常见卫星简介

Landsat数据介绍

LANDSAT是美国NASA的陆地卫星计划（1975年前称“地球资源技术卫星-ERTS”）,从1972年开始发射第一颗卫星LANDSAT-1，已发射7颗。目前，在役服务的是Landsat5。Landsat5搭载MSS(Multi Spectral Scanner)四波段光-机扫描仪和TM（Thematic Mapper）多光谱扫描仪。在2003年出现故障的Landsat7于1999年发射，搭载Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+)多光谱扫描仪，ETM+除有TM 7个波段外，增加了一个全色波段，空间分辨率为15米，同时热红外波段空间分辨率也提高到了60m。

Landsat系列卫星参数一览表

Landsat各个传感器波段设计1.MSS

2.MSS

3.TM

4.ETM+

常用的合成方法

321：真彩合成。与肉眼所见接近；仅使用反射的可见光，受大气、云雾、阴影、散射的影响较大，通常对比度不高，感觉模糊（蓝色光散射严重）；对于海岸区域研究特别有用，因为可见光可穿透水面，观察到海底。

432：近红外合成。颜色与肉眼所见完全不同；植被在近红外波段反射率特别高，因为叶绿素在此波段反射的能量大，因此在432图象中植被会明显表现为深浅不同的红色，不同类型植物有不同的红色色调；水会吸收差不多所有的近红外光，因此水面颜色很深近乎黑色。

743/742：短波红外合成。包含至少一个短波红外波段，短波红外波段的反射率主要取决于物体表面的含水量，因此这类图象可用于植被保护和土地研究。

波段组合光谱差异的缺陷

1.TM1居民地与河流菜地不易分开．

2.TM2居民地与河流菜地不易分

3.TM3乡村与菜地不易分

4.TM4农田与道路不易分，乡镇，道路，河滩易浑．

5.TM5县城与农田不易分

SPOT卫星

SPOT系列卫星是法国空间研究中心，（CNES）研制的一种地球观测卫星系统，至今已发

射SPOT卫星1-6号，Spot卫星采用的太阳同步准回归轨道,通过赤道时刻为地方时上午10：30，回归天数（重复周期）为26d。由于采用倾斜观测，所以实际上可以对同一地区用4～5d的时间进行观。1986年已来，SPOT已经接受、存档超过7百万幅全球卫星数据，提供了准确、丰富、可靠、动态的地理信息源，满足了制图、农业、林业、土地利用、水利、国防、环保地质勘探等多个应用领域不断变化的需要。

轨道特征

SPOT卫星轨道是太阳同步的、同相位的、近极地近圆形轨道。轨道的太阳同步可保证在同纬度上的不同地区,卫星过境时太阳入射角近似相同,以利于图像之间的比较;轨道的同相位,表现为轨道与地球的自转相协调,并且卫星的星下点轨迹有规律地、等间距排列;而近极地近圆形轨道在保证轨道的太阳同步和同相位特性的同时,使卫星高度在不同地区基本一致,并可覆盖地球表面的绝大部分地区。以下是SPOT卫星轨道的基本数据: 轨道高度:831.433km(北纬45°附近);轨道倾角:98.721°;轨道周期:101.46分 ;重复周期:369圈26天;

降交点时间:地方时10:30分;卫星在轨道中运行,会受到太阳、地球和月球的引力场及大气阻力等因素的影响,卫星的轨道高度和倾角将会逐渐降低,严重时将影响轨道的太阳同步性和运行周期,并导致卫星地面轨迹偏离标称位置。为此,卫星在地面指令的控制下,定期调整轨道,使卫星高度相对于地面任何点的误差不超过5km,卫星地面轨迹的偏差在赤道附近小于3km、在中高纬度地区小于5km,降交点时间的误差在10分钟以内

谱段参数

1.绿谱段（0.50～0.59μm）：该谱段位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，同时位于水体最小衰减值的长波一边，这样就能探测水的混浊度和10～20m的水深。

