常用遥感数据和波段用途
遥感影像的波段组合及用途
高光谱遥感数据最佳波段的选择根据自己对具体影像解译的要求进行波段的选择，以提高解译的速度和精度。
若要获得丰富的地质信息和地表环境信息，可以选择TM(7、4、1)波段的组合，TM(7、4、1)波段组合后的影像清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹(褶皱及断裂)显示清楚；若要获得监测火灾前后变化分析的影像，可以选择TM(7、4、3)波段的组合，它们组合后的影像接近自然彩色，所以可通过TM(7、4、3)彩色合成图的分析来掌握林火蔓延与控制及灾后林木的恢复状况；若要获得砂石矿遥感调查情况，可以选择TM(5、4、1)波段组合；用TM影像编制洲地芦苇资源图时，宜用TM(3、4、5)波段组合的影像，分辨率最高，信息最丰富；用MSS图像编制土地利用地图，通常采用MSS(4、5、7)波段的合成影像；若要再区分林、灌、草，则需要选用MSS(5、6、7)波段的组合影像。
遥感影像时相的选择 :遥感影像的成像季节直接影响专题内容的解译质量。
对其时相的选择，既要根据地物本身的属性特征，又要考虑同一地物不同地域间的差异。
例如解译农作物的种植面积最好选在8、9月份，因为这时作物成熟了，但还没有收割，方便各种作物的区别；解译海滨地区的芦苇地及其面积宜用5、6月份的影像；解译黄淮海地区盐碱土分布图宜用3、4月份的影像。
高分辨率影像的选择 :分辨率的选择要符合自己的实际需要，分辨率高对解译速度和精度都有很大帮助。
随着科技的不断发展，已经有了15～30m分辨率的ETM／TM影像、2．5～5．0m分辨率的SPORT影像、2m分辨率的福卫二号、lm分辨率的ORBVIEW一3／IKONOS、0．6m分辨率的QUICK BIRD 等。
法国SPOT-5卫星影像分辨率可达到2．5m，并可获得立体像对，进行立体观测。
SPOT 一5卫星上的主要遥感设备是2台高分辨率几何成像仪(HRVIR)，其工作谱段有4个，主要任务是监测自然资源分布，特别是监测农业、林业和矿产资源，观测植被生长状态与农田含水量等项，对农作物进行估产，了解城市建设与城市土地利用状况等。
遥感常用ndvi、mndwi、ndbi等三个指数的计算及landsat8应用
NDVINDVI,植被覆盖指数。
应用于检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。
NDVI( Normalized Differenee Vegetation Index.数），也称为生物量指标变化，可使植被从水和土中分离出来。
表达式:NIR和R分别为近红外波段和红波段处的反射率值。
和植物的蒸腾作用、太阳光的截取、光合作用以及地表NDVI^ NIR-RN I R T R1、NDVI能够部分消除与太阳高度角、卫星观测角、地形、云影等与大气条件有关的辐射变化的影响；⑴2、NDVI结果被限定在[-1，1]之间，避免了数据过大或过小给使用带来的不便; [1]3、NDVI是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子; [1]4、非线性变换，增强了NDVI低值部分，抑制了高值部分，导致NDVI数值容易饱和,对高植被密度区敏感性降低：NLR-R NIR^R-2RNIRT R二NIR^-R2J?NIK+/?表 1 Lan dsat7 Lan dsat8 卫星对比归一化差分植被指数，标准差异植被指[1]净初级生产力等密切相关。
中文名Index[1]Land&at 7.T Band Name . Bandwidth (pm 〕・ Resolution (m)1Band Name.,Bandwidth (pm-1-F1 1 i d1 1 Band 1 Coastal.0.43 -0.45, Band 1 Blue. (M5 -0.52, 130：j1 Band2 Blu&0.45-0.51Band 2 Gre&n . 0.52 -OWO.130,i Bmnd 3 Green, 0.53 -0.59 . Sand 3 Red.— 0.63 -069,i30. I 二 LBand 4 Red.,0,64-0.67.Band 4 NIR. 0,77 -690, i i30.1 Band 5 NIR.0.85一 0,88. Band 5 SWIR 1,1.55 -1.75,130,11 Band 5 SWIft 1, 1.57 -1.65, 归日nd 7 SWIR 2.2.09 -2 35, 130.1Band 7 SWIR 22.11 - 2.29, Band 8 Pan,0.52 -0.90、15.,!1 1Band 9 Pan,0.50 -0.68.