遙感原理與應用_第3章_1遙感平臺與遙感傳感器遙感平臺及運行特點

1、S O U T H W E S T J I A O T O N G U N I V E R S I T YS W J T US W J T US W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙感物理基礎遙感物理基礎遙感平臺特點遙感平臺特點遙感傳感器遙感傳感器影像處理基礎影像處理基礎影像幾何處理影像幾何處理影像輻射處理影像輻射處理遙感影像判讀遙感影像判讀影像識別分類影像識別分類遙感技術應用遙感技術應用遙感系遙感系統(tǒng)統(tǒng)影像處影像處理理遙感應遙感應用用影像處理影像處理遙感遙感遙遙感感原原理理與與應

2、應用用課課程程框框架架S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙遙感感平平臺臺與與遙遙感感傳傳感感器器 遙感平臺及運行特點遙感平臺及運行特點 遙感傳感器及成像原理遙感傳感器及成像原理S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙遙感感平平臺臺及及運運行行特特點點 遙感平臺的分類遙感平臺的分類 衛(wèi)星軌道及其運行特點衛(wèi)星軌道及其運行特點 遙感衛(wèi)星軌道類型遙感衛(wèi)星軌道類型 主要衛(wèi)星遙

3、感系統(tǒng)主要衛(wèi)星遙感系統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 遙感平臺遙感平臺 (platform) ：是用于安置各種遙感儀器，是用于安置各種遙感儀器，使其從一定高度或距離對地面目標進行探測，并為其使其從一定高度或距離對地面目標進行探測，并為其提供技術保障和工作條件的運載工具。提供技術保障和工作條件的運載工具。 按平臺按平臺距離地面的高度距離地面的高度大體上可以分為三類：大體上可以分為三類：l 地面平臺地面平臺l 航空平臺航空平臺l 航天平臺航天平臺遙遙感感平平臺臺的的分分類類S

4、W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 地面平臺地面平臺地面平臺：地面平臺：高度在高度在050m范圍內(nèi)，包括車、船、塔、范圍內(nèi)，包括車、船、塔、 三腳架、遙感塔、遙感車等。三腳架、遙感塔、遙感車等。遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1

5、5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 航空平臺航空平臺航空平臺：航空平臺：高度在百米高度在百米10多公里，包括低、中、高多公里，包括低、中、高空飛機，以及飛艇、氣球等?？诊w機，以及飛艇、氣球等。 飛機：飛機：高空：噴氣式飛機高空：噴氣式飛機低空：無人小飛機，大比例尺航片低空：無人小飛機，大比例尺航片 氣球：氣球：高空氣球高空氣球航空平臺歷史悠久，主要是飛機攝影。航空平臺歷史悠久，主要是

6、飛機攝影。遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n飛艇無人飛機航空平臺航空平臺遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 俯仰俯仰 滾動滾動 偏航偏航飛機姿態(tài)角飛機姿態(tài)角遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i

7、 & L i S h e n航空遙感及其特點航空遙感及其特點 優(yōu)點優(yōu)點 空間分辨率高、信息容量大?？臻g分辨率高、信息容量大。 靈活，適用于一些專題遙感研究。靈活，適用于一些專題遙感研究。 作為實驗性技術系統(tǒng)，是各種星載遙感器的先行檢驗者。作為實驗性技術系統(tǒng)，是各種星載遙感器的先行檢驗者。信息獲取方便。信息獲取方便。 不足不足 受天氣等條件限制大；受天氣等條件限制大； 觀測范圍受限；觀測范圍受限； 數(shù)據(jù)的周期性和連續(xù)性差。數(shù)據(jù)的周期性和連續(xù)性差。遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i

8、 & L i S h e n航空遙感航空遙感 高空高空（10000m-20000m）；）； 中空中空（5000m-10000m）；）； 低空低空（5000m）。）。無人機測繪無人機測繪遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 飛行高度較低，可解決四川盆地的天氣問題飛行高度較低，可解決四川盆地的天氣問題 具有明顯的成本優(yōu)勢具有明顯的成本優(yōu)勢 具有很高的靈活性具有很高的靈活性 空間分辨率高空間分辨率高遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T

9、 UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n飛行平臺飛行平臺遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙控設備遙控設備遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i

10、g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n地面站地面站遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 航飛航飛準備階段準備階段 收集實驗區(qū)已有的地形地貌資料；收集實驗區(qū)已有的地形地貌資料； 規(guī)劃無人機航線。規(guī)劃無人機航線。遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n無人機航拍無人

11、機航拍起飛起飛遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n無人機航拍無人機航拍拍攝拍攝ZSS遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n無人機航拍無人機航拍降落降落遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i

