遥感技术基础传感器及成像特点
遥感成像原理与遥感图像特征
第三章遥感成像原理与遥感图像特征目的与要求：掌握可见光、近红外、热红外和SAR成像机理，遥感器的类型及其特性对遥感影像的影响，评价遥感影像的主要指标等。
重点及难点：遥感器与遥感成像特性，评价遥感影像的主要指标；遥感成像机理。
教学法：讲授法、演示法教学过程：第一节传感器一、传感器的定义和功能传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。
它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。
二、传感器的分类按工作方式分为：主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。
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。
三、传感器的组成收集器：收集地物的辐射能量。
探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。
处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。
输出器：将获取的数据输出。
四、传感器的工作原理收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息的仪器，是遥感技术的核心部分。
根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。
主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。
被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MSS、TM、ETM、HRV）。
传感器按照记录方式1）非成像方式：探测到地物辐射强度，以数字或者曲线图形表示。
如：辐射计、雷达高度计、散射计、激光高度计等。
2）成像方式：地物辐射（反射、发射或两个兼有）能量的强度用图象方式表示。
如：摄影机、扫描仪、成像雷达。
五、摄影型传感器1、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感光材料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。
2、成像原理：由于地物各部分反射的光线强度不同，使感光材料上感光程度不同，形成各部分的色调不同所致。
涉及的概念◆主光轴：通过物镜中心并与主平面（或焦平面）垂直的直线称为主光轴。
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。
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；
第7章_微波遥感与成像
30
探测目标表面粗糙程度是影响雷达后向散射 的重要因素，粗糙程度与雷达波长有关，波 长长时，粗糙度对后向散射的影响小。
31
在平滑表面A处，雷达波全部被 反射，没有产生后向散射，在 雷达图像上呈现黑色。在比较 粗糙的B处，有部分后向散射被 雷达天线接收，在图像上呈现 明亮。
32
Local incidence angle
41
先进雷达技术应用
42
立体雷达测量成图技术 --相反的观测方向得到 的立体像对，非常有用。
43
相位差与相干雷达
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干涉雷达系统 原理就是在平 台上安装两个 天线，但要求 错开一点距离， 对地面目标探 测后，通过计 算A便可求出 地面高程。
45
通过干涉雷达获得的地面高程图像
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聚 束 图 像
ERS-
57
加拿大的RADASAT卫星雷达系统
RADASAT覆盖500公里， 可选择多种模式
58
机载三维成像仪
பைடு நூலகம்59
60
61
29
在雷达图像影响最大的因素包括：
1：Surface roughness of the target 2：Radar viewing and surface geometry relationship 3：Moisture content and electrical properties of the target
亮度温度是指辐射出与被测物体相等的辐射能量的黑体的温度。 5
3.4 微波遥感与成像
微波遥感传感器分类
侧视雷达
侧视雷达是在飞机或卫星平台上由传感器向与飞行方 向垂直的侧面 , 发射一个窄的波束 , 覆盖地面上这一侧面 的一个条带 , 然后接收在这一条带上地物的反射波 , 从而 形成一个图像带。随着飞行器前进 , 不断地发射这种脉冲 波束 , 又不断地接收回波 , 从而形成一幅一幅的雷达图像 。
遥感专业必会知识点总结
遥感专业必会知识点总结遥感技术的基本原理是通过感测器（如光电传感器、微波传感器等）对地球表面或大气进行监测，收集返回的电磁辐射信号，然后利用数字图像处理方法将其转化为数字图像，通过图像处理技术分析、解译和提取目标地物的信息。
由于遥感技术具有成本低、周期短、覆盖面广等特点，因此其在资源调查、环境监测等领域有着独特的优势。
以下将从遥感技术的基础原理、遥感图像的获取、遥感图像的处理和分析方法等方面，对遥感专业必会的知识点进行总结。
一、遥感技术的基础原理1. 电磁辐射与地球观测地球表面和大气等物体都会产生电磁辐射，包括可见光、红外线、微波等各种波段的辐射。
遥感技术利用的核心是通过感测器捕获和记录这些辐射信号，然后将其转化为数字图像。
2. 传感器的工作原理传感器是遥感技术的核心设备，其工作原理是通过接收地面或大气发射的电磁波，然后将其转化为电信号，并记录下来供后续处理分析。
3. 遥感平台的选择及参数设置选择合适的遥感平台和传感器对于获取高质量的遥感图像至关重要，需要考虑到分辨率、光谱范围、观测角度等参数，以保证获取到的图像能够满足实际需求。
4. 遥感图像的地理坐标系统遥感图像需要具有地理坐标系统以便进行地理信息系统（GIS）中的空间分析和地图制作，常用的地理坐标系统包括经纬度坐标系统、投影坐标系统等。
二、遥感图像的获取1. 遥感图像的获取方式遥感图像的获取方式主要包括航拍和卫星遥感两种，航拍是通过飞机或者无人机等载具进行空中摄影，而卫星遥感则是通过卫星搭载的传感器以及遥感平台对地面进行拍摄。
2. 遥感图像的光谱特性遥感图像的光谱范围可以通过调整传感器的波段来获取不同波段的图像，其中可见光、红外光、紫外光等不同波段的图像可以提供丰富的地物信息。
3. 遥感图像的分辨率遥感图像的分辨率是指图像中能够识别的最小物体大小，分辨率越高则图像的细节信息越丰富。
一般来说，遥感图像的分辨率可以分为空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率、辐射分辨率等。
遥感知识点
