第四章_遥感传感器成像原理及其图像特征.ppt

MSS数据获取原理图 （2）多光谱扫描仪TM（Thematic Mapper） 构成：其构件有扫描镜配件、电子线路板、扫描镜、多路转换器、辐射冷却室等组成。 TM工作原理 TM的探测器共有100个，分七个波段，探测器每组16个，呈错开排列，TM1～4用硅探测器（即CCD探测阵列），TM5和TM7各用16个锑化铟红外探测器，其排列同TM1~4一样。TM6用四个汞镉碲（di）热红外探测器，也成两行排列。TM1～5及TM7每个探测器的瞬时视场在地面上为30×30m2,TM6为120×120 m2。 摄影瞬间16个探测器（TM6为4个）观测地面长度为480m，扫描长度仍为185km，一次扫描成像为地面的480m×185km。半个扫描周期，即单向扫描所用的时间，卫星正好飞过地面480m，下半个周期获取的16条图像正好与上半个扫描周期的图像线衔接。 TM 探测器陈列图 Landsat TM、ETM+传感器 的波段设置和光谱效应 波段 波长 （μm） 光谱段 分辨率（米） 光谱效应 1 0.45-0.52 蓝绿光波段 30 水体透视、叶绿素、干燥土壤、茂密植被 2 0.52-0.60 绿光波段 30 水体、植被（林型、树种） 3 0.63-0.69 红光波段 30 植被种类、覆盖度；岩性、土壤、水中泥沙 4 0.78-0.90 近红外光波段 30 植被、生物量、作物长势监测 5 1.55-1.75 近红外光波段 30 土壤湿度与类型、植物含水量、岩性 6 10.4-12.6 热红外光波段 60 地表温差、水温变化、城市热岛 7 2.09-2.35 近红外光波段 30 岩石类型、地质探矿与制图 8 0.52-0.90 全色波段 15 提高影像分辨率 LandSat30米TM多光谱卫星影像 LandSat15米ETM全色卫星影像 MSS 和 TM 的比较 其一是TM增加了一个扫描改正器，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，它从西向东扫描完一行后，最末一个像元相对第一个像元，在飞行方向上位移474m。其二是使往返双向都对地面进行扫描，收集图像数据；MSS仅仅从西向东扫描时单向收集图像数据，从东往西回扫时，关闭望远镜与地物之间的光路。 CCD传感器 CCD传感器 用一种称为电荷耦合器件CCD（change coupled device）的探测器制成的传感器。这种传感器受光或电激作用产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动。以产生输出信号。将若干个CCD元器件排成一行，称为CCD线阵列传感器。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称为成像光谱仪。 法国SPOT卫星上装载的HRV（High Resolution Visible range instrument）是一种线阵列推扫式扫描仪，其简单的结构如图仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦到CCD线阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出 。 光机扫描成像类型的传感器 推帚式扫描仪工作原理图 CCD传感器—HRV HRV工作原理 SPOT卫星上的HRV分成两种形式，一种是多光谱型的HRV，共分三个波谱段，分别为：波段一（0.5～0.59um），波段二（0.61～0.68um），波段三（0.79～0.89um）。每个波段的线阵列探测器组，由3000个CCD元件组成。每个元件形成的像元，相对地面上为20m×20m。因此一行CCD探测器形成的图像线，相对地面上为20m×6000km。另一种是全色HRV，它用6000个CCD元件组成一行。地面上总的市场宽度仍为60km，因此每个像元地面大小为10m×10m。为了在26天内达到全球覆盖一遍，SPOT卫星上平排安装两台HRV仪器。每台仪器视场宽都为60km，两者之间有3km的重叠，因此总的视场宽度为117km。 光电成像类型的传感器 HRV数据采集原理 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。 成像光谱仪—高光谱扫描仪 成像光谱仪的两种类型（结构不同）： 一种是面阵探测器加推扫式扫描仪的成像光谱仪：它利用线阵列探测器进行扫描，利用色散元件和面阵探测器完成光谱扫描，利用线阵列探测器 及其沿轨道方向的运动完成空间扫描。 另一种是用线阵列探测器加光机扫描仪的成像光谱仪：它利用点探测器收集光谱信息，经色散元件后分成不同的波段，分别在线阵列探测器的不同元件上，通过点扫描镜在垂直于轨道方向的面内摆动以及沿轨道方向的运动完成空