IKONOS SPOT/HRV Landsat/ETM Landsat/TM Terra/MODIS NOAA/AVHRR
美国的IKONOS卫星
毛 主 席 纪 念 堂
IKONOS是美国空间成像公司于1999 年9 月24日发射升空的世界第
一颗高分辨率商用卫星，是由美国洛克希德马丁(Lockheed Martin)公司 设计制造的。全色分辨率为1米，多光谱分辨率4米（B1蓝，B2绿，B3红和B4
遥感原理
测绘遥感信息工程国家重点实验室 张良培
内容
• • • • 空间分辨率 光谱分辨率 时间分辨率 空间、光谱、时间之间的关系
What is Remote Sensing?
What exactly is remote sensing?
Remote sensing is the science (and to some extent, art) of acquiring information about the Earth's surface without actually being in contact with it.
IRS+TM 影像（彩色） 大兴农田
同一地区不同地面分辨率影像
北京故宫_QuickBird_0.6m
北京故宫_SPOT_2.5m
北京地区1米遥感影象图
北京地区4米遥感影象图 （美国SPACE IMAGE 公司的IKONOS卫星）
不同分辨率的IKONOS影像
A
B
C
1.1.2 影像分辨率
影像分辨率随影像的比例尺不同而变化。
居民地 Band Min Max Mean Stdev R 2 255 143.55 62.95 G 0 255 123.31 64.14 B 0 255 138.18 64.86
农田
Band Min Max Mean R 0 230 93.22 G B 0 0 210 72.55 Stdev 28.54 29.16
1.1.1 地面分辨率
卫星 / 传感器 地面分辨率 (mono / colour) (m) 1/4 2.5 / 5 15 / 30 30 250 - 1000 > 1100 图像宽幅 (km×km) 13x13 60x60 180x180 180x180 continental continental 制图比例尺 (mono / colour) (1 : ’000) 5 / 20 25 / 50 75 / 150 150 < 1500 < 5000
237 103.99 32.81
空间分辨率与纹理
IKONOS 影像剪切图 －建设用地
IKONOS 影像剪切图 －郊区特征
Conventional spectral analysis methods Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM) ref[D. G. Barber,1991 ]
遥感基本框架
数据获取
数 据 处 理
图 遥感处理过程
1、空间分辨率
空间分辨率：用来表征影像分辨率地面目 标细节能力的指标。 遥感影像中典型的空间问题包括几何失真、 影像解译和空间模式识别等。
高分辨率影像的应用
1.1 地面分辨率和影像分辨率
• 地面分辨率：影像能够详细区分的最 小单元（像元）能代表的地面尺寸的 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。
近红外波段）。
Spot4卫星
Spot三维卫星影像
Spot对地观测卫星系统是由法国空间研究中心发展的，参与的国家还有 比利时和瑞典。全色波段分辨率为10米，多光谱为20米，利用SPOT立体像对，也
可以生成 DEM。
陆地卫星7号
陆地卫星7号图像 陆地卫星7号（原称为地球资源技术卫星）于1999年4月15日由美国航空 航天局发射，携带了增强型主题成像传感器（ETM+）。地面分辨率为30m， 热红外波段分辨率为60m。
线性变换
旋转
x x0 cos y0 sin y x0 sin y0 cos
x x0 Dx y y0 Dy
移动
放大/缩小
x S x x0 y S y y0
非线性变换
二维 非线性
多项式
三维
二次非线性
多次非线性
影像重采样
三种数字图像亮度（灰度）值的重采样方法
影像 特点:
• 单幅影像的数据量显著增加，地物信息 呈现高度细节化； • 成像光谱波段变少，“同物异谱”“异 谱同物”现象大量发生； • 地物的几何结构和纹理信息更加明显， 类内方差变大，类间方差变小。
北京QuickBird影像
树林 Band Min R 0 G 0 B 0 Max 234 255 217 Mean 77.56 96.42 55.06 Stdev 31.53 36.33 31.71
How to resolve
?
Spectral Spatial
Markov Random Field Model (MRF) ref[B. C. Forster,1999 ]
陆地卫星MSS 地面分辨率：80m 1:10 万 图 像 上 影像分辨率： 0.8mm 1:100万图像上 影像分辨率： 0.08mm
1.2 遥感图像的空间问题
几何失真
• 系统几何失真 影像偏移－－弥补偏移 • 非系统失真 由于仪器的不稳定、地球旋转以及传播介质不均 匀等因素引起
选取同名控制点
不同多项式选取
a) 地图上地面控制点 的分布
b) 通过控制点线性转换后 的影像
c) 通过控制点多次项非线 性转换后的影像
1.3 高分辨率影像的应用
• 较小的空间尺度上观察地表的细节变 化 • 监测人为活动对环境变化 • 大比例尺遥感制图 ……
背景
我们正迈入一个高分辨率遥感的时代 ! 卫星遥感影像空间分辨率的提高是否 一定意味着影像解译精度的提高？来自QuickBird卫星
北京公主坟立交桥
QuickBird卫星是2001年10月18日在美国发射成功的目 前世界上商业卫星中分辨率最高、性能较优的一颗卫星。 它在空间分辨率（0.61米），多光谱成像（1个全色通道、 4个多光谱通道）。
不同地面分辨率影像
1米几何分辨率（IKONOS)影像显示（彩色）