遥感成像原理
遥感摄影成像原理及应用
遥感摄影成像原理及应用遥感摄影成像原理是指利用摄影机通过光学系统将感光介质上物体辐射反射回来的能量转化为影像信号的过程。
遥感摄影成像原理主要包括光学成像原理和电子成像原理两种。
光学成像原理是指利用光线通过透镜和镜头来定向传播和汇聚，进一步形成清晰的影像。
它是利用透镜和光学仪器将地球上的物体光线反射进入摄影机，在感光介质上产生图像。
光学系统是遥感摄影成像的核心部分，它包括目标、光源、透镜等。
光线从目标发射出来后，通过投影透镜后到达感光介质上，形成一个倒立的、虚像的胶片或CCD\CMOS上。
电子成像原理是指利用电子传感器接收光信号，并将光信号转化为电信号，进而形成数字图像。
相对于传统的胶片摄影，电子成像有许多优点，如动态范围大、信噪比高、快速响应等。
目前最常用的电子成像技术是CCD和CMOS技术。
当光线照射到CCD芯片上时，CCD芯片会将光信号转化为电子信号，并通过模数转换器转化为数字信号。
遥感摄影的应用非常广泛。
首先，遥感摄影可以用于土地利用与覆盖监测。
通过监测地表的覆盖状况，可以对土地资源进行定量评价和管理。
其次，遥感摄影可以用于环境与生态监测。
通过监测大气和水体的污染状况，可以及时发现环境问题并采取相应措施。
再次，遥感摄影可以用于城市规划与建设。
通过监测城市的建设情况，可以合理规划城市发展，提高城市建设效率。
此外，遥感摄影还可以用于农业生产和林业资源管理。
总之，遥感摄影成像原理是通过光学成像和电子成像两种原理将物体反射回来的光线转化为影像信号的过程。
遥感摄影的应用范围广泛，包括土地利用与覆盖监测、环境与生态监测、城市规划与建设、农业生产和林业资源管理等领域。
随着技术的不断发展，遥感摄影在各个领域中的应用将会越来越广泛，为人们的生活带来更多的便利。
第3章遥感传感器及其成像原理.
景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下 来。 ❖ 接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动， 胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条 衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维 条带图像。
缝隙式摄影机
镜头转动式摄影机
3.1.1 摄影类传感器分类
➢ 全景摄影畸变：相片两端的地表景物被压缩。
3.1.1 摄影类传感器分类
3. 多光谱摄影机
多光谱摄影机指对同一地区，在同一瞬间摄取多 个波段影像的摄影机。采用多光谱摄影的目的 ，是充分利用地物在不同光谱区，有不同的反 射特征，来增加获取目标的信息量，以便提高 影像的判读和识别能力。
❖ 又由于扫描总视场为 11.56°，地面宽度为185km，因 此扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，其地面范 围为 474m * 185km。
❖ 又因扫描周期为73.42ms，卫星速度（地速）为 6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星往前正好移动 474m，因此扫描线恰好衔接。
❖ 自西往东对地面的有效扫描时间为33ms，即在33ms内扫描 地面的宽度为185km，按以上宽度计算，每9.958 μs内扫描 镜视轴仅在地面上移动了56m，因此采样后的MSS像元空间 分辨率为56m * 79m （Landsat为68m * 83m）。
四、 ETM+增强型专题制图仪
表3-4
波段号 类型
1
Blue-Green
波谱范围 /um 0.450-0.515
地面分辨率 30m
2
Green
0.525-0.605
30m
3
Red
遥感成像原理
遥感成像原理遥感技术是一种利用航空器、航天器等远距离传感器获取地球表面信息的技术。
遥感成像原理是指通过传感器获取地球表面的光学、热红外、微波等辐射信息，并将其转换成数字信号进行处理和分析的基本原理。
