遥感原理与应用_第3章_1 遥感平台与遥感传感器-遥感平台及运行特点

SOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYSWJTU遥感原理与应用RemoteSensingPrincipleandApplicationSWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感物理基础遥感平台特点遥感传感器影像处理基础影像几何处理影像辐射处理遥感影像判读影像识别分类遥感技术应用遥感系统影像处理遥感应用影像处理遥感遥感原理与应用课程框架SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台与遥感传感器遥感平台及运行特点遥感传感器及成像原理SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台及运行特点遥感平台的分类卫星轨道及其运行特点遥感卫星轨道类型主要卫星遥感系统SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台(platform)：是用于安置各种遥感仪器，使其从一定高度或距离对地面目标进行探测，并为其提供技术保障和工作条件的运载工具。按平台距离地面的高度大体上可以分为三类：地面平台航空平台航天平台遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321地面平台地面平台：高度在0~50m范围内，包括车、船、塔、三脚架、遥感塔、遥感车等。遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321航空平台航空平台：高度在百米~10多公里，包括低、中、高空飞机，以及飞艇、气球等。飞机：•高空：喷气式飞机•低空：无人小飞机，大比例尺航片气球：•高空气球航空平台历史悠久，主要是飞机摄影。遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321飞艇无人飞机飞机平台气球平台航空平台遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321俯仰滚动偏航飞机姿态角遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321航空遥感及其特点优点•空间分辨率高、信息容量大。•灵活，适用于一些专题遥感研究。•作为实验性技术系统，是各种星载遥感器的先行检验者。•信息获取方便。不足•受天气等条件限制大；•观测范围受限；•数据的周期性和连续性差。遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321航空遥感高空（10000m-20000m）；中空（5000m-10000m）；低空（5000m）。无人机遥感技术无人机测绘遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321飞行高度较低，可解决四川盆地的天气问题具有明显的成本优势具有很高的灵活性空间分辨率高遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321飞行平台遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥控设备遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321地面站遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321航飞准备阶段收集实验区已有的地形地貌资料；规划无人机航线。遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321无人机航拍——起飞遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321无人机航拍——拍摄ZSS遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321无人机航拍——降落遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321返回本章首页刺点刺点刺点野外测量遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321航天平台航天平台：高度在150km以上（36000km静止卫星，700~900km陆地观测卫星）航天飞机：240~350km高度；卫星：•低轨：150~300km，大比例尺、高分辨率遥感•中轨：700~1000km，资源与环境遥感•高轨：35860km，地球静止卫星，通信、气象卫星航天平台目前发展最快、应用最广：气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列。遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321航天飞机(Shuttle)空间站人造卫星返回本节首页遥感平台的分类SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321卫星在空间运行，遵循天体运动的开普勒三定律。开普勒第一定律星体绕地球（或者太阳）运动的轨道是一个椭圆，地球（太阳）位于椭圆的一个焦点上。卫星轨道及其运行特点SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321开普勒第二定律从地心或者太阳中心到星体的连线（星体向径），在单位时间扫过的面积相等。卫星在离地近的地方经过时的速度要快些，在离地远的地方运行的速度要慢些。卫星轨道及其运行特点SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321开普勒第三定律指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道长半轴的立方与周期的平方之比是一个常量。T：运行周期；a：长半径；K：开普勒常数。