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1、廣義的遙感(Remotesensing) 即遠距離不接觸物體而取得信息的一種探測技術，簡稱“遙遠的感知”，它借助平臺、傳感器、通過電磁波、力場、聲波、地震等記錄各物體的特征，并通過處理、分析、提取和應用其研究對象的信息的一種學科?！?.1遙感的概念各種類型傳感器被攝物體信息通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM 利用某種裝置，在不與被研究對象直接接觸的情況下，通過電磁波記錄各物體的特征，并通過處理、分析、提取和應用其研究對象的信息的一種學科。傳感器（sensor)：接收電磁波信息的儀器。 遙感平臺(platform)：安置傳感器的運載工具。2、狹義的遙感概念

航天平臺及傳感器航空平臺及傳感器地面光譜測量儀遙感過程目標輻射能介質傳輸傳感器信息收集和傳遞人工輻射信息處理分析判讀和應用

通常把接收、傳輸和處理分析遙感信息的過程，稱為遙感技術。目標輻射能介質傳輸信息接受和傳遞信息處理分析處理和應用3、遙感技術

4、遙感技術系統(tǒng)

由遙感平臺、傳感器以及遙感信息的接收和處理裝置組成。遙感平臺地面平臺空中平臺空間平臺遙感艇、汽車氣球、飛艇、飛機航天飛機宇宙飛船衛(wèi)星傳感器多光譜攝影機紅外掃描儀多光譜掃描儀航空攝影機反光束導管攝像機側視雷達激光雷達孔徑雷達合成孔徑雷達MSSTM4、遙感的分類

航天遙感航空遙感地面遙感近景遙感顯微遙感主動遙感被動遙感可見光紅外微波遙感按距離遠近工作方式波長范圍近紅外中紅外遠紅外傳感器類型主動被動非掃描式掃描式非掃描式掃描式非成像類成像類非成像類成像類成像類攝影機輻射計光譜儀對像面掃描對物面掃描對像面掃描對物面掃描5、遙感的特點

空間特性視域范圍大，具有宏觀性光譜特性光譜范圍廣，擴大對地物特性的研究時相特性能夠瞬間成像和周期成像，又利于動態(tài)監(jiān)測和研究?！?.2遙感的發(fā)展概況1、國際遙感現狀和發(fā)展趨勢

攝影技術航天遙感航空攝影遙感應用 (1)遙感由航空向航天發(fā)展 (2)高時間、空間、光譜分辨率 (3)與GPS、GIS、ES技術相結合 (4)應用領域發(fā)展到林業(yè)、地質、農業(yè)和土地利用、氣象、環(huán)境和工程選址等各種行業(yè)。發(fā)展趨勢1970.4.24——現在中國進行了54次航天器發(fā)射共發(fā)射了59顆衛(wèi)星（52顆入軌）7艘神舟號飛船52顆衛(wèi)星中，遙感衛(wèi)星27顆，平均1顆/年（１975～2002），占入軌52%。07年探月工程“嫦娥一號”表明：國家重視航天遙感遙感衛(wèi)星在航天事業(yè)中占有重要地位2、我國遙感事業(yè)的發(fā)展

§1.3遙感技術在林業(yè)中的發(fā)展狀況資源分布狀況復雜1、林業(yè)遙感的特點遙感和抽樣相結合多時態(tài)性定量綜合分析

資源遼闊，根據多層次遙感資料，配合多階抽樣 林業(yè)資源再生性和周期性，提供連續(xù)林業(yè)資源信息

林地面積、森林蓄積量等動態(tài)變化1953年西南、西北林區(qū)試點航空遙感：目視調查法1954~1964全國資源第一次清查：森林抽樣調查法70年代航天遙感圖應用試驗，繪制森林分布圖，估測森林蓄積量。80年代隨著電子計算機的快速發(fā)展，引入了計算機圖像處理系統(tǒng)，對森林監(jiān)測和林業(yè)信息管理有了深刻的影響。90年代航天遙感、GPS技術、GIS技術的發(fā)展的，提供了更廣闊的數據源，更強大的管理分析功能。現階段數字林業(yè)技術2、林業(yè)遙感的發(fā)展狀況《林業(yè)遙感》第二章遙感物理基礎主要內容一、電磁波、電磁波譜二、大氣窗口及遙感常用的波譜范圍三、地物波譜特征及其影響因素四、地物光譜測量儀器介紹§2.1電磁波、電磁波譜1、電磁波定義、電磁輻射電磁波是自然界中以“場”的形式存在的一種物質，變化的電場和磁場相互共同依存，交替產生，由近及遠地向周圍空間的傳播就是電磁波。舉例：X射線、紫外線、可見光、紅外線等電磁輻射：物體發(fā)射或反射電磁波。太陽是最大的輻射體。電磁輻射有其波長和頻率.2、電磁波譜電磁波譜將電磁輻射的波長（或頻率）大小的變化依次排列成為一個序譜，成為電磁波譜。紫0.38－0.43藍0.43－0.47青0.47－0.50綠0.50－0.56黃0.56－0.59橙0.59＝0.62紅0.62－0.76§2.2大氣窗口及遙感常用

