第3章 传感器及其成像方式综述
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第3章遥感传感器及其成像原理.
❖ 经探测器输出视频信号。 ❖ 经电子放大器放大和调制。 ❖ 在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的
景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下 来。 ❖ 接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动， 胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条 衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维 条带图像。
缝隙式摄影机
镜头转动式摄影机
3.1.1 摄影类传感器分类
➢ 全景摄影畸变：相片两端的地表景物被压缩。
3.1.1 摄影类传感器分类
3. 多光谱摄影机
多光谱摄影机指对同一地区，在同一瞬间摄取多 个波段影像的摄影机。采用多光谱摄影的目的 ，是充分利用地物在不同光谱区，有不同的反 射特征，来增加获取目标的信息量，以便提高 影像的判读和识别能力。
❖ 又由于扫描总视场为 11.56°，地面宽度为185km，因 此扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，其地面范 围为 474m * 185km。
❖ 又因扫描周期为73.42ms，卫星速度（地速）为 6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星往前正好移动 474m，因此扫描线恰好衔接。
❖ 自西往东对地面的有效扫描时间为33ms，即在33ms内扫描 地面的宽度为185km，按以上宽度计算，每9.958 μs内扫描 镜视轴仅在地面上移动了56m，因此采样后的MSS像元空间 分辨率为56m * 79m （Landsat为68m * 83m）。
四、 ETM+增强型专题制图仪
表3-4
波段号 类型
1
Blue-Green
波谱范围 /um 0.450-0.515
地面分辨率 30m
2
Green
0.525-0.605
30m
3
Red
景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下 来。 ❖ 接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动， 胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条 衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维 条带图像。
缝隙式摄影机
镜头转动式摄影机
3.1.1 摄影类传感器分类
➢ 全景摄影畸变：相片两端的地表景物被压缩。
3.1.1 摄影类传感器分类
3. 多光谱摄影机
多光谱摄影机指对同一地区，在同一瞬间摄取多 个波段影像的摄影机。采用多光谱摄影的目的 ，是充分利用地物在不同光谱区，有不同的反 射特征，来增加获取目标的信息量，以便提高 影像的判读和识别能力。
❖ 又由于扫描总视场为 11.56°，地面宽度为185km，因 此扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，其地面范 围为 474m * 185km。
❖ 又因扫描周期为73.42ms，卫星速度（地速）为 6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星往前正好移动 474m，因此扫描线恰好衔接。
❖ 自西往东对地面的有效扫描时间为33ms，即在33ms内扫描 地面的宽度为185km，按以上宽度计算，每9.958 μs内扫描 镜视轴仅在地面上移动了56m，因此采样后的MSS像元空间 分辨率为56m * 79m （Landsat为68m * 83m）。
四、 ETM+增强型专题制图仪
表3-4
波段号 类型
1
Blue-Green
波谱范围 /um 0.450-0.515
地面分辨率 30m
2
Green
0.525-0.605
30m
3
Red
3传感器及成像原理
扫描完成对地面覆盖的。有代表性的航天光机扫描仪是
搭载在美国陆地卫星的多光谱扫描仪（MSS）、专题制
图仪（TM）和增强型专题制图仪（ETM）。我国研制的
红外扫描仪，属于典型的机载型光机扫描仪。
1 光机扫描仪的组成
光机扫描仪主要由收集器、分光器、探测器、处理
器和记录与输出装置等组成。
遥感
2 光/机扫描仪的成像原理
面状态，像片四周印有井字形细线称为 压平线。如果底片没有压平，则压平线 的影像为曲线或虚影。
此外，有些像片上还注明了航摄机的型号、焦距、机号 及底片号等。
近年来的像片已不在标注气泡、时表、压平线等，框标 则标记在像片的四个角上 ，两条对角线的交点即为像片的 中心点。
遥感
与摄影测量交叉部分
A 摄影像片的特征
S D
几何特性、物理特性、信息量大小和可靠程度。
A
U Q
3.1.1 传感器分类
I
⎧
⎧ 画幅式 ( 分幅式，框幅式 )
⎪
⎪ ⎪
摄影成像
⎪
⎪
⎪⎪ 缝隙式，全景式
⎨ ⎪
多光谱
⎪⎩ 数码式
成像传感器
⎪⎪ ⎨
扫描成像
⎪
⎧ 掸扫式 ( 光机扫描
⎨ ⎩
推扫式
( 固体扫描
, 物面扫描 , 像面扫描
) )
⎪ ⎪ 微波成像 ⎪
遥感
4 、时间分辨率
●指同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采
样的时间频率，也称重访周期。
S D
●如：静止气象卫星0.5小时，CBERS 26天
A U
●时间分辨率对动态监测意义重大，如天气和
Q
I
气候变化、自然灾害监测、土地利用监测等；
第三章之二： 传感器及其成像原理
垂直摄影：
航摄倾角≤3° 获得近水平的航空像片 是航空遥感图象的主要获取方法
倾斜摄影：
航摄倾角>3° 获得倾斜航空像片 一般用于科学研究
垂直摄影像片的几何特征
1、像片投影——中心投影 用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投影。 其投射的直线称为投射线。 正射投影：投射线都垂自于投射平面的投影。 中心投影：投射线会聚于一点的投影方式。
（1）多光谱扫描仪 ）多光谱扫描仪MSS
(Multispectral Scanner)
构成：它由扫描反射镜、校正器、聚光系统、旋转快门、成像板、光学纤 维、滤光器和探测器等组成。
MSS工作原理 工作原理