2.红谱段（0.61—0.68μm）：这一谱段与陆地卫星的MSS的第5通道相同（专题制图仪TM仍然保留了这一谱段），它可用来提供作物识别、裸露土壤和岩石表面的情况。

3.近红外谱段（0.79—0.89μm）：能够很好的穿透大气层。在该谱段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。尽管硅的光谱灵敏度可以延伸到1100urn，但设计时为了避免大气中水汽的影响，并没有把近红外谱段延伸到990nm。同时，红和近红外谱段的综合应用对植被和生物的研究是相当有利的。

IKONOS 系列卫星

IKONOS卫星是一颗可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。它具有太阳同步轨道,倾角为98.1°，从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12个地面站传输数据。幅宽11.3km，单景面积11.3km*11.3km其许多影像被中央和地方政府广泛用于国防、地图更新、国土资源勘查、农作物估产与监测、环境监测与保护、城市规划、防灾减灾、科研教育等领域，且在国民经济建设中有着广泛的应用前景，IKONOS卫星数据的推广应用将有力的推广全球遥感应用的发展。IKONOS卫星是由加州的洛克希德—马丁建造的。成像波段

全色：0.52～0.52μm波段1：0.45~0.52μm 蓝绿波段，4m分辨率

波段2：0.52~0.60μm 绿红波段，4m分辨率

波段3：0.63~0.69μm 红波段，4m分辨率

波段4：0.76~0.90μm 近红外波段，4m分辨率

全色：0.45~0.90μm 1m分辨率

图像产品

IKONOS卫星升空后,经过近一百天的调整和试验后,

于2000年1月3日正式发布销售图像。这一消息成为美国“大众科学”2000年评选出的最好消息之一。因为IKONOS高分辨率卫星图像应用具有十分重要的意义,是数字地球的基本数据源。

为了更好推出各级IKONOS图像产品,空间成像公司专门注册一个CARTERRATM商标。目前有4类产品:

(1)CARTERRATMGeo(地理的)(全色和多光谱)

(2)CARTERRATMPrecision(精确),全色

(3)CARTERRATMPrecision+(精确+),全色(用户提供DEM)

在以上产品类内,多数用下列缩写表示产品含义,例如:

PAN

1m全色黑 影像,8位11位记录,MSI4m多光谱影像,8位11位记录,

PSM

1m经锐化处理的全色影像(作过彩色化处理),8位记录,

USGSDEM生成,30m间隔,16位记录USGS

DRG生成,30m间隔,8位记录

3.2 数据选择

(1)可选GeoTIFF和NITF2.0格式

(2)投影可选UTM, 平面系统、阿拉伯圆锥等积投影

和朗勃特保角圆锥投影(3)数据 球可选WGS84,NAD83GRS1980,Tokyo和NAD27 CARTERRATM产品说明

(1)CARTERRATMGeo

IKONOS图像经过投影和

地理的改正,没有进行高精度的定位,适用于快视和快速分

发。没有DEM改正,图像不是正射纠正的产品。图像精度在50m。收集影像的高度角为50°。

(2)CARTERRATMReference该产品应用DEM进行正射纠正图像,但定位精度较低,约25m。收集影像高度角可以低于60°(取决于DEM精度)。适用于快速分发,包括大区域制图、GIS底图、房地产计划,变化监测、农业监测、场地评价、保险评估、自然灾害评估及其它应用。(3)CARTERRATMPrecision这是用地面控制点和DEM进行正射纠正的图像,叫精确图像。精度规定为4m,满足美国1∶4800测图要求。

该产品主要提供州(省)和地方政府的项目工程使用,如运输、电讯、公用事业、房地产管理和常规地理上的应用。适用于较高精度的应用。像基础地图测图、地籍测图、城市规划和设计图、GIS数据更新、变化监测与管理、场地选择与开发等等。(4)CARTERRATMPrecision+和(3)相同,只是美国境外地区或国家要提供地面控制点和DEM。

