第三章遥感成像原理与遥感图像特征1235节
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第三章遥感成像原理与遥感图象特征B=遥感概论=宁夏大学
多镜头组合型：在同一架相机上装置多 个镜头，配以不同波长的滤光片，在一 张大胶片上拍摄同一地物不同波长的影 象。 *光束分离型：是用一个镜头，利用分光 装置将不同波段在各焦平面上记录影象。 （三）数码摄影机 成像原理同一般摄影机，所不同的是其 记录介质不是感光胶片，而是光敏电子 元件。
摄影就是通过成像设备获取物体影 象的技术。传统摄影是依靠光学镜头及 放置在焦平面的感光胶片来记录物体影 像；数字摄影则通过放置在焦平面的光 敏元件，以数字信号来记录物体的影象。 航空摄影波长范围（ 0.3-0.9 ），又 可细分为近紫外摄影、可见光摄影、近 红外摄影、多光谱摄影。
一、摄影机 摄影机是成像遥感最常用的传感器， 地面平台、航空平台、航天平台均使用 （一）分幅式摄影机 遥感探测和制图经常使用分幅式摄影机， 像幅通常有 23cm×23cm 和 18cm×18cm 。 在摄影机中，镜头是构成光学影象的主 体，直接影响着航片的性能，有三个技 术指标来衡量——焦距、像角、镜头分 辨率
卫星携带有CCD高分辨率相机、红外多光谱扫 描仪和宽视场成像仪三种传感器。其中CCD相 机的波段与Landsat4、5的专题绘图仪基本相同， 也包括四个单波段和一个全色波段。 高分辨率CCD相机的技术参数 0.45-0.52 0.52-0.59 0.63-0.69 0.77-0.89 全色波段（0.51-0.73） 空间分辨率为19.5m
1、焦距（f） 航空摄影原理同透镜成像，透镜成像中， 1/D+1/d=1/f 比例尺计算公式为1/M=ab/AB=d/D 在航空摄影中，高度一般在1000m以上， d与D相差极大，1/D可忽略不计，因此 d=f，D为航高H，则1/M=f/H.
WHP第三章A_遥感原理与遥感图像特征
§ 传感器 §1.2 1.2 传感器 六、微波遥感的传感器
(…) • 主动微波遥感 主动微波遥感(
是指通过向目标地物发射微波 �雷达 并接受其后向辐射信号来实现对地 观测的遥感方式。主要传感器为雷 �侧视雷达 达，此外还有微波高度计和微波散 �合成孔径侧视雷达 射计。 是指通过传感器，接受来自目标地物发射 的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接 受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计， 被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微 波散射计。
δh
像点
rh ⎧ δ h = ⎪ ⎪ H ⎨ Rh ⎪∆ h = ⎪ H − h ⎩
R
A 地面点
h �h A0
N
A’
像点位移
一、位移量与地形高差成正比，即高差越大 引起的像点位移量也越大。当高差为正 时，像点位移为正，是背离像主点方移 动；高差为负时，像点位移为负，是朝向 像主点方向移动。 二、位移量与像点距离像主点的距离成正 比，即距像主点越远的像点位移量越大， 像片中心部分位移量较小。像主点无位移。 三、位移量与摄影高度（航高）成反比。即 摄影高度越大，因地表起伏的位移量越小。
a a b c b
c
C C A’ B A C’ A A’ B C’
像片的投影
三、中心投影的透视规律
① 点的像仍然是点。 ② 与像面平行的直线的像还是直线；如果直线垂 直于地面，有两种情况： 第一；当直线与像 片垂直并通过投影中 心时，该直线在像片上 的像为一个点； 第二；直线的延长线不通过 投影中心，这时直线的投影仍为直线，但该垂 直线状目标的长度和变形情况则取决于目标在 像片中的位置。 ③ 平面上的曲线，在中心投影的像片上一般仍为 曲线。
遥感原理与技术
王海鹏
第三章遥感成像原理与遥感图像特征
覆盖类f型: 望，远它镜所系记统录的的焦是距一种复合信号响应。因此，一般 图像包含的是“纯像元”和“混合”像元的集合体，这依 赖于IFOV的大小和地面物体的空间复杂性。I F O V
一、遥感图像特征
（4）地面分辨率的计算
摄影方式：
Rg Rs f H
Rs：胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统 分辨率，单位线对/mm
6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星正好向前移动474m，因此扫描线正