12、 S h e n返回本章首頁刺點刺點刺點野外測量遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 航天平臺航天平臺 航天平臺：航天平臺：高度在高度在150km以上（以上（36000km靜止衛(wèi)星，靜止衛(wèi)星，700900km陸地觀測衛(wèi)星）陸地觀測衛(wèi)星） 航天飛機：航天飛機：240350km高

13、度；高度； 衛(wèi)星：衛(wèi)星：低軌：低軌：150300km，大比例尺、高分辨率遙感，大比例尺、高分辨率遙感中軌：中軌：7001000km，資源與環(huán)境遙感，資源與環(huán)境遙感高軌：高軌：35860km，地球靜止衛(wèi)星，通信、氣象，地球靜止衛(wèi)星，通信、氣象 衛(wèi)星航天平臺目前發(fā)展最快、應用最廣：氣象衛(wèi)星衛(wèi)星航天平臺目前發(fā)展最快、應用最廣：氣象衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列、陸地衛(wèi)星系列系列、海洋衛(wèi)星系列、陸地衛(wèi)星系列。遙遙感感平平臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n返回本節(jié)首頁遙遙感感平平

14、臺臺的的分分類類S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 衛(wèi)星在空間運行，遵循天體運動的衛(wèi)星在空間運行，遵循天體運動的開普勒三定律開普勒三定律。 開普勒第一定律開普勒第一定律 星體繞地球（或者太陽）運動的軌道是一個橢圓，星體繞地球（或者太陽）運動的軌道是一個橢圓，地球（太陽）位于橢圓的一個焦點上。地球（太陽）位于橢圓的一個焦點上。 衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道及及其其運運行行特特點點S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n

15、C a i & L i S h e n 開普勒第二定律開普勒第二定律 從地心或者太陽中心到星體的連線（星體向徑），從地心或者太陽中心到星體的連線（星體向徑），在單位時間掃過的面積相等。在單位時間掃過的面積相等。 衛(wèi)星在離地近的地方經(jīng)過時的速度要快些，在離衛(wèi)星在離地近的地方經(jīng)過時的速度要快些，在離地遠的地方運行的速度要慢些地遠的地方運行的速度要慢些。衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道及及其其運運行行特特點點S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 開普勒第三定律開普勒第三定律 指繞以太陽為焦點的橢圓軌道

16、運行的所有行星，其指繞以太陽為焦點的橢圓軌道運行的所有行星，其橢橢圓軌道長半軸的立方與周期的平方之比是一個常量圓軌道長半軸的立方與周期的平方之比是一個常量。 T：運行周期；：運行周期； a：長半徑；：長半徑； K：開普勒常數(shù)。：開普勒常數(shù)。 = GM / (42)衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道及及其其運運行行特特點點S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n其他常用軌道參數(shù)其他常用軌道參數(shù) 衛(wèi)星速度衛(wèi)星速度V：當軌道為圓形時，其平均速度為：當軌道為圓形時，其平均速度為 G萬有引力常熟；萬有引力常熟；

17、M地球質(zhì)量；地球質(zhì)量； R平均地球半徑；平均地球半徑；H衛(wèi)星平均離地高度衛(wèi)星平均離地高度 衛(wèi)星運行周期衛(wèi)星運行周期 T：指衛(wèi)星繞地一圈所需要時間，即從指衛(wèi)星繞地一圈所需要時間，即從升交點開始運行到下次過升交點時的時間間隔。升交點開始運行到下次過升交點時的時間間隔。HRGMV3)(HRCT衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道及及其其運運行行特特點點S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 衛(wèi)星高度衛(wèi)星高度H：依據(jù)開普勒第三定律同樣可解求衛(wèi)星：依據(jù)開普勒第三定律同樣可解求衛(wèi)星的平均高度的平均高度 同一天相鄰

18、軌道間在赤道處的距離同一天相鄰軌道間在赤道處的距離L R地球長軸半徑地球長軸半徑 每天衛(wèi)星繞地圈數(shù)每天衛(wèi)星繞地圈數(shù)n32RCTH60242TRLaTLRna60242衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道及及其其運運行行特特點點S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 重重復復周期周期 D(覆蓋周期覆蓋周期)：指衛(wèi)星從某地上空開始運行指衛(wèi)星從某地上空開始運行，經(jīng)過若干時間的運行后，回到該地上空時所需要的，經(jīng)過若干時間的運行后，回到該地上空時所需要的天數(shù)天數(shù)。對比運行周期對比運行周期。 其他相關概念：其他相