的波譜范圍太陽是被動遙感最主要的輻射源。太陽輻射包括了整個電磁波譜范圍。傳感器從空中或空間接收地物反射的電磁波，主要是來自太陽輻射的一種轉換形式。1、太陽輻射3～5，8～14um紅外窗口2、大氣窗口太陽輻射是連續(xù)的電磁波譜，其能量通過大氣層時，由于大氣的吸收、反射、散射，而造成了衰減。這種作用與各波段強度不同有關，一般將電磁波譜中被大氣吸收較少而透射較多的波段，稱為大氣窗口。0.4～0.7um可見光窗口。0.3～1.15微米，可見光、部分紫外光、部分近紅外。主要收集目標信息1.3～2.5微米，近紅外、地質遙感3.5～5.0微米中紅外，探測高溫目標，森林火災、火山、核爆炸。8～14微米，熱紅外，地物的發(fā)射波譜，探測的信息反映地物的發(fā)射率及溫度1.0微米～1米，微波，穿透性，全天候3、遙感常用的波譜范圍紫0.38－0.43um藍0.43－0.47um青0.47－0.50um綠0.50－0.56um黃0.56－0.59um橙0.59＝0.62um紅0.62－0.76um§2.3地物波譜特征及其影響因素1、反射類型2、反射率、光譜反射率、地物光譜反射特性曲線反射率：反射輻射量和入射輻射量之比。光譜反射率：某一波長的反射輻射量和入射輻射量之比。反射波譜特性曲線：描述某物體的光譜反射率隨波長變化的規(guī)律，以波長為橫坐標，反射率為縱坐標所得的曲線。地物的光譜特性：任何地物都有自身的電磁輻射規(guī)律，如反射、發(fā)射、吸收電磁波的特性。少數還有透射電磁波的特性。地物的這種特性稱為：地物的光譜特性。3、幾種典型的地物光譜反射特性曲線不同類地物的光譜特征曲線路面光譜特性曲線同類地物的光譜特征曲線不同濕度對水泥地面反射率會有影響，越濕反射率越低

含水量對于水泥道路光譜曲線是有影響的。對于水泥道路，道路含水會使整個光譜反射率下降。但是波形整體上保持不變。

水的光譜特性曲線植物光譜特征曲線0.55（綠光）0.67（紅光）植被結構植被含水量植被葉綠素含量純凈水的光譜特性曲線東湖水的光譜特性曲線水稻光譜特性曲線草光譜特性曲線不同葉綠素濃度的葉片光譜曲線不同葉綠素濃度的葉片光譜值差異不同蓋度的植物冠層光譜曲線差異從上面的數據可以很清楚的發(fā)現，由于覆蓋度的差異引起的紅邊斜率不同是很明顯的。2、同一地物在不同的條件下的光譜特性曲線也不同。1、不同類地物有不同的波譜特性曲線。反射波譜特性曲線特點地物電磁波光譜特征的差異是遙感識別地物性質的基本原理。4、影響光譜反射特性的因素季節(jié)的影響健康狀況的影響水分和營養(yǎng)條件的變化測定時傳感器和光源方向的關系傳感器高度不同時光譜反射值的變化由于季節(jié)的變化，尤其在葉子萌發(fā)后一個時期內河葉子脫落期間，其細胞結構、葉綠素等都發(fā)生了變化季節(jié)的影響健康狀況的影響葉綠素起變化，活細胞組織受到損害水分和營養(yǎng)條件的變化植物的含水量的變化對光譜反射的影響與水的吸收帶相同，當植物含水量高時在水的吸收帶反射明顯降低，否則含水量增大。測定時傳感器和光源方向的關系測定的方向不同，會造成光譜值有很大的不同。82度觀測角60度觀測角45度觀測角傳感器高度不同時光譜反射值的變化 當傳感器距地物距離不同，其反射穿過大氣層的厚度不同，亦即受到大氣層的散射、吸收、反射等的影響不同，所以測定的高度不同時，其發(fā)射率不同。 當植物混交時，傳感器所接收到的是混合光譜。測定植物光譜時應注意的問題（1）物候情況葉量、葉綠素含量、葉組織含水量（2）葉組織位置受光量不同（3）葉密度和植物密度是否有混合光譜（4）林分表面積和垂直結構光照的不同（5）林分樹種組成和混交方式混合光譜（6）測定植物光譜時間（7）風速影響葉片光譜采用美國ASD公司生產的ASD手持式野外光譜儀（FieldSpecHandHeld）進行測定。該儀器的波長范圍為300-1100nm，光譜采樣間隔1.6nm，光譜分辨率在700nm處為3.5nm，外形尺寸較小（22cm×15cm×18cm），重量只有1.2kg，探頭視場角為25°，ASD型光譜儀第三章航空攝影和航空像片幾何特性主要內容一、航空攝影二、航空像片的幾何特性三、航空像片的立體觀測§3.1航空攝影安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應有30%左右的重疊度,航攝機在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。航空攝影1、航空攝影飛機和攝影機遙感平臺航空攝影飛機攝影機傳感器對航空飛機的要求(1)用于航空攝影的飛機，要求其穩(wěn)定性良好，這樣才能保證攝影質量。(2)起落滑行、距離短，視野良好(3)機艙內便于安裝儀器和適于工作(4)根據攝區(qū)地形條件和航攝比例尺的不同，對飛機的性能有不同要求：山區(qū)，不宜用輕型飛機；小比例尺，升限較大和穩(wěn)定性好的大型飛機。普通航攝機鏡箱暗匣時間間隔器座架焦距像角鏡頭分辨率多光譜航攝機構造：普通航攝機相似，但具有多鏡頭、多通道的特點。多鏡頭型：多像機型：單鏡頭分光譜行結構技術指標2、航空攝影過程航攝準備工作空中攝影航攝處理質量評定季節(jié)布設標志確定航攝比例尺航線確定3、航空攝影的基本參數像片傾斜角航高和攝影比例尺像片重疊度航偏角航線彎曲度航攝像片分辨率豎直攝影：攝影瞬間攝影機的主光軸近似與地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于30，夾角為像片傾角。A攝影機主光軸鉛垂線A為像片傾角攝影比例尺：航攝像片上一線段為l與地面上相應線段的水平距L之比。f為攝影機主距，H為航高攝影像片當作水像片，地面取平均高程時，這時像片上的一段l與地面上相應的水平距L之比為攝影比例尺。aASEPfH航向重疊度：航線相鄰兩張像片的重疊度123Lxpx旁向重疊度：相鄰航線像片的重疊度?-1Ⅱ-1Lypy航偏角：沿航線方向像片邊緣和航線間的夾角。航偏角應不大于6度，個別應不大于10度。航偏角可直接在重疊好的像片上用量角器測定。ABCω航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現為彎彎曲曲的折線，稱航線彎曲

航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航線長度之比的百分數。要求航線彎曲度不得大于3%。Ll航攝像片分辨率

