第三章 遥感工作系统及遥感图像类型与特性

有人遥感飞机应用：共享的RESOURCESAT-1卫星 灾后MX传感器数据
青海省玉树灾后影像
航天飞机
航天遥感平台
卫星
空间站
载人飞船
在航天遥感平台上采集信息的方式有四种：

一是宇航员操作，如在“阿波罗”飞船上宇航员 利用组合相机拍摄地球照片； 二是卫星舱体回收，如中国的科学实验星像片； 三是通过扫描将图像转换成数字编码，传输到地 面接收站； 四是卫星数据采集系统收集地球或其它行星、卫 星上定位观测站发送的探测信号，中继传输到地面 接受站。
轨道类型
太阳同步轨道：


指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。在一年中进动360°，即卫星轨道面相对于地球 的角进动与地球绕太阳公转的角速度相等。 特点：可使卫星通过同一纬度的平均地方时不变 作用：有利于在最佳光照条件下获取高质量影像和多时相影像 色调对比
卫 星 轨 角道 的与 关太 系阳 光 照
有人机
中科院两架“奖状S/Ⅱ”型遥感飞机，是1986年由美国赛斯纳飞机公司生产的小 型公务机改装而成的专业科学试验飞机，能够在小型飞机上进行不同电磁波范围 （紫外、可见光、短波红外、热红外、微波）的遥感仪器的飞行试验。它们虽已 运行20多年，但其综合技术性能优势仍在国内保持领先地位。像这样小型化、综 合性能强的航空遥感平台在发达国家也为数不多。
无人飞艇较之无人驾驶固定翼飞 机突出优点是可以飞得更低（低至 离地100米），更慢（慢至每秒 10米以内），更灵活（完全无需 机场），因而可以安全地获取城市 建筑物各个侧面的高清晰度影像， 可以实现高精度测量，可以更机动 灵活地执行小城镇、建设工地和农 村的散列分布式任务。
右图为无人飞艇正式开始航拍四川灾区重 建_无人飞艇进行最后调试
Landsat-8
NASA 成功发射 Landsat 8 卫星，旨在更好地观测地球
⑵.SPOT--地球观测试验卫星
SPOT系列卫星作为法国航 天遥感的代表，其新一代遥 感卫星----Spot 5以更高 的分辨率，代表了SPOT系 列卫星的最高水平。其数据 广泛应用于农业、林业、地 质、城市管理、灾害监测、 测绘制图等。
高分辨率
（1：15000 ）
2.波谱分辨率
——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。

波谱分辨率高--意味着： ⑴.区分具有微小波谱特征差异地物的能力强；
⑵.数据量大，传输、处理难度大；
⑶.各波段间数据的相关性大。 例：能分辨出红外、红-橙-黄-绿-青-蓝-紫、紫外的传感器之光 谱分辨率就比只能分辨三基色之红-绿-蓝者要高。 现在的遥感传感器技术可以达到5~6nm（纳米）量级， 400多个波段。
Quick Bird图片
——武汉鲁巷大转盘 2008年
布达拉宫 Quick Bird图像 2007年
美国 WorldView卫星
WorldView-I卫星于2007年秋 发射，设计使用寿命7.25年， 是全球分辨率最高、响应最 敏捷的商业成像卫星。卫星 轨道高度为450千米，平均重 访周期为1.7天，星载大容量 全色成像系统每天能够拍摄 多达50万平方千米的0.5米分 辨率图像。卫星还将具备现 代化的地理定位精度能力和 极佳的响应能力，能够快速 瞄准要拍摄的目标和有效地 进行同轨立体成像。
第三章 遥感技术系统及 遥感图像类型与特性
3.1 遥感技术系统 3.2 遥感图像类型与特性
3.1 遥感技术系统
3.1.1
遥感平台 3.1.2 遥感器 3.1.3 遥感地面接收站 3.1.4 遥感信息的传输
3.1.1 遥感平台 ——放置遥感器的运载工具
（一）遥感平台的类型
（二）卫星轨道参数与轨道类型
world view-1图像
北京故宫， 2009年
WorldWiew-2 （2009年秋发射
0.5米分辨率
成图比例尺：1:2000）
深圳 （2011年）
三峡大坝（WorldWiew-2，2011年9月6日）
3.1.2 遥感器
——远距离感测地物环境辐射或反射电磁波 的传感器 ㈠.遥感器的基本组成及工作原理 ㈡.遥感器的特性参数 ㈢.遥感器的类型

2.航空平台--高度 100~30000m


3.航天平台--高度数百、数千、数万 Km

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： 人造地球卫星、探空火箭、宇宙飞船、航天飞机、太空站等.
地面遥感平台
无人飞艇
航摄飞机应具备航速均匀，航高不变，航行平稳，耗 油量少，续航时间长（不得少于5小时）等特性。


