4传感器与成像原理
遥感成像原理与遥感图像特征
第三章遥感成像原理与遥感图像特征目的与要求：掌握可见光、近红外、热红外和SAR成像机理，遥感器的类型及其特性对遥感影像的影响，评价遥感影像的主要指标等。
重点及难点：遥感器与遥感成像特性，评价遥感影像的主要指标；遥感成像机理。
教学法：讲授法、演示法教学过程：第一节传感器一、传感器的定义和功能传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。
它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。
二、传感器的分类按工作方式分为：主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。
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。
三、传感器的组成收集器：收集地物的辐射能量。
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：将获取的数据输出。
四、传感器的工作原理收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息的仪器，是遥感技术的核心部分。
根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。
主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。
被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MSS、TM、ETM、HRV）。
传感器按照记录方式1）非成像方式：探测到地物辐射强度，以数字或者曲线图形表示。
如：辐射计、雷达高度计、散射计、激光高度计等。
2）成像方式：地物辐射（反射、发射或两个兼有）能量的强度用图象方式表示。
如：摄影机、扫描仪、成像雷达。
五、摄影型传感器1、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感光材料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。
2、成像原理：由于地物各部分反射的光线强度不同，使感光材料上感光程度不同，形成各部分的色调不同所致。
涉及的概念◆主光轴：通过物镜中心并与主平面（或焦平面）垂直的直线称为主光轴。
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；
佳能相机成像的原理
佳能相机成像的原理
佳能相机是一种数码单反相机，其成像原理主要包括以下几个步骤：
1. 光学系统：佳能相机的镜头通过光学原理将光线聚焦到相机的图像传感器上。
镜头中的镜片和透镜组合可以调整光线的折射和散射，以获得清晰的图像。
2. 图像传感器：佳能相机的图像传感器是一种电子器件，通常使用CMOS（互补金属氧化物半导体）或CCD（电荷耦合器件）技术。
当光线通过镜头投射到图像传感器上时，传感器会将光子转换成电子信号。
3. 数字信号处理：传感器将光子转换成电子信号后，这些信号会通过佳能相机内部的数字信号处理器进行处理。
数字信号处理器对信号进行放大、去噪和调整色彩等操作，以生成最终的数字图像。
4. 存储和输出：处理后的数字图像可以存储到相机的内部存储卡或外部存储介质中。
此外，佳能相机还可以通过USB、HDMI或Wi-Fi等接口将图像输出到计算机、电视或其他设备上进行观看和编辑。
总体来说，佳能相机的成像原理是通过镜头将光线聚焦到图像传感器上，并通过数字信号处理器将光子转换为电子信号，最终生成数字图像。
图像传感器工作原理
图像传感器工作原理
图像传感器是一种用于捕捉图像的电子设备，它可以将光的信息转化为电信号。
图像传感器的工作原理主要包括光敏元件的感光和电荷积分两个过程。
感光过程：
当光照射到图像传感器的光敏阵列上时，光子会被感光元件（如光敏二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管）吸收。
这些元件在光的作用下，会产生电子 - 跳跃运动 -形成电信号的过程。
光敏元件的感光效率取决于其材料和结构。
电荷积分过程：
当光子被感光元件吸收后，感光元件会将光子转化为电子。
这些电子会被积分操作电路收集和储存。
积分操作电路通过控制电位，将电子从感光元件中导出，并将电荷逐步积分到存储单元，直到达到设定的积分时间。
积分时间长短决定了图像传感器的曝光时间。
在图像传感器的成像完成后，电荷积分器将电荷量转换为电压信号，并通过放大电路进行放大。
这些电压信号被数模转换器（ADC）转换成数字信号，然后通过数字信号处理器进行进一步的图像处理和编码。
最后，这些数字图像可以被存储、展示或传输。
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。
照相机工作原理
照相机工作原理照相机是用来记录图像的设备，其工作原理涉及光学、机械和电子技术的合理结合。
本文将详细解析照相机的工作原理，包括光学成像、快门控制和图像传感器等关键部分。
一、光学成像照相机的光学部分起到将景物光线聚焦到图像传感器上的作用。
在光学部分，镜头是起到重要作用的关键元件。
