遥感原理与应用传感器及成像原理
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。
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;
光学遥感的工作原理和应用
光学遥感的工作原理和应用1. 光学遥感的工作原理光学遥感是利用光的电磁波进行地球观测和信息获取的一种技术。
它基于光的传播和反射原理,通过测量和分析地球表面反射、散射、吸收等光学特性,从而获取地球表面的信息。
光学遥感的工作原理主要包括以下几个步骤:1.1. 发射与接收光学遥感系统通常由卫星、飞机或无人机搭载,并通过发射器发射光束,照射到地球表面。
地球表面的物体会对光进行吸收、反射或散射。
部分光束经过物体后反射回遥感系统。
1.2. 传感器遥感系统中的传感器起到了关键的作用,用于接收反射回来的光,并将其转化为电信号。
传感器通常包括光谱传感器和光学成像传感器。
光谱传感器可以测量光的不同波段的能量分布,光学成像传感器则可以获取地球表面的光学图像。
1.3. 数据处理和分析接收到的电信号经过放大和模数转换后,会进入数据处理和分析的阶段。
在这一阶段,通过算法和模型对接收到的数据进行处理和分析,来获得地球表面的各种信息。
比如,通过对不同波段的光谱反射率进行分析,可以提取出地表特征、植被覆盖、土地利用等信息。
2. 光学遥感的应用光学遥感在地球科学、环境监测、农业、城市规划等领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:2.1. 地质勘探光学遥感可以用于地质勘探,通过分析地表的光谱反射率和光学形态,可以确定地下矿产资源的类型和位置。
光学遥感在矿物勘探、矿产资源评价等方面发挥着重要的作用。
2.2. 环境监测光学遥感常用于环境监测,可以监测大气污染、水质污染、植被退化等环境问题。
通过分析光谱数据,可以获知污染物的浓度和分布范围,从而帮助制定环境保护政策和控制措施。
2.3. 农业光学遥感在农业领域有着广泛的应用。
通过对植被的光谱数据进行分析,可以实现农作物生长状态的监测、土壤养分的评估和农业灾害的预测。
这些信息可以帮助农民进行精确施肥、减少农药的使用,提高农作物产量和质量,实现农业可持续发展。
2.4. 城市规划光学遥感可以提供城市规划和土地利用的关键信息。
遥感原理与方法
定量分析
基于提取的信息,进行定量描述 和推断,如植被指数计算、土地 利用变化监测等。
时空分析
结合时间序列数据,分析地物变 化的趋势和规律,为环境监测、 城市规划等领域提供决策支持。
05 遥感应用案例
土地利用/土地覆盖变化监测
总结词
利用遥感技术监测土地利用和土地覆盖变化,有助于及时发现非法占地、土地退化等问题,为土地资源管理和规 划提供依据。
遥感技术应用领域不断拓展,从传统的环境监测、资源调查、城市规划等领域,拓展到农业、林业、气 象、海洋、交通等更多领域,为各行业的发展提供了重要的数据支持。
遥感在可持续发展中的作用
资源调查与监测
环境监测与保护
遥感技术可以对土地、森林、 水体等资源进行调查和监测, 为资源管理和保护提供数据 支持。
遥感技术可以监测大气、水 质、土壤等环境要素,及时 发现和解决环境问题,为环 境保护提供科学依据。
详细描述
遥感技术能够获取大范围的农作物生长情况 、种植面积等信息,通过分析这些数据可以 对农作物产量进行预测。这种预测方法具有 客观、准确、时效性强的特点,对于农业生 产和农村经济发展具有重要意义。同时,遥 感技术还可以监测农村基础设施建设、贫困
状况等情况,为农村发展提供科学依据。
06 遥感发展前景与挑战
遥感图像增强
对比度拉伸
通过调整像素值的范围, 增强图像的对比度,使地 物特征更加突出。
直方图均衡化
通过对图像的直方图进行 均衡化处理,改善图像的 整体对比度。
多光谱增强
利用不同波段之间的信息 差异,通过合成、融合等 技术提高图像的空间分辨 率和光谱分辨率。
遥感图像解译与分类
目视解译
通过专业人员的目视观察和经 验,对遥感图像进行地物识别
遥感技术原理
遥感技术原理
遥感技术是指通过使用卫星、飞机或其他平台上的传感器,来从地球表面采集数据和图像的一种技术。
它主要基于电磁波辐射与物体的相互作用原理,从而获取目标区域的信息。
遥感技术的原理主要包括以下几个方面:
1. 电磁波辐射:地球上的物体会通过吸收、反射和发射电磁波与环境进行相互作用。
根据不同的物体特性和表面材质,对入射的电磁波会有不同的响应和反射特征。
2. 能谱特征:通过对不同波段的电磁辐射进行测量和分析,可以获取到待观测物体的能谱特征。
不同物质在不同波段上的反射和吸收特性不同,可以通过这些特性来对物体进行分类和识别。
3. 光学成像:遥感技术常用的平台包括卫星和飞机,它们上面搭载了不同类型的光学传感器。
