传感器及成像特点
第3章遥感传感器及其成像原理.
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。
缝隙式摄影机
镜头转动式摄影机
3.1.1 摄影类传感器分类
➢ 全景摄影畸变：相片两端的地表景物被压缩。
3.1.1 摄影类传感器分类
3. 多光谱摄影机
多光谱摄影机指对同一地区，在同一瞬间摄取多 个波段影像的摄影机。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，来增加获取目标的信息量，以便提高 影像的判读和识别能力。
❖ 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6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，因此扫描线恰好衔接。
❖ 自西往东对地面的有效扫描时间为33ms，即在33ms内扫描 地面的宽度为185km，按以上宽度计算，每9.958 μs内扫描 镜视轴仅在地面上移动了56m，因此采样后的MSS像元空间 分辨率为56m * 79m （Landsat为68m * 83m）。
四、 ETM+增强型专题制图仪
表3-4
波段号 类型
1
Blue-Green
波谱范围 /um 0.450-0.515
地面分辨率 30m
2
Green
0.525-0.605
30m
3
Red
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；
遥感卫星传感器及其成像方式
乳剂层
感光剂 粘和剂
增感剂 补加剂
支持体
片基 纸基
辅助层
结合层 保护层
背面层
遥感卫星传感器及其成像方式
输出器（扩展4）
感光乳剂:卤化银微晶体(及加入的光谱增感剂、成色剂)和 明胶溶液的悬浊液 感光剂--卤化银AgX: AgBr AgCl AgI 遇光后发生化学变化形成潜影,经显影处理后,已感光的银盐 粒子还原成黑色银粒。 注:本身只感波长小于0.5μm 的蓝、紫、紫外光
第三章 传感器及其成像方式
遥感卫星传感器及其成像方式
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
天然彩色片
红外彩色片
遥感卫星传感器及其成像方式
输出器（扩展9）
⑵.磁带--遥感信息的暂时性记录介质是具有磁表面 的柔软带状记录介质
①.模拟磁带
光电转换
电光转换
遥
②.数字磁带 探测系统输出的电压信号，经过模/数（A/D） 转换，对电压曲线分段读数（取样、量化）并以二 进制数码表示，记录这种 数据的磁带称数字磁带。 HDDT (High Density Digital Tape)
– 碲镉汞(Hg0.8Cd0.2Te)
｝8~14μm
– 锗掺汞(Ge:Hg)
遥感卫星传感器及其成像方式
第二节 传感器的组成
• 处理器 • 功能：对探测器探测到的化学能或电能信
息进行加工处理, 即进行信号的放大、 增 强或调制。
除感光胶片直接吸收光能，发生光化学作用形成潜影， 经显影、定影等化学处理获得影像外，其它探测元件输出 的都是电信号。
常用航空航天传感器成像特点探讨
航 空航天 传感 器主要 有光 学传感 器 和微波 传感 器。 由于光学 传感器 居 多 ， 故在 本文 对传感 器 的总结 中把 光 学传感 器分 为星 载光学 传感 器和 机载光 学传 感器 。 而成像 光谱仪 也属 于光学 传感 器 ． 由于其 成像
线 的夹 角均 为２ 。 ０ 飞行 期 间 ． 前视传 感器 首先对 目标 成 像 ．０ 后 后 视 相 机 对 该 地 区 第 二 次 成 像 ，因此 ９ｓ
ＨＲ 装 置在 同一轨 道 上几乎 在 同一 时刻 以 同一 辐射 Ｓ
向 的优 点很 多 ， 它 如环 境适 应能力 强 ， 光度 高 、 感 光
Ｅｒ ｓ ａ ｅ Ｓ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｇ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｐ ｃ ｅ ｓ ｒ Ｉ ｇｎ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ
ＭＡ ａ ＸＩ Ｌ ｎ， ＮＧ ａ， Ｘｉ ＣＨＥＮ ａ － ｏ ｇ Ｘｉ ｏ ｙ ｎ
