遙感數(shù)據(jù)獲取課件

第三章

遙感數(shù)據(jù)獲取及產(chǎn)品特點(diǎn)第三章

遙感數(shù)據(jù)獲取及產(chǎn)品特點(diǎn)1遙感數(shù)據(jù)采集一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這個(gè)分布是空間坐標(biāo)、時(shí)間和波長(zhǎng)的函數(shù)，即:I=(x,y,z,λ,t)。遙感數(shù)據(jù)采集一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這2遙感衛(wèi)星系統(tǒng)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)3遙感工作系統(tǒng)遙感工作系統(tǒng)4遙感試驗(yàn)系統(tǒng)（衛(wèi)星發(fā)射前）選擇星載傳感器的類型確定其技術(shù)指標(biāo)劃分和選擇最佳的電磁波譜段地面遙感試驗(yàn)工作確定各種對(duì)象的輻射光譜特性試驗(yàn)各種傳感器的性能研制各種數(shù)據(jù)的處理技術(shù)，判讀技術(shù)研究影響各種對(duì)象的輻射光譜特征及影響傳感器性能的各種環(huán)境因素等。

遙感試驗(yàn)系統(tǒng)（衛(wèi)星發(fā)射前）選擇星載傳感器的類型5星載工作系統(tǒng)星載工作系統(tǒng)包括兩個(gè)分系統(tǒng)：自動(dòng)調(diào)節(jié)控制分系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)分系統(tǒng)包括：控制衛(wèi)星姿態(tài)衛(wèi)星與地面聯(lián)系星體內(nèi)儀表運(yùn)行程序控制軌道調(diào)整裝置衛(wèi)星能源供應(yīng)等傳感器分系統(tǒng)星載工作系統(tǒng)星載工作系統(tǒng)包括兩個(gè)分系統(tǒng)：6地面控制系統(tǒng)地面控制中心陸地衛(wèi)星運(yùn)行控制中心是指揮衛(wèi)星工作的樞紐。它控制衛(wèi)星工作的安排、對(duì)衛(wèi)星發(fā)出不同指令；控制衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)姿態(tài)、軌道；指揮傳感器信息的傳輸以及星載儀器與地面接收機(jī)構(gòu)工作的配合等。地面控制系統(tǒng)地面控制中心陸地衛(wèi)星運(yùn)行控制中心是指揮衛(wèi)星工7信號(hào)接收、處理系統(tǒng)地面接收站接收從衛(wèi)星上傳送回來的信息數(shù)據(jù)，記錄在磁帶上并交數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理。地面接收站安裝有大型的拋物天線，地面接收站：如日本的東京、泰國(guó)的曼谷等等。我國(guó)在北京建成的衛(wèi)星地面接收站，已成為10多年來中國(guó)遙感技術(shù)和地學(xué)遙感應(yīng)用的重要信息源。信號(hào)接收、處理系統(tǒng)地面接收站接收從衛(wèi)星上傳送回來的信息數(shù)8地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)主要任務(wù)是對(duì)視頻進(jìn)行視頻-影像轉(zhuǎn)換，進(jìn)行系統(tǒng)誤差和圖像誤差校正。最后完成70x70毫米的粗制膠片、240X240毫米的粗制和精制膠片，以及計(jì)算機(jī)兼容磁帶（CCT）和數(shù)據(jù)光盤產(chǎn)品。地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)主要任務(wù)是對(duì)視頻進(jìn)行視頻-影9遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)10遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)是安裝遙感器的飛行器，是用于安置各種遙感儀器，使其從一定高度或距離對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，并為其提供技術(shù)保障和工作條件的運(yùn)載工具。對(duì)地觀測(cè)的遙感平臺(tái)應(yīng)能提供穩(wěn)定的對(duì)地定向，并對(duì)平臺(tái)飛行高度、速度等有特定的要求。高精度高分辨率的遙感器對(duì)平臺(tái)更有嚴(yán)格的要求，如平臺(tái)姿態(tài)控制和安裝精度的要求等。遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)是安裝遙感器的飛行器，是用于安置各種遙感儀器11第三章遙感數(shù)據(jù)獲取課件12第三章遙感數(shù)據(jù)獲取課件13遙感平臺(tái)