MSS的成像板上排列由24+2个玻 MSS的成像板上排列由24+2个玻 的成像板上排列由24+2 璃纤维元，按波段排列成四列， 璃纤维元，按波段排列成四列，每列 由六个纤维单元， 由六个纤维单元，每个纤维单元的地 面观察面积为79m 79m。陆地卫星2 79m× 面观察面积为79m×79m。陆地卫星2、 上增加一个热红外通道， 3上增加一个热红外通道，分辨力为 m× 240 m×240 m ，仅用两个纤维单元 构成。扫描仪成像时， 构成。扫描仪成像时，每个波段由六 个相同大小的探测元与飞行方向平行 排列， 排列，这样在瞬间看到的地面大小为 474m×79m， 474m×79m，又由于扫描总视场为 11.56度 地面宽度为185km 185km， 11.56度，地面宽度为185km，因此扫 描一次每个波段获取六条扫描图像， 描一次每个波段获取六条扫描图像， 其地面范围为474m 185km。 474m× 其地面范围为474m×185km。又因卫 星速度为6.5km/s 6.5km/s， 星速度为6.5km/s，在扫描一次的时 间里卫星正好往前移动474m 474m， 间里卫星正好往前移动474m，因此扫 描现恰好衔接。 描现恰好衔接。
传感器技术文献综述重点
传感器技术文献综述学校邕江大学专业09信息学号40号姓名赵丽霞一、摘要传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。
本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别，对每一类别进行综述，分析每类别传感器研究中所存在的不足，探讨了相应的解决方案。
二、关键词：传感器三、引言传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术，是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术，而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。
在伴随着“信息时代”的到来，作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展，其应用领域越来越广，人们对其要求越要越高，需求也越来越迫切。
但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟，相反在很多方面它还只是一项新兴的技术，依然存在很多的问题等待我们去解决。
如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境，迅速准确的处理传输客户所需求的信号，并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。
这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。
四、传感器传感器是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、温度、湿度等）或化学组成，并将探知到的信息传递给其他装置。
该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。
这样，精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。
现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。
例如气体流量监测就有很多种的感知方法，但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题，所以还需要不断的改进。
然而，有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了，我们应该取其精华。
因此，我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。
遥感原理与方法——第三章遥感传感器及成像原理
行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息， 形成一定谱段的图象．
对物面扫描的成像仪：
特点:对地面直接扫描 光机扫描仪(红外扫描仪，多光谱扫描仪)，成像光谱仪，多
频段频谱仪
对像面扫描的成像仪：
特点:瞬间在像面上先形成一条线图象,甚至是一幅二维影象, 然后对影象进行扫描成像.
线阵列ＣＣＤ推扫式成像仪，电视摄像机
第三章 遥感传感器及3.3雷达成像仪
3.1传感器的组成及分类
传感器:收集,探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器
收集器 探测器 处理器 输出器
透镜 反射镜 天线
胶卷 光电器件 热电器件
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
传感器的分类 按电磁波辐射来源分: 主动传感器,被动传感器 按对电磁波记录方式分: 成像方式,非成像方式 按成像原理和所获取图像的性质不同分: 摄影机,扫描仪,雷达
3.2.1光学机械扫描成像
结构组成:
光学机械扫描仪是借助遥感平台沿飞行方向运动和遥感器本 身光学机械横向扫描达到地面覆盖,得到地面条带图象的成 像装置.主要有红外扫描仪和多光谱扫描仪2种,主要由收集器, 分光器,探测器,处理器,输出器等几部分组成.
1）收集器
多光谱扫描仪可用透镜系统也可以用反射镜系统作为收集器, 但是红外扫描仪采用反射镜系统.
探测器：将辐射能转化成电信号输出。
成像过程
扫描仪每个探测器的瞬时视场角为86微弧度，卫 星高度为915公里，因此，扫描瞬间每个像元的 地面分辨率为79m×79m,每个波段由６个相同大小 的探测单元与飞行方向平行排列，这样瞬间看见 的地面大小为474m×79m.又由于扫描总视场为 11.56度，地面宽度为185公里，因此，扫描一次 每个波段获取６条扫描线图像，其地面范围为 474m×185km,扫描周期为73.4ms（1000毫秒＝１ 秒），在扫描一次的时间里卫星向前正好移动 474m,因此扫描线正好衔接。
对物面扫描的成像仪：
特点:对地面直接扫描 光机扫描仪(红外扫描仪，多光谱扫描仪)，成像光谱仪，多
频段频谱仪
对像面扫描的成像仪：
特点:瞬间在像面上先形成一条线图象,甚至是一幅二维影象, 然后对影象进行扫描成像.
线阵列ＣＣＤ推扫式成像仪，电视摄像机
第三章 遥感传感器及3.3雷达成像仪
3.1传感器的组成及分类
传感器:收集,探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器
收集器 探测器 处理器 输出器
透镜 反射镜 天线
胶卷 光电器件 热电器件
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
传感器的分类 按电磁波辐射来源分: 主动传感器,被动传感器 按对电磁波记录方式分: 成像方式,非成像方式 按成像原理和所获取图像的性质不同分: 摄影机,扫描仪,雷达
3.2.1光学机械扫描成像
结构组成:
光学机械扫描仪是借助遥感平台沿飞行方向运动和遥感器本 身光学机械横向扫描达到地面覆盖,得到地面条带图象的成 像装置.主要有红外扫描仪和多光谱扫描仪2种,主要由收集器, 分光器,探测器,处理器,输出器等几部分组成.
1）收集器
多光谱扫描仪可用透镜系统也可以用反射镜系统作为收集器, 但是红外扫描仪采用反射镜系统.
