2遥感平台及运行特点
第三章 遥感平台及与运行特点
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
《遥感原理与应用》习题答案解析
《遥感原理与应用》习题答案解析遥感原理与应用习题第一章遥感物理基础一、名词解释1遥感：在不接触的情况下，对目标或自然现象远距离感知的一门探测技术。
2遥感技术：遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。
3电磁波：电磁波（又称电磁辐射）就是由同相震荡且互相横向的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向旋转轴电场与磁场形成的平面，有效率的传达能量和动量。
电磁辐射可以按照频率分类，从高频率至高频率，包含存有无线电波、微波、红外线、红外线、紫外光、4电磁波五音：把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排序，就构成了电磁波五音5绝对黑体：能够完全吸收任何波长入射能量的物体6灰体：在各种波长处的发射率相等的实际物体。
7绝对温度：热力学温度，又叫做热力学温标，符号t，单位k（开尔文，缩写上开）8色温：在实际测量物体的光谱电磁辐射通量密度曲线时，常常用一个最吻合灰体电磁辐射曲线的黑体电磁辐射曲线做为参考这时的黑体电磁辐射温度就叫做色温。
9大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段称。
10发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。
11光谱反射率：物体的散射电磁辐射通量与入射光电磁辐射通量之比。
12波粒二象性：电磁波具备波动性和粒子性。
13光谱反射特性曲线：反射波谱曲线是物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。
问答题1黑体电磁辐射遵从哪些规律？（1由普朗克定理知与黑体辐射曲线下的面积成正比的总辐射通量密度w随温度t的增加而迅速增加。
(2绝对黑体表面上，单位面积升空的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。
(3黑体的绝对温度增高时，它的电磁辐射峰值向短波方向移动。
(4不好的辐射体一定就是不好的吸收体。
(5在微波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。
2电磁波五音由哪些相同特性的电磁波段共同组成？遥感技术中所用的电磁波段主要存有哪些？a.包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x射线、伽玛射线等b.微波、红外波、可见光3物体的电磁辐射通量密度与短萼有关？常温下黑体的电磁辐射峰值波长就是多少？（1与光谱反射率，太阳入射在地面上的光谱照度，大气光谱透射率，光度计视场角，光度计有效接受面积。
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。
2wq遥感平台及运行特点
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
遥感的基本原理及技术特点
遥感的基本原理及技术特点一、基本概念遥感一词来源于英语“Remote Sensing”，其直译为“遥远的感知”，时间长了人们将它简译为遥感。
遥感是20世纪60年代发展起来的一门对地观测综合性技术。
自20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，遥感技术的应用也日趋广泛。
随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入，未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。
关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释: 广义的解释: 一切与目标物不接触的远距离探测。
狭义的解释: 运用现代光学、电子学探测仪器，不与目标物相接触，从远距离把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。
遥感技术系统是实现遥感目的的方法论、设备和技术的总称。
现已成为一个从地面到高空的多维、多层次的立体化观测系统。
研究内容大致包括遥感数据获取、传输、处理、分析应用以及遥感物理的基础研究等方面。
遥感技术系统主要有：①遥感平台系统，即运载工具。
包括各种飞机、卫星、火箭、气球、高塔、机动高架车等；②遥感仪器系统。
如各种主动式和被动式、成像式和非成像式、机载的和星载的传感器及其技术保障系统；③数据传输和接收系统。
如卫星地面接收站、用于数据中继的通讯卫星等；④用于地面波谱测试和获取定位观测数据的各种地面台站网；⑤数据处理系统。
用于对原始遥感数据进行转换、记录、校正、数据管理和分发；⑥分析应用系统。
包括对遥感数据按某种应用目的进行处理、分析、判读、制图的一系列设备、技术和方法。
遥感技术系统是一个非常庞杂的体系。
对某一特定的遥感目的来说，可选定一种最佳的组合，以发挥各分系统的技术优势和总体系统的技术经济效益。
二、系统的组成遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此实施遥感是一项复杂的系统工程。
根据遥感的定义，遥感系统主要由以下四大部分组成：1、信息源信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。
遥感平台及运行特点
第三章遥感平台及运行特点一、名词解释：1、遥感平台2、遥感传感器3、卫星轨道参数4、微波成像原理5、中心投影卫星6、近地点角距7、光谱分辨率 8、空间分辨率9、时间分辨率 10、开普勒第三定理11、重复周期 12、近圆形轨道13、与太阳同步轨道 14、近极地轨道15、偏移系数 16、热红外成像原理17、可见光与近红外成像原理 18、正射投影二、填空题：1、遥感卫星轨道的四大特点。
2、卫星轨道参数有。
3、卫星姿态角是。
4、遥感平台的种类可分为、、三类。
5、卫星姿态角可用、、等方法测定。
6、与太阳同步轨道有利于。
7、LANDSAT系列卫星带有TM探测器的是；带有TM探测器的是。
