RS图像的物理特征
图像的分辨力
图像的分辨率分影像分辨率和地面分辨率。
➢影像分辨率是指像片或底片上1mm中可显现的线 条数目，受传感器光学系统分辨率、感光片分辨 率等的影响。 ➢地面分辨率是指遥感时借助于光学仪器或其他电 子仪器的放大，能观察到的地面物体的最小尺寸。
RS图像的物理特征
图像的可辨性
等角点 像底点
比例尺
像片的比例尺
❖即像片上两点之间的距离 与地面上相应两点实际距 离之比。图中像片上的a、 b两点是地面上A、B两点的 投影。ab:AB即为像片的比 例尺。H为摄影平台的高度； f为摄影机的焦距。
❖通常f可以在像片的边缘或 相应的影像资料中找到，H
由摄影部门提供。
比例尺=ab:AB=f:H
航空扫描图像的特征
多波段扫描图像的几何特征
由于多波段扫描谱段划分较窄，能同时记 录地物发出的紫外、可见光和红外辐射信 息，这对于了解各种地物的反射和发射特 性，获得它们的多种信息是非常有用的。 可以通过多谱段图像的对比分析和彩色合 成达到较好的判读和应用效果。
航空扫描图像的特征
雷达图像的几何特征
雷达图像的比例尺和地面覆盖取决于飞 机飞行的高度和由近距离到远距离的俯 角。
航空扫描图像的特征
➢比例尺和地面覆盖
❖高空侧视雷达图像，比例尺小，但连续覆 盖好，便于制作镶嵌图，一般作为区域规划 和资源的底图使用。
❖低空侧视雷达图像，立体感很强。由于比 例尺较大，相隔适当距离的相邻两条雷达航 线，可获得有重叠图像的立体像对。如利用 两种不同的飞行高度和两个相反的天线方向 来成像。
➢ 垂直摄影 摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3o 以内。取得的像片称水平像片或垂直像片。 航空摄影测量和制图大都是这类像片。
航空摄影图像的特征
➢ 倾斜摄影 摄影机主光轴偏离垂线大于3o，取得的像 片称倾斜像片。全景摄影成像时，镜头垂 直飞行器下方航带中心线时为垂直摄影， 其余状态下均为倾斜摄影。倾斜摄影时， 主光轴偏离垂线角度愈大，影像畸变也愈 大，给图像纠正带来困难，不利于制图。 但有时为了获取较好的立体效果且对制图 要求不高，也采用倾斜摄影。
遥感图像的特征
➢遥感图像的几何特征 ➢遥感图像的物理特征 ➢遥感图像的符号注记
遥感图像的特征
RS图像的几何特征
➢航空摄影图像的几何特征 ➢航空扫描图像的几何特征 ➢陆地卫星摄影图像的几何特征 ➢SPOT卫星图像的几何特征
航空摄影图像的特征
摄影机从飞行器上对地摄影时，根据摄 影机主光轴与地面的关系，可分为垂直 摄影和倾斜摄影。
图像类别
成像方式
普通航空像片 单中心投影
红外扫描像片 多中心投影
成像特点 具有景深感 景深不明显
影像畸变
扫描方向的畸变
由于扫描线两端的地面分辨单元 要比中心处大，且扫描镜以恒定 的角速度转动，图像则以恒定的 线速度记录，以致使每个地面分 辨单元等量地被记录在图像上。 这样就使图像受到从两边向中心 的压缩，使像幅边缘的比例尺相 对变小。
❖地物的识别难易程度称为可辨性。
❖图像中某类地物的可辨性的好与差取决 于地物与其所处背景的反差条件。当与背 景反差小时，虽然地物大于分辨率，但其 特征没有明显地反射出来，因此不易识别， 即可辨性差。
SPOT卫星图像的特征
分辨率
SPOT卫星同时采用全色和多光谱两种方式，其空 间分辨率分别为10m和20m。
比例尺
SPOT图像的胶片规格为240mm， 比例尺为1：400000。地面覆盖 在垂直图像上为60×60km，在 倾斜图像上可达60×80km。
遥感图像的特征
RS图像的物理特征
➢图像物理特性概述 ➢黑白航空图像的物理特性 ➢彩色航空遥感图像的物理特性 ➢陆地卫星图像的物理特性 ➢SPOT卫星图像的物理特性
遥感图像的特征
摄影（可见光、彩色紫外、红外等）
RS图像
RS资料
扫描（热红外扫描、微波、雷达）
数字磁带
遥感图像的特征
凯文卡特，赢得九四年普立玆新闻特写摄影奖的作品
遥感图像的特征
气象卫星在红外大气窗区测量洋面、海面发射的辐射
图中显示了中国沿海地 区海温分布，深蓝色是 温度较低的区域，浅蓝 色是温度较高的区域。
飞行方向
影像畸变
航向方向的畸变
由于高空风对航速及地面高程差之比（V/H）的误差， 会造成航向方向的影像畸变。 ❖如果因风速使胶卷移动速度太慢，目标在影像的主 纵线方向会被压缩，反之，会被拉长。 ❖如果是低空高速飞行，扫描线稀疏，影像粗糙，但 像片比例尺较大；高空低速飞行，扫描线较密，影像 显得细致，但比例尺较小，分辨率较低。
P%=(185-159)/185=14%
MSS的旁向重叠
陆地卫星图像的特征
