遙感第三章 遙感技術(shù)系統(tǒng)課堂

第三章遙感技術(shù)系統(tǒng)本章講述遙感信息獲取的技術(shù)系統(tǒng)。要求大家掌握評價遙感圖像質(zhì)量的四大參數(shù)，太陽同步軌道和地球同步軌道的概念，遙感衛(wèi)星在空間位置的參數(shù)；了解氣象衛(wèi)星系列、陸地衛(wèi)星系列和海洋衛(wèi)星系列的基本特征。遙感試驗遙感信息獲取遙感信息的傳輸遙感信息處理遙感信息應用現(xiàn)代遙感的過程：在距離目標物幾米至幾千公里的距離以外，以汽車、飛機和衛(wèi)星等為觀測平臺，使用光學、電子學或電子光學等探測儀器，接收目標物反射、散射和發(fā)射來的電磁輻射能量，以圖像膠片或數(shù)字磁帶等形式記錄；然后把這些信息傳送到地面接收站，接收站把這些遙感數(shù)據(jù)和膠片進一步加工成遙感資料產(chǎn)品；最后結(jié)合已知物體的波譜特征，從中提取有用信息，識別目標和確定目標物之間的相互關(guān)系。

因此說遙感是一個接收、傳送、處理和分析遙感信息，并最后識別目標的復雜技術(shù)過程。這個過程的實施的技術(shù)保證依賴于遙感技術(shù)系統(tǒng)。目標物平臺地面站分析解譯人工目視解譯計算機解譯接收記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)傳感器人工輻射源反射輻射發(fā)射輻射回射輻射人工輻射遙感過程與技術(shù)系統(tǒng)圖遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成遙感試驗：對電磁波特性、信息獲取、傳輸和處理技術(shù)的試驗。遙感信息獲取：中心工作。遙感平臺和傳感器。遙感信息處理：處理的原因遙感信息應用：

遙感技術(shù)系統(tǒng)：是一個從地面到空中直至空間；從信息收集、存儲、傳輸處理到分析判讀、應用的完整技術(shù)系統(tǒng)。目標地物的電磁波特性（遙感信息源）任何地物都可以發(fā)射、反射和吸收電磁波信號，都是遙感信息源。

遙感數(shù)據(jù)獲取原理接收預處理用戶應用處理分析結(jié)果、圖表輸出衛(wèi)星傳感器信息接收、處理用戶制圖實況調(diào)查分析判斷物體遙感的基本原理示意圖遙感基本原理示意圖一、遙感試驗

其主要工作是對地物電磁輻射特性（光譜特性）以及信息的獲取、傳輸及其處理分析等技術(shù)手段的試驗研究。遙感試驗是整個遙感技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在整個環(huán)境遙感過程中起著承上啟下的重要作用。（1）根據(jù)遙感試驗提供地物的光譜特性，以便選擇傳感器的類型和工作波段；（2）遙感探測中以及處理時，需要遙感試驗提供各種校正所需的有關(guān)信息和數(shù)據(jù)。（3）為判讀應用提供基礎(chǔ)。二、遙感信息獲取是遙感技術(shù)系統(tǒng)的中心工作。遙感工作平臺及傳感器是確保遙感信息獲取的物質(zhì)保證。（一）傳感器指收集和記錄地物電磁輻射（反射和發(fā)射）能量信息的裝置。如航空攝影機、多光譜掃描儀。它是信息獲取的核心部件，是遙感中“感”的體現(xiàn)。由以下幾個部件組成：地物電磁波采集單元分光單元記錄或通信單元信號探測和轉(zhuǎn)化單元采集器記錄輸出器探測與處理器傳感器結(jié)構(gòu)示意圖采集器：負責收集地面目標輻射的電磁波能量。如透鏡組、反射鏡組、天線等。-----------------------------------------------------2015-9-8地物電磁波采集單元分光單元記錄或通信單元信號探測和轉(zhuǎn)化單元采集器記錄輸出器探測與處理器傳感器結(jié)構(gòu)示意圖探測與處理器：主要功能是將收集到的電磁輻射能量轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能或電能，并進行各種處理（顯影、定影、信號放大、變換、校正和編碼等）。探測元器件：感光膠片、光電管、光敏和熱敏探測元件、共振腔諧振器等。處理器：攝影處理裝置和電子處理裝置。地物電磁波采集單元分光單元記錄或通信單元信號探測和轉(zhuǎn)化單元采集器記錄輸出器探測與處理器傳感器結(jié)構(gòu)示意圖記錄或輸出器：輸出信息的裝置。輸出器類型：掃描曬像儀、陰極射線管、電視顯像管、磁帶記錄儀、XY彩色噴筆記錄儀等。1.按照工作方式（是否具有人工輻射源）被動方式傳感器：直接利用太陽輻射和地物自然輻射進行觀測，不需要人工輻射源。如攝像機、掃描儀、輻射計等。主動方式傳感器：具有人工輻射源，主動向目標發(fā)射強大的電磁波，然后接收目標反射的回波。主要指各種形式的雷達，其工作波段集中在微波區(qū)。2.按照工作波段波段特點傳感器波長范圍紫外對紫外光感測紫外攝影機0.05～0.38μm可見光用感光膠片或光電探測器為感測元件。地面分辨率高，但只能在晴空的白天使用可見光攝影儀TV攝像機0.38～0.76μm紅外近紅外常用感光膠片；中遠紅外常用光學機械掃描儀，具有晝夜工作的能力。紅外光學掃描儀0.76～1000μm微波具有全天候的工作能力，能提供高分辨率圖像。與日照、云層遮擋無關(guān)，有一定的穿透能力。合成孔徑側(cè)視雷達1mm～10m3.按照數(shù)據(jù)記錄方式（是否成像）成像方式傳感器：接收的目標電磁輻射信號可轉(zhuǎn)換成數(shù)字（或模擬）圖像，是目前最常用的。可分為攝影方式傳感器和掃描方式傳感器。非成像方式傳感器：接收的目標電磁輻射信號不能形成圖像，只能取得某些數(shù)據(jù)、曲線?？梢姽狻t外輻射計熱紅外輻射計微波輻射計微波高度計微波散射計（1）攝影方式傳感器主要有攝影機。分幅式攝影機全景攝影機多光譜攝影機數(shù)碼攝影機縫隙式攝影機（航帶攝影機）鏡頭轉(zhuǎn)動式攝影機多相機組合型多鏡頭組合型光束分離型數(shù)碼攝影機成像原理與一般攝影機同，結(jié)構(gòu)也類似。所不同的是其記錄介質(zhì)不是感光膠片，而是光敏電子器件，如CCD（電荷耦合器件ChargeCoupledDevice的縮寫）基本性質(zhì)：在快門打開后的一瞬間將目標上所有的點射出的光同時全部收集進來，聚焦到膠片上成為一幅影像，并記錄下來。從1839年發(fā)明—今天，仍是最常用的傳感器。攝影機的工作波段（最大波段范圍）是0.29—1.40μm，即近紫外—可見光—近紅外波段。所得像片信息量大，分辨率高。航空攝影和航天攝影只能在晴朗的白天工作，不是全天候的傳感器?？驑藟浩骄€壓平線：像片四邊井

