遙感原理與應(yīng)用

遙感原理與應(yīng)用演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有83頁\編輯于星期日遙感原理與應(yīng)用現(xiàn)在是2頁\一共有83頁\編輯于星期日內(nèi)容提綱遙感平臺的種類衛(wèi)星軌道及運(yùn)行特點(diǎn)陸地衛(wèi)星及軌道特點(diǎn)現(xiàn)在是3頁\一共有83頁\編輯于星期日2.1遙感平臺的種類

遙感平臺：遙感中搭載遙感器工具的統(tǒng)稱按平臺距地面的高度大體上可分為三類:地面平臺、航空平臺、航天平臺?，F(xiàn)在是4頁\一共有83頁\編輯于星期日現(xiàn)在是5頁\一共有83頁\編輯于星期日目前的各國對地觀測衛(wèi)星平臺

美國海洋測高衛(wèi)星歐洲氣象衛(wèi)星印度相干雷達(dá)衛(wèi)星中國風(fēng)云氣象衛(wèi)星美國地球觀測系統(tǒng)法國地球觀測系統(tǒng)美國陸地衛(wèi)星加拿大雷達(dá)衛(wèi)星歐洲遙感衛(wèi)星美國國家海洋和氣象衛(wèi)星美日熱帶降雨測量衛(wèi)星

日本靜止氣象衛(wèi)星

印度遙感衛(wèi)星美國靜止氣象衛(wèi)星

現(xiàn)在是6頁\一共有83頁\編輯于星期日2.2衛(wèi)星軌道及運(yùn)行特點(diǎn)軌道參數(shù)衛(wèi)星坐標(biāo)的測定和解算衛(wèi)星姿態(tài)角其他一些常用參數(shù)現(xiàn)在是7頁\一共有83頁\編輯于星期日2.2.1軌道參數(shù)升交點(diǎn)赤經(jīng)Ω近地點(diǎn)角距ω軌道傾角i衛(wèi)星過近地點(diǎn)時(shí)刻T衛(wèi)星軌道的長半軸a衛(wèi)星軌道的偏心率e以上六個(gè)參數(shù)可以根據(jù)地面觀測來確定。

相對位置

軌道形狀

現(xiàn)在是8頁\一共有83頁\編輯于星期日2.2.2衛(wèi)星坐標(biāo)的測定和解算星歷表法解算衛(wèi)星坐標(biāo)衛(wèi)星在地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)衛(wèi)星在大地地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)衛(wèi)星的地理坐標(biāo)用GPS測定衛(wèi)星坐標(biāo)現(xiàn)在是9頁\一共有83頁\編輯于星期日2.2.3衛(wèi)星姿態(tài)角遙感影像的幾何變形和幾何校正定義衛(wèi)星質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿軌道前進(jìn)的切線方向?yàn)閤軸，垂直軌道面的方向?yàn)閥軸，垂直xy平面的為z軸，則衛(wèi)星的姿態(tài)有三種情況：繞x軸旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)角，稱之為滾動；繞y軸旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)角，稱俯仰；繞z軸旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)角，稱航偏。

(Y)(X)(Z)現(xiàn)在是10頁\一共有83頁\編輯于星期日衛(wèi)星姿態(tài)角的測定姿態(tài)測量儀（紅處姿態(tài)測量儀、星相機(jī)、陀螺儀等）恒星敏感器GPS現(xiàn)在是11頁\一共有83頁\編輯于星期日姿態(tài)測量儀利用地球與太空溫差達(dá)287K這一特點(diǎn)，以一定的角頻率，周期地對太空和地球作圓錐掃描，根據(jù)熱輻射能的相位變化來測定姿態(tài)角。相位差就是姿態(tài)角。一臺這樣的儀器只能測定一個(gè)姿態(tài)角