图像的畸变
卫星姿态的影响
✓卫星在运行方向上速度或轨道高度发生 变化，使像幅比例尺发生改变。
✓卫星偏航使图像方位变化并发生变形。
地面起伏的影响
✓对于RBV图像，其误差发生在以像底点 为中心的辐射线上，高差为正，误差外移， 反之，误差内移。 ✓对于MSS、TM图像，以摄影轴为准，愈 向两侧其误差愈大，高差为正，误差外移， 反之，误差内移。
投影性质
中心投影
设想物体射出的一束投影直线，经 过投影中心，最后聚焦到投影面上 成像。
✓ 地面物体为投影物体 ✓ 航摄仪镜头为投影中心 ✓ 投影胶片为投影面
投影性质
中心投影与垂直投影的区别
（1）投影距离的影响 （2）投影面倾斜的影响 （3）地形起伏的影响
中心投影与垂直投影的区别
投影距离的影响
➢纵向重叠：也叫航向重叠，是卫星沿着轨道方向发 生的重叠，即在同一轨道上，像片的上下边缘与相邻 图幅的重叠部分。 ➢旁向重叠：相邻轨道之间的像片重叠。旁向重叠完 全是由卫星的运行轨道所决定的。
陆地卫星图像的特征
图像的纵向重叠
陆地卫星图像的特征
图像的旁向重叠
在赤道附近，陆地卫星 1、2、3号，每过一天 卫星轨道向西移动经度 为1.43º，相当于地球赤 道上西移159km，而地 球的横向覆盖为185km， 故在赤道上第M-1天和 第M天拍摄的相邻两张 图像形成旁向重叠。
卫星上的传感器RBV所成的像属于中心投影， MSS所成的像属于多中心投影。因此像片自 中心到边缘各部位的变形是不一样的，而且 因地形起伏等因素会产生像点位移，但由于 卫星航高较大，且相对像幅面积又小，因此 可以把它当作垂直投影。
陆地卫星图像的特征
图像的重叠
像片具有足够的重叠的情况下，才能成立体 像对，并进行立体观察和测量。
大气折光的影响
✓大气密度随高度的增加而递减，致使光线 穿过大气时发生折射，造成位置偏移。
SPOT卫星图像的特征
投影特点
SPOT卫星使用了CCD线性阵列探测器和推扫式 扫描技术，属多中心投影。
❖每个地面成像点具有最大限度的曝光时间。 ❖扫描仪的机械结构简单，能够提供最佳几何质量的图像。 ❖扫描轴能够进行侧向移动瞄准，可以任意观测星下轨道 两侧至少400km内的任一个指定地区。卫星以不同角度对 同一地区进行扫描时，可获得良好的立体像对。
位移量与像点到像主点 的距离r成正比
位移量与摄影高度（航 高）H成反比
航空扫描图像的特征
航空热红外扫描图像的几何特征
由飞机携带红外扫描仪获得地面热辐射信息， 并转换成用可见光形式记录在普通黑白胶片上 的影像，称为航空热红外图像。
影 像
投影性质
特
征
表
影像畸变
现
投影性质
普通航空像片是地面的中心投影，而红外扫描图像是靠 转动扫描装置逐行扫描地面而成像的。每一行扫描线都 有一个透视中心，被称为“多中心投影”图像。由于每 幅扫描影像不存在一个统一的透视中心，就没有摄影航 空像片的景深感。
像点位移
像点位移

❖在中心投影的像片上，
地形的起伏除引起像
片比例尺变化外，还
会引起平面上的点位
在像片位置上的移动。
其位移量就是中心投
影与垂直投影在同一
水平面上的“投影误
差”。
hr
H
r： 像点到像主点的距离 h: 地面高差 H：摄影高度
像点位移
由 hr 可以看出：
H
S’
位移量与地形高差h成正 比
航空扫描图像的特征
合成孔径雷达SAR成像
陆地卫星图像的特征
图像的地理坐标
卫星像片的经纬度是根据成像时的精确时间、卫 星姿态数据和前进方向等因素，通过计算机求得 的。
❖卫星向地面发回图像讯号的同时，带有精确的 同步定时信号。
❖如果卫星姿态稳定，任何一个精确的时刻，卫 星都有一个相应的角位置，则可确定任何时刻的 卫星的地面投影位置。
图像的地理坐标
中纬度地区，卫星轨道和经纬 线明显斜交，因此在像片的同 一边框上，可同时出现经线和 纬线。
中纬度地区图像
陆与经线 略成斜交，因此像片上经纬线 的布局和地图相似，经线出现 在边框上。
赤道附近地区图像
陆地卫星图像的特征
图像的投影性质
点
线
面
点
地面物体是一个点，
a/b
在中心投影上仍然 S
是一个点。如果有
几个点同在一投影
B
线上，它的影像便 A
重叠成一个点。
线
❖与像面平行的直线，在中心投影上仍然是直线， 与地面目标的形状基本一致。例如地面上有两条 道路以某种角度相交，反映在中心投影像片上也 以相应的角度相交。
❖如果直线垂直于地面（如电线杆），其中心投 影有两种情况：一是当直线与像片垂直并通过投 影中心（主光轴）时，该直线在像片上是一个点； 二是直线的延长线不通过投影中心，这时直线的 投影仍然是直线。 ❖平面上的曲线，在中心投影的像片上仍为曲线。