遥感数字图像处理教程遥感图像获取及数字化

第二章遥感数字图像的获取和存储2.1遥感图像的获取和数字化2.2常用遥感平台及其传感器特征2.3遥感图像的类型2.4遥感数字图像的级别和数据格式2.5数字图像分辨率2020/12/181

1960年由美国学者EvelynL.Pruit首次提出“遥感”。

从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。2.1遥感图像的获取和数字化2020/12/182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。2020/12/183太阳传感器物体接收处理应用电磁波→数据数据→信息信息→知识电磁波

遥感的过程2020/12/184传感器(remotesensor)：接受从目标物辐射（发射、反射等）的电磁波信息的装置。其性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。遥感平台(platform)：搭载传感器的移动物体；近地面平台：汽车、高塔等；航空平台：飞机、气球等；航天平台：人造卫星、宇宙飞船、航天飞机；2020/12/185遥感技术的发展无记录地面遥感（1608年-1838年）——有记录地面遥感（1839年-1857年）1608年汉斯李波尔塞制造了世界第一架望远镜1609年伽利略制作了放大3倍的科学望远镜1839年达盖尔和尼普斯拍摄照片，第一次成功地把事物形象地记录在胶片上1849年法国人艾米劳萨达特制定摄影测量计划，成为有目的、有记录的地面遥感发展阶段的标志望远镜和照相机的出现，突破了远距离遥感的第一关；2020/12/186空中摄影遥感阶段（1859-1956年）1859年G.F.陶纳乔气球法国巴黎鸟瞰像片1860年J.W.布莱克与S.金乘气球升空至630m美国波士顿市照片2020/12/1871861年4月ThaddeusLowe教授在俄亥俄州辛辛那提登上气球进行气象观测2020/12/1881903年莱特兄弟发明飞机，1909年第一次从飞机上拍摄意大利森托塞尔地区上空像片，促使航空遥感向实用化迈进。2020/12/189第一次世界大战期间，航空摄影成为军事侦察的重要手段一次大战中欧洲战壕战争后期研制的航空摄影立体自动测图、二战前夕（1935年）研制成功的彩色摄影胶片，使航空遥感的几何分析与光谱分析前进了一大步2020/12/18101926年的RobertGoddard(1889-1945)及他的第一个液体燃料火箭2020/12/1811二次世界大战，航空技术的发展，又突破了地面平台的限制，出现了航空遥感

微波雷达出现，红外技术应用于军事侦察，使遥感探测的电磁波谱段得到了扩展2020/12/1812航天遥感阶段（1957年-）20世纪50年代末，人造卫星的发射，使遥感技术平台上升到远离地球表面的太空，出现了航天遥感；1957年10月4日——苏联第一颗人造地球卫星发射成功1959年9月——美国“先驱者2号”探测器拍摄了地球云图，10月——苏联“月球3号”航天器拍摄月球背面照片1960年——美国“泰罗斯”与“雨云”气象卫星云图，美国海军研究局的普鲁伊特最早使用“遥感”一词1971年——美国“阿波罗”宇宙飞船对月球表面航空摄影测量1972年——美国地球资源卫星ERS-1（后成为陆地卫星）上天2020/12/1813第一颗人造地球卫星SputnikI(前苏联)October4,1957(aboutthesizeofabasketball,weighing83kg[182lb]),withradioandonescientificinstrument)2020/12/1814发射SputnikI用的Semiorka火箭2020/12/1815Apollo8于1968年圣诞期间经过月球表面拍摄到的地球照片2020/12/181620世纪80年代——美国第二代试验型地球资源卫星，Landsat4,5。1986年，法国开始发射SPOT卫星系列。20世纪90年代——欧空局、日本相继发射ERS、JERS系列卫星，印度和俄罗斯发射IRS和RESURS1995年，加拿大发射RADARSAT-1,微波遥感技术重大进展。

1999年，美国宇航局和地质调查局合作发射Landsat71999年10月，中巴地球资源卫星（CBERS-1）

2000年，美国光谱成像公司成功发射高分辨率小卫星IKONOS，携带数字相机，1m与4m分辨率

2000年，美国奋进号SRTM合成孔径雷达干涉成像雷达系统————世界第一个直接获取全球三维地形信息的双天线合成孔径雷达干涉测量系统2020/12/1817

为什么上世纪60年代遥感技术迅速发展?2020/12/18182、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2020/12/1819（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