紫外(0.3-0.4mm)可見光(0.4-0.7mm)紅外(0.7-14mm)反射紅外(0.7-3mm)近紅外(0.7-1.3mm)短波紅外(1.3-3mm)中紅外(3-6mm)遠(yuǎn)紅外(6-15mm)熱紅外(8-14mm)微波(0.1-100cm)遙感平臺(tái)紫外(0.3-0.4mm)可見光(0.4-0.714利用衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進(jìn)行定期、重復(fù)觀測(cè)利用飛機(jī)攜帶遙感儀器的遙感距地面高度在幾十米以內(nèi)的遙感機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可以根據(jù)研究主題選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅?、適當(dāng)?shù)娘w行高度和飛行區(qū)域用于城市遙感、海面污染監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)等中、高分辨率的遙感活動(dòng)利用衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感15遙感數(shù)字圖像的獲取遙感數(shù)字圖像的獲取16傳感器傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)17傳感器的工作原理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。傳感器的工作原理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸18傳感器的一般構(gòu)成電磁波幅射信息收集探測(cè)器信息處理信息輸出傳感器的一般構(gòu)成電磁波幅射信息探測(cè)器信息處理信息輸出19傳感器的分類攝影機(jī)框幅式縫隙式全景式掃描儀雷達(dá)非成像傳感器傳感器的分類攝影機(jī)20單鏡頭框幅式攝影機(jī)主要由收集器－物鏡和探測(cè)器－感光膠片組成，暗盒、快門、光欄及機(jī)械傳動(dòng)裝置等。應(yīng)用：航空、航天攝影測(cè)量成像原理：同普通照相機(jī)應(yīng)用示例： RMKA30/23攝影機(jī)f:305.18mm;像幅：23×23mm；H:250km;1/m:1:820000;4-6s曝光一次。單鏡頭框幅式攝影機(jī)主要由收集器－物鏡和探測(cè)器－感光膠片組成，21第三章遙感數(shù)據(jù)獲取課件22縫隙式像機(jī)應(yīng)用：飛機(jī)或衛(wèi)星成像原理：當(dāng)飛機(jī)或衛(wèi)星向前飛行時(shí)，在相機(jī)焦平面上與航向垂直的狹隙中，對(duì)出現(xiàn)的與航向垂直，且與縫隙等寬的一條地面影像連續(xù)攝影。應(yīng)用實(shí)例：目前較少使用，是線陣CCD傳感器的基礎(chǔ)縫隙式像機(jī)應(yīng)用：飛機(jī)或衛(wèi)星23縫隙式像機(jī)航線物鏡筒縫隙膠片卷繞縫隙式像機(jī)航線物鏡筒縫隙膠片卷繞24全景式攝像機(jī)在物鏡焦平面上平行于飛行方向設(shè)置一狹縫，隨物鏡作垂直航線方向掃描。由于物鏡擺動(dòng)的幅面很大，可將航線兩邊地平線內(nèi)的影像攝入底片。航線擺動(dòng)物鏡筒縫隙掃描方向飛行方向全景式攝像機(jī)在物鏡焦平面上平行于飛行方向設(shè)置一狹縫，隨物鏡作25多光譜攝像機(jī)在物鏡后加分光裝置，將光分解成多個(gè)光束；或利用響應(yīng)不同波段的多感光層膠片進(jìn)行多光譜攝影。多光譜攝像機(jī)在物鏡后加分光裝置，將光分解成多個(gè)光束；或利用響26掃描式傳感器逐點(diǎn)逐行以時(shí)序方式獲取二維圖像。掃描式傳感器逐點(diǎn)逐行以時(shí)序方式獲取二維圖像。27光機(jī)掃描儀光機(jī)掃描儀28推帚式掃描儀推帚式掃描儀29彩色攝像機(jī)的分光：棱鏡和濾色片分光RCCDGCCDBCCD紅外濾光片變焦鏡頭R/BCCDGCCD紅外濾光片變焦鏡頭青色濾光片紅、藍(lán)濾光片R/G/BCCD紅、綠、藍(lán)方格圖案濾光片紅外濾光片變焦鏡頭分色棱鏡二向分色棱鏡(a)三板式的棱鏡分光(b)二板式的二向色棱鏡分光(c)單板式的方格圖案濾色片分光色再現(xiàn)性好的濾色片是把綠色配置成方格，而在其間配置紅、藍(lán)濾色片。綠色多可盡量加寬亮度信號(hào)的帶寬。采用包含綠色成份的補(bǔ)色濾色片(白、青、黃)可以提高光的利用率。人眼和硅半導(dǎo)體相對(duì)不同波長(zhǎng)光的敏感曲線彩色攝像機(jī)的分光：棱鏡和濾色片分光RCCDGCCDBC30多波段影像紅波段.63-.69microns(4m)綠波段.52-.60microns(4m)近紅外波段.76-.90microns(4m)同時(shí)采集的全色影響色片.45-.90microns(1m)藍(lán)波段].45-.52microns(4m)多波段影像紅波段.63-.69microns(4m)綠31遙感圖像數(shù)字化遙感圖像數(shù)字化32遙感數(shù)字圖像的表示方法遙感數(shù)字圖像可以理解為多維數(shù)組，每個(gè)像元的明暗程度記錄了成像瞬間對(duì)應(yīng)的物體的反射光強(qiáng)度（灰度），在遙感圖像其實(shí)質(zhì)就是探測(cè)范圍內(nèi)電磁輻能量分布圖

