2022年遥感知识点.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章遥感绪论一、遥感概念：狭义：从远离地面的不同工作平台上,通过 传感器 ,对 地球表面的电磁波信息进行探测,并经信息的传输处理,对地球的资源与环境进行探测和监测的技术；广义：遥远的感知；二、概念说明：传感器：接收、记录目标地物电磁波特点的仪器；电磁波谱：依据电磁波波长或频率大小依次排列而成的图谱；三、遥感分类 5 种方式 1、按遥感平台：地面、航空、航天、航宇遥感 2、按传感器的探测波段：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感 3、按传感器的工作方式：主动式、被动式 4、按遥感的应用领域：资源、环境、水文、地质、农业、林业、城市遥感 5、

2、按遥感资料的记录方式：成像方式（摄影和扫描）、非成像方式 四、遥感的特点 5 个 ,空间特性；“ 大” ,探测范畴大（宏观探测）“ 多” ,数据的综合和可比性 波普特性 ；又表现为波段多、 多时间、 多成像方式、 多角度、 多时相、 多空间辨论率、多传感器和多平台（8 个）等；“ 快” ,成像速度快,每隔肯定周期掩盖地球一次（时间特性）“ 广” ,应用广“ 高” ,效益高 五、主动式遥感和被动式遥感的区分：是否能主动发射电磁波；主动式遥感：传感器带有发射信号的辐射源,工作时向目标地物发射信号,接受目标地物反射或散射回来的电磁波 而进行的探测 只有 雷达遥感,即微波遥感 是主动式遥感 ；被动式遥

3、感：传感器不向目标地物发射电磁波,仅被动接受目标物自身发射和对自然辐射源的反射能量；六、成像方式与非成像方式：遥感的结果是否以 成像的方式 表达出来；区分：传感器接收的目标电磁辐射信号能否转换成（数字或模拟）图像 ；七、遥感应用 1. 农林方面的争论：农业估产,病虫害,水土流失 2. 地质,矿产争论：地质,探测断度,地震带,矿产探测利用高光谱技术3. 水文,海产争论：水文,河流,洪水灾难（用气象卫星,快速）,海洋盐度,温度,海水厚度4. 环境监测：大气污染（二氧化碳,二氧化氮）气溶胶光学厚度 AOD ,水污染 5. 测绘方面争论 6. 地理学方面争论 7. 军事方面争论：红外、雷达最早应用于军

4、事领域 八、遥感技术系统包括 :探测地物的波谱特点、信息的猎取（通 过传感器接 收）、信息的传输与记录（通过遥感卫星 接收站天线接收） 、数据（信息）的处理（依据客户需求）、信息的应用 九、光学摄影和扫描成像（成像方式）： 航空遥感都用摄影成像,航天用扫描成像 光学摄影：将探测到的地物的电磁波信息 以深浅不同的色调 直接记录在感光材料（胶片）上；扫描成像：将探测的范畴分为如干像元,传感器按次序接收每个像元的电磁波强度,并将此信息转化为图像,记录 在磁带、磁盘或光盘上；十、电磁波（也叫电磁辐射）1概念：电磁振荡在空间的传播；2性质：物质存在的一种形式场的形式；横波；在真空中以光速传播；具有波粒二

5、象性：3电磁波谱：依据电磁波在真空中传播的波长大小依次排列而成的图谱；单位换算： 1m=10 3mm=10 6um=10 9nm=10 10A 公式： c= * .光速 300000km/s= 波长 * 频率第 1 页,共 17 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 【判读】遥感的图像I 反射 可见光和近红外波段 ：反射率越大,颜色越浅 反应在图像上 ；说明：物体在可见光和近红外波段主要是反射电磁波,反射率越大,即反射的电磁波 可以认为是光 越强,越亮,颜色就越浅；相反,反射率越小,回去的少,颜色越深（比如水体,反射率小,看不清,在像片上就

6、是深的,发黑）；II 发射 热红外波段 ：温度越高,发射率越大,颜色越浅；说明：假如物体的温度高于 0 开氏度（ -273 摄氏度）,就能向外发射热红外；III 雷达回波 微波波段 :回波率越高,颜色越浅（原理同上）；热红外 TIR：3um-1000um: 中红外 :3-6um 远红外 :6-15um 超远红外 :15-1000um 近红外 NIR:0.76-3um,又叫 光红外或反射红外；可见光仍可分为红橙黄绿青蓝紫七色光；其次章遥感的物理基础辐射1 黑体：在任何温度下,对于任何波长的电磁辐射都全部吸取的物体,并且具有最大发射率的物体叫肯定黑体,简称黑体吸取率 =发射率 =1. 发射率 1

