遥感影像分辨率的概念及常见传感器的分辨率

遥感影像分辨率的概念

1空间分辨率

遥感影像空间分辨率是用于记录数据的最小度量单位，一般用来描述在显示设备上所能够显示的点的数量(行、列)，或在影像中一个像元点所表示的面积。

空间分辨率指像素所代表的的地面范围的大小，即扫描仪的瞬间视场，或是地面物体能分辨的最小单元。当分辨率为1km时，一个像元代表地面1kmX1km的面积，即1km2；当分辨率为30m时，一个像元代表地面30m×30m的面积；当分辨率为1m时，也就是说，图像上的一个像元相当于地面1m x 1m的面积，即1m2。

因为遥感拍摄的像片是由位于不同高度，装在不同载体(如飞机、卫星等)上的不同清晰度(分辨率)照相设备，以不同的照相(采集)方式，获取的遥感像片(图像、数据、影像等)，这些遥感图像是具有不同清晰度、不同分辨率的照片。类似我们在生活中用135 照相机拍摄一棵树，从汽车上拍一张，然后再从飞机上拍一张，两张135底片在放大同一棵树时，其放大效果是不一样的。肯定是高度低的135照片放大后的效果最清晰，也就是说分辨率最高。

遥感卫星的飞行高度一般在4000km～600 km之间，图像分辨率一般从1 km～1m之间。图像分辨率是什么意思呢？可以这样理解，一个像元，代表地面的面积是多少。像元是什么意思呢？像元相当于电视屏幕上的一个点(电视是由若干个点组成的图像画面)，相当于计算机显示屏幕上的一个象素，相当于一群举着不同色板拼成画图的人中的一个。

光谱分辨率，指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，现在的技术可以达到5~6nm（纳米）量级，400多个波段。

2光谱分辨率

光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。间隔越小，分辨率越高。

光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，现在的技术可以达到5~6nm（纳米）量级，400多个波段。

光谱分辨率是指探测器在波长方向上的记录宽度，又称波段宽度(band width)。光谱分辨率被严格定义为仪器达到光谱响应最大值的50%时的波长宽度。细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。

传感器的波谱范围，一般来说识别某种波谱的范围窄，则相应光谱分辨率高。

举个例子：可以分辨红外、红橙黄绿青蓝紫紫外的传感器的光谱分辨率就比只能分辨红绿蓝的传感器的光谱分辨率高。

一般来说，传感器的波段数越多波段宽度越窄，地面物体的信息越容易区分和识别，针对性越强。

3 辐射分辨率

辐射分辨率（英文Radiometric Resolution）是指传感器能分辨的目标反射或辐射的电磁辐射强度的最小变化量。在可见、近红外波段用噪声等效反射率表示，在热红外波段用噪声等效温差、最小可探测温差和最小可分辨温差表示。辐射分辨率算法是RL =（Rmax-Rmin ）/D，Rmax为最大辐射量值，Rmin为最小辐射量值，D为量化级。RL越小，表明传感器越灵敏。

4 时间分辨率

时间分辨率是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。时间间隔大，时间分辨率低，反之时间分辨率高。时间分辨率是评价遥感系统动态监测能力和“多日摄影”系列遥感资料在多时相分析中应用能力的重要指标。根据地球资源与环境动态信息变化的快慢，可选择适当的时间分辨率范围。

按研究对象的自然历史演变和社会生产过程的周期划分为5种类型：①超短期的。如台风、寒潮、海况、鱼情、城市热岛等，需以小时计；②短期的。如洪水、冰凌、旱涝、森林火灾或虫害、作物长势、绿被指数等，要求有以日数计；③中期的。如土地利用、作物估产、生物量统计等，一般需要以月或季度计；④长期的。如水土保持、自然保护、冰川进退、湖泊消长、海岸变迁、沙化与绿化等，则以年计；⑤超长期的。如新构造运动、火山喷发等地质现象，可长达数十年以上。

2.常见传感器的空间分辨率

1）CBERS-1 中巴资源卫星：空间分辨率：256米

2）法国SPOT卫星：B2 0.61 – 0.68um上20米分辨率，全色 10米。

3）ERS卫星，空间分辨率：方位方向<30米，距离方向<26.3米。

4）日本JERS-1卫星：空间分辨率：方位方向18米，距离方向18米。

5)RADARSAT-1：具有多种分辨率

工作模式波束位置入射角（度）标称分辨率（米）标称轴宽(公里) 精细模式（5个波束位置） F1- F5 37---48 10 50x50

标准模式（7个波束位置） S1- S7 20---49 30 100x100

宽模式（3个波束位置） W1-W3 20---45 30 150x150

窄幅ScanSAR （2个波束位置） SN1 20---40 30 300x300

SN2 31---46 30 300x300

宽幅ScanSAR SW1 20---49 100 500x500

超高入射角模式（6个波束位置） H1-H6 49---59 25 75x75

超低入射角模式 L1 10---23 35 170x170

6)美国陆地卫星五号 (LANDSAT 5)

波段号波段频谱范围μ分辨率m

B1 Blue-Green 0.45 – 0.52 30

B2 Green 0.52 - 0.60 30

B3 Red 0.63 - 0.69 30

B4 Near IR 0.76 - 0.90 30

B5 SWIR 1.55 – 1.75 30

B6 LWIR 10.40 – 12.5 120

B7 SWIR 2.08 - 2.35 30

7)美国陆地卫星七号 (LANDSAT-7)

波段号类型波谱范围地面分辨率

1 Blue-Green 0.450-0.515 30m

2 Green 0.525-0.605 30m

3 Red 0.630-0.69 30m

4 Near IR 0.775-0.90 30m

5 SWIR 1.550-1.75 30m

6 LWIR 10.40-12.5 60m

7 SWIR 2.090-2.35 30m

8 Pan 0.520-0.90 15m

7、Quick Bird(快鸟)数据:分辨率 0.61米（星下点） 2.44米（星下点）。