遥感传感器是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分。遥感器通常由收集器、探测器、信号处理和输出设备四部分组成。收集器由透射镜、反射镜或天线等构成；探测器指测量电磁波性质和强度的元器件；典型的信号处理器是负荷电阻和放大器；输出包括影像胶片、扫描图、磁带记录和波谱曲线等。根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。
遥感传感器根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。摄影机主要用于可见光波段范围。红外扫描器、多谱段扫描器除了可见光波段外，还可记录近紫外、红外波段的信息。雷达则用于微波波段。
遥感器(Remote Sensor)也称传感器、探测器，是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的磁仪器，通常安装在不同类型和不同高度的遥感平台上。
按遥感器本身是否带有电磁波发射源可分为主动式(有源)遥感器和被动式(无源)遥感器两类。主动式的遥感器向目标物发射电子微波，然后收集目标物反射回来的电磁波的遥感器，目前，在主动式遥感器中，主要使用激光和微波做为辐射源；被动式的是一种收集日太阳光的反射及目标，自身辐射的电磁波的遥感器，它们工作在紫外，可见光，红外，微波等波段，目前，这种传感器占太空遥感器的绝大多数。按遥感器记录数据的不同形式，它又可分成像遥感器和非成像遥感器，前者可以获得地表的二维图像；后者不产生二维图像。在成像传感器中又可分细分为摄影式成像遥感器(相机)和扫描式成像遥感器，相机是最古老和常用的遥感器，具有信息贮存量大，空间分辩率高、几何保真度好和易于进行纠正处理。空间扫描方式和物空间扫描方式两种。前一种方式的代表是电视报像机,后一种方式的代表是光机扫描仪。推帚式扫描仪(固体扫描仪,也叫CCD摄影机)是两种方式的混合，即在行进的重直方向上是图像平面扫描,在行进方向上是目标平面扫描。从可见光到红外区的光学领域的遥感器统称光学遥感器，微波领域的传感器统称微波遥感器。
地表物质的组成及为复杂多样，要充分探测它的各方面特性，最理想的办法无疑是全波段探测，因为单一波段的探测只能反映某几个方面特性，常常遗失掉可能是主要的信息内容，不能反映出目标的全貌，对以后的目标识别造成困难等等，但全波段探测需要的设备太多太复杂在实践中未必可能，也不一定必要，目前的做法是采用若干个典型的波段，对同一个目标同时进行探测的信息量可以充分了解它的特性，而又不表示设备太庞大太复杂，这就是所谓多光谱遥感技术，这是当前遥感器的主要工作方式之一,多波段摄影相机或扫描仪,无论是装在遥感飞机上或是人造卫星上，都能获的光谱分辩率较高，信息量丰安全检查的图像和数据。
传感器的组成无论哪一种传感器，它们基本是由收集系统、探测系统,信息转化系统和记录系统四部分组成。
(1)收集系统：遥感应用技术是建立在地物的电微波谱特性基础之上的，要收集地物的电磁波必须要有一种收集系统，该系统的功能在于把接收到的电磁波进行聚集，然后关往探测系统。不同的遥感器使用的收集元件不同，最基本的收集元件是透镜、反射镜或天线。对于多波段遥感，收信系统还包括按波段分波束的元件，一般采用各种散元个成分光之件，例如：滤光片、棱镜、光栅等。
(2)探测系统：遥感器中最重要的部分就是探测元件，它是真正接收地物电磁辐射的器件，常用的探测元件有感光胶片，光电敏感元件，固体敏感元件和波导等。
(3)信号转化系统：除了摄影照相机中的感胶片，电广从光辐射输入到光信号记录，无须信号转化之外，其它遥感器都有信号转化问题，光电敏感元件，固体敏感元件和波导等输出的都是电信号，从电信号转换到光信号必须有一个信号转化系统，这个转换系统可以直接进行电光转化，也可进行间接转换，先记录在磁带上，再经磁带加放，仍需经电光转换，输出光信号
(4)记录系统：遥感器的最终目的是要把接收到的各种电磁波信息，用适当的方式输出，输出必须有一定的记录系统，遥感影像可以直接记录在摄影胶片等上，也可记录在磁带上等。
光学遥感器的特性光学遥感器所获取的信息中最重要的特性有三个，即光谱特性，辐射度量特性和几何特性，这些特性确定了光学遥感器的性能。
(1)光谱特性主要包括遥感器能够观测的电磁波的波长范围，各通道的中心波长等。在照相胶片型的遥感器中，其光谱特性主要由所用的胶片的感光特性和能用滤光片的透射特性率决定；而在扫描型的遥感器中，则主要由所用的探测元件及分光元件的特性来决定。
(2)光学遥感器的辐射度量特性主要包括遥感器的探测精度（包括所测亮度的绝对精度和相对精度)、动态范围(可测量的最大信号与遥感器的可检测的最小信号之比)，信噪比(有意义的信号功率与噪声功率之比)等等，除些之外，还有把模拟信号转换为数字量时所产生的量化等级，量化噪声等。
(3)几何特性是用光学遥感器的获取的图像的一些几何学特征的物理量的描述的，主要指标有视场角，瞬时视场，波段间的配准等，视场角(FieldOf View-FOV)指遥感器能够感光的空间范围，也叫立体角，它与摄影机的视角扫描仪的扫描宽度意义相同；瞬时视场(IntantaneousField OfView-IFOV)是指探测系统在某一瞬时视场辐射列成像仪的总的辐射通量，而不管这个瞬时视场内有多少性质不同的目标。也就是说，遥感器不能分辩出小于瞬时视场的目标。因此，通常也把遥感器的瞬时视场称为它
的“空间分辩率”，即遥感器所能分辨的最小目标的尺寸；波段面的配准用来衡量基准波段与其它波段的位置偏差。
典型传感器当前，航天遥感中扫描式主流传感器有两大类：光机扫描仪和扫帚式扫描仪。
(1)光机扫描仪：光机扫描仪是对地表的辐射分光后进行观测的机械扫描型辐射计，它把卫星的飞行方向与利用旋转镜式摆动镜对垂直飞行方向的扫描结合起来，从而收到二维信息。这种遥感器基本由采光、分光、扫描、探测元件,参照信号等部分构成。光机发描仪所搭载的平台有极轨卫星及飞机陆地卫星Landsat上的多光谱扫描仪(MSS)，专题成像仪(TM)及气象卫星上的甚高分辨率辐射计(AVHRR)都属这类遥感器。这种机械扫描型辐射计与推帚式扫描仪相比具有扫描条带较宽，采光部分的视角小，波长间的位置偏差小，分辨率高等特点，但在信噪比方面劣于像面扫描方式的扫帚式扫描仪。