遥感成像原理主要包括辐射传输过程、传感器接收系统和图像处理三个方面。
首先，辐射传输过程是遥感成像的基础。
地球表面的特征物体会发出或反射不同波长的辐射能量，这些能量会经过大气层的吸收、散射和衰减，最终到达传感器。
不同波长的辐射能量在大气中的传输过程会受到大气成分、云层、气溶胶等因素的影响，因此需要进行大气校正和辐射校正，以获取真实的地表反射率或辐射率。
其次，传感器接收系统是遥感成像的关键。
传感器接收系统包括光学、热红外和微波等不同类型的传感器，它们能够接收地球表面不同波长的辐射能量，并将其转换成电信号。
光学传感器主要包括摄影机、高光谱仪和多光谱仪，能够获取地表的可见光和近红外光谱信息；热红外传感器能够获取地表的热红外辐射信息；微波传感器则能够穿透云层和大气，获取地表的微波辐射信息。
传感器的选择和设计对于获取地表信息具有重要意义，不同类型的传感器能够获取不同类型的地表信息，因此在实际应用中需要根据需求进行选择。
最后，图像处理是遥感成像的重要环节。
通过图像处理技术，可以对传感器获取的数字信号进行校正、增强、分类和解译，从而获取地表的信息。
图像处理主要包括预处理、特征提取和信息提取三个步骤。
在预处理过程中，需要对图像进行几何校正、辐射校正和大气校正，以确保图像的准确性和一致性；在特征提取过程中，需要利用数字图像处理技术对图像进行分割、分类和识别，提取地表信息；在信息提取过程中，需要根据需求对提取的地表信息进行分析和应用，例如用于土地利用、资源调查、环境监测等领域。
总之，遥感成像原理是一种通过传感器获取地球表面信息的技术，其原理包括辐射传输过程、传感器接收系统和图像处理三个方面。
通过对这些原理的深入理解和应用，可以更好地获取和利用地表信息，为地球科学、环境保护、资源管理等领域提供重要的支持和帮助。
遥感技术原理
遥感技术原理
遥感技术是指通过使用卫星、飞机或其他平台上的传感器，来从地球表面采集数据和图像的一种技术。
它主要基于电磁波辐射与物体的相互作用原理，从而获取目标区域的信息。
遥感技术的原理主要包括以下几个方面：
1. 电磁波辐射：地球上的物体会通过吸收、反射和发射电磁波与环境进行相互作用。
根据不同的物体特性和表面材质，对入射的电磁波会有不同的响应和反射特征。
2. 能谱特征：通过对不同波段的电磁辐射进行测量和分析，可以获取到待观测物体的能谱特征。
不同物质在不同波段上的反射和吸收特性不同，可以通过这些特性来对物体进行分类和识别。
3. 光学成像：遥感技术常用的平台包括卫星和飞机，它们上面搭载了不同类型的光学传感器。
这些传感器可以在不同的波段范围内获取地物的光谱信息，并通过逐点扫描的方式来获取高分辨率的图像。
4. 空间分辨率：遥感图像的空间分辨率决定了图像可以分辨的最小物体大小。
较高的空间分辨率意味着可以获取到更小尺寸的物体信息。
5. 光谱分辨率：遥感图像的光谱分辨率决定了可以观测到的波段范围和波段数量。
不同的波段上的反射率可以用来区分不同
材质和地物类型。
通过利用遥感技术，可以获取到地球表面的各种信息，例如地形地貌、海洋气象、植被覆盖、土地利用等。
这些数据和图像可以广泛应用于环境监测、农业、城市规划、天气预测等各个领域。
遥感成像原理
遥感的成像原理基于不同波段的电磁辐射与目标物相互作用的原理。
遥感技术通过感知和记录电磁波（如可见光、红外线、微波等）的能量和特定频段的反射、发射、散射等现象，实现对地球表面信息的探测和提取。
具体来说，遥感卫星等平台上搭载的传感器会根据设定好的波段和分辨率，接收地面物体反射或发射的电磁波，并记录下这些信息。
这些信息包括但不限于地物的光谱信息、辐射亮度、位置和几何形态等，涵盖了从紫外线、可见光、红外线、微波等各个波段。
通过这些信息，可以对目标物的特性和状态进行判断，并应用于土地利用规划、环境监测、灾害预警、农作物估测等领域。
遥感的成像方式有多种，例如：
1. 摄影成像：利用类似普通照相机的装置来获取地物的光学图像，然后对图像进行解析以获取地物的信息。
2. 扫描成像：利用扫描仪将地物逐点成像，通常需要配合计算机进行数据处理和图像重建。
