《遥感概论》传感器分类和遥感图像成像原理
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遥感概论遥感传感器课件
05
遥感传感器在各个领域 的应用实例
CHAPTER
环境保护领域
大气污染监测 生态环境评估 自然灾害监测与预警
农业领 域
作物生长监测
利用遥感传感器获取作物生长状 况、叶绿素含量、叶面积指数等 信息，实现作物生长过程的动态
监测和诊断。
农业资源调查
通过遥感技术调查农业土地资源、 水资源和农业气象条件，为农业 生产布局和规划提供依据。
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• 微波传感器：利用 微波波段进行遥感 的传感器，包括主 动微波传感器（如 合成孔径雷达）和 被动微波传感器（ 如微波辐射计）。
• 热红外传感器：利 用热红外波段进行 遥感，用于测量地 表热辐射特性。
传感器的工作原理
光学传感器工作原理 微波传感器工作原理 热红外传感器工作原理
传感器的性能指标
空间分辨率
02
多传感器数据融合
03
AI与遥感传感器的结合应用
目标检测与识别
利用深度学习技术对遥感图像进行目标检测和识别，实现高分辨 率、高效率的地物提取和分类。
数据挖掘与知识发现
基于大数据技术，挖掘遥感数据中隐含的地学知识和规律，为地 球系统科学研究提供新的视角和方法。
智能遥感解译
结合自然语言处理等技术，实现遥感图像的自动解译和语义理解， 提高遥感数据的应用水平和效率。
03
典型遥感传感器介绍
CHAPTER
光学传感器
微波传感器
热红外传感器
01
02
03
04
05
04
遥感数据获取与处理
CHAPTER
数据获取方式
01
02
卫星遥感
无人机遥感
03 地面遥感
第 4 章 遥感原理-遥感传感器及遥感成像原理
侧视雷达图像在垂直飞行方向（y）的像点位置是以飞机的目标 的斜距来确定，称之为斜距投影。图像点的斜距算至地面距离为：
G r cos R2 H 2
几何特点
垂直于飞行方向的比例尺 变形——压缩与拉长
高差产生的投影差
雷达立体图像的构像特点
垂直于飞行方向的比例尺
1 ab cos b mab AB 1 bc cos c mbc BC
图像立体对，由于高差引起的投影差与中心投影片方向相反；如果按摄 影位置放置像片进行立体观测，看到的将是反立体图像；将左右立体图 像换位放置，看到的是正立体。
红外扫描仪
红外扫描成像过程
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，再
扫描视场内的地面辐射能，由图幅的一边到另一边依次进人传感器，经
Wt a ：将出现扫描漏洞 Wt a ：将出现扫描重叠
Wt a H
W H t
热红外像片的色调特征
热红外像片上的色调变化与相应的地物 的辐射强度变化成函数关系。地物发射电磁 波的功率和地物的发射率成正比，与地物温 度的四次方成正比，因此图像上的色调也与 这两个因素成相应关系。
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
真实孔径天线在一个位置上接收目标的回波；合成孔径天线是在不同
传感器及其成像原理
39
真实孔径侧视雷达
一、成像过程:
发射机向侧向面内发射一 束脉冲，被地物反射后， 由天线接收；
由于地面各点到雷达的距 离不同，接收机收到许多 信号，以它们到雷达距离 的远近，先后依序记录；
信号的强度除与系统参数 外，还与辐照带内各种地 物的特性、形状、坡向等 有关；
回波信号经电子处理器处 理后形成的图象线被记录；
TM6
0.52~0.60(绿)
与TM1合成，能显示水体的蓝绿比值， 用来估测可溶性有机物和浮游生物来自0.63~0.69(红)
识别土壤边界和地质界线的最有利的光 谱区
0.76~0.90(红外)
识别植物的有利波段，TM2/TM4对绿色 生物量和植物含水量敏感
1.55~1.75(红外)
可用来 进行收成中干旱的监测和植物生 物量的确定；也可用来区分不同类型的 岩石，区分云、地面冰和雪；确定湿土 和土壤的湿度
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）。
第二个扫描镜面扫视一次，…
34
35
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
36
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。
传感器及其成像原理
真实孔径侧视雷达
一、成像过程:
发射机向侧向面内发射一 束脉冲，被地物反射后， 由天线接收；
由于地面各点到雷达的距 离不同，接收机收到许多 信号，以它们到雷达距离 的远近，先后依序记录；
信号的强度除与系统参数 外，还与辐照带内各种地 物的特性、形状、坡向等 有关；
回波信号经电子处理器处 理后形成的图象线被记录；
TM6
0.52~0.60(绿)
与TM1合成，能显示水体的蓝绿比值， 用来估测可溶性有机物和浮游生物来自0.63~0.69(红)
识别土壤边界和地质界线的最有利的光 谱区
0.76~0.90(红外)
识别植物的有利波段，TM2/TM4对绿色 生物量和植物含水量敏感
1.55~1.75(红外)
可用来 进行收成中干旱的监测和植物生 物量的确定；也可用来区分不同类型的 岩石，区分云、地面冰和雪；确定湿土 和土壤的湿度
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）。
第二个扫描镜面扫视一次，…
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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
36
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。
传感器及其成像原理
遥感概论知识点
遥感概论知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN遥感概论—刘朝顺第一章绪论一、遥感的概念1.广义：：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。
