林業(yè)遙感整理

1、?林業(yè)遙感?第一章緒 論主要內(nèi)容一、遙感的概念二、遙感的開展概況三、遙感技術(shù)在林業(yè)中的開展?fàn)顩r1、廣義的遙感(Remote sensing )即遠(yuǎn)距離不接觸物體而取得信息的一種探測(cè)技術(shù)，簡(jiǎn)稱“遙遠(yuǎn)的感知，它借助平臺(tái)、傳感器、通過電磁波、力場(chǎng)、聲波、地震等記錄各物體的特征，并通過處理、分析、提取和應(yīng)用其研究對(duì)象的信息的一種學(xué)科。 1.1 遙感的概念各種類型傳感器被攝物體信 息通過量測(cè)和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM利用某種裝置，在不與被研究對(duì)象直接接觸的情況下，通過電磁波記錄各物體的特征，并通過處理、分析、提取和應(yīng)用其研究對(duì)象的信息的一種學(xué)科。 傳感器sensor)：

2、接收電磁波信息的儀器。遙感平臺(tái)(platform)：安置傳感器的運(yùn)載工具。2、狹義的遙感概念航天平臺(tái)及傳感器航空平臺(tái)及傳感器地面光譜測(cè)量?jī)x遙感過程目標(biāo)輻射能介質(zhì)傳輸傳感器信息收集和傳遞人工輻射信息處理分析判讀和應(yīng)用通常把接收、傳輸和處理分析遙感信息的過程，稱為遙感技術(shù)。目標(biāo)輻射能介質(zhì)傳輸信息接受和傳遞信息處理分析處理和應(yīng)用3、遙感技術(shù)4、遙感技術(shù)系統(tǒng)由遙感平臺(tái)、傳感器以及遙感信息的接收和處理裝置組成。遙感平臺(tái)地面平臺(tái)空中平臺(tái)空間平臺(tái)遙感艇、汽車氣球、飛艇、飛機(jī)航天飛機(jī)宇宙飛船衛(wèi)星傳感器多光譜攝影機(jī)紅外掃描儀多光譜掃描儀航空攝影機(jī)反光束導(dǎo)管攝像機(jī)側(cè)視雷達(dá)激光雷達(dá)孔徑雷達(dá)合成孔徑雷達(dá)MSSTM4、

3、遙感的分類航天遙感航空遙感地面遙感近景遙感顯微遙感主動(dòng)遙感被動(dòng)遙感可見光紅外微波遙感按距離遠(yuǎn)近工作方式波長(zhǎng)范圍近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外傳感器類型主動(dòng)被動(dòng)非掃描式掃描式非掃描式掃描式非成像類成像類非成像類成像類成像類攝影機(jī)輻射計(jì)光譜儀對(duì)像面掃描對(duì)物面掃描對(duì)像面掃描對(duì)物面掃描5、遙感的特點(diǎn)空間特性視域范圍大，具有宏觀性光譜特性光譜范圍廣，擴(kuò)大對(duì)地物特性的研究時(shí)相特性能夠瞬間成像和周期成像，又利于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和研究。1.2 遙感的開展概況1、國際遙感現(xiàn)狀和開展趨勢(shì)攝影技術(shù)航天遙感航空攝影遙感應(yīng)用(1)遙感由航空向航天開展(2)高時(shí)間、空間、光譜分辨率(3)與GPS、GIS、ES技術(shù)相結(jié)合(4) 應(yīng)用領(lǐng)域開展到

4、林業(yè)、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)和土地利用、氣象、環(huán)境和工程選址等各種行業(yè)。 開展趨勢(shì)1970.4.24現(xiàn)在中國進(jìn)行了 54次航天器發(fā)射 共發(fā)射了 59顆衛(wèi)星52顆入軌 7艘神舟號(hào)飛船52顆衛(wèi)星中，遙感衛(wèi)星27顆，平均1顆/年 9752002，占入軌52%。07年探月工程 “嫦娥一號(hào)說明： 國家重視航天遙感 遙感衛(wèi)星在航天事業(yè)中占有重要地位2、我國遙感事業(yè)的開展具有對(duì)各種氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、航空攝影測(cè)量等多種遙感數(shù)據(jù)處理的能力 具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、快速處理、傳輸、信息提取、應(yīng)用軟件、圖形圖像制作輸出能力1.3 遙感技術(shù)在林業(yè)中的開展?fàn)顩r資源分布狀況復(fù)雜1、林業(yè)遙感的特點(diǎn)遙感和抽樣相結(jié)合多時(shí)態(tài)性定量綜合分析資源

5、遼闊，根據(jù)多層次遙感資料，配合多階抽樣林業(yè)資源再生性和周期性，提供連續(xù)林業(yè)資源信息林地面積、森林蓄積量等動(dòng)態(tài)變化1953年西南、西北林區(qū)試點(diǎn) 航空遙感：目視調(diào)查法19541964全國資源第一次清查：森林抽樣調(diào)查法70年代 航天遙感圖應(yīng)用試驗(yàn)，繪制森林分布圖，估測(cè)森林蓄積量。80年代隨著電子計(jì)算機(jī)的快速開展，引入了計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)，對(duì)森林監(jiān)測(cè)和林業(yè)信息管理有了深刻的影響。90年代航天遙感、GPS技術(shù)、GIS技術(shù)的開展的，提供了更廣闊的數(shù)據(jù)源，更強(qiáng)大的管理分析功能。現(xiàn)階段數(shù)字林業(yè)技術(shù)2、林業(yè)遙感的開展?fàn)顩r?林業(yè)遙感?第二章遙感物理根底主要內(nèi)容一、電磁波、電磁波譜二、大氣窗口及遙感常用的波譜范圍三

6、、地物波譜特征及其影響因素四、地物光譜測(cè)量?jī)x器介紹2.1電磁波、電磁波譜1、電磁波定義、電磁輻射電磁波是自然界中以“場(chǎng)的形式存在的一種物質(zhì)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互共同依存，交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍空間的傳播就是電磁波。舉例：X射線、紫外線、可見光、紅外線等 電磁輻射：物體發(fā)射或反射電磁波。太陽是最大的輻射體。電磁輻射有其波長(zhǎng)和頻率.2、電磁波譜電磁波譜將電磁輻射的波長(zhǎng)或頻率大小的變化依次排列成為一個(gè)序譜，成為電磁波譜。紫0.380.43藍(lán)0.430.47青0.470.50綠0.500.56黃0.560.59橙0.590.62紅0.620.76波段波長(zhǎng)長(zhǎng)波中波和短波超短波 大于3000m10 3

7、000m1 10m微波1mm 1m紅外波段超遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外中紅外近紅外0.761000m15 1000m6 15m3 6m0.76 3m可見光紅橙黃綠青藍(lán)紫0.380.76m0.62 0.76m0.59 0.62m0.56 0.59m0.50 0.56m0.47 0.50m0.43 0.47m0.38 0.43m紫外線10-3 3.810-1mX射線10-6 10-3m射線小于10-6m2.2 大氣窗口及遙感常用 的波譜范圍太陽是被動(dòng)遙感最主要的輻射源。太陽輻射包括了整個(gè)電磁波譜范圍。傳感器從空中或空間接收地物反射的電磁波，主要是來自太陽輻射的一種轉(zhuǎn)換形式。 1、太陽輻射35，814um紅外窗口

