第8讲 遥感传感器及其成像原理
传感器及其成像原理(共173张PPT)
2、光谱分辨率（续）
光谱分辨率高--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。
应服从应用目的--结合地物特征波谱
选择能提供最大信息量的 最佳波段和多波段组合
3、辐射分辨率（辐射灵敏度）
遥感器测量的是地物的波谱辐射度
辐射分辨率指遥感器探测元件在接收波谱辐射信号时，能分辨 的最小辐射度差。
2.1 摄影方式遥感器（续1）
优点：
空间分辨率高 成本低 易操作
信息量大
缺点： 局限性大
0.3~1.3μm 影像畸变较严重
成像受气侯、光照
和大气效应的限制
须回收胶片
影像形成周期长无法实时观测
2.1 摄影方式遥感器（续2）
各类摄影机--按结构及胶片曝光方式分类
2.1 摄影方式遥感器（续3）
航摄仪
扫描一次 扫描总视场：11.56°地面宽度：185km
六条扫描线图像的地面范围: 474m × 185km
扫描线衔接（6个感应元排一列） 因扫描周期为73.42ms
卫星速度（地速）6.5km/s
79m × 6=474m= 73.42ms× 6.5km/s
在扫描一次的时间里卫星往前正好移动474m，扫描线恰好衔接
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)
记录系统
④黑白红外片
乳剂中加入红外增感剂,感光范围扩大到0.9~1.3μm
盲色片(未增感) 正色片
√扫描反射镜
摆动频率-----13.62HZ
遥感成像原理
遥感成像原理遥感技术是一种利用航空器、航天器等远距离传感器获取地球表面信息的技术。
遥感成像原理是指通过传感器获取地球表面的光学、热红外、微波等辐射信息，并将其转换成数字信号进行处理和分析的基本原理。
遥感成像原理主要包括辐射传输过程、传感器接收系统和图像处理三个方面。
首先，辐射传输过程是遥感成像的基础。
地球表面的特征物体会发出或反射不同波长的辐射能量，这些能量会经过大气层的吸收、散射和衰减，最终到达传感器。
不同波长的辐射能量在大气中的传输过程会受到大气成分、云层、气溶胶等因素的影响，因此需要进行大气校正和辐射校正，以获取真实的地表反射率或辐射率。
其次，传感器接收系统是遥感成像的关键。
传感器接收系统包括光学、热红外和微波等不同类型的传感器，它们能够接收地球表面不同波长的辐射能量，并将其转换成电信号。
光学传感器主要包括摄影机、高光谱仪和多光谱仪，能够获取地表的可见光和近红外光谱信息；热红外传感器能够获取地表的热红外辐射信息；微波传感器则能够穿透云层和大气，获取地表的微波辐射信息。
传感器的选择和设计对于获取地表信息具有重要意义，不同类型的传感器能够获取不同类型的地表信息，因此在实际应用中需要根据需求进行选择。
最后，图像处理是遥感成像的重要环节。
通过图像处理技术，可以对传感器获取的数字信号进行校正、增强、分类和解译，从而获取地表的信息。
图像处理主要包括预处理、特征提取和信息提取三个步骤。
在预处理过程中，需要对图像进行几何校正、辐射校正和大气校正，以确保图像的准确性和一致性；在特征提取过程中，需要利用数字图像处理技术对图像进行分割、分类和识别，提取地表信息；在信息提取过程中，需要根据需求对提取的地表信息进行分析和应用，例如用于土地利用、资源调查、环境监测等领域。
总之，遥感成像原理是一种通过传感器获取地球表面信息的技术，其原理包括辐射传输过程、传感器接收系统和图像处理三个方面。
通过对这些原理的深入理解和应用，可以更好地获取和利用地表信息，为地球科学、环境保护、资源管理等领域提供重要的支持和帮助。
遥感物理讲座 第八章 遥感成像机理
三、遥感器类型及主要特性
光学遥感器由扫描反射镜、光学系统、探测器、电子线路和记录装置组成。扫描镜在机械驱动 下，随遥感平台(飞机、卫星)的前进运动而摆动，依次对地面进行扫描。扫描成像是依靠探测元件 和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信 息，形成—定谱段的图像。扫描图像的物理特性决定于其所采用的探测元件的波段响应。 1） 光／机扫描 成像： 光学/机械扫描成像系统。地面物体的辐射波束经扫描反射镜反射，并经 透镜聚焦和分光，分别将不同波长的波段分开，再聚焦到感受不同波长的探测元件上。 一般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。扫描仪是由一个四方棱镜、若干反射镜和探测元件所组成。四方棱镜旋转一次，完成四次光 学扫描。入射的平行波束经四方棱镜的两个反射面反射后，被分成两束，每束光经平面反射后，又 汇成一束平行光投射到聚焦反射镜，使能量汇聚到探测器的探策元件上。探测元件把接收到的电磁 波能量能转换成电信号，在磁介质上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶片上形 成影像。光机扫描的几何特征取决于它的瞬时视场角和总视场角。
