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网上找到的,自己保留使用的文章遥感入门.doc
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2008-12-25
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网上找到的,自己保留使用的文章《遥感入门.doc》
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遥感入门
遥感入门和卫星影像
你为什么要用卫星影像?
“当有大量的其他地理数据源如航片、野外测
量和地图可用时,用卫星影像有哪些好处
呢?”
在大多数运用中,最简单的回答是卫星影像
更快、更好、更便宜。这也许是陈词滥调,
但却是真实的。卫星影像通常是获得有用的
地理信息的最实用的方法。看一下卫星影像
的这些好处:
有对影像细节聚焦能力的大面积覆
盖。布里斯班:SPOT10m 影像。
目录
数字化
几乎所有的卫星影像是数字化获得的。这意
味着再不需要昂贵的数据转换、扫描或者数
字化。只需很少的准备,影像就可以迅速地
直接装载到您的 GIS,图像处理系统或桌面绘
图系统并立即使用。因为它的数字化,卫星
影像可以被加工、处理、增强去提取精细的
详细资料和信息,这对其他数据源是不行的。
你为什么要用卫星影像? 2
遥感入门 3
根据合适的传感器选择影像 4
选择合适的空间分辨率 5
图像特性和术语 6
影像应用 7
IKONOS 8
IKONOS 应用 10
LANDSAT 卫星(过去的) 12
LANDSAT 7/MSS 13
LANDSAT 专题制图仪 14
LANDSAT TM 光谱处理 15
Geo cover 17
SPOT 卫星 18
AS TER 21
ASTER 光谱 23
ASTERDems 24
雷达影像 26
JERS-1 29
RADARSAT 30
ERS/ENVISAT 32
影像融合 33
HYPERION 34
HYMAP -Mk1 35
网上卫星影像 36
快
在野外工作队卸载他们的设备或飞行员为飞机做飞行前的准备时,遥感卫星可以绘一
幅辽阔森林或整个城市的图像。由于卫星在一个恒定的轨道上运行,他们极少超过一
个或两个星期远离您设定区域获得的影像。但需要一个很小的计划——今天设置一个
命令,它将在明天、下星期或接下来的三个月根据您的时间表获得命令。
便宜
对大区域而言,卫星图像通常比航片和野外测量地图要便宜。一幅未加工的卫星图像
的价格不好的平均也低于 1 美元/km²。
全球性
卫星不受政治或经济边界的限制。商业遥感卫星都位于极地轨道这样它们可以覆盖地
球的任何位置。不管您设定的区域是否在山顶或海洋的中部,遥感卫星都可以采集它
的图像。
最新
在今天高速变化的世界,您需要当前的信息去作重大的商业决定。地图在它被印刷出
来时已经有数月或数年了。但是您可以在需要的两天后拥有一幅卫星图像。一幅图像
是最新的地图是可以达到的。
概括
在一幅简单的图像中,遥感卫星可以获取陆地覆盖、运输路线以及延伸超过数百公里
甚至方圆数千平方公里的主要基础设施。
精确
照相机不会作假,卫星传感器也一样。因为在产生未处理的卫星图像时没有人的参与,
图像包含的信息是地表地物和特征正确、客观、没有偏差的反映。用卫星影像你不必
惊叹如果制图者或野外测量队出了错误。
灵活
从卫星影像处理和提取信息可以和你想的那样难和简单。不需要一个火箭科学家去看
一幅卫星图像、识别一个房屋和一条下雨涨水后的河流以及搞清楚它们之间的关系。
差不多任何人可以获得较复杂的信息,以及在练习当前的用户界面友好的地理信息软
件包的几小
时后,学习
去用许多其
他简单可用
的地理信息
来结合影像。
2
遥感入
门
据最新计算,
已经有 6 个
商业卫星系统进入轨道,而且几乎有
一样多的卫星将计划在明年投入使用。
到下个世纪,将有十几颗卫星绕地球
旋转,每个都得到一个详细精确的影
像产品。
大量影像的可选择对终极用户的您是
有益的,因为这增加了您得到合适的
图像的可能性,该图像为您提供了成
功完成您的项目所需要的详细精确的
信息。但更多的选择也使得更难断定
该买那类图像。
其他地理数据源
卫星影像是许多制图和资源管理方案的解决方法,但不是唯一的地理数
据源。下面是一些其他的您可能想搞清楚其特殊应用的地理数据源。
航片
对于覆盖小地理区域和制图地面特征小于 1m² 的情况,航片是一种划算
的数据源。许多航片是黑白、标准颜色或近红外的。
航空扫描
其类似卫星的多光谱传感器逐渐变得容易被利用。但和标准航空照相机
一样,在大面积制图时每平方公里的花费这方面,航空扫描完全不能和
卫星比。
扫描和数字化地图
这是把现有地理数据输入到 GIS 的一种相对便宜的方法。该方法的缺点
