遥感第三章海洋卫星与陆地卫星
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
遥感导论 第三章:遥感的应用领域

遥感的应用领域组长:黄旭生组员:莫雪兰,陈丽萍,薛柳媚,高建仪,李锦利,吴燕霞,孙文洪,黄晓希,周雅妍遥感从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感及灾害遥感、军事遥感等。
资源遥感定义:以资源作为探测对象的遥感技术。
相关说明:资源遥感是以地球资源的探测、开发、利用、规划、管理和保护为主要内容的遥感技术及其应用过程。
自然资源可通过多平台、多时相、多波段的数据采集,直接表现成隐含于遥感信息之中。
故资源遥感包括获取资源与环境数据的过程及对这些数据进行综合研究和系统分析的过程。
其主要步骤为:①分析资源的形成条件、赋存环境、分布状态;②根据有利于资源调查的最佳时间及波段,选择遥感平台、传感器和遥感影像数据;③按资源分布特点、类型差异、赋存状态,确定影像分析、判读的方法;④设计遥感影像处理的技术方案;⑤设计与实施地面实况调查与验证的方案;⑥资源遥感信息特征的概括、分析模型的研究与优化。
因资源遥感的综合研究与系统分析应在区域本底研究的支持下进行,故地理信息系统是资源遥感向高层次发展的技术保证。
应用例子:中巴资源卫星在我国的应用:在《塔里木盆地北缘矿产和地下水资源调查评价》项目中,对塔里木北缘西南天山地区利用40景CBERS-1CCD数据编制了卫星影像地图,对矿产资源进行评估,预测了找矿的有利地段,圈定了浅层地下水的储存地区;对地质环境及其演变进行了分析,编制了浅层地下水资源解译图、遥感地质图、遥感找矿预测图、地质环境遥感解译图等,量算了生态环境评价因子的分布面积现况及趋势,并分析发展前景。
该项目所圈出的浅层地下水分布区,发现和验证的五条金铜矿矿体,对于西部开发是很实用的成果,同时对塔里木生态治理起到直接作用。
另外在工程地质、矿产专题图、铀矿勘测、油田环境监测与评估等方面也取得了应用成果。
中巴资源卫星在巴西的应用:在Mato Grosso州,州立环境署利用卫星图像来注册农场和其变化特点,比如农作物的种植地区、保留地区、草场和风险地区等。
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。
第三讲遥感卫星精品PPT课件

③ 短周期重复观测:静止气象卫星30 分钟一次;极轨卫星半天一次。利 于动态监测。
④ 资料来源连续、实时性强、成本低
3、气象卫星的应用领域 ① 天气分析与气象预报 ② 气候研究与气候变迁的研究
③ 资源环境领域:海洋研究、森 林火灾、水污染
分类
4
0.76-0.90 近红 用于生物量和作物长势的测定
外
5
1.55-1.75 短波 土壤水分和地质研究,以及从云中
红外
区分出雪
6
10.4-12.5 热红 植物受热强度和其它热图测量
外
7
2.08-2.35 短波 用于城市土地利用,岩石光谱反射
红外
及地质探矿
增强型专题制图仪(ETM)
• 在新的陆地卫星6,7号上将安装增强型专 题制图仪,它是在TM 传感器的基础上增 加了一个波长0.5—0.9μm 的全色波段, 称为pan 波段,其瞬时视场为13m×15m 。 其他7 个波段的波长范围、瞬时视场均与 TM 相同。
波长(m)
IFOV
Blue-Green 0.45-0.515 蓝- 绿色 30m
Green
0.525-0.60 5 绿色 30m
Red
0.63-0.69 红色
30m
Near IR
0.775-0.90 近红外 30m
SWIR
1.55-1.75 短波红外 30m
LWIR
10.4-12.5 热பைடு நூலகம்外 60m
Landsat卫星(续)
• 4)数据的利用
• Landsat数据被世界上15个地点的地 面站所接收,主要应用于陆地的资源 探查,环境监测。TM数据包括其热红 外波段在内对沿岸地区的环境监测也 很有效。数据分发也在世界各国进行, 它是现在利用的最为广泛的地球观测 数据。
常见的遥感卫星的介绍及具体参数
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常见的遥感卫星的介绍及具体参数遥感卫星是指通过从地球轨道上的卫星获取地球表面信息的卫星。