19、關概念： 星下點星下點：衛(wèi)星在地球表面的投影；：衛(wèi)星在地球表面的投影； 節(jié)點節(jié)點：衛(wèi)星星下點軌跡與赤道的交點；：衛(wèi)星星下點軌跡與赤道的交點； 升升軌：衛(wèi)星由南向北運行；軌：衛(wèi)星由南向北運行； 降降軌：衛(wèi)星由北向南運行；軌：衛(wèi)星由北向南運行； 升升軌（交）點：升軌時的節(jié)點；軌（交）點：升軌時的節(jié)點； 降降軌（交）點：降軌時的軌（交）點：降軌時的節(jié)點。節(jié)點。 衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道及及其其運運行行特特點點返回本節(jié)首頁S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nEarthSatellite人造衛(wèi)星與

20、地球人造衛(wèi)星與地球遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道類類型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n地球同步軌道與地球靜止軌道地球同步軌道與地球靜止軌道 地球同步軌道：地球同步軌道：又稱又稱24小時軌道，小時軌道，衛(wèi)星的軌道周期等于地球的自轉(zhuǎn)周衛(wèi)星的軌道周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，且方向亦與之一致，期，且方向亦與之一致，衛(wèi)星在每衛(wèi)星在每天同一時間的星下點軌跡相同天同一時間的星下點軌跡相同。 地球靜止軌道：地球靜止軌道：當?shù)厍蛲杰壍朗钱數(shù)厍蛲杰壍朗莾A角為零（軌道與赤道平面重合）傾角為零（軌道與赤

21、道平面重合）的圓形軌道時，稱為地球靜止軌道的圓形軌道時，稱為地球靜止軌道。在這樣的軌道上運行的衛(wèi)星將始。在這樣的軌道上運行的衛(wèi)星將始終位于赤道某地的上空，終位于赤道某地的上空，相對于地相對于地球表面是靜止的球表面是靜止的。遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道類類型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n太陽同步軌道太陽同步軌道 太陽同步軌道：太陽同步軌道：指的就是指的就是衛(wèi)星的衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向，軌道的傾角（軌道平定的取向，軌道的傾角（軌道平

22、面與赤道平面的夾角）接近面與赤道平面的夾角）接近90度度，衛(wèi)星要在兩極附近通過，因此，衛(wèi)星要在兩極附近通過，因此又稱之為又稱之為近極地太陽同步軌道近極地太陽同步軌道。 為使軌道平面始終與太陽保持固為使軌道平面始終與太陽保持固定的取向，因此定的取向，因此軌道平面每天平軌道平面每天平均向地球公轉(zhuǎn)方向（自西向東）均向地球公轉(zhuǎn)方向（自西向東）轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動0.9856度度（即（即360度年）。度年）。衛(wèi)星軌道面永遠與當時衛(wèi)星軌道面永遠與當時的的“地心地心日心連線日心連線”保持恒定角度保持恒定角度遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道類類型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1

23、 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 相對于地球西向逆行；相對于地球西向逆行； 多數(shù)衛(wèi)星高度約多數(shù)衛(wèi)星高度約700km800km； 軌道周期軌道周期90100min； 每天繞地球旋轉(zhuǎn)每天繞地球旋轉(zhuǎn)1416圈。圈。Landsat-1, -2, -3在單天內(nèi)的軌道覆蓋在單天內(nèi)的軌道覆蓋太陽同步軌道特點太陽同步軌道特點遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道類類型型S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n不同軌道下陸地衛(wèi)星遙感特點不同軌道下陸地衛(wèi)星遙感特點 近圓形軌道：近

24、圓形軌道：不同地區(qū)獲取的影像比例尺一致。固定掃描頻率對不同地區(qū)獲取的影像比例尺一致。固定掃描頻率對地面掃描成像，掃描行之間無縫銜接。地面掃描成像，掃描行之間無縫銜接。 近極地軌道：有利于增大衛(wèi)星對地面的總體觀測范圍近極地軌道：有利于增大衛(wèi)星對地面的總體觀測范圍。 太陽同步軌道：太陽同步軌道：太陽光的入射角幾乎是固定的，在太陽光的入射角幾乎是固定的，在不同時相對不同時相對同一地區(qū)遙感時，太陽高度角大致相等同一地區(qū)遙感時，太陽高度角大致相等；有利于衛(wèi)星在相近的有利于衛(wèi)星在相近的光照條件下對地面進行觀測（但是由于季節(jié)和地理位置的變化，光照條件下對地面進行觀測（但是由于季節(jié)和地理位置的變化，太陽高度角

