遥感成像原理.
遥感摄影成像原理及应用
遥感摄影成像原理及应用遥感摄影成像原理是指利用摄影机通过光学系统将感光介质上物体辐射反射回来的能量转化为影像信号的过程。
遥感摄影成像原理主要包括光学成像原理和电子成像原理两种。
光学成像原理是指利用光线通过透镜和镜头来定向传播和汇聚，进一步形成清晰的影像。
它是利用透镜和光学仪器将地球上的物体光线反射进入摄影机，在感光介质上产生图像。
光学系统是遥感摄影成像的核心部分，它包括目标、光源、透镜等。
光线从目标发射出来后，通过投影透镜后到达感光介质上，形成一个倒立的、虚像的胶片或CCD\CMOS上。
电子成像原理是指利用电子传感器接收光信号，并将光信号转化为电信号，进而形成数字图像。
相对于传统的胶片摄影，电子成像有许多优点，如动态范围大、信噪比高、快速响应等。
目前最常用的电子成像技术是CCD和CMOS技术。
当光线照射到CCD芯片上时，CCD芯片会将光信号转化为电子信号，并通过模数转换器转化为数字信号。
遥感摄影的应用非常广泛。
首先，遥感摄影可以用于土地利用与覆盖监测。
通过监测地表的覆盖状况，可以对土地资源进行定量评价和管理。
其次，遥感摄影可以用于环境与生态监测。
通过监测大气和水体的污染状况，可以及时发现环境问题并采取相应措施。
再次，遥感摄影可以用于城市规划与建设。
通过监测城市的建设情况，可以合理规划城市发展，提高城市建设效率。
此外，遥感摄影还可以用于农业生产和林业资源管理。
总之，遥感摄影成像原理是通过光学成像和电子成像两种原理将物体反射回来的光线转化为影像信号的过程。
遥感摄影的应用范围广泛，包括土地利用与覆盖监测、环境与生态监测、城市规划与建设、农业生产和林业资源管理等领域。
随着技术的不断发展，遥感摄影在各个领域中的应用将会越来越广泛，为人们的生活带来更多的便利。
第3章遥感传感器及其成像原理.
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
遥感成像原理
遥感成像原理遥感技术是一种利用航空器、航天器等远距离传感器获取地球表面信息的技术。
遥感成像原理是指通过传感器获取地球表面的光学、热红外、微波等辐射信息，并将其转换成数字信号进行处理和分析的基本原理。
遥感成像原理主要包括辐射传输过程、传感器接收系统和图像处理三个方面。
首先，辐射传输过程是遥感成像的基础。
地球表面的特征物体会发出或反射不同波长的辐射能量，这些能量会经过大气层的吸收、散射和衰减，最终到达传感器。
不同波长的辐射能量在大气中的传输过程会受到大气成分、云层、气溶胶等因素的影响，因此需要进行大气校正和辐射校正，以获取真实的地表反射率或辐射率。
其次，传感器接收系统是遥感成像的关键。
传感器接收系统包括光学、热红外和微波等不同类型的传感器，它们能够接收地球表面不同波长的辐射能量，并将其转换成电信号。
光学传感器主要包括摄影机、高光谱仪和多光谱仪，能够获取地表的可见光和近红外光谱信息；热红外传感器能够获取地表的热红外辐射信息；微波传感器则能够穿透云层和大气，获取地表的微波辐射信息。
传感器的选择和设计对于获取地表信息具有重要意义，不同类型的传感器能够获取不同类型的地表信息，因此在实际应用中需要根据需求进行选择。
最后，图像处理是遥感成像的重要环节。
通过图像处理技术，可以对传感器获取的数字信号进行校正、增强、分类和解译，从而获取地表的信息。
图像处理主要包括预处理、特征提取和信息提取三个步骤。
在预处理过程中，需要对图像进行几何校正、辐射校正和大气校正，以确保图像的准确性和一致性；在特征提取过程中，需要利用数字图像处理技术对图像进行分割、分类和识别，提取地表信息；在信息提取过程中，需要根据需求对提取的地表信息进行分析和应用，例如用于土地利用、资源调查、环境监测等领域。
总之，遥感成像原理是一种通过传感器获取地球表面信息的技术，其原理包括辐射传输过程、传感器接收系统和图像处理三个方面。
通过对这些原理的深入理解和应用，可以更好地获取和利用地表信息，为地球科学、环境保护、资源管理等领域提供重要的支持和帮助。
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他：里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为：可见光传感器、红外传感器 和微波传感器，从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器，微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