現(xiàn)在是12頁\一共有83頁\編輯于星期日恒星攝影機(jī)恒星攝影機(jī)至少攝取3-5顆五等以上的恒星(眼睛看到最暗弱的恒星做為六等星)，并精確記錄衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)刻，再根據(jù)恒星星歷表，攝影機(jī)標(biāo)稱光軸指向等數(shù)據(jù)解算姿態(tài)角。

現(xiàn)在是13頁\一共有83頁\編輯于星期日GPS測姿同時(shí)接收四顆以上GPS衛(wèi)星的信號，反算出每臺接收機(jī)上的三維坐標(biāo)，借助載體移動間接解算出攝影機(jī)的三個(gè)姿態(tài)角。GPS不會隨時(shí)間的長短而發(fā)生測量精度上的變化，無姿態(tài)飄移現(xiàn)在是14頁\一共有83頁\編輯于星期日2.2.4其它一些常用參數(shù)衛(wèi)星速度衛(wèi)星運(yùn)行周期衛(wèi)星高度同一天相鄰軌道間在赤道處的距離每天衛(wèi)星繞地圈數(shù)重復(fù)周期現(xiàn)在是15頁\一共有83頁\編輯于星期日2.3陸地衛(wèi)星及軌道特征陸地衛(wèi)星高分辨率衛(wèi)星高光譜衛(wèi)星雷達(dá)類衛(wèi)星小衛(wèi)星現(xiàn)在是16頁\一共有83頁\編輯于星期日2.3.1陸地衛(wèi)星系列Landsat系列（美國）SPOT系列（法國）IRS系列（印度）ALOS（日本）CBERS系列（中國）FORMOSAT系列（中國臺灣）現(xiàn)在是17頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat系列1972年7月23日美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星TIROS-1，后來又發(fā)射了Nimbus（雨云號），在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了第一顆地球資源技術(shù)衛(wèi)星（ERTS-1），后改名為Landsat-1。從1972年至今美國共發(fā)射了7顆Landsat系列衛(wèi)星，已連續(xù)觀測地球達(dá)29年。最后一顆衛(wèi)星Landsat-7于1999年4月15日發(fā)射，預(yù)計(jì)壽命為5年，后續(xù)衛(wèi)星Landsat-8不再單獨(dú)發(fā)射。遙感技術(shù)發(fā)展的里程碑現(xiàn)在是18頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat系列衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間表現(xiàn)在是19頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat1—3軌道特點(diǎn)近圓形軌道近極地軌道與太陽同步軌道可重復(fù)軌道傳感器反束光導(dǎo)管攝像機(jī)（RBV）多光譜掃描儀（MSS4bands）寬帶視頻記錄機(jī)（WBVTR）數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（DCS）空間分辨率80米現(xiàn)在是20頁\一共有83頁\編輯于星期日地球靜止軌道近極地軌道遙感衛(wèi)星一般有兩種繞地球飛行方式：靜止軌道和近極地軌道。靜止軌道可以定點(diǎn)觀測，而極地軌道（圓形）則可定期觀測?，F(xiàn)在是21頁\一共有83頁\編輯于星期日地球靜止軌道又稱“地球同步軌道”。地球同步軌道中傾角為0°時(shí)的一種特殊圓形軌道。人造衛(wèi)星與地面相對靜止，固定在赤道上空，距地面高度為35786千米（在距離地球約36000千米的空間中有一個(gè)引力平衡的地帶）。可覆蓋約40%的地球面積。氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星和廣播衛(wèi)星常采用這種軌道。由于地球攝動的存在，地球同步衛(wèi)星會以赤道面為平衡位置做南北向的8字周期運(yùn)動，星下點(diǎn)也呈8字，地球同步衛(wèi)星加上軌道控制，保持星下點(diǎn)不變，就成了地球靜止衛(wèi)星現(xiàn)在是22頁\一共有83頁\編輯于星期日近圓形軌道使在不同地區(qū)獲取的圖像比例尺一致。使得衛(wèi)星的速度也近于勻速。便于掃描儀用固定掃描頻率對地面掃描成像，避免造成掃描行之間不銜接的現(xiàn)象。現(xiàn)在是23頁\一共有83頁\編輯于星期日近極地軌道軌道的傾角接近90°有利于增大衛(wèi)星對地面總的觀測范圍利用地球自轉(zhuǎn)并結(jié)合軌道運(yùn)行周期和圖像刈幅（長而寬的地帶）寬度的設(shè)計(jì)，可以觀測到南北緯81°之間的廣大地區(qū)。LandSat，SPOT，IKONOS，QUICKBIRD，風(fēng)云系列，中巴資源現(xiàn)在是24頁\一共有83頁\編輯于星期日太陽同步軌道衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向。軌道的傾角接近90度，衛(wèi)星要在兩極附近通過，因此又稱之為近極地太陽同步衛(wèi)星軌道。