（ ａｊ ｇＵ ｉｅｓｙｏ ｔｒａｉｎｌ ｅ ｔ ｎ ， ａｊ ｇ ４ ０ ５ ， ｈｎ） Ｎ ｎｉ ｎｖｒｉ ｆ ｎｅｎ ｔ ａ Ｒ ｌ ｉ ｓＮ ｎｉ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ ｎ ｔ Ｉ ｏ ａｏ ｎ
的大 幅面的 面阵Ｃ Ｄ Ｃ 相机 还有 困难 近年 来 ， 国际 上 出现 了采取 软硬件 结合 的方 法研 制 大规模 面阵Ｃ Ｄ Ｃ
影像。 采用 双线 阵数 字相 机￣Ｓ Ｏ － 卫 星 ． Ｐ Ｔ５ 卫星上 除 搭 载 高分 辨 率几 何 成像 装 置ＨＲ 新 增 了一 套 高分 Ｇ． 辨率 立体成像 装 置Ｈ Ｓ Ｈ Ｓ Ｒ 。 Ｒ 装置 由前视 、 后视 相机
第3章 传感器及其成像方式综述
地形起伏对构像的影响
中心投影的构像规律
地面物体是一点，在中心投影上仍然是一个点。如果有几个点同 在一投影线上，它的影像便重叠成一个点。
传 感 器 的 组 成
• 感光胶片、光电敏感元件、固体敏感元件和波导
探测器
处理器
• 进行信号的放大、增强与调制 • 光电转化器
输出器
• 直接方式：摄影分幅胶片、扫描航带胶片、合成孔径雷达的波带片、显像 管荧光屏 • 间接方式：模拟磁带和数字磁带 • 输出器的类型：扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、彩 色喷墨记录仪等。
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3.1.3 传感器的性能
空间分辨率
光谱分辨率 辐射分辨率 时间分辨率
传感器的性能
1.空间分辨率 ：指的传感器所能识别的最小地面目标的大小。
（1）瞬时视场：指传感器的瞬时张角所对应的地面范围。取决
于瞬时视场角和传感器距离地面的高度。
1.空间分辨率 ：指的传感器所能识别的最小地面目标的大小。
光谱分辨率。传感器的波段数量越多、带宽越窄，其光谱分辨率就 越高。 根据成像过程中所使用的波段数；光学遥感系统分为： （1）全色成像系统 （2）多光谱成像系统 （3）超光谱成像系统：
（4）高光谱成像系统
3. 辐射分辨率：指传感器区分地物辐射能量细微变化
的能力，即传感器的灵敏度。传感器的辐射分辨率越
高，其对地物反射或发射能量的微小变化的探测能力 越强，所获取图像的层次就越丰富。
辐射分辨率一般用灰度的分级数来表示，即最暗—
传感器
������ 当需要区分两个具有细微波谱差异的目标物 时，波谱分辨率指标比较重要
时间分辨率
时间分辨率：对同一地点进行重复探测时，相邻两次探测的 时间间隔，即重访周期，能够提供地物动态变化的信息。 ������ 包括： 传感器本身设计的时间分辨率 受卫星运动规律影响 根据需要，人为设计的时间分辨率 ������ ������ ������
蓝绿波段 绿红波段 红波段 近红外波段 近红外波段 热红外波段 近红外波段 可见光—近红 外
③ NOAA/AVHRR与“风云”气象卫星
数据来源：美国气象卫星。 近圆形太阳同步轨道。 卫星携带的环境监测遥感器主要有改进型甚高分 辨率辐射计(AVHRR)和泰罗斯业务垂直观测系统 (TOVS)。 NOAA图像。 参考网站: / /
缝隙式摄影机
胶片卷动速度V与
飞行速度v和相对
航高H有关，
V=v*f/H，
f为焦距。
多中心投影
缝隙式摄影机
多中心投影，不同缝隙对应的投影中心不同
25
3 全景式摄影成像
又称扫描摄影成像或摇头摄影成像。
在物镜的焦面上平行于飞行方向设置一条狭
缝，并随物镜作垂直于航线方向的摆动扫描，
得到一幅扫描成像的图像。
第三节
摄影类型的传感器
摄影是通过成像设备获取物体影像的技术。
传统摄影是依靠光学镜头及放置在焦平面的感光
胶片来记录物体影像。 数字摄影是通过放置在焦平面的光敏元件，经光 /电转换，以数字信号来记录物体的影像。
三.光学摄影类型传感器
摄影机种类很多，常见的为： 框幅式摄影机(分幅式摄影机) 缝隙式摄影机 全景式摄影机 多光谱摄影机 （多镜头型、多摄影机型、光束分离型）
红外传感器工作原理、种类、特点以及应用详解
红外传感器工作原理、种类、特点以及应用详解先看一条两年前的资讯：“据悉，今年秋天，罹患渐冻症逾半个世纪的著名物理学家史蒂芬-霍金将出版一部回忆录，坦诚地透露71年来的生活细节。
据称，这是第一部霍金未借助他人帮助、完全依靠自己写成的书籍。
那么，一直以来，霍金是如何与他人进行交谈和发表演讲的呢？原来，霍金轮椅下方和后方安装的电脑包含一个音频放大器和声音合成器，它们受到霍金眼镜上的红外传感器控制，能够对因面部运动而产生的光线变化作出反应……”从上面我们可以看出，现如今，红外传感器技术已经非常成熟，已经融入到人们的日常生活，并且发挥着巨大的作用。