2020/12/1820遥感技术的分类1、按平台分：近地面遥感、航空遥感、航天遥感；2、按传感器的工作波段：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等；3、按传感器的工作方式：被动遥感、主动遥感；4、按数据的表示方式：成像遥感、非成像遥感2020/12/18211、按平台分近地面遥感：地物波谱仪或传感器设置在地面平台上，如车载，船载，手提，固定或活动高架平台等航空遥感:传感器设置在航空器上，主要为飞机，气球等航天遥感：传感器设置在环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机，空间站，火箭等2020/12/18222020/12/18232、按传感器的工作波段：紫外遥感：探测波段0.05-0.38um可见光遥感：探测波段0.38-0.76um红外遥感：探测波段0.76-1000um微波遥感：探测波段1mm-10m多波段遥感：探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。2020/12/1824电磁波谱2020/12/1825紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000m以下。可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。晴朗的白天工作。红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。昼夜工作。微波：波长范围为1mm～1m，穿透性好，不受云雾的影响。昼夜工作。2020/12/18263、按传感器的工作方式：被动遥感：不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号2020/12/1827主动遥感与被动遥感反射太阳辐射被动遥感目标物发射被动遥感主动遥感2020/12/1828雷达雷达（Radar）意为无线电测距和定位。其工作波段都在微波范围,少数也利用其他波段。雷达是由发射机通过天线在很短的时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。按照雷达的工作方式可分为：成像雷达和非成像雷达。成像雷达中又可分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。2020/12/1829拉曼激光雷达系统示意图2020/12/18304、按数据的记录方式：成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像。如：摄影机、扫描仪、成像雷达。 可分为3类： 摄影成像类型（光学/电成像类型） 扫描成像类型（光电成像类型）微波成像类型（雷达成像类型）非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号输出或记录在磁带上而不产生图像。

如：辐射计、雷达高度计、散射计、激光高度计等。

2020/12/1831①摄影成像原理：通过成像设备获取物体影像的技术。②摄影成像类型 摄影方式 传统摄影：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。 数字摄影：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。探测波段：近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影摄影型传感器2020/12/1832③常见摄影机：分幅式摄影机、全景式摄影机、多光谱摄影机、数码摄影机④特点1)历史悠久、较为完善、使用广泛。2)信息量大、分辨率高3)受到感光剂的限制，感光范围0.29－1.10微米，而且只能在晴朗的白天工作。2020/12/1833航空摄影机外观SWDC主体由四个高档民用相机（单机像素数为3900万，像元大小6.8μm）经外视场拼接而成（见图4和图5），系统中集成了GPS和自动控制等关键技术。2020/12/18342）彩色红外照相机2020/12/1835红外摄影是利用近红外区域的红外线进行成像的摄影。彩色红外胶片的彩色只能称为伪彩色，因为它将红外成像显示为红色，并非人眼所感知的可见光的效果。图中大片红色的草坪，我们日常所见其实是绿色。2020/12/1836扫描成像原理：依靠探测元件和扫描镜对目标物以瞬时视场为单位进行逐点逐行取样，从而得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。探测波段：紫外、可见光、红外、微波。成像方式：目标面扫描的方式

影像面扫描的方式扫描成像传感器2020/12/1837目标面扫描的方式收集系统直接对目标面扫描，一点一行顺序收集目标面上各单元的信息，然后拼成一幅图像。如MSS、TM、成像雷达。影像面扫描的方式收集系统不直接对地面扫描，而是利用光学系统将目标的辐射信息在靶面上聚焦形成一幅影像，然后利用摄像管中的电子束对靶面扫描来收集其数据，或者依靠CCD组成的阵列进行电子扫描来获取数据，是推扫式扫描成像。如HRV2020/12/1838TM扫描原理2020/12/1839ΔTM的扫描镜可在往返两个方向进行扫描和获取数据（MSS只能单方向扫描）。扫描轨迹2020/12/1840CCD工作原理2020/12/18411）CCD线阵上的每个点同时露光，保证了每个点上都有最大限度的曝光时间。2）机械部件大大简化，运行稳定，几何精度比较高。3）灵敏度高，可以探测到地面0.5％的反射变化信息。CCD的优点2020/12/18425、按波段宽度及波谱的连续性：高光谱遥感：遥感进展中的新技术，其图像由多达数百个波段的非常窄的连续光谱段组成（常用的多光谱扫描仪只有几个~十几个波段，波段宽度通常小于10nm），光谱覆盖了可见光、近红外、中红外、远红外区域全部光谱段，其光谱仪成像多采用扫描式或推扫式，可以收集200以上波段的数据，所的图像中每一个像元均能得到连续的反射率曲线（而传统的光谱仪在波段之间存在间隔）。常规遥感：宽波段遥感，波段宽度一般大于100nm,波段在波谱上不连续。2020/12/1843传感器分辨率分辨率-----传感器最具实用意义的指标。传感器的分辨率是指传感器区分自然特征相似或光谱特征相似的相邻地物的能力。是衡量遥感数据质量特征的一个重要指标。分为：辐射分辨率；空间分辨率；时间分辨率；光谱分辨率。2020/12/1844遥感图像的辐射分辨率