■ ri i .n1 1 Band 9 Cirrus,1,36-1.38*10,40 -12.50.130/60, Band 10 TrRS 110,6 -11.19.Sand 6 TIRiSand 11 TIRS 2.11.5 - 12.51NDWINDWI （Normalized Differenee Water Index, 归一化 水指数），用遥感影像 的特定波段进 行归一化差值处理，以凸显影像中的水体信息。
常用遥感数据和波段用途
0.25
28
对流层中层湿度
1000
7.175-7.475
2.18
0.25
29
表面温度
1000
8.400-8.700
9.58
0.05
30
臭氧总量
1000
9.580-9.880
3.69
0.25
31
云/表面温度
1000
10.780-11.280
9.55
0.05
32
云高和表面温度
1000
11.770-12.270
MODIS观测数据的分析和研究将在以下几方面应用领域发挥重要作用：（1）地表覆盖变化和全球生产力，包括区域性地表覆盖变化的趋势和模式、作物种类，以及全球初级生产力。（2）自然灾害监测，包括洪涝、干旱、森林草原火灾、雪灾等。（3）短期气候预测，季、年的气候预测，以便改进对短期气候异常发生时间、地点的预报。（4）长期气候变化研究，帮助科学家识别长期气候变化及其趋势的机制和因子，包括人类影响。（5）大气臭氧监测，帮助科学家监测大气臭氧的变化，分析变化产生的原因及对地球系统的影响。
Landsat卫星采用与太阳同步的近极地圆形轨道，而且卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点，保证了遥感观测条件的基本一致，有利于图像的对比。Landsat4,5轨道高度705km，轨道倾角98.2º每16天重复覆盖一次，穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围N81º-S81.5º。
Landsat5上装载了专题制图仪（TM），其空间、光谱、辐射性能均比MSS有明显提高，因而数据质量提高、数据量增加。Landsat7在数据获取的地理范围与分幅方法、空间分辨率、校正精度和光谱特性等方面足够一致，TM用户可以顺利过渡到ETM+。Landsat7上装载了ETM+，其在ETM的基础上，设置了太阳定标器和内部灯定标，以改善辐射定标，且热红外谱段空间分辨率提高到60m。
常见的遥感卫星的介绍及具体参数
常见的遥感卫星的介绍及具体参数遥感卫星是指通过从地球轨道上的卫星获取地球表面信息的卫星。
它们通过感知地球表面的辐射能并将其转换为可见或可测量的数据，从而提供了关于地球表面的各种信息。
下面将介绍一些常见的遥感卫星及其具体参数：1.陆地卫星：- 名称：陆地卫星（Landsat）- 参数：由美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）合作运行，最新一代是Landsat 8-分辨率：光学传感器的分辨率为30米，热红外波段分辨率为100米。
- 波段：Landsat 8有11个波段，从可见光、近红外到热红外。
-重要性：陆地卫星提供了大范围的空间覆盖，并用于土地利用、环境监测、植被研究等领域。
2.气象卫星：-名称：气象卫星（GOES）-参数：由美国国家海洋和大气管理局（NOAA）运营，最新一代是GOES-16-分辨率：可见光波段的分辨率为0.5公里，红外波段的分辨率为2公里。
-波段：GOES-16有16个波段，包括可见光、红外和闪电探测器。
-重要性：气象卫星提供了全球气象观测，用于天气预报、气候研究和自然灾害监测等。
3.海洋卫星：- 名称：海洋卫星（Jason）-参数：是由法国航天局（CNES）和美国国家航空航天局（NASA）合作的卫星测高项目。
-分辨率：测量海洋表面高度的精度为2.5厘米。
-波段：主要使用雷达测量海洋表面高度。
-重要性：海洋卫星用于研究海洋循环、海洋动力学和全球海平面变化等。
4.极地卫星：-名称：极地卫星（GRACE）-参数：由德国航天局（DLR）和美国国家航空航天局（NASA）合作运行。
-分辨率：提供的重力场数据的精度为微加仑级别。
-波段：使用微波测量卫星之间的距离变化，推测地球的重力场。