好衔接。
0.5~0.6μm 0.6~0.7μm
扫描方向
.m 1
m
2
...k m 3
...m 4
5
0.7~0.8μm
0.8~1.1μm
卫
星
10.4~12.6μm 前 进
方
向
6
成像板
一、遥感图像特征
一般来说：遥感系统的空间分辨率越高，其识别 物体的能力越强。但实际上每一目标在图像上的可 分辨程度，不完全决定于空间分辨率的具体值，而 是和它的形状、大小，以及它与周围物体亮度、结 构的相对差有关（反差）。例如MSS的空间分辨率 为79m，但是宽仅10-20m的铁路，公路，当它们通 过沙漠、水域、草原等背景光谱较单调或与道路光 谱差异大的地区，往往清晰可辨。
一、遥感图像特征
（3）瞬时视场（IFOV）
指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野。单位为
毫弧度（mrad）。
S
S ➢IFOV越小，最小可分辨单元越小，空间分辨率越高。 f
f ➢IFOV取决于遥感器光学系统和探测器的大小。
➢一个瞬S:时探视测场元内件的的信边息长，表示一个像元。
➢在任何H:一遥个感给平定台的的瞬航时高视场内，往往包含着不止一种地面H
一、遥感图像特征
（4）地面分辨率的计算
摄影方式：
Rg Rs f H
Rs：胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统 分辨率，单位线对/mm
6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星正好向前移动474m，因此扫描线正
好衔接。
0.5~0.6μm 0.6~0.7μm
扫描方向
.m 1
m
2
...k m 3
...m 4
5
0.7~0.8μm
0.8~1.1μm
卫
星
10.4~12.6μm 前 进
方
向
6
成像板
一、遥感图像特征
一般来说：遥感系统的空间分辨率越高，其识别 物体的能力越强。但实际上每一目标在图像上的可 分辨程度，不完全决定于空间分辨率的具体值，而 是和它的形状、大小，以及它与周围物体亮度、结 构的相对差有关（反差）。例如MSS的空间分辨率 为79m，但是宽仅10-20m的铁路，公路，当它们通 过沙漠、水域、草原等背景光谱较单调或与道路光 谱差异大的地区，往往清晰可辨。
一、遥感图像特征
（3）瞬时视场（IFOV）
指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野。单位为
毫弧度（mrad）。
S
S ➢IFOV越小，最小可分辨单元越小，空间分辨率越高。 f
f ➢IFOV取决于遥感器光学系统和探测器的大小。
➢一个瞬S:时探视测场元内件的的信边息长，表示一个像元。
➢在任何H:一遥个感给平定台的的瞬航时高视场内，往往包含着不止一种地面H
第3章 遥感成像原理与遥感图像特征
深海和海底）
海面实测资料的校正
海洋卫星简介
（1）Seasat1
“雨云”7号卫星（Nimbus-7） 日本海洋观测卫星（MOS1） ERS（欧空局） 加拿大雷达卫星（RADARSAT）
遥感成像原理
摄影成像
定义：摄影是通过成像设备获取物体影像 的技术。 传统摄影：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片
★开创了海洋遥感和微波遥感的新阶段，为观测海
况，研究海面形态、海面温度、风场、海冰、大
气含水量等开辟了新途径。
海洋遥感的特点
需要高空和空间的遥感平台，以进行大 面积的同步覆盖观测 以微波为主（1、穿透云层、2、海水温度盐度、粗
糙度的监测）
电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋 遥感探测手段的一条新路（应用范围可延伸到
被动微波遥感
通过传感器，接收来自目标地物发射的微 波，而达到探测目的的遥感方式称被动微 波遥感。 被动接收目标地物微波辐射的传感器为微 波辐射计 被动探测目标地物微波散射特性的传感器 为微波散射计
遥感图像特征
遥感影像的特征
目标地物的大小、形状及空间分布特点； 目标地物的属性特点； 目标地物的变化动态特点。
垂直投影：不存在投影面的倾斜。
地形起伏的影响
中心投影：地形起伏造成像点位移。
垂直投影：不存在像点位移。
像点位移
像点位移量与地面高差h和像点到 像主点的距离r成正比关系，与航 高H成反比关系。
像片的比例尺
像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际 距离之比。
航高未知时?