（1）主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
（2）被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫 描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片：8~14μｍ。
热红外像片典型特征：热阴影；
高速运动热物体的“拖迹”；
（参见教材P144 ）
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点： (1) 投影方式：绝大部分采用中心投影方式成像； (2) 视觉感受：大部分为大中比例尺像片，像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨，从航空像片上可看到地物顶 （冠）的形态； (3) 阴影：本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2）况利下用，数波理统段计太方多法，，分选辨择率相关太性高小，、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵，，形方成差海大量，数信据息量，大反。而会“掩盖”地物
辐射特性，不利于快速探测和识别地物。
遥感摄影成像的原理和应用
遥感摄影成像的原理和应用1. 遥感摄影成像的原理遥感摄影成像是指利用人造卫星、无人机或飞机搭载的遥感摄影仪器，通过从高空或远距离的角度捕捉地面上的影像信息，从而实现对地表特征的观测和记录。
其原理主要包括以下几个方面：1.1 光学成像原理遥感摄影利用光学仪器进行影像记录，光学成像原理是其基础。
光学成像是通过光的反射、折射和透射等光学现象，将地面上的物体投射到相机的感光介质上，形成影像。
1.2 传感器工作原理遥感摄影仪器中所搭载的传感器是关键的组成部分，它能够将光学信号转化为电信号，从而成像。
传感器的工作原理多种多样，包括CCD（带电荷耦合器件）、CMOS（互补金属氧化物半导体）等。
1.3 数字图像处理原理遥感摄影仪器捕捉到的影像是以数字图像的形式存储和处理的。
数字图像处理原理包括图像去噪、图像增强、图像融合等一系列算法和技术，以提取地表特征并优化影像质量。
2. 遥感摄影成像的应用遥感摄影成像在各个领域有着广泛的应用，以下列举了几个重要的应用领域：2.1 地理勘测和制图遥感摄影成像能够获取大范围、高分辨率的地理数据，从而进行地理勘测和制图工作。
通过对摄影成像数据的处理和分析，可以生成数字地表模型、地形图、矢量地图等，为地理科学研究和城市规划提供基础数据。
2.2 农业监测和精准农业遥感摄影成像能够实时监测和评估农田的生长状态、土壤湿度、气温等关键指标，帮助农民进行精准农业管理。
通过遥感技术，农民可以及时了解农田的状况，优化施肥、灌溉等农业操作，提高农作物产量和质量。
2.3 灾害监测和应急响应遥感摄影成像可以实时监测地质灾害、自然灾害和人为灾害的发生和发展趋势，及时预警并进行应急响应。
比如，利用遥感影像可以监测山体滑坡、洪水等灾害的范围和程度，为灾后救援和重建提供依据。
2.4 环境保护和资源管理遥感摄影成像可以监测和评估自然资源和环境变化，为环境保护和资源管理提供数据支持。
通过对影像数据的分析，可以监测森林覆盖率、水体污染、土地利用等情况，制定环境保护政策和资源管理措施。
第 4 章 遥感原理-遥感传感器及遥感成像原理
0 ：地面分辨率 a0 0 ：平行于航行方向地面分辨率 a H a0 sec
：垂直于航行方向地面分辨率 a a sec a0 sec2 0
全景畸变 由于地面分辨率随扫描角发生变化，使红外扫描影像产生畸变，这 种畸变通常称之为全景畸变，形成原因是像距保持不变，总在焦面上， 而物距随扫描角发生变化所致。
采样后对每个像元（每个信道的一次采样）采用6bit进行编 码,24路输出共需144bit，都在9.958μS内生成，反算成每个字节 （6bit）所需的时间为0.3983μS（其中包括同步信号约占 0.3983μS) ，每个bit为队0.0664μS，因此，bit速率约为15Mbit/s （15MHz）。采样后的数据用脉码调制方式以 2229.5MHz或
探测器
探测器的作用是将辐射能转变成电信号输出。它的数量与成像板上 的光学纤维单元的个数相同，所使用的类型与响应波长有关，MSS 4-6采
用18个光电倍增管，MSS-7使用6个硅光电二极管，Landsat2,3的MSS8采