在了解红外传感器之前，首先，我们应该了解一下，什么是红外线，或者叫红外光。
我们知道，光线也是一种辐射电磁波，以人类的经验而言，通常指的是肉眼可见的光波域是从400nm（紫光）到700nm（红光）可以被人类眼睛感觉得到的范围。
如图所示我们把红光之外、波长760nm到1mm之间辐射叫做红外光，红外光是肉眼看不到的，但通过一些特殊光学设备，我们依然可以感受到。
红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。
但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。
所有高于绝对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。
因此，简单地说，红外线传感器是利用红外线为介质来进行数据处理的一种传感器。
红外传感器的种类红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。
但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。
所有高于绝对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。
根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。
主动红外传感器的工作原理及特性主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。
当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从最初的但光束发展到多光束，而且还可以双发双受，最大限度的降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。
简述红外夜视视觉传感器的工作原理及特点
简述红外夜视视觉传感器的工作原理及特点一、红外夜视视觉传感器的概述红外夜视视觉传感器是一种能够在低光环境下工作的传感器，其利用红外线技术实现对目标的探测和成像。
它主要由红外探测器、光学透镜、信号处理电路和显示装置等组成。
二、红外探测器的工作原理红外探测器是红外夜视系统中最核心的部件之一。
它能够将目标发出的热辐射转化为电信号，从而实现目标的探测和成像。
常见的红外探测器主要有热电偶、焦平面阵列和量子阱等。
1. 热电偶热电偶是最早被应用于红外夜视系统中的传感器。
它利用材料在温度变化时产生电势差的原理，将目标发出的热辐射转化为电信号。
但是，由于其灵敏度低、响应速度慢等缺点，已经逐渐被其他类型的红外探测器所取代。
2. 焦平面阵列焦平面阵列是当前应用最广泛的红外探测器之一。
它由多个微小的探测单元组成，每个单元都能够将目标发出的热辐射转化为电信号。
这些信号被整合后，就能够形成目标的图像。
与热电偶相比，焦平面阵列具有灵敏度高、响应速度快等优点。
3. 量子阱量子阱是一种新型的红外探测器，其灵敏度和分辨率都比焦平面阵列更高。
它利用半导体材料中的量子效应实现对红外线辐射的探测和成像。
由于其制造工艺复杂、价格昂贵等原因，目前还没有被广泛应用于红外夜视系统中。
三、光学透镜的工作原理光学透镜是红外夜视系统中另一个重要组成部分。
它主要负责将目标发出的光线聚焦到红外探测器上，并对图像进行调节和矫正。
1. 聚焦光学透镜通过改变其曲率来实现对光线的聚焦。
当光线经过凸透镜时，会向透镜中心汇聚；当光线经过凹透镜时，会从透镜中心散开。
通过调节透镜的曲率，就能够将目标发出的光线聚焦到红外探测器上。
2. 调节和矫正光学透镜还可以通过调节其位置和角度来实现对图像的调节和矫正。
例如，在夜视系统中，由于红外辐射的波长比可见光短很多，因此需要使用特殊的光学透镜来实现对图像的调整和矫正。
四、信号处理电路的工作原理信号处理电路是红外夜视系统中最重要的部分之一。
雷达成像类传感器及影像特点
雷达成像类传感器及影像特点《雷达成像类传感器及影像特点：科技的奇妙之旅》嘿，大家好啊！今天咱来聊聊雷达成像类传感器和它们搞出来的那些影像特点。
说起来这玩意儿可真是神奇啊，就像是科技给我们打开了一扇通往新世界的大门。
咱先来说说这个雷达成像类传感器哈，它就像一个超级厉害的“眼睛”，而且还是那种能穿透好多东西的眼睛。