探测器：将辐射能转化成电信号输出。
成像过程
扫描仪每个探测器的瞬时视场角为86微弧度，卫 星高度为915公里，因此，扫描瞬间每个像元的 地面分辨率为79m×79m,每个波段由６个相同大小 的探测单元与飞行方向平行排列，这样瞬间看见 的地面大小为474m×79m.又由于扫描总视场为 11.56度，地面宽度为185公里，因此，扫描一次 每个波段获取６条扫描线图像，其地面范围为 474m×185km,扫描周期为73.4ms（1000毫秒＝１ 秒），在扫描一次的时间里卫星向前正好移动 474m,因此扫描线正好衔接。
传感器及其成像原理
成像光谱仪 •以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像 以多路、 以多路 信息的仪器 •基本上属于多光谱扫描仪，其构造与 基本上属于多光谱扫描仪， 基本上属于多光谱扫描仪 其构造与CCD线阵列 线阵列 推扫式扫描仪和多光谱扫描仪相同， 推扫式扫描仪和多光谱扫描仪相同，区别仅在于 通道数多，各通道的波段宽度很窄。 通道数多，各通道的波段宽度很窄。
摄影型传感器的特点
◇ 摄影相机胶片记录的灵敏度和分辨率都很高 ◇ 响应波段窄，0.4－1.1μm ◇ 图像几何关系稳定、严密（中心投影）。 ◇ 不利于地物信息的实时传输和数字处理，难 以进行较长时间的连续工作
扫描成像类传感器
•对物面扫描的成像仪 对物面扫描的成像仪 –对地面直接扫描成像（红外扫描仪、多光谱扫描仪、 对地面直接扫描成像（ 对地面直接扫描成像 红外扫描仪、多光谱扫描仪、 成像光谱仪 ） •对像面扫描的成像仪 对像面扫描的成像仪 –瞬间在像面上先形成一幅影像，然后对影像进行扫描 瞬间在像面上先形成一幅影像， 瞬间在像面上先形成一幅影像 成像（线阵列CCD推扫式成像仪 ） 成像（线阵列 推扫式成像仪 •成像光谱仪 成像光谱仪 –以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息 以多路、 以多路 的仪器
立体观测方式 •HRV –平面反射镜可绕指向卫星前进方向的滚动轴 平面反射镜可绕指向卫星前进方向的滚动轴(x) 平面反射镜可绕指向卫星前进方向的滚动轴 轴旋转， 轴旋转，从而在不同的轨道间实现立体观测 •HRG –通过侧摆可在不同轨道上形成异轨立体 通过侧摆可在不同轨道上形成异轨立体 •HRS –由前视后视相机组成，形成同轨立体 由前视后视相机组成， 由前视后视相机组成
TM各波段特征 各波段特征
对像面扫描的成像仪 •HRV——线阵列推扫式扫描仪 线阵列推扫式扫描仪 •立体观测 立体观测
传感器及其应用综述
传感器及其应用综述1.传感器技术的发展趋势人体为从外界获取信息，必须借助于感觉器官，但是单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。
为适应这种情况，就需要传感器。
因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。
当今世界已进入信息时代，在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。
因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。
现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。
此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。
显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。
许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。
一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。
世界各国都十分重视这一领域的发展。
相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
2.传感器的定义与组成、分类及基本特征。
第三章遥感传感器及其成像原理1剖析
光机扫描仪是借助遥感平台沿飞行方向运动与 遥感器自身的光机对目标地物逐点、逐行横向 扫描，达到地面覆盖，得到地面条带图像的成 像装置。 红外扫描仪 多光谱扫描仪
红外扫描仪工作原理
利用光学系统的机械 转动和飞行器向前飞 行的两个相互垂直的 运动方向，形成对地 物目标的二维扫描， 逐点逐行将不同目标物的红外辐射能汇聚到红外探测 器上，红外探测器将光能转变成电信号，电信号通过 放大处理后记录下来，经过电光能转换器件把电信号 在普通胶片上成像。
像元小影像分辨率高，信息量大； 反之，影像分辨率低，信息量小。
（3）瞬时视场（IFOV）
S
指遥感器内单个探测元件的观测视野。
f
S
f
➢IFOV越小，最小可分辨单元越小，
空间分辨率越高
➢IFOV取决于遥感器光学系统和探测器的大小
H
➢一个瞬时视场内的信息，表示一个像元
S: 探测元件的尺寸；H: 遥感平台的航高；IFfOV: 望
远镜系统的焦距
（4）地面分辨率的计算（扫描影响）①
IFOV也可理解成：扫描成像过程中一个光敏探
测元件通过望远镜系统投射到地面上的直径或
S
者边长。 IFOV H H S
f
f
S: 探测元件的边长
H: 遥感平台的航高
H
f : 望远镜系统的焦距
IFOV
（4）地面分辨率的计算（摄影影像）②
摄影比例尺： 1/ m l / L f / H
成像传感器是目前最常见的传感器类型
成像传感器
被动式
光学摄影类型
（摄影成像类型）
光电成像类型
（扫描成像类型）
成像光谱仪
主动式
（雷达成像类型）
全景雷达 侧 视 雷达
红外扫描仪工作原理
利用光学系统的机械 转动和飞行器向前飞 行的两个相互垂直的 运动方向，形成对地 物目标的二维扫描， 逐点逐行将不同目标物的红外辐射能汇聚到红外探测 器上，红外探测器将光能转变成电信号，电信号通过 放大处理后记录下来，经过电光能转换器件把电信号 在普通胶片上成像。
像元小影像分辨率高，信息量大； 反之，影像分辨率低，信息量小。
（3）瞬时视场（IFOV）
S
指遥感器内单个探测元件的观测视野。
f
S
f
➢IFOV越小，最小可分辨单元越小，
空间分辨率越高
➢IFOV取决于遥感器光学系统和探测器的大小
H
➢一个瞬时视场内的信息，表示一个像元
S: 探测元件的尺寸；H: 遥感平台的航高；IFfOV: 望
远镜系统的焦距
（4）地面分辨率的计算（扫描影响）①
IFOV也可理解成：扫描成像过程中一个光敏探