指传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。在遥感图像上表现为每一个像元的辐射量化级。2020/12/18452020/12/1846遥感图像的空间分辨率

空间分辨率：每个像元对应空间的大小。表征影像分辨地面目标细节能力的指标。

航空影像(0.5m)IKONOS(1.0m)SPOT-4(10m)QuickBird(0.61m)SPOT-5(2.5m)Landsat-7ETM+(15m)小街区：24,000m22020/12/1847空间分辨率单位以米表示。空间分辨率数值越大分辨率越低。2020/12/1848空间分辨率=地面分辨率像素：空间分辨率越高，像素越小解像力瞬时视场角：角分辨率，与遥感平台高度一起决定地面的分辨单元大小2020/12/1849高空间分辨率：小于10m，GeoEye、快鸟、Ikonos、Spot，对特定地区进行定点监测中空间分辨率：10-100m，ASTER、TM，土地利用、土地覆盖、资源、地表景观低空间分辨率：空间分辨率大于100m，NOAA，大范围的环境遥感监测2020/12/1850遥感数据类型分辨率/m应用IKONOS1城市规划、土地管理SPOT-HRV1-320宏观规划、国土资源SPOT-HRVPan10立体量测ETM1-5，730陆地资源调查ETM660地面热性质调查ETMPan15规划、管理Landsat-MSS4-780陆地资源调查Radarsat-SAR1Seasat-VIR20海洋调查Seasat-SAR10海洋调查JERS-VNR30JERS-SWIR60NOAA-AVHRR

152020/12/1851温室气体—二氧化碳2020/12/1852国土资源遥感动态监测

利用遥感和地理信息系统技术恢复重建了我国20世纪80年代末期的土地利用状况，全面掌握了近10余年来全国土地利用的变化特点，构成了完整的多期全国1:10万比例尺土地利用时空数据库2020/12/1853纽约世贸中心—９１１以前纽约世贸中心—９１１以后2020/12/1854日本富津电厂工业排水的监测高温.低温.海流方向

高光谱遥感在工业监测中的应用—日本近海的例子2020/12/1855高分辨率卫星影像—

把握偶发事件的瞬间高速路上的翻车事故台湾F-16双机编队起飞2020/12/1856遥感图像的光谱分辨率

光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小,分辨率越高。波段数越多，分辨率越高。人眼的光谱分辨率？？？2020/12/1857

它包括传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。2020/12/18582020/12/1859遥感图像的时间分辨率时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。可提供地物动态变化的信息。时间分辨率与所需探测目标的动态变化有直接的关系。各种传感器的时间分辨率，与卫星的重复周期及传感器在轨道间的立体观察能力有关。2020/12/1860根据回归周期的长短，时间分辨率分为三种类型：超短（短）周期时间分辨率，可以观测到一天之内的变化，以小时为单位。（FY、NOAA）中周期时间分辨率，可以观测到一年内的变化，以天为单位。（Landsta、中巴）长周期时间分辨率，一般以年为单位的变化。2020/12/1861遥感图像的时间分辨率时间分辨率的意义：进行动态监测和预报自然历史变迁和动力学分析提高成像率和解像率，对历次获取的数据资料进行叠加分析，提高地物识别精度2020/12/1862日本富津电厂工业排水的监测高温.低温.海流方向遥感在工业监测中的应用—日本近海的例子2020/12/1863温度分辨率温度分辨率是指热红外传感器分辨地表热辐射（温度）最小差异的能力。与探测器的响应率和传感器系统内的噪声有直接关系，一般为等效噪声的2-6倍。2020/12/1864DarwinCity,NT,Australia(ByMAISHyperspectralSystemofChina)澳大利亚达尔文市航空热红外多光谱城市应用2020/12/1865采样和量化采样：将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。由于图像是二维分布的信息，所以采样是在x轴和y轴两个方向上进行。模拟图象若在x方向采M个点，y方向采N个点，就可得到M*N个点的数字化图象的形式。采样是图象进入计算机的第一个处理过程。