(2)扫帚式扫描仪：扫帚式扫描仪也叫刷式扫描仪，它采用线列或面阵探测器作为敏感元件，线列探测器在光学焦面上垂直于飞行方向作横向排列，当飞行器向前飞行完成纵向扫描时，排列的探测器就好象刷子扫地一样扫出一条带状轨迹，从而得到目标物的二维信息，光机扫描仪是利用旋转镜扫描，一个像元一个像元地进行采光，而扫帚式扫描仪是通过光学系统一次获得一条线的图像，然后由多个固体光电转换元件进行电扫描。推帚式扫描仪代表了新一代遥感器的扫描方式，人造卫星上携带的推帚式扫描仪由于没有光机扫描那样的机械运动部分，所以结构上可靠性高，因此在各种先进的遥感器中均获得应用，但是由于使用了多个感光元件把光同时转换成电信号，所以当感光元件之间存在灵敏度差时,往往产生带状噪声，线性阵列遥感器多使用电荷偶合器件CCD，它被用于SPOT卫星上的高分辨率遥感器HRV,日本的MOS-1卫星上的可见光－红外辐射计MESSR等上。基于CMOS图像传感器的纳型卫星遥感系统设计
时间：2009-09-15 09:50:32 来源：电子设计信息网作者：尤政于世洁林杨纳型卫星是指质量在1～10kg 之间的卫星。与微型卫星相比, 纳型卫星对遥感系统在质量、体积、功耗等方面的要求更加苛刻。目前广泛用于微型卫星遥感系统的电荷耦合器件CCD很难满足纳型卫星的使用要求。CMOS图像传感器采用标准的CMOS 技术, 继承了CMOS 技术的优点, 如静态功耗低、动态功耗与工作频率成比例、噪声容限大、抗干扰能力强、特别适合于噪声环境恶劣条件下工作、工作速度较快、只需要单一工作电源等。虽然CMOS 器件的研究还未完全成熟, 如电离环境下暗电流稍大等问题还没有很好地解决,还不能完全取代CCD, 但不可否认CMOS 器件将是未来遥感传感器的发展方向。本文设计了一套纳型卫星CMOS 遥感系统, 并对其进行了热循环实验研究。
1纳型卫星遥感系统的设计
1. 1遥感系统总体设计
纳星遥感系统如图1 所示, 包括镜头、CMOS图像传感器、现场可编程门阵列FPGA、静态随机存储器SRAM 和微控制器5 部分。
图1纳星遥感系统框图
1. 2光学系统设计
1) 焦距设计
遥感相机光学系统的原理如图2 所示。图中用一个透镜代表实际光学系统的透镜组, 示意了视场中地面景物的最小可分辨单元在成像面上产生一个相应的点。对于卫星遥感相机的光学系统, 因为成像物距等于卫星轨道高度h, 相对于焦距f 来说可认为是无穷远, 所以可认为光线都是近轴的平行光。这些近轴平行光通过光学系统的透镜组后, 汇聚在透镜组的焦平面上。因此, 从透镜组中心到焦点的距离, 焦距将大体上决定聚光系统的长度, 而光学系统的理论分辨率则主要由光学孔径D决定。
图2光学系统原理图
在实际设计中, 焦距通常是根据地面分辨率和图像传感器的大小通过下式来确定的:
式中: h为卫星到地面的距离, r d为CMOS图像传感器探测面半径, R为相机成像覆盖半径。
2) 光学孔径设计
为保证成像器件探测面获得足够的曝光量, 根据遥感光学系统的经验计算相机光学系统的
光圈数:
实际设计中, 一般取F≤4～5。
遥感相机光学系统可近似为望远镜系统, 其最小分辨角, 即望远镜分辨率, 可用刚好能分辨开的两物点对系统的张角θr 表示, 根据望远镜分辨率和Rayleigh 衍射判据有如下计算式:
式中λ为中心波长。光学系统在平坦地面上的理论分辨率为
式中θt为地物中心对光学系统的张角。
设计中应综合考虑式(2) 和(4) 的结果, 选定的设计参数在保证遥感系统获得足够光照的情况下,要同时满足设计分辨率的要求。
1. 3电子系统设计
考虑到星地相对运动速度, 每幅图像的曝光时间约为几毫秒, 故设计中采用现场可编程门阵列(FPGA ) 对CMOS 图像传感器进行时序控制, 并将输出的图像数据保存到SRAM 中。当需要传输图像的时候, 由FPGA 将保存在SRAM 中的图像数据读出, 通过CAN总线传至星上数据处理系统。
1) 器件选型
CMOS图像传感器按照像元电路可分为无源像素传感器(PPS) 和有源像素传感器(APS)。目前国际上能够买到的分辨率达到106级以上的CMOS图像传感器并不多, 价格差异也很大, 设计中应根据CMOS 图像传感器的光学要求和市场状况综合选型。为保证成像质量, 纳型卫星上宜选用CMOS 有源像素传感器。
FPGA根据实现技术机理的不同, 可分为反熔丝型、EPROM或EEPROM型、Flash型、SRAM 型等几种。根据航天器件要求, FPGA 控制器件宜选择反熔丝型FPGA 产品。选择SRAM 时, 主要考虑图像数据量要求以及SRAM的数据端口位数、存取时间、工作温度、功耗等因素。
CAN总线接口的主要任务是接收星上数据处理模块发来的命令, 完成对相机的相关监控,
将获得的图像数据分时发送给星上数据处理模块。本文选用的微处理器在MCS251 系列单片机的基础上集成了CAN 控制器, 既可以实现对遥感系统简单的监控功能, 又可以方便地实现CAN 通讯功能。
2) FPGA 控制器设计
作为相机成像模块的控制核心, FPGA 负责产生所有重要的控制时序, 包括产生CMOS 图像传感器的工作时序, 把读出CMOS 图像传感器数据存到SRAM 中; 将存放在SRAM 中的图像数据分时输出。整个FPGA 的传输模型如图3 所示。
图3FPGA 设计模型图
FPGA 对CMOS 图像传感器的成像控制如状态转换图4 所示。当系统启动后, FPGA 先向CMOS 图像传感器发出芯片复位指令, 芯片复位完成后, 让Reset 指针沿着像素矩阵逐行移动, 而使Read 指针保持在初始位置(第0 行) , 进行读前行复位。当Reset 指针到达某一目标行, 其间所间隔的时间满足积分时间时, 即开始激活Read 指针, 并开始移动Read 指针, 进行读取。如此循环交替移动两个指针, 不断进行读间行复位、行读取、读间等待, 即可保证整个像素阵列各行都符合所要求的积分时间。
基于CMOS图像传感器的纳型卫星遥感系统设计时间：2009-09-15 09:50:32 来源：电子设计信息网作者：尤政于世洁林杨
图4FPGA 状态转换图
3) CAN 总线接口设计
CAN 总线接口的主要任务是接收星上数据处理模块发来的命令, 监控遥感相机模块的工作状态,包括遥感相机模块的电源控制、电流监测、温度监测、曝光时间控制等功能, 并将获得的图像数据分时发送给星上数据处理模块。设计上, 星上数据处理模块发来的指令会使微控
制器进入中断, 设置相应的标志。微控制器查询各标志的变化, 根据星上CAN通讯协议完成相关动作, 包括监测遥感模块工作温度、工作电流, 设置曝光时间, 进行图像数据传输等操作。
2纳型卫星遥感系统的热循环实验
2. 1实验系统及方案
为了方便完成在设计阶段的单模块调试, 实现遥感系统地面原理与性能测试, 本文采用PC 机模拟星上数据处理系统, 利用CAN 卡将CMOS 相机与PC机相连, 建立了一套CMOS 遥感系统地面测试系统。
本文采用德国Vtsch IndustrietechnikVT7034 型恒温实验箱, 在60～- 5℃温度区间内,每下降5℃采集一组暗图像。热循环实验之所以按照从高温到低温的顺序进行, 是因为实验所用恒温箱不能抽真空。如果反过来进行实验, 尽管不断向恒温箱内充氮气, 箱内微量空气中的水气仍可能凝结在相机上, 影响实验结果。
