R第3章4：陸地衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星

一、陸地衛(wèi)星系列---

Landsat

第四節(jié)陸地衛(wèi)星1、概述美國國家航空航天局(NASA)在1967年制訂了一個“地球資源技術(shù)衛(wèi)星”計劃(ERTS計劃)，預(yù)定發(fā)射6顆地球資源技術(shù)衛(wèi)星，在1975年1月22日第二顆衛(wèi)星發(fā)射之前，NASA將這一計劃改名為“陸地衛(wèi)星”（Landsat)計劃。

陸地衛(wèi)星Landsat是美國在世界上第1次發(fā)射的真正的地球觀測衛(wèi)星，它出色的觀測能力推動了衛(wèi)星遙感的發(fā)展。Characteristic

LaunchedbyDateoflaunchDateofterminationAltitudeSensorRecurrentperiodLANDSAT-1NASA1972.7.231978.1.6915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-2NASA1975.1.221982.2.25915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-3NASA1978.3.51983.3.31915kmRBV/MSS18daysLANDSAT-4NASA1982.7.162001.6.15705kmMSS/TM16daysLANDSAT-5NASA1984.3.1Operating*1705kmMSS/TM16daysLANDSAT-6NASA1993.10.51993.10.5-ETM16daysLANDSAT-7NASA1999.4.15Operating*2705kmETM+16days*1:ThedatareceptionbyNASDAwasfinishedtoJun30,2001.

*2:ThedatareceptionbyNASDAwasfinishedtoNov30,2002.\Attitude-controlsubsystemWidebandrecorderelectronicsAttitudemeasurementsensorMultispectralScanner(MSS)ReturnBeamVidicon(RBV)

cameras(3)DatacollectionantennaSolararray反束光導(dǎo)管攝像儀多光譜掃描儀Landsat1-3Landsat4、5號的外觀Landsat7EnhancedThematicMapperPlusSchematicoftheLandsatEnhancedThematicMapperPlus(ETM+)陸衛(wèi)-1用于國內(nèi)和國外的大范圍研究，驗證研究數(shù)據(jù)對探測、繪制、測量和評定地球資源和環(huán)境條件的實際應(yīng)用。陸衛(wèi)-2具有更大的能力，能白天和夜晚測量來自陸地和水面的輻射。有效載荷基本上與陸衛(wèi)-1相同。陸衛(wèi)-3用于繼續(xù)研究和發(fā)展中分辨力多光譜遙感系統(tǒng)。所載儀器的性能與陸衛(wèi)-1，2所載儀器相比有了很大改進(jìn)。它帶有一個改進(jìn)的多光譜掃描儀（MSS）和一個改進(jìn)的返回波束光導(dǎo)攝像管相機(jī)。這3種衛(wèi)星目前都已停止運行；陸衛(wèi)-4帶有實驗主題測繪儀（TM）和經(jīng)飛行證明的MSS。陸衛(wèi)-5發(fā)射于1984年，陸衛(wèi)-6基于先進(jìn)的“泰羅斯”-N系列氣象衛(wèi)星，是陸地星系列中最大的一顆。該衛(wèi)星的能力來自兩個主要敏感——增強(qiáng)主題測繪儀（ETM）和海洋廣視野敏感裝置（SeaWifs）。陸衛(wèi)-6意在提供聯(lián)合注冊15m的全色和30m多光譜（7波段）數(shù)據(jù)。陸衛(wèi)-7是陸衛(wèi)-6的改進(jìn)型。其特點是具有同NASA的跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的橫向中繼站，還擁有數(shù)據(jù)流中的“海事星”全球定位系統(tǒng)信息，能提供圖像定位信息。該衛(wèi)星還裝有寬帶高容量磁帶記錄儀以及增強(qiáng)主題測繪儀以適度改進(jìn)陸衛(wèi)-6。

?農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已在地球表面露天進(jìn)行的有生命的生產(chǎn)活動。?具有生產(chǎn)分散性、時空變異性、災(zāi)害突發(fā)性的基本特點。?運用農(nóng)業(yè)信息技術(shù)具有特殊功能。?農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需要農(nóng)業(yè)信息技術(shù)支撐。2、陸地衛(wèi)星的軌道特征陸地衛(wèi)星在一天中的星下點軌跡圖

陸地衛(wèi)星運行軌道圖

Sun-synchronousorbit

Sub-recurrentorbit

SunSynchronousOrbitofLandsat7

SunElevationAngle

2.1農(nóng)業(yè)信息科學(xué)發(fā)展的科學(xué)背景?自然科學(xué)研究的基本對象：物質(zhì)—物質(zhì)流能量—能量流信息—信息流?農(nóng)業(yè)信息科學(xué)的發(fā)展是根據(jù)農(nóng)業(yè)科學(xué)的特殊性，借助地球信息科學(xué)的技術(shù)支撐，從信息科學(xué)中分離出來形成的一門新的分支學(xué)科。表2陸地衛(wèi)星主要軌道參數(shù)衛(wèi)星編號

1234，56，7衛(wèi)星高度(km)905.5／918906／918705.3705軌道面傾角(度)99.90699.21099.11798.22098.2旋轉(zhuǎn)周期(min)103.143103.155103.15098.998.9日繞圈數(shù)

14141414.514回歸周期(天)1818181616覆蓋全球圈數(shù)