这些传感器可以在不同的波段范围内获取地物的光谱信息,并通过逐点扫描的方式来获取高分辨率的图像。
4. 空间分辨率:遥感图像的空间分辨率决定了图像可以分辨的最小物体大小。
较高的空间分辨率意味着可以获取到更小尺寸的物体信息。
5. 光谱分辨率:遥感图像的光谱分辨率决定了可以观测到的波段范围和波段数量。
不同的波段上的反射率可以用来区分不同
材质和地物类型。
通过利用遥感技术,可以获取到地球表面的各种信息,例如地形地貌、海洋气象、植被覆盖、土地利用等。
这些数据和图像可以广泛应用于环境监测、农业、城市规划、天气预测等各个领域。
遥感原理与应用总结
第一章:1. 遥感的定义遥感是指对地观测,即从不同高度的工作平台上通过传感器,对地球表面目标的电磁波反射或辐射信息进行探测,并经信息的记录、传输、处理和解译分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。
2. 遥感的分类(1)按遥感平台分类:地面遥感、航空遥感、航天遥感(2)按工作方式:主动式遥感、被动式遥感(3)按工作波段:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱和高光谱遥感(4)按记录方式:成像遥感、非成像遥感(5)按遥感应用领域分类:从大的研究领域:外层空间遥感、大气遥感、陆地遥感、海洋遥感),从具体应用领域(城市遥感、环境遥感、农业遥感和林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感)3. 遥感技术系统的组成部分:信息获取、信息记录与传输、信息处理、信息应用第二章:1.电磁波谱:将电磁波按波长或频率递增或递减顺序排列红外波段:0.76-1000um(近红外(识别植物类型,分析植物长势,监测植被的病虫害) (热红外遥感主要使用3-15um的红外线,探测地下热源、火山、森林火灾、热岛效应)2.辐射通量:电磁辐射单位时间内通过某一表面的能量辐射通量密度:通过单位面积的辐射通量辐射出射度:单位面积发射出的辐射通量辐射照度(辐照度):投射到单位面积上的辐射通量3.绝对黑体:如果一个物体对任何波长的电磁辐射都全部吸收而毫无反射和透射,则称这个物体为绝对黑体(黑体辐射与温度成正相关)4.(1)太阳辐射的特性:1地球上的能源来源于太阳,太阳是被动遥感最主要的辐射源2在距离地球一个天文单位内,太阳辐射在大气上界处的垂直入射的辐射通量密度称为太阳常数3地球大气层以外的太阳光谱辐照度曲线为平滑的连续曲线(2)地球辐射特性:1地球上的能源来源于太阳的直射能量与天空漫入射的能量2被地表吸收的太阳辐射能,又重新被地表辐射(3)比辐射率:单位面积上地物发射的某一波长的辐射通量密度与同温度下黑体在同一波长上的辐射通量密度之比,又称发射率6.电磁辐射能与地表的相互作用有三种基本物理过程:反射、吸收和透射(1)物体对电磁波的反射可表现的三种形式:镜面反射:当入射能量全部或几乎全部按相反方向反射,且反射角等于入射角漫反射:当入射能量在所有方向均匀反射,即入射能量以入射点为中心在整个半球空间内向四周各向同性反射能量的现象(即伯朗反射)一个完全的漫反射体称为伯朗体方向反射:介于伯朗表面和镜面之间的,其反射方向各不相同,而具有明显的方向性,即在某些方向上反射最强烈的现象7.光谱反射率:地物在某波段的反射通量与该波段的入射通量之比地物的反射波谱特性:地物波谱反射率随波长变化而改变的特性8.水体的反射主要在蓝绿光波段,在近红外、中红外有很强的吸收带植物在绿光附近有一个反射波峰,两侧的蓝光和红光有两个吸收带9.影像地物反射光谱特性的因素:1太阳位置即太阳高度和方位角2传感器位置即观测角和方位角3不同的地理位置、太阳位置、地理景观、海拔高度大气透明度4地物本身性质的变异5时间的变化、季节的变化10.大气对电磁辐射传输作用大气对电磁辐射传输的作用过程的影响包括:散射、吸收、反射、扰动、折射和偏振,对遥感数据,主要是散射和吸收(1)大气吸收:将电磁波辐射能量转换成分子的热运动,使能量减少,主要吸收水蒸气、二氧化碳和臭氧电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段称为大气窗口(2)大气散射:电磁波在传播过程中遇到微粒而使传播方向发生改变,并向各个方向散开瑞利散射:引起散射的大气粒子直径远小于入射电磁波波长(蓝天)米氏散射:。
遥感原理与应用
第一章遥感物理基础1 遥感:即遥远感知,在不接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知的一门技术。