字形直線叫壓平線，其彎曲度說明攝影時感光膠片未壓平而產(chǎn)

生的影像變形情況。.（2）掃描方式傳感器對目標面掃描的傳感器對影像面掃描的傳感器光學—機械掃描儀成像雷達電視攝像機固體掃描儀對目標面掃描的傳感器特點：其收集系統(tǒng)直接對目標面（一般是地面）掃描，一點一行順序收集目標面上各單元（可看成一點）的信息，然后拼成一幅圖像。

如紅外光學—機械掃描儀和多光譜掃描儀是靠一個平面反射鏡的旋轉(zhuǎn)或擺動來對地面做舷向掃描（垂直于飛行方向的直線上掃描）獲得地面舷向一條細帶的信息，然后再通過飛行器向前飛行來產(chǎn)生航向掃描（飛行方向上掃描），由這樣兩個方向的掃描便可得到沿航向延伸的，在舷向上有一定寬度的地面條帶的信息，經(jīng)過掃描儀內(nèi)部處理，在終端形成一幅反映這個地面條帶的影像。美國的Landsat上的MSS和TM就屬于光學機械掃描儀。光學-機械掃描（又稱撣掃式掃描儀）成像系統(tǒng)，一般在掃描儀的前方安裝可轉(zhuǎn)動的光學鏡頭，并依靠機械傳動裝置使鏡頭擺動，形成對地面目標的逐點逐行掃描。遙感器光譜分辨率依賴于不同分光器和探測元件，其輻射分辨率取決于探測元件的靈敏度。在光機掃描所獲得的影像中，每條掃描帶上影像寬度與圖像地面分辨率分別受到總視場和瞬時視場的影響?？傄晥鍪沁b感器能夠受光的范圍，決定成像寬度。瞬時視場角決定了每個像元的視場。光/機掃描成像A：掃描鏡B：探測元件C：IFOV瞬時視場角D：地面分辨率E：總視場角（10-200航天）F：掃描帶寬光/機掃描成像的探測元件探測元件響應波長/μ工作溫度/K光電倍增管硅光二極管鍺光二極管銻化銦（InSb）碲鎘汞(HgCdTe)硫化鉛（PbS）鍺摻汞(Ge:Hg)0.4-0.750.53-1.091.12-1.732.1-4.753-58-142-68-13.577室溫77室溫77掃描反射鏡是一個表面鍍銀的橢圓性鈹發(fā)射鏡，它與地面和聚光鏡的光軸均成45度角，掃描鏡圍繞正常位置擺動的幅度大約為正負2.89度，掃描頻率為13.62Hz，對垂直與衛(wèi)星軌跡方向的地面進行掃描（橫向掃描），星下點視廠場角為11.56度，被掃描地面條帶寬度約為185km，沿衛(wèi)星軌跡方向的掃描（縱向掃描）由衛(wèi)星的運動來實現(xiàn)。光/機掃描成像——實例（MSS）Multi-SpectralScannerMSS有4個光譜通道。Landsat1-5均用了MSS，其中除Landsat3采用5個波段外，其余均用可見光-近紅外4個波段。MSS4:0.5=0.6微米,藍綠波段；MSS5:0.6=0.7微米,橙紅波段；MSS6:0.7=0.8微米,紅、近紅外波段；MSS7:0.8=1.1微米,近紅外波段。

