《遥感基础》课件——项目四 遥感传感器及其成像原理

主要内容一、扫描型传感器成像原理二、微波遥感及传感器成像任务三、遥感传感器与成像原理任务二遥感传感器成像原理光学摄影是将收集到的地物反射光在感光胶片上直接曝光成像；摄影像片一般记录波长在1.1μm以内的电磁波辐射能量，另外航天摄影时采用摄影型相机的卫星所带胶片有限，这类遥感卫星寿命也较短，因此，摄影成像的应用范围受到了较大的限制。一、扫描型传感器成像原理20世纪50年代以来，产生了一种新兴的探测成像技术——扫描成像技术。光电扫描类型传感器将探测范围可以从可见光到整个红外区，将收集到的电磁波能量通过仪器内的光敏或热敏元件转变成电能后再记录下来。优点：扩大了探测的波段范围；便于数据的存储与传输。常见的扫描式的传感器：光机扫描仪、推帚式扫描仪和高光谱成像光谱仪。一、扫描型传感器成像原理收集器:收集地面电磁波辐射信息。分光器:将收集器收集的地面电磁波信息分解成所需要的光谱成分。探测器:探测分光后的电磁波并把电磁波转换成电信号。处理器:输出器:1.光机扫描仪需探测器出来的低电平信号，需放大和限制带宽。将探测器输出的信号记录在处理后的胶片或磁带上。一、扫描型传感器成像原理光机扫描仪1.光机扫描仪一、扫描型传感器成像原理1.光机扫描仪光机扫描仪全称是光学机械扫描仪，它是借助于遥感平台沿飞行方向运动和遥感器自身光学机械横向扫描达到地面覆盖，得到地面条带图像的成像装置。分为红外扫描仪和多光谱扫描仪（MSS)。一、扫描型传感器成像原理2.推帚式扫描仪推帚式扫描仪工作原理图把许多CCD探测元件按线性排列方式装置，并与卫星前进方向垂直，且装置的探测元件的数目等于扫描线上的像元数，沿卫星前进方向推帚式扫描成像。一、扫描型传感器成像原理2.推帚式扫描仪只要线性排列集成的CCD探测元件足够多，这种设计就能满足分辨率越老越高的需求。如：法国SPOT卫星的HRT传感器每线性列阵有4096个CCD探测器，地面分辨率可达15m，如果有8192个探测器，分辨率可提高到7.5m。推帚式扫描仪由于没有光机扫描仪那样的机械运动部分，所以结构上可靠性高，但是由于使用了多个感光元件把光同时转换成电信号，所以当感光元件之间存在灵敏度差时，往往产生带状噪声。一、扫描型传感器成像原理3.高光谱成像光谱仪通常的多光谱扫描仪将可见光-近红外波段分割为几个或十几个波段，我们称为宽波段。当分割的波段数越来越多，接近于连续光谱，每个波段的波长范围很窄，我们称为高光谱或窄波段。能记录高光谱的窄波段数据的扫描仪，称为高光谱成像光谱仪。一、扫描型传感器成像原理3.高光谱成像光谱仪高光谱成像光谱仪能够得到上百波段的连续图像，且每个图像像元都可以提取一条光谱曲线。一、扫描型传感器成像原理3.高光谱成像光谱仪成像光谱仪不是在“点”上的光谱测量，而是在连续空间上进行光谱测量，因此它是光谱成像的；成像光谱仪的出现解决了传统科学领域“成像无光谱”和“光谱不成像”的历史问题。目前高光谱成像光谱仪主要应用于航空遥感，在航天遥感领域也开始应用高光谱。一、扫描型传感器成像原理微波是20世纪90时代迅速发展起来的遥感技术，它具有不同于可见光和近红外遥感的特点与优势。1.微波的基本知识在电磁波谱中，微波的波长是1~1000mm的波段范围。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，经过判断处理来识别地物的技术。二、微波遥感及传感器成像（1）全天候，全天时成像；（2）对某些地物有特殊的波谱特征，如微波在水中的比辐射率为0.4，而在冰中的比辐射率为0.99；（3）对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力，所以对探测隐藏于林下的地形、地质构造、军事目标，以及埋藏于地下的工程、矿藏、地下水等有重要意义；（4）对海洋遥感有特殊意义。因海上云雾较多所以微波探测限制不少，此外还可以探测海洋，洋流；（5）微波遥感器成像的投影方式属于距离投影。（6）分辨率低，但特性明显。2.微波遥感的特点二、微波遥感及传感器成像2.微波遥感的特点微波遥感的弱点：（1）不能记录与颜色有关的信息，记录的某些地物信息属于人的视觉不可见信息，因此微波遥感的解译比较困难；（2）遥感器系统设备复杂而庞大，价格昂贵，因此目前微波遥感资料的商品化程度低；（3）影像变形情况复杂，几何校正过程复杂，技术难度高。二、微波遥感及传感器成像微波遥感分为主动式和被

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