《遥感导论》航天遥感与卫星图象.docx

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《遥感导论》航天遥感与卫星图象

第五章航天遥感与卫星图象

航天平台上进行之遥感

载人平台：

双子星飞船1965、1966

阿波罗计划6、7、9，1969

天空实验室1973-1974

航天飞船80年代

资源调查卫星：

陆地卫星：

LANDSAT1—7、SPOT、

气象卫星：

NOAA、

海洋卫星：

军事卫星：

低高度、短寿命卫星：

军事卫星

中高度、长寿命卫星：

陆地卫星700-900公里

高高度、长寿命卫星：

通讯卫星（地球同步卫星）36000公里

第一节陆地卫星

一、陆地卫星轨道运行特征

1、近极地轨道：

轨道面与赤道面夹角近90度

①可以保证获得地球上绝大多数地方的信息

②保证卫星与太阳同步

2、近圆形轨道918：

905；

①使全球卫星图象比例尺近一致

②保证成像精度

3、轨道与太阳同步

①原因

A：

保证每个地方成像时光照条件一致，从而保证传感器在相同的条件下成像，使卫星图象效果相近，便于比较等。

一般早上9-11点。

B：

保证卫星的运行周期

②实现

A：

轨道倾角大于90度

B：

轨道面偏转角速度等于地球对太阳的角速度（地球公转速度：

0.986度）

二、陆地卫星运行周期

1、一圈周期：

LANDSAT1-3，103.267分

LANDSAT4、5，99分

2、覆盖地球一遍周期：

LANDSAT1-3，18天

LANDSAT4、5，16天

三、陆地卫星的传感器

1、多光谱扫描仪MSS

①概念：

多光谱扫描仪是把来自地面上地物的电磁波辐射（反射、发射）分成几个不同的光谱波段，同时扫描成像的一种传感器

②波段划分

陆地卫星MSS4/5（1—3）编号

波段划分范围

MSS—1（4）

MSS—2（5）

MSS—3（6）

MSS—4（7）

0.5—0.6μm

0.6—0.7μm

0.7—0.8μm

0.8—1.lμm

③工作原理

2、专题制图仪TM

①概念：

新型关学机械扫描仪，与MSS相比，具有更好的波谱选择性、更好的集合保真度、更高的辐射准确度和分辨率

②波段划分

陆地卫星TM编号

波段划分范围

TM—l

TM—2

TM—3

TM—4

TM—5

TM—6

TM—7

0.45—0.52μm

0.52—0.60μm

0.63—0.69μm

0.76—0.90μm

1.55—0.75μm

10.4—12μm

2.08—2.35μm

③工作原理

同MSS，不过是双向扫描

3、增强型专题制图仪ETM：

与TM一致，只是增加了一个全色波段0.5-0.9，成为 pan波段，分辨率为13×15米

三、陆地卫星的地面控制、接收与处理系统

1、地面控制中心：

指挥陆地卫星工作的枢纽

2、地面接收站：

我国1985年密云

3、地面数据处理机构：

对视频进行影象转换

第二节陆地卫星图象

一、陆地卫星图象的物理特性

黑白表示：

物理特性包括色调、光谱效应、分辨率等

1、灰阶

①定义：

地面上各种地物的辐射强度不同表现在卫星图象上是色调深浅的不同，对色调深浅的分级成为灰阶（或）灰度），是区分地物辐射强度和影象色调深浅的标准。

灰阶的视觉标志成为灰标。

②分级：

MSS分为15级，第一级辐射最强，表现为白色。

TM划分为16级

③不同波段图象上的灰阶只反映该波段辐射强度，注意与航空相片的区别

2、光谱效应

①定义：

采用不同波段的图象判读，识别地物的能力和判读效果是不一样的，称为光谱效应

②MSS图象光谱效应

波段

光谱效应

MSS—1（4）

0.5—0.6μm

属蓝绿光波段。

对水体具有一定的透视能力，透视深度一般可达10—20m，水质清澈时，甚至可达100m；对于陆地的地层岩性，松散的沉积物以及植被有明显的反映；对于水体的污染，尤其是对于金属和化学污染具有较好的反映。

MSS—2（5）

0.6—0.7μm

属橙红光波段。

对于水体的浑浊程度、泥沙流、悬移质有明显的反映；对于岩性也有较好的反映；因该波段位于叶绿素吸收带，所以植被具有较略的色调，而伪装的树枝、病树则有较浅的色调。

MSS—3（6）0.7—0.8μm

属可见光中的红光和近红外波段.对于水体及湿地反映明显，水体为深色调；浅层地下水丰富地段、土壤湿度大的地段，有较深的色调，而干燥的地段则色调较浅；对植物生长憎况有明显的反映，健康的植物色调浅，病虫害的植物色调较深