：直接呈現在像片上的最小地物，它由像片的解像力來決定。一般用1mm可呈現的黑白相間的線條數目來衡量。分辨率高，影像清晰，反映地物豐富Rg=Rs*f/HRg地面分辨率(線條數/m)f焦距(mm)Rs綜合分辨率(線條數/mm)H飛機距目標的高度4、航空攝影的種類攝影儀主光軸與地面的關系垂直攝影傾斜攝影航空攝影方式面積攝影帶狀航空攝影點狀抽樣攝影或局部航空攝影§3.2航空像片的幾何特性1、航空像片的基本標志2、中心投影3、航空像片的主要點和線4、像點位移5、航空像片的使用面積6、航空像片的比例尺航攝像片為量測像片，有光學框標和機械框標。航攝像片的大小為18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm。1、航空像片的基本標志光學框標機械框標中心投影：投射線會聚于一點的投影稱為中心投影。

投影平面投影射線投影點投影中心2、中心投影SBbAaCc中心投影平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影斜投影EsESOonNcCVV面：地面E、像片面P、真水平面Es線：基本方向線VV、主縱線vv、主光軸SoO、主垂線SnN、等角線ScC、主橫線hoho、等比線hchc、跡線gg點：攝影中心S、像主點o、地主點O、像底點n、地底點N、等角點c、地面等角點C、主合點i、hhhchcvviggP3、航空像片主要的點、線、面地面上點、線、面的投影特點物體的空間位置，形狀和影像由點、線、面組合而成。點：空間透視仍為點，而且僅為一點。線：直線的透視仍為一直線。但影像上是直線，地面上不一定是直線。面：面的投影仍是面，只是在高山地區(qū)，山坡，坡面通過投影中心時，在影像上近似為線。4、像點位移傾斜誤差地形起伏引起的投影差由于像片傾斜，引起的各像片點的位置和水平像片上同名點的位置不一致。在垂直航空攝影像片上，高出或低于基平面的地物點在像片的像點和平面位置相比，產生的位置移動。傾斜誤差AvvPa0aSc地形起伏引起的投影差SMM0mm0HM1投影差規(guī)律(1)當像片水平時，投影差產生在像主點的方向線上，由中心點至像點的方向線和地面一致。(2)投影差有正負之分，高于基平面的地物點，其影像離中心向外移動，誤差為正；反之則為負。(3)投影差與像點距離底點的距離成正比，即離中心點越遠誤差越大。林木投影規(guī)律(1)位于像主點附近的林木，以最大冠幅影像出現(2)林木影像投影差，與樹高和輻射距離成正比，林木影像呈同心圓輻射投影。(3)林木影像輻射狀向外傾斜，其延長線交于像主點。5、航空像片的使用面積由于像片有60%以上的航向重疊和30%以上的旁向重疊，就可以用旁向重疊和航向重疊的等分線所規(guī)定的面積作為使用面積。使用面積一般呈矩形。12L6、航空像片的比例尺像片比例尺即像片上線段長度與地面上相同線段長度之比。SHBAODE在起伏地面，水平像片的比例尺在它不同的部分，不是一個常數。航空像片平均比例尺測定：（1）選擇明顯地物點，高程接近，并且選擇的地物最好在像片中部。（2）量測像片上地物點的距離，距離應不小于2cm。（3）測定地物點所對應的地面距離。（4）計算比例尺。多次量測取均值。已知航攝機焦距和航片對應地地形圖

§3.3航空像片的立體觀測1、航空像片立體觀察2、航空像片立體量測3、三維DTM，DEM和虛擬現實1、航空像片立體觀察航空像片的立體觀察必須通過雙眼觀察立體像對才能實現。條件：雙眼（2）立體像對（1）雙眼有一定重疊度的像對人眼的構造水晶體視網膜物鏡感光片人眼基線人眼視力兩眼水晶體之間的距離能分辨最小物體的能力，通常用所能判別的最小物體對眼睛張開的角度表示。單眼觀察可以分辨物體的形狀和大小，但空間位置和深度感覺極弱。單張像片觀察Sa4A1A2A3A4a2a1雙眼觀察S1a2Bb2b1a1可以確定物體的三維空間位置。雙片觀察S2A航空像片的立體觀測像對立體觀測：用雙眼把相鄰兩攝影站對同一地區(qū)攝取的兩張像片，看成空間的光學立體模型。S2ABa1b1a2b2S1立體觀測的條件(1)觀察的兩張像片必須是立體像對(2)左眼看左片，右眼看右片(3)同名像點間的連線要和眼基線平行(4)雙眼的投影中心和像對上觀察的兩個同名像點，這四點必須在一個平面上(5)肉眼觀察時，同名點間距離不能大于眼基線；立體鏡觀察時同名點間的距離，不能大于立體鏡基線立體效應正立體反立體零立體在對像片進行立體觀測時，所感覺的立體模型又稱為立體效應。立體模型與實際一致立體模型與實際相反看不出立體感覺當像片位置顛倒時產生，主要觀察溝谷細部和檢測正立體精度像對按同一方向旋轉90度產生，檢驗底片是否壓平主要用來進行影像判讀2、航空像片立體量測根據視差原理，在像對定向后，精確的進行三維空間的量測S2ABS1像片上同名點的橫坐標的差值視差在理想像對上任意一點的視差等于按點比例尺縮小后的基線長度，也稱為該點的像片基線任意兩點的視差視差較視差和視差較的特點(1)高度不同，視差不同；越高，視差越大。(2)視差較的數值越大，兩點間的高差越大。視差測高S2ABS13、三維DTM，DEM和虛擬現實數字高程模型（DEM）是對應的高程§2.4地物波譜測量儀器數字地形模型（DTM）數字地形模型是將地物按坐標記錄了其所有信息，這些信息包括了地形地貌，也包括了植被土壤、環(huán)境等信息。數字地貌模型（DGM）將數字地形模型中描述地表起伏的某類數據集合稱為數字地貌模型?？梢暬腿S虛擬景觀虛擬現實技術可視化虛擬現實技術通過計算機圖形，圖像處理將自然景觀變成人的視覺可以感受的，可動態(tài)從不同角度觀察、隨意進行組合的圖形圖像。在三維可視化的基礎上，應用模型描述某種可能發(fā)生或比然發(fā)生事件規(guī)律的計算機技術?！读謽I(yè)遙感》第四章陸地資源衛(wèi)星系統(tǒng)主要內容一、陸地衛(wèi)星的運行特點二、遙感圖像的分辨率三、常見幾種衛(wèi)星及其圖像§4.1陸地衛(wèi)星的運行特點1、衛(wèi)星軌道參數2、衛(wèi)星姿態(tài)參數3、其他參數1、衛(wèi)星軌道參數長半軸軌道偏心率升交點赤經近地點角距軌道傾角過近地點時刻軌道參數:長半軸a:

軌道橢圓的長半徑

偏心率e:

軌道橢圓的偏心率

傾角i:

軌道平面與赤道平面的夾角

衛(wèi)星軌道參數與軌道類型升交點赤經Ω:春分點r逆時針方向到升交點N的弧長近地點角距ω:從升交點N沿軌道到近地點A的角距過近地點時刻τ:衛(wèi)星S與近地點A間的角距,也可用衛(wèi)星真近點角v表示升交點N

近地點A

衛(wèi)星S

NA′N′

ωvr赤道子午圈衛(wèi)星軌道S春分點rΩiA衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)1）遙感中常用:軌道周期軌道傾角覆蓋周期(重訪周期）軌道高度軌道類型升(降)交點時間描述衛(wèi)星運行特征近地點高度905Km

遠地點高度918Km

升交點降交點太陽光照角衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)2）

軌道周期t:衛(wèi)星在軌道上繞地球一周所需的時間，圈數/天衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)3）軌道傾角i:衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角（確定軌道平面在太空的位置、軌跡覆蓋地球表面的范圍）軌道傾角越大，覆蓋地球表面的面積越大，資源衛(wèi)星一般都是近極軌衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)4）赤道軌道：

i＝0°軌道平面與赤道平面重合

地球靜止軌道：

i＝0°且衛(wèi)星運行方向與地球自轉方向一致，運行周期相等

極地軌道：

i＝90°軌道平面與赤道平面垂直衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)5）傾斜軌道：順行軌道--0°＜i＜90°衛(wèi)星運行方向與地球自轉方向一致--可覆蓋最高南北緯度為i

逆行軌道--90°＜i＜180°衛(wèi)星運行方向與地球自轉方向相反--可覆蓋最高南北緯度為

180°－i

傾斜軌道衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)6）

太陽同步軌道：指衛(wèi)星軌道平面與太陽光之間的夾角（太陽光照角）始終保持一致的軌道。在一年中進動360°,即衛(wèi)星軌道面相對于地球的角進動與地球繞太陽公轉的角速度相等。

衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)7）

太陽同步軌道

特點：可使衛(wèi)星通過同一緯度的平均地方時不變作用：有利于在最佳光照條件下獲取高質量影像和多時相影像色調對比衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)8）衛(wèi)星軌道如何與太陽同步？衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)9）升(降)交點及升(降)交點地方時間:當i≠0°時，軌道與赤道平面有兩個交點

衛(wèi)星由南向北飛越赤道平面—升交點

衛(wèi)星由北向南飛越赤道平面—降交點

近地點高度905Km

遠地點高度918Km

升交點降交點太陽光照角衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)10）近地點高度905Km

遠地點高度918Km

升交點降交點太陽光照角星下點:衛(wèi)星質心與地心連線同地球表面的交點星下點軌跡(地面軌跡):星下點在衛(wèi)星運行過程中在地面的軌跡衛(wèi)星軌道參數與軌道類型（續(xù)11）X、Y、Z三軸定向使遙感器探測部分始終對向地球表面衛(wèi)星運行姿態(tài)3、其他參數衛(wèi)星速度衛(wèi)星運行周期G萬有引力常數M地球質量R平均地球半徑H衛(wèi)星平均離地高度星下點的平均速度同一天相鄰軌道間在赤道處的距離衛(wèi)星高度為地球長半軸每天衛(wèi)星繞地球的圈數重復周期衛(wèi)星重復周期是指衛(wèi)星從某地上空開始運行，經過若干時間的運行后，回到該地上空時所需要的天數?！?.2遙感圖像的分辨率1、空間分辨率2、波譜分辨率3、輻射分辨率3、時間分辨率1、空間分辨率義含種兩

表示按地物幾何特征(尺寸和形狀)和空間分布,即在形態(tài)學基礎上識別目標的能力。

⑴.遙感器的技術鑒別能力即能把兩相鄰目標作為兩個清晰實體記錄下來的兩目標間的最小距離⑵.遙感器觀察地面特征所需要的有效探測和分析的分辨率空間特性2、光譜分辨率指遙感器在接收目標輻射的波譜時，能分辨的最小波長間隔，即遙感器的工作波段數目、波長及波長間隔(波帶寬度)。光譜分辨率高--意味著：⑴.區(qū)分具有微小波譜特征差異地物的能力強；⑵.數據量大，傳輸、處理難度大；⑶.各波段間數據的相關性大。應服從應用目的--結合地物特征波譜選擇能提供最大信息量的最佳波段和多波段組合2、光譜分辨率（續(xù)）3、輻射分辨率（輻射靈敏度）遙感器測量的是地物的波譜輻射度

輻射分辨率指遙感器探測元件在接收波譜輻射信號時，能分辨的最小輻射度差。即把遙感器輸出信號的總范圍，從黑到白，分解成大量剛好能辨別的灰度等級反映地物在波譜輻射度或反射率上的微細差異輻射分辨率高--識別兩同等空間分辨率目標的能力強4、時間分辨率遙感器成像間隔的性能指標∵遙感器須對目標的運動（變化）進行連續(xù)均勻、不間斷地探測