具体讲,是在高空和外层各种平台上,运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据,通过传输,变换,和处理,提取有用的信息,实现研究第五空间形状.位置.性质.变化及其与环境互相关系的一门现代运用技术科学。
2电磁波谱:把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排列,就形成了电磁波谱。
3绝对黑体:能够完全吸收任何波长入射能量的物体4灰体:在各种波长处的发射率相等。
5色温:用嘴接近回头辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照,这是的黑体辐射温度。
6大气窗口:电磁波有些波段通过大气层时减弱较少,透过率较高,这些电磁波段被称为大气窗口。
7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。
8光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
9波粒二象性:电磁波具有波动性和粒子性。
10光谱反射特性曲线:发射波普是某物体的反射率随波长的变化规律,以波长为横轴,反射率为纵轴的曲线。
11.地物波普特性:是指各种地物各自所具有的电磁波特性,包括发射辐射和反射辐射。
二.简答1黑体辐射遵循哪些规律?(1)凡是吸收热辐射能力强的物体,它的热发射能力也强。
凡是吸收热辐射能力弱的物体他们的热发射能力也弱(1)普朗克定律:(2)斯忒藩-波耳兹曼定律:(3)基尔霍夫定律:(4)瑞利-琴斯定律:5)维恩位移定律: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?电磁波包含了从波长最短的r射线到最长的无线电波段,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。
遥感中所用的为从紫外线到微波波段,包括紫外线、可见光、红外波段、微波波段。
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?a.温度和波长利用波长乘温度=2897.84叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。
自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值,一般来讲土壤的光谱特性曲线与一下因素有关,即土壤类别、含水量、有几只含量、砂等含量有关。
遥感原理与应用
一.绪论1.遥感的定义: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。
2.遥感的过程:地物发射或反射电磁波通过介质(大气)被传感器接受,通过传感器获取数据,再经计算机对数据处理后,我们提取有用的信息,最后应用于实践。
(地物发射或反射电磁波→介质(大气)→传感器数据获取→计算机数据处理→信息提取→应用)二.电磁波及物理遥感基础1.电磁波的定义:变化的电场和磁场交替产生,以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。
2.电磁波的特性:波动性(干涉、衍射、偏振)粒子性(光电转换)3.电磁波谱的定义:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列,就能得到电磁波谱。
4.(1)地物发射电磁波:①绝对黑体的定义:如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体。
黑体辐射1.绝对黑体:吸收率α(λ,T)≡1 反射率ρ(λ,T)≡02.绝对白体:吸收率α(λ,T)≡0 反射率ρ(λ,T)≡1 绝对黑体与绝对白体与温度和波长无关。
②遥感的两种形式:被动遥感,主动遥感。
其中太阳是被动遥感最主要的辐射源。
⒈太阳辐射的特点:与黑体特性一致;能量集中在可见光和红外波段。
⒉一般物体的发射辐射:自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的低。
发射率ε:实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。
ε= W′/ W(ε是一个介于0和1的数)►绝对黑体ελ=ε=1►灰体ελ=ε但0<ε<1►选择性辐射体ε=f(λ)►理想反射体(绝对白体)ελ=ε=0大多数物体可以视为灰体:W'=εW=εσT4(2)地物反射电磁波:①光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
②反射波谱特征曲线:反射波谱是某物体的反射率(或反射辐射能)随波长变化的规律,以波长为横坐标,反射率为纵坐标所得的曲线即为该物体的反射波谱特性曲线。