MSS-4MSS-5MSS-6MSS-7MSSBand4=BlueMSSBand5=GreenMSSBand7=Red使用線性陣列傳感器的掃描儀叫推帚式掃描儀。要用推帚式掃描儀獲取圖像，就要將探測器搭載于飛行平臺上，通過和探測器成正交方向的移動而得到目標物的二維信息。光機掃描儀是利用旋轉(zhuǎn)鏡掃描，是一個像元一個像元地進行采光，而推帚式掃描儀是通過光學系統(tǒng)一次獲得一條線的圖像，然后由多個固體光電轉(zhuǎn)換元件進行電掃描。推帚式掃描成像衛(wèi)星搭載的推帚式掃描儀由于沒有光機掃描儀那樣的機械運動部分，所以結(jié)構(gòu)上可靠性高，但是由于使用了多個感光元件把光同時轉(zhuǎn)換成電信號，所以當感光元件之間存在靈敏度差時，往往產(chǎn)生帶狀噪聲。推帚式掃描成像常用遙感數(shù)據(jù)有SPOT/HRV、HRVIR、HRG、HRS，IKONOS，QuickBird，Orbview。推帚式掃描成像成像雷達是一種主動方式的掃描儀，分為全景雷達和側(cè)視雷達兩種。全景雷達沿著主線周而復始地旋轉(zhuǎn)，圓形熒光屏上相應地顯示出一幅圓形的圖像。側(cè)視雷達（Sidelookingradar）的天線不轉(zhuǎn)，固定后，在矩形熒光屏或感光膠片上形成一個縱（航）向條帶的圖像。雷達的結(jié)構(gòu)發(fā)射機轉(zhuǎn)換開關(guān)監(jiān)視器接受機天線側(cè)視雷達可分成兩大類：

真實孔徑側(cè)視雷達（Side-lookingapertureradar，SLAR）：向側(cè)面發(fā)射一束脈沖，地物的反射回波，由天線收集，記錄。借加大天線孔徑和發(fā)射窄脈沖的辦法來提高雷達圖像分辨率。目標真實孔徑雷達：在同位置接收目標的回波信號。合成孔徑雷達：在不同位置接收同一地物的回波信號。目標

