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1、目 录第 4 章 遥感技术系统 .遥感平台 .地面平台 .航空平台 .航天平台 .遥感传感器 .传感器组成 .传感器的分类 .传感器的性能 .遥感数据的接收记录与处理系统 .地面接收站 .遥感数据处理中心 .遥感基础研究与应用中心 . 章 遥感技术系统遥感技术系统主要由遥感平台、传感器和遥感数据的接收、记录与处理系统组成。遥感平台遥感平台(指装载遥感传感器的运载工具。遥感平台的种类很多，按平台距地面的高度大体上可分为三类：地面平台、航空平台和航天平台。在不同高度的遥感平台上，可以获得不同面积、不同分辨率、不同特点、不同用途的遥感图像数据。在遥感应用中，不同高度的遥感平台可以单独使用，也可相互配
2、合使用组成立体遥感观察网。常见遥感平台见表 4 4应用的遥感平台遥感平台 高 度 目的和用途 其 他静止卫星 36000点地球观测 气像卫星()地球观测卫星 5001000期地球观测 航天飞机 240350定期地球观测空间实验返回式卫星 200250察与摄影测量无线探空仪 100m100种调查(气象等)高高度喷气机 1000012000m 侦察与大范围调查中低高度飞机 5008000m 航空摄影测量、各种调查飞艇 5003000m 空中侦察、各种调查直升机 1002000m 摄影测量、各种调查无线遥控飞机 500m 以下 摄影测量、各种调查 飞机、直升机牵引飞机 50500m 摄影测量、各种调
3、查 牵引滑翔机系留气球 800m 以下 各种调查索道 1040m 遗址调查吊车 550m 近距离摄影测量地面测量车 030m 地面实况调查 地面平台置于地面上和水上的装载传感器的固定的或可移动的装置叫做地面遥感平台，包括三角架、遥感塔、遥感车等，高度一般在 100m 以下，主要用于近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像，为航空遥感和航天遥感作校准和辅助工作。通常三角架的放置高度在 间，在三角架上放置地物波谱仪、辐射计、分光光度计等地物光谱测试仪器，用以测定各类地物的野外波谱曲线；遥感车、遥感塔上的悬臂常安置在610m 甚至更高的高度上，在这样的高度上对各类地物进行波谱测试，可测出地
4、物的综合波谱特性。为了便于研究波谱特性与遥感影像之间的关系，也可将成像传感器置于同高2度的平台上，在测定地物波谱特性的同时获取地物的影像。航空平台悬浮在海拔 80下的大气（平流层、对流层）中的遥感平台叫做航空平台。它包括飞机和气球两种。航空平台具有飞行高度较低、地面分辨力较好、机动灵活、不受地面条件限制、调查周期短、资料回收方便等优点，应用非常广泛。1 气球早在 1858 年，法国人就开始用气球进行航空摄影了。气球是一种廉价的、操作简单的平台。气球上可携带摄影机、摄像机、红外辐射计等简单传感器。气球按其在空中的高度分为低空气球和高空气球两类：发送到对流层及其以下高度的气球称为低空气球，大多数可
5、用人工控制在空中固定位置上进行遥感，其中用绳子拴在地面上的气球叫做系留气球，最高可升至地面上空 5000m 处；发送到平流层以上的气球称为高空气球，大多是自由漂移的，可升至 1200040000m 高空。2 飞机飞机是航空遥感的主要遥感平台，用于遥感的飞机有专门设计的，也有将普通飞机根据需要改装的。航空遥感对飞机性能和飞行过程有特殊的要求：如航速不宜过快，稳定性能要好；续航能力强，有较大的实用升限；有足够宽敞的机舱容积；具备在简易机场起飞的能力及先进的导航设备等。飞机遥感具有分辨率高、不受地面条件限制、调查周期短、测量精度高、携带传感器类型样式多、信息回收方便等特点，特别适用于局部地区的资源探
6、测和环境监测。按照飞机飞行高度不同，可分为低空飞机、中空飞机和高空飞机。低空飞机：飞机的飞行高度在距离地面 2000m 以下，利用它能够取得大比例尺、中等比例尺航空遥感图像。直升飞机可以进行离地面 10m 以下的低空遥感；侦察飞机可以进行 300m500m 的低空遥感；通常遥感试验在 1000m1500m 的高度范围内进行。中空飞机：飞机的飞行高度在 2000m6000m 之间，通常使用这类平台取得中小比例尺的航空遥感图像。目前，大部分的航空遥感都在这一高度范围成像。高空飞机：飞机的飞行高度在 12000m30000m 之间，部分用于航空遥感的有人驾驶飞机(如美国的呼唤)的飞行高度在 1200
