当前主要的资源遥感卫星平台分解

遥感卫星平台与影像几何校正低空：航空摄影测量2000米摄影测量、地面调查中空：2000米－2万米军事侦察和资源环境调查高空：2万－3万米，无人飞机，军事侦察和资源环境调查航空遥感航空遥感定义及发展阶段航空遥感即航空摄影测量，历史悠久摄影测量学定义：利用光学摄影机摄影像片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学和技术。内容：成像技术；影像处理方法，包括理论、设备和技术。遥感平台气象遥感卫星GOESNOAAGMSFY……地球资源遥感卫星LandsatSPOTCBERS……气象卫星气象卫星是广泛应用于国民经济和军事领域一种卫星，是太空中的自动化高级气象站。它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。美国1960年发射的TIROS-1(TelevisionandInfraredObservationSatellite–1）是第一颗气象卫星NOAA卫星系列（美国）GMS气象卫星系列（日本）FY气象卫星系列（中国）气象遥感卫星特点气象卫星不全是地球静止卫星，气象卫星按轨道的不同分为：太阳同步轨道（极轨道）气象卫星和地球静止轨道气象卫星气象卫星观测范围广，观测周期短，观测次数多，观测时效快广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学地球资源卫星一般为太阳同步轨道卫星具有较高的空间分辨率采用合成孔径雷达和光学遥感器相结合的地球资源卫星，具有全天候、全天时、高精度的特点用于土地利用、土壤水分监测、农作物生长、森林资源调查、地质勘探、海洋观测、油气资源勘查、灾害监测和全球环境监测等地球资源监测陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，已连续31年为人类提供陆地卫星图像，共发射了7颗，产品主要有MSS,TM,ETM+，属于中高度、长寿命的卫星。陆地卫星的运行特点：（1）近极地、近圆形的轨道；（2）轨道高度为700～900km；（3）运行周期为99～103min/圈；（4）轨道与太阳同步。Landsat卫星1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些国家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”。SPOT1，1986年2月发射，至今还在运行。SPOT2，1990年1月发射，至今还在运行。SPOT3，1993年9月发射，1997年11月14日停止运行。SPOT4，1998年3月发射，至今还在运行。SPOT5,2002年5月4日凌晨当地时间1时31分，在法属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜4号火箭运载成功发射。中等高度（832km)圆形近极地太阳同步轨道。主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪（HRV，HRG），VEGETATION，HRS。SPOT卫星SPOT卫星的轨道参数标称轨道高度832km轨道倾角98.7°运行一圈的周期101.46min日绕总圈数14.19圈重复周期26d降交点地方太阳时10:30(±15min)HRV地面扫描宽度60km舷向每行像元数3000/6000个数据来源：中巴地球资源卫星。太阳同步极地轨道。传感器：CBERS具有三台成像传感器：高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)、广角成像仪(WFI)。CBERS卫星高分辨率遥感卫星WorldView-ⅡGeoEye-1WV-2影像的全景增强影像2米多光谱0.5米全色0.5米全色增强Source:Geoimage遥感传感器传感器的类型传感器是获取地面目标电磁辐射信息的装置，它是遥感技术系统中数据获取的关键设备。传感器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。概述遥感器结构定义：遥感器是记录地物反射或者发射电磁波能量的装置，是遥感平台的核心部分。