第八章-衛(wèi)星遙感及其影像課件

遙感技術(shù)導(dǎo)論第八章衛(wèi)星遙感及其影像衛(wèi)星遙感技術(shù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介L(zhǎng)andsat衛(wèi)星及其影像SPOT衛(wèi)星及其影像CBERS衛(wèi)星及其影像氣象衛(wèi)星主要內(nèi)容：8.1衛(wèi)星遙感技術(shù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介遙感測(cè)試系統(tǒng)遙感測(cè)試系統(tǒng)主要為星體、傳感器、發(fā)射、測(cè)控、通訊等方面的基礎(chǔ)研究還有四個(gè)方面的研究：1）進(jìn)行衛(wèi)星和航空遙感的模擬試驗(yàn)；2）試驗(yàn)遙感儀器設(shè)備的性能；3）地物波譜特性；4）遙感圖像解譯和應(yīng)用。遙感試驗(yàn)區(qū)以便進(jìn)行遙感模擬試驗(yàn)，檢驗(yàn)各種儀器、設(shè)備的性能，通過地物波譜特性的研究為解譯、識(shí)別和應(yīng)用提供依據(jù)，并為圖像的處理提供參量。試驗(yàn)區(qū)有大小類型，滿足某方面需要的基本試驗(yàn)區(qū)，一般面積較小，幾十公里左右；滿足多學(xué)科、多專業(yè)和多要素試驗(yàn)的綜合試驗(yàn)區(qū)，面積較大，1萬(wàn)平方公里到數(shù)萬(wàn)平方公里。星載系統(tǒng)星載系統(tǒng)是衛(wèi)星遙感的核心部件，按照控制系統(tǒng)的指令進(jìn)行工作，主要接收來(lái)自地面各種地物的電磁輻射信息，同時(shí)收集各地面數(shù)據(jù)收集站發(fā)送的信息，然后將這兩種信息再發(fā)回地面數(shù)據(jù)接收站。

星載系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)分系統(tǒng)①控制星體姿態(tài)②與地面通訊聯(lián)系和星上數(shù)據(jù)管理③調(diào)整軌道④星體內(nèi)各種儀器工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)⑤電源供應(yīng)星載系統(tǒng)有效載荷分系統(tǒng)有效載荷分系統(tǒng)包括探測(cè)器、傳感器、攝影儀器和其他專用設(shè)備如數(shù)據(jù)傳輸、空間環(huán)境監(jiān)測(cè)和星上數(shù)據(jù)收集等星上遙感裝置，是星體的主要組成部分。地面控制－－處理系統(tǒng)接收站接收站執(zhí)行兩項(xiàng)主要任務(wù)：①指揮和控制星體工作。②接收星體傳送下來(lái)的遙感圖像信息及其有關(guān)數(shù)據(jù)（如衛(wèi)星姿態(tài)參數(shù)）。接收站將接收的全部數(shù)據(jù)分類記錄在磁帶上，并傳輸?shù)娇刂浦行?。地面控制－－處理系統(tǒng)空間控制中心空間控制中心亦叫空間指揮中心，簡(jiǎn)稱控制中心，是衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和指揮衛(wèi)星的運(yùn)行，制定衛(wèi)星及傳感器每一天的日程，控制和協(xié)調(diào)全系統(tǒng)的正常工作數(shù)據(jù)處理與管理中心數(shù)據(jù)處理與管理中心簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)資料中心，有時(shí)也叫數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。作用是及時(shí)處理遙感的圖像信息。一、Landsat數(shù)據(jù)陸地衛(wèi)星Landsat，1972年發(fā)射第一顆，已連續(xù)31年為人類提供陸地衛(wèi)星圖像，共發(fā)射了7顆，產(chǎn)品主要有MSS,TM,ETM，屬于中高度、長(zhǎng)壽命的衛(wèi)星。陸地衛(wèi)星的運(yùn)行特點(diǎn)：（1）近極地、近圓形的軌道；（2）軌道高度為700～900km；（3）運(yùn)行周期為99～103min/圈；（4）軌道與太陽(yáng)同步。地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)Landsat數(shù)據(jù)系列衛(wèi)星名稱發(fā)射日期遙感數(shù)據(jù)Landsat-11972.7.23MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-21975.1.22RBV1,RBV2,RBV3Landsat-31978.3.5MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-41982.7.16RBV1,RBV2,RBV3Landsat-51984.3.1MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8Landsat-61993.10.5RBV全色波段Landsat-71999.4.15MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(與MSS4-MSS7相同)Landsat-8

