遥感技术系统

1、遥感平台遥感平台：装载遥装载遥感传感器的运载工具。感传感器的运载工具。 按平台距地面的高度大按平台距地面的高度大体上可分为三类：体上可分为三类： 地面平台地面平台 航空平台航空平台 航天平台航天平台 类类 型型 高高 度度 特特 性性 地面遥地面遥 感感 地面平台地面平台 离地面离地面0.75米或米或2 米米 进行岩石、水、植物的波谱测试进行岩石、水、植物的波谱测试 遥感塔遥感塔 高高6米米 可进行单元景观波谱测试，立面可进行单元景观波谱测试，立面 遥感遥感(陆摄陆摄)并把各种传感器获得并把各种传感器获得 同步资料同步资料 遥感车遥感车(船船) 高高l0米米 遥感船还可以进行水下电视，进遥感船

2、还可以进行水下电视，进 行海底遥感行海底遥感 航空平航空平 台台 飞飞 机机 低低 空空 2000米以下米以下(直升直升 飞机飞机10米，侦察机米，侦察机 300500米米) 中中 空空 20006000米米 可得可得1：5万的影象万的影象 高高 空空 1200030000米米 气气 球球 低低 空空 定位遥感监测地面动态变化，覆定位遥感监测地面动态变化，覆 盖面积盖面积5001000平方公里平方公里 高高 空空 1240公里公里 类类 型型 高高 度度 特特 性性 航天平航天平 台台 卫卫 星星 低低 轨轨 150300公里公里 大比例尺，高分辨率影象，寿命大比例尺，高分辨率影象，寿命 仅几

3、天到几周，多用于侦察。仅几天到几周，多用于侦察。 中中 轨轨 3501800公里公里 各种环境适用，如陆地卫星各种环境适用，如陆地卫星 高高 轨轨 (地球地球 同步同步) 36000公里公里 运行周期运行周期23时时56分分0.4秒、随地秒、随地 球运行球运行 火火 箭箭 300400公里公里 目标主要，短时发，立即回收，目标主要，短时发，立即回收， 一次一次40平方公里平方公里 航天飞机航天飞机 可垂直起飞，进入轨道，回到地面，有航空、航天能可垂直起飞，进入轨道，回到地面，有航空、航天能 力，可重复使用力，可重复使用 立体平台立体平台 地面、航空、航天同步进行构成地面、航空、航天同步进行构成

4、 u传感器组成传感器组成 u传感器的分类传感器的分类 u传感器的性能传感器的性能 传感器传感器（sensor）：也叫敏感器或探测器，）：也叫敏感器或探测器， 它是收集、探测并记录地物电磁辐射信息它是收集、探测并记录地物电磁辐射信息 的仪器。的仪器。 传感器是遥感技术系统的核心部分，传感器是遥感技术系统的核心部分， 它的性能制约着整个遥感技术的能力。它的性能制约着整个遥感技术的能力。 传感器的种类很多，但从结构上看，基本都传感器的种类很多，但从结构上看，基本都 是由是由收集器收集器、探测器探测器、处理器处理器、输出器输出器等器件组等器件组 成，只有摄影方式的传感器探测与记录同时在胶成，只有摄影方

5、式的传感器探测与记录同时在胶 片上完成，无需在传感器内进行信号处理。片上完成，无需在传感器内进行信号处理。 透镜透镜 反射镜反射镜 天线天线 胶卷胶卷 光电器件光电器件 热电器件热电器件 光电倍增管光电倍增管 电子倍增管电子倍增管 胶片胶片 磁带磁带 1、收集器、收集器 负责收集或接收目标物发射或反射的电磁辐负责收集或接收目标物发射或反射的电磁辐 射能，并把它们进行聚焦，然后送往探测系统。射能，并把它们进行聚焦，然后送往探测系统。 传感器的类型不同，收集器的设备元件不一传感器的类型不同，收集器的设备元件不一 样，最基本的是透镜（组），反射镜（组）或天样，最基本的是透镜（组），反射镜（组）或天

6、线。线。 摄影机摄影机：凸透镜：凸透镜 扫描仪扫描仪：反射镜：反射镜 雷雷 达达：天：天 线线 2、探测器、探测器 传感器中最重要的部分，探测元件是真正接传感器中最重要的部分，探测元件是真正接 收地物电磁辐射的器件，它的功能是负责能量转收地物电磁辐射的器件，它的功能是负责能量转 换，测量和记录接收到的电磁辐射能。换，测量和记录接收到的电磁辐射能。 常用的探测元件有：常用的探测元件有：感光胶片感光胶片、光电敏感元光电敏感元 件件、固体敏感元件固体敏感元件和和波导波导。 2、探测器、探测器 （1 1）感光胶片）感光胶片 感光胶片通过光化学作用探测感光胶片通过光化学作用探测近紫外至近红近紫外至近红

7、外外的电磁辐射，它的响应波段约为的电磁辐射，它的响应波段约为0.31.40.31.4m之之 间，这一波段的电磁辐射能使感光胶片上的卤化间，这一波段的电磁辐射能使感光胶片上的卤化 银分解，析出银粒子颗粒的多少反映了光照的强银分解，析出银粒子颗粒的多少反映了光照的强 弱并构成地面物象的潜影，胶片经过显影、定影弱并构成地面物象的潜影，胶片经过显影、定影 处理，就得到稳定的可见影像。处理，就得到稳定的可见影像。 2、探测器、探测器 （2 2）光电敏感元件）光电敏感元件 光电敏感元件是利用某些特殊材料的光电效光电敏感元件是利用某些特殊材料的光电效 应把电磁波信息转换为电信号来探测电磁辐射的，应把电磁波信

