遥感数字图像的获取和存储ppt课件

.,1,第2讲课题：遥感数字图像的获取和存储目的要求：了解遥感图像的获取过程、遥感的应用及其发展趋势、遥感的物理基础教学重点：遥感图像的获取过程教学难点：遥感的物理基础教学课时：2课时教学方法：授课为主、鼓励课堂交流本次课涉及的学术前沿：遥感技术的发展方向,.,2,一什么是遥感(REMOTESENSING)遥感即遥远感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术1遥感系统：是一个从地面到空中乃至整个空间，从信息收集、存储、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系，主要包括遥感试验、信息获取（传感器、遥感平台）、信息传输、信息处理、信息应用等5个部分。2遥感的过程,.,3,遥感的过程,传感器,地物发射或反射电磁波,数据处理,数据获取,介质(大气),信息提取,应用,4,.,遥感的过程大致分为6个阶段：(1)地物发射或反射电磁波A:一般物体的发射辐射实际物体的辐射依赖波长温度构成物体材料表面状况等,.,5,发射率=W/W发射率为实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比,.,6,物体温度的振幅取决于物体热惯量P,可以通过热红外影像、测量地物的周日变化和辐射特性、借助热模型计算出来。,.,7,应用:用MODIS影像白天和夜间影像灰度-热惯量P-裸露土壤含水量-干旱监测热红外影像-城市热岛监测NDVI=(热红外-红波段)/(热红外+红波段)植被检测,.,8,B:地物的反射辐射物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。物体对入射辐射的选择性作用受物体的组成成分、结构、表面状态以及物体所处环境的控制和影响。在漫反射的情况下，组成成分和结构是控制因素。,.,9,C:地物波谱特性,-同一地物的波谱特性相近-不同地物的波谱特性相差很大应用:利用地物的波谱特性-波谱特性曲线-地物分类识别,.,10,(2)介质(大气),大气的影响吸收+散射+反射,大气窗口,通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利的电磁辐射波段通常称为“大气窗口”.,.,11,研究大气对电磁波的影响作用：确定大气窗口-波段选择(用户)感兴趣目标卫星传感器波段设计的依据不能透过的波段-大气研究(天气预报),.,12,(3)遥感平台及传感器(数据获取),平台及及传感器特点三高(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率)5M以下5-6nm,600波段1-3d空间分辨率：指遥感图像上能够详细区分的最小目标的尺寸或大小。光谱分辨率：指传感器记录的电磁光谱中特定波长的范围和数量，波长范围越窄光谱分辨率越高，波段数越多光谱分辨率越高。时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为时间分辨率。三多(多平台、多传感器、多角度),.,13,(4)数据处理A:遥感影像辐射处理遥感图像的辐射误差主要包括：-传感器本身的性能引起的辐射误差-地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差-大气的散射和吸收引起的辐射误差辐射处理,.,14,B:遥感图像的几何处理遥感图像构像方程遥感图像的几何变形-传感器成像方式引起的图像变形-传感器外方位元素变化的影响-地形起伏引起的像点位移-地球曲率引起的图像变形-地球自转的影响,.,15,:遥感图像的几何处理-遥感图像的粗加工处理-遥感图像的精纠正处理-图像间的自动配准和数字镶嵌,.,16,(5)信息提取特征-光谱特征、空间特征、时间特征和极化特征特征变换特征选择目标提取与分类,.,17,(6)应用在测绘中的应用在环境和灾害监测中的应用在地质调查中的应用在农林牧等方面的应用,.,18,二遥感的发展,1、发展过程1962年密执安大学第一届遥感讨论会1971年第一届国际遥感讨论会1972年ERTS-1（Landsat-1)发射成功20世纪80年代第二代遥感卫星上天Landsat-4/5SPOT1,.,19,20世纪90年代至今第三代Landsat-7SPOT2-5RadarSatCBERSIRS-1B/C/DIRS-P,.,20,2为什么上世纪60年代迅速发展?,.,21,2、20世纪60年代遥感技术迅速发展的原因（1）传感器的发展摄影:紫外波段-可见光-近红外波段黑白影像-多光谱影像扫描仪:多光谱-中远红外-微波雷达:微波被动式-主动式,.,22,（2）空间技术的发展卫星-宇宙飞船(航天飞机)-空间站-小卫星群（3）计算机技术的发展（4）数学、物理及专业理论的发展,.,23,3、遥感技术的主要发展趋势遥感技术从上世纪60年代提出至今，经历了40年的发展后，已成为一门集空间科学技术、通信技术、计算机技术等技术以及跨地球科学、电子科学、物理学等学科的新兴科学与技术。