【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 航天遙感 —高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 第六節(jié) 高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 （ IKONOS） 依科諾斯衛(wèi)星是美國(guó) Spaceimage公司于 1999年 9月發(fā)射的高分辨率商用 衛(wèi)星，衛(wèi)星飛行高度 680km， 每天繞地球 14圈，星上裝有 SpaceImaging空間 成像儀掃描寬度為 11km， 可采集 1m分辨率的黑白影像和 4m分辨率的多波段 (紅、綠、藍(lán)、近紅外 )影像，重訪周期為 3天。由于其分辨率高、覆蓋周期 短，故在軍事和民用方面均有重要用途。 （ QuickBird） 美國(guó) EarthWatch衛(wèi)星搭載的傳感器，共有 5個(gè)波段，其中 4個(gè)多譜段， 1 個(gè)全色波段，光譜范圍為 450nm— 900nm， 空間分辨率最高可達(dá) 。 （ Orb View1） 美國(guó) Orbital Sciences衛(wèi)星的 Orb View1 ， 衛(wèi)星軌道高度為 460km， 共有 5個(gè)波段 ， 其中 4個(gè)多譜段 （ 8米分辨率 ） ， 1個(gè)全色波段 （ 1米 、 2米分 辨率 ） ， 光譜范圍與 QuickBird相同 。 以上為典型的高空間分辨率衛(wèi)星及搭載的傳感器 。 第四章 航天遙感 —高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 IKONOS 衛(wèi)星及其傳感器主要成像參數(shù) 波段 全色波段 多光譜 分辨率 1米 4米 波長(zhǎng) 450900nm 藍(lán)： 450530nm 綠： 520610nm 紅： 640720nm 近紅外： 770880nm 量化值 11 位 成像模式 單景 11公里 X 11公里 軌道高度 680公里 重訪周期 3天 第四章 航天遙感 —高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 成像方式 推掃式成像 傳感器 全波段 多光譜 分辨率 （星下點(diǎn)） （星下點(diǎn)） 波長(zhǎng) 450900nm 藍(lán)： 450520nm 綠： 520600nm 紅： 630690nm 近紅外： 760900nm 量化值 11 位 成像模式 單景 X 條帶 X 165公里 軌道高度 450公里 重訪周期 1 – 6天 （ 70厘米分辨率，取決于緯度高低） QuickBird 傳感器主要成像參數(shù) 第四章 航天遙感 —高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 ： ?多光譜 （ Multispectral） ： 光譜分辨率在 101?m數(shù)量級(jí)范圍內(nèi) ， 傳感器在可見光和近紅外范圍內(nèi) 僅有工作幾個(gè)波段 ， 如美國(guó)的陸地衛(wèi)星 TM和法國(guó)的 SPOT等 。 ?高光譜 （ Hyperspectral） ： 光譜分辨率在 102?m數(shù)量級(jí)范圍內(nèi) ， 且波段的連續(xù)性強(qiáng) ， 在可見光到 近紅外光譜區(qū)光譜通道多達(dá)數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè) ， 能夠?qū)δ繕?biāo)成像又可以測(cè) 定目標(biāo)物的波譜特性 ， 可以極大地提高地物類型的識(shí)別能力 ， 并反演一些 定量的地物參數(shù) ， 如植物的理化特性 。 第四章 航天遙感 —高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 ?成像光譜技術(shù)： 是目前高光譜技術(shù)的核心技術(shù) ， 它將成像技術(shù)和光譜技術(shù)結(jié)合在一起 ， 在對(duì)對(duì)象進(jìn)行光譜特征成像的同時(shí) ， 對(duì)每個(gè)象元經(jīng)色散分光形成幾十個(gè)甚 至上百個(gè)窄波段以進(jìn)行連續(xù)的光譜覆蓋 ， 獲得的圖象同時(shí)包含豐富的空間 、 輻射和光譜三重信息 。 目前 ， 世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家都在研制成像光譜衛(wèi)星 。 ? MODIS（ Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer） ： 美國(guó) EOS計(jì)劃中的成像光譜儀 ， 是 Terra衛(wèi)星 （ 以前叫 EOS AM1） 所帶的 5個(gè) 傳感器之一 ， 每 1?2天可以覆蓋全球一次 ， 具有對(duì)全球觀測(cè)的能力 。 ? 有 36個(gè)譜段 ， 按不同的應(yīng)用目的 （ 陸地 、 海色 、 大氣水蒸汽 、 大 氣溫度等 ） 分為 11個(gè)大類 ， 波譜范圍從 181。m 到 181。m ? 空間分辨率： 250m（ band 12） ， 500（ band 37） ， 1000m（ band 836） ? 除 Terra外 ， Aqua（ 原名 EOSPM） 也裝有 MODIS傳感器 。 Terra上午 10:30由北向南 （ 降軌 ） 過赤道； Aqua下午 1:30由南向北 （ 升軌 ） 過赤道 ?