7、的物体叫灰体；2 太阳辐射：表面温度t=6000k,电磁波很宽,连续曲线波长 max=0.47um,又称短波辐射；名师归纳总结 地面辐射：表面温度t=3000k, 发射的连续曲线波长 max=9.66um,为长波辐射,是远红外的主要辐射源；第 2 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 地物的发射光谱特性 : 1. 地物的发射率 比辐射率 概念：是指地物单位面积上辐射出射度与同一温度下同面积黑体辐射出射度的比值；意义：（1）吸取率等于发射率（2 ）强的吸取体,也是强的发射体影响发射率因素：地物表面状况（粗糙度、颜色）、温度（比热、热惯量）、波

8、长；太阳常数1.概念：不受大气影响（在大气上界,大气顶层）,在距太阳一个天文单位内,垂直于太阳光辐射方向上,单位面积、单位时间黑体所接收的太阳辐射量；（I=1.360*103W/m2）地物的反射光谱特性1. 概念：物体反射的辐射能量占总入射量的百分比为反射率（53%,重叠比例： 53%-60%；旁向重叠：相邻航线上,像片之间的重叠,比例：15%-30%；3. 面积摄影（区域摄影） ：沿多条航线对一区域的摄影,各个航线之间应当平行（三）按感光材料分类1 一般摄影（可见光） ：（1 ）黑白摄影（ 2）彩色摄影（真彩色）2 红外摄影：红外感光材料记录可见光和近红外, （0.40.91.3 微米）,反

9、射可见光和近红外波段的变化；（1 ）黑白红外摄影（2 ）彩红外摄影（假彩色）3 多光谱摄影：不同波段的摄影得到不同的分波段的 黑白像片四、航片的比例尺1概念：像片上某一线段长度与地面相应长度之比2运算：在平整地区水平像片的比例尺 1/M=f/H （焦距比行高）3平均比例尺、 “ 主比例尺”（1）平均比例尺：挑选各点的平均高程面作为起始面,依据这个起始面运算出来的像片比例尺,称为像片的平均比例尺；（2）主比例尺：以像主点中心投影的中心的航高求出的比例尺,称为主比例尺；（可以从航测部门得到,这种比名师归纳总结 第 5 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -

10、- - - 例尺只是概略地代表该张像片的比例尺）五、航空像片的比例尺是怎样运算的？1. 像片上某一线段长度与地物相应长度之比 2. 在平整地区水平像片的比例尺 1/M=f/H 3. 平均比例尺 : 挑选各点的平均高程面作为起始面,依据这个起始面运算出来的像片比例尺,称为像片的平均 比例尺 , 称为主比例尺 4. 主比例尺 : 以像主点的航高求出的比例尺 5比例尺的测定 1 平整地区：地势平整,且像片近似水平,可用平均比例尺作为像片的比例尺；方法：在像片的像主点对角线邻近挑选四个地物点；2 丘陵地区：丘陵地区不能用平均比例尺的方法来测定,而是按测站求各点的平均比例尺；方法：挑选与测站等高且与测站

11、连线近于垂直的两地物点；六、航空像片的投影差与哪些因素有关？1投影差：由于航片属于中心投影,因地势起伏与水平情形下比较,像点产生了移动,称为投影差；2投影差的规律（1）投影差大小与像点距像主点（距离）成正比,距像主点越远,投影差越大；越近,投影差越小；像片中 心部分投影差小,像主点是唯独不因高差而引起投影差的点；（2）投影差大小与高差（两地物）成正比,高差越大,投影差越大；高差为正时,投影差为正,像点由像主点向外移动；为负时,像点向靠近像主点方向移动；（3）投影差与航高成反比,航高越大,投影差越小（地势的高低不再那么重要了）；第四章航空像片的目视解译一、遥感图像的解译（Interpretati

12、on ）1 分类：目视解译（目视判读）；运算机解译 2 关系：目视解译是运算机解译进展的基础和动身点,其体会和学问可以指导遥感图像的运算机解译；二、航空像片的目视解译 成效取决于：航空像片的质量、判读人员的专业水平及解译体会；概念：见教材；原就：先整体后局部、从已知到未知、先易后难、由宏观到微观；方法：（1）直接判读法：直接解译标志（2）对比分析法：和典型像片进行比较| 和已知资料对比-地势图或专题图或DEM| 到野外与实际地物对比；（3）规律推理法；三、航空像片的特点 1、比例尺大 成像高度低 2、中心投影性质中心投影,造成航空像片的中间误差小,边缘误差大 3、顶部特点（看到地物的顶部）四、

