遥感原理与应用_第3章_2遥感平台与遥感传感器-遥感传感器与成像原理
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
3传感器及成像原理

扫描完成对地面覆盖的。有代表性的航天光机扫描仪是
搭载在美国陆地卫星的多光谱扫描仪(MSS)、专题制
图仪(TM)和增强型专题制图仪(ETM)。我国研制的
红外扫描仪,属于典型的机载型光机扫描仪。
1 光机扫描仪的组成
光机扫描仪主要由收集器、分光器、探测器、处理
器和记录与输出装置等组成。
遥感
2 光/机扫描仪的成像原理
面状态,像片四周印有井字形细线称为 压平线。如果底片没有压平,则压平线 的影像为曲线或虚影。
此外,有些像片上还注明了航摄机的型号、焦距、机号 及底片号等。
近年来的像片已不在标注气泡、时表、压平线等,框标 则标记在像片的四个角上 ,两条对角线的交点即为像片的 中心点。
遥感
与摄影测量交叉部分
A 摄影像片的特征
S D
几何特性、物理特性、信息量大小和可靠程度。
A
U Q
3.1.1 传感器分类
I
⎧
⎧ 画幅式 ( 分幅式,框幅式 )
⎪
⎪ ⎪
摄影成像
⎪
⎪
⎪⎪ 缝隙式,全景式
⎨ ⎪
多光谱
⎪⎩ 数码式
成像传感器
⎪⎪ ⎨
扫描成像
⎪
⎧ 掸扫式 ( 光机扫描
⎨ ⎩
推扫式
( 固体扫描
, 物面扫描 , 像面扫描
) )
⎪ ⎪ 微波成像 ⎪
遥感
4 、时间分辨率
●指同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采
样的时间频率,也称重访周期。
S D
●如:静止气象卫星0.5小时,CBERS 26天
A U
●时间分辨率对动态监测意义重大,如天气和
Q
I
气候变化、自然灾害监测、土地利用监测等;
遥感原理与方法

定量分析
基于提取的信息,进行定量描述 和推断,如植被指数计算、土地 利用变化监测等。
时空分析
结合时间序列数据,分析地物变 化的趋势和规律,为环境监测、 城市规划等领域提供决策支持。
05 遥感应用案例
土地利用/土地覆盖变化监测
总结词
利用遥感技术监测土地利用和土地覆盖变化,有助于及时发现非法占地、土地退化等问题,为土地资源管理和规 划提供依据。
遥感技术应用领域不断拓展,从传统的环境监测、资源调查、城市规划等领域,拓展到农业、林业、气 象、海洋、交通等更多领域,为各行业的发展提供了重要的数据支持。
遥感在可持续发展中的作用
资源调查与监测
环境监测与保护
遥感技术可以对土地、森林、 水体等资源进行调查和监测, 为资源管理和保护提供数据 支持。
遥感技术可以监测大气、水 质、土壤等环境要素,及时 发现和解决环境问题,为环 境保护提供科学依据。
详细描述
遥感技术能够获取大范围的农作物生长情况 、种植面积等信息,通过分析这些数据可以 对农作物产量进行预测。这种预测方法具有 客观、准确、时效性强的特点,对于农业生 产和农村经济发展具有重要意义。同时,遥 感技术还可以监测农村基础设施建设、贫困
状况等情况,为农村发展提供科学依据。
06 遥感发展前景与挑战
遥感图像增强
对比度拉伸
通过调整像素值的范围, 增强图像的对比度,使地 物特征更加突出。
直方图均衡化
通过对图像的直方图进行 均衡化处理,改善图像的 整体对比度。
多光谱增强
利用不同波段之间的信息 差异,通过合成、融合等 技术提高图像的空间分辨 率和光谱分辨率。
遥感图像解译与分类
目视解译
通过专业人员的目视观察和经 验,对遥感图像进行地物识别
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征

遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他:里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为:可见光传感器、红外传感器 和微波传感器,从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器,微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
(1)主动方式传感器:侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
(2)被动方式传感器:航空摄影机、多光谱扫 描仪(MSS)、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片:8~14μm。
热红外像片典型特征:热阴影;
高速运动热物体的“拖迹”;
(参见教材P144 )
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点: (1) 投影方式:绝大部分采用中心投影方式成像; (2) 视觉感受:大部分为大中比例尺像片,像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨,从航空像片上可看到地物顶 (冠)的形态; (3) 阴影:本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2)况利下用,数波理统段计太方多法,,分选辨择率相关太性高小,、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵,,形方成差海大量,数信据息量,大反。而会“掩盖”地物
辐射特性,不利于快速探测和识别地物。
(完整版)遥感原理与应用答案完整版