镜头通过改变折射率使得光线经过折射、反射等光学成像方式，让光线聚焦到图像传感器上。
典型的照相机采用凸透镜来聚焦光线，通过改变镜头前后的距离可以调节成像的焦距。
较新的数字照相机往往采用可变焦距镜头，以便实现对焦点的调整。
二、快门控制快门是照相机的机械部分，用于控制光线进入图像传感器的时间长度。
快门以可调速度打开和关闭，控制曝光时间，进而决定照片的亮度和清晰度。
传统相机的快门机构一般由一对金属薄片组成，可以在不同的速度下打开和关闭。
较新的数码相机则采用电子快门，利用图像传感器本身的构造和特性控制曝光时间。
三、图像传感器图像传感器是照相机的核心组件，它将光学成像得到的光信号转化为电信号。
常见的图像传感器有两种类型：CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
CCD传感器通过一系列的感光单元将光信号转换为电荷，并经由放大和读取电路将电荷转化为电信号。
相较之下，CMOS传感器的每个感光单元都具有自己的放大电路，因此其读取电路较为简洁。
图像传感器的像素数量越多，照片的细节和清晰度就会越高。
同时，传感器的大小也影响了图像的噪点、动态范围和拍摄速度等因素。
四、影像处理与存储照相机将图像传感器转换的电信号进行各种处理，包括去噪、色彩校正、对比度调整等。
这些处理过程通常由相机内部的芯片和算法来完成。
处理完成后，照相机将图像保存在存储介质中，如内置存储卡或外部存储设备。
用户可以通过连接相机和电脑来传输和编辑照片。
总结：照相机的工作原理主要包括光学成像、快门控制、图像传感器和影像处理与存储。
光学部分负责将景物光线聚焦到传感器上，快门控制决定曝光时间，图像传感器将光信号转换为电信号，而影像处理和存储则保证图像最终的质量和可用性。
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。
传感器及其成像原理
44
二、分辨率
距离分辨率
在脉冲发射的方向上，能分辨两个目标 的最小距离。 c c Rd Rr sec 2 2
方位分辨率
指相邻的两束脉冲之间，能分辨两个目 标的最小距离。
R R
D
R
45
46
对分辨率的讨论：
距离分辨率
Rr
c
2
sec
Rd
c
2
距离分辨率与距离并无关系 可采用减小脉冲宽度的方法改善距离向分辨率 减小脉冲宽度是有一定限度的
方位分辨率
R R
D
R
要提高方位分辨率，理论上可采用波长较短的电磁波，加大天线孔径和 缩短观测距离的方法 但三种方法，使用时均受到一定限制 可采用合成孔径技术来改善方位分辨率
47
26
辐射准确度和较高辐射分辨率是定量遥感 的基础。 扫描仪内设有一个白炽灯，用来作可见光 和近红外波段的标准源；TM6用黑体源作为 校正源。 每个像元的亮度值用8bit编码。
27
ETM+
对TM的改进:
增加了一个分辨率为15米的 PAN波段（0.5~0.9微米); 使TM6的分辨率提高到60米;
8
1、扫描成像过程
旋转棱镜横越航线方向扫视
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）。
传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类
传感器得分类＿传感器得原理与分类_传感器得定义与分类传感器得分类方法很多.主要有如下几种：(１)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等.这种分类有利于选择传感器、应用传感器(2)按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。
这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器得工作原理进行阐述。
（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。
这种分类法可分出很多种类。
（４）按照传感器输出量得性质分为摸拟传感器、数字传感器.其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等.传感器数字化就是今后得发展趋势。
（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用与家电用传感器等。
若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。
（6)根据使用目得得不同，又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用，控制用与分析用传感器等.主要特点传感器得特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业得改造与更新换代,而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新得经济增长点。
微型化就是建立在微电子机械系统（ＭEMS）技术基础上得,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