-重要性：极地卫星用于研究地球的重力场变化，包括冰川消融、地壳运动和海洋环流等。
5.火星卫星：- 名称：火星卫星（Mars Reconnaissance Orbiter）-参数：由美国国家航空航天局（NASA）运行。
遥感数据及应用
遥感数据航天遥感应用中使用的数据基本有两种主要形式：遥感影像和数字图像无论是用何种遥感成像方式，影像都是记录在感光胶片或象纸上。
如同普通像片那样，其灰度和颜色是连续变化的，它也被称为模拟图象，而数字图像往往记录在数字磁带上的，其灰度或颜色是离散变化的。
·遥感影像遥感影像可以通过对地表摄影或扫描获得。
摄影影像是摄相机对地面物体摄影，直接在感光材料上记录地物的光像；扫描影像是地面信息通过探测器先变为电信号并记录在磁带上，然后回放磁带，在感光片上曝光而成。
遥感影像有黑白和彩色两种，由于彩色影像比黑白影像能提供更多的地表信息，因此彩色影像在遥感中得到广泛地使用。
(1)多波段影像：多波段影像是用多波段遥感器对同一目标（或地区）一次同步摄影或扫描获得的若干幅波段不同的影像。
与单波段影像相比，它具有信息量大，光谱分辨率高（遥感器能分辨的地物的最小波长间隔）的特点，并且可通过各种影像增强技术，获得彩色合成影象，大大提高对地物的识别能力。
Landsat上的MSS和TM影像都属多波段扫描影像。
(2)彩色合成影像：彩色合成是将多波段黑白图像变换为彩色图像的处理技术。
一般为三色合成,也可两色或四色合成。
合成的方法有两种：直接使用光学方法和使用计算机的数字处理。
前者是将一组黑白透明片放入配有特定的红、绿、蓝三色滤光片的光学系统中，投影到同一屏幕上，使图像精确重合，形成彩色图像。
数字处理合成法是令三幅图的像元亮度值变换为红、绿、蓝三基色的彩色编码去控制彩色显示设备，形成彩色图像。
根据合成影像的彩色与实际景物自然彩色的关系，可分为真彩色影像和假彩色合成影像，前者是比较真实地反映地物原来彩色的影像，它可以通过彩色感光胶卷拍摄获得，也可以用彩色合成方法获得；假彩色合成影像是通过彩色合成方法获得的非真彩色影像。
在光学合成法中，是将多波段影像配合不同滤光片准确重叠合成。
影像的波段和滤光片可有各种组合方案，所得的假彩色影像也各不相同。
遥感考点整理
遥感导论第一章遥感：是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。
遥感的类型：（1）按遥感平台分：地面遥感，航空遥感，航天遥感，航宇遥感。
（2）按传感器的探测波段分：紫外遥感，可见光遥感，红外遥感，微波遥感，多波段遥感。
（3）按工作方式分：主动遥感和被动遥感，成像遥感与非成像遥感。
（4）按遥感的大的研究领域分：外层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感。
（5）按遥感具体应用领域分：资源遥感，环境遥感，农业遥感，林业遥感，渔业遥感，地质遥感，气象遥感，水文遥感，城市遥感，工程遥感及灾害遥感，军事遥感。
（重点掌握）按传感器的探测波段分：紫外遥感（探测波段在0.05~00.38μm之间），可见光遥感（探测波段在0.38~0.76μm之间），红外遥感（探测波段在0.76~1000μm之间），微波遥感（探测波段在1mm~10m之间），多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。
按工作方法分：主动遥感和被动遥感；成像遥感与非成像遥感。
遥感的特点：大面积的同步观测，时效性，数据的综合性和可比性，经济性，局限性。
第二章电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率。
递增或递减排列，则构成了电磁波谱。
遥感中常用的电磁波谱及波长范围：波段波长长波大于3000m中波和短波10~3000m超短波1~10m微波1mm~1m红外波段0.76~1000μm可见光0.38~0.76μm紫外线10^(-3)~3.8*10^(-1)μmX射线10^(-6)~10^(-3)μmY射线小于10^(-6)μm电磁辐射的度量：（1）辐射能量（W）：电磁辐射的能量，单位J。
（2）辐射通量（Φ）：单位时间内通过某一面积的辐射能量。
（3）辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量。
2国内常用卫星遥感数据介绍(光学)
波长
多光谱
绿： 510 nm ---580 nm 红： 655 nm ---690 nm
