第三章 遥感成像原理与图像特征

❖ 经探测器输出视频信号。 ❖ 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。
缝隙式摄影机
镜头转动式摄影机
3.1.1 摄影类传感器分类
➢ 全景摄影畸变：相片两端的地表景物被压缩。
3.1.1 摄影类传感器分类
3. 多光谱摄影机
多光谱摄影机指对同一地区，在同一瞬间摄取多 个波段影像的摄影机。采用多光谱摄影的目的 ，是充分利用地物在不同光谱区，有不同的反 射特征，来增加获取目标的信息量，以便提高 影像的判读和识别能力。
❖ 又由于扫描总视场为 11.56°，地面宽度为185km，因 此扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，其地面范 围为 474m * 185km。
❖ 又因扫描周期为73.42ms，卫星速度（地速）为 6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星往前正好移动 474m，因此扫描线恰好衔接。
❖ 自西往东对地面的有效扫描时间为33ms，即在33ms内扫描 地面的宽度为185km，按以上宽度计算，每9.958 μs内扫描 镜视轴仅在地面上移动了56m，因此采样后的MSS像元空间 分辨率为56m * 79m （Landsat为68m * 83m）。
四、 ETM+增强型专题制图仪
表3-4
波段号 类型
1
Blue-Green
波谱范围 /um 0.450-0.515
地面分辨率 30m
2
Green
0.525-0.605
30m
3
Red

3、 红外滤光片
吸收全部的可见光，透过红外波段，用于红外黑白摄影。
（四）航空摄影种类
１、按航摄仪主光轴与铅垂线的关系分类
垂直摄影
摄影时，二者夹角＜3 ，所获得的象片为水平航空象片。 象片中影像与地物保持一定的几何关系，一般情况下不会出 现地物间的遮蔽现象，有利于各种地理要素（方位、距离、面 积等）的量测和成图。
4、太阳同步
太阳同步轨道是能使卫星以同一地方时飞过成像地区上空，成像地 区在每次成像时都处于相同的太阳光照条件，便于监测地物的变化情况。 如：Landsat 每次经过北京上空时为上午10点左右。
轨道倾角
定义： 卫星轨道平面与赤道面之间的夹角。
度量：
卫星经过升交点 方 向的轨道面，顺时 针转到赤道面的夹 角。
升交点：北上
降交点：南下
太阳同步
光照角β : 卫星 轨道面至太阳至 地心连线间的夹 角。
太阳同步：光照 角不随地球绕太 阳公转而改变。
光照角变化对遥感其观测 地面时的太阳光照角度有 关，必须进行……
在航摄仪内部，利用分光镜与反射镜，使进入单镜头的 光束通过分光镜分出四个波段的色光。每个波段对应一个摄 影箱。摄像时，在感光片上成像并曝光，最后得到同一地物 四组不同波段的影像。
由于光束在分离过程中有一部分能量被损失，而且在不 同波段的损耗量不等，所以这种摄影仪取得的多光谱像片的 影像质量会受到不同程度的影响。
（二）感光片
感光片俗称胶片或胶卷。摄影用的胶片根据其感光特性可分 为黑白胶片、彩色胶片和彩色红外胶片。
１、黑白胶片
全色胶片：感光范围0.4～0.7μm 地物在黑白胶片上影像的密度与
全色红外胶片:
0.4～0.8μm 其反射太阳的能力大小成正比

多镜头组合型：在同一架相机上装置多 个镜头，配以不同波长的滤光片，在一 张大胶片上拍摄同一地物不同波长的影 象。 *光束分离型：是用一个镜头，利用分光 装置将不同波段在各焦平面上记录影象。 （三）数码摄影机 成像原理同一般摄影机，所不同的是其 记录介质不是感光胶片，而是光敏电子 元件。
摄影就是通过成像设备获取物体影 象的技术。传统摄影是依靠光学镜头及 放置在焦平面的感光胶片来记录物体影 像；数字摄影则通过放置在焦平面的光 敏元件，以数字信号来记录物体的影象。 航空摄影波长范围（ 0.3-0.9 ），又 可细分为近紫外摄影、可见光摄影、近 红外摄影、多光谱摄影。
一、摄影机 摄影机是成像遥感最常用的传感器， 地面平台、航空平台、航天平台均使用 （一）分幅式摄影机 遥感探测和制图经常使用分幅式摄影机， 像幅通常有 23cm×23cm 和 18cm×18cm 。 在摄影机中，镜头是构成光学影象的主 体，直接影响着航片的性能，有三个技 术指标来衡量——焦距、像角、镜头分 辨率





卫星携带有CCD高分辨率相机、红外多光谱扫 描仪和宽视场成像仪三种传感器。其中CCD相 机的波段与Landsat4、5的专题绘图仪基本相同， 也包括四个单波段和一个全色波段。 高分辨率CCD相机的技术参数 0.45-0.52 0.52-0.59 0.63-0.69 0.77-0.89 全色波段（0.51-0.73） 空间分辨率为19.5m

1、焦距（f） 航空摄影原理同透镜成像，透镜成像中， 1/D+1/d=1/f 比例尺计算公式为1/M=ab/AB=d/D 在航空摄影中，高度一般在1000m以上， d与D相差极大，1/D可忽略不计，因此 d=f，D为航高H，则1/M=f/H.

[从赤道始顺时针计算]；当α=0°，即轨道面与 赤道面重合时，卫星便绕着赤道运行，如果再 将运行周期设计为23时56分4秒，正好等于地球 自转一圈的时间，这样这颗卫星轨道便与地球 同步；这时在地球赤道上的人们看到的这颗卫 星始终是停留在头顶上。所以，与地球同步的 卫星又叫“静止卫星”称这样的轨道为静止轨 道。
三、摄影成像
• 1.航空像片与航空图像
• 2.摄影的一般知识
• • • 2.1航摄仪简介 2.2摄影过程 2.3感光材料的基本特性
• 3.航空摄影种类
• 4.航空相片的几何特征
• 5.航空相片的物理特征 • 6.航空相片质量评定
2.1摄影一般过程
2.2航摄仪（单镜头、双镜头、四、九 镜头）
航摄仪
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 • • • • • 一、遥感平台 二、卫星系列(据服务内容分如下系列） 1.气像卫星系列 2.海洋卫星系列 3.陆地卫星公里多在 700~900公里Land sat SPOT MOS 等， 还有大于36000公里的位于赤道上空的静 止卫星。 • 航空平台 100米~10公里 • 地面平台 0~50米
像场角（2β）—底片最长对角两端点与镜头中心 连线所夹角[由此分为常角、宽角、特宽角仪器]
四、感光材料的一般知识 • 1.感光材料的基本成分与结构 • 2.感光材料的物理性质
4.1感光材料 • 目前摄影方面广泛使用的感光材料有两 大类，一类是摄影用的另一类是印像用 的。前者所得影像的黑白程度与被摄物 体的明暗情况相反，故称其为负性感光 材料；习惯上称负片（底片）。后者， 是用已经摄影的负片印放而取得影像的 感光材料，所得到的影像黑白程度与原 物体的明暗情况基本一致，故称其为正 性感光材料和正片（像片）。