第四章 遙感圖像種類和特性

第四章

遙感圖像種類和特性主要內(nèi)容第一節(jié)遙感圖像分類及其基本特性第二節(jié)航空攝影像片特性第三節(jié)熱紅外圖像特征第四節(jié)側(cè)視雷達(dá)圖像特征第五節(jié)航天遙感圖像特性第一節(jié)遙感圖像分類及其基本特性遙感圖像分類遙感圖像的基本特性遙感圖像分類按航空平臺(tái)分按傳感器的工作方式分按傳感器的工作波段分遙感圖像分類——按航空平臺(tái)分航空遙感圖像：以飛機(jī)、飛艇或氣球?yàn)檫\(yùn)載工具，飛行在大氣層內(nèi)，高度低于20km的傳感器獲得的圖像；航天遙感圖像：以人造地球衛(wèi)星、航天飛機(jī)或空間飛船為運(yùn)載工具，飛行在大氣層外，高度在200km以上的傳感器獲得的圖像，簡(jiǎn)稱衛(wèi)星圖像。遙感圖像分類—按傳感器工作方式分光學(xué)攝影像片：采用光學(xué)攝影機(jī)和感光膠片瞬時(shí)曝光成像的遙感圖像。常規(guī)攝影像片：按航空攝影測(cè)量的工作方式設(shè)計(jì)航線獲得的像片。具有規(guī)定的航向重疊和旁向重疊，能進(jìn)行立體觀察和測(cè)繪地形圖。既可用于測(cè)繪地圖也用于遙感圖像判讀。非常規(guī)攝影像片：不能滿足航測(cè)制圖，只能作為遙感調(diào)查、圖像判讀的像片。掃描圖像：采用掃描方式成像的圖像，如電子掃描的如RBV圖像、光機(jī)掃描的如TM圖像、固體自掃描的如SPOT圖像及采用無(wú)線電掃描的雷達(dá)圖像。遙感圖像分類—按傳感器工作波段分有紫外圖像、可見(jiàn)光圖像、近紅外、熱紅外圖像和多波段、超多波段圖像等。遙感圖像的基本特性波譜特性空間特性時(shí)間特性影像重疊度遙感圖像的基本特性——波譜特性任何遙感圖像，其影像上記錄的是地表各種地物反射或發(fā)射電磁波的強(qiáng)弱差異——遙感識(shí)別地物的基本依據(jù)。地物波譜特性的差異通過(guò)光化學(xué)作用，顯示在圖像上稱為影像灰度（色調(diào)）或色彩的差異。各種遙感圖像上的灰度和色彩都是其響應(yīng)波段內(nèi)電磁輻射能量的反映。色彩和灰度都是地表各地物在其響應(yīng)波段范圍內(nèi)電磁輻射能量大小的反映。分析遙感圖像的波譜特性必須與其響應(yīng)波段范圍相對(duì)應(yīng)。波譜分辨率：圖像上能分辨的最小波長(zhǎng)間隔，即圖像色彩所反映的波段數(shù)、波長(zhǎng)范圍及波長(zhǎng)間隔。 波譜分辨率越高，區(qū)分具有微小波譜特征差異地物的能力越強(qiáng)。輻射分辨率：圖像上能分辨出的最小輻射強(qiáng)度差，是反映地物在波譜輻射強(qiáng)度或反射率上的細(xì)微差異的能力。波譜特性參數(shù)灰度：灰度或黑度是地面各種地物光譜特性在遙感圖像上的反映。地物輻射（或反射）光譜強(qiáng)度不同，在黑白遙感圖像上表現(xiàn)為灰色深淺的差異。灰階：灰度深淺的分級(jí)。第一級(jí)是輻射最強(qiáng)的，呈白色，末級(jí)輻射強(qiáng)度相當(dāng)于零，則呈黑色，中間可劃分為若干灰度間隔。彩色遙感圖像以顏色顯示地面各種物體的光譜特性。波譜特性參數(shù)遙感圖像的基本特性——空間特性遙感圖像是空間地物在二維平面上的投影，具有空間特性?？臻g特性：是指以形態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)分析地面各種地物與圖像顯示的形狀、大小、比例及空間位置等幾何關(guān)系，這些關(guān)系對(duì)于建立判讀標(biāo)志、識(shí)別地物，進(jìn)行圖像處理、測(cè)繪地圖以及空間分析等具有重要依據(jù)?？臻g特性參數(shù)——地理位置指遙感圖像上物體的地理坐標(biāo)。衛(wèi)星圖像一般均在四周注記經(jīng)緯線及中心點(diǎn)的經(jīng)緯度。航空遙感圖像通常用像片與地形圖上相關(guān)地物對(duì)照，概略確定其地理位置。當(dāng)需要確定圖像的精確的經(jīng)緯度或平面坐標(biāo)時(shí)，通常通過(guò)地面控制點(diǎn)糾正計(jì)算求得。中心投影一維中心投影多中心投影旋轉(zhuǎn)斜距投影詳見(jiàn)下節(jié)空間特性參數(shù)——

投影性質(zhì)與影像幾何畸變空間特性參數(shù)——影像比例尺指圖像上物體的大小與地面實(shí)際地物大小之比。由傳感器光學(xué)系統(tǒng)焦距與遙感平臺(tái)航高之比來(lái)確定。空間特性參數(shù)——空間分辨率空間分辨率：指圖像能分辨出具有一定反差，相距一定距離相鄰目標(biāo)的能力。影像分辨率：指用顯微鏡觀察時(shí)，1mm寬度內(nèi)所能分辨出的相間排列的黑白線對(duì)數(shù)（線對(duì)數(shù)/mm）。它受光學(xué)系統(tǒng)分辨率、感光材料分辨率，影像比例尺，相鄰地物間的反差等因素的綜合影響。地面分辨率：像片上能分辨出的地面最小物體的尺寸，或圖像能分辨出具有一定反差的相鄰目標(biāo)的最小距離。遙感圖像的基本特性——時(shí)間特性遙感影像是成像瞬間地物電磁輻射能量的記錄，而地物都具有時(shí)相變化。一是自然變化過(guò)程，即其發(fā)生、發(fā)展和演化的過(guò)程。二是節(jié)律，即事物的發(fā)展在時(shí)間序列上的某種周期性重復(fù)，即地物波譜特性隨時(shí)間的變化而變化。指同一地區(qū)遙感影像重復(fù)覆蓋的頻率。時(shí)間分辨率越高，越能反映目標(biāo)的變化情況。時(shí)間特性參數(shù)——時(shí)間分辨率遙感圖像的基本特性——影像重疊度指相鄰圖像的重復(fù)成像范圍，分為航向重疊和旁向重疊。不同用途的遙感圖像，對(duì)重疊度有不同要求。如常規(guī)的航空面積攝影是用于立體觀測(cè)和測(cè)繪地圖的，要求航向重疊在53%、旁向重疊在15%以上。第二節(jié)