用2个汞钢筛热敏感探测器。其致冷方式采用辐射致冷器致冷。经探测器
检波后输出的模拟信号进入模数变换器进行数字化，再由发射机内调制
扫描线的衔接 当扫描镜的某一个反射镜面扫完一次后，第二个反射镜面接着重复扫 描，飞机的飞行使得两次扫描衔接。如何让每相邻两条带很好地衔接，可 由以下的关系式来确定。假定旋转棱镜扫描一次的时间为t，一个探测器地 面分辨率为a，若要使两条扫描带的重叠度为零，但又不能有空隙，则必须
a W t
W为飞机的地速 瞬时视场和扫描周期都为 常数，所以只要速度w与航高H 之比为一常数，就能使扫描线 正确衔接，不出现条纹图像
像面扫描
用电子枪准确地瞄准靶极上的点并对靶面进行扫描(所以又称电子扫
遥感成像原理
遥感的成像原理基于不同波段的电磁辐射与目标物相互作用的原理。
遥感技术通过感知和记录电磁波（如可见光、红外线、微波等）的能量和特定频段的反射、发射、散射等现象，实现对地球表面信息的探测和提取。
具体来说，遥感卫星等平台上搭载的传感器会根据设定好的波段和分辨率，接收地面物体反射或发射的电磁波，并记录下这些信息。
这些信息包括但不限于地物的光谱信息、辐射亮度、位置和几何形态等，涵盖了从紫外线、可见光、红外线、微波等各个波段。
通过这些信息，可以对目标物的特性和状态进行判断，并应用于土地利用规划、环境监测、灾害预警、农作物估测等领域。
遥感的成像方式有多种，例如：
1. 摄影成像：利用类似普通照相机的装置来获取地物的光学图像，然后对图像进行解析以获取地物的信息。
2. 扫描成像：利用扫描仪将地物逐点成像，通常需要配合计算机进行数据处理和图像重建。
3. 雷达成像：利用微波雷达对地物进行穿透探测，能够获取地下的信息，通常用于地质勘查和军事侦察等领域。
4. 合成孔径成像：利用飞机或卫星上搭载的合成孔径雷达进行高分辨率成像，通常用于地图制作和城市规划等领域。
总之，遥感技术以其覆盖范围广、信息量大、获取速度快等特点，在现代社会各个领域发挥着越来越重要的作用。
遥感的成像原理
遥感的成像原理遥感是利用从地球表面资源搜集到的数据并进行分析、解释的科学与技术。
遥感技术的核心是通过感知地球表面的电磁辐射，并将其转化为可视化图像和可量化的信息。
遥感的成像原理涉及到电磁辐射、能谱分析和图像处理等方面，并可分为光学遥感、热红外遥感、微波遥感等。
首先，光学遥感是指利用可见光、近红外和短波红外等电磁波段所携带的信息进行遥感数据获取和分析。
光学遥感系统由感光器件（如摄像机、相机）、目标物、大气等三个要素组成。
目标物反射或发射的电磁波经大气层传播到感光器件上，感光器件记录下来的光谱信号被压缩成数字图像。
这些数字图像经过进一步处理和分析，以获取目标物的空间分布、类型、形状、结构和光谱等信息。
其次，热红外遥感利用目标物的热辐射进行数据获取和分析。
热红外遥感系统由热成像器件、热辐射目标和大气等三个要素组成。
热辐射经过大气传播到热成像器件上，记录下来的红外图像被处理和分析，以了解目标物的温度、湿度、构成、热量分布和热交换等信息。
此外，微波遥感是通过感知和分析微波信号来获取地球表面信息的技术。
微波遥感系统由微波传感器、目标物和大气等要素组成。
微波信号通过目标物及大气层的反射、散射和透射传播并被微波传感器记录下来。
通过将微波信号处理和分析，可以获取目标物的表面形貌、湿度、冰雪覆盖、植被覆盖、土壤含水量等信息。
遥感的成像原理基于不同波段的电磁辐射与目标物相互作用的原理，通过感知和记录电磁波的能量和特定频段的反射、发射、散射等现象，实现对地球表面信息的探测和提取。
通过传感器记录的电磁谱信息，可以判断目标物的特性和状态，并应用于土地利用规划、环境监测、灾害预警、农作物估测等领域。
总之，遥感成像原理涉及电磁辐射、能谱分析和图像处理等多个方面，通过感知地球表面的电磁辐射并将其转化为可视化图像和可量化的信息实现对地球表面的探测和分析。
不同波段的遥感技术有其独特的应用领域和特点，综合各种遥感技术可以实现对地球的全面观测与监测。
遥感成像原理
遥感成像原理遥感成像是一种利用传感器获取地面信息的技术，通过对地球表面的电磁辐射进行感知和记录，可以获取到地表的各种信息，如地形、植被、土壤、水体等。
遥感成像原理是指利用遥感技术获取地面信息的基本原理和方法。
本文将从遥感成像的原理入手，介绍遥感成像的基本概念、原理和应用。
遥感成像的原理主要包括传感器、电磁波和地物之间的相互作用。
传感器是遥感成像的核心部件，它可以接收地面发射出来的电磁波，并将其转换成数字信号，然后再进行处理和分析。
电磁波是遥感成像的信息载体，它在地球表面上的反射、散射和辐射过程中，携带了大量的地物信息。
