第8讲-遥感传感器及其成像原理.ppt

1 第八讲 遥感传感器及其成像原理 Remote Sensor and Imaging Principle 1）按工作方式 主动式——雷达、激光雷达 被动式 2）按成像方式 摄影成像类型的传感器； 扫描成像类型的传感器； 雷达成像类型的传感器； 非图像类型的传感器。 记录方式：磁带、磁盘 感应波段：不限 逐点逐行地以时序方式获取二维图像。 扫描成像仪类型 1.光机/机械扫描成像 2.固体自扫描成像(推帚式扫描仪) 3.高光谱成像光谱扫描仪 热红外像片上的色调变化与相应的地物的辐射强度变化成函数关系。 地物发射电磁波的功率和地物的发射率成正比，与地物温度的四次方成正比。 SPOT的HRV具有倾斜观测能力 微波(Microwave) 雷达系统的工作原理 合成孔径雷达(SAR) ——Synthetic Aperture Radar 雷达图像的几何特性 雷达图像距离压缩规律 1.距离压缩是斜距成像的雷达影像在距离向呈图像压缩的几何失真现象。； 2.由于距离向目标当地入射角处处不相等，所以在距离向目标分辨率处处不同； 3.靠近星下点的目标成像压缩现象严重，远离星下点的目标压缩现象较轻微； 4.如果对山地成像，即便地距显示也不能保证图像无几何形变。 侧视雷达阴影产生的规律 1.雷达阴影是起伏地形的雷达影像在后坡出现暗区的图像缺失现象。 2.雷达阴影的产生与坡度及雷达俯角有关； 3.判断雷达阴影还要考虑山脊走向与卫星航向的关系，考虑真倾向与伪倾向的关系； 4.阴影区不含信息，但却是一种很好的观测方向和地形信息的指示器。 侧视雷达透视收缩规律 1.透视收缩是面向雷达波束的斜面投影到斜距平面时距离压缩增强现象，归根结底还是距离压缩。 2.图像上前坡总是比后坡距离压缩明显，透视收缩表明较大的回波面积集中体现在较小的图像区域，在强度图像上，前坡比后坡明亮。 3.当地入射角为零时，山顶、山腰、山底的回波集中到一点，出现最大透视收缩。 4.图像的透视收缩比率(θ为当地入射角)： 侧视雷达叠掩规律 1.雷达叠掩也称顶底位移，是山顶部分的回波比山脚部分的回波更早被雷达接收记录，从而使山顶影像“叠置”在山底之前的图像失真现象。 2.叠掩现象与局部入射角θ密切相关： θ 0°时，叠掩 0 ° θ 90 °时，透视收缩 90 ° θ时，阴影 3.叠掩现象与雷达俯角也有关系，俯角越大，产生叠掩的可能性越大，因此叠掩多是近距离现象。 雷达图像的色调特征 4、透视收缩(Forshortening) 透视收缩也称“前缩”，起伏地形的雷达影像山坡长度按比例计算后总比实际长度要短。 主要是面向雷达波束的斜面投影到斜距平面时斜面的压缩，归根结底还是距离压缩现象。 五、雷达成像仪 雷达影像的透视收缩现象 五、雷达成像仪 五、雷达成像仪 5、叠掩(Layover) 侧视雷达为距离成像，最早返回的信号记录在近距端，后返回的记录在远距端。 在起伏地形成像，当坡度与雷达俯角之和大于90度时（即当地入射角为负时），山顶部分的回波比来自山脚部分的回波更早被雷达接收记录，从而使山顶影像“叠置”在山脚影像之前。 五、雷达成像仪 五、雷达成像仪 平台高度 侧视角 复介电常数 雷达波长 表面粗糙度 目标类型 极化方式 地面目标在雷达图像上的色调取决于目标的回波功率。回波功率强，影像色调浅；回波功率弱，影像色调深。 影响雷达图像色调的主要因素 五、雷达成像仪 小 结 本节重点： 1.扫描成像类型传感器 成像原理、图像特征 预习：遥感数字图像处理基础知识 TM Band6-热红外 10.4～12.6μm 获取日期：2003-08-30 各波段卫星图像的作用 3.TM专题制图仪 ——Thematic Mapper 三、扫描成像类型传感器 4.ETM+增强型专题制图仪 ——Enhanced Thematic Mapper Plus 三、扫描成像类型传感器 TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 PAN 线阵列由多个CCD组成(Charge Coupled Device，电荷耦合元件) 用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。 三、扫描成像类型传感器 2.固体自扫描成像(推帚式扫描仪) 典型的推帚式扫描仪 1）SPOT卫星上的HRV传感器 2）美国Ikonos、Quikbird卫星传感器 目前发射高分辨率卫星几乎均为线阵列。 三、扫描成像类型传感器 2.固体自扫描成像(推帚式扫描仪) SPOT-1