像元——像元是遙感影像上能夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元遙感數(shù)字圖像的表示方法遙感數(shù)字圖像可以理解為多維數(shù)組，每個(gè)33遙感圖像的數(shù)字化采樣：按照一定的空間網(wǎng)格對(duì)連續(xù)圖像進(jìn)行空間坐標(biāo)的數(shù)字化量化：對(duì)采樣點(diǎn)的輻射值進(jìn)行數(shù)字化即指從圖像灰度的連續(xù)變化中進(jìn)行離散的采

樣，目前經(jīng)常使用的灰度量度有2級(jí)，64級(jí)，128級(jí)，256級(jí)。均勻數(shù)字化非均勻數(shù)字化遙感圖像的數(shù)字化采樣：按照一定的空間網(wǎng)格對(duì)連續(xù)圖像進(jìn)行空間坐34對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。用一個(gè)網(wǎng)格把待處理的圖像覆蓋，然后把每一小格上模擬圖像的各個(gè)亮度取平均值，作為該小方格中點(diǎn)的值。圖像的采樣遙感圖像的采樣對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。圖像的采樣35遙感圖像的采樣方法：正方形點(diǎn)陣法、正三角形點(diǎn)陣法、正六角形點(diǎn)陣法采樣是按照間隔對(duì)圖像進(jìn)行離散化的過程采樣點(diǎn)的像元值表示該點(diǎn)周圍某個(gè)小范圍內(nèi)的平均輻射值遙感圖像的采樣方法：正方形點(diǎn)陣法、正三角形點(diǎn)陣法、正六角形點(diǎn)36遙感圖像的量化將采樣過程中獲得的像元平均值按照一定的編碼規(guī)則劃分為若干等級(jí)0－255遙感圖像的量化將采樣過程中獲得的像元平均值按照一定的編碼規(guī)則37(a)256級(jí)灰度圖象(b)子圖(c)子圖對(duì)應(yīng)的量化數(shù)據(jù)圖像量化實(shí)例(a)256級(jí)灰度圖象圖像量化實(shí)例38量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。分層量化是把每一個(gè)離散樣本的連續(xù)灰度值只分成有限多的層次。均勻量化是把原圖像灰度層次從最暗至最亮均勻分為有限個(gè)層次，如果采用不均勻分層就稱為非均勻量化。量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。39(a)量化(b)量化為8bit量化示意圖(a)量化(b40對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影響。采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯。當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，采用不同量化級(jí)數(shù)的圖像質(zhì)量也不一樣。量化級(jí)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí)，圖像質(zhì)量越差，量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像出現(xiàn)假輪廓。采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影41