有利于衛(wèi)星在相近的光照條件下對地面進(jìn)行觀測。有利于衛(wèi)星在固定的時(shí)間飛臨地面接收站上空，并使衛(wèi)星上的太陽電池得到穩(wěn)定的太陽照度?，F(xiàn)在是25頁\一共有83頁\編輯于星期日可重復(fù)軌道衛(wèi)星每繞地面一圈，衛(wèi)星進(jìn)動修正后，地球赤道由西往東旋轉(zhuǎn)了約2866km，第二條運(yùn)行軌跡相對前一條運(yùn)行軌跡在地面上西移2866km。一天24小時(shí)繞地13.944圈，第14圈時(shí)已進(jìn)入第二天，稱為第二天第一條軌道，這一條軌道與前一天第一條軌道之間差0.056圈，在地面上赤道處為159km。

偏移系數(shù)=-1

重復(fù)周期=18天

每天繞地圈數(shù)=13.944

現(xiàn)在是26頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat4/51982年美國在Landsat1-3的基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計(jì)了Landsat-4衛(wèi)星，并發(fā)射成功。1984年又發(fā)射了Landsat-5衛(wèi)星，與Landsat-4完全一樣。軌道特點(diǎn)近圓形軌道近極地軌道與太陽同步軌道可重復(fù)軌道軌道高度下降

傳感器多光譜掃描儀（MSS4bands）專題制圖儀（TM7bands）空間分辨力30米現(xiàn)在是27頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat-3與Landsat-4/5軌道參數(shù)表

現(xiàn)在是28頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat71999年4月15日發(fā)射LandSat7傳感器多光譜掃描儀（MSS4bands）增強(qiáng)型專題制圖儀（ETM7bands）空間分辨力30米全色波段分辨率為15米存儲能力強(qiáng)380Gbit數(shù)據(jù)傳輸速度塊150Mbit/s現(xiàn)在是29頁\一共有83頁\編輯于星期日Landsat-4/5與Landsat-7衛(wèi)星軌道參數(shù)表

現(xiàn)在是30頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT衛(wèi)星“SPOT”——法文SystemeProbatoired’ObservationdelaTarre縮寫，是法國空間研究中心（CNES）研制的一種地球觀測衛(wèi)星系統(tǒng)。1986年2月法國發(fā)射第一顆陸地衛(wèi)星（SPOT-1）2002年5月4日法國發(fā)射陸地衛(wèi)星（SPOT-5）

現(xiàn)在是31頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT衛(wèi)星軌道參數(shù)現(xiàn)在是32頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間HRV高分辨率成像儀VI植被測量儀Poam3極地臭氧和氣溶膠測量儀

現(xiàn)在是33頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT衛(wèi)星傳感器SPOT-1，2，32臺探測器:HRV（highresolutionvisible）SPOT-4HRVLR(highresolutionvisibleandinfrared)和植被檢測儀器（VI,VegetationInstrument）SPOT-5高分辨率幾何儀器（HRG,highresolutionGeometry），高分辨率立體成像儀（HRS,highresolutionstereoscopic）現(xiàn)在是34頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT衛(wèi)星HRV和VI探測器技術(shù)指標(biāo)現(xiàn)在是35頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT-5傳感器HRG通過側(cè)擺可在不同軌道上形成異軌立體兩條線陣CCD在同一焦平面上多光譜（G、R、NIR）10m短波紅外（SWIR）20m全色5m超級模式（Supermode）2.5mHRS由前視后視相機(jī)組成，形成同軌立體飛行方向10m線陣方向5m全色VI現(xiàn)在是36頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT-5A探測器地面分辨率