合成孔徑側(cè)視雷達（syntheticapertureradar，SAR）：利用一個小天線作為單個輻射單元，沿一直線方向不斷移動，在移動中選擇若干位置發(fā)射信號，接收相應的發(fā)射位置的回波信號，存貯接收信號的振幅和相位。目標真實孔徑雷達：在同位置接收目標的回波信號。合成孔徑雷達：在不同位置接收同一地物的回波信號。目標合成孔徑雷達：利用雷達與目標的相對運動把尺寸較小的真實天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成一較大的等效天線孔徑的雷達，也稱綜合孔徑雷達。特點：分辨率高，能全天候工作，能有效地識別偽裝和穿透掩蓋物。所得到的高方位分辨力相當于一個大孔徑天線所能提供的方位分辨力。合成孔徑雷達可分為聚焦型和非聚焦型兩類。用在飛機上或空間飛行器上可有幾種不同的工作模式,最常見的是正側(cè)視模式,稱為合成孔徑側(cè)視雷達；此外還有斜視模式、多普勒波束銳化模式和定點照射模式等。如果雷達保持相對靜止，使目標運動成像,則成為逆合成孔徑雷達，也稱距離-多普勒成像系統(tǒng)。合成孔徑雷達在軍事偵察、測繪、火控、制導，以及環(huán)境遙感和資源勘探等方面有廣泛用途。發(fā)展概況：合成孔徑的概念始于50年代初期。當時，美國有些科學家想突破經(jīng)典分辨力的限制，提出了一些新的設(shè)想：利用目標與雷達的相對運動所產(chǎn)生的多普勒頻移現(xiàn)象來提高分辨力；用線陣天線概念證明運動著的小天線可獲得高分辨力。50年代末，美國研制成第一批可供軍事偵察用的機載高分辨力合成孔徑雷達。60年代中期，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，軍用合成孔徑雷達技術(shù)推廣到民用方面，成為環(huán)境遙感的有力工具。70年代后期，衛(wèi)星載合成孔徑雷達和數(shù)字成像技術(shù)取得進展。美國于1978年發(fā)射的“海洋衛(wèi)星”A號和80年代初發(fā)射的航天飛機都試驗了合成孔徑雷達的效果，證明了雷達圖像的優(yōu)越性。應用：在航空方面，合成孔徑雷達的分辨率可達到1米以內(nèi)。航天器上的合成孔徑雷達因作用距離遠,為獲得高分辨率，技術(shù)較為復雜。1972年發(fā)射的“阿波羅”17號飛船、1978年發(fā)射的“海洋衛(wèi)星”和1981年發(fā)射的“哥倫比亞”號航天飛機上都裝有合成孔徑雷達。合成孔徑雷達主要用于航空測量、航空遙感、衛(wèi)星海洋觀測、航天偵察、圖像匹配制導等。它能發(fā)現(xiàn)隱蔽和偽裝的目標，如識別偽裝的導彈地下發(fā)射井、識別云霧籠罩地區(qū)的地面目標等。在導彈圖像匹配制導中，采用合成孔徑雷達攝圖，能使導彈擊中隱蔽和偽裝的目標。合成孔徑雷達還用于深空探測，例如用合成孔徑雷達探測月球、金星的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。渤海灣SIR圖像渤海灣SIR圖像渤海灣SIR圖像道路、村莊、土地利用微波遙感的特點能全天候、全天時工作；對某些地物具有特殊的波譜特征；對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力；對海洋遙感具有特殊意義；分辨率較低，但特性明顯。-------------------------------------------------2016-03-10對影像面掃描的傳感器特點：其收集系統(tǒng)不直接對地面掃描，而是先用光學系統(tǒng)將目標的輻射信息聚焦在機內(nèi)檢測系統(tǒng)的一個靶面或光敏面上，形成一幅影像，然后利用攝像管中的電子束對靶面掃描來收集其信息，或依靠CCD（chargecoupleddevice，電荷耦合器件）組成的陣列進行電子自掃描來獲得信息。特點如下：一組用于紫外線影像處理用的CCD固體自掃描是用固定的探測元件，通過遙感平臺的運動對目標地物進行掃描的一種成像方式。利用線性陣列的順序取樣提供舷向掃描，而平臺的前進提供航向掃描，這樣可得到整個航帶的二維圖像。B.電子藕合器件CCD：是一種用電荷量表示信號大小，用耦合方式傳輸信號的探測元件。具有感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統(tǒng)噪聲低、靈敏度高、動耗小、壽命長、可靠性高等一系列優(yōu)點。C.掃描方式上具有刷式掃描成像特點。探測元件數(shù)目越多，體積越小，分辨率就越高。電子藕合器件CCD逐步替代光學機械掃描系統(tǒng)。法國的SPOT上裝載的高分辨率可見光掃描儀HRV（HighResolutionVisibleRangeInstrument）就是一種線陣列推帚式CCD掃描儀。（3）成像光譜儀成像光譜儀：既能成像又能獲取目標光譜曲線的“譜像合一”的技術(shù)，稱為成像光譜技術(shù)。按該原理制成的掃描儀稱為成像光譜儀。特點：高光譜成像儀是遙感領(lǐng)域的新技術(shù)，其圖像是多達數(shù)百個波段的非常窄的連續(xù)的光譜波段組成，光譜波段覆蓋了可見光、近紅外、中紅外和熱紅外區(qū)域全部光譜帶。光譜儀成像時多采用掃描式和推帚式，可以收集200或200以上波段的數(shù)據(jù)。使圖像中的每一像元均得到連續(xù)的反射率曲線，而不像其他一般傳統(tǒng)的成像譜光儀在波段之間存在間隔。垂直飛行方向的撣掃式掃描的線陣列用線陣列探測器加光機掃描儀的成像光譜儀，基本屬于光學/機械式掃描。它利用點探測器收集光譜信息，經(jīng)色散元件后分成不同的波段，分別在線陣列探測器的不同元件上，完成光譜掃描。通過點掃描鏡在垂直于軌道方向的面內(nèi)擺動以及沿軌道方向的運動完成空間掃描。其光譜通道數(shù)與線陣列元件數(shù)相同。特點：空間掃描通過掃描鏡擺動完成，總視場角大（可達90）；像元配準好，不同波段在任何時候都同時凝視同一像元；光譜覆蓋范圍寬（從可見光直到熱紅外波段）；適用于航空遙感，因為飛行時間足夠慢，讀出的時間僅是聚積輻射能量時間的一小部分；像元攝像時間短，進一步提高光譜分辨率和輻射靈敏度較難。這種陣列成像光譜儀要產(chǎn)生200多個連續(xù)光譜波段，主要用于航空遙感探測，較慢的飛行速度使空間分辨率的提高成為可能。推帚式掃描儀陣列成像光譜儀。為二維面陣列，一維是線性陣列，另一維作光譜儀。它利用色散元件和面陣探測器完成光譜掃描，利用線陣列探測器及其沿軌道方向的運動完成空間掃描。波段數(shù)與探測元件數(shù)一致。特點：空間掃描由固體掃描完成（可見光-近紅外，用CCD；短波紅外用汞-鎘-碲/CCD混合器件）；像元攝影時間長；系統(tǒng)靈敏度和空間分辨率均得到提高；在可見光波段，分辨率可提高到1-2nm量級，短波紅外靈敏度低，熱紅外暫時不能感應；總視場角受限制。