第一章电磁涉及遥感物理基础名词解说:1、电磁波(变化的电场能够在其四周惹起变化的磁场,这一变化的磁场又在较远的地区内惹起新的变化电场,并在更远的地区内惹起新的变化磁场。
)变化电场和磁场的交替产生,以有限的速度由近及远在空间内流传的过程称为电磁波。
2、电磁波谱电磁波在真空中流传的波长或频次递加或递减次序摆列,就能获取电磁波谱。
3、绝对黑体关于任何波长的电磁辐射都所有汲取的物体称为绝对黑体。
4、辐射温度假如本质物体的总辐射出射度(包含所有波长)与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等,则黑体的温度称为该物体的辐射温度。
5、大气窗口电磁波经过大气层时较少被反射、汲取和散射的,透过率较高的电磁辐射波段。
6、发射率本质物体与同温下的黑体在同样条件下的辐射能量之比。
7、热惯量因为系统自己有必定的热容量,系统传热介质拥有必定的导热能力,因此当系统被加热或冷却时,系统温度上涨或降落常常需要经过必定的时间,这类性质称为系统的热惯量。
(地表温度振幅与热惯量 P 成反比,P越大的物体,其温度振幅越小;反之,其温度振幅越大。
)8、光谱反射率ρλ=Eρλ/ E λ ( 物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
)9、光谱反射特征曲线依照某物体的反射率随波长变化的规律,以波长为横坐标,反射率为纵坐标所得的曲线。
填空题:1、电磁波谱按频次由高到低摆列主要由γ 射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等构成。
2、绝对黑体辐射通量密度是温度T和波长λ 的函数。
3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。
4、维恩位移定律表示绝对黑体的最强辐射波长λ 乘绝对温度T是常数2897.8 。
当绝对黑体的温度增高时,它的辐射峰值波长向短波方向挪动。
5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为0.47μm选择题: ( 单项或多项选择 )1、绝对黑体的(②③ )①反射率等于 1 ②反射率等于 0 ③发射率等于 1 ④发射率等于 0。
2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系(②⑥)①反射率②发射率③物体温度一次方④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。
高中地理 第三章 地理信息技术的应用 第二节 遥感技术的应用教案(含解析)高二地理教案

【第二节遥感技术的应用】之小船创作数字法记忆遥感技术(RS)知识点“3”个组成部分:遥感平台、传感器、遥感信息传输处理系统。
“1”个工作原理:地表物体的电磁波谱特征。
“4”步工作过程:获取信息、记录传输、处理分析、用户应用。
“2”个应用:资源普查、环境灾害监测。
遥感技术及应用一、遥感1.概念利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术。
2.类型根据遥感平台高度的不同,遥感可以分为近地面遥感、航空遥感和航天遥感。
3.工作过程目标物体――电磁波传感器――→地面接收站――处理分析用户应用4.遥感影像(1)组成:像元,是遥感影像上的最小单元。
(2)空间分辨率(分辨率):一个像元所代表的地面实际尺寸,分辨率数值越小,分辨率就越高。
(3)类型:黑白、彩色(真彩色、假彩色)。
二、遥感在资源普查中的作用1.应用领域矿产资源和水资源的调查、农作物的估产、全球气候变化的观测、灾害监测、重大工程的建设等。
2.在资源普查中的优势可以全面系统地提供资源状况,而且还能对信息进行及时更新。
三、遥感在环境和灾害监测中的应用1.遥感在水污染监测中的应用(1)原理:被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征。
(2)内容:研究和预测同一流域水体污染历史和污染趋势。
(3)意义:为水资源保护规划提供准确信息。
2.遥感在沙尘暴监测中的应用(1)遥感卫星的特点:监测范围广、时效快、精度高、连续性强。
(2)监测内容:沙尘暴的起源、移动和扩散过程。
问题探究自2018年3月7日以来,阿坝藏族羌族自治州阿坝县持续遭受强降雪,导致贾洛镇部分行政村及远牧点发生雪灾灾害,造成部分牦牛、马、羊死亡。
截至3月9日9时统计,阿坝藏族羌族自治州阿坝县近700人受灾,直接经济损失近300万元,党和各级政府高度重视,积极指导民众救灾,在指导救灾中,遥感技术尽展其长。
思考探究:遥感技术在自然灾害监测中有哪些优势?提示:监测范围广、时效快、精度高、连续性强等。
第三章遥感传感器PPT课件