8、SPOT系列卫星可产生异轨立体影像的是；可产生同轨立体影像的是。
9、ZY-1卫星空间分辨率为。
10、美国高分辨率民用卫星有。
11、小卫星主要特点包括。
12、可构成相干雷达影像的欧空局卫星是。
三、选择题：(单项或多项选择)1、卫星轨道的升交点和降交点是卫星轨道与地球①黄道面的交点②地球赤道面的交点③地球子午面的交点。
2、卫星与太阳同步轨道指①卫星运行周期等于地球的公转周期②卫星运行周期等于地球的自转周期③卫星轨道面朝向太阳的角度保持不变。
3、卫星重复周期是卫星①获取同一地区影像的时间间隔②经过地面同一地点上空的间隔时间③卫星绕地球一周的时间。
4、以下哪种仪器可用作遥感卫星的姿态测量仪①AMS②TM③HRV④GPS⑤星相机。
四、问答题：1.根据Landsat-1的运行周期，求该卫星的轨道高度。
2. 根据Landsat-4/5的运行周期、重复周期和偏移系数，通过计算排出其轨道（赤道处）的分布图。
3. 以Landsat-1为例，说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。
4. 摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？5.获得传感器姿态的方法有哪些？简述其原理。
6.简述遥感平台的发展趋势。
NDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点？8.微波遥感的特点有哪些？9.按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型？10.试述NOAA气象卫星的轨道特征和卫星传感器AVHRR各通道的作用。
遥感复习总结
遥感复习总结遥感复习总结（⽶杏当年⾃⼰总结的哈，标红是重点，当年还是很多考到了的，不过重点还是看那份卷⼦，绝⼤部分考原题，还有⼀定⼀定要重视最后⼀次实验，当年最后⼀道题就是考最后⼀次实验，还有复习的时候也把每次的实验看⼀下）第⼀章：绪论⼀、遥感的基本概念即遥远的感知。
利⽤探测仪器，在不直接接触的情况下，收集⽬标或⾃然现象的电磁波信息，对电磁波信息进⾏处理和分析，从⽽获取事物特性的综合性探测技术。
⼆、遥感系统包括被测⽬标的信息特征、信息的获取（遥感平台、遥感器）、信息的传输与记录（信息传输和接收设备）、信息的处理（图像处理设备）和信息的应⽤⼯作原理：⽬标地物通过发射、反射（太阳辐射）和回射（雷达）作⽤发出电磁波信号，装载在遥感平台上的遥感器接受和获取信息源的电磁波信号，记录在数字磁介质或胶⽚上，送⾄地⾯回收或传输给地⾯的卫星接收站，进⾏⼀系列的信息处理（如光学处理、计算机处理、解译），转换成可供⽤户使⽤的数据格式。
三、遥感的分类☆按遥感平台分类：近地⾯遥感、航空遥感、航天遥感。
☆按传感器的探测波段分类：紫外、可见光、红外、微波。
☆按⼯作⽅式分类：主动遥感：由探测器主动发射⼀定电磁波能量并接收⽬标的反向散射信号。
被动遥感：传感器不向⽬标发射电磁波，仅被动接收⽬标物的⾃⾝发射和对⾃然辐射源的反射能量。
☆按资料记录形式分类：成像⽅式、⾮成像⽅式。
☆按应⽤领域分类：陆地遥感、海洋遥感、农业遥感、城市遥感……四、遥感的特点☆感测范围⼤，具有综合、宏观的特点。
☆信息量⼤，具有⼿段多，技术先进的特点。
☆获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。
☆遥感还具有⽤途⼴，效益⾼的特点。
五、遥感技术发展简况遥感技术发展趋势：3 全（全天候、全天时、全球）3 ⾼（⾼空间、⾼光谱、⾼时间分辨率）3个结合（⼤-⼩卫星，航空-航天，技术-应⽤）六、遥感技术应⽤领域：林业、农业、⽔⽂与海洋产业、国⼟资源、⽓象、环境监测、测绘、城市、考古、军事、突发事件等。
遥感习题
第一章电磁波及遥感物理基础名词解释：1、遥感2、遥感技术3、电磁波4、电磁波谱5、大气窗口6、光谱反射率7、光谱反射特性曲线问答题：1、叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。
2、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？3、何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。
第二章遥感平台及运行特点名词解释：1、遥感平台2、遥感传感器3、卫星轨道参数4、升交点赤经5、轨道倾角5、近地点角距6、卫星姿态角7、重复周期8、近圆形轨道9、与太阳同步轨道10、近极地轨道11、小卫星问答题：2、以Landsat-1为例，说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。
3、叙述地心直角坐标系与地心大地直角坐标系的差别和联系。
4、获得传感器姿态的方法有哪些？简述其原理。
5、简述遥感平台的发展趋势。
6、LANDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点？第三章遥感传感器及其成像原理名词解释：1、遥感传感器2、红外扫描仪3、多光谱扫描仪4、推扫式成像仪5、成像光谱仪6、MSS7、TM8、HRV9、SAR 10、INSAR 11、CCD 12、真实孔径侧视雷达13、合成孔径侧视雷达14、全景畸变15、动态全景畸变16、静态全景畸变17、距离分辨率18、方位分辨率19、雷达盲区20、粗加工产品21、精加工产品22、多中心投影填空题：1、目前遥感中使用的传感器大体上可分为等几种。
2、遥感传感器大体上包括几部份。
3、MSS成像板上有个探测单元;TM有个探测单元。
4、LANDSAT系列卫星具有全色波段的是,其空间分辨率为。
5、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的分辨率。
6、扫描仪产生的全景畸变，使影像分辨率发生变化，x方向以变化，y 方向以变化。
7、实现扫描线衔接应满足。
选择题：(单项或多项选择)1、全景畸变引起的影像比例尺变化在X方向①与COSθ成正比②在X方向与COSθ成反比③在X方向与COS²θ成正比④在X方向与COS²θ成反比。
遥感-总结内容1
第一章1.遥感概念及特点。
答：概念：为了某种目的，采用不接触目标物的记录器，收集其信息并对其进行探测、识别、分类、判读和分析的过程；具有动态（where、when、what）、宏观(全天候、全天使、全球)、准确（高空间、高光谱、高时空分辨率）、系统（大小卫星、航天航空、技术与应用）的特点。