它们通过感知地球表面的辐射能并将其转换为可见或可测量的数据,从而提供了关于地球表面的各种信息。
下面将介绍一些常见的遥感卫星及其具体参数:1.陆地卫星:- 名称:陆地卫星(Landsat)- 参数:由美国国家航空航天局(NASA)和美国地质调查局(USGS)合作运行,最新一代是Landsat 8-分辨率:光学传感器的分辨率为30米,热红外波段分辨率为100米。
- 波段:Landsat 8有11个波段,从可见光、近红外到热红外。
-重要性:陆地卫星提供了大范围的空间覆盖,并用于土地利用、环境监测、植被研究等领域。
2.气象卫星:-名称:气象卫星(GOES)-参数:由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)运营,最新一代是GOES-16-分辨率:可见光波段的分辨率为0.5公里,红外波段的分辨率为2公里。
-波段:GOES-16有16个波段,包括可见光、红外和闪电探测器。
-重要性:气象卫星提供了全球气象观测,用于天气预报、气候研究和自然灾害监测等。
3.海洋卫星:- 名称:海洋卫星(Jason)-参数:是由法国航天局(CNES)和美国国家航空航天局(NASA)合作的卫星测高项目。
-分辨率:测量海洋表面高度的精度为2.5厘米。
-波段:主要使用雷达测量海洋表面高度。
-重要性:海洋卫星用于研究海洋循环、海洋动力学和全球海平面变化等。
4.极地卫星:-名称:极地卫星(GRACE)-参数:由德国航天局(DLR)和美国国家航空航天局(NASA)合作运行。
-分辨率:提供的重力场数据的精度为微加仑级别。
-波段:使用微波测量卫星之间的距离变化,推测地球的重力场。
-重要性:极地卫星用于研究地球的重力场变化,包括冰川消融、地壳运动和海洋环流等。
5.火星卫星:- 名称:火星卫星(Mars Reconnaissance Orbiter)-参数:由美国国家航空航天局(NASA)运行。
遥感成像原理与图像特征
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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
胶片
全色片:能感受全部可见光,遥感常用片
影
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。
3.4 遥感图像的特征
遥感图像的空间分辨率:
Rg=Rsf/H Rg:地面分辨率,单位:线对/m Rs:系统分辨率 单位:线对/m f:摄影机焦距(mm) H:摄影高度 例: 有一摄影机焦距为152毫米,航高为6000米,系统
扫描成像与摄影成像有何区别? 高光谱成像光谱扫描的工作原理和方式是
什么?何谓谱像合一技术? 怎样评价遥感图像的质量?
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
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
H
d f
H (H为航高)
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
电子枪瞄准靶极上的点并对靶面进行扫描
第三章遥感传感器PPT课件

辐射能量,如摄影机、多光谱扫描仪(MSS、TM、
ETM、HRV)。
To be continued…
6
§1 传感器
五、摄影型传感器
航空摄影机:是空中对地面拍摄像片的仪器, 它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射 光谱能量。记录的波长范围以可见光~近红外为 主。
To be continued…
7
§1 传感器
NOAA-AVHRR
分辨率/m 60 15 80 1 20 10 30 60 15 本节结束
应用 地面热性质调查
规划、管理 陆地资源调查
海洋调查 海洋调查
返回 下一节11
§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
1