从以上产品看出,IKONOS数据销售只是加工过的产品,原始IKONOS图像数据未列入产品类别,尤其立体像对图像似乎不直接提供给用户,用户在订购时要设法问清楚。

Quickbird卫星

QuickBird卫星于2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射，是当时世界上唯一能提供亚米级分辨率的商业卫星，具有最高的地理定位精度，海量星上存储，单景影像比其它的商业高分辨率卫星高出2—10倍。

QuickBird卫星是由DigitalGlobe公司的空间技术战略合作伙伴Ball Aerospace & Technologies Corp., Kodak, Fokker Space(柯达)等合作设计并发射的。通过对卫星所获取的数据的应用和商业民用化普及证明，目前该卫星的技术在世界商业卫星领域内为技术最领先的。该系统成功的为各个领域的遥感数据应用用户提供了高质量的卫星数据产品，,其稳定性和灵活性已经得到了各应用行业的认可。目前DigitalGlobe已发射完成WorldView-I、Worldview-II高分辨率全色波段遥感卫星，将卫星分辨率分别提升至0.5米、0.4米。

中巴地球资源卫星

成像仪（WFI）

宽视场成像仪（WFI）有1个可见光波段、1个近红外波段，星下点的可见分辨率为258米，扫描幅宽为890公里。由于这种传感器具有较宽的扫描能力，因此，它可以在很

短的时间内获得高重复率的地面覆盖。WFI星上定标系统包括一个漫反射窗口，可进行相对辐射定标。

CBERS-01/02传感器

CCD相机(CCD)：CCD相机在星下点的空间分辨率为19.5米，扫描幅宽为113公里。它在可见、近红外光谱范围内有4个波段和1个全色波段。具有侧视功能，侧视范围为±32°。相机带有内定标系统。

红外多光谱扫描仪(IRMSS) ：红外多光谱扫描仪(IRMSS)有1个全色波段、2个短波红外波段和1个热红外波段，扫描幅宽为119.5公里。可见光、短波红外波段的空间分辨率为78米，热红外波段的空间分辨率为156米。IRMSS带有内定标系统和太阳定标系统。

宽视场成像仪(WFI) ：宽视场成像仪(WFI)有1个可见光波段、1个近红外波段，星下点的可见分辨率为258米，扫描幅宽为890公里。由于这种传感器具有较宽的扫描能力，因此，它可以在很短的时间内获得高重复率的地面覆盖。WFI星上定标系统包括一个漫反射窗口，可进行相对辐射定标。

CBERS-02B传感器

02B星是具有高、中、低三种空间分辨率的对地观测卫星，搭载的2.36米分辨率的HR相机改变了国外高分辨率卫星数据长期垄断国内市场的局面，在国土资源、城市规划、环境监测、减灾防灾、农业、林业、水利等众多领域发挥重要作用。

CCD相机(CCD)：CCD相机在星下点的空间分辨率为19.5米，扫描幅宽为113公里。它在可见、近红外光谱范围内有4个波段和1个全色波段。具有侧视功能，侧视范围为±32°。相机带有内定标系统。

高分辨率相机(HR)：2.36米分辨率的HR相机

宽视场成像仪(WFI)：宽视场成像仪(WFI)有1个可见光波段、1个近红外波段，星下点的可见分辨率为258米，扫描幅宽为890公里。由于这种传感器具有较宽的扫描能力，因此，它可以在很短的时间内获得高重复率的地面覆盖。WFI星上定标系统包括一个漫反射窗口，可进行相对辐射定标。

。

NOAA卫星

NOAA卫星是美国国家海洋大气局的第三代实用气象观测卫星，第一代称为“泰罗斯”

（TIROS)系列（1960-1965年），第二代称为“艾托斯”（ITOS)/NOAA系列（1970-1976年），其后运行的第三代称为TIROS--N/NOAA系列。