2020/12/1866采样间隔对图像的影响2020/12/1867

量化：采样后的图像只是在空间上被离散化，成为样本的阵列，每个取样样本称为像素，用Pixel来表示。但是由于原f(x,y)是连续图像，因此每个Pixel还是可能取值为无穷多个值的量。为了进行计算机处理，必须把无穷多个离散值约简为有限个离散值，即量化，这样才便于赋予每一个离散值互异的编码以进入计算机。

2020/12/1868

将各个像素所含的明暗信息离散化后，用数字来表示称为图像的量化，一般的量化值用整数来表示。充分考虑到人眼的识别能力之后，目前非特殊用途的图像均为8bit量化，即用0〜255描述“黑〜白”。2020/12/1869图像数字化--量化2020/12/1870量化位数越高，细节的可分辨程度越高2020/12/18712.2遥感平台1Landsat2SPOT3IKONOS4QuickBird5GeoEye6CBERS7RADSAT8小卫星2020/12/1872LandSat地球资源卫星陆地卫星计划首先由NASA发起ERTS(EarthResourcesTechnologySatellite)计划，可运行后移交NOAA。1984年后，卫星的运行及数据分发交给一家商业公司EOSAT(EarthObservationSatelliteCompany)，条件：所有的数据两年后公开，由USGS(USGeologicalServey)的EROS(EarthResourceObservationSystem)数据中心发布。原名地球资源技术卫星ERTS:Earthresourcestechnologysatellite2020/12/1873Landsat所携带传感器Landsat1(07/12/1972-01/06/1978)-RBV,MSSLandsat2(01/22/1975-07/27/1983)-RBV,MSSLandsat3(03/05/1978-09/07/1983)-RBV,MSSLandsat4(07/16/1982-)-MSS,TMLandsat5(03/01/1984-)-MSS,TMLandsat6(10/05/1993):ETMLandsat7(04/23/1999-)-ETM+ (30m,60mTIR,15mPan)MSS:多光谱扫描仪；RBV:反束光导管电视摄像机TM:专题制图仪；ETM+:增强型传感器2020/12/1874Landsat1，2，3Payload:

反束光导管摄像机—RBV(CarriedReturnBeam)0.5to0.75µm,185km扫描宽度，40m分辨率由于发生技术故障，RBV仅获得很少资料多光谱扫描仪—MSS(Multi-SpectralScanner)0.5~12.6µm（只有Landsat3有热红外）,185km扫描宽度，约80m分辨率Size：59inchdiam.bus,119inchestall,13ftsolararrayspan（Twinsolarpaddles)2020/12/1875Landsat4，5（构造）TMK波段和MSS数据跟踪和数据中继卫星遥控指令和遥测数据遥控指令和遥测数据TM和MSS数据(WhiteSandComplex)导航卫星(全球定位系统)S波段S波段S波段遥控指令发自GSFC,遥测数据发送GSFC及其余地面站S波段MSS数据发送地面站X波段TM和MSS数据发送地面站2020/12/1876Landsat4，5Payload

：

MSS专题制图仪—TM(ThematicMapper)0.45~12.5µm,可见光/红外分辨率30m,热红外分辨率120m.Size:4.3mhigh,2.2wide2020/12/1877Landsat7Payload

：增强型专题制图仪—ETM+(EnhancedThematicMapperPlus)。0.45~12.5µm,单色15m,可见光/红外分辨率30m,热红外60m；

Size:4.3mlong,2.8mindiameter,approximate2200kg2020/12/1878Landsat卫星的传感器(1)MSS：多光谱扫描仪，5个波段。(2)TM：专题绘图仪，7个波段。(3)ETM+：增强专题绘图仪，8个波段。2020/12/1879MSS的波谱段2020/12/1880MSS数据获取原理图MSS数据是一种多光谱段光学—机械扫描仪所获得的遥感数据。2020/12/1881TM数据(…)的波谱段

TM10.45~0.52μm蓝绿波段TM20.52~0.60μm绿红波段TM30.63~0.69μm红波段TM40.76~0.90μm近红外波段TM51.55~1.75μm近红外波段TM610.4~12.5μm热红外波段TM72.08~2.35μm近红外波段TM数据是第二代多光谱段光学——机械扫描仪，是在MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。