同一地物时间效应:地物的光谱特性一般随时间季节变化。
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。
遥感原理与应用
第四节:彩色合成原理
太阳辐射中的可见光经过棱镜分光可以得到红 (700)、橙(620)、黄(580)、绿(510)、青 (485)、蓝(470)、紫(420)七种色光。物体对入 射光有选择地吸收和反射,从而显示出不同的颜色。 色度学研究表明,任何一个颜色都可以用R、G、B 以适当的比例混合而产生相同的视觉效果。 R、G、 B称为三原色。注意单色光与合成的视觉效果,波长 和频率不一定相同 彩色合成有两种方法:加色法和减色法
一、加色法
对光而言的。两种基色等量 相加得到另一基色的补色。
两种色光混合得到白光者 称为互补色。 红+绿=黄,红+蓝=品红, 绿+蓝=青,其中黄与蓝、 品红与绿、青与红为互补色。 不等量叠加,得到两者的 中间色,如:红(多)+绿 (少)=橙;红(少)+绿 (多)=黄绿。用色度方程 定量表示
TM 7,4,1
TM 5,4,3 TM 5,7,2
TM 4,3,2
利用卫星图片制作地物覆盖图 1.卫星图像格式转换及剪裁
运行ERDAS IMAGE8.6软件,在图标面板中点击IMPORT图标,进 入 Import/export,选择文件类型和媒介。
图像不规则剪裁 利用AOI工具,沿调查地区的边界勾绘,然后保存,再利用Subset裁剪
卫星图像坐标校正
借助软件的几何校正模块和控制点工具,定义投影类型。
采集卫星图像控制点,然后重新采样
监督分类
精度评估
卫星图像分类图制作
中国感影像图
谢
谢
二、减色法 对染料而言的。减色法是指从白光中 减去其中一种或两种基色光而产生其它 色彩的彩色合成法。 减色法一般用于颜料配色。减色法中黄 色染料是由于吸收了白光中的蓝光,反 射红光和绿光的结果:黄=白-蓝;品红+ 黄=白-(绿+蓝)=红 滤光片也是减色法。如阻兰(黄色)滤 光片
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。
遥感原理与应用知识点
第一章电磁波及遥感物理基础一、名词解释:1、遥感:(1)广义的概念:无接触远距离探测(磁场、力场、机械波);(2)狭义的概念:在遥感平台的支持下,不与目标地物相接触,利用传感器从远处将目标地物的地磁波信息记录下来,通过处理和分析,揭示出地物性质及其变化的综合性探测技术。
2、电磁波:变化的电场和磁场的交替产生,以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。
3、电磁波谱:将电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减依次排列为一个序谱,将此序谱称为电磁波谱。
4、绝对黑体:对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。
5、绝对白体:反射所有波长的电磁辐射。
6、光谱辐射通量密度:单位时间内通过单位面积的辐射能量。
8、大气窗口:电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的,透过率较高的电磁辐射波段。
11、光谱反射率:ρ=Pρ/P0 X 100%,即物体反射的辐射能量Pρ占总入射能量P0 的百分比,称为反射率ρ。
12、光谱反射特性曲线:按照某物体的反射率随波长变化的规律,以波长为横坐标,反射率为纵坐标所得的曲线。
二、填空题:1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。
2、绝对黑体辐射通量密度是温度T和波长λ的函数。
(19页公式)3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。
4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数2897.8。
当绝对黑体的温度增高时,它的辐射峰值波长向短波方向移动。
5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 0.47 μm。
三、选择题:(单项或多项选择)1、绝对黑体的(②③)①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。
2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系(⑥)①反射率②发射率③物体温度一次方④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。