城市规划、土地管理
SPOT-HRV1-3
20
宏观规划、国土资源
SPOT-HRV Pan 10
立体量测
ETM1-5,7
30
陆地资源调查
10
To be continued…
遥感数据类型 ETM6
ETM Pan Landsat-MSS4-7
Radarsat-SAR Seasat-VIR Seasat-SAR JERS-VNR JERS-SWIR
To be continued…
8
§1 传感器
七、微波遥是指感通的过向传目感标地器物发射微波并
主动微接波受遥其感后(向…辐) 射信号来实现对地观测
❖
雷达
的遥感方式。主要传感器为雷达,此 外还有微波高度计和微波散射计。
海洋卫星与陆地卫星

SPOT系列 SPOT-5 (2002) SPOT-4 (1998) SPOT-2 (1990)
美国
美国 法国
1. MSS(多光谱扫描仪)分辨率: 轨 道 : 太 阳 同 步 极
30 m (波段1~4)
轨
2. TM(主题绘图仪)分辨率:30 高度:约705 km
m(波段1~4), 120 m(波段6)
运行轨道和其它
RADARSAT (1995/11-)
QuikSCAT (1999-)
ADEOS-1 (1996-97) ADEOS-II (02/12-03/10)
CSA/ Canada
NA USA/ NASDA /Japan 同上
SAR(合成孔径雷达) 刈幅:100 km (标准方式)
55 km(高分辨率方式) 分辨率: 28 m×30 m (标准方式)
✓于2002年3月发射,2003年5月正式投入运行 ✓主要传感器
•高级合成孔径雷达ASAR •改进型沿轨迹扫描辐射计AATSR •中等分辨率成像光谱辐射计MERIS •微波辐射计MWR、雷达高度计RA-2、……
ENVISAT:欧空局最大的环境监测卫星 ASAR: ENVISAT最大的传感器
✓多模式、多极化、大幅宽、多入射角 ✓最高地面分辨率:25m ✓覆盖范围最宽400km
家空间研究中心的单频率Ku波段13.65 PASS:卫星绕地球公转的一半的
GHz的高度计
时间(对应南北纬度66度之间的星
3、TMR (TOPEX’s Microwave
下轨迹)
Radiometer) 频率: 18, 21, 37 GHz
CYCLE:由254个PASS组成(对应
一个约10天的重复周期)
第3章 海洋遥感平台和传感器

(3)典型的海洋卫星
国外的海洋地形卫星
b. Topex/Poseidon卫星(美、法) :
1992年8月10日发射,高度计 轨 道卫星 ,高度 1336km, 轨 道 倾 角 为 66 度 , 覆 盖 了 全 球 90%的海洋,重复周期10天。。 装有多个传感器,主要有效 载荷为雷达高度计,保证了 每 年 有 35 组 测 高 重 复 数 据 , 是迄今测高精度以及定轨精 度最高的测高卫星之一。
(1)海洋遥感平台概念及分类
( Xing et al,2019,RSE )
(2)卫星遥感平台
卫星轨道概念
当火箭飞行速度超过了第一宇宙速度,把人造卫星送 入绕地球运行的轨道后,卫星就周期性地绕地球运动, 从而获得周期性的遥感资料,卫星的轨道要素决定了 卫星遥感方式
(2)卫星遥感平台
卫星轨道参数
2006年1月由于卫星操作故障结束了正常的运行
4.2 海洋遥感传感器
(1)海洋遥感传感器相关概念
海洋遥感传感器:是指收集、探测、记录地物反射
或者发射电磁波能量的装置,是遥感技术的核心部分
传感器的分类
✓ 按电磁波谱:可见光传感器、红外传感器、微波传感器 ✓ 按记录方式:成像式、非成像式 ✓ 按工作方式:主动方式、被动方式
与海洋遥感有关的传感器还包括多 波段微波辐射计(SMMR),可用于 探测海面温度、海冰等
(3)典型的海洋卫星
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:
第三章 遥感平台及运行特点
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LST SST
FY-1C\D通道编号、波长范围及其 主要用途