2.狭义：：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
二、什么是传感器1.地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取。
2.传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
3.分类：摄影类型的传感器；扫描成像类型的传感器；雷达成像类型的传感器；非图像类型的传感器。
4.构造：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、XY彩色喷笔记录仪等等。
三、遥感的特点1空间特性：视域范围大，具有宏观特性。
2.光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围。
3.时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。
4.大面积的同步观测。
5.时效性 - 动态、快速获取监测范围数据。
6.数据的综合性和可比性。
7.经济性－应用领域多，经济效益高。
8.局限性。
四、遥感的发展历史1.无记录的地面遥感阶段2.有记录的地面遥感阶段（萌芽阶段）3.航空遥感阶段4.航天遥感阶段第二章电磁辐射与地物光谱特征（理解PPT）一、电磁波谱1.电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列形成的一个连续谱带称为电磁波谱。
遥感概论第3章 传感器 2.52.3 第3章 传感器
第三章 传感器
本章提要
§1 传感器的组成 §2 传感器的分类 §3 高光谱传感器 §4 侧视雷达传感器 §5 传感器的发展趋势
1 传感器的组成
传感器基本上都由收集器、探测器、处理器、输出器等4 部分组成
收集器：收集来自目标地物的电磁波能量。 探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。 处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理 输出器：输出获得的图像、数据。
4 侧视雷达传感器
侧视雷达（side looking radar）属于主动式遥感传感器。 成像时雷达本身发射一定波长的电磁波波束，然后接收该 波束被目标地物发射回的信号，从而探测目标地物的特性。 侧视雷达发射的波长主要在微波范围内，因此雷达图像又 叫微波图像。
侧视雷达分为真实孔径侧视雷达（SLAR）和合成孔径侧视 雷达（SAR）两种。
2 传感器的分类
按传感器工作方式
主动式传感器和被动式传感器
按传感器记录方式
成像方式的传感器和非成像方式的传感器
按成像原理和所获取图像性质
摄影方式传感器、扫描方式传感器和雷达
3 高光谱传感器
多光谱扫描仪将可见光和红外波段分割成若干波段， 在一定波长范围内，被分割成的波段数愈多（即波谱取样 点愈多），愈接近于连续波谱曲线，因而使得扫描仪在取 得目标物图像的同时，也能获取该地物的光谱组成。 这种既能成像又能获取目标光谱曲线的 “谱像合一”技 术才称为成像光谱技术。 按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。 高光谱成像技术
遥感进展中的新技术，其图像由多达数百个波段的非 常窄的连续光谱段组成（常用的多光谱扫描仪只有几个十几个波段），光谱覆盖了可见光、近红外、中红外、远 红外区域全部光谱段，其光谱仪成像多采用扫描式或推扫 式，可以收集200以上波段的数据，所得图像中每一个像 元均能得到连续的反射率曲线（而传统的光谱仪在波段之 间存在间隔）。
本章提要
§1 传感器的组成 §2 传感器的分类 §3 高光谱传感器 §4 侧视雷达传感器 §5 传感器的发展趋势
1 传感器的组成
传感器基本上都由收集器、探测器、处理器、输出器等4 部分组成
收集器：收集来自目标地物的电磁波能量。 探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。 处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理 输出器：输出获得的图像、数据。
4 侧视雷达传感器
侧视雷达（side looking radar）属于主动式遥感传感器。 成像时雷达本身发射一定波长的电磁波波束，然后接收该 波束被目标地物发射回的信号，从而探测目标地物的特性。 侧视雷达发射的波长主要在微波范围内，因此雷达图像又 叫微波图像。
侧视雷达分为真实孔径侧视雷达（SLAR）和合成孔径侧视 雷达（SAR）两种。
2 传感器的分类
按传感器工作方式
主动式传感器和被动式传感器
按传感器记录方式
成像方式的传感器和非成像方式的传感器
按成像原理和所获取图像性质
摄影方式传感器、扫描方式传感器和雷达
3 高光谱传感器
多光谱扫描仪将可见光和红外波段分割成若干波段， 在一定波长范围内，被分割成的波段数愈多（即波谱取样 点愈多），愈接近于连续波谱曲线，因而使得扫描仪在取 得目标物图像的同时，也能获取该地物的光谱组成。 这种既能成像又能获取目标光谱曲线的 “谱像合一”技 术才称为成像光谱技术。 按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。 高光谱成像技术
遥感进展中的新技术，其图像由多达数百个波段的非 常窄的连续光谱段组成（常用的多光谱扫描仪只有几个十几个波段），光谱覆盖了可见光、近红外、中红外、远 红外区域全部光谱段，其光谱仪成像多采用扫描式或推扫 式，可以收集200以上波段的数据，所得图像中每一个像 元均能得到连续的反射率曲线（而传统的光谱仪在波段之 间存在间隔）。
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。
遥感概论知识点汇总
遥感概论—刘朝顺第一章绪论一、遥感的概念1.广义：：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。
