第三章 遥感平台及与运行特点
合集下载
第三章 遥感平台与图像特征
3、 红外滤光片
吸收全部的可见光，透过红外波段，用于红外黑白摄影。
（四）航空摄影种类
１、按航摄仪主光轴与铅垂线的关系分类
垂直摄影
摄影时，二者夹角＜3 ，所获得的象片为水平航空象片。 象片中影像与地物保持一定的几何关系，一般情况下不会出 现地物间的遮蔽现象，有利于各种地理要素（方位、距离、面 积等）的量测和成图。
4、太阳同步
太阳同步轨道是能使卫星以同一地方时飞过成像地区上空，成像地 区在每次成像时都处于相同的太阳光照条件，便于监测地物的变化情况。 如：Landsat 每次经过北京上空时为上午10点左右。
轨道倾角
定义： 卫星轨道平面与赤道面之间的夹角。
度量：
卫星经过升交点 方 向的轨道面，顺时 针转到赤道面的夹 角。
升交点：北上
降交点：南下
太阳同步
光照角β : 卫星 轨道面至太阳至 地心连线间的夹 角。
太阳同步：光照 角不随地球绕太 阳公转而改变。
光照角变化对遥感其观测 地面时的太阳光照角度有 关，必须进行……
在航摄仪内部，利用分光镜与反射镜，使进入单镜头的 光束通过分光镜分出四个波段的色光。每个波段对应一个摄 影箱。摄像时，在感光片上成像并曝光，最后得到同一地物 四组不同波段的影像。
由于光束在分离过程中有一部分能量被损失，而且在不 同波段的损耗量不等，所以这种摄影仪取得的多光谱像片的 影像质量会受到不同程度的影响。
（二）感光片
感光片俗称胶片或胶卷。摄影用的胶片根据其感光特性可分 为黑白胶片、彩色胶片和彩色红外胶片。
１、黑白胶片
全色胶片：感光范围0.4～0.7μm 地物在黑白胶片上影像的密度与
全色红外胶片:
0.4～0.8μm 其反射太阳的能力大小成正比
吸收全部的可见光，透过红外波段，用于红外黑白摄影。
（四）航空摄影种类
１、按航摄仪主光轴与铅垂线的关系分类
垂直摄影
摄影时，二者夹角＜3 ，所获得的象片为水平航空象片。 象片中影像与地物保持一定的几何关系，一般情况下不会出 现地物间的遮蔽现象，有利于各种地理要素（方位、距离、面 积等）的量测和成图。
4、太阳同步
太阳同步轨道是能使卫星以同一地方时飞过成像地区上空，成像地 区在每次成像时都处于相同的太阳光照条件，便于监测地物的变化情况。 如：Landsat 每次经过北京上空时为上午10点左右。
轨道倾角
定义： 卫星轨道平面与赤道面之间的夹角。
度量：
卫星经过升交点 方 向的轨道面，顺时 针转到赤道面的夹 角。
升交点：北上
降交点：南下
太阳同步
光照角β : 卫星 轨道面至太阳至 地心连线间的夹 角。
太阳同步：光照 角不随地球绕太 阳公转而改变。
光照角变化对遥感其观测 地面时的太阳光照角度有 关，必须进行……
在航摄仪内部，利用分光镜与反射镜，使进入单镜头的 光束通过分光镜分出四个波段的色光。每个波段对应一个摄 影箱。摄像时，在感光片上成像并曝光，最后得到同一地物 四组不同波段的影像。
由于光束在分离过程中有一部分能量被损失，而且在不 同波段的损耗量不等，所以这种摄影仪取得的多光谱像片的 影像质量会受到不同程度的影响。
（二）感光片
感光片俗称胶片或胶卷。摄影用的胶片根据其感光特性可分 为黑白胶片、彩色胶片和彩色红外胶片。
１、黑白胶片
全色胶片：感光范围0.4～0.7μm 地物在黑白胶片上影像的密度与
全色红外胶片:
0.4～0.8μm 其反射太阳的能力大小成正比
2wq遥感平台及运行特点
ห้องสมุดไป่ตู้
３、中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比SPOT的波段多．
4、QuickBird卫星
QuickBird卫星于2001年 分辨率 ： 0.61 米全色 10月由美国DigitalGlobe 2.44 米多光谱 公司发射，具有最高的地 快鸟卫星电磁波谱设置： 理定位精度. 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm); 近红外波段(760-900nm)
光照角保持不变，就必须对卫星轨道加以修正。 使卫星在同一地方时间通过地面上。 优点： 有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。 有利于卫星在固定的时间飞临接收站上空，并使 卫星上的太阳电池得到稳定的太阳高度。
4）、可重复轨道：
优点：有利于地面或自然现象的变化作动态监测。
美国陆地卫星4、5号 (LANDSAT 4、5) 除MSS传感器外，搭载了主题成像传感器（TM） Landsat-7 传感器为ETM传感器，不必依靠中继卫星传送数据，可以把数据 存储在星上，然后利用天线直接发送给地面站。
Landsat1-3系列 1）卫星轨道平均高度H设计在915公里，偏心率 为0.0006 轨道近圆形 优点：图像比例尺一致 卫星匀速，避免扫描行之间不衔接 2）轨道倾角在99.125度 近极地轨道 优点：有利于增大卫星对地面总的观测范围。
3）、与太阳同步轨道 卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹 角，不随地球绕太阳公转而改变
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