航空攝影像片的特性航空攝影像片種類航空攝影像片的物理特征（波譜效應(yīng)）航空攝影像片的規(guī)格注記和像片縮影圖航空攝影像片的幾何特征像片的立體觀察和立體測(cè)量航空攝影像片種類按攝影范圍分按攝影機(jī)主光軸與主垂線交角關(guān)系分按感光材料分（見(jiàn)第三章“感光材料”部分）按攝影范圍分單片攝影：對(duì)某特定小面積或目標(biāo)進(jìn)行。航線攝影：沿一定路線，按照一定的曝光間隔連續(xù)拍攝，用于線狀目標(biāo)，鐵路、公路、河流等。面積攝影：由多條平行的直線航線攝影組成且具有一定重疊，覆蓋整個(gè)區(qū)域的攝影。像片除有53-60%以上的航向重疊外，相鄰航線間還應(yīng)有15%以上的重疊，稱旁向重疊。該方式應(yīng)用較廣。攝影像片的重疊航向重疊：為了使相鄰像片的地物能互相銜接以滿足立體觀察的需要，相鄰像片間需要有一定的重疊，稱為航向重疊。航向重疊一般為60％，至少不小于53％。旁向重疊：相鄰航線間的像片也要有一定的重疊，這種重疊稱為旁向重疊，一般應(yīng)為15％以上，實(shí)施面積攝影時(shí)，要求航線與緯線平行，航線長(zhǎng)度一般為60－120km。面積攝影航空像片的重疊按攝影機(jī)主光軸與主垂線交角

（稱像片傾斜角）的關(guān)系分垂直攝影：主光軸與主垂線重合，傾斜角=0°。垂直攝影主光軸垂直于地面，感光膠片與地面平行。由垂直攝影獲得的像片稱水平航空像片。近似垂直攝影：傾斜角<3°，在實(shí)際航空攝影中大量采用。獲得的像片稱近似水平像片。傾斜攝影：傾斜角>3°。獲得的像片稱傾斜航空像片。航空攝影像片的物理特征（波譜效應(yīng)）影像色調(diào)與地物波譜特性的關(guān)系黑白全色像片色調(diào)與波譜特征的關(guān)系黑白紅外片色調(diào)與波譜特征的關(guān)系天然彩色像片的波譜響應(yīng)特征彩紅外片色彩的波譜響應(yīng)特征影像色調(diào)航空像片的影像是地面各種物體反射或發(fā)射電磁波能量的記錄。色調(diào)：指黑白像片上，由不同光學(xué)密度表現(xiàn)出來(lái)的從白到黑的深淺程度。色調(diào)是地物反射的電磁波與感光膠片產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的記錄。影像色調(diào)與地物波譜特性的關(guān)系在攝影方式遙感中，膠片的鹵化銀就相當(dāng)于地物波譜的檢測(cè)器，在其響應(yīng)波段范圍內(nèi)，地物反射或發(fā)射的電磁波能量越大，則激發(fā)膠片鹵化銀的能力越強(qiáng)，在負(fù)片上密度越大，曬成正片則成淺色調(diào)。色調(diào)是在像片響應(yīng)波段范圍內(nèi)，地物反射波譜總能量的函數(shù)。反射波譜能量強(qiáng)，色調(diào)淺；反之則色調(diào)深。黑白全色像片色調(diào)與波譜特征的關(guān)系波譜響應(yīng)范圍為0.39—0.72，色調(diào)深淺取決于反射波譜在0.39—0.72范圍內(nèi)的積分。該積分值大，色調(diào)淺；積分值小，色調(diào)深。黑白紅外片色調(diào)與波譜特征的關(guān)系波譜響應(yīng)范圍為0.7—0.9，對(duì)0.7—0.9的入射光反射率高，色調(diào)淺；對(duì)0.7—0.9的入射光反射率低，色調(diào)深。水——淺黑或黑植物——淺灰色水陸分界——截然黑白紅外片天然彩色像片的波譜響應(yīng)特征影像色彩與景物自然顏色接近。地物顏色像片顏色蘭色蘭波段綠色綠波段紅色紅波段受散射蘭光的影響嚴(yán)重，不適于高空攝影。彩紅外片色彩的波譜響應(yīng)特征地物顏色 像片顏色 綠光 蘭色 紅光 綠色

0.76—1.3um近紅外光 紅色反射紅光的物體綠色，綠光的物體蘭色，反射0.76—1.3um近紅外光的物體紅色。植物——紅色清水——蘭黑混濁水——淺蘭濕地——暗色調(diào)（較干地）水陸分界極好分辨彩紅外片1彩紅外片2彩紅外片色彩的波譜響應(yīng)特征優(yōu)點(diǎn)：避免了散射蘭光的影響，故影像清晰度高。植被，一些土壤巖、水體在攝影紅外區(qū)出現(xiàn)特征光譜。航空攝影像片的規(guī)格注記

和像片縮影圖規(guī)格注記像片縮影圖航空攝影像片的規(guī)格目前我國(guó)常用的航空像片的像幅有：1818cm2、2323cm2和3030cm2三種。航空攝影像片的注記在航空像片的四邊，通常印有一些攝影狀態(tài)的記錄。水準(zhǔn)器編號(hào)壓平線框標(biāo)時(shí)表水準(zhǔn)器編號(hào)時(shí)表框標(biāo)圖航空像片上的注記航空攝影像片的注記框標(biāo)：像片四邊的中部黑色箭頭（或在四角隅的“”標(biāo)志），對(duì)稱的兩框標(biāo)連線的交點(diǎn)為像片中心點(diǎn)，通常與像主點(diǎn)重合。時(shí)表：記錄本張像片的拍攝時(shí)刻。水準(zhǔn)器：水準(zhǔn)氣泡說(shuō)明本張像片攝影時(shí)的光軸傾斜情況。水泡居中時(shí)水平。水準(zhǔn)器上的同心圓，每圈為1°，讀數(shù)從中心算起。航空攝影像片的注記壓平線：像片四邊井字形的直線。其彎曲度說(shuō)明攝影時(shí)感光膠片未壓平而產(chǎn)生的影像變形情況。像片編號(hào)：表示航攝區(qū)的位置、攝影時(shí)間，本張像片在整個(gè)圖幅及本條航線內(nèi)的順序。航空攝影像片縮影圖面積攝影的像片常有幾百?gòu)?，為了便于檢索，常將整個(gè)航區(qū)的像片按影像順序重疊排列拼接起來(lái)，然后概略標(biāo)出攝影區(qū)的經(jīng)緯線和圖幅編號(hào)，縮小拍攝成一張像片縮影圖。根據(jù)像片縮影圖，可以迅速找到某一像片的位置。航空攝影像片的幾何特征中心投影成像像片比例尺像點(diǎn)位移航空像片的分辨率中心投影成像中心投影：空間任意直線均通過(guò)一固定點(diǎn)（投影中心S）投射到一個(gè)平面（投影平面P）上而形成的透視關(guān)系。SaAPbBPaSAbB中心光線：地面每一物點(diǎn)所反射的許多光線中，有一條通過(guò)鏡頭中心，而不改變其方向，這條光線稱為中心光線。像點(diǎn)：可以看成中心光線和底片的交點(diǎn)。中心投影成像對(duì)于航空像片，地面各地物點(diǎn)的反射光線（投影光線）都通過(guò)航攝機(jī)鏡頭中心（投影中心），投射到底片（投影面）上，形成各地物點(diǎn)的像點(diǎn)。所以航空像片是地面景物的中心投影。中心投影成像特征空間點(diǎn)在投影面（像面）上的中心投影仍為一個(gè)點(diǎn)。空間直線的像一般還是直線，但是如果直線的延長(zhǎng)線通過(guò)投影中心時(shí)，則該直線的像就是一個(gè)點(diǎn)?？臻g曲線的像一般仍為曲線，但若空間曲線在一個(gè)平面上而該平面又通過(guò)投影中心時(shí)，它的像為一條直線。空間平面的像一般為平面，但若該平面通過(guò)投影中心時(shí)，像則成為直線。投影距離變化：對(duì)于垂直投影，構(gòu)像比例尺與投影距離無(wú)關(guān)；對(duì)于中心投影，構(gòu)像比例尺隨投影距離（航高）變化而變化。航空像片比例尺。1/M=f/H

