陆地资源卫星

资源卫星简介（Resources satellite）

用于勘测和研究地球自然资源的卫星。它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构，能普查农作物、森林、海洋、空气等资源，预报各种严重的自然灾害。

资源卫星利用星上装载的多光谱遥感设备，获取地面物体辐射或反射的多种波段电磁波信息，然后把这些信息发送给地面站。由于每种物体在不同光谱频段下的反射不一样，地面站接收到卫星信号后，便根据所掌握的各类物质的波谱特性，对这些信息进行处理、判读，从而得到各类资源的特征、分布和状态等详细资料，人们就可以免去四处奔波，实地勘测的辛苦了。

资源卫星分为两类：一是陆地资源卫星，二是海洋资源卫星。陆地资源卫星以陆地勘测为主，而海洋资源卫星主要是寻找海洋资源。

资源卫星一般采用太阳同步轨道运行，这能使卫星的轨道面每天顺地球自转方向转动1度，与地球绕太阳公转每天约1度的距离基本相等。这样既可以使卫星对地球的任何地点都能观测，又能使卫星在每天的同一时刻飞临某个地区，实现定时勘测。

信息传输地球资源卫星获取的遥感图像数据信息量较大，卫星上需要有专门的宽频带、高速率数据传输设备。因此常选用S和X波段，甚至Ku波段作为输出频率。卫星并不总是处在地面台站接收范围内，因此地球资源卫星上都带有数据存贮设备，待卫星飞越接收站上空时再将数据发回。“陆地卫星” 4号能通过数据中继卫星将所得数据实时传送到地面台站。

世界上第一颗陆地资源卫星是美国1972年7月23日发射的，名为“陆地卫星1号”。它采用近圆形太阳同步轨道，距地球920公里高，每天绕地球14圈。星上的摄像设备不断地拍下地球表面的情况，每幅图象可覆盖地面近两万平方公里，是航空摄影的140倍。

资源卫星示例

法国的史波特卫星(SPOT)

1986年2 月法国成功的发射第一颗SPOT 卫星(SPOT-1)，1990 年1月再发射第二颗SPOT-2 。1993 年8 月SPOT-1 停止使用，9月底再次成功的发射SPOT-3 卫星，但不幸于1996 年11 月失去联络，随后SPOT-1 重新启用。

SPOT 系列卫星为太阳同步卫星，平均航高832 公里，轨道与赤道倾斜角98.77 °，绕地球一圈周期约101.4 分，一天可转14.2 圈，每26 天通过同一地区，SPOT 卫星一天内所绕行的轨道，在赤道相邻两轨道最大距离2823。6 公里，全球共有369 个轨道。SPOT-1-3 卫星上有两组HRV(High Resolution Visible) 感测器，每一组感测器分别拥有多光谱态(XS) 及全色态(PAN) 两种模式。多光谱之三个波段分别为绿光段(XS1 ：0.5 m m –0.59 m m) ，红光段(XS2 ：0.61 m m – 0.68 m m) 与近红外光段(XS3 ：0.79 m m – 0.89 m m) ，而全色态的波长范围则在0.50 m m –0.73 m m 。每一组HRV 之每一波段皆有6000 个CCD 。其中全色态每一个CCD 对应一个像元，多光谱态每一像元由两个CCD 之资料相加平均而组成。每一组HRV 之视野角(Field of View) 为4.25 度。

SPOT-4 号卫星

于1998 年3 月24 日发射升空，其最大的特点在于新增的短波红外线波段(SWIR，Short-Wave Infrared) ，以及一个专用于地表植被分析研究的仪器VI(Vegetation Instrument) 。新的SWIR 波段有助于对地物景观进行较以往更深入的分析判读，SWIR 波段比原有的波段( 绿光/ 红光/ 近红外光) ，具备更强的大气穿透能力，因此可使得卫星影像上的地物地貌更加清晰。藉由SWIR 波段更高的亮度对比特性，地表的水线和湖泊等均可以鲜明锐利地呈现出来。此外，土壤与植物的湿度亦能从此波段之灰阶亮度中分析出，可以更容易地达成有关土壤种类判释和植被农作物生长阶段的监控。

