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常见的资源卫星影像数据区别

QuickBird图像,目前是世界上分辨率最高的遥感数据,为0.61 m,幅宽16.5 km。
可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估
QuickBird数据的光谱段
Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪
QuickBird传感器结构图
(4)CBERS数据
中巴地球资源卫星(CBERS)是我国第一代传输型地球资源卫星,包含中巴地球资源卫星01星、中巴地球资源卫星02星和中巴地球资源卫星02B星三颗卫星组成。
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。
SPOT传感器
(3)QuickBird数据
美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星,于2001年10月18日在美国发射成功。卫星轨道高度450 km,倾角98,卫星重访周期1~6 d(与纬度有关)。
它的主要目的是:实现从单系列极轨空间平台上对太阳辐射、大气、海洋和陆地进行综合观测,获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息;进行土地利用和土地覆盖研究、气候的季节和年际变化研究、自然灾害监测和分析研究、长期气候变率和变化以及大气臭氧变化研究等;进而实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的总体(战略)目标。
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)。
(5)遥感应用的电磁波波谱段
紫外线:波长范围为0.01~0.38μm,太阳光谱中,只有0.3~0.38μm波长的光到达地面,对油污染敏感,但探测高度在2000 m以下。
可见光:波长范围:0.38~0.76μm,人眼对可见光有敏锐的感觉,是遥感技术应用中的重要波段。
红外线:波长范围为0.76~1000μm,根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。
微波:波长范围为1 mm~1 m,穿透性好,不受云雾的影响。
(6)大气窗口
(7)光谱曲线
a.植物的光谱曲线
b.土壤的光谱曲线
a.传感器定义:传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。它的性能决定遥感的能力,即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。
b.传感器的分类
按工作方式分为:
主动方式传感器:侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。
被动方式传感器:航空摄影机、多光谱扫描仪(MSS)、TM、ETM(1,2)、HRV、红外扫描仪等。
CBERS卫星传感器
CBERS卫星系统
CBERS的CCD光谱段
高分辨率CCD像机具有与陆地卫星的TM类似的几个谱段(5个谱段),其星下点分辨率为19.5m,高于TM;覆盖宽度为113 km。
B1:0.45~0.52μm,蓝。
B2:0.52~0.59μm,绿。
B3:0.63~0.69μm,红。
B4:0.77~0.89μm,近红外。
c.传感器的组成
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:将获取的数据输出。
传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。
d.传感器的工作原理
是收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息的仪器,是遥感技术的核心部分。
TM6与MSS8相同。
ETM+的光谱特性
除PAN波段外,其余与TM相同。
(2)SPOT数据
1978年起,以法国为主,联合比利时、瑞典等欧共体某些国家,设计、研制了一颗名为“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星,也叫做“地球观测实验卫星”。
SPOT1,1986年2月发射,至今还在运行。
SPOT2,1990年1月发射,至今还在运行。
SPOT3,1993年9月发射,1997年11月14日停止运行。
SPOT4,1998年3月发射,至今还在运行。
SPOT5, 2002年5月4日凌晨当地时间1时31分,在法属圭亚那卫星发射中心由阿里亚娜4号火箭运载成功发射。
中等高度(832 km)圆形近极地太阳同步轨道。
主要成像系统:高分辨率可见光扫描仪(HRV,HRG),VEGETATION,HRS。
(d)轨道与太阳同步。
Landsat轨道参数
Landsat数据系列
Landsat卫星的传感器
TM数据是第二代多光谱段光学——机械扫描仪,是在MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描,提高了扫描效率,缩短了停顿时间,并提高了检测器的接收灵敏度。ETM数据是第三代推帚式扫描仪,是在TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。MSS数据是一种多光谱段光学—机械扫描仪所获得的遥感数据。
(1)Landsat数据
陆地卫星Landsat,1972年发射第一颗,已连续31年为人类提供陆地卫星图像,共发射了7颗,产品主要有MSS,TM,ETM,属于中高度、长寿命的卫星。
陆地卫星的运行特点:
(a)近极地、近圆形的轨道;
(b)轨道高度为700~900 km;
(c)运行周期为99~103 min/圈;
一.遥感数据基础知识:
太阳辐射经过大气层到达地面,一部分与地面发生作用后反射,再次经过大气层,到达传感器。传感器将这部分能量记录下来,传回地面,即为遥感数据。目前用于遥感的电磁波段有紫外线、可见光、红外线和微波。航空与航天飞行器运行快、周期短,可获得多时相数据。以美国陆地卫星5号(Landsat 5)为例,Landsat 5每天环绕地球14.5圈,覆盖地球一遍所需时间仅16天,而气象卫星的周期更短(1天或半天)。由于探测距离远,传感器所获得的地面影像覆盖的空间范围较大。它距离地表的高度是705.3 km,对地球表面的扫描宽度是185 km,一幅TM图像可以全部覆盖我国海南岛大小的面积。不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据,均具有可比性.