第一，已知某一地面目标的大小，可以通 过量测其在像片上的影像而算出该像片的 比例尺。 第二，若具有摄影地区的地形图，先在像 片上和地形图上找到两个地物的对应点， 然后分别在像片上和地形图上量得其长度。
海面实测资料的校正
海洋卫星简介
（1）Seasat1
“雨云”7号卫星（Nimbus-7） 日本海洋观测卫星（MOS1） ERS（欧空局） 加拿大雷达卫星（RADARSAT）
遥感成像原理
摄影成像
定义：摄影是通过成像设备获取物体影像 的技术。 传统摄影：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片
★开创了海洋遥感和微波遥感的新阶段，为观测海
况，研究海面形态、海面温度、风场、海冰、大
气含水量等开辟了新途径。
海洋遥感的特点
需要高空和空间的遥感平台，以进行大 面积的同步覆盖观测 以微波为主（1、穿透云层、2、海水温度盐度、粗
糙度的监测）
电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋 遥感探测手段的一条新路（应用范围可延伸到
被动微波遥感
通过传感器，接收来自目标地物发射的微 波，而达到探测目的的遥感方式称被动微 波遥感。 被动接收目标地物微波辐射的传感器为微 波辐射计 被动探测目标地物微波散射特性的传感器 为微波散射计
遥感图像特征
遥感影像的特征
目标地物的大小、形状及空间分布特点； 目标地物的属性特点； 目标地物的变化动态特点。
垂直投影：不存在投影面的倾斜。
地形起伏的影响
中心投影：地形起伏造成像点位移。
垂直投影：不存在像点位移。
像点位移
像点位移量与地面高差h和像点到 像主点的距离r成正比关系，与航 高H成反比关系。
像片的比例尺
像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际 距离之比。
航高未知时?
第一，已知某一地面目标的大小，可以通 过量测其在像片上的影像而算出该像片的 比例尺。 第二，若具有摄影地区的地形图，先在像 片上和地形图上找到两个地物的对应点， 然后分别在像片上和地形图上量得其长度。
第三章遥感成像原理与遥感图像特征1235节PPT课件
卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一
地方时同一方向通过。
18
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
19
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。
升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
当0<i<90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向 卫星”；
当90<i<180时，叫“反方向卫星”，即卫星运动与地球自转方向相 反；
当i=90时，卫星绕过两极运行，叫“极轨”或“两极”卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。
16
3.1.3 卫星轨道及特点
• 近圆形轨道 • 近极地轨道 • 太阳同步轨道 • 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
14
（4）椭圆半长轴（A） 近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。 它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫星
分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左率（e）
椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示轨 道的形状。 （6）卫星过近地点时刻（T）
地方时同一方向通过。
18
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
19
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。
升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
当0<i<90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向 卫星”；
当90<i<180时，叫“反方向卫星”，即卫星运动与地球自转方向相 反；
当i=90时，卫星绕过两极运行，叫“极轨”或“两极”卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。
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3.1.3 卫星轨道及特点
• 近圆形轨道 • 近极地轨道 • 太阳同步轨道 • 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