25、并不是任何時間都一致的）。太陽高度角并不是任何時間都一致的）。有利于衛(wèi)星在固定的時有利于衛(wèi)星在固定的時間飛越地面接收站上空，并使衛(wèi)星上的太陽電池得到穩(wěn)定的太陽間飛越地面接收站上空，并使衛(wèi)星上的太陽電池得到穩(wěn)定的太陽照度照度。 可重復軌道：可重復軌道：有利于對地面地物或自然現(xiàn)象的變化作動態(tài)監(jiān)測。有利于對地面地物或自然現(xiàn)象的變化作動態(tài)監(jiān)測。遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)星星軌軌道道類類型型返回本節(jié)首頁S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n38 中等分辨率陸地衛(wèi)星中等分辨率陸地衛(wèi)星 高分辨率高分辨率陸地衛(wèi)

26、星陸地衛(wèi)星 高光譜衛(wèi)星高光譜衛(wèi)星 氣象衛(wèi)星氣象衛(wèi)星 小衛(wèi)星小衛(wèi)星主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 中等分辨率陸地衛(wèi)星類中等分辨率陸地衛(wèi)星類 Landsat衛(wèi)星系列；衛(wèi)星系列； SPOT衛(wèi)星系列；衛(wèi)星系列； 中巴資源衛(wèi)星中巴資源衛(wèi)星CBERS； IRS衛(wèi)星系列；衛(wèi)星系列； 臺灣福衛(wèi)臺灣福衛(wèi)2號；號； 日本日本陸地觀測衛(wèi)星陸地觀測衛(wèi)星ALOS 主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h

27、 t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n Landsat衛(wèi)星系列衛(wèi)星系列 1972年年7月月23日，美國發(fā)射了第一顆地球資源衛(wèi)星，后改日，美國發(fā)射了第一顆地球資源衛(wèi)星，后改名為名為Landsat-1，19721999年，美國共發(fā)射了年，美國共發(fā)射了7顆顆Landsat系系列衛(wèi)星。列衛(wèi)星。 衛(wèi)星衛(wèi)星 發(fā)射日期發(fā)射日期 終止日期終止日期 攜帶傳感器攜帶傳感器 Landsat-1 1972.7.23 1978.1.6 RBV, MSSLandsat-2 1975.1.22 1982.2.5 RBV, MSSLandsat-3 1978.3.5 1983.

28、3.31 RBV, MSSLandsat-4 1982.7.16 1993 MSS, TMLandsat-5 1985.3.1 （運行）（運行） TMLandsat-6 1993.10.5 （發(fā)射失?。òl(fā)射失敗） ETMLandsat-7 1999.4.15 （運行）（運行） ETM Plus主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-5 簡介簡介Landsat-5設計壽命為設計壽命為3年，但卻成功在軌運行年，但卻成功在軌運行27年，

29、年，是目前在軌運行時間最長的光學遙感衛(wèi)星，成為全球是目前在軌運行時間最長的光學遙感衛(wèi)星，成為全球應用最為廣泛、成效最為顯著的地球資源衛(wèi)星遙感信應用最為廣泛、成效最為顯著的地球資源衛(wèi)星遙感信息源。息源。2011年年11月月18日，美國地質(zhì)調(diào)查局（日，美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）發(fā)布消息）發(fā)布消息稱由于衛(wèi)星上的放大器迅速老化，稱由于衛(wèi)星上的放大器迅速老化，目前已停止獲取目前已停止獲取Landsat-5的衛(wèi)星遙感影像的衛(wèi)星遙感影像，意味著，意味著Landsat-5極有可能極有可能結束其使命。目前，結束其使命。目前，Landsat-5已進入已進入90天的衛(wèi)星初始天的衛(wèi)星初始狀態(tài)，狀態(tài)，USGS工程師們試

30、圖采取各種辦法恢復衛(wèi)星與地工程師們試圖采取各種辦法恢復衛(wèi)星與地面間的影像傳輸能力。面間的影像傳輸能力。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-5 衛(wèi)星主要軌道參數(shù)衛(wèi)星主要軌道參數(shù)軌道類型近極地太陽同步軌道高度705 km軌道傾角98.22運行周期98.9 min軌道長半軸7083.465 km降交點時間(過赤道平均太陽時)9:45 am +/-15 min重復周期16天 (233圈)在赤道上兩相鄰軌跡間距離172 km圖像幅寬185

31、 km相鄰軌道間赤道處重疊度13 km (7%)主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSpacing Between Adjacent Landsat 5 Orbit Tracks at the Equator主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nTiming of Adjacent Landsat