7、0m 左右，一般用于航空遥感的飞机达不到这个高度，军用高空侦察飞机一般在此高度上飞行，无人驾驶飞机的飞行高度一般在2000030000m 之间。航天平台位于海拔 80度以上的遥感平台称为航天平台，航天平台上进行的遥感是航天遥感。航天遥感可以对地球进行宏观的、综合的、动态和快速的观察。航天平台主要有高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站和航天飞机等。1 高空探测火箭探测火箭飞行高度一般可达 300400介于飞机和人造地球卫星之间。火箭可在短时间内发射并回收，可以利用好天气快速遥感，不受轨道限制，应用灵活，可对小范围3地区遥感。但由于火箭上升时冲击强烈，易损坏仪器，而且付出的代价大，取得
8、的资料不多，所以火箭不是理想的遥感平台。2 人造地球卫星人造地球卫星目前在地球资源调查和环境监测中起着主要作用，是航天遥感中应用最广泛的遥感平台。按人造地球卫星运行轨道高度和寿命，可分为三种类型：低高度、短寿命卫星：轨道高度为 15050命只有几天到几十天。可获得较高地面分辨力的图像，多数用于军事侦察，最近发展的高空间分辨率小卫星遥感多采用此类卫星。中高度、长寿命卫星：轨道高度为 3501800寿命在 1 年以上，一般在 35年。属于这类的有陆地卫星、海洋卫星、气象卫星等，是目前遥感卫星的主体。高高度、长寿命卫星也称为地球同步卫星或静止卫星，高度约为 36000命更长。这类卫星已大量用作通讯卫
9、星、气象卫星，也用于地面动态监测，如监测火山、地震、林火及预报洪水等。这三种类型的卫星，各有不同的优缺点。其中高高度长寿命卫星的突出特点是在一定周期内，对地面的同一地区可以进行重复探测。在这类卫星中，气像卫星是以研究全球大气要素为目的；海洋卫星是以研究海洋资源和环境为目的；陆地卫星是以研究地球资源和环境动态监测为目的。这三者构成了地球环境卫星系列，它们在实际应用中互相补充，使人们对大气、陆地和海洋等能从不同角度以及它们之间的相互联系，来研究地球或某一个区域各地理要素之间的内在联系和变化规律。3 宇宙飞船（包括航天站）载人宇宙飞船有“双子星座”飞船系列、 “阿波罗”飞船系列、天空实验室、 “礼炮
10、”号轨道站及“和平”号空间站等。它们较卫星优越之处是：有较大负载容量，可带多种仪器，可及时维修，在飞行中可进行多种试验，资料回收方便。缺点是：一般飞船飞行时间短（7d30d） ，飞越同一地区上空的重复率小。但航天站可在太空运行数年甚至更长时间。4 航天飞机（天飞机是一种新式大型空间运载工具，是由 3 部分组成的 3 级火箭。其主体 轨道飞行器可以回收，两个助推器也可回收，重复使用，这是它的优点之一，如图 4器装置箱液体推进剂箱轨道飞行器空间实验室固体推进剂火箭(a) (b)图 4航天飞机（a）起飞时的航天飞机；（b）进入轨道后的航天飞机4航天飞机有两种类型。一种不带遥感器，仅作为宇宙交通工具，
11、将卫星或飞船带到一定高度的轨道上，在轨道上对卫星、飞船检修和补给，在轨道上回收卫星或飞船等。另一种携带遥感仪器进行遥感。航天飞机是火箭、载人飞船和航空技术综合发展的产物。它像火箭那样垂直向上发射，像卫星和飞船那样在空间轨道上运行，还像飞机那样滑翔降落到地面，具有三者的优点。它是一种灵活、经济的航天平台。自 1981 年 4 月以来，美国已经发射过“哥伦比亚”号、 “发现”号、 “挑战者”号、 “亚特兰蒂斯”号和“奋进”号等航天飞机。前苏联也曾成功地进行了无人驾驶航天飞机的飞行试验。遥感传感器传感器(也叫敏感器或探测器，它是收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器，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。遥感的能力包括传感器探测电磁波波段的响应能力，传感器的空间分辨率和物理分辨率，传感器获取地物电磁波信息量的大小和可靠程度，以及遥感成像方式等。传感器组成传感器的种类很多，但从其结构上看，基本上都由收集器、探测器、处理器、输出器等器件组成（见图 4，只有摄影方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。1 收集器地物辐射的电磁波，无论是反射、发射还是回反射，在空间是向各个方向传播的，传感器在空间特定的平台位置上，要接收地物的电磁波必须要有一个收集
