第一讲高分辨率遥感基础

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1、HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS高分辨率遥感培训课程2011-04HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS培训大纲培训大纲第一讲第一讲 高分辨率遥感概论高分辨率遥感概论第二讲第二讲 高空间分辨率遥感预处理高空间分辨率遥感预处理第三讲第三讲 高空间分辨率遥感处理高空间分辨率遥感处理第四讲第四讲 高光谱分辨率遥感图像处理（上）高光谱分辨率遥感图像处理（上）第五讲第五讲 高光谱分辨率遥感图像处理（下）高光谱分辨率遥感图像处理（下）第六讲第六讲 高分辨率遥感应用高分辨率遥感应用H

2、RS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 第一讲第一讲 高分辨率遥感概论高分辨率遥感概论1 1基本概念；基本概念；2. 2. 遥感平台；遥感平台；3 3高分辨率遥感新型传感器；高分辨率遥感新型传感器；4 4高分辨率遥感图像的获取模式；高分辨率遥感图像的获取模式；5 5遥感图像处理流程；遥感图像处理流程；6 6国内外高分辨率卫星影像介绍。国内外高分辨率卫星影像介绍。主要内容主要内容HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS高分辨率遥感指高分辨率遥感指高空间高空间、高光谱高光谱和和高时间

3、高时间分辨率遥感。分辨率遥感。空间分辨率：指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小空间分辨率：指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离，由传感器的瞬时视场角（距离，由传感器的瞬时视场角（IFOV）决定。）决定。光谱分辨率：指探测器在波长方向上的记录宽度，又称为波光谱分辨率：指探测器在波长方向上的记录宽度，又称为波段宽度（段宽度（bandwidth）。）。时间分辨率：指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间分辨率：指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔。对轨道卫星，亦称覆盖周期。时间间隔。对轨道卫星，亦称覆盖周期。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础1. 基本概念基

4、本概念HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS全色Panchromatic高光谱Hyperspectral多光谱Multispectral彩色color photography主要通过形状（空间信息）识别地物主要通过光谱信息识别地物增加了颜色的感知加强型的颜色感知光学遥感的发展光学遥感的发展空间、光谱分辨率的不断提高空间、光谱分辨率的不断提高1. 基本概念基本概念 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS平台是一种运载工具平台是一种运

5、载工具 。遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台（平台（Platform）。）。目前，平台成熟且能服务于综合应用的主要有：目前，平台成熟且能服务于综合应用的主要有：p航天遥感平台航天遥感平台p航空遥感平台航空遥感平台p地面移动遥感平台地面移动遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础2. 遥感平台遥感平台HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applicatio

6、ns, CAS 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS传感器平台结合起来确定了遥感影像数据的特传感器平台结合起来确定了遥感影像数据的特性，尤其是其分辨率。性，尤其是其分辨率。p例如，当一个特定的传感器从更高的高度进行观测时，例如，当一个特定的传感器从更高的高度进行观测时，获取的影像面积增加的同时，可以观测到的细节信息获取的影像面积增加的同时，可以观测到的细节信息却减少了。却减少了。p根据城市对遥感数据的分辨率需求、数据类型需求、根据城市对遥感数据的分辨率需求、数据类型需求、时间需求和预算标

7、准，用户可以确定哪一种影像数据时间需求和预算标准，用户可以确定哪一种影像数据是最合适的。是最合适的。p航空遥感平台和卫星遥感平台通常都装载航空遥感平台和卫星遥感平台通常都装载一种或多种一种或多种传感器。传感器。2. 遥感平台遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS航天遥感平台主要指人造卫星、航天飞机和空间站。航天遥感平台主要指人造卫星、航天飞机和空间站。p传感器的监测需要知道卫星的轨道参数。传感器的监测需要知道卫星的轨道参数。p卫星传感器需要将遥感影像数据发送到地面进行分卫星传感器

8、需要将遥感影像数据发送到地面进行分析和处理。析和处理。l获得的高分辨率全色影像和成像光谱仪数据将能对城市获得的高分辨率全色影像和成像光谱仪数据将能对城市空间数据的快速更新提供服务空间数据的快速更新提供服务l多波段和多极化方式的雷达数据，将能解决阴雨多雾情多波段和多极化方式的雷达数据，将能解决阴雨多雾情况下的城市全天候和全天时对地观测。况下的城市全天候和全天时对地观测。2. 遥感平台遥感平台航天遥感平台航天遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASp常用轨道参数：常用轨道参数：l轨道高