平常咱用眼睛看东西，要是有个墙或者雾啥的挡着，咱就啥也看不见了，但是这雷达成像传感器可不一样，它能轻轻松松地“看透”这些障碍，厉害吧！然后就是它搞出来的那些影像特点。
嘿，那可真是别具一格啊！有的时候那影像看起来就像是一幅抽象画，各种奇奇怪怪的形状和线条，让你摸不着头脑。
但是你可别小看这些奇怪的影像，这里面可藏着好多信息呢！想象一下啊，你看着那似是而非的影像，就像是在解一个超级难的谜题。
有时候你觉得那是个房子，再仔细瞅瞅，呀，好像又不是，然后你就开始绞尽脑汁地想那到底是个啥。
这过程啊，既充满挑战又特别有趣。
而且啊，这雷达成像类传感器还特别靠谱。
不管是白天黑夜，晴天雨天，它都能坚守岗位，给我们拍出那些神奇的影像。
就像一个不知疲倦的小卫士，时刻守护着我们的安全。
它的影像特点呢，也让我们看到了平时看不到的世界。
感觉就像是突然有了一双新的眼睛，能发现好多以前忽略的东西。
可以说，雷达成像类传感器和它的影像给我们的生活带来了好多新奇和惊喜。
就比如说在一些恶劣天气或者复杂环境下，它都能大显身手，帮助我们更好地了解情况。
这可真是太棒啦！让我们不得不感叹科技的神奇和伟大。
总之啊，雷达成像类传感器和它的影像特点就像是一个神秘又有趣的宝藏，等待我们去不断探索和发现。
每次看到那些独特的影像，我都有一种置身于科幻电影中的感觉，真的是特别奇妙。
所以啊，让我们尽情享受科技带来的这份独特礼物吧！一起在雷达成像的奇妙世界里畅游，感受它的魅力和乐趣！怎么样，一起加入这个神奇的旅程不？。
五种常用的传感器原理及应用
五种常用的传感器原理及应用目录1.序言 (1)2.传感器定义 (3)3.传感器选择的标准 (3)4.传感器分类的标准 (3)5.五种常用的传感器类型及其特点 (5)5.1.温度传感器 (5)1.2.红外传感器 (5)1.3.紫外线传感器 (7)1.4.触摸传感器 (8)1.5.接近传感器 (8)6.传感器选用原则 (9)7.先进的传感器技术 (10)7.1.条形码识别 (10)7.2.转发器 (11)7.3.制造部件的电磁识别 (11)7.4.表面声波 (11)7.5.光学字符识别(OCR) (11)1.序言一台设备所采用的的传感器是否先进、可靠有时直接决定了设备的先进性和可靠性。
图1传感器工作原理很多机械工程师在观念上有一个误区：机械工程师只负责机构的东西，传感器、电气元件选用及控制方案是电气工程师或系统工程师的事。
如果你是某个项目的总设计工程师，在方案构想阶段就要考虑到选用哪些类型的传感器以及设备的动作流程和控制方式。
生物信息：是反映生物运动状态和方式的信息。
碱基序列便是生物信息。
自然界经过漫长时期的演变，产生了生物，逐渐形成了复杂的生物世界。
生物信息形形色色，千变万化，不同类的生物发出不同的信息。
，人们对生物信息的研究已取得了一些可观的成果，人们发现，鸟有“鸟语”，兽有“兽语”，甚至花也有“花语”。
人们还发现生物信息与非生物信息之间有着某种必然的联系，如燕子、大雁的飞来飞去，预示着季节的变换和气温的升降；鱼儿浮出水面预示着大雨即将来临;动物的某些反常现象，预示着地震即将发生的信［息、******。
物理信息：包括声、光、颜色等。
这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。
比如，毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思。
萤火虫通过闪光来识别同伴。
红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其它昆虫的信息。
化学信息：生物依靠自身代谢产生的化学物质，如酶、生长素、性诱激素等来传递信息。
简述红外视觉传感器的工作原理及特点
简述红外视觉传感器的工作原理及特点红外视觉传感器是一种能够检测红外辐射并将其转化为可见光或电信号的设备。
它的工作原理基于红外辐射波长范围内物体的热能辐射和热传导过程。
红外辐射是一种波长长于可见光的电磁辐射，它是由物体的热能产生的，与物体的温度成正比。
红外视觉传感器通过使用敏感的红外探测器，例如红外焦平面阵列（IRFPA），来接收和测量红外辐射。
当红外辐射进入传感器时，红外探测器会将其转化为电信号，进而经过信号处理后，转化为可见光图像或红外光谱图。
红外视觉传感器的工作原理可以分为两种类型：主动式和被动式。
主动式红外视觉传感器会发射红外光源，然后测量反射回来的红外辐射，用于探测物体的存在和距离。