• 通道6对雪的反射率较低,与其它通道结合有助于云、 雪的判识,同时此通道对土壤湿度比较敏感,有助于干 旱监测。 • 通道7-9是海洋水色通道,海洋水色反映海洋中叶绿素 的含量,他还可以反映海洋浑浊度和海洋污染以及赤潮 等情况。 • 通道 10是低层水汽通道,用于大气修正和大气透过率 的计算。
第三章 遥感平台及运行特点
• 遥感平台 • 气象卫星 • 陆地卫星
• 遥感图像特征
• 扫描成像
• 摄影成像
• 微波遥感与成像
第一节 遥感平台
地面平台:三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面 接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光 谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感,测定各种地物 的波谱特性及影像的实验研究。 三角架:0.75-2.0米;测定各种地物的波谱特性和进 行地面摄影。 遥感塔:固定地面平台;用于测定固定目标和进行动 态监测;高度在6米左右。 遥感车、船:高度的变化;测定地物波谱特性、取得 地面图像;遥感船除了从空中对水面进行遥感外,可 以对海底进行遥感。
RBV/MSS RBV/MSS RBV/MSS MSS/TM MSS/TM ETM ETM+
18 days 18 days 18 days 16 days 16 days 16 days 16 days
国家航空和宇宙航行局
Landsat-4/5 外形图 地球资源卫星1-3
Landsat-7外形图
气象卫星观测的优势和特点
时间取样优势
• 气象卫星观测可以大大地改善资料的时间取样频次。 特别是静止气象卫星可以获得每小时一次的大范围实 时资料,必要时甚至可以获取半小时的资料。有利于 对灾害性天气的动态监测。 • 双星组网的极轨气象卫星(FY-2CD)也可以每天提供4 次全球覆盖的图象资料和垂直探测资料。而常规高空 站每天只在00时12时(世界时)进行两次观测,且无 法观测海洋和无人地区。
3遥感平台及运行特点

52
♦ 小卫星
是指目前设计质量小于500kg的小型近地轨道卫星。 重量轻,体积小。 研制周期短,成本低。 发射灵活,启用速度快,抗毁性强。 技术性能高。
53
33
中巴资源卫星的轨道参数
轨道高度为778km 运行周期也减为100.26min 重复周期为26天 轨道倾角98.5度
34
CCD相机有兰、绿、红、近红外和全色等五个 光谱段,采用推扫式成像技术获取地球图像信息。 它只在白天工作,并有侧视功能(±32°)。 红外扫描仪有可见光、短波红外和热红外共四 个谱段,采用双向扫描技术获取地球图像信息,它 可昼夜成像。 宽视场相机具有红光和近红外谱段,由于扫描 辐宽达890千米,因而五天内可对地球覆盖一遍。
29
SPOT系列卫星具有立体观测能力
遥感重复成像时间的间隔。
30
☺ IRS(印度)
印度在1979年6月和1981年11月发射的 Bhaskara1和Bhaskara2两颗实验性卫星的基 础上,制订了IRS系列计划,并于1988年3月 发射了第一颗。
31
☺ 中巴资源卫星
1986年国务院批准航天工业部《关于加速 发展航天技术报告》确定了研制资源一号卫星 的任务。 1988年中国和巴西两国政府联合议定书批 准,在中国资源一号原方案基础上,由中、巴 两国共同投资,联合研制中巴地球资源卫星 (代号CBERS)。并规定CBERS投入运行后, 由两国共同使用。
♣ 光照均匀 ♣ 太阳电池
16
1 陆地卫星的轨道特征
(4)可重复轨道
有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。
17
2 陆地卫星的分类
♦ ♦ ♦ ♦
陆地卫星类 高分辨率陆地卫星 高光谱卫星 合成孔径雷达
遥感导论第三章

前言:
传感器
遥感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)微波成像类型的传感器;
第二节 摄影成像 一、摄影机;三、摄影胶片的物理特性(自学为主: 阅读教材;内容了解即可)。 二、摄影像片的几何特性(讲述法;问题法讨论与训 练) 1、摄影成像的投影方式是什么? 2、名次解释:平均比例尺、像点位移。 3、像片投影误差的规律是什么?
