1、12高度：高度：150-36000千米，包括千米，包括航天飛機（航天飛機（300KM）、極軌）、極軌衛星（衛星（700-900KM）、地球）、地球同步軌道衛星（同步軌道衛星（36000KM）高度：高度：0-50米，車、船、塔等米，車、船、塔等高度：百米高度：百米-萬米不萬米不等，低、中、高空等，低、中、高空飛機，以及飛艇、飛機，以及飛艇、氣球等。氣球等。3.1遙感平臺 遙感中搭載遙感器（傳感器）的工具稱為遙感平臺，是遙感中搭載遙感器（傳感器）的工具稱為遙感平臺，是傳感器賴以工作的場所，平臺的運行特征及其穩定狀況直接傳感器賴以工作的場所，平臺的運行特征及其穩定狀況直接影響傳感器的性能和遙感資料的

2、質量。影響傳感器的性能和遙感資料的質量。3按航天遙感平臺的服務內容，可分為按航天遙感平臺的服務內容，可分為1）氣象衛星系列）氣象衛星系列2）陸地衛星系列）陸地衛星系列3）海洋衛星系列）海洋衛星系列 4航天遙感航天遙感特點特點：觀察范圍大，發現宏觀、整體的特征；觀察范圍大，發現宏觀、整體的特征；效率高于航空遙感；效率高于航空遙感；獲取同樣數量的數據時，費用較低；獲取同樣數量的數據時，費用較低；適于動態監測；適于動態監測；分辨率一般低于航空遙感，但已在逐步改善分辨率一般低于航空遙感，但已在逐步改善5遙感衛星的姿態與軌道參數姿態描述：姿態描述：（1）三軸傾斜：）三軸傾斜：滾動：滾動：橫向搖擺；橫向搖

3、擺；俯仰俯仰（俯角）：縱向搖擺；（俯角）：縱向搖擺；偏航偏航（航偏角）：（航偏角）：偏移運行軌道偏移運行軌道（2）振動振動：非系統性的不穩定振動：非系統性的不穩定振動影響數據質量，使用數據前需進行幾何糾正影響數據質量，使用數據前需進行幾何糾正6衛星空間軌道及其運行特征：開普勒定律 衛星在空間運行，遵循天體運動的開普勒三定律。（1 1）開普勒第一定律）開普勒第一定律 星體繞地球（或者太陽）運動的軌道是一個橢圓，地球（太陽）位于橢圓的一個焦點上。 軌道離地最近的點稱近地點近地點，反之為遠地點遠地點。7開普勒定律（1）2eaa遠地點太陽 b近地點地球軌道8（2）開普勒第二定律 從地心或者太陽中心到星

4、體的連線（星體向徑），在單位時間掃過的面積相等（面積速度守恒）。衛星在離地近的地方經過時的速度要快些，在離地遠的地方運行的速度要慢些。a遠地點近地點Minor axisMajor axisvpvaRpra 9（3）開普勒第三定律 開普勒第三定律，也稱調和定律（周期定律）：是指繞以太陽為焦點的橢圓軌道運行的所有行星，其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個常量。這里，a是行星公轉軌道半長軸，T是行星公轉周期，K是常數，其大小只與中心天體的質量（M)有關。（1 1）軌道傾角）軌道傾角 軌道平面與地球赤道平面的夾角：軌道平面與地球赤道平面的夾角：衛星軌道上升時由赤道平面反時針旋轉到軌道平面的夾角

5、。衛星軌道參數衛星軌道參數（2）升交點赤經）升交點赤經 衛星由南向北運行時經過赤道平面的那一點，叫“升交點” ；該點離春分點的經度值就是升交點赤經。（3）近地點幅角）近地點幅角 地心與升交點連線和地心與近地點連線之間的夾角。由于入軌后其升交點和近地點是相對穩定的，所以近地點幅角通常是不變的，它可以決定衛星在軌道平面內的方位。11遙感衛星的軌道類型遙感衛星的軌道類型地球同步軌道地球同步軌道（Geosynchronous satellite orbit ）衛星的軌道周期等于地球在慣性空間中的自轉周期（23小時56分4秒），且方向與之一致，衛星在每天同一時間的星下點軌跡相同，當軌道與赤道平面重合時叫

