第三章遙平臺感

第三章遙感平臺3.1遙感平臺的種類3.2衛(wèi)星的軌道3.3主要遙感衛(wèi)星簡介1中國高分一號衛(wèi)星南印度洋海域觀測到疑似漂浮物

2“高分一號”中國重大科技項目高分辨率對地觀測衛(wèi)星(簡稱“高分衛(wèi)星”)系統(tǒng)，其首星“高分一號”于2013年4月26日12時13分04秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號丁運載火箭成功發(fā)射擇機發(fā)射。

3“高分一號”:2米全色、8米多光譜、4“高分一號”高分一號衛(wèi)星發(fā)射成功后，將能夠為國土資源部門、農(nóng)業(yè)部門、環(huán)境保護部門提供高精度、寬范圍的空間觀測服務，在地理測繪、海洋和氣候氣象觀測、水利和林業(yè)資源監(jiān)測、城市和交通精細化管理，疫情評估與公共衛(wèi)生應急、地球系統(tǒng)科學研究等領域發(fā)揮重要作用。5第一節(jié)遙感平臺的種類遙感平臺：遙感中搭載傳感器的工具統(tǒng)稱為遙感平臺（platform）。遙感平臺的種類很多，按平臺距地面的高度大體上可分為地面平臺、航空平臺和航天平臺三類。6一、地面平臺

三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等與地面接觸的平臺稱為地面平臺或近地面平臺。它通過地物光譜儀或傳感器來對地面進行近距離遙感，測定各種地物的波譜特性及影像的實驗研究。

三角架：0.75-2.0米；對測定各種地物的波譜特性和進行地面攝影。

遙感塔：固定地面平臺；用于測定固定目標和進行動態(tài)監(jiān)測；高度在6米左右。

遙感車、船：高度的變化；測定地物波譜特性、取得地面圖像；遙感船除了從空中對水面進行遙感外，可以對海底進行遙感。78二、航空平臺

航空平臺主要指高度在３0ｋｍ以內的遙感飛機等。按照飛機飛行高度的不同，又可分為低空平臺、中空平臺和高空平臺。低空平臺：低空平臺是在離地面2000ｍ以內的對流層下層飛行的，主要獲取中比例尺或大比例尺航空遙感圖像。中空平臺：是在離地面2000～6000ｍ之間的對流層中層飛行的。主要獲取中比例尺或小比例尺的航空遙感圖像。高空平臺：是在離地面12000ｍ左右的對流層頂層和同溫層下層中飛行的。910三、航天平臺

航天平臺指高度在１50ｋｍ以上的人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、空間軌道站和航天飛機等。在航天平臺上進行的遙感是航天遙感。航天遙感可以對地球進行宏觀的、綜合的、動態(tài)和快速的觀察。

低高度、短壽命衛(wèi)星：軌道高度為150～350km，壽命只有幾天到幾十天。

中高度、長壽命衛(wèi)星：軌道高度為350～1800km，壽命在１年以上，一般在３～５年。

高高度、長壽命衛(wèi)星：也稱為地球同步衛(wèi)星或靜止衛(wèi)星，高度約為36000km，壽命更長。1112第二節(jié)衛(wèi)星的軌道

衛(wèi)星在空間中的位置可以用橢圓軌道的空間形狀、位置和某一時刻衛(wèi)星在軌道中的位置來確定，而軌道的空間形狀、位置和某一時刻衛(wèi)星在軌道中的位置可用下列６個參數(shù)來描述。一、衛(wèi)星在空間中的位置和姿態(tài)13一、衛(wèi)星在空間中的位置和姿態(tài)1、軌道長半徑（α）：衛(wèi)星軌道遠地點到橢圓中心的距離為軌道長半徑，它確定了衛(wèi)星距地面的高度。2、衛(wèi)星軌道偏心率（e）3、軌道面傾角（i）：指衛(wèi)星軌道面與地球赤道面之間的夾角，它決定了軌道面與赤道面或與地軸之間的關系。4、升交點赤經(jīng)（Ω）：升交點赤經(jīng)指衛(wèi)星軌道的升交點向徑與春分點向徑之間的夾角。5、近地點角距（ω）：交點向經(jīng)與近地點向徑之間的夾角稱為近地點角距。6、衛(wèi)星過近地點時刻（t）和運行周期（T）：衛(wèi)星過近地點的時間稱為過近地點時刻。14二、衛(wèi)星軌道的種類1、地球同步軌道：地球同步軌道的運行周期等于地球的自轉周期，即衛(wèi)星與地球轉動的角速度相同，其傳感器總是朝向地球固定的位置，如果從地面上各地方看過去，衛(wèi)星在赤道上的一點是靜止不動的，所以又稱靜止軌道。15二、衛(wèi)星軌道的種類2、太陽同步軌道：太陽同步軌道指衛(wèi)星的軌道面繞地球的自轉軸旋轉，旋轉方向與地球的公轉方向相同，并且旋轉的角速度等于地球公轉的平均角速度，即衛(wèi)星的軌道面始終與當時的地心日心連線保持恒定的角度。16第三節(jié)主要的遙感衛(wèi)星簡介一、陸地衛(wèi)星