FY2C 2008-03-19 中国陆地云图
FY2C 2008-03-19 海区云图
/shishi/satellite.jsp 中国气象科学数据共享服务网
中午前后,气象卫星监测到甘肃西部、宁夏东部出现 扬沙天气。南疆盆地也出现了沙尘天气,部分地区还出现 了沙尘暴天气。
8
0.50-0.90mm
全色波段
15m
LANDSAT-7采用ETM+,比TM增加了全色波段,分辨率15米。
--- SPOT系列
■ 1978年起,以法国为主,联合比利时、瑞典等欧 共体某些国家,设计、研制了一颗名为“地球观测 实验系统”(SPOT)的卫星,也叫做“地球观测实验 卫星”。
SPOT1,1986年2月发射,至今还在运行。 SPOT2,1990年1月发射,至今还在运行。 SPOT3,1993年9月发射,1997年11月14日停止。 SPOT4,1998年3月发射,至今还在运行。 SPOT5, 2002 年 5 月 4 日凌晨当地时间 1 时 31 分,成功发射。
0.49~0.61 1.58~1.78
10 20
重复观测26天
SPOT5图像(10米)
SPOT5图像(2.5米)
Spot-5基本产品
10米多光谱
海洋遥感ppt03 海洋水色遥感

3.2 海洋水色遥感机理
气溶胶散射辐亮度
气溶胶辐亮度计算处理流程:
① 对于单次散射和可见光波段,若从每个波段中消除臭氧吸 收、太阳耀斑、泡沫反射和瑞利散射项的影响,则余项包括 气溶胶路径辐亮度和离水辐亮度。在NIR波段,假设Lw(λ)等 于0,则余项只剩下单次散射气溶胶辐亮度
LA(λ) = ωA(λ) τA(λ) F’S(λ) PA(λ, θ, θS) / 4πcosθ
3.1 浮游植物、颗粒和溶解物的散射和吸收
吸 收 总吸收系数 αT(λ) αT(λ) = αw(λ) + αp(λ) + αΦ (λ) + αCDOM(λ)
下标w、p、Φ、CDOM分别指的是纯海水、颗粒物、浮游 植物色素和带颜色的溶解有机物。
Satellite Oceanic Remote Sensing
第三章 海洋水色遥感
3.1 浮游植物、颗粒和溶解物 的散射和吸收 3.2 水色遥感机理
3.3 水色要素反演方法
Satellite Oceanic Remote Sensing
3.1 浮游植物、颗粒和溶解物的散射和吸收
海洋水色重要的影响因素
1. 浮游植物及其色素
叶绿素浓度:从根本上反应海洋生产力的变化
水色遥感器的波段设臵:
• 可见光(400~700nm):透射入水 • 近红外波段:修正卫星接收的总辐射信号值
Satellite Oceanic Remote Sensing
3.2 海洋水色遥感机理
仪器接收到的辐射量(W〃m-2〃μm-1〃sr-1)可由下式描述:
Li Lr La Lra t D , s Lw t D , s Lwc t , v Lsr
遥感导论(卫星)
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SPOT 1, 2 and 3
波段及分辨率 1 个全色波段 (10 m) 3 个多光谱波( 20 m )
SPOT 4
1个全色波段(10m) 3个多光谱波段(20m ) 1个短波红外波段 (20 m) B1: 0.50 ~ 0.59 µm B2: 0.61 ~ 0.68 µm B3: 0.78 ~0.89 µm B4: 1.58 ~ 1.75 µm P: 0.50~0.73 µm 2个高分辨率可见光及 短波红外成像 装置(HRVIRs) 60km
扫 描 宽 度 为 2250 km
SPOT5于2002年5月4日发射,星上
载有两台高分辨率几何成像装置 (HRGs)、一台高分辨率立体成像装置
(HRS)、一台宽视域植被探测仪(VEG)
光谱段 0.50~0.59 μm 0.61~0.68 μm 0.78~0.89 μm
光谱特性 绿 红 近红外
back
轨道:太阳同步近极地圆形轨道; 重复覆盖周期:16-18天;
覆盖范围:185
× 185km2; 空间分辨率:多光谱波段:30米 全色15米(传感器 ETM+)
1、美国陆地卫星系列 Landsat
(1) 美国陆地卫星系列的基本特征
卫星系列 发射时间 结束运行时 间 轨道特征与倾 角 回归周期 扫描宽度 搭载的传感 器 反 束 光 导 管 摄 像 机RBV ; 多 光 谱 扫 描 仪MSS Landsat 1 1972.7.23 1978.1.6 Landsat 2 1975.1.22 1982.2.25 Landsat 3 1978.3.5 1983.3.31 Landsat 4 1982.7.16 已结束运行 Landsat 5 1984.3.1 运行
于1997年10月发射CBERS-l;1999年10月发射 CBERS-2。 三台成像传感器为:广角成像仪(WFI)、高分辨率 CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)。 以不同的地面分辨率覆盖观测区域:WFI的分辨率 可达256m,IR-MSS可达78m和156m,CCD为19.5m。
第三章遥感成像原理和遥感成像特征

v
S
V
H
全景摄影机
• 又称扫描摄影机或摇头摄影机。
• 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。
多光谱摄影机
• 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。
卫星名称 Landsat-1 Landsat-2 Landsat-3 Landsat-4 Landsat-5 Landsat-6
Landsat-7
发射时间 72. 7. 23 75. 1. 22 78. 3. 5 82. 7. 16 84. 3. 1 93. 10. 5
99. 4. 23
传感器 RBV MSS RBV MSS RBV MSS MSS TM MSS TM
传感器类型
• 按记录方式:成像方式、非成像方式 • 按工作波段分:可见光、红外、微波 • 按工作方式分:主动、被动
成
被动式
像
传
感
器
主动式
光学摄影类型
框幅摄影机 缝隙摄影机 全景摄影机 多光谱摄影机
光电成像类型
成像光谱仪 测视雷达 全景雷达
TV摄影机 扫描仪 电荷耦合器件CCD
面阵成像光谱仪 线阵成像光谱仪 真实孔径雷达 合成孔径雷达
• 轨道特征:中等高度,圆形,近极地,太阳同步,可 重复轨道
• 数据产品:图象产品、CCT磁带
多功能平台
太阳能电池板
HRV
卫星名称 SPOT-1 SPOT-2 SPOT-3 SPOT-4 SPOT-5