,.,24,(1).概念的发展a).摄影测量（photogrammetry，150年前）遥感（remotesensing，40年前）摄影测量与遥感（remotesensing&photogrammetry，20年前）遥感科学与技术（remotesensingscienceandtechnology，当代）b).狭义地，遥感科学与技术属于对地观测（Earthobservation）体系的组成部分,.,25,(2).平台与观测技术的发展三多（多平台、多传感器、多角度）三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）民用空间分辨率可高达0.62m，军用的高达10cm；光谱分辨率可达nm级；小卫星群的重访周期为13天；机载、星载SAR卫星日益普及，提供全天候、全天时的观测能力,.,26,(3).定位技术的发展（）a)利用机载和地面GPS接收机进行载波相位差分GPS定位以确定传感器的空间位置，实现摄影测量与遥感定位。可大量免除野外作业。b)利用DGPS(差分全球定位系统DifferentialPositionSystem)与INS惯导系统，可以获得航空航天影像传感器的位置与姿态，实现定点摄影和无地面控制的高精度对地观测和三维重建。,.,27,c)将DGPS、INS和LIDAR集成，可实现无地面控制的实时三维测量。,.,28,定位技术（无地面控制）,a)：利用三轴稳定装置，星相仪，GPS等辅助下，无地面控制点的定位精度：1723米b)：法国在全球设54个站点（中国设在南京紫金山天文台），利用Doppler频移以精确解求卫星的空间坐标，对Topes/Poseidon卫星的高度测量，精度达3cm，对SPOT5直接进行无地面控制的正射影像制作，精度可以达到15m，完全满足国家安全的要求。,.,29,(4).处理技术的发展a)影像识别和分类不再限于统计分类，基于结构和纹理的分析方法正被引入；b)目标识别从传统的目视判读到目前常用的人机交互判读，正在向自动化和智能化方向发展；,.,30,d)影像融合技术、数据压缩技术继续成熟；e)大规模影像库的建设带来影像检索技术和无缝影像库的发展；f)空间数据挖掘用于遥感图象解译,.,31,(5).遥感应用领域的拓展a）利用多时相影像发现土地利用变化、农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球和局部环境监测；b）利用高分辨率影像提取城市信息(交通道路网络)；,.,32,c）军事应用越来越重要：重要目标定位与侦察、导航与武器制导、打击效果评估、战场环境监测等等；d）高光谱遥感在精准农业中的应用e）在建设数字城市、数字省区和数字中国中的应用：，和。,.,33,(6).遥感基础理论的发展a)从影像的几何与物理方程出发，开展全定量化，遥感反演遥感正经历着由定性定量的发展；,.,34,b)研究成象机理、地物波谱特性、各大气层和气溶胶对电磁波谱的吸收和散射特征、不同地物对电磁波的吸收、发射和散射特征等,.,35,三、遥感的应用测绘:快速成图地图修测困难地区测图农业:作物长势监测(病虫害)估产林业:森林火灾森林调查、管理森林病虫害水:水灾水资源水土流失,.,36,海洋:海岸带滩涂海温、海流导航水产资源赤潮环境:两极环境(冰雪融化、o3)全球环境(大气、水、陆地污染)气象:台风、天气预报、大气环境,.,37,地质:找矿地震考古:古遗址军事:揭露伪装卫星定位情报快速获取,.,38,思考题:1:什么是遥感及主动遥感?什么是遥感系统?名词解释：论述题：2:遥感的发展趋势.,.,39,四、电磁波变化的电场和磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等都是电磁波。