6、做地球靜止軌道，即衛星與地面的位置相對保持不變。能夠長時間觀測特定地區，衛星高度高，能將大范圍的區域能夠長時間觀測特定地區，衛星高度高，能將大范圍的區域同時收入視野，應用于氣象和通訊領域同時收入視野，應用于氣象和通訊領域太陽同步軌道太陽同步軌道（ sun-synchronous satellite orbit ）：）：衛星的軌道面以與地球的公轉方向相同方向而同時旋轉的近衛星的軌道面以與地球的公轉方向相同方向而同時旋轉的近圓形軌道。圓形軌道。1213（1）框幅式攝影機）框幅式攝影機主要由收集器，物鏡和探測器，感光膠片組成。主要由收集器，物鏡和探測器，感光膠片組成。成像原理：成像原理：是在某一個攝

7、影瞬間獲得一張完整的像片，一張像片上的所有像點共用一個攝影中心和同一個像片面。16（2）縫隙式攝影機縫隙式攝影機v=V*f/H, f為焦距為焦距 又稱為推掃式攝影機或航帶攝影機。 在飛機或衛星上，攝影瞬間所獲取的影像，是與航線方向垂直且與縫隙等寬的一條線影像。 投影性質多為中心投影。17又稱掃描攝影機或搖頭攝影機。又稱掃描攝影機或搖頭攝影機。在物鏡的焦面上平行于在物鏡的焦面上平行于飛行方向設置一條狹縫，并隨物鏡作垂直于航線方向掃描，飛行方向設置一條狹縫，并隨物鏡作垂直于航線方向掃描，得到一幅掃描成像的圖象。（掃描攝影機）得到一幅掃描成像的圖象。（掃描攝影機）物鏡擺動的幅面很大，能將航線兩邊的地

8、平線內的影象物鏡擺動的幅面很大，能將航線兩邊的地平線內的影象都攝入底片。都攝入底片。-（全景攝影機）（全景攝影機）（2）全景攝影機）全景攝影機鏡頭轉動式攝影機鏡頭轉動式攝影機18焦距長焦距長，可達，可達600mm；幅面大幅面大，23cm(長長)*128cm（寬）；（寬）；掃描視場大掃描視場大，可達，可達180度；度；全景畸變全景畸變 (panoramic distortion)：像距不像距不變，物距隨掃描角的增大而增大，出現變，物距隨掃描角的增大而增大，出現兩邊比例尺逐漸縮小的現象，整個影像兩邊比例尺逐漸縮小的現象，整個影像產生全景畸變；掃描時，飛機向前運動，產生全景畸變；掃描時，飛機向前運動

9、，掃描擺動的非線性因素，使畸變復雜化。掃描擺動的非線性因素，使畸變復雜化。（3）多光譜攝影機）多光譜攝影機 對同一地區，在同一瞬間攝取多個波段影像的攝影機可對同一地區，在同一瞬間攝取多個波段影像的攝影機可充分利用地物在不同光譜區有不同的反射特征，來增加獲充分利用地物在不同光譜區有不同的反射特征，來增加獲取目標的信息量，以提高識別地物能力。取目標的信息量，以提高識別地物能力。三種基本類型：三種基本類型： 多攝影機型多攝影機型 多鏡頭型多鏡頭型 光束分離型光束分離型20Near-infrared (0.7 1.0 m) Red (0.6 0.7 m) Green (0.5 0.6 m) Blue

10、(0.4 0.5 m) 21按攝影機主光軸與鉛垂線的關系分 垂直攝影和傾斜攝影主光軸：主光軸：通過物鏡中心并與主平面（焦平面）垂直的直線； 主光軸垂直于像片面像主點：像主點：主光軸與像平面的交點像片傾角（航攝傾角）：像片傾角（航攝傾角）：主光軸與鉛垂線的夾角； 像片面與水平面的夾角 垂直航空攝影： 航攝傾角3 獲得近水平的航空像片 是航空遙感圖象的主要獲取方法 傾斜航空攝影： 航攝傾角3 獲得傾斜航空像片 一般用于科學研究222324投影距離的影響垂直投影比例尺垂直投影比例尺和投影距離無關和投影距離無關中心投影焦距固定，航高改中心投影焦距固定，航高改變，其比例尺也隨之改變變，其比例尺也隨之改變