8、2、大氣窗口太陽輻射是連續(xù)的電磁波譜，其能量通過大氣層時(shí)，由于大氣的吸收、反射、散射，而造成了衰減。這種作用與各波段強(qiáng)度不同有關(guān)，一般將電磁波譜中被大氣吸收較少而透射較多的波段，稱為大氣窗口。0.40.7um可見光窗口。0.31.15微米，可見光、局部紫外光、局部近紅外。主要收集目標(biāo)信息1.32.5微米，近紅外、地質(zhì)遙感3.55.0微米中紅外，探測(cè)高溫目標(biāo)，森林火災(zāi)、火山、核爆炸。814微米，熱紅外，地物的發(fā)射波譜，探測(cè)的信息反映地物的發(fā)射率及溫度1.0微米1米，微波，穿透性，全天候3、遙感常用的波譜范圍紫0.380.43um藍(lán)0.430.47um青0.470.50um綠0.500.56um黃

9、0.560.59um橙0.590.62um紅0.620.76um名稱波長(zhǎng)范圍紫外線10-120.4um可見光0.40.76um紅外線近紅外0.763.0um中紅外36um遠(yuǎn)紅外615um超遠(yuǎn)紅外151000um微波毫米波110mm厘米波110cm分米波10cm1m2.3地物波譜特征及其影響因素1、反射類型2、反射率、光譜反射率、地物光譜反射特性曲線反射率：反射輻射量和入射輻射量之比。光譜反射率：某一波長(zhǎng)的反射輻射量和入射輻射量之比。反射波譜特性曲線：描述某物體的光譜反射率隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，反射率為縱坐標(biāo)所得的曲線。地物的光譜特性：任何地物都有自身的電磁輻射規(guī)律，如反射、發(fā)射、吸

10、收電磁波的特性。少數(shù)還有透射電磁波的特性。地物的這種特性稱為：地物的光譜特性。3、幾種典型的地物光譜反射特性曲線不同類地物的光譜特征曲線路面光譜特性曲線同類地物的光譜特征曲線不同濕度對(duì)水泥地面反射率會(huì)有影響，越濕反射率越低 含水量對(duì)于水泥道路光譜曲線是有影響的。對(duì)于水泥道路，道路含水會(huì)使整個(gè)光譜反射率下降。但是波形整體上保持不變。 水的光譜特性曲線植物光譜特征曲線0.55綠光0.67紅光植被結(jié)構(gòu)植被含水量植被葉綠素含量純潔水的光譜特性曲線東湖水的光譜特性曲線水稻光譜特性曲線草光譜特性曲線不同葉綠素濃度的葉片光譜曲線情況綠峰凈高度 綠峰凈高度 大-葉子1 0.6706 71.055 大-葉子2

11、0.6543 72.2637 小-葉子1 0.572163.6098小-葉子20.571761.7199不同葉綠素濃度的葉片光譜值差異不同蓋度的植物冠層光譜曲線差異序號(hào)覆蓋度大的紅邊斜率值 覆蓋度小的紅邊斜率值 13.082 1.316 23.130 1.379 33.158 1.440 從上面的數(shù)據(jù)可以很清楚的發(fā)現(xiàn)，由于覆蓋度的差異引起的紅邊斜率不同是很明顯的。2、同一地物在不同的條件下的光譜特性曲線也不同。1、不同類地物有不同的波譜特性曲線。反射波譜特性曲線特點(diǎn)地物電磁波光譜特征的差異是遙感識(shí)別地物性質(zhì)的根本原理。4、影響光譜反射特性的因素季節(jié)的影響健康狀況的影響水分和營養(yǎng)條件的變化測(cè)定時(shí)

12、傳感器和光源方向的關(guān)系傳感器高度不同時(shí)光譜反射值的變化由于季節(jié)的變化，尤其在葉子萌發(fā)后一個(gè)時(shí)期內(nèi)河葉子脫落期間，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)、葉綠素等都發(fā)生了變化季節(jié)的影響健康狀況的影響葉綠素起變化，活細(xì)胞組織受到損害水分和營養(yǎng)條件的變化植物的含水量的變化對(duì)光譜反射的影響與水的吸收帶相同，當(dāng)植物含水量高時(shí)在水的吸收帶反射明顯降低，否那么含水量增大。測(cè)定時(shí)傳感器和光源方向的關(guān)系測(cè)定的方向不同，會(huì)造成光譜值有很大的不同。82度觀測(cè)角60度觀測(cè)角45度觀測(cè)角傳感器高度不同時(shí)光譜反射值的變化當(dāng)傳感器距地物距離不同，其反射穿過大氣層的厚度不同，亦即受到大氣層的散射、吸收、反射等的影響不同，所以測(cè)定的高度不同時(shí)，其發(fā)射率不

13、同。當(dāng)植物混交時(shí)，傳感器所接收到的是混合光譜。測(cè)定植物光譜時(shí)應(yīng)注意的問題1物候情況葉量、葉綠素含量、葉組織含水量2葉組織位置受光量不同3葉密度和植物密度是否有混合光譜4林分外表積和垂直結(jié)構(gòu)光照的不同5林分樹種組成和混交方式混合光譜6測(cè)定植物光譜時(shí)間7風(fēng)速影響2.4地物波譜測(cè)量?jī)x器葉片光譜采用美國ASD公司生產(chǎn)的 ASD 手持式野外光譜儀FieldSpec HandHeld進(jìn)行測(cè)定。該儀器的波長(zhǎng)范圍為 300-1100 nm，光譜采樣間隔 1.6 nm，光譜分辨率在 700 nm處為 3.5 nm，外形尺寸較小22cm15cm18cm，重量只有1.2 kg，探頭視場(chǎng)角為25， ASD型光譜儀第三

14、章航空攝影和航空像片幾何特性主要內(nèi)容一、航空攝影二、航空像片的幾何特性三、航空像片的立體觀測(cè)3.1 航空攝影安裝在航攝飛機(jī)上的航攝儀從空中一定角度對(duì)地面物體進(jìn)行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應(yīng)有30%左右的重疊度,航攝機(jī)在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。航空攝影1、航空攝影飛機(jī)和攝影機(jī)遙感平臺(tái)航空攝影飛機(jī)攝影機(jī)傳感器對(duì)航空飛機(jī)的要求(1)用于航空攝影的飛機(jī)，要求其穩(wěn)定性 良好，這樣才能保證攝影質(zhì)量。(2)起落滑行、距離短，視野良好(3)機(jī)艙內(nèi)便于安裝儀器和適于工作(4)根據(jù)攝區(qū)地形條件和航攝比例尺的不 同，對(duì)飛機(jī)的性能有不同要求：

15、山區(qū)， 不宜用輕型飛機(jī)；小比例尺，升限較大 和穩(wěn)定性好的大型飛機(jī)。普通航攝機(jī)鏡箱暗匣時(shí)間間隔器座架焦距像角鏡頭分辨率多光譜航攝機(jī)構(gòu)造：普通航攝機(jī)相似，但具有多鏡頭、多通道的特點(diǎn)。多鏡頭型：多像機(jī)型： 單鏡頭分光譜行結(jié)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)2、航空攝影過程航攝準(zhǔn)備工作空中攝影航攝處理質(zhì)量評(píng)定季節(jié)布設(shè)標(biāo)志確定航攝比例尺航線確定3、航空攝影的根本參數(shù)像片傾斜角航高和攝影比例尺像片重疊度航偏角航線彎曲度航攝像片分辨率 豎直攝影：攝影瞬間攝影機(jī)的主光軸近似與 地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于30，夾角為像片傾角。A攝影機(jī)主光軸鉛垂線A為像片傾角攝影比例尺：航攝像片上一線段為l與地面上相應(yīng)線段的水平距L之比。f為攝影機(jī)