9、度：轨道高度：轨道高度定义为卫星到地区表面的距离，轨道高度定义为卫星到地区表面的距离，单位通常为公里。通常情况下，遥感卫星飞行在离地单位通常为公里。通常情况下，遥感卫星飞行在离地面面150公里到公里到36000公里（公里（GEO）。飞行高度影响着能）。飞行高度影响着能看到地面的范围，影响着能看到地面多大的细节，影看到地面的范围，影响着能看到地面多大的细节，影响着卫星的空间分辨率。响着卫星的空间分辨率。l轨道倾角：轨道倾角：是卫星飞行平面和赤道平面的交角。卫星是卫星飞行平面和赤道平面的交角。卫星飞行的轨道倾角，跟传感器的视场、到地面的高度等飞行的轨道倾角，跟传感器的视场、到地面的高度等都是可以观

10、测的。都是可以观测的。l轨道周期：轨道周期：完成一次完整飞行所需要的时间。完成一次完整飞行所需要的时间。l重复飞行周期：重复飞行周期：两次连续经过同一个地方的时间差，两次连续经过同一个地方的时间差，通常用天来记录。通常用天来记录。2. 遥感平台遥感平台-航天遥感平台航天遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS美国美国IKONOS 卫星卫星 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS

11、美国华盛顿（美国华盛顿（1米）米） 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASQuickBird卫星卫星 QuickBird卫 星 于 2001年 10月 由 美 国 Digital Globe公司发射，是目时世界上唯一能提供亚米级分辨率的商业卫星，具有很高的地理定位精度和海量星上存储。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS西班牙马德里体育场（西班牙马德里体育场（0.61m） 第一讲第一

12、讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASp航空遥感平台的实现根据操作要求有几种类型航空遥感平台的实现根据操作要求有几种类型的飞机。的飞机。 p飞机的高度和飞行姿态对比例尺和获取的影像飞机的高度和飞行姿态对比例尺和获取的影像产生影响。产生影响。 p在航空摄影测量中，影像是记录在硬拷贝材质在航空摄影测量中，影像是记录在硬拷贝材质上或者用数码相机记录数字影像。上或者用数码相机记录数字影像。l例如多光谱扫描仪，获取的数据可以存储在磁带上例如多光谱扫描仪，获取的数据可以存储在磁带上和其他的海量存储设备里或者直接

13、传输到接收站。和其他的海量存储设备里或者直接传输到接收站。 2. 遥感平台遥感平台航空遥感平台航空遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASp飞机的飞行姿态受风的影响，其相对一个飞行轨道能够由飞机的飞行姿态受风的影响，其相对一个飞行轨道能够由三个不同的旋转角度来表示：三个不同的旋转角度来表示：l旁向倾角旁向倾角l航向倾角航向倾角l像片旋角像片旋角p机载卫星定位系统和导航系统能够在规则间隔下测量飞机机载卫星定位系统和导航系统能够在规则间隔下测量飞机的方位和三个旋转角度，用于校正由于飞机

14、高度和方位误的方位和三个旋转角度，用于校正由于飞机高度和方位误差造成的遥感数据的几何变形差造成的遥感数据的几何变形。2. 遥感平台遥感平台航空遥感平台航空遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS无人机：无人机：UAVRS系统系统 飞艇飞艇无人机无人机飞艇飞艇 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础2. 遥感平台遥感平台中低空遥感平台中低空遥感平台HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS无人机优点：无人机优点： 无人机

15、以其机动灵活、成本低、操作及维护简单等特点无人机以其机动灵活、成本低、操作及维护简单等特点 , ,在建筑物密集地区、地形复杂的丘陵及多云雾地区相对于在建筑物密集地区、地形复杂的丘陵及多云雾地区相对于常规的航空摄影测量方法具有更强的适应性。常规的航空摄影测量方法具有更强的适应性。 无人机搭载的高精度数码成像设备无人机搭载的高精度数码成像设备, , 具备面积覆盖、垂直具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力或倾斜成像的技术能力, ,获取图像的空间分辨率达到分米获取图像的空间分辨率达到分米级级, , 能够满足能够满足 1111万或更大比例尺遥感应用的需求。万或更大比例尺遥感应用的需求。缺点：缺点： 其

