RS-4遥感成像原理与遥感图像特征.ppt

遥 感 原 理 主 讲：王丹丹 办公室：北辰楼4楼 Tel: Email: wangdand@nuist.edu.cn 第四章 遥感成像原理与遥感图像特征 一、传感器概述 概念：收集、量测和记录地物的反射或者发射的电磁波能量的装置，是遥感技术的核心部分 结构 一、传感器概述 结构 收集器：如透镜组、反射镜组、天线等 探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、微波检波器等 处理器：收集的信号进行处理，如显影、定影信号放大、变换、校正和编码等，具体类型有摄影处理装置和电子处理装置 输出器：扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、XY彩色喷笔记录仪等 一、传感器概述 分类 数据记录方式：成像方式和非成像方式 传感器工作波段：可见光传感器、红外传感器和微波传感器 工作方式：主动传感器和被动传感器 二、遥感图像特征 图像的空间分辨率 (Spatial resolution) 图像的光谱分辨率 (Spectral Resolution) 图像的辐射分辨率 (Radiometric Resolution) 图像的时间分辨率 (Temporal Resolution) 1、图像的空间分辨率 像元所代表的地面范围大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元 （梅安新，2001） 空间分辨率是针对遥感器或图像说的，指图像上能详细区分的最小尺寸，或指遥感器区分两个目标的最小角或线性距离度量地面分辨率是针对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小 （赵英时，2003） 1、图像的空间分辨率 空间分辨率表示方法： 象元 (pixel) 大小 线对数 (line pairs) 瞬时视场 (IFOV) 象元指单个象元所对应的地面面积大小 单位：米(m)或公里(km) 1、图像的空间分辨率 空间分辨率表示方法： 线对数：对摄影系统而言，影像最小单元通过1mm间隔内包含的线对数确定 单位为线/mm或线对/mm 瞬时视场：遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野，单位为毫弧度 (m rad) 总视场角2Φ 1、图像的空间分辨率 对空间分辨率的理解 一般来说，遥感器系统的空间分辨率越高，它识别物体的能力越强 但是实际上每一目标在图像上的可分辨程度，不完全决定于空间分辨率的具体数值，而是和它的形状、大小，它与周围物体亮度、结构的相对差异有关 1、图像的空间分辨率 1、图像的空间分辨率 1、图像的空间分辨率 对空间分辨率的理解 经验证明，遥感系统空间分辨率的选择，一般应小于被探测目标最小直径的1/2 空间分辨率与比例尺的关系 比例尺与空间分辨率并不总是一致的，一幅遥感图像只有一个空间分辨率，却可以用不同比例尺进行表达 (Simonett 1983) 提取遥感图像信息制作专题图，必须考虑制图比例尺与遥感图像空间分辨率的选取 2、图像的光谱分辨率 定义 传感器在接受目标辐射波谱时能分辨的最小波长间隔 （梅安新，2001） 遥感器所选用的波段数的多少、各波段的位置、及波长间隔的大小。即选择的通道数、每个通道的中心波长、带宽 （赵英时，2003） 2、图像的光谱分辨率 光谱分辨率越高，对地物特征的识别能力越强 高光谱研究及其传感器开发是目前遥感的一个重要研究方向 是否光谱波段越多越细越好？ 波段相关，数据冗余 数据传输、处理、存储等问题 3、图像的辐射分辨率 定义：传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差或遥感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力 遥感图像上表现为每一象元的辐射量化级 辐射量化级一般用遥感图像灰度级表示，即最暗到最亮灰度值（亮度值）间分级的数目，记为比特 (bit) 3、图像的辐射分辨率 3、图像的辐射分辨率 辐射分辨率越高，则对地物的识别与区分能力越强 空间分辨率与辐射分辨率之间的矛盾 注意：高空间分辨率、高光谱分辨率与高辐射分辨率的关系，上述三者与数据量的关系 4、图像的时间分辨率 对同一地点进行采样的最小时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期 提供地物动态变化的信息；对地物的变化进行监测，为专题精确分类提供附加信息 影响因素： 飞行器的重复周期 遥感探测器的设计等 4、图像的时间分辨率 SPOT卫星 重复周期为26天，由于SPOT/HRV 遥感器有倾斜观测能力（倾角±27 °） 26天对特定区域观察：中纬度地区12次；赤道7次纬度70°处28次 NOAA卫星系列 重复周期0.5天；双星系统，同一地点每天4次过境 4、图像的时间分辨率 类型 超短或短周期：气象卫