高分二号卫星光谱响应函数
“高分二号”卫星轻小型高分辨率相机技术
“高分二号”卫星轻小型高分辨率相机技术姜海滨;罗世魁;曹东晶;宗肖颖;黄伟;靳利锋;兰丽艳【摘要】“高分二号”卫星搭载的轻小型高分辨率相机首次采用了相机系统采样频率与光学截止频率之比接近1的三反同轴光学系统设计，相对孔径达到1/15，光机主体质量和体积约为传统方案的三分之一。
解决了大口径超长焦距光学系统水平重力卸载装校、海量数据处理、结构和热应力稳定性、微振动抑制等一系列高分辨率相机研制难题。
通过在轨测试，相机功能、性能全面满足研制要求，关键项目性能优于指标要求，内方位元素保持高精度稳定。
文章论述的相机的设计、制造、装调等相关技术，可以为后续同类相机的研制提供参考。
%The high-density and high-resolution camera of GF-2 satellite adopts for the first time an on-axis three-mirror optical system with ratio of sample frequency to cutoff frequency approaching 1 and F number near 15. The mass and volume of its main body are only 1/3 of those of the traditional one. For the camera, not only horizontal gravity unloading assembly and calibration for the optical system of super-long focal length and large aperture has been achieved, but also a series of critical technologies, including the stability of structure, thermal stress, micro vibration and massive data processing have resolved. By testing in orbit, the functions and performances of the camera are completely meet and even beyond the requirements. The camera intrinsic parameters remain stable. The paper describes the technology of design, fabricating, assembly and test of the camera, the result will be useful for other similar cameras.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】9页(P25-33)【关键词】高分辨率;多光谱;三反同轴;轻小型;设计;“高分二号”卫星;航天遥感【作者】姜海滨;罗世魁;曹东晶;宗肖颖;黄伟;靳利锋;兰丽艳【作者单位】北京空间机电研究所，北京100190;北京空间机电研究所，北京100190;北京空间机电研究所，北京100190;北京空间机电研究所，北京100190;北京空间机电研究所，北京100190;北京空间机电研究所，北京100190;北京空间机电研究所，北京100190【正文语种】中文【中图分类】TP7320 引言“高分二号”（GF-2）卫星工程是国家高分辨率对地观测系统重大专项中首批启动立项的重要项目之一，于2014年8月19日成功发射，卫星配置两台分辨率相同的1m全色/4m多光谱的高分辨率轻小型相机。
gf6光谱响应函数 -回复
gf6光谱响应函数-回复gf6光谱响应函数是高分六号遥感卫星(以下简称GF6卫星)的光谱响应函数，用于描述GF6卫星在不同波段上接收地物辐射的灵敏度。
光谱响应函数是计算遥感卫星获取图像时的一个重要工具，它能够帮助我们更好地理解遥感数据的特性，进而提高遥感图像的解译和应用能力。
一、GF6卫星简介GF6卫星是中国自主研发的一颗高分辨率对地观测卫星，于2018年6月在中国酒泉卫星发射中心成功发射。
它的主要任务是用于环境监测、资源调查、灾害预警等领域。
GF6卫星具备较高的空间分辨率，具有良好的成像能力，能够获取高质量的正射影像和多光谱数据。
而光谱响应函数则是保证GF6卫星数据质量的关键因素。
二、光谱响应函数的定义光谱响应函数是指不同波段的传感器对地物辐射的接收灵敏度。
具体来说，光谱响应函数描述了传感器在不同波长上的灵敏度，也叫做光谱通道响应函数或传感器响应函数。
在GF6卫星中，光谱响应函数是由卫星搭载的多光谱相机（MS）和全色相机（PAN）的光电探测器实际测量得出的。
三、光谱响应函数的意义1.反射率计算：光谱响应函数可以用于计算地物的反射率。