3. 雷达成像：利用微波雷达对地物进行穿透探测，能够获取地下的信息，通常用于地质勘查和军事侦察等领域。
4. 合成孔径成像：利用飞机或卫星上搭载的合成孔径雷达进行高分辨率成像，通常用于地图制作和城市规划等领域。
总之，遥感技术以其覆盖范围广、信息量大、获取速度快等特点，在现代社会各个领域发挥着越来越重要的作用。
遥感的成像原理
遥感的成像原理遥感是利用从地球表面资源搜集到的数据并进行分析、解释的科学与技术。
遥感技术的核心是通过感知地球表面的电磁辐射，并将其转化为可视化图像和可量化的信息。
遥感的成像原理涉及到电磁辐射、能谱分析和图像处理等方面，并可分为光学遥感、热红外遥感、微波遥感等。
首先，光学遥感是指利用可见光、近红外和短波红外等电磁波段所携带的信息进行遥感数据获取和分析。
光学遥感系统由感光器件（如摄像机、相机）、目标物、大气等三个要素组成。
目标物反射或发射的电磁波经大气层传播到感光器件上，感光器件记录下来的光谱信号被压缩成数字图像。
这些数字图像经过进一步处理和分析，以获取目标物的空间分布、类型、形状、结构和光谱等信息。
其次，热红外遥感利用目标物的热辐射进行数据获取和分析。
热红外遥感系统由热成像器件、热辐射目标和大气等三个要素组成。
热辐射经过大气传播到热成像器件上，记录下来的红外图像被处理和分析，以了解目标物的温度、湿度、构成、热量分布和热交换等信息。
此外，微波遥感是通过感知和分析微波信号来获取地球表面信息的技术。
微波遥感系统由微波传感器、目标物和大气等要素组成。
微波信号通过目标物及大气层的反射、散射和透射传播并被微波传感器记录下来。
通过将微波信号处理和分析，可以获取目标物的表面形貌、湿度、冰雪覆盖、植被覆盖、土壤含水量等信息。
遥感的成像原理基于不同波段的电磁辐射与目标物相互作用的原理，通过感知和记录电磁波的能量和特定频段的反射、发射、散射等现象，实现对地球表面信息的探测和提取。
通过传感器记录的电磁谱信息，可以判断目标物的特性和状态，并应用于土地利用规划、环境监测、灾害预警、农作物估测等领域。
总之，遥感成像原理涉及电磁辐射、能谱分析和图像处理等多个方面，通过感知地球表面的电磁辐射并将其转化为可视化图像和可量化的信息实现对地球表面的探测和分析。
不同波段的遥感技术有其独特的应用领域和特点，综合各种遥感技术可以实现对地球的全面观测与监测。
遥感成像原理
遥感成像原理遥感成像是一种利用传感器获取地面信息的技术，通过对地球表面的电磁辐射进行感知和记录，可以获取到地表的各种信息，如地形、植被、土壤、水体等。
遥感成像原理是指利用遥感技术获取地面信息的基本原理和方法。
本文将从遥感成像的原理入手，介绍遥感成像的基本概念、原理和应用。
遥感成像的原理主要包括传感器、电磁波和地物之间的相互作用。
传感器是遥感成像的核心部件，它可以接收地面发射出来的电磁波，并将其转换成数字信号，然后再进行处理和分析。
电磁波是遥感成像的信息载体，它在地球表面上的反射、散射和辐射过程中，携带了大量的地物信息。
地物则是电磁波的作用对象，不同的地物在接收和反射电磁波时会产生不同的特征，这些特征可以被传感器感知和记录下来。
遥感成像的原理可以用一个简单的模型来解释。
当太阳光照射到地球表面时，地面上的地物会吸收、反射和散射太阳光，产生不同的电磁波。
这些电磁波经过大气层的传播和干扰后，到达传感器，传感器接收到的电磁波信号会被转换成数字信号，然后再进行处理和分析，最终形成遥感图像。
遥感成像的原理是基于地物与电磁波之间的相互作用，通过对地面电磁波的感知和记录，可以获取地表的各种信息。
不同的地物在电磁波的反射、散射和辐射过程中会产生不同的特征，这些特征可以被传感器感知和记录下来，从而实现对地表信息的获取和分析。
遥感成像的原理在许多领域都有着广泛的应用，如农业、林业、地质勘探、环境监测等。
通过遥感成像技术，可以实现对大范围地表信息的获取和监测，为各种领域的研究和应用提供了重要的数据支持。
总之，遥感成像的原理是基于地物与电磁波之间的相互作用，通过对地面电磁波的感知和记录，可以获取地表的各种信息。
遥感成像技术在许多领域都有着广泛的应用前景，将为人类社会的可持续发展提供重要的数据支持。