被动式红外视觉传感器则仅接收来自物体的自然红外辐射，用于检测物体的热能分布和温度变化。
红外视觉传感器具有一些独特的特点，使其在许多应用领域中得到广泛应用。
首先，红外辐射是不可见的，因此红外视觉传感器可以在完全黑暗或低照度环境下工作，不受光照强度的限制。
其次，红外辐射能够穿透某些材料，例如烟雾、雾气或雨水，使红外视觉传感器在恶劣的天气条件下也能正常工作。
此外，红外辐射与物体的温度有关，因此红外视觉传感器可以用于温度测量和热成像。
最后，红外视觉传感器具有高效和快速的响应速度，适用于实时监测和控制。
红外视觉传感器在许多领域中得到广泛应用，包括安防监控、无人机导航、自动
驾驶汽车、医疗诊断、工业生产等。
通过利用红外辐射的特点，红外视觉传感器能够提供更丰富和准确的信息，为各种应用场景提供有效的解决方案。
遥感原理与方法——第三章遥感传感器及成像原理
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。
传感器及其成像原理
传感器及其成像原理传感器是指能够感知和采集外界信息，并将其转化为电信号或其他形式的信号的设备。
传感器的成像原理是通过使用不同的物理原理来解释和描述传感器如何工作。
光学传感器是最常见的一类传感器。
其成像原理是利用光的散射、反射、折射等特性来获取目标物体的信息。
光学传感器包括摄像头、光电二极管、光电感光器等。
当光线照射到目标物体上时，会发生不同的光学作用，光学传感器会接收到这些光学作用产生的信号，并通过转换和处理这些信号来获得目标物体的图像信息。
声波传感器是另一类常见的传感器。
声波传感器的成像原理是利用声波在物体上的传播和反射来获取目标物体的信息。
声波传感器通常包括麦克风、声纳等设备。
当发射声波时，声波会在物体上产生反射，并返回传感器。
传感器会接收到这些反射声波，并通过转换和处理这些声波信号来获得目标物体的信息。
热传感器是一类能够感知和测量物体温度的传感器。
热传感器的成像原理是利用物体辐射的热能来获取目标物体的温度信息。
热传感器包括红外线传感器、热电偶等。
当物体的温度不同于周围环境时，物体会辐射出热能，热传感器会接收到这些热能，并通过转换和处理热能的信号来获得目标物体的温度信息。
其他常见的传感器包括压力传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
这些不同的传感器都有各自特定的成像原理。
传感器的成像原理关键在于收集外界的物理信号并将其转换为可用的电信号或其他形式的信号。
这需要传感器具备合适的感知原理和适当的信号转换和处理装置。
传感器的设计和制造一般需要考虑信号采集的灵敏度、可靠性、精确度等指标，并利用合适的技术和方法来实现。
总结起来，传感器的成像原理是通过利用不同的物理原理来感知和采集外界信息，并将其转换为可用的电信号或其他形式的信号。
不同的传感器有不同的感知原理和特定的成像方式，但其共同之处在于将外界的物理信号转换为可用的数据信号，以实现对目标物体的感知和测量。
遥感卫星传感器及其成像方式
光学与雷达相结合的遥感卫星
总结词
光学与雷达相结合的遥感卫星综合了光 学成像和雷达测量的优势，能够提供更 全面、准确的地表信息。
VS
详细描述
这种卫星同时搭载光学相机和雷达系统， 能够获取地表的清晰可见光图像和穿透云 层、黑暗的雷达图像。这种技术结合了光 学成像的高分辨率和雷达测量的全天候特 点，在气象预报、灾害监测、资源调查等 领域具有广阔的应用前景。
遥感卫星传感器及其成像方式
目录
• 引言 • 遥感卫星传感器的原理 • 遥感卫星的成像方式 • 遥感卫星的应用领域 • 遥感卫星的未来发展01引言感卫星的定义与重要性定义
遥感卫星是一种搭载传感器，能 够从地球表面收集信息并传输回 地面的卫星。
重要性
遥感卫星在气象观测、资源调查 、环境保护、军事侦察等领域具 有广泛应用，为人类提供了大量 宝贵的信息资源。
遥感卫星能够监测海洋环境变化、鱼类分布等信息，为渔业生产和 海洋资源管理提供数据支持。
05
遥感卫星的未来发展
高光谱遥感卫星
总结词
高光谱遥感卫星能够获取更精细的光谱信息，有助于识别和监测地物类型、成分和状态等。
详细描述
高光谱遥感卫星搭载的传感器可以捕获数十至数百个光谱波段，分辨率高达纳米级别。这种技术能够 区分不同地物的光谱特征，进而分析其成分、结构和状态，在环境监测、资源调查、城市规划等领域 具有广泛应用前景。
遥感卫星传感器的种类与功能
种类
遥感卫星传感器主要包括可见光、红外、多光谱、高光谱、合成孔径雷达等类 型。
