光谱段颜色 绿 红 红～近红外 近红外 远红外
波长范围/μm 0.5～0.6 0.6～0.7 0.7～0.8 0.8～1.1 10.4～12.6
• TM的波谱段
TM1 0.45~0.52μm 蓝绿波段 TM2 0.52~0.60μm 绿红波段 TM3 0.63~0.69μm 红波段 TM4 0.76~0.90μm 近红外波段 TM5 1.55~1.75μm 近红外波段 TM6 10.4~12.5μm 热红外波段 TM7 2.08~2.35μm 近红外波段
• MSS数据：是一种多光谱段光学机械扫 描仪所获得的遥感数据。
• 运行：扫描仪安装在飞行器上。扫描仪 的扫描镜旋转，使接收的瞬时视场作垂 直于飞行方向的运动，从而实现行扫描。 由于飞行器的向前运动，扫描仪遂完成 二维扫描。地物景像被逐点扫过，并逐 点分波段测量，从而获得多光谱的遥感 图像信息。
• 优点：①工作波段宽 ②各波段的数据容易配准。
10:30，这样可以在不同的天数里为卫 星提供相同的成像光照条件。 • 卫星重访地球上相同地点的周期为26天。
• 于1997年10月发射CBERS-l；1999年 10月发射CBERS-2。
• 卫星设计寿命为2年。
• 三台成像传感器为：广角成像仪(WFI)、 高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段 扫描仪(IR-MSS)。
Landsat卫星传感器（二）
• TM（Thematic Mapper）：主题绘图仪， 7个波段。是在MSS基础上改进和发展而 成的一种遥感器，TM安装于Landsat-4、 5上，是一个高级的多波段扫描型地球资 源敏感仪器。
• TM数据是第二代多光谱段光学机械扫描 仪所获得的遥感数据。
• 优点：TM采取双向扫描，提高了扫描效 率，缩短了停顿时间，并提高了检测器 的接收灵敏度。与多波段扫描仪MSS性 能相比，它具有更高的空间分辨率、更 好的频谱选择性、更好的几何保真度、 更高的辐射准确度和分辨率。
• 科学作用：陆地卫星在重复成像的基础 上，产生世界范围的图像，对地球科学 的发展具有很大的推动，同时由于提供 了数学化的多波段图像数据，促进了数 字化图像处理技术的发展，扩大了陆地 卫星的应用广度和深度。
二、主要的陆地卫星系列
• 美国陆地卫星(Landsat)； • 法国陆地观测卫星(SPOT)； • 中-巴地球资源卫星（CBERS） • 欧空局地球资源卫星(ERS)； • 俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)； • 日本地球资源卫星(JERS)； • 印度遥感卫星(IRS)；
• 可应用于制图、城市详细规划、环境 管理、农业评估。
QuickBird传感器结构图 QuickBird影像图--华盛顿纪念碑
四、陆地卫星遥感扫描影像特征
• 宏观综合概括性强 • 信息量丰富 • 动态观测
谢谢
ETM3 0.63~0.69μm 红波段
ETM4 0.76~0.90μm 近红外波段
ETM5 1.55~1.75μm 近红外波段
ETM6 10.4~12.5μm 热红外波段
ETM7 2.08~2.35μm 近红外波段
ETM8（PAN） 0.52~0.90 可见光—近红
μm
外
冷却门
设备孔
粗太阳敏感器
• 全色光谱响应范围：0.45～0.90μm • 而多光谱则相应于Landsat-TM的波段：
MSI-1 0.45～0.53μm 蓝色波段 MSI-2 0.52～0.61μm 绿色波段 MSI-3 0.64～0.72μm 红色波段 MSI-4 0.77～0.88μm 近红外波段
IKONOS卫星的外形 IKONOS图像--上海浦东
• MIT补偿：IKONOS图像可以实现模量传递函数 (MTF)的补偿，为此卫星的传感器设计了进行 MTF的测量。有了这些测量值，可以对因光学和 检测器等引起的像质模糊进行补偿。
• 星历与姿态量测：IKONOS卫星内设有GPS天线， 接收的信号被记录下来，经过处理可以提供每个 图像的星历参数；传感器系统设计有三轴稳定装 置和量测装置，以获得相应姿态数据。
SPOT卫星传感器（一）
HRV是推帚式扫描仪。
扫帚式扫描仪工作原理
瞬时视场
HRV的波段谱
光谱段
光谱特性 分辨率
0.50~0.59 μm
绿
20 m
0.61~0.68 μm
红
20 m
0.79~0.89 μm 近红外
0.51~0.73 μm
绿—红全波 段
20 m 10 m
SPOT卫星传感器（二）
Landsat卫星参数
• contents • contents
RBV（反束光导管摄像机）
Landsat-5
1984年3月1日发射
Landsat-7
1999年4月15日发射
Landsat卫星传感器（一）
• MSS（Multi spectral scanner）：多光 谱扫描仪，是利用光学机械扫描方式测 量景物辐射的遥感仪器。5个波段。
Quickbird
• 美国DigitalGlobe公司的高分辨率商 业卫星，于2001年10月18日在美国发 射成功。
• 卫星轨道高度450 km,倾角98°,卫星重 访周期1～6 d（与纬度有关）。
• QuickBird图像，目前是世界上分辨率 最高的遥感数据，为0.61 m，幅宽 16.5 km。