由于像元的攝像時間長，系統(tǒng)的靈敏度和空間分辨率的提高可以實現(xiàn)。它具有空間分辨率高（不低于10—30米）等特點，主要用于航天遙感。主要高光譜儀器AVIRIS(AirborneVisibleInfraredImagingSpectrometer)(0.4-2.5)(美國NASAJPL)(224個波段)CASI(CompactAirborneSpectrographicImager)(288個波段)（加拿大）EO-1（Hyperion）（衛(wèi)星）HYDICE(HyperspectralDigitalImageCollectionExperiment)(206波段)HYMAP(128波段)(澳大利亞)MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)（衛(wèi)星）(36波段)比較攝影成像掃描成像波譜范圍光譜分辨率多光譜獲取方式數(shù)據(jù)記錄方式投影方式可見光+近紅外相對低多個鏡頭膠片、數(shù)字中心投影可見光+近紅外+熱紅外相對高單鏡頭，分光數(shù)字多中心投影4遙感圖像的基本特征

（如何評價遙感圖像的質(zhì)量？傳感器性能的衡量指標？）1）遙感圖像的空間分辨率（Spatialresolution）圖像的空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時視場，或地面物體能分辨的最小單元。用來表征影像分辨地面目標細節(jié)能力的指標。通常用像元大小、像解率或視場角來表示?？臻g分辨率的三種表示方法：像元（pixel），指瞬時視域內(nèi)所對應的地面面積，即與一個像元大小相當?shù)牡孛娉叽?，單位為米（m）。如LandsatTM一個像元相當?shù)孛?8.5m×28.5m的范圍，簡稱空間分辨率30m。像元是掃描影像的基本單元，是成像過程中或用計算機處理時的基本采樣點。

如某傳感器分辨率為30m，海上兩條船并行之間大于30m，則遙感信息處理后可清晰地區(qū)別為兩條船。若兩條船之間小于30m，則在處理后圖像上視為一條船。Graphicrepresentationshowingdifferencesinspatialresolutionamongsomewellknownsensors(Source:Landsat7ScienceDataUsersHandbook)瞬時視場（IFOVInstantaneousFieldOf-View）指遙感器內(nèi)單個探測元件的受光角度或觀測視野，單位為毫弧度（mrad）。IFOV越小，最小可分辨單元（可分像素）越小，空間分辨率越高。一個瞬時視場內(nèi)的信息，表示一個像元。線對數(shù)（LinePairs），對于攝影系統(tǒng)而言，影像最小單元的確定往往通過1mm間隔內(nèi)包含的線對數(shù)，單位為線對/毫米（1/mm）。所謂線對指一對同等大小的明暗條紋或規(guī)則間隔的明暗條帶。對于攝影成像的圖像來說，地面分辨率取決于膠片的分辨率和攝影鏡頭的分辨率所構(gòu)成的系統(tǒng)分辨率，以及攝影機焦距和航高。由下列公式所得的地面分辨率的單位是線對/m，而實際地面分辨的最小間隔（圖像能夠被分辨出來的地面上兩個目標的最小距離）應為線/m。即地面分辨率/2。地面起伏，使得一張像片不同像點的比例尺變化。fH0h1h2比例尺：SpatialResolutionMeasureofthesmallestangularorlinearseparationbetween2objectsthatcanberesolvedbythesensorInpractice,sensorsystem’snominalspatialresolutionisthedimensioninmeters(orfeet)onthegroundprojectedinstantaneousfieldofview(IFOV)Generally,smallerspatialresolutiongreatertheresolvingpowerofthesensorsystem2）圖像的波譜分辨率（SpectralResolution）

Numberandsizeofthebandswhichcanberecordedbythesensor–nominalspectralresolutionCourse–sensitivetolargeportionofemscontainedinasmallnumberofwidebandsFine–sensitivetosameportionofemsbuthavemanysmallbandsGoal

–finerspectralsamplingtodistinguishbetweensceneobjectsandfeaturesMoredetailedinformationabouthowindividualfeaturesreflectoremitemenergyincreaseprobabilityoffindinguniquecharacteristicsthatenableafeaturetobedistinguishedfromotherfeatures.