Es
1
2
S ) 为传感器的光谱响应函数 。
探测器产生的电信号经过A/D转换后变成数字输出值，为了保证A/D转换器的输出不溢出，且在一 定的动态范围，测量的电信号一般要经过偏值与放大，产生适合于A/D转换器的输入值E′：
线性扫描型 掸扫型（如TM） 推帚型（如HRV）
滤波或色散元件 遥感器系统
入瞳 辐射 扫描 系统 成象 光学 探测 器 电子 系统 A/D 转换 DN 输出
平台姿态与运动
图 光学遥感系统的组成
传感器及其成像原理ppt课件
可编辑课件PPT
33
HRV立体观测
平面反射镜可向左右两侧旋转，最大角度 达27度，从而实现倾斜观测；
轨道间立体观测； 通过轨道间重复观测，可建立立体模型；
可获取多时相图像。
可编辑课件PPT
34
空间成 像技术
地物光 谱技术
成像光谱仪 —高光谱遥感 仪 成
像
谱像合一 光
谱
对同一地区同 时获取几十个 到几百个波段 的地物反射光
成像板上的光学纤维将接收的辐射能传递 到探测器，对探测器的输出进行采样、编 码（A/D转换），馈入天线向地面发送。
可编辑课件PPT
20
可编辑课件PPT
21
3、地面接收及产品
遥感数据地面接收由遥感地面接收站完成； 接收站主要接收
➢ 遥感图像信息 ➢ 卫星姿态、星历参数 地面接收站包括
天线及伺服系统、接收分系统、 计算机、模拟检测系统、定时系 统、信标塔等。
可编辑课件PPT
22
MSS产品
粗加工产品
经过辐射校准、几何校正、分幅注记
精加工产品
在粗加工的基础上，用地面控制点进行了 纠正
特殊处理产品
根据用户的要求做了一些特殊处理
可编辑课件PPT
23
TM
对MSS的主要改进：
➢扫描行垂直于飞行轨道；往返双 向都对地面扫描；（扫描改正器） ➢更高的空间分辨率； ➢更好的频谱选择； ➢更好的几何保真度； ➢更高的辐射准确度和辐射分辨率。
探测器
个数与玻璃纤维单元个数相同，类型与波段有关。能将辐射能变成电 信号输出。
可编辑课件PPT
18
成 像 板
可编辑课件PPT
19
2、成像过程
扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，对 应地面范围为474米x185公里。
绪论传感器与遥感成像原理PPT教案
ETM数据的波谱段
ETM数据是在TM基础上改进和
发展而成的一种遥感器。
ETM1
0.45~0.52μm
蓝绿波段
ETM2
0.52~0.60μm
绿红波段
ETM3
0.63~0.69μm
红波段
ETM4
0.76~0.90μm 近红外波段
ETM5
1.55~1.75μm 近红外波段
ETM6
10.4~12.5μm 热红外波段
像平面
铅
垂 线
垂 直 摄
影
像主点/像底点
地平面
地面主点
Film Plane
Retina
Ey e I m age
Lens Object
I ris
Came ra Betweent he-lens shut ter
I m age
Lens Object
Roll of film
Focal Length
Apert ure
取双向T扫M描2，提高了0扫.5描2~效0率.6，0μ缩m短了停绿顿时红间波，段并
提高了T检M测3器的接收0灵.6敏3~度0。.69μm
红波段
TM4
0.76~0.90μm 近红外波段
TM5
1.55~1.75μm 近红外波段
TM6
10.4~12.5μm 热红外波段
TM7
2.08~2.35μm 近红外波段
向垂直且与缝隙等宽的一条线影像。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。当摄影机内的胶片不断卷动，且其速 度与地面在缝隙中的影像移动速度相同，则能得到连续 的航带摄影像片。
胶片卷动速度V与飞行速度v和相对航高H有关，以获得清 晰的影像
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
遥感成像原理.pptx
摄影成像
• 摄影机—多光谱摄影机 可同时直接获取可见光和近红外范围内若干个分波段影像。有三种类型： 多相机组合型、 多镜头组合型和光束分离型。
➢ 多相机组合型:是将几 架相机同时组装在一个 外壳上，每架相机配置 不同的滤光片和胶片， 以获取同一地物不同波 段的影像
第9页/共48页
摄影成像
• 摄影机—多光谱摄影机 ➢ 光束分离型:是用一个
第20页/共48页
摄影像片的几何特征
• 像点位移
r
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位
置上的移动。其位移量就是中心
投影与垂直投影在同一水平面上
的“投影误差”。
hr
H
r：像点到像主点的距离
第21页/共48页
摄影像片的几何特征
由 hr 可以看出：
摄影成像
• 摄影机 摄影机是成像遥感最常用的传感器，可装载在地面平台、航空平台以及航天平 台上，有分幅式和全景式摄影机之分。