(a)采樣點(diǎn)256×256時(shí)的圖像(b)采樣點(diǎn)64×64時(shí)的圖像(c)采樣點(diǎn)32×32時(shí)的圖像(d)采樣點(diǎn)16×16時(shí)的圖像

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系42(a)量化為2級(jí)的Lena圖像(b)量化為16級(jí)的Lena圖像(c)量化為256級(jí)的Lena圖像

量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系(a)量化為2級(jí)的Lena圖像量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量43遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)44遙感圖像的存儲(chǔ)模式磁帶、磁盤、光盤CCT－－－計(jì)算機(jī)兼容磁帶BIP—按像元波段交叉式，以一對(duì)像元為基本單位進(jìn)行記錄BIL－按照掃描行為單位，各波段同一掃描行數(shù)據(jù)依次記錄BSQ－以波段為單位，每波段所有掃描行依次記錄遙感圖像的存儲(chǔ)模式磁帶、磁盤、光盤45遙感圖像的信息內(nèi)容波譜信息空間信息時(shí)間信息遙感圖像的信息內(nèi)容波譜信息46遙感圖像的波譜信息遙感圖像中每個(gè)像元的亮度值代表該像元中地物的平均輻射值，它隨地物的成分、紋理、狀態(tài)、表面特征以及電磁波段的不同而變化遙感圖像的波譜信息遙感圖像中每個(gè)像元的亮度值代表該像元中地物47遙感系統(tǒng)的輻射分辨率指遙感探測(cè)器記錄地面反射、發(fā)射或后向散射的輻射通量對(duì)信號(hào)強(qiáng)度差異的敏感性，也稱為量化等級(jí)遙感圖像的輻射分辨率遙感系統(tǒng)的輻射分辨率指遙感探測(cè)器記錄地面反射、發(fā)射或后向散射48光譜分辨率NIRSWIRMWIRLWIR400nm

70015003000RB500014000nmGPanchromatic:oneverywidebandLOWMultispectral:severaltotensofbandsMEDHyperspectral:

hundredsofnarrowbandsHIGH光譜分辨率NIRSWIRMWIRLWIR400nm49NASAAVIRISCuprite,NV,HSIData,(2019)NASAAVIRISCuprite,NV,HSID50遙感衛(wèi)星：常用的遙感衛(wèi)星包括美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat、IKONOS衛(wèi)星、NOAA衛(wèi)星、法國(guó)SPOT衛(wèi)星、印度IRS-IC衛(wèi)星、中巴衛(wèi)星CBERS等。–

藍(lán)0.45-0.52μm–

綠0.52-0.60μm–

紅0.63-0.69μm–

近紅外0.76-0.90μm–

全色0.45-0.90μm--空間分辨率1、4m--時(shí)間分辨率：4天遙感衛(wèi)星：常用的遙感衛(wèi)星包括美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat、IK51AnAVIRIS(NASA)HSIImageCubeAnAVIRIS(NASA)HSIImageCub52遙感圖像的空間信息空間頻率信息、邊緣和線性信息、結(jié)構(gòu)或紋理信息以及幾何信息等影響因素：空間分辨率、圖像投影性質(zhì)、比例尺、幾何畸變應(yīng)用：幾何校正－－空間信息恢復(fù)遙感圖像的空間信息空間頻率信息、邊緣和線性信息、結(jié)構(gòu)或紋理信53