2.遥感平台、传感器的概念、功能和种类答：遥感平台是指遥感中搭载传感器的运载工具。
大体可以分为三类：地面平台、航空平台、和航天平台。
传感器是远距离感测和记录地物环境辐射或反射电磁波能量的遥感仪器，通常安装在遥感平台上。
根据记录方式的不同，分为成像方式和非成像方式两类。
3.遥感技术系统由哪几部分组成?各自功能是什么?答：遥感系统由以下四部分组成：遥感平台，遥感中搭载传感器的运载工具。
传感器，用来远距离感测和记录地物环境辐射或反射电磁波能量。
遥感信息的接收和处理，接收航空遥感和卫星遥感所获取的胶片和数字图像，并对其进行一系列的校正处理。
遥感图像判读和应用：将遥感图像光谱信息转化为用户的类别信息，也就是为了应用目的和要求对遥感数据进行分析分类和解译。
4.遥感影像的优缺点答：优点：动态、宏观、准确、真实客观、可数字化处理提取有效信息，可以不断的更新，具有时需性，便于现地找点。
缺点：无境界线、无属性、坐标、不能标明地类。
5.遥感技术的应用领域及发展趋势。
答：环境保护方面的应用，遥感对于检测各种环境变化，如城市化、沙漠化、土地退化、盐渍化、环境污染问题都能起到独特的作用。
发展趋势：多分辨率多遥感平台并存，空间、时间、光谱分辨率普遍提高；微波遥感、高光普遥感迅速发展；遥感的综合应用不断深化，商业遥感时代的到来。
6.天然遥感与人工遥感答：天然遥感：自然界中依靠独特的生体特征，以不接触目标物的形式，收集其信息并对其进行探测、识别，比如蝙蝠、海豚等动物；人工遥感：为了某种目的，采用不接触目标物的记录器，收集其信息并对其进行探测、识别、分类、判读和分析的过程；7.主动遥感与被动遥感答：传感器只能被动的接收地物反射的太阳辐射电磁波信息进行的遥感为被动遥感；传感器本身发射人工辐射，接收地物反射回来的辐射，这种探测地物信息的遥感即为主动遥感。
武汉大学遥感原理与应用习题
武汉⼤学遥感原理与应⽤习题第⼀章遥感物理基础名词解释：遥感、电磁波谱、绝对⿊体、灰体、⾊温、⼤⽓窗⼝、发射率、光谱反射率、波粒⼆象性、光谱反射特性曲线、问答题：1、⿊体辐射遵循哪些规律？2、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所⽤的电磁波段主要有哪些？3、物体的辐射通量密度与哪些因素有关？常温下⿊体的辐射峰值波长是多少？4、叙述沙⼟、植物、和⽔的光谱反射率随波长变化的⼀般规律。
5、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？6、何为⼤⽓窗⼝？分析形成⼤⽓窗⼝的原因。
7、传感器从⼤⽓层外探测地⾯物体时，接收到哪些电磁波能量？第⼆章遥感平台及运⾏特点名词解释：遥感平台、遥感传感器、卫星轨道参数、升交点⾚经、卫星姿态⾓、与太阳同步轨道、LandSat 、SPOT 、问答题：1、遥感卫星轨道的四⼤特点是什么？这些特点有什么好处？2、阐述遥感卫星轨道的特点及其作⽤。
3、确定传感器姿态的⽅法有哪些？简述其原理。
4、从卫星遥感影像获取到处理涉及到多个坐标系，描述这些坐标系统的定义及其作⽤。
5、查阅资料或搜索⽹站资源，⾄少列出5个遥感卫星数据产品代理或宣传⽹址，以其中⼀种遥感卫星为例，描述其数据产品的种类及分类标准。
第三章遥感传感器名词解释：遥感传感器、探测器、红外扫描仪、多光谱扫描仪、推扫式成像仪、成像光谱仪、瞬时视场、MSS、TM、HRV、SAR、INSAR、CCD、真实孔径侧视雷达、全景畸变、合成孔径侧视雷达、距离分辨率、⽅位分辨率、多中⼼投影、斜距投影简答题：1、⽬前遥感中使⽤的传感器可分为哪⼏种？2、遥感传感器包括哪⼏部分？3、LANDSAT 系列卫星上具有全⾊波段的是哪⼀颗？其空间分辨率怎样？4、利⽤合成孔径技术能提⾼侧视雷达的何种分辨率？5、实现扫描线衔接应满⾜的条件是什么？6、叙述侧视雷达图像的影像特征。
7、物⾯扫描的成像仪为何会产⽣全景畸变？8、TM专题制图仪与MSS多光谱扫描仪有何不同？9、SPOT 卫星上的 HRV推扫式扫描仪与TM专题制图仪有何不同？第四章遥感图像处理（⼀）名词解释：光学影像、数字影像、空间域图像、频率域图像、图像采样、灰度量化、ERDAS 、BSQ 、BIL简答题：1、叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。
遥感原理与方法
遥感原理与应用绪论1.遥感的概念遥感：即遥远感知,是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术.广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波声波、地震波等的探测.狭义遥感：电磁波遥感,即应用传感器,不与探测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示物体的特征性质及其变化的技术.2.遥测与遥控遥测：对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术.遥控：远距离控制目标物体运动状态和过程的技术.3.遥感的分类按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感.按传感器的探测波段范围分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感.按工作方式分：主动遥感、被动遥感 .按记录信息的表现形式分：成像遥感、非成像遥感.按遥感的应用领域分：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感、资源遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、城市遥感、军事遥感等等.4.遥感三要素目标物传感器测量方法5.遥感的主要特点1)获取信息真实、客观2)获取信息的速度快,周期短3)获取信息受条件限制少,范围大4)获取信息的手段多,信息量大6.遥感的过程地物发射或反射电磁波传感器获取数据数据处理信息提取应用7.遥感的应用①利用多时相影像发现土地利用变化、农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球和局部环境监测；②利用高分辨率影像提取城市信息交通道路网络；③军事应用越来越重要：重要目标定位与侦察、导航与武器制导、打击效果评估、战场环境监测等；④高光谱遥感在精准农业中的应用；⑤在建设数字城市、数字省区和数字中国中的应用：DOM、DEM和DLG.