MSS—4（7）0.8—1.lμm

属近红外波段，与MSS－3相似，但更具有红外图像特点.水体的影像更加深黑.水陆界线特别明显；对植被的反映与MSS－3相似，对比性更强

③TM图象光谱效应

波段

光谱效应

TM—l

0.45—0.52μm

属蓝光波段。

对水体有较强的透视能力；对叶绿素反映敏感；对区分干燥的土壤和茂密的植物也有较好的效果

TM—2

0.52—0.60μm

属绿光波段。

与MSS-1相似。

对水体的透视能力较强；对植被的反射敏感，能区分林型、树种。

TM—3

0.63—0.69μm

属红光波段。

与MSS－2相似。

可以根据植被的色调判断植物的健康状况，也可以区分植被的种类和覆盖度；还可以用以判定地貌岩性、土壤、水中泥沙流等。

TM—4

0.76—0.90μm

属于近红外波段。

相当于MSS-3、MSS-4的一部分。

此波段避开了小于0.76μm出现的叶绿素陡坡效应的坡面和大于0.9μm可能发生的水分子吸收谱带，使之更集中地反映植物的近红外波段时强反射，茂密的植被呈浅色。

可用于植被、生物量、作物长势的调查

TM—5

1.55—0.75μm

属于近红外波段，波长大于TM-4。

处于本的吸收带（1.4-1.9）内，对含水量反映敏感，可用于土壤湿度、植物含水量调查、水分状况研究、作物长势分析等，从而提高了区分不同作物类型的能力；对岩性、土壤类型的判定也有一定的作用。

TM—6

10.4—12μm

属于热红外波段。

对热异常敏感。

可用干区分农、林覆盖类型；辨别地表温度差异；监测与人类活动有关的热特征；进行水体温度变化制图。

TM—7

2.08—2.35μm

用于热红外波段。

可用于区分主要岩石类型，可用于地质探矿与制图.

3、空间分辨率

①概念：

对于陆地卫星而言，空间分辨率即地面分辨率。

相当于传感器探测地面上瞬时视场的大小

②陆地卫星分辨率

陆地卫星编号

传感器及波段编号

地面分辨率（m）

4、5

MSS1、2、3、4

83×68

4、5

TM1、2、3、4、5、7

30×30

4、5

TM6

120×120

1、2、3

MSS4、5、6、7

79×79

③可辨性：

原则上与实际上：

与背景相关

二、陆地卫星图象的几何特性

1、地理坐标

①中心经纬度：

根据成像参数利用计算机求得。

其它经纬度：

粗制图根据中心坐标坐标求得

精制图经过地面控制点纠正后计算而得

②注记：

纬度60度以内，每30′一条，超过该纬度每1°一条

注意经纬度的方向：

2、投影性质：

多中心投影，可近视为垂直投影

3、重叠：

①航向重叠与旁向重叠

②重叠率：

landsat5、5：

0°:

7.3%;60°:

53.6:

80°:

83.9

三、陆地卫星的符号与注记

1、编号：

WRS（全球参考系统）

每景由两个数字组成：

轨径和行

（path、row）。

如：

123-32

2、叠合符号：

四角的“＋”

3、纵向重叠符号：

“－”

4、其他：

第三节：

其他卫星：

一、地球观测实验卫星：

SPOT

1986.2.22法国空间中心发射的用于地球资源观察的卫星。

1、轨道特征：

轨道高度

832公里

运行周期

101.4分

每天绕地球圈数

14.2

轨道重复周期

26天（369）圈

轨道倾角

98．72

在赤道上轨道间距

108．5公里

赤道降交点时间

10：

30地方时

传感器

高分辨可见光扫描仪HRV

2、图象特征

①光谱波段：

0.5-0.59;0.61-0.68;0.79-0.89;0.51-0.73

②两台扫描仪并列工作，每台60公里，重叠3公里，合计117公里

③与MSS与TM不同：

纵向扫描、可旋转反光镜27O，赤道26天可扫7次

二、极轨气象卫星

气象卫星分两大类：

同步地球气象卫星，高35800km；极轨气象卫星，高1000km左右

1、轨道特征：

2、图象

第六章：

卫星图象判读

第七章：

遥感图象处理

定义：

指对遥感图象或资料进行各种技术处理，目的是使遥感图象更适于应用

第一节光学增强处理

定义：

一、彩色合成处理

标准假彩色合成图象：

1、光学法：

加色法

2、彩色象纸分层曝光法：

3、相关掩膜增强处理

反差增强

边沿增强

第二节遥感图象数字处理

一、数字图象及其直方图

二、数字图象的增强处理

1、彩色增强处理

①假彩色等密度分割处理

②反差增强处理

③滤波增强处理

④比值增强处理

2、数字图象分类处理

①监督分类

②非监督分类