测元件通过望远镜系统投射到地面上的直径或
S
者边长。 IFOV H H S
f
f
S: 探测元件的边长
H: 遥感平台的航高
H
f : 望远镜系统的焦距
IFOV
（4）地面分辨率的计算（摄影影像）②
摄影比例尺： 1/ m l / L f / H
成像传感器是目前最常见的传感器类型
成像传感器
被动式
光学摄影类型
（摄影成像类型）
光电成像类型
（扫描成像类型）
成像光谱仪
主动式
（雷达成像类型）
全景雷达 侧 视 雷达
传感器及其成像原理
传感器及其成像原理传感器是指能够感知和采集外界信息，并将其转化为电信号或其他形式的信号的设备。
传感器的成像原理是通过使用不同的物理原理来解释和描述传感器如何工作。
光学传感器是最常见的一类传感器。
其成像原理是利用光的散射、反射、折射等特性来获取目标物体的信息。
光学传感器包括摄像头、光电二极管、光电感光器等。
当光线照射到目标物体上时，会发生不同的光学作用，光学传感器会接收到这些光学作用产生的信号，并通过转换和处理这些信号来获得目标物体的图像信息。
声波传感器是另一类常见的传感器。
声波传感器的成像原理是利用声波在物体上的传播和反射来获取目标物体的信息。
声波传感器通常包括麦克风、声纳等设备。
当发射声波时，声波会在物体上产生反射，并返回传感器。
传感器会接收到这些反射声波，并通过转换和处理这些声波信号来获得目标物体的信息。
热传感器是一类能够感知和测量物体温度的传感器。
热传感器的成像原理是利用物体辐射的热能来获取目标物体的温度信息。
热传感器包括红外线传感器、热电偶等。
当物体的温度不同于周围环境时，物体会辐射出热能，热传感器会接收到这些热能，并通过转换和处理热能的信号来获得目标物体的温度信息。
其他常见的传感器包括压力传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
这些不同的传感器都有各自特定的成像原理。
传感器的成像原理关键在于收集外界的物理信号并将其转换为可用的电信号或其他形式的信号。
这需要传感器具备合适的感知原理和适当的信号转换和处理装置。
传感器的设计和制造一般需要考虑信号采集的灵敏度、可靠性、精确度等指标，并利用合适的技术和方法来实现。
总结起来，传感器的成像原理是通过利用不同的物理原理来感知和采集外界信息，并将其转换为可用的电信号或其他形式的信号。
不同的传感器有不同的感知原理和特定的成像方式，但其共同之处在于将外界的物理信号转换为可用的数据信号，以实现对目标物体的感知和测量。
传感器及其成像原理
雷达成像仪
•特点 特点 –主动式遥感 主动式遥感 –雷达信号（距离、方位、相对速度、反射特 雷达信号（ 雷达信号 距离、方位、相对速度、 性） –穿透特性 穿透特性 •分类 分类 –真实孔径雷达 真实孔径雷达 –合成孔径雷达 合成孔径雷达 –相干雷达 相干雷达 –激光雷达 激光雷达
•雷达接收到的回波强度是系统参数和地面目 雷达接收到的回波强度是系统参数和地面目 标参数的复杂函数。 标参数的复杂函数。 •系统参数： 系统参数： 系统参数 – 雷达波的波长 – 发射功率 – 照射面积和方向 – 极化等 •地面目标参数与地物的复介电常数、地面粗 地面目标参数与地物的复介电常数、 地面目标参数与地物的复介电常数 糙度等
MSS多光谱扫描仪 多光谱扫描仪
•陆地卫星上的 MSS（Multispectral Scanner） 陆地卫星上的 （ ） •由扫描反射镜、校正器、聚光系统、旋转快门、 由扫描反射镜、 由扫描反射镜 校正器、聚光系统、旋转快门、 成像板、光学纤维、滤光器和探测器等组成。 成像板、光学纤维、滤光器和探测器等组成。
有效扫描
1 2 3 回摆 6
MSS的扫描过程 MSS的扫描过程
MSS产品 产品 •粗加工产品，它是经过了辐射校准（系统噪声改 粗加工产品，它是经过了辐射校准（ 粗加工产品 ）、几何校正 系统误差改正）、 几何校正（ ）、分幅注记 正）、几何校正（系统误差改正）、分幅注记 （28.6s扫描 扫描390次分一幅）。 次分一幅）。 扫描 次分一幅 •精加工产品，它是在粗加工的基础上，用地面控制 精加工产品， 精加工产品 它是在粗加工的基础上， 点迸行了纠正（去除了系统误差和偶然误差) 点迸行了纠正（去除了系统误差和偶然误差 •特殊处理产品。 特殊处理产品。 特殊处理产品
第三章 传感器及成像原理
20/25
Landsat 8
2013年2月11号，NASA 成功发射了 Landsat 8 卫星，为走过了四十年辉煌岁月的 Landsat 计 划重新注入新鲜血液。LandSat- 8上携带有两 个主要载荷：OLI和TIRS。其中OLI（全称： Operational Land Imager ，陆地成像仪）由卡 罗拉多州的Infrared Sensor，热红外传感 器），由NASA的戈达德太空飞行中心研制。 设计使用寿命为至少5年。
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§3.3 雷达成像仪 －微波遥感发展历程（1）
• • • • 上世纪50年代，美军方侧视机载雷达（SLAR） 1978年，美国Seaset海洋卫星 1981年，美国航天飞机成像雷达（SIR） 1991年，欧洲空间局欧洲遥感卫星（ERS1） 1995年，ERS2发射。 • 1995年，加拿大Radarset • 2000年2月11日，美国干涉雷达地形测图计划 （SRTM:Shuttle Radar Topography Mission） • 2006年，日本ALOS-SAR
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§3.2 扫描成像类传感器 －TM专题制图仪
• 成像过程
瞬间（30m*480m） 一个周期（480m*185km） 一景（185km*185km）
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§3.2 扫描成像类传感器 －ETM+增强型专题制图仪
• • ETM+是一台8谱段的多光谱扫描辐射计。 ETM+与TM相比在以下三方面作了改进： 1、增加PAN（全色）波段，分辨率15m， 因而使数据速率增加； 2、采用双增益技术使远红外波段（6）分 辨率提高到60m，也增加了数据率； 3、改进后的太阳定标器使卫星的辐射定 标误差小于5%，及其精度比Landsat-5约 提高1倍。辐射校正有了很大改进。
Landsat 8