波譜分辨率是指傳感器在接受目標輻射的波譜時能分辨的最小波長間隔。波長范圍越寬，光譜分辨率越低；間隔愈小，分辨率愈高。傳感器的波段選擇必須考慮目標的光譜特征值。SpectralResolutionDifficulttocreatedetectorthathasextremelysharpbandpassboundariessuchasdescribeinpreviousslideMoreprecisemethodofstatingbandwidthislookattypicalGaussian-shapeofthedetectorsensitivityDescribebandwidthasFullWidthatHalfMaximum(FWHW)如美國LandsatMSS多光譜掃描儀的波段數(shù)為5（5個通道），波段寬度約為100－2000nm；而成像光譜儀的波段數(shù)可達到幾十甚至幾百個波段，波段寬度則為5－10nm。一般說來，傳感器的波段數(shù)越多，波段寬度越窄，地面物體的信息越容易區(qū)分和識別，針對性越強。成像光譜儀所得到的圖像在對地表植被和巖石的化學成分分析中具有重要意義，因為高光譜遙感能提供豐富的光譜信息，足夠的光譜分辨率可以區(qū)分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質(zhì)。但對于特定的目標，并非波段越多，光譜分辨率越高，效果越好，而要根據(jù)目標的光譜特性和必需的地面分辨率來綜合考慮。3）圖像的時間分辨率（TemporalResolution）時間分辨率指對同一地點進行采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。時間分辨率對動態(tài)監(jiān)測很重要。進行動態(tài)監(jiān)測和預報，如可以進行植被動態(tài)監(jiān)測、土地利用動態(tài)監(jiān)測，還可以通過預測發(fā)現(xiàn)地物運動規(guī)律，總結(jié)出模型或公式為實踐服務。進行自然歷史變遷和動力學分析，可觀察到河口三角洲、城市變遷的趨勢，并進一步研究為什么這樣變化以及有什么動力學機制等問題。可以提高成像率和解像率，對歷次獲得的數(shù)據(jù)資料進行疊加分析，從而提高識別精度。溫度分辨率是指熱紅外傳感器分辨地表熱輻射（溫度）最小差異的能力。它與探測器的響應率和傳感器系統(tǒng)內(nèi)的噪聲有直接關(guān)系，一般為噪聲等效溫度的2—6倍。為了獲得較好的溫度鑒別能力，紅外系統(tǒng)噪聲的等效溫度限制在0.1—0.5K之間，而使系統(tǒng)的溫度分辨率達到0.2—3.0K。目前LandsatTM6圖像總的溫度分辨率可達到0.5K。-----------------------------------------2016-3-154）溫度分辨率（TemperatureResolution）地面平臺：三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等與地面接觸的平臺稱為地面平臺或近地面平臺。高度在100m以下。航空平臺：依賴空氣飛行，高度<=300km。航天平臺：高度大于150km。3.遙感平臺

遙感中搭載傳感器的工具（platform）。既是遙感儀器賴以工作的場所，又是遙感中“遙”的具體體現(xiàn)。根據(jù)平臺距離地面的高度將遙感平臺分為：高架車平臺航空平臺地面平臺航天平臺平臺高度/m用途吊車5-50近距離攝影測量地面測量車0-30地面實況調(diào)查遙感塔6m左右測定固定目標和進行動態(tài)監(jiān)測遙感車、船高度可變測定地物波譜特性、取得地面圖像；遙感船除了從空中對水面進行遙感外，可以對海底進行遙感三角架0.75-2.0對測定各種地物的波譜特性和進行地面攝影地面平臺Insituspectroradiometermeasurementofsoybeans遙感車平臺高度/m用途天線探空儀0.1-100,000各種調(diào)查、尤其是氣象探測飛艇500-30,000空中偵察，各種調(diào)查飛機高空飛機12000m左右的對流層以上大面積調(diào)查，航空攝影測量中空飛機2000-6000m，對流層中層低空飛機<=2000,對流層下層中直升機100－2000定時定點對地觀測系留氣球高空氣球平流層<800各種調(diào)查，攝影測量高空氣球可上升到12-40公里的高空，填補了高空飛機升不到，低軌衛(wèi)星降不到的空中平臺的空白。低空氣球?qū)α鲗訜o線遙控飛機50-500各種調(diào)查，攝影測量航空平臺中低空(1-10Km)運五運十二航攝飛機其他飛機(500m)

GT500無人機航攝飛機高空平臺(10-20km)航攝飛機遙感飛機平臺高度/km用途宇宙探測器太陽系，外太空月球、太陽系、外太空觀測靜止衛(wèi)星36000定點地球觀測極軌衛(wèi)星500－1000定時地球觀測小衛(wèi)星400km各種調(diào)查載人飛船、航天飛機、空間站200-400對地不定期觀測，空間實驗航天平臺遙感衛(wèi)星航天飛機4.遙感衛(wèi)星在空間的位置參數(shù)在晴空的夏夜，在地球上仰望星空，看到天上的星星好像都離我們一樣遠。星星就好像鑲嵌在一個圓形天幕上的寶石。