电磁波是一种横波,.,40,电磁波具有波动性与粒子性波动性形成了光的干涉、衍射、偏振等现象(1)干涉:由两个（或两个以上）频率、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的电磁波在空间叠加时，合成波振幅为各个波的振幅的矢量和。因此会出现交叠区某些地方振动加强，某些地方振动减弱或完全抵消的现象。,.,41,微波遥感中的雷达也是应用了干涉原理成像的,其影像上会出现颗粒状或斑点状的特征，这是一般非相干的可见光影像所没有的，对微波遥感的判读意义重大。,.,42,(2)衍射:光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象研究电磁波的衍射现象对设计遥感仪器和提高遥感图像几何分辨率具有重要意义。另外在数字影像的处理中也要考虑光的衍射现象。,.,43,(3)偏振:指电磁波传播的方向性电磁波有偏振、部分偏振和非偏振波，许多散射光、反射光、透射光都是部分偏振光。偏振在微波技术中称为“极化”。遥感技术中的偏振摄影和雷达成像就利用了电磁波的偏振这一特性。,.,44,五、电磁波谱按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波低能量高,.,45,红0.620.76m可见光绿0.500.56m蓝0.430.47m远红外处615m红外波段中红外36m近红外0.763m微波1mm1m,.,46,六、物体的发射辐射,（一）黑体辐射1绝对黑体:对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体绝对黑体的吸收率(,T)1反射率（,T）0绝对白体则能反射所有的入射光反射率（,T）1，吸收率(,T)0与温度和波长无关,.,47,2黑体辐射定律W分谱辐射通量密度h普朗克常数C光速K玻耳兹曼常数T绝对温度,.,48,3黑体辐射波谱曲线,.,49,黑体辐射的三个特性:(1)总辐射通量密度W是随温度T的增加而迅速增加斯忒藩玻耳兹曼公式:单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比(2）分谱辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动维恩位移定律:若知道了某物体温度，就可以推算出它所辐射的波段(3)每根曲线彼此不相交温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大,.,50,（二）一般物体的发射辐射发射率=W/W是一个介于0和1的数即：发射率就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。绝对黑体1灰体但01选择性辐射体()理想反射体（绝对白体）0,.,51,大多数物体可以视为灰体为了便于分析，常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照，这时的黑体辐射温度称为等效黑体辐射温度（或称等效辐射温度），写为T等效,.,52,式中为实际物体的辐射温度,.,53,七、地物的反射辐射,（一）地物的反射类别(三种形式)1:镜面反射2:漫反射3:方向反射从空间对地面观察时，对于平面地区，并且地面物体均匀分布，可以看成漫反射；对于地形起伏和地面结构复杂的地区，为方向反射。,.,54,（二）光谱反射率以及地物的反射光谱特性1光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。一个物体的反射波谱的特征主要取决于该物体与入射辐射相互作用的波长选择,.,55,四种地物的反射波谱特性曲线,四种地物的反射波谱特性曲线,四种地物的反射波谱特性曲线,四种植物的反射波谱特性曲线,2地物的反射波谱特性,.,56,反射波谱特性曲线,反射波谱响应曲线,.,57,同一春小麦在不同生长期的反射波谱特性曲线,.,58,各种建筑物屋顶的波谱特性,.,59,各种道路的波谱特性,.,60,几种岩石的反射波谱曲线,.,61,不同含水量的玉米叶子反射特性曲线,.,62,不同叶绿素含量的海水的反射特性曲线,.,63,三种低含水量土壤的反射特性曲线,.,64,（三）影响地物光谱反射率变化的因素太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况等,.,65,八、地物波谱特性的测定（一）地物波谱特性：指各种地物各自所具有的电磁波特性（发射辐射或反射辐射）（二）测定原理:用光谱测定仪器（置于不同波长或波谱段）分别探测地物和标准板，测量、记录和计算地物对每个波谱段的反射率，其反射率的变化规律即为该地物的波谱特性。