2013年2月11号，NASA 成功发射了 Landsat 8 卫星，为走过了四十年辉煌岁月的 Landsat 计 划重新注入新鲜血液。LandSat- 8上携带有两 个主要载荷：OLI和TIRS。其中OLI（全称： Operational Land Imager ，陆地成像仪）由卡 罗拉多州的Infrared Sensor，热红外传感 器），由NASA的戈达德太空飞行中心研制。 设计使用寿命为至少5年。
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§3.3 雷达成像仪 －微波遥感发展历程（1）
• • • • 上世纪50年代，美军方侧视机载雷达（SLAR） 1978年，美国Seaset海洋卫星 1981年，美国航天飞机成像雷达（SIR） 1991年，欧洲空间局欧洲遥感卫星（ERS1） 1995年，ERS2发射。 • 1995年，加拿大Radarset • 2000年2月11日，美国干涉雷达地形测图计划 （SRTM:Shuttle Radar Topography Mission） • 2006年，日本ALOS-SAR
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§3.2 扫描成像类传感器 －TM专题制图仪
• 成像过程
瞬间（30m*480m） 一个周期（480m*185km） 一景（185km*185km）
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§3.2 扫描成像类传感器 －ETM+增强型专题制图仪
• • ETM+是一台8谱段的多光谱扫描辐射计。 ETM+与TM相比在以下三方面作了改进： 1、增加PAN（全色）波段，分辨率15m， 因而使数据速率增加； 2、采用双增益技术使远红外波段（6）分 辨率提高到60m，也增加了数据率； 3、改进后的太阳定标器使卫星的辐射定 标误差小于5%，及其精度比Landsat-5约 提高1倍。辐射校正有了很大改进。
遥感卫星传感器及其成像方式
光学与雷达相结合的遥感卫星
总结词
光学与雷达相结合的遥感卫星综合了光 学成像和雷达测量的优势，能够提供更 全面、准确的地表信息。
VS
详细描述
这种卫星同时搭载光学相机和雷达系统， 能够获取地表的清晰可见光图像和穿透云 层、黑暗的雷达图像。这种技术结合了光 学成像的高分辨率和雷达测量的全天候特 点，在气象预报、灾害监测、资源调查等 领域具有广阔的应用前景。
遥感卫星传感器及其成像方式
目录
• 引言 • 遥感卫星传感器的原理 • 遥感卫星的成像方式 • 遥感卫星的应用领域 • 遥感卫星的未来发展01引言感卫星的定义与重要性定义
遥感卫星是一种搭载传感器，能 够从地球表面收集信息并传输回 地面的卫星。
重要性
遥感卫星在气象观测、资源调查 、环境保护、军事侦察等领域具 有广泛应用，为人类提供了大量 宝贵的信息资源。
遥感卫星能够监测海洋环境变化、鱼类分布等信息，为渔业生产和 海洋资源管理提供数据支持。
05
遥感卫星的未来发展
高光谱遥感卫星
总结词
高光谱遥感卫星能够获取更精细的光谱信息，有助于识别和监测地物类型、成分和状态等。
详细描述
高光谱遥感卫星搭载的传感器可以捕获数十至数百个光谱波段，分辨率高达纳米级别。这种技术能够 区分不同地物的光谱特征，进而分析其成分、结构和状态，在环境监测、资源调查、城市规划等领域 具有广泛应用前景。
遥感卫星传感器的种类与功能
种类
遥感卫星传感器主要包括可见光、红外、多光谱、高光谱、合成孔径雷达等类 型。
功能
不同种类的传感器具有不同的功能和应用范围，如可见光和红外传感器主要用 于气象观测和资源调查，高光谱和合成孔径雷达传感器则用于环境监测和军事 侦察等。
3.2 遥感平台与遥感传感器-传感器及成像原理
43
微波遥感的特点 (1)
44
微波遥感的特点 (1)
45
微波遥感的特点 (2)
• 旱季
• 雨季
46
微波遥感的特点 (2)
2.对土壤、森林、冰雪等有一定的穿透能力
1米波长
1厘米波长
由树顶反射的微波信号
由树顶、树干、 地面反射的信号
由树顶、树干反 射的信号
47
微波遥感的特点 (2)
48
微波遥感的特点 (3)
图像斑点噪声较为严重。
52
微波遥感的分类
53
在微波遥感中开展主动式遥感的必要性？
54
55
主动式微波-侧视雷达
雷达工作的原理：
由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很 窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反 射的回波信号
22
(1) 光/机扫描成像
• 概念：依靠机械传动装置使光学镜头摆动，形成对目标地物逐点
逐行扫描。探测元件把接收到的电磁波能量能转换成电信号，在
磁介质上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶 片上形成影像。 - 瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，接 受到的目标物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个
缝隙 摆动物镜筒
行方向设置一狭缝，随物镜作 垂直航线方向扫描。由于物镜 摆动的幅面很大，可将航线两 飞行方向 边地平线内的影像摄入底片， 扫描方向 故称全景摄影机。
航线
11
1 摄影类-多光谱摄像机
- 对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机。 -可充分利用地物在不同光谱区有不同的反射特征，来增 多获取目标的信息量，以提高识别地物能力。
25
光/机扫描仪的特点
微波遥感的特点 (1)
44
微波遥感的特点 (1)
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微波遥感的特点 (2)
• 旱季
• 雨季
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微波遥感的特点 (2)
2.对土壤、森林、冰雪等有一定的穿透能力
1米波长
1厘米波长
由树顶反射的微波信号
由树顶、树干、 地面反射的信号
由树顶、树干反 射的信号
47
微波遥感的特点 (2)
48
微波遥感的特点 (3)
图像斑点噪声较为严重。
52
微波遥感的分类
53
在微波遥感中开展主动式遥感的必要性？
54
55
主动式微波-侧视雷达
雷达工作的原理：
由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很 窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反 射的回波信号