3、大气窗口是指(③)①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。
《航天遥感传感器》课件
2
地表光线转换为图像数据,实现对地 表特征的观测。
通过发送和接收微波信号,利用雷达
测距原理和信号处理技术,提取地表
特征并生成图像。
3
红外传感器的红外辐射成像原
理
利用红外辐射的特性,通过感应和转 换红外辐射信号,获取地表的热分布 和红外图像。
航天遥感传感器的发展趋势
1 分辨率和灵敏度不断提高
随着技术的不断进步,传感器的分辨率和灵敏度将持续提高,提供更精细、准确的地球 观测数据。
航天遥感传感器可以提供实时的地球观测数据,用于天气预报、海洋监测、环境保护等领域。
资源调查
传感器可以获取高分辨率的地表信息,用于农业管理、水资源监测、城市规划等领域。
国防安全
传感器可以提供军事侦查和情报收集的数据,用于军事监测、边界安全等领域。
航天遥感传感器的常见类型
光学传感器
类比相机,包括高光谱、多光 谱等传感器,可以获取不同波 长范围的地表信息。
《航天遥感传感器》PPT课件
航天遥感传感器是用于获取地球表面信息的仪器,广泛应用于国家军事、民 生等领域。本课件将介绍传感器的类型、工作原理和未来发展趋势。
定义航天遥感传感器
航天遥感传感器是一种通过卫星或航天器搭载的仪器,用于探测、感知、记录和传输地球表面的信息。
航天遥感传感器的作用和应用领域
实时监测
微波传感器
红外传感器
具有穿透能力,包括合成孔径 雷达、微波辐射计等传感器, 适用于地下或遥远地区的探测。
适用于夜间或低照度环境,包 括热红外、超光谱等传感器, 可以观测地表温度分布和热辐 射。
航天遥感传感器的工作原理
1
光学传感器的光学成像原理
利用光学系统的聚焦和成像技术,将来自微波传感器的微波成像原理
测绘技术中的遥感技术详解
测绘技术中的遥感技术详解遥感技术作为测绘技术中的一种重要手段,近年来得到了广泛的应用和发展。
它能够通过从远处获取地物信息,为地理空间数据的获取、监测和分析提供有效的手段和工具。
本文将对遥感技术在测绘领域中的应用进行详细解析。
一、遥感技术的基本原理遥感技术是指通过照相机、扫描仪、雷达和激光器等设备,以及相应的电子传感器,从卫星、飞机或地面站点对地球进行观测和记录,然后将所得数据进行处理、解译和应用的一种技术。
其基本原理是利用光学、微波等各种传感器,利用电磁波与物质相互作用的原理,在无需实地勘测的情况下获取地球表面的信息。
二、遥感技术的分类与应用遥感技术可以根据观测平台的不同划分为航空遥感和卫星遥感。
航空遥感是指通过飞机等空中平台获取地球表面信息的技术,具有较高的分辨率和灵活性;卫星遥感则是通过卫星获取信息的技术,具有广域覆盖和周期观测的优势。
1. 地质与灾害监测遥感技术在地质勘探和灾害监测中发挥着重要作用。
通过遥感图像的获取和分析,可以识别地质构造、岩性、矿产等地质信息,并利用地表形态和物质分布的特征,进行地质资源储量和分布的评估。
同时,遥感技术还可以对地震、火山、洪涝等自然灾害进行动态监测,及时预警和减少损失。
2. 土地利用规划遥感技术在土地利用规划中的应用主要体现在土地分类和变化监测方面。
通过遥感技术可以获取大范围的土地利用信息,并进行土地分类、变化检测和动态监测,为城市规划、农田利用、生态环境保护等提供决策支持。
3. 环境监测与生态保护遥感技术在环境监测与生态保护中起到了至关重要的作用。
通过遥感技术可以对水体质量、空气质量、森林覆盖度等环境指标进行监测和评估,及时发现并解决环境问题。
另外,遥感技术还可以进行植被监测和生态系统评估,为实现可持续发展提供科学依据。
4. 海洋资源开发与保护遥感技术在海洋资源开发和保护中具有独特的优势。
通过遥感技术可以获取海洋资源的分布和变化情况,通过对海洋环境的监测和评估,为海洋资源的开发利用和保护提供技术支持。
遥感卫星传感器及其成像方式
光电过程-辐射数据定量
胶片探测范围较窄
电子格式范围较广
多系统分离采集-可比性差 光谱波段同时采集-可比性强
一、多光谱扫描成像
• 根据成像方式的不同, 多光谱扫描成像系统 可分为光学机械扫描和推扫式扫描两种主 要类型。
光学机械扫描 optical- mechanical scanning
推扫式扫描 push- broom scanning
第三章 传感器及其成像方式
聊城大学 环境与规划学院
第一节 传感器的分类
• 传感器 ( sensor) , 也称敏感器或探测器, 是 收集、 探测并记录地物电磁波辐射信息的 仪器。
– 传感器探测电磁波波段的响应能力 – 传感器的空间分辨率和图像的几何特性 – 传感器获取地物电磁波信息量的大小和可靠程
输出器(扩展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)
如何下载卫星遥感影像?