二、氣象衛(wèi)星

三、海洋衛(wèi)星17一、陸地衛(wèi)星-landsat

1、landsat衛(wèi)星計劃18一、陸地衛(wèi)星-landsat

1、landsat衛(wèi)星計劃

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+16days19一、陸地衛(wèi)星-landsat

2、landsat傳感器LANDSAT-5：

MultispectralScanner(MSS)：MSSisanopticalsensortoobservethereflectedsolarradiationfromtheearthsurfaceinfourdifferentspectralbandsbyacombinationoftheopticalsystemandthesensor.

ThematicMapper(TM).TMisamoreadvancedversionofobservationequipmentthanMSS,whichobservestheearth'ssurfacein7spectralbandsrangingfromvisibletothermalinfraredregions.LANDSAT-7：

EnhancedThematicMapperPlus(ETM+),thesuccessorofTM.TheobservationbandsarebasicallysamesevenbandsasTMandthenewlyaddedband8witha15mofhighresolution.20WavelengthVisible:2bands

Near-infrared:2bandsSpatialResolution80mSwathWidth185km21WavelengthVisible:3bands

Near-infraredandMiddle-infrared:3bands

Thermal-infrared:1bandSpatialResolutionVisible,Near-infraredandMiddle-infrared:30m

Thermal-infrared:120mSwathWidthAbout180km22TheETM+isanimprovedversionoftheLandsat4/5ThematicMapper(TM)payloads,butstillprovidesdatacontinuitywithallpriorLandsatmissions.ImprovementsintheinstrumentincludeincreasedspatialresolutionofthethermalIRband(Band6),improvementoftheradiometriccalibrationequipment,andtheadditionofapanchromaticband(Band8).BelowisasimplifieddiagramoftheETM+.23Characteristic

BandwavelengthbandResolution10.45-0.52mm30m20.52-0.60mm30m30.63-0.69mm30m40.76-0.90mm30m51.55-1.75mm30m610.4-12.5mm60m72.08-2.35mm30m80.50-0.90mm15m24一、陸地衛(wèi)星-landsat

3、landsat的軌道Sun-synchronousorbitSub-recurrentorbit25一、陸地衛(wèi)星-SPOT

1、SPOT衛(wèi)星的軌道、傳感器sun-synchronoussub-recurrentorbitSPOT-1,-2and-3areequippedwithCCDsensorscalled

HighResolutionVisibleImagingSystem(HRV).SPOT-4isequippedwithtwoCCDsensors,HRV'ssuccessor,HighResolutionVisibleandInfrared(HRVIR)

andVegetation(VGT)*1.TheobservationbandsofHRVIRarebasicallysameasHRVandthenewlyaddedband4,shortwaveinfrared(SWIR:1.58to1.75mm).VGTobserveswideareawithaswathof2,250km.

26一、陸地衛(wèi)星-SPOT

1、SPOT衛(wèi)星計劃86878889909192939495969798992000010203040506070809

SPOT5

SPOT4衛(wèi)星運行服務中斷發(fā)射日或重新開始服務日

SPOT1

SPOT2SPOT3

2728ObservationBandVisible:2bands

Near-infrared:1band

Panchromatic-Band:1bandSpatialResolutionMultispectoral-Band:20m

Panchromatic-Band:10mSwathWidthAbout60km2930SPOT-HRV-PanchromaticPanchromatic(PAN)Spatialresolution:10mSpectralresolution:0.51–0.73mm31SPOT-HRV–MultispectralMultispectral(XS)Spatialresolution:20mSpectralresolution0.50-0.59mm0.61-0.68mm0.79-0.89mm1.58-1.75mm(SWIRbandaddedtoSPOT4)32

3、SPOT的傾斜觀測功能重復觀測能力單星：2－3天/次，多星：1天/次SPOTcanobservenotonlytheearth'ssurfacejustunderneaththesatellitebutalsoslantwisetothesatellite'spathbychangingthescandirectionofthesensors.Itcanshortenthetimeperiodforobservingaspecifiedarearepetitively.33