8、息转换为电信号来探测电磁辐射的， 其工作波段涵盖其工作波段涵盖紫外至红外波段紫外至红外波段。 光电敏感元件按其探测电磁辐射机理的不同，光电敏感元件按其探测电磁辐射机理的不同， 又分为又分为光电子发射器件光电子发射器件、光电导器件光电导器件和和光伏器件光伏器件 等。等。 3、处理器、处理器 处理器的主要功能是负责将探测到的化学能处理器的主要功能是负责将探测到的化学能 或电能信息进行加工处理，即进行信号的放大、或电能信息进行加工处理，即进行信号的放大、 增强或调制。增强或调制。 注意：摄影成像无须信号转换。注意：摄影成像无须信号转换。 4、输出器、输出器 传感器的最终目的是要把接收到的各种电磁传感

9、器的最终目的是要把接收到的各种电磁 波信息，用适当方式输出，亦即提供原始的资料、波信息，用适当方式输出，亦即提供原始的资料、 数据。数据。 遥感影像信息的输出一般分遥感影像信息的输出一般分直接直接与与间接间接两种两种 方式。方式。 1、按电磁辐射来源分类：、按电磁辐射来源分类： 分为分为主动式传感器主动式传感器和和被动式传感器被动式传感器。 2、按传感器的成像原理和所获取图像的性质、按传感器的成像原理和所获取图像的性质 不同分类：不同分类： 分为分为摄影机摄影机、扫描仪扫描仪和和雷达雷达三种。三种。 3、按传感器对电磁波信息的记录方式分类：、按传感器对电磁波信息的记录方式分类： 分为分为成像方

10、式的传感器成像方式的传感器和和非成像方式的非成像方式的 传感器传感器。 传感器传感器是遥感技术系统的关键设备，是遥感技术系统的关键设备， 其性能直接影响到遥感成果的好坏。反映其性能直接影响到遥感成果的好坏。反映 传感器的性能指标很多，其中最重要的且传感器的性能指标很多，其中最重要的且 直接影响到应用效果的有三个：直接影响到应用效果的有三个： 地面分辨率地面分辨率 灰度分辨率灰度分辨率 波谱分辨率波谱分辨率 1、 地面分辨率地面分辨率 地面分辨率：地面分辨率：影像上能够详细区分的最小影像上能够详细区分的最小 单元所代表的地面距离的大小。单元所代表的地面距离的大小。 地面分辨率使用来表征传感器获得

11、的影像反地面分辨率使用来表征传感器获得的影像反 映地表景物细节能力的指标，亦称映地表景物细节能力的指标，亦称空间分辨率空间分辨率。 地面分辨率地面分辨率m是由传感器系统的分辨率是由传感器系统的分辨率n及及 传感器工作时的比例尺传感器工作时的比例尺s决定的：决定的： m=n/s 2、 灰度分辨率灰度分辨率 灰度分辨率：灰度分辨率：是表征传感器所能探测是表征传感器所能探测 到的最小辐射功率的指标，指影像记录的到的最小辐射功率的指标，指影像记录的 灰度值的最小差值。灰度值的最小差值。 在不同的波段，用不同传感器获得的影像灰在不同的波段，用不同传感器获得的影像灰 度分辨率很不同。度分辨率很不同。 3、

12、 波谱分辨率波谱分辨率 波谱分辨率：波谱分辨率：传感器所用的波段数、传感器所用的波段数、 波长及波段宽度，也就是选择的通道数、波长及波段宽度，也就是选择的通道数、 每个通道的波长和带宽。每个通道的波长和带宽。 一般来说传感器的波段越多，频带宽度越窄，一般来说传感器的波段越多，频带宽度越窄， 所包含的信息量越大，针对性越强。所包含的信息量越大，针对性越强。 u地面接收站地面接收站 u遥感数据处理中心遥感数据处理中心 u遥感基础研究与应用中心遥感基础研究与应用中心 航空遥感航空遥感一般采用一般采用直接回收直接回收的方式回的方式回 收遥感数据，而收遥感数据，而卫星遥感卫星遥感则采用则采用视频传输视频

13、传输 方式回收信息，需要地面接收站接收数据。方式回收信息，需要地面接收站接收数据。 遥感数据的接收站主要接收卫星发送遥感数据的接收站主要接收卫星发送 下来的下来的遥感图像信息及卫星姿态、星历参遥感图像信息及卫星姿态、星历参 数数等，将这些信息记录在高密度数字磁带等，将这些信息记录在高密度数字磁带 上，然后送往数据处理中心处理成可提供上，然后送往数据处理中心处理成可提供 用户使用的胶片和数字磁带等。用户使用的胶片和数字磁带等。 中国遥感卫星地面站位于北京密云，中国遥感卫星地面站位于北京密云， 于于1986年建成并投入运行，邓小平同志亲年建成并投入运行，邓小平同志亲 笔题写了站名。笔题写了站名。