2.狭义：：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
二、什么是传感器1.地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取。
2.传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
3.分类：摄影类型的传感器；扫描成像类型的传感器；雷达成像类型的传感器；非图像类型的传感器。
4.构造：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、XY彩色喷笔记录仪等等。
三、遥感的特点1空间特性：视域范围大，具有宏观特性。
2.光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围。
3.时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。
4.大面积的同步观测。
5.时效性- 动态、快速获取监测范围数据。
6.数据的综合性和可比性。
7.经济性－应用领域多，经济效益高。
8.局限性。
四、遥感的发展历史1.无记录的地面遥感阶段2.有记录的地面遥感阶段（萌芽阶段）3.航空遥感阶段4.航天遥感阶段第二章电磁辐射与地物光谱特征（理解PPT）一、电磁波谱1.电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列形成的一个连续谱带称为电磁波谱。
遥感成像讲义原理与图像特征
红外扫描仪分辨率
红外扫描仪瞬时视场： d / f
d：探测器尺寸 f：扫描仪焦距 红外扫描仪垂直指向地面的空间分辨率：
a0
HdH(H为航高)f源自地面分辨率的变化只与航高有关。
多光谱扫描仪
TM专题制图仪
扫描行改正器，能垂直扫描 空间分辨率得到提高 光谱分辨率得到提高
像面扫描
HRV——线阵列推扫式扫描仪
地形起伏与像点位移(P62-P63)
像主点:像片中心点 位移量(投影差): σ=hr/H σ :位移量(投影差),h:地面高差(m), r: 像点到像主点的距离(mm或cm) H: 航摄高度 投影差与地面高差成正比,与距像主点的距离和
航摄高度成反比。地形凸起时，投影差为正。地 形低洼时，投影差为负。
精品jing
遥感成像原理与图像特征
传感器分类
传感器按结构可分为： 摄影类型传感器 扫描成像类型传感器 雷达成像类型传感器 非图像类型传感器
传感器结构
收集器 探测器 处理器 输出器
扫描成像类传感器
对物面扫描 对像面扫描
红外扫描仪
全景畸变
焦距保持不 变，物距发 生变化产生 的畸变
色盲片：只吸收短波，反差大。用于翻拍文件、印刷黑白幻灯片等
黑白
正色片：感光范围从蓝光区扩大到绿黄光区，适用于林区航空 摄影
摄影
摄 影
胶片
全色片：能感受全部可见光，遥感常用片
胶 片
红外黑白片：感光范围扩展到近红外，适用于林区航空摄影和草 地生物量测定
的
种 类
天然彩色胶片
彩色 摄影 胶片
假彩色（红外）胶片：对红 外敏感的色区为假彩色。
电子枪瞄准靶极上的点并对靶面进行扫描
立体观测方式
三遥感成像原理与遥感图像特征
§1 传感器
七、微波遥感的传感器
主动微波遥感
是指通过向目标地物发射微波并
❖ 雷达
接受其后向辐射信号来实现对地观测 的遥感方式。主要传感器为雷达，此
❖ 侧视雷达
外还有微波高度计和微波散射计。
❖ 合成孔径侧视雷达
被动微波遥感
是指通过传感器，接受来自目标地物发射
的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接
受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，
分辨率/m 60 15 80 30 10 20 10 1 20 15
应用 地面热性质调查
规划、管理 陆地资源调查 陆地资源调查
立体量测 海洋调查 海洋调查 城市规划、土地管理 宏观规划、国土资源
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§3 航空遥感数据
本节主要内容： 一、航空摄影的分类 二、航空像片的感光片性能 三、航空像片的特性 四、航空像片的分辨率 五、彩色红外像片 六、黑白像片的色调 七、航空像片的比例尺 八、光机扫描航空图像
正射投影:总是水平的， 不存在倾斜问题
中心投影，若投影面倾斜， 航片各部分的比例尺不同
f
倾斜
H
a bc
水平
比例尺 f/H
A BC
中心投影和垂直投影
地形起伏对正射投影 无影响
对中心投影引起投影差 航片各部分的比例尺不同
a
b
c
C
A’
B
C’
A
ac b
C
A’
B
C’
A
BACK
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 像片上的位置移动，这 种现象称为像点位移。
数（(m3即差m）)黑 系表分白 数示辨差 。。率。：感对光景材物料细特微性部曲分线的的表直现线能段力斜，率用为线反对
遥感概论期末复习知识点(完整)
遥感概论期末复习知识点一遥感的定义遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的科学及综合性探测技术。
二遥感的基本原理自然界的任何物体本身都具有发射、吸收、反射以及折射电磁波的能力，遥感是利用传感器主动或被动地接受地面目标反射或发射的电磁波，通过电磁波所传递的信息来识别目标，从而达到探测目标物的目的。
三遥感的物理基础（一）电磁波电磁波是遥感技术的重要物理理论基础。
1、电磁波的性质：具有波的性质和粒子的性质（波粒二相性）2、波长越短（频率越高），能量越高。
3、电磁波谱电磁波几个主要的分段：宇宙射线、伽玛射线、X射线、紫外、可见光、红外（近、中、远）、微波、无线电波。
遥感常用的电磁波段主要是近紫外、可见光、红外、微波紫外：紫外线是电磁波谱中波长从0.01～0.38um辐射的总称，主要源于太阳辐射。
由于太阳辐射通过大气层时被吸收，只有0.3～0.38um波长的光能穿过大气层到达地面，且散射严重。
由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收与散射作用，紫外遥感通常在2000m 高度以下的范围进行。