2020/12/1882TM数据获取的传感器2020/12/1883Landsat7号卫星7、5、4波段的组合图像2020/12/1884Landsat7号卫星3、2、1波段组合显示图像2020/12/1885Landsat7号卫星4、5、3波段组合显示图像2020/12/1886云南思茅地区Landsat5的4、5、3波段的组合图像2020/12/1887ETM数据(…)的波谱段ETM10.45~0.52μm蓝绿波段ETM20.52~0.60μm绿红波段ETM30.63~0.69μm红波段ETM40.76~0.90μm近红外波段ETM51.55~1.75μm近红外波段ETM610.4~12.5μm热红外波段ETM72.08~2.35μm近红外波段ETM8（PAN）0.52~0.90μm可见光—近红外ETM数据是第三代推帚式扫描仪，是在TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。

2020/12/1888Spot计划SPOT(SatelliteProbatoired‘ObservationdelaTerre)由法国比利时和瑞典合作开发。图象由商业实体分发——SPOT-ImageCorp（北京视宝卫星图像有限公司）.Spot-1,23,Payload

两台HRV(HighResolutionVisible)imagingpayload，多光谱20米分辨率，单色10米。每台HRV扫描宽度60km，两台117km（重叠3km）.卫星系统－SPOTSize：2mx2mx3.5mmainbus,15.6msolararrayspan2020/12/1889SPOTsatellites

SPOT2-Jan.22,1990SPOT3-Sept.25,1993SPOT4-March24,1998SPOT1-Feb.21,1986SPOT-4VEGETATION2020/12/1890SPOT系统目前有颗卫星处于正常运行状态中，SPOT5号、2号和4号卫星。

2020/12/1891SPOT1，2，32020/12/1892SPOT－1，2，32020/12/1893SPOT卫星的立体观测能力EachHRVoffersanobliqueviewingcapability,theviewinganglebeingadjustablethrough+/-27deg.relativetothevertical.

Twoimagingmodesareemployed,panchromatic(P)andmultispectral(XS).BothHRVscanoperateineithermode,eithersimultaneouslyorindividually.2020/12/1894StereoscopySPOT的倾斜观测能力可以用来生成立体像对。

UseofstereopairsStereopairsaremainlyusedforstereoplotting,topographicmapping,andautomaticstereocorrelation,fromwhichDigitalElevationModels(DEMs)canbedirectlyderivedwithouttheneedformaps.RepeatviewingcapabilitySPOT的倾斜观测能力可以增大观测范围（900km），增加观测频率。频率随纬度变化：赤道—26天的覆盖周期内，成像7次，纬度为45度时，成像11次。成像间隔变化：1~4天。2020/12/1895SPOT4基本与前三颗相同，设备增加了一个短波红外通道，故称为HRVIR(HighResolutionVisible-Infrared)。有效载荷中还包括精密测轨设备：DORIS(DopplerOrbitographyandRadiopositioningIntegratedbySatellite)precisionorbitdeterminationsystem，测轨数据经地面处理后可以达到10cm精度。Size:2mx2mx5.4mSingle5-panelsolararray,eachpanelis2.6x1.9m.

2020/12/1896SPOT42020/12/1897SPOT42020/12/1898SPOT52020/12/1899SPOT卫星及其影像③SPOT的影像特征B1：为绿波段。波段中心位于叶绿素反射曲线最大值，即0.55μm处；对于水体混浊度评价以及水深10-20m以内的干净水体的调查是十分有用的。

B2：为红波段。位于叶绿素吸收带，受大气散射的影像较小，用于识别裸露的地表、植被、土壤、岩性、地层、地貌现象等。2020/12/18100SPOT卫星及其影像B3：为近红外波段。能够很好地穿透大气层。在该波段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。

PA：全色波段。地面分辨率较高，为10m。2020/12/18101HRVIR是HRV的改进型：

1）增加了1个波长1.58~1.75μm,地面分辨率为20m的近红外波段（SWIR），对水分、植被比较敏感，常用于土壤含水量监测、植被长势调查、地质调查中的岩石分类，对于城市地物特征也有较强的突显效应；