14、地面站地面站主要任务主要任务是：接收、处理、存是：接收、处理、存 档、分发各类地球对地观测卫星数据，为档、分发各类地球对地观测卫星数据，为 全国服务，同时开展卫星遥感影像数据接全国服务，同时开展卫星遥感影像数据接 收与处理以及相关技术的研究。收与处理以及相关技术的研究。 接收站内配备大型接收天线接收站内配备大型接收天线 2 部、中小型接收部、中小型接收 天线天线 2 部及相关的各种卫星数据接收、记录设施多部及相关的各种卫星数据接收、记录设施多 套，具备接收国内外套，具备接收国内外15颗遥感卫星数据的能力，目颗遥感卫星数据的能力，目 前全天候运行性接收前全天候运行性接收9颗卫星数据，初步实现了一

15、颗卫星数据，初步实现了一 站多星，多种分辨率和全天候、全天时、准实时。站多星，多种分辨率和全天候、全天时、准实时。 成为国家关键的空间信息基础设施，也是国际上接成为国家关键的空间信息基础设施，也是国际上接 收与处理卫星数量最多的地面站之一。地面站代表收与处理卫星数量最多的地面站之一。地面站代表 我国与美国、日本、欧空局、加拿大、法国各卫星我国与美国、日本、欧空局、加拿大、法国各卫星 管理机构签订各类卫星数据接收协议管理机构签订各类卫星数据接收协议10份，成为国份，成为国 际对地观测网中有较大影响的重要一员。际对地观测网中有较大影响的重要一员。 中国遥感卫星地面站正在接收处理的卫星示意图中国遥感

16、卫星地面站正在接收处理的卫星示意图 中国遥感卫星地面站中国遥感卫星地面站 地面数据处理中心对收到的地面接收地面数据处理中心对收到的地面接收 站送来的高密度数字磁带进行数据转换，站送来的高密度数字磁带进行数据转换， 生产可供用户使用的生产可供用户使用的计算机兼容磁带计算机兼容磁带CCT （cumputer compatible tape）和）和70mm 的胶片。的胶片。 我国卫星图像接收站的数据处理中心我国卫星图像接收站的数据处理中心 设在北京市海淀区，它包括设在北京市海淀区，它包括计算机处理系计算机处理系 统统和和照相处理系统照相处理系统两个部分。两个部分。 数据处理中心除了担负加工处理和生数

17、据处理中心除了担负加工处理和生 产任务外，同时也是管理中心和发行中心，产任务外，同时也是管理中心和发行中心， 它必须将数据和资料进行编目、制卡，把它必须将数据和资料进行编目、制卡，把 高密度磁带存入数据库。高密度磁带存入数据库。 我国卫星地面站已积累保存了自我国卫星地面站已积累保存了自1986年以年以 来，不间断地接收的美国陆地卫星系列、来，不间断地接收的美国陆地卫星系列、 法国资法国资 源卫星系列、欧空局雷达卫星系列、日本以及加源卫星系列、欧空局雷达卫星系列、日本以及加 拿大雷达卫星等共拿大雷达卫星等共15颗资源遥感卫星（约颗资源遥感卫星（约100万万 余景）数据。这是我国目前唯一的、极其珍

18、贵的余景）数据。这是我国目前唯一的、极其珍贵的 空间遥感数据历史资料和资源。空间遥感数据历史资料和资源。 地面站多种遥感卫星图像检索与查询数据库，地面站多种遥感卫星图像检索与查询数据库， 是我国目前唯一的大型多种民用资源遥感卫星检是我国目前唯一的大型多种民用资源遥感卫星检 索数据库。存储着地面站接收的每一景遥感影像索数据库。存储着地面站接收的每一景遥感影像 描述数据以及相应的快视浏览图像，并通过互联描述数据以及相应的快视浏览图像，并通过互联 网为国内外遥感用户提供一年网为国内外遥感用户提供一年365天、每天天、每天24小小 时的不间断在线检索与查询服务，是向用户提供时的不间断在线检索与查询服务

19、，是向用户提供 数据服务的重要窗口。数据服务的重要窗口。 遥感的发展有赖于运载工具和传感器的遥感的发展有赖于运载工具和传感器的 研制，但目的是为种种应用服务。为了使研制，但目的是为种种应用服务。为了使 遥感的应用领域不断拓宽和深化，必须以遥感的应用领域不断拓宽和深化，必须以 切实的切实的基础研究基础研究作保证。作保证。 除星体、传感器、发射、测控、通讯除星体、传感器、发射、测控、通讯 等方面的基础研究外，还应有四个方面的等方面的基础研究外，还应有四个方面的 研究：研究： 其一，进行卫星和航空遥感的模拟试验；其一，进行卫星和航空遥感的模拟试验； 其二，实验遥感仪器设备的性能；其二，实验遥感仪器设

20、备的性能； 其三，研究地物波谱特性；其三，研究地物波谱特性； 其四，遥感图像解译理论和应用理论的研究。其四，遥感图像解译理论和应用理论的研究。 1、遥感平台的种类。、遥感平台的种类。 2、简述传感器的概念及组成。、简述传感器的概念及组成。 3、简述反映传感器性能的主要指标。、简述反映传感器性能的主要指标。 u摄影成像过程摄影成像过程 u摄影机成像原理摄影机成像原理 u感光片工作原理感光片工作原理 摄影成像摄影成像：通过成像设备获取物体影像的技术。：通过成像设备获取物体影像的技术。 摄影成像分类：摄影成像分类： （1）按摄影方式分按摄影方式分： 传统摄影传统摄影：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光