2. 2特征参数的提取
1) 平均暗输出
平均暗输出是在没有光照的条件下图像传感器输出的平均灰度值, 可由下式进行计算:
其中: I i,j是图像传感器在无光照条件下输出的暗图像灰度值矩阵, M 、N 是图像传感器像素阵列的行数和列数。
2) 暗不一致性
理想情况下, 在无光照的时候图像传感器的输出也应该是均匀的。但是图像传感器的像素间总是存在差异的, 因此暗输出总有波动。波动的大小表明图像传感器像素性能的稳定性, 计算方法是求出暗图像各像素输出灰度值的标准差
其中各符号的含义与暗噪声计算式(5) 相同。
2. 3实验结果及分析
按照2. 1 所述的方案进行实验, 得到了CMOS相机在60～- 5 ℃温度区间内平均暗输出以及暗不一致性随温度的变化曲线, 分别如图5、图6 所示。
图5平均暗输出随温度的变化曲线
图6暗不一致性随温度的变化曲线
从图中可以看出, 平均暗输出随着温度的升高大致呈上升趋势。当温度小于10 ℃时, 平均暗输出上升速度较快;10～15 ℃上升趋缓;从15 ℃开始略有下降,到30 ℃时达到低谷,10～30℃之间,总的来说平均暗输出值变化比较平稳; 30 ℃以上, 平均暗输出值又以较快的速度上升。本文选用的CMOS图像传感器为256 级灰度输出, 实验中平均暗输出的变化范围为7.7567～10.1092。
平均暗输出之所以随着温度的升高大致呈上升趋势, 是因为温度升高, CMOS图像传感器及其外围电子器件的热噪声都会升高; 而平均暗输出在10～30 ℃之间变化比较平稳, 甚至在15～30 ℃之间略有下降, 是因为CMOS图像传感器在设计上的特殊考虑保证了其在常温下具有最优的工作性能;这同时也说明了这套遥感系统的电噪声主要来源于CMOS图像传感器。
暗不一致性随温度的变化不大, 实验中其变化范围为0.6148～0.8542,比平均暗输出低一个数量级, 可以忽略。
实验中还测试了CMOS相机的耐低温性能。关机后将相机降温至- 25 ℃,达到温度平衡后再升温至0 ℃,开机采集图像, 分析其性能变化。实验测得经受低温后, CMOS相机在0℃下的平均暗输出为7.2323, 比先前略有降低; 暗不一致性为0.8781,比先前略有增大。由于实验中暗不一致性始终比平均暗输出低一个数量级, 其变化相对平均暗输出可以忽略, 所以这个结果说明关机状态下低温环境不会对CMOS相机的成像质量产生显著的不良影响。综上所述, 本文设计的这套CMOS遥感相机在10～30℃之间平均暗输出变化平稳, 暗不一致性可以忽略,有利于对成像质量的控制和校正,是理想的成像温度范围。
3结论与展望
本文设计了一套纳型卫星CMOS遥感系统, 体积为62mm×62mm×35mm,功耗小于0.6W, 质量小于150g,采用10μm像素尺寸、1024×1024像素数目的CMOS图像传感器, 光谱响应范围为400～800nm,配合焦距为50mm的镜头,在800km的太阳同步轨道上,可以实现大于150km×150km的地面覆盖面积和优于160m 的地面分辨率,适于纳型卫星获取多光谱和彩色的普查信息。热循环实验表明, 该CMOS遥感相机能够耐受空间环境中- 25～60 ℃的卫星舱内温度变化, 在10～30 ℃的温度范围内工作稳定,可通过地面测试数据对其在空间获取的图像进行校正补偿。
由于国际上对CMOS图像传感器在航天领域的应用研究较少, 所以设计出来的CMOS相机在上天之前, 还需要研究其热真空性能和抗辐照性能, 提出相应的补偿、加固措施。
卫星遥感影像原理 一、引言 卫星遥感影像原理是指利用卫星搭载的遥感传感器获取地球表面信息，并通过处理和分析获取图像数据，以了解地表特征和变化情况。卫星遥感影像原理在地理信息系统、环境监测、农业、城市规划等领域具有广泛的应用。 二、遥感传感器 卫星上搭载的遥感传感器是实现卫星遥感影像原理的关键。遥感传感器通过感知地球表面的电磁波辐射，将其转化为数字信号，形成遥感影像数据。遥感传感器的种类多样，包括光学传感器、雷达传感器等。其中，光学传感器是最常用的一种，可以获取可见光和红外辐射等波段的信息。 三、遥感影像获取 卫星遥感影像原理的第一步是获取遥感影像。当卫星飞过地球上的某一区域时，遥感传感器会接收到该区域发出的电磁波辐射，包括可见光和红外辐射等。传感器将接收到的电磁波辐射转化为数字信号，并记录下对应的位置信息，形成遥感影像数据。 四、遥感影像处理 遥感影像原理的第二步是对获取的影像数据进行处理。遥感影像处理包括预处理、增强处理和分类处理等步骤。预处理主要包括几何
校正、辐射校正和大气校正等，旨在消除影像中的几何畸变、辐射畸变和大气干扰。增强处理则通过调整图像的亮度、对比度和色调等，使图像更加清晰和易于解译。分类处理则将图像分成不同类别，以提取有用的地表信息。 五、遥感影像分析 卫星遥感影像原理的第三步是对处理后的影像数据进行分析。遥感影像分析主要包括目标识别、目标提取和变化检测等。目标识别通过对影像进行解译，识别出其中的地表特征，如建筑物、水体和植被等。目标提取则是将识别出的目标从影像中提取出来，形成矢量数据，便于进一步分析和应用。变化检测则是对不同时间的影像进行比较，找出地表的变化情况，如土地利用变化和自然灾害等。 六、遥感影像应用 卫星遥感影像原理的最终应用是在各个领域中。在地理信息系统中，遥感影像可以用于制作地图、规划城市和管理资源等。在环境监测中，遥感影像可以用于监测气候变化、森林覆盖和水质变化等。在农业中，遥感影像可以用于监测农作物生长情况和土壤湿度等。在城市规划中，遥感影像可以用于评估城市扩张和土地利用等。 七、结论 卫星遥感影像原理是一种获取地球表面信息的重要手段。通过遥感传感器的感知和记录，以及遥感影像的处理和分析，可以获取地表
传感器定标 我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。传感器定标就是要获得这些物理量的过程。本专题叙述的主要是卫星传感器的 定标，航空传感器有很多相似地方。 本专题包括以下内容： ? ?●传感器定标概念 ? ?●传感器定标类型 ? ?●ENVI下的传感器定标 1 传感器定标概念 传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容。以下是国内的定义，如赵英时等《遥感应用分析原理与方法》上描述：定标是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。或者说，遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系；建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系（陈述彭）。辐射亮度的典型的单位为：W/cm2.