第8讲 遥感传感器及其成像原理

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
此波段记录的是地物自身的热辐射信息。提供热显 示的温度场资料。探测与热异常有关的石油天然气、煤、 铀、硫化矿床氧化带等矿产,探测地热、森林火灾( 3 ~ 5μm)等。
TM Band6-热红外 10.4~12.6μm 获取日期:2007-05-19
TM Band6-热红外 10.4~12.6μm 获取日期:2003-08-30
三、扫描成像类型传感器
热红外扫描仪对温度比对发射本领的 敏感性更高。
三、扫描成像类型传感器
Landsat陆地卫星系列
Landsat 1-5:MSS多光谱扫描仪 Landsat 4-5:TM 专题制图仪 Landsat 7:ETM 增强型专题制图仪
三、扫描成像类型传感器
2)MSS多光谱扫描仪
仪器结构
(2)多相机多光谱
滤光片
二、摄影成像类型传感器
4.摄影像片的几何特性
中心投影 • 所有投射线或其延长线都 通过投影中心聚焦在投影 面上成像。 • 点的中心投影仍为点。 (特 例:不成像) • 直线的中心投影仍为直线。 (特例:点,射线,不成像) • 面的中心投影仍为面。(特 例:直线)
二、摄影成像类型传感器
重点
一、传感器概述
1.定义: 2.组成:
接收、记录目标地物电磁波信息的工具
收集器 收集地物辐射 的能量。如透 镜组、反射镜 组、天线等。
探测器 将收集的辐射 能转换为化学 能或电能。如 摄影感光胶片 、 CCD 。
处理器 输出器 对收集的信号 进行处理。如 输出获取的数 显影、定影; 据。如磁带记 电信号的放大 录仪、扫描晒 处理、滤波、 像仪等。 调制、变换等。
TM Band4-Nir近红外 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
⑤TM5(1.55~1.75μm)属近红外波段
主要用于探测地物含水量、土壤湿度(植物含水量) 植被长势的调查,及地质调查中的岩石分类(不少岩石的 反射高峰值在此波段内)。并能区分雪与云,雪比云深。
三、扫描成像类型传感器
1.光机/机械扫描成像
光/机扫描成像系统,是 在扫描仪的前方安装光 学镜头,依靠机械传动 装置使镜头摆动,形成 对目标地物的逐点逐行 扫描。
三、扫描成像类型传感器
1.光机/机械扫描成像
典型光/机扫描成像系统
机载红外扫描仪 气象卫星上携带的AVHRR传感器 MSS多光谱扫描仪 TM/ETM专题制图仪
4.摄影像片的几何特性
投影面倾斜对成像的影响
二、摄影成像类型传感器
4.摄影像片的几何特性
地形影响
二、摄影成像类型传感器
4.摄影像片的几何特性
二、摄影成像类型传感器
4.摄影像片的几何特性
比例尺: 像片上的尺寸与实际尺寸之比 1/m = f / H
航片像幅大小: 18cm*18cm 短焦航摄机 23cm*23cm 中焦 30cm*30cm 长焦
TM Band7-近红外 2.08~2.35μm 获取日期:2007-05-19
TM Band752 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
⑦MSS8 ( 10.4 ~ 12.6μm)、 TM6 ( 10.4 ~ 12.5μm) 属热红外波段
传统摄影成像:利用光学镜头以及放置在焦平面的感光 胶片记录影像;
数字摄影成像:通过放置在焦平面的光敏元件,经光/电 转化,以数字信号记录影像。
类型
1)框幅 式摄影机
2)全景 摄影机
3)多光谱 摄影机
二、摄影成像类型传感器
1.框幅式摄影机:普通相机
11 6 5
7
8
9
2
10
1
3
4
①外壳 ②镜筒 ③物镜 ④滤光片 ⑤暗匣 ⑥压片机构 ⑦卷片轴 ⑧操纵器 ⑨座架 ⑩减震器 ⑪吸气管
a
a H d a H f
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪
观测视线倾斜时
分辨率—非星下点
a0 H0 H H 0 / cos H 0 sec


a H H 0 sec a0 sec
a a sec a0 sec
' 2
H0
H

主要内容
一、传感器概述
二、摄影成像类型传感器 三、扫描成像类型传感器 四、成像光谱仪 五、雷达成像仪
三、扫描成像类型传感器
记录方式:磁带、磁盘 ——光能转化为电能 感应波段:不限
三、扫描成像类型传感器
逐点逐行地以时序方式获取二维图像。
扫描成像仪类型
1.光机/机械扫描成像 2.固体自扫描成像(推帚式扫描仪) 3.高光谱成像光谱扫描仪
遥感原理与应用
Principles and Applications of Remote Sensing
第八讲 遥感传感器 及其成像原理
Remote Sensor and Imaging Principle
主要内容
一、传感器概述
二、摄影成像类型传感器
三、扫描成像类型传感器
四、成像光谱仪 五、雷达成像仪
Multi-Spectral Scanner
185Km
三、扫描成像类型传感器
2.MSS多光谱扫描仪 扫描方式
79m
79╳6= 474m
185KM
三、扫描成像类型传感器
2.MSS多光谱扫描仪 扫 描 方 式
三、扫描成像类型传感器
2.MSS多光谱扫描仪
成 像 过 程
D=73.42ms
Hale Waihona Puke Baidu
三、扫描成像类型传感器
a a0 扫描仪空间分辨率是变化的,产生全景畸变。
'
a
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪
分辨率
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪 扫描线的衔接
a W t Wt a
地速
出现扫描漏洞
Wt a
出现扫描重叠
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪 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。
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
各波段卫星图像的作用
三、扫描成像类型传感器
4.ETM+增强型专题制图仪
TM Band3-R红色波段 获取日期:2007-05-19
TM Band321 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper ④MSS6 ( 0.7 ~ 0.8μ m )、 MSS7 ( 0.8 ~ 1.1μ m )、 TM4 (0.76~0.9μ m)属深红-近红外
TM Band2-G绿色波段 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper ③MSS5 ( 0.6 ~ 0.7μm)、 TM3 ( 0.63 ~ 0.69μm)属 红光波段
对水体有一定的透视能力,有利于反映水体混浊程度和 泥沙流动情况。 各类岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩)在此波段有较大 差别,同时该波段图像能较好地反映地貌特征,有利于地质 地貌判读。 能区分健康植被和病害植被。在这一波段, 健康植被反 射率低,呈深色调,病害植被具有较高反射率,呈浅色调。
2.MSS多光谱扫描仪
扫 描 衔 接
a W t
W 6.5 Km / s
t 73.42 ms
a 474 m
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
120m×120m 30m×30m 16
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪
镜头转动
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪
分辨率
三、扫描成像类型传感器
1) 红外扫描仪 分辨率—星下点
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。
d
f
扫描仪瞬时视场角