地物则是电磁波的作用对象，不同的地物在接收和反射电磁波时会产生不同的特征，这些特征可以被传感器感知和记录下来。
遥感成像的原理可以用一个简单的模型来解释。
当太阳光照射到地球表面时，地面上的地物会吸收、反射和散射太阳光，产生不同的电磁波。
这些电磁波经过大气层的传播和干扰后，到达传感器，传感器接收到的电磁波信号会被转换成数字信号，然后再进行处理和分析，最终形成遥感图像。
遥感成像的原理是基于地物与电磁波之间的相互作用，通过对地面电磁波的感知和记录，可以获取地表的各种信息。
不同的地物在电磁波的反射、散射和辐射过程中会产生不同的特征，这些特征可以被传感器感知和记录下来，从而实现对地表信息的获取和分析。
遥感成像的原理在许多领域都有着广泛的应用，如农业、林业、地质勘探、环境监测等。
通过遥感成像技术，可以实现对大范围地表信息的获取和监测，为各种领域的研究和应用提供了重要的数据支持。
总之，遥感成像的原理是基于地物与电磁波之间的相互作用，通过对地面电磁波的感知和记录，可以获取地表的各种信息。
遥感成像技术在许多领域都有着广泛的应用前景，将为人类社会的可持续发展提供重要的数据支持。
遥感成像原理
遥感成像原理遥感技术是一种利用传感器获取地面信息的技术，它可以在不接触地面目标的情况下获取目标的信息。
遥感成像原理是遥感技术的核心，它是指利用传感器对地面目标进行成像的基本原理。
遥感成像原理主要包括传感器的工作原理、电磁波的作用机制以及图像获取的基本流程。
首先，传感器的工作原理是遥感成像的基础。
传感器是利用光学、电子、微波等原理，将地面目标的信息转化为电信号的设备。
传感器可以根据不同的波段和分辨率来获取地面目标的不同信息，比如可见光、红外线、微波等波段。
通过传感器的工作原理，可以实现对地面目标的高效成像和信息获取。
其次，电磁波的作用机制是遥感成像的重要基础。
电磁波是遥感成像的载体，它在空间中传播并与地面目标相互作用，然后被传感器接收并转化为电信号。
不同波段的电磁波对地面目标的作用机制不同，可见光波段主要反映地表物体的颜色和形状，红外线波段可以反映地表物体的温度和植被状况，微波波段可以穿透云层和植被，反映地表的地形和水文信息。
电磁波的作用机制决定了遥感成像的信息获取能力和适用范围。
最后，图像获取的基本流程是遥感成像的实现方式。
图像获取包括辐射能量的辐射、传播和接收三个过程。
辐射过程是指地面目标发射或反射电磁波的过程，传播过程是指电磁波在大气中传播的过程，接收过程是指传感器接收地面目标辐射的过程。
图像获取的基本流程决定了遥感成像的技术难点和发展方向。
总之，遥感成像原理是遥感技术的核心，它是实现对地面目标信息获取的基础。
传感器的工作原理、电磁波的作用机制和图像获取的基本流程是遥感成像原理的重要内容，它们共同决定了遥感成像的技术特点和应用效果。
随着遥感技术的不断发展，遥感成像原理也在不断完善和拓展，为地球观测和资源调查提供了重要的技术支持。
希望通过本文的介绍，读者对遥感成像原理有了更深入的了解，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
遥感技术的基本原理
遥感技术的基本原理
遥感技术是利用航天器、飞机和地面观测点等平台，通过对地球表面物体反射、辐射和散射等信息的获取和分析，来研究和监测地球表面和大气变化的一种技术手段。
它的基本原理可以简单概括为以下几个方面：
1. 电磁辐射原理：遥感技术主要基于物体对电磁波的相互作用来获取信息。
地球表面物体受到太阳辐射的照射后，会根据其属性和组成的不同，吸收、反射或散射不同波长的电磁辐射。
利用遥感仪器可以测量到各种波长的电磁辐射，并通过光谱分析等手段，推断出地面物体的属性和组成。
2. 多光谱成像原理：遥感技术通常采用多光谱成像，即利用不同波段的光谱信息来获取地面物体的特征。
多光谱成像可以提供物体的颜色和反射率等信息，从而识别地表物体的类型如植被、水体或城市建筑等。
3. 高光谱成像原理：高光谱遥感技术相比多光谱遥感技术能够获取更高维度的光谱信息。
它可以对地面物体的光谱进行更加精细的分析，从而提供更多的物质信息和精准的物体识别能力。
4. 合成孔径雷达（SAR）原理：合成孔径雷达利用雷达波束的连续接收和信号处理技术，来获取地球表面物体的雷达信号。
相比传统光学遥感技术，SAR不受天气和时间的限制，且可
以获取地表的极化参数、高程数据等。
5. 精度定位原理：遥感技术的数据处理中需要对获取的影像进
行精度定位，以获取地理空间信息。
这通常通过电磁辐射学和地理配准等方法来实现。