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。
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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。
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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。
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§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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44
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
30
编辑版pppt
31
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第三章海洋卫星与陆地卫星§装载有微波传感器的海洋卫星(Ocean-Looking Satellite with Microwave Sensors)因为微波能够穿透云层,特别是有较大功率的主动微波雷达能够穿透较厚的云层,故带有微波传感器的海洋卫星经常被誉为全天候遥感卫星。
表3-1列出了装载有微波传感器的海洋卫星信息。
表3-1: 装载有微波雷达的海洋卫星装载有微波传感器的海洋卫星属于海洋环境监测卫星,它的特点是扫描范围大,便于探测大面积海洋环境要素,例如海面风、海平面高度和海表面温度等。
装载有可见光和红外波段传感器的陆地卫星属于陆地包括海岸带资源观测卫星,它的特点是扫描范围较小,但分辨率特别高,便于精确观测小面积土地资源极其变化。
装载有合成孔径雷达的卫星既可以用于探测海洋环境要素,例如油污染和生物膜等生化要素、以及海洋内波、海面巨浪和海浪谱等动力要素,也可以用于探测陆地环境要素,例如水火灾害等,还可以用于探测陆地资源要素,例如地下水和矿产资源等。
因此,装载有合成孔径雷达的卫星是多用途卫星。
微波传感器包括高度计、散射计、合成孔径雷达和微波辐射计。
高度计是一个垂直探测的主动雷达,可以测量卫星与地球之间距离、海面地形和粗糙度,并由此估计风速、表面海流和平均波高。
散射计是一个宽刈幅主动雷达,通过测量海表面粗糙度可以计算海面风速和风向。
合成孔径雷达是一个具有高空间分辨率的主动雷达,它利用多卜勒效应获得高空间分辨率,可测量涌浪、内波、降雨、海流边界、海冰位置及性质、和大块浮冰的速度等。
微波辐射计是一个被动微波雷达,它可以测量海面反射、散射和自发辐射的辐射度和微波亮温,并由此可估计风速、水蒸气、降水率、海表面温度、海表面盐度和冰覆盖量等§欧洲遥感卫星ERS-1 和ERS-2欧洲遥感卫星ERS-1 和ERS-2分别于1991年和1995年由欧空局发射。
由于ERS-1/2采用了先进的微波遥感技术来获取全天候与全天时的图象,比起传统的光学遥感图象有着独特的优点。
ERS-1/2采用椭圆形太阳同步轨道,卫星高度为780km,半长轴为,轨道倾角为°,节点周期为(分),每天运行轨道数为14 -1/3,降交点的当地太阳时为10:30AM,空间分辨率的方位方向<30m,距离方向<,刈幅幅宽为100km。
欧空局的ERS1/2是一个被赋予多种遥感任务的卫星。
它载有主动微波装置(AMI)、雷达高度计(RA)、沿轨迹扫描辐射计(ATSR)、全球臭氧监测实验(GOME)设备、精确测距设备(PRARE)和激光回反射装置(LRR)。
其中主动微波装置(AMI)结合了合成孔径雷达(SAR)和散射计的功能。
欧空局网页介绍了关于ERS1/2的详细信息。
欧空局网页关于SAR 和AMI等传感器的介绍如下:The first SAR was launched into space by Europe Ariane-4 rocket in July 1991 as one of three main instruments on ESA - ERS-1 spacecraft. It was followed by a second on ERS-2 in 1995. ERS-1 completed its operation in 1999, overlapping with the new ERS-2 launched in 1995. These highly successful ESA satellites have collected a wealth of valuable data on the Earth, land surfaces, oceans, and polar caps.Active Microwave Instrument (AMI)is the largest onboard system and combines the functions of a Synthetic Aperture Radar (SAR)and a wind scatterometer (SCATT). The AMI has three modes of operation: image mode and wave mode (performed by the SAR); and wind mode (by the SCATT). In image mode, the SAR produces highly detailed images of a 100 km wide strip of the Earth surface day and night and in all weather conditions. In its wind and wave modes, the instrument continuously measures global ocean surface wind speeds and directions, and provides information on the direction and shape of ocean wave patterns.Radar Altimeter (RA)provides accurate measurements of sea surface elevation, significant wave heights, various ice parameters and an estimate of sea surface