16、获取的影像存在像幅小、数量多、基线短、重叠度不规其获取的影像存在像幅小、数量多、基线短、重叠度不规则且倾角过大等问题。则且倾角过大等问题。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础2. 遥感平台遥感平台中低空遥感平台中低空遥感平台HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS飞艇飞艇平流层飞艇与其他平台相比，具有以下几个特点：平流层飞艇与其他平台相比，具有以下几个特点：l长期定点驻空长期定点驻空l可机动飞行，易于部署可机动飞行，易于部署l可承载大型载荷可承载大型载荷l可重复使用可重复使用l良好的飞行特性良好的飞行特性l效费比较高（充气一

17、次效费比较高（充气一次4-54-5万，万，2 2层楼高的停放地）层楼高的停放地）l可实现综合信息服务可实现综合信息服务 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础2. 遥感平台遥感平台中低空遥感平台中低空遥感平台HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS地面移动遥感平台，目前主要：地面移动遥感平台，目前主要：l有服务于可量测影像数据采集的移动测量系统有服务于可量测影像数据采集的移动测量系统l有服务于城市智能交通的路面检测系统有服务于城市智能交通的路面检测系统l有塔载传感器服务于城市污染监测的各类遥感监测平台有塔载传感器服务于城市污染监

18、测的各类遥感监测平台 2. 遥感平台遥感平台地面移动遥感平台地面移动遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASl光学光学卫星：星：GeoEye-1 0.41mIKONOS 1mCartosat-1（IRS-P5） 2.5 m；Cartosat-2（印度）全色（印度）全色1m QuickBird 0.61mRapidEye 5个波段的多光个波段的多光谱影像，原始分辨率影像，原始分辨率6.5m德国德国 ALOS 2.5m 日本日本KOMPSAT-2 韩国阿里郎国阿里郎卫星，星，1m全色以

19、及全色以及4m多光多光谱 WorldView-2 0.5m 美国美国DigitalGlobe公司公司 ZY-2 2.36m 3-5ml雷达雷达卫星：星：COSMO-SkyMed 1mTerraSAR X 德国德国 1 mRadasat-1 7种模式、种模式、25种波束，具有种波束，具有10 m-100 m多种分辨率多种分辨率 Radasat-2 加拿大加拿大 3 m 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础3. 新型传感器新型传感器航天遥感平台航天遥感平台HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS数码相机数码相机l单面阵数码相机单面

20、阵数码相机：EQ-90mm-CLRl多面阵数码相机：多面阵数码相机：DMC、UCDl三线阵数码相机：三线阵数码相机：ADS40 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础3. 新型传感器新型传感器航空遥感平台航空遥感平台HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASlEQ-90mm-CLR 单面阵航空数码相机获取的是彩色影像。影像幅面小，通常为4k x 4k或3k x 4.5k左右。但其影像的分辨率高，当摄影比例尺为1：18000，航高3050米时，其影像分辨率达到0.16m，影像清晰度高于IKONOS影像（1.0m）和QuickBird

21、影像（0.61m）。有的系统还装有高精度全球定位系统GPS和惯性测量装置IMS，可提供较高精度的影像外方位元素。相机无框标，但像元行列排列非常规则。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASlDMC、UCD 均由4个（全色波段）相机构成大幅面黑白影像和4个（红、绿、蓝红外）多光波构成大幅面彩色影像。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASlADS40（1）高度的区域覆盖能力 （视场角,

22、宽度）（2）高精度和准确度（空间的和放射性的）（3）多光谱影像（4）线性传感器特性（5）立体成像能力（6）直接的数字工作流程（7）可负担的传感器 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS德国，德国，Munich Munich 飞行高度：飞行高度：2500m2500mGSD: 25 cmGSD: 25 cmlADS40影像影像 第一讲第一讲 高分辨率

23、遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASRGB RGB 与近红外与近红外lADS40影像影像 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS3. 新型传感器新型传感器地面遥感平台地面遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础l地面成像光地面成像光谱系系统（FISS）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS3. 新型传感器新型传感器地面遥感平台地面

24、遥感平台 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础lFISS影像影像HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS遥感器在扫描工作方式上，基本分为两种模式遥感器在扫描工作方式上，基本分为两种模式:摆扫成像、摆扫成像、推扫成像。推扫成像。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础4. 高分辨率遥感图像的获取模式高分辨率遥感图像的获取模式摆扫型成像推扫型成像HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础4. 高分辨率遥感图像的获取模式高