21、：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光 胶片来记录物体影像。胶片来记录物体影像。 数字摄影数字摄影：通过放置在焦平面的光敏元件，经光：通过放置在焦平面的光敏元件，经光/ 电转换，以数字信号来记录物体影像。电转换，以数字信号来记录物体影像。 （2）按探测波段分按探测波段分： 近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光 谱摄影谱摄影 摄影成像主要过程分为摄影成像主要过程分为摄影摄影、负片过程负片过程和和正正 片过程片过程。 拍拍 照（潜影）照（潜影） 负负 片片 正正 片片 负负 片片 过过 程程 正正 片片 过过 程程 显影显影定影定影晾干晾干水洗水洗水洗水洗 印像

22、印像定影定影烘干烘干水洗水洗水洗水洗 摄影像片摄影像片 1、摄影机构成、摄影机构成 各式各样的摄影机的光学成像是靠摄影机镜各式各样的摄影机的光学成像是靠摄影机镜 头，通过光线的折射和会聚作用而形成，虽然其头，通过光线的折射和会聚作用而形成，虽然其 形式各异，但它们的基本构造和组成，以及成像形式各异，但它们的基本构造和组成，以及成像 原理大体是一样的。原理大体是一样的。 摄影机主要由摄影机主要由镜箱镜箱、光圈光圈、摄影物镜摄影物镜和和暗盒暗盒 等部件组成，被摄目标反射的光线通过物镜（镜等部件组成，被摄目标反射的光线通过物镜（镜 头）后，在成像面（胶片）上头）后，在成像面（胶片）上 构成一个倒立的

23、构成一个倒立的 光学实像。光学实像。 瑞士瑞士RC-9型航摄仪型航摄仪 俄罗斯俄罗斯AA型航摄仪型航摄仪 2、常见摄影机、常见摄影机 分幅式摄影机分幅式摄影机 缝隙式摄影机缝隙式摄影机 全景式摄影机全景式摄影机 多光谱摄影机多光谱摄影机 2、常见摄影机、常见摄影机 分幅式摄影机分幅式摄影机 这种传感器主要由收集器、物镜和探测器、感光胶片组这种传感器主要由收集器、物镜和探测器、感光胶片组 成，另外还需有暗盒、快门、光栏、机械传动装置等。曝光后成，另外还需有暗盒、快门、光栏、机械传动装置等。曝光后 的底片上只有一个潜像，须经摄影处理后才能显示出影像来。的底片上只有一个潜像，须经摄影处理后才能显示出

24、影像来。 这种传感器的成像原理是在某一个摄影瞬间获得一张完整的像这种传感器的成像原理是在某一个摄影瞬间获得一张完整的像 片（片（18厘米厘米18厘米或厘米或23厘米厘米23厘米幅面），一张像片上厘米幅面），一张像片上 的所有像点共用一个摄影中心和同一个像片面，即所谓中心投的所有像点共用一个摄影中心和同一个像片面，即所谓中心投 影，就是平面上各点的投影光线均通过一个固定点（投影中心影，就是平面上各点的投影光线均通过一个固定点（投影中心 或透视中心），投射到一平面（投影平面）上形成的透视关系。或透视中心），投射到一平面（投影平面）上形成的透视关系。 分幅式摄影机分幅式摄影机 2、常见摄影机、常见摄

25、影机 缝隙式摄影机缝隙式摄影机 又称推扫式摄影机或航带摄影机。在飞机或卫星上，摄又称推扫式摄影机或航带摄影机。在飞机或卫星上，摄 影瞬间所获取的影象，是与航线方向垂直且与缝隙等宽的一影瞬间所获取的影象，是与航线方向垂直且与缝隙等宽的一 条线影象。当飞机或卫星向前飞行时，摄影机焦平面上与飞条线影象。当飞机或卫星向前飞行时，摄影机焦平面上与飞 行方向成垂直的狭缝中的影象也连续变化。当摄影机内的胶行方向成垂直的狭缝中的影象也连续变化。当摄影机内的胶 片不断卷动，且其速度与地面在缝隙中的影象移动速度相同，片不断卷动，且其速度与地面在缝隙中的影象移动速度相同， 则能得到连续的航带摄影像片。胶片卷动速度则

26、能得到连续的航带摄影像片。胶片卷动速度V与飞行速度与飞行速度v 和相对航高和相对航高H有关，以获得清晰的影象有关，以获得清晰的影象 V=v*f/H，f为焦距。为焦距。 缝隙式摄影机缝隙式摄影机 2、常见摄影机、常见摄影机 全景式摄影机全景式摄影机 又称扫描摄影机或摇头摄影机。在物镜的焦面上平行又称扫描摄影机或摇头摄影机。在物镜的焦面上平行 于飞行方向设置一条狭缝，并随物镜作垂直于航线方向扫于飞行方向设置一条狭缝，并随物镜作垂直于航线方向扫 描，得到一幅扫描成像的图象。物镜摆动的幅面很大，能描，得到一幅扫描成像的图象。物镜摆动的幅面很大，能 将航线两边的地平线内的影象都摄入底片。但由于全景相将航

27、线两边的地平线内的影象都摄入底片。但由于全景相 机的像距保持不变，而物距随扫描角的增大而增大，因此机的像距保持不变，而物距随扫描角的增大而增大，因此 出现两边比例尺逐渐缩小的现象，整个影像产生所谓全景出现两边比例尺逐渐缩小的现象，整个影像产生所谓全景 畸变。再加上扫描的同时，飞机向前运动，以及扫描摆动畸变。再加上扫描的同时，飞机向前运动，以及扫描摆动 的非线性等因素，使影像的畸变更为复杂。的非线性等因素，使影像的畸变更为复杂。 2、常见摄影机、常见摄影机 多光谱摄影机多光谱摄影机 对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影 像的摄影机。可充分利用地物在不同光谱区有

