遙感原理與應(yīng)用課件

緒論1§1、遙感概述

一、遙感的概念遙感（RemoteSensing)：從遠(yuǎn)處探測、感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過各種傳感器探測和接收來自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，來識別物體的屬性及其分布等特征的綜合技術(shù)。2二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)宏觀性、綜合性

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覆蓋范圍大、信息豐富。一景TM影像為185×185平方公里；影像包含各種地表景觀信息，有可見的，也有潛在的。二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)4多波段性

波段的延長使對地球的觀測走向了全天候。?SpaceImaging?SpaceImagingGreenReflectanceNIRReflectance多波段圖像Hereisanexampleofthreebands,green,redandnearinfra-reddisplayedseparatelyasgrayscalegreenredNear-infrared多波段圖像二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)7多時(shí)相性重復(fù)探測，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。LasVegas,1992LasVegas,1986LasVegas,1972二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)8多時(shí)相性重復(fù)探測，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。198620021992三、遙感的分類按照遙感的工作平臺分類：地面遙感、航空遙感、航天遙感。按照探測電磁波的工作波段分類：可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等。3、按照遙感應(yīng)用的目的分類：環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感等4、按照資料的記錄方式：成像方式、非成像方式5、按照傳感器工作方式分類：主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感9四、遙感技術(shù)系統(tǒng)遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成遙感試驗(yàn)：對電磁波特性、信息獲取、傳輸和處理技術(shù)的試驗(yàn)。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(yīng)用：10

遙感技術(shù)系統(tǒng)：是一個(gè)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(yīng)用的完整技術(shù)系統(tǒng)。四、遙感技術(shù)系統(tǒng)11衛(wèi)星傳感器信息接收、處理用戶制圖實(shí)況調(diào)查分析判斷物體四、遙感技術(shù)系統(tǒng)12Theprocessofremotesensing1.EnergySourceorIllumination照度(A)-thefirstrequirementforremotesensingistohaveanenergysourcewhichilluminatesorprovideselectromagneticenergytothetargetofinterest.2.RadiationandtheAtmosphere(B)-astheenergytravelsfromitssourcetothetarget,itwillcomeincontactwithandinteractwiththeatmosphereitpassesthrough.Thisinteractionmaytakeplaceasecondtimeastheenergytravelsfromthetargettothesensor.13Theprocessofremotesensing3.InteractionwiththeTarget(C)-oncetheenergymakesitswaytothetargetthroughtheatmosphere,itinteractswiththetargetdependingonthepropertiesofboththetargetandtheradiation.(與目標(biāo)地物的相互作用）

4.RecordingofEnergybytheSensor(D)-aftertheenergyhasbeenscatteredby,oremittedfromthetarget,werequireasensor(remote-notincontactwiththetarget)tocollectandrecordtheelectromagneticradiation.5.Transmission,Reception,andProcessing(E)-theenergyrecordedbythesensorhastobetransmitted,ofteninelectronicform,toareceivingandprocessingstationwherethedataareprocessedintoanimage(hardcopyand/ordigital).14Theprocessofremotesensing6.InterpretationandAnalysis(F)-theprocessedimageisinterpreted,visuallyand/ordigitallyorelectronically,toextractinformationaboutthetargetwhichwasilluminated.7.Application(G)-thefinalelementoftheremotesensingprocessisachievedwhenweapplytheinformationwehavebeenabletoextractfromtheimageryaboutthetargetinordertobetterunderstandit,revealsomenewinformation,orassistinsolvingaparticularproblem.Thesesevenelementscomprisetheremotesensingprocessfrombeginningtoend.Wewillbecoveringalloftheseinsequentialorder,buildingupontheinformationlearnedaswego.Enjoythejourney!15§2、遙感發(fā)展概況與展望RemoteSensing的提出：美國學(xué)者布魯伊特于1960年提出，61年正式通過。遙感發(fā)展的三個(gè)階段：萌芽階段航空遙感階段航天遙感階段16一、遙感發(fā)展概況

萌芽階段1839年，達(dá)格雷發(fā)表第一張空中相片；1858年，法國人用氣球攜帶照相機(jī)拍攝了巴黎的空中照片。1882年，英國人用風(fēng)箏拍攝地面照片；17HistoryofaerialphotographyandaerialplatformsJNNiepce(1826,France)Theworld’sfirstphotographicimage

UpperleftofthehousePeartree&apatchofskyshowingAnotherwingofthehouseTheslantingroofofthebarn

GFTournachon(1820-1910),hecallhimselfNadar.Thefirst-knownaerialphotographwasobtainedfromaballoonbyaParisianphotographerin1858nearParis,France.Intrepidballoon,1862TheballoonbeinginflatedbyusingportablehydrogengeneratingsystemduringtheCivilWar.

1906,Kitesfigure“SanFranciscoinruins”,GRLawrence,Aerialphotographof“SanFranciscoinruins”obtainedafterApril18,1906earthquakeusingacaptiveairshipconsistingof17kites.Thekitesachievedataltitudeof2000ftabovesealevel.Pigeons,1903.Asquadronofpigeonsequippedwithlightweight70-mmaerialcameras.Forobviousreasons,pigeonsarenotidealplatform.

航空遙感階段1903年，萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)，創(chuàng)造了條件。1909年，意大利人首次利用飛機(jī)拍攝地面照片。一戰(zhàn)中，航空照相技術(shù)用于獲取軍事情報(bào)。一戰(zhàn)后，航空攝影用于地形測繪和森林調(diào)查與地質(zhì)調(diào)查。1930年，美國開始全國航空攝影測量。1937年，出現(xiàn)了彩色航空像片。23

1903，WrightBrothers

發(fā)明了飛機(jī)，使航空攝影測量成為可能。Engine-poweredflightonDecember17,1903.Itlasted12secondsandcovered120ft.

AerialphotographyinWorldwarIFigureClose-up(特寫鏡頭)viewofaworldwarIFigureVerticalphotographyofWorldWarItrenches(戰(zhàn)壕)inEurope.AerialphotographyinWorldwarIIFigureVerticalaerialphotographofaV2rocketlaunchingfacilityaPeenemundeinWorldWarII.