一、遥感的概念1、遥感（Remote Sensing)：不接触地物，从远处把目标地物的电磁波特征记录下来，通过分析揭示地物的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2、遥感的定义广义遥感——无接触的远距离探测狭义遥感——不与探测目标接触，记录目标的电磁波特性遥感不同于遥测（telemetry）和遥控（remote control），但需要综合运用遥测和遥控技术。
3、几个重要的概念传感器：又名遥感器，是指远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的仪器。
遥感平台：遥感中搭载传感器的工具称为遥感平台，按高度可分为地面平台、航空平台、航天平台。
二、遥感技术的特点宏观性、综合性、多波段性（全天候）、多时相性（动态分析）三、遥感的分类按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。
按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感四、遥感技术系统1、定义：是一个从地面到空中直至空间；从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。
包括被测目标的信息特征、信息的获取、信息的记录与传输、信息的处理和信息的应用五大部分2、遥感技术系统的组成遥感试验：对电磁波特性、信息获取、传输和处理技术的试验。
遥感信息获取：中心工作。
遥感平台和传感器。
信息的记录与传输：遥感信息处理：处理的原因遥感信息应用四、遥感技术系统1、遥感发展概况与展望Remote Sensing 的提出：美国学者布鲁伊特于1960年提出，1961年正式通过。
遥感发展的三个阶段：萌芽阶段、航空遥感阶段、航天遥感阶段（气球、风筝、信鸽姿态不定，均不是理想的遥感平台）航空遥感阶段1903年航天遥感阶段1957年2、我国遥感发展概况50年代航空摄影和应用工作。
60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。
遥感的基本原理及技术特点
遥感的基本原理及技术特点一、基本概念遥感一词来源于英语“Remote Sensing”，其直译为“遥远的感知”，时间长了人们将它简译为遥感。
遥感是20世纪60年代发展起来的一门对地观测综合性技术。
自20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，遥感技术的应用也日趋广泛。
随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入，未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。
关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释: 广义的解释: 一切与目标物不接触的远距离探测。
狭义的解释: 运用现代光学、电子学探测仪器，不与目标物相接触，从远距离把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。
遥感技术系统是实现遥感目的的方法论、设备和技术的总称。
现已成为一个从地面到高空的多维、多层次的立体化观测系统。
研究内容大致包括遥感数据获取、传输、处理、分析应用以及遥感物理的基础研究等方面。
遥感技术系统主要有：①遥感平台系统，即运载工具。
包括各种飞机、卫星、火箭、气球、高塔、机动高架车等；②遥感仪器系统。
如各种主动式和被动式、成像式和非成像式、机载的和星载的传感器及其技术保障系统；③数据传输和接收系统。
如卫星地面接收站、用于数据中继的通讯卫星等；④用于地面波谱测试和获取定位观测数据的各种地面台站网；⑤数据处理系统。
用于对原始遥感数据进行转换、记录、校正、数据管理和分发；⑥分析应用系统。
包括对遥感数据按某种应用目的进行处理、分析、判读、制图的一系列设备、技术和方法。
遥感技术系统是一个非常庞杂的体系。
对某一特定的遥感目的来说，可选定一种最佳的组合，以发挥各分系统的技术优势和总体系统的技术经济效益。
二、系统的组成遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此实施遥感是一项复杂的系统工程。
根据遥感的定义，遥感系统主要由以下四大部分组成：1、信息源信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。
光学遥感常用基础知识_V1.0_20110314
光学遥感常用基础知识1. 遥感与摄影测量概述遥感Remote Sensing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。
遥感的分类（1）按遥感平台分地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等。
航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等。
航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等。
光学和雷达都属于航天遥感范畴。
航宇遥感：传感器设置于星际飞船上，指对地月系统外的目标的探测。
（2）按传感器的探测波段分紫外遥感：探测波段在0.05~0.38μm之间。
可见光遥感：探测波段在0.38~0.76μm之间。
因受太阳光照条件的极大限制，加之红外摄影和多波段遥感的相继出现，可见光遥感已把工作波段外延至近红外区（约0. 9μm）。
在成像方式上也从单一的摄影成像发展为包括黑白摄影、红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影及多波段摄影和多波段扫描，其探测能力得到极大提高。
因此我们常见的光学遥感属于可见光遥感范畴。
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。
雷达属于微波遥感范畴。
多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分为若干窄波段来探测目标。
（3）按传感器类型分主动遥感：主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。
我们常用的雷达属于主动遥感范畴。
被动遥感：被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。
我们常用的光学属于被动遥感范畴。
（4）按记录方式分成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像。
非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。
（5）按应用领域分可分为环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等等。