主要功能常将传感器得功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器—-视觉声敏传感器——听觉ﻫ气敏传感器-—嗅觉ﻫ化学传感器——味觉ﻫ压敏、温敏、传感器（图１)流体传感器——触觉ﻫ敏感元件得分类:ﻫ物理类，基于力、热、光、电、磁与声等物理效应。
ﻫ化学类,基于化学反应得原理。
生物类,基于酶、抗体、与激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件与味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分4６类）。
数码照相机成像原理
数码照相机成像原理
数码照相机的成像原理主要包括光学成像、图像传感器和数字图像处理三个方面。
首先，光学成像是数码照相机实现图像捕捉的基础。
当光线通过镜头进入相机时，由于透镜的聚焦作用，光线会被聚焦在感光元件上。
透镜的特定设计能够对光线进行聚焦和散焦的控制，使得图像能够在感光元件上呈现清晰的焦点。
其次，图像传感器是数码照相机的核心部件。
传感器接收到光线聚焦后的图像，并将其转化为电信号。
传感器通常由许多光敏元件组成，这些光敏元件被称为像素。
当光线照射到像素上时，它们会发射出电信号。
每个像素的电信号的强度取决于所照射的光线的强度和颜色。
传感器会将这些电信号转化为数字信号，形成一幅数字图像。
最后，数字图像处理是数码照相机的最后一步。
通过内置的图像处理芯片，相机可以对获取的数字图像进行一系列的算法处理。
例如，对光线亮度、对比度和饱和度的调整，以及去噪和锐化等操作。
这些图像处理算法可以提高图像的质量，使得拍摄的照片更加锐利、清晰和真实。
综上所述，数码照相机的成像原理包括光学成像、图像传感器和数字图像处理。
这些原理的相互配合使得数码照相机能够捕捉到清晰、锐利且真实的图像。
第四章传感器成像原理与其图像特征
❖传感器是收集、探测、记录地物电磁波
辐射信息的工具。
❖它的性能决定遥感的能力，即传感器对
电磁波段的响应能力、传感器的空间分 辨率及图像的几何特征、传感器获取地 物信息量的大小和可靠程度。
第一节 遥感传感器
➢ 传感器分类 ➢ 传感器的组成 ➢ 传感器的性能指标
传感器的分类
传感器性能
辐射分辨率
传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度 差，即遥感图象上每一个像元的辐射量化级。
摄影成像：灰度连续 扫描成像：灰度离散，分级记录，2n级。灰度 级别越多，辐射分辨率就越高。
遥感影像特征： 空间分辨率 波谱分辨率 辐射分辨率 时间分辨率
时间分辨率指对同一地点进行重复观测的最小时间间隔，
对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机 称为多光谱摄影机 。分为多镜头型多光谱摄影机、多摄影 机型和光束分离型多光谱摄影机。
（1）多摄影机型多光谱摄影机 （2）多镜头型多光谱摄影机 （3）光束分离型多光谱摄影机
多架普通的航空摄影机； 普通航空摄影机；
不同的滤光片和胶片； 配置多个镜头；
同时曝光。
扫描成像----像元： 扫描仪瞬时视场所对应的地面实际大小 。
摄影成像----摄影比例尺（或线对）： 摄影比例尺1/m = f/ H Rg=Rs* f/ H
传感器性能
• 波谱分辨率又称光谱分辨率是指传感器在接收目标
辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。
•波长间隔愈小，分辨率愈高。即在等长的波段宽 度下，传感器的波段数越多，各个波段宽度越窄， 地面物体的信息越容易区分和识别，识别性越强 。
A BC
中心投影与正射投影的区别
3）地形起伏的影响
地形起伏对正射投影 无影响
成像的原理及应用
成像的原理及应用1. 成像的原理成像是指通过某种方法将物体的信息转化为图像的过程，常见的成像方法包括光学成像、声波成像、电磁波成像等。
不同的成像原理在物体信息的获取、传输和显示方面存在差异，下面将分别介绍几种常见的成像原理。
1.1 光学成像光学成像是指利用光学仪器捕捉物体反射、折射或透射的光线，通过光学透镜的对焦和光圈的控制，在感光材料上形成物体的图像。
常见的光学成像设备包括相机、望远镜、显微镜等。
光学成像的原理是利用透镜对光线的聚焦作用，通过调节透镜的位置和大小，使光线能够在感光材料上形成清晰的图像。
光学成像的分辨率受到光线的衍射和透镜的质量等因素的影响。
1.2 声波成像声波成像是指利用声波在介质中的传播和散射特性，通过接收和处理回波信号，生成物体的图像。
常见的声波成像设备包括超声波设备、声纳等。
声波成像的原理是利用声波在介质中的传播和散射的特性，通过发送短脉冲声波并接收回波信号，通过分析回波信号的时间延迟、振幅和频率等信息，生成物体的图像。
声波成像的分辨率受到声波频率、散射介质和接收器的灵敏度等因素的影响。
1.3 电磁波成像电磁波成像是指利用电磁波在空间中传播的特性，通过接收和处理电磁波信号，生成物体的图像。
常见的电磁波成像设备包括雷达、X射线设备、磁共振成像等。
电磁波成像的原理是利用电磁波在空间传播和物体的反射、折射或散射作用，通过接收和解析电磁波信号的幅度、相位和频率等信息，生成物体的图像。
电磁波成像的分辨率受到波长、信号处理算法和接收器的灵敏度等因素的影响。
2. 成像的应用成像技术在许多领域都有广泛的应用，包括医学影像学、安防监控、无人机航拍、地质勘探等，以下列举几个常见的应用：2.1 医学影像学医学影像学是应用成像技术在医学诊断和治疗方面的一门学科，主要包括X射线成像、CT扫描、核磁共振成像等技术。