第一章电磁波及遥感物理基础1.电磁波传播原理：交互变化的电磁场在空间的传播.描述特性指标：波长、频率、振幅、相位等.特性：波动性、粒子性、横波2.干涉基本原理：波的叠加原理叠加条件：频率相同、震动方向相同、具有固定位相关系3.衍射概念：光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象.爱里斑：衍射实验中观察屏上的中央亮斑,其角半径为衍射角.瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗环相重合时,这两个点光源恰好能被这一光学仪器所分辨.4.偏振概念：如果光矢量E在一个固定水平面内只沿一个方向作振动,则这种光称为偏振光.偏振态：光矢量在垂直于传播方向的平面内可能存在的不同振动状态偏振面振动面：振动方向光矢量方向与光传播方向构成的平面偏振态分类：完全偏振线偏振、圆偏振、椭圆偏振,非偏振,部分偏振5.极化概念：极化是指电磁波的电场振动方向的变化趋势.水平极化H极化：卫星向地面发射信号时,电磁波的振动方向是水平方向.垂直极化V极化：卫星向地面发射信号时,电磁波的振动方向是垂直方向.6.电磁波波谱紫外线：波长范围为～μm,太阳光谱中,只有～μm波长的光到达地面,对油污染敏感,但探测高度在2000 m以下.可见光：波长范围：～μm,人眼对可见光有敏锐的感觉,是遥感技术应用中的重要波段.红外线：波长范围为～1000μm,根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外.微波：波长范围为1 mm～1 m,穿透性好,不受云雾的影响.7.黑体绝对黑体：在任何温度下,对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1100%的物体.黑体辐射：黑体的热辐射称为黑体辐射.黑体辐射的三个特性：温度越高,总的辐射通量密度越大,不同温度的曲线不同.随着温度的升高,辐射最大值所对应的波长向短波方向移动.辐射通量密度随波长连续变化,每条曲线只有一个最大值.8.太阳辐射概念：太阳是被动遥感主要的辐射源,又叫太阳光.太阳常数：不受大气影响,在距太阳一个天文单位内,垂直于太阳辐射方向,单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量.1353W/m2特点：①太阳光谱相当于5800 K的黑体辐射；②太阳辐射的能量主要集中在可见光,其中～μm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%,最大辐射强度位于波长μm左右；③到达地面的太阳辐射主要集中在～μm波段,包括近紫外、可见光、近红外和中红外；④经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；⑤各波段的衰减是不均衡的；9.大气大气垂直分层：对流层、平流层、电离层和外大气层大气对太阳辐射的作用：大气吸收主要原因、散射、反射引起吸收的主要成分：氧气、臭氧、二氧化碳、水蒸气散射的概念：电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的传播方向的一种现象.主要发生在可见光波段散射方式：米散射、均匀散射、瑞利散射大气散射特点：群体散射强度是个体散射强度的线性和.大气散射系数与高度的关系分子散射与气溶胶散射光强之比随角度和能见度的变化规律.大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射,吸收和散射的,透射率较高的波段称为大气窗口.遥感大气窗口：10.地物发射辐射发射率：地物的辐射出射度单位面积上发出的辐射总通量W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值.它也是遥感探测的基础和出发点.影响因素：地物的性质、表面状况、温度按照发射率与波长的关系,把地物分为：黑体或绝对黑体：发射率为1,常数.灰体：发射率小于1,常数选择性辐射体：发射率小于1,且随波长而变化.地物的发射光谱发射光谱：地物的发射率随波长变化的规律.发射光谱曲线：按照发射率和波长之间的关系绘成的曲线.亮度温度：它是衡量地物辐射特征的重要指标.指当物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时,该黑体的绝对温度即为亮度温度.等效温度：为了分析物体的辐射能力,常用最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线来表达,这时黑体辐射温度称为该物体的等效辐射温度.11.地物辐射地物辐射特性：①在～波段主要在可见光和近红外波段,地表以反射太阳辐射为主,地球自身的辐射可以忽略 .②在～波段主要在中红外波段,地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源.③在以上的热红外波段,以地球自身的热辐射为主,地表反射太阳辐射可以忽略.热红外成像地物辐射的分段特性的意义：①可见光和近红外波段遥感图像上的信息来自地物反射特性.②中红外波段遥感图像上,既有地表反射太阳辐射的信息,也有地球自身的热辐射的信息.③热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐射特性.12.不同电磁波段中地物波谱特性可见光和近红外波段：主要表现地物反射作用和地物的吸收作用.热红外波段：主要表现地物热辐射作用.微波波段：主动遥感利用地物后向散射；被动遥感利用地物微波辐射.13.地物反射辐射反射率ρ：地物的反射能量与入射总能量的比,即ρ=Pρ/ P0×100%.表征物体对电磁波谱的反射能力.地物的反射：太阳光通过大气层照射到地球表面,地物会发生反射作用,反射后的短波辐射一部分为遥感器所接收.影响因素：表面颜色、粗糙度和湿度地物反射类型：镜面反射、漫反射、方向反射14.地物波谱特性定义：研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律.作用：物体波谱曲线形态,反映出该地物类型在不同波段的反射率,通过测量该地物类型在不同波段的反射率,并以此与遥感传感器所获得的数据相对照,可以识别遥感影像中的同类地物.