25、分辨率遥感图像的获取模式摆扫型摆扫型摆扫成像摆扫型(Whiskbroom)成像由光机左右摆扫和飞行平台向前运动完成二维空间成像，其线列探测器完成每个瞬时视场像元的光谱维获取。优点：可以得到很大的总视场（FOV可达900），像元配准好，不同波段任何时候都凝视同一像元；在每个光谱波段只有一个探测元件需要定标，增强了数据的稳定性；由于是进入物镜后再分光，一台仪器的光谱波段范围可以做得很宽，比如从可见光一直到热红外波段。其不足之处是，由于光机扫描，每个像元的凝视时间相对就很短，要进一步提高光谱和空间分辨率以及信噪比比较困难。HRS/Institute of Remote Sensing Applica

26、tions, CAS 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础4. 高分辨率遥感图像的获取模式高分辨率遥感图像的获取模式推扫型推扫型推扫成像推扫型成像采用一个面阵探测器，其垂直于运动方向在飞行平台向前运动中完成二维空间扫描。优点：像元的凝视时间大大增加了，因为它只取决于平台运动的地速；相对于摆扫型成像光谱仪，其凝视时间的增加量可以达到103数量级。由于没有光机扫描运动机构，仪器的体积相对比较小。不足之处：由于探测器器件尺寸和光学设计的困难，总视场角不可能做得很大，一般只能达到在30左右。面阵CCD器件上万个探测元件的标定也很困难。现今的面阵器件主要集中在可见光、近红外波段。HRS/Ins

27、titute of Remote Sensing Applications, CAS园园林林遥遥感感三三维维重重建建目目标标识识别别城城市市管管理理灾灾害害监监测测影影像像城城市市高分辨率遥感影像高分辨率遥感影像遥感影像几何纠正遥感影像几何纠正遥感影像辐射校正遥感影像辐射校正影影像像配配准准影影像像镶镶嵌嵌影影像像增增强强影影像像解解译译影影像像分分类类影影像像融融合合特特征征选选择择可选操作可选操作具体应用处理具体应用处理变变化化检检测测环环境境监监测测高高分分辨辨率率遥遥感感影影像像处处理理一一般般流流程程 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础5. 遥感图像处理流程遥感图像处理流

28、程HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASQuickBird卫星星分辨率分辨率 ： 0.61 米米 全色全色 2.44 米米 多光多光谱幅幅宽 16.5 公里公里450公里高的太阳同步公里高的太阳同步轨道道拥有者：美国有者：美国Digital Globe公司公司 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础6. 国内外高分辨率卫星影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS QuickBird卫星星应用用p城市规划与监测中的应用城市规划与监测中的应

29、用左左图为印度德里市印度德里市从左至右是从左至右是2000年年到到2005年的年的变化化监测，图中中红色区域色区域为变化区域化区域 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS QuickBird卫星星应用用p城市、海洋水污染监测中的应用城市、海洋水污染监测中的应用 通过过通过过QuickBirdQuickBird卫星卫星影像可以直观的监测出城影像可以直观的监测出城市污水企业所排放的工业市污水企业所排放的工业废水情况，能及时的作出废水情况，能及时的作出对环境影响程度的评估对环境影响程度的评估,

30、,如图所示，如图所示， 在污水放管在污水放管道的上方（道的上方（B B处和处和C C处）藏处）藏有暗道排放，从图片中可有暗道排放，从图片中可以清晰的监测出该管道的以清晰的监测出该管道的精确位置，在精确位置，在A A处可以看处可以看到由于污染严重，河水表到由于污染严重，河水表面积累了一层厚厚的油污面积累了一层厚厚的油污和浮游物体，给环境带来和浮游物体，给环境带来极大负面影响。极大负面影响。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS QuickBird卫星星应用用p农业、林业中的应用农业、林业中

31、的应用采用采用QuickBird多光多光谱数据可以数据可以对林林业的的病虫灾害病虫灾害进行快速行快速识别，右，右图红色区域色区域为识别出来来受到病虫出来来受到病虫的侵的侵蚀处的的树木。木。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASIKONOS 卫星星IKONOS卫星星于于1999年年9月月24日日发射射成成功功，是是世世界界上上第第一一颗提供高分辨率提供高分辨率卫星影像的商星影像的商业遥感遥感卫星星.IKONOS可可采采集集1米米分分辨辨率率全全色色和和4米米分分辨辨率率多多光光谱卫星星影影