收集器：收集地物辐射的能量，透镜、反射镜、天 线。 探测器：收集的辐射能转换成化学能和电能。胶卷、 光电器件、热电器件 处理器：对收集的信号进行处理，光电倍增管、电 子倍增管 输出器：输出获得的数据。胶片、磁带
３、中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比SPOT的波段多．
4、QuickBird卫星
QuickBird卫星于2001年 分辨率 ： 0.61 米全色 10月由美国DigitalGlobe 2.44 米多光谱 公司发射，具有最高的地 快鸟卫星电磁波谱设置： 理定位精度. 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm); 近红外波段(760-900nm)
光照角保持不变，就必须对卫星轨道加以修正。 使卫星在同一地方时间通过地面上。 优点： 有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测。 有利于卫星在固定的时间飞临接收站上空，并使 卫星上的太阳电池得到稳定的太阳高度。
4）、可重复轨道：
优点：有利于地面或自然现象的变化作动态监测。
美国陆地卫星4、5号 (LANDSAT 4、5) 除MSS传感器外，搭载了主题成像传感器（TM） Landsat-7 传感器为ETM传感器，不必依靠中继卫星传送数据，可以把数据 存储在星上，然后利用天线直接发送给地面站。
Landsat1-3系列 1）卫星轨道平均高度H设计在915公里，偏心率 为0.0006 轨道近圆形 优点：图像比例尺一致 卫星匀速，避免扫描行之间不衔接 2）轨道倾角在99.125度 近极地轨道 优点：有利于增大卫星对地面总的观测范围。
3）、与太阳同步轨道 卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹 角，不随地球绕太阳公转而改变
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
收集器：收集地物辐射的能量，透镜、反射镜、天 线。 探测器：收集的辐射能转换成化学能和电能。胶卷、 光电器件、热电器件 处理器：对收集的信号进行处理，光电倍增管、电 子倍增管 输出器：输出获得的数据。胶片、磁带
遥感原理知识点梳理
遥感原理知识点梳理第一章绪论1.遥感于1960年由美国地理学家pruitt普鲁伊特提出2.广义遥感（梅安新教授提出）：一切无接触远距离探测（实际工作中，只有电磁波探测属于遥感范畴）（电磁波是遥感技术的基础）3.狭义遥感（电磁波遥感）：从不同高度平台，使用各种传感器接收来自地球表层的电磁波信息（数据采集）并进行加工处理（数据处理分析），从而对不同地物进行远距离探测与识别（处理结果应用）的技术。
4.遥感平台：地面，航空，航天5.传感器：接收、记录物体反射或发射的电磁波特征的仪器。
6.遥感技术系统：从地面到空中乃至空间，从信息采集、存储、处理到判读分析与运用的完整技术体系。
可以分为：（1）空间信息采集系统-采集遥感信息（2）地面接收与预处理系统-接收、处理（必要的辐射与几何校正）与分发遥感数据（针对星载传感器建立地面接收系统）（3）地面实况调查系统（遥感技术系统的基础）：获取遥感信息之前：通过测定地物反射光谱确定所需传感器类型与波段获取遥感信息的同时：采集地表，大气等有关参数（遥感信息处理运用的辅助）遥感数据处理结果的检验（4）信息分析与运用系统，主要包括：遥感信息的选择技术、遥感信息的处理技术、专题信息提取技术、参数量算与反演技术、制图技术7.遥感分类：按工作平台：地面，航空，航天、（航宇）按探测电磁波工作波段：紫外，可见光，近红外，热红外，微波，多波段等按应用目的（探测目标）：大气，极地，海洋，陆地，外层空间等按资料的记录方式：成像，非成像按传感器工作方式：主动（主动发射与接收电磁波），被动（被动接收电磁波（可见光，近红外，热红外））8.遥感的特点：（1）宏观性与同步性（2）时效性与动态性（3）多波段性（4）综合性与可比性（5）经济性（6）局限性（误差，用途等）9.传感器：扫描仪，摄影机，摄像仪，雷达，高度计，微波辐射计，扫描仪等10.1957年苏联成功发射第一颗人造卫星（斯普特尼克一号）1970年我国发射东方红一号第二章电磁辐射与地物波谱特征2.1电磁波与电磁波谱1.电磁波（横波）：由变化的电场和变化的磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间中传播。
遥感平台及运行特点 (2)
近地点A的角距
3、过近地点时刻 t: 卫星S与近地点A间的角距,也 可用卫星真近点角v表示
4、长半轴 a: 轨道椭圆的长半径 5、 偏心率 e: 轨道椭圆的偏心率 6、倾 角 i: 轨道平面与赤道平面的夹角
遥感中常用卫星轨道参数: 轨道周期、覆盖周期(重访周期） 赤道轨道、地球静止轨道 倾斜轨道 星下点、星下点轨迹 卫星速度、星下点速度、卫星平均高度 同一天相邻轨道间在赤道的距离 每天卫星绕地球的圈数
为了提高解算精度，GPS接收机之间 要有一定距离要求。
1、LANDSAT系列 2、SPOT卫星系列 3、 EOS计划 4、小卫星系列 5、海洋测绘观测计划 6、SAR卫星系列 7、印度系列卫星 8、中国系列卫星
⑴.LANDSAT系列