為分析、識別目標所必須具有的最小時間間隔，稱時間分辨率注意：對同一目標遙感器重復成像的周期、覆蓋周期、重訪周期時間特性§4.3常見幾種衛(wèi)星及其圖像1、Landsat衛(wèi)星2、spot衛(wèi)星3、Alos衛(wèi)星數據4、Aster衛(wèi)星數據5、高分辨率商業(yè)衛(wèi)星6、高光譜類衛(wèi)星數據7、我國衛(wèi)星發(fā)展現狀美國宇航局（NASA）ERTS-1(EarthResourcesTechnologySatellite)1972，7，23Landsat1(07/12/1972-01/06/1978)-RBV,MSSLandsat2(01/22/1975-07/27/1983)-RBV,MSSLandsat3(03/05/1978-09/07/1983)-RBV,MSSLandsat4(07/16/1982-)-MSS,TMLandsat5(03/01/1984-)-MSS,TMLandsat6(10/05/1993)-ETMLandsat7(04/23/1999-)-ETM+(EnhancedThematicMapperPlus) (30m,60mTIR,15mPan)*MSS:多光譜掃描儀；RBV:反束光導管電視攝像機（ReturnBeamVidicon）TM:專題制圖儀；ETM+:增強型傳感器國際衛(wèi)星平臺

－Landsat重復周期SPOT系列衛(wèi)星

LaunchDate

Sensors

Status

SPOT1

21/02/1986

HRV(2)

BackuptoSPOT2

SPOT2

21/01/1990

HRV(2)

PrimarySatellite

SPOT3

25/09/1993

HRV(2)

14/11/1996中止運行

SPOT4

24/03/1998

HRVIR(2)

Operational

Végétation

SPOT5

03/05/2002

HRG(2),HRS(1)OperationalVegetationHRV（HighResolutionVisible:高分辨率可見光成像裝置;HRVIR(HighResolutionVisible-Infrared):高分率可見光紅外成像裝置.法國國家航天研究中心(CNES)的SPOT5號地球遙感衛(wèi)星成功的進入預定軌道，這顆衛(wèi)星是在2002年5月3日晚上至4日（當地時間，即格林尼治標準時間1點31分）從位于庫魯的圭亞那航天中心，由阿里亞娜4型火箭送入太空的。國際衛(wèi)星平臺

－SPOTSPOT系列衛(wèi)星軌道：近極地軌道,太陽同步軌道；近圓形軌道；可重復軌道國際衛(wèi)星平臺

－SPOTSPOT1，2，3Payload

兩臺HRV(HighResolutionVisible),多光譜20米分辨率，單色10米。每臺HRV掃描寬度60km，兩臺117km（重疊3km）。Size2mx2mx3.5mmainbus,15.6msolararrayspan.SPOT系統(tǒng)目前有4顆衛(wèi)星處于正常運行狀態(tài)中，SPOT1號、2號、4號、5號衛(wèi)星。

InternationalSatellites

－SPOT(6）Alos衛(wèi)星數據日本地球觀測衛(wèi)星計劃主要包括2個系列：大氣和海洋觀測系列以及陸地觀測系列。先進對地觀測衛(wèi)星ALOS是JERS-1與ADEOS的后繼星，采用了先進的陸地觀測技術，能夠獲取全球高分辨率陸地觀測數據，主要應用目標為測繪、區(qū)域環(huán)境觀測、災害監(jiān)測、資源調查等領域。ALOS衛(wèi)星載有三個傳感器：全色遙感立體測繪儀（PRISM），主要用于數字高程測繪；先進可見光與近紅外輻射計－2（AVNIR－2），用于精確陸地觀測；相控陣型L波段合成孔徑雷達（PALSAR），用于全天時全天候陸地觀測。PRISM傳感器PRISM具有獨立的三個觀測相機，分別用于星下點、前視和后視觀測，沿軌道方向獲取立體影像，星下點空間分辨率為2.5m。其數據主要用于建立高精度數字高程模型。AVNIR-2傳感器主要用于陸地和沿海地區(qū)觀測，為區(qū)域環(huán)境監(jiān)測提供土地覆蓋圖和土地利用分類圖。為了災害監(jiān)測的需要，AVNIR-2提高了交軌方向指向能力，側擺指向角度為±44°，能夠及時觀測受災地區(qū)。ASTER數據Terra衛(wèi)星發(fā)射于1999年12月18日，是EOS計劃中的衛(wèi)星。Terra衛(wèi)星上共有五種裝置，分別是云與地球輻射能量系統(tǒng)CERES、中分辨率成像光譜儀MODIS、多角度成像光譜儀MISR、先進星載熱輻射與反射輻射計ASTER和對流層污染測量儀MOPITT。Terra是美國、日本和加拿大聯合進行的項目。美國提供了衛(wèi)星和三種儀器：CERES、MISR和MODIS，日本的國際貿易和工業(yè)部門提供了ASTER裝置，加拿大的多倫多大學（機構）提供了MOPITT裝置。/

ASTER傳感器分成三個獨立的子系統(tǒng)，分別處于可見光/近紅外、短波紅外、熱紅外波段。ASTER影像的第一至第三波段位于可見光/近紅外部分，空間分辨率為15米；第四至第九波段位于短波紅外部分，空間分辨率為30米；第十至第十四波段位于熱紅外部分，地面分辨率為90米。波段序號波長范圍分辨率10.52~0.6015

20.63~0.6915

30.76~0.8615

41.60~1.7030

52.145~2.18530

62.185~2.22530

72.235~2.28530

82.295~2.36530

92.36~2.4330

108.125~8.47590

118.475~8.82590

128.925~9.27590

1310.25~10.9590

1410.95~11.6590高光譜衛(wèi)星數據（MODIS）MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer，中分辨率成像光譜輻射計)是搭載于美國EOS系列衛(wèi)星之上的一個重要遙感傳感器。MODIS具有36個可見光-紅外的光譜波段，空間分辨率為250-1000m。MODIS遙感數據是新一代的衛(wèi)星遙感信息源，在生態(tài)學研究、環(huán)境監(jiān)測、全球氣候變化以及農業(yè)資源調查等諸多研究中具有廣泛的應用前景。數據特點MODIS(MODerateResolutionImagingSpectroradiometer)NASA對MODIS數據實行全球免費接收的政策，是迄今為止的最好的可免費接收的遙感數據