Landsat 5仍在超期运行（从1984年3月1日发射至今， 即将退役）。。 Landsat-8于2013的2月11日成功发射。

Landsat-5
Landsat-5于1984年3月16发射上空，是目前在轨运行 时间最长的光学遥感卫星，成为全球应用最为广泛、成 效最为显著的地球资源卫星遥感信息源。2012年12月 21日，USGS宣布由于卫星上的放大器迅速老化，并且 已经无法修复，已停止获取Landsat-5的星遥感影像， 他们将在几个月后正式停用这一元老级别的卫星。

遥感中常用以下术语描述卫星运行特征:
轨道高度 轨道周期 轨道类型 轨道倾角 升(降)交点时间
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 极地轨道： i＝90°轨道平面与赤道平面垂直 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
（三）几种地球资源遥感卫星及其运行特征
（一）遥感平台的类型
按高度：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。

1.地面平台--高度＜300m


波谱测试，遥感仪器测试及研制数据分析应用等； 地物图像细节试验研究及建立诸种解译标志等。 在大气层内飞行的各类飞行器：飞机、飞艇、气球等
美国快鸟卫星（QuickBird）
QuickBird光学卫星是美国Digital Globe公司于2001年10月18日发射 成功的，当时世界上商业卫星中分 辨率、地理定位精度最高的卫星。 卫星轨道高度为450千米，重访周 期为13.5天，在中国境内每天至少 有2至3个过境轨道，扫描带宽度为 16.5千米。它可以采集0.61米分辨 率全色和2.44米分辨率多光谱图像， 同时全色和多光谱图像可融合成 0.61米分辨率的彩色图像，能够满 足更专业、更广泛的应用领域需求， 如制图、测绘、城市规划、农林业 监测、数字信息提取、目标识别、 GIS等领域。
录、存储到遥感信息载体，以影像或数字形式输出。
遥感信息载体：指记录、存储成像遥感器输出信号的介质. 模拟形式--感光胶片、磁带 数字形式--磁带、磁盘、光盘…… 摄影方式--感光胶片被景物电磁能激活而产生景物的潜影 扫描方式--探测器对场景进行扫描，逐点（行、面）以数 字形式在磁带上记录景物模拟信号，这种记录是一种经电 光转换而能形成直观影像的潜影。 潜影：指肉眼看不到但客观又存在的潜伏影像。
SPOT
轨道参数
(3).加拿大Radarsat卫星


Radarsat-1、Radarsat-2卫星先后由加拿大于1995年11月4 日、2007年12月14日发射升空。具有不同入射角，因而具 有多种分辨率、不同幅宽和多种信息特征。 适用于全球环境和土地利用、自然资源监测等。 太阳同步轨道（晨昏） 轨道高度：796 km 倾角：98.6° 运行周期：100.7分钟 重访周期：24天 每天轨道数：14 卫星过境的当地时间约为早6点晚6点 重量：2750kg


阿波罗拍摄照片
（二）卫星轨道参数与轨道类型
对用于地球资源和环境遥感的航天平台，要做到：

⑴.对全球表面进行周期性成像覆盖; ⑵.保证在卫星通过北半球中纬度地区时有最佳光 照条件； ⑶.同一地点、不同日期的成像地方时间、太阳光 照角基本一致。

∴ 地球资源卫星必须按一定的轨道运行
卫星轨道参数与轨道类型
（三）几种地球资源遥感卫星及其运行特征
⑴. LANDSAT系列 ⑵.SPOT--地球观测试验卫星 (3).RADARSAT-1 (4).中国资源一号卫星 -- 中巴地球资源卫星 （CBERS） (5).商用小卫星系统

⑴. LANDSAT系列

美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划(1975年前称为 地球资源技术卫星——ERTS )，从1972年7月23日以 来， 已发射8颗。 Landsat1—4均相继失效
轨道参数:
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 升交点赤经Ω: 春分点r逆时针方向到升交点N的弧 长 近地点角距ω: 从升交点N沿轨道到近地点A的角距 过近地点时刻 τ:卫星S与近地点A间的角距,也可用 卫星真近点角v表示
对于扫描影像，地面分辨率是像元所对应的地面实际尺寸(m)。
像元（pixel)：亦称像素或像元点，即影像单元（picture element）；在遥 感学上是图像组成的基本单元，是传感器对地面景物进行扫描采样的最小单 元。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。
低分辨率
中 分 辨 率
“Landsat-5”卫星照
Landsat-5已经围绕地球15多万次， 传输了250多万张照片，是迄今为止 绕地球距离最长的一颗卫星。