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（4）椭圆半长轴（A） 近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。 它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫星
分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左率（e）
椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示轨 道的形状。 （6）卫星过近地点时刻（T）
第三章遥感成像原理与遥感图像特征1235节
3.1.2 卫星的轨道参数
卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。
一、开普勒第一定律
星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地球（太 阳）位于椭圆的一个焦点上。 轨道离地最近的点称近地点，反之为远地点。
开普勒定律（1）
b 太阳
近日点
c a
远日点
地球轨道
二、开普勒第二定律
从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在 单位时间扫过的面积相等（面积速度守恒）。
美国NOAA极轨卫星从1970年12月第一颗发射以来，近40年连 续发射了18颗，最新的NOAA-19也将在2009年上半年发射升空。 NOAA卫星共经历了5代，目前使用较多的为第五代NOAA卫星， 包括NOAA-15—NOAA-18。 NOAA-18卫星：发射时间2005年5月11号，正式运行日期2005 年6月26日，轨道高度：854公里，轨道倾角：未知，轨道周 期：102分。
RBVm
RBVp MSS
1. 0.475-0.575 (blue) 2. 0.580-0.680 (red) 3. 0.689-0.830 (near IR) 0.505-0.750 (PAN) 4. 0.5-0.6 (green) 5. 0.6-0.7 (red) 6. 0.7-0.8 (near IR) 7. 0.8-1.1 (near IR) 8. 10.4-12.6 (thermal) 1. 2. 3. 4. 5. 7. 6. 0.45-0.52 (blue) 0.52-0.60 (green) 0.63-0.69 (red) 0.76-0.90 (near IR) 1.55-1.75 (SWIR) 2.08-2.35 (SW IR) 10.4-12.5 (thermal IR)
遥感成像原理与遥感图像特征
⑤ 多光谱摄影：利用摄影镜头与滤光片的组合，同时对一地 区进行不同波段的摄影，取得不同的分波段像片。
遥感成像原理与遥感图像特征
航片的相幅：18cm*18cm 23cm*23cm 30cm*30cm
航空相片上的标志
遥感成像原理与遥感图像特征
航片 注记
距像片中心越近，误差 越小，反之则越遥大感。成像原理与遥感图像特征
➢ 面积摄影（区域摄影）：沿数条航线对较大区进 行连续摄影。面积摄影要求各航线互相平行，在 同一条航线上相邻像片间的航向重叠为60%-53%， 相邻航线间的像片也要有一定的重叠此为旁向重 叠（30-15%）。
遥感成像原理与遥感图像特征
遥感成像原理与遥感图像特征
1960年 1:2.5万全色
1978年 1:1.8万全色
Aerial Photography
Vertical vs.
Oblique
遥感成像原理与遥感图像特征
Ⅱ、据摄影的实施方式
➢ 单片摄影：为拍摄单独固定目标而进行的摄影， 一般只摄取一张或一对像片；
➢ 航线摄影：沿一条航线，对地面狭长地区或沿线 状地物（公路、铁路）进行的连续摄影。为使相 邻像片的地物能互相衔接以满足立体观察的需求， 相邻像片间要有一定的重叠成为航向重叠（一般： 60%，至少不小于53%） ；
遥感成像原理与遥感图像特征
遥感成像原理与遥感图像特征
垂直投影与中心投影的区别
投影距离变化的影响
投影面 投影面
遥感成像原理与遥感图像特征
投影面倾斜对构像的影响
遥感成像原理与遥感图像特征
地形起伏的影响
遥感成像原理与遥感图像特征
中心投影的特殊点线
地面物体
中心投影影像
点（几个点在同一投影线）
遥感成像原理与遥感图像特征
航片的相幅：18cm*18cm 23cm*23cm 30cm*30cm
航空相片上的标志
遥感成像原理与遥感图像特征
航片 注记
距像片中心越近，误差 越小，反之则越遥大感。成像原理与遥感图像特征
➢ 面积摄影（区域摄影）：沿数条航线对较大区进 行连续摄影。面积摄影要求各航线互相平行，在 同一条航线上相邻像片间的航向重叠为60%-53%， 相邻航线间的像片也要有一定的重叠此为旁向重 叠（30-15%）。
遥感成像原理与遥感图像特征
遥感成像原理与遥感图像特征
1960年 1:2.5万全色
1978年 1:1.8万全色
Aerial Photography
Vertical vs.