,.,66,（三）测定地物反射波谱特性的仪器分为:分光光度计、光谱仪、摄谱仪等302型野外分光光度计结构原理图,.,67,（四）测量的步骤：(1)架设好光谱仪，接通电源并进行预热(2)安置波长位置，调好光线进入仪器的狭缝宽度；(3)将照准器分别照准地物和标准板，并测量和记录地物、标准板在波长1，2，n处的观测值I和I0,.,68,A:先测量地物的反射辐射通量密度物体的光谱反射辐射通量密度物体的光谱反射率太阳入射在地物上的光谱照度大气光谱透射率光度计视场角光度计有效接收面积单色光波长宽度,(,.,69,经光电管转变为电流强度在电表上指示读数，它与关系为：B:测量标准板的反射辐射通量密度标准板为一种理想的漫反射体，它一般由硫酸钡或石膏之类做成。,.,70,C:地物的电流强度与标准板的电流强度相比,.,71,(4)绘制出地物的反射特性曲线根据所测结果，以为纵坐标轴，为横坐标轴画出地物反射波谱特性曲线注:由于地物波谱特性的变化与太阳和测试仪器的位置、地理位置、时间环境（季节、气候、温度等）和地物本身有关，所以应记录观测时的地理位置、自然环境（季节、气温、温度等）和地物本身的状态，并且测定时要选择合适的光照角，正因为波谱特性受多种因素的影响，所测的反射率定量但不唯一,.,72,九、大气对辐射的影响,（一）地球大气从垂直方向可划分成四层，对流层、平流层、电离层和外大气层.大气成分主要有:氮、氧、氩、二氧化碳、氦、甲烷、氧化氮、氢（这些气体在80km以下的相对比例保持不变，称不变成分）臭氧、水蒸气、液态和固态水（雨、雾、雪、冰等）、盐粒、尘烟（这些气体的含量随高度、温度、位置而变、称为可变成分）等。,.,73,（二）大气对太阳辐射的吸收、散射及反射作用(分子散射)紫外线、可见光、红外线、微波(大气吸收),.,74,1大气吸收大气吸收的主要成分是氧气、臭氧、水、二氧化碳等氧气(微波中0.253cm，0.5cm)臭氧(0.3m以下的紫外区)水0.701.95m2.53.0m4.98.7m15m1mm间的超远红外区二氧化碳(红外区),.,75,2大气散射电磁波在传播过程中遇到小微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开，称散射(1)米氏(Mie)散射如果介质中不均匀颗粒的直径a与入射波长同数量级，发生米氏散射；,.,76,(2)均匀散射当不均匀颗粒的直径a时，发生均均匀散射；(3)瑞利（Rayleigh）散射而瑞利散射的条件是介质的不均匀程度a小于入射电磁波波长的十分之一。散射强度与波长的四次方成反比,.,77,可见光波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是散射引起衰减,.,78,3大气窗口通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利的电磁辐射波段通常称为“大气窗口”.（1）0.301.15m大气窗口：是遥感技术应用最主要的窗口之一。其中0.30.4m近紫外窗口,透射率为700.40.7m可见光窗口,透射率约为950.71.10m近红外窗口,透射率约为80,.,79,（2）1.32.5m大气窗口：属于近红外波段1.31.9m窗口,透射率为60-951.551.75m透射率高2.02.5m窗口,透射率为80（3）3.55.0m大气窗口：属于中红外波段透射率约为6070（4）814m热红外窗口,透射率为80%左右（5）1.0mm1m微波窗口,透射率为35100%,.,80,4辐射传输方程,传感器光谱响应系数大气光谱透过率太阳入射的光谱能量太阳高度角地物光谱反射率地面温度时的黑体光谱辐射通量密度地物光谱发射率大气散射和辐射的能量,.,81,习题：,1、名词解释：模拟图像、遥感、主动遥感、遥感系统、2、大气对辐射的影响？3、大气对遥感有何影响?何为大气窗口?,.,82,第3讲课题：遥感平台及运行特点目的要求：了解遥感平台的种类、各类卫星轨道及运行特点教学重点：陆地卫星及其轨道特征教学难点：各类卫星轨道及运行特点教学课时：2课时教学方法：授课为主、鼓励课堂交流本次课涉及的学术前沿：遥感平台的最新发展,.,83,一、遥感平台的种类遥感平台:遥感中搭载遥感器的工具1、地面平台:指用于安置遥感器的三角架、遥感塔、遥感车等，高度在100m以下。