“陆地资源卫星”计划： 第一代 试验研究阶段 L1 1972 L2 1975 L3 1978
盖最高南北纬度为i
逆行轨道--90°＜i＜180°卫星运行方向与地球自转方向相反 --可覆盖最高南北纬度 为 180°－i
倾斜轨道
星下点:
卫星质心与地心连线同地球表面的交点
星下点轨迹(地面轨迹):
星下点在卫星运行过程中在
地面的轨迹
降交点
升交点
近地点高度 905Km
远地点高度 918Km
太阳光照角
卫星速度、星下点速度、卫星平均高度 根据开普勒第三定律：
V
GM RH
VN
R RH
V
T2 H 3 R
C
同一天相邻轨道间在赤道的距离
L
2
Ra
T 24 * 60
每天卫星绕地球的圈数
例如:Landsat-1 L=2873.95km，再减去 卫星每天修正Ω=0.9863°（即进动角， 为满足与太阳同步而作的修正），则 L=2865.918km。
第三章遥感平台
5.成像方式 5.成像方式
直接对地扫描成像。 直接对地扫描成像。
6.陆地卫星资料特征 6.陆地卫星资料特征
1）宏观性。覆盖范围大，视野广，可获得准同步、全 宏观性。覆盖范围大，视野广，可获得准同步、 球性的系统覆盖， 球性的系统覆盖，为宏观研究各种自然现象和规律提供有 利条件。 利条件。 2)周期性重复覆盖，提供不同季节、 2)周期性重复覆盖，提供不同季节、不同照度条件的 周期性重复覆盖 图象，可满足动态检测测与预报分析的需要。 图象，可满足动态检测测与预报分析的需要。 3)数量化对地物的波谱反射、辐射特征，以影象或数 3)数量化对地物的波谱反射、辐射特征， 数量化对地物的波谱反射 字形式瞬时记录下来。 字形式瞬时记录下来。以得到适于计算机处理的数字格式 的图象，便于图象的数字化处理，便于定量分析。 的图象，便于图象的数字化处理，便于定量分析。 4)低一中等太阳高度角(25一30)使图象上产生阴暗效 4)低一中等太阳高度角(25一30)使图象上产生阴暗效 低一中等太阳高度角(25 应，从而增强了对地质地貌现象的研究，利于地学分析。 从而增强了对地质地貌现象的研究，利于地学分析。 5)几何畸变小(与航空象片相比)可将图象直接放大， 5)几何畸变小(与航空象片相比)可将图象直接放大， 几何畸变小 以便进行判谈解译。TM图象可放大用于编制地图和专题图。 以便进行判谈解译。TM图象可放大用于编制地图和专题图。 图象可放大用于编制地图和专题图
2.仪器 2.仪器 SPOT-1，2，3 ， ， visible） 2台探测器:HRV（high resolution visible） 台探测器:HRV（ SPOT-4 HRVLR(high resolution visible and infrared ) 和植被检测仪器 SPOT-5
R第3章1：卫星遥感平台及运行特点1
开普勒常数 运行周期T
T2 R H
3
C
地球半径
卫星高地面的 平均高度
3
T C (R H )
开普勒常数
卫星高地面的 平均高度 地球半径
地球同步卫星（静止卫星）：T=24时，与地球自转周期 相同的卫星，它位于地球上空35860km处。卫星公转的角 速度和地球的自转角速度相等，相对于地球似乎固定于 高空某一点。
卫星轨道的长半轴
它确定了轨道的形状。
大多数对地观测卫星其
e接近于0，近园形轨道。
且匀速运行，有利于曝
光控制和全球范围获得 一致比例尺影像。
6、卫星过近地Байду номын сангаас时刻t和运行周期T
卫星过近地点时刻t:指卫星过近地点的时间 运行周期T:卫星从升交点（或降交点）通过时刻到下一个升 交点（或降交点）通过时刻间的平均时间。 开普勒第三定律：
4.卫星高度
H
3
2 T C
R
5.同一天相邻轨道间在赤道处的距离 卫星从升交点（或降交点）通过时刻到下一个升 交点（或降交点）通过时刻间的平均时间
T L 2Ra 24 60
Ra 为地球长轴半径
6.每一天卫星绕地球圈数
运行周期
2Ra 24 60 n L T
7.重复周期 指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的 运行后，回到该地上空时所需要的天数。
如：当i 900时，观测范围 为北纬i到南纬i之间
4、卫星轨道的长半轴a
指卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离 。 它确定了卫星距地面的高度。 将卫星分为：
低轨卫星：150-300km
中轨卫星：1000km左右
高轨卫星：36000km处
5、卫星轨道的偏心率（或称扁率）e
T2 R H
3
C
地球半径
卫星高地面的 平均高度
3
T C (R H )
开普勒常数
卫星高地面的 平均高度 地球半径
地球同步卫星（静止卫星）：T=24时，与地球自转周期 相同的卫星，它位于地球上空35860km处。卫星公转的角 速度和地球的自转角速度相等，相对于地球似乎固定于 高空某一点。
卫星轨道的长半轴
它确定了轨道的形状。
大多数对地观测卫星其
e接近于0，近园形轨道。
且匀速运行，有利于曝
光控制和全球范围获得 一致比例尺影像。
6、卫星过近地Байду номын сангаас时刻t和运行周期T
卫星过近地点时刻t:指卫星过近地点的时间 运行周期T:卫星从升交点（或降交点）通过时刻到下一个升 交点（或降交点）通过时刻间的平均时间。 开普勒第三定律：
