传感器及成像原理.ppt

遥感传感器（Sensor） 遥感传感器是获取遥感数据的设备，是遥感技术最核心的部分，直接用于测量地物的电磁波特性。 传感器一般结构 收集器 探测器 处理器 输出器 传感器类型 （1）按有无发射电磁波的能力分 主动 被动 扫描成像类型传感器 光学传感器特性 光谱特性：传感器能够测量的电磁波波长范围、各波段中心波长、波段宽度。（光谱分辨率） 辐射度量特性：指传感器辐射度量的灵敏度，能够度量的辐射动态范围。（辐射分辨率） 几何特性： FOV (Field of View)：视场，是传感器能够受光的范围，决定成像的宽度； IFOV (Instantaneous Field of View)：瞬时视场，是形成每个像元的视场，决定地面分辨率。 两种扫描形式： 物面扫描：对地面直接扫描成像，例红外扫描仪、多光谱扫描仪、自旋和步进式成像仪、多频段频谱仪等。 像面扫描：瞬间在像面上先形成线图像或二维图像，然后对影像进行扫描成像，例如线阵列CCD推扫式成像仪、电视摄象机等。 成像光谱仪 红外扫描仪 1、扫描成像过程 2、红外扫描仪特性 空间分辨率 温度分辨率 温度分辨率与 有关； 传感器系统内噪声等效温度限制在0.1~0.5K之间; 系统的温度分辨率一般为等效噪声温度的2~6倍。 垂直向下观测时 倾斜观测时 全景畸变 3、扫描线的衔接 4、热红外像片的色调特征 热红外像片上的色调变化与相应地物的辐射强度变化成函数关系； 与地物辐射强度有关的因素： 地物的发射率 地物的温度 地物辐射强度的变化对温度更为敏感； 温度的变化在图像上能产生较高的色调差别。 多光谱扫描仪 MSS（Multispectral Scanner） TM（Thematic Mapper） ETM（Enhanced Thematic Mapper） MSS 1、MSS结构 扫描反射镜 椭圆形、表面镀银，摆动幅度为2.89度，频率为13.62赫兹，周期为73.42毫秒，总视场角为11.56度。 可获取垂直飞行方向两边共185公里范围内景物的辐射能量，配合飞行器的运动获得地表的二维图像。 反射镜组 包括主、次反射镜组，将扫描镜反射进入的地面景物聚焦在成像板上。 成像板 排列24+2个玻璃纤维单元。分四列，每列对应一个波段。每个纤维单元瞬时视场为86微弧。 探测器 个数与玻璃纤维单元个数相同，类型与波段有关。能将辐射能变成电信号输出。 2、成像过程 扫描一次每个波段获取6条扫描线图像，对应地面范围为474米x185公里。 在扫描一次的时间里卫星往前正好运动474米，扫描线正好衔接。但因地球自转，扫描位置有向西移位现象。 成像板上的光学纤维将接收的辐射能传递到探测器，对探测器的输出进行采样、编码（A/D转换），馈入天线向地面发送。 3、地面接收及产品 遥感数据地面接收由遥感地面接收站完成； 接收站主要接收 遥感图像信息 卫星姿态、星历参数 MSS产品 粗加工产品 经过辐射校准、几何校正、分幅注记 精加工产品 在粗加工的基础上，用地面控制点进行了纠正 特殊处理产品 根据用户的要求做了一些特殊处理 TM TM空间分辨率 TM波段选择 辐射准确度和较高辐射分辨率是定量遥感的基础。 扫描仪内设有一个白炽灯，用来作可见光和近红外波段的标准源；TM6用黑体源作为校正源。 每个像元的亮度值用8bit编码。 ETM+ HRV （High Resolution Visible Range Instrument） HRV的结构 HRV的成像原理 HRV立体观测 HRV成像原理 SPOT卫星上的两种HRV： 线阵列探测器在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，以“推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。 SPOT上并排安装两台HRV，每台视场宽都为60KM，两者间有3KM重叠，总视场宽为117KM；相邻轨道间约有9KM重叠。 HRV立体观测 平面反射镜可向左右两侧旋转，最大角度达27度，从而实现倾斜观测； 轨道间立体观测； 通过轨道间重复观测，可建立立体模型；可获取多时相图像。 成像光谱仪—高光谱遥感 两种类型 面阵探测器+推扫式扫描 用线阵列探测器进行扫描，利用色散元件将收集到的光谱信息分散成若干个波段后，分别成像于面阵列的不同行。 利用色散元件和面阵探测器完成光谱扫描；利用线阵探测器及沿轨道方向的运动完成空间扫描。 空间分辨率高。 雷达成像类型传感器