32、像像，可可将将全全色色和和多多光光谱影影像像可可融融合合成成1米米分分辨辨率率的的彩彩色色影影像像. 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础6. 国内外高分辨率卫星影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASIKONOS卫星星p产品分辨率产品分辨率 全色：全色： 1 1 米米 ；多光谱：；多光谱： 4 4 米米 p全色波段全色波段 : 0.45-0.90 : 0.45-0.90 微米微米 p多光谱多光谱 波段波段 1( 1( 蓝色蓝色 ): 0.45-053 ): 0.45-053 微米微米 波段波

33、段 2( 2( 绿色绿色 ): 0.52-0.61 ): 0.52-0.61 微米微米 波段波段 3( 3( 红色红色 ): 0.64-0.72 ): 0.64-0.72 微米微米 波段波段 4( 4( 近红外近红外 ): 0.77-0.88 ): 0.77-0.88 微米微米p拥有者：美国洛克希德拥有者：美国洛克希德. .马丁公司马丁公司 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASIKONOS卫星星应用用pIKONOS用于基用于基础地理信息更新地理信息更新 与航空与航空摄影比影比较，IKON

34、OS卫星影像具有很大星影像具有很大优势： 1、快速采集大范、快速采集大范围影像影像 2、影像覆盖范、影像覆盖范围大，后期大，后期处理投入小理投入小 3、定期更新、定期更新资料方便料方便 4、在、在边境地区、禁境地区、禁飞区有着不可比的区有着不可比的优势 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASIKONOS 卫星星应用用pIKONOS用于用于资源源调查与管理与管理 IKONOS影像影像产品广泛品广泛应用于城市用于城市规划、交通、土地和地籍划、交通、土地和地籍等等现状状调查、城市定向、城市定向监

35、测、电讯基站布站基站布站设计、森林管理、森林管理、水水资源管理、河床与水源管理、河床与水质监测、电力力传输、土地登、土地登记、港口、港口或海湾管理、采煤区管理、或海湾管理、采煤区管理、农作物管理、作物管理、测绘地地图、大型工、大型工程程选址、勘察和已建工程的受址、勘察和已建工程的受损监测、城市三、城市三维景景观建模以建模以及更新基及更新基础地理信息等地理信息等领域。域。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 1、IKONOS数据可数据可应用于大比例尺土地利用用于大比例尺土地利用动态监测，

36、其多，其多光光谱影像可影像可满足足乡、镇土地利用土地利用调查精度要求，成精度要求，成图比例尺比例尺为1 20000，全色波段影像可用于制作，全色波段影像可用于制作1 10000的土地利用的土地利用现状状图 2、多光、多光谱彩色合成影像可以划分到三彩色合成影像可以划分到三级地地类如地物如地物边界、所界、所有有级别的道路、田的道路、田埂、建筑物、建筑物IKONOS 卫星星应用用pIKONOS用于土地用于土地详查，城市用地，城市用地监测评估估 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASpIKONOS

37、用于土地详查，城市用地监测评估用于土地详查，城市用地监测评估 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASGeoEye-1卫星星 世世界界上上规模模最最大大的的商商业卫星星遥遥感感公公司司美美国国GeoEye，于于2008年年9月月6日日成成功功发射射了了迄迄今今技技术最最先先进、分分辨辨率率最最高高的的商商业对地地成成像像卫星星GeoEye-1。该卫星星具具有有分分辨辨率率最最高高、测图能能力力极极强强、重重访周周期极短的特点。期极短的特点。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础6.

38、 国内外高分辨率卫星影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASGeoEye-1卫星星真正的半米真正的半米卫星：全色影像分辨率星：全色影像分辨率0.41米，米， 多光多光谱影像分辨率影像分辨率1.65米，定位精度达到米，定位精度达到3米米 .大大规模模测图能能力力：每每天天采采集集近近70万万平平方方公公里里的的全全色色影影像像数数据或近据或近35万平方公里的全色融合影像数据万平方公里的全色融合影像数据 .重重访周周期期短短：3天天（或或更更短短） 时间内内重重访地地球球任任一一点点进行行观测. 第一讲第一

39、讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASGeoEye-1卫星星应用用 GeoEye-1高高分分辨辨率率卫星星影影像像应用用前前景景广广阔，在在实现大大面面积成成图项目目、细微微地地物物的的解解译与与判判读等等方面方面优势突出。突出。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASWorldView-2卫星星 WorldView-2卫星星于于2009年年10月月份份成成功功发射射升升空空。该卫星星是是著著名