高光譜分辨率，包含有36個波段的數據，光譜范圍為0.41-14.2微米，涉及可見光、近紅外、短波紅外、中紅外和熱紅外波段高空間分辨率，38個波段中，各有2個250m、5個500m和29個1000m波段高時間分辨率，重復周期短，數據更新頻率高，對實時地球觀測以及應急處理（例如森林和草原火災監(jiān)測和洪水監(jiān)測等）有很高的實用價值

高輻射分辨率，12bit表示在光譜范圍、空間覆蓋和時間上都具有連續(xù)性

采用實時在軌定標，數據可靠性大大增加

與原有的衛(wèi)星傳感器如AVHRR、SeaWiFS等有良好的延續(xù)性，但是能力超過了它們可降水含量Level-3MonthlyApril2001q(cm)0.01.02.03.04.06.07.05.0IKONOS衛(wèi)星美國于1999年成功發(fā)射陸地資源衛(wèi)星QuickBird：快鳥衛(wèi)星是目前世界上商業(yè)衛(wèi)星中分辨率最高、性能較優(yōu)的一顆衛(wèi)星。QuickBird我國的衛(wèi)星平臺1970.4.24——現在中國進行了54次航天器發(fā)射共發(fā)射了59顆衛(wèi)星（52顆入軌）7艘神舟號飛船52顆衛(wèi)星中，遙感衛(wèi)星27顆，平均1顆/年（１975～2007），占入軌52%。表明：國家重視航天遙感遙感衛(wèi)星在航天事業(yè)中占有重要地位目前在軌運行航天器共13個，其中9個用于遙感

發(fā)射日期名稱主要載荷

1997.05.12東方紅二號通訊

1997.06.10風云二號A三通道掃描輻射計

1999.05.10風云一號C10通道掃描輻射計

1999.10.14資源一號CCD相機，紅外掃描儀

2000.01.26烽火一號通訊

2000.06.25風云二號B三通道掃描輻射計

2000.06.28清華一號CCD攝像機

發(fā)射日期名稱主要載荷

2000.09.01資源二號CCD相機

2000.10.30北斗導航衛(wèi)星導航定位衛(wèi)衛(wèi)星

2000.12.21北斗導航衛(wèi)星導航定位衛(wèi)星

2002.03.25神舟三號飛船中分辨率成像光譜儀卷云探測儀、臭氧探測儀地輻射收支儀,太陽常數儀

2002.05.15風云一號D10通道掃描輻射計

2002.05.15海洋一號水色水溫掃描儀CCD成象儀初步形成共六個航天遙感系列，投入業(yè)務或試驗運行。

極軌氣象衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星資源衛(wèi)星海洋衛(wèi)星神舟飛船遙感技術試驗軍事偵察衛(wèi)星 風云一號1C和1D極軌氣象衛(wèi)星

軌道高度：854Km降交點時間：8:55衛(wèi)星重量：950Kg主要任務：獲取全球云圖及陸地和海洋環(huán)境資料主要遙感儀器：十波段掃描輻射計圖像地面分辨率：1.1Km每天覆蓋全球一次(紅外:2次/天)FY-1C、1D特點：成像遙感的綜合探測能力強，衛(wèi)星工作穩(wěn)定

2000年起列入聯合國世界氣象組織的國際業(yè)務衛(wèi)星已有20多個國家接收除氣象外，可用于海洋水色觀測目前為雙星運行，降交點時間：

FY-1C:08:34FY-1D:08:555．FY-2A、FY-2B衛(wèi)星軌道高度：36000km定點：105E赤道上空主要任務：對我國及鄰近的亞洲及太平洋地區(qū)天氣狀況連續(xù)監(jiān)測。每圓盤圖像:30分鐘目前間斷工作主要載荷：三通道掃描輻射計資源一號衛(wèi)星

中巴合作：經費0.7:0.3軌道高度：778km降交點地方時：10:30軌道重復周期：26天主要載荷：CCD相機、紅外多波段掃描儀、寬視場CCD相機（巴西）應用：黃河三角洲調查、2000年4月西藏易貢布河因山體滑坡堵塞河道情況調查等清華一號衛(wèi)星尺寸：330×330×640mm長方體重量：50kg主要載荷：3波段CCD可見光攝像機

地面分辨率：40m側視能力：19數據率：9.6～76.8Kbps海洋一號衛(wèi)星

軌道:870km→798km重量：367kg本體尺寸：1.2×1.1×1.0米降交點：8:55→10:00主要載荷：水色水溫掃描儀,CCD成象儀第五章航空像片成圖和遙感圖像轉繪主要內容一、成圖方法分類二、航空像片調繪三、各種像片圖的編制四、航空像片轉繪為圖的原理和方法五、數字攝影測量5.1成圖方法分類模擬成圖法解析成圖法綜合成圖法通過光學和機械辦法，恢復立體相對攝影時的光束按準確測定的像片坐標計算，恢復立體相對攝影時的光束數字成圖法界于模擬和解析法之間純數字化的處理方式像片鑲嵌圖、像片平面圖、正攝影像圖編制單張像片法像對法光學攝影糾正照片平面圖作為補充圖的航片圖鑲嵌復照圖照片略圖像片鑲嵌圖正攝像片正攝投影圖正攝立體圖4.2