航天遙感階段1957年，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；意義重大。70年代美國的陸地衛(wèi)星法國的Spot衛(wèi)星發(fā)展中國家的情況：中國，印度，巴西等。27二、我國遙感發(fā)展概況50年代航空攝影和應(yīng)用工作。60年代，航空攝影工作初具規(guī)模，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。70年代，騰沖遙感實(shí)驗(yàn)獲得巨大成功。70.4.24發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。80年代是大發(fā)展階段。目前，某些方面已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)水平行列。28二、我國遙感發(fā)展概況

我國遙感發(fā)展的特點(diǎn)29國家的重視和支持，為遙感的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。集中人力、物力重點(diǎn)公關(guān)，重點(diǎn)突破。全國性、大區(qū)域遙感工程的完成，充分顯示了我國遙感的特色和水平。三、當(dāng)前遙感發(fā)展主要特點(diǎn)與展望多國發(fā)射衛(wèi)星的局面已經(jīng)形成高分辨率小型商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展迅速雷達(dá)衛(wèi)星遙感日益受到青睞星載主動(dòng)式遙感的發(fā)展，使探測手段更趨多樣化。高光譜分辨率傳感器是未來空間遙感發(fā)展的核心內(nèi)容。高光譜分辨率傳感器是指既能對目標(biāo)物成像又可以測量目標(biāo)物波譜特性的光學(xué)傳感器。遙感應(yīng)用不斷深化30三、當(dāng)前遙感發(fā)展主要特點(diǎn)與展望地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與支持是遙感發(fā)展的又一進(jìn)展和動(dòng)向。遙感手段獲得的豐富信息GIS的科學(xué)管理遙感應(yīng)用有賴于GIS提供多種信息源進(jìn)行信息復(fù)合及其綜合分析。因此，GIS是遙感的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，成為遙感發(fā)展的一個(gè)新動(dòng)向。31§3、遙感在地理信息學(xué)中的作用一、遙感已成為地理信息學(xué)研究的重要信息源遙感信息的準(zhǔn)確性、客觀性遙感信息的實(shí)時(shí)性與及時(shí)性遙感信息的周期性：動(dòng)態(tài)研究遙感信息的多樣性：多波段信息；圖像信息與數(shù)字化信息；二維平面信息與三維空間信息；從而使獲得的信息形成多層次、多方式、多側(cè)面全方位，拓寬了地理信息學(xué)研究的深度和廣度。32§3、遙感在地理信息學(xué)中的作用二、遙感已成為地理信息研究的重要手段和方法遙感方法為地理信息分析提供了基礎(chǔ)，也為地理信息分析從定性到定量，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)創(chuàng)造了條件。遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，為地理信息研究提供了廣闊的發(fā)展前景。33§4、遙感的應(yīng)用

遙感應(yīng)用從內(nèi)容上可以概括為資源調(diào)查與應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測評價(jià)、區(qū)域分析規(guī)劃及全球宏觀研究四大領(lǐng)域。34一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面的應(yīng)用：農(nóng)、林土地資源調(diào)查、病蟲害、土壤干旱、鹽化沙化的調(diào)查及監(jiān)測。土地利用類型調(diào)查精細(xì)農(nóng)業(yè)作物估產(chǎn)“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查35一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用遙感在地質(zhì)礦產(chǎn)方面的應(yīng)用客觀真實(shí)地反映各種地質(zhì)現(xiàn)象，形象地反映區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,地質(zhì)找礦工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、水文地質(zhì)和災(zāi)害地質(zhì)37一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用在水文、水資源方面的應(yīng)用水資源調(diào)查、流域規(guī)劃、水土流失調(diào)查、海洋調(diào)查等。青藏高原水資源調(diào)查夏威夷群島淡水資源38二、遙感在環(huán)境監(jiān)測評價(jià)等方面的應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用污染物位置、性質(zhì)、動(dòng)態(tài)變化及對環(huán)境的影響；環(huán)境制圖長江三峽庫區(qū)環(huán)境本底調(diào)查、環(huán)境演變分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)測等在對抗自然災(zāi)害中的應(yīng)用災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)旱情、洪水、滑坡、泥石流和病蟲害森林火災(zāi)39二、遙感在環(huán)境監(jiān)測評價(jià)等方面的應(yīng)用40三、在區(qū)域分析及建設(shè)規(guī)劃方面的應(yīng)用騰沖、長春、三北防護(hù)林等都是遙感區(qū)域分析的典范。城市化和城市遙感的興起：城市土地利用、環(huán)境監(jiān)測、道路交通分析、環(huán)境地質(zhì)、城市規(guī)劃等41四、遙感在全球性宏觀研究中的應(yīng)用全球性問題與全球性研究（GlobalStudy）人口問題、資源危機(jī)、環(huán)境惡化等利用GPS監(jiān)測和研究板塊的運(yùn)移；深大斷裂活動(dòng)；全球性氣候研究和災(zāi)情預(yù)報(bào)；世界冰川的進(jìn)退。42PopulationChangeLasVegas,1964PopulationChangeLasVegas,1972PopulationChangeLasVegas,1986PopulationChangeLasVegas,1992五、遙感在其它方面的應(yīng)用在測繪制圖方面的應(yīng)用衛(wèi)星遙感可以覆蓋全球的每一個(gè)角落，不再有資料的空白區(qū)重復(fù)探測，為動(dòng)態(tài)制圖和利用地圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析提供了信息保障可以縮短成圖周期，降低制圖成本數(shù)字衛(wèi)星遙感信息可直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，省去了圖像掃描數(shù)字化的過程改變了傳統(tǒng)的從大比例尺逐級縮編小比例尺地圖的邏輯程序在歷史遺跡、考古調(diào)查方面的應(yīng)用在軍事上的應(yīng)用49思考題1、遙感的基本概念是什么？2、遙感探測系統(tǒng)包括哪幾部分？3、作為對地觀測系統(tǒng)，遙感與常規(guī)手段相比有什么特點(diǎn)？4、中國遙感事業(yè)的成就表現(xiàn)在哪些方面，有何特點(diǎn)？5051遙感的物理基礎(chǔ)

本章主要內(nèi)容電磁波與電磁波譜地物的光譜特性大氣和環(huán)境對遙感的影響第一節(jié)電磁波與電磁波譜電磁波及其特性電磁波譜電磁輻射源52一、電磁波及其特性波的概念：波是振動(dòng)在空間的傳播。53機(jī)械波：聲波、水波和地震波電磁波（ElectroMagneticSpectrum)