40、名卫星星影影像像提提供供商商Digital Globe公公司司的的第第三三颗卫星星，它配它配备了全球了全球顶尖的成像工具。尖的成像工具。 星星载多多光光谱遥遥感感器器不不仅将将具具有有4个个业内内标准准谱段段（红、绿、蓝、近近红外外），还将将包包括括四四个个额外外（海海岸岸、黄黄、红边和和近近红外外2）。）。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础6. 国内外高分辨率卫星影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASWorldView-2卫星星下图为下图为WorldView-2WorldView-2卫

41、星与其他高分辨率卫星的参数比较：卫星与其他高分辨率卫星的参数比较： 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASWorldView-2卫星星应用用政政府府部部门门应应用用 企企业业应应用用 技术应用技术应用政府部政府部门应用：用：WorldView-2卫星将星将为政府机构及政府机构及时的提供最新、最的提供最新、最重重要要地理数据；地理数据；企企业应用：用：WorldView-2卫星先星先进的大面的大面积扫描能力、精确的描能力、精确的定位系定位系统能能为企企业在降低成本的同在降低成本的同时，提供更

42、准确的全球事，提供更准确的全球事态。技技术应用：用：WorldView-2影像和精确的地影像和精确的地图结合在一起，将可以得到合在一起，将可以得到一一个个更更为真真实可靠、可靠、详细明了的明了的卫星地星地图。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASCartosat-1（IRS-P5）卫星星Cartosat-1号号卫星星，又又名名 IRS-P5 ，是是印印度度政政府府于于 2005 年年 5 月月 5 日日发射射的的遥遥感感制制图卫星星，它它搭搭载有有两两个个分分辨辨率率为 2.5 米的全色

43、米的全色传感器，感器，连续推推扫，形成同，形成同轨立体像立体像对；数数据据主主要要用用于于地地形形图制制图、高高程程建建模模、地地籍籍制制图以以及及资源源调查等等。Cartosat-1设计寿寿命命5年年，目目前前卫星星运运行行等等各各项指指标正正处于最好的于最好的时期，数据期，数据质量量稳定可靠。定可靠。真真2.5米米空空间分分辨辨率率，提提供供同同轨立立体体像像对，立立体体观测和和非非立立体体单片片观测两种模式重两种模式重访周期短，信息含量更丰富周期短，信息含量更丰富 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础6. 国内外高分辨率卫星影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Instit

44、ute of Remote Sensing Applications, CAS Cartosat-1（IRS-P5）卫星星应用用p地形地形图制制图 以以北北京京市市怀柔柔区区某某一一立立体体像像对作作为研研究究对象象，通通过对其其生生产的的DLG及及DEM产品品的的精精度度进行行分分析析，其其DLG产品品完完全全满足足国国家家1：50000比比例例尺尺地地形形图的的平平面面精精度度且且满足足国国家家1：25000地地形形图精精度度要要求求；DEM产品品高高程程精精度度满足足国国家家1：50000DEM的的一一级产品品精精度度要要求求，基基本本满足足国国家家1：25000DEM精度精度标准。准。

45、 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS Cartosat-1（IRS-P5）卫星星应用用p资源源调查 P5卫星星获取取数数据据和和其其它它多多光光谱数数据据结合合在在一一起起，可可以以广广泛泛地地应用用于于：国国土土、海海洋洋、矿产资源源调查，林林业和和农业资源源调查，水水资源、水土流失源、水土流失调查，环境保境保护，城市，城市规划。划。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS Ca

46、rtosat-1Cartosat-1（IRS-P5IRS-P5）卫卫星星应应用用 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础资源调查资源调查HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS P5卫星星的的2.5米米高高分分辨辨率率影影像像，可可应用用于于城城市市三三维立立体体提提取取，水利水利设施施监测、电力力选线、道路、道路规划以及划以及设施制施制图等方面。等方面。 Cartosat-1（IRS-P5）卫星星应用用p三三维信息提取及基信息提取及基础设施施规划划 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of