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(1) 光/机扫描成像
• 概念：依靠机械传动装置使光学镜头摆动，形成对目标地物逐点
逐行扫描。探测元件把接收到的电磁波能量能转换成电信号，在
磁介质上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶 片上形成影像。 - 瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，接 受到的目标物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个
缝隙 摆动物镜筒
行方向设置一狭缝，随物镜作 垂直航线方向扫描。由于物镜 摆动的幅面很大，可将航线两 飞行方向 边地平线内的影像摄入底片， 扫描方向 故称全景摄影机。
航线
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1 摄影类-多光谱摄像机
- 对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机。 -可充分利用地物在不同光谱区有不同的反射特征，来增 多获取目标的信息量，以提高识别地物能力。
25
光/机扫描仪的特点
第三章、传感器及成像特点(2011)
10.4-12.6μm 0.8-1.1μm 0.5-0.6μm 0.7-0.8μm 0.6-0.7μm
6
探测器
将辐射能转变成电信号输出 MSS 4，5，6 采用18个光电倍增管 MSS 7 使用六个硅光电二极管 MSS 8 采用2个汞镉碲热敏感探测器 √输出 数字影像 (2340行×2340列) 采样后影像分辨率为 57M×79M
IFOV Instantaneous field of view --瞬时视场 空间分辨率 地面分辨率
热红外扫描仪
组成：
光学--机械扫描 热红外探测 扫描成像过程 扫描线的衔接问题 分辨率的问题 热红外图像特征
扫描线的衔接 (单像元排列）
飞行速度 W=α/t (扫描一次的时间) 当 Wt=α时,不会出现扫描空隙和重复 因 wt= α=βH, w/H=β/t 为常数
第三章、
遥感传感器及其成像原理
1、传感器的组成 2、传感器类型及成像原理 3、遥感地面接收站
4、遥感图像的特征
3. 1
传感器的基本组成及工作原理
包括：收集系统、探测系统、信号转换系统、记录系统。 1、收集系统--透镜(镜头) 反射镜 功能—接收电磁波并将其聚焦成像探测系统
2、探测系统--光电探测器--光电转换 功能：对电磁辐射敏感、能将辐射能转换成电信号的探测 器探测元件:光子探测器（量子探测器） 特点：每种器件具有确定的波谱响应范围； 如：感光胶片 0.3~1.3μm
记录系统（续5） 感色性---感光片对光谱中不同波长光线敏 感的程度和范围
由乳剂中加入的光谱增感剂的性质决定
①.盲片色 只含AgBr和少量AgI 未加光谱增感剂 0.34~0.5μm ②.正色片 在色盲乳剂中加入正（绿）色增感剂 0.34~0.58μm(在0.5~0.52μm处略有下降) ③.全色片 在色盲乳剂中加入多种光谱增感剂 0.34~0.72μm(对0.5~0.52μm的绿光感光度稍低)
cmos sensor成像原理
cmos sensor成像原理
CMOS传感器的成像原理如下：
1.光线穿过透镜，进入相机中。
透镜把光线聚集在CMOS传感器的表面上。
2.光子落在传感器的靶点上，产生电子。
3.CMOS传感器上的电路将电子转换为电压，同时对电压进行放大和修正，以增强图像的质量。
4.传感器上的每个像素都有一个专门的转换器，将感光信息转换为数字信号。
5.每个像素所采集到的电压值都被读取，并集成在一起形成一幅完整图像。
总的来说，CMOS传感器采用的是充电放电的方式，通过记录光位移产生的电荷，再通过A/D转换成数字信号，构成最终成像的效果。
CH3 传感器及其成像原理
精选课件
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精选课件
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雷达成像类型传感器
利用波长1cm~1m的微波波段进行遥感 主动式、成像、微波传感器 不受天气的制约，可进行全天候观测 距离测量系统
精选课件
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雷达结构与工作原理
发射机产生脉冲信号，由转换开关控制，经天 线向观测地区发射；地物反射脉冲信号，也由转换 开关控制进入接收机，接收的信号在显示器上显示， 或记录在磁带上。
谱图像
更高技术要求：
集光系统 分光系统
尽量使用反射式光学系统，采用能消去球面 像差、像散差和畸变像差的非球面补偿镜头
由狭缝、平行光管、棱镜和绕射光栅组成
探测器元件 由成千上百个探测元件组成线阵
精选课件
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两种类型
面阵探测器+推扫式扫描
➢ 用线阵列探测器进行扫描，利用色散元件将收集到的光谱信息分 散成若干个波段后，分别成像于面阵列的不同行。
精选课件
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成 像 板
精选课件
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2、成像过程
扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，对 应地面范围为474米x185公里。
在扫描一次的时间里卫星往前正好运动474 米，扫描线正好衔接。但因地球自转，扫 描位置有向西移位现象。
成像板上的光学纤维将接收的辐射能传递 到探测器，对探测器的输出进行采样、编 码（A/D转换），馈入天线向地面发送。
旋转棱镜横越航线方向扫视
第一个扫描镜面扫视一次，
➢ 扫描视场内的地面辐射能，由刈幅的一边到另一边依次进入传感 器； （收集器）
➢ 经探测器输出视频信号，再经电子放大器放大和调制；（探测器、 处理器）
➢ 在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的图像
线，这条图像线经曝光后在底片上记录下来（输出器）。