32、 5 Coverage TracksAdjacent swaths are imaged 7 days apart主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-5 的的TM傳感器傳感器 Landsat-5搭載專題繪圖儀搭載專題繪圖儀(Thematic Mapper, TM)傳感器傳感器，共分為，共分為7個波段，各波段的參數(shù)如表所示個波段，各波段的參數(shù)如表所示Blue10.45 - 0.52 m30 mGreen20.52 - 0.60 m

33、30 mRed30.63 - 0.69 m30 mNear IR40.76 - 0.90 m30 mSWIR51.55 - 1.75 m30 mLWIR(Thermal IR)610.40 - 12.50 m120 mSWIR72.08 - 2.35 m30 m為什么為什么LWIR波段空間分辨率相對較低？波段空間分辨率相對較低？顏色波段波長范圍空間分辨率主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 簡介簡介Landsat-7于于199

34、9年年4月月15日發(fā)射升空后，由于其優(yōu)越的數(shù)日發(fā)射升空后，由于其優(yōu)越的數(shù)據(jù)質(zhì)量，以及與以前的據(jù)質(zhì)量，以及與以前的Landsat系列衛(wèi)星保持了在數(shù)據(jù)上系列衛(wèi)星保持了在數(shù)據(jù)上的延續(xù)性，現(xiàn)在已成為中國遙感衛(wèi)星地面站的主要產(chǎn)品之的延續(xù)性，現(xiàn)在已成為中國遙感衛(wèi)星地面站的主要產(chǎn)品之一。一。2003年年5月月31日，日，Landsat-7 ETM+機載掃描行校正器機載掃描行校正器(SLC) 故障，導致此后獲取的圖像出現(xiàn)了數(shù)據(jù)條帶丟失，故障，導致此后獲取的圖像出現(xiàn)了數(shù)據(jù)條帶丟失，嚴重影響了嚴重影響了Landsat ETM遙感影像的使用遙感影像的使用。此后。此后Landsat 7 ETM SLC-on是指是指2

35、003.5.31日日Landsat 7SLC故障之前的故障之前的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)產(chǎn)品，Landsat 7 ETM SLC-OFF則是故障之后的數(shù)則是故障之后的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。部分學者開展了受損修復研究，使用插值方法修據(jù)產(chǎn)品。部分學者開展了受損修復研究，使用插值方法修補缺失的條帶部分。補缺失的條帶部分。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 衛(wèi)星主要軌道參數(shù)衛(wèi)星主要軌道參數(shù) Landsat-5與與Landsat-7衛(wèi)星主要軌道參數(shù)基本相同

36、。衛(wèi)星主要軌道參數(shù)基本相同。但但降交點時間降交點時間(過赤道平均太陽時過赤道平均太陽時)約為約為10am。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 的的ETM傳感器傳感器 搭載增強型專題繪圖儀搭載增強型專題繪圖儀(Enhanced Thematic Mapper Plus, ETM+)傳感器，同傳感器，同Landsat-5的最主要差別有：的最主要差別有：增加了分辨率為增加了分辨率為15米的全色波段（米的全色波段（PAN波段）；波段

37、波段）；波段6的數(shù)據(jù)分低增益和高增益數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分低增益和高增益數(shù)據(jù)，分辨率從，分辨率從120米提高米提高到60米。Blue10.45 - 0.52 m30 mGreen20.52 - 0.60 m30 mRed30.63 - 0.69 m30 mNear IR40.76 - 0.90 m30 mSWIR51.55 - 1.75 m30 mLWIR(Thermal IR)610.40 - 12.50 m60 mSWIR72.08 - 2.35 m30 mPan80.52 0.90 m15 m顏色波段波長范圍空間分辨率主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o

38、p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 ETM+8個波段的個波段的影像影像（圣地亞哥，（圣地亞哥，加利福利亞加利福利亞）主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 ETM+成都成都, 2002年獲取年獲取成都成都都江堰都江堰主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5,

39、 G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-7 ETM+影像（費城，美國）主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat-8 簡介簡介NASA和和USGS（United States Geological Survey，美國地，美國地質(zhì)調(diào)查局）聯(lián)合執(zhí)行的質(zhì)調(diào)查局）聯(lián)合執(zhí)行的LDCM(Landsat Data Continuity Mission) 計劃，發(fā)射計劃，發(fā)射Landsat 8 衛(wèi)星，旨在長期對地