47、 Remote Sensing Applications, CAS COSMO-Skymed 高分辨率雷达高分辨率雷达卫星星高分辨率雷达高分辨率雷达卫星星COSMO-SkyMed是意大利航天局和意大是意大利航天局和意大利国防部共同研利国防部共同研发的，的，该卫星星座共有四星星座共有四颗卫星。星。 COSMO-SkyMed系系统将将以以全全天天候候全全天天时对地地观测的的能能力力、高高重重访周周期期、1米米高高分分辨辨率率为资源源环境境监测、灾灾害害监测、海海事事管管理理及及科科学学应用用等等相相关关领域域的的探探索索开开辟辟更更为广广阔的的道道路。路。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥

48、感基础6. 国内外高分辨率卫星影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASCOSMO-Skymed 高分辨率雷达高分辨率雷达卫星参数与星参数与应用用 卫星分辨率：星分辨率：1米米扫描描带宽：10公里公里具具备雷达干涉雷达干涉测量地形能力量地形能力可服可服务于民于民间、公共机构、公共机构、军事和商事和商业的两用的两用对地地观测系系统。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS中巴中巴资源源2号（号（ZY-2

49、）卫星星p2004年中巴两国正式年中巴两国正式签署署补充合作充合作协议，启，启动资源源02B星星研制工作。研制工作。2007年年9月月19日，日，卫星在中国太原星在中国太原卫星星发射中射中心心发射，并成功入射，并成功入轨，2007年年9月月22日首次日首次获取了取了对地地观测图像。像。p资源源2号号卫星是具有高、中、低三种空星是具有高、中、低三种空间分辨率的分辨率的对地地观测卫星，搭星，搭载的的2.36米分辨率的米分辨率的HR相机改相机改变了国外高分了国外高分辨率辨率卫星数据星数据长期期垄断国内市断国内市场的局面。的局面。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础6. 国内外高分辨率卫星

50、影像介绍国内外高分辨率卫星影像介绍HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 中巴中巴资源源2号（号（ZY-2）卫星的星的应用用p李德仁等人采用李德仁等人采用“资源二号源二号”卫星星3米全色波段影像米全色波段影像监测北京市北京市违章建筑章建筑l资源二号源二号卫星采用太阳同步星采用太阳同步轨道道设计,可以可以获取取 3 m 全色波段的影像数据全色波段的影像数据.利用利用卫星的星的侧摆照相照相,一个季度以内至少可以一次以上覆盖全市域一个季度以内至少可以一次以上覆盖全市域,为违章建筑的章建筑的查处提供了良好的提供了良好的时效性效性, 3 m 的

51、空的空间分辨率可以分辨率可以满足足查处 100平方米的平方米的违章建筑章建筑的要求。的要求。 第一讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS地球空间信息技术（包括对地观测技术）地球空间信息技术（包括对地观测技术） 已成为最有发展潜力的高新技术已成为最有发展潜力的高新技术 Nature 2004年 1月号指出美美国国劳劳动动部部已已将将地地球球空空间间技技术术与与纳纳米米技技术术和和生生物物技技术术并并列列为为当当今今最最有有前前途途和和最最具具发发展展潜潜力力的三大高新技术。的三大高新技术。 第一

52、讲第一讲 高分辨率遥感基础高分辨率遥感基础HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS 实习（一）实习（一）主要内容：主要内容：快速认识快速认识ENVIHRS/Institute of Remote Sensing Applications, CASENVI简介ENVI/IDL的特点1.先进、可靠的影像分析工具全套影像信息智能化提取工具,全面提升影像的价值。2.专业的光谱分析高光谱分析一直处于世界领先地位。3.随心所欲扩展新功能底层的IDL语言可以帮助用户轻松地添加、扩展ENVI的功能，甚至开发定制自己的专业遥感平台。4.流程化图像处理工具

53、ENVI将众多主流的图像处理过程集成到流程化（Workflow）图像处理工具中，进一步提高了图像处理的效率。5.与ArcGIS的整合从2007年开始，与ESRI公司的全面合作,为遥感和GIS的一体化集成提供了一个典型的解决方案。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS安装目录结构Bin：相应的相应的ENVI运行目录。运行目录。Data：数据目录，保存一矢量文件夹（一些矢量数据）、两个数据目录，保存一矢量文件夹（一些矢量数据）、两个TM5栅格数据、两个栅格数据、两个DEM数据和一个高光谱数据。数据和一个高光谱数据。F