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心投影与垂直投影的区别 3.地形起伏的影响：垂 直投影起伏变化大， 投影点之间的距离与 地面实际水平距离成 比例缩小，相对位置 不变。中心投影时， 地面起伏越大，像上 投影点水平位置的位 移量就越大。这种误 差为有一定的规律。
地形起伏对构像的影响
中心投影的构像规律
地面物体是一点，在中心投影上仍然是一个点。如果有几个点同 在一投影线上，它的影像便重叠成一个点。
传 感 器 的 组 成
• 感光胶片、光电敏感元件、固体敏感元件和波导
探测器
处理器
• 进行信号的放大、增强与调制 • 光电转化器
输出器
• 直接方式：摄影分幅胶片、扫描航带胶片、合成孔径雷达的波带片、显像 管荧光屏 • 间接方式：模拟磁带和数字磁带 • 输出器的类型：扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、彩 色喷墨记录仪等。
返回
3.1.3 传感器的性能
空间分辨率
光谱分辨率 辐射分辨率 时间分辨率
传感器的性能
1.空间分辨率 ：指的传感器所能识别的最小地面目标的大小。
（1）瞬时视场：指传感器的瞬时张角所对应的地面范围。取决
于瞬时视场角和传感器距离地面的高度。
1.空间分辨率 ：指的传感器所能识别的最小地面目标的大小。
光谱分辨率。传感器的波段数量越多、带宽越窄，其光谱分辨率就 越高。 根据成像过程中所使用的波段数；光学遥感系统分为： （1）全色成像系统 （2）多光谱成像系统 （3）超光谱成像系统：
（4）高光谱成像系统
3. 辐射分辨率：指传感器区分地物辐射能量细微变化
的能力，即传感器的灵敏度。传感器的辐射分辨率越
高，其对地物反射或发射能量的微小变化的探测能力 越强，所获取图像的层次就越丰富。
辐射分辨率一般用灰度的分级数来表示，即最暗—
最亮灰度值（亮度值）间分级的数目（量化级数）也 称为灰度分辨率。灰度一般按2n来分级。
4.时间分辨率：指卫星对同一地点重复成像的时间间隔，
即采样的时间频率。显然，时间分辨率主要是针对遥感卫星
返回
3.1.1 传感器的分类
按电磁波的 辐射来源 按成像原理
• 主动式传感器 • 被动式传感器
• 摄影机 • 扫描仪 • 雷达
与图像性质
按记录电磁 波信息方式
• 成像方式的传感器
• 非成像方式传感器 返回
3.1.2 传感器的组成
收集器
• • • •
摄影机：凸透镜 扫描仪：反射镜 雷达： 天线 多波段遥感：还包含滤色镜、棱镜、光栅、分光镜等。
垂直投影
中心投影
中心投影与垂直投影的区别
1.投影距离的影响：垂直投影的缩小和放大与投影距离无关，并有 统一的比例尺。中心投影则受投影距离（遥感平台的高度）的影响， 像片比例尺与平台的高度H和焦距f有关。
中心投影受平台高度和焦距的影响
2.投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅比例尺 有所放大。在中心投影的像片上（见下图）像点ao，bo的相对位置 保持不变。在中心投影像片上（见下图），ao，bo的比例关系有显 著的变化，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子，地面上 AO=BO而像片上的ao>bo。
单 镜 头 框 幅 式 摄 影 机 构 造 示 意 图
。
镜头分为常角、宽角和特宽角；航空摄影机的焦距一般在150mm左右，航天摄影 机的焦距需要大于300mm甚至1000mm。像幅通常为230mm×230mm和180mm×180mm 。
摄影机类型
2. 缝隙式摄影机
缝隙式摄影机： 又称为是航带 摄影机，通过 焦平面前方设 置的与飞行垂 直的狭缝快门 获取横向的狭 带影像。多中 心投影。某一 瞬间获取的影 像仍为中心投 影。
返回
3.2 摄影成像系统
摄影成像：是利用 光学镜头和放置在 焦平面上的感光胶 片等组成的成像系
概述
摄影机的类型
航空摄影像片的几何特性 航空摄影像片的类型和特点
统记录地物影像的
一种技术，是遥感 最基础的成像方式 之一，是航空遥感
最重要的成像方式。 返回
3.2.1 摄影机类型
1.单镜头框幅式摄影机：一次曝光得到目标物一幅像片
（2）像元：像元是遥感成像的基本采样点，是构成遥感图像的 最小单元。正常情况下，像元对应于传感器的最小分辨单元， 呈正方形，并在图像上占据一定的面积。像元的大小是遥感图 像分辨率能力的最重要的指标，
2.光谱分辨率：指传感器所使用的波段数、波长及波段宽度，也就
是选择的通道数、每个通道的波长和带宽，这三个要素共同决定了
第3章 传感器及其成像方式
3.1 传感器概述 3.2 摄影成像系统
3.3 扫描成像系统
3.1 传感器概述
1 传感器的分类 2 传感器的组成 3 传感器的性能
传感器是收集、探
测、记录地物电磁波
辐射信息的装置。 它的性能决定遥感 的能力，即传感器对 电磁波段的响应能力、
传感器的空间分辨率
及图像的几何特征、 传感器获取地物信息 量的大小和可靠程度。
系统来说的，是衡量卫星系统成像能力和成像特点的一个重
要指标。 时间分辨率和卫星的回归周期（重访周期），是既有联 系又有区别的两个概念。 遥感卫星以一定的时间分辨率，在不同时间获取的同一 地区的一组遥感图像称之为多时相图像（ Multi-Temporal Image）。多时相遥感图像对地表事物的动态监测具有重要 意义。
航空摄影像片的像点位移 航空摄影像片的立体观察
航摄像片上地物的像点位置相对于其在地形图上的位置产生的变化。 返回
1.根据实施的方式分类： （1）单片摄影
（2）单航线摄影
航 空 摄 影 的 类 型
（3）多航线摄影（面积摄影）
2.根据摄影机主光轴与地面的关系，可分为垂直摄影和倾斜摄影。
返回
航 空 摄 影 像 片 的 投 影 及 其 构 像 特 点
与像面平行的直线在中心投影上仍为直线，与地面目标形状基本 一致。例如：地面上有两条道路以某种角度相交，反映在中心投影 像片上也仍然以相应的角度相交。如果直线垂直于地面（如电线杆） 其中心投影有两种情况：其 一 , 当直线与像片垂直并通过投影中心 （主光轴）时，该直线在像片上是个点。其二，直线的延长线不通 过投影中心（主光轴）时，这时直线的投影仍为直线，但该垂直线 状目标的长度和变形情况取决于目标在像片中的位置。近像片中心， 直线的长度被缩短，在像片的边缘，直线的长度被夸大。
缝 隙 式 摄 影 机
摄影机类型
3.全景摄影机：全景摄影机的焦距较长，主要用于军事侦察。
镜 头 转 动 式 全 景 摄 影 机
摄影机类型
4.多光谱摄影机：对同一地区在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机。
单镜头光束分离型
多镜头组合型
返回
3.2.2 航空摄影像片的几何特性