遥感成像原理
遥感成像原理遥感技术是一种利用传感器获取地面信息的技术，它可以在不接触地面目标的情况下获取目标的信息。
遥感成像原理是遥感技术的核心，它是指利用传感器对地面目标进行成像的基本原理。
遥感成像原理主要包括传感器的工作原理、电磁波的作用机制以及图像获取的基本流程。
首先，传感器的工作原理是遥感成像的基础。
传感器是利用光学、电子、微波等原理，将地面目标的信息转化为电信号的设备。
传感器可以根据不同的波段和分辨率来获取地面目标的不同信息，比如可见光、红外线、微波等波段。
通过传感器的工作原理，可以实现对地面目标的高效成像和信息获取。
其次，电磁波的作用机制是遥感成像的重要基础。
电磁波是遥感成像的载体，它在空间中传播并与地面目标相互作用，然后被传感器接收并转化为电信号。
不同波段的电磁波对地面目标的作用机制不同，可见光波段主要反映地表物体的颜色和形状，红外线波段可以反映地表物体的温度和植被状况，微波波段可以穿透云层和植被，反映地表的地形和水文信息。
电磁波的作用机制决定了遥感成像的信息获取能力和适用范围。
最后，图像获取的基本流程是遥感成像的实现方式。
图像获取包括辐射能量的辐射、传播和接收三个过程。
辐射过程是指地面目标发射或反射电磁波的过程，传播过程是指电磁波在大气中传播的过程，接收过程是指传感器接收地面目标辐射的过程。
图像获取的基本流程决定了遥感成像的技术难点和发展方向。
总之，遥感成像原理是遥感技术的核心，它是实现对地面目标信息获取的基础。
传感器的工作原理、电磁波的作用机制和图像获取的基本流程是遥感成像原理的重要内容，它们共同决定了遥感成像的技术特点和应用效果。
随着遥感技术的不断发展，遥感成像原理也在不断完善和拓展，为地球观测和资源调查提供了重要的技术支持。
希望通过本文的介绍，读者对遥感成像原理有了更深入的了解，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
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目的、用途
定点地球观测
定期地球观测
不定期地球观测 空间实验 各种调查（气象等）
侦察 大范围调查 各种调查 航空摄影测量 空中侦察 各种调查 各种调查 摄影测量 各种调查 摄影测量 各种调查 摄影测量 各种调查
遗址调查
近距离摄影测量
地面实况调查
其它 气象卫星（GMS等） Landsat SPOT等
飞机 直升机 牵引滑翔机
积，而且星下点在地球表面为等速运动，便于图像定 位和轨道预报，且不需要进行高度订正
➢ 椭圆形轨道：卫星可以从不同高度进பைடு நூலகம்观测
按轨道倾角（人造卫星的轨道平面和地球赤道平面之间的夹角 ） 的不同 ，又可分为：
❖ 极地轨道（倾角=90°） ❖ 倾斜轨道 ❖ 地球同步轨道（倾角=0°）
环境卫星
以研究地球环境和调查资源为目的的人造地球卫星通常 称之为环境卫星。环境卫星常常采用两种类型的轨道。
第三章 遥感成像原理与 遥感图像特征
本章主要涉及的是信息的获取和信息的 传输与记录等第二、第三部分。
第三章 遥感成像原理与 遥感图像特征
3.1 遥感平台 3.2 传感器 3.3 摄影成像 3.4 扫描成像 3.5 微波遥感与成像 3.6 遥感图像的特征
3.1 遥感平台
遥感平台（platform）是指搭载传感器的 工具。
遥感平台—气象卫星系列
气象卫星特点
–成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减 少数据处理容量 气象卫星扫描宽度约2 800 km，只需2～3条 轨道就可以覆盖我国。相对于其他卫星资料 （如陆地卫星）更加容易获得完全同步、低 云量或无云的影像 。
遥感平台—气象卫星系列
气象卫星特点
–资料来源连续、实时性强、成本低
1. 近极地太阳同步圆形轨道。 这种轨道靠近极地，可以覆盖全球决大部分地区（南北纬
60°以上地区除外）；太阳同步轨道即在轨道上每一个点上的 地方时将保持固定不变，卫星可以在同一地方时经过同一观测 点的上空，保证传感器能在大致相同的光照条件下对地面进行 探测，从而获得质量较高的图像。如陆地卫星。