μm.sr（瓦特/平方厘米.微米. 球面度） 我们总结以上的定义，通俗的说法：传感器定标就是将图像的数字量化值（DN）转化为辐射亮度值或者反射率或者表面温度等物理量的处理过程。其中反射率又分为大气外层表观反射率和地表实际反射率，后者又属于大气校正的范畴，有的时候也会将大气校正纳入传感器定标的一种途径。 2 传感器定标类型 传感器定标可分为绝对定标和相对定标。绝对定标是获取图像上目标物的绝对辐射值等物理量；相对定标是将图像目标物辐射量归一化某个值范围内，比如以其他数据作为基准。 传感器定标可分为三个阶段或者说三个方面内容：①发射前的实验室定标；②基于星载定标器的星上定标；③发 射后的定标（场地定标）。 一、实验室定标 在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、光谱特性等进行精确测量，也就是实验室定标。它一 般包含两部分内容： ? ?●光谱定标 确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数。 ? ?●辐射定标
遥感传感器是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分。遥感器通常由收集器、探测器、信号处理和输出设备四部分组成。收集器由透射镜、反射镜或天线等构成；探测器指测量电磁波性质和强度的元器件；典型的信号处理器是负荷电阻和放大器；输出包括影像胶片、扫描图、磁带记录和波谱曲线等。根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。 遥感传感器根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。摄影机主要用于可见光波段范围。红外扫描器、多谱段扫描器除了可见光波段外，还可记录近紫外、红外波段的信息。雷达则用于微波波段。 遥感器(Remote Sensor)也称传感器、探测器，是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的磁仪器，通常安装在不同类型和不同高度的遥感平台上。 按遥感器本身是否带有电磁波发射源可分为主动式(有源)遥感器和被动式(无源)遥感器两类。主动式的遥感器向目标物发射电子微波，然后收集目标物反射回来的电磁波的遥感器，目前，在主动式遥感器中，主要使用激光和微波做为辐射源；被动式的是一种收集日太阳光的反射及目标，自身辐射的电磁波的遥感器，它们工作在紫外，可见光，红外，微波等波段，目前，这种传感器占太空遥感器的绝大多数。按遥感器记录数据的不同形式，它又可分成像遥感器和非成像遥感器，前者可以获得地表的二维图像；后者不产生二维图像。在成像传感器中又可分细分为摄影式成像遥感器(相机)和扫描式成像遥感器，相机是最古老和常用的遥感器，具有信息贮存量大，空间分辩率高、几何保真度好和易于进行纠正处理。空间扫描方式和物空间扫描方式两种。前一种方式的代表是电视报像机,后一种方式的代表是光机扫描仪。推帚式扫描仪(固体扫描仪,也叫CCD摄影机)是两种方式的混合，即在行进的重直方向上是图像平面扫描,在行进方向上是目标平面扫描。从可见光到红外区的光学领域的遥感器统称光学遥感器，微波领域的传感器统称微波遥感器。 地表物质的组成及为复杂多样，要充分探测它的各方面特性，最理想的办法无疑是全波段探测，因为单一波段的探测只能反映某几个方面特性，常常遗失掉可能是主要的信息内容，不能反映出目标的全貌，对以后的目标识别造成困难等等，但全波段探测需要的设备太多太复杂在实践中未必可能，也不一定必要，目前的做法是采用若干个典型的波段，对同一个目标同时进行探测的信息量可以充分了解它的特性，而又不表示设备太庞大太复杂，这就是所谓多光谱遥感技术，这是当前遥感器的主要工作方式之一,多波段摄影相机或扫描仪,无论是装在遥感飞机上或是人造卫星上，都能获的光谱分辩率较高，信息量丰安全检查的图像和数据。 传感器的组成无论哪一种传感器，它们基本是由收集系统、探测系统,信息转化系统和记录系统四部分组成。
遥感传感器综述 一、遥感传感器的概念 遥感传感器是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分。 遥感传感器根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。目前遥感中常用的传感器大致上可分为如下几类: 1）摄影类型的传感器 2）扫描类型的传感器 3）雷达成像类型的传感器 4）非图像类型的传感器 摄影机主要用于可见光波段范围。红外扫描器、多谱段扫描器除了可见光波段外，还可记录近紫外、红外波段的信息。雷达则用于微波波段。 二、遥感传感器的基本组成 遥感传感器主要由以下系统组成：
无论哪一种传感器，它们基本是由收集系统、探测系统,信息转化系统和记录系统四部分组成。 (1)收集系统：遥感应用技术是建立在地物的电微波谱特性基础之上的，要收集地物的电磁波必须要有一种收集系统，该系统的功能在于把接收到的电磁波进行聚集，然后关往探测系统。不同的遥感器使用的收集元件不同，最基本的收集元件是透镜、反射镜或天线。对于多波段遥感，收信系统还包括按波段分波束的元件，一般采用各种散元个成分光之件，例如：滤光片、棱镜、光栅等。 (2)探测系统：遥感器中最重要的部分就是探测元件，它是真正接收地物电磁辐射的器件，常用的探测元件有感光胶片，光电敏感元件，固体敏感元件和波导等。 (3)信号转化系统：除了摄影照相机中的感胶片，电广从光辐射输入到光信号记录，无须信号转化之外，其它遥感器都有信号转化问题，光电敏感元件，固体敏感元件和波导等输出的都是电信号，从电信号转换到光信号必须有一个信号转化系统，这个转换系统可以直接进行电光转化，也可进行间接转换，先记录在磁带上，再经磁带加放，仍需经电光转换，输出光信号 (4)记录系统：遥感器的最终目的是要把接收到的各种电磁波信息，用适当的方式输出，输出必须有一定的记录系统，遥感影像可以直接记录在摄影胶片等上，也可记录在磁带上等。 三、遥感影像的分辨率 1 空间分辨率 2 波谱分辨率 3 辐射分辨率（辐射灵敏度） 1 空间分辨率：能把两个相邻目标作为两个清晰实体记录下来的两目标间的最小距离。取决于： （1）象元大小（pixel size)：每个象元对应地面的范围 （2）象解率（photographic resolution)：胶片上1毫米间隔内包含的线对数，用线对/毫米来表示。一条白线加一条黑线构成一个线对。象解率可以转换成为相应的象元大小 （3）瞬时视场角（IFOV aInstantaneous Field Of View）：电子传感器的瞬时视域，用毫弧度表示。瞬时视场角小，空间分辨率高；反之，空间分辨率低