2）原10m分辨率的全色通道改为0.61~0.68μm的红色通道。2020/12/18102●SPOT4“植被”（VEGETATION）传感器是一个高辐射分辨率、1km的低空间分辨率和扫描宽度约2250km的宽视场扫描仪，其中有3个波段与HRVIR的2、3和近红外一致，主要用于监测全球耕地、森林和草地的状态，红和近红外波段的综合使用对植被和生物的研究相当有利的；此外，它还有1个B0（0.43-0.47μm）波段，主要用于海洋制图和大气校正。2020/12/18103SPOT5轨道与SPOT1~4相同。SPOT5一重要的特质是它的HRS立体成像仪。立体像对对于要求精确地形高度的应用，比如模拟飞行的数据库。像带宽（覆盖60*60公里或在双探测器模式下60*120公里）的图象，是SPOT5卫星提供给中等比例制图（1：25000和1：10000）。2020/12/18104SPOT5有3种传感器：HRVIR、VI和立体成像(HRS)装置。高分辨率立体成像装置用两个相机沿轨道成像，一个向前，一个向后，几乎能在同一时刻以同一辐射条件获取立体像对，避免了像对间由于获取时间不同而存在的辐射差异，大大提高了获取的成功率。在制图、虚拟现实等许多领域能得到广泛的应用。2020/12/18105●SPOT5

高分辨率立体成像装置2020/12/18106SPOT的HRV波谱段光谱段光谱特性分辨率0.50~0.59μm绿20m0.61~0.68μm红20m0.79~0.89μm近红外20m0.51~0.73μm绿—红全波段10mSPOT1~3号卫星上携带两台HRV传感器。（示图）(HRV数据采集原理）2020/12/18107HRV数据采集原理HRV是推帚式扫描仪。探测元件为4根平行的CCD线列，每根探测一个波段，每线含3000（HRV1～3）或6000（PAN波段）个CCD元件。SPOT5号卫星上的每个传感器只有一个线性阵列，这个革新大大简化了焦平面的设计，使得将来更容易地添加波段。2020/12/18108SPOT的HRG、HRS波谱段光谱段/μm光谱特性分辨率/m0.50~0.58

绿200.61~0.67

红200.78~0.89

近红外200.49~0.715

绿~红全波段5SPOT5卫星上HRG（高分辨率几何装置）与HRV基本相同。HRS是SPOT5特有的一个高分辨率立体成像装置，工作波段0.48～0.71μm。2020/12/18109广西南宁市SPOT卫星图像2020/12/18110Groundresolution:1meterpanchromatic(0.45-0.90mm),4metersmultispectral(sameasLandsatTMbands1-4) (Band1:0.45-0.52mmBlue) (Band2:0.52-0.60mmGreen) (Band3:0.63-0.69mmRed) (Band4:0.76-0.90mmNearIR)Launched:September24,1999IKONOS世界上第一颗可提供高分辨率卫星影像的商业卫星-2020/12/18111具有太阳同步轨道，倾角为98.1°。设计高度681km(赤道上)，轨道周期为98.3min，下降角在上午10:30，重复周期l～3

d。携带一个全色1m分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统。

IKONOS2020/12/18112●IKONOS卫星及其影像——传感器包括一个全色lm分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。全色和多光谱共享一个光学系统，彼此在0.5秒之内同时获取图像。该光学系统主要包括望远镜装置，该装置由三个消像散透镜的反射镜组成，具有在轨重对焦能力。2020/12/18113●IKONOS卫星及其影像——传感器传感器由三个CCD阵列构成三线阵推扫成像系统，视场角0.93l°，星下点扫描宽度11～13km(对应于地面分辨率0.82～1.Om)；全色波段每个像素(CCD单元)大小12μm，共13000个单元；多光谱为48μm，共3250个单元。在赤道上空的地面分辨率，全色0.82m，多光谱3.26m。灰度量化等级211。光谱响应范围：全色0.45～0.90μm；多光谱相应于Landsat—TM的波段。2020/12/18114IKONOS光谱段全色光谱响应范围：0.15～0.90μm而多光谱则相应于Landsat-TM的波段：MSI-10.45～0.52μm蓝绿波段MSI-20.52～0.60μm绿红波段MSI-30.63～0.69μm红波段MSI-40.76～0.90μm近红外波段2020/12/18115IKONOS数据特点数据来源：美国IKONOS卫星。太阳同步轨道，重复周期1~3d。传感器(…)。IKONOS影像获取模式(…)。MTF补偿(…)。星历与姿态量测(…)。IKONOS图像产品。IKONOS的传感器包括一个全色1m分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。IKONOS传感器是三线阵CCD推帚式成像，因此在正常模式下，它可取得正视、后视和前视推扫成像。IKONOS图像可以实现模量传递函数(MTF)的补偿，为此卫星的传感器设计了进行MTF的测量。有了这些测量值，可以对因光学和检测器等引起的像质模糊进行补偿。