当遥感卫星接收到地物的辐射后，通过光谱响应函数能够将接收到的辐射信号转换成地物的反射率。
反射率可以提供给遥感应用中的数据解译、地物分类、环境监测等研究。
2.光谱分析：光谱响应函数还可以用于光谱分析。
不同波段上的传感器响应函数会对不同的光谱特征有不同的响应，通过光谱响应函数可以了解传感器对不同波段上的辐射强度的捕获情况，从而探索地物光谱特征。
3.遥感影像融合：对于多光谱相机和全色相机的融合，光谱响应函数可以用于将多光谱数据（低空间分辨率）与全色数据（高空间分辨率）进行融合。
通过光谱响应函数将多光谱数据的低频率信息与全色数据的高频率信息相结合，可以获得高分辨率的彩色影像数据。
四、光谱响应函数的计算方法光谱响应函数的计算一般包括以下几个步骤：1.构建数据集：需要收集卫星数据和地面测量数据，包括不同波段的辐射值和地物反射率等信息。
ENVI53处理高分二号
ENVI5、3中高分二号PMS 数据处理流程以一景2017年2月15日获取的GF2-PMS1数据为例介绍在ENVI5、3下GF2数据预处理的详细操作步骤。
GF2数据预处理基本流程如下: 多光谱影像大气校正辐射定标全色影像正射校正正射校正辐射定标影像融合说明:1、针对不同的应用,有不同的处理流程,上图中列出了常用的预处理流程,主要针对高精度的定量遥感应用,也就就是对大气校正精度要求比较高应用。
比如:植被参数定量反演等;本例中所有操作都就是在ENVI5、3版本下进行的。
2、原始版ENVI5、3并不支持直接open as GF2数据、xml 打开方式,通过以下扩展工具能够实现:,并可以直接使用/Radiometric Correction/Radiometric Calibration 工具定标。
一.多光谱影像处理1、1 辐射定标(1)OpenAs->CRESDA->GF-1。
选择GF2_PMS1_E114、6_N26、7_20170215_L1A0002187721文件夹,打开GF2_PMS1_E114、6_N26、7_20170215_L1A0002187721-MSS1、xml 与GF2_PMS1_E114、6_N26、7_20170215_L1A0002187721-PAN1、xml;(2)在Toolbox 中,依次Radiometric Correction > Apply Gain and Offset,弹出Gain and Offset Input File对话框,在Select Input File选项卡中选择待处理影像GF2_PMS1_E114、6_N26、7_20170215_L1A0002187721-MSS1、tiff,点击OK;(3)弹出Gain and Offset Values对话框,依次填入Gain Values与Offset Values(参加GF-2卫星绝对定标系数),设置输出路径、文件名,点击OK开始执行(如下图)。
高分一号、高分二号卫星分辨率及技术指标
800km（4 台相机 组合）
重访周期（侧摆
时）
4天
覆盖周期（不侧
摆）
41 天
4天
高分二号
高分二号卫星是我国自主研制的首颗空间分辨优于 1 米的民用光学遥感卫星可在遥感集市平台中查 询到，搭载有两台高分辨率 1 米全色、4 米多光谱相机，具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速 姿态机动能力等特点，有效地提升了卫星综合观测效能，达到了国际先进水平。
GF-1 卫星轨道和姿态控制参数
参数
指标
轨道类型
太阳同步回归轨道
轨道高度
645km（标称值）
倾角
98.0506°
降交点地方时
10:30 AM
侧摆能力（滚动）
±25°，机动 25°的时间≦200s，具有应急侧摆（滚动）±35°的能力
GF-1 卫星有效载荷技术指标
参数
2m 分辨率全色/8m 分辨率 16m 分辨率多光谱
“高分一号”是我国高分辨率对地观测卫星系统重大专项(简称“高分专项”)的第一颗卫星。“高分 专项”于 2010 年 5 月全面启动，计划到 2020 年建成我国自主的陆地、大气和海洋观测系统。尽管该 “专项”主要是民用卫星，但外国专家认为，由于分辨率较高，也具备相当价值的军事用途，识别飞 机、坦克已经不成问题。
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高分一号、高分二号卫星分辨率及技术指标
高分一号
高分一号卫高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星，突破了高空间分辨率、多光谱与 宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术，设计寿命 5 至 8 年。 高分辨率对地观测系统工程是《国家中长 期科学和技术发展规划纲要(2006～2020 年)》确定的 16 个重大专项之一，由国防科工局、总装备部 牵头实施。
高分二号卫星分辨率0.8米的全色+3.2米多光谱和高分二号卫星用途
北京揽宇方圆信息技术有限公司北京揽宇方圆高分二号卫星0.8米的全色+3.2米多光谱，一景高分二号卫星影像标准景23.5*23.5公里，高分二号色泽清楚，性价比高。
