遥感课复习提纲 - 图文 下载本文

向上通过,即卫星轨道面永远与当时的“地心—日心连线”保持恒定角度,使得卫星在不同时相对同一地区遥感时,太阳高度角大致相等。

地球同步轨道:运行周期等于地球的自转周期,即如果从地面上各地方看过去,卫星在赤道上的一点是静止不动的,所以又称静止轨道卫星。

? 静止轨道卫星能够长期观测特定地区,卫星高度高,能将大范围的区域

同时收入视野,因此被广泛应用于气象和通讯领域中。

9、 LANDSAT上的传感器有哪几种?各有什么特点?各传感器的波段组成为何?各波段适于探测何种地物?

在陆地卫星1~3号上装载的传感器有反束光导管摄像机(RBV)及多光谱扫描仪(MSS)。在陆地卫星4、5号上,除装载多光谱扫描仪(MSS)外,还装载有专题制图仪(TM);在陆地卫星7号,安装了增强型的专题制图仪

(ETM)

1)MSS多光谱扫描仪 多光谱扫描仪是把来自地面上地物的电磁波辐射(反射或发射)分成几个不同的光谱段,同时扫描成像的一种传感器,在陆地卫星1~5号上均装有这种传感器。它是由扫描反射镜、校准器、聚光系统、旋转快门、成像板、光学纤维、滤光器和探测器等所组成。 MSS各个波段:

MSS4:0.5-0.6(绿色):对水体有一定透射能力,清洁水体中透射深度可达10-20m,可判读浅水地形和近海海水泥沙。可探测健康绿色植被反射率。 MSS5:0.6-0.7(红色):用于城市研究,对道路、大型建筑工地、砂砾场和采矿区反映明显。可用于地质研究。用于水中泥沙含量研究。进行植被分类。 MSS6:0.7-0.8(近红外):区分健康与病虫害植被。水陆分界。土壤含水量研究。 MSS7:0.8-1.1(近红外):测定生物量和监测作物长势。水陆分界。地质研究。 2)TM专题制图仪

陆地卫星4、5号上的TM(Thematic Mapper)是一个高级的多光谱扫描型的地球资源传感器,与多光谱扫描仪MSS的性能相比,它具有更高的空间分辨率,更好的频谱选择性,更好的几何保真度,更高的辐射准确度和分辨率。 TM中增加了一个扫描行改正器,目的之一是使扫描行垂直于飞行轨道(MSS扫描行不垂直于飞行轨道)。其二是使往返双向都对地面进行扫描,收集图像数据(MSS仅仅从西向东扫描式单向收集图像数据,从东往西回扫时,关闭望远镜与地物之间的光路)。 TM各个波段: (1)、0.45-0.52(蓝色):对水体有透射能力,可区分土壤和植被。 (2)、0.52-0.6(绿色):同MSS-4。 (3)、0.63-0.69(红色):同MSS-5。 (4)、0.76-0.9(近红外):同MSS-6。 (5)、1.55-1.75(短波红外):同MSS-7。 (6)、10.4-12.5(热红外):探测地球表面不同物质的自身热辐射,可用于热辐射制图、岩石识别和地质探矿等。 (7)、2.08-2.35(短波红外):探测高温辐射源,如监测森林火灾、火山活动等。 3) ETM+增强型专题制图仪

陆地卫星7号安装的是增强型专题制图仪,它是在TM传感器的基础上增加了一个波长为0.5~0.9μm的全色波段,称为pan波段,其瞬间视场为13m

×15m,其他7个波段的波长范围:如表2-2所示,瞬时视场与TM相同。只是热红外波段的探测器阵列从4个增加到8个,从而提高了地面分辨率。 10、 SPOT上的传感器是什么类型?HRV图像有何特点? 主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪(HRV),VEGETATION,HRS。

HRV是推帚式扫描仪。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。 HRV图像特点:

(1) 垂直图像每幅为近于正方形的菱形,各边对应地面长度为60km;倾斜图像横向宽度对应于地面舷向宽度60~80 km。

(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4.3 km左右,越向两极走,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,多谱段为20m,全色为10m(均指在天底点附近)。 11、 传感器的定义、组成、分类各是什么?分辨率有哪几方面?

传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。是遥感技术系统的核心。

传感器的组成:一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。

收集器:收集来自地物目标镜、天线。

探测器:将收集的辐射能转变成化学能或电能。

处理器:将探测后的化学能或电能等信号进行处理。 输出器:将获取的数据输出。 传感器的分类

按数据记录方式分为:成像方式传感器,非成像方式传感器(记录的是地物的一些物理参数)。

按工作的波段分为: 可见光传感器、红外传感器和微波传感器 根据传感器的工作方式分为:主动式和被动式两种。

主动式:人工辐射源向目标物发射辐射能量,然后接收目标物反射回来的能量,如雷达。

被动式:接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量,如摄影机、多光谱扫描仪(MSS、TM、ETM、HRV)。

分辨率是遥感技术及其应用中的一个重要概念,也是衡量遥感数据质量特征的一个重要指标。它包括:空间分辨率、光谱分辨率、温度分辨率和时间分辨率。

1)空间分辨率(Spatial resolution):指遥感图像像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场或地面物体能分辨的最小单元。是用来表征影像分辨地面目标能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。

对于现代的光电传感器图像,空间分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率来表示。

地面分辨率:影像能够详细区分的最小单元(像元)所代表的地面实际尺寸的大小。

影像分辨率:地面分辨率在不同比例尺的具体影像上的反映,会随影像比例尺的变化而变化。

2)光谱分辨率(Spectral Resolution):指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小,分辨率愈高。 3)时间分辨率(Temporal Resolution):指对同一地点进行采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。 4)温度分辨率(temperature Resolution):指热红外传感器分辨地表热辐射(温度)最小差异的能力。