16、主距，H為航高 攝影像片當(dāng)作水像片，地面取平均高程時(shí)，這時(shí)像片上的一段l與地面上相應(yīng)的水平距L之比為攝影比例尺。aASEPfH航向重疊度：航線相鄰兩張像片的重疊度123Lxpx旁向重疊度：相鄰航線像片的重疊度-1-1Lypy航偏角：沿航線方向像片邊緣和航線間的夾角。航偏角應(yīng)不大于6度，個(gè)別應(yīng)不大于10度。航偏角可直接在重疊好的像片上用量角器測(cè)定。ABC航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來，各張像片的主點(diǎn)連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線，稱航線彎曲 航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航線長(zhǎng)度之比的百分?jǐn)?shù)。要求航線彎曲度不得大于3%。Ll航攝像片分辨率 ：直接呈現(xiàn)在像片上的最小

17、地物，它由像片的解像力來決定。一般用1mm可呈現(xiàn)的黑白相間的線條數(shù)目來衡量。分辨率高，影像清晰，反映地物豐富Rg=Rs*f/HRg 地面分辨率(線條數(shù)/m)f 焦距(mm)Rs 綜合分辨率(線條數(shù)/mm)H 飛機(jī)距目標(biāo)的高度4、航空攝影的種類攝影儀主光軸與地面的關(guān)系垂直攝影傾斜攝影航空攝影方式面積攝影帶狀航空攝影點(diǎn)狀抽樣攝影或局部航空攝影3.2 航空像片的幾何特性1、航空像片的根本標(biāo)志2、中心投影3、航空像片的主要點(diǎn)和線4、像點(diǎn)位移5、航空像片的使用面積6、航空像片的比例尺航攝像片為量測(cè)像片，有光學(xué)框標(biāo)和機(jī)械框標(biāo)。航攝像片的大小為18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm。1、

18、航空像片的根本標(biāo)志光學(xué)框標(biāo)機(jī)械框標(biāo)中心投影：投射線會(huì)聚于一點(diǎn)的投影稱為中心投影。 投影平面投影射線投影點(diǎn)投影中心2、中心投影SBbAaCc中心投影平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影斜投影EsESOonNcCVV面：地面E、像片面P、真水平面Es線：根本方向線VV、主縱線vv、主光軸SoO、主垂線SnN、等角線ScC、主橫線hoho、等比線hchc、跡線gg點(diǎn)：攝影中心S、像主點(diǎn)o、地主點(diǎn)O、像底點(diǎn)n、地底點(diǎn)N、 等角點(diǎn)c、 地面等角點(diǎn)C、主合點(diǎn)i、hhhchcvviggP3、航空像片主要的點(diǎn)、線、面地面上點(diǎn)、線、面的投影特點(diǎn)物體的空間位置，形狀和影像由點(diǎn)、線、面組合而成。點(diǎn)：空

19、間透視仍為點(diǎn)，而且僅為一點(diǎn)。線：直線的透視仍為一直線。但影像上是直線，地面上不一定是直線。面：面的投影仍是面，只是在高山地區(qū)， 山坡，坡面通過投影中心時(shí)，在影像上 近似為線。4、像點(diǎn)位移傾斜誤差地形起伏引起的投影差由于像片傾斜，引起的各像片點(diǎn)的位置和水平像片上同名點(diǎn)的位置不一致。在垂直航空攝影像片上，高出或低于基平面的地物點(diǎn)在像片的像點(diǎn)和平面位置相比，產(chǎn)生的位置移動(dòng)。傾斜誤差A(yù)vvPa0aSc地形起伏引起的投影差SMM0mm0HM1投影差規(guī)律(1) 當(dāng)像片水平時(shí)，投影差產(chǎn)生在像主點(diǎn)的方向線上，由中心點(diǎn)至像點(diǎn)的方向線和地面一致。(2) 投影差有正負(fù)之分，高于基平面的地物點(diǎn)，其影像離中心向外移動(dòng)，

20、誤差為正；反之那么為負(fù)。(3) 投影差與像點(diǎn)距離底點(diǎn)的距離成正比，即離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)誤差越大。林木投影規(guī)律(1) 位于像主點(diǎn)附近的林木，以最大冠幅影像出現(xiàn)(2) 林木影像投影差，與樹高和輻射距離成正比，林木影像呈同心圓輻射投影。(3) 林木影像輻射狀向外傾斜，其延長(zhǎng)線交于像主點(diǎn)。5、航空像片的使用面積由于像片有60%以上的航向重疊和30%以上的旁向重疊，就可以用旁向重疊和航向重疊的等分線所規(guī)定的面積作為使用面積。使用面積一般呈矩形。12L6、航空像片的比例尺像片比例尺即像片上線段長(zhǎng)度與地面上相同線段長(zhǎng)度之比。SHBAODE在起伏地面，水平像片的比例尺在它不同的局部，不是一個(gè)常數(shù)。航空像片平均比例尺

21、測(cè)定：1選擇明顯地物點(diǎn)，高程接近，并且選擇的地物最好在像片中部。2量測(cè)像片上地物點(diǎn)的距離，距離應(yīng)不小于2cm。3測(cè)定地物點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的地面距離。4計(jì)算比例尺。屢次量測(cè)取均值。航攝機(jī)焦距和航片對(duì)應(yīng)地地形圖 3.3 航空像片的立體觀測(cè)1、航空像片立體觀察2、航空像片立體量測(cè)3、三維DTM，DEM和虛擬現(xiàn)實(shí)1、航空像片立體觀察航空像片的立體觀察必須通過雙眼觀察立體像對(duì)才能實(shí)現(xiàn)。條件：雙眼2立體像對(duì)1雙眼有一定重疊度的像對(duì)人眼的構(gòu)造水晶體視網(wǎng)膜物鏡感光片人眼基線人眼視力兩眼水晶體之間的距離能分辨最小物體的能力，通常用所能判別的最小物體對(duì)眼睛張開的角度表示。單眼觀察可以分辨物體的形狀和大小，但空間位置和深度

22、感覺極弱。單張像片觀察Sa4A1A2A3A4a2a1雙眼觀察S1a2Bb2b1a1可以確定物體的三維空間位置。雙片觀察S2A航空像片的立體觀測(cè)像對(duì)立體觀測(cè)：用雙眼把相鄰兩攝影站對(duì)同一地區(qū)攝取的兩張像片，看成空間的光學(xué)立體模型。S2ABa1b1a2b2S1立體觀測(cè)的條件(1)觀察的兩張像片必須是立體像對(duì)(2)左眼看左片，右眼看右片(3)同名像點(diǎn)間的連線要和眼基線平行(4)雙眼的投影中心和像對(duì)上觀察的兩個(gè)同名像點(diǎn)，這四點(diǎn)必須在一個(gè)平面上(5)肉眼觀察時(shí)，同名點(diǎn)間距離不能大于眼基線；立體鏡觀察時(shí)同名點(diǎn)間的距離，不能大于立體鏡基線立體效應(yīng)正立體反立體零立體在對(duì)像片進(jìn)行立體觀測(cè)時(shí)，所感覺的立體模型又稱為

23、立體效應(yīng)。立體模型與實(shí)際一致立體模型與實(shí)際相反看不出立體感覺當(dāng)像片位置顛倒時(shí)產(chǎn)生，主要觀察溝谷細(xì)部和檢測(cè)正立體精度像對(duì)按同一方向旋轉(zhuǎn)90度產(chǎn)生，檢驗(yàn)底片是否壓平主要用來進(jìn)行影像判讀2、航空像片立體量測(cè)根據(jù)視差原理，在像對(duì)定向后，精確的進(jìn)行三維空間的量測(cè)S2ABS1像片上同名點(diǎn)的橫坐標(biāo)的差值視差在理想像對(duì)上任意一點(diǎn)的視差等于按點(diǎn)比例尺縮小后的基線長(zhǎng)度，也稱為該點(diǎn)的像片基線任意兩點(diǎn)的視差視差較視差和視差較的特點(diǎn)(1)高度不同，視差不同；越高，視差越大。(2) 視差較的數(shù)值越大，兩點(diǎn)間的高差越大。視差測(cè)高S2ABS13、三維DTM，DEM和虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字高程模型DEM是對(duì)應(yīng)的高程數(shù)字地形模型DTM數(shù)字