卫星参数

AVHRR的波段介绍

风云系列气象卫星

目前风云系列卫星包括三个系列：

2风云一号

是我国自行研制的第一代准极地太阳同步轨道气象卫星，也是我国第一颗传输型极轨遥感卫星。其主要任务是获取国内外大气、云、陆地、海洋资料，进行有关数据收集，用于天气预报、气候预测、自然灾害和全球环境监测等。卫星携带10个通道，可见光4个，近红外2个，中远红外2个，热红外2个，星下点分辨率1.1km，扫描宽度3000km。目前共发射了四颗，代号分别为：FY—1A、FY—1B、FY—1C和FY—1D，目前只有FY-1D在运行服务。

2风云二号

是我国自行研制的第一颗地球静止轨道气象卫星，与极地轨道气象卫星相辅相成，构成我国气象卫星应用体系。风云二号卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据，星下点分辨率1.25km（FY-2）

2风云三号

风云三号（FY-3）气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星，它是在FY-1气象卫星技术基础上的发展和提高，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，具体要求是解决三维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区和地表特征遥感能力，从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。FY-3气象卫星的应用目的包括四个方面：

1、为中期数值天气预报提供全球均匀分辨率的气象参数。

2、研究全球变化包括气候变化规律,为气候预测提供各种气象及地球物理参数。

3、监测大范围自然灾害和地表生态环境。

4、为各种专业活动(航空、航海等)提供全球任一地区的气象信息，为军事气象保障服

务。

FY-3的研制和生产分为二个批次，01批共两颗卫星，FY-3A已经于2008年5月7日成功发射。02批星的发射将在2010年以后，并对部份遥感仪器作增加、更换和性能改进，FY-3卫星系列将应用15年左右。FY-3卫星的主要技术指标为：

轨道类型：近极地太阳同步轨道

轨道标称高度：836公里

轨道倾角：98.75°

标称轨道回归周期为5.5天，设计范围为4至10天

轨道保持偏心率：≤0.0025

交点地方时漂移：2年小于15分钟

卫星发射窗口：降交点地方时10:00AM～10:20AM或升交点地方时13:40PM～14:00PM 表1.2 FY-3(01批)遥感仪器主要性能指标

地球资源卫星

地球资源卫星（earth resources satellite）：简称资源卫星。勘探和研究地球自然资源和环境的人造地球卫星。卫星所载的多光谱遥感设备获取地物目标辐射和反射的多种波段的电磁波信息，并将其发回地面接收站。地面接收站根据各种资源的波谱特征，对接收的信息进行处理和判读，得到各类资源的特征、分布和状态资料。随着遥感技术的发展，采用合成孔径雷达和光学遥感器相结合的地球资源卫星，具有全天候、全天时、高精度的特点。地球资源卫星按勘探的区域分为陆地资源卫星和海洋资源卫星（海洋观测卫星或海洋卫星）。地球资源卫星能迅速、全面、经济地提供有关地球资源的情况，对土地利用、土壤水分监测、农作物生长、森林资源调查、地质勘探、海洋观测、油气资源勘查、灾害监测和全球环境监测等地球资源开发与国民经济发展具有重要作用。美国、前苏联/俄罗斯、法国、欧洲航天局、加拿大、印度和中国等相继发射了地球资源卫星。

先进的资源卫星代表了20世纪80年代和90年代初期的卫星技术、遥感技术、数据传输与处理技术的综合性尖端技术。卫星利用所载多光谱遥感设备获取地物目标辐射和反射的多种谱段的电磁波信息。信息转换成电信号后，通过数据传输系统发送到地面站。在地面站接收范围以外时有两种办法：一是电信号存入星上数据存贮器、在卫星飞经地面站时发送；二是由数据传输系统将无线电信息发送给中继卫星，再由中继卫星将信息送回地面站。遥感数据处理中心根据事先掌握的不同地物目标的波谱特性，对地面接收站所收到的数据进行处理和判读。美国1972年7月发射了陆地卫星1号，为地球资源卫星的早期应用试验卫星。1980年前共接收到陆地卫星1、2、3号发送的图片44 万幅，资源卫星遥感数据的实用价值得到了充分的验证和广大用户的积极支持。80年代美国又发射了陆地卫星4号、5号，法国1986年2月发射SPOT1号，均采用可见光多光谱遥感器（陆地卫星还采用红外多光谱遥感器），代表了第二代地球资源卫星。1991年7月欧洲空间局发射了ERS-1地球资源卫星，1992年2月日本发射了JERS-1地球资源卫星。均采用合成孔径雷达和光学遥感器相结合的方式，具有全天候、全天时、高精度的特点，代表了第三代地球资源卫星。