近红外： 780 nm ---920 nm
定位精度（无控制 点） 幅宽 成像角度 重访周期
单片影像日获取能 力
立体 CE90: 4m；LE90：6m
单片 CE90：5m 星下点15.2 km ；单景225 k㎡(15×15 km) 可任意角度成像 2-3天 全色：近700,000 k㎡ / 天 (相当于青海省的面积)
EROS-B 主要优势
➢ 高分辨率 : 0.7m
➢ 影像采集时间: 13:00~14:00 （降交点地方太阳时） ＊ EROS-B卫星影像采集时间不同于IKONOS、 QuickBird等其它 商用高分辨率卫星 （IKONOS、QB采集时间：10:00） → 扩展了紧急需求下的数据获取可能性
➢ 提供最新获取数据、存档数据、立体像对
定
位精
度
（圆
误
有地面控制点时：2m
有精度传输服务器时：3--3.5米
3
WorldView-1样例数据
4
二.QuickBird卫星影像数据
发射时间 发射单位 发射工具 发射位置 轨道高度 轨道倾角 速度 过境时间 轨道周期 回归周期 扫描宽度 精度 像元存储位数 分辨率
影像波段
产品类型
2001年10月18日 美国Digitalglobe公司 Boeing Delta II Vandenberg空军基地，加利福尼亚 450km 97.2度，太阳同步 7.1km/s 地方时10:30 a.m. 93.5分钟 1-6天，视纬度位置（偏离星下点30°） 16.5km×16.5km星下点处 水平23米（CE90%），垂直17米（LE90%）
遥感影像的波段
遥感影像的波段
遥感影像涉及到许多物理量，其中波段是一项很重要的指标。
波段可以理解为在特定光谱范围内的一段电磁波。
通过对这些波段进行分析和处理，我们可以获得地表覆盖物的相关信息。
常见的遥感波段包括可见光波段、红外线波段、微波波段等。
其中，可见光波段是最为常用的波段之一。
它们包括红、橙、黄、绿、青、蓝和紫七种颜色，对应着不同的波长范围和频率。
人眼只能识别可见光波段中的部分波长，但遥感技术可以获取所有的可见光波段信息。
除了可见光波段，红外线波段也是遥感影像中经常使用的波段之一。
红外线波段具有穿透力强、能够探测到地表以下深度的特点，在土地利用、农业生产、城市规划等领域都有广泛的应用。
另外，微波波段的遥感应用主要涉及到雷达技术。
通过微波波段的反射和散射，我们可以获取地表高程、植被生长状态、地表湿度等信息，这些信息对于自然灾害监测和预警、城市规划等方面也具有重要意义。
总之，波段作为遥感影像中的一项重要指标，对于地表覆盖物的监测、资源管理以及环境保护等方面都具有不可替代的作用。
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1.0
110
8
叶绿素
1000
0.405-0.420
44.9
880
9
叶绿素
1000
0.438-0.448
41.9
838
10
叶绿素
1000
0.483-0.493
32.1
802
11
叶绿素
1000
0.526-0.536
27.9
754
12
沉淀物
1000
0.546-0.556
21.0
750
MODIS是被动式成像分光辐射计，携带490个探测器，分布在36个光谱波段，覆盖从可见光到红外波段。由穿轨迹扫描反射镜、收集辐射的光具和带有光谱滤光片的线列阵探测器组件等部件构成。探测器组件共四组，分布在四个焦平面处。
MODIS仪器内设置多种定标硬件，供空间操作时使用。包括：太阳漫射器、太阳漫射稳定度监视仪、分光辐射度定标组件、板状黑体、和天空视窗。仪器操作时定期地使用太阳漫射器、黑体和分光辐射度仪等三个定标装置进行定标。
表1 波段特性
通道
波长（微米）
8-0.68
可见光
探测反射率
2
0.752-1.0
近红外
探测反射率
3
3.55-3.93
中红外
探测热辐率
4
10.3-11.3
远红外
探测热辐率
5
11.4-12.4
远红外
探测热辐率
NOAA卫星地面接收站每天两次在固定时间里接收某一轨道的卫星云图，几条轨道的图像拼接成区域云图，成为预报员制作预报的重要参考资料。
（一）NOAA/AVHRR