12、 简述红外扫描仪、多光谱扫描仪和专题制图仪的工作原理、成像特点? 红外扫描仪是对被测的目标物自身的红外辐射进行扫描成像或显示的一种仪器。它是把目标的热辐射变成探测器的一种电信号,然后用磁带记录这些信号并通过阴极射线管回收图像的一种扫描仪。

工作原理:利用光学系统的机械转动和飞行器向前飞行的两个方向相互垂直的运动,形成对地物目标的二维扫描,逐点将不同目标物的红外辐射功率会聚到能将其能量转变成电信号的光电转换器件----红外探测器上。电信号通过放大处理后记录下来,记录的方式在显像管上显示或经电光转换器件把电信号在普通全色胶片上成像,亦可记录在模拟磁带上。 多光谱扫描仪(Multispectral Scanner,MSS):

结构:它是由扫描反射镜、校准器、聚光系统、旋转快门、成像板、光学纤维、滤光器和探测器等所组成。在陆地卫星1~5号上均装有这种传感器。

工作原理:多光谱扫描仪主要由两个部分组成:机械扫描装置和分光装置。它是由扫描镜收集地面目标的电辐射,通过聚光系统把收集到的电磁辐射会聚成光束,然后通过分光装置分成不同波长的电磁波,它们分别被一组探测器中的不同探测器所接收,经过信号放大,然后记录在磁带上,或通过电光转换后记录在胶片上。

专题制图仪(Thematic Mapper ,TM): 第二代多光谱段光学—机械扫描仪

专题制图仪TM是一个高级的多光谱扫描型的地球资源传感器,成像原理与MSS一致,与MSS相比,空间分辨率由80米提高到30米;探测波段由4个增加到7个。与多光谱扫描仪MSS的性能相比,它具有更高的空间分辨率,更好的频谱选择性,更好的几何保真度,更高的辐射准确度和分辨率。

陆地卫星4、5号上的TM采取双向扫描,正扫和回扫都有效,提高了扫描效率,缩短了停顿时间,提高了检测器的接收灵敏度。

TM中增加了一个扫描行改正器,目的之一是使扫描行垂直于飞行轨道(MSS扫描行不垂直于飞行轨道)。其二是使往返双向都对地面进行扫描,收集图像数据(MSS仅仅从西向东扫描式单向收集图像数据,从东往西回扫时,关闭望远镜与地物之间的光路)。

ETM+增强型专题制图仪( Enhanced Thematic Mapper Plus )

陆地卫星7号安装的是增强型专题制图仪,它是在TM传感器的基础上增加了一个波长为0.5~0.9μm的全色波段,称为pan波段,其瞬间视场为13m×15m,其他7个波段的波长范围,瞬时视场与TM相同。只是热红外波段的探测器阵列从4个增加到8个,从而提高了地面分辨率到60m。

13、 高光谱成像仪与多波段扫描仪有何不同?高光谱成像仪图像有何特点?

成像光谱仪:既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术,称为成像

光谱技术。按该原理制成的扫描仪,即在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时,获得每个像元几乎连续的光谱数据,因而称为成像光谱仪。

特点:高光谱成像仪是遥感进展的新技术,其图像是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成,光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。光谱仪成像时多采用扫描式和推帚式,可以收集200或200以上波段的收据数据。使图像中的每一像元均得到连续的反射率曲线,而不像其他一般传统的多波段扫描仪在波段之间存在间隔。 14、CCD是什么?有哪几种排列形式?

电子藕合器件CCD:是一种由硅等半导体材料制成的固体器件,受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载,在固体内移动,达到一路以产生输出信号。

CCD是一种用电荷量表示信号大小,用耦合方式传输信号的探测元件。具有感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、灵敏度高、动耗小、寿命长、可靠性高等一系列优点。扫描方式上具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多,体积越小,分辨率就越高。电子藕合器件CCD逐步替代光学机械扫描系统

CCD线阵列传感器:将若干个CCD元器件排成一行。

CCD面阵列传感器:将若干个CCD元器件排列在一个矩形区域中。每个CCD元器件对应于一个像元。

15、什么是微波遥感?其特点是什么?微波遥感的分类?什么是雷达?

微波遥感是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射,经过判读处理来识别地物的技术。

微波遥感的特点

(1) 穿透能力强,全天候、全天时的信息获取能力,

(2) 对某些地物的特殊识别能力,如水和冰 (微波波段发射率的差异),具有特殊的波谱特征 (3) 对冰、雪、森林、土壤(尤其对干燥、松散物质)有一定的穿透能力

(4) 适宜对海面动态情况 (海面风、海浪)进行监测,对海洋遥感具有特别意义

(5) 分辨率较低,但特性明显

分类 1).主动微波遥感和被动微波遥感

(1)主动微波遥感是指通过向目标地物发射微波并接受其后向辐射信号来实现对地观测的遥感方式。主要传感器为雷达,此外还有微波高度计和微波散射计。 (2)被动微波遥感是指通过传感器,接受来自目标地物发射的微波,而达到探测目的的遥感方式。被动接受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计,被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计。 2).成像传感器和非成像传感器

(1)成像传感器共同特征是获得在地面扫描所得到的带有地物信息的电磁波信号并形成图像。主要传感器有主动遥感如雷达。

(2)非成像传感器:一般都属于主动式遥感系统。通过发射装置发射雷达信号,再通过接收回波信号测定参数。这种设备不以成像为目的。

雷达(RADAR)是微波的最早应用之一。RADAR一词是英文无线电探测与测距(Radio Detection And Ranging)的缩写。包括真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。