54、ilt_func：ENVI常规传感器的光谱库文件。例如：常规传感器的光谱库文件。例如：aster、modis、spot、tm等。等。Help：ENVI的帮助文档。的帮助文档。Lib：IDL生成的可编译的程序，用于二次开发。生成的可编译的程序，用于二次开发。Map_proj：影像的投影信息，文本格式，客户可以进行定制。影像的投影信息，文本格式，客户可以进行定制。Menu：ENVI菜单文件，可以进行中、英文菜单互换。菜单文件，可以进行中、英文菜单互换。Save：应用应用IDL可视化语言编译好的、可执行的可视化语言编译好的、可执行的ENVI程序。程序。Save_add：客户自主开发的、可执行程序，比

55、如各种补丁程序。客户自主开发的、可执行程序，比如各种补丁程序。Spec_lib：波谱库，不同地区可以有不同的波谱库，用户可以自定义。波谱库，不同地区可以有不同的波谱库，用户可以自定义。HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS栅格文件系统和储存ENVI栅格文件格式：栅格文件格式：ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一个简使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件（单的二进制文件（ a simple flat binary ）和一个相关的）和一个相关的ASCII（文本）（文本）的头文件。的头文件。ENVI头文件包含用于读取图像数据

56、文件的信息，它通常创建于一个数据文件第一次被 ENVI读取时。单独的ENVI头文本文件提供关于图像尺寸、嵌入的头文件（若存在）、数据格式及其它相关信息。所需信息通过交互式输入，或自动地用“文件吸取”创建，并且以后可以编辑修改。您可以在ENVI之外使用一个文本编辑器生成一个ENVI头文件通用栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以BSQ（按波段顺序）、BIP（波段按像元交叉）或者BIL（波段按行交叉）的方式进行存储。HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS栅格文件系统和储存储存窗口菜单界面 ，将影像按照需要的格式进行存储，保存的为原始

57、数据，没有拉伸。主影像窗口 Images As，将影像按照需要的格式进行存储，存储的影像是显示的影像样式。 Zoom As，将Zoom窗口显示的影像按照需要的格式进行存储。其他窗口下的文件存储例如：MapMosaicking的镶嵌窗口下：Apply；Save Template等；Classification等功能下：Output Result to等。HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS数据输入一般数据的打开使用Open Image File打开 ENVI 图像文件或其它已知格式的二进制图像文件。 ENVI 自动地识别和读取下列类型

58、的文件： 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS数据输入特定数据的打开对于特定的已知文件类型，利用内部或外部的头文件信息通常会更加方便。使用 Open External File 选项，ENVI 能够读取一些标准文件类型的若干格式，包括精选的遥感格式、军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格式及通用图像格式。ENVI 从内部头文件读取必要的参数，因此不必在Header Information对话框中输入任何信息。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applicat

59、ions, CASHRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS数据显示波段列表每次打开的文件都显示在Available Bands List中，列表中可以完成当前在ENVI中打开的或存储在内存中的文件的信息，还可以进行包括：打开新文件、关闭文件、将内存数据项保存到磁盘，以及编辑ENVI头文件等操作。三视窗显示当你打开一个图像文件时，会在一个ENVI的三视窗图像显示中，其中包括主图像窗口，缩放窗口和滚动窗口（应用于大的图像），如图1.5所示，目前大部分的ENVI图像处理操作都在这个窗口中完成。ENVI ZOOM显示将图层管理、图像显示、鼠标信

60、息等集中在一个窗体中，目前只有部分ENVI图像处理操作在这个窗口中完成，如面向对象的特征提取、Pan sharping、异常检测等，在新的软件版本中会有更多的功能集成在此窗体中完成。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS数据显示HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS常见系统设置用户自定义文件这里可以选择自定义的图形颜色文件、颜色表文件、ENVI的菜单文件（ENVI Menu File、Display Menu、Shortcut File）、地图投影文件等

61、，需要重启ENVI。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS常见系统设置默认文件目录设置一些ENVI默认打开的文件夹，如数据目录、临时文件目录、输出文件目录、ENVI补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等，需要重启ENVI。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS常见系统设置显示设置可以设置三窗口中各个分窗口的显示大小，窗口显示式样等。其中可以设置数据显示拉伸方式（Display Default Stretch），默认为2%线性拉伸。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS常见系统设置综合设置这个选项设置的是一些杂项，值得设置的为制图单位（Page Unit），默认为英寸（Inches），可设置为厘米（Centimeters）；还有缓冲大小（cache size），可以设置为物理内存的50-75%左右，文件碎片大小设置为cache size的1/10。 实习（一）实习（一）HRS/Institute of Remote Sensing Applications, CAS