ALOS is one of the world's largest earth observation satellites whose function is to collect global and high resolution land observation data. ALOS data will be made available at conditions similar to those of ERS and Envisat missions, namely for scientific 'Category-1' use as well as commercial applications. ALOS SATELLITE SENSOR CHARACTERISTICS Resolution 2.5m panchromatic 10m multispectral Launch Vehicle H-IIA Rocket Launch Site Tanegashima Space Center Satellite Weight Approximately 4,000kg (at Lift-off) Power Approximately 7,000W (End of Life) Designed Life 3 to 5 years Orbit Sun Synchronous Sub-Recurrent Orbit Recurrent Period: 46 days Sub cycle: 2 days Altitude: Approximately 692km (above the equator) Inclination: Approximately 98.2 degrees AVNIR-2 Band Wavelength Region (μm)Resolution (m) 10.42-0.50 (blue)10 20.52-0.60 (green)10 30.61-0.69 (red)10 40.76-0.89 (near-IR)10
第3章遥感传感器及其成像原理 §3.1 扫描成像类传感器 遥感传感器是获取遥感数据的关键设备，由于设计和获取数据的特点不同，传感器的种类也就繁多，就其基本结构原理来看，目前遥感中使用的传感器大体上可分为如下一些类型： （1）摄影类型的传感器； （2）扫描成像类型的传感器； （3）雷达成像类型的传感器； （4）非图像类型的传感器。 无论哪种类型遥感传感器，它们都由如图3-1所示的基本部分组成： 图3-1遥感传感器的一般结构 1、收集器：收集地物辐射来的能量。具体的元件如透镜组、反射镜组、天线等。 2、探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。具体的无器件如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。 3、处理器：对收集的信号进行处理。如显影、定影、信号放大、变换、校正和编码等。具体的处理器类型有摄影处理装置和电子处理装置。 4、输出器：输出获取的数据。输出器类型有扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、XY彩色喷笔记录仪等等。 §3.1扫描成像类传感器
扫描成像类型的传感器是逐点逐行地以时序方式获取二维图像，有两种主要的形式，一是对物面扫描的成像仪，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多频段频谱仪等；二是瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像，这类仪器有线阵列CCD推扫式成像仪，电视摄像机等。 3.1.1 对物面扫描的成像仪 一、红外扫描仪 （一）红外扫描仪 一种典型的机载红外扫描仪的结构如图3-2所示。它由本节前言中所叙述的几个部件组成。具体结构元件有一个旋转扫描镜，一个反射镜系统，一个探测器，一个制冷设备，一个电子处理装置和一个输出装置。 旋转扫描镜的作用是实现对地面横越航线方向的扫描，并将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组。反射镜组的作用是将地面辐射来的电磁波聚焦在探测器上。探测器则是将辐射能转变成电能。探测器通常做成一个很小面积的点元，有的小到几个微米。随输入辐射能的变化，探测器输出的电流强度（视频信号）发生相应的变化。致冷器为了隔离周围的红外辐射直接照射探测器，一般机载传感器可使用液氧或液氮致冷。电子处理装置主要是对探测器输出的视频信号放大和进行光电变换，它由低噪声前置放大器和电光变换线路等组成。输出端是一个阴级射线管和胶片传动装置。视频信号经电光变换线路调制阴极射线管的阴极，这时阴级射线管屏幕上扫描线的亮度变化相应于地面扫描现场内的辐射量变化。胶片曝光后得到扫描线的影像 （二）扫描成像过程及图像特征 1、扫描成像过程 如图3-2所示，当旋转棱镜旋转时，第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次，在扫描视场内的地面辐射能，由刈幅的一边到另一边依次进入传感器，经探测器输出视频信号，再经电子放大器放大和调制，在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下来。接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动，胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维条带图像。
卫星遥感技术的发展趋势 卫星遥感技术是一种从卫星上获取地表信息的技术，其随着科 技的进步得到了广泛的应用。卫星遥感技术可以为人类提供大量 的地理信息，包括气候状况、地形、土壤类型等信息。随着技术 的不断进步，卫星遥感技术也在不断发展。未来的卫星遥感技术 将会在哪些方面得到突破，我们来一起探讨一下。 1、传感器技术的发展 传感器是卫星遥感技术最为重要的部分之一。目前的卫星遥感 传感器主要有光学（包括可见光、红外、紫外等波段）、超声波、雷达等多种类型。在这些传感器中，光学传感器数据体积最大， 采集的分辨率也最高。未来的卫星遥感技术，将会更加注重传感 器的高分辨率和高效率。 在传感器方面，未来可能会出现一些新的技术。比如说，在红 外传感器方面，研究人员可以利用超快速激光打破目前传感器的 波长上限，使其进一步提高精度和空间分辨率。此外，还可能出 现一些新的传感器技术，如全色光谱成像传感器、微波辐射计等，这些传感器能够提供更多的信息。