Oblique
遥感成像原理与遥感图像特征
Ⅱ、据摄影的实施方式
➢ 单片摄影：为拍摄单独固定目标而进行的摄影， 一般只摄取一张或一对像片；
➢ 航线摄影：沿一条航线，对地面狭长地区或沿线 状地物（公路、铁路）进行的连续摄影。为使相 邻像片的地物能互相衔接以满足立体观察的需求， 相邻像片间要有一定的重叠成为航向重叠（一般： 60%，至少不小于53%） ；
遥感成像原理与遥感图像特征
遥感成像原理与遥感图像特征
垂直投影与中心投影的区别
投影距离变化的影响
投影面 投影面
遥感成像原理与遥感图像特征
投影面倾斜对构像的影响
遥感成像原理与遥感图像特征
地形起伏的影响
遥感成像原理与遥感图像特征
中心投影的特殊点线
地面物体
中心投影影像
点（几个点在同一投影线）
第三章遥感成像原理与遥感成像特征
2020/4/5
一
42
2. 高空间分辨率陆地卫星
1999年9月美国 IKONOS-2（IKONO-1于 1999年4月发射失败）的成功发射使陆地卫 星系列中又增加了高空间分辨率的数据源。
IKONOS使用线性阵列技术获得4个波段的4m分 辨率多光谱数据和一个波段的1m分辨率的全色 数据。其波段分配为：多光谱波段1（蓝色） 0.45～0.53 μm ，波段2（绿色）0.52~0.61 μm ， 波段3（红色）0.64～0.72 μm ，波段4（近红外） 0.77～0.88 μm 。全色波段为 0.45～ 0.90 μm 。
2020/4/5
一
24
（2） SPOT
是地球观察卫星系统。是由瑞典、比利时等 国家参加，由法国国家空间研究中心 （CNES）设计制造的。1986年发射第一颗， 到1998年已经发射了四颗。SPOT的轨道是 太阳同步圆形近极地轨道，高度830 km左 右，卫星的覆盖周期是26天，重复感测能力 一般3～5天，部分地区达到1天。
一
11
3. 气象卫星资料的应用领域
(1)天气分析和气象预报 (2)气候研究和气候变迁的研究 (3)资源环境其他领域
2020/4/5
一
12
2020/4/5
一
13
3.1.2 航天平台—陆地卫星系列
Landsat ALOS SPOT CBERS 高空间分辨率陆地卫星
2020/4/5
一
多影像固定窗口局部回归 长江口影像 2009-08-19
2020/4/5
一
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ALOS
(2006-1-24)
• 全色立体测绘仪(PRISM) • 高性能可见光与近红外辐射计-2(AVNIR-2) • 相控阵型L波段合成孔径雷达(PALSAR)
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3.1.2 卫星的轨道参数
卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。
一、开普勒第一定律
星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地球（太 阳）位于椭圆的一个焦点上。 轨道离地最近的点称近地点，反之为远地点。
开普勒定律（1）
b 太阳
近日点
c a
远日点
地球轨道
二、开普勒第二定律
从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在 单位时间扫过的面积相等（面积速度守恒）。
风云一号气象卫星是中国研制的第一代太阳同步轨道气象卫 星。风云一号气象卫星共4颗，是中国的极轨气象卫星系列， 共发射了3颗，即FY-1A，1B，1C。风云一号A和风云一号B卫 星分别在1988年9月7日和1990年9月3日发射升空。风云一号C 卫星在性能上作的较大改进，被列入世界气象业务应用卫星 的序列，风云一号D卫星于2005年5月15日发射升空。 风云二号系列静止气象卫星是我国第一代静止气象卫星，计 划发射5颗，即风云二号A/B/C/D/E，两颗试验星（风云二号 A/B），三颗业务星（风云二号C/D/E）。其中风云二号A星于 1997年6月10日发射成功，风云二号B星于2000年6月25日发射 成功，风云二号C星和D星已分别于2004年10月19日和2006年 12月8日年发射。E-风云二号气象卫星于2009年发射。
RBVm
RBVp MSS