在上放置地物波谱仪、辐射计、分光光度计等，可以测定各类地物的波谱特性。,.,84,2、航空平台:高度在100米-100km，用于各种调查、空中侦察、摄影测量的平台。3、航天平台一般指高度在240km以上的航天飞机和卫星等其中高度最高的要数气象卫星GMS所代表的静止卫星，它位于赤道上空36000km的高度上，Landsat、spot、MOS等地球卫星高度也在700km900km之间。,.,85,二、卫星轨道及运行特点,（一）轨道参数1升交点赤经2近地点角距3轨道倾角4卫星轨道的长半轴a5卫星轨道的偏心率（或称扁率）e=c/a6卫星过近地点时刻T,.,86,（二）卫星坐标的测定和解算1星历表法解算卫星坐标条件:六个卫星轨道参数和卫星在该瞬间的精确时间t(1)卫星在地心直角坐标系中的坐标,E为偏近点角，其与卫星运行t的关系为：E-esinE=n(t-T),V为卫星的真近点角,.,87,坐标系XYZ绕Z轴旋转XYZX=rcosVcos+sinVsinY=-rcosVsin+sinVcosZ=0坐标系XYZ绕X轴旋转i角，绕Z轴旋转角至XYZ坐标系,.,88,(2)卫星在大地地心直角坐标系中的坐标大地地心直角坐标轴与地心直角坐标X轴之间移位一个时角,.,89,(3)卫星的地理坐标,式中：B纬度；L经度；N卯酉圈半径；HD卫星大地高程,编制成卫星星历表,卫星的时刻参数输入后就能输出星历坐标,.,90,2用全球定位系统（GPS）测定卫星坐标系统组成:地面控制部分+空间部分+用户部分6个轨道平面，同一轨道平面内中有4颗工作卫星，彼此相距120卫星离地高度为20200km，按圆形轨道运行,.,91,伪距法定位:在某一瞬间利用GPS接收机至少测定四颗卫星的伪距，根据已知的GPS卫星位置和伪距观测值，采用距离交会法即可求得接收机的二维坐标和时钟改正数。=ct/2式中：xi、yi、zi、为第I颗GPS卫星的坐标，是已知的,.,92,为电离层延迟改正；为对流层延迟改正；Vti为GPS卫星的时钟改正数；Vtj为接收机观测瞬间的时钟改正数。i=1,2,3,4。,.,93,（三）卫星姿态角滚动-绕x轴旋转的姿态角俯仰-绕y轴旋转的姿态角航偏-绕z轴旋转的姿态角1红外姿态测量仪测定姿态角的方法基本原理，是利用地球与太空温差达287K这一特点，以一定的角频率，周期地对太空和地球作圆锥扫描，根据热辐射能的相位变化来测定姿态角。一台这样的仪器只能测定一个姿态角Landsat1上的AMS，测定姿态角的精度为0.07,.,94,一台这样的仪器只能测定一个姿态角,.,95,2恒星摄影机测定姿态角的方法是将恒星摄影机与对地摄影机组装在一起，两者的光轴交角在100120之间的某一个角度上。至少摄取35颗五等以上的恒星，并精确记录卫星运行时刻，再根据恒星星历表，摄影机标称光轴指向等数据解算姿态角精度1时为交错偏移。,.,104,三、陆地卫星及轨道特征,按综合分类为陆地卫星（Landsat）高分辨卫星高光谱卫星合成孔径雷达,.,105,（一）陆地卫星类LANDSAT系列（美）、SPOT系列（法）、IRS系列（印度）、ALOS系列（日）、RESURSO1系列（俄）等特点-多波段扫描、地面分辨率为30m,.,106,1:LANDSAT系列,.,107,RBV：反束光导摄像机MSS：多光谱扫描仪HRV：高分辨率成像仪TM：专题制图仪ETM：加强型专题制图仪,.,108,Landsat轨道参数,.,109,Landsat1-3三颗卫星的星体形状,.,110,卫星轨道及其运行特点(landsat1-3)(1)近圆形轨道实际轨道高度变化在905918km之间，偏心率为0.0006。因此为近圆形轨道。目的:A是使在不同地区获取的图像比例尺一致。B近圆形轨道使得卫星的速度也近于匀速。便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接的现象。,.,111,(2)近极地轨道轨道倾角设计为99.125，因此是近极地轨道目的:可以观测到南北纬81之间的广大地区,.,112,(3)与太阳同步轨道卫星轨道与太阳同步，是指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变。,.,113,地球对太阳的进动一年为360。因此平均每天的进动角为0.9856。