24、地形模型是將地物按坐標(biāo)記錄了其所有信息，這些信息包括了地形地貌，也包括了植被土壤、環(huán)境等信息。數(shù)字地貌模型DGM將數(shù)字地形模型中描述地表起伏的某類數(shù)據(jù)集合稱為數(shù)字地貌模型。可視化和三維虛擬景觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可視化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)圖形，圖像處理將自然景觀變成人的視覺可以感受的，可動(dòng)態(tài)從不同角度觀察、隨意進(jìn)行組合的圖形圖像。在三維可視化的根底上，應(yīng)用模型描述某種可能發(fā)生或比然發(fā)生事件規(guī)律的計(jì)算機(jī)技術(shù)。?林業(yè)遙感?第四章陸地資源衛(wèi)星系統(tǒng)主要內(nèi)容一、陸地衛(wèi)星的運(yùn)行特點(diǎn)二、遙感圖像的分辨率三、常見幾種衛(wèi)星及其圖像4.1陸地衛(wèi)星的運(yùn)行特點(diǎn)1、衛(wèi)星軌道參數(shù)2、衛(wèi)星姿態(tài)參數(shù)3、其他參數(shù)1、衛(wèi)星軌道參數(shù)長(zhǎng)半

25、軸軌道偏心率升交點(diǎn)赤經(jīng)近地點(diǎn)角距軌道傾角過近地點(diǎn)時(shí)刻軌道參數(shù): 長(zhǎng)半軸 a: 軌道橢圓的長(zhǎng)半徑 偏心率 e: 軌道橢圓的偏心率 傾 角 i: 軌道平面與赤道平面的夾角 衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型 升交點(diǎn)赤經(jīng): 春分點(diǎn)r逆時(shí)針方 向到升交點(diǎn)N的弧長(zhǎng) 近地點(diǎn)角距: 從升交點(diǎn)N沿軌道到 近地點(diǎn)A的角距 過近地點(diǎn)時(shí)刻: 衛(wèi)星S與近地點(diǎn)A間的角距,也可用衛(wèi)星 真近點(diǎn)角v表示升交點(diǎn)N 近地點(diǎn)A 衛(wèi)星S NAN vr赤道 子午圈 衛(wèi)星軌道S春分點(diǎn)riA衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)1遙感中常用: 軌道周期 軌道傾角 覆蓋周期(重訪周期 軌道高度 軌道類型 升(降)交點(diǎn)時(shí)間 描述衛(wèi)星運(yùn)行特征 近地點(diǎn)高度 905Km 遠(yuǎn)

26、地點(diǎn)高度 918Km 升交點(diǎn)降交點(diǎn)太陽光照角衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)2 軌道周期 t: 衛(wèi)星在軌道上繞地球一周所需的時(shí)間 ，圈數(shù)/天 衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)3 軌道傾角 i: 衛(wèi)星軌道平面與 地球赤道平面的夾角確定軌道平面在太空的位置、軌跡覆 蓋地球外表的范圍 軌道傾角越大，覆蓋地球外表的面積越 大，資源衛(wèi)星一般都是近極軌衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)4 赤道軌道： i0軌道平面與赤道平面 重合 地球靜止軌道： i0且衛(wèi)星運(yùn)行 方向與地球自轉(zhuǎn)方向一 致，運(yùn)行周期相等 極地軌道： i90軌道平面與赤道平面垂直衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)5 傾斜軌道： 順行軌道-0i90衛(wèi)星運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一

27、致-可覆蓋最高南北緯度為i 逆行軌道-90i180衛(wèi)星運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反 -可覆蓋最高南北緯度 為 180i 傾斜軌道衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)6 太 陽 同 步 軌 道： 指衛(wèi)星軌道平面與太陽光之間的夾角太陽光照角始終保持一致的軌道。在一年中進(jìn)動(dòng)360,即衛(wèi)星軌道面相對(duì)于地球的角進(jìn)動(dòng)與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的角速度相等。 衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)7 太陽同步軌道 特點(diǎn)：可使衛(wèi)星通過同一緯度的平均地方時(shí)不變 作用：有利于在最正確光照條件下獲取高質(zhì)量影像和多時(shí)相影像色調(diào)比照 衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)8衛(wèi)星軌道如何與太陽同步？衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)9 升(降)交點(diǎn)及升(降)交點(diǎn)地方時(shí)間: 當(dāng)i 0

28、時(shí)，軌道與赤道平面有兩個(gè)交點(diǎn) 衛(wèi)星由南向北飛越 赤道平面 升交點(diǎn) 衛(wèi)星由北向南飛越 赤道平面 降交點(diǎn) 近地點(diǎn)高度 905Km 遠(yuǎn)地點(diǎn)高度 918Km 升交點(diǎn)降交點(diǎn)太陽光照角衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)10近地點(diǎn)高度 905Km 遠(yuǎn)地點(diǎn)高度 918Km 升交點(diǎn)降交點(diǎn)太陽光照角 星下點(diǎn): 衛(wèi)星質(zhì)心與地心連線同地球外表的交點(diǎn) 星下點(diǎn)軌跡(地面 軌跡): 星下點(diǎn)在衛(wèi)星運(yùn)行過程中在地面的軌跡 衛(wèi)星軌道參數(shù)與軌道類型續(xù)11 X、Y、Z三軸定向使遙感器探測(cè)局部始終對(duì)向地球外表 衛(wèi)星運(yùn)行姿態(tài) 3、其他參數(shù)衛(wèi)星速度衛(wèi)星運(yùn)行周期G萬有引力常數(shù)M地球質(zhì)量R平均地球半徑H衛(wèi)星平均離地高度星下點(diǎn)的平均速度同一天相鄰軌道間在

29、赤道處的距離衛(wèi)星高度為地球長(zhǎng)半軸每天衛(wèi)星繞地球的圈數(shù)重復(fù)周期衛(wèi)星重復(fù)周期是指衛(wèi)星從某地上空開始運(yùn)行，經(jīng)過假設(shè)干時(shí)間的運(yùn)行后，回到該地上空時(shí)所需要的天數(shù)。4.2 遙感圖像的分辨率1、空間分辨率2、波譜分辨率3、輻射分辨率3、時(shí)間分辨率1、空間分辨率義含種兩表示按地物幾何特征(尺寸和形狀)和空間分布,即在形態(tài)學(xué)根底上識(shí)別目標(biāo)的能力。 . 遙感器的技術(shù)鑒別能力即能把兩相鄰目標(biāo)作為兩個(gè)清晰實(shí)體記錄下來的兩目標(biāo)間的最小距離. 遙感器觀察地面特征所需要的有效探測(cè)和分析的分辨率空間特性2、光譜分辨率指遙感器在接收目標(biāo)輻射的波譜時(shí)，能分辨的最小波長(zhǎng)間隔，即遙感器的工作波段數(shù)目、波長(zhǎng)及波長(zhǎng)間隔(波帶寬度) 。