1. 0.475-0.575 (blue) 2. 0.580-0.680 (red) 3. 0.689-0.830 (near IR) 0.505-0.750 (PAN) 4. 0.5-0.6 (green) 5. 0.6-0.7 (red) 6. 0.7-0.8 (near IR) 7. 0.8-1.1 (near IR) 8. 10.4-12.6 (thermal) 1. 2. 3. 4. 5. 7. 6. 0.45-0.52 (blue) 0.52-0.60 (green) 0.63-0.69 (red) 0.76-0.90 (near IR) 1.55-1.75 (SWIR) 2.08-2.35 (SW IR) 10.4-12.5 (thermal IR)
Landsat -1用于国内和国外的大范围研究，验证研究数据对探测、绘制、 测量和评定地球资源和环境条件的实际应用。 Landsat -2具有更大的能力，能白天和夜晚测量来自陆地和水面的辐射。有 效载荷基本上与Landsat -1相同。 Landsat -3用于继续研究和发展中分辨力多光谱遥感系统。
TM是4号星以后搭载的。6号星以后仅搭载ETM，并予定追加IFOV为15ｍ的全 色波段。 • Landsat-7是Landsat计划中的最后一颗卫星。这颗卫星的发射，标志着一个 时代即大型、昂贵的Landsat系列地球观测卫数：
1 920 2 920 99.210 103 14 18 251 9：08 185 2875 3 920 99.117 103 14 18 251 9：31 185 2875 4、5 705 98.220 98.9 14.5 16 233 9：45 185 2752
（4）椭圆半长轴（A） 近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。 它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫 星分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左 右）和高轨卫星（36000公里处）。 （5）椭圆偏心率（e） 椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示 轨道的形状。 （6）卫星过近地点时刻（T） 以近地点为基准表示轨道面内卫星位臵的量。
LANDSAT系列卫星成像仪器特征
仪器 波段 （m） IFOV(m) （瞬间视场角） 79*79 79*79 79*79 79*79 79*79 79*79 79*79 240*240 30*30 30*30 30*30 30*30 30*30 30*30 120*120 6 6 6 6 动态范围 （bits）
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近圆形轨道 近极地轨道 太阳同步轨道 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
地球同步卫星，相对静止在赤道某一点上空。
3.1.4 遥感卫星系列
一、 气象卫星
• 气象卫星是作为联合国世界气象组织的全球气象监测（WWW） 计划的内容而发射的卫星。是用5个地球静止轨道卫星和2个 太阳同步极地轨道卫星对全球的气象同时进行观测，它们是 GMS(日本)、GOES一E（美国）GOES一W（美国）、METEOSAT （欧空局）、COMS（俄罗斯）及卫星NOAA（美国）、Meteop （俄罗斯），前5个以约70度的间隔配臵在赤道上空，后两个 在不同的极地轨道上。 • 气象卫星不仅进行气象观测，还具有数据收集平台DCP 功能。 它可以收集来自地面或海上观测站的信息，在观测的同时， 向地面转送S一VISSR信号，进行统计处理的直方图、云量、 海水表面、风分布等的数据组也被保存下来。
六、其它常用遥感卫星参数
卫星高度：卫星距离地面的高程。
H3 T2 R C
运行周期：卫星绕地球一圈所需的时间。 重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行 后，回到该地上空时所需的天数。 降交点时刻：卫星经过降交点时的地方太阳时的平均值。 扫描宽度：传感器所观测的地面带的横向宽度。
3.1.3 卫星轨道及特点