这些技术可以用于检测人体内部的器官结构、病变情况和功能状态，有助于医生进行疾病诊断和治疗方案的制定。
遥感卫星传感器及其成像方式
光电过程-辐射数据定量
胶片探测范围较窄
电子格式范围较广
多系统分离采集-可比性差 光谱波段同时采集-可比性强
一、多光谱扫描成像
• 根据成像方式的不同, 多光谱扫描成像系统 可分为光学机械扫描和推扫式扫描两种主 要类型。
光学机械扫描 optical- mechanical scanning
推扫式扫描 push- broom scanning
第三章 传感器及其成像方式
聊城大学 环境与规划学院
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
输出器（扩展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 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)
如何下载卫星遥感影像？
如何下载卫星遥感影像？
如何下载卫星遥感影像？
如何下载卫星遥感影像？
Landsat 8 OLI_TIRS 卫星影像
• 2013 年2月11日，美国航空航天局(NASA) 成功发射Landsat-8卫星。 Landsat-8卫星上携带两个传感器，分别是OLI陆地成像仪（Operational Land Imager）和TIRS热红外传感器（Thermal Infrared Sensor）。
4传感器与成像原理
60?Cf
60 km
Sensors
70.5?Df Df 70.5 Cf 60Þ Bf 45.6Þ Af 26.1 An 0? Aa 26.1 Ba 45.6Þ Ca 60Þ Daew angle 425 ?467 nm 543 ?571 nm 660 ?682 nm 846 ?886 nm
White WhiteLight LightSeparated Separatedinto intoits itsSpectral SpectralComponents ComponentsUsing Using aaPrism Prism
White Light Separated into its Spectral Components Using a Prism
Film Plane
Image
Object
Roll of film
Aperture
Focal Length
20
Two TwoFrame FrameCameras CamerasMounted Mountedin inthe theFuselage Fuselageof ofaaPlane Plane
感测人体选择8-12μm, 探测森林火灾应选择3-5 μm
7
不同光谱分辨率对水铝矿反射光谱的获取
8
空间分辨率(spatial resolution)
遥感图象上能够详细区分的最小单元的尺寸，是用来表 征图象分辨地面目标细节能力的指标。 通常用像元大小、像解率或视场角来表示。
像元（pixel）：将地面信息单元离散化而形成的格网单 元，单位为米，是组成图象的基本单元。像元越小，空 间分辨率越高；（像元所代表的地面范围的大小） 像解率是用单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行 细线的条数来表示，如线/毫米或线对/毫米； 瞬时视场角 (instantaneous field of view, IFOV): 指传感 器的张角及瞬时视域，又称角分辨率。
传感器及其工作原理完整版课件
●考纲须知 实验十一：传感器的简单应用
第六章 第一节 传感器及其工作原理
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
方知法识警体示系探构究建 考点题型设计 课后强化作业
学习目标定位
※ 知道什么是传感器 知道什么是光敏电阻，热敏电阻，金
※ 属热电阻以及霍尔元件
※ 了解传感器的工作原理
课堂情景切入
解析：当照射光强度增大时，R3 阻值减小，外电路电阻随 R3 的减小而减小，R1 两端电压因干路电流增大而增大，同时内 电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数增大，A 项正 确，D 项错误；由路端电压减小，R1 两端电压增大知，R2 两端 电压必减小，则 R2 中电流减小，故 B 项正确；结合干路电流 增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故 C 项正确。
解析：将刚从冰箱中取出的雪糕靠近并接触热敏电阻， NTC 热敏电阻是负温度系数的，降低温度，其电阻变大，表 针向左偏转；将一杯热水靠近并接触热敏电阻，热敏电阻的温 度升高，其电阻变小，指针将向右偏转。
答案：左 右
点评：此类问题一定要弄清热敏电阻是负温度系数还是正 温度系数的。另外金属热电阻都是正温度系数的。
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较 大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化， 这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示 数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示 数相同，这只元件一定是定值电阻
