遥感作业

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遥

感

概

论

作

业

学院：地质与环境学院

班级：环境工程1101班

姓名：刘茜

学号：1109050106

2 一.航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？

1.航天遥感(space remote sensing)是利用搭载在人造地球卫星、探测火箭、宇宙飞船和航天飞机等航天平台上的传感器对地表进行的遥感。

人造地球卫星特点：首先靠近赤道，低纬度地区，利用地球自传速度的特点，利于发射。它发射上天后，可在空间轨道上自动运转数年，不需要供给燃料和其他物资。

探测火箭：探空火箭一般为无控制火箭，具有结构简单、成本低廉、发射方便等优点。它更适用于临时观察短时间出现的特殊自然现象（如极光、日食、太阳爆发等）和持续观察某些随时间、地点变化的自然现象(如天气)。

宇宙飞船的特点：防辐射，保温，抗高温抗低温（跟保温不同），密封，是运载人或货为目的具有推进系统的太空飞行器。由于是一次性使用，所以系统相对简单，可靠性较高。

航天飞机的特点：航天飞船结构相对简单适用，维修方便、周期短、不需要专用跑道、节约费用，航天飞机结构相对复杂、要求较高、需专用跑道、维修费用高、周期长而且危险性相对高了许多。

其中人造卫星是最常用的平台，因为它发射上天后，可在空间轨道上自动运转数年，不需要供给燃料和其他物资。

2.常用航天遥感系统：

（1）陆地卫星Landsat系列

（2）SPOT系列

3 （3）气象卫星系列

（4）海洋卫星系列

（5）地球资源卫星

(1)陆地卫星Landsat系列

ndsat轨道参数

ndsat卫星的传感器

卫星类型 传感器 波长 Band #s 图幅 分辨率

L 1-4 MSS

ulti-spectral 0.5 - 1.1 µm 1, 2,

3, 4

185 X

185 km 60

meter

L 4-5 TM

multi-spectral 0.45 - 2.35

µm 1, 2,

3, 4,

5, 7 30

meter

L 4-5 TM thermal 10.40 -

12.50 µm 6 120

meter

4 L 7 ETM+

multi-spectral 0.450 - 2.35

µm 1, 2,

3, 4,

5, 7 30

meter

L 7 ETM+ thermal 10.40 –

12.50 µm 6 60

meter

L 7 Panchromatic 0.52-0.90 µm 8 15

meter

多光谱扫描仪（MSS）

多光谱扫描仪（Multispectral Scanner, MSS)是一种多光谱段光学——机械扫描仪。

通道号 光谱段颜色 波长范围/μm

MSS4 绿 0.5～0.6

MSS5 红 0.6～0.7

MSS6 红～近红外 0.7～0.8

MSS7 近红外 0.8～1.1

MSS8 远红外 10.4～12.6

5 专题制图仪（TM）

专题制图仪（Thematic Mapper，TM）是第二代多光谱段光学——机械扫描仪，是在MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。

增强型专题制图仪 (ETM+)

ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) 是第三代推帚式扫描仪，是在TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。ETM+比Thematic

Mapper(TM) 在红外波段的分辨率更高。

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ETM+各波段主要作用

 Band 1蓝绿波段0.45-0.52，用于水体穿透,分辨土壤植被

 Band 2绿色波段0.52-0.60，植被

 Band 3红色波段0.63-0.69，处于叶绿素吸收区域, 用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好

 Band 4近红外0.76-0.90，用于估算生物数量, 尽管这个波段可以从植被中区分出水体，分辨潮湿土壤，但是对于道路辨认效果不如TM3

 Band 5中红外1.55-1.75，用于分辨道路/裸露土壤/水, 它还能在不同植被之间有好的对比度, 并且有较好的穿透大气、云雾的能力。

 Band 6热红外10.40-12.50，感应发出热辐射的目标。

 Band 7中红外2.09-2.35，对于岩石/矿物的分辨很有用, 也可用于辨识植被覆盖和湿润土壤。

 Band 8微米全色0.52-0.90，得到的是黑白图象, 分辨率为15m,

7 用于增强分辨率, 提供分辨能力。

图1 北京市遥感卫星影像图（由3景ETM+数据镶嵌而成）

(2) SPOT系列

a.SPOT-1的轨道参数

标称轨道高度 832 km

轨道倾角 98.7°

运行一圈的周期 101.46 min

日绕总圈数 14.19圈

重复周期 26 d

降交点地方太阳时 10:30(±15min)