总之，遥感技术的基本原理在于利用不同传感器和平台获取地球表面物体的电磁辐射信息，通过对这些信息的分析和处理，来研究和监测地球表面和大气的变化。
空间探测器遥感科学实验中的成像原理分析
空间探测器遥感科学实验中的成像原理分析一、引言空间探测器遥感科学是现代地球科学领域的一个重要分支，它通过利用卫星等空间探测技术，获取地球表面的遥感信息来研究地球表面自然和人类活动等相关问题。
成像原理是空间探测器遥感科学实验中关键的一个环节，它是利用传感器和图像处理技术将遥感信息转化成可视化的图像形式的基础。
本文主要介绍空间探测器遥感科学实验中的成像原理，包括成像原理概述、传感器分类、光学遥感和微波遥感两种成像原理的基本原理、成像流程及其优缺点等内容。
二、成像原理概述空间探测器遥感科学实验中的成像原理是指利用仪器和传感器对地球表面的不同波段的电磁波进行探测和记录，并将其转化为数字信号，再通过图像处理和空间分析等技术，生成可视化的图像和数据的过程。
其目的是为了捕捉地球表面的自然与人类活动的变化和特征，并为地球科学领域和相关环保、农业等领域提供有用的信息。
三、传感器分类空间探测器遥感科学的传感器主要分为光学遥感和微波遥感两种类型。
其中，光学遥感是指利用地球表面反射和散射的太阳辐射、地面热辐射和大气散射辐射等在大气中的吸收和传输的信息，来反推地表物质的特征和分布。
微波遥感则是通过测量地球表面及地表下的微波辐射，获取地球表面高度、土壤水分含量、大气气温等信息，用来探测各种遥感变量的物理量。
四、光学遥感的成像原理光学遥感的成像原理是基于光谱、光辐射和地表反射特性的。
光学遥感传感器可以细分为多种类型，例如，普通相机、多光谱相机、高光谱相机、航空和卫星遥感相机等。
其中，普通相机属于人眼可见光信号范围内的成像传感器，而其他类型的相机可以侦测到特定的波段或频率范围内的信息。
光学遥感的成像流程主要包括光谱分辨、空间分辨和辐射校正三个方面。
具体来说，在光学遥感的成像流程中，先通过传感器接收反射的光谱信息，得到地球表面的静态光谱图像，然后再根据光学传感器的分辨率和遥感图像的察觉范围等因素，对图像进行处理和分析，最后根据辐射校正等技术，将遥感图像转换成可视化的图像和数据。
遥感成像原理
摄影像片的几何特征
–像点位移
r
在中心投影的像
片上，地形的起伏
除引起像片比例尺
变化外，还会引起
平面上的点位在像
片位置上的移动。
其位移量就是中心
投影与垂直投影在
同一水平面上的
“投影误差”。hr
H
r：像点到像主点的距离
摄影像片的几何特征
由 hr 可以看出：
H
位移量与地形高差h成正比 位移量与像主点的距离r成正比 位移量与摄影高度（航高）H成反比
摄影像片的几何特征
–像片的比例尺
即像片上两点之间的距 离与地面上相应两点实际 距离之比。图中像片上的a、 b两点是地面上A、B两点的 投影。ab:AB即为像片的比 例尺。H为摄影平台的高度； f为摄影机的焦距。
通常f可以在像片的边 缘或相应的影像资料中找 到，H由摄影部门提供。
比例尺=ab:AB=f:H
–总视场角：扫描带的地面宽度称总现场。从遥感 平台到地面扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场 角，也叫总扫描角。
进行扫描成像时，总视场角不宜过大，否则图像 边缘的畸变太大。通常在航空遥感中，总视场角 取70o～120o。由于扫描仪的扫描角是固定的，因 此遥感平台的高度越大，所对应的地面总视场也 就愈大。
按瑞利散射原理，散射的强度与λ -4成正比。 由于微波的波长比红外波要长得多，因而散射要小 得多，所以与红外波相比，在大气中衰减较少，对 云层、雨区的穿透能力较强，基本上不受烟、云、 雨、雾的限制。
微波遥感的特点
–对某些地物具有特殊的波谱特征 许多地物间，微波辐射能力差别较大，因而 可以较容易地分辨出可见光和红外遥感所 不能区别的某些目标物的特性。例如，在 微波波段中，水的比辐射率为0.4，而冰的 比辐射率为0.99，在常温下两者的亮度温 度相差 100 K，很容易区别，而在红外波 段，水的比辐射率为0.96，冰的比辐射率 为0.92，两者相差甚微，不易区别。
遥感成像原理和遥感成像特征
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。
第三章遥感成像原理与遥感图像特征ppt课件
地球静止卫星轨道是地球同步轨道的特例，它
只有一条。
编辑版pppt
7
附录：3 卫星轨道及其运行特点
在地球静止卫星轨道运行的卫星的覆
盖范围很广，利用均布在地球赤道上的 3
颗这样的卫星就可以实现除南北极很小一
部分地区外的全球通信。
编辑版pppt