具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力等特点，有效地提升了卫星综合观测效能，达到了国际先进水平。
1.公路分析与提取一个国家的高速公路质量与数量，可以反映该国的市政基础设施建设程度与经济发达程度。
使用高分辨率遥感卫星的遥感影像数据，可以协助东盟国家，提取更加详细的城市道路数据，特别是道路的经纬度位置信息、车道信息、道路划线情况、总长度信息、宽度信息、交流道信息、收费站信息以及材质信息（土路、柏油路、水泥路）等道路必要元素，可以为东盟国家提供亚米级别的道路保养维护，道路分析统计与报表核查工作。
同时，为用户在道路规划、道路设计、道路改造、道路普查当中提供相关分析数据，为国家后续发展提供数据支持。
2.城市泥沙遗撒追踪与分析和我国一样，随着国家城市化的发展，东盟国家，特别是发达东盟国家，同样面临着我国在刚刚结束的中国共产党第十九次全国代表大会当中所提出的“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”是社会主要矛盾的问题。
在这之中，关系到城市环境，市政建设的需求与要求尤为明显。
而对人民影响较大的，市政市容以及空气质量排在首位。
城市化过程中的建设工地周边的公路泥沙遗撒就是影响空气质量的主要元凶。
当车辆通过有泥沙遗撒的路面时，较轻的泥沙会在周边形成较大的空气污染情况。
利用高分卫星遥感影像数据，可以快速提取发达大城市中正在施工的工地，特别是针对正在修建未上报地区的核查，并对相关工地周边泥沙的遗撒进行追踪与分析，从而为政府执法、提高政府业务主管部门的监管和决策的能力提供重要依据。
而通过严格执法，可以有效降低城市泥沙遗撒对于空气质量的影响。
3.发现森林火灾东盟国家大多森林茂密，植被丰富，因此对于森林火灾十分重视。
虽然，东盟成员国之间有《预防森林火灾联合协议》，且东盟国家已经有了一整套森林预防火灾的机制与方法，但仍无法有效防止火灾的发生。
基于SIFT的高分二号全色与多光谱影像配准算法
基于SIFT的高分二号全色与多光谱影像配准算法摘要：在遥感影像领域，全色与多光谱影像融合在一起可以提供更加丰富的信息，因此配准全色与多光谱影像成为了一个重要的问题。
本文基于尺度不变特征变换（SIFT）算法，针对高分二号卫星影像，提出了一种基于SIFT的全色与多光谱影像配准算法。
该算法首先对两幅影像进行SIFT特征提取，然后通过特征匹配和几何变换实现影像配准。
通过对实际影像进行实验验证，证明了该算法在配准精度和计算效率上的优越性。
关键词：SIFT算法；全色与多光谱影像；配准；特征提取；特征匹配一、引言近年来，随着卫星航天技术的不断发展，遥感影像在农业、环境监测、城市规划等领域得到了广泛的应用。
全色与多光谱影像融合是一种常见的图像融合技术，能够充分发挥全色影像的空间分辨率和多光谱影像的光谱信息，提供更加丰富的信息，因此在遥感影像的处理和应用中具有重要意义。
全色与多光谱影像融合的关键问题之一就是影像配准。
传统的影像配准方法主要基于像素级的配准，即通过寻找相互对应的像素点实现影像配准。
但是这种方法在存在大幅度旋转、缩放和视角变化的情况下，往往无法有效完成影像配准。
如何实现高精度和鲁棒性的全色与多光谱影像配准成为了一个重要的问题。
尺度不变特征变换（SIFT）算法正是一种能够有效解决这一问题的方法。
二、方法2.1 SIFT特征提取SIFT算法主要包括关键点检测和描述子生成两个部分。
在关键点检测阶段，SIFT算法使用高斯差分金字塔寻找图像中的极值点作为关键点。
在描述子生成阶段，SIFT算法将关键点周围的像素点灰度值构成的局部邻域划分为小块，并计算这些小块的梯度方向直方图作为关键点的描述子。
这些描述子具有尺度不变性和旋转不变性，能够在一定程度上保持特征点的稳定性。
在本文中，首先对全色影像和多光谱影像分别进行SIFT特征提取，得到它们各自的关键点和描述子。
2.2 特征匹配在得到全色影像和多光谱影像的SIFT特征后，接下来需要进行特征匹配。
“高分二号”卫星遥感技术
“高分二号”卫星遥感技术潘腾;关晖;贺玮【摘要】“高分二号”（GF-2）卫星是高分辨率对地观测系统重大专项中为满足应用亟需和替代进口而规划的遥感卫星，也是中国第一颗目标定位精度要求达到50m、寿命要求达到5~8年、迄今为止中国研制的空间分辨率最高的民用低轨遥感卫星。
文章分析了 GF-2卫星高分辨率、高定位精度等任务的特点，以及高精度图像保障、扰振抑制设计、长寿命设计等技术创新点，并介绍了其在轨评价及应用情况，为后续高分辨率对地观测卫星提供了参考。