IKONOS卫星内设有GPS天线，接收的信号被记录下来，经过处理可以提供每个图像的星历参数；传感器系统设计有三轴稳定装置和量测装置，以获得相应姿态数据。

2020/12/18116IKONOS卫星的外形2020/12/18117IKONOS卫星图像2020/12/18118IKONOS图像地区：上海浦东分辨率：1m采集时间：2000年3月26日2020/12/18119QuickBird数据美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于2001年10月18日在美国发射成功。卫星轨道高度450km,倾角98°,卫星重访周期1～6d（与纬度有关）。QuickBird图像，分辨率为0.61m，幅宽16.5km。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。地球资源卫星数据2020/12/18120●QuickBird卫星及其影像——图像产品

2020/12/18121QuickBird数据的光谱段数据类型波段范围/μm分辨率/m多波段蓝：0.45~0.522.44绿：0.52~0.602.44红：0.63~0.692.44近红外：0.76~0.902.44全波段0.45~0.900.61Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪2020/12/18122●QuickBird卫星及其影像——图像产品

2020/12/18123●QuickBird卫星及其影像——图像产品

QuickBird影像产品分基本影像、标准影像、正射影像、立体像对等不同类型，从波段组成上影像产品分全色波段影像数据、多光谱影像数据、全色波段影像数据与多光谱影像数据产品包、融合影像数据(真彩色或假彩色)。2020/12/18124QuickBird传感器结构图2020/12/18125QuickBird-2

2020/12/18126QuickBird影像图多光谱影像分辨率2.8m2020/12/18127QuickBird影像图华盛顿纪念碑2020/12/18128quikbird2020/12/18129武汉大学信息学部QuickBird-2影像2020/12/18130

IKONOS卫星图像拍摄时间2002年10月2020/12/18131GeoEye-12020/12/18132GeoEye-12020/12/181332020/12/181342020/12/181352020/12/181362020/12/18137GeoEye首张卫星照片

2020/12/181382020/12/181392020/12/18140道路googleearthscalelegend:50GeoEye2009年3月16日真彩色融合影像QuickBird2004年9月6日GeoEye2009年3月16日全色影像在googleearth上以50m的比例图例截取苏州相同地区的道路情况，GeoEye里可以比较清晰的看到电线杆和道路线电线杆电线杆2020/12/18141汽车

googleearth

scalelegend:50以实际像素显示的汽车情况GeoEye影像中汽车的颜色与细节比QB数据更丰富GeoEye2009年3月16日真彩色融合影像QuickBird2004年9月6日2020/12/18142树木

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scalelegend:50GeoEye2009年3月16日真彩色融合影像QuickBird2004年9月6日GeoEye2009年3月16日全色影像Googleearth比例图例为50m的苏州地区同一地区树木情况GeoEye影像更能清楚的分辨出树木纹理的情况，QB图像中树木从图像看都粘连在一块。2020/12/18143田地googleearthscalelegend:50mQuickBird2004年9月6日GeoEye2009年3月16日全色GeoEye相对于QBS数据中田地纹理更细化GeoEye2009年3月16日真彩色融合影像2020/12/18144房屋googleearthscalelegend：50mGeoEye2009年3月16日真彩色融合影像QuickBird2004年9月6日GeoEye2009年3月16日全色影像GeoEye影像中临近房屋的情况比QB数据更清晰2020/12/18145车辆人群人群GeoEye2009年3月16日影像从GeoEye里可以看到人群拥挤的情况2020/12/18146人行道GeoEye里可以清晰的看到人行道线GeoEye2009年3月16日影像2020/12/18147GeoEye2009-3-16融合影像体育场2020/12/18148CBERS数据特点数据来源：中巴地球资源卫星。太阳同步极地轨道。传感器(…)：