为了使光照角保持固定不变，必须对卫星轨道加以修正，平均每圈的修正量为：n为一天中卫星运行的轨道数,.,114,目的:A使卫星以同一地方时通过地面上空B有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测C使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度,.,115,(4)可重复轨道目的:轨道的重复性有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测一天24小时绕地13.944圈,重复周期18天,偏移系数-1,.,116,18天总共绕地251圈，圈间的距离为159km，但图像的宽度为185km，在赤道处相邻轨道间的图像尚有26km（占14%）的重叠。,.,117,前后一天第一条轨道之间差0.056圈，在地面上赤道处为159km,.,118,.,119,Landsat-4/5卫星也近圆形、近极地、与太阳同步和可重复的轨道。轨道高度下降为705km地面分辨力为30m运行周期也减为98.9min重复周期为16天233圈偏移系数为-7一天24小时绕地14.56圈,.,120,3112101311215114171161912111141131611518111,1,30,16,191,45,234,Landsat4/516天的轨迹分布（赤道处）,103,.,121,landsat-4/5上的TM（ThematicMapper）具有更高的空间分辨力更好的频谱选择性更好的几何保真度更高的辐射准确度,.,122,Landsat-7,.,123,2:SPOT系列卫星SPOT卫星装载了2台相同探测器HRV（highresolutionvisible）或HRVLR(highresolutionvisibleandinfrared)成像仪属于CCD线阵列推扫式成像可以获取同轨或邻轨立体影像SPOT5号卫星能同时获取120公里宽的全色和多光谱影像，而4号卫星相应的只有60公里,.,124,.,125,SPOT系列卫星发射时间如表,.,126,SPOT卫星HRV和VI探测器技术指标,.,127,SPOT1，2和SPOT3简介SPOT1于1986年2月22日发射升空，1990年12月31日被回收；紧接着SPOT2于1990年1月22日投入运行，现在它仍在运行；SPOT3于1993年9月26日入轨，1997年11月14日发生故障，运行3年后被迫退役。由这3颗卫星构成的空间观测系统到目前为止已经在太空运行了10多年，获取了地面大约600万幅的影像，几乎覆盖了地球的全部。,.,128,SPOT1，2，3的性能指标大致相同载有两部HRV（高分辩率）影像仪在P（全色）模式和M（多光谱）模式下工作HRV的反射镜可以在地面的控制下左右倾斜最大为27度，保证了SPOT影像的立体观测能力。,.,129,SPOT4-SPOT4将HRV在全色模式下的波段0.51-0.73m改为波段B2(0.61-0.68m),其分辩率可为10m和20m-SPOT4的一个重要特点是增加了一个SWIR（ShortWaveInfrared，短波红外）波段。,.,130,新的SWIR波段可使地面景观特征比以往得到最大的再现。它可以看透大气，极大地增强了影像纹理的清晰度；水域和湖泊的影像也因SWIR波段的高对比度而清晰可见。SWIR波段还对土壤和植被的湿度非常敏感，从而可以很容易地分辨土壤的类型和植被的生长期。,.,131,-SPOT4载有新的植物探测器这是一个广角的地面观测仪（带宽200km）大约1km的空间分辩率和高辐射率采用与HRVIR摄像仪相同的波段（B1，B3和中IR），再加上一个B0（0.43-0.47m）波段以适应海洋区域影像的应用要求和大气改正要求。,.,132,-SPOT4上的POAM3（PolanOzoneandAerosolMeasurement，极地臭氧和烟雾测量仪）将保证SPOT3上的POAM2使命的延续，它用来测量极地区域上空的臭氧和烟雾水平。,.,133,-提高了数据存储能力和数据可靠性。两部星载记录器的记录能力从22min提高到了40min，另外还增加了一个10Gbit的固体存储器，并且延长了设计寿命，增强了星载数据记录的整体可靠性。,.,134,-实现卫星精确定位。SPOT4使用与SPOT2和3上相同的精确卫星轨道定位和广播星历软件包，这一系统经过在SPOT2上的运行证明是成功的，它可以使卫星在空间的位置计算经过地面数据处理后，精确到10cm。