28、像的摄影机。可充分利用地物在不同光谱区有 不同的反射特征，来增多获取目标的信息量，不同的反射特征，来增多获取目标的信息量， 以提高识别地物能力。有三种基本类型：多摄以提高识别地物能力。有三种基本类型：多摄 影机型多光谱摄影机、多镜头型多光谱摄影机影机型多光谱摄影机、多镜头型多光谱摄影机 和光束分离型多光谱摄影机。和光束分离型多光谱摄影机。 多光谱摄影机多光谱摄影机 3、透镜的主要成像特性、透镜的主要成像特性 （1）成像原理）成像原理透镜公式透镜公式 P1 S1 A BF1 F2 f dD b a P1 S2 3、透镜的主要成像特性、透镜的主要成像特性 （2）物镜的相对孔径和透光率）物镜的相对孔

29、径和透光率 物镜的相对孔径，是其光孔直径物镜的相对孔径，是其光孔直径d与焦与焦 距距f之比，即之比，即d/f。 像点的亮度决定于物镜的透光力，透像点的亮度决定于物镜的透光力，透 光力与其光孔直径的平方成正比，与其焦光力与其光孔直径的平方成正比，与其焦 距的平方成反比，即：距的平方成反比，即： 物镜的透光力：物镜的透光力：D=d2/f2K=(d/f) k 3、透镜的主要成像特性、透镜的主要成像特性 （3）物镜的分辨率）物镜的分辨率 分辨率也称分辨力或解像力，是物镜分辨率也称分辨力或解像力，是物镜 的重要特性之一，它说明物镜对被摄物体的重要特性之一，它说明物镜对被摄物体 的表达能力。的表达能力。

30、分辨力的大小，是按焦平面上分辨力的大小，是按焦平面上1mm的的 宽度范围内，能够构成互相平行、间隔相宽度范围内，能够构成互相平行、间隔相 等、彼此不连的线条数来表示的，单位为等、彼此不连的线条数来表示的，单位为 线线/mm。 3、透镜的主要成像特性、透镜的主要成像特性 （4）透镜的构像误差）透镜的构像误差 光线通过透镜后不能会聚于同一焦点，光线通过透镜后不能会聚于同一焦点， 致使构象变形，影像模糊，出现了构像误致使构象变形，影像模糊，出现了构像误 差。差。 1、感光片的结构和基本成分、感光片的结构和基本成分 感光片是由感光乳剂涂布于片基上而成感光片是由感光乳剂涂布于片基上而成 的，其主要包括：

31、的，其主要包括： 乳剂层乳剂层 片基片基 中间层中间层 保护层保护层 防（反）光层防（反）光层 明胶保护层明胶保护层 防光晕层防光晕层 片基片基 中间层中间层 低速乳剂层低速乳剂层 高速乳剂层高速乳剂层 2、感光成像原理、感光成像原理 感光片成像主要利用光化效应，将电磁感光片成像主要利用光化效应，将电磁 辐射能转化成光学影像，其形成可分为两辐射能转化成光学影像，其形成可分为两 步：步： 第一步：潜影的形成第一步：潜影的形成 第二步：可见影像的产生第二步：可见影像的产生 2、感光成像原理、感光成像原理 （1）潜影的形成）潜影的形成 胶片乳剂层中的卤化银微晶在光化学的作用胶片乳剂层中的卤化银微晶在

32、光化学的作用 下，释放出电子，其电子被乳剂层中的感光中心下，释放出电子，其电子被乳剂层中的感光中心 捕获后，与卤化银晶格中的银离子相互电性中和，捕获后，与卤化银晶格中的银离子相互电性中和， 成为银粒子。成为银粒子。 当光线作用于乳剂层时，发生下列反应：当光线作用于乳剂层时，发生下列反应： Br + hv Br + e Br + Br Br 2 2、感光成像原理、感光成像原理 （1）潜影的形成）潜影的形成 胶片乳剂层中的卤化银微晶在光化学的作用胶片乳剂层中的卤化银微晶在光化学的作用 下，释放出电子，其电子被乳剂层中的感光中心下，释放出电子，其电子被乳剂层中的感光中心 捕获后，与卤化银晶格中的银离

33、子相互电性中和，捕获后，与卤化银晶格中的银离子相互电性中和， 成为银粒子。成为银粒子。 当光线作用于乳剂层时，发生下列反应：当光线作用于乳剂层时，发生下列反应： Ag+ + e = Ag 2AgBr + hv = Br 2 + 2Ag 2、感光成像原理、感光成像原理 （2）可见影像的产生）可见影像的产生 显影显影：利用适当的化学药品：利用适当的化学药品显影液，处理显影液，处理 已经感光的底片，继续使卤化银还原成银，使潜已经感光的底片，继续使卤化银还原成银，使潜 影的银原子成几十亿倍的增加，逐渐变成可见的影的银原子成几十亿倍的增加，逐渐变成可见的 影像。影像。 定影定影：利用定影液来清除卤化银的