實際星星和我們的距離有遠有近，我們看到的是它們在這個巨大的圓球球面上的投影，這個假想的圓球就稱為天球，它的半徑是無限大。而地球就懸掛在這個天球中央。把地球自轉(zhuǎn)軸延伸到天球上的位置，就是天球的北極和南極。把地球的赤道伸延到天球上的位置，就是天球赤道了。黃道面(eclipticplane)是指地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面，與地球赤道面交角為23°26'。黃道面和天球相交的大圓稱為黃道。即在地心天球上，太陽一年內(nèi)在恒星之間環(huán)行一周所走過的視路徑。黃道和赤道在天球上存在相距180°的兩個交點，其中太陽沿黃道從天赤道以南向北通過天赤道的那一點，稱為春分點，與春分點相隔180°的另一點，稱為秋分點，太陽分別在每年的春分（3月21日前后）和秋分（9月23日前后）通過春分點和秋分點。

星下點指的是人造地球衛(wèi)星在地面的投影點（或衛(wèi)星和地心連線與地面的交點），用地理經(jīng)、緯度表示。當衛(wèi)星在星下點進行攝像時，影像的幾何畸變最小。

星下點軌跡—同一軌道星下點的連線。近地點遠地點降交點升交點春分點方向Ωωi衛(wèi)星的空間軌道衛(wèi)星由南向北運行時，與地球赤道平面的交點稱為升交點（ascendingnode）

，反之，與赤道平面的另一個交點稱為降交點。（1）升交點赤經(jīng)（Ω）

指衛(wèi)星軌道的升交點向徑與春分點向徑之間的夾角。

近地點遠地點降交點升交點春分點方向Ωωi衛(wèi)星的空間軌道春分點做為赤經(jīng)的原點。角度是從春分點向東量度（或是說朝北方看是逆時針方向）至升交點[3]。升交點赤經(jīng)確定了軌道面與太陽光線之間的夾角，即決定了星下點在成像時刻的太陽高度角。（2）近地點角距（ω）

指升交點向徑與近地點向徑之間的夾角。

由于衛(wèi)星入軌道后升交點、近地點(Perigee)是相對穩(wěn)定的，所以近地點角距常常是不變的。它可以決定軌道在軌道平面內(nèi)的方位。近地點遠地點降交點升交點春分點方向Ωωi衛(wèi)星的空間軌道（3）軌道傾角（i）

衛(wèi)星軌道面與地球赤道面之間的夾角。它決定了軌道面與赤道面或與地軸之間的關(guān)系。近地點遠地點降交點升交點春分點方向Ωωi衛(wèi)星的空間軌道

0<i<90°，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，稱為正方向衛(wèi)星；

90°<i<180°，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，稱為反方向衛(wèi)星；

i=90°，衛(wèi)星繞過兩極運行，稱為極軌衛(wèi)星；

i=0°或180°，衛(wèi)星繞地球赤道上空運行，稱為赤道衛(wèi)星。（4）衛(wèi)星過近地點時刻（t）和軌道周期（T）

衛(wèi)星過近地點時刻：衛(wèi)星過近地點的時間。

軌道周期：衛(wèi)星從升交點（或降交點）通過時刻到下一個升交點（或降交點）通過時刻之間的平均時間。（5）半長軸（a）

衛(wèi)星軌道遠地點到橢圓軌道中心的距離。它標志衛(wèi)星軌道的大小。根據(jù)高度不同，可以分為：

低軌衛(wèi)星150-300km

中軌衛(wèi)星約1000km

高軌衛(wèi)星36000km（6）軌道偏心率（e）

指衛(wèi)星軌道的焦距與半長軸之間的比值。用來標示軌道的形狀。大部分對地觀測衛(wèi)星，e近于0，即為近圓形軌道。衛(wèi)星近似勻速運行，且距離地面高度變化不大，有利于曝光時間的控制和在全球范圍內(nèi)獲取比例尺基本一致的影像。上述6個參數(shù)中，a、e確定軌道的形狀和大??；i,Ω確定軌道面的方向；ω確定軌道面中長軸的方向;T確定任意時刻衛(wèi)星在軌道中的位置。Satellitesandobits衛(wèi)星的姿態(tài)通常用滾動（橫向搖擺）、俯仰（縱向搖擺）和偏航來表示。確定衛(wèi)星姿態(tài)的常用方法有兩種：利用姿態(tài)測量傳感器進行測量。利用星相機測定姿態(tài)角。星象儀紅外姿態(tài)測量儀陀螺姿態(tài)儀近圓形軌道近極地軌道太陽同步軌道可重復軌道5.衛(wèi)星軌道及特點人造衛(wèi)星的運動軌道取決于衛(wèi)星的任務要求，區(qū)分為低軌道、中高軌道、地球同步軌道、地球靜止軌道、太陽同步軌道，大橢圓軌道和極軌道。人造衛(wèi)星繞地球飛行的速度快，低軌道和中高軌道衛(wèi)星一天可繞地球飛行幾圈到十幾圈，不受領(lǐng)土、領(lǐng)空和地理條件限制，視野廣闊。能迅速與地面進行信息交換、包括地面信息的轉(zhuǎn)發(fā)，也可獲取地球的大量遙感信息，一張地球資源衛(wèi)星圖片所遙感的面積可達幾萬平方千米。