%GF-2 satellite is the first satellite of Chinese importance special project for high resolution earth observation system, in order to meet the pressing need and substitute for imported remote data. It is the first remote sensing satellite of China with 50m positioning accuracy and 5~8 years lifetime by design, especially, it has the highest resolution in China’s civil remote sensing satellite at present. This paper introduces the characteristic of GF-2, include high resolution, high positioning accuracy and the innovations in high quality image design and vibration control design, long life design. Based on the on-orbit data, the primary accuracy and application of GF-2 are evaluated. This paper can be as a reference for other HR imaging satellite design.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】9页(P16-24)【关键词】技术特点;应用;“高分二号”卫星;航天遥感【作者】潘腾;关晖;贺玮【作者单位】中国空间技术研究院总体部，北京 100094;中国空间技术研究院总体部，北京 100094;中国空间技术研究院总体部，北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TP790 引言“高分二号”（GF-2）卫星采用资源卫星CS-L3000A平台[1]，装载2台1m全色/4m多光谱相机，整星质量为2 100kg。
GF2遥感影像预处理全流程
GF2遥感影像预处理全流程GF2遥感影像数据集处理写在前头：为个⼈学习的总结，过段时间会把IDL⾃动化处理的代码整理上传，该⽂章参考了很多⼤佬的博⽂，稍后会整理⼀并给出。
数据分析：以GF2_PMS1为例：命名规则：GF2_PMS1_E55.4_N25.3_20210205_L1A0005457874GF2:⾼分⼆号PMS1：⼀台PMS多光谱相机E55.4_N25.3：经纬度20210205：时间L1A：级别0005457874：编号⽂件说明:⽂件总览MSS多光谱图像：空间分辨率低，光谱分辨率⾼PAN全⾊图像：空间分辨率⾼，光谱分辨率低rpb ⽂件：⽤于图像正射校正xml ⽂件：图像对应参数⽂件总览⾼分影像处理流程：1.辐射定标(⼤⽓校正的准备⼯作)：⼀般来讲，辐射定标就是将图像的数字量化值（DN ）转化为辐射亮度值或者反射率或者表⾯温度等物理量的处理过程。
2.⼤⽓校正：当太阳辐射通过⼤⽓以某种⽅式⼊射到物体表⾯然后再反射回传感器，由于⼤⽓⽓溶胶、地形和邻近地物等影像，使得原始影像包含物体表⾯，⼤⽓，以及太阳的信息等信息的综合。
⽽如果我们想要了解某⼀物体表⾯的光谱属性，我们必须将它的反射信息从⼤⽓和太阳的信息中分离出来，这就需要进⾏⼤⽓校正过程。
3.正射校正（⼏何校正）：先进⾏辐射定标和⼤⽓校正，然后进⾏⼏何校正。
因为⼏何校正的时候会重采样，重采样会改变像元值，从⽽影响辐射定标和⼤⽓校正的结果。
4.NOTE ：辐射校正=辐射定标+⼤⽓校正全⾊图像不进⾏⼤⽓校正以GF2_PMS1为例：多光谱图像（MSS ）与全⾊图像（PAN ）：PAN总览图PAN部分细节图多光谱图像（MSS）：辐射定标部分(Radiometric Calibration)：辐射定标步骤：说明⽰例右击然后点击View Metadata,可以看到影像的元数据信息，点击Spectral，查看辐射定标系数，可与中国资源卫星中⼼下载得到的绝对辐射定标系数对⽐。
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高分二号卫星光谱响应函数
卫星数据服务商北揽宇方圆信息技术有限公司是国内规模最大、服务最稳定、服务质量最高的卫星影像数据综合应用服务企业，一直致力于为用户提供全球中、高分辨率卫星影像数据及基于遥感数据的应用服务。
多颗国际领先的高分辨率遥感卫星数据资源，这些卫星群能够以极快地速度为用户提供全球各地的超高分辨率影像。
GF-2卫星轨道参数
参数指标
轨道类型太阳同步回归轨道
轨道高度631km
轨道倾角97.9080°
降交点地方时10:30 AM
回归周期69天
GF-2卫星有效载荷参数
载荷谱段号谱段范围(µm) 空间分辨率
(m)
幅宽(km) 侧摆能力
重访时间
（天）
全色多光谱
相机1 0.45～0.90 1
45
（2台相机
组合）
±35 5 2 0.45～0.52
4
3 0.52～0.59
4 0.63～0.69
5 0.77～0.89。