8
§1 遥感平台
➢ 摄影机外壳材料：不同波段选用不同材料
➢ 镜头：根据所摄取的波段选择。
编辑版pppt
12
§２ 摄影成像－摄影机
2、全景摄影机-扫描摄影机
缝隙式（或航带摄影机）和镜头转动式摄影机。
➢不是一幅一幅地曝光，而是连续曝光，不需快门。
➢为了得到清晰的影像必须满足：
f
WP Wi W
H
➢缺点？
编辑版pppt
分辨率较高的感光片）；
摄影技术（包括曝光量的选择、感光片的冲洗以及印
像、放大技术）。
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航空像片的分辨率
是衡量胶片分辨地物细部能力的一种指标。
用单位距离内能分辨的线宽与间隔相等的平行细
线的数目来表示。
主要取决于航摄相机的镜头分辨率和感光乳剂的
分辨率。但景物的反差、大气的光学条件、飞机
扫描成像过程当旋转棱镜旋转时第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次在扫描视场内的地面辐射能由幅的一边到另一边依次进入传感器经探测器输出视频信号再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
第三章遥感成像原理与遥感图像
特征
讲授教师：张彦丽
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测绘技术使用教程之卫星遥感成像原理与分析方法
测绘技术使用教程之卫星遥感成像原理与分析方法卫星遥感成像原理与分析方法引言卫星遥感技术作为一项现代测绘技术，在各个领域发挥着重要作用。
它通过利用卫星携带的传感器获取地球表面的图像数据，并从中提取有关地理信息，以支持各种应用。
本文将介绍卫星遥感成像的原理和基本分析方法，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、卫星遥感成像原理卫星遥感成像原理是指利用卫星携带的传感器对地球表面进行观测，并获取图像数据的方法和原理。
卫星通过携带不同类型的传感器，例如光学传感器、红外传感器和微波传感器等，来获取不同波段的图像数据。
这些传感器接收地球表面反射、辐射和散射的电磁波信号，并将其转化为数字图像。
在卫星遥感成像的过程中，可以采用不同的成像模式，包括扫描成像模式和推扫成像模式。
扫描成像模式是指卫星通过旋转传感器扫描地面，从而形成一个连续的图像覆盖区域。
推扫成像模式则是指卫星在运行轨道上连续推动传感器，从而获取一条带状图像。
卫星遥感成像原理的核心是利用电磁波在地球大气和地物表面的反射、辐射和散射规律，提取出地球表面的有关信息。
不同波段的电磁波对地物的反射、辐射和散射具有不同的敏感性，因此可以通过分析不同波段的遥感图像来获取地球表面的不同信息。
二、卫星遥感分析方法卫星遥感分析方法是指利用卫星遥感图像进行信息提取和分析的方法和技术。
它包括图像预处理、信息提取和信息分析等过程。
1. 图像预处理图像预处理是指对卫星遥感图像进行去噪、校正、增强和配准等处理的过程。
这些处理可以提高遥感图像的质量和准确性，以便更好地进行后续的信息提取和分析。
常用的图像预处理方法包括噪声滤波、几何校正、辐射校正和灰度增强等。
2. 信息提取信息提取是指从卫星遥感图像中获取有关地物和地理现象的特征和属性的过程。
信息提取包括目标检测、分类、识别和测量等。
目标检测是指在遥感图像中识别和提取感兴趣的目标和区域。
分类是指对遥感图像进行像素级的分类，将图像中的不同地物进行分类和统计。
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摄影成像 扫描成像 微波遥感
摄影成像
摄影是通过成像设备获取物体影像的技 术。传统摄影依靠光学镜头及放置在焦 平面的感光胶片来记录物体影像。数字 摄影则通过放置在焦平面的光敏元件， 经光/电转换，以数字信号来记录物体 的影像。
摄影成像
摄影机 摄影机是成像遥感最常用的传感器，可 装载在地面平台、航空平台以及航天平 台上，有分幅式和全景式摄影机之分。
摄影像片的几何特征
–像点位移 在中心投影的像 片上，地形的起伏 除引起像片比例尺 变化外，还会引起 平面上的点位在像 片位置上的移动。 其位移量就是中心 投影与垂直投影在 同一水平面上的 “投影误差”。 hr
H
r
rห้องสมุดไป่ตู้像点到像主点的距离
摄影像片的几何特征
hr 由 可以看出： H
位移量与地形高差h成正比 位移量与像主点的距离r成正比 位移量与摄影高度（航高）H成反比