它还可以以同样的精度定位地面标志。对SPOT4还将实验采用另一种软件来确定卫星的实时位置，使其精确到几十米。这些位置数据将包含在辅助数据库中同影像数据一同传输到地面。,.,135,Spot5技术数据,.,136,SPOT5的设计特点地面分辩率在P模式下将从10m提高到5m和2.5m，在M模式下所有3个可见光波段（B1，B2，B3）的分辩率从20m提高到10m。SWIR波段保持20m的分辩率，这对于植被信息已足够了。,.,137,-SPOT5的M波段与基本SPOT4相同：B1（-0.50-0.59m）,B2(0.61-0.68m),B3(0.79-0.89m)和SWIR(1.58-1.75m).不过其全色波段重用SPOT1和SPOT3的波段(0.51-0.73m),这是适应许多用户的要求,以保证SPOT1数据的连续性。,.,138,-观测地面带宽保持60km，与POT1，2，3相同。-SPOT5决定搭载可获取同轨立体影像的影像仪，这一方面已有了突破性进展。,.,139,当HRS工作时，在T0秒打开前向望远镜，沿轨道飞行90s钟后，关闭前向望远镜，同时打开后向望远镜，再飞行90s钟，即完成了120 x600km条带的立体像对接收。HRS的地面采用间隔为5m（沿飞行方向）x10m（垂直于飞行方向）。每天最大接收能力可达126000km2。生成DEM的高程相对精度为510m，绝对精度为1015m。,.,140,.,141,-SPOT5的定位精度较之SPOT14提高了至少35倍。平面精度指标为10m（rms），高程为5m（rms），这些指标可以满足1：5万地形图的要求。,.,142,在没有控制点的情况下，基于立体成像仪HRS接收的像对所生成的DEM平面定位精度和高程定位精度均能达到卫星平台本身的定位精度，即1015m。由于高分辨率几何成像仪HRG中包含侧摆反射镜，因此HRG的影像定位精度要低于卫星平台本身。在没有控制点的情况下，HRG定位精度优于50m。,.,143,利用SPOT5的DEM对其HRS影像进行正射纠正，可以获得定位精度在15m左右的HRS正射影像，利用HRS正射影像并结合DEM对HRG高分辨率影像进行纠正，就可在没有控制点的情况下，得到10m，5m，2.5m分辨率，定位精度在15m左右的高分辨率正射影像。,.,144,SPOT5号卫星采用多组陀螺仪，对卫星姿态进行测算，利用恒星定位技术，测算卫星取向角的绝对值，并据此对卫星姿态进行调整，使卫星姿态参数始终保持高度准确。,.,145,SPOT卫星HRV和VI探测器技术指标,.,146,*Supermode成像处理技术SPOT5采用了由法国国家空间技术研究中心（CNES）专利所有的全新概念的Supermode成像处理技术，利用两幅5m分辨率的影像处理生成了2.5m分辨率的图像产品。在HRG成像仪的同一焦平面上放置两个12000个像元的线阵CCD传感器。这两个线阵传感器的相对位置有严格的几何限定，即在沿卫星飞行方向和垂直于飞行方向均相互错开1/2个像元。这两个线阵CCD传感器在同一地区，同时采集两幅5m分辨率的影像（见图1，图2），从肉眼判断，这两幅影像似乎没有差别，但是，如果通过计算机处理就会发现，这两幅图像之间的差值恰恰突显了所有地物的轮廓边缘纹理信息（见图3）。,.,147,.,148,这种双线阵CCD同时错位半个像元成像，能够带来比单一传感器成像更多，更丰富的影像纹理信息。这就是全新概念的Supermode方法的数学和物理基础。SPOT5采用了这种处理方法，通过数据的采集，迭加，复原等复杂但准确的计算处理过程，实现了从两幅同时采集的相对精确定位的5m分辨率影像生成2.5m分辨率影像（见图4）,.,149,3:IRS系列卫星印度在1979年6月和1981年11月发射的Bhaskara1和Bhaskara2两颗实验性卫星的基础上，制订了IRS系列计划，并于1988年3月发射了第一颗。图239IRS-1D外形图示意图,.,150,IRS-1系列卫星发射时间表,.,151,IRS-P系列卫星发射时间表,2003.5,运行,.,152,IRS卫星轨道参数,.,153,印度遥感卫星（IRS）系列共有了4个系列，即IRS-1、IRS-P、IRS-2和IRS-3等，其中IRS-2是海洋和气象卫星系列，IRS-3是SAR卫星系列，分别于2002年和2005年陆续发射。