34、过程，目的：利用定影液来清除卤化银的过程，目的 是使显影的影像稳定下来，不知遭受破坏。是使显影的影像稳定下来，不知遭受破坏。 u感光片的主要性质感光片的主要性质 u感色性和胶片分类感色性和胶片分类 u分辨力和清晰度分辨力和清晰度 1、感光特性曲线、感光特性曲线 感光特性曲线感光特性曲线：表示感：表示感 光片获得的曝光量（光片获得的曝光量（H） 和当其显影后形成的光和当其显影后形成的光 学密度（学密度（D）之间函数）之间函数 关系的曲线，叫做感光关系的曲线，叫做感光 片的特性曲线。片的特性曲线。 1、感光特性曲线、感光特性曲线 曝光量（曝光量（H）：感光胶：感光胶 片上所接受的照度片上所接受的照

35、度E 和曝光时间的乘积。和曝光时间的乘积。 光学密度（光学密度（D）：简称：简称 密度，它使感光片显密度，它使感光片显 影之后由影之后由Ag原子形成原子形成 的深浅不同的变黑程的深浅不同的变黑程 度，以阻光率的对数度，以阻光率的对数 表示。表示。 1、感光特性曲线、感光特性曲线 感光特性曲线的分段：感光特性曲线的分段： 灰雾部分灰雾部分 曝光不足部分曝光不足部分 直线部分直线部分 曝光过度部分曝光过度部分 反转部分反转部分 2、感光特性、感光特性 （1）反差及反差系数）反差及反差系数 反差反差：指目标物的明亮部分和阴暗部分亮度：指目标物的明亮部分和阴暗部分亮度 的差别程度。反差可分为的差别程度

36、。反差可分为景物反差景物反差、光学影像光学影像 反差反差、胶片或照片的影像反差胶片或照片的影像反差几种。几种。 2、感光特性、感光特性 （1）反差及反差系数）反差及反差系数 反差系数反差系数：摄影后，影像的明暗程度与原景：摄影后，影像的明暗程度与原景 物明暗程度的比值，它用来度量感光材料对景物明暗程度的比值，它用来度量感光材料对景 物反差的表达能力，一特性曲线的直线部分的物反差的表达能力，一特性曲线的直线部分的 密度差与相应两点曝光量对数差的比值表示。密度差与相应两点曝光量对数差的比值表示。 反差系数就是特性曲线直线部分的斜率。反差系数就是特性曲线直线部分的斜率。 2、感光特性、感光特性 （2

37、）宽容度）宽容度M 宽容度宽容度也称曝光度，是指胶片复现景物亮也称曝光度，是指胶片复现景物亮 度范围的能力。特性曲线中只有直线部分才能度范围的能力。特性曲线中只有直线部分才能 按比例以不同密度来表达景物的亮度范围，因按比例以不同密度来表达景物的亮度范围，因 此用直线部分的最大曝光量与最小曝光量之差此用直线部分的最大曝光量与最小曝光量之差 来表示宽容度来表示宽容度M。 2、感光特性、感光特性 （3）感光度）感光度S 感光度：感光度：即感光速度，指胶片感受光快慢程即感光速度，指胶片感受光快慢程 度的指标，反映了胶片对光线作用的灵敏程度，度的指标，反映了胶片对光线作用的灵敏程度， 它是确定曝光时间的

38、重要依据。它是确定曝光时间的重要依据。 一般感光度越高，则摄影所需曝光量越少，一般感光度越高，则摄影所需曝光量越少， 曝光时间越短；反之，则需时间越长。曝光时间越短；反之，则需时间越长。 3、像纸的感光特性、像纸的感光特性 像纸与胶片一样，也具有感光特性，但其像纸与胶片一样，也具有感光特性，但其 使用状况与胶片是不同的。使用状况与胶片是不同的。 主要区别主要区别在于像纸的感光度并不重要，它在于像纸的感光度并不重要，它 所重要的构像的密度范围所重要的构像的密度范围 ；胶片上允许有相；胶片上允许有相 当大的灰雾，而像纸不允许灰雾存在。当大的灰雾，而像纸不允许灰雾存在。 感色性感色性：感光乳胶片对色

39、光的感受能力，它表明：感光乳胶片对色光的感受能力，它表明 胶片能感受那些波长的色光，及其响应的强弱程胶片能感受那些波长的色光，及其响应的强弱程 度。度。 根据胶片的感色性，胶片可分为：根据胶片的感色性，胶片可分为： 盲色片盲色片：不加光学增感剂，感色范围：不加光学增感剂，感色范围0.5m以下以下 正色片正色片：加正色增感剂，感色范围可扩到：加正色增感剂，感色范围可扩到0.6m 全色片全色片：加全色增感剂，感色范围为整个可见光波段：加全色增感剂，感色范围为整个可见光波段 红外片红外片：加红外增感剂，感色范围从可见光扩展到近红外：加红外增感剂，感色范围从可见光扩展到近红外 彩色片彩色片：可获取彩色

40、影像：可获取彩色影像 分辨力分辨力：表示胶片能够分辨地物细部能力的一种：表示胶片能够分辨地物细部能力的一种 指标，用单位距离能分辨的间隔相等的平行细线指标，用单位距离能分辨的间隔相等的平行细线 数目来表示，单位为条数目来表示，单位为条/mm或线对或线对/mm。 影响因素：卤化银颗粒的大小、景物反差等。影响因素：卤化银颗粒的大小、景物反差等。 清晰度清晰度：指线条边缘轮廓是否清晰。：指线条边缘轮廓是否清晰。 影响因素：曝光时在胶片内部发生光的折射、反影响因素：曝光时在胶片内部发生光的折射、反 射、衍射、散射作用，造成杂散光，引起渐晕效射、衍射、散射作用，造成杂散光，引起渐晕效 应。应。 u滤光镜