數(shù)據(jù)政策：免費(fèi) 第四章 航天遙感 —高分辨率衛(wèi)星及其傳感器 由 NASA主要研制的 EO1高光譜衛(wèi)星 ， 星上搭載了先進(jìn)陸地成像儀 ALL和 高光譜成像儀 Hyperi ?m， 光譜范圍在 ??m， 共有 486個(gè)波段 ， 空間分 辨率為 30米 。 此外還有 Orbview NEMO、 ASTER， 歐空局的 MERIS和澳大利亞的 ARIES衛(wèi)星等 ， 標(biāo)志著成像光譜技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用化階段 。 5. 當(dāng)前美國(guó)民用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的限定政策 ? 全色： ? 多光譜： 2m空間分辨率 ? 高光譜：產(chǎn)品 8m分辨率，原始數(shù)據(jù) 20m分辨率 ? SAR： 3m分辨率 第四章 航天遙感 —復(fù)習(xí)思考題 1． 了解 Landsat ETM+的光譜段和地面分辨力特征 、 回歸周期 、 掃描寬度等 。 2． 了解 SPOT— HRVIR,HRG的光譜段和地面分辨力特征 、 回歸周期 、 掃描寬度 3． 了解 NOAAAVHRR、 IRS、 CBERS、 IKONOS、 QUICKBIRD、 MODIS等衛(wèi)星傳感 器的特點(diǎn) 。 第五章 遙感數(shù)字圖象處理 —數(shù)字圖象與數(shù)字圖象處理系統(tǒng) 第一節(jié) 數(shù)字圖象與數(shù)字圖象處理系統(tǒng) ： 對(duì)模擬圖象進(jìn)行采樣獲得數(shù)字圖象 。 ? 模擬圖象：灰度和顏色連續(xù)變化； ? 數(shù)字圖象：模擬圖象經(jīng)采樣和量化后成為一幅由一系列灰度值不連續(xù)的 、 按行列有規(guī)律地排列的像元組成的圖象 。 ? 模擬圖象到數(shù)字圖象的轉(zhuǎn)化 （ A/D轉(zhuǎn)換 ） ：包括采樣和量化兩個(gè)過程： ?采樣：位置離散化 ， 將模擬圖象按縱橫兩方向分割為若干個(gè)形狀 、 大小 相同的像元 ， 即等間隔取樣成離散值 ， 各像元的位置其所在的行 和列表示 ， 一幅圖象可以表示成一個(gè)矩陣； 采樣周期： 相鄰兩個(gè)像元中心的間距 。 香農(nóng) （ Shannon） 采樣原理： 以模擬波形中所含最大頻率的倒數(shù)的 1/2為 周期進(jìn)行采樣 ， 將不產(chǎn)生信息的損失 。 灰度、顏色的連續(xù)分布 模擬圖象 數(shù)字圖象 采樣 列號(hào) 行號(hào) 第五章 遙感數(shù)字圖象處理 —數(shù)字圖象與數(shù)字圖象處理系統(tǒng) ?量化：以每個(gè)像元的平均灰度或中心部分的灰度作為該像元的灰度值的 處理過程 。 數(shù)字圖象中的像元值可以是整型 、 實(shí)型和字節(jié)型 。 為了節(jié)省存儲(chǔ)空間 ， 字節(jié)型最常用 ， 即每個(gè)像元亮度記錄為一個(gè)字節(jié) （ byte） ， 8bit。 ： ? 數(shù)據(jù)輸入：各種數(shù)據(jù)格式圖象輸入 、 變換 。 ? 彩色合成：分析信息量 ， 選擇合理的彩色合成方案 。 ? 數(shù)據(jù)處理： ? 校正：輻射校正 、 幾何校正 。 ? 圖象增強(qiáng)：頻域和空域增強(qiáng) ， 包括彩色增強(qiáng) 、 反差增強(qiáng) 、 比值增強(qiáng) 、 濾波等等 。 ? 再生 （ 復(fù)原 ） ：平滑等 。 ? 變換：增強(qiáng)變換 、 主成分變換 。 ? 分類：有監(jiān)分類 、 無監(jiān)分類 。 ? 制圖輸出：比例尺變換 、 注記 、 公里網(wǎng) 、 疊加矢量圖 、 圖象格式變換等 。 第五章 遙感數(shù)字圖象處理 —數(shù)字圖象與數(shù)字圖象處理系統(tǒng) ： ? 原始信息精確保存：無論拷貝多少次 ， 原始數(shù)據(jù)都能精確保存下來； ? 處理的可重復(fù)性：用同一種方法對(duì)同一圖象進(jìn)行處理多次 ， 都可以得到 相同的效果； ? 能充分利用遙感圖象信息：對(duì)圖象灰度可分解為多級(jí) ， 可以檢測(cè)出圖象 的微小細(xì)節(jié) ， 并能對(duì)圖象信息作定量分析； ? 處理周期短 ， 速度快 ， 適于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析 ， 和各種處理方法進(jìn)行比較； ? 處理方法多樣：以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ) ， 方法廣泛；便于提取特征信息； ? 圖象處理的結(jié)果可以直接以數(shù)字化形式提供給用戶 ， 或無限度可重復(fù)輸出 。 第五章 遙感數(shù)字圖象處理 —圖象預(yù)處理 第二節(jié) 圖象預(yù)處理 : 傳感器獲得和記錄的遙感信息是經(jīng)過概括和簡(jiǎn)化了的不連續(xù)的瞬時(shí)二維 平面的信息，由于： ? 傳感器本身的缺陷； ? 平臺(tái)的姿態(tài)； ? 感知和傳輸中大氣的影響； ? 地形的影響以及其它因素的干擾 獲得的遙感數(shù)據(jù)含有光譜和幾何特征上的失真和畸變。因此，原始的遙感數(shù) 據(jù)必須經(jīng)過預(yù)處理，消除幾何和光譜畸變，即通過必要步驟進(jìn)行圖象復(fù)原。 圖像的復(fù)原旨在消除圖像在整個(gè)成像過程中產(chǎn)生的像質(zhì)褪化和各種畸變， 盡可能使圖像恢復(fù)到更接近于客觀實(shí)體的真實(shí)圖像。 第五章 遙感數(shù)字