可见光：是电磁波谱中人眼可以感知的部分，遥感常用的可见光是蓝波段（0.45um附近）、绿波段（0.55um附近）和红波段（0.65um附近）红外，红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.7um至1mm之间，遥感常用的在0.7um-100mm微波，波长在0.1毫米~1米之间的电磁波。
微波波段具有一些特殊的特性：①受大气层中云、雾的散射影响小，穿透性好，不受光照等条件限制，白天、晚上均可进行地物微波成像，因此能全天候的遥感。
②微波遥感可以对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力。
微波越长，穿透能力越强。
4、黑体辐射定律辐射出射度：在单位时间内从物体表面单位面积上发出的各种波长的电磁波能量的总和。
黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，又能全部发射，则该物体是绝对黑体。
遥感概论第4章遥感传感器
全景摄影机
又称全景扫描相机、扫描摄像头、 摇头摄影机
特点：焦距长 摄影视场角大（180°）——摄取 航迹到两边地平线之间的广大区 域
缺点：全景畸变
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第4章 遥感传感器
4.2 摄影型传感器
多光谱摄影机
多光谱摄影机：对同一地区、同一瞬间摄取多个波段影像的 摄影机
✓ 单镜头型多光谱摄影机（光束分离型摄影机） 可以单个相机，也可多个相机组合 ✓ 多镜头型多光谱摄影机
探测器
处理器
输出器
功能——收集信息 常用收集器： 摄影机——透镜 扫描仪——反射镜 雷达——天线 多波段遥感——分光器
探测器——测量地物电磁辐射 性质和强度（最重要部分）
常用探测元件： 摄影机——感光胶片 扫描仪——光电管 雷达——微波检测器
信号处理器——信号放 大、光电转换等
输出器——信息输出： 胶片、图像、磁带、 波谱曲线等
激光全息摄影机 雷达
摄影 扫描
0.4-0.7um 窄波段影像 1mm-0.8m 窄频带主动式系统,提供数据\影像
6
6
第4章 遥感传感器
（5）传感器性能
遥感进行地物监测，主要获取三方面信息： 几何特征、物理特征与时间特征 传感器空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率
——衡量传感器性能及遥感图像质量的重要指标！
扫描型传感器亮度响应范围 大于胶片
37
第4章 遥感传感器
4.3 扫描型传感器
光机扫描仪——探测器 探测器性能评价：
✓ 信噪比——信号与噪声之比 噪声产生：传感器各部件累积
的电子信号错误；大气影响 ✓ 光谱灵敏度——传感器的波
谱分辨率 传感器的光谱探测能力，包括
又称全景扫描相机、扫描摄像头、 摇头摄影机
特点：焦距长 摄影视场角大（180°）——摄取 航迹到两边地平线之间的广大区 域
缺点：全景畸变
26
27
28
29
第4章 遥感传感器
4.2 摄影型传感器
多光谱摄影机
多光谱摄影机：对同一地区、同一瞬间摄取多个波段影像的 摄影机
✓ 单镜头型多光谱摄影机（光束分离型摄影机） 可以单个相机，也可多个相机组合 ✓ 多镜头型多光谱摄影机
探测器
处理器
输出器
功能——收集信息 常用收集器： 摄影机——透镜 扫描仪——反射镜 雷达——天线 多波段遥感——分光器
探测器——测量地物电磁辐射 性质和强度（最重要部分）
常用探测元件： 摄影机——感光胶片 扫描仪——光电管 雷达——微波检测器
信号处理器——信号放 大、光电转换等
输出器——信息输出： 胶片、图像、磁带、 波谱曲线等
激光全息摄影机 雷达
摄影 扫描
0.4-0.7um 窄波段影像 1mm-0.8m 窄频带主动式系统,提供数据\影像
6
6
第4章 遥感传感器
（5）传感器性能
遥感进行地物监测，主要获取三方面信息： 几何特征、物理特征与时间特征 传感器空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率
——衡量传感器性能及遥感图像质量的重要指标！
扫描型传感器亮度响应范围 大于胶片
37
第4章 遥感传感器
4.3 扫描型传感器
光机扫描仪——探测器 探测器性能评价：
✓ 信噪比——信号与噪声之比 噪声产生：传感器各部件累积
的电子信号错误；大气影响 ✓ 光谱灵敏度——传感器的波
谱分辨率 传感器的光谱探测能力，包括
《遥感概论绪论》课件
地物的形状、大小、空间排列等特征 ，影响图像的分辨率和可识别性。
时间特征
地物随时间的变化，如季节变化、生 长周期等，有助于动态监测。
辐射特征
地物反射或发射的电磁波能量大小， 决定了图像的亮度。
遥感图像的解译方法
目视解译
通过观察遥感图像，结合专业知识和经验，识别和解 译地物。
计算机解译
利用计算机算法和人工智能技术，自动识别和解译遥 感图像。
现对目标物的识别、分类和监测。
遥感技术广泛应用于地理信息系统、环境监测、城市规划、农
03
业管理等领域。
遥感的分类
按平台高度
可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。
按波段范围
可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
按工作方式
可分为被动遥感、主动遥感等。
按应用领域
可分为气象遥感、地球资源遥感、军事遥感等。
随着高光谱、多光谱和超光谱技术的发展，遥感数据的分辨率 和精度得到了进一步提高，遥感技术的应用领域也更加广泛。
遥感技术的未来发展趋势
随着人工智能和机器学习技术的发展，遥感数 据的处理和分析将更加智能化和自动化。
遥感技术将与GIS、GPS等技术进一步融合，形成更 加综合的地球观测系统，为人类提供更加全面、准确
森林资源调查
总结词
遥感技术能够快速、准确地调查森林资源分布、面积和生长状况，为森林资源保护和管 理提供科学依据。
详细描述
通过卫星遥感影像，可以获取森林覆盖范围、树种组成、生长状况等信息，同时结合地 理信息系统技术，能够实现森林资源的动态监测和管理，为森林保护和可持续发展提供
支持。
水环境监测
总结词
04