40、進行衛(wèi)星，旨在長期對地進行觀測。觀測。該計劃主要對資源、水、森林、環(huán)境和城市規(guī)劃等該計劃主要對資源、水、森林、環(huán)境和城市規(guī)劃等提供可靠數(shù)據(jù)提供可靠數(shù)據(jù)。2013年年2月月11日日，成功發(fā)射了，成功發(fā)射了 Landsat 8 衛(wèi)星，為走過了衛(wèi)星，為走過了四十年輝煌歲月的四十年輝煌歲月的 Landsat 計劃又注入了新鮮的血液。和計劃又注入了新鮮的血液。和之前的衛(wèi)星相比，之前的衛(wèi)星相比，Landsat 8 的光線、熱量感應器精準度的光線、熱量感應器精準度更高，同時其視野也更廣，有助于科學家們進行大氣氣膠更高，同時其視野也更廣，有助于科學家們進行大氣氣膠、高空卷云、水質(zhì)、耗水量等方面的研究、高空卷云

41、、水質(zhì)、耗水量等方面的研究。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat- 8上攜帶有兩個主要載荷：上攜帶有兩個主要載荷：OLI和和TIRS。其中。其中OLI（全稱：（全稱：Operational Land Imager ，運營性陸地運營性陸地成像儀成像儀）具有）具有9個波段個波段；TIRS（全稱：（全稱：Thermal Infrared Sensor，熱紅外傳感器熱紅外傳感器），是有史以來最先進），是有史以來最先進，性能最好的，性能最好

42、的TIRS，有有2個波段個波段。TIRS將收集地球兩將收集地球兩個熱區(qū)地帶的熱量流失，目標是了解所觀測地帶水分個熱區(qū)地帶的熱量流失，目標是了解所觀測地帶水分消耗，特別是美國西部干旱地區(qū)。消耗，特別是美國西部干旱地區(qū)。Landsat-8與與Landsat-7主要軌道參數(shù)基本相同、幅寬（主要軌道參數(shù)基本相同、幅寬（南北向約南北向約170km，東西向，東西向183km）和分辨率相同）和分辨率相同。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat D

43、ataContinuityMission(LDCM)Landsat-8LaunchFebruary 11, 2013 BandsWavelength(micrometers)Resolution(meters)Band 1 - Coastal aerosol0.43 - 0.4530Band 2 - Blue0.45 - 0.5130Band 3 - Green0.53 - 0.5930Band 4 - Red0.64 - 0.6730Band 5 - Near Infrared (NIR)0.85 - 0.8830Band 6 - SWIR 11.57 - 1.6530Band 7 - SW

44、IR 22.11 - 2.2930Band 8 - Panchromatic0.50 - 0.6815Band 9 - Cirrus1.36 - 1.3830Band 10 - Thermal Infrared (TIRS) 110.60 - 11.19100Band 11 - Thermal Infrared (TIRS) 2 11.50 - 12.51100主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat衛(wèi)星影像特征衛(wèi)星影像特征宏觀性宏觀

45、性覆蓋范圍大，可獲得準同步、全球性的覆蓋，為覆蓋范圍大，可獲得準同步、全球性的覆蓋，為宏觀研究各種自然現(xiàn)象和規(guī)律提供有利條件。宏觀研究各種自然現(xiàn)象和規(guī)律提供有利條件。周期性周期性重復覆蓋，提供不同季節(jié)、不同照度條件的影像重復覆蓋，提供不同季節(jié)、不同照度條件的影像，可滿足動態(tài)監(jiān)測與預報分析的需要。，可滿足動態(tài)監(jiān)測與預報分析的需要。數(shù)量化數(shù)量化對地物的波譜反射、輻射特征，以影像或數(shù)字形對地物的波譜反射、輻射特征，以影像或數(shù)字形式瞬時記錄下來，便于影像的數(shù)字化處理和定量分析。式瞬時記錄下來，便于影像的數(shù)字化處理和定量分析。低、中等太陽高度角低、中等太陽高度角(25一一30) 使影像上產(chǎn)生陰暗效應，使

46、影像上產(chǎn)生陰暗效應，有利于地質(zhì)地貌現(xiàn)象的研究及地學分析。有利于地質(zhì)地貌現(xiàn)象的研究及地學分析。幾何畸變小幾何畸變小(與航空象片相比與航空象片相比) 可將影像直接放大，以便可將影像直接放大，以便進行判讀與解譯。進行判讀與解譯。TM影像可應用于編制地圖和專題圖。影像可應用于編制地圖和專題圖。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nLandsat衛(wèi)星系列的局限性衛(wèi)星系列的局限性其空間、光譜、時間分分辨力均有一定限制其空間、光譜、時間分分辨力均有一定限制缺乏

