遥感技术原理系统

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1、第四章第四章 遥感技术系统遥感技术系统 第一节第一节 遥感平台遥感平台 第二节第二节 遥感传感器遥感传感器 第三节第三节 遥感数据的接收记录与处理系统遥感数据的接收记录与处理系统 第一节第一节 遥感平台遥感平台 遥感平台：装载遥感传感器的运载工具。 按平台距地面的高度大体上可分为三类： 地面平台 航空平台 航天平台 各种遥感平台的相对高度各种遥感平台的相对高度 类 型 高 度 特 性 地面遥 感 地面平台 离地面0.75米或2 米 进行岩石、水、植物的波谱测试 遥感塔 高6米 可进行单元景观波谱测试，立面 遥感(陆摄)并把各种传感器获得 同步资料 遥感车(船) 高l0米 遥感船还可以进行水下电

2、视，进 行海底遥感 航空平 台 飞 机 低 空 2000米以下(直升 飞机10米，侦察机 300500米) 中 空 20006000米 可得1：5万的影象 高 空 1200030000米 气 球 低 空 定位遥感监测地面动态变化，覆 盖面积5001000平方公里 高 空 1240公里 遥感平台遥感平台 类 型 高 度 特 性 航天平 台 卫 星 低 轨 150300公里 大比例尺，高分辨率影象，寿命 仅几天到几周，多用于侦察。 中 轨 3501800公里 各种环境适用，如陆地卫星 高 轨( 地球同 步) 36000公里 运行周期23时56分0.4秒、随地 球运行 火 箭 300400公里 目标

3、主要，短时发，立即回收， 一次40平方公里 航天飞机 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 立体平台 地面、航空、航天同步进行构成 遥感平台遥感平台 第二节第二节 遥感传感器遥感传感器 u传感器组成 u传感器的分类 u传感器的性能 第二节第二节 遥感传感器遥感传感器 传感器（sensor）：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 息的仪器。 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。 一、传感器组成一、传感器组成 传感器的种类很多，但从结构上看，基本都 是由收集器、探测器、处理器、输出器等器件组 成，只有摄影方式的传感器探测

4、与记录同时在胶 片上完成，无需在传感器内进行信号处理。 透镜 反射镜 天线 胶卷 光电器件 热电器件 光电倍增管 电子倍增管 胶片 磁带 一、传感器组成一、传感器组成 1、收集器 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。 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 线。 摄影机：凸透镜 扫描仪：反射镜 雷 达：天 线 一、传感器组成一、传感器组成 2、探测器 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 换，测量和记录接收到的电磁辐射能。 常用的探测元件有：感光胶片、光电敏感

5、元 件、固体敏感元件和波导。 一、传感器组成一、传感器组成 2、探测器 （1）感光胶片 感光胶片通过光化学作用探测近紫外至近红 外的电磁辐射，它的响应波段约为0.31.4m之 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 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。 一、传感器组成一、传感器组成 2、探测器 （2）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 应把电磁波信息转换为电信号来探测电磁辐射的 ，其工作波段涵盖紫外至红外波段。 光电敏感元件按其探测电磁辐射机理的不同 ，又分为光电子发射器件、光电导器件和光伏器

6、 件等。 一、传感器组成一、传感器组成 3、处理器 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、 增强或调制。 注意：摄影成像无须信号转换。 一、传感器组成一、传感器组成 4、输出器 传感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 、数据。 遥感影像信息的输出一般分直接与间接两种 方式。 二、传感器的分类二、传感器的分类 1、按电磁辐射来源分类： 分为主动式传感器和被动式传感器。 2、按传感器的成像原理和所获取图像的性质 不同分类： 分为摄影机、扫描仪和雷达三种。 3、按传感器对电磁波信息的记录方式分类： 分为成像方式的

7、传感器和非成像方式的 传感器。 三、传感器的性能三、传感器的性能 传感器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： 地面分辨率 灰度分辨率 波谱分辨率 三、传感器的性能三、传感器的性能 1、 地面分辨率 地面分辨率：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。 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，亦称空间分辨率。 地面分辨率m是由传感器系统的分辨率n及 传感器工作时的比例尺s决定的： m=n/s SPOT 5SPOT 5的空间分辨率的空间分辨率 三、传感器的性能三、

8、传感器的性能 2、 灰度分辨率 灰度分辨率：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 度分辨率很不同。 三、传感器的性能三、传感器的性能 3、 波谱分辨率 波谱分辨率：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、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 ，所包含的信息量越大，针对性越强。 波谱分辨率波谱分辨率 第三节第三节 遥感数据的接收记录与处理遥感数据的接收记录与处理 系统系统 u地面接收站 u遥感数据处理中心 u遥感基础研究与应用中心 一、地面接收站一、地面接收站 航空遥感

9、一般采用直接回收的方式回收 遥感数据，而卫星遥感则采用视频传输方 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下 来的遥感图像信息及卫星姿态、星历参数 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用 户使用的胶片和数字磁带等。 一、地面接收站一、地面接收站 中国遥感卫星地面站位于北京密云， 于1986年建成并投入运行，邓小平同志亲 笔题写了站名。 地面站主要任务是：接收、处理、存 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 收与处理以及相关技术的研究。 一、地面接收站一、地面接收站 接收站内配备大型接收天线

10、2 部、中小型接收 天线 2 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15颗遥感卫星数据的能力，目 前全天候运行性接收9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。 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 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10份，成为国 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 中国遥感卫星地面站 二、遥感数据处理中心二、遥感数据处理中心 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

11、数据转换， 生产可供用户使用的计算机兼容磁带CCT （cumputer compatible tape）和70mm 的胶片。 二、遥感数据处理中心二、遥感数据处理中心 我国卫星图像接收站的数据处理中心 设在北京市海淀区，它包括计算机处理系 统和照相处理系统两个部分。 数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， 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。 二、遥感数据处理中心二、遥感数据处理中心 我国卫星地面站已积累保存了自1986年以 来，不间断地接收的美国陆地卫星系列、 法国资 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15颗

12、资源遥感卫星（约100万 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。 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 联网为国内外遥感用户提供一年365天、每天24 小时的不间断在线检索与查询服务，是向用户提 供数据服务的重要窗口。 三、遥感基础研究与应用中心三、遥感基础研究与应用中心 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 遥感的应用领域不断拓宽和深化，必须以 切实的基础研究作保证。 三、遥感基础研究与应用

13、中心三、遥感基础研究与应用中心 除星体、传感器、发射、测控、通讯等 方面的基础研究外，还应有四个方面的研 究： 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。 思考题（第四章）思考题（第四章） 1、遥感平台的种类。 2、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。 第五章第五章 摄影成像摄影成像 第一节第一节 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 第二节第二节 感光片的基本特性感光片的基本特性 第三节第三节 多波段摄影多波段摄影 第一节第一节 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 u摄影成像过程 u摄影机成像原理 u感光片工作原理 摄影成像：通过成像设备获取物体影像的技术。 第一节第一节 摄影成像过程及基本原理摄影成像过程及基本原理 摄影成像分类： （1）按摄影方式分： 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。 （2）按探测波段分： 近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光 谱摄影