現(xiàn)在是37頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT的傾斜觀測功能重復(fù)觀測能力單星：2－3天/次多星：1天/次現(xiàn)在是38頁\一共有83頁\編輯于星期日立體成像裝置HRS20°20°600KmmaxiHRS120Km現(xiàn)在是39頁\一共有83頁\編輯于星期日Spot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的10米高程精度DEM現(xiàn)在是40頁\一共有83頁\編輯于星期日SPOT5DEM在不使用地面控制點(diǎn)，僅利用星相機(jī)、GPS和MORIS系統(tǒng)提供的高精度軌道與姿態(tài)參數(shù)的情況下，平坦地區(qū)的DEM精度可達(dá)15

米；利用地面控制點(diǎn)可獲得4.5米的高程精度。目前為止，法國不對外出售高分辨率SPOT-5

HRS立體影像，僅供軍方與授權(quán)用戶使用。

死海地區(qū)

現(xiàn)在是41頁\一共有83頁\編輯于星期日鳥巢SPOT2004現(xiàn)在是42頁\一共有83頁\編輯于星期日鳥巢SPOT2008現(xiàn)在是43頁\一共有83頁\編輯于星期日日本ALOS衛(wèi)星日本地球觀測衛(wèi)星計(jì)劃：大氣和海洋觀測系列陸地觀測系列2006年1月24日發(fā)射分辨率可達(dá)2.5米現(xiàn)在是44頁\一共有83頁\編輯于星期日5月18日ALOS衛(wèi)星觀測北川縣曲山鎮(zhèn)

山體滑坡

現(xiàn)在是45頁\一共有83頁\編輯于星期日中巴資源衛(wèi)星系列CBERS-1星1999年10月14日發(fā)射升空CBERS-02星2003年10月21日發(fā)射升空

CBERS-02B星2007年9月19日發(fā)射升空現(xiàn)在是46頁\一共有83頁\編輯于星期日CBERS-1星我國第一代傳輸型地球資源衛(wèi)星由中、巴兩國共同投資，聯(lián)合研制中巴地球資源衛(wèi)星（代號CBERS）。并規(guī)定CBERS投入運(yùn)行后，由兩國共同使用。主要用途監(jiān)測國土資源的變化，更新全國利用圖；測量耕地面積，估計(jì)森林蓄積量，農(nóng)作物長勢、產(chǎn)量和變化；監(jiān)測自然和人為災(zāi)害；勘探地下資源、圈定黃金、石油、煤炭和建材等資源區(qū)，監(jiān)督資源的合理開發(fā)?，F(xiàn)在是47頁\一共有83頁\編輯于星期日CBERS-1衛(wèi)星參數(shù)現(xiàn)在是48頁\一共有83頁\編輯于星期日CBERS-1傳感器參數(shù)現(xiàn)在是49頁\一共有83頁\編輯于星期日5月14CBERS-02B北川縣郊影像