4.卫星高度
H
3
2 T C
R
5.同一天相邻轨道间在赤道处的距离 卫星从升交点（或降交点）通过时刻到下一个升 交点（或降交点）通过时刻间的平均时间
T L 2Ra 24 60
Ra 为地球长轴半径
6.每一天卫星绕地球圈数
运行周期
2Ra 24 60 n L T
7.重复周期 指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的 运行后，回到该地上空时所需要的天数。
如：当i 900时，观测范围 为北纬i到南纬i之间
4、卫星轨道的长半轴a
指卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离 。 它确定了卫星距地面的高度。 将卫星分为：
低轨卫星：150-300km
中轨卫星：1000km左右
高轨卫星：36000km处
5、卫星轨道的偏心率（或称扁率）e
第三章 遥感平台及运行特点
LST SST
FY-1C\D通道编号、波长范围及其 主要用途
• 通道6对雪的反射率较低，与其它通道结合有助于云、 雪的判识，同时此通道对土壤湿度比较敏感，有助于干 旱监测。 • 通道7-9是海洋水色通道，海洋水色反映海洋中叶绿素 的含量，他还可以反映海洋浑浊度和海洋污染以及赤潮 等情况。 • 通道 10是低层水汽通道，用于大气修正和大气透过率 的计算。
第三章 遥感平台及运行特点
• 遥感平台 • 气象卫星 • 陆地卫星
• 遥感图像特征
• 扫描成像
• 摄影成像
• 微波遥感与成像
第一节 遥感平台
地面平台：三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面 接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光 谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感，测定各种地物 的波谱特性及影像的实验研究。 三角架：0.75-2.0米；测定各种地物的波谱特性和进 行地面摄影。 遥感塔：固定地面平台；用于测定固定目标和进行动 态监测；高度在6米左右。 遥感车、船：高度的变化；测定地物波谱特性、取得 地面图像；遥感船除了从空中对水面进行遥感外，可 以对海底进行遥感。
RBV/MSS RBV/MSS RBV/MSS MSS/TM MSS/TM ETM ETM+
18 days 18 days 18 days 16 days 16 days 16 days 16 days
国家航空和宇宙航行局
Landsat-4/5 外形图 地球资源卫星1-3
Landsat-7外形图
气象卫星观测的优势和特点
时间取样优势
• 气象卫星观测可以大大地改善资料的时间取样频次。 特别是静止气象卫星可以获得每小时一次的大范围实 时资料，必要时甚至可以获取半小时的资料。有利于 对灾害性天气的动态监测。 • 双星组网的极轨气象卫星(FY-2CD)也可以每天提供4 次全球覆盖的图象资料和垂直探测资料。而常规高空 站每天只在00时12时（世界时）进行两次观测,且无 法观测海洋和无人地区。
遥感平台及运行特点
• 用GPS测定卫星坐标
2.2.3 卫星姿态角
• 遥感影像的几何变形和几何校正 • 定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，
垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的 姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y 轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称航偏。
• 一天24小时绕地13.944圈，第14圈时已进入第二天，称为第二天第 一条轨道，这一条轨道与前一天第一条轨道之间差0.056圈，在地面 上赤道处为159km。
重复周期=18天 每天绕地圈数=13.944 偏移系数=-1
Landsat 4/5
• 1982年美国在Landsat 1-3的基础上，改进设计了Landsat-4卫星， 并发射成功。1984年又发射了Landsat-5卫星，与Landsat-4完全一 样。
2.3.1 陆地卫星系列
• Landsat系列（美国） • SPOT系列（法国） • IRS系列（印度） • ALOS（日本） • CBERS系列（中国） • FORMOSAT系列（中国台湾）
Landsat系列
• 1972年7月23日美国发射了第一颗气象卫星 TIROS-1，后来又发射了Nimbus（雨云号），在 此基础上设计了第一颗地球资源技术卫星 （ERTS-1），后改名为Landsat-1。
• 遥感技术发展的里程碑
Landsat系列卫星发射时间表
Landsat 1—3
• 轨道特点
– 近圆形轨道 – 近极地轨道 – 与太阳同步轨道 – 可重复轨道
• 传感器
– 反束光导管摄像机（RBV） – 多光谱扫描仪（MSS 4bands） – 宽带视频记录机（WBVTR） – 数据收集系统（DCS） – 空间分辨率80米
2.2.3 卫星姿态角
• 遥感影像的几何变形和几何校正 • 定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，
垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的 姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y 轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称航偏。
• 一天24小时绕地13.944圈，第14圈时已进入第二天，称为第二天第 一条轨道，这一条轨道与前一天第一条轨道之间差0.056圈，在地面 上赤道处为159km。
重复周期=18天 每天绕地圈数=13.944 偏移系数=-1
Landsat 4/5
• 1982年美国在Landsat 1-3的基础上，改进设计了Landsat-4卫星， 并发射成功。1984年又发射了Landsat-5卫星，与Landsat-4完全一 样。
2.3.1 陆地卫星系列
• Landsat系列（美国） • SPOT系列（法国） • IRS系列（印度） • ALOS（日本） • CBERS系列（中国） • FORMOSAT系列（中国台湾）
Landsat系列
• 1972年7月23日美国发射了第一颗气象卫星 TIROS-1，后来又发射了Nimbus（雨云号），在 此基础上设计了第一颗地球资源技术卫星 （ERTS-1），后改名为Landsat-1。
• 遥感技术发展的里程碑
Landsat系列卫星发射时间表
Landsat 1—3
• 轨道特点
– 近圆形轨道 – 近极地轨道 – 与太阳同步轨道 – 可重复轨道
• 传感器
– 反束光导管摄像机（RBV） – 多光谱扫描仪（MSS 4bands） – 宽带视频记录机（WBVTR） – 数据收集系统（DCS） – 空间分辨率80米
3遥感平台及运行特点
52
♦ 小卫星
是指目前设计质量小于500kg的小型近地轨道卫星。 重量轻，体积小。 研制周期短，成本低。 发射灵活，启用速度快，抗毁性强。 技术性能高。
53
33
中巴资源卫星的轨道参数
轨道高度为778km 运行周期也减为100.26min 重复周期为26天 轨道倾角98.5度
34
CCD相机有兰、绿、红、近红外和全色等五个 光谱段，采用推扫式成像技术获取地球图像信息。 它只在白天工作，并有侧视功能（±32°）。 红外扫描仪有可见光、短波红外和热红外共四 个谱段，采用双向扫描技术获取地球图像信息，它 可昼夜成像。 宽视场相机具有红光和近红外谱段，由于扫描 辐宽达890千米，因而五天内可对地球覆盖一遍。
29
SPOT系列卫星具有立体观测能力
遥感重复成像时间的间隔。
30
☺ IRS（印度）
印度在1979年6月和1981年11月发射的 Bhaskara1和Bhaskara2两颗实验性卫星的基 础上，制订了IRS系列计划，并于1988年3月 发射了第一颗。
31
☺ 中巴资源卫星
1986年国务院批准航天工业部《关于加速 发展航天技术报告》确定了研制资源一号卫星 的任务。 1988年中国和巴西两国政府联合议定书批 准，在中国资源一号原方案基础上，由中、巴 两国共同投资，联合研制中巴地球资源卫星 （代号CBERS）。并规定CBERS投入运行后， 由两国共同使用。
♣ 光照均匀 ♣ 太阳电池
16
1 陆地卫星的轨道特征
（4）可重复轨道
有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。
17
2 陆地卫星的分类
♦ ♦ ♦ ♦
陆地卫星类 高分辨率陆地卫星 高光谱卫星 合成孔径雷达
遥感成像原理和遥感成像特征
主要产品:CCT磁带、胶带、像片
02.
中巴资源卫星CBERS
发射的高精度卫星，是世界上第一颗商用1m分辨率遥感卫星。
4m分辨率 多光谱 波长范围同landsatTM
1m分辨率 全色 波长范围
IKONOS
主要用于云移，云顶高度，云分布，海洋表面温度，对流层上部水蒸气分布以及辐射平衡方面的测定和研究。
S
A
B
C
a
b
c
S
A
B
C
a
b
c
S
A
B
C
a
b
c
点
直线
曲线
面
1、中心投影(成像特征)
投影距离的影响
投影面倾斜的影响
地形起伏的影响
1、中心投影(与垂直投影的区别)
1
定义：像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。1/m = ab/AB
2
类型：主比例尺：表示像片大概的比例尺，一般用于平坦地区的水平像片，由航测部门提供。（1/m = F/H）
缝隙摄影机
S
H
V
又称扫描摄影机或摇头摄影机。
01
02
03
在物镜焦平面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂直于航线方向扫描，得到一幅扫描成的图像。
在摄影瞬间得到的是地面上平行于航线的一条很窄的影像。
全景摄影机
对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机，是充分利用地物在不同光谱区有不同的反射来增多获取目标的信息量，以便提高影像的判读和识别能力。
1
2
2、影像的形成过程
航空摄影的成像过程与一般照相是相同的，地物原型的反射光谱强度是不同的，使得感光材料的感光程度不同，形成了不同密度、不同颜色的航片模型。
02.