目前正在实施的是IRS-1和IRS-P等两个系列，IRS-1系列共发射了5颗，即IRS-1AE，IRS-P系列共有6颗（IRSP2P7），已发射了4颗。,.,154,IRS-1和IRS-P系列的11颗卫星中有8颗是陆地卫星，型号有IRS-1A，1B，1C，1D，ISR-P2，IRS-P5及IRS-P6等。IRS-1C和IRS-1D全色波段地面分辨率为5.8m,比Landsat-7(15m)和SPOT-4（10m）都要高得多。主要探测器是线性自扫CCD成像仪的4个型号。3颗是海洋卫星。IRS-P3,IRS-P4,IRS-P7,.,155,目前在轨运行的IRS-1D是印度第2代遥感卫星，双星运行后重复观测周期达12天。一是分辨率达5.6m，主要用于地质和地形研究，较高的空间分辨率有利于地形研究和产生数字地面模型；二是LISS-4相机，主要用于农作物类型的鉴别、植物表层水分探测、森林树木种类的鉴别和岩石鉴别等；三是宽视场遥感器，它工作在2个特定谱段，具有幅宽大（810m）、覆盖周期短（5天）等优点，适用于植物研究。,.,156,4：中国资源一号卫星系列中国与巴西合作1999.10月发射了ZY-1（CBERS-1）,.,157,ZY-1卫星轨道参数,.,158,资源一号卫星01、02星主要技术指标,.,159,（二）高分辨率陆地卫星,特点地面分辨率高，全色波段分辨率5m,.,160,注：1KONOS是三线阵CCD推扫成像，具有同轨立体的特点，可以构成准核线的立体图像，而且中间图像与前或后图像组成不同立体，提供三维同时测量的可能性,.,161,武汉大学信息学部QuickBird-2影像,.,162,IKONOS,.,163,QuickBird-2,.,164,Orbview-3,.,165,Orbview-4(失败）,.,166,Orbview-5(2007),.,167,（三）高光谱类卫星特点采用高分辨率成像光谱仪波段数为36256个光谱分辨率为510nm地面分辨率为301000m目前这类卫星只有军方发射的，民用高光谱类卫星还没有，这类卫星主要用于大气、海洋和陆地探测。,.,168,高光谱类卫星,.,169,EOS地球观测系统,美国航天局NASA把发展地球观测系统(EarthObservingSystem,EOS)看作是行星地球计划(MissiontoPlanetEarth)的基础。EOS系统是一多阶段的任务，要延续20年，它由下列部分组成：1.EOS-AM环境调查多任务卫星，共计3颗，EOS-AM1、EOS-AM2、EOS-AM3，分别于1999年2月、2004年和2010年发射；2.EOS-PM卫星共计3颗，EOS-PM1、EOS-PM2和EOS-PM3，分别于2000年12月、2006年12月和2010年12月发射；,.,170,3.EOS-Color，海洋生物及其生产率监测，1998年发射；4.EOS-Aero，大气层气溶胶监测，2000年发射；5.EOS-ALT，海洋环流、冰层监测，2002年发射；6.EOS-Chem，大气化学物质及其转换监测，2002年发射。上述卫星系列的前两个系列属于多任务大卫星，后四个系列属于单任务小卫星。EOS名义上是科研实验卫星，但发射的卫星都是成系列化的，持续时间也相当长。,.,171,MODIS传感器,.,172,MODIS主要技术指标,MODIS主要技术指标,.,173,MODIS波段不连续（光谱范围0.4-14.5m)波段36个地面分辨率较低（星下点离间分辨率为250m,500m,1000m）每12天可覆盖全球一遍。MODIS-N扫描宽度2300公里。用于观测地表温度、海洋水色、叶绿素、植被、火灾、雪盖、云等。,.,174,.从0.4-15mm有36个通道2个通道(可见光0.62-0.67、近红外0.841-0.876mm)的空间分辨率为250米5个可见光、远红外通道空间分辨率为500米29个通道空间分辨率为1公里。MODIS-N扫描宽度2300公里。MODIS将用于观测地表温度、海洋水色、叶绿素、植被、火灾、雪盖、云等。,.,175,（四）SAR（合成孔径雷达）类卫星,.,176,1：Radarsat系列卫星加拿大的Radarsat-1是世界上第一个商业化的SAR运行系统，由加拿大太空署、美国政府、加拿大私有企业于1995年11月4日合作发射。地面分辨率8.5m，卫星高度790800km，倾角98.5,重复周期24天，与太阳同步，SAR在C波段（波长5.6cm），采用HH极化，波长入射角在060范围可调。,.,177,Radarsat-1