式中，M為航空像片比例尺的分母，f為焦距，H為航高。中心投影和垂直投影的區(qū)別P1P2a1o1b1a2o2b2P1a1o1b1S1S2a2o2b2H2H2投影距離變化的影響投影面傾斜的影響：對(duì)于垂直投影，投影面總是水平的，圖上各部分的比例尺是統(tǒng)一的；對(duì)于中心投影，若投影面傾斜時(shí)，像片各部分比例尺不一致。中心投影和垂直投影的區(qū)別投影面傾斜的影響P0Pa0ob0SAOBab地形起伏的影響：地形起伏對(duì)垂直投影沒(méi)有影響；對(duì)中心投影有影響，aa0是由中心投影引起的投影差。中心投影和垂直投影的區(qū)別地形起伏的影響PoB0aobA0ABPa0oSaoA0A航空像片是中心投影，地形圖是垂直投影，因此用航空像片繪制地形圖時(shí)，必須：統(tǒng)一像片比例尺糾正因像片傾斜和地形起伏所引起的誤差中心投影和垂直投影的轉(zhuǎn)換像主點(diǎn)(o)：航空攝影機(jī)主光軸SO與像面的交點(diǎn)。像底點(diǎn)(n)：通過(guò)鏡頭中心S的地面鉛垂線（主垂線）與像面的交點(diǎn)。等角點(diǎn)(c)：主光軸與主垂線的交角是像片傾斜角，像片傾角的平分線與像面的交點(diǎn)稱為等角點(diǎn)。當(dāng)?shù)孛嫫教箷r(shí)，以像片等角點(diǎn)C為頂?shù)慕遣排c地面上相應(yīng)角大小相等。除此以外，像片上其它任何點(diǎn)都不具這一性質(zhì)。航空像片上的特征點(diǎn)和線PP0h0hc

ocnSNCOVVh0hc

航空像片上存在著一些特殊的點(diǎn)線。它們對(duì)于研究影像的幾何性質(zhì)、變形規(guī)律以及確定像片的空間位置等具有重要意義。主縱線：包含主垂線與主光軸的平面稱為主垂面。主垂面與像面的交線VV稱為主縱線，它在像片上是通過(guò)像主點(diǎn)和像底點(diǎn)的直線。主橫線：與主縱線垂直且通過(guò)像主點(diǎn)的h0h0稱為主橫線。等比線：通過(guò)等角點(diǎn)且垂直于主縱線的直線hchc稱等比線。水平像片和傾斜像片在等比線上的比例尺相同。航空像片上的特征點(diǎn)和線PP0h0hc

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像片比例尺航空像片上某一線段長(zhǎng)度與地面相應(yīng)線段長(zhǎng)度之比，稱為像片比例尺。平坦地區(qū)垂直攝影時(shí)像面水平，像片的比例尺處處一致，比例尺等于焦距（f）與航高（H）之比，與線段的方向和長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。1/M=f/H實(shí)際上，地面是起伏的，因地形起伏使各地面點(diǎn)至投影中心的距離不相等。因此，即使像片絕對(duì)水平，像片比例尺還是有變化的。只有等比線上的點(diǎn)與水平地形、垂直像片的比例尺一致。像片比例尺SH0fABCDEFh1h2T1T2T0fedcba一般公式：像片比例尺水平像片的平均比例尺，選擇各點(diǎn)的平均高程為起始面，根據(jù)這個(gè)起始面計(jì)算出來(lái)的像片比例尺，稱為水平像片的平均比例尺。根據(jù)像主點(diǎn)計(jì)算出來(lái)的像片比例尺稱為像片的主比例尺。地形起伏引起的比例尺變化比較簡(jiǎn)單，只與每點(diǎn)處的實(shí)際航高有關(guān)。對(duì)于像面傾斜所引起的比例尺變化比較復(fù)雜，不僅每個(gè)點(diǎn)處的比例尺不同，而且沿不同方向變化也不一樣。比例尺的量測(cè)

常選高程最大和最小的四個(gè)明顯地物像點(diǎn)，量取像片上像點(diǎn)距離d1、d2和實(shí)地距離D1和D2，求其比例尺后取平均值。像點(diǎn)位移地形起伏引起的像點(diǎn)位移——投影誤差像片傾斜引進(jìn)的像點(diǎn)位移——傾斜誤差地形起伏引起的像點(diǎn)位移因地形起伏引起的像點(diǎn)位移，稱為地形起伏引起的像點(diǎn)位移，也叫投影誤差。公式為：式中：r為向徑，為像點(diǎn)至像主點(diǎn)的距離（＜３°時(shí)可用像底點(diǎn)代替）；H為基準(zhǔn)面算起的相對(duì)航高；Δh為地面相對(duì)于基準(zhǔn)面的高程差。Pa0oSaoA′AA0B0’B0hahbBbb0fH地形起伏引起的像點(diǎn)位移投影差與向徑成正比，像片中心部分投影差小，像主點(diǎn)是唯一不因高差而產(chǎn)生投影差的點(diǎn)。投影差與高差成正比，高差為正時(shí)（地形凸起），投影差為正，像點(diǎn)背離像底點(diǎn)向外位移；高差為負(fù)時(shí)（地形低洼），投影誤差為負(fù)，像點(diǎn)向像底點(diǎn)方向位移。投影差與航高成反比，即航高越高，投影差越小。據(jù)此，從像片上量出某直立物體的投影差及向徑r，可算出物體高度Ah。投影誤差規(guī)律像片傾斜引進(jìn)的像點(diǎn)位移也稱傾斜誤差：某物點(diǎn)在傾斜像片上的投影向徑與在相同條件下的水平像面上投影的向徑之差?？赏瞥觯菏街校篺為攝影機(jī)焦距，

c為傾斜像片上像點(diǎn)a至等角點(diǎn)c的距離，

為c與等比線的交角（稱為方向角）。V0VSa0oa0a

cP0hc

hc

V0VP0

A航空像片上的特征點(diǎn)和線scno傾斜誤差的方向是在像點(diǎn)與等角點(diǎn)的連線上。傾斜誤差跟像點(diǎn)距等角點(diǎn)距離的平方成正比。當(dāng)0°，=0°或180°時(shí)，a=0，即等比線上的像點(diǎn)位移為0。 0°，c0