中巴资源卫星CBERS
发射的高精度卫星，是世界上第一颗商用1m分辨率遥感卫星。
4m分辨率 多光谱 波长范围同landsatTM
1m分辨率 全色 波长范围
IKONOS
主要用于云移，云顶高度，云分布，海洋表面温度，对流层上部水蒸气分布以及辐射平衡方面的测定和研究。
S
A
B
C
a
b
c
S
A
B
C
a
b
c
S
A
B
C
a
b
c
点
直线
曲线
面
1、中心投影(成像特征)
投影距离的影响
投影面倾斜的影响
地形起伏的影响
1、中心投影(与垂直投影的区别)
1
定义：像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。1/m = ab/AB
2
类型：主比例尺：表示像片大概的比例尺，一般用于平坦地区的水平像片，由航测部门提供。（1/m = F/H）
缝隙摄影机
S
H
V
又称扫描摄影机或摇头摄影机。
01
02
03
在物镜焦平面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂直于航线方向扫描，得到一幅扫描成的图像。
在摄影瞬间得到的是地面上平行于航线的一条很窄的影像。
全景摄影机
对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机，是充分利用地物在不同光谱区有不同的反射来增多获取目标的信息量，以便提高影像的判读和识别能力。
1
2
2、影像的形成过程
航空摄影的成像过程与一般照相是相同的，地物原型的反射光谱强度是不同的，使得感光材料的感光程度不同，形成了不同密度、不同颜色的航片模型。
遥感平台的种类与卫星轨道参数
2 卫星轨道参数与轨道特点
轨道周期 T、覆盖周期(重访周期） 周期：卫星在轨道上绕地球一周所需的时间；覆盖周期：卫星从某点
开始，经过一段时间飞行后，又回到该点用的时间。
覆盖周期(重访周期）
2 卫星轨道参数与轨道特点
赤道轨道： i＝0°轨道平面与赤道平 面重合 地球静止轨道： i＝0°且卫星运行 方向与地球自转方向一 致，运行周期相等
2 卫星轨道参数与轨道特点
卫星速度、星下点速度、卫星平均高度 根据开普勒第三定律：
V
GM RH
VN
R RH
V
T2 H 3 R
C
2 卫星轨道参数与轨道特点
同一天相邻轨道间在赤道的距离
L
2
Ra
T 24 * 60
每天卫星绕地球的圈数
例如:Landsat-1 L=2873.95km，再减去 卫星每天修正Ω=0.9863°（即进动角， 为满足与太阳同步而作的修正），则 L=2865.918km。
航天平台
在超出大气的地球 附近空间或太阳系各行 星间飞行的飞行器
高度：数百、数千、 数万公里
人造地球卫星、探空 火箭、宇宙飞船、航天飞 机、太空站等
Байду номын сангаас
第3章 遥感平台及运行特点
第2节卫星轨道参数与轨道特点
2 卫星轨道参数与轨道特点
春分点：黄道面与赤道面在天球 上的交点
升交点：卫星由南向北运行时与 赤道面的交点
降交点：卫星由北向南运行时与 赤道面的交点
近地点：卫星轨道离地球最近的 点
远地点：卫星轨道离地球最远的 点
2 卫星轨道参数与轨道特点
卫星轨道参数:
卫星在空间的位置和形状
是由6个轨道参数来决定的。 它们是：
遥感平台及与运行特点
1 2 3
多元化遥感平台
未来遥感平台将呈现多元化发展，包括卫星、无 人机、飞艇、地面车辆等多种平台，以满足不同 应用场景的需求。
高分辨率与高精度
随着遥感技术的不断进步，遥感平台的分辨率和 精度将不断提高，为地球观测提供更加精细的数 据。
智能化与自动化
遥感平台将越来越智能化和自动化，包括自动目 标识别、自动数据处理、自动决策等功能，提高 遥感应用的效率和准确性。
大气层影响
大气层中的气体、水汽、气溶胶等成 分对电磁波有吸收、散射和反射作用 ，影响电磁波的传播路径和能量分布 。
地面物体反射、辐射特性
01
02
03
反射特性
地面物体对电磁波的反射 能力与其表面粗糙度、颜 色、含水量等因素有关。
辐射特性
地面物体自身会发射电磁 波，其辐射强度与物体温 度、发射率等物理性质有 关。
05
CHAPTER
遥感平台数据处理技术
数据预处理
辐射定标
将遥感器记录的电压或数字量化值（DN）转化为绝对辐 射亮度值（辐射率）的过程，或者转化反射率、表面温度 等物理量有关的相对值的处理过程。
大气校正
消除由大气散射、吸收、反射引起的误差的处理过程。
几何校正
消除或改正遥感影像几何误差的过程。
图像增强处理
要点二
救援应用
在自然灾害发生后，遥感技术可以为救援工作提供重要信 息支持。例如，利用无人机遥感技术获取灾区的高分辨率 影像，帮助救援人员了解现场情况，规划救援路线和分配 救援资源。同时，遥感平台还可以实时监测灾区的环境变 化，为救援工作提供决策依据。
07
CHAPTER
总结与展望
遥感平台发展趋势预测
应用领域与意义
第3章遥感平台及运行特点
第3章遥感平台及运行特点遥感平台是指利用遥感技术和相关技术手段，对地球表面进行观测、监测和分析的综合性平台。
具体而言，遥感平台包括卫星遥感平台、航空遥感平台和地面遥感平台，它们分别利用卫星、航空器和地面设备采集数据，通过信号处理、数据传输和数据处理等环节，提供地球环境、资源和灾害等方面的信息。
遥感平台的运行特点主要有以下几个方面：1.大范围：遥感平台通过卫星或航空器等方式，可以对较大范围的地区进行观测和监测。
相比于传统的地面观测手段，遥感平台具有广覆盖、高时效性的特点，可以全面了解地球表面的变化和动态。
2.高分辨率：遥感平台可以获取高分辨率的数据，提供更详细、更精确的地理信息。
高分辨率的数据有助于对地表特征进行详细分析，例如城市建设、森林覆盖、湖泊水体等，在城市规划、资源管理和环境监测等方面起到重要作用。
3.多源数据：遥感平台可以整合多种数据源，包括多个卫星、航空器以及地面设备获取的数据。
通过综合利用不同数据源的信息，可以提高数据的可靠性和综合分析的精度，为各领域的决策提供更全面、更准确的依据。
4.实时监测：遥感平台可以进行实时监测和远程操作，及时掌握地表变化情况。
例如，对于灾害监测和应急救援，遥感平台可以实时获取信息，为灾害预警和救援提供支持。
5.长时间连续观测：遥感平台可以连续观测地球表面的变化，获取长时间序列的数据。
通过对长时间序列数据的分析，可以揭示地表变化的规律和趋势，提供更深入的研究和分析。
6.大数据处理：遥感平台生成的数据量庞大，需要借助强大的计算能力和数据处理技术进行数据挖掘和信息提取。