遥感器的一般组成：收集器探测器处理器记录器人的视觉系统是一个优良的传感器，但影像只能短暂保存，没有记录器遥感器1）收集器：透镜、反射镜、天线2）探测器：将收集的辐射能转换成化学能或电能感光胶片、光电管、光电二极管、电子耦合器件（CCD）、热电偶探测器、热释电探测器、天线3）处理器：对收集到的信号进行处理，显影、定影、信号放大、变换、校正等。包括摄影处理装置和电子处理装置4）记录器：胶片、磁带、磁盘传感器分类按记录方式分：成像方式；非成像方式按工作波段：可见光传感器；红外传感器；微波传感器。可见光到近红外区的光学波段称为光学传感器，针对微波的传感器称为微波传感器。按照工作方式：主动传感器；被动传感器。成像传感器类型使用胶片记录使用磁记录高光谱传感器的性能分辨率是遥感技术及其应用中的一个重要概念，也是衡量遥感数据质量特征的一个重要指标。包括：空间分辨率光谱分辨率辐射分辨率；温度分辨率（热红外遥感）时间分辨率遥感器成像类型摄影类型遥感器（框幅式）扫描成像类型的遥感器摆扫式；推扫式摄影类型传感器摄影原理针孔摄影机单透镜摄影机iof111f焦距长o物距i像距对于遥感成像,dodi这样像距为固定值，等于焦距在遥感成像过程中O很大、无限远fi摄影类型传感器框幅式摄像机航空摄影机像机焦距（f）航空摄影机物镜中心到底片面的距离，称为航摄机主距，常用f表示。与物镜焦距的关系？像幅有18*18cm2与23*23cm2两种。主距长焦距（200mm）;中焦距（100～200mm）短焦距（100mm)像场角常角（75o）;宽角（75o~100o）;特宽角100o）框幅式中心投影地面被拍摄物体透镜像平面是其他成像（不包括雷达）的基础真彩色彩红外框幅式摄影航空遥感影像卫星运行方向摆扫式成像摆扫面垂直于卫星运行方向原理与镜头转动式全景摄像机类似摆扫式成像系统特点利用平台的行进和旋转扫描镜，对与平台行进的垂直方向的地面（物平面）进行扫描包括：热红外扫描仪NOAA/AVHRR、MODIS、MSS/TM等多光谱扫描仪同一扫描行分辨率不同aθ=a0sec2θθ扫描原理以MSS为例扫描轨迹MSS只由西向东扫描，不回扫（又东向西）TM包括回扫，7个波段，共100个，TM的1、2、3、4、5、7波段有16个探测器，TM6为4个。卫星运行方向推扫式成像中巴资源卫星、SPOT5的HRG、IKONOS、QuickBird等的CCD传感器、北京1号小卫星类似于缝隙摄像机推扫式扫描仪特点空间分辨率高全色和多光谱数据采用不同的CCD传感器成像能够侧摆成像北京1号小卫星侧摆±30度中巴资源卫星±32度SPOT5的扫描方式三种扫描方式同轨立体成像三台扫描仪宽扫描38影像几何畸变与校正391遥感器本身引起的畸变遥感器本身引起的几何畸变与遥感器的结构、特性和工作方式不同而异。这些因素主要包括：1）透镜的辐射方向畸变像差；2）透镜的切线方向畸变像差；3）透镜的焦距误差；4）透镜的光轴与投影面不正交；5）图像的投影面非平面；6）探测元件排列不整齐；7）采样速率的变化；8）采样时刻的偏差；9)扫描镜的扫描速度变化。40例如扫描形式成像的MSS，产生的几何畸变主要是由于扫描镜的非线性振动和其它一些偶然因素引起全景畸变：全景投影的像面不是一平面，而是一个柱面ya=f.tanθ412外部因素引起的畸变影响图像变形的外部因素包括：1）遥感器外方位元素变化的影响2）地形起伏3）地球的曲率4）大气密度差引起的折射5）地球自转的影响42遥感器轨道位置和姿态引起的误差中心投影框幅式摄像图像变形43遥感器轨道位置和姿态引起的误差扫描成像例如MSS、TM等44投影差：因地形起伏引起的像点位移，，称为像片投影差；对应在地面部分为地面投影差。hhHRhhHrhhSnNRrA0A’hha0aH-hfHAh地面点像点中心投影在x，y方向上的分量：δxh=xh/Hδyh=yh/HM45hHfyxhhcossin0对于逐点摆扫式成像：对于推扫式成像：hHyyxhh0投影差只发生在y方向上（扫描方向）投影差只发生在y方向上（扫描方向）46地球曲率引起的图像畸变地球曲率引起的像点位移与地形起伏类似，低于水平面47大气折射引起的图像畸变大气层不是一个均匀的介质，它的密度随离地面高度的增高而递减，所以电磁波在大气中，不是直线，而曲线。48地球曲率、大气折光和地形起伏引起的误差扫描成像框幅成像49地球自转引起的误差当卫星由北向南运行的同时，地球也由西向东自转，由于卫星图像每条扫描线成像的时间变化，造成扫描线在地面上的投影依次向西平移，最终使得突袭那个发生扭曲。