，=90°或270°時(shí)，有max，即主縱線上像點(diǎn)位移最大。傾斜誤差的分布規(guī)律a的符號(hào)因sin而定，當(dāng)0180°時(shí),a為負(fù)，即像點(diǎn)向著等角點(diǎn)方向移動(dòng)；當(dāng)180°360°時(shí)，a為正，即像點(diǎn)背著等角點(diǎn)方向移動(dòng)。也即等比線將像片分為兩部分，包含像主點(diǎn)部分，所有像點(diǎn)都朝等角點(diǎn)（C）方向位移；而包含像底點(diǎn)部份，所有像點(diǎn)都向背離等角點(diǎn)方向位移。誤差與向徑平方成正比，故邊部畸變大。由于sin(180°+)=-sin，所以當(dāng)c為定值時(shí)，對(duì)稱于等角點(diǎn)的像點(diǎn)，其傾斜誤差大小相等，方向相反。傾斜誤差的分布規(guī)律像片傾斜誤差規(guī)律由于航空像片邊緣部分誤差大，工作中只使用像片的中間部分，這部分稱為航空像片的使用面積，一張像片的使用面積由航向重疊和旁向重疊部分的中線（或距中線不超過(guò)1cm的線）所圍成航空像片的使用面積影像分辨率：像片或底片上一mm內(nèi)可分辨的線條數(shù)目，與傳感器分辨率、感光材料的分辨率及大氣狀況等有關(guān)。地面分辨率：像片上能分辨出的兩個(gè)物體在地面上的最小間隔，或像片上能分辨出的最小物體在地面上的實(shí)際大小，與航攝比例尺及影像分辨率有關(guān)：航空像片的分辨率Rg——以米為單位的地面分辨率，Rs——影像分辨率，M——像片比例尺分母。像片的立體觀察與立體測(cè)量立體觀察原理像對(duì)的立體觀察條件立體測(cè)量立體觀察原理立體像對(duì)：利用攝影機(jī)在空中或地面相鄰兩點(diǎn)，即從攝影基線兩端點(diǎn)攝取的具有重疊影像的一對(duì)像片稱為立體像對(duì)。立體觀察：用光學(xué)儀器或肉眼對(duì)有一定重疊率的像對(duì)進(jìn)行觀察以獲得地物和地形的光學(xué)立體模型，稱為像片的立體觀察。立體觀察原理——人眼構(gòu)造人眼好像一只完善的、能自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距和光圈的攝影機(jī) 水晶體——相當(dāng)于攝影機(jī)的物鏡視網(wǎng)膜——相當(dāng)于底片，能產(chǎn)生視覺(jué)瞳孔——相當(dāng)于光圈，能自動(dòng)調(diào)節(jié)光量 通過(guò)水晶體周?chē)g帶的伸縮作用，可以改變水晶體的表面曲率（厚、?。?，從而改變焦距。網(wǎng)膜中心為黃斑，黃斑中有直徑為0.4mm的視網(wǎng)窩，它是網(wǎng)膜中感光最強(qiáng)的部分。通過(guò)網(wǎng)窩中心和水晶體光心的連線稱視軸。當(dāng)人視某物點(diǎn)時(shí)，視軸能自動(dòng)轉(zhuǎn)向某點(diǎn)。人眼觀察物體也是個(gè)中心投影過(guò)程。人眼構(gòu)造單眼看物體時(shí)，不能區(qū)分物體的遠(yuǎn)近，主要是靠經(jīng)驗(yàn)判斷a2a1A1A2A3S單眼視物雙眼觀察，可以判定物體的遠(yuǎn)近。交會(huì)角（視差角）：雙眼觀察時(shí)，雙視軸交于物點(diǎn)上，其交角稱為交會(huì)角（），又稱視差角。物點(diǎn)遠(yuǎn)，交會(huì)角小，反之則大。通過(guò)比較交會(huì)角大小，可確定注視點(diǎn)的遠(yuǎn)近。b—眼線基線長(zhǎng)，D—物點(diǎn)與眼睛的距離。Ab1a1c1CBbDb2a2S1S2c2雙眼視物明視距離：一般D為25cm，若取b為6.5cm，則交會(huì)角為15?左右，人能看清物體的細(xì)節(jié)，而眼又不感覺(jué)緊張疲勞，這一物距稱為正常視力的明視距離。生理視差：雙眼觀察時(shí)，地物點(diǎn)在空間的位置不同，它們?cè)趦裳垡暰W(wǎng)膜上的像點(diǎn)分布狀況就不同，這種差別稱生理視差生理視差是因地點(diǎn)對(duì)每只眼睛的相對(duì)位置不同引起的。是產(chǎn)生立體感覺(jué)的原因。像點(diǎn)a1、a2和b1、b2點(diǎn)到相應(yīng)網(wǎng)膜中心c1，c2的距離之差即為生理視差。即明視距離和生理視差b2c2a2像點(diǎn)在像點(diǎn)中心（c1或c2）左側(cè)時(shí)，距離規(guī)定為正，在中心點(diǎn)右側(cè)時(shí)為負(fù)：注視點(diǎn)C：生理視差為0遠(yuǎn)點(diǎn)B：生理視差為負(fù)近點(diǎn)A：生理視差為正根據(jù)生理視差的大小，人眼便通過(guò)視覺(jué)神經(jīng)判斷出注視點(diǎn)周?chē)稂c(diǎn)相對(duì)于注視點(diǎn)的遠(yuǎn)近，獲得立體感。換句話說(shuō)，只要能產(chǎn)生生理視差，人就獲得立體的感覺(jué)。生理視差兩眼的旁向最大偏斜為±45°。當(dāng)視軸偏斜45°時(shí)，而且物點(diǎn)在明視距離處，由于物點(diǎn)至兩眼的距離不等，在兩視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的影像比例尺不同，比例尺之差約為13.5％。當(dāng)比例尺之差達(dá)到16％時(shí)，立體效應(yīng)開(kāi)始破壞，產(chǎn)生雙影。視軸偏斜S1S2402mm250mm65mm354mm45°250mm指用雙眼對(duì)從相鄰兩攝影站對(duì)同一地區(qū)攝取的兩張像片進(jìn)行觀察，而生成空間光學(xué)立體模型的觀察過(guò)程。像對(duì)的立體觀察P1P2a'1S1S2b'1b'2a'2a2a1b2b1AB觀察對(duì)象必須是從相鄰兩個(gè)不同攝影站對(duì)同一地區(qū)拍攝的互有重疊的像片，即立體像對(duì)。兩張像片的比例尺之差不得超過(guò)16%。觀察時(shí)兩張像片應(yīng)按攝影時(shí)的相對(duì)位置安放，使同名點(diǎn)的連線與眼基線平行，且兩點(diǎn)距離等于或略小于眼基線長(zhǎng)度。兩眼必須分別各看兩張像片上的相應(yīng)影像，左眼看左片，右眼看右片。像對(duì)的立體觀察條件立體像對(duì)的獲得像對(duì)立體觀察像對(duì)立體觀察橋式立體鏡：兩透鏡中心的距離等于眼基線，使像片正好在焦平面上，則被觀察的物體的像位于無(wú)窮遠(yuǎn)處，能觀察像片重疊部分的一半，適于野外使用。反光立體鏡：由放大鏡和四片兩兩相互平行的反光鏡組成，可以觀察23-30cm邊長(zhǎng)的大像幅立體像對(duì)，配有視差桿，可用來(lái)測(cè)定像點(diǎn)間的高差。立體鏡的構(gòu)造首先將像片固定，用針刺出每張像片的像主點(diǎn)O1、O2，并將其轉(zhuǎn)刺于相鄰像片上O1'和O2'

，在像片上畫(huà)出像片基線O1O2'和O1'O2。立體鏡觀察步驟再在圖紙上畫(huà)一條直線，使兩張像片上基線O1O2’和O1’O2與直線重合；在直線上調(diào)整兩張像片的距離，使基線上任意一對(duì)相應(yīng)像點(diǎn)間的距離略小于立體鏡的觀察基線；將立體鏡放在像對(duì)上，使立體鏡觀察基線與像片基線平行，左眼看左像，右眼看右像。O1O2’O1’O2立體效應(yīng)嚴(yán)格按上述條件放置像片，觀察到的立體模型與原景物一致，稱正立體效應(yīng)。若左右像片對(duì)調(diào)，則原來(lái)的生理視差變得相反，光學(xué)模型也變得與原景物相反，稱反立體效應(yīng)。左右像片各自向同方向旋轉(zhuǎn)90，則破壞了立體觀察的基本條件，雖仍能看到物體的影像，但無(wú)任何立體感，稱零立體效應(yīng)。光學(xué)立體模型的變形立體鏡下看到的光學(xué)立體模型比實(shí)際地形起伏有所夸大，原因是光學(xué)立體模型的垂直比例尺與水平比例尺不一致的緣故，變形量用系數(shù)K表示。當(dāng)基線與兩張像片像主點(diǎn)的距離大致相等時(shí)，K值的近似公式為：