由振源發(fā)出的電磁振蕩在空氣中傳播。電磁波是通過電場和磁場之間相互聯(lián)系傳播的：原理電磁輻射:電磁能量的傳遞過程（包括輻射、吸收、反射和透射）稱為電磁輻射。54電磁波的特性電磁波是橫波在真空中以光速傳播電磁波具有波粒二象性：電磁波在傳播過程中，主要表現(xiàn)為波動(dòng)性；在與物質(zhì)相互作用時(shí)，主要表現(xiàn)為粒子性，這就是電磁波的波粒二象性。波動(dòng)性：電磁波是以波動(dòng)的形式在空間傳播的，因此具有波動(dòng)性粒子性：它是由密集的光子微粒組成的，電磁輻射的實(shí)質(zhì)是光子微粒的有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。電磁波的粒子性，使得電磁輻射的能量具有統(tǒng)計(jì)性55波粒二象性的程度與電磁波的波長有關(guān)：波長愈短，輻射的粒子性愈明顯；波長愈長，輻射的波動(dòng)特性愈明顯。56二、電磁波譜電磁波譜：將各種電磁波在真空中的波長按其長短，依次排列制成的圖表。

在電磁波譜中，波長最長的是無線電波，其按波長可分為長波、中波、短波和微波。波長最短的是γ射線

電磁波的波長不同，是因?yàn)楫a(chǎn)生它的波源不同。2、遙感常用的電磁波波段的特性57TheElectromagneticSpectrumMorethanmeetstheeye!58WavelengthThedistancefromonewavecresttothenextRadiowaveshavelongestwavelengthandGammarayshaveshortest!59WavelengthUnitsMetersmicronMorecommonlyinnanometers(1nm=10-9

meters)60LanguageoftheEnergyCycle:

TheElectromagneticSpectrumSpeedoflight=wavelength(l)xfrequency

=3x108m/sinvacuumWavenumers=1/wavelength(cm-1)FrequencyinGHz(1Hz=sec–1)61EnergyWavelengthl62SolarSpectrum=Shortwavespectrum=visiblespectrum:

Sunat6000K;peakemissionat0.5mmTerrestrial(陸地)Spectrum=LongwaveSpectrum=InfraredSpectrum=Thermal(熱)Spectrum:

SaharaDesertonNimbus(大型氣象實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星)4Satellite63CO2H2OO3TheoreticalPlanck(普朗克)curves:Earth~300K,peakemission~15mmEarthSpectrum64IncomingfromSun:Highenergy,shortwavelengthOutgoingfromEarthLowenergyLongwavelength0.5mm10mm20mmElectromagneticSpectrum65HighenergyShortwavelength/highfrequencyEmittedathighTSunEarth662、遙感常用的電磁波波段的特性紫外線(UV)：0.01-0.38μm，碳酸鹽巖分布、水面油污染。可見光：0.38-0.76μm，鑒別物質(zhì)特征的主要波段；是遙感最常用的波段。紅外線(IR)

：0.76-1000μm。近紅外0.76-3.0μm，中紅外3.0-6.0μm；遠(yuǎn)紅外6.0-15.0μm；超遠(yuǎn)紅外15-1000μm。（近紅外又稱光紅外或反射紅外；中紅外和遠(yuǎn)紅外又稱熱紅外。微波：1mm-1m。全天候遙感；有主動(dòng)與被動(dòng)之分；具有穿透能力；發(fā)展?jié)摿Υ蟆?7三、電磁輻射源自然輻射源太陽輻射：是可見光和近紅外的主要輻射源；常用5900K的黑體輻射來模擬；其輻射波長范圍極大；輻射能量集中-短波輻射。大氣層對太陽輻射的吸收、反射和散射。地球的電磁輻射：小于3μm的波長主要是太陽輻射的能量；大于6μm的波長，主要是地物本身的熱輻射；3-6μm之間，太陽和地球的熱輻射都要考慮。68太陽輻射照度分布曲線6970太陽與地球輻射的電磁波譜人工輻射源：主動(dòng)式遙感的輻射源。雷達(dá)探測。分為微波雷達(dá)和激光雷達(dá)。微波輻射源：0.8-30cm激光輻射源：激光雷達(dá)—測定衛(wèi)星的位置、高度、速度、測量地形等。71第二節(jié)地物的光譜特性

任何地物都有自身的電磁輻射規(guī)律，如反射、發(fā)射、吸收電磁波的特性。少數(shù)還有透射電磁波的特性。地物的這種特性稱為：地物的光譜特性。72地物的反射率、吸收率和透射率對于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即為弱輻射體；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。73一、地物的反射光譜特性地物的反射率（反射系數(shù)或亮度系數(shù)）：地物對某一波段的反射能量與入射能量之比。反射率隨入射波長而變化。影響地物反射率大小的因素：入射電磁波的波長入射角的大小地表顏色與粗糙度74地物的反射光譜：地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律。地物反射光譜曲線：根據(jù)地物反射率與波長之間的關(guān)系而繪成的曲線。地物電磁波光譜特征的差異是遙感識別地物性質(zhì)的基本原理。不同地物在不同波段反射率存在差異：雪、沙漠、濕地、小麥的光譜曲線7576傳感器探測波段的設(shè)計(jì)，是通過分析比較地物光譜數(shù)據(jù)而確定的。多光譜掃描儀（MSS）的波段設(shè)計(jì)：

MSS1(0.5-0.6μm)MSS2(0.6-0.7μm)MSS3(0.7-0.8μm)MSS4(0.8-1.1μm)77同類地物的反射光譜具有相似性，但也有差異性。不同植物；植物病蟲害地物的光譜特性具有時(shí)間特性和空間特性。時(shí)間特性空間特性7879不同植物光譜曲線比較80植被的病蟲害81時(shí)間特征

地物發(fā)射電磁波的能力以發(fā)射率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；地物的發(fā)射率是以黑體輻射作為參照標(biāo)準(zhǔn)。黑體：在任何溫度下，對各種波長的電磁輻射的吸收系數(shù)等于1（100%）的物體。黑體輻射(BlackBodyRadiation)：黑體的熱輻射稱為黑體輻射。82二、地物的發(fā)射光譜特性1.