航空摄影的类型
航空摄影像片的投影及其构像特点
地形起伏对构像的影响
中心投影的构像规律
地面物体是一点，在中心投影上仍然是一个点。如果有几个点同 在一投影线上，它的影像便重叠成一个点。
传 感 器 的 组 成
• 感光胶片、光电敏感元件、固体敏感元件和波导
探测器
处理器
• 进行信号的放大、增强与调制 • 光电转化器
输出器
• 直接方式：摄影分幅胶片、扫描航带胶片、合成孔径雷达的波带片、显像 管荧光屏 • 间接方式：模拟磁带和数字磁带 • 输出器的类型：扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、彩 色喷墨记录仪等。
返回
3.1.3 传感器的性能
空间分辨率
光谱分辨率 辐射分辨率 时间分辨率
传感器的性能
1.空间分辨率 ：指的传感器所能识别的最小地面目标的大小。
（1）瞬时视场：指传感器的瞬时张角所对应的地面范围。取决
于瞬时视场角和传感器距离地面的高度。
1.空间分辨率 ：指的传感器所能识别的最小地面目标的大小。
光谱分辨率。传感器的波段数量越多、带宽越窄，其光谱分辨率就 越高。 根据成像过程中所使用的波段数；光学遥感系统分为： （1）全色成像系统 （2）多光谱成像系统 （3）超光谱成像系统：
（4）高光谱成像系统
3. 辐射分辨率：指传感器区分地物辐射能量细微变化
的能力，即传感器的灵敏度。传感器的辐射分辨率越
高，其对地物反射或发射能量的微小变化的探测能力 越强，所获取图像的层次就越丰富。
辐射分辨率一般用灰度的分级数来表示，即最暗—
最亮灰度值（亮度值）间分级的数目（量化级数）也 称为灰度分辨率。灰度一般按2n来分级。
4.时间分辨率：指卫星对同一地点重复成像的时间间隔，
即采样的时间频率。显然，时间分辨率主要是针对遥感卫星
返回
3.1.1 传感器的分类
按电磁波的 辐射来源 按成像原理
• 主动式传感器 • 被动式传感器
• 摄影机 • 扫描仪 • 雷达
与图像性质
按记录电磁 波信息方式
• 成像方式的传感器
• 非成像方式传感器 返回
3.1.2 传感器的组成
收集器
• • • •
摄影机：凸透镜 扫描仪：反射镜 雷达： 天线 多波段遥感：还包含滤色镜、棱镜、光栅、分光镜等。
垂直投影
中心投影
中心投影与垂直投影的区别
1.投影距离的影响：垂直投影的缩小和放大与投影距离无关，并有 统一的比例尺。中心投影则受投影距离（遥感平台的高度）的影响， 像片比例尺与平台的高度H和焦距f有关。
中心投影受平台高度和焦距的影响
2.投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅比例尺 有所放大。在中心投影的像片上（见下图）像点ao，bo的相对位置 保持不变。在中心投影像片上（见下图），ao，bo的比例关系有显 著的变化，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子，地面上 AO=BO而像片上的ao>bo。
单 镜 头 框 幅 式 摄 影 机 构 造 示 意 图
。
镜头分为常角、宽角和特宽角；航空摄影机的焦距一般在150mm左右，航天摄影 机的焦距需要大于300mm甚至1000mm。像幅通常为230mm×230mm和180mm×180mm 。
摄影机类型
2. 缝隙式摄影机
缝隙式摄影机： 又称为是航带 摄影机，通过 焦平面前方设 置的与飞行垂 直的狭缝快门 获取横向的狭 带影像。多中 心投影。某一 瞬间获取的影 像仍为中心投 影。
返回
3.2 摄影成像系统
摄影成像：是利用 光学镜头和放置在 焦平面上的感光胶 片等组成的成像系
概述
摄影机的类型
航空摄影像片的几何特性 航空摄影像片的类型和特点
统记录地物影像的
一种技术，是遥感 最基础的成像方式 之一，是航空遥感
最重要的成像方式。 返回
3.2.1 摄影机类型
1.单镜头框幅式摄影机：一次曝光得到目标物一幅像片
（2）像元：像元是遥感成像的基本采样点，是构成遥感图像的 最小单元。正常情况下，像元对应于传感器的最小分辨单元， 呈正方形，并在图像上占据一定的面积。像元的大小是遥感图 像分辨率能力的最重要的指标，
2.光谱分辨率：指传感器所使用的波段数、波长及波段宽度，也就
是选择的通道数、每个通道的波长和带宽，这三个要素共同决定了
第3章 传感器及其成像方式
3.1 传感器概述 3.2 摄影成像系统
3.3 扫描成像系统
3.1 传感器概述
1 传感器的分类 2 传感器的组成 3 传感器的性能
传感器是收集、探
测、记录地物电磁波
辐射信息的装置。 它的性能决定遥感 的能力，即传感器对 电磁波段的响应能力、
传感器的空间分辨率
及图像的几何特征、 传感器获取地物信息 量的大小和可靠程度。
系统来说的，是衡量卫星系统成像能力和成像特点的一个重
要指标。 时间分辨率和卫星的回归周期（重访周期），是既有联 系又有区别的两个概念。 遥感卫星以一定的时间分辨率，在不同时间获取的同一 地区的一组遥感图像称之为多时相图像（ Multi-Temporal Image）。多时相遥感图像对地表事物的动态监测具有重要 意义。
航空摄影像片的像点位移 航空摄影像片的立体观察
航摄像片上地物的像点位置相对于其在地形图上的位置产生的变化。 返回
1.根据实施的方式分类： （1）单片摄影
（2）单航线摄影
航 空 摄 影 的 类 型
（3）多航线摄影（面积摄影）
2.根据摄影机主光轴与地面的关系，可分为垂直摄影和倾斜摄影。
返回
航 空 摄 影 像 片 的 投 影 及 其 构 像 特 点
与像面平行的直线在中心投影上仍为直线，与地面目标形状基本 一致。例如：地面上有两条道路以某种角度相交，反映在中心投影 像片上也仍然以相应的角度相交。如果直线垂直于地面（如电线杆） 其中心投影有两种情况：其 一 , 当直线与像片垂直并通过投影中心 （主光轴）时，该直线在像片上是个点。其二，直线的延长线不通 过投影中心（主光轴）时，这时直线的投影仍为直线，但该垂直线 状目标的长度和变形情况取决于目标在像片中的位置。近像片中心， 直线的长度被缩短，在像片的边缘，直线的长度被夸大。
缝 隙 式 摄 影 机
摄影机类型
3.全景摄影机：全景摄影机的焦距较长，主要用于军事侦察。
镜 头 转 动 式 全 景 摄 影 机
摄影机类型
4.多光谱摄影机：对同一地区在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机。
单镜头光束分离型
多镜头组合型
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3.2.2 航空摄影像片的几何特性
航空摄影的类型
航空摄影像片的投影及其构像特点