K＝d／f d為立體鏡焦距，f為航攝機(jī)焦距。航空像片的立體量測(cè)——像片坐標(biāo)像片坐標(biāo)：以像主點(diǎn)為原點(diǎn)

x軸：方向線（飛行方向）；右為正，左為負(fù)。

y軸：垂直x軸，上為正Y+Y-X+X-O1O2’x1y1a1X-’X+’Y-’Y+’a2x2O2O1’y2A：a1,a2；a1（xa1，ya1）、a2（xa2，ya2）C：c1,c2；c1（xc1，yc1）、c2（xc2，yc2）航空像片的立體量測(cè)——左右視差左右視差（橫視差）：像對(duì)上同名點(diǎn)橫坐標(biāo)之差，以Pa=Xa1-Xa2

表示。O2O1C2a2S2S1a2‘c2‘a(chǎn)1c1P1P2CAHchHBfa的橫視差Pa＝xa1－xa2c的橫視差Pc＝xc1－xc2設(shè)A、C兩點(diǎn)高差為h，h＝HA－HC攝影基線S1S2長(zhǎng)度為B，S1S2＝B△S1a2’a1∽△S2AS1航空像片的立體量測(cè)——左右視差O2O1C2a2S2S1a2‘c2‘a(chǎn)1c1P1P2CAHchHABf而a2’a1＝a2’o1+o1a1＝xa1－xa2

＝Pa像點(diǎn)上的左右視差與雙眼觀察時(shí)的生理視差相似，是構(gòu)成光學(xué)立體模型的決定因素。兩個(gè)不等高的地面點(diǎn)在像對(duì)上的像點(diǎn)，其左右視差不同，兩者左右視差之差，稱為左右視差較，以P表示。某像點(diǎn)相對(duì)于像點(diǎn)A的高差為：HA—A點(diǎn)的相對(duì)航高，b——像片上的攝影基線長(zhǎng)，P－該點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的左右視差較。航空像片的立體量測(cè)第三節(jié)熱紅外圖像的特征幾何特征物理特征熱紅外圖像采用光學(xué)機(jī)械掃描方式成像。有3-5μm（中紅外）及8-14μm（遠(yuǎn)紅外）兩個(gè)重要的大氣窗口。由于8-14μm波段包含了地球表面平均溫度下輻射通量的最大強(qiáng)度，故常用。不僅波譜性質(zhì)，而且?guī)缀涡再|(zhì)與常規(guī)航片均有根本不同。幾何特征投影性質(zhì)地面分辨率幾何畸變比例尺投影性質(zhì)為多中心投影，在一張光機(jī)掃描影像上，各像點(diǎn)都有自己的投影中心。同一掃描線上各像點(diǎn)成像時(shí)刻相差很小，一般可認(rèn)為每行掃描線各有一個(gè)投影中心。在一條掃描線上。因投影中心及地面起伏會(huì)產(chǎn)生像點(diǎn)位移，且離投影中心越遠(yuǎn)，像點(diǎn)位移量越大，這構(gòu)成了光機(jī)掃描影像最基本的幾何性質(zhì)。地面分辨率取決于掃描儀瞬時(shí)視場(chǎng)角的大小和航高。瞬時(shí)視場(chǎng)角：掃描儀的掃描光學(xué)系統(tǒng)在任一瞬間向地面張開(kāi)的立體角。瞬時(shí)視場(chǎng)：瞬時(shí)視場(chǎng)角所包括的地面范圍?？傄晥?chǎng)：掃描帶的地面寬度?？傄晥?chǎng)角：瞬時(shí)視場(chǎng)角從遙感平臺(tái)到地面掃描帶外側(cè)所構(gòu)成的夾角。瞬時(shí)視場(chǎng)的線度（直徑）就是掃描儀能分辨的地面最小目標(biāo)的尺寸——地面分辨率。地面分辨率飛機(jī)正下方的瞬時(shí)視場(chǎng)為一圓形，或正方形，其邊長(zhǎng)

D0＝H·H——航高；——掃描儀的瞬時(shí)視場(chǎng)角。航高大，分辨率低，航高小，分辨率高。中央部位，射線垂直向下，D最小，地面分辨率最高。兩側(cè)部位，射線斜射，D>D0

地面分辨率隨掃描角α增大而減小。一般紅外掃描儀，瞬時(shí)視場(chǎng)角1—3毫弧度，航高為1000米時(shí)，地面分辨為1—3米。航高2000米時(shí)2—6m。幾何畸變系統(tǒng)畸變：掃描鏡檢測(cè)地面時(shí)以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)，而光點(diǎn)在膠片上記錄圖像時(shí)以恒定的線速度記錄。因而遠(yuǎn)離中部的影像被壓縮，產(chǎn)生幾何變形。系統(tǒng)畸變屬規(guī)則變形，可以通過(guò)電子校正消除。非系統(tǒng)畸變：飛行器的橫滾、俯仰、震動(dòng)以及天氣對(duì)成像的影響，使地物輻射溫度不穩(wěn)定都會(huì)產(chǎn)生畸變，屬不規(guī)則畸變，難以消除。比例尺掃描圖上有兩種比例尺航向比例尺：垂直掃描線方向的比例尺。在同一張圖像上，各點(diǎn)航向比例尺相同，其值取決于膠片移動(dòng)速度與飛行速度之比。切線比例尺：是沿掃描線方向的比例尺。切線比例尺隨掃描角（）的變化而變化。在數(shù)值上，切線比例尺等于像點(diǎn)直徑與掃描方向瞬時(shí)視場(chǎng)線度之比。隨增大，視場(chǎng)線度增大，切線比例尺減小，故圖像邊緣的切線比例尺比圖像中央小。物理特征波譜效應(yīng)溫度分辨率色調(diào)特性物理特征波譜效應(yīng)：熱紅外波段有3—5和8—14兩個(gè)窗口。熱紅外掃描探測(cè)的是上述兩個(gè)波段的熱紅外輻射強(qiáng)度，溫度高，發(fā)射率大，其影像色調(diào)淺，反之則深。溫度分辨率：指區(qū)分地面微小溫度差異的能力?，F(xiàn)代資源遙感中所用的熱紅外掃描儀，溫度分辨率大都在0.1—0.5℃之間。物理特征——色調(diào)特性地物的真實(shí)溫度取決于自身的熱學(xué)性質(zhì)，主要是熱容量或熱慣量性質(zhì)。色調(diào)與熱容量的關(guān)系：地物熱容量大（如水），日溫差小。白天影像表現(xiàn)冷特征，呈深色調(diào)；夜間圖像表現(xiàn)熱特征，淺色調(diào)。熱紅外圖像所表現(xiàn)的主要內(nèi)容之一，就是地物的熱容量或熱慣量性質(zhì)。午后1時(shí)和黎明6時(shí)前后為最佳拍攝時(shí)間，因?yàn)榇藭r(shí)溫差最大，成像效果最好。物理特征——色調(diào)特性色調(diào)受氣象條件的影響：天氣陰、晴或有風(fēng)對(duì)色調(diào)均有影響。冷、熱陰影：在熱圖像上，由熱源和地物之間的關(guān)系引起的物體的陰影，稱為熱陰影或冷陰影。熱暈效應(yīng)：受空氣、風(fēng)等因素影響，一個(gè)很小的目標(biāo)，特別是一些高溫地物，其熱圖像會(huì)比原物大許多，且隨氣流擴(kuò)散而漸模糊，稱為熱暈效應(yīng)。熱紅外圖像第四節(jié)側(cè)視雷達(dá)圖像特征投影方式幾何畸變地面分辨率色調(diào)特征信息特點(diǎn)投影方式屬旋轉(zhuǎn)斜距投影：一次向垂直航向方向的一個(gè)窄條帶區(qū)域發(fā)射微波，然后按雷達(dá)距地物點(diǎn)的射程遠(yuǎn)近（即斜距）記錄成像。側(cè)視雷達(dá)是一種主動(dòng)式傳感器，用天線向地面發(fā)射微波，接收目標(biāo)反射的回波，經(jīng)檢測(cè)、放大成像。近距離壓縮：由于雷達(dá)從近射程到遠(yuǎn)射程掃描時(shí)，距離和俯角變化而引起圖像在橫向（即距離方向）上的畸變，稱為近距離壓縮。在雷達(dá)波束照射區(qū)內(nèi)，地面各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的俯角不等，而圖像比例尺與俯角成正比，俯角越大，圖像比例尺越小，即近射程部分被壓縮。影像變形的方向與航攝片正好相反，航空攝影像片中是遠(yuǎn)距離地物被壓縮。幾何畸變——影像變形透視收縮：由于按射程遠(yuǎn)近記錄，當(dāng)?shù)孛嬗衅鸱蛭矬w有高差時(shí)所造成的影像畸變，稱為透視收縮效應(yīng)。山坡的長(zhǎng)度在雷達(dá)圖像中被壓縮了。如整個(gè)山坡到達(dá)雷達(dá)天線的距離相等，山坡的回波同時(shí)到達(dá)雷達(dá)天線，成為雷達(dá)影像上的一個(gè)非常亮的點(diǎn)。幾何畸變——地形起伏移位ABA’B’前向壓縮疊掩：由于按射程遠(yuǎn)近記錄，使一個(gè)有高度的地物，其頂部回波先于底部回波，稱疊掩。雷達(dá)陰影：因山峰陡峭，山峰背面將產(chǎn)生雷達(dá)波照射不到的盲區(qū)，影像的相應(yīng)位置形成灰黑色調(diào)的暗區(qū)，稱為雷達(dá)陰影。幾何畸變——地形起伏移位H陰影ABA’B’疊掩側(cè)視雷達(dá)圖像地面分辨率——距離分辨率距離分辨率，即垂直于航線方向的分辨率PλC——光速，——脈沖寬度，β——波束照射俯角Pr越小分辨率越高，要提高距離分辨率就須減少脈沖寬度，但脈沖寬度過(guò)小能量就太弱，不利于探測(cè)目標(biāo)。方位分辨率即沿航線方向的分辨率Pa，隨雷達(dá)種類而異。真實(shí)孔徑雷達(dá)： λ—波長(zhǎng)，D—天線孔徑，R—雷達(dá)至目標(biāo)距離（斜距）。合成孔徑雷達(dá)：Ｐa≈Ｄ／２地面分辨率——方位分辨率色調(diào)特征記錄的是目標(biāo)反射回波的強(qiáng)度，回波強(qiáng)，淺色調(diào)，回波弱，深色調(diào)。影響反射回波強(qiáng)度的因子：地物的電導(dǎo)率或復(fù)介電常數(shù)表面粗糙度入射波角度所使用微波的極化性質(zhì)有關(guān)。介電常數(shù)對(duì)色調(diào)的影響電導(dǎo)率或復(fù)介電常數(shù)高的物體對(duì)微波的反射能力強(qiáng)。復(fù)介電常數(shù)是描述物體表面電性能的復(fù)數(shù)常數(shù)，取其實(shí)部用介電常數(shù)表示。金屬、濕度大物體——電導(dǎo)率高，淺色。