遥感图像的成像原理
电磁波与电磁波谱
时间特征
地物随时间的变化，如季节变化、生 长周期等，有助于动态监测。
辐射特征
地物反射或发射的电磁波能量大小， 决定了图像的亮度。
遥感图像的解译方法
目视解译
通过观察遥感图像，结合专业知识和经验，识别和解 译地物。
计算机解译
利用计算机算法和人工智能技术，自动识别和解译遥 感图像。
现对目标物的识别、分类和监测。
遥感技术广泛应用于地理信息系统、环境监测、城市规划、农
03
业管理等领域。
遥感的分类
按平台高度
可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。
按波段范围
可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
按工作方式
可分为被动遥感、主动遥感等。
按应用领域
可分为气象遥感、地球资源遥感、军事遥感等。
随着高光谱、多光谱和超光谱技术的发展，遥感数据的分辨率 和精度得到了进一步提高，遥感技术的应用领域也更加广泛。
遥感技术的未来发展趋势
随着人工智能和机器学习技术的发展，遥感数 据的处理和分析将更加智能化和自动化。
遥感技术将与GIS、GPS等技术进一步融合，形成更 加综合的地球观测系统，为人类提供更加全面、准确
森林资源调查
总结词
遥感技术能够快速、准确地调查森林资源分布、面积和生长状况，为森林资源保护和管 理提供科学依据。
详细描述
通过卫星遥感影像，可以获取森林覆盖范围、树种组成、生长状况等信息，同时结合地 理信息系统技术，能够实现森林资源的动态监测和管理，为森林保护和可持续发展提供
支持。
水环境监测
总结词
04
遥感图像的成像原理
电磁波与电磁波谱
第四章 遥感传感器成像原理及其图像特征
空间曲线在一个平面，而该平面又通过投影中心时， 它的像则成为直线。
（2）像片的比例尺 ——像片上两点之间的距离（ ab ） 与地面相应两点之间的距离（AB） 之比。 用1/m表示 1/m = f/H = ab/AB
f：物镜的焦距；H：飞行器的相对航高
f 可在像片的边缘获相应的影像资料（航摄报告、设 计）中找到；H由摄影部门提供； 航高、地形起伏会影响比例尺 中心投影像片比例尺在中心和边缘是不同的。
光机扫描成像类型的传感器
多 光 谱 扫 描 仪
多光谱扫描仪是在红外扫描仪的基础上发展起来的，其波长包括电 磁波的紫外、可见光和红外三个部分。 多光谱扫描仪主要由两个部分组成：机械扫描装置和分光装置。它 是由扫描镜收集地面的电磁辐射，通过聚光。系统把收集到的电磁辐射 汇聚成光束，然后通过分光装置分成不同波长的电磁波，它们分别被一 组探测器中的不同探测器所吸收，经过信号放大，然后记录在磁带上， 或通过电光转换后记录在磁带上，或通过电光转换后记录在胶片上。
（2）中心投影的透视规律
中心投影的成像特点：
点的像还是点，直线的像还是直线； 空间曲线的像仍 为曲线；水平面投影仍为一平面，垂直面（位于投影中心 时）的投影呈一直线，位于其它位置时，顶部投影为一直 线，侧面投影成不规则的梯形。 特例：
直线（垂直的）的延长线通过投影中心时，该直线的 像是一个点；若直线延长线不通过投影中心，仍然是直线， 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。
或电能。具体的元件主要有感光胶片、光电管、光敏和热敏
探测元件、共振腔谐振器等。 处理器：对转换后的信号进行各种处理，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。 输出器：输出信息的装置。输出器类型主要有扫描晒像仪、
（2）像片的比例尺 ——像片上两点之间的距离（ ab ） 与地面相应两点之间的距离（AB） 之比。 用1/m表示 1/m = f/H = ab/AB
f：物镜的焦距；H：飞行器的相对航高
f 可在像片的边缘获相应的影像资料（航摄报告、设 计）中找到；H由摄影部门提供； 航高、地形起伏会影响比例尺 中心投影像片比例尺在中心和边缘是不同的。
光机扫描成像类型的传感器
多 光 谱 扫 描 仪
多光谱扫描仪是在红外扫描仪的基础上发展起来的，其波长包括电 磁波的紫外、可见光和红外三个部分。 多光谱扫描仪主要由两个部分组成：机械扫描装置和分光装置。它 是由扫描镜收集地面的电磁辐射，通过聚光。系统把收集到的电磁辐射 汇聚成光束，然后通过分光装置分成不同波长的电磁波，它们分别被一 组探测器中的不同探测器所吸收，经过信号放大，然后记录在磁带上， 或通过电光转换后记录在磁带上，或通过电光转换后记录在胶片上。
（2）中心投影的透视规律
中心投影的成像特点：
点的像还是点，直线的像还是直线； 空间曲线的像仍 为曲线；水平面投影仍为一平面，垂直面（位于投影中心 时）的投影呈一直线，位于其它位置时，顶部投影为一直 线，侧面投影成不规则的梯形。 特例：
直线（垂直的）的延长线通过投影中心时，该直线的 像是一个点；若直线延长线不通过投影中心，仍然是直线， 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。
或电能。具体的元件主要有感光胶片、光电管、光敏和热敏
探测元件、共振腔谐振器等。 处理器：对转换后的信号进行各种处理，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。 输出器：输出信息的装置。输出器类型主要有扫描晒像仪、
遥感教案 3第三章 遥感传感器及成像原理课件
热 10.4～12.5 红 外
植物在绿光 波段反射峰 0.55
对健康茂盛植物 绿发射敏感，对 水的穿透力较强
探测健康植物，评价植物生长活力，研 究水下地形特征和水污染
植物叶绿素 吸收峰0.65
为叶绿素主要吸 收波段
受植物细胞 结构的影响， 植物在0.70 至1.3高反射
对绿色植物类别 差异最敏感，为 植物通用波段
下方，而是与遥感平台的运动方向形成角度，朝 向一侧或两侧倾斜安装，向侧下方发射电磁波， 接收回波信号的
合成孔径侧视雷达：是
利用遥感平台的前进运动， 将一个小孔径的天线安装 在平台的侧方，以代替大 孔径的天线，提高方位分 辨率的雷达．在移动中选 择若干个位置,在每个位 置上发射一个信号,接收 相应发射位置的回波信号 储存记录下来.