（2）与像面平行的直线，在中心投影上仍然 是直线，与地面目标的形状基本一致。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：一是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 一个点；二是直线的延长线不通过投影中心， 这时直线的投影仍然是直线，但其长度和变 形情况则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，在像片边缘， 直线的长度被夸大。
摄影成像
全景摄影机焦距较长（可超过 600 mm），可在长23 cm（航向），宽 l28 cm（横向）的胶片上成像，主要 用于军事侦察。通常的遥感探测和制 图则大都采用分幅式摄影。
摄影成像
摄影机—多光谱摄影机
可同时直接获取可见光和近红外范围内若干 个分波段影像。有三种类型：多相机组合型、 多镜头组合型和光束分离型。
微波遥感方式与传感器
微波遥感分有源（主动）和无源（被动）两大类。 主动微波遥感:是指通过向目标地物发射微波并 接收其后向散射信号来实现对地观测的遥感方式。 主要传感器是雷达。此外，还有微波高度计和微 波散射计。 –雷达（Radar，Radio Direction And Range）
意为无线电测距和定位。其工作波段大都在微波范围， 少数也利用其他波段，例如利用红外波段工作的红外 雷达，还有利用激光器作发射波源的激光雷达。按照 雷达的工作方式可分为成像雷达和非成像雷达。成像 雷达中又可分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷 达。
多相机组合型:是将几 架相机同时组装在一个 外壳上，每架相机配置 不同的滤光片和胶片， 以获取同一地物不同波 段的影像
摄影成像
摄影机—多光谱摄影机
多镜头组合型:是在同一架相 机上装置多个镜头，配以不 同波长的滤光片，在一张大 胶片上拍摄同一地物不同波 长的影像。
光束分离型:是用一个 镜头，通过二向反射镜 或光栅分光，将不同波 段在各焦平面上记录影 像。
–分辨率较低，但特性明显 微波传感器的分辨率一般都比较低，这是因为其 波长较长，衍射现象显著的缘故。要提高分辨率 必须加大天线尺寸。其次，观测精度和取样速度 往往不能协调。欲保证精度就需要有较长的积分 时间，取样速度就要降低，通常是以牺牲精度来 提高取样速度的。此外，地球表面的地物温度大 多在200～300K，峰值波长都落在红外波段，因此 红外波段的辐射量要比微波大几个数量级。然而， 由于微波的特殊物理性质，使红外测量精度远不 及微波，也要差几个数量级。因此，总的说来， 红外和微波遥感各有优缺点。
分幅式摄影机成像示意图
摄影成像
摄影机—分幅式摄影机
对可见光遥感，摄影机外壳只需是不透 光材料，如金属、人造革、塑料等。对 红外摄影，则只能用金属材料。镜头则 需根据摄取的波段选择材料，不同材料 透过波长的上限不同。
摄影成像
摄影机—全景摄 影机 --又称扫描 摄影机。依结构 和工作方式可分 为缝隙式摄影机 和镜头转动式摄 影机。
光/机扫描成像
多 光 谱 扫 描 仪 光 学 系 统 原 理 图
光/机扫描成像
光机扫描的几何特征取决于它的瞬时视场角 和总视场角。
–瞬时机场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止 状态，此时，接收到的目标地物的电磁波辐射， 限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时 视场角，即扫描仪的空间分辨率。 –总视场角：扫描带的地面宽度称总现场。从遥感 平台到地面扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场 角，也叫总扫描角。 进行扫描成像时，总视场角不宜过大，否则图像 边缘的畸变太大。通常在航空遥感中，总视场角 取70o～120o。由于扫描仪的扫描角是固定的，因 此遥感平台的高度越大，所对应的地面总视场也 就愈大。
摄影像片的几何特征
–像片的比例尺 即像片上两点之间的距 离与地面上相应两点实际 距离之比。图中像片上的a、 b两点是地面上A、B两点的 投影。ab:AB即为像片的比 例尺。H为摄影平台的高度； f为摄影机的焦距。 通常f可以在像片的边 缘或相应的影像资料中找 比例尺=ab:AB=f:H 到，H由摄影部门提供。
Ka K Ku X C S L P
0.75~1.13 1.13~1.67 1.67~2.42 2.42~3.75 3.75~7.5 7.5~15 15~30 30~100