251251251233233降交點時刻(地方太陽時)8：509：089：319：459：45掃描帶寬度(km)185185185185185相鄰降交點距離(km)159.38159.38159.381721722.2農(nóng)業(yè)信息科學(xué)發(fā)展的技術(shù)背景?衛(wèi)星遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展。?信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)資源、農(nóng)業(yè)災(zāi)害、作物估產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)工程自動化與信息化以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策與技術(shù)咨詢服務(wù)中的應(yīng)用。陸地衛(wèi)星的軌道特征：中等高度、近圓形、近極地、太陽同步軌道這保證了當(dāng)衛(wèi)星先后穿過同一緯度、不同經(jīng)度的若干個地面點上空時，各地面點的地方太陽時大致相同。因此，星載遙感器對同一緯度、不同經(jīng)度的地區(qū)所成的圖像是在大致相同的太陽高度角和太陽方位角的情況下攝得的。這就便于對同一緯度、不同經(jīng)度地區(qū)的陸衛(wèi)圖像進(jìn)行比較。

二、陸地衛(wèi)星系列---SPOT衛(wèi)星

1、概述

1978年起，法國國家空間研究中心（CNES）聯(lián)合比利時、瑞典等歐共體某些國家，設(shè)計、研制了一顆名為“地球觀測實驗系統(tǒng)”(SPOT)的衛(wèi)星，也可叫做地球觀測實驗衛(wèi)星。

SPOT衛(wèi)星計劃包括5顆，每顆衛(wèi)星壽命最低2年。它屬于第二代陸地衛(wèi)星，與陸地衛(wèi)星系列相比，有了進(jìn)一步的發(fā)展。SPOT—11986年2月22日由法國的阿麗安娜(Ariane)火箭送入太空。它載有兩臺相同的高分辨力可見光掃描儀(HRV)。SPOT—21990年1月22日發(fā)射上天。它除載有兩臺HRV外，還有一臺固體測高儀(DORIS，即衛(wèi)星集成的多普勒軌道成像與無線電定位儀)。SPOT—3

1993年9月發(fā)射上天。它除兩臺改進(jìn)型HRV和一臺DORIS外，還有一臺極地臭氧和氣溶膠測量儀(POAM—B)。SPOT—4

1996年發(fā)射。SPOT—4增加一個中紅外(MIR)譜段，地面分辨力也有一定的提高；同時加載一個植被探測儀(Vegatation)，有藍(lán)、紅、紅外和短波紅外4個譜段。Spot5，2002年其5月發(fā)射，其性能作了重大改進(jìn)SPOT系列產(chǎn)品主要用于制圖，也可用于陸地表面、DTM、農(nóng)林、環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域和城市規(guī)劃與制圖等。SPOT—3在運轉(zhuǎn)3年多以后，由于衛(wèi)星定位系統(tǒng)失靈，太陽能電池板位置不正常，電能耗盡，衛(wèi)星于1996年11月14日與地面的聯(lián)系中斷。

PortionoftheFirstGlobal10-daySynthesisImageProducedUsingtheSPOTVegetationSensorMay11-20,199886878889909192939495969798992000010203040506070809

SPOT5

SPOT4衛(wèi)星運行服務(wù)中斷發(fā)射日或重新開始服務(wù)日

SPOT1

SPOT2SPOT3

SPOT的外觀太陽能電池板多功能平臺HRV運動方向標(biāo)稱軌道高度(km)832軌道傾角(度)98.7旋轉(zhuǎn)周期(分)101.46日繞圈數(shù)14十5／26回歸周期(天)26覆蓋全球圈數(shù)369降交點地方太陽時10：30±15(min)相鄰降交點距離(km)108.42.主要軌道參數(shù)(SPOT-1)

HRVIRScanningImage

SPOT的重復(fù)觀測過程

Spot立體像對

軌道旁向傾斜，像對最短時間差為0.5小時自動相關(guān)生成DEM，高程精度為7-11米(VirtuoZo)SPOT（HRV）天底視野掃描帶示意圖高分辨力可見光掃描儀20°20°600KmmaxiHRS120Km立體成像裝置HRS3.Spot5的新特性：2002年其5月發(fā)射

（1）高效的立體像對獲取能力：平均每天可以獲取125

000公里2

-結(jié)合由SPOTIMAGE和IGN（法國國家測繪機(jī)構(gòu)）開發(fā)的工業(yè)處理過程，使得在未來5年內(nèi)獲得覆蓋全球的數(shù)字高程模型成為可能。。產(chǎn)品在沒有控制點的情況下可以具有很高的精度：高程精度優(yōu)于10米，絕對水平定位精度優(yōu)于15米意大利維蘇威火山2002年5月10日Spot53D地圖（2）高分辨率、大視場

：5米和2.5米全色影像，相對于原來的10米

10米多光譜影像，相對于原來的20米。

影像覆蓋范圍依舊保持：60公里

x60公里或者60公里

x120公里，當(dāng)兩個

HRG裝置(HighResolutionGeometric)同時被使用時.定位精度優(yōu)于50米，在沒有控制點的情況下。Spot-5基本產(chǎn)品10米多光譜5米全色2.5米全色+Spot-5增值產(chǎn)品

10米多光譜5米PanSpot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的10米高程精度DEM三、陸地衛(wèi)星系列