功能
不同种类的传感器具有不同的功能和应用范围，如可见光和红外传感器主要用 于气象观测和资源调查，高光谱和合成孔径雷达传感器则用于环境监测和军事 侦察等。
生物传感器与生物成像
生物传感器与生物成像生物传感器是一种检测和监测生物体内或周围环境中特定分子或细胞的装置或系统。
通过利用生物分子的相互作用，生物传感器能够实现对生物样品中特定分子的定量或定性检测。
而生物成像则是利用各种成像技术对生物体内的结构、功能和代谢进行可视化观察，以提供有关生物体内生物过程的信息。
本文将探讨生物传感器和生物成像的原理、应用及未来发展前景。
一、生物传感器1. 原理简介生物传感器基于特定生物分子的识别与相应信号的传导。
常见的生物传感器包括抗体传感器、DNA传感器和酶传感器等。
抗体传感器通过蛋白质与抗原之间的特异性结合实现分子的检测；DNA传感器利用DNA片段与靶分子的互补碱基对结合，实现DNA序列或基因的检测；酶传感器则通过酶与底物之间的反应来检测特定分子。
生物传感器的原理在于特异性识别与灵敏信号转导的组合。
2. 应用领域生物传感器在医学、环境监测、食品安全等领域具有广泛应用前景。
在医学方面，生物传感器可以用于早期疾病诊断和治疗监测，如血糖、血压和血脂的检测。
在环境监测方面，生物传感器可以检测水污染、空气质量和土壤污染等。
在食品安全方面，生物传感器可以检测食品中的有害物质和微生物。
3. 发展趋势随着纳米技术和生物技术的进步，生物传感器的灵敏度和特异性将进一步提高。
另外，生物传感器在移动设备和便携式仪器上的应用也将得到推广，方便人们随时随地进行检测。
二、生物成像1. 原理概述生物成像是将生物体内的结构、功能和代谢信息转化为可视化图像的技术。
常见的生物成像技术包括X射线成像、MRI（磁共振成像）、PET（正电子发射断层扫描）和光学成像等。
这些技术通过不同的物理信号与生物体的相互作用来获取生物信息。
2. 应用领域生物成像在医学诊断、生物研究和药物研发等方面起着重要作用。
在医学诊断方面，生物成像可以用于肿瘤检测、心血管病变观察、脑功能成像等。
在生物研究方面，生物成像可以帮助科学家观察生物体内的分子过程和器官功能。
遥感技术基础-第05讲(传感器及成像特点)
本次课作业
名词解释： 传感器、画幅式传感器、推扫式传感器、 側扫式传感器、多光谱传感器、同轨立体观 测、异轨立体观测。 问答题： 1、画幅式传感器的特点及成像过程。 2、推扫式传感器的特点成像过程。 3、側扫式传感器的特点成像过程。 4、多光谱传感器的特点成像过程。
六、几种星上传感器介绍
SPOT系列遥感器
SPOT-5的HRG与SPOT-1～3上的HRV、SPOT-4上的HRVIR工 作原理相同。传感器的镜头可垂直于前进方向左右摆动，摆 动范围最大为±27°，因此，通过地面控制可调节两台仪器 的视角，获取异轨立体图像，如图所示。倾斜观测可使卫星 的重访周期缩短到1～3天。由于每颗星上有两台这种传感器， 传感器的视角在垂直于前进方向上可以调整，因此也可以在 同一轨道上获得具有旁向重叠的立体图像。SPOT卫星在垂直 观测（正视）情况下，相邻轨道上获取的图像地面重叠度仅 有3公里，对于测绘应用还远远不够。
遥感技术基础
Fundamentals of Remote Sensing
解放军信息工程大学测绘学院 遥感信息工程系
第五讲 传感器及成像特点
主要内容：
一、传感器的组成感器及成像特点
四、扫描型传感器及成像特点 五、多光谱传感器及成像特点 六、几种星上传感器介绍
一、传感器的组成
地面目标2
地面目标1
点中心投影图象的几何原理
五、多光谱传感器及成像特点
多光谱传感器的分类： 1、单镜头分光原理的多光谱传感器 2、多镜头原理的多光谱传感器
单镜头分光原理的多光谱传感器
分光棱镜
单镜头分光多光谱摄影机的例子
兰焦平面 滤光片 兰、绿分离 绿 焦 平 面 滤光片 滤光片 兰、绿 红、近红外分离 滤光片
第三章(2) 传感器成像原理及其图像特征
倾斜摄影：
航摄倾角>3°
获得倾斜航空像片
一般用于科学研究
垂直摄影像片的几何特征
1、像片投影——中心投影
用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投影。 其投射的直线称为投射线。
正射投影：投射线都垂自于投射平面的投影，如大比
例尺地形图。 中心投影：投射线会聚于一点的投影方式。
正射投影
中心投影
（1）中心投影与正射投影的区别