空間分辨率——一個(gè)像元所代表的地面實(shí)際尺寸就是空間分辨率，簡(jiǎn)稱分辨率。如1米分辨率，是指影像上的一個(gè)像元表示地面上邊長(zhǎng)為1米的正方形的范圍。遙感圖像的空間分辨率空間分辨率——一個(gè)像元所代表的地面實(shí)際尺寸就是空間分辨率，54空間分辨率1metergroundsampledistance4metergroundsampledistance空間分辨率1metergroundsampledis55空間分辨率的應(yīng)用范圍——只有在很少對(duì)現(xiàn)實(shí)在制圖適合的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景大小下圖像才是有用的。已有一些數(shù)據(jù)提供商可以按照范圍給定數(shù)據(jù)。比例——圖像的比例依圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量而定，且與空間分辨率有非常密切的關(guān)系。通常，高空間分辨率數(shù)據(jù)集產(chǎn)生高地圖比例。下表提供了一些對(duì)各種沒有失真的空間分辨率，可達(dá)到的最佳地圖比例的建議。圖像分辨率 典型地圖比例1000m 1:1500000100m 1:25000030m 1:8000010m 1:25000空間分辨率的應(yīng)用范圍——只有在很少對(duì)現(xiàn)實(shí)在制圖適合的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景56遙感系統(tǒng)的時(shí)間分辨率指獲取某一特定區(qū)域遙感影像的頻率。遙感圖像的時(shí)間信息遙感系統(tǒng)的時(shí)間分辨率指獲取某一特定區(qū)域遙感影像的頻率。遙感圖57多時(shí)相影像2019年5月2019年10月多時(shí)相影像2019年5月2019年10月58第三章

遙感數(shù)據(jù)獲取及產(chǎn)品特點(diǎn)第三章

遙感數(shù)據(jù)獲取及產(chǎn)品特點(diǎn)59遙感數(shù)據(jù)采集一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這個(gè)分布是空間坐標(biāo)、時(shí)間和波長(zhǎng)的函數(shù)，即:I=(x,y,z,λ,t)。遙感數(shù)據(jù)采集一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這60遙感衛(wèi)星系統(tǒng)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)61遙感工作系統(tǒng)遙感工作系統(tǒng)62遙感試驗(yàn)系統(tǒng)（衛(wèi)星發(fā)射前）選擇星載傳感器的類型確定其技術(shù)指標(biāo)劃分和選擇最佳的電磁波譜段地面遙感試驗(yàn)工作確定各種對(duì)象的輻射光譜特性試驗(yàn)各種傳感器的性能研制各種數(shù)據(jù)的處理技術(shù)，判讀技術(shù)研究影響各種對(duì)象的輻射光譜特征及影響傳感器性能的各種環(huán)境因素等。