研究地表的主要波段：可见光和近红外波段可见光和近红外地物光谱测试的作用：①传感器波段的选择、验证、评价；②建立地面、航空和航天遥感数据的定量关系；③地物光谱数据与地物特征的相关分析.第二章遥感平台及运行特点1.遥感平台组成：由遥感传感器、数据记录装置、姿态控制仪、通信系统、电源系统、热控制系统等组成.功能：在不同高度进行多平台遥感,可获得不同比例尺、分辨率和地面覆盖面积的遥感图像.类型：按遥感平台距地面的高度分为地面平台、航空平台和航天平台.2.遥感平台的作用地面平台：地面平台稳定性高,能够进行近距离测量,可以测定各类地物的波谱特性；航空平台：能够快速进行航空摄影测量,各种大范围调查和侦察.航天平台：进行各地点和时期期的地球观测,空间调查与实验,提供各种数据.3.卫星轨道及运行特点春分点：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：升交点赤经Ω: 春分点R逆时针方向到升交点K的弧长近地点角距ω: 从升交点K沿轨道到近地点A的角距过近地点时刻 t: 卫星S与近地点A间的角距长半轴 a:轨道椭圆的长半径偏心率 e:轨道椭圆的偏心率倾角 i:轨道平面与赤道平面的夹角卫星坐标解算方法：利用星历参数解算、用GPS测定.卫星的姿态：通常用 X前进的切线方向、Y垂直与轨道面方向、Z垂直与ＸＹ面三轴定向表示:绕Ｘ轴称滚动；绕Ｙ轴称俯仰；绕Ｚ轴称航偏.测量的方法有：红外姿态测量仪、恒星相机测定法、GPS 方法4.遥感中常用卫星轨道参数轨道周期：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.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,运行周期相等倾斜轨道：顺行轨道--0°＜i＜90°卫星运行方向与地球自转方向一致--可覆盖最高南北纬度为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 .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5.陆地卫星用途：用于陆地资源和环境探测平台要求：①对全球表面进行周期性成像覆盖;②保证在卫星通过北半球中纬度地区时有最佳光照条件；③同一地点、不同日期的成像地方时间、太阳光照角基本一致.轨道特征：①近极地轨道,卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角近90度.轨道倾角越大,覆盖地球表面的面积越大.②卫星轨道近圆形地球资源卫星的偏心率很小③与太阳同步轨道：卫星轨道平面与太阳光之间的夹角太阳光照角始终保持一致的轨道.④可重复观测：地球资源卫星的按一定的周期运行,一个重复周期对地球扫描一次；第三章遥感传感器及其成像原理1.传感器基本组成：收集系统、探测系统、信号转换系统处理器、记录系统输出器收集系统：接收地物辐射电磁波将其聚焦成像探测系统.探测系统：对电磁辐射敏感、将辐射能转换成电信号.信号转换系统：将电信号转换为便于显示、记录、处理的光信号.记录系统：将探测系统或信号转换系统输出的电磁波信息光信号记录、存储到遥感信息载体,以影像或数字形式输出.2.描述遥感器的特性参数空间分辨率：表示按地物几何特征尺寸和形状和空间分布,即在形态学基础上识别目标的能力.光谱分辨率：指遥感器在接收目标辐射的波谱时,能分辨的最小波长间隔,即遥感器的工作波段数目、波长及波长间隔波带宽度 .辐射分辨率辐射灵敏度：辐射分辨率指遥感器探测元件在接收波谱辐射信号时,能分辨的最小辐射度差.时间分辨率：为分析、识别目标所必须具有的最小时间间隔,称时间分辨率.3.传感器类型及优缺点①摄影类型的传感器优点：成本低易操作信息量大缺点：局限性大 ,影像畸变较严重,成像受气侯、光照和大气效应的限制影像须回收胶片②扫描成像类型传感器优点：可对全部五个大气窗口的电磁辐射进行探测,可进行多波段、超多波段遥感--波谱分辨率高缺点：空间分辨率相对较低③雷达成像类型传感器④非图像类型传感器⑤成像光谱仪⑥推扫式传感器4.TM特点①TM中增加一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞行轨道②往返双向都对地面扫描MSS仅单向扫描；③地面分辨率由79米到30米；④波段由5个增加到7个；⑤有热红外通道TM6 .5.ETM+ 特点①增加了全色波段,分辨率为15米;②采用双增益技术使热红外波段的分辨率提高到60米；③改进后太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%.D三种主要功能光电转换：入射辐射在MOS电容CCD元上产生与光亮度成正比的电荷电荷积累：当电压加到CCD电极上时—在硅层形成电位势阱--电荷在势阱内积累电荷转移：加高压形成深势阱, 加低压形成的势阱浅--电荷可进行转移--实现信号传输7.瞬时视场:在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对应的视场角度.8.传感器误差倾斜误差：因遥感器姿态角引起像点移位投影误差：地形起伏引起的像点移位,仅在扫描方向上.9.雷达遥感分辨率距离向分辨率：脉冲在脉冲发射的方向上距离向能分辨两个目标的最小距离.分为斜距分辨率和地距分辨率方位向分辨率：在辐射波垂直的方向上方位向相邻的两束脉冲之间能分辨的两个目标的最小距离.10.影响后向散射系数的主要因素雷达系统的工作参数：主要包括雷达传感器的工作波长、波束的入射角、入射波的极化方式等地面目标的特性引起：即地表的粗糙度和地物目标的复介电常数和雷达光斑等因素11.雷达影像几何特性透视收缩、雷达阴影、叠掩12.遥感图像与遥感影像遥感影像:由遥感器对地球表面摄影或扫描获得的影像遥感图像:遥感影像经过处理或再编码后产生的与原物相似的形象13.遥感图像基本属性波谱特性、空间特性、时间特性第四章遥感图像数字处理的基础知识1.遥感传感器记录地物电磁波的形式胶片或其它光学成像载体形式光学图像数字形式数字图像2.图像数字化实质：把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数采样：空间坐标离散化——图像坐标数字化量化：幅度光密度离散化——图像灰度数字化第六章遥感图像的几何处理1.遥感图像的几何变形概念：原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的形变.研究前提：必须确定一个图像投影的参照系统,即地图投影系统.