47、立體覆蓋缺乏立體覆蓋均受不同程度的影像畸變影響均受不同程度的影像畸變影響數(shù)據(jù)的及時利用率較差，用戶所得的衛(wèi)星數(shù)據(jù)不連續(xù)。數(shù)據(jù)的及時利用率較差，用戶所得的衛(wèi)星數(shù)據(jù)不連續(xù)。 但是，隨著遙感信息質(zhì)量的不斷提高，陸地衛(wèi)星系統(tǒng)但是，隨著遙感信息質(zhì)量的不斷提高，陸地衛(wèi)星系統(tǒng)的應用能力將得到進一步開拓。的應用能力將得到進一步開拓。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n SPOT衛(wèi)星系列衛(wèi)星系列 法國于法國于1986年年2月發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星，主要用于地月發(fā)射

48、了第一顆陸地衛(wèi)星，主要用于地球資源遙感，至今已發(fā)射了球資源遙感，至今已發(fā)射了7顆。顆。SPOT-1，1986年年2月月22日發(fā)射，從日發(fā)射，從1990年年12月停止工月停止工作。作。SPOT-2，1990年年1月月22日發(fā)射，日發(fā)射，2009年年7月停止工作。月停止工作。SPOT-3，1993年年9月月26日發(fā)射，日發(fā)射，1997年年11月停止工作。月停止工作。SPOT-4，1998年年3月月24日發(fā)射，日發(fā)射，2013年年7月停止工作。月停止工作。SPOT-5，2002年年5月月4日發(fā)射，運行中。日發(fā)射，運行中。SPOT-6，2012年年9月月9日發(fā)射，運行中。日發(fā)射，運行中。SPOT-7，

49、2014年年6月月30日發(fā)射，運行中日發(fā)射，運行中。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-1, -2, -3所攜帶傳感器所攜帶傳感器 SPOT-1, -2, -3搭載搭載2臺探測器：臺探測器：HRV (High Resolution Visible)，分別用于全色波段和，分別用于全色波段和3波段波段 (G/R/NIR) 多光譜成像。多光譜成像。 全色：全色：10 m分辨率分辨率；多光譜：；多光譜：20 m分辨率分辨率。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙

50、遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-4所攜帶傳感器所攜帶傳感器 SPOT-4有效載荷為有效載荷為2臺臺HRVIR（High Resolution Visible Infra-Red）傳感器。）傳感器。HRVIR傳感器可以采集傳感器可以采集4個多光譜波段和個多光譜波段和1個單色波個單色波段的數(shù)據(jù)。多光譜波段數(shù)據(jù)的空間分辨率為段的數(shù)據(jù)。多光譜波段數(shù)據(jù)的空間分辨率為20米，單色波段的空間米，單色波段的空間分辨率為分辨率為10米。與米。與SPOT-2衛(wèi)星的衛(wèi)星

51、的HRV傳感器相比，傳感器相比，SPOT-4衛(wèi)星的衛(wèi)星的HRVIR傳感器傳感器增加了短波紅外的一個波段增加了短波紅外的一個波段，將全色波段改為單色將全色波段改為單色波段波段（HRV傳感器中的傳感器中的B2波段）。波段）。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-5所攜帶傳感器所攜帶傳感器 SPOT-5衛(wèi)星才用衛(wèi)星才用HRG(High Resolution Geometry)傳感器，替?zhèn)鞲衅?，替代代SPOT-4的的HRVIR傳感器。傳感器。H

52、RG具有新的特征：具有新的特征：1）更高分辨率更高分辨率的衛(wèi)星影像，的衛(wèi)星影像， 2.5m的分辨率的全色波段和的分辨率的全色波段和10m分辨率多光譜波段分辨率多光譜波段；2）采用采用12000像元的像元的CCD探測器，以維持探測器，以維持60km的地面數(shù)據(jù)寬度；的地面數(shù)據(jù)寬度；3）采用了新的技術來實現(xiàn)以上特征，例如采用新的數(shù)據(jù)壓縮方法、采用了新的技術來實現(xiàn)以上特征，例如采用新的數(shù)據(jù)壓縮方法、并利用并利用150Mbit/s的速率傳輸下行數(shù)據(jù)。的速率傳輸下行數(shù)據(jù)。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o