（1）地球同步軌道（Geosynchronoussatelliteorbit）衛(wèi)星的運行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期(23小時56分4秒)

。從地面各地方看過去，衛(wèi)星在軌道上某一點是靜止不動的，又稱靜止軌道衛(wèi)星。

地球同步衛(wèi)星，相對靜止在赤道某一點上空。在無數(shù)條同步軌道中,有一條圓形軌道,它的軌道平面與地球赤道平面重合,在這個軌道上的所有衛(wèi)星,從地面上看都像是懸在赤道上空靜止不動,這樣的衛(wèi)星稱為地球靜止軌道衛(wèi)星,簡稱靜止衛(wèi)星,這條軌道就稱為地球靜止衛(wèi)星軌道,簡稱靜止衛(wèi)星軌道,高度大約是35800公里。能夠長時間觀測特定地區(qū)，衛(wèi)星高度高，能將大范圍的區(qū)域同時收入視野，應用于氣象和通訊領(lǐng)域。

（2）太陽同步軌道（sun-synchronoussatelliteorbit）衛(wèi)星的軌道面以與地球的公轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的近圓形軌道。

衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面的夾角一般是不會變的,但會繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向與地球公轉(zhuǎn)的方向相同，旋轉(zhuǎn)的角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度,即0.9856度/日或360度/年,這樣的軌道稱為太陽同步軌道。衛(wèi)星軌道傾角很大，繞過極地地區(qū)，也稱極軌衛(wèi)星。在太陽同步軌道上，衛(wèi)星于同一緯度的地點，每天在同一地方時同一方向上通過。即衛(wèi)星軌道面永遠與當時的“地心日心連線”保持恒定的角度，因而太陽光的入射角幾乎是固定的，這對于利用太陽反射光的被動式傳感器來說，具有很大的優(yōu)點，使衛(wèi)星在不同時相對同一地區(qū)進行遙感時，太陽高度角大致相等。太陽同步衛(wèi)星，軌道近似穿越極地，通過地球上同一點上空的時間一致。赤道

Sun-synchronousorbit

Sub-recurrentorbit三、遙感信息的傳輸指遙感平臺上的傳感器所獲取的目標物信息傳向地面的過程，即星—地通信。一般有直接回收和無線電傳輸兩種方式。

1.直接回收

（1）將遙感信息資料（感光片、磁帶等）直接拿回來。如飛機、氣球、宇宙飛船、探測火箭等常采用這種傳輸方式。（2）按地面指令，遙感平臺的再入艙與儀器艙分離，再入艙單獨返回地面，從再入艙內(nèi)取出磁帶或膠片，儀器艙在運行軌道上自行殞毀(國土資源衛(wèi)星)。

三、遙感信息的傳輸1.直接回收直接回收方式方便，易于保密，但不能實時回收?！菍崟r傳輸方式。2.視頻數(shù)據(jù)傳輸

將目標物信息用無線電發(fā)往地面接收站。探測器輸出的視頻數(shù)據(jù)，通過通訊設(shè)備，以S、X或Ku波段的微波視頻信道向地面發(fā)送。

三、遙感信息的傳輸2.視頻數(shù)據(jù)傳輸（1）實時傳輸在地面站視野內(nèi)或經(jīng)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(TDRS)(美國)國內(nèi)通信衛(wèi)星(DMSAT)在地面站視距作用范圍以外區(qū)域進行實時或近實時傳輸。

（2）非實時傳輸在地面站視距范圍外，先將數(shù)據(jù)暫時記錄在平臺上的視頻磁帶機（WBVTR）上，待平臺飛越地面站上空時在向地面站傳送。如陸地衛(wèi)星就采用無線電來傳輸信息。跟蹤—數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星國內(nèi)通信衛(wèi)星陸地衛(wèi)星跟蹤—數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星地面站國內(nèi)通信衛(wèi)星地面站美國陸地衛(wèi)星遙感信息傳輸簡圖目前，更為普遍的是不使用中繼衛(wèi)星，一顆遙感衛(wèi)星對應一個或多個地面接收站。星地信息傳輸是大量的，不只是遙感信息傳輸?shù)降孛?，還要遙控傳感器工作，衛(wèi)星運行的指令信息及充分利用衛(wèi)星的應用信息等。遙感地面接收站◆監(jiān)控衛(wèi)星運行；