TM1-TM7七個(gè)波段Tobecontinued…Landsat的運(yùn)行特征

準(zhǔn)圓形、近極地軌道Landsat的軌道為圓形或近圓形軌道，與地面保持等距離。其目的是使衛(wèi)星圖像比例尺基本一致Landsat1～3軌道傾角99.125°，Landsat4/5、7軌道傾角98.22°為近極地軌道。這種軌道有利于增大衛(wèi)星對(duì)地面的觀測(cè)范圍，能保證全球絕大部分地區(qū)都在衛(wèi)星覆蓋之下。8.2.2Landsat圖像的空間信息1、圖像的經(jīng)緯度圖像獲取的時(shí)間圖像獲取時(shí)間是指獲取圖像信息的地方時(shí)間，Landsat軌道是與太陽(yáng)同步軌道，在發(fā)射時(shí)就確定了通過赤道的平均太陽(yáng)時(shí)為上午9時(shí)45分左右。實(shí)際上通過中緯度地區(qū)都在上午9~10時(shí)左右，因此所有地區(qū)基本上都是在這段時(shí)間內(nèi)拍攝的。這種近乎一致的光照條件，使全球范圍內(nèi)相同的地物具有相似的色調(diào)和灰度值，同時(shí)能形成立體感最強(qiáng)的陰影，便于互相對(duì)比，進(jìn)行一致的分類和識(shí)別。8.2.2Landsat圖像的空間信息圖像的重疊①圖像航向重疊圖像航向重疊是圖像沿衛(wèi)星運(yùn)行方向的重疊。RBV由于25秒的固定的曝光時(shí)間間隔，便形成了固定的26公里的航向重疊區(qū)域，相當(dāng)于圖幅14%。MSS和TM是連續(xù)掃描成像，相鄰圖像的航向重疊是地面處理分幅時(shí)，采用使掃描電子束分開，產(chǎn)生兩次重復(fù)掃描，即相鄰兩像幅各掃一次的方法，產(chǎn)生重疊影像。MSS航向重疊16km，約占圖幅的9%，TM處理是固定為5%。8.2.2Landsat圖像的空間信息圖像的投影RBV圖像是光學(xué)鏡頭成像，地面上各點(diǎn)的投影光線均通過鏡頭中心，同航空像片一樣，屬于中心投影。MSS、TM和ETM+都是掃描成像，每次有效掃描都有一個(gè)中心，一幅MSS像片要390次有效掃描才能掃出185*185km2的地面，就應(yīng)有390個(gè)中心，故稱多中心投影，而且投影中心是動(dòng)態(tài)的。但衛(wèi)星高度很大，視場(chǎng)角很小，可近似地看作是垂直投影，當(dāng)要求不太嚴(yán)格時(shí)，可以當(dāng)作地形略圖使用；在較大比例尺制圖中，應(yīng)考慮投影變形的影響，必須進(jìn)行幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換。8.2.2Landsat圖像的空間信息8.2.2Landsat圖像的空間信息圖像的像框扭動(dòng)傳感器掃描時(shí)，衛(wèi)星本身正從北向南運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，地球正在自西向東旋轉(zhuǎn)。在掃描器收集一幅圖像信息的短暫時(shí)間內(nèi)，地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)足以對(duì)圖像邊框產(chǎn)生偏斜的影響，使圖像不是規(guī)則的正方形而是變成平行四邊形。掃描圖像像框的扭動(dòng)變形與緯度有關(guān)，在高緯地區(qū)，扭動(dòng)變形最為顯著，向赤道逐漸減小。Landsat圖像的周邊由一些符號(hào)和注記，表明了圖像的物理特性和幾何特性。圖像四角為四個(gè)“十”字形的配準(zhǔn)符號(hào)，四周注有經(jīng)緯度，下方有文字?jǐn)?shù)字注記，最下方為灰標(biāo)，共分為15個(gè)灰度級(jí)。文字?jǐn)?shù)字注記說明了圖像獲取日期、位置、處理方式、波段、衛(wèi)星名稱等具體數(shù)字、特性和名稱。8.2.2Landsat圖像的空間信息Landsat衛(wèi)星的傳感器(1)MSS：多光譜掃描儀，5個(gè)波段。(2)TM：主題繪圖儀，7個(gè)波段。(3)ETM+：增強(qiáng)主題繪圖儀，8個(gè)波段。Tobecontinued…MSS的波譜段Tobecontinued…TM數(shù)據(jù)(…)的波譜段

TM10.45~0.52μm藍(lán)綠波段TM20.52~0.60μm綠紅波段TM30.63~0.69μm紅波段TM40.76~0.90μm近紅外波段TM51.55~1.75μm近紅外波段TM610.4~12.5μm熱紅外波段TM72.08~2.35μm近紅外波段TM數(shù)據(jù)是第二代多光譜段光學(xué)——機(jī)械掃描儀，是在MSS基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展而成的一種遙感器。TM采取雙向掃描，提高了掃描效率，縮短了停頓時(shí)間，并提高了檢測(cè)器的接收靈敏度。

Tobecontinued…ETM數(shù)據(jù)(…)的波譜段ETM10.45~0.52μm藍(lán)綠波段ETM20.52~0.60μm綠紅波段ETM30.63~0.69μm紅波段ETM40.76~0.90μm近紅外波段ETM51.55~1.75