11、H1H2f垂直投影中心投影比例尺f/H25地形起伏對垂直投影影響：地形起伏對垂直投影影響：投影點之間的距離與地面實際水平距離成比例縮小，相對位置不變。對中心投影引起像點位移對中心投影引起像點位移BACabcACABCabcCA地形起伏的影響地形起伏的影響2627（2）像片比例尺）像片比例尺：像片上某線段長度（ ab ）與地面相應線段長度之比（AB） 用1/M表示 1/M = f/H = ab/AB 注：地形平坦，鏡頭主光軸垂直于地面。 f：物鏡的焦距；H：飛行器的相對航高f 可在像片的邊緣獲相應的影像資料（航攝報告、設計）中找到；H由攝影部門提供；航高、地形起伏會影響比例尺中心投影像片比例尺在

12、中心和邊緣是不同的。中心投影像片比例尺在中心和邊緣是不同的。28(3) 像點位移像點位移 在中心投影的像片上，根據中心投影的原理，帶有起伏狀態的地形，在中心投影的像片上，根據中心投影的原理，帶有起伏狀態的地形，或高出地面的物體，反映到航空像片上的像點與其平面位置相比，一般或高出地面的物體，反映到航空像片上的像點與其平面位置相比，一般都會產生位置的移動，叫像點位移。都會產生位置的移動，叫像點位移。引起像點位移的因素：引起像點位移的因素：像片傾斜像片傾斜地面點相對于基準面的高差地面點相對于基準面的高差物理因素（攝影材料變形、物鏡畸變、大氣折光、地球曲率等）物理因素（攝影材料變形、物鏡畸變、大氣折光

13、、地球曲率等）29地形起伏引起的像點位移地形起伏引起的像點位移 h像片上的投影差像片上的投影差； h地面上的投影差地面上的投影差A點高程為點高程為h，其在像片上，其在像片上的構像為的構像為a；A在基準面上的投影為在基準面上的投影為A0，A0在像片上的構像為在像片上的構像為a0；aa0為由地形引起的像點位為由地形引起的像點位移，也稱像片上的投影差移，也稱像片上的投影差 h30 根據三角形相似原理，可得像點根據三角形相似原理，可得像點位移的計算公式：位移的計算公式： h = r*h/H r : 像點像點 a 到像主點的距離到像主點的距離 ; H 為攝影航高為攝影航高 ; h 為地面離差。為地面離差

14、。地形起伏引起的像點位移地形起伏引起的像點位移31像點位移規律像點位移規律對于相對高差相等的點，對于相對高差相等的點， r=0 時時, h =0, 像主點無移位。位移量與像像主點無移位。位移量與像主點的距離主點的距離r成正比。成正比。 h與與 h 成正比：成正比： h 0, 像點背離像主點方向移位；像點背離像主點方向移位； h 0, 像點朝向像主點方向移位像點朝向像主點方向移位;(3) h與航高與航高 H 成反比。成反比。地形起伏引起的像點位移地形起伏引起的像點位移 h = r*h/H3.2.2掃描成像類型的傳感器掃描成像類型的傳感器 紅外掃描儀； MSSMSS多光譜掃描儀多光譜掃描儀； TM

15、專題制圖儀； ETM+增強型專題制圖儀。 HRV線陣列推掃式掃描儀 成像光譜儀3334光光/機掃描成像機掃描成像探測器的波段響應是掃描探測器的波段響應是掃描圖像物理特性的決定因素圖像物理特性的決定因素光光/機掃描成像機掃描成像實例（實例（MSS） MSS MSS 具有具有4 4個光譜通道。個光譜通道。Landsat 1-5Landsat 1-5均用了均用了MSSMSS，其中除其中除Landsat 3Landsat 3采用采用5 5個波段外，其余均用個波段外，其余均用4 4個波段。個波段。 MSS4MSS4：0.50.50.60.6微米，微米， 為藍綠波段；為藍綠波段；MSS5MSS5：0.60

16、.60.70.7微米，為橙紅波段；微米，為橙紅波段；MSS6MSS6：0.70.70.80.8微米，為紅、近紅外波段；微米，為紅、近紅外波段；MSS7MSS7：0.80.81.11.1微米，為近紅外波段。微米，為近紅外波段。MSS-4MSS-5MSS-7MSS-636成像板成像板 成像板上排列有 242個玻璃纖維單元，按波段排列成四列，每列有 6個纖維單元，每個纖維單元為掃描儀的瞬時視場的構像范圍，由于瞬時視場為86rad，而衛星高度為915km，因此它觀察到地面上的面積為 79m x 79m。mradKM79869151rad（弧度）=1000mrad（毫弧度）=1000000urad（微弧