現(xiàn)在是50頁\一共有83頁\編輯于星期日2.3.2高分辨率衛(wèi)星系列IKONOS（美國）QuickBird（美國）Orbview（美國）現(xiàn)在是51頁\一共有83頁\編輯于星期日IKONOSIKONOS是空間成像公司（SpaceImaging）設(shè)計(jì)制造的全球首顆高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星1999年4月27日IKONOS-1發(fā)射失敗1999年9月24日IKONOS-2在范登堡空軍基地發(fā)射成功，商業(yè)遙感衛(wèi)星進(jìn)入“1m分辨率的時(shí)代”。2006年底發(fā)射IKONOSBLOCK-2雙星雙分辨力衛(wèi)星系統(tǒng)，分辨率為0.47m，0.27m。2007年發(fā)射IKONOSBLOCK-3能夠全天候采集的合成孔徑雷達(dá)，分辨率為1m?，F(xiàn)在是52頁\一共有83頁\編輯于星期日IKONOS衛(wèi)星軌道太陽同步軌道軌道傾角98.1°軌道高度681km軌道周期98.3min重復(fù)周期14d現(xiàn)在是53頁\一共有83頁\編輯于星期日IKONOS傳感器傳感器系統(tǒng)由EastmanKodak研制三線陣CCD1m分辨率的全色傳感器4m分辨率的多光譜傳感器

0.45—0.52um（藍(lán)）

0.52—0.60um（綠）

0.60—0.69um（紅）

0.76—0.90um（近紅外）現(xiàn)在是54頁\一共有83頁\編輯于星期日IKONOS衛(wèi)星影像產(chǎn)品

按照精度級別，IKONOS圖像產(chǎn)品有6級Geo 25mStandardOrtho 11.8mReference 4.8mProPrecision 1.9mPrecisionPlus 0.9m按照類別IKONOS圖像產(chǎn)品有3類簡單幾何糾正正射糾正立體影像現(xiàn)在是55頁\一共有83頁\編輯于星期日IKONOS衛(wèi)星融合影像（1米）（排隊(duì)參觀毛主席紀(jì)念堂的隊(duì)伍清晰可見，花壇和背景草坪顯示出來，色調(diào)自然逼真，連紀(jì)念堂柱子的陰影都很清楚）IKONOS衛(wèi)星多光譜影像（4米）（排隊(duì)參觀毛主席紀(jì)念堂的隊(duì)伍隱約可見，花壇信息沒有，背景草坪不清晰）現(xiàn)在是56頁\一共有83頁\編輯于星期日現(xiàn)在是57頁\一共有83頁\編輯于星期日QUICKBIRDQuickbird衛(wèi)星（快鳥）由Ball航天技術(shù)公司、柯達(dá)公司和Fokker空間公司聯(lián)合研制，造價(jià)10億美元，由數(shù)字地球公司（DigitalGlobal）運(yùn)營1997年12月24日EarlyBird入軌4天后失蹤2000年11月20日Quickbird-1未入軌2001年10月18日Quickbird-2范登堡空軍基地發(fā)射成功現(xiàn)在是58頁\一共有83頁\編輯于星期日Quickbird主要性能參數(shù)發(fā)射日期2001年10月18日空間分辨率（底點(diǎn)）全色：0.61m，多光譜2.44m軌道高度450km，98°極地軌道，太陽同步定位精度三軸穩(wěn)定裝置，星相儀，GPS等輔助下，無地面控制點(diǎn)的定位精度：17-23米繞行一周收集的數(shù)據(jù)量57幅單景影像（128GB）掃描寬度和面積單景16.5×16.5km，一個(gè)飛行條帶：16.5km×165km量化級別11bits現(xiàn)在是59頁\一共有83頁\編輯于星期日Quickbird影像產(chǎn)品產(chǎn)品級別處理形式定位精度/m覆蓋范圍Basic級原始影像23全球Standard幾何糾正23全球Ortho1：25000級正射糾正12.7全球Ortho1：12000級正射糾正10.2美國Ortho1：4800級正射糾正4.1美國Ortho自定義級正射糾正可變?nèi)駼asic級影像產(chǎn)品Standard級影像產(chǎn)品正射糾正產(chǎn)品影像支持?jǐn)?shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)）Basic立體影像產(chǎn)品現(xiàn)在是60頁\一共有83頁\編輯于星期日QuickBird三峽壩區(qū)現(xiàn)在是61頁\一共有83頁\編輯于星期日Orbview-3美國軌道成像公司（OrbitalImaging）2003年6月26日發(fā)射升空現(xiàn)在是62頁\一共有83頁\編輯于星期日Orbview衛(wèi)星參數(shù)現(xiàn)在是63頁\一共有83頁\編輯于星期日Orbview1米全色現(xiàn)在是64頁\一共有83頁\編輯于星期日Orbview4米多光譜現(xiàn)在是65頁\一共有83頁\編輯于星期日幾種主要地球資源衛(wèi)星技術(shù)指標(biāo)衛(wèi)星傳感器波段空間分辨率（米）光譜范圍覆蓋范圍SPOT-5HRG全色B1:greenB2:redB3:nearinfraredB4:short-waveinfrared(SWIR)2.5or5101010200.48-0.710.50-0.590.61-0.680.78-0.891.58-1.7560kmSPOT-4HRVIR全色B1:greenB2:redB3:nearinfraredB4:short-waveinfrared(SWIR)10202020200.61-0.680.50-0.590.61-0.680.78-0.891.58-1.7560kmSPOT-1