遙感試驗(yàn)系統(tǒng)（衛(wèi)星發(fā)射前）選擇星載傳感器的類型63星載工作系統(tǒng)星載工作系統(tǒng)包括兩個(gè)分系統(tǒng)：自動(dòng)調(diào)節(jié)控制分系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)分系統(tǒng)包括：控制衛(wèi)星姿態(tài)衛(wèi)星與地面聯(lián)系星體內(nèi)儀表運(yùn)行程序控制軌道調(diào)整裝置衛(wèi)星能源供應(yīng)等傳感器分系統(tǒng)星載工作系統(tǒng)星載工作系統(tǒng)包括兩個(gè)分系統(tǒng)：64地面控制系統(tǒng)地面控制中心陸地衛(wèi)星運(yùn)行控制中心是指揮衛(wèi)星工作的樞紐。它控制衛(wèi)星工作的安排、對(duì)衛(wèi)星發(fā)出不同指令；控制衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)姿態(tài)、軌道；指揮傳感器信息的傳輸以及星載儀器與地面接收機(jī)構(gòu)工作的配合等。地面控制系統(tǒng)地面控制中心陸地衛(wèi)星運(yùn)行控制中心是指揮衛(wèi)星工65信號(hào)接收、處理系統(tǒng)地面接收站接收從衛(wèi)星上傳送回來的信息數(shù)據(jù)，記錄在磁帶上并交數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理。地面接收站安裝有大型的拋物天線，地面接收站：如日本的東京、泰國(guó)的曼谷等等。我國(guó)在北京建成的衛(wèi)星地面接收站，已成為10多年來中國(guó)遙感技術(shù)和地學(xué)遙感應(yīng)用的重要信息源。信號(hào)接收、處理系統(tǒng)地面接收站接收從衛(wèi)星上傳送回來的信息數(shù)66地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)主要任務(wù)是對(duì)視頻進(jìn)行視頻-影像轉(zhuǎn)換，進(jìn)行系統(tǒng)誤差和圖像誤差校正。最后完成70x70毫米的粗制膠片、240X240毫米的粗制和精制膠片，以及計(jì)算機(jī)兼容磁帶（CCT）和數(shù)據(jù)光盤產(chǎn)品。地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)主要任務(wù)是對(duì)視頻進(jìn)行視頻-影67遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)68遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)是安裝遙感器的飛行器，是用于安置各種遙感儀器，使其從一定高度或距離對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，并為其提供技術(shù)保障和工作條件的運(yùn)載工具。對(duì)地觀測(cè)的遙感平臺(tái)應(yīng)能提供穩(wěn)定的對(duì)地定向，并對(duì)平臺(tái)飛行高度、速度等有特定的要求。高精度高分辨率的遙感器對(duì)平臺(tái)更有嚴(yán)格的要求，如平臺(tái)姿態(tài)控制和安裝精度的要求等。遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)是安裝遙感器的飛行器，是用于安置各種遙感儀器69第三章遙感數(shù)據(jù)獲取課件70第三章遙感數(shù)據(jù)獲取課件71遙感平臺(tái)