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Landsat 8 OLI_TIRS 卫星影像
• 2013 年2月11日,美国航空航天局(NASA) 成功发射Landsat-8卫星。 Landsat-8卫星上携带两个传感器,分别是OLI陆地成像仪(Operational Land Imager)和TIRS热红外传感器(Thermal Infrared Sensor)。
卫星看地面上的东西原理
卫星看地面上的东西原理卫星看地面上的东西原理是通过卫星搭载的相机或其他传感器,利用遥感技术获取地面上的图像或数据,并将其传回地面进行分析和应用。
主要原理包括遥感传感器、卫星轨道和成像原理。
1. 遥感传感器:卫星上搭载了各种类型的传感器,如光学传感器、红外传感器、雷达传感器等。
光学传感器可以感知和记录地面上的可见光和近红外辐射,红外传感器可以感知地面的热辐射,雷达传感器可以利用雷达波束测量地面的高度和形态。
这些传感器可以接收和记录地面反射、辐射或散射的不同类型的能量,从而获得地表信息。
2. 卫星轨道:卫星通常被放置在地球的轨道上,通过绕地球运行来获取地表信息。
常见的轨道包括近地轨道、太阳同步轨道和地球静止轨道。
近地轨道卫星距离地表较近,可以提供高分辨率的图像,但覆盖范围较小;而地球静止轨道卫星可以提供广泛的覆盖范围,但分辨率较低。
卫星的轨道类型和高度会直接影响到卫星观察同一地区的频率和时间间隔。
3. 成像原理:卫星搭载的传感器主要通过接收地面反射、辐射或散射的电磁信号获取地表信息。
例如,光学传感器通过感受地面上反射的可见光和近红外辐射,利用光学镜头记录下来的图像,然后传回地面进行分析。
红外传感器可以记录地面的热辐射,用来探测植被的生长情况,土地的温度分布等。
雷达传感器则利用发射的雷达波束与地面交互作用,通过测量反射回来的信号来研究地表特性。
这些传感器通过定期拍摄或测量地球表面,得到的图像和数据可用于地理信息系统(GIS)、环境监测、城市规划、农业和地质勘探等领域。
卫星看地面上的东西原理的应用非常广泛。
例如,在农业领域,卫星可以提供植被生长、土地利用、水资源等方面的信息,帮助农民进行农作物种植管理。
在环境监测方面,卫星可以监测大气污染、海洋盐度、冰川融化等环境问题。
卫星的应用还有助于城市规划,提供城市土地利用、建筑物高度、道路网络等信息,为城市的发展和规划提供依据。
需要注意的是,卫星观测地面上的东西并不是直接观测,而是通过感测和记录地面的辐射或反射信号获得地表信息。
航空遥感的原理与应用
航空遥感的原理与应用1. 航空遥感的概述航空遥感是利用航空器搭载的传感器对地球表面进行高分辨率的观测和测量的技术手段。
它通过获取地球表面的光谱、热红外、多光束雷达等数据,然后进行处理和分析,从而得到地表特征、地形地貌、资源分布等相关信息。
航空遥感的应用领域广泛,涵盖了农业、环境保护、城市规划等多个领域。
2. 航空遥感的原理航空遥感的原理主要是通过搭载在航空器上的传感器捕捉地球表面的辐射能量,并将其转化为数字信号。
航空遥感的传感器可以分为光学传感器和雷达传感器两种主要类型。
2.1 光学传感器光学传感器是利用光的反射、散射和吸收等原理来获取地表信息的。
光学传感器通过搭载在航空器上的相机或成像仪器,对地球表面的可见光、红外线等辐射进行捕捉和记录。
通过对不同波段的光谱信息进行处理和分析,可以得到地表的植被覆盖、土壤类型、水质等信息。
2.2 雷达传感器雷达传感器是利用雷达波束的特性对地球表面进行探测的。
雷达传感器通过向地球表面发射一束微波信号,并记录信号的回波情况,从而获取地表的高程、形貌等信息。
雷达传感器可以获取到地表的三维结构信息,对于地形地貌的研究非常重要。
3. 航空遥感的应用领域航空遥感在许多领域中都有广泛的应用,以下罗列了几个常见的应用领域:3.1 农业航空遥感在农业领域中的应用非常广泛。
它可以通过获取植被的光谱信息,来评估植被覆盖的状况,预测作物的生长情况,并提供精确的农田管理建议。
此外,航空遥感还可以监测土壤的湿度、肥力等信息,帮助农民合理施肥和管理土壤。
3.2 环境保护航空遥感在环境保护领域中也起到了重要的作用。
它可以通过监测空气质量、水质状况等信息,来评估环境的污染程度,并提供科学依据支持环境治理工作。
此外,航空遥感还可以监测森林火灾、海洋漏油等灾害情况,提前发现和预测灾害,及时采取措施进行应对。
3.3 城市规划航空遥感在城市规划领域中也有重要的应用。
它可以获取城市的地形地貌信息、建筑物密度等数据,帮助城市规划师进行城市设计和规划。
遥感原理与应用孙家炳《遥感原理与应用》课件_图文