通过大数据处理技术，可以对海量数据进行高效的分析和管理，挖掘有价值的信息。
总之，遥感平台在地球观测和资源管理等领域具有重要的应用价值。
随着技术的不断发展，遥感平台的观测能力和数据质量将进一步提升，为人类认识地球和解决地球问题提供更加可靠的数据支持。
遥感数字图像处理_03遥感平台及运行特点
(2) 卫星在大地地心直角坐标系中的坐标
大地地心直角坐标 轴与地心直角坐标X轴之间移 位一个时角
(3) 卫星的地理坐标
式中：B—纬度； L—经度； N—卯酉圈半径； HD—卫星大地高程 编制成卫星星历表 卫星的时刻参数输入后就能输出星历坐标
2 用全球定位系统（GPS）测定卫星坐标
系统组成 :地面控制部分+空间部分 +用户部分
（一）陆地卫星类 LANDSAT系列（美）、SPOT系列（法）、 IRS系列（印度）、ALOS系列（日）、 RESURSO1系列（俄）等
特点--------多波段扫描、地面分辨率为<30m
1:LANDSAT系列
LANSAT
---1
---2
---3
---4 ---5
---6
---7
发射时间
72.7 75.1 78.3 82.7 85.3 93.10 99.4
n为一天中卫星运行的轨道数
目的: A 使卫星以同一地方时通过地面上空 B有利于卫星在相近的光照条件下对地 面进行观测 C使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳 照度
(4) 可重复轨道 目的:轨道的重复性有利于对地面地物或自 然现象的变化作动态监测 一天24小时绕地13.944圈,重复周期18天, 偏移系数 -1
（四）其它一些常用参数 1、卫星速度 当轨道为圆形时，其平均速度为
G——万有引力常数； M——地球质量； R——平均地球半径； H——卫星平均离地高度。
• •
星下点的平均速度（地速）为
2、卫星运行周期T 指卫星绕地一圈所需要时间，即从升 交点开始运行到下次过升交点时的时间间 隔。
由开普勒第三定律得:
1 1 1
覆盖天数
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
广角成像仪：
波段数： 2 波谱范围： B10：0.63 – 0.69(um) B11：0.77 – 0.89(um) 覆盖宽度：890公里 空间分辨率：256米
资源三号（ZY-3）卫星 2012年1月9日发射
传感器类型：
（1）1台地面分辨率优于2.1米的正视全色TDI CCD相机； （2）2台地面分辨率优于3.5米的前视、后视全色TDI CCD相机； （3）1台地面分辨率优于5.8米的正视多光谱相机。 卫星参数： 轨道形式：太阳同步圆轨道 高度：505.984公里 倾角：97.421° 重访周期：5天 降交点地方时：10:30AM
绿
红 近红外 绿—红全波段
20 m
20 m 20 m 10 m
10 全 色
SPOT5的HRG、HRS波谱段
光谱段/ μm 0.50~0.58 0.61~0.67 0.78~0.89 0.49~0.715 光谱特性 绿 红 近红外 绿~红全波段 分辨率/m 10 10 10 5
三、IRS系列卫星
IKONOS 图像
分辨率： 1m 地区：
上海浦东 采集时间： 2000年 3月26日
（二）QuickBird卫星
美国DigitalGlobe公司研制 于2001年10月18日发射。
卫星轨道参数：
轨道高度：450 km
倾角：98°
重访周期：1～6 d 。
QuickBird数据的光谱段
数据类型 波段范围/ μm 蓝：0.45~0.52 绿：0.52~0.60 多 波 段 红：0.63~0.69 近红外：0.76~0.90 全 波 段 0.45~0.90 分辨率/ m 2.44 2.44 2.44 2.44 0.61
r3 T 2 GM
卫星高度：卫星在太空绕地球运行的轨道距地球表面 的高度。 重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间
的运行后，回到该地上空所需要的天数。
星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点。
Байду номын сангаас
三、卫星姿态角 滚动 俯仰 航偏
四、遥感卫星的轨道类型
地球同步轨道（Geosynchronous satellite orbit ）
CCD相机：
波段数： 5 波谱范围： B1：0.45 – 0.52(um) B2：0.52 – 0.59(um) B3：0.63 – 0.69(um) B4：0.77 – 0.89(um) B5：0.51 – 0.73(um) 覆盖宽度：113公里 空间分辨率：19.5米(天底点) 侧视能力：-32 士32
印度的第一代运行性遥感卫星
(1)1995年12月，发射IRS-1C (2)1997年9月， 发射IRS-1D
全色传感器：分辨率为5.8米可见光波段，幅宽为70公里，
±26度左右可调侧视 。 LISS-III多光谱传感器：分辨率为23.5米的可见光和近红外波 段，70米的短波红外波段，幅宽为141公里。 WiFS广角传感器：分辨率为188米的可见光和近红外两个波 段 ，幅宽810公里。 (3)1996年4月，发射IRS-P3 携带3个传感器，其中AWiFS传感器增加一个波段 。
•一、Landsat系列卫星
陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，随后陆 续发射了8颗，已连续三十多年为人类提供陆地 卫星图像，产品主要有MSS,TM,ETM，OLI,属于中 高度、长寿命的卫星。 陆地卫星的运行特点： （1）近极地、近圆形的轨道； （2）轨道高度为700～900 km； （3）运行周期为99～103 min/圈； （4）轨道与太阳同步。
1.550-1.75
30m
30m
6
7 8
LWIR
SWIR Pan
10.40-12.5
2.090-2.35 0.520-0.90
60m
30m 15m
LandSat30米TM多光谱卫星影像
LandSat15米ETM全色卫星影像
Landsat 8 发 射 者： NASA 类 型：卫星 发射时间：2013年2月11号 LandSat-8上携带有两个主要传感器：OLI和TIRS。其中OLI
（三）开普勒第三定律 行星的公转周期的平方与它的轨道长半径的立方成 正比。 卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道长半径的 立方成正比。 T2/a3=C T：运行周期；a：长半径；C：开普勒常数