微波遥感与成像
微波遥感的特点
–能全天候、全天时工作 可见光遥感只能在白天工作，红外遥感虽可克 服夜障，但不能穿透云雾。因此，当地表被云层遮 盖时，无论是可见光遥感还是红外遥感均无能为力。 地球表面有40％～60％的地区常年被云层覆盖，平 均日照时间不足一半，尤其是海洋上更是如此。 按瑞利散射原理，散射的强度与λ -4成正比。 由于微波的波长比红外波要长得多，因而散射要小 得多，所以与红外波相比，在大气中衰减较少，对 云层、雨区的穿透能力较强，基本上不受烟、云、 雨、雾的限制。
摄影像片的几何特征
中心投影的透视规律 （3）平面上的曲线，在中心投影的像片上 仍为曲线。 （4）面状物体的中心投影相当于各种线的 投影的组合。水平面的投影仍为一平面。 垂直面的投影依其所处的位置而变化，当 位于投影中心时，投影所反映的是其顶部 的形状，呈一直线；在其他位置时，除其 顶部投影为一直线外，其侧面投影成不规 则的梯形。
微波遥感的特点
–对某些地物具有特殊的波谱特征 许多地物间，微波辐射能力差别较大，因而 可以较容易地分辨出可见光和红外遥感所 不能区别的某些目标物的特性。例如，在 微波波段中，水的比辐射率为0.4，而冰的 比辐射率为0.99，在常温下两者的亮度温 度相差 100 K，很容易区别，而在红外波 段，水的比辐射率为0.96，冰的比辐射率 为0.92，两者相差甚微，不易区别。
缝隙式摄影机又称航 带摄影机，通过焦平 面前方设置的与飞行 方向垂直的狭缝快门 获取横向的狭带影像。
摄影成像
–镜头转动式全景 摄影机有两种工作 方式，一种是转动 镜头的物镜，狭缝 设在物镜筒的后端， 随着物镜筒的转动， 在后方向弧形胶片 上聚焦成像。
摄影成像
–镜头转动式全景 摄影机的另一种是 用棱镜镜头转动、 连续卷片成像。
光/机扫描成像
光机扫描仪可分为单波段和多波段两种。 多波段扫描仪的工作波段范围很宽，从 近紫外、可见光至远红外都有。 扫描镜在机械驱动下，随遥感平台（飞 机、卫星）的前进运动而摆动，依次对 地面进行扫描，地面物体的辐射波束经 扫描反射镜反射，并经透镜聚焦和分光 分别将不同波长的波段分开，再聚焦到 感受不同波长的探测元件上。
微波遥感与成像
在电磁波谱中，波长在 1mm～1m的波段范围称微 波。该范围内又可再分为 毫米波、厘米波和分米波。 在微波技术上，还可将厘 米波分成更窄的波段范围， 并用特定的字母表示 微波遥感是指通过微波传 感器获取从目标地物发射 或反射的微波辐射，经过 判读处理来识别地物的技 术。
谱带名称 波长范围/cm
摄影像片的几何特征
垂直摄影像片的几何特征
–像片的投影：常用的大比例尺地形图属于垂 直投影或近垂直投影，而摄影像片却属于中 心投影。 中心投影与垂直投影的区别 表现为三个方面： （1）投影距离的影响 （2）投影面倾斜的影响 （3）地形起伏的影响
垂直投影 中心投影
摄影像片的几何特征
（1）投影距离的影响：垂直投 影图像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 平台高度）影响，像片比例尺 与平台高度H和焦距f有关。 （2）投影面倾斜的影响：当投 影面倾斜时，垂直投影的影 像仅表现为比例尺有所放大， 像点相对位置保持不变。在中 心投影的像片上比例关系有 显著的变化，各点的相对位置 和形状不再保持原来的样子。
摄影像片的几何特征
（3）地形起伏的影响 垂直投影时，随地面起伏变化，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 片上投影点水 平位置的位移 量就越大，产 生投影误差。 这种误差有一 定的规律。
摄影像片的几何特征
中心投影的透视规律： 在中心投影的像片上，各种物体的形状 不同及其所处的位置不同，其变形的情况也 各不相同。了解不同形状物体在中心投影影 像上的变形规律，对解译和制图是必要的。 （1）地面物体是一个点，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。
摄影成像
摄影机—分幅式摄影机
一次曝光得到目标物一幅 像片，镜头分常角（视场 角50o～70o）、宽角（视 场角70o～105o）和特宽角 （视场角105o～135o）， 同平台高度下，视场角愈 大，地面覆盖范围愈大。 焦距 f小于 100 mm为短焦 距， 100～200 mm为中焦 距，大于 200 mm为长焦距。 航空摄影相机的焦距在 150 mm左右。航天摄影机 的焦距需要大于300 mm， 甚至大于 1000mm。