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。 在无数条同步轨道中,有一条圆形轨道,它的轨道平面与 地球赤道平面重合,在这个轨道上的所有卫星,从地面上 看都像是悬在赤道上空静止不动,这样的卫星称为地球 静止轨道卫星,简称静止卫星, 这条轨道就称为地球静 止卫星轨道, 简称静止卫星轨道, 高度大约是35800公 里。 人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。 能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的 区域同时收入视野，应用于气象和通讯领域。
一、太阳同步轨道
（ sun-synchronous satellite orbit ） 卫星的轨道面以与地球的公转方向相同方向而同时旋转 的近圆形轨道。
卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的, 但会 绕地球自转轴旋转。 轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转的方向相同 ，旋转的角速度等于地球公转的平均角速度, 即0.9856度 /日或360度/年, 这样的轨道称为太阳同步轨道。 卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一 地方时同一方向通过。
风云一号C卫星轨道参数 轨道特征：太阳同步轨道 轨道高度：863km 道倾角：98.79° 轨道偏心率：0.00188 轨道回归周期：10.61天 轨道降交点地方时：8∶34（1999－07－04）
二、陆地卫星
1、Landsat卫星
• Landsat是美国于1972年在世界上第1次发射的真正的地球观测卫星，由于它 的出色的观测能力推动了卫星遥感的飞跃发展。是太阳同步轨道卫星 。 星上搭载多光谱扫描仪（MSS）和专题扫描仪（TM）两种遥感器。
轨道参数
近极近环形太阳同步轨道 轨道高度：705千米 倾角:98.22° 运行周期：98.9分钟 24小时绕地球:15圈 穿越赤道时间:上午10点 扫描带宽度:185千米 重复周期:16天,卫星绕行:233圈
2、SPOT卫星
SPOT对地观测卫星系统是由法国空间研究中心研 制开发，比利时、瑞典等国参与.
遥感平台的种类 卫星的轨道参数 陆地卫星轨道特点 遥感卫星系列
3.1.1 遥感平台
遥感平台（platform）是搭载传感器的工具。 根据运载工具的类型划分： 航天平台 150km以上， 卫星、宇宙飞船。 航空平台 百米至十余千米，低、中、高空飞机以及飞船、气球等。 地面平台 0—50m， 车、船、塔等。
卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远 的地方运行的速度要慢些。
开普勒定律（2）
近地点
va
Rp
ra
远地点
a
Major axis
vp
Minor axis
三、开普勒第三定律
行星的公转周期的平方与它的轨道平均半径的立方成正比。 卫星绕地球的运行周期的平方与它的轨道平均半径的立方成 正比。 T2/（R+H）3=C T：运行周期；R：地球半径；H：离地高度；C：开普勒常数
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征
王学平 数学地质遥感地质研究所 2011年2月
本章主要内容：
遥感成像原理、遥感图像特征，包括摄影成像、扫描成像、微 波成像等机理及图像特征。
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
遥感平台 摄影成像 扫描成像 微波遥感与成像* 遥感图像的特征
3.1 遥感平台
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4
四、卫星的轨道参数
•赤道坐标系 赤道坐标系是取赤道面为基准 面，以地球自转轴、以及从地 心指向春分点的直线为坐标轴 所构成的坐标系。虽然由于地 轴的运动，该坐标系相对于恒 星其位臵是变动的，但是，对 于轨道寿命有限的卫星运动来 说，影响很小。
开普勒的轨道参数
五、开普勒的6个参数
（1）轨道倾角 轨道平面与地球赤道平面的夹角。具体计算是在卫星轨 道升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
卫星编号 高度（KM）