PowerSource:BlackbodyRadiation

83Planck’sLaw:TheamountandspectrumofradiationemittedbyablackbodyisuniquelydeterminedbyitstemperatureMaxPlanck(1858–1947)NobelPrize1918Emissionfromwarmbodiespeakatshortwavelengthswavelength620K380K3、黑體輻射定律(1)普朗克熱輻射定律表示出了黑體輻射通量密度與溫度的關(guān)系以及按波長分布的規(guī)律。黑體輻射的三個(gè)特性輻射通量密度隨波長連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)最大值。溫度越高，輻射通量密度越大，不同溫度的曲線不同。隨著溫度的升高，輻射最大值所對應(yīng)的波長向短波方向移動(dòng)。85(2)玻耳茲曼定律

Stefan-Boltzmann'slaw

即黑體總輻射通量隨溫度的增加而迅速增加，它與溫度的四次方成正比。因此，溫度的微小變化，就會引起輻射通量密度很大的變化。是紅外裝置測定溫度的理論基礎(chǔ)。溫度3005001000200030004000500060007000波長9。665。802。901。450。970。720。580。480。41(3)維恩位移定律：Wien'sdisplacementlaw

隨著溫度的升高，輻射最大值對應(yīng)的峰值波長向短波方向移動(dòng)。4、地物的發(fā)射率和基爾霍夫定律發(fā)射率(Emissivity)：地物的輻射出射度（單位面積上發(fā)出的輻射總通量）W與同溫下的黑體輻射出射度W黑的比值。它也是遙感探測的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。影響地物發(fā)射率的因素：

地物的性質(zhì)、表面狀況、溫度（比熱、熱慣量）：比熱大、熱慣量大，以及具有保溫作用的地物，一般發(fā)射率大，反之發(fā)射率就小。按照發(fā)射率與波長的關(guān)系，把地物分為：黑體或絕對黑體：發(fā)射率為1，常數(shù)?；殷w(greybody)：發(fā)射率小于1，常數(shù)選擇性輻射體：發(fā)射率小于1，且隨波長而變化。89基爾霍夫定律：在一定溫度下，地物單位面積上的輻射通量W和吸收率之比，對于任何物體都是一個(gè)常數(shù)，并等于該溫度下同面積黑體輻射通量W黑。在給定的溫度下，物體的發(fā)射率=吸收率（同一波段）；吸收率越大，發(fā)射率也越大。地物的熱輻射強(qiáng)度與溫度的四次方成正比，所以，地物微小的溫度差異就會引起紅外輻射能量的明顯變化。這種特征構(gòu)成了紅外遙感的理論基礎(chǔ)。5、黑體的微波輻射

任何物體在一定的溫度下，不僅向外發(fā)射紅外輻射，也發(fā)射微波輻射。二者基本相似。但微波是地物低溫狀態(tài)下的重要輻射特性，溫度越低，微波輻射越明顯。微波輻射比紅外輻射弱得多，但技術(shù)上可以經(jīng)過處理來接收。916、地物的發(fā)射光譜發(fā)射光譜：地物的發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律。發(fā)射光譜曲線：按照發(fā)射率和波長之間的關(guān)系繪成的曲線。巖石的發(fā)射光譜分析（圖2-9石英）92第三節(jié)大氣和環(huán)境對遙感的影響大氣的成分大氣的結(jié)構(gòu)大氣對太陽輻射的影響大氣窗口環(huán)境對地物光譜特性的影響93一、大氣的成分大氣的傳輸特性：大氣對電磁波的吸收、散射和透射的特性。這種特性與波長和大氣的成分有關(guān)。大氣的成分：多種氣體、固態(tài)和液態(tài)懸浮的微?；旌辖M成的。大氣物質(zhì)與太陽輻射相互作用，是太陽輻射衰減的重要原因。94二、大氣的結(jié)構(gòu)大氣的垂直分層：對流層、平流層、中間層、熱層和大氣外層。對流層：航空遙感活動(dòng)區(qū)。遙感側(cè)重研究電磁波在該層內(nèi)的傳輸特性。平流層：較為微弱。中間層：溫度隨高度增加而遞減。熱層：增溫層。電離層。衛(wèi)星的運(yùn)行空間。大氣外層：1000公里以外的星際空間。95三、大氣對太陽輻射的影響太陽輻射的衰減過程：___%被云層反射回；___%被大氣吸收；___%被大氣散射；___%到達(dá)地面。（下頁圖）大氣的透射率公式：透射率與路程、大氣的吸收、散射有關(guān)。969798（一）大氣的吸收作用(P28)氧氣：小于0.2

μm；0.155為峰值。高空遙感很少使用紫外波段的原因。臭氧：數(shù)量極少，但吸收很強(qiáng)。兩個(gè)吸收帶；對航空遙感影響不大。水：吸收太陽輻射能量最強(qiáng)的介質(zhì)。到處都是吸收帶。主要的吸收帶處在紅外和可見光的紅光部分。因此，水對紅外遙感有極大的影響。二氧化碳：量少；吸收作用主要在紅外區(qū)內(nèi)?？梢院雎圆挥?jì)。99AbsorptionIncontrasttoscatter,atmosphericabsorptionresultsintheeffectivelossofenergytoatmosphericconstituents.Thisnormallyinvolvesabsorptionofenergyatagivenwavelength.Themostefficientabsorbersofsolarradiationinthisregardare:WaterVapourCarbonDioxideOzone100AbsorptionofEMenergybytheatmosphere（二）大氣的散射作用

散射作用：太陽輻射在傳波過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開。改變了電磁波的傳播方向；干擾傳感器的接收；降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量、影像模糊，影響判讀。大氣散射集中在太陽輻射能量最強(qiáng)的可見光區(qū)。因此，散射是太陽輻射衰減的主要原因。102ScatteringAtmosphericscatteringistheunpredictablediffusionofradiationbyparticlesintheatmosphere.Threetypesofscatteringcanbedistinguished,dependingontherelationshipbetweenthediameterofthescatteringparticle(a)andthewavelengthoftheradiation(

).ScatteringofEMenergybytheatmosphereRayleighScatter(瑞利散射)a<

Rayleighscatteriscommonwhenradiationinteractswithatmosphericmolecules(gasmolecules)andothertinyparticles(aerosols)thataremuchsmallerindiameterthatthewavelengthoftheinteractingradiation.TheeffectofRayleighscatterisinverselyproportionaltothefourthpowerofthewavelength.Asaresult,shortwavelengthsaremorelikelytobescatteredthanlongwavelengths.Rayleighscatterisoneoftheprincipalcausesofhazeinimagery.Visuallyhaze(霾)diminishesthecrispness(脆)orcontrastofanimage.105RelationshipbetweenpathlengthofEMradiationandthelevelofatmosphericscatterMie(米氏)Scattera=