用普通航空摄影机上配置多个镜头，同时选配相应的 滤光片与不同光谱感光特性的胶片组合，使各个镜头在底 片上成像的光谱限制在规定的各自的波段内。
（3）光束分离型多光谱摄影机 这种多光谱摄影机是利用单镜头进行多光谱摄影。 在摄影时，光束经过一个镜头后，经分光装置分成几个光 束，然后分别透过不同的阿滤光片，分成不同波段，在相 应的感光胶片上成像，实现多光谱摄影。其摄影方式有两 种。
正射投影中心投影11中心投影与正射投影的区别中心投影与正射投影的区别1投影距离的影响正射投影比例尺和投影距离无关中心投影焦距固定航高改变其比例尺也随之改变h1h2正射投影中心投影11中心投影与正射投影的区别中心投影与正射投影的区别2投影面倾斜的影响倾斜水平倾斜各点相对位置与形状保持不变各点相对位置与形状发生变化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11中心投影与正射投影的区别中心投影与正射投影的区别3地形起伏的影响22中心投影的透视规律中心投影的透视规律中心投影的成像特点
根据分类的方法不同，传感器大致有如下几种类型：
（1）按传感器工作的波段: ---可见光传感器
---红外传感器 ---微波传感器 （2）按工作方式： ---主动传感器 ---被动传感器
光学传感器
被动式传感器接收目标自身的热辐射或反射太阳辐射；
第3章 遥感传感器及其成像原理3.1
第3章遥感传感器及其成像原理§3.1 扫描成像类传感器遥感传感器是获取遥感数据的关键设备，由于设计和获取数据的特点不同，传感器的种类也就繁多，就其基本结构原理来看，目前遥感中使用的传感器大体上可分为如下一些类型：（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。
无论哪种类型遥感传感器，它们都由如图3-1所示的基本部分组成：图3-1遥感传感器的一般结构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。
§3.1扫描成像类传感器扫描成像类型的传感器是逐点逐行地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，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、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等；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，电视摄像机等。
3.1.1 对物面扫描的成像仪一、红外扫描仪（一）红外扫描仪一种典型的机载红外扫描仪的结构如图3-2所示。
它由本节前言中所叙述的几个部件组成。
具体结构元件有一个旋转扫描镜，一个反射镜系统，一个探测器，一个制冷设备，一个电子处理装置和一个输出装置。
旋转扫描镜的作用是实现对地面横越航线方向的扫描，并将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组。
反射镜组的作用是将地面辐射来的电磁波聚焦在探测器上。
探测器则是将辐射能转变成电能。
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4、时间分辨率
遥感器成像间隔的性能指标 ∵遥感器须对目标的运动（变化）进行连续均匀、不 间断地探测 为分析、识别目标所必须具有的最小时间间隔，称时 间分辨率 注意：对同一目标遥感器重复成像的周期、 覆盖周期 、 重访周期
2、遥感器的类型及成像原理
按信息记录形式： 非成像遥感器--侧重时间、光谱分辨率 成像遥感器--强调空间分辨率 摄影方式 扫描方式
转换装置:氖灯管或显像管--它们的亮度随电信号的强弱 而变化，产生变化的光点通过光机扫描仪成像在胶片上， 或经电子扫描在显示器上输出（显示）光学影像。
4、记录系统 功能:将探测系统或信号转换系统输出的电磁波信息 （光信号）记录、存储到遥感信息载体，以影像或数 字形式输出。 遥感信息载体：指记录、存储成像遥感器输出信号的 介质。
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。 即把遥感器输出信号的总范围， 从黑到白，分解成 大量刚好能辨别的灰度等级 反映地物在波谱辐射度或反射率上的微细差异 辐射分辨率高--识别两同等空间分辨率目标的能力强
如：感光胶片 0.3~1.3μm
CCD 0.4~1.1μm