SPOT-2

SPOT-3HRV全色B1:greenB2:redB3:nearinfrared102020200.50-0.730.50-0.590.61-0.680.78-0.8960kmLandsat7ETM+全色B1:blueB2:greenB3:redB4:nearinfraredB5:midinfraredB7:midinfraredB6:thermalinfrared153030303030301200.50–0.900.45–0.520.52–0.600.63–0.690.76–0.901.55–1.752.08–2.3510.4-12.5185kmIKONOS全色B1:blueB2:greenB3:redB4:nearinfrared1.04.04.04.04.00.45–0.900.45–0.520.51–0.600.63–0.700.76–0.8511kmQuickBird全色B1:blueB2:greenB3:redB4:nearinfrared0.612.442.442.442.440.45-0.900.45–0.520.52-0.600.63–0.690.76–0.9016.5km現(xiàn)在是66頁\一共有83頁\編輯于星期日2.3.4雷達(dá)類衛(wèi)星Radarsat（加拿大）ERS（歐盟）SRTM（美國）LIDAR現(xiàn)在是67頁\一共有83頁\編輯于星期日雷達(dá)成像的特點(diǎn)能穿透云霧、雨雪，全天候工作能力彌補(bǔ)可見光和紅外遙感的不足電磁波振幅信號和相位信號缺少紋理信息現(xiàn)在是68頁\一共有83頁\編輯于星期日合成孔徑雷達(dá)合成孔徑雷達(dá)是(syntheticApertureRadar,SAR)是一種高分辨率、二維成像雷達(dá)，特別適于大面積的地表成像。1978年6月美國發(fā)射了第一顆載有SAR的衛(wèi)星Seasat。民用星載SAR衛(wèi)星地面分辨率為10—30m。

現(xiàn)在是69頁\一共有83頁\編輯于星期日Radarsat系列衛(wèi)星

加拿大的Radarsat-1是世界上第一個(gè)商業(yè)化的SAR運(yùn)行系統(tǒng)由加拿大太空署、美國政府、加拿大私有企業(yè)于1995年11月4日合作發(fā)射。現(xiàn)在是70頁\一共有83頁\編輯于星期日Radarsat衛(wèi)星參數(shù)與太陽同步傾角98.5°衛(wèi)星高度790—800km重復(fù)周期24天地面分辨率8.5mSAR在C波段（波長5.6cm）現(xiàn)在是71頁\一共有83頁\編輯于星期日Radarsat衛(wèi)星工作模式

具有50km、75km、100km、150km、300km和500km多種掃描寬度和從10—100m的不同分辨率。帶寬分別為11.6MHz、17.3MHz和30MHz，使分辨率可調(diào)。每天可覆蓋73°N至北極全部地區(qū)，三天可覆蓋加拿大及北歐地區(qū)，24天覆蓋全球一次；現(xiàn)在是72頁\一共有83頁\編輯于星期日ERS系列

ERS-1與ERS-2是歐洲空間局分別于1991的1994