Miescatterexistswhentheatmosphericparticlediameterisessentiallyequaltotheenergywavelengthsbeingsensed.WatervapouranddustparticlesaremajorcausesofMiescatter.ThistypeofscattertendstoinfluencelongerwavelengthsthanRayleighscatter.AlthoughRayleighscattertendstodominateundermostatmosphericconditions,Mie

scatterissignificantinslightlyovercastones.Non-selectivescattera>

Non-selectivescatterismoreofaproblem,andoccurswhenthediameteroftheparticlescausingscatteraremuchlargerthanthewavelengthsbeingsensed.Waterdroplets,thatcommonlyhavediametersofbetween5and100mm,cancausesuchscatter,andcanaffectallvisibleandnear-to-mid-IRwavelengthsequally.Consequently,thisscatteringis“non-selective”withrespecttowavelength.Inthevisiblewavelengths,equalquantitiesofbluegreenandredlightarescattered.Non-SelectivescatterofEMradiationbyacloud三種散射作用瑞利散射：當(dāng)微粒的直徑比輻射波長小得多時(shí)，此時(shí)的散射稱為瑞利散射。散射率與波長的四次方成反比，因此，瑞利散射的強(qiáng)度隨著波長變短而迅速增大。紫外線是紅光散射的30倍，0.4微米的藍(lán)光是4微米紅外線散射的1萬倍。瑞利散射對可見光的影響較大，對紅外輻射的影響很小，對微波的影響可以不計(jì)。多波段中不使用藍(lán)紫光的原因：112113顏色紅橙黃黃綠青蘭紫紫外線波長0.70.620.570.530.470.40.3散射率11.62.23.34.95.430.0無云的晴天，天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色？朝霞和夕陽為什么都偏橘紅色？米氏散射：當(dāng)微粒的直徑與輻射波長差不多時(shí)的大氣散射。云、霧的粒子大小與紅外線的波長接近，所以云霧對對紅外線的米氏散射不可忽視。無選擇性散射：當(dāng)微粒的直徑比輻射波長大得多時(shí)所發(fā)生的散射。符合無選擇性散射條件的波段中，任何波段的散射強(qiáng)度相同。水滴、霧、塵埃、煙等氣溶膠常常產(chǎn)生非選擇性散射。云霧為什么通常呈現(xiàn)白色？114結(jié)論

太陽輻射衰減的原因是什么？在可見光和近紅外波段，大氣最主要的散射作用是什么？無云的晴天，天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色？朝霞和夕陽為什么都偏橘紅色？微波為什么具有極強(qiáng)的穿透云層的作用？為什么在選擇遙感工作波段時(shí)，要考慮大氣層的散射和吸收作用？115四、大氣窗口1、大氣窗口：通過大氣而較少被反射、吸收或散射的投射率較高的電磁輻射波段。大氣窗口是選擇遙感工作波段的重要依據(jù)。常見的大氣窗口：116AtmosphericWindowsSomesensors,especiallythoseonmeteorologicalsatellites,seektodirectlymeasureabsorptionphenomenasuchasthoseassociatedwithCO2andothergaseousmolecules.Notethattheatmosphereisnearlyopaque(不透明)toEM(Electromagnetic)radiationinthemidandfarIR.Inthemicrowaveregion,bycontrast,mostoftheEMradiationmovesthroughunimpeded(未受到阻礙)-sothatradaratcommonlyusedwavelengthswillnearlyallreachtheEarthsurfaceunimpeded-althoughspecificwavelengthsarescatteredbyraindrops.五、環(huán)境對地物光譜特性的影響地物的物理性狀光源的輻射強(qiáng)度：緯度與海拔高度季節(jié)：太陽高度不同探測時(shí)間：時(shí)間不同，反射率不同。氣象條件119120咸寧市衛(wèi)星影像121荊州市(老江陵縣和沙市市)衛(wèi)星影像122鄂州市航片1231998年武漢及周邊衛(wèi)星影像124不同地物的遙感影像波譜曲線4、地物波譜特征的測量測量的目的

1、傳感器波段選擇、驗(yàn)證、評價(jià)的依據(jù)；

2、建立地面、航空和航天遙感數(shù)據(jù)的關(guān)系；

3、將地物光譜數(shù)據(jù)直接與地物特征進(jìn)行相關(guān)分析并建立應(yīng)用模型；地物反射波譜測量理論1、雙向反射比因子其定義是：在給定的立體角錐體所限制的方向內(nèi)，在一定輻照度和觀測條件下，目標(biāo)的反射輻射通量與處于同一輻照度和觀測條件下的標(biāo)準(zhǔn)參考面的反射輻射通量之比。式(2.12)126測量的方法

1、樣品實(shí)驗(yàn)室測量；可采用分光光度計(jì)。

2、野外測量；可采用地物光譜輻射計(jì)。127野外測量方法(P42)1281、垂直測量方法野外測量方法(P42)2、非垂直測量129130測量步驟：1、先測K2和K1。地面上平放標(biāo)準(zhǔn)板，用光譜輻射計(jì)垂直測量:1)自然光照射時(shí)測量一次，相當(dāng)于I值；2）用檔板遮住太陽光使陰影蓋過標(biāo)準(zhǔn)板，再測一次相當(dāng)于Id,；3）求出兩者比值K2＝Id/I;

4）再求出K1=1-K22、再測自然光下的反射比因子選擇太陽方向和觀測角，在同一地面位置分別迅速測量標(biāo)準(zhǔn)板反射和地物反射的輻射值，計(jì)算比值R。3、用黑擋板遮住太陽直射光，在只散射時(shí)分別迅速測量標(biāo)準(zhǔn)板和地物的輻射值，計(jì)算得到定向反射比因子4、由式(2.16)計(jì)算出雙向反射比因子。測量時(shí)可以保持太陽方位角始終為0度。131作業(yè)：1、P44第1題2、P44第4題3、P44第5題4、P44第6題5、P44第7題實(shí)習(xí)一地物光譜反射率的測定一、實(shí)習(xí)目的1、學(xué)習(xí)地物光譜的測定方法2、認(rèn)識地物光譜反射率規(guī)律二、實(shí)習(xí)儀器1、可見紅外光譜輻射計(jì)，波長0.4~1.1um。2、標(biāo)準(zhǔn)參考板（白板或灰板）三、實(shí)習(xí)步驟1、測量目標(biāo)和條件的選擇133環(huán)境：無嚴(yán)重污染，光照穩(wěn)定，無卷云，風(fēng)力小于3級，避開陰影和強(qiáng)反射體影響（測量者不穿白衣）。時(shí)間：9:30-14:30取樣：選擇自然狀態(tài)地表面作為觀測面，取樣面積大于地物自然表面起伏和不均勻的尺度，被測目標(biāo)面要充滿視場標(biāo)準(zhǔn)板：標(biāo)準(zhǔn)板表面與被測地物的表面相平行，與觀測儀器等距，并充滿儀器視場。2、記錄測量目標(biāo)基本信息：土壤、植被、水體、人工目標(biāo)、巖礦等3、記錄4、安裝儀器并開始測量環(huán)境參數(shù)：如地點(diǎn)和天氣狀況（風(fēng)力、云量）等134采用垂直測量，接近衛(wèi)星傳感器狀況，步驟如下：1）對標(biāo)準(zhǔn)板，讀取數(shù)據(jù)Vs。2）移開標(biāo)準(zhǔn)板對地物，讀取數(shù)據(jù)Vg。3）重復(fù)步驟1）2），測量5－9次，記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算平均值。4）更換目標(biāo)，做好信息記錄，重復(fù)1~3步驟。5）整理數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計(jì)算反射率。135儀器安裝注意事項(xiàng)如下：1）測量高度：儀器保持水平，與被測表面不小于1m。2）幾何關(guān)系：儀器軸線與天頂?shù)膬A斜角＜2度，標(biāo)準(zhǔn)面水平放置。5、分析實(shí)測結(jié)果要求如下：1）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，準(zhǔn)確繪出光譜反射率曲線圖（每一目標(biāo)一圖）2）根據(jù)所繪曲線比較不同地物光譜特征3）分析實(shí)習(xí)過程中可能引起誤差的因素。6、完成實(shí)習(xí)報(bào)告：內(nèi)容同上。136遙感成像原理與遙感圖像特征