辐射能量,如摄影机、多光谱扫描仪(MSS、TM、
ETM、HRV)。
To be continued…
6
§1 传感器
五、摄影型传感器
航空摄影机:是空中对地面拍摄像片的仪器, 它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射 光谱能量。记录的波长范围以可见光~近红外为 主。
To be continued…
7
§1 传感器
NOAA-AVHRR
分辨率/m 60 15 80 1 20 10 30 60 15 本节结束
应用 地面热性质调查
规划、管理 陆地资源调查
海洋调查 海洋调查
返回 下一节11
§3 航空遥感数据
本节主要内容: 一、航空摄影的分类 二、航空像片的感光片性能 三、航空像片的特性 四、航空像片的分辨率 五、彩色红外像片 六、黑白像片的色调 七、航空像片的比例尺 八、光机扫描航空图像
1
城市规划、土地管理
SPOT-HRV1-3
20
宏观规划、国土资源
SPOT-HRV Pan 10
立体量测
ETM1-5,7
30
陆地资源调查
10
To be continued…
遥感数据类型 ETM6
ETM Pan Landsat-MSS4-7
Radarsat-SAR Seasat-VIR Seasat-SAR JERS-VNR JERS-SWIR
To be continued…
8
§1 传感器
七、微波遥是指感通的过向传目感标地器物发射微波并
主动微接波受遥其感后(向…辐) 射信号来实现对地观测
❖
雷达
的遥感方式。主要传感器为雷达,此 外还有微波高度计和微波散射计。
遥感原理与方法——第三章遥感传感器及成像原理