紫外(0.3-0.4mm)可見光(0.4-0.7mm)紅外(0.7-14mm)反射紅外(0.7-3mm)近紅外(0.7-1.3mm)短波紅外(1.3-3mm)中紅外(3-6mm)遠(yuǎn)紅外(6-15mm)熱紅外(8-14mm)微波(0.1-100cm)遙感平臺(tái)紫外(0.3-0.4mm)可見光(0.4-0.772利用衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進(jìn)行定期、重復(fù)觀測(cè)利用飛機(jī)攜帶遙感儀器的遙感距地面高度在幾十米以內(nèi)的遙感機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可以根據(jù)研究主題選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅?、適當(dāng)?shù)娘w行高度和飛行區(qū)域用于城市遙感、海面污染監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)等中、高分辨率的遙感活動(dòng)利用衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感73遙感數(shù)字圖像的獲取遙感數(shù)字圖像的獲取74傳感器傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)75傳感器的工作原理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。傳感器的工作原理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸76傳感器的一般構(gòu)成電磁波幅射信息收集探測(cè)器信息處理信息輸出傳感器的一般構(gòu)成電磁波幅射信息探測(cè)器信息處理信息輸出77傳感器的分類攝影機(jī)框幅式縫隙式全景式掃描儀雷達(dá)非成像傳感器傳感器的分類攝影機(jī)78單鏡頭框幅式攝影機(jī)主要由收集器－物鏡和探測(cè)器－感光膠片組成，暗盒、快門、光欄及機(jī)械傳動(dòng)裝置等。應(yīng)用：航空、航天攝影測(cè)量成像原理：同普通照相機(jī)應(yīng)用示例： RMKA30/23攝影機(jī)f:305.18mm;像幅：23×23mm；H:250km;1/m:1:820000;4-6s曝光一次。單鏡頭框幅式攝影機(jī)主要由收集器－物鏡和探測(cè)器－感光膠片組成，79第三章遙感數(shù)據(jù)獲取課件80縫隙式像機(jī)應(yīng)用：飛機(jī)或衛(wèi)星成像原理：當(dāng)飛機(jī)或衛(wèi)星向前飛行時(shí)，在相機(jī)焦平面上與航向垂直的狹隙中，對(duì)出現(xiàn)的與航向垂直，且與縫隙等寬的一條地面影像連續(xù)攝影。應(yīng)用實(shí)例：目前較少使用，是線陣CCD傳感器的基礎(chǔ)縫隙式像機(jī)應(yīng)用：飛機(jī)或衛(wèi)星81縫隙式像機(jī)航線物鏡筒縫隙膠片卷繞縫隙式像機(jī)航線物鏡筒縫隙膠片卷繞82全景式攝像機(jī)在物鏡焦平面上平行于飛行方向設(shè)置一狹縫，隨物鏡作垂直航線方向掃描。由于物鏡擺動(dòng)的幅面很大，可將航線兩邊地平線內(nèi)的影像攝入底片。航線擺動(dòng)物鏡筒縫隙掃描方向飛行方向全景式攝像機(jī)在物鏡焦平面上平行于飛行方向設(shè)置一狹縫，隨物鏡作83多光譜攝像機(jī)在物鏡后加分光裝置，將光分解成多個(gè)光束；或利用響應(yīng)不同波段的多感光層膠片進(jìn)行多光譜攝影。多光譜攝像機(jī)在物鏡后加分光裝置，將光分解成多個(gè)光束；或利用響84掃描式傳感器逐點(diǎn)逐行以時(shí)序方式獲取二維圖像。掃描式傳感器逐點(diǎn)逐行以時(shí)序方式獲取二維圖像。85光機(jī)掃描儀光機(jī)掃描儀86推帚式掃描儀推帚式掃描儀87彩色攝像機(jī)的分光：棱鏡和濾色片分光RCCDGCCDBCCD紅外濾光片變焦鏡頭R/BCCDGCCD紅外濾光片變焦鏡頭青色濾光片紅、藍(lán)濾光片R/G/BCCD紅、綠、藍(lán)方格圖案濾光片紅外濾光片變焦鏡頭分色棱鏡二向分色棱鏡(a)三板式的棱鏡分光(b)二板式的二向色棱鏡分光(c)單板式的方格圖案濾色片分光色再現(xiàn)性好的濾色片是把綠色配置成方格，而在其間配置紅、藍(lán)濾色片。綠色多可盡量加寬亮度信號(hào)的帶寬。采用包含綠色成份的補(bǔ)色濾色片(白、青、黃)可以提高光的利用率。人眼和硅半導(dǎo)體相對(duì)不同波長(zhǎng)光的敏感曲線彩色攝像機(jī)的分光：棱鏡和濾色片分光RCCDGCCDBC88多波段影像紅波段.63-.69microns(4m)綠波段.52-.60microns(4m)近紅外波段.76-.90microns(4m)同時(shí)采集的全色影響色片.45-.90microns(1m)藍(lán)波段].45-.52microns(4m)多波段影像紅波段.63-.69microns(4m)綠89遙感圖像數(shù)字化遙感圖像數(shù)字化90遙感數(shù)字圖像的表示方法遙感數(shù)字圖像可以理解為多維數(shù)組，每個(gè)像元的明暗程度記錄了成像瞬間對(duì)應(yīng)的物體的反射光強(qiáng)度（灰度），在遙感圖像其實(shí)質(zhì)就是探測(cè)范圍內(nèi)電磁輻能量分布圖

像元——像元是遙感影像上能夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元遙感數(shù)字圖像的表示方法遙感數(shù)字圖像可以理解為多維數(shù)組，每個(gè)91遙感圖像的數(shù)字化采樣：按照一定的空間網(wǎng)格對(duì)連續(xù)圖像進(jìn)行空間坐標(biāo)的數(shù)字化量化：對(duì)采樣點(diǎn)的輻射值進(jìn)行數(shù)字化即指從圖像灰度的連續(xù)變化中進(jìn)行離散的采