2、图像处理技术的发展 在卫星遥感技术中，图像处理技术的重要性也不可小觑。未来 卫星遥感图像处理技术将会发生哪些改变呢？我们可以预想到有 以下几个方面的变化： 首先，在大数据时代，处理海量的数据成为了一项重要的任务。未来的卫星遥感图像处理技术将强调与云计算技术的结合，能够 快速处理海量数据，提高处理效率和精度。 其次，在人工智能技术的引领下，卫星遥感图像处理技术将会 越来越智能化，能够自动提取特征，自适应性更强，而不是单纯 地依赖人工操作。 最后，在三维建模方面，卫星遥感图像处理技术将会进一步提高，可以快速生成准确的三维建模。这对于城市规划、环境监测 等方面将有极大的帮助。 3、卫星平台技术的发展
第一章 电磁波及遥感物理基础 一、名词解释： 1、遥感：1广义的概念：无接触远距离探测磁场、力场、机械波； 2狭义的概念：在遥感平台的支持下;不与目标地物相接触;利用传感器从远处将目标地物的地磁波信息记录下来;通过处理和分析;揭示出地物性质及其变化的综合性探测技术.. 2、电磁波 ：变化的电场和磁场的交替产生;以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波.. 3、电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减依次排列为一个序谱;将此序谱称为电磁波谱.. 4、绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体.. 5、绝对白体：反射所有波长的电磁辐射.. 6、光谱辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量.. 8、大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的;透过率较高的电磁辐射波段.. 11、光谱反射率：ρ=P ρ/P 0 X 100%;即物体反射的辐射能量P ρ占总入射能量P 0 的百分比;称为反射率ρ.. 12、光谱反射特性曲线：按照某物体的反射率随波长变化的规律;以波长为横坐标;反射率为纵坐标所得的曲线.. 二、填空题：
1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由、、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成.. 2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数..19页公式 3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系.. 4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数2897.8..当绝对黑体的温度增高时;它的辐射峰值波长向短波方向移动.. 5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 0.47 μm.. 三、选择题：单项或多项选择 1、绝对黑体的②③ ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0.. 2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系⑥ ①反射率②发射率③物体温度一次方 ④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方.. 3、大气窗口是指③ ①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域.. 4、大气瑞利散射⑥ 29页 ①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系 ③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系 ⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关..
遥感传感器的原理与应用 1. 引言 遥感技术是一种通过从远距离获取信息的技术。遥感传感器是遥感技术的核心 组成部分，它能够通过感知和记录电磁辐射的能力来获取地球表面的信息。本文将介绍遥感传感器的原理及其在各个领域的应用。 2. 遥感传感器的原理 遥感传感器的原理可以简单概括为接收地球表面发出或反射的电磁波，并转化 成能够被记录和分析的电信号。以下是常见的遥感传感器的原理： 2.1 光学传感器 光学传感器利用电磁波中的可见光和近红外波段的特性来获取地表信息。其原 理是通过光学透镜和光电转换器将入射的光通过光敏元件转换成电信号。光学传感器的应用非常广泛，可以用于地理环境监测、农业资源管理、气象预测等。 2.2 红外传感器 红外传感器利用地球表面和大气中的红外辐射来获取信息。红外辐射的特点是 能够反映地物的温度分布、热量分布等。红外传感器可以用于火灾监测、旱情监测、气候研究等。 2.3 雷达传感器 雷达传感器利用微波辐射来获取地球表面的信息。雷达传感器的原理是通过发 送微波信号，并接收回波信号来获取地物的位置、形状等。雷达传感器的应用十分广泛，例如地物测绘、气象预报、军事侦察等。 3. 遥感传感器的应用 3.1 土地利用与覆盖分类 遥感传感器可以通过获取不同波段的电磁波信息来实现土地利用与覆盖的分类。通过对地面特征的识别和分类，可以为土地资源的合理管理提供数据支持。 3.2 环境监测与保护 遥感传感器可以通过监测大气、水体、土壤等环境要素的变化来实现环境监测 与保护。例如，通过监测水体中的蓝藻水华来预警水质问题，通过监测森林破坏情况来提供生态保护建议等。
3.3 气象预测与灾害预警 遥感传感器可以通过获取大气中的电磁波信息来实现气象预测与灾害预警。通过监测大气中的云状、温度等信息，可以提前预警暴雨、台风等自然灾害，帮助人们做好相关准备。 3.4 农业资源管理 遥感传感器在农业领域有广泛的应用。通过监测农田的土壤湿度、作物的生长情况等信息，可以帮助农民科学管理农田、调整灌溉计划、提高农作物的产量。 3.5 城市规划与管理 遥感传感器可以通过获取城市地表的信息来实现城市规划与管理。例如，通过获取城市的建筑物密度、交通流量等数据，可以为城市规划和交通管理提供参考。 4. 结论 遥感传感器作为遥感技术的重要组成部分，具有广泛的应用前景。通过光学、红外、雷达等传感器的原理，可以实现对地球表面信息的获取。在土地利用、环境监测、气象预测、农业资源管理和城市规划等领域，遥感传感器都发挥着重要的作用。 通过遥感技术的发展和创新，相信在未来，遥感传感器将不断提高其分辨率、灵敏度和可靠性，为各个领域的应用提供更加精确和全面的数据支持。
