第二章摄影测量与遥感.ppt

第二章 航空摄影与卫星遥感的信息获取 主要内容 第一节 航空摄影 第二节 扫描成像 第三节 多光谱遥感图像 一、航空摄影概述 航空摄影是以飞机或气球作为遥感平台，使用航空摄影机在空中对地面，以摄影方式收集、处理目标物地信息的，获取各种图像、数据的全过程。 （一）航空摄影机 航空摄影机是安装在飞机等飞行器上，在空中对地面拍摄像片的摄影机。它是通过光学系统采用感光材料直接记录地物的反射光谱能量。因此，航空摄影机的结构与普通摄影机（相机）基本相同，但由于空中摄影的特殊要求，在镜头精密程度及结构上则更为精密和复杂，并能根据设计可进行自动连续摄影。 （二）航空摄影的种类 （1）按主光轴和铅垂线的关系（像片倾斜角）分类可分为垂直摄影和倾斜摄影 （2）按航空遥感区域（摄影的实施方式）分类 可分为单片摄影、航线摄影和面积摄影。 （3）按航空遥感平台的高度 可分为高空航空摄影、中空摄影、低空摄影 （4）按感光材料分类可分为全色黑白摄影、黑白红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影和多光谱摄影等。 书 4：像片旋偏角 相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角称为像片的旋偏角，对像片的旋偏角一般要求小于6度，个别最大不应大于8度。而且不能连续三片有超过6度的情况。 航空像片的物理特征 （一）航空像片的分辨率 一幅像片内能辨别相邻两个物体的能力。 影像分辨率：像片或底片1mm距离内能够分辨线条的数目。 地面分辨率：离地面一定高度的空中所获得的图像资料，经过航摄仪器或其他电子仪器的放大，所能观察到地面最小物体的尺寸。 （二）像片的反差 G=Bmax/Bmin B亮度值 2.5~4.5中反差 四、黑白航空像片 （一）全色黑白航空像片 （二）黑白近红外像片 五、彩色航空像片的特点 第二节 扫描成像 扫描成像：主要依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，已得到目标地物电磁辐射特性信息，利用光电效应和光热效应，将辐射能转换成电能或者其他物理特性的变化，从而对物体进行探测。 扫面方式分类：机械扫描方式、电子束扫描方式及固体自扫描方式等。 第三节 多光谱遥感图像 多光谱遥感：将地物辐射较宽的连续的电磁波分割成若干较窄的光谱段，以摄影或扫描的方式，在同一时间获得同一目标不同的光谱信息的遥感技术。 卫星遥感：利用安装在人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等遥感平台上的传感器，来获取地面物体电磁波信息的探测技术。 一、landsat卫星及其影像 ? 美国于 1961 年发射了第一颗试验型极轨气象卫星 ,70 年代 , 在气象卫星的基础上研制发射了第一代试验型地球资源卫星 (Landsat-1 、 2 、 3) 。这三颗卫星上装有返束光导摄像机和多光谱扫描仪 MSS, 分别有 3 个和 4 个谱段，分辨率为 80m 。各国从卫星上接收了约 45 万幅遥感图像。 80 年代 , 美国分别发射了第二代试验型地球资源卫星 (Landsat — 4\5) 。卫星在技术上有了较大改进 , 平台采用新设计的多任务模块 , 增加了新型的专题绘图仪 TM, 可通过中继卫星传送数据。 TM 的波谱范围比 MSS 大 , 每个波段范围较窄 , 因而波谱分辨率比 MSS 图像高 , 其地面分辨率为 30m (TM6 的地面分辨率只有 120m ) 。 ? ?? 90 年代，美国又分别发射了第三代资源卫星 (Landsat-6,7) 。 Landsat-6 卫星是 1993 年发射的，因未能进入轨道而失败。由于克林顿政府的支持， 1999 年发射了 Landsat-7 卫星，以保持地球图像、全球变化的长期连续监测。该卫星装备了一台增强型专题绘图仪 ETM+ ，该设备增加了一个 15m 分辨率的全色波段，热红外信道的空间分辨率也提高了一倍，达到 60m 。美国资源卫星每景影像对应的实际地面面积均为 185km × 185km ， 16 天即可覆盖全球一次。 （二）landsat 图像的空间信息 1.图像经纬度 粗制图像的经纬度-图像中心点的经纬度推算 精确图像的经纬度-在概略坐标的基础上，用地面控制点和统一横轴墨卡托坐标纠正后计算而得到，精度较高。 2.图像获取的时间 是指获取图像信息的地方时间，与太阳同步 3.图像的重叠 （1）图像航向重叠：图像沿卫星运行方向的重叠。 （2）图像旁向重叠：图像在相邻轨道间的重叠，由轨道间距和成像宽度决定。 4 图像的投影 RBV图像是光学镜头成像，地面上各点的投影光线均通过镜头中心，同航空像片一样，属于中心投影。 MSS、TM和ETM+都是扫描成像，每次有效扫描都有一个中心，一幅MSS像片要390次有效扫描