影响因素：①传感器成像方式引起的图像变形②传感器外方位元素变化的影响③地形起伏引起的像点位移④地球曲率引起的图像变形⑤大气折射引起的图像变形⑥地球自转的影响2.遥感图像变形误差静态误差：传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差.动态误差：由于地球的旋转等因素所造成的图像变形误差.内部误差：由于传感器自身的性能技术指标偏移标称数值所造成的.外部变形误差：由传感器以外的各种因素所造成的误差,如传感器的外方位元素变化,传感器介质不均匀,地球曲率,地形起伏以及地球旋转等因素引起的变形误差.3.遥感图像的几何处理遥感图像的粗加工处理：遥感图像的精纠正处理①多项式纠正②共线方程纠正③有理函数模型①投影中心坐标的测定和解算②卫星姿态角的测定③扫描角θ的测定遥感图像的精纠正处理：消除图像中的几何变形,产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像.①多项式纠正②共线方程纠正③有理函数模型几何精校正的两个环节①像素坐标的变换,即将图像坐标转变为地图或地面坐标；②坐标变换后的像素亮度值进行重采样.4.遥感图像纠正处理过程①根据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型.②根据所采用的数字模型确定纠正公式.③根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数,评定精度.④对原始影像进行几何变换计算,像素亮度值重采样.⑤目前的纠正方法有多项式法,共线方程法和有理函数模型等5.遥感图像多项式模型纠正同名点的选择原则①在图像上为明显的地物点,易于判读②在图像上均匀分布③数量要足够图像灰度值重采样方法①最近邻像元法②双线性内插法③双三次卷积法6.图像间的自动配准和数字镶嵌图像间的自动配准配准的目的：多源数据进行比较和分析,图像融合、变化检测.配准的实质：几何纠正.采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中. 配准的方式：图像间的匹配、绝对配准.步骤：在源图上选择足够同名点、解算多项式模型参数并配准数字图像镶嵌图像镶嵌：将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域图像.要求：不同时间同一或不同传感器获取,图像间要有一定的重叠度实质：几何纠正步骤：图像的几何纠正、搜索镶嵌边、亮度和反差调整、平滑边界线第八章遥感图像自动识别分类1.特征变换的方法和目的①主分量变换②哈达玛变换③生物量指标变换④比值变换⑤穗帽变换目的：①减少特征之间的相关性,使得用尽可能少的特征来最大限度地包含所有原始数据的信息.②使得待分类别之间的差异在变换后的特征中更明显,从而改善分类效果.选择方法：定性：了解变换前后图像的特征定量：距离测度和散布矩阵测度.2.监督分类监督分类法：选择有代表性的试验区来训练计算机,再按一定的统计判别规则对未知地区进行自动分类的方法.监督分类的方法：最大似然法、最小距离法、盒式分类法步骤：①确定感兴趣的类别数.②特征变换和特征选择③选择训练样区④确定判别函数和判别规则⑤根据判别函数和判别规则对非训练样区的图像区域进行分类.监督分类的缺点：①主观性；②由于图象中间类别的光谱差异,使得训练样本没有很好的代表性；③训练样本的获取和评估花费较多人力时间；④只能识别训练中定义的类别.3.非监督分类非监督分类：是指人们事先对分类过程不施加任何的先验知识,而仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律,即自然聚类的特性,进行“盲目”的分类.非监督分类的方法： K-均值聚类法、ISODATA聚类分析法、平行管道聚类分析法论述题遥感技术未来的发展趋势主要体现在哪些方面我的答案：答：遥感技术未来的发展趋势主要体现在：1、概念的发展.2、平台与观测技术的发展.3、定位技术的发展.4、处理技术的发展.5、遥感应用领域的拓展.6、遥感基础理论的发展.7、应用于环境科学.比如应用遥感技术监测和检测水体水体污染；对大气的监测；城市环境的监测以及管理；监测自然灾害、生态系统等等.简答题简述地物辐射的分段特性及了解地物辐射的分段特性的意义.我的答案：地物辐射的分段特性：地球自身的辐射主要集中在长波,该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计,因此只考虑地表物体自身的热辐射.两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分,在~6um,即中红外波段,地球对太阳辐照的反射和地表物体自身热辐射均不能忽略.辐射波段分为：1、可见光与近红外波段：波长为微米,辐射特性以地表辐射、太阳辐射为主.2、中红外波段：波长为微米,辐射特性以地表辐射、太阳辐射和自身热辐射为主.3、远红外波段：波长为>6微米,辐射特性以地表物体自身热辐射为主.地物辐射的分段特性的意义:1、波谱特性曲线的形态特征反映地面物体本身的特性,包括物体本身的组成、温度、表面粗糙度等物理特性.曲线形态特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体,在夜间,太阳辐射消失后,地面发出的能量已发射光谱为主,单侧起红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的发射率曲线比较,是识别地物的重要方法之一.2、地物反射波普曲线除随不同地物不同外,同种地物在不同内部结构和外部条件下形态表现发射率也不同.一般说,地物发射率随波长变化有规律可循,从而为遥感影像的判读提供依据.论述题遥感平台的类型有哪些每种类型的遥感平台各有什么功能我的答案：遥感平台的类型：可分为地面平台、空中平台和太空平台三大类.遥感平台的功能：地面平台：主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,进行各种地物波谱测量,如固定的遥感塔、可移动的遥感车、舰船等.空中平台：又称航空遥感平台,泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统.如各种固定翼和旋翼式飞机、系留气球、自由气球、探空火箭等.太空平台：又称航天遥感平台,泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以人造地球卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内.如各种不同高度的人造地球卫星、载人或不载人的宇宙飞船、航天站和航天飞机等.这些具有不同技术性能、工作方式和技术经济效益的遥感平台,组成一个多层、立体化的现代化遥感信息获取系统,。