41、滤光镜 u分波段摄影分波段摄影 u彩色摄影彩色摄影 u假彩色摄影与影像获取假彩色摄影与影像获取 多波段遥感多波段遥感：把地面辐射范围较宽的连续：把地面辐射范围较宽的连续 的电磁波谱，分割成若干个较窄的波谱段，的电磁波谱，分割成若干个较窄的波谱段， 以多光波段摄影或多通道扫描的方式，在以多光波段摄影或多通道扫描的方式，在 同一时间获得同一目标不同波段信息的遥同一时间获得同一目标不同波段信息的遥 感技术。感技术。 滤光镜滤光镜是戴在镜头上的一种玻璃镜，有滤色镜、是戴在镜头上的一种玻璃镜，有滤色镜、 偏振镜、灰色镜、变密镜等。其偏振镜、灰色镜、变密镜等。其主要作用主要作用为消除为消除 散射影响，进行

42、分波段摄影、偏振摄影等。散射影响，进行分波段摄影、偏振摄影等。 1、滤色镜滤色镜 滤色镜滤色镜是一种吸光介质，具有选择吸收光谱的性是一种吸光介质，具有选择吸收光谱的性 能。能。 滤色镜根据其光谱透射特性，可分为：滤色镜根据其光谱透射特性，可分为： 单色滤色镜、选择滤色镜、减色滤色镜、补偿滤单色滤色镜、选择滤色镜、减色滤色镜、补偿滤 色镜。色镜。 2、偏振镜偏振镜 偏振镜由两块玻璃中间夹一层含有硫酸奎宁偏振镜由两块玻璃中间夹一层含有硫酸奎宁 晶体的胶膜所组成，胶膜内的晶体规则地平行排晶体的胶膜所组成，胶膜内的晶体规则地平行排 列，从而对入射光起偏振作用。列，从而对入射光起偏振作用。 偏振镜能消除

43、镜面反射的影响，还可得到偏偏振镜能消除镜面反射的影响，还可得到偏 振影像。振影像。 分波段摄影分波段摄影：是用多波段摄影机或多镜头：是用多波段摄影机或多镜头 摄影机利用多种感光片配合各种滤色镜进摄影机利用多种感光片配合各种滤色镜进 行摄影来记录影像，获得各个波段的分色行摄影来记录影像，获得各个波段的分色 黑白影像。黑白影像。 1、彩色影像获得的基本原理、彩色影像获得的基本原理 彩色影像是根据色觉三原色原理，经彩色影像是根据色觉三原色原理，经 过色光的过色光的分解分解和和合成合成两个步骤得到的。两个步骤得到的。 分解分解：将物体的颜色，用不同比例的红、绿、蓝：将物体的颜色，用不同比例的红、绿、蓝

44、 三原色光，按其强弱分别记录在胶片上。三原色光，按其强弱分别记录在胶片上。 合成合成：通过加色法或减色法将分解的色光合成，：通过加色法或减色法将分解的色光合成， 从而重新得到物体的彩色影像。从而重新得到物体的彩色影像。 1、彩色影像获得的基本原理、彩色影像获得的基本原理 （1）加色法合成彩色）加色法合成彩色 用红、绿、蓝三个滤色镜，将彩色物体分别用红、绿、蓝三个滤色镜，将彩色物体分别 拍摄成三张分色黑白负片，并印制成三张透明正拍摄成三张分色黑白负片，并印制成三张透明正 片，把三张正片装在三个放映机中，在每个放映片，把三张正片装在三个放映机中，在每个放映 机镜头前面加上拍摄该负片时所用的滤色镜，

45、调机镜头前面加上拍摄该负片时所用的滤色镜，调 整放映在银幕上的三个影像，使它们重合在一起，整放映在银幕上的三个影像，使它们重合在一起， 这时银幕上就产生了三原色光按比例的组合，再这时银幕上就产生了三原色光按比例的组合，再 现被摄物体的颜色。现被摄物体的颜色。 1、彩色影像获得的基本原理、彩色影像获得的基本原理 （2）减色法合成彩色）减色法合成彩色 减色法利用白光与原色光的三个补色光黄、减色法利用白光与原色光的三个补色光黄、 品红、青的相减来分别控制原色光，最后经过原品红、青的相减来分别控制原色光，最后经过原 色光的相加混合，获得物体的彩色影像。色光的相加混合，获得物体的彩色影像。 2、彩色感光

46、材料的特性、彩色感光材料的特性 （1）彩色感光片的结构）彩色感光片的结构 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、保护层、保护层2 2、感蓝层、感蓝层 3 3、黄色滤光层、黄色滤光层4 4、感绿层、感绿层 5 5、明胶隔层、明胶隔层6 6、感红层、感红层 7 7、中间层、中间层8 8、片基、片基 9 9、防光晕层、防光晕层 2、彩色感光材料的特性、彩色感光材料的特性 （1）彩色感光片的结构）彩色感光片的结构 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2、彩色感光材料的特性、彩色感光材料的特性 （2）成色原理）成色原理 已感光银盐已感光银盐+ +彩色显影剂彩色显影剂 金属银（银影）金属银（银影）+ +