二、轨道参数 1、倾角—地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角， 具体计算是在卫星轨道升段时由赤道平面反时针 旋转到 轨道平面的夹角。 2、升交点赤经—卫星轨道的 升交点与春分点之间的角距。 升交点为卫星由南往北飞行在 赤道上的交点。
六、高分辨率陆地卫星
（一）IKONOS卫星
由美国空间成像公司(Space-Imaging)研制
于1999年9月24日发射
分辨率：全色1 m，多光谱4 m
IKONOS光谱段
全色光谱响应范围： 0.15～0.90μm 而多光谱则相应于Landsat-TM的波段： MSI-1 0.45～0.52μm 蓝绿波段 MSI-2 0.52～0.60μm 绿红波段 MSI-3 0.63～0.69μm 红波段 MSI-4 0.76～0.90μm 近红外波段
Band1 Coastal Band 2 Blue Band 3 Green Band 4 Red Band 5 NIR
Band 6 SWIR 1 1.560–1.660 Band 7 SWIR 2 2.100–2.300 Band 8 Pan 0.500–0.680
Band 5 SWIR 1 1.550–1.750 Band 7 SWIR 2 2.090–2.350 Band 8 Pan 0.520–0.900
第三章 遥感平台及与运行特点
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 遥感平台的种类 卫星轨道及运行特点 陆地卫星及运行特点 其他卫星及运行特点
第一节 遥感平台的种类
航天平台
高度
> 150km
卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。
遥感平台 航空平台 高度 30km以内
各类飞机、飞艇、气球等 地面平台 高度 < 100米
静止卫星，这条轨道就称为地球静止卫星轨道，简称静止卫星轨
道，高度大约是35800公里。 能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的区域同 时收入视野，应用于气象和通讯领域 人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。
太阳同步轨道
(sun synchronous orbit)
卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的, 但会绕
四、CBERS-1 中巴资源卫星
CBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西于1999 年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传 输型资源卫星。 卫星运行特点： 与太阳同步 近极地 近圆形轨道
主要技术指标
红外多光谱扫描仪：
波段数： 4 波谱范围： B6：0.50 –1.10(um) B7：1.55 – 1.75(um) B8：2.08 – 2.35(um) B9：10.4 – 12.5(um) 覆盖宽度：119.50公里 空间分辨率：B6 – B8：77.8 米 B9：156米
一、卫星运行规律—开普勒定律（天体运行的规律） 卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。
（一）开普勒第一定律
星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地 球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。
近地点 近地点
（二）开普勒第二定律
从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在单 位时间扫过的面积相等。 卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远的地 方运行的速度要慢些。
三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部等
人造地球卫星——目前运用最广的遥感平台
（1）低高度、短寿命卫星：150~350km，不到一年
（2）中高度、长寿命卫星：350~1800km，3~5年
（3）高高度、长寿命卫星：约为36000km
遥感卫星系列
气象卫星系列
陆地卫星系列
海洋卫星系列
第二节 卫星轨道及运行特点
地球自转轴旋转。
卫星轨道倾角接近90°，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星每次在同一地方时通过某地。
第三节 陆地卫星及轨道特征
☆ 美国陆地卫星系列 Landsat ☆ 法国资源卫星系列 SPOT ☆ 印度资源卫星系列 IRS等 ☆ 中国资源一号卫星——中巴地球资源卫 星（CBERS) ☆高分辨率陆地卫星系列 ☆ SAR类卫星
中等高度（832 km)圆形近极地太阳同步 轨道。 主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪 （HRV，HRG），VEGETATION，HRS。
SPOT传感器
SPOT
卫 星 的 运 行
SPOT卫星群的组合
SPOT的HRV波谱段
光谱段 光谱特性 分辨率
0.50~0.59 μm
0.61~0.68 μm 0.79~0.89 μm 0.51~0.73 μm
（Operational Land Imager ）由卡罗拉多州的鲍尔航天技术
公司研制；TIRS（Thermal Infrared Sensor），由NASA的戈 达德太空飞行中心研制。
OLI陆地成像仪 波段名称 波段(μm) 0.433–0.453 0.450–0.515 0.525–0.600 0.630–0.680 0.845–0.885
Landsat系列卫星
最高空间分辨率：全色15米（传感器ETM+）
多光谱30米（传感器TM）
波段号 1 2 3
类型 Blue-Green Green Red
波谱范围 0.450-0.515 0.525-0.605 0.630-0.69
地面分辨率 30m 30m 30m
4
5
Near IR
SWIR
0.775-0.90