碲镉汞(Hg0.8Cd0.2Te) 锗掺汞(Ge:Hg) 响应速度快；灵敏度高
｝8~14μm
3、信号转换系统 功能：电光转换--将电信号转换为便于显示、记录、处 理的光信号
除感光胶片直接吸收光能，发生光化学作用形成潜 影，经显影、定影等化学处理获得影像外，其它探测元 件输出的都是电信号。
背面层
记录系统（续4）
感光乳剂:卤化银微晶体(及加入的光谱增感剂、成色剂)和 明胶溶液的悬浊液 感光剂--卤化银AgX: AgBr AgCl AgI 遇光后发生化学变化形成潜影,经显影处理后,已感光的银盐 粒子还原成黑色银粒。 注:本身只感波长小于0.5μm 的蓝、紫、紫外光
记录系统（续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
按辐射源：被动式（自然） 主动式（人工）
2、遥感器的类型及成像原理
1、摄影方式传感器 2、扫描方式传感器
机载红外扫描仪的成像原理 多光谱扫描仪成像原理（MMS、TM、TM+）
3、推扫式传感器成像原理（HRV） 4、成像光谱仪 5、雷达成像原理
1. 摄影方式遥感器 各类摄影机
2. 扫描方式遥感器 ⑴.电子扫描遥感器 ⑵.光机扫描遥感器 ⑶.固体自扫描遥感器 ⑷.天线扫描遥感器 ⑸.成像波(光)谱仪
记录系统（续6） 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
全色片
红外片
记录系统（续7） 黑白全色片
黑白红外片
记录系统（续8）
⑤.彩色片 乳剂由卤化银、光谱增感剂和成色剂组成
天然彩色片
红外彩色片
记录系统（续9）
⑵.磁带--遥感信息的暂时性记录介质是具有磁表 面的柔软带状记录介质
①.模拟磁带
光电转换
电光转换
记录系统（续10）
②.数字磁带 探测系统输出的电压信号，经过模/数（A/D） 转换，对电压曲线分段读数（取样、量化）并以二 进制数码表示，记录这种 数据的磁带称数字磁带。 HDDT (High Density Digital Tape)
CCT (Computer Compatible Tape)
⑵. 遥感器观察地面特征所需要的有效探测 和分析的分辨率
空间分辨率（续） 不同空间分辨率遥感图像
低分辨率
中分辨率高分辨率源自 2、光谱分辨率指遥感器在接收目 标辐射的波谱时，能分 辨的最小波长间隔，即 遥感器的工作波段数目、 波长及波长间隔(波带宽 度) 。
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
第三章传感器及成像特点
3. 1 传感器的基本组成及工作原理
包括：收集系统、探测系统、信号转换系统、记录系统。 1、收集系统--透镜(镜头) 反射镜
功能—接收电磁波并将其聚焦成像探测系统
2、探测系统--光电探测器--光电转换 功能：对电磁辐射敏感、能将辐射能转换成电信号的探测 器探测元件:光子探测器（量子探测器） 特点：每种器件具有确定的波谱响应范围；
描述遥感器的特性参数
1、空间分辨率 2、波谱分辨率 3、辐射分辨率 4、时间分辨率
B G R NIR
Jan Feb 15 15
10 m 10 m
1、空间分辨率
两种含义
表示按地物几何特征(尺寸和形状)和空间分 布,即在形态学基础上识别目标的能力。
⑴. 遥感器的技术鉴别能力即能把两相邻目 标作为两个清晰实体记录下来的两目标 间的最小距离
2.1 摄影方式遥感器
指经过透镜(组)，按几何光学的原理聚焦构像，用 感光材料，通过光化学反应直接感测和记录目标物反射 的可见光和摄影红外波段电磁辐射能，在胶片或像纸上 形成目标物固化影像的遥感器
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)
记录系统（续2）
⑴.感光材料: 凡经曝光后发生光化学作用,经过一定的化学或物理
方法处理后,能够形成固定影像的 各种材料的总称。 摄影过程中记录光学影像的媒介和摄影影 像的载体
感光片—胶片 胶卷 (透明) 像纸 (不透明)
记录系统（续3） 基本结构 乳剂层 感光剂 粘和剂
增感剂 补加剂 支持体 片基 纸基 辅助层 结合层 保护层
模拟形式--感光胶片、磁带 数字形式--磁带、磁盘、光盘……
记录系统（续1）
摄影方式--感光胶片被景物电磁能激活而产生景物的潜影 (指肉眼看不到但客观又存在的潜伏影像)
扫描方式--探测器对场景进行扫描，逐点（行、面）以数 字形式在磁带上记录景物模拟信号，这种记录是一种经 电光转换而能形成直观影像的潜影。