遥感平台及运行特点
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
遥感原理与方法——第二章遥感平台及运行特点
1 km
视场 120 km
60 km
2 250 km
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．
运行特点：见书４２页
4 高分辨率的卫星：ikonos,Quick Brid 5 高光谱类卫星:Eo-1 5 雷达:Radarsat,ERS 6 商业小卫星:重量轻，成本低，体积小，
Spot 2，1990年1月发射，至今还在运行。
Spot 3，1993年9月发射，运行4年后在1997年11 月由于事故停止运行。
Spot 4，1998年3月发射，卫星作了一些改进。
Spot 5，2002年其5月发射，其性能作了重大改进。
Spot轨道有如下特点 近极地与太阳同步卫星： 轨道近极地有利于增大 卫星 对地面总的观测范围。
波段号 波段 频谱范围μ 分辨率m
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
Blue-Green 0.45 0.52 30
Green
0.52 - 0.60 30
Red
0.63 - 0.69 30
Near IR 0.76 - 0.90 30
SWIR
1.55 – 1.75 30
LWIR
10.40 – 12.5 120
SWIR
2.08 - 2.35 30
2.spot
Spot对地观测卫星系统是由法国空间研究 中心发展的，参与的国家还有比利时和瑞 典。系统包含了卫星、对卫星控制和编程 的地面设施、图像制作处理和分发的机构 等。
Spot系统迄今为止已发射了五颗卫星
Spot1，1986年2月发射，目前仍在运行，但从 2002年5月停止接受其影像。
① 半长轴 a :即卫星离地面的最大高度 , 它用来确定卫星轨道的大小； ② 偏心率 e :决定卫星轨道的形状； ③ 轨道面倾角 i :地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角； ④ 升交点赤经 W :卫星轨道与地球赤道面有两个交点，卫星由南向北飞行
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：
R第3章1：卫星遥感平台及运行特点1
第二节 卫星轨道参数
1、升交点赤经Ω
卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。
升交点：卫星由南向 北运行时，与 地球赤道面的 交点 降交点 ：卫星由北向 南运行时，与 地球赤道面的 交点
1.升交点赤经Ω
卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。
2、近地点角距ω
指升交点向径与卫星轨道近地点向径之间的夹角 。
3、轨道倾角i
指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角。即从升交 点一侧的轨道面至赤道面 。
3、轨道倾角i决定了轨道面与赤道面的关系。
赤轨卫星：i=00,轨道面与赤道面重合 顺轨卫星： 00 i 900，卫星运行方向与地球自 转方向一致
极轨卫星：i=900,轨道面与 地轴重合
逆轨卫星：900 i 1800 ， 卫星运行方向与地球自转方 向相反。 轨道倾角i也确定了卫星对 地球观测范围。
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常数地球半径卫星高地面的平均高度开普勒常数地球半径卫星高地面的平均高度运行周期t开普勒第三定律
第三章 卫星遥感平台及运行特点
本章主要内容
遥感平台的概述 卫星轨道参数 气象卫星系列 陆地卫星系列
海洋卫星系列
2.卫星速度 当轨道为园形时,平均速度：
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56m
2）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. 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．
d D n nint
T2 H3 R C
第三节 陆地卫星及轨道参数介绍 1:landsat 概况:1967年计划 72年发射第一颗,78年失败 75年发射第二颗,82年失败 78年发射第三颗,83年失败 82年发射第四颗,一年后失败 83年发射第五颗,至今 93年发射第六颗,下落不明 99年发射第七颗,2003年5月,传感器损坏.
三、传感器的性能
1、空间分辨率：传感器瞬时视场所观察到地面 的大小。
分辨率与像元
2、辐射分辨率：传感器能区分两种辐射强度最小 差别的能力
3、光谱分辨率
四、传感器及成像原理
一）、 扫描成像类传感器 特点：依靠探测元件和扫 描镜对目标地物以瞬时视 场为单位进行的逐点、逐 行取样，以得到目标地物 电磁辐射特性信息，形成 一定谱段的图像．
３）卫星的辐射定标误差小于５％
（二）对像面扫描的成像仪
成像原理： 以法国SPOT卫星上装载的 HRV为例 把电荷耦合器件做成电极数 目相当多的一个线阵列
法国ＳＰＯＴ卫星上装载的 ＨＲＶ是一种线阵列推扫式 扫描仪，仪器中有一个平面 反射镜，将地面辐射来的电 磁波反射到反射镜组，然后 聚焦在ＣＣＤ线阵列元件上， ＣＣＤ的输出端以一路时序 视频信号输出．由于使用Ｃ ＣＤ做探测器，在瞬间能同 时得到垂直航线的一条图像 线，不需要用摆动的扫描镜， 以推扫方式获取沿轨道的连 续图像条带．
第三章 遥感数据采集系统
第一节 遥感平台
复习：遥感平台
第二节
陆地卫星轨道参数及特点
一、 卫星轨道参数 随着遥感技术的发展，各种地球资源卫星提供 了越来越多的卫星遥感图像（简称卫星图像）。 人造地球卫星在空间的位置可以用几个特定数据 来确定，这些数据称为轨道参数 , 对地观测卫星 轨道一般为椭圆形，轨道有 6 个参数：