47、彩色显影剂氧化物彩色显影剂氧化物 彩色显影剂氧化物彩色显影剂氧化物+ +成色剂成色剂 燃料（彩色影像）燃料（彩色影像） 2、彩色感光材料的特性、彩色感光材料的特性 （3）彩色片的种类）彩色片的种类 a 按用途分类：按用途分类： 2、彩色感光材料的特性、彩色感光材料的特性 （3）彩色片的种类）彩色片的种类 b 按色温分类：按色温分类： 3、彩色胶片的色彩形成过程、彩色胶片的色彩形成过程 （1）负片和正片彩色再现过程）负片和正片彩色再现过程 原物原物 曝光后曝光后 彩显后彩显后 漂定后漂定后 负片象负片象 3、彩色胶片的色彩形成过程、彩色胶片的色彩形成过程 （2）反转片彩色再现过程）反转片彩色再现

48、过程 胶片经摄影、曝光后形成潜影，对其先进行胶片经摄影、曝光后形成潜影，对其先进行 黑白显影；然后进行二次曝光；在进行第二次彩黑白显影；然后进行二次曝光；在进行第二次彩 色显影。凡是第一次显影还原成银粒的地方，都色显影。凡是第一次显影还原成银粒的地方，都 不产生色彩，而第二次曝光及彩色显影的地方，不产生色彩，而第二次曝光及彩色显影的地方， 既有银粒又有色彩。既有银粒又有色彩。 原景物颜色浓的地方，反转片上被处理后所原景物颜色浓的地方，反转片上被处理后所 余的颜色浓，再经过漂白、定影、水洗、干燥后余的颜色浓，再经过漂白、定影、水洗、干燥后 就得到与原景物颜色相似的影像。就得到与原景物颜色相似的影

49、像。 原物原物 曝光后曝光后 黑白显黑白显 影后影后 二次曝二次曝 光后光后 反转像反转像 彩显后彩显后 漂定后漂定后 原物原物 1、彩红外摄影、彩红外摄影 彩红外摄影是用普通摄影机，配以彩红外胶彩红外摄影是用普通摄影机，配以彩红外胶 片和一定类型的滤光片进行摄影，与真彩色摄影片和一定类型的滤光片进行摄影，与真彩色摄影 的主要区别是两者所使用的感光胶片不同，由此的主要区别是两者所使用的感光胶片不同，由此 产生物体在影像上的差异。产生物体在影像上的差异。 1、彩红外摄影、彩红外摄影 （1）彩红外胶片的结构和感光特性）彩红外胶片的结构和感光特性 彩红外胶片与天然彩色胶片一样，也由三层彩红外胶片与天

50、然彩色胶片一样，也由三层 感光乳剂组成。所不同的是彩红外胶片没有感蓝感光乳剂组成。所不同的是彩红外胶片没有感蓝 层，各层中的成色剂亦有别于天然彩色片。取代层，各层中的成色剂亦有别于天然彩色片。取代 感蓝层的是一个感近红外的乳剂层。其它两层与感蓝层的是一个感近红外的乳剂层。其它两层与 天然彩色胶片一样，中层是感绿层，下层是感红天然彩色胶片一样，中层是感绿层，下层是感红 层层 。 1、彩红外摄影、彩红外摄影 （1）彩红外胶片的结构和感光特性）彩红外胶片的结构和感光特性 负片负片 感光层感光层 天然彩色片天然彩色片 彩红外胶片彩红外胶片 感光光谱感光光谱成色剂成色剂 感光光谱感光光谱成色剂成色剂 第

51、一层第一层 蓝蓝黄黄 红外红外青青 第二层第二层 绿绿品红品红 绿绿黄黄 第三层第三层 红红青青 红红品红品红 片基片基 1、彩红外摄影、彩红外摄影 （2）彩红外胶片彩色形成过程）彩红外胶片彩色形成过程 首先经曝光形成潜影，再经过彩色显影、漂首先经曝光形成潜影，再经过彩色显影、漂 洗、定影、水洗和干燥得到负片。彩红外负片上洗、定影、水洗和干燥得到负片。彩红外负片上 物体颜色与影像颜色不是互补关系，如果再将负物体颜色与影像颜色不是互补关系，如果再将负 片对普通彩色胶片或像纸曝光，经过和负片相同片对普通彩色胶片或像纸曝光，经过和负片相同 的处理过程，便得到彩红外正片或像片。的处理过程，便得到彩红外

52、正片或像片。 彩红外正片上的色彩：彩红外正片上的色彩： 红、品红红、品红 绿绿 绿、青绿、青 蓝蓝 蓝蓝 黑黑 红外线红外线 红红 真彩色影像真彩色影像 彩红外影像彩红外影像 彩红外像片彩红外像片 1、彩红外摄影、彩红外摄影 （2）彩红外摄影）彩红外摄影 彩红外摄影时要用黄色滤光镜，以控制蓝色彩红外摄影时要用黄色滤光镜，以控制蓝色 光进入镜头，到达胶片。因为乳剂层中的卤化银光进入镜头，到达胶片。因为乳剂层中的卤化银 本身都具有感蓝光的特性，其他与普通摄影相似。本身都具有感蓝光的特性，其他与普通摄影相似。 2、其它假彩色影像获取、其它假彩色影像获取 现代遥感技术，特别是卫星遥感的假彩色影现代遥感技术，特别是卫星遥感的假彩色影 像，都是通过间接合成的方法得到的，就是利用像，都是通过间接合成的方法得到的，就是利用 多光谱图像，在实验室人工合成的方法获得。多光谱图像，在实验室人工合