d/ f
H
扫描仪空间分辨率
• 增加一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞 行轨道(MSS不垂直)
• 往返双向扫描(MSS从西向东) • 影像辐射分辨率为8bit
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
探测器 波段/um (1)0.45~0.52 (2)0.52~0.60 (3)0.63~0.69 (4)0.76~0.90 (5)1.55~1.75 (6)10.4~12.5 (7)2.08~2.35 分辨率/m 30 30 30 30 30 120 30
TM
TM Band321 获取日期:2007-05-19
TM Band753 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
各个波段主要特点
①TM1(0.45~0.52μm)属蓝光波段
对水体有较强的穿透力,有利于浅水底部地貌判 读;一般地物在此波段的反射率较低,而雪的反射率 最大,所以在此波段图像上的雪地与其他地物分界明 显,植被最暗,水体次之,新鲜雪最浅。但蓝光波段 影像受大气散射影响严重,有时影像会模糊不清。
二、摄影成像类型传感器
3.多光谱摄影机
多相机多光谱 多镜头多光谱 单镜头多光谱
二、摄影成像类型传感器
(1)单镜头光束分离

绿 红 红外
分光板
由于光束在分离过程中有一部分能量被损失,而且 在不同波段的损耗量不等,所以这种摄影仪取得的 多光谱像片的影像质量会受到不同程度的影响。
二、摄影成像类型传感器
这几个波段效应相似,是水的强吸收和植被的强反射波段。 对水和湿地反应灵敏,水陆边界清晰,有利于研究水体分布、 岸线轮廓、土壤含水性、浅层地下水等方面的调查。 对平原区与水体有关的地质体有良好反映。如充水断层为黑 色、淡黑线段,隐伏隆起与凹陷为浅与深相间组成的环带,此外, 对研究平原区的石油构造、第四纪沉积物类型、新老洪积扇的划 分等有帮助。 对植被反映敏感,易于圈定植被分布范围,能区分树林、农 作物、草地,对植被的病虫害调查较好,健康植被对近红外波段 具有较强的反射,为明亮的浅色调,而病害植被为较深色调。 从整体上说,MSS7、TM4的图像清晰、立体感强,能较清楚地 显示各种地物细节。
二、摄影成像类型传感器
1.框幅式摄影机:普通相机
二、摄影成像类型传感器
2.全景式摄影机
(1) 缝隙式摄影机/航带式摄影机 (2) 镜头转动式摄影机
二、摄影成像类型传感器
(1) 缝隙式摄影机
二、摄影成像类型传感器
(2) 镜头转动式摄影机
二、摄影成像类型传感器
(2) 镜头转动式摄影机
全景畸变 (panoramic distortion) 像距不变,物距随扫描角的增大而 增大,出现两边比例尺逐渐缩小的 现象,整个影象产生全景畸变;扫 描时,飞机向前运动,扫描摆动的 非线性因素,使畸变复杂化。
一、传感器概述
3.分类
1)按工作方式 主动式——雷达、激光雷达 被动式 2)按成像方式 摄影成像类型的传感器; 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。
主要内容
一、传感器概述
二、摄影成像类型传感器 三、扫描成像类型传感器 四、成像光谱仪 五、雷达成像仪
二、摄影成像类型传感器
TM Band5-近红外 1.55~1.75μm 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper
⑥TM7(2.08~2.35μm)属近红外波段
这是应地质工作者的要求而专门设计的。 主要用于探测岩石类型,对粘土类矿物、碳酸盐类矿物 及其岩性的研究有利(暗色调)。有利于区域地质填图、大 型蚀变带的研究。 在TM7图像上水体呈黑色,其它物体影像与可见光差不多。
TM Band1-B蓝色波段 获取日期:2007-05-19
三、扫描成像类型传感器
3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper ②MSS4(0.5~0.6μm)、TM2(0.52~0.6μm)属绿 光波段
对水体有一定的透视能力,在清澈的水域,能反映几十 米的深度,有利于观察水下地形,这在海岸带调查中作用很 大。 植被在此波段的反射率相对出现峰值,图像上易于区分 植被的分布范围及生长密度,可用于林业资料分布,草场分 布情况的调查。 对水体污染(特别是由污染)情况也有好的反映。 对陆地上颜色较浅的地层岩性和第四系松散沉积物、城 市居民区、道路、采石场等均有明显的反映(呈浅色调)。
相关文档
最新文档