遥感应用的基本原理 1. 什么是遥感应用？ 遥感应用是指利用遥感技术获取、处理和分析地球表面上的信息，并用于地质 勘探、农业、林业、环境保护等领域的应用。遥感技术是通过卫星、飞机等远距离获取地球表面信息的一种手段，它能够提供大范围、高分辨率、多时相的地球观测数据。 2. 遥感应用的基本原理 遥感应用的基本原理是利用电磁波与地物之间的相互作用来获取地球表面的信息。当电磁波照射到地球表面上的物体时，不同的地物会对电磁波有不同的响应。这些响应包括反射、散射、吸收等过程，通过监测和分析地面反射回来的电磁波，我们可以获取到地球表面上各种地物的信息。 3. 遥感数据的获取 3.1 传感器 遥感数据是通过遥感传感器来获取的。传感器可以分为主动传感器和被动传感 器两种类型。主动传感器是通过发射电磁波并测量其反射回来的信号来获取地物信息，包括雷达、激光雷达等。被动传感器则是直接接收地球表面发出的电磁波来获取地物信息，包括光学传感器、红外传感器等。 3.2 遥感图像 传感器获取的数据被处理为遥感图像，遥感图像是指用像素表示地物特征的图像。遥感图像可以分为光学图像和雷达图像两种类型。光学图像是通过光学传感器获取的，能够提供颜色和纹理等信息。雷达图像则是通过雷达传感器获取的，能够提供地形和物体结构等信息。 4. 遥感数据的处理与分析 4.1 遥感数据处理流程 遥感数据处理包括预处理、特征提取和分类等步骤。预处理是指对原始遥感图 像进行辐射修正、几何校正和大气校正等操作，以提高图像的质量和准确性。特征提取是指从遥感图像中提取出地物的特征信息，例如植被覆盖度、土地利用类型等。分类是指将地物根据其特征进行分类，以实现对地物的自动识别和分类。
遥感技术中不同传感器的选择和数据处理流 程 遥感技术在现代科学研究和应用中扮演着至关重要的角色。而遥感数据的获取 主要依赖于各种传感器。不同传感器在数据采集和处理方面有着各自的特点和优势。本文将重点探讨遥感技术中不同传感器的选择和数据处理流程。 I. 传感器的选择 在进行遥感数据采集之前，首先需要选择合适的传感器。传感器的选择取决于 所需获取的信息类型和应用场景。以下是最常用的几种传感器类型： 1. 光学传感器 光学传感器是最常见的遥感传感器之一。它们通过接收不同波长的光信号来获 取地物的反射或发射信息。光学传感器广泛应用于植被监测、土地利用和城市规划等领域。 2. 微波传感器 与光学传感器相比，微波传感器可以穿透云层和大气，从而获取更全面的地表 信息。微波传感器主要用于海洋和大气观测，以及对地面地形和土壤湿度等参数的监测。 3. 热红外传感器 热红外传感器测量的是地物辐射的热能。它可以检测地表温度、火灾烟雾等信息。热红外传感器广泛应用于环境监测、灾害预警和能源调查等方面。 4. 雷达传感器
雷达传感器利用发射的微波信号与目标反射波之间的差异来获取目标的位置和 运动信息。雷达传感器主要用于地形测绘、导航和风暴观测等领域。 II. 数据处理流程 在选择了合适的传感器之后，接下来需要进行遥感数据的处理。数据处理流程 一般包括以下几个步骤： 1. 数据获取与校正 首先，需要从传感器中获取原始数据。这些数据可能包含了噪声和干扰，因此 需要进行校正和预处理。校正主要包括几何校正、辐射校正和大气校正等过程。 2. 特征提取与分类 在校正之后，可以从遥感数据中提取有用的特征信息。特征可以是光谱特征、 纹理特征、形状特征等。特征提取之后，可以使用不同的分类算法将地物进行分类。 3. 数据融合与分析 数据融合是将不同类型的遥感数据进行整合，以获取更全面和准确的地物信息。数据融合可以采用像素级融合、特征级融合和决策级融合等方法。融合后的数据可以用于地貌分析、资源调查等领域。 4. 结果验证与应用 最后，需要对处理后的数据进行验证和评估。验证可以采用地面调查、对比分 析等方法来验证处理结果的准确性。经过验证的结果可以应用于环境监测、灾害预警、资源管理等实际应用中。 III. 传感器选择与数据处理流程的关系
简述遥感器的种类 在近几十年来，遥感技术的发展取得了长足的进步，使科学家和工程师能够看到和了解宇宙和地球上发生的更多事情。遥感器是其中最重要的组成部分，它以传感器（sensor）的形式收集和处理宏观和微观数据，以更好地了解物理环境。 遥感传感器基本上分为两大类：光学传感器和微波传感器。光学传感器主要用于检测可见光波段（如红/绿/蓝等）的信号，从而获得光学影像。其中常见的光学传感器包括可见光传感器（videocamera），矩阵（matrix）传感器，红外线传感器（infrared sensor），X射线传感器（X-ray sensor），激光雷达传感器（LIDAR）等。而微波传感器则能够检测及捕捉太空中的极低频波段信号，包括毫米波、X射线等，从而实现地表及地下物质的探测，如温度、湿度、沙尘暴、原子等。常见的微波传感器包括毫米波传感器（millimeter wave sensor）、有源探测器（active detector）、超强探测器（ultrahigh detector）等。 近年来，随着机器人技术和自主航行技术的发展，许多新型遥感传感器也应运而生，以满足复杂环境下的探测需求。其中，气压传感器（barometer）和姿态传感器（attitude sensor）对于机器人的操作及控制系统特别重要，能够记录机器人的高度及航行方向。此外，为了改善自主车辆和机器人的定位能力，近年来GPS技术也迅速发展。GPS传感器可以从卫星接收位置信息，并将其纠正为当地的绝对地理位置坐标数据，从而实现智能导航系统。同时，物质传感器（matter
sensors）也是一种很重要的遥感传感器，它可以用于探测和分析太空中不同物质成分，如气体，悬浮颗粒，臭氧和水汽等，从而为地球环境研究和监测提供有力的支持。 可以看出，近几十年来，科技的进步为遥感技术的深入发展创造了良好的条件，各种新型传感器已得到了广泛的应用。这一技术的发展给人类带来了许多好处，可以帮助我们更好地了解我们所处的物理环境，并开发出更有效的管理和应急解决方法。 总之，遥感传感器在各个领域中起着重要作用，它们包括光学传感器、微波传感器、气压传感器、姿态传感器、GPS传感器及物质传感器等。随着科技的发展，这些传感器的性能持续改进，进而促进遥感技术的发展，以期为人类提供更丰富和深入的信息。
遥感传感器的分类及应用 遥感传感器是遥感技术实现的关键设备，通过感知地球表面物体的辐射信息，将其转化为电信号，再经过信号处理和解译，获取地球表面物体的信息。根据传感器获取的波段不同，遥感传感器可分为光学传感器、热红外传感器、微波传感器和辐射计传感器等。下面将对这些传感器的分类和应用进行详细介绍。 1. 光学传感器： 光学传感器是利用可见光、红外线和紫外线等电磁波进行观测的遥感传感器。根据波长的不同，光学传感器可分为几何光学传感器和光谱光学传感器两类。 - 几何光学传感器：主要用于获取地表物体的几何信息，如高程、表面形态、形状等，常见的传感器有激光扫描仪、全球定位系统（GPS）等。 - 光谱光学传感器：通过感知不同波段的辐射能量，获取地表物体的光谱特征和反射率，常见的传感器有光电成像仪、多光谱仪、高光谱仪等。 光学传感器在土地利用、环境监测、农业生产、城市规划等领域具有广泛应用。例如，农业生产中，利用多光谱仪对作物进行光谱测量，可以实现作物的生长监测、病虫害预警和施肥调控。 2. 热红外传感器： 热红外传感器是使用地物自身辐射的热红外波段信息进行探测的遥感传感器，主要用于获取物体的温度信息和热特性。常见的传感器有热像仪和红外测温仪等。