17、度）37MSSMSS成像過程成像過程 掃描儀每個探測器的瞬時視場為86rad，衛星高為915km，因此掃貓瞬間每個像元的地面分辨率為 79m x 79m，每個波段由 6個相同大小的探測單元與飛行方向平行排列，這樣在瞬間看到的地面大小為474m x 79m。又由于掃描總視場為 11.56，地面寬度為185km，因此掃描一次每個波段獲取6條掃描線圖像，其地面范圍為 474m x 185km。又因掃描周期為73.42ms，衛星速度（地速）為6.5KM/s，在掃描一次的時間里衛星往前正好移動474m，因此掃描線恰好銜接。光光/機掃描成像機掃描成像實例（實例（MSS）MSSBand4=BlueMSSBa

18、nd5=GreenMSSBand7=Red MSS-4MSS-5MSS-7MSS-639固體自掃描成像（推帚式掃描儀）固體自掃描成像（推帚式掃描儀）CCD傳感器傳感器40高光譜成像光譜掃描（成像光譜儀）高光譜成像光譜掃描（成像光譜儀） 成像光譜儀是新一代傳感器，成像光譜儀是新一代傳感器，20世紀世紀80年代正式開始研制；年代正式開始研制； 目的：目的：在獲取大量目標窄波段連續光譜圖象的同時，獲得每在獲取大量目標窄波段連續光譜圖象的同時，獲得每一個像元幾乎連續的光譜數據一個像元幾乎連續的光譜數據 （成像光譜儀）；（成像光譜儀）； 主要應用于高光譜航空遙感，在航天遙感領域高光譜也開主要應用于高光譜

19、航空遙感，在航天遙感領域高光譜也開始應用。始應用。高光譜成像光譜掃描（成像光譜儀）高光譜成像光譜掃描（成像光譜儀）（1 ）面陣探測器加推掃式掃描儀的成像光譜儀）面陣探測器加推掃式掃描儀的成像光譜儀 利用線陣列探測器進行掃描，利用色散元件和面陣探測器完成光譜利用線陣列探測器進行掃描，利用色散元件和面陣探測器完成光譜掃描，利用線陣列探測器及其沿軌道方向的運動完成空間掃描。掃描，利用線陣列探測器及其沿軌道方向的運動完成空間掃描。42特點：特點：v 空間掃描由固體掃描完成（可見光空間掃描由固體掃描完成（可見光-近紅外，用近紅外，用CCD；短波紅外用汞；短波紅外用汞-鎘鎘-碲碲/CCD混合器件）；混合器

20、件）；v 像元的攝影時間長；系統的靈敏度和空間分辨率均可得到提高；像元的攝影時間長；系統的靈敏度和空間分辨率均可得到提高；v 在可見光波段，分辨率可提高到在可見光波段，分辨率可提高到1-2nm量級量級，短波紅外靈敏度低，熱，短波紅外靈敏度低，熱紅外暫時不能感應；紅外暫時不能感應；v 總視場角受限制總視場角受限制典型實例：加拿大的典型實例：加拿大的CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager)（1 ）面陣探測器加推掃式掃描儀的成像光譜儀）面陣探測器加推掃式掃描儀的成像光譜儀（2 ）線陣列探測器加光機掃描儀的成像光譜儀）線陣列探測器加光機掃描儀的成像光譜儀 撣掃式（whiskbroom）線陣列成像光譜儀，基本屬于光-機掃描裝置。 利用點探測器收集光譜信息，經色散元件后分成不同的波段，分別在線陣列探測器的不同元件上；通過點掃描鏡在垂直于軌道方向的面內擺動以及沿軌道方向的運動完成空間掃描，而利用線探測器完成光譜掃描。高光譜成像光譜掃描（成像光譜儀）高光譜成像光譜掃描（成像光譜儀）44特點：特點： 空間掃描通過掃描鏡擺動在景物方面完成，總視場角大（可達空間掃描通過掃描鏡擺動