NOAA/AVHRR（National Oceanic and Atomospheric Administration）是低空间分辨率遥感卫星。它是美国国家海洋大气局的实用气象观测卫星，从1970年12月发射的第一颗到2002年6月24号发射的NOAA-M，30多年来共发射了17颗。NOAA卫星的轨道为太阳同步近极地圆形轨道，以确保同一时间、同一地方的上午、下午成像。轨道平均高度分别为833km和870km，轨道倾角98.7º和98.9º；是目前业务化运行最成熟的一种遥感卫星。NOAA卫星采用双星系统，即NOAA12和NOAA14在服役，它的总体参数：总重量：1421公斤；负载量：194公斤；保留余量：36.4公斤；卫星尺寸：3.71米（长）*1.88米（直径）。星载传感器有：①极精密高分辨率辐射计（AVHRR）以5个频道同时扫描大气，可获得可见光云图和红外云图，作为天气分析与预报之用。此外，红外频道的数据可用来决定若干云参数及海面温度。②泰洛斯业务垂直探测器（TOVS），这组仪器包括三个辐射计，各有不同的功能：A.高分辨率红外辐射探测器（HIRS/2）是具有20个可见光和红外频道的扫描辐射计，可以探测对流层内气温和水汽垂直分布以及臭氧总含量。B.平流层探测单元（SSU）以3个红外频道观测平流层中的气温垂直分布。C.微波探测单元（MSU）以4个微波频道观测波长0.5厘米的氧吸收带，可以穿透云层探测云下的气温垂直分布。③太空环境监测器（SEM）负责侦测太空中太阳质子、α粒子及电子通量等资料。④地球辐射收支试验（ERBE）以狭角视场和广角视场观测地球大气，可以监测太阳常数、行星反照率以及射出长波辐射等参数。TIROS-N系列卫星具有数据汇集系统（DCS），可以接收来自两千多个固定及移动观测台的资料，加以处理储存，最后再传送到地面接收站。
13
沉淀物，大气层
1000
0.662-0.672
9.5
910
14
叶绿素荧光
1000
0.673-0.683
8.7
1087
15
气溶胶性质
1000
0.743-0.753
10.2
586
16
气溶胶/大气层性质
1000
0.862-0.877
6.2
516
17
云/大气层性质
1000
0.890-0.920
10.0
167
2
云和植被覆盖变换
250
0.841-0.876
24.7
201
3
土让植被差异
500
0.459-0.479
35.3
243
4
绿色植被
500
0.545-0.565
29.0
228
5
叶面/树冠差异
500
1.230-0-1.250
5.4
74
6
雪/云差异
500
1.628-1.652
7.3
275
7
陆地和云的性质
500
18
云/大气层性质
1000
0.931-0.941
3.6
57
19
云/大气层性质
1000
0.915-0.965
15.0
250
20
洋面温度
1000
3.660-3.840
0.45
0.05
21
森林火灾/火山
1000
3.929-3.989
2.38
2.00
22
云/地表温度
1000
3.929-3.989
0.67
0.07
MODIS仪器操作，在轨日夜连续操作。正常的获取科学数据，在白天，所有波段均操作运行。在轨道的夜间时段，只有热红外波段收集数据。
MODIS数据的特点如下表：
MODIS波段分布和主要应用
波段号
主要应用
分辨率*
波段宽度**
频谱强度***
要求的信噪比
1
植被叶绿素吸收
250
0.620-0.670
21.8
128
23
云/地表温度
1000
4.020-4.080
0.79
0.07
AVHRR为TIROS-N系列卫星最主要的仪器，它由一个8英寸口径的卡塞格伦望远镜对准地面，用一个旋转镜对地面左右扫描，望远镜的瞬时视场角为1.3*1.3平方毫弧度，相当于星下点1.1平方公里，扫描每分钟360行，扫描角为正负55度，相当于地面2800公里。它的成像方式是光学机械扫描成像，成像幅宽为16.5km*16.5km，空间分辨率在星下点处是1100m，在远离星下点处是4000m。AVHRR具有五个探测波段，每个波段特性见下表1：
（二）TERRA/MODIS
MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectrometer）于1999年12月18日在美国加洲的verndenberg空军基地发射成功，承载的卫星是Terra(EOS AM1) ，它是中空间分辨率遥感卫星，于2000年2月24日正式接收数据。MODIS采用与太阳同步的，近极地圆形轨道，轨道高705km，测绘带宽2330km*10km。具有36个光谱通道，分布在0.4-14um的电磁波谱范围内。MODIS仪器的空间分辨率分别为250m、500m、1000m，在对地观测过程中，每秒可同时获得6.1兆比特的来自大气、海洋和陆地表面信息，每日或每两日可获得一次全球观测数据。