30、光譜分辨率高-意味著： .區(qū)分具有微小波譜特征差異地物的能力強(qiáng)； .數(shù)據(jù)量大，傳輸、處理難度大； .各波段間數(shù)據(jù)的相關(guān)性大。 應(yīng)服從應(yīng)用目的-結(jié)合地物特征波譜 選擇能提供最大信息量的 最正確波段和多波段組合2、光譜分辨率續(xù)3、輻射分辨率輻射靈敏度 遙感器測(cè)量的是地物的波譜輻射度 輻射分辨率指遙感器探測(cè)元件在接收波譜輻射信號(hào)時(shí)，能分辨的最小輻射度差。即把遙感器輸出信號(hào)的總范圍， 從黑到白，分解成大量剛好能區(qū)分的灰度等級(jí)反映地物在波譜輻射度或反射率上的微細(xì)差異 輻射分辨率高-識(shí)別兩同等空間分辨率目標(biāo)的能力強(qiáng)4、時(shí)間分辨率 遙感器成像間隔的性能指標(biāo) 遙感器須對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)變化進(jìn)行連續(xù)均勻、不間斷地探測(cè)

31、 為分析、識(shí)別目標(biāo)所必須具有的最小時(shí)間間隔，稱時(shí)間分辨率 注意：對(duì)同一目標(biāo)遙感器重復(fù)成像的周期、 覆蓋周期 、重訪周期時(shí)間特性4.3 常見幾種衛(wèi)星及其圖像1、Landsat衛(wèi)星2、spot衛(wèi)星3、Alos衛(wèi)星數(shù)據(jù)4、Aster衛(wèi)星數(shù)據(jù)5、高分辨率商業(yè)衛(wèi)星 6、高光譜類衛(wèi)星數(shù)據(jù)7、我國衛(wèi)星開展現(xiàn)狀美國宇航局NASA ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite) 1972，7， 23Landsat 1 (07/12/1972 - 01/06/1978) - RBV, MSSLandsat 2 (01/22/1975-07/27/1983) - RBV,

32、 MSSLandsat 3 (03/05/1978-09/07/1983) - RBV, MSSLandsat 4 (07/16/1982 - ) - MSS, TMLandsat 5 (03/01/1984 - ) - MSS, TMLandsat 6 (10/05/1993)- ETM Landsat 7 (04/23/1999 - ) - ETM+( Enhanced Thematic Mapper Plus) (30m, 60m TIR, 15m Pan)*MSS:多光譜掃描儀；RBV:反束光導(dǎo)管電視攝像機(jī)Return Beam VidiconTM:專題制圖儀； ETM+:增強(qiáng)型傳感器

33、國際衛(wèi)星平臺(tái) LandsatLandsat 1-3Landsat 4-5軌道高度915Km705Km軌道傾角99.125o98.22o運(yùn)行周期103.267min98.9min長(zhǎng)半軸7285.438Km7083.465Km降交點(diǎn)時(shí)間9:42am9:45am重復(fù)周期18天（251圈）16天（233圈）圖像幅寬185Km185Km赤道重疊26Km(14%)13Km(14%)波段號(hào) 類型 波譜范圍 地面分辨率 1Blue-Green 0.450-0.515 30m 2Green 0.525-0.605 30m 3Red 0.630-0.69 30m 4Near IR 0.775-0.90 30m 5

34、SWIR 1.550-1.75 30m 6LWIR 10.40-12.5 60m 7SWIR 2.090-2.35 30m 8Pan 0.520-0.90 15m 重復(fù)周期SPOT 系列衛(wèi)星 Launch Date Sensors Status SPOT 1 21/02/1986 HRV(2) Backup to SPOT 2 SPOT 2 21/01/1990 HRV(2) Primary Satellite SPOT 3 25/09/1993 HRV(2) 14/11/1996中止運(yùn)行 SPOT 4 24/03/1998 HRVIR(2) Operational Vgtation SPOT

35、 5 03/05/2002HRG(2),HRS(1) Operational VegetationHRVHigh Resolution Visible:高分辨率可見光成像裝置; HRVIR(High Resolution Visible-Infrared):高分率可見光紅外成像裝置.法國國家航天研究中心(CNES)的SPOT 5號(hào)地球遙感衛(wèi)星成功的進(jìn)入預(yù)定軌道，這顆衛(wèi)星是在2002年5月3日晚上至4日當(dāng)?shù)貢r(shí)間，即格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間1點(diǎn)31分從位于庫魯?shù)墓鐏喣呛教熘行模砂⒗飦喣?型火箭送入太空的。國際衛(wèi)星平臺(tái) SPOTSPOT 系列衛(wèi)星軌道：近極地軌道,太陽同步軌道；近圓形軌道；可重復(fù)軌道類型太

36、陽同步極軌圓形軌道高度832Km軌道傾角98.7運(yùn)行周期101.4min軌跡間隔108Km降交點(diǎn)時(shí)間10:30am圖像幅寬60Km、2250Km重復(fù)周期26天(369圈)國際衛(wèi)星平臺(tái) SPOT波譜范圍 多光譜10米分辨率 0.50 0.59um 0.61 0.68um 0.78 0.89um SWIR 1.58 1.75um 全色P2.5米 0.51 0.73um SPOT 1，2，3Payload 兩臺(tái) HRV (High Resolution Visible) , 多光譜 20 米分辨率，單色10米。每臺(tái)HRV掃描寬度60km， 兩臺(tái)117km重疊3km。Size2 m x 2 m x 3

37、.5 m main bus, 15.6 m solar array span.SPOT系統(tǒng)目前有4顆衛(wèi)星處于正常運(yùn)行狀態(tài)中，SPOT 1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)衛(wèi)星。International Satellites SPOT(6Alos衛(wèi)星數(shù)據(jù)日本地球觀測(cè)衛(wèi)星方案主要包括2個(gè)系列：大氣和海洋觀測(cè)系列以及陸地觀測(cè)系列。先進(jìn)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星ALOS是JERS-1與ADEOS的后繼星，采用了先進(jìn)的陸地觀測(cè)技術(shù)，能夠獲取全球高分辨率陸地觀測(cè)數(shù)據(jù)，主要應(yīng)用目標(biāo)為測(cè)繪、區(qū)域環(huán)境觀測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查等領(lǐng)域。ALOS衛(wèi)星載有三個(gè)傳感器：全色遙感立體測(cè)繪儀PRISM，主要用于數(shù)字高程測(cè)繪；先進(jìn)可見光與近紅外輻射計(jì)2

38、AVNIR2，用于精確陸地觀測(cè)；相控陣型L波段合成孔徑雷達(dá)PALSAR，用于全天時(shí)全天候陸地觀測(cè)。發(fā)射時(shí)間2006年1月24日運(yùn)載火箭H-IIA衛(wèi)星質(zhì)量約4，000kg產(chǎn)生電量約7000W（生命末期） 設(shè)計(jì)壽命3-5年軌道姿態(tài)控制精度太陽同步軌道重復(fù)周期: 46天重訪時(shí)間: 2 天高度: 691.65 km 傾角: 98.162.0 x 10-4（配合地面控制點(diǎn)）定位精度1m數(shù)據(jù)速率240Mbps (通過數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星) 120Mbps (直接下傳)星載數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器固態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀 (90GB)PRISM傳感器PRISM具有獨(dú)立的三個(gè)觀測(cè)相機(jī)，分別用于星下點(diǎn)、前視和后視觀測(cè)，沿軌道方向獲取立體影像，

39、星下點(diǎn)空間分辨率為2.5m。其數(shù)據(jù)主要用于建立高精度數(shù)字高程模型。波段數(shù)1 (全色)波長(zhǎng)0.52-0.77 m觀測(cè)鏡3 (星下點(diǎn)成像、前視成像、后視成像)基高比1.0 (在前視成像與后視成像之間) 空間分辨率2.5m (星下點(diǎn)成像)幅寬70km (星下點(diǎn)成像模式) 35km (聯(lián)合成像模式)信噪比70MTF0.2探測(cè)器數(shù)量28000 / 波段(70km幅寬) 14000 / 波段 (35km幅寬)指向角-1.5 度to +1.5度量化長(zhǎng)度8 位AVNIR-2傳感器主要用于陸地和沿海地區(qū)觀測(cè)，為區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)提供土地覆蓋圖和土地利用分類圖。為了災(zāi)害監(jiān)測(cè)的需要，AVNIR-2提高了交軌方向指向能力，