遥感原理与应用孙家炳《遥感原理与应用》课件_图文导读:就爱阅读网友为您分享以下“孙家炳《遥感原理与应用》课件_图文”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对的支持!A和B为常数,A和B可以根据需要来确定:(6-27)(6-28)式中:—增强后图像的最大灰度值和最小灰度值;—为原始图像中最大和最小灰度值。
将A和B代入(6-26)式,有(6-29)线性变换过程可用图6-8来表示。
图6-8灰度变换的三种情况在实际计算时,一般先建立一个查找表,即建立原始图像灰度和变换后图像灰度之间对应值,在变换时只需使用查找表进行变换即可(如表6-1),这样计算速度将极大提高。
图像灰度变换查找表表6-1由于遥感图像的复杂性,线性变换往往难以满足要求,因此在实际应用中更多地采用分段线性变换(图6-8b),可以拉伸感兴趣目标与其他目标之间的反差。
6.2.3直方图均衡直方图均衡是将随机分布的图像直方图修改成均匀分布的直方图(图6-9),其实质是对图像进行非线性拉伸,重新分配图像像元值,使一定灰度范围内的像元的数量大致相等。
图6-9直方图均衡图中(a)为原始图像直方图,可用一维数组P(A)表示,有:图中b为均衡后的图像直方图,也用数组表示,有:其中:m为均衡后的直方图灰度级。
因此直方图均衡需知道图像均衡后的灰度级m。
由直方图可知:(6-30)为了达到均衡直方图的目的,可用累加的方法来实现,即:当时,原图像上的灰度为d0, d1 ,d2,?dk的像元都合并成均衡后的灰度dˊ0,同理:当时dk,+1 , dk+2,?dL合并为dˊ1,依次类推直到时dR,dR+1 ,?dn-1合并为dˊm-1。
可以用累积值直方图来图解解求,均衡直方图在原灰度轴上的区间,如图6-10所示,在P轴上等分m份,通过累积值曲线,投影到G轴上,则G轴上交出的各点就为均衡所取的原直方图灰度轴上的区间值。
一般先求出区间阈值,列成查找表,然后对整幅图像每个像元查找它们变换后的灰度值。
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遥感原理与应用
§3.2 扫描成像类传感器 -TM专题制图仪
Landsat-4/5上的TM(Thematic Mapper)是一 个高级的多波段扫描型的地球资源敏感仪器,与多 波段扫描仪MSS性能相比,它具有更高的空间分辨 力,更好的频谱选择性,更好的几何保真度,更高 的辐射准确度和分辨力。
较高的色调差别。
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§3.2 扫描成像类传感器 -MSS多光谱扫描仪
MSS(Multispectral Scanner)多光谱扫描仪。 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。
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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。
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§3.2 扫描成像类传感器-红外扫描仪
具体结构: 旋转扫描镜 反射镜 探测器 制冷设备 电子处理装置 输出装置。
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§3.2 扫描成像类传感器 -红外扫描仪
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。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。
可具体按下面分类
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遥感原理与应用
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遥感原§理与3应.1用 传感器结构及分类-传感器的构成
传感器的四个组成部分: 1.收集器:收集地物辐射来的能量。具体的元件如透
镜组、反射镜组、天线等。 2.探测器:将收集的辐射能转变成化学能或电能。具