f： 为扫描仪焦距，
Ｈ： 为航高
当观测视线倾斜时，
(平行于航线方向的地面分辨率)
aθ=a×secθ
(垂直于航线方向的地面分辨率)
aθ1=a×secθ× secθ
４）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
扫描反射镜：用于获取垂直飞行方向两边 共１８５Ｋm范围内的来自景物的辐射能．
反射镜组：将扫描镜反射进入的地面景物 聚集在成像面上．
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，
探测器：将辐射能转化成电信号输出
成像板上的光学纤维单元接收的辐射能， 经光学纤维传递到探测器，探测器对信号 减波后有24路输出，采用脉码多路调制方 式，对每个信道做一次抽样，经过计算， 每9.958微秒扫描镜视轴仅在地面上移动 了56米，因此采样后的mss的空间分辨率 为56m×79m（Landsat-4为68m×83m）
植物在绿光 波段反射峰 0.55
对健康茂盛植物 绿发射敏感，对 水的穿透力较强
探测健康植物，评价植物生长活力，研 究水下地形特征和水污染
植物叶绿素 吸收峰0.65
为叶绿素主要吸 收波段
受植物细胞 结构的影响， 植物在0.70 至1.3高反射
对绿色植物类别 差异最敏感，为 植物通用波段
下方，而是与遥感平台的运动方向形成角度，朝 向一侧或两侧倾斜安装，向侧下方发射电磁波， 接收回波信号的
合成孔径侧视雷达：是
利用遥感平台的前进运动， 将一个小孔径的天线安装 在平台的侧方，以代替大 孔径的天线，提高方位分 辨率的雷达．在移动中选 择若干个位置,在每个位 置上发射一个信号,接收 相应发射位置的回波信号 储存记录下来.
f： 为扫描仪焦距，
Ｈ： 为航高
当观测视线倾斜时，
(平行于航线方向的地面分辨率)
aθ=a×secθ
(垂直于航线方向的地面分辨率)
aθ1=a×secθ× secθ
４）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
扫描反射镜：用于获取垂直飞行方向两边 共１８５Ｋm范围内的来自景物的辐射能．
反射镜组：将扫描镜反射进入的地面景物 聚集在成像面上．
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，
探测器：将辐射能转化成电信号输出
成像板上的光学纤维单元接收的辐射能， 经光学纤维传递到探测器，探测器对信号 减波后有24路输出，采用脉码多路调制方 式，对每个信道做一次抽样，经过计算， 每9.958微秒扫描镜视轴仅在地面上移动 了56米，因此采样后的mss的空间分辨率 为56m×79m（Landsat-4为68m×83m）
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• 进入90年代以后，高分辨率CCD传感器的出现，使 遥感图像的空间分辨率由Landsat-MSS的80m提高 到目前的2~3m，甚至1m以上；
4.1 传感器的分类
• 高光谱分辨率成像仪的出现，使多光谱遥感图像 的光谱分辨率可达到5 ~10nm；
• 加拿大雷达卫星（RADARSAT）的成功发射以及 美国的地球观察雷达系统EOS-SAR的研制标志着 雷达图像的空间分辨率大大提高。
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机
（三）光束分离型多光谱摄影机
在摄影时，光束通过一个 镜头后，经分光装置分成 几个光束，然后分别透过 不同的滤光片，分成不同 波段，在相应的感光胶片 上成像，实现多光谱摄影 （如图c）。
4.3 光电成像传感器的成像原理
• 光电成像类型传感器与光学摄影类型的传感器有很大 区别。光电类型的传感器是将收集到的电磁波能量， 通过仪器内的光敏或热敏元件（探测器）转变成电能 后再记录下来。
航向
• 全景摄影机的特点：焦距长，有 的达600mm以上，可在长约23cm， 宽达128cm的胶片上成像。它的精 密透镜既小又轻，扫描视场很大， 有时能达180°。
航线
光学摄影机类型传感器的成像原理
三、全景摄影机 • 但由于全景像机的像距保持不变，而物距随扫描角而
增大，因此出现两边比例尺逐渐缩小的现象。再加上 扫描的同时，飞机向前运动，以及扫描摆动的非线性 等因素，整个影像产生全景畸变。
扫描方向 飞行方向
全景像片的畸变
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机 • 对于同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机
称多光谱摄影机。 • 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，来增多获取目标的信息量，以便提 高影像的判读和识别能力。
光学摄影机类型传感器的成像原理
• 所有这些说明，遥感图像应用于地图的测绘和GIS 基础信息的获取已成为可能。
4.1 传感器的分类
遥感技术常用的传感器：