是把通常过时的信息、地图上的误差和错误复制成数字化形式。
GPS 野外测量
GPS 已被证实为一种非常精确的制图方法。实际上,它常常用于采集有
限数目的控制点以增加卫星图像的精度。然而,倘若单独用于制图,
GPS 测量是很耗时很昂贵的,且只提供了几个数据点而不是影像有的那
种全面广泛的信息。
SPOT XS 波段的光谱反射率曲线
各种波段中天然地物的反射率可以被区分,来
得到上述图表中和 SPOT123 卫星上传感器的
带宽作了比较的光谱反射率曲线。在这个图表
中,不同波段被用人工彩色红外线合成
(FCIC)描绘的颜色显示(看图和下面的说
明)。
如果我们为植被分析该曲线,我们注意在可见
光谱部分有最高反射率的是可见的绿色,这就
是为什么人眼看植被是绿色的原因,然而近红
外线波段植被的反射率是很高的。在 FCIC 中这
个波段被设为红色,所以植被是红色。红外线
波段中宽范围的反射率反映植被的健康情况,
通常反射率越高植被的健康状况就越好。在可
见红波段的最低反射率归咎于高的吸收,因为
健康的植物吸收这个波长的光来生长叶绿素。
在有水的情况下,反射率随着波长的增加而减
少,这是因为较短的波长会穿过逐渐变深的水
去在海底获得反射率。在理想的条件下,反射
率可以用来测量水深。
扩展这个分析类型到所有自然存在的地面覆盖
类型是可能的。
这一部分将给您介绍基本的遥感概念及其专业术语,这将帮助您选择合乎您需要的影
像。
你该要理解的最重要的遥感概念是遥感影像实际上是什么以及它是怎么获得的。图像
并不是装有底片的照相机照出的相片。几乎所有的商业遥感卫星用数字传感器来获取
图像。这些传感器是和最近变得流行的新数码相机相同的原理来工作的。
就像数码相机一样,卫星传感器没有底片。取而代之,传感器上有成千上万的微小探
测器,来测量从地表和地物反射来的电磁辐射量(也就是能量)。这被称为光谱测量。
每个光谱的反射率值作为数字码被计下来。这些数码被传到地面,在那里它们被计算
机修改成颜色或灰度值,从而产生一幅看起来像照片的图像。
依靠探测器设计的灵敏性,传感器可以测量电磁波谱中可见光、近红外、短波红外、
热红外以及微波雷达的一部分的能量的反射率。大多数遥感卫星根据很详细很精确的
光谱波长来测量能量。现在您应该理解光谱成像的概念对您来说是必不可少的,意识
到数字卫星影像的全部价值,以及掌握各种图像类型之间怎么不同。
反射率的测量和由它们产生的图像,对地物及其表面特征(形状、大小、颜色以及整
个视觉外观)用肉眼看起来像什么,提供了非常精确的显示。这被称为图像的空间内
容。
但或许甚至更重要的,数字图像显示非常简单的那些空间详细资料。反射率测量可帮
助显示岩石所含的矿物内容、土壤的水分、植物的健康状况、建筑物的物理位置以及
成千上万的其他不可见的详细资料。这被称为图像的光谱内容。
由于能量反射率的可测量,对数字传感器来说光谱信息是明显的。密度、水内容、化
学药品的捏造、其他不可见情况以及详细地貌特征,都影响各个波长(或光谱)能量
怎么与特征相结合和怎么反映它。事实上,数字传感器测量这些光谱交互作用,它们
依次为那些不可见的条件和特征提供洞察力。
Spot 高光谱图像 Redlands è
展示了人工彩色红外线合成的准备。由于没有可见的蓝波段,习惯的颜色配置是可见
绿波段用蓝色,可见红波段用绿色,近红外线波段用红色。记录植被反映的主导,耕
地/草原是亮粉红色以及当地的桉树森林是暗红色。只拥有较少量的植被的城市区域被
画为蓝色或青色。
同样的原理用于通过颜色监控器检视影像。三个独立连续色调的“黑/白”图像分别被颜
色监控器的红、绿、蓝枪显示,来显示一幅彩色图。当一幅灰度图像被显示时,同样
的黑/白图像被显示在三个颜色枪。
根据合适的传感器选择影像
由于关系到几乎所有后面产品的选择,许多不同传感器类型的选择是最重要的决定之
一。在多数情况下,这是很容易选择的,由于有很好地备有证明文件的应用,在这些
应用中每种类型的传感器做得最好。下面的信息可以帮助您先去选择可能对您的应用
最合适的传感器类型。但是先让我们详细说明全色和多光谱图像的意思。
全色影像是通过数字传感器在电磁波谱的一个宽度范围测量能量反射率来获得的。
(这些光谱范围就是通常所说的波段。)对当前绝大多数的全色传感器来说,这个单
一的波段通常跨越光谱的可见光到近红外部分。全色数据以黑白影像显示。
多光谱影像是通过数字传感器在几个波段测量反射率来获得的。例如,一组探测器可
能测量反射的可见红光的能量,而另一组测量近红外波的能量。这些多重反射率值被
组合来产生彩色图像。流行的多光谱遥感卫星一次测量 3 到 7 个波段的反射率。一个
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gyj197902
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