40、側(cè)擺指向角度為44，能夠及時(shí)觀測(cè)受災(zāi)地區(qū)。波段數(shù)4波長(zhǎng)波段 1 : 0.42 to 0.50m波段 2 : 0.52 to 0.60m波段 3 : 0.61 to 0.69m波段 4 : 0.76 to 0.89m空間分辨率10m (星下點(diǎn))幅寬70km (星下點(diǎn))信噪比200MTF波段13 : 0.25波段4 : 0.20探測(cè)器數(shù)量7000/波段側(cè)擺指向角- 44 to + 44 量化長(zhǎng)度8位ASTER數(shù)據(jù)Terra衛(wèi)星發(fā)射于1999年12月18日，是EOS方案中的衛(wèi)星。Terra衛(wèi)星上共有五種裝置，分別是云與地球輻射能量系統(tǒng)CERES 、中分辨率成像光譜儀MODIS、多角度成像光譜儀MIS

41、R、先進(jìn)星載熱輻射與反射輻射計(jì)ASTER和對(duì)流層污染測(cè)量?jī)xMOPITT。 Terra是美國、日本和加拿大聯(lián)合進(jìn)行的工程。美國提供了衛(wèi)星和三種儀器：CERES、MISR和MODIS，日本的國際貿(mào)易和工業(yè)部門提供了ASTER裝置，加拿大的多倫多大學(xué)機(jī)構(gòu)提供了MOPITT裝置。 :/ ASTER傳感器分成三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，分別處于可見光/近紅外、短波紅外、熱紅外波段。ASTER影像的第一至第三 波段位于可見光/近紅外局部，空間分辨率為15米；第四至第九波段位于短波紅外局部，空間分辨率為30米；第十至第十四波段位于熱紅外局部，地面分辨率為 90米。 波段序號(hào) 波長(zhǎng)范圍 分辨率 1 0.520.60 1

42、52 0.630.69 153 0.760.86 154 1.601.70 305 2.1452.185 306 2.1852.225 307 2.2352.285 308 2.2952.365 309 2.362.43 3010 8.1258.475 9011 8.4758.825 9012 8.9259.275 9013 10.2510.95 9014 10.9511.65 90 高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)MODISMODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，中分辨率成像光譜輻射計(jì))是搭載于美國EOS系列衛(wèi)星之上的一個(gè)重要遙感傳感器。 MO

43、DIS具有36個(gè)可見光-紅外的光譜波段，空間分辨率為250-1000m。MODIS遙感數(shù)據(jù)是新一代的衛(wèi)星遙感信息源，在生態(tài)學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、 全球氣候變化以及農(nóng)業(yè)資源調(diào)查等諸多研究中具有廣泛的應(yīng)用前景。 數(shù)據(jù)特點(diǎn)MODIS(MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer)NASA對(duì)MODIS數(shù)據(jù)實(shí)行全球免費(fèi)接收的政策，是迄今為止的最好的可免費(fèi)接收的遙感數(shù)據(jù) 高光譜分辨率，包含有36個(gè)波段的數(shù)據(jù)，光譜范圍為微米，涉及可見光、近紅外、短波紅外、中紅外和熱紅外波段高空間分辨率，38個(gè)波段中，各有2個(gè)250m、5個(gè)500m和29個(gè)1000m波段高時(shí)間分辨率，

44、重復(fù)周期短，數(shù)據(jù)更新頻率高，對(duì)實(shí)時(shí)地球觀測(cè)以及應(yīng)急處理例如森林和草原火災(zāi)監(jiān)測(cè)和洪水監(jiān)測(cè)等有很高的實(shí)用價(jià)值 高輻射分辨率，12bit表示在光譜范圍、空間覆蓋和時(shí)間上都具有連續(xù)性 采用實(shí)時(shí)在軌定標(biāo)，數(shù)據(jù)可靠性大大增加 與原有的衛(wèi)星傳感器如AVHRR、SeaWiFS等有良好的延續(xù)性，但是能力超過了它們可降水含量Level-3 MonthlyApril 2001q (cm)0.01.02.03.04.06.07.05.0IKONOS衛(wèi)星美國于1999年成功發(fā)射陸地資源衛(wèi)星 分辨率1m4m波長(zhǎng)0.450.90.4450.5160.5060.5950.6320.6980.7570.853QuickBird

45、：快鳥衛(wèi)星是目前世界上商業(yè)衛(wèi)星中分辨率最高、性能較優(yōu)的一顆衛(wèi)星。分辨率0.61m2.44m波長(zhǎng)0.450.90.450.520.520.60.630.690.760.9QuickBird我國的衛(wèi)星平臺(tái)1970.4.24現(xiàn)在中國進(jìn)行了 54次航天器發(fā)射 共發(fā)射了 59顆衛(wèi)星52顆入軌 7艘神舟號(hào)飛船52顆衛(wèi)星中，遙感衛(wèi)星27顆，平均1顆/年 9752007，占入軌52%。說明： 國家重視航天遙感 遙感衛(wèi)星在航天事業(yè)中占有重要地位目前在軌運(yùn)行航天器共13個(gè)，其中9個(gè)用于遙感 發(fā)射日期 名 稱 主要載荷 東方紅二號(hào) 通 訊 風(fēng)云二號(hào)A 三通道掃描輻射計(jì) 風(fēng)云一號(hào)C 10通道掃描輻射計(jì) 資源一號(hào) CC

46、D相機(jī)，紅外掃描儀 烽火一號(hào) 通 訊 風(fēng)云二號(hào)B 三通道掃描輻射計(jì) 清華一號(hào) CCD攝像機(jī) 發(fā)射日期 名 稱 主要載荷 資源二號(hào) CCD相機(jī) 北斗導(dǎo)航衛(wèi)星 導(dǎo)航定位衛(wèi)衛(wèi)星 北斗導(dǎo)航衛(wèi)星 導(dǎo)航定位衛(wèi)星 神舟三號(hào)飛船 中分辨率成像光譜儀 卷云探測(cè)儀、臭氧探測(cè)儀 地輻射收支儀,太陽常數(shù)儀 風(fēng)云一號(hào)D 10通道掃描輻射計(jì) 海洋一號(hào) 水色水溫掃描儀 CCD成象儀初步形成共六個(gè)航天遙感系列，投入業(yè)務(wù)或試驗(yàn)運(yùn)行。 極軌氣象衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星資源衛(wèi)星海洋衛(wèi)星 神舟飛船遙感技術(shù)試驗(yàn) 軍事偵察衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)1C和1D極軌氣象衛(wèi)星軌道高度：854Km降交點(diǎn)時(shí)間：8:55衛(wèi)星重量：950Kg主要任務(wù)：獲取全球云圖及陸地和