=GM/(4π2)卫星轨道及其运行特点SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321其他常用轨道参数卫星速度V：当轨道为圆形时，其平均速度为G—万有引力常熟；M—地球质量；R—平均地球半径；H—卫星平均离地高度卫星运行周期T：指卫星绕地一圈所需要时间，即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。HRGMV3)(HRCT卫星轨道及其运行特点SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321卫星高度H：依据开普勒第三定律同样可解求卫星的平均高度同一天相邻轨道间在赤道处的距离LR—地球长轴半径每天卫星绕地圈数n32RCTH60242TRLaTLRna60242卫星轨道及其运行特点SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321重复周期D(覆盖周期)：指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的天数。对比运行周期。其他相关概念：•星下点：卫星在地球表面的投影；•节点：卫星星下点轨迹与赤道的交点；•升轨：卫星由南向北运行；•降轨：卫星由北向南运行；•升轨（交）点：升轨时的节点；•降轨（交）点：降轨时的节点。卫星轨道及其运行特点返回本节首页SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321EarthSatellite人造卫星与地球遥感卫星轨道类型SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321地球同步轨道与地球静止轨道地球同步轨道：又称24小时轨道，卫星的轨道周期等于地球的自转周期，且方向亦与之一致，卫星在每天同一时间的星下点轨迹相同。地球静止轨道：当地球同步轨道是倾角为零（轨道与赤道平面重合）的圆形轨道时，称为地球静止轨道。在这样的轨道上运行的卫星将始终位于赤道某地的上空，相对于地球表面是静止的。遥感卫星轨道类型SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321太阳同步轨道太阳同步轨道：指的就是卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道的倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近90度，卫星要在两极附近通过，因此又称之为近极地太阳同步轨道。为使轨道平面始终与太阳保持固定的取向，因此轨道平面每天平均向地球公转方向（自西向东）转动0.9856度（即360度／年）。卫星轨道面永远与当时的“地心—日心连线”保持恒定角度遥感卫星轨道类型SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321相对于地球西向逆行；多数卫星高度约700km~800km；轨道周期90~100min；每天绕地球旋转14~16圈。Landsat-1,-2,-3在单天内的轨道覆盖太阳同步轨道特点遥感卫星轨道类型SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321不同轨道下陆地卫星遥感特点近圆形轨道：不同地区获取的影像比例尺一致。固定扫描频率对地面扫描成像，扫描行之间无缝衔接。近极地轨道：有利于增大卫星对地面的总体观测范围。太阳同步轨道：太阳光的入射角几乎是固定的，在不同时相对同一地区遥感时，太阳高度角大致相等；有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测（但是由于季节和地理位置的变化，太阳高度角并不是任何时间都一致的）。有利于卫星在固定的时间飞越地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。可重复轨道：有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。遥感卫星轨道类型返回本节首页SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen765432138中等分辨率陆地卫星高分辨率陆地卫星高光谱卫星气象卫星小卫星主要卫星遥感卫系统SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321中等分辨率陆地卫星类Landsat卫星系列；SPOT卫星系列；中巴资源卫星CBERS；IRS卫星系列；台湾福卫2号；日本陆地观测卫星ALOS………主要卫星遥感卫系统SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321Landsat卫星系列1972年7月23日，美国发射了第一颗地球资源卫星，后改名为Landsat-1，1972~1999年，美国共发射了7颗Landsat系列卫星。卫星发射日期终止日期携带传感器Landsat-11972.7.231978.1.6RBV,MSSLandsat-21975.1.221982.2.5RBV,MSSLandsat-31978.3.51983.3.31RBV,MSSLandsat-41982.7.161993MSS,TMLandsat-51985.3.1（运行）TMLandsat-61993.10.5（发射失败）ETMLandsat-71999.4.15（运行）ETMPlus主要卫星遥感卫系统SWJTUCopyright©2015,GuolinCai&LiShen7654321Landsat-5简介•Landsat-5设计寿命为3年，但却成功在轨运行27年，是目前在轨运行时间最长的光学遥感卫星，成为全球应用最为广泛、成效最为显著的地球资源卫星遥感信息源。•2011年11月18日，美国地质调查局（USGS）发布消息称由于卫星上的放大器迅速老化，目前已停止获取Landsat-5的卫星遥感影像，意味着Landsat-5极有可能结束其使命。目前，Landsat-5已进入90天的卫星初始状态，USGS工程师们试图采取各种办法恢复卫星