Spot立體像對

軌道旁向傾斜，像對最短時間差為0.5小時自動相關生成DEM，高程精度為7-11米(VirtuoZo)3420°20°600KmmaxiHRS120Km立體成像裝置HRS35Spot5同軌立體像對Spot5HRS立體像對生成的10米高程精度DEM36一、陸地衛(wèi)星（CBERS-1）

37一、陸地衛(wèi)星-環(huán)境與災害監(jiān)測預報小衛(wèi)星

38一、陸地衛(wèi)星-高分辨率衛(wèi)星

當前最主要的高分辨率衛(wèi)星有美國的IKONOS、QuickBird、ORBVIEW等。１、IKONOS衛(wèi)星:

IKONOS衛(wèi)星于1999年９月24日發(fā)射成功，是世界上第一顆提供高分辨率衛(wèi)星影像的商業(yè)遙感衛(wèi)星。ＩＫＯＮＯＳ衛(wèi)星的成功發(fā)射，不僅創(chuàng)立了嶄新的商業(yè)化衛(wèi)星影像標準，同時通過提供１ｍ分辨率的高清晰度衛(wèi)星影像，開拓了一種更快捷、更經(jīng)濟的獲取最新基礎地理信息的途徑。39IKONOS光譜波段設置全色.45-.(4m)近紅外.76-.90microns(4m)藍波段.45-.52microns(4m)綠波段.52-.60microns(4m)90微米的圖像(1m）紅波段.63-.69microns40IKONOSPanchromaticImagesofWashington,DCJensen,20001x1mspatialresolution41IKONOSImageryofColumbia,SCObtainedonOctober28,2000Panchromatic1x1mPan-sharpenedmultispectral4x4m4243一、陸地衛(wèi)星-高分辨率衛(wèi)星

2．QuickBird衛(wèi)星:

QuickBird衛(wèi)星于2011年10月發(fā)射，是目前世界上唯一能提供亞米級分辨率的商業(yè)衛(wèi)星，具有引領行業(yè)的地理定位精度和海量星上存儲，單景影像比同期其他的商業(yè)高分辨率衛(wèi)星高出２-1０倍。而且QuickBird衛(wèi)星系統(tǒng)每年能采集500×104平方公里的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，存檔數(shù)據(jù)以很高的速度遞增。在中國境內每天至少有２-３個過境軌道，存檔數(shù)據(jù)約500×104平方公里。44QuickBird光譜波段設置45

QuickBirdPanchromaticSatelliteImagery(0.6m全色衛(wèi)星影像)46

QuickBirdPan-SharpenedSatelliteImagery(0.6m)47一、陸地衛(wèi)星-高分辨率衛(wèi)星

3．Orbview衛(wèi)星:

Orbview

衛(wèi)星是世界上最早提供高分辨率影像的商業(yè)衛(wèi)星之一。

Orbview提供１ｍ分辨率的全色影像和４ｍ分辨率的多光譜影像。１ｍ分辨率的影像能夠清晰反映地面上的房屋、汽車等地物，并能生成高精度的電子地圖和三維飛行場景。４ｍ多光譜影像提供了彩色和近紅外波段的信息，可以從高空中更深入的刻畫城市、鄉(xiāng)村和未開發(fā)土地特征。4849二、氣象衛(wèi)星

1、氣象衛(wèi)星概述

氣象衛(wèi)星是對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛(wèi)星，是太空中的高級自動化氣象站，它能連續(xù)、快速、大面積地探測全球大氣變化情況。氣象衛(wèi)星按所在軌道可分成地球靜止軌道氣象衛(wèi)星和太陽同步軌道氣象衛(wèi)星兩類，后者也稱極地軌道氣象衛(wèi)星。50美國的“泰諾斯”(TIROS)衛(wèi)星系列：第一代實驗氣象衛(wèi)星，從60年-65年共發(fā)射了10顆，極軌氣象衛(wèi)星。美國的雨云（Nimbus）衛(wèi)星系列：64-78年共發(fā)射了7顆，太陽同步軌道。美國的艾薩（ESSA）衛(wèi)星系列：66-69年共發(fā)射了9顆。美國的NOOA衛(wèi)星系列：70-94年共發(fā)射了16顆。太陽同步軌道。51全球氣象衛(wèi)星觀測網(wǎng)522、氣象衛(wèi)星的軌道極地軌道地球同步軌道533、氣象衛(wèi)星的優(yōu)勢和特點（1）空間覆蓋優(yōu)勢

極軌氣象衛(wèi)星在約900km的高空對地觀測，一條軌道的掃描寬度可達2800km。每天都可以得到覆蓋全球的資料地球靜止衛(wèi)星在3．6萬公里的高空觀測地球，一顆靜止衛(wèi)星的觀測面積就可達1億7千萬平方公里，約為地球表面的1／3