47、海洋 環(huán)境資料主要遙感儀器：十波段掃描輻射計(jì)圖像地面分辨率：1.1Km每天覆蓋全球一次(紅外: 2次/天)FY-1C、1D特點(diǎn)：成像遙感的綜合探測(cè)能力強(qiáng)，衛(wèi)星工作穩(wěn)定 2000年起列入聯(lián)合國世界氣象組織的國際業(yè)務(wù)衛(wèi)星 已有20多個(gè)國家接收 除氣象外，可用于海洋水色觀測(cè) 目前為雙星運(yùn)行，降交點(diǎn)時(shí)間： FY-1C : 08:34 FY-1D : 08:555FY-2A、FY-2B衛(wèi)星軌道高度：36000km定點(diǎn)：105E赤道上空主要任務(wù)：對(duì)我國及鄰近的亞洲及太平洋地區(qū)天 氣狀況連續(xù)監(jiān)測(cè)。每圓盤圖像: 30分鐘目前間斷工作主要載荷：三通道掃描輻射計(jì)FY-2A、-2BFY-2改進(jìn)型探測(cè)波段m地面分辨率

48、km探測(cè)波段m地面分辨率km0.51.056.37.610.512.51.445.765.760.550.906.37.610.311.311.512.53.554.01.255.05.05.05.0資源一號(hào)衛(wèi)星 中巴合作：經(jīng)費(fèi)0.7:0.3 軌道高度：778km 降交點(diǎn)地方時(shí)：10:30 軌道重復(fù)周期：26天 主要載荷：CCD相機(jī)、紅外多波段掃描儀、 寬視場(chǎng)CCD相機(jī)巴西 應(yīng)用：黃河三角洲調(diào)查、2000年4月西藏易貢布河因山體滑坡堵塞河道情況調(diào)查等CCD相機(jī)紅外線光譜相機(jī)WF1CCD相機(jī)探測(cè)波段（m）0.450.520.520.590.630.690.770.890.510.730.500.

49、98 1.551.75 2.082.35 10.412.50.630.690.770.89地面分辨率20m80m，160m256m幅寬113km8.32120km8.8890km60側(cè)視32數(shù)據(jù)率253Mbps6.13Mbps1.1Mbps清華一號(hào)衛(wèi)星尺寸：330330640mm長(zhǎng)方體重量：50kg主要載荷：3波段CCD可見光攝像機(jī)地面分辨率：40m側(cè)視能力：19數(shù)據(jù)率：9.676.8Kbps海洋一號(hào)衛(wèi)星 軌道: 870km798km 重量： 367kg 本體尺寸：1.21.11.0米 降交點(diǎn)： 8:5510:00 主要載荷：水色水溫掃描儀, CCD成象儀第五章航空像片成圖和遙感圖像轉(zhuǎn)繪主要內(nèi)

50、容一、成圖方法分類二、航空像片調(diào)繪三、各種像片圖的編制四、航空像片轉(zhuǎn)繪為圖的原理和方法五、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量5.1成圖方法分類模擬成圖法解析成圖法綜合成圖法通過光學(xué)和機(jī)械方法，恢復(fù)立體相對(duì)攝影時(shí)的光束按準(zhǔn)確測(cè)定的像片坐標(biāo)計(jì)算，恢復(fù)立體相對(duì)攝影時(shí)的光束數(shù)字成圖法界于模擬和解析法之間純數(shù)字化的處理方式像片鑲嵌圖、像片平面圖、正攝影像圖編制單張像片法像對(duì)法光學(xué)攝影糾正照片平面圖作為補(bǔ)充圖的航片圖鑲嵌復(fù)照?qǐng)D照片略圖像片鑲嵌圖正攝像片正攝投影圖正攝立體圖4.2 航空像片調(diào)繪航空像片的調(diào)繪就是以測(cè)圖和專業(yè)規(guī)劃所規(guī)定的內(nèi)容為依據(jù)，根據(jù)影像特征和實(shí)地判讀，用一定的圖式符號(hào)注記在像片的相應(yīng)位置上，包括地名的注記。調(diào)繪

51、工作包括內(nèi)業(yè)調(diào)繪和外業(yè)調(diào)繪。一、航空像片調(diào)繪面積的區(qū)劃調(diào)繪面積為使用面積注意：1不能出現(xiàn)重復(fù)和遺漏2不能出現(xiàn)重復(fù)和遺漏二、調(diào)繪的根本內(nèi)容(1)山峰、分水嶺的名稱和海拔高，河流名稱、 流向、河水深度。(2)主要村鎮(zhèn)、居民點(diǎn)的位置、名稱。(3)主要交通道路的位置、寬度和通行情況。(4)與森林經(jīng)營有關(guān)的工、礦企業(yè)位置、名稱。(5)各種已劃定的界限。(6)企業(yè)機(jī)構(gòu)。三、調(diào)繪的根本方法(1)在像片上著筆準(zhǔn)確、清晰，對(duì)復(fù)雜地區(qū)，在像 片上覆蓋透明紙，然后再透明紙上描繪注記。(2)對(duì)重要地物刺點(diǎn)。(3)地物明顯地區(qū)直接調(diào)繪，否那么進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。(4)名稱注記取舍得當(dāng)，主次清楚。(5)著墨整飾。5.3 各種像片圖

52、的編制1、航空像片略圖2、航空像片平面圖3、正射影像地圖1、航空像片略圖用未經(jīng)過任何處理的航空像片按相鄰像片的同名地物拼接起來，去掉重疊區(qū)域，依切割線鑲嵌并黏貼在圖上制成。制作方法拼接切割像片縮略圖的特點(diǎn)(1)像片縮略圖具有較大誤差，不能作為平面 圖使用。(2)提供所攝地區(qū)豐富的地物和地貌影像，直 觀性強(qiáng)。像片縮略圖的應(yīng)用(1)利用像片縮略圖進(jìn)行調(diào)繪。(2)編制工作方案和進(jìn)行粗放的林地規(guī)劃。(3)河道勘查。2、航空像片平面圖按輻射三角測(cè)量原理，對(duì)航空像片進(jìn)行糾正然后按國際分幅或林場(chǎng)界限成圖。(1)平面控制點(diǎn)連測(cè)編制過程：(2)輻射三角測(cè)量(3)航空像片糾正(4)航空像片鑲嵌(5)航空像片質(zhì)量檢

53、查(6)航空像片平面圖整飾(1)傾斜誤差和由于航空影起的比例尺誤差 得到控制或糾正。特點(diǎn)：(2)像片平面圖的精度受到地形影響很大。3、正射影像地圖正射影像地圖是利用中心投影的航空像片，進(jìn)行微分糾正(傾斜和投影差糾正)，恢復(fù)每個(gè)像素與相應(yīng)的高程和平面位置。然后將微分糾正的像片按圖幅或經(jīng)營單位編制成影像圖。(1)控制數(shù)據(jù)采集編制過程：(2)微分糾正和正射影像制作5.4 航空像片轉(zhuǎn)繪為圖的原理和方法轉(zhuǎn)繪：將中心投影的航空像片上輪廓轉(zhuǎn)化為正射投影的輪廓線的過程。像片平面圖轉(zhuǎn)繪地形圖轉(zhuǎn)繪按控制點(diǎn)位轉(zhuǎn)繪航空像片轉(zhuǎn)繪分類：按轉(zhuǎn)繪方法圖解轉(zhuǎn)繪光學(xué)儀器轉(zhuǎn)繪按轉(zhuǎn)繪的底圖分1、像片平面圖轉(zhuǎn)繪用像片平面圖作為轉(zhuǎn)繪底圖

