第八章-卫星遥感及其影像分解.ppt

遥感技术导论 第八章卫星遥感及其影像 卫星遥感技术系统简介Landsat卫星及其影像SPOT卫星及其影像CBERS卫星及其影像气象卫星 主要内容 8 1卫星遥感技术系统简介 遥感测试系统 遥感测试系统主要为星体 传感器 发射 测控 通讯等方面的基础研究还有四个方面的研究 1 进行卫星和航空遥感的模拟试验 2 试验遥感仪器设备的性能 3 地物波谱特性 4 遥感图像解译和应用 遥感试验区以便进行遥感模拟试验 检验各种仪器 设备的性能 通过地物波谱特性的研究为解译 识别和应用提供依据 并为图像的处理提供参量 试验区有大小类型 满足某方面需要的基本试验区 一般面积较小 几十公里左右 满足多学科 多专业和多要素试验的综合试验区 面积较大 1万平方公里到数万平方公里 星载系统 星载系统是卫星遥感的核心部件 按照控制系统的指令进行工作 主要接收来自地面各种地物的电磁辐射信息 同时收集各地面数据收集站发送的信息 然后将这两种信息再发回地面数据接收站 星载系统 星载系统 平台服务分系统 控制星体姿态 与地面通讯联系和星上数据管理 调整轨道 星体内各种仪器工作状态的监测 电源供应 星载系统 有效载荷分系统有效载荷分系统包括探测器 传感器 摄影仪器和其他专用设备如数据传输 空间环境监测和星上数据收集等星上遥感装置 是星体的主要组成部分 地面控制 处理系统 跟踪站跟踪站的主要任务是跟踪星体 不断对星体进行观测 将测得的卫星轨道数据及时提供给控制中心 以计算星体空间轨道及其变化 控制卫星的运行 跟踪站分固定型和流动型两种 地面控制 处理系统 接收站接收站执行两项主要任务 指挥和控制星体工作 接收星体传送下来的遥感图像信息及其有关数据 如卫星姿态参数 接收站将接收的全部数据分类记录在磁带上 并传输到控制中心 地面控制 处理系统 空间控制中心空间控制中心亦叫空间指挥中心 简称控制中心 是卫星遥感系统的大脑 负责监测和指挥卫星的运行 制定卫星及传感器每一天的日程 控制和协调全系统的正常工作数据处理与管理中心数据处理与管理中心简称数据资料中心 有时也叫数据处理机构 作用是及时处理遥感的图像信息 一 Landsat数据陆地卫星Landsat 1972年发射第一颗 已连续31年为人类提供陆地卫星图像 共发射了7颗 产品主要有MSS TM ETM 属于中高度 长寿命的卫星 陆地卫星的运行特点 1 近极地 近圆形的轨道 2 轨道高度为700 900km 3 运行周期为99 103min 圈 4 轨道与太阳同步 地球资源卫星数据 8 2Landsat卫星及其影像 Landsat数据系列 Tobecontinued Landsat的运行特征 准圆形 近极地轨道Landsat的轨道为圆形或近圆形轨道 与地面保持等距离 其目的是使卫星图像比例尺基本一致Landsat1 3轨道倾角99 125 Landsat4 5 7轨道倾角98 22 为近极地轨道 这种轨道有利于增大卫星对地面的观测范围 能保证全球绝大部分地区都在卫星覆盖之下 卫星轨道与太阳同步 即卫星轨道相对于地球的角进动 与太阳相对于地球的角进动相等 也就是卫星通过任意纬度的地方时基本是不变的 要实现与太阳同步 卫星运行的轨道必须西移 轨道倾角要大于90 使两条相邻轨道之间的距离 夹角 与该运行时段内太阳由东向西移动的距离 角度 相等 Landsat的运行特征 8 2 2Landsat图像的空间信息 1 图像的经纬度 图像获取的时间图像获取时间是指获取图像信息的地方时间 Landsat轨道是与太阳同步轨道 在发射时就确定了通过赤道的平均太阳时为上午9时45分左右 实际上通过中纬度地区都在上午9 10时左右 因此所有地区基本上都是在这段时间内拍摄的 这种近乎一致的光照条件 使全球范围内相同的地物具有相似的色调和灰度值 同时能形成立体感最强的阴影 便于互相对比 进行一致的分类和识别 8 2 2Landsat图像的空间信息 图像的重叠 图像航向重叠图像航向重叠是图像沿卫星运行方向的重叠 RBV由于25秒的固定的曝光时间间隔 便形成了固定的26公里的航向重叠区域 相当于图幅14 MSS和TM是连续扫描成像 相邻图像的航向重叠是地面处理分幅时 采用使扫描电子束分开 产生两次重复扫描 即相邻两像幅各扫一次的方法 产生重叠影像 MSS航向重叠16km 约占图幅的9 TM处理是固定为5 8 2 2Landsat图像的空间信息 图像旁向重叠图像航向重叠是图像在相邻轨道间的重叠 由轨道间距和成像宽度决定 Landsat1 3在赤道上两相邻轨道间距159km 成像宽度185km 形成26km的旁向重叠区域 约占图幅的14 Landsat4 5 7在赤道上两相邻轨道间距172km 成像宽度185km 形成13km的旁向重叠区域 约占图幅的7 因为地球是一个椭球体 卫星轨道在两极上空相交 因而相邻轨道间的距离从赤道向两极逐渐缩短 而卫星对地面扫描宽度不变 因此 卫星图像的旁向重叠从赤道向两极逐渐增大 8 2 2Landsat图像的空间信息 图像的投影RBV图像是光学镜头成像 地面上各点的投影光线均通过镜头中心 同航空像片一样 属于中心投影 MSS TM和ETM 都是扫描成像 每次有效扫描都有一个中心 一幅MSS像片要390次有效扫描才能扫出185 185km2的地面 就应有390个中心 故称多中心投影 而且投影中心是动态的 但卫星高度很大 视场角很小 可近似地看作是垂直投影 当要求不太严格时 可以当作地形略图使用 在较大比例尺制图中 应考虑投影变形的影响 必须进行几何纠正和投影转换 8 2 2Landsat图像的空间信息 8 2 2Landsat图像的空间信息 8 2 2Landsat图像的空间信息 图像的像框扭动传感器扫描时 卫星本身正从北向南运动 同时 地球正在自西向东旋转 在扫描器收集一幅图像信息的短暂时间内 地球的自转运动足以对图像边框产生偏斜的影响 使图像不是规则的正方形而是变成平行四边形 扫描图像像框的扭动变形与纬度有关 在高纬地区 扭动变形最为显著 向赤道逐渐减小 Landsat图像的周边由一些符号和注记 表明了图像的物理特性和几何特性 图像四角为四个 十 字形的配准符号 四周注有经纬度 下方有文字数字注记 最下方为灰标 共分为15个灰度级 文字数字注记说明了图像获取日期 位置 处理方式 波段 卫星名称等具体数字 特性和名称 8 2 2Landsat图像的空间信息 Landsat卫星的传感器 1 MSS 多光谱扫描仪 5个波段 2 TM 主题绘图仪 7个波段 3 ETM 增强主题绘图仪 8个波段 Tobecontinued MSS的波谱段 Tobecontinued TM数据 的波谱段 TM数据是第二代多光