2. 地球同步圆形轨道 卫星在地球赤道平面内沿圆形轨道运行，高度约为
– FY-1C（1999年？,太阳同步轨道）：获取全
球的昼夜云图资料。
遥感平台—气象卫星系列
气象卫星特点
– 轨道
低轨：800km ～1600km 太阳同步（极轨）
高轨：3600km 地球同步（静止）
遥感平台—气象卫星系列
气象卫星特点
–短周期重复观测 静止气象卫星具有较高的重复周期（0．5小 时1次）；极轨卫星如NOAA等中等重复覆 盖周期，约 0．5～1天／次。 总的来说，气象卫星时间分辨率较高，有助 于对地面快速变化的动态监测。
遥感平台
遥感平台 静止卫星 圆轨道卫星（地球观测 卫星） 航天飞机
无线探空仪
高高度喷气机
中低高度飞机
飞艇
直升机
无线遥控飞机
牵引飞机
系留气球 索道 吊车 地面测量车
高度 36000km 500km~1000km 240km~350km 100m~100km 10000~12000m 500~8000m 500~3000m 100~2000m 500m以下 50~500m 800m以下 10~40m 5~50m 0~30m
根据工作平台相对于地面的高度，可分 为地面平台、航空平台和航天平台。
遥感平台
地面平台 ：一般是在野外近地面安放传感器 的 平台。常用的有梯架、塔、高架和车、船等。高 度均在0~50米左右。
航空平台：主要包括低、中、高空飞机，以及飞 艇、气球等，高度在百米到十几公里不等。
航天平台: 高度在150公里以上，主要有火箭、人 造地球卫星、航天飞机和宇宙飞船及运行于太空 的飞行器等。
遥感平台—气象卫星系列
气象卫星概述 最早发展起来的环境卫星。3个发展阶段
– 第一代：20世纪60年代 TIROS、ESSA、Nimbus、ATS – 第二代：1970-1977年 ITOS-1、SMS、GOES、GMS、Meteosat – 第三代：1978年以后 NOAA系列
遥感平台—气象卫星系列
36000km ，卫星相对于地球赤道上空某一点是静止的，它便于 对地球上较大范围的环境进行连续性观测，如同步气象卫星。
环境卫星
根据环境卫星的主要研究对象的不同，又可 以将其分为：
• 气象卫星系列（以探测大气和地表环境为重点） • 陆地卫星系列（以勘察陆地环境和资源为重点） • 海洋卫星系列（以勘察海洋环境与资源为重点）
车载升降台
航天遥感平台
航天遥感平台是目前发展最快，应用最广的， 其中主要是人造卫星。
根据轨道高度 人造卫星可分为： 低轨卫星（150~200km ）分辨率较高 寿命较短 中轨卫星（350~1500km） 高轨卫星（36000km以上）观测范围大 分辨率较低
寿命较长
人造卫星轨道
➢ 圆形轨道：卫星所获图像具有相同的比例尺和面
我国情况
– FY-1（1988年9月7日，太阳同步轨道）：我
国第一颗环境遥感卫星，主要任务是获取全球的昼 夜云图资料及进行空间海洋水色遥感试验。
– FY-1B（1990年9月3日）：用于天气预报、提
供植被指数、区分云雪、进行海洋水色观测。
– FY-2（1997年6月10日，地球同步轨道）： 主要功能是对地观测，每小时获取1次可见 光、红外与水汽云图。
遥感平台—气象卫星系列
气象卫星资料的应用领域
–天气分析和气象预报 ：气象卫星云图可以 根据云的大小、亮度、边界形状、水平结构、 纹理等识别各种云系的分布，推断出锋面、 气旋（水平范围达数千千米）、台风（水平 范围达数百到数千千米）、冰雹等的存在和 位置，从而对这种大尺度和中尺度的天气现 象进行成功地定位、跟踪及预报。
– 气象卫星获得的遥感资料包括：可见光和红外云图 等图像资料；云量、云分布。大气垂直温度、大气 水汽含量浪氧含量、云顶温度、海面温度等数据资 料；太阳质子、Y射线和X射线的高空大气物理参数 等空间环境监测资料；以及对于图像资料和数据资 料等加工处理后的派生资料。另外，由于气象卫星 兼有通讯卫星的作用，利用气象卫星上的数据收集 系统（DCS）可以同时收集来自气球、飞机、船舶、 海上飘浮站、无人气象站等的各种资料，并转发给 地面专门的资料收集和处理中心。