HRV地面扫描宽度 60 km

舷向每行像元数 3 000/6 000 个

b.SPOT的传感器——HRV

 HRV（High Resolution Visible range instrument）是一种线

8 阵列推扫式扫描仪。

 探测元件为4根平行的CCD线列，每根探测一个波段，每线含3 000（HRV1～3）或6 000（PAN波段）个CCD元件。在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜。

图2 HRV结构示意图

高分辨率可见光扫描仪（HRV）有三个多谱段通道

光谱段 光谱特性 分辨率

0.50~0.59 μm 绿 20 m

0.61~0.68 μm 红 20 m

0.79~0.89 μm 近红外 20 m

0.51~0.73 μm 绿—红全波段 10 m

HRV图像具有以下特点：

（1） 垂直图像每幅为近于正方形的菱形，个边对应地面长度为

9 60km。

（2） 在正常情况下以垂直观测图像覆盖全球；在有某些特殊要求时，也可以调整瞄准轴而获得一些倾斜观测图像。

（3） 相邻轨道垂直图像间的旁向重叠，在赤道上是4.3km左右，越像两极走，这种重叠越大；在垂直观测时，两台HRV的图像之间重叠3km，固定不变。

（4） SPOT处在不同轨道上时，可对同一地区从不同角度观测成像，得到立体像对，这有利于摄影测量、地学、及水文等方面的研究。

（5） 地面几何分辨率较高，多波段为20m，全色为10m.

图3 釜山遥感影像图（SPOT5）

10 (3)气象卫星系列

气象卫星是广泛应用于国民经济领域和军事领域的一种卫星，是太空中的自动化高级气象站。它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。

例1：（一）美国的诺阿NOAA卫星系列——当代:低轨气象卫星的代表

特征：近圆形太阳同步轨道，轨道高度为833-870km，轨道倾角99.092度，运行周期为102min。两颗NOAA组成的双星系统，每天可对同一地区获得4次观测数据。当卫星在833KM高度上时，其对地扫描宽度约为2399 Km。

NOAA传感器：（1）AVHRR（高分辨率扫描辐射计）；（2）TIROS（泰罗斯垂直分布探测仪）。

图4 NOAA-14图像

11 例2 风云一号卫星系列

 轨道特征：FY-1A和FY-1B均采用近圆形、近极地、太阳同步轨道，高度900km；FY-1C为三轴稳定太阳同步极地轨道，轨道高度870km。

 传感器：FY1（A、B）上将有2台甚高分辨率扫描辐射计，与NOAA的AVHRR很相似。

图5 北半球图像

(4)海洋卫星

 自美国1978年6月22日发射世界上第一颗海洋卫星Seasat-A以后，苏联、日本、法国和欧洲空间局等相继发射了一系列大型海洋卫星。这些卫星一般搭载有光学遥感器（如水色扫描仪、主动区微波遥感器、散射计、SAR等）和被动式微波遥感器等多种海洋遥感有效载荷，可提供全天时，全天候海况实时资料。

 海洋卫星主要用于海洋温度场，海流的位置、界线、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、

12 海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。

 2002年5月和2007年4月，中国海洋水色卫星海洋一号A和海洋一号B分别成功发射，海洋动力环境卫星海洋二号预计于2009发射，海洋综合探测卫星海洋三号也已进入预先研究阶段。

例 加拿大“雷达卫星”(RADARSAT)是加拿大空间局负责研制的新型雷达遥感卫星，是一项由国家、私人企业和国际伙伴合作开展的对地观测计划，radarsat-1于1995年11月发射。卫星带有先进的合成孔径雷达，有多种波束和入射角，为用户提供了较大灵活性。虽然轨道重复周期是24天，但通过选择工作模式，控制成像幅宽，可每天覆盖北极地区(73°n以北)，约3天可覆盖整个加拿大，也可为某些用户提供7天的重复观测。卫星的合成孔径雷达有很强的工作能力和数据处理能力，在每一轨道期间(101分钟)最多观测时间是28分钟，一般是连续观测15分钟。合成孔径雷达有5种工作模式，用户可根据不同需要提出要求，通过地面控制指令改变扫描幅宽和分辨率来满足用户要求。

表1 radarsat合成孔径雷达主要特性

项 目 特性参数

频率/ghz 5.3(c波段)

射频带宽/mhz 11.6，17.3，30.0