第2页/共48页
摄影成像
• 摄影机—分幅式摄影机
一次曝光得到目标物一幅
像片，镜头分常角（视场
角50o～70o）、宽角（视
场角70o～105o）和特宽
角（视场角105o～135o），
比辐射率：亮度温度与绝对温度之比 第30页/共48页
微波遥感的特点
• 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力 该特性可用来探测隐藏在林下的地形、地质构造、军事目标，以及埋藏于 地下的工程、矿藏、地下水等。
• 对海洋遥感具有特殊意义 微波对海水特别敏感，其波长很适合于海面动态情况（海面风、海浪等） 的观测。
H
• 位移量与地形高差h成正比 • 位移量与像主点的距离r成正比 • 位移量与摄影高度（航高）H成反比
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。
遥感成像原理
遥感成像原理遥感成像是一种利用传感器获取地面信息的技术，通过对地球表面的电磁辐射进行感知和记录，可以获取到地表的各种信息，如地形、植被、土壤、水体等。
遥感成像原理是指利用遥感技术获取地面信息的基本原理和方法。
本文将从遥感成像的原理入手，介绍遥感成像的基本概念、原理和应用。
遥感成像的原理主要包括传感器、电磁波和地物之间的相互作用。
传感器是遥感成像的核心部件，它可以接收地面发射出来的电磁波，并将其转换成数字信号，然后再进行处理和分析。
电磁波是遥感成像的信息载体，它在地球表面上的反射、散射和辐射过程中，携带了大量的地物信息。
地物则是电磁波的作用对象，不同的地物在接收和反射电磁波时会产生不同的特征，这些特征可以被传感器感知和记录下来。
遥感成像的原理可以用一个简单的模型来解释。
当太阳光照射到地球表面时，地面上的地物会吸收、反射和散射太阳光，产生不同的电磁波。
这些电磁波经过大气层的传播和干扰后，到达传感器，传感器接收到的电磁波信号会被转换成数字信号，然后再进行处理和分析，最终形成遥感图像。
遥感成像的原理是基于地物与电磁波之间的相互作用，通过对地面电磁波的感知和记录，可以获取地表的各种信息。
不同的地物在电磁波的反射、散射和辐射过程中会产生不同的特征，这些特征可以被传感器感知和记录下来，从而实现对地表信息的获取和分析。
遥感成像的原理在许多领域都有着广泛的应用，如农业、林业、地质勘探、环境监测等。
通过遥感成像技术，可以实现对大范围地表信息的获取和监测，为各种领域的研究和应用提供了重要的数据支持。
总之，遥感成像的原理是基于地物与电磁波之间的相互作用，通过对地面电磁波的感知和记录，可以获取地表的各种信息。
遥感成像技术在许多领域都有着广泛的应用前景，将为人类社会的可持续发展提供重要的数据支持。
遥感传感器的原理与应用
遥感传感器的原理与应用1. 引言遥感技术是一种通过从远距离获取信息的技术。
遥感传感器是遥感技术的核心组成部分，它能够通过感知和记录电磁辐射的能力来获取地球表面的信息。
本文将介绍遥感传感器的原理及其在各个领域的应用。
2. 遥感传感器的原理遥感传感器的原理可以简单概括为接收地球表面发出或反射的电磁波，并转化成能够被记录和分析的电信号。
以下是常见的遥感传感器的原理：2.1 光学传感器光学传感器利用电磁波中的可见光和近红外波段的特性来获取地表信息。
其原理是通过光学透镜和光电转换器将入射的光通过光敏元件转换成电信号。
光学传感器的应用非常广泛，可以用于地理环境监测、农业资源管理、气象预测等。
2.2 红外传感器红外传感器利用地球表面和大气中的红外辐射来获取信息。
红外辐射的特点是能够反映地物的温度分布、热量分布等。
红外传感器可以用于火灾监测、旱情监测、气候研究等。
2.3 雷达传感器雷达传感器利用微波辐射来获取地球表面的信息。
雷达传感器的原理是通过发送微波信号，并接收回波信号来获取地物的位置、形状等。
雷达传感器的应用十分广泛，例如地物测绘、气象预报、军事侦察等。
3. 遥感传感器的应用3.1 土地利用与覆盖分类遥感传感器可以通过获取不同波段的电磁波信息来实现土地利用与覆盖的分类。
通过对地面特征的识别和分类，可以为土地资源的合理管理提供数据支持。
3.2 环境监测与保护遥感传感器可以通过监测大气、水体、土壤等环境要素的变化来实现环境监测与保护。
例如，通过监测水体中的蓝藻水华来预警水质问题，通过监测森林破坏情况来提供生态保护建议等。
3.3 气象预测与灾害预警遥感传感器可以通过获取大气中的电磁波信息来实现气象预测与灾害预警。
通过监测大气中的云状、温度等信息，可以提前预警暴雨、台风等自然灾害，帮助人们做好相关准备。
3.4 农业资源管理遥感传感器在农业领域有广泛的应用。
通过监测农田的土壤湿度、作物的生长情况等信息，可以帮助农民科学管理农田、调整灌溉计划、提高农作物的产量。
遥感成像原理
遥感成像原理
遥感成像是一种利用遥感技术获取地球表面信息的方法。