体的无器件如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测 元件、共振腔谐振器等。 3.处理器:对收集的信号进行处理。如显影、定影、 信号放大、变换、校正和编码等。具体的处理器类 型有摄影处理装置和电子处理装置。 4.输出器:输出获取的数据。输出器类型有扫描晒像 仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、彩色 喷墨仪等等。
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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;
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§3.2 扫描成像类传感器-概述
扫描成像类型的传感器是逐点逐行以时序方式获 取二维图像,有两种主要的形式: 一是对物面扫描的成像仪,特点是对地面直接 扫描成像,这类仪器有红外扫描仪、多光谱扫 描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多 频段频谱仪。 二是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,这 类仪器有线阵列CCD推扫式成像仪,电视摄像 机。
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分解为三个过程:瞬间/1个扫描周期/一景
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§3.2 扫描成像类传感器 -MSS多光谱扫描仪
MSS产品有以下几种类别: 粗加工产品:经过了辐射校准(系统噪声改 正)、几何校正(系统误差改正)、分幅注 记(28.6秒390次扫描分一幅)。 加工产品:在粗加工的基础上,用地面控制点 进行了纠正(去除了系统误差和偶然误差)。 特殊处理产品。
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§3.2 扫描成像类传感器 -MSS多光谱扫描仪
成像过程 扫描仪每个探测器的瞬时视场为86μrad,卫星高为 915km ,因此扫描瞬间每个像元的地面分辨力为 79m×79m,每个波段由六个相同大小的探测元与 飞行方向平行排列, 这样在瞬间看到的地面大小 为474m×79m。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六条扫 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
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§3.2 扫描成像类传感器 -MSS多光谱扫描仪
扫描仪的结构 扫描反射镜作用:获取垂直飞行方向两边共 185km范围内的来自景物的辐射能量,配合 飞行器的往前运行获得地表的二维图像。 反射镜组作用:将扫描镜反射进入的地面景 物聚集在成像面上。 成像板作用:将成像面上接收的能量传递到 探测器上去。 探测器作用:将辐射能量转变成电信号输出。
特点: 1、TM中增加一个扫描改正器。2个作用 2、TM的探测器共有100个,分七个波段。 3、探测器每组16个,呈错开排列。
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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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第三章 传感器及成像原理
本章主要内容 扫描成像类传感器
红外/MSS/TM/ETM+/HRV
雷达成像类传感器 真实孔径/合成孔径/侧视/相干 雷达
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遥感原§理与3应.1用 传感器结构及分类—传感器的分类
传感器是获取遥感数据的关键设备 (1)摄影类型的传感器; (2)扫描成像类型的传感器; (3)雷达成像类型的传感器; (4)非图像类型的传感器。
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§3.2 扫描成像类传感器 -红外扫描仪
红外扫描仪的而使红外扫描 影像产生畸变,这种畸变通常称之为全景畸变,其 形成的原因是像距保持不变,总在焦面上,而物距 随θ角发生变化而致。
热红外像片的色调特征
热红外扫描仪对温度比对发射本领的敏感性更高, 因为它与温度的四次方成正比,温度的变化能产生