B9:10.4~12.5μm,热红外相当于TM6,分辨率为156 m。
CBERS的WFI光谱段
广角成像仪WFI(2个谱段),覆盖宽度890 km。
B10:0.63~0.69μm,红,分辨率为256 m。
B11:0.77~0.89μm,近红外,分辨率为256 m。
(5)MODIS数据
modis的全称为中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer)。是搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器,是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播,并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器,全球许多国家和地区都在接收和使用modis数据。
B5:0.51~0.73μm,全波段。
CBERS的IRMSS光谱段
红外多光谱扫描仪IRMSS(4个谱段),覆盖宽度为119.5 km。
B6:0.50~1.10μm,蓝绿~近红外,分辨率77.8 m。
B7:1.55~1.75μm,近红外相当于TM5,分辨率为77.8 m。
B8:2.08~2.35μm,近红外相当于TM7,分辨率为77.8 m。
PAN 15 m
波谱分辨率:传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小,波谱分辨率越高。
2.地球资源卫星数据
以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星。目前,主要的陆地资源卫星有:美国Landsat陆地卫星(MSS、TM、ETM传感器);法国陆地观测SPOT卫星(HRV传感器);欧空局地球资源卫星(ERS);俄罗斯钻石卫星(ALMAZ);日本地球资源卫星(JERS);印度遥感卫星(IRS);中-巴地球资源卫星(CBERS)。(CCD、WFI、IRMSS传感器)
二.遥感数据
1.遥感数据的分辨率
图像的空间分辨率:指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。是指陆地卫星成像时的地面采样大小,在图像上就称为像元,是图像的最小成像单元。
MSS4-MSS779 m
MSS8240 m
TM1-TM5,TM7 30 m
TM6 120 m
ETM660 m
于1997年10月发射CBERS-l;1999年10月发射CBERS-2。卫星设计寿命为2年。
三台成像传感器为:广角成像仪(WFI)、高分辨率CCD像机(CCD)、红外多谱段扫描仪(IR-MSS)。
以不同的地面分辨率覆盖观测区域:WFI的分辨率可达256m,IR-MSS可达78m和156m,CCD为19.5m。
Landsat卫星的TM传感器
Landsat卫星的ETM传感器
MSS的波谱段
TM数据(…)的波谱段
ETM数据(…)的波谱段
MSS数据获取原理图:
TM数据获取的传感器
Landsat卫星图像特征
光谱特性:由于各种地物组成的物质成分、结构、理化性质的差异,导致不同的地物对电磁波的反射存在着差异,并且致使地物的热辐射性质也不完全相同。同一地物在不同的波谱段,其反射的电磁波与热辐射也有差异。反映在图像上为:相同地物在不同波谱段的图像上色调会不同。这叫做地物的光谱效应。
MSS7:0.8~1.1μm,与MSS6相似,但水体更黑,湿地色调更黑;能明显区分植物的健康状况。
MSS8:10.4~12.6μm,反映地物的热辐射性质。地表温度高,热辐射就强,色调就浅。
TM的光谱效应
TM1对水体有较强的透视能力。
TM2-TM4与MSS4-MSS6相似。
TM5,TM7属于近红外波段,对岩石有明显的区分能力,对植物也有明显的反映,属于反射峰值。
MSS的光谱效应
MSS4:0.5~0.6μm,对水体有一定的透视能力,能判读出水下地形。
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