它通过传感器获取地表反射、辐射等电磁波信息，然后将这些信息转化成可视化的图像，以便进行地表特征的分析和研究。
遥感成像原理是遥感技术的核心，下面将详细介绍遥感成像的原理。
首先，遥感成像的原理基于地球表面物体对电磁波的反射和辐射。
地球表面的物体会对不同波长的电磁波产生不同的反射和辐射特性，这些特性可以通过遥感传感器进行捕获和记录。
传感器会将捕获到的电磁波信息转化成数字信号，然后利用计算机技术将这些信号转化成可视化的图像。
其次，遥感成像的原理还涉及到不同波段的电磁波特性。
不同波段的电磁波对地表物体的反射和辐射有着不同的影响，因此遥感传感器通常会采用多波段的技术来获取更丰富的地表信息。
比如可见光波段可以用于获取地表的颜色和形状信息，红外波段可以用于获取地表的温度和植被信息，微波波段可以用于穿透云层和植被获取地表的高程和地形信息。
此外，遥感成像的原理还包括遥感数据的处理和分析。
传感器
获取到的原始数据需要经过校正、辐射校正、大气校正等处理，然后再进行数据融合、特征提取、分类识别等分析，最终得到地表信息的图像和数据产品。
总的来说，遥感成像的原理是基于地球表面物体对电磁波的反射和辐射特性，利用传感器捕获和记录这些信息，并通过数据处理和分析得到地表信息的可视化图像。
遥感成像技术已经在农业、环境监测、城市规划、资源调查等领域得到广泛应用，对于地表信息的获取和分析起着至关重要的作用。
随着遥感技术的不断发展和完善，相信遥感成像的原理也会变得更加精确和高效。
第四章 遥感传感器成像原理及其图像特征
（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、
第8讲 遥感传感器及其成像原理
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
蓝
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
2.MSS多光谱扫描仪
- 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、"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、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)。
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
蓝
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
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
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
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
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
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 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。
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
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
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
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
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
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
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。
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
三、扫描成像类型传感器
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。
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
• 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 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；