答案：ABC
利用光敏电阻制作的光传感器，记录传送带上工作的输送 情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光 传感器 B 能接收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发 出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信 号与时间的关系，如图乙所示，若传送带始终匀速运动，每两 个工件间的距离为 0.2m，则下述说法正确的是( )
- 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)。
天底（Nadir）: 传感器指向垂直地面 非天底向（Off-nadir）: 传感器指向非垂直地面方向 可变的非天底向指向：传感器阵列本身可旋转 固定的非天底向指向
One pass on days: D+10 D+5 D D-5
70.5?Da 60?Ca 45.6?Ba 26.1?Aa 0?nadir 26.1?Af 45.6?Bf
33
光束分离型多光谱摄影机
利用单镜头进行多光谱摄影。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
物镜后架分光装置 多感光层胶片
34
Sir SirIsaac IsaacNewton Newton discovered discoveredthat that white whitelight lightcould could be bedispersed dispersedinto into its itsspectral spectral components componentsby by passing passingit itthrough through aaprism prism
3
传感器的分类
按记录方式：
成像传感器（摄影成像、扫描成像）、 非成像传感器（记录地物的一些物理参数）
按传感器工作的波段：
可见光传感器、红外传感器(光学传感器); 微波传感器
按工作方式：
主动传感器、被动传感器
4
成像传感器（imaging sensor）
5
传感器的性能
表现在多方面，最具实用意义的是分辨率(resolution)， 它是遥感技术及应用中的一个重要概念，也是衡量遥感 数据质量的重要指标。包括多种分辨率 光谱分辨率(sห้องสมุดไป่ตู้ectral resolution) 空间分辨率(spatial resolution) 辐射分辨率(radiometric resolution) 时间分辨率(temporal resolution) 温度分辨率(temperature resolution) 类别分辨率(category resolution)
21
Analog Analog and and Digital Digital Cameras Cameras
Hasselblad -mm camera Hasselblad70 70-mm camera
Kodak KodakDCS DCS420 420Digital Digital Camera Camerawith withaaNikon Nikoncamera camera lens lensand andbody body
IKONOS 4m
MIVIS 8m
ASTER 15 m
ETM+ 30 m
Michael Abrams, Jet Propulsion Laboratory
ALI 30 m
Hyperion 30 m
Consiglio Nazionale delle 12 Ricerche
辐射分辨率 (Radiometric Resolution)
Film Plane
Image
Object
Roll of film
Aperture
Focal Length
20
Two TwoFrame FrameCameras CamerasMounted Mountedin inthe theFuselage Fuselageof ofaaPlane Plane
传感器接收光谱信号时，能分辨的最小辐射差。在遥 感图象上表现为每一像元的辐射量化级(D)。 如6bit, 7bit, 8bit, 11bit, …… 一个6-bit 的传感器可以记录26级（ 64 ）的亮度值， 一个8-bit 的传感器可以记录28级（ 256 ）的亮度值， 一个12-bit 的传感器可以记录212级（4096）的亮度值
White WhiteLight LightSeparated Separatedinto intoits itsSpectral SpectralComponents ComponentsUsing Using aaPrism Prism
White Light Separated into its Spectral Components Using a Prism
短：一天内的变化，小时为单位 中：一年内的变化，以天为单位 长：以年为单位 LANDSAT：16 天；CBERS：26天； 太阳同步气象卫星：0.5天 动态监测