对物面扫描的成像仪:
特点:对地面直接扫描 光机扫描仪(红外扫描仪,多光谱扫描仪),成像光谱仪,多
频段频谱仪
对像面扫描的成像仪:
特点:瞬间在像面上先形成一条线图象,甚至是一幅二维影象, 然后对影象进行扫描成像.
线阵列CCD推扫式成像仪,电视摄像机
第三章 遥感传感器及3.3雷达成像仪
3.1传感器的组成及分类
传感器:收集,探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器
收集器 探测器 处理器 输出器
透镜 反射镜 天线
胶卷 光电器件 热电器件
光电倍增管 电子倍增管
胶片 磁带
传感器的分类 按电磁波辐射来源分: 主动传感器,被动传感器 按对电磁波记录方式分: 成像方式,非成像方式 按成像原理和所获取图像的性质不同分: 摄影机,扫描仪,雷达
3.2.1光学机械扫描成像
结构组成:
光学机械扫描仪是借助遥感平台沿飞行方向运动和遥感器本 身光学机械横向扫描达到地面覆盖,得到地面条带图象的成 像装置.主要有红外扫描仪和多光谱扫描仪2种,主要由收集器, 分光器,探测器,处理器,输出器等几部分组成.
1)收集器
多光谱扫描仪可用透镜系统也可以用反射镜系统作为收集器, 但是红外扫描仪采用反射镜系统.
探测器:将辐射能转化成电信号输出。
成像过程
扫描仪每个探测器的瞬时视场角为86微弧度,卫 星高度为915公里,因此,扫描瞬间每个像元的 地面分辨率为79m×79m,每个波段由6个相同大小 的探测单元与飞行方向平行排列,这样瞬间看见 的地面大小为474m×79m.又由于扫描总视场为 11.56度,地面宽度为185公里,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,扫描周期为73.4ms(1000毫秒=1 秒),在扫描一次的时间里卫星向前正好移动 474m,因此扫描线正好衔接。
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组
成 • 输出器:输出获取的数据。输出器类型有扫描晒像仪、阴极射
线管、电视显像管、磁带记录仪、彩色喷墨仪等等。
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SWJTU
1传
2 3
感
4 5
器
6类
7型
遥感传感器是获取遥感数据的关键设备,由于设计和 获取数据的特点不同,传感器的种类也就繁多,就其将基 本结构原理来看,目前遥感中使用的传感器大体上可分为 如下一些类型:
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SWJTU
➢ 摄影类-缝隙摄像机
1摄 2影
3 4
类
5传
6 7
感
器
又称航带摄像机。在摄影瞬间 获取影像,与航向垂直,且与缝 隙等宽的一条地面影像。连续暴 光,不需要快门。
胶片卷绕
缝隙 物镜筒
3 4
类
✓ 主要由收集器-物镜和探测器-
5传
6 7
感
感光胶片组成,暗盒、快门、光 栏及机械传动装置等。
器 ✓ 自动暴光控制装备(太阳高度角,
地物发射亮度等);自动卷片;
时间控制器;像移改正装置。
RMKA30/23摄像机
f:305.18mm; 像幅: 230×230mm; H:250km; 1/m:1:820000; 4-6s暴光一次
航线
Wp
Wi
W f H
Wp:航摄软片卷绕速度 Wi:影像在航摄机焦平面内移动速度 W:飞机地速
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SWJTU
➢ 摄影类-全景摄像机
缝隙
1摄 2影
3 4
类
5传
6 7
感
器
镜头转动式
又称航带摄像机。在摄影瞬间
SWJTU
1摄 2影
3 4
类
5传
6 7
感
器
棱镜分光实验-光谱分解 The Prism Experiment (NewZthoonu, 21060666)
玻璃棱镜可以将白光分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
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SWJTU
遥
感
1传 2感
3 4
器
5及
6 7
成
像
原
理
➢ 传感器定义及组成 ➢ 传感器类型
✓ 摄影类型的传感器 ✓ 扫描成像类型的传感器 ✓ 雷达成像类型的传感器
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SWJTU
传
1感 2器
1摄 2影
3 4
类
5传
6 7
感
器
比,称之为摄影比例尺1/m。平坦地区、摄影时像片处于水
平状态(垂直摄影),则像片比例尺等于像机焦距(f)与航
高(H)之比。
像平面 f
投影中心
比例尺 =f/H
H
地物
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➢ 摄影类型的传感器
➢ 扫描成像类型的传感器
➢ 雷达成像类型的传感器
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SWJTU
➢ 摄影类-分幅式摄像机
✓ 一次曝光得到一幅影像。
1 摄 ✓ 以单中心投影方式获取某一观测
2 影 区的一幅影像的成像方式。
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遥感原理与应用
Remote Sensing Principle and Application
SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY
SWJTU
遥
感
原
1理
2 3
与
4 5
应
6用
7课
程
框
架
影像处理基础 遥感传感器
遥感平台特点 遥感物理基础
影像几何处理
影像辐射处理
影像处理
遥感影像判读
SWJTU
摄影像片的几何特征
1摄 2影
3 4
类
5传
6 7
感
器
✓ 像片的比例尺 ✓ 像片的投影 ✓ 像点位移
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SWJTU
✓ 像片的比例尺
航片上两点之间的距离与地面上相应两点实际水平距离之
影
像
遥 感 系
遥感
处 理
影像识别分类
统 遥
感பைடு நூலகம்
应
遥感技术应用
用
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SWJTU
遥
感
1平 2台
3 4
与
5遥
6 7
感
传
感
器
➢ 遥感平台及运行特点 ➢ 遥感传感器及成像原理
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SWJTU
➢ 摄影类-多光谱摄像机
1摄 2影
3 4
类
5传
6 7
感
器
✓ 多镜头型多光谱摄影机:由多个物镜构成的摄影机。
✓ 单镜头分光束多光谱摄影机:在物镜后加分光装置, 将光分解成多个光束;或利用响应不同波段的多感光 层胶片进行多光谱摄影。
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获取在物镜焦平面上平行于飞
行方向设置一狭缝,随物镜作
垂直航线方向扫描。由于物镜
摆动的幅面很大,可将航线两
飞行方向
边地平线内的影像摄入底片, 扫描方向
故称全景摄影机。
摆动物镜筒 航线
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• 收集器:收集地物辐射来的能量。具体的元件如透镜组、反射
传 镜组、天线等。
1感 2器
3 4
定
•
探测器:将收集的辐射能转变成化学能或电能。具体的元器件 如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。
义 5
• 处理器:对收集的信号进行处理。如显影、定影、信号放大、
6 7
及
变换、校正和编码等。具体的处理器类型有摄影处理装置和电 子处理装置。
3 4
定
5义
6 7
及
组
成
✓ 传感器(Sensor)
收集、量测和记录从目标反射或辐射来的电磁波的仪器,是 遥感技术系统的核心。
✓ 传感器组成
传感器一般由收集器、探测器、处理器和输出器4部分组成。
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