樣，目前經(jīng)常使用的灰度量度有2級(jí)，64級(jí)，128級(jí)，256級(jí)。均勻數(shù)字化非均勻數(shù)字化遙感圖像的數(shù)字化采樣：按照一定的空間網(wǎng)格對(duì)連續(xù)圖像進(jìn)行空間坐92對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。用一個(gè)網(wǎng)格把待處理的圖像覆蓋，然后把每一小格上模擬圖像的各個(gè)亮度取平均值，作為該小方格中點(diǎn)的值。圖像的采樣遙感圖像的采樣對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。圖像的采樣93遙感圖像的采樣方法：正方形點(diǎn)陣法、正三角形點(diǎn)陣法、正六角形點(diǎn)陣法采樣是按照間隔對(duì)圖像進(jìn)行離散化的過程采樣點(diǎn)的像元值表示該點(diǎn)周圍某個(gè)小范圍內(nèi)的平均輻射值遙感圖像的采樣方法：正方形點(diǎn)陣法、正三角形點(diǎn)陣法、正六角形點(diǎn)94遙感圖像的量化將采樣過程中獲得的像元平均值按照一定的編碼規(guī)則劃分為若干等級(jí)0－255遙感圖像的量化將采樣過程中獲得的像元平均值按照一定的編碼規(guī)則95(a)256級(jí)灰度圖象(b)子圖(c)子圖對(duì)應(yīng)的量化數(shù)據(jù)圖像量化實(shí)例(a)256級(jí)灰度圖象圖像量化實(shí)例96量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。分層量化是把每一個(gè)離散樣本的連續(xù)灰度值只分成有限多的層次。均勻量化是把原圖像灰度層次從最暗至最亮均勻分為有限個(gè)層次，如果采用不均勻分層就稱為非均勻量化。量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。97(a)量化(b)量化為8bit量化示意圖(a)量化(b98對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影響。采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯。當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，采用不同量化級(jí)數(shù)的圖像質(zhì)量也不一樣。量化級(jí)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí)，圖像質(zhì)量越差，量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像出現(xiàn)假輪廓。采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影99

(a)采樣點(diǎn)256×256時(shí)的圖像(b)采樣點(diǎn)64×64時(shí)的圖像(c)采樣點(diǎn)32×32時(shí)的圖像(d)采樣點(diǎn)16×16時(shí)的圖像

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系100(a)量化為2級(jí)的Lena圖像(b)量化為16級(jí)的Lena圖像(c)量化為256級(jí)的Lena圖像

量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系(a)量化為2級(jí)的Lena圖像量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量101遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)102遙感圖像的存儲(chǔ)模式磁帶、磁盤、光盤CCT－－－計(jì)算機(jī)兼容磁帶BIP—按像元波段交叉式，以一對(duì)像元為基本單位進(jìn)行記錄BIL－按照掃描行為單位，各波段同一掃描行數(shù)據(jù)依次記錄BSQ－以波段為單位，每波段所有掃描行依次記錄遙感圖像的存儲(chǔ)模式磁帶、磁盤、光盤103遙感圖像的信息內(nèi)容波譜信息空間信息時(shí)間信息遙感圖像的信息內(nèi)容波譜信息104遙感圖像的波譜信息遙感圖像中每個(gè)像元的亮度值代表該像元中地物的平均輻射值，它隨地物的成分、紋理、狀態(tài)、表面特征以及電磁波段的不同而變化遙感圖像的波譜信息遙感圖像中每個(gè)像元的亮度值代表該像元中地物105遙感系統(tǒng)的輻射分辨率指遙感探測(cè)器記錄地面反射、發(fā)射或后向散射的輻射通量對(duì)信號(hào)強(qiáng)度差異的敏感性，也稱為量化等級(jí)遙感圖像的輻射分辨率遙感系統(tǒng)的輻射分辨率指遙感探測(cè)器記錄地面反射、發(fā)射或后向散射106光譜分辨率NIRSWIRMWIRLWIR400nm

70015003000RB500014000nmGPanchromatic:oneverywidebandLOWMultispectral:severaltotensof