地物 導(dǎo)電率色調(diào) 清水高淺灰 混濁水低暗灰 濕土高淺灰 干土低暗灰表面粗糙度對(duì)色調(diào)的影響完全光滑表面：鏡面反射，幾乎所有的反射能量都集中在以反射線為中心的很小的立體角角度范圍內(nèi)，因此一般情況下，幾乎沒(méi)有回波信號(hào)，只有當(dāng)雷達(dá)波束垂直于這類地物表面時(shí)，才能收到很強(qiáng)的回波。稍粗糙表面：鏡面反射+漫反射，雷達(dá)天線可以接收到少部分能量，但信號(hào)較弱。非常粗糙表面：無(wú)鏡面反射，全部是漫反射。接收到的回波較強(qiáng)。地物表面粗糙，漫反射強(qiáng)、回波強(qiáng)、淺色調(diào)，反之深色調(diào)。平靜水面因鏡面反射而呈黑色。入射角太?。ㄐ∮?0°），則在地面產(chǎn)生的鏡面反射波為天線接收，呈亮灰色，但空間分辨率低（近程壓縮）；入射角大，回波弱，影像呈黑灰色調(diào)。只有當(dāng)入射角在10—50°之間時(shí)，地面才有均勻回波，這也是側(cè)視雷達(dá)采用側(cè)方成像的原因。地面入射角對(duì)色調(diào)的影響極化：通常電場(chǎng)強(qiáng)度在各方向（垂直于傳播方向的平面上）是相等的，若其總是固定在某個(gè)方向振動(dòng)，則稱電磁波在該方向被極化（偏振）。依電場(chǎng)矢量與入射面（通常是地表面）的關(guān)系有水平極化（H）和垂直極化（V），水平極化兩者相互垂直，垂直極化兩者互相平行?？紤]發(fā)射和接收的電磁波不同極化方向，可分為HH，VV，HV，VH四種極化方式。前兩者稱為平行極化或同類極化，后兩種為交叉極化。極化方式對(duì)色調(diào)的影響有些目標(biāo)不同極化方式下的回波信號(hào)之間的差異很大，多數(shù)地面目標(biāo)對(duì)HH方式回波信號(hào)最強(qiáng)。同類（平行）極化回波可近似看作準(zhǔn)鏡面反射式散射，回波在接近于垂直入射時(shí)最強(qiáng)，入射角增大時(shí)，回波強(qiáng)度減弱，大于30°時(shí)隨入射角變化不大。極化方式對(duì)色調(diào)的影響側(cè)視雷達(dá)信息特點(diǎn)穿透力強(qiáng)具有全天候的工作能力缺點(diǎn)：變形大，分辨率低。第五節(jié)航天遙感圖像特征陸地衛(wèi)星地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（SPOT）圖像極軌氣象衛(wèi)星及其圖像陸地衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)軌道特征傳感器覆蓋特征陸地衛(wèi)星圖像的幾何特征陸地衛(wèi)星圖像的物理特征空間分辨率陸地衛(wèi)星美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）1967年制訂了地球資源技術(shù)衛(wèi)星計(jì)劃(ERTS)，預(yù)定發(fā)射6顆地球資源衛(wèi)星ERTS－2發(fā)射之前，NASA將這一計(jì)劃改名為陸地衛(wèi)星計(jì)劃(LandSat）。LandSat-11972.7.23MSS一臺(tái)（MSS4～7）RBV3臺(tái)（RBV1～3）各一個(gè)通道LandSat-21975.1.22同LandSat-1LandSat-31978.3.5MSS一臺(tái)（MSS4～8）RBV2臺(tái)相同（只有一個(gè)全色通道）LandSat-41982.7.16MSS一臺(tái)（MSS1～4同于MSS4～7）TM一臺(tái)（TM1～7）LandSat-51984.3.1同LandSat-4LandSat-71999.4.15增強(qiáng)型主題成像傳感器（ETM+1～8