16
温度分辨率 (temperature resolution)
热红外传感器分辨地表热辐射（温度）最 小差异的能力
17
传感器指向
29
多光谱摄影机
对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影象的摄影 机 可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，以提高识别地物能力
三种基本类型： 多摄影机型多光谱摄影机 多镜头型多光谱摄影机 光束分离型多光谱摄影机
30
三种类型的多光谱摄影机
31
多摄影机型多光谱摄影机
Ne nf i ar
1.2 μm
Red n Gree
Blue
0.5 μm 0.4 μm 0.3 μm
ht g i l te Whi
Ultraviolet
Prism
Visible
0.6 μm
Photographic Region
d e r ra
0.7 μm
Four -mm Hasselblad Four70 70-mm HasselbladCameras Cameras Arranged Arrangedto toObtain ObtainMultiband MultibandVertical Vertical Aerial AerialPhotography Photography
1. 框幅式摄影机 2. 缝隙式摄影机 3. 全景式摄影机 4. 多光谱摄影机
19
Eye Lens Retina
Image
Object
Iris
Camera
Betweenthe-lens shutter
Lens
Comparison Comparison of of the the Optical Optical Components Components of of the the Simple Simple Camera Camera with with those those of of the the Human Human Eye Eye
6
光谱分辨率(spectral resolution)
传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。 间隔愈小，分辨率愈高 或：传感器所记录的电磁波谱中，某一特定的波长范围 值，越宽，分辨率越低 •不同光谱分辨率的传感器对同一地物的探测效果有很 大区别；如MSS（100-200nm）、AVIRIS（10 nm ） •传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值，才能 取得好效果
感测人体选择8-12μm, 探测森林火灾应选择3-5 μm
7
不同光谱分辨率对水铝矿反射光谱的获取
8
空间分辨率(spatial resolution)
遥感图象上能够详细区分的最小单元的尺寸，是用来表 征图象分辨地面目标细节能力的指标。 通常用像元大小、像解率或视场角来表示。
像元（pixel）：将地面信息单元离散化而形成的格网单 元，单位为米，是组成图象的基本单元。像元越小，空 间分辨率越高；（像元所代表的地面范围的大小） 像解率是用单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行 细线的条数来表示，如线/毫米或线对/毫米； 瞬时视场角 (instantaneous field of view, IFOV): 指传感 器的张角及瞬时视域，又称角分辨率。
Introduction to Remote Sensing
4 传感器与成像原理
1
传感器 (Sensor)：
是获取地面目标电磁辐射信息的装置，是遥感数据获取的 关键设备。 组成： 任何类型的传感器都由四个基本部件组成： 收集器、探测器、处理器、输出器
2
传感器的组成
收集器：负责收集地面目标辐射的电磁波能量。具体元件 多样，如透镜、反射镜、天线等； 探测器：将收集到的电磁辐射能转变为化学能或电能。如 热敏探测元件、光电管、感光胶片等； 处理器：对转换后的信号进行各种处理，如信号放大、变 换、校正、编码、显影、定影； 输出器：输出信息的装置。如磁带记录仪、阴极射线管等。
275 x 275 m
1.1 x 1.1 km
275 m x 1.1 km
18
摄影成像的传感器
摄影是通过成像设备获取物体影象的技术。传统摄影依 靠光学镜头及放在焦平面的感光胶片记录物体影象。数 字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经光/电转换， 以数字信号记录物体的影象 工作波段：主要为可见光（部分近红外），较多用于航 空遥感探测
传感器在某一时刻所能感测的外来光（或其它电磁波）所来自的空 间角度区域
9
空间分辨率
分辨率（像元大小）=平台高度*角分辨率（弧度） D= H * IFOV 如，飞机飞行高度8000米，角分辨率为2.5毫弧度， 则地面分辨率为： 8000m*2.5*10-3=20m
10
不同空间分辨率的图象
11
Spatial Resolution, Venice Urban Area
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 影象 V=v*f/H, f为焦距
24
缝隙式摄影机
25
缝隙式摄影机 特点