航空像片調繪航空像片的調繪就是以測圖和專業(yè)規(guī)劃所規(guī)定的內容為依據，根據影像特征和實地判讀，用一定的圖式符號注記在像片的相應位置上，包括地名的注記。調繪工作包括內業(yè)調繪和外業(yè)調繪。一、航空像片調繪面積的區(qū)劃調繪面積為使用面積注意：（1）不能出現重復和遺漏（2）不能出現重復和遺漏二、調繪的基本內容(1)山峰、分水嶺的名稱和海拔高，河流名稱、流向、河水深度。(2)主要村鎮(zhèn)、居民點的位置、名稱。(3)主要交通道路的位置、寬度和通行情況。(4)與森林經營有關的工、礦企業(yè)位置、名稱。(5)各種已劃定的界限。(6)企業(yè)機構。三、調繪的基本方法(1)在像片上著筆準確、清晰，對復雜地區(qū)，在像片上覆蓋透明紙，然后再透明紙上描繪注記。(2)對重要地物刺點。(3)地物明顯地區(qū)直接調繪，否則進行補測。(4)名稱注記取舍得當，主次分明。(5)著墨整飾。5.3各種像片圖的編制1、航空像片略圖2、航空像片平面圖3、正射影像地圖1、航空像片略圖用未經過任何處理的航空像片按相鄰像片的同名地物拼接起來，去掉重疊區(qū)域，依切割線鑲嵌并黏貼在圖上制成。制作方法拼接切割像片縮略圖的特點(1)像片縮略圖具有較大誤差，不能作為平面圖使用。(2)提供所攝地區(qū)豐富的地物和地貌影像，直觀性強。像片縮略圖的應用(1)利用像片縮略圖進行調繪。(2)編制工作計劃和進行粗放的林地規(guī)劃。(3)河道勘查。2、航空像片平面圖按輻射三角測量原理，對航空像片進行糾正然后按國際分幅或林場界限成圖。(1)平面控制點連測編制過程：(2)輻射三角測量(3)航空像片糾正(4)航空像片鑲嵌(5)航空像片質量檢查(6)航空像片平面圖整飾(1)傾斜誤差和由于航空影起的比例尺誤差得到控制或糾正。特點：(2)像片平面圖的精度受到地形影響很大。3、正射影像地圖正射影像地圖是利用中心投影的航空像片，進行微分糾正(傾斜和投影差糾正)，恢復每個像素與相應的高程和平面位置。然后將微分糾正的像片按圖幅或經營單位編制成影像圖。(1)控制數據采集編制過程：(2)微分糾正和正射影像制作5.4航空像片轉繪為圖的原理和方法轉繪：將中心投影的航空像片上輪廓轉化為正射投影的輪廓線的過程。像片平面圖轉繪地形圖轉繪按控制點位轉繪航空像片轉繪分類：按轉繪方法圖解轉繪光學儀器轉繪按轉繪的底圖分1、像片平面圖轉繪用像片平面圖作為轉繪底圖，把像片轉繪因子轉繪像片平面圖上，當像片和像片平面圖比例尺基本一致時，用目視方法，或用立體鏡轉繪。當二者比例尺相差較大，可用轉繪立體鏡轉繪。2、地形圖轉繪比例尺1:2.5萬時，可直接作為轉繪底圖比例尺小于1:5萬時，不宜作為轉繪底圖比例尺1:5萬時，放大為1:2.5萬或1:1萬作為轉繪底圖。轉繪方法(1)在地形、地物明顯地區(qū)，轉繪道路、林班線、抽樣總體界限，較大的小班界限等，可用目視法按地性線，逐坡逐溝進行。(2)對小面積的地塊，應該采用交會法或平行尺等方法轉繪，確保精度。(3)在比較平坦的地區(qū)可輔助透視網格作控制。3、控制點位圖轉繪（1）透視網格轉繪（2）輻射線網格轉繪（3）光學圖解轉繪（1）透視網格轉繪這種方法是建立在航攝像片與底圖之間存在著透視網格關系的基礎上的。適用條件是比較平坦的區(qū)域，便于在底圖上和像片上及建立圖形一致的透視網格。輻射線網格法是根據以航攝像片的等角點為輻射中心的輻射線，不會因為像片傾斜而引起方向偏差，而以像底點為輻射中心引出的輻射線不會因為地形起伏而引起方向偏差。（2）輻射線網格轉繪第一步，將一張透明輻射膜片蒙在立體像對中右像片上，使膜片輻射中心與像片輻射中心從何，并使其中一根輻射線與像片基線從何，將膜片與右片用透明膠帶加以固定。用同樣的方法將另一張透明像片固定在左片上。第二步，將像對放在立體鏡下構成立體模型，在右像片上將左像片的輻射線轉繪過來。第三步，在基圖上，按相應的輻射中心為基線起始邊，用輻射線膜片透刺輻射線位置，應輻射線，而后構成輻射線網格。具體步驟如下具體步驟如下第一步，安置像片。標定航攝像片的基線并延長到像片邊緣，按重疊關系安置在像片盤上。第二步，儀器定向和標定比例尺。第三步，轉繪，用手指平捏轉繪板，并徐徐轉動。移動時，按照輻射線的交點在視場中正好切準立體模型上所要轉繪的地物輪廓線，隨后放下筆桿，使筆尖與圖紙接觸，平推轉繪板，是輻射線的交點始終嚴立體模型的地物輪廓線。（3）光學圖解轉繪5.5數字攝影測量數字攝影測量是將圖像數字化，并進行相對定向和絕對定向，通過解析計算，建立數字立體模型、數字高程模型，制作正射影像圖或其他影像圖。數字攝影測量系統(tǒng)是實現數字影像自動成圖的系統(tǒng)。也稱為數字攝影工作站。1、影像數字化通過掃描將影像數字化，并以二維像素（像元）灰度矩陣表示。像元的灰度范圍一般在0~255。2、數字影像定向和糾正內定向相對定向絕對定向確定掃描坐標系和像平面坐標系的關系。用影像匹配算法，自動確定立體數字影像中的相對定向點的像點坐標。在內定向和相對定向的基礎上，根據地面控制點坐標幾何校正。3、數字影像處理按核線重排數字影像。影像處理。包括影像增強提高反差、特征提取。4、建立數字地面模型影像匹配確定點的模型坐標確定點的地面坐標建立地面規(guī)則格網的DTM5、生成數字等高線根據地面上的DTM，采用一定的算法生成數字等高線。在DTM中按規(guī)定的等高線間隔跟蹤等高線離散點，光滑加密，形成數字等高線數據。6、生成數字正射影像圖和帶等高線的正射影像正攝數字影像是用數字正攝投影技術，將原數字影像糾正為正攝影像。帶有等高線的正攝影像圖，由于既有等高線，又具有可視的影像，從而使許多規(guī)劃與作業(yè)可直接在影像圖上進行。7、正射影像圖的再轉換將圖像中的地物、行政邊界和道路交通矢量化，使其進入以GIS為平臺的各種信息管理系統(tǒng)。第六章遙感圖像的數字化處理主要內容一、衛(wèi)星磁帶記錄格式和數據結構二、數字圖像預處理三、圖像信息量和特征統(tǒng)計量四、遙感圖像增強五、遙感圖像分類六、高光譜遙感圖像處理簡介6.1衛(wèi)星磁帶記錄格式和數據結構1、遙感數據像元和數字數據像元列號行號用bit來描述8bit：0-25516bit：0-655351bit：0/1遙感數據的存貯磁帶格式波段順序(BSQ)波段交叉(BIL)兩像元波段交叉(BPI2)磁帶和光盤多光譜影像Band1Band2Band3b1(1,1)b1(1,2)…..........b1(1,1)b2(1,1)b3(1,1)b1(1,2)b2(1,2)b3(1,2)b2(1,1)b2(1,2)….b3(1,1)b3(1,2)….2、圖像數據的幾何特性瞬時視場角(IFOV)視場角(FOV)地面分辨率多光譜數據6.2數字圖像預處理1、輻射校正2、幾何校正1、輻射校正大氣對電磁波的傳輸有散射、折射、吸收、擾動和偏振五個方面的影響。云、霧以及傳感器本身的不一致、光學鏡頭畸變、擋光效應。原因2、幾何校正衛(wèi)星軌道與成像姿態(tài)，地球自轉、地球曲率、地形起伏、大氣折光等。原因幾何變形導致地面的地物在圖像的空間位置上不能一一對應。幾何畸變分為系統(tǒng)畸變和隨機畸變。幾何校正的內容1）遙感圖像坐標恢復到地圖坐標2）像元灰度值重采樣6.3圖像信息量和特征統(tǒng)計量1、統(tǒng)計特征值分析直方圖均值標準差波段間相關矩陣2、信息量分析信息量的大小與波段有關6.4遙感圖像增強遙感圖像增強是為特定目的，突出遙感圖像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使圖像更易判讀。圖像增強的實質是增強感興趣目標和周圍背景圖像間的反差。1）線性變換將亮度范圍集中在一個很小區(qū)間的圖像，擴大到較大的范圍內。圖像增強第六章遙感圖像的數字化處理(2)主要內容一、衛(wèi)星磁帶記錄格式和數據結構二、數字圖像預處理三、圖像信息量和特征統(tǒng)計量四、遙感圖像增強五、遙感圖像分類六、高光譜遙感圖像處理方法6.5遙感圖像分類遙感圖像的計算機分類，就是利用計算機技術來模擬人類的識別功能,對地球表面及其環(huán)境在遙感圖像上的信息進行屬性的自動判別和分類，達到提取所需地物信息的目的。方法：監(jiān)督分類非監(jiān)督分類分類后處理和誤差分析其他分類方法的介紹1、基本概念光譜特征空間(1)同類地物在特征空間形成一個相對聚集的點集群;(2)不同類地物的點集群在特征空間內一般是相互分離的.以各波段圖像的亮度分布為坐標軸組成的空間。地物與光譜特征空間的關系水土壤植被B5B7