）LandSat—7軌道特征LandSat1234，57高度(km)905.5~918905.5~918906~918705.3705軌道傾角(°)99.90699.21099.11798.22098.22旋轉(zhuǎn)周期(min)103.143103.115103.15089.998.9日繞圈數(shù)14141414.514.5回歸周期(天)1818181616覆蓋全球圈數(shù)251251251233233降交點(diǎn)時(shí)刻8:509:089:319:4510掃描帶寬(km)185185185185185降交點(diǎn)西退(km)28622862286227632763相鄰降交點(diǎn)距離(km)159.38159.38159.66170170中等高度、近極地、近圓形與太陽(yáng)同步軌道傳感器陸地衛(wèi)星上有三種傳感器：RBV－反光束導(dǎo)管攝像機(jī)；MSS－多光譜掃描儀（MultiSpectralScanner）；TM－專題制圖儀（ThematicMapper)

。傳感器——反光束導(dǎo)管攝像機(jī)（RBV）Landsat-1、2上各有三臺(tái)RBV，同時(shí)拍攝星下185*185km2的地面景物。每臺(tái)RBV機(jī)鏡頭上分別裝一塊濾光片，每個(gè)濾光片分別對(duì)應(yīng)一個(gè)光譜段：

RBV－10.475～0.575m蘭綠光波段

RBV－20.580～0.680m黃紅光波段

RBV－30.690～0.830m紅、近紅外波段Landsat-3上有兩臺(tái)波段完全相同的攝像機(jī)并聯(lián)組成，波段0.505～0.750m，拍攝的圖像兩幅并列，每幅圖像對(duì)應(yīng)地面面積為98*98km2，圖像上下和左右分別重疊17km和13km，地面分辨率為38m*38m