本章主要內(nèi)容遙感平臺攝影成像掃描成像遙感圖像特征137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。它通過地物光譜儀或傳感器來對地面進(jìn)行近距離遙感，測定各種地物的波譜特性及影像的實(shí)驗(yàn)研究。三角架：0.75-2.0米；對測定各種地物的波譜特性和進(jìn)行地面攝影。遙感塔：固定地面平臺；用于測定固定目標(biāo)和進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測；高度在6米左右。遙感車、船：高度的變化；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(jìn)行遙感外，可以對海底進(jìn)行遙感。138第一節(jié)遙感平臺航空平臺：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分為低空平臺、中空平臺和高空平臺。低空平臺：2000米以內(nèi)，對流層下層中。中空平臺：2000-6000米，對流層中層。高空平臺：12000米左右的對流層以上。氣球：低空氣球：凡是發(fā)放到對流層中去的氣球稱為低空氣球；高空氣球：凡是發(fā)放到平流層中去的氣球稱為高空氣球?？缮仙?2-40公里的高空。填補(bǔ)了高空飛機(jī)升不到，低軌衛(wèi)星降不到的空中平臺的空白。航天平臺：包括衛(wèi)星、火箭、航天飛機(jī)、宇宙飛船。139140可應(yīng)用的遙感平臺141遙感平臺高度目的與用途其他靜止衛(wèi)星36000km定點(diǎn)地球觀測氣象衛(wèi)星圓軌道衛(wèi)星500-1000km定期地球觀測Landsat,SPOT,MOS小衛(wèi)星400km左右各種調(diào)查航天飛機(jī)240-350km不定期地球觀測天線探空儀0.1-100km各種調(diào)查(氣象)高高度噴氣式飛機(jī)10000-12000m偵察，大范圍調(diào)查可應(yīng)用的遙感平臺遙感平臺高度目的與用途其他中低高度飛機(jī)500-8000m各種調(diào)查，航空攝影測量飛艇500-3000m空中偵察，各種調(diào)查直升機(jī)100-2000m各種調(diào)查，攝影測量牽引飛機(jī)50-500m各種調(diào)查，攝影測量牽引滑翔機(jī)地面測量車0-30m地面實(shí)況調(diào)查車載升降臺142一、氣象衛(wèi)星系列氣象衛(wèi)星概述美國的“泰諾斯”(TIROS)衛(wèi)星系列：第一代實(shí)驗(yàn)氣象衛(wèi)星，從60年-65年共發(fā)射了10顆，極軌氣象衛(wèi)星。美國的雨云（Nimbus）衛(wèi)星系列：64-78年共發(fā)射了7顆，太陽同步軌道。美國的艾薩（ESSA）衛(wèi)星系列：66-69年共發(fā)射了9顆。美國的NOAA衛(wèi)星系列：70-94年共發(fā)射了16顆。太陽同步軌道。143144

1960年4月美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1(Tiros-1)。隨后，前蘇聯(lián)也相繼發(fā)射了自己的氣象衛(wèi)星。目前，在軌道上運(yùn)行的大多數(shù)氣象衛(wèi)星是由美國和俄羅斯發(fā)射的，其中很大一部分為極地軌道衛(wèi)星，簡稱極軌衛(wèi)星。

1966年美國發(fā)射第一顆業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星艾薩(ESSA)是極軌衛(wèi)星，主要提供可見光云圖。1970年、1978年美國又相繼發(fā)射諾阿(NOAA）和泰羅斯－N系列業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星。這些衛(wèi)星都屬于極軌氣象衛(wèi)星。極軌氣象衛(wèi)星的飛行高度一般在800－1500公里左右。由于衛(wèi)星的飛行高度低，因此衛(wèi)星照片分辨率高，圖象清晰。

1974年，美國成功地研制了第一顆靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星(GOES)。靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星在赤道的某一經(jīng)度、約36000公里高度上，它環(huán)繞地球一周約需24小時(shí)，幾乎與地球自轉(zhuǎn)同步。從地球上看好象衛(wèi)星是相對靜止的，故又稱為地球靜止衛(wèi)星。目前，日本GMS系列靜止氣象衛(wèi)星、俄羅斯的GOMES衛(wèi)星、歐盟METEOSAT-3

衛(wèi)星、印度的INSAT以及美國的兩顆靜止衛(wèi)星(GOES-E和GOES-W)共6顆衛(wèi)星組成地球靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)。這些衛(wèi)星位于赤道上空約36000公里高，每半小時(shí)向地球發(fā)送一次圖片。

中國也先后成功地發(fā)射了6顆氣象衛(wèi)星（3顆風(fēng)云－1和3顆風(fēng)云－2）。依靠這些衛(wèi)星，中國建立了自己的衛(wèi)星天氣預(yù)報(bào)和監(jiān)測系統(tǒng)。風(fēng)云－1是一種極地軌道氣象衛(wèi)星。風(fēng)云－2是一種靜止氣象衛(wèi)星。145氣象衛(wèi)星分布MODIS數(shù)據(jù)瀏覽進(jìn)入網(wǎng)站：選擇數(shù)據(jù)瀏覽菜單輸入日期區(qū)間如2007年10月-2008年2月，即可以查到接收到的圖像，點(diǎn)擊訂購，可以得到你所需要的數(shù)據(jù)?？梢钥吹揭痪笆且粋€(gè)條帶。146147我國氣象衛(wèi)星情況