1、长半轴 a :即卫星 离地面的最大高度 , 它用来确定卫星轨道 的大小； 2、偏心率 e :决定卫 星轨道的形状 ； 这两个参数决定了卫 星轨道的形状
3 、升交点赤经 W : 卫星轨道与地球赤道 面有两个交点，卫星 由南向北飞行时与地 球赤道面的交点称为 升交点，卫星由北向 南飞行时与地球赤道 面的交点称为降交点； 升交点与春分点之间 的角距为Ｗ． 4、 近地点角距 w : 升交点向径与轨道近 地点向径之间的夹角；
二）组成：
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 半导体
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
C）分辨率：瞬时视场在 地面对应的距离。扫描角 越大，分辨率越低，航高 越高，分辨率也越低 垂直摄影时，扫描角θ为 ０ a=d×H/f d： 为探测器尺寸， f： 为扫描仪焦距， Ｈ： 为航高
D）扫描线的衔接 Ｗ＝Ａ／Ｔ Ａ为探测器的地面分辨率 Ｔ为旋转棱镜扫描一次的时间 Ｗ为飞机的地速 这时，两个扫描带的重叠度为０．但是没有空隙． 为使扫描线正确衔接，速度与行高之比应为一个常数
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 条线图像,甚至是一幅二维影 像,然后对影像进行扫描成像. 线阵列ＣＣＤ推扫式成像仪， 电视摄像机
（一）对物面进行扫描
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)
1、红外扫描仪 1）结构特点：收集器采用旋转扫描镜和反射镜系统， 有制冷器，输出端为阴极射线管和胶片。
2）、扫描成像过程
当旋转棱镜旋转时，镜面对地面横越航线方向扫视一次， 在地面瞬时视场内的地面辐射能由旋转棱镜反射到反射镜组， 经其反射，聚焦在分光器上，经光器分光后分别照射到相应 的探测器上。探测器则将辐射能转变为视频信号，再经电子 放大器放大和调整，在阴极射线管上显示瞬时视场的地面影 像，底
3）热红外像片的色调特征
热红外扫描仪对温度敏感性高，因为它与温度的4次方成正比， 温度的变化能产生较高的色调差别。
2、ＭＳＳ多光谱扫描仪
1）结构
扫描反射镜：１８５Ｋm范围 反射镜组：聚焦在成像板 成像板：２４＋２个玻璃纤维单元，按波段排成４行，每 个单元对应空间分辨率，79m*79m 探测器：将辐射能转化成电信号 处理器：调制解调器 输出器：磁带记录仪
ＳＰＯＴ卫星有两种ＨＲＶ，一种是多光谱型的，一种 是全色的．两种ＨＲＶ的主要参数如下：具体的SPOT 卫星ＨＲＶ探测器主要技术指标见书３８页．
（三）成像光谱仪
将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起， 可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物 反射光谱图像． 它基本上属于多光谱扫描仪，其构造与ＣＣＤ线阵列推扫 式扫描仪和多光谱扫描仪类型相同，区别在于通道数目多， 各通道的波段宽度很窄．
第四节 遥感传感器及成像原理
一、 传感器的分类 3.2 遥感图像特征 3.3 扫描类型的传感器 3.4 雷达成像仪
一、传感器的分类 一）传感器的分类 概念:收集,探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器. 摄影类型的传感器 扫描类型的传感器 雷达成像类型的传感器 非图像类型的传感器
6320 6320 6320 6320 6320 6320 6320
52-143 60-279 48-248 35-342 40-194 0.1-0.28 21-164
4、ETM＋增强型专题制图仪
与TM传感器相比有以下３方面的改进： １）增加全色波段，分辨率为１５米
２）采用双增益技术使远红外波段的分辨率提高到６０米
2.spot系列卫星
Spot对地观测卫星系统是由法国空间研究中心发展的，参与的 国家还有比利时和瑞典。系统包含了卫星、对卫星控制和编程 的地面设施、图像制作处理和分发的机构等。
SPOT5号卫星上搭载有三种成像装置，除了前几颗卫星上的高分 辨率几何装置(HRG)和植被探测器(VEGETATION)外，SPOT5更有一 个高分辨率立体成像(HRS)装置。 这几种探测器的分辨率和视场分别如下：书３９页
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
Hale Waihona Puke 5、 轨道面倾角 i : 地球赤道平面与卫 星轨道平面间的夹 角； 6、卫星过近地点的 时刻 T 这四个参数决定了 卫星轨道面与赤道 面的相对位置
其它一些常用的参数 1、卫星速度：当轨道 GM v 为圆形时，其平均速 RH 度为： T C ( R H )3 2、卫星运行周期： 3、卫星高度： 4、同一天相邻轨道间 L 2 R T 24 60 在赤道处的距离 5、每天卫星绕地圈数：n 24 60 T 6、重复周期：
扫描方向
79m
飞 行 方 向
3）产品
ＭＳＳ的产品分为几个类别： 粗加工产品（辐射校正，几何校正） 精加工产品（在粗加工的基础上用控制点进行了校正） 特殊产品
3、ＴＭ专题制图仪
高级的多波段扫描型的地球资源敏感仪器 与ＭＳＳ相比，ＴＭ增加一个扫描改正器，使扫描行垂直 于飞行轨道，另外使往返双向都对地面扫描，探测器１０ ０个，分７个波段,探测器每组16个,6波段为4个,TM1-5和 TM7每个探测元件的瞬时视场在地面为30*30,TM6为 120*120米,摄影瞬间16个探测器观测地面的长度为480米, 扫描线的长度仍为185公里,一次扫描成像为地面的480米 *185公里.
圣地亚哥－－全色影像 全色450-900nm(45-90 µ) －跨越整个多光谱波段长度
圣地亚哥－－多光谱影像 蓝光波段(450-520nm); 绿光波段(520-600nm); 红光波段(630-690nm);
5、IKONOS卫星
IKONOS卫星参数介绍: 轨道高度681 公里 轨道倾角98.1 度 轨道运行速度6.5 - 11.2 千米 / 秒 影像采集时间每日上午 10:0011:00 轨道周期98 分钟 轨道类型太阳同步 重量817 千克 ( 1600 磅 )
ＴＭ探测技术指标
探 测 器 波段 （微米） 量化 扫 分 辨 （比特） 幅 率 （公 里） （ 米）
30 30 30 30 30 120 30 8 8 8 8 8 8 8 185 185 185 185 185 185 185