热红外传感器广泛应用于军事侦察、夜视系统、火灾监测、温室气体排放检测等领域。例如，在环境监测中，利用热像仪可以检测热污染源，指导环境管理和污染治理。 3. 微波传感器： 微波传感器利用地物对微波辐射的响应进行探测，主要用于获取地物的微波反射、散射和辐射特性。根据工作波段的不同，微波传感器可分为多频雷达、合成孔径雷达（SAR）和微波亮温计等。 微波传感器广泛应用于地貌地貌、冰雪覆盖、测风雷达、大气科学等领域。例如，在气象预测中，利用微波辐射计可以获取大气温度、湿度和降水等气象要素。 4. 辐射计传感器： 辐射计传感器主要用于测量地球表面辐射通量，例如太阳辐射、热辐射、长波辐射等。常见的传感器有太阳辐射计、红外辐射计和长波辐射计等。 辐射计传感器主要应用于气候变化研究、能源利用评估、大气物理学等领域。例如，在气候研究中，利用太阳辐射计可以测量太阳辐射的能量和分布，进而研究气候变化和气候模型。 综上所述，遥感传感器根据波段的不同可以分为光学传感器、热红外传感器、微波传感器和辐射计传感器等。这些传感器在土地利用、环境监测、农业生产、城
遥感工作原理 一、引言 遥感技术是通过获取地球表面的电磁辐射能量，并对其进行记录、分析和解释，以获得地球表面信息的一种科学技术。遥感工作原理是指利用遥感技术获取地球表面信息的基本原理和方法。本文将从遥感的基本原理、遥感数据的获取与处理、遥感应用等方面进行阐述。 二、遥感的基本原理 遥感的基本原理是通过感知地球表面的电磁辐射能量，并将其转化为数字或图像信息。主要包括以下几个步骤： 1. 辐射能量的发射与传播：地球表面发射出的电磁辐射能量在大气中传播，包括可见光、红外线、微波等多个波段的辐射能量。 2. 辐射能量的接收与记录：遥感传感器接收地球表面的辐射能量，并将其转化为电信号。不同的传感器对应不同的波段，可以获取不同类型的遥感数据。 3. 遥感数据的处理与分析：通过对遥感数据进行处理、分析和解释，可以提取出地表特征信息，如地表温度、植被覆盖度、水体分布等。 三、遥感数据的获取与处理 遥感数据的获取与处理是遥感工作的核心环节。主要包括以下几个
步骤： 1. 遥感数据的获取：遥感数据可以通过卫星、航空器或地面传感器等多种方式获取。卫星遥感是最常用的获取方式，通过卫星携带的传感器获取地表信息。 2. 遥感数据的预处理：由于遥感数据受大气、地表条件等因素的影响，需要对数据进行预处理，包括大气校正、辐射校正等步骤，以提高数据的精度和可靠性。 3. 遥感数据的分类与解译：通过遥感数据的分类与解译，可以将遥感影像分为不同的类别，如植被、水体、建筑等。这样可以更好地了解地表特征及其空间分布。 四、遥感应用 遥感技术在各个领域都有广泛应用。以下是几个典型的遥感应用领域： 1. 农业：通过遥感技术可以监测农作物的生长情况、土壤湿度、气候变化等信息，帮助农民科学种植，提高农作物产量。 2. 环境保护：通过遥感技术可以监测水体污染、土地退化、森林砍伐等环境问题，及时采取措施保护环境。 3. 城市规划：遥感技术可以提供城市地表的空间信息，帮助规划师
SPOT卫星 SPOT卫星是法国空间研究中心〔ES〕研制的一种地球观测卫星系统。“SPOT〞系法文Systeme Probatoire d’Observation dela Tarre的缩写，意即地球观测系统。 目录 1卫星简介 2卫星参数 2.1 轨道参数 2.2 观测仪器 2.3 数据参数 2.4 谱段参数 2.5 数据应用X围 3传感器特点 4开展历程 4.1 SPOT-1 4.2 SPOT-4 4.3 SPOT-5 1卫星简介 Spot系列卫星是法国空间研究中心，〔ES〕研制的一种地球观测卫星系统，至今已发射Spot卫星1-6号，1986年已来，Spot已经承受、存档超过7百万幅全球卫星数据，提供了准确、丰富、可靠、动态的地理信息源，满足了制图、农业、林业、土地利用、水利、国防、环境、地质勘探等多个应用领域不断变化的需要。[1] 2卫星参数
轨道参数 Spot卫星采用高度为830km，轨道倾角为98.7度的太阳同步准回归轨道,通过赤道时刻为地方时上午10：30，回归天数〔重复周期〕为26d。由于采用倾斜观测，所以实际上可以对同一地区用4～5d的时间进展观测。 观测仪器 Spot1，2，3上搭载的传感器HRV采用CCD〔charge coupled device )S作为探测元件来获取地面目标物体的图像。HRV具有多光谱XS具和PA两种模式，其余全色波段具有10m的空间分辨率，多光谱具有20m的空间分辨率。Spot4上搭载的是HRVIR传感器和一台植被仪。pot5上搭载包括两个高分辨几何装置〔HRG〕和一个高分辨率立体成像装置〔HRS〕传感器。[1] 数据参数 Spot的一景数据对应地面60km×60km的X围，在倾斜观测时横向最大可达91Km，各景位置根据GRS〔spot grid reference systerm)由列号K和行号J的交点〔节点〕来确定。各节点以两台HRV传感器同时观测的位置根底来确定，奇数的K对应于HRV1，偶数的K 对应于HRV2。倾斜观测时，由于景的中心和星下点的节点不一致，所以把实际的景中心归并到最近的节点上。[1] 谱段参数 1〕绿谱段〔500～590nm〕：该谱段位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，同时位于水体最小衰减值的长波一边，这样就能探测水的混浊度和10～20m的水深。 2〕红谱段〔610—680nm〕：这一谱段与陆地卫星的MSS的第5通道一样〔专题制图仪TM仍然保存了这一谱段〕，它可用来提供作物识别、裸露土壤和岩石外表的情况。 3〕近红外谱段〔790—890nm〕：能够很好的穿透大气层。在该谱段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑。尽管硅的光谱灵敏度可以延伸到1100urn，但设计时为了防止大气中水汽的影响，并没有把近红外谱段延伸到990nm。同时，红和近红外谱段的综合应用对植被和生物的研究是相当有利的。 该系统的多谱段图像配准精度相当高，通常采用二向色棱镜进展光谱别离，粗制多谱段图像的配准精度误差小于0.3个象元。[2]