wind speed. This measures variations in the satellite height above sea level and ice with an accuracy of a few centimetres and helps provide data to know the satellite exact orbital position.As well as contributing data on the position of ice flows below, the instrument produces ocean surface wave height and wind speed information for climatologists.In the light of the increasing concern about atmospheric ozone levels, the Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) instrument was added to the ERS-2 payload. This ultraviolet and visible light spectrometer provides information on ozone, CFCs and trace gas levels.A more advanced version of GOME will be carried on the Metop spacecraft series, three polar orbiting satellites currently under development. These will produce high-resolution images, detailed vertical temperature and humidity profiles and temperatures of the land and ocean surface on a global basis.Along Track Scanning Radiometer (ATSR)combining an infra-red radiometer and a microwave sounder for the measurement of sea surface temperature, cloud top temperature, cloud cover and atmospheric water vapour content.Precise Range and Range-rate Equipment (PRARE)is included for the accurate determination of the satellite's position and orbit characteristics, and for precise position determination (geodetic fixing).Laser Retro-reflectors (LRR) allow measurement of the satellite's position and orbit via the use of ground-based laser ranging stations.作为欧洲遥感卫星ERS-1 和ERS-2的接替者,又一颗欧洲微波遥感卫星ENVISAT 卫星于2002年3月由欧空局发射升空,并于2003年5月正式投入运行。
星上的高级合成孔径雷达ASAR具有双极化和多模式的新特点,其数据的地面分辨率最高达25m,覆盖范围最宽可达400km,可应用于水灾监测、作物估产、油污调查和海冰监测等方面。
根据合同,中科院中国遥感卫星地面站可以接收日本JERS 卫星、加拿大RADARSAT卫星、欧空局ERS卫星和ENVISAT 卫星的合成孔径雷达遥感资料。
§高度计专用卫星TOPEX/POSEIDON和Jason-1高度计专用卫星TOPEX/POSEIDON(托派克和波塞冬是希腊神化中的两个人物)和Jason-1是法国国家空间研究中心和美国航空航天局合作项目,卫星载有高度计,按照特别为高度计设计的轨道运行。
欲了解关于TOPEX/POSEIDON卫星的详细信息,可看美国NASA/JPL的网页。
该网页对TOPEX/POSEIDON卫星的使命作出如下描述:Launched in 1992, TOPEX/Poseidon is a joint venture between CNES and NASA to map ocean surface topography. TOPEX/Poseidon has delivered an astonishing 10+ years of data from orbit. In these 10+ years, it has: 1) Measured sea levels with unprecedented accuracy to better than 5 cm, 2) Continuously observed global ocean topography, 3) Monitored effects of currents on global climate change and produced the first global views of seasonal changes of currents, 4) Monitored large-scale ocean features like Rossby and Kelvin waves and studied such phenomena as El Niño, La Niña, and the Pacific Decadal Oscillation, 5) Mapped basin-wide current variations and provided global data to validate models of ocean circulation, 6) Mapped year-to-year changes in heat stored in the upper ocean, 7) Produced the most accurate global maps of tides ever, 8) Improved our knowledge of Earth's gravity field.美国宇航局网页和介绍了如何获取TOPEX/Poseidon的数据资料。