• 航空摄影机（航摄仪） • 全景摄影机 • 多光谱摄影机 • 多光谱扫描仪(Multi-Spectral Scanner，MSS) • 专题制图仪（Thematic Mapper, TM） • 反束光导摄像管（RBV） • HRV（High Resolution Visible range instruments）扫描仪 • 合成孔径侧视雷达（Side-Looking Airborne Radar，SLAR）
• 光电传感器较光学摄影机的优点在于： • 一是扩大了探测的波段范围； • 二是便于数据的存贮与传输。
《遥感概论》 传感器的分类和遥感图像的成像原理
4.1、传感器的分类 4.2、光学摄影机类型传感器的成像原理 4.3、光电成像传感器的成像原理 4.4、成像光谱仪原理简介 4.5、合成孔径侧视雷达原理简介
4.1 传感器的分类
• 随着空间技术、航天技术、无线电电子技术、光学 技术、计算机技术及其它相关科学的迅速发展，遥 感传感器从第一代的航空摄影机，第二代的多光谱 摄影机、扫描仪，很快发展到第三代的固体扫描仪 （Charge Coupled Device，CCD）。
• 共同特点：由物镜收集电磁波， 并聚焦到感光胶片上，通过感 光材料的探测与记录，在感光 胶片上留下目标的潜像，然后 经过摄影处理，得到可见的影 像。 分幅式摄影机成像示意图
光学摄影机类型传感器的成像原理
一、框幅式摄影机 • 框幅式摄影机传感器成像原理是在某一个摄影瞬间获得
一张完整的像片（18cm×18cm或23cm×23cm幅面）。
四、多光谱摄影机
• 在一般摄影方法基础上，对摄影机和胶片加以改进，再 选用合适的滤光片，即可实现多光谱摄影。根据其结构 特点，可以分为三种基本类型：多摄影机型，多镜头型 和光束分离型。
胶片
摄影机 镜头 滤光片
胶片
摄影机 镜头 滤光片
胶片
二分色镜
滤光片 镜头
（a）多摄影机型
（b）多镜头型
（c）光束分离型
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机
（一）多摄影机型多光谱摄影机
这种多光谱摄影机是用几架普通 的航空摄影机组装而成的，对各 摄影机分别配以不同的滤光片和 胶片的组合，采用同时曝光控制， 以进行同时摄影（如图a）。
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机
（二）多镜头型多光谱摄影机
它是用普通航空摄影机改制而成 的，在一架摄影机上配置多个镜头 （如三镜头、六镜头和九镜头）， 暗盒部分用几种胶片记录从不同镜 头拍摄得到的影像。这种摄影机同 样需要选配相应的滤光片与不同光 谱感光特性的胶片组合，以实现多 光谱摄影（如图b）。
4.1 传感器的分类
框幅摄影机 光学摄影类型 缝隙摄影机
全景摄影机 多光谱摄影机
成像遥感器
被动式
ＴＶ摄像机 光电成像类型 扫描仪
电荷耦合器件CCD
面阵成像光谱仪 成像光谱仪
线阵成像光谱仪
主动式
侧视雷达 真实孔径雷达 合成孔径雷达
全景雷达
图 遥感器的分类情况
4.2 光学摄影机类型传感器的景摄影机和多光谱摄影机四种 类型。
y
• 当飞机或卫星向前飞行时，摄 影机焦平面上与飞行方向成垂 直的狭缝中的影像也连续变化。
xv
S
V
如果摄影机内的胶片不断地卷
动，且其速度与地面在缝隙中
H
的影像移动相同，则能得到连
续的航带摄影像片。
v V • f H
光学摄影机类型传感器的成像原理
三、全景摄影机
• 全景摄影机又称摇头摄影机，或叫扫描摄影机。它是在 物镜焦面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂 直航线方向扫描，得到一幅扫描成的图像，因此称扫描 像机，又由于物镜摆动的幅面很大， 缝隙 能将航线两边的地平线内的影像都 摄入底片，因此又称为全景摄影机。
• 一张像片上的所有像点共用同一个摄影中心和同一个像片面，亦 即共用一组外方位元素。因此，像点和物点之间可以用航测像片 解析的共线方程来描述。
光学摄影机类型传感器的成像原理
二、缝隙摄影机
• 缝隙摄影机，或称推扫式摄影机、航带摄影机。在飞
机或卫星上，摄影瞬间所获取的影像是与航线方向垂
直且缝隙等宽的一条线影像。
4.1 传感器的分类
• 高光谱分辨率成像仪的出现，使多光谱遥感图像 的光谱分辨率可达到5 ~10nm；
• 加拿大雷达卫星（RADARSAT）的成功发射以及 美国的地球观察雷达系统EOS-SAR的研制标志着 雷达图像的空间分辨率大大提高。
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机
（三）光束分离型多光谱摄影机
在摄影时，光束通过一个 镜头后，经分光装置分成 几个光束，然后分别透过 不同的滤光片，分成不同 波段，在相应的感光胶片 上成像，实现多光谱摄影 （如图c）。
4.3 光电成像传感器的成像原理
• 光电成像类型传感器与光学摄影类型的传感器有很大 区别。光电类型的传感器是将收集到的电磁波能量， 通过仪器内的光敏或热敏元件（探测器）转变成电能 后再记录下来。
航向
• 全景摄影机的特点：焦距长，有 的达600mm以上，可在长约23cm， 宽达128cm的胶片上成像。它的精 密透镜既小又轻，扫描视场很大， 有时能达180°。