1、1988年9月7日FY-1A星發(fā)射試驗(yàn)星4、1999年5月10日FY-1C星發(fā)射業(yè)務(wù)星3、1997年6月10日FY-2A星發(fā)射2、1990年9月3日FY-1B星發(fā)射試驗(yàn)星5、2000年6月25日FY-2B星發(fā)射6、2002年5月25日FY-1D星發(fā)射業(yè)務(wù)星7、2004年10月19日FY-2C星發(fā)射業(yè)務(wù)星8、2007年計(jì)劃FY-3A星發(fā)射試驗(yàn)星衛(wèi)星軌道參數(shù)1、衛(wèi)星速度：1482、衛(wèi)星運(yùn)行周期當(dāng)H=915km，T=103.267minG常數(shù)，M地球質(zhì)量，R地球半徑，H衛(wèi)星平均高度衛(wèi)星軌道參數(shù)3、衛(wèi)星高度：1494、同一天相鄰軌道間在赤道的距離Ra地球長半軸，=6378km；L=2874km5、每天衛(wèi)星繞地圈數(shù)T=24h,H=35860km衛(wèi)星軌道參數(shù)6、重復(fù)周期150d為偏移系數(shù)，某天某一軌道相對于上一天同號軌道偏移的軌道數(shù)，向西偏為正，向東偏為負(fù)。nint=integer(n)當(dāng)d=-1時(shí)，n=13.944,則nint=14；D=17.997=18天衛(wèi)星軌道參數(shù)7、可重復(fù)軌道(極軌衛(wèi)星)

假設(shè)陸地衛(wèi)星運(yùn)行周期為103.267min，衛(wèi)星每繞地面一天西移一條軌道圈，地球赤道由西向東旋轉(zhuǎn)了約2874km，去掉衛(wèi)星進(jìn)動(dòng)修正，為2866km，也即第二條運(yùn)行軌跡相對前一條運(yùn)行軌跡在地面上西移2866km。一天24h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，在地面赤道處為159km。18天總共繞地251圈，第252圈即第19天第一圈與第一天第一圈重合。圈間的距離為159km，但圖像的寬度為185km，在赤道處相鄰軌道間的圖像尚有26km的重疊。每天西移一條軌道。151一、氣象衛(wèi)星系列2、氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)軌道：低軌和高軌。成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量。短周期重復(fù)觀測：靜止氣象衛(wèi)星30分鐘一次；極軌衛(wèi)星半天一次。利于動(dòng)態(tài)監(jiān)測。資料來源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低。152氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)

空間覆蓋優(yōu)勢極軌氣象衛(wèi)星在約900km的高空對地觀測，一條軌道的掃描寬度可達(dá)2800km。每天都可以得到覆蓋全球的資料地球靜止衛(wèi)星在3．6萬公里的高空觀測地球，一顆靜止衛(wèi)星的觀測面積就可達(dá)1億7千萬平方公里，約為地球表面的1／3只有通過衛(wèi)星的大范圍觀測，才使人類獲得了幾乎無常規(guī)觀測的大范圍海洋、兩極和沙漠地區(qū)的資料。目前已經(jīng)可以通過衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，獲取全球或任何感興趣區(qū)域的空間連續(xù)的高分辨率氣象和環(huán)境資料,不受國界限制153氣象衛(wèi)星觀測可以大大地改善資料的時(shí)間取樣頻次。特別是靜止氣象衛(wèi)星可以獲得每小時(shí)一次的大范圍實(shí)時(shí)資料，必要時(shí)甚至可以獲取半小時(shí)的資料。有利于對災(zāi)害性天氣的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。雙星組網(wǎng)的極軌氣象衛(wèi)星也可以每天提供4次全球覆蓋的圖象資料和垂直探測資料。而常規(guī)高空站每天只在00時(shí)12時(shí)（世界時(shí)）進(jìn)行兩次觀測,且無法觀測海洋和無人地區(qū)。154氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)時(shí)間取樣優(yōu)勢與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內(nèi)在的均一性和良好的代表性。盡管世界氣象組織（WMO）已經(jīng)頒布了一系列規(guī)范來統(tǒng)一常規(guī)觀測儀器的性能和觀測方法，但仍不能避免不同國家和地區(qū)、使用不同儀器和方法獲得的資料的不一致性。測站分布的不均勻等，也使資料的不確定性增加。氣象衛(wèi)星是在較長一段時(shí)期內(nèi)使用同一儀器對全球進(jìn)行觀測，資料的相對可比較性強(qiáng)、分布均勻一致性好。衛(wèi)星資料則是對一定視場面積內(nèi)的取樣平均值，具有較好的區(qū)域代表性。155氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)資料一致性優(yōu)勢與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層

外這個(gè)新視角觀測地球—大氣系統(tǒng)的，所以有些重要的氣候變量，特別是通過整個(gè)垂直方向大氣層的積分參數(shù)，如地氣系統(tǒng)的反照率、大氣頂?shù)牡貧庀到y(tǒng)的射出長波輻射，只能通過氣象衛(wèi)星觀測才能獲得。目前已成功地從氣象衛(wèi)星觀測資料中導(dǎo)出了全球大氣溫度和濕度廓線、輻射平衡、海陸表面溫度及云頂溫度、風(fēng)場、云參數(shù)、冰雪覆蓋、云中液態(tài)水含量和降水量、臭氧總量和廓線、陸地下墊面狀態(tài)、植被狀況等諸多重要?dú)夂蚝铜h(huán)境參數(shù),這是任何其他觀測手段所不能觀測的。156氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)綜合參數(shù)觀測優(yōu)勢一、氣象衛(wèi)星系列3、氣象衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域天氣分析與氣象預(yù)報(bào)氣候研究與氣候變遷的研究資源環(huán)境領(lǐng)域：海洋研究、森林火災(zāi)、水污染157FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道1、2的探測波段分別處于植被反射的低谷和高峰區(qū)，利用二者的差值可以計(jì)算各種植被指數(shù)，植被指數(shù)能反映作物、森林、草場的生長情況，病蟲害及作物缺水狀況，并能進(jìn)行作物估產(chǎn)，這個(gè)通道還可以做判識水陸邊界，河口泥沙海冰等。FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道3處在紅外短波窗區(qū)，它對檢測地面高溫?zé)嵩?，比如，森林和草場的火?zāi)特別有效。FY-1C、D通道編號、波長范圍及其主要用途