。因反束光導(dǎo)管易出故障，回收的圖像很少，故被淘汰。多光譜掃描儀MSS視場(chǎng)角為14.9°，地面對(duì)應(yīng)掃描寬度為185KM。每行3240個(gè)像元。掃描頻率為：13.62次/秒。共分四個(gè)波段，每波段有６個(gè)探測(cè)器記錄。自西向東為有效掃描，回掃為無(wú)效，關(guān)閉光路。掃描儀內(nèi)沿運(yùn)行方向：排列6個(gè)探測(cè)器每掃一次，產(chǎn)生24條掃描線，每個(gè)探測(cè)單元的瞬時(shí)視場(chǎng)為7979m2。每幅圖像有2340行掃描線。輻射量化級(jí)別為128級(jí)。專題制圖儀TM是改進(jìn)型的光學(xué)機(jī)械掃描儀，較之MSS，它具有更好的波譜選擇性，更好的幾何保真度，更高的輻射準(zhǔn)確度和分辨率。采用雙向掃描，使探測(cè)時(shí)間倍增。有7個(gè)波段，且探測(cè)儀器安裝在焦平面上，減少了幾何變形程度。波段1—5和7有16個(gè)探測(cè)器，每次掃描產(chǎn)生16掃描行數(shù)據(jù)，瞬時(shí)視場(chǎng)（即地面分辨率）為3030m。波段6有四個(gè)探測(cè)器，每次掃描產(chǎn)生4掃描行數(shù)據(jù)，瞬時(shí)視場(chǎng)（地面分辨率)為120120m。掃描寬度均為185km。專題制圖儀TM輻射量化級(jí)別：1-5和7波段為256級(jí)，6波段128級(jí)。TM—1，2，3，4，5，7每幅有6166條掃描線，TM—6有1542條掃描線。陸地衛(wèi)星MSS和TM性能表MSS和TM掃描特征掃描通道MSS1-4MSS8TM1-5，7TM6掃描方式單向掃描雙向掃描掃描鏡擺動(dòng)頻率（次/秒）13.627探測(cè)單元62164瞬時(shí)視場(chǎng)（mm）79792402403030120120掃描寬度(km)185185掃描面積（kmm）185474185480掃描線寬（m）7924030120一幅圖像的掃描線（條）234077061661542覆蓋面積（km2）185185185185覆蓋特征陸地衛(wèi)星以185公里掃幅寬度的觀測(cè)帶覆蓋全球一次的飛行路徑（相鄰觀測(cè)帶的銜接方式）稱覆蓋模式。Landset-1，2，3軌道周期為103.2分鐘，此間地球自轉(zhuǎn)25.8°，每天繞地球運(yùn)行14圈，在赤道處同天相鄰軌道間距為2862KM，毗鄰軌道觀測(cè)重疊14%，星下點(diǎn)軌跡相距159KM，同天相鄰的軌道間距需18個(gè)觀測(cè)帶充滿，即覆蓋周期為18天，覆蓋圈數(shù)為251圈。Landset-4，5,7軌道周期為99分鐘，每天繞地球14.5圈，同天相鄰軌道西移2763KM，經(jīng)16天，運(yùn)行233圈覆蓋全球一次，赤道上毗鄰觀測(cè)帶重疊7.3%，旁向重疊隨緯度增加而升高。陸地衛(wèi)星的旁向重疊率（%）航向重疊：是在對(duì)圖像進(jìn)行分幅時(shí)，為便于用戶進(jìn)行拼接，人為處理加上的。航向重疊寬度為15KM，約為圖幅的8%。時(shí)間分辨率(遙感圖像重復(fù)覆蓋同一地區(qū)所需的時(shí)間): Landsat-1,2,3為18天，Landsat-4,5,7為16天陸地衛(wèi)星圖像的幾何特征—投影性質(zhì)MSS和TM圖像屬多中心投影。每條掃描線具有一個(gè)投影中心（星下點(diǎn)）。多中心投影也存在地形起伏引起的像點(diǎn)位移。高于或低于基準(zhǔn)面的地物影像沿掃描線方向發(fā)生移動(dòng)。位移量與航高，地物高差和掃描距離有關(guān)，相鄰的觀測(cè)帶的重疊影像也可以構(gòu)成立體像對(duì)。由于衛(wèi)星高度大，掃描角很小，像點(diǎn)位移很小，故MSS和TM圖像可看做垂直投影。陸地衛(wèi)星圖像的幾何特征—幾何畸變地球自轉(zhuǎn)引起的圖像歪斜畸變：衛(wèi)星由北-東向南-西運(yùn)行，傳感器掃描的同時(shí)，地球自西向東轉(zhuǎn)，造成掃描線依次向西扭移，圖像發(fā)生斜歪，影像東西兩邊是以6（TM16）條掃描線為階高的階梯狀。故原始的MSS或TM圖像一般都需進(jìn)行去斜歪校正處理，且圖像為平行四邊形。陸地衛(wèi)星圖像的幾何特征—經(jīng)緯度圖像中心的經(jīng)緯度根據(jù)成像時(shí)間、軌道參數(shù)等要素，通過(guò)計(jì)算機(jī)求得。由于衛(wèi)星傾角為99°，因此北極附近衛(wèi)星運(yùn)行軌道幾乎與緯線平行，圖幅南北方與一般地圖不同。中緯度地區(qū)，衛(wèi)星軌道與經(jīng)緯線成明顯的斜交，且總是經(jīng)度上端西斜。赤道地區(qū)，衛(wèi)星的軌道與經(jīng)緯線略成斜交。NESWNNEWS赤道地區(qū)中緯地區(qū)北極圈地區(qū)S空間分辨率對(duì)于陸地衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，空間分辨率就是地面分辨率，它大致上相當(dāng)于傳感器探測(cè)地面的瞬時(shí)視場(chǎng)的大小。地面分辨率可以理解為在圖像上顯示出地面上的最小地物的尺寸（也就是像元）的大小。一般講，凡是大于分辨率的地物可較為容易辨認(rèn)；小于分辨率的地物辨認(rèn)就比較困難。但能夠辨認(rèn)還與地物間的反差、地物形狀有關(guān)，反差大，或線狀地物，即使大小或?qū)挾?lt;地面分辨率，有時(shí)也可識(shí)別。陸地衛(wèi)星圖像的物理特征灰度與輻射分辨率MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)灰度與輻射分辨率像元——掃描圖像中最小的可分辨面積，地面上最小的探測(cè)記錄單位。DN值——像元灰度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，記錄的是像元內(nèi)地物的平均輻射值。隨地物的成份、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、表面特征而變化。DN值是輻射量的相對(duì)量度，所表示的反射率在0-100%之間，DN與輻亮度（L）的關(guān)系為：L＝a+bDN a，b為傳感器性能常數(shù)DNmax代表了輻射量量化的等級(jí)，值越大，越能區(qū)別輻射量微小差異的像元，即輻射分辨率越大。輻射分辨率——遙感信息或儀器所能分辨的最小輻射度差。（又稱輻射靈敏度）灰度——DN值經(jīng)電光轉(zhuǎn)換，在膠片上掃描出相應(yīng)深淺的色調(diào)。DN值常被歸并為人眼能夠識(shí)別的較小灰度等級(jí)。MSS圖像灰度級(jí)為15。TM圖像灰度級(jí)為16。MSS、TM的DNmax分別為128級(jí)和256級(jí)灰度與輻射分辨率MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)多波段圖像分波段記錄地物的波譜特性。同一地物在不同波段的亮度（灰度）值不同及不同地物在同一波段的亮度值差異，構(gòu)成圖像的波譜特征信息（波譜信息）。波譜效應(yīng)：各種地物在某波段圖像的色調(diào)特征稱該波段圖像上的波譜效應(yīng)。多波段效應(yīng)：不同波段圖像上，地物的色調(diào)不同，多波段圖像識(shí)別和區(qū)分地物的能力也就不同，稱多波段效應(yīng)。TM1（0.45—0.52）屬藍(lán)綠光波段，對(duì)水體穿透力強(qiáng)（清水可達(dá)30m），對(duì)葉綠素和葉色素濃度敏感。植被、水體、土壤等在此波段反射率差別明顯。有助于判別水質(zhì)、水深、淺海水下地形、水體渾濁度、沿岸水流、海水葉綠素濃度。對(duì)水體污染尤其對(duì)金屬和化學(xué)污染具有較好的反映。影像上植被色調(diào)最暗、水體次之，新鮮雪最淺。但受散射蘭光的影響最嚴(yán)重，水陸界線不清。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM2（0.52—0.60）與MSS4（0.5—0.6）屬綠黃光波段，對(duì)水有較強(qiáng)的透射能力，水體色調(diào)較淺，可反映一定深度（>10m）的水下地形，有利于識(shí)別水體渾濁度、沿岸流、沙洲等。葉綠素在此波段有一個(gè)反射峰，稱綠峰，健康植物對(duì)綠光有一定的反射，影像色調(diào)較淺?？捎糜谔綔y(cè)健康植物綠色反射率，按綠峰反射評(píng)價(jià)植物生產(chǎn)力，區(qū)分林種。藍(lán)、綠、黃色地物影像一般呈淺色調(diào)，隨著紅色成份的增加而變暗，浮在水面的油污和金屬化合物因妨礙綠光透過(guò)也有所顯示。受散射光影響，此波段反差較小，地物邊界輪廓有些模糊。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM3（0.63—0.69）與MSS5（0.6—0.7）屬橙紅光波段，對(duì)水體有一定的的透射能力（約2m），可反映水中泥沙含量、水下地貌和沙流。為葉綠素的主要吸收波段，健康植物影像色調(diào)深，病害植物，枯樹(shù)等則呈淺色調(diào)?？筛鶕?jù)不同植物的葉綠素吸收來(lái)區(qū)分植物類型、覆蓋度、判斷植物生長(zhǎng)狀況和健康狀況。橙紅色地物影像一般色調(diào)淺，綠色地物色調(diào)深。裸露的地表、植被、土壤、水系、巖石、地層、地貌特征等影像清晰，色調(diào)層次多，信息量最為豐富。用于地貌特征研究效果較好。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM4（0.76—0.90）與MSS6（0.7—0.8）和MSS7（0.8—1.1）屬近紅外波段。這三種圖像波譜效應(yīng)相似，是水的強(qiáng)吸收和植被強(qiáng)反射波段。圖像清晰、反差大、立體感強(qiáng)，能顯示多種地物細(xì)節(jié)，圖像上水體呈黑色調(diào)，富水地物呈深色調(diào)。水陸分界最為清楚。用于勾繪水體，區(qū)分土壤濕度及尋找地下水，識(shí)別與水有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造、地貌（潮間帶、潮水溝、古河道、邊灘等）、土壤巖石類型等。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM4（0.76—0.90）與MSS6（0.7—0.8）和MSS7（0.8—1.1）健康植物對(duì)近紅外波具有最強(qiáng)的反射，為明亮的淺色調(diào)，而病害植物則呈較深色調(diào)。闊葉樹(shù)色淺，針葉樹(shù)色調(diào)相對(duì)較深。對(duì)植物的類別、密度、生長(zhǎng)力、病蟲(chóng)害等變化最為敏感。用于植物識(shí)別分類、生物量調(diào)查及作物長(zhǎng)勢(shì)測(cè)定。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM5（1.55—1.75）屬近紅外波段，位于水的兩個(gè)強(qiáng)吸收帶（1.4、1.9）之間和土壤、植物的強(qiáng)反射波段內(nèi)。對(duì)地物含水量反映最為敏感?？捎糜谕寥罎穸取⒅参锖空{(diào)查，水分狀況研究，作物長(zhǎng)勢(shì)分析等，區(qū)分裸土與植物覆蓋，不同含水量植被類型的能力最強(qiáng)。對(duì)土壤和巖性類型的判定也有一定作用。信息量大，利用率高。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM6（10.4—12.5）與MSS8（10.4—12.6）屬熱紅外波段。對(duì)熱敏感，反映地表溫度?？捎糜谵r(nóng)業(yè)與森林區(qū)分，辨別地表溫度差異；監(jiān)測(cè)與人類活動(dòng)有關(guān)的熱特征；進(jìn)行水體溫度變化制圖。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)TM7（2.08—2.35）屬近紅外波段。這是為地質(zhì)研究追加的波段。位于水的強(qiáng)吸收帶（1.9、2.7）之間，土壤反射特性與TM5差不多，水體是黑色調(diào)。此波段是絕大多數(shù)造巖礦物反射波譜的高峰段，而含氧基礦物（如粘土）和碳酸鹽礦物（如方解石）具有判別性的特征波譜吸收收帶，其影像是暗色調(diào)，所以該波段對(duì)直接出露地表的粘土與碳酸鹽巖較敏感，可以探測(cè)與熱液蝕變有關(guān)的含鐵粘土礦物。用于地質(zhì)探礦與制圖。MSS、TM圖像的波譜效應(yīng)軌道特征傳感器地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（SPOT）圖像1978年起，以法國(guó)為主（聯(lián)合比利時(shí)、瑞典等）設(shè)計(jì)研制了一顆名為“地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”（SPOT）的衛(wèi)星。1986年3月22日，由法國(guó)的阿里安娜火箭送入太空，衛(wèi)星代號(hào)為SPOT-1。與Landsat相似，也是近極地、近圓形、與太陽(yáng)同步軌道。SPOT系列產(chǎn)品主要用于制圖、DTM、農(nóng)林、環(huán)境監(jiān)測(cè)、區(qū)域和城市規(guī)劃與制圖。SPOT衛(wèi)星SPOT對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)傳感器SPOT-11986年3月22日兩臺(tái)完全相同的高分辨率可見(jiàn)光掃描儀HRVSPOT-21990年