CBERS具有三台成像传感器：高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)、广角成像仪(WFI)。地球资源卫星数据2020/12/18149CBERS卫星及其影像1986年国务院批准航天工业部《关于加速发展航天技术报告》，确定了研制中国资源1号卫星的任务。1988年中国和巴西两国政府联合议定书批准，在中国资源1号原方案基础上，由中、巴两国共同投资，联合研制中巴地球资源卫星CBERS（China—BrazilEarthResourceSatellite），我国又称为ZY—1。1999年10月14日，CBERS－1进入预定的太阳同步轨道，2000年9月，CBERS－2卫星成功发射进入轨道。2020/12/18150CBERS卫星及其影像CBERS卫星在我国国民经济的主要用途是：监测国土资源变化，更新全国土地利用图；测量耕地面积，估计森林蓄积量，农作物长势、产量，草场载蓄量及其变化；监测自然和人为灾害；快速查清洪涝、地震、林火和风沙等破坏情况，估计损失，提出对策；对沿海经济开发、滩涂利用、水产养殖、环境污染提供动态情报；同时勘探地下资源、圈定黄金、石油、煤炭和建材等资源区，监督资源的合理开发。2020/12/18151

CBERS数据CBERS采用太阳同步极轨道。轨道高度778km轨道，倾角是98.5°。每天绕地球飞行14圈。卫星穿越赤道时当地时间总是上午10:30，这样可以在不同的天数里为卫星提供相同的成像光照条件。卫星重访地球上相同地点的周期为26天。

2020/12/18152于1997年10月发射CBERS-l；1999年10月发射CBERS-2。卫星设计寿命为2年。三台成像传感器为：广角成像仪(WFI)、高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)。以不同的地面分辨率覆盖观测区域：WFI的分辨率可达256m，IR-MSS可达78m和156m，CCD为19.5m。

CBERS数据2020/12/18153CBERS卫星传感器2020/12/18154CBERS卫星系统数据权限平台（DCP）监控站CBERS卫星数据接收站测控中心图像处理中心任务中心2020/12/18155CBERS卫星及其影像

CBERS的传感器CBERS上设置了3种传感器，即20m分辨率的5谱段CCD相机，80m和160m分辨率的4谱段红外扫描仪，以及256m分辨率的2谱段宽视场成像仪；26天、5天的重复观测周期，辐射量化等级8bit(256级)。用CCD相机侧摆成像，可3天对重点地物进行重复观测1遍，分别解决多谱段、高分辨率和短观测周期的难题。2020/12/18156CBERS的CCD光谱段高分辨率CCD像机具有与陆地卫星的TM类似的几个谱段(5个谱段)，其星下点分辨率为19.5m，高于TM；覆盖宽度为113km。B1:0.45～0.52μm，蓝。B2:0.52～0.59μm，绿。B3:0.63～0.69μm，红。B4:0.77～0.89μm，近红外。B5:0.51～0.73μm，全波段。2020/12/18157②CBERS的传感器●红外扫描仪红外扫描仪有可见光、近红外和热红外共4个谱段，采用多元探测器，利用扫描镜作±4.4°摆动扫描，通过高精度的控制回路进行同步补偿，实现双向扫描成像，可昼夜成像。●宽视场相机宽视场相机具有红光和近红外谱段，扫描辐宽890km，五天内可对地球覆盖一遍。2020/12/18158CBERS的IRMSS光谱段红外多光谱扫描仪IRMSS(4个谱段)，覆盖宽度为119.5km。B6:0.50～1.10μm，蓝绿～近红外,分辨率77.8m。B7:1.55～1.75μm，近红外相当于TM5,分辨率为77.8m。B8:2.08～2.35μm，近红外相当于TM7,分辨率为77.8m。B9:10.4～12.5μm，热红外相当于TM6,分辨率为156m。2020/12/18159CBERS的WFI光谱段广角成像仪WFI(2个谱段)，覆盖宽度890km。B10:0.63～0.69μm，红,分辨率为256m。B11:0.77～0.89μm，近红外,分辨率为256m。2020/12/18160CBERS卫星及其影像

CBERS的图像特点CBERS以法国SPOT3和美国Landsat5的技术指标为设计依据，吸取了它们的优点。在遥感谱段设置上与Landsat相近，但空间分辨率比Landsat5高，与SPOT相近（全色谱段较低），但谱段数多。对地观察范围大，数据信息收集快，而且宏观、直观。特别有利于动态和快速观察地球表面信息。2020/12/18161微波遥感-全天候，全天时，穿透性微波能穿透云雾、雨雪，具有全天候工作能力。全天时工作能力。微波对地物具有一定穿透性。微波能提供不同于可见光和红外遥感所能提供的信息。微波遥感的主动方式不仅记录电磁波振幅信号，而且可以记录电磁波相位信息。行星际探测的主要手段。2020/12/18162

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790—800km，倾角98.5°,重复周期24天，与