特征點集群在特征空間中的分布大致可分為如下三種情況:理想情況——不同類別地特的集群至少在一個特征子空間中的投影是完全可以相互區(qū)分開的。BiBj水植被土壤一般情況——無論在總的特征空間中，還是在任一子空間中，不同類別的集群之間總是存在重疊現象。這時重疊部分的特征點所對應的地物，在分類時總會出現不同程度的分類誤差，這是遙感圖像中最常見的情況。水植被土壤典型情況——不同類別地物的集群，在任一子空間中都有相互重疊的現象存在，但在總的特征空間中可以完全區(qū)分的。這時可采用特征變換使之變成理想情況進行分類。水植被土壤2、分類目的將圖象中所有像元自動地進行土地覆蓋專題分類原始遙感圖像對應的專題圖像分類的依據是什么?3、監(jiān)督分類的思想1）確定每個類別的樣區(qū)2）學習或訓練（求解參數）3）確定判別函數和相應的判別準則4）計算未知類別的樣本觀測值函數值5）按規(guī)則進行像元的所屬判別事先知道樣本區(qū)的類別信息，在這種情況下對非樣本數據進行分類的方法。4、監(jiān)督分類過程原始影像數據的準備圖像變換及特征選擇分類器的設計初始類別參數的確定逐個像素的分類判別形成分類編碼圖像輸出專題圖監(jiān)督分類的主要步驟如下：（1）確定感興趣的類別數 首先確定要對哪些地物進行分類，這樣就可以 建立這些地物的先驗知識。（2）特征變換和特征選擇 根據感興趣地物的特征進行有針對性的特征變換，這部分內容在前面特征選擇和特征變換一節(jié)有比較詳細的介紹。變換之后的特征影像和原始影像共同進行特征選擇，以選出既能滿足分類需要，又盡可能少參與分類的特征影像，加快分類速度，提高分類精度。（3）選擇訓練樣區(qū) 訓練樣區(qū)的選擇要注意準確性、代表性和統(tǒng)計性三個問題。（4）確定判決函數和判決規(guī)則 一旦訓練樣區(qū)被選定后，相應地物類別的光譜特征便可以用訓練區(qū)中的樣本數據進行統(tǒng)計。

貝葉斯判決規(guī)則 距離判別規(guī)則

(5)根據判別函數逐個像素的分類判別(6)分類結果影像的形成(7)分類得到的專題圖5、監(jiān)督法分類的優(yōu)缺點優(yōu)點：(1)根據應