航线
光学摄影机类型传感器的成像原理
三、全景摄影机 • 但由于全景像机的像距保持不变，而物距随扫描角而
增大，因此出现两边比例尺逐渐缩小的现象。再加上 扫描的同时，飞机向前运动，以及扫描摆动的非线性 等因素，整个影像产生全景畸变。
扫描方向 飞行方向
全景像片的畸变
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机 • 对于同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机
称多光谱摄影机。 • 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，来增多获取目标的信息量，以便提 高影像的判读和识别能力。
光学摄影机类型传感器的成像原理
• 所有这些说明，遥感图像应用于地图的测绘和GIS 基础信息的获取已成为可能。
4.1 传感器的分类
遥感技术常用的传感器：
• 航空摄影机（航摄仪） • 全景摄影机 • 多光谱摄影机 • 多光谱扫描仪(Multi-Spectral Scanner，MSS) • 专题制图仪（Thematic Mapper, TM） • 反束光导摄像管（RBV） • HRV（High Resolution Visible range instruments）扫描仪 • 合成孔径侧视雷达（Side-Looking Airborne Radar，SLAR）
• 光电传感器较光学摄影机的优点在于： • 一是扩大了探测的波段范围； • 二是便于数据的存贮与传输。
《遥感概论》 传感器的分类和遥感图像的成像原理
4.1、传感器的分类 4.2、光学摄影机类型传感器的成像原理 4.3、光电成像传感器的成像原理 4.4、成像光谱仪原理简介 4.5、合成孔径侧视雷达原理简介
4.1 传感器的分类
• 随着空间技术、航天技术、无线电电子技术、光学 技术、计算机技术及其它相关科学的迅速发展，遥 感传感器从第一代的航空摄影机，第二代的多光谱 摄影机、扫描仪，很快发展到第三代的固体扫描仪 （Charge Coupled Device，CCD）。
• 共同特点：由物镜收集电磁波， 并聚焦到感光胶片上，通过感 光材料的探测与记录，在感光 胶片上留下目标的潜像，然后 经过摄影处理，得到可见的影 像。 分幅式摄影机成像示意图
光学摄影机类型传感器的成像原理
一、框幅式摄影机 • 框幅式摄影机传感器成像原理是在某一个摄影瞬间获得
一张完整的像片（18cm×18cm或23cm×23cm幅面）。
四、多光谱摄影机
• 在一般摄影方法基础上，对摄影机和胶片加以改进，再 选用合适的滤光片，即可实现多光谱摄影。根据其结构 特点，可以分为三种基本类型：多摄影机型，多镜头型 和光束分离型。
胶片
摄影机 镜头 滤光片
胶片
摄影机 镜头 滤光片
胶片
二分色镜
滤光片 镜头
（a）多摄影机型
（b）多镜头型
（c）光束分离型
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机
（一）多摄影机型多光谱摄影机
这种多光谱摄影机是用几架普通 的航空摄影机组装而成的，对各 摄影机分别配以不同的滤光片和 胶片的组合，采用同时曝光控制， 以进行同时摄影（如图a）。
光学摄影机类型传感器的成像原理
四、多光谱摄影机
（二）多镜头型多光谱摄影机
它是用普通航空摄影机改制而成 的，在一架摄影机上配置多个镜头 （如三镜头、六镜头和九镜头）， 暗盒部分用几种胶片记录从不同镜 头拍摄得到的影像。这种摄影机同 样需要选配相应的滤光片与不同光 谱感光特性的胶片组合，以实现多 光谱摄影（如图b）。
4.1 传感器的分类
框幅摄影机 光学摄影类型 缝隙摄影机
全景摄影机 多光谱摄影机
成像遥感器
被动式
ＴＶ摄像机 光电成像类型 扫描仪
电荷耦合器件CCD
面阵成像光谱仪 成像光谱仪
线阵成像光谱仪
主动式
侧视雷达 真实孔径雷达 合成孔径雷达
全景雷达
图 遥感器的分类情况
4.2 光学摄影机类型传感器的景摄影机和多光谱摄影机四种 类型。
y
• 当飞机或卫星向前飞行时，摄 影机焦平面上与飞行方向成垂 直的狭缝中的影像也连续变化。
xv
S
V
如果摄影机内的胶片不断地卷
动，且其速度与地面在缝隙中
H
的影像移动相同，则能得到连
续的航带摄影像片。
v V • f H
光学摄影机类型传感器的成像原理
三、全景摄影机
• 全景摄影机又称摇头摄影机，或叫扫描摄影机。它是在 物镜焦面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂 直航线方向扫描，得到一幅扫描成的图像，因此称扫描 像机，又由于物镜摆动的幅面很大， 缝隙 能将航线两边的地平线内的影像都 摄入底片，因此又称为全景摄影机。
• 一张像片上的所有像点共用同一个摄影中心和同一个像片面，亦 即共用一组外方位元素。因此，像点和物点之间可以用航测像片 解析的共线方程来描述。
光学摄影机类型传感器的成像原理
二、缝隙摄影机
• 缝隙摄影机，或称推扫式摄影机、航带摄影机。在飞
机或卫星上，摄影瞬间所获取的影像是与航线方向垂
直且缝隙等宽的一条线影像。