53、 l i n C a i & L i S h e nSPOT-6, -7所攜帶傳感器所攜帶傳感器 SPOT-6衛(wèi)星將加入由衛(wèi)星將加入由Astrium Services分發(fā)的極高分辨率衛(wèi)星分發(fā)的極高分辨率衛(wèi)星Pleiades-1A的軌道。這兩顆衛(wèi)星將共同提供服務并最終在的軌道。這兩顆衛(wèi)星將共同提供服務并最終在2014年年與與Pliades-1B和和SPOT-7一起構成完整的一起構成完整的Astrium Services光學衛(wèi)星光學衛(wèi)星星座，以繼續(xù)保持對地觀測的高重復周期。星座，以繼續(xù)保持對地觀測的高重復周期。 SPOT-6和和SPOT-7星群星群能夠以每天能夠以每天6百萬平方公里的覆蓋能力提供地

54、球上任何地方的每日百萬平方公里的覆蓋能力提供地球上任何地方的每日重訪重訪。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-6衛(wèi)星主要軌道參數(shù)衛(wèi)星主要軌道參數(shù)軌道類型近極地太陽同步軌道高度695km軌道傾角98.2運行周期98.79 min降交點時間(過赤道平均太陽時)10:30 am每天繞地球圈數(shù)14.6 圈重復周期26天單臺HRV圖像幅寬60 km主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g

55、 h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT具有調(diào)整傳感器姿態(tài)具有調(diào)整傳感器姿態(tài)(側(cè)視側(cè)視)的能力的能力最大側(cè)視角可達最大側(cè)視角可達27 ，可觀測離天底點，可觀測離天底點450 km附近的景物，可形成立附近的景物，可形成立體像對并用于測圖，可縮短重復成像的時間間隔體像對并用于測圖，可縮短重復成像的時間間隔主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T

56、US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n SPOT4SPOT4影影像像紐約紐約曼哈頓世曼哈頓世貿(mào)大廈倒貿(mào)大廈倒塌三小時塌三小時后所獲取后所獲取的影像的影像(2001(2001年年9 9月月1111日當日當?shù)厣衔绲厣衔?1:55)11:55)主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nSPOT-5影像影像, 2008年獲取年獲取雙流機場雙流機場主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星

57、遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 中巴資源衛(wèi)星中巴資源衛(wèi)星CBERS-1, -2 中巴地球資源衛(wèi)星是中巴地球資源衛(wèi)星是1988年中國和巴西兩國政府聯(lián)合議年中國和巴西兩國政府聯(lián)合議定書批準，由中、巴兩國共同投資，聯(lián)合研制的衛(wèi)星定書批準，由中、巴兩國共同投資，聯(lián)合研制的衛(wèi)星（代號（代號CBERS）。）。1999年年10月月14日，中巴地球資源衛(wèi)星日，中巴地球資源衛(wèi)星01星（星（CBERS-01）成功發(fā)射，在軌運行成功發(fā)射，在軌運行3年年10個月；個月；2003

58、年年10月月21日，中巴地球資源衛(wèi)星日，中巴地球資源衛(wèi)星02星（星（CBERS-02）發(fā)射升空，目前仍在軌運行。發(fā)射升空，目前仍在軌運行。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nCBERS-1, 2衛(wèi)星特點衛(wèi)星特點軌道高度：軌道高度：778公里公里重復周期：重復周期：26天天傳感器：傳感器：CCD傳感器、傳感器、IRMSS紅外多光譜掃描儀、寬視紅外多光譜掃描儀、寬視場成像儀場成像儀 (WFI)掃描帶寬度：掃描帶寬度： 113 / 119.5 / 8

59、90公里公里提供從提供從20米米-260米分辨率米分辨率11個波段不同幅寬的遙感數(shù)據(jù)，個波段不同幅寬的遙感數(shù)據(jù)，被認為是資源衛(wèi)星系列中有特色的一員。被認為是資源衛(wèi)星系列中有特色的一員。主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e nCBERS-1, 2傳感器基本參數(shù)傳感器基本參數(shù)主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h

60、 e nCBERS-2影像，北京影像，北京主主要要衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感衛(wèi)衛(wèi)系系統(tǒng)統(tǒng)S W J T US W J T UC o p y r i g h t 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n 高空間分辨率衛(wèi)星類高空間分辨率衛(wèi)星類l 1994年克林頓簽署總統(tǒng)令，允許私有企業(yè)或公司發(fā)射高分辨率年克林頓簽署總統(tǒng)令，允許私有企業(yè)或公司發(fā)射高分辨率衛(wèi)星和銷售高分辨率影像產(chǎn)品，使民用高分辨率衛(wèi)星得到發(fā)展。衛(wèi)星和銷售高分辨率影像產(chǎn)品，使民用高分辨率衛(wèi)星得到發(fā)展。此前，高分辨率衛(wèi)星通常多用于軍事偵察。此前，高分辨率衛(wèi)星通常多用于軍事偵察。 特點：地面分辨率高，全色波段特