只有通過衛(wèi)星的大范圍觀測，才使人類獲得了幾乎無常規(guī)觀測的大范圍海洋、兩極和沙漠地區(qū)的資料。目前已經(jīng)可以通過衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，獲取全球或任何感興趣區(qū)域的空間連續(xù)的高分辨率氣象和環(huán)境資料,不受國界限制。543、氣象衛(wèi)星的優(yōu)勢和特點（2）

氣象衛(wèi)星時間取樣優(yōu)勢觀測可以大大地改善資料的時間取樣頻次。特別是靜止氣象衛(wèi)星可以獲得每小時一次的大范圍實時資料，必要時甚至可以獲取半小時的資料。有利于對災害性天氣的動態(tài)監(jiān)測。雙星組網(wǎng)的極軌氣象衛(wèi)星也可以每天提供4次全球覆蓋的圖象資料和垂直探測資料。而常規(guī)高空站每天只在00時12時（世界時）進行兩次觀測,且無法觀測海洋和無人地區(qū)。553、氣象衛(wèi)星的優(yōu)勢和特點（3）資料一致性優(yōu)勢

與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內在的均一性和良好的代表性。盡管世界氣象組織（WMO）已經(jīng)頒布了一系列規(guī)范來統(tǒng)一常規(guī)觀測儀器的性能和觀測方法，但仍不能避免不同國家和地區(qū)、使用不同儀器和方法獲得的資料的不一致性。測站分布的不均勻等，也使資料的不確定性增加。氣象衛(wèi)星是在較長一段時期內使用同一儀器對全球進行觀測，資料的相對可比較性強、分布均勻一致性好。衛(wèi)星資料則是對一定視場面積內的取樣平均值，具有較好的區(qū)域代表性。563、氣象衛(wèi)星的優(yōu)勢和特點（4）綜合參數(shù)優(yōu)勢

與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層外這個新視角觀測地球—大氣系統(tǒng)的，所以有些重要的氣候變量，特別是通過整個垂直方向大氣層的積分參數(shù)，如地氣系統(tǒng)的反照率、大氣頂?shù)牡貧庀到y(tǒng)的射出長波輻射，只能通過氣象衛(wèi)星觀測才能獲得。目前已成功地從氣象衛(wèi)星觀測資料中導出了全球大氣溫度和濕度廓線、輻射平衡、海陸表面溫度及云頂溫度、風場、云參數(shù)、冰雪覆蓋、云中液態(tài)水含量和降水量、臭氧總量和廓線、陸地下墊面狀態(tài)、植被狀況等諸多重要氣候和環(huán)境參數(shù),這是任何其他觀測手段所不能觀測的。574、氣象衛(wèi)星的主要應用（1）天氣分析與天氣預報584、氣象衛(wèi)星的主要應用（2）火情監(jiān)測594、氣象衛(wèi)星的應用舉例（3）沙塵暴監(jiān)測60三、海洋衛(wèi)星

海洋衛(wèi)星主要用于海洋溫度場，海流的位置、界線、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水團的溫度、鹽度、顏色、葉綠素含量，海水的類型、密集度、數(shù)量、范圍以及水下信息、海洋環(huán)境等方面的動態(tài)監(jiān)測。自美國1978年６月22日發(fā)射世界上第一顆海洋衛(wèi)星Seasat-1以后，前蘇聯(lián)、日本、法國和歐洲空間局等相繼發(fā)射了一系列大型海洋衛(wèi)星。這些衛(wèi)星一般搭載有光學遙感器（如水色掃描儀、主動區(qū)微波遙感器、散射計、SAR等）和被動式微波遙感器等多種海洋遙感有效載荷，可提供全天時、全天候海況實時資料。61主要的海洋衛(wèi)星系列美國的海洋衛(wèi)星（SEASAT):1978年發(fā)射；近極地太陽同步軌道；掃描覆蓋海洋的寬度1900km；五種傳感器，以微波為主。日本的海洋觀測衛(wèi)星系列（MOS-1)：獲取大陸架淺海的海洋數(shù)據(jù)。歐洲海洋衛(wèi)星系列（ERS）：主要用于海洋學、海冰學、海洋污染監(jiān)測等領域。加拿大的雷達衛(wèi)星（RADARSAT）:加、美、德、英共同設計，1995年發(fā)射。621、Radarsat衛(wèi)星系列RADARSAT衛(wèi)星是加拿大于95年11月4日發(fā)射的，它具有7種模式、2