海洋卫星

海洋卫星（Ocean satellite）是主要用于海洋水色色素的探测，为海洋生物的资源开放利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发、海洋科学研究等领域服务，设计发射的一种人造地球卫星。2020年前我国将发射8颗海洋系列卫星，包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测应用。

应用

利用海洋卫星可以经济、方便地对大面积海域实现实时、同步、海洋卫星连续的监测，它已被公认为是海洋环境监测的重要手段。海洋卫星与陆地卫星和气象卫星相比，具有以下特点：

（1）海洋环境要素探测要求大面积、连续、同步或准同步探测。

（2）海洋卫星可见光传感器要求波段多而窄，灵敏度和信噪比高（高出陆地卫星一个数量级）。

（3）为与海洋环境要素变化周期相匹配，海洋卫星的地面覆盖周期要求2~3天，空间分辨率为250~1000m。

（4）由于水体的辐射强度微弱，而要使辐射强度均匀，具有可对比性，则要求水色卫星的降交点地方时（发射窗口）选择在正午前后。

（5）某些海洋要素的测量，例如海面粗糙的测量、海面风场的测量，除海洋卫星探测技术外，尚无其他办法

用途

海洋卫星有六个方面的用途。

1、为海洋专属经济区（EEZ）综合管理和维护国家海洋权益服务。

海洋卫星

海洋卫星一方面可为EEZ划界的外交谈判提供海洋环境和资源信息，尤其是那些调查船及飞机难以进入的敏感海域。

2、提高海洋环境监测预报能力。

我国地处西北太平洋西岸，该海域是全世界38%热带风暴的发源地。我国深受其害，平常年份造成的直接经济损失为60亿元左右，严重年份超过100亿元。1997年的“9711”特大风暴袭击浙江沿海，仅浙江省直接经济损失达170多亿元。

3、为海洋资源调查与开发服务。

海洋资源主要是海洋油气、海洋渔业和海岸带资源。我国40多个近海渔场普遍出现衰竭现象，迫切需要发展远洋渔业。我国在海外现有1000多艘远洋渔船，形成3亿美元的资产和50万吨的远洋渔业生产能力，蛤全球渔场信息困乏制约了远洋渔业的进一

海洋卫星

步发展。

4、加强海洋军事活动保障。

人造卫星及中、远程导弹发射后弹道轨道的计算必须以全球大地水准面、重力场为基本参量，而我国在这方面数据非常稀少，因而极大地影响了导弹命中率。另外，实时的海况、流场、海面风速资料对海军水下舰艇的作战与航行意义重大，这些资料是常规方法无法获得的，特别是敌方海区的实时海况。

5、有利于实施海洋污染监测、监视，保护海洋自然环境资源。

海洋污染主要是石油污染和污水污染。海上石油污染来自陆源排放、海上油井泄漏及船舶排放等，其中陆源排放量最多。我国沿海约有250多处油污染源，每年排放量10万t 以上。

6、发展海洋卫星有利于加强全球气候演变研究，提高对灾害性气候的预测能力。

海水温度是影响中长期天气过程的重要因子。研究表明，台风生成与海温关系密切，中国南海台风生成前24h海温平均27℃；太平洋东岸冬季海温与西岸次年夏季风强度呈负相关。