SPOT-5 号卫星

于2002 年5 月 4 日发射升空，拥有3 种光学仪器分别为两个HRG ，VI ，以及HRS 。其中VI 与SPOT-4 相同，而每一个HRG 仪器分别拥有两个全光谱影像(HM) ，一个多光谱影像(HI) ，以及一个短波红外线波段(SWIR) 影像。其中，HM 有12000 个CCD 空间解析度为5 公尺，HI 有6000 个CCD 空间解析度为10 公尺，而SWIR 则有3000 个CCD 空间解析度为20 公尺。若利用两组HRG 感测器同时拍摄HM 资料，再经过影像融合处理可以提升其空间解析度到 2.5 公尺，称为超解像模式(Supermode) 影像，而像幅宽度仍维持为60 公里，是目前中高解析度卫星中，幅宽最广之卫星资料。此外，在定位精度方面，过去SPOT-1~4 卫星利用载体轨道参数所得到之绝对定位误差约为1000 公尺，而SPOT-5 卫星利用Start Tracker 与DORIS 系统进行姿态与轨道位置之定位，在未使用地面控制点且为平坦地形之绝对定位精度已可提高到50 公尺。另外，HRS 为立体观测感测器，专为制作数值地形模型而设计，其拍摄范围为120 公里( 宽) x 600 公里( 长) ，拍摄方式为同轨立体，如图 B.2 所示，以便获取相同大气状况之立体影像。其空间解析度为10 公尺(Across Track) x 10 公尺(Along Track) ，并且在沿轨道方向重复取样(Over Sampling)5 公尺。由于此感测器之观测视角固定为40 度，使得基线航高比(B/H) 可高达0.84 ，加上高精度之轨道参数，在平坦地形且未使用地面控制点之情况下，所制作之数值地形模型其定位精度约可达15 公尺。

欧洲资源卫星(ERS-1 / 2 )

欧洲太空总署(European Space Agency ，ESA) 于1991 年7 月发射ERS-1 卫星，于1995 年又发射ERS-2 卫星。目前仅余ERS-2 卫星仍在运作。ERS-1 及ERS-2 是以太阳同步轨道运行，轨道高度约为785 公里，轨道倾斜角约为98.5 °，轨道周期目前是以35 天为一周期运作。其上所酬载之合成口径雷达影像(SAR) 系统，是以23 °入射角斜视地面物摄取雷达回波资料，扫瞄轨迹宽约为100 公里，其一幅影像大小约为100 公里× 100 公里，解析度约为30 公尺，扫瞄轨迹中心距离卫星轨道投影中心约为294 公里。

美国大地卫星五号(Landsat 5)

Landsat 5于1984年3月1日升空，亦为太阳同步地球资源卫星，在赤道上空705公里，高度运转倾斜角为98.2度。每次约上午9点42分，由北向南南越赤道，绕地球一圈周期约98.9分，每天绕行约14圈，每16天扫瞄同一地区。全球共有233个轨道，以Landsat 所定义之全球参考系统( WRS)表示，定为Path，Row坐标系，台湾地区处Path 117-118，Row 42-45。Landsat 扫瞄覆盖地面每一像幅(SCENE)约185Km×170Km，扫瞄一个像幅约费时26.31秒，在赤道附近相邻两张影像重叠量为百分之7.3，愈向两极重叠愈多，在台湾地区重叠约百分之14。

Landsat TM(Thematic Mapper)有7个波段，其中1-5和7的IFOV(Instantaneous Field of View)为43μrad相当地面解析力30公尺×30公尺(为可见光及近红外光)，波段6的IFOV为170μrad，6相当地面解析力为120公尺(为热红外光波段)。TM以垂直飞行方向做来回扫瞄，扫瞄张角为14.7度，相当地面185公里宽，每个像幅有5996行扫瞄线，每行有6320像点。