54、，把像片轉(zhuǎn)繪因子轉(zhuǎn)繪像片平面圖上，當(dāng)像片和像片平面圖比例尺根本一致時(shí)，用目視方法，或用立體鏡轉(zhuǎn)繪。當(dāng)二者比例尺相差較大，可用轉(zhuǎn)繪立體鏡轉(zhuǎn)繪。2、地形圖轉(zhuǎn)繪比例尺1:2.5萬時(shí)，可直接作為轉(zhuǎn)繪底圖比例尺小于1:5萬時(shí)，不宜作為轉(zhuǎn)繪底圖比例尺1:5萬時(shí)，放大為1:2.5萬或1:1萬作為轉(zhuǎn)繪底圖。轉(zhuǎn)繪方法(1)在地形、地物明顯地區(qū)，轉(zhuǎn)繪道路、林班線、抽樣總體界限，較大的小班界限等，可用目視法按地性線，逐坡逐溝進(jìn)行。(2)對(duì)小面積的地塊，應(yīng)該采用交會(huì)法或平行尺等方法轉(zhuǎn)繪，確保精度。(3)在比較平坦的地區(qū)可輔助透視網(wǎng)格作控制。3、控制點(diǎn)位圖轉(zhuǎn)繪1透視網(wǎng)格轉(zhuǎn)繪 2輻射線網(wǎng)格轉(zhuǎn)繪3光學(xué)圖解轉(zhuǎn)繪1透視網(wǎng)格轉(zhuǎn)繪

55、 這種方法是建立在航攝像片與底圖之間存在著透視網(wǎng)格關(guān)系的根底上的。適用條件是比較平坦的區(qū)域，便于在底圖上和像片上及建立圖形一致的透視網(wǎng)格。輻射線網(wǎng)格法是根據(jù)以航攝像片的等角點(diǎn)為輻射中心的輻射線，不會(huì)因?yàn)橄衿瑑A斜而引起方向偏差，而以像底點(diǎn)為輻射中心引出的輻射線不會(huì)因?yàn)榈匦纹鸱鸱较蚱睢?輻射線網(wǎng)格轉(zhuǎn)繪第一步，將一張透明輻射膜片蒙在立體像對(duì)中右像片上，使膜片輻射中心與像片輻射中心從何，并使其中一根輻射線與像片基線從何，將膜片與右片用透明膠帶加以固定。用同樣的方法將另一張透明像片固定在左片上。第二步，將像對(duì)放在立體鏡下構(gòu)成立體模型，在右像片上將左像片的輻射線轉(zhuǎn)繪過來。第三步，在基圖上，按相應(yīng)的

56、輻射中心為基線起始邊，用輻射線膜片透刺輻射線位置，應(yīng)輻射線，而后構(gòu)成輻射線網(wǎng)格。 具體步驟如下具體步驟如下第一步，安置像片。標(biāo)定航攝像片的基線并延長(zhǎng)到像片邊緣，按重疊關(guān)系安置在像片盤上。第二步，儀器定向和標(biāo)定比例尺。第三步，轉(zhuǎn)繪，用手指平捏轉(zhuǎn)繪板，并徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)時(shí)，按照輻射線的交點(diǎn)在視場(chǎng) 中正好切準(zhǔn)立體模型上所要轉(zhuǎn)繪的地物輪廓線，隨后放下筆桿，使筆尖與圖紙接觸，平推轉(zhuǎn)繪板，是輻射線的交點(diǎn)始終嚴(yán)立體模型的地物輪廓線。3光學(xué)圖解轉(zhuǎn)繪5.5 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是將圖像數(shù)字化，并進(jìn)行相對(duì)定向和絕對(duì)定向，通過解析計(jì)算，建立數(shù)字立體模型、數(shù)字高程模型，制作正射影像圖或其他影像圖。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)是

57、實(shí)現(xiàn)數(shù)字影像自動(dòng)成圖的系統(tǒng)。也稱為數(shù)字?jǐn)z影工作站。1、影像數(shù)字化通過掃描將影像數(shù)字化，并以二維像素像元灰度矩陣表示。像元的灰度范圍一般在0255。2、數(shù)字影像定向和糾正內(nèi)定向相對(duì)定向絕對(duì)定向確定掃描坐標(biāo)系和像平面坐標(biāo)系的關(guān)系。用影像匹配算法，自動(dòng)確定立體數(shù)字影像中的相對(duì)定向點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)。在內(nèi)定向和相對(duì)定向的根底上，根據(jù)地面控制點(diǎn)坐標(biāo)幾何校正。3、數(shù)字影像處理按核線重排數(shù)字影像。影像處理。包括影像增強(qiáng)提高反差、特征提取。4、建立數(shù)字地面模型影像匹配確定點(diǎn)的模型坐標(biāo)確定點(diǎn)的地面坐標(biāo)建立地面規(guī)那么格網(wǎng)的DTM5、生成數(shù)字等高線根據(jù)地面上的DTM，采用一定的算法生成數(shù)字等高線。在DTM中按規(guī)定的等高線

58、間隔跟蹤等高線離散點(diǎn)，光滑加密，形成數(shù)字等高線數(shù)據(jù)。6、生成數(shù)字正射影像圖和帶等高線的 正射影像正攝數(shù)字影像是用數(shù)字正攝投影技術(shù)，將原數(shù)字影像糾正為正攝影像。帶有等高線的正攝影像圖，由于既有等高線，又具有可視的影像，從而使許多規(guī)劃與作業(yè)可直接在影像圖上進(jìn)行。7、正射影像圖的再轉(zhuǎn)換將圖像中的地物、行政邊界和道路交通矢量化，使其進(jìn)入以GIS為平臺(tái)的各種信息管理系統(tǒng)。第六章遙感圖像的數(shù)字化處理主要內(nèi)容一、衛(wèi)星磁帶記錄格式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、數(shù)字圖像預(yù)處理三、圖像信息量和特征統(tǒng)計(jì)量四、遙感圖像增強(qiáng)五、遙感圖像分類六、高光譜遙感圖像處理簡(jiǎn)介6.1衛(wèi)星磁帶記錄格式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、遙感數(shù)據(jù)像元和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)像元列號(hào)行號(hào)

59、用bit來描述8bit：0-25516bit：0-655351bit：0/1遙感數(shù)據(jù)的存貯磁帶格式波段順序(BSQ)波段交叉(BIL)兩像元波段交叉(BPI2)磁帶和光盤多光譜影像Band1Band2Band3b1(1,1)b1(1,2).b1(1,1)b2(1,1)b3(1,1)b1(1,2)b2(1,2)b3(1,2)b2(1,1)b2(1,2).b3(1,1)b3(1,2).2、圖像數(shù)據(jù)的幾何特性瞬時(shí)視場(chǎng)角(IFOV)視場(chǎng)角(FOV)地面分辨率多光譜數(shù)據(jù)6.2 數(shù)字圖像預(yù)處理1、輻射校正2、幾何校正1、輻射校正大氣對(duì)電磁波的傳輸有散射、折射、吸收、擾動(dòng)和偏振五個(gè)方面的影響。云、霧以及傳感

60、器本身的不一致、光學(xué)鏡頭畸變、擋光效應(yīng)。原因2、幾何校正衛(wèi)星軌道與成像姿態(tài)，地球自轉(zhuǎn)、地球曲率、地形起伏、大氣折光等。原因幾何變形導(dǎo)致地面的地物在圖像的空間位置上不能一一對(duì)應(yīng)。幾何畸變分為系統(tǒng)畸變和隨機(jī)畸變。幾何校正的內(nèi)容1遙感圖像坐標(biāo)恢復(fù)到地圖坐標(biāo)2像元灰度值重采樣6.3圖像信息量和特征統(tǒng)計(jì)量1、統(tǒng)計(jì)特征值分析直方圖均值標(biāo)準(zhǔn)差波段間相關(guān)矩陣2、信息量分析信息量的大小與波段有關(guān)6.4遙感圖像增強(qiáng)遙感圖像增強(qiáng)是為特定目的，突出遙感圖像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使圖像更易判讀。圖像增強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是增強(qiáng)感興趣目標(biāo)和周圍背景圖像間的反差。1線性變換將亮度范圍集中在一個(gè)很小區(qū)間的圖像，擴(kuò)大到