通道4、5處于紅外窗區(qū)，用以測量地面溫度，這兩個(gè)通道相結(jié)合的目的在于對海面溫度反演中對大氣削弱進(jìn)行訂正，計(jì)算地表和海表溫度在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、洋流、城市熱島等方面有廣泛的應(yīng)用。LSTSSTFY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道6對雪的反射率較低，與其它通道結(jié)合有助于云、雪的判識，同時(shí)此通道對土壤濕度比較敏感，有助于干旱監(jiān)測。通道7-9是海洋水色通道，海洋水色反映海洋中葉綠素的含量，他還可以反映海洋渾濁度和海洋污染以及赤潮等情況。通道10是低層水汽通道，用于大氣修正和大氣透過率的計(jì)算?；鹎楸O(jiān)測

在AVHRR圖象中，由于高溫目標(biāo)在通道三的亮溫大大高于背景象元的亮溫，因而在通道三圖象上，含火點(diǎn)象元與周圍象元產(chǎn)生明顯反差。 利用增強(qiáng)，多通道彩色合成、閾值判斷等處理技術(shù)，可以從AVHRR資料中得到反映地面明火區(qū)、過火區(qū)、未燃區(qū)（森林、草原、農(nóng)田）、煙霧范圍和方向等各種反映林火和草原火的信息。并可探測到面積低于一個(gè)象元的亞象元火點(diǎn)。 極軌氣象衛(wèi)星（FY、NOAA）覆蓋范圍寬廣，每天觀測頻次在中高緯度達(dá)8-10次，可以多頻次的監(jiān)測火情。163164

氣象衛(wèi)星作用

熱帶氣旋沙塵暴監(jiān)測氣象衛(wèi)星作用沙塵暴氣象衛(wèi)星作用衛(wèi)星遙感產(chǎn)品熱島效應(yīng)火山爆發(fā)海溫分布二、陸地衛(wèi)星系列---

Landsat170

171Characteristic

LaunchedbyDateoflaunchDateofterminationAltitudeSensorRecurrentperiodLANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-2NASA1975.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-3NASA1978.3.51983.3.31915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16daysLANDSAT-5NASA1984.3.1Operating*1705kmMSS/TM16daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5-ETM16daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating*2705kmETM+16days*1:ThedatareceptionbyNASAwasfinishedtoJun30,2001.

*2:ThedatareceptionbyNASAwasfinishedtoNov30,2002.\Overview

LANDSAT-1istheworldfirstearthobservationsatellitelaunchedbytheUnitedStatesin1972andamemorablesatellitewhichhasbeenrecognizedinavailabilitybeingcapableofobservingtheearthfarfromspace.Itsexcellentobservationabilitybroughtabouttheimportanceofstate-of-the-artremotesensing.FollowingLANDSAT-1,LANDSAT-2,3,4,5and7werelaunched,andcurrentlyLANDSAT-7isoperatedasamainsatellite.LANDSAT-5isequippedwithMultispectralScanner(MSS)andThematicMapper(TM).MSSisanopticalsensortoobservethereflectedsolarradiationfromtheearthsurfaceinfourdifferentspectralbandsbyacombinationoftheopticalsystemandthesensor.TMisamoreadvancedversionofobservationequipmentthanMSS,whichobservestheearth'ssurfacein7spectralbandsrangingfromvisibletothermalinfraredregions.LANDSAT-7isequippedwithEnhancedThematicMapperPlus(ETM+),thesuccessorofTM.TheobservationbandsarebasicallysamesevenbandsasTMandthenewlyaddedband8witha15mofhighresolution.172173

WavelengthVisible:2bands

Near-infrared:2bandsSpatialResolution83mSwathWidth185km174

WavelengthVisible:3bands

Near-infraredandMiddle-infrared:3bands

Thermal-infrared:1bandSpatialResolutionVisible,Near-infraredandMiddle-infrared:30m

Thermal-infrared:120mSwathWidthAbout180km175Overview

TheETM+isanimprovedversionoftheLandsat4/5ThematicMapper(TM)payloads,butstillprovidesdatacontinuitywithallpriorLandsatmissions.ImprovementsintheinstrumentincludeincreasedspatialresolutionofthethermalIRband(Band6),improvementoftheradiometriccalibration（校正)equipment,andtheadditionofapanchromatic(全色)band(Band8).BelowisasimplifieddiagramoftheETM+.

176Characteristic

BandwavelengthbandResolution10.45-0.52mm30m20.52-0.60mm30m30.63-0.69mm30m40.76-0.90mm30m51.55-1.75mm30m610.4-12.5mm60m72.08-2.35mm30m80.50-0.90mm15mOrbitsofEarthObservationSatellites

Theorbitisthepathtakenbytheartificialsatellitesincludingearthobservationsatelliteswhentheyflyaroundtheearth.Thereareseveraltypesoforbits,andtheorbitisselecteddependingonpurposesofthesatellites.Earthobservationsatelliteshaveamajormissiontoobservetheentireearth,sotheycirclethemostsuitableSun-synchronoussub-recurrentorbit.Sun-synchronoussub-recurrentorbit

Sun-synchronoussub-recurrentorbitisacombinationofsun-synchronousorbitandsub-recurrentorbit.

177178Withsun-synchronousorbit

Withsun-synchronousorbit,positioningbetweenthesatelliteandthesunisalwaysthesame,whichmeanstheareathesatellitefliesoveralwaysgetssamesunlightangle.Withthisorbit,theincidenceangle（入射角）

ofsunlighttothelandsurfaceisalwaysthesame,anditallowstoobserveradiationandreflectionfromthelandsurfaceaccurately.

Asub-recurrentorbit

Asub-recurrentorbitmeansthatafteracertainnumberofdays,thesatelliterepeatsitsoriginalorbit.Thisorbitenablesthesatellitetoobservethesameareaatregularintervals.179

Sun-synchronousorbit

Sub-recurrentorbit

SunSynchronousOrbitofLandsat7

SunElevationAngle

181Satellitesandorbits182二、陸地衛(wèi)星系列---SPOT衛(wèi)星18318486878889909192939495969798992000010203040506070809

SPOT5

SPOT4衛(wèi)星運(yùn)行服務(wù)中斷發(fā)射日或重新開始服務(wù)日

SPOT1

SPOT2SPOT3

185Overview

TheFrenchearthobservationsatellitesSPOT-1,2,3and4werelaunchedintoasun-synchronoussub-recurrentorbitatanaltitudeofabout822