13、航空像片目视的判读标志 定义：不同地物具有不同的影像特点,它们是判读地物的依据,称为判读标志,或判读要素；（一）直接判读标志1 外形：任何地物在像片上必定有相应的几何外形 l 通过地物顶部轮廓或俯视的平面外形 l 人造地物外形规章：自然地物不规章外形受中心投影影响,中心部分误差最小 l 平面地物在像片的任何部位没有多少变形 l 外形仍 要受像片比例尺影响2 大小：对判读地物性质有用l 影像上的大小, 取决于 航片的比例尺和地面辨论率l 像片辨论率D（地面辨论率） ,是指像片上能辨论出的最小地物的大小；3色调 最不稳固的因素 和颜色：色调是指在黑白像片上影像的黑白深浅程度,称为灰度或灰阶 l 地

14、物外形：是通 过与四周地物色调差别表现出来的 l 采纳不同波段和不同的感光胶片,色调反映的意义不同；影响色调的因素： （1）地物的反射光谱特点,亮度系数（反射率越大,成像色调越浅）名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）地物表面结构：a、光滑表面（反射率高,色调浅）b、无光泽表面（郎伯反射成像色调较深）c、起伏不平的表面（向阳面颜色浅,背阳面色调深）（3）地物表面湿度（湿度越大,颜色越深；相当于有水）（4）摄影季节（5）处理措施色调由浅到深：雪大路房屋树木4阴影：本影：物体未被太阳光直接照耀到的阴暗部分；落影：阳光

15、直接照耀时,物体投射在地面的影子；5组合图案：当地物较小,或像片比例尺较小时,地物的单个影像在像片上不能表现出来,但地物的群体可以在 像片上反映出来,这种影像特点称为组合图案特点；6、纹理：航空像片上目标地物内部色调（二）间接判读标志有规律变化 形成的影像结构；通过与之有联系的其他地物在影像上反映出来的直接标志,来间接推断某地物的存在及其属性；五、不同种类航片（航空遥感）的目视解译（航空遥感反应物体的反射特性）一 （可见光）黑白像片（黑白像片的感光范畴是在可见光波段）感光范畴： 0.4-0.76 m,与人眼对光的敏锐范畴一样；色调深浅取决于物体在可见光波段的反射率的高低.绿色植被在可见光绿波段

16、反射率高,但全色胶片对绿光感光弱,颜色较深；解译标志：外形和色调；判读标志：外形、大小、颜色、阴影、组合图案；成像高度低,多为大比例尺像片,辨论率高,外形与色调特点明显； 三 可见光 彩色像片 感光范畴： 0.4-0.76 um ,真（自然）彩色；三层感光乳剂：蓝、绿、红 以不同颜色反映地物；用彩色比用黑白更直观,辨论率高,成效好； 四 彩红外像片 感光范畴： 0.4-0.9um （可见光 -近红外,主要利用近红外）三层感光乳剂：感绿、感红、近红外 黄色滤光镜头：将进入镜头的蓝光吸取掉,排除散射影响 标准假彩色 ：茂盛的绿色植物颜色 不同类型和生长阶段的植物、健康与病虫害的植物的色调的不同：针

17、叶林暗红,病虫害的暗红,將枯死 蓝色 ；的呈青色；披绿色假装物的呈 水体颜色：蓝黑或蓝灰色；对不同的清亮与混浊水、污染水,土壤湿度,颜色不同；如有植物,色调稍 红一些； 二 黑白红外像片（可见光和部分近红外）感光范畴： 0.4-0.9um 色调深浅打算于物体在 近红外波段的反射率的高低；茂盛的绿色植物在黑白红外上的色调与黑白像片上不同；（黑白红外上颜色浅,由于在黑白红外上取决于 绿色植被在近红外的反射）；不同类型和生长阶段的植物、健康与病虫害的植物的色调的不同 . 水体颜色：水越深,越清亮,颜色越深,对水资源调查有利；如有植物,色调浅一些；土壤湿度大小可以从色调深浅反映出来；湿度大 相当于有水

18、 ,色调深；红外像片的波长较可见光长,散射小,所以抗干扰才能强,反差大大改善,利于判读；居民点颜色：灰蓝色；广泛应用于绿地调查、LU、森林、污染的调查；彩红外像片因通过黄光滤光镜去除了蓝色的干扰,因而比彩色像片的应用更广泛 ；重点： 比较彩红外像片和彩色像片的不同； 一 彩色像片名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感光范畴： 0.4-0.76 m 三层感光乳剂：蓝、绿、红 颜色：真（自然）彩色；以不同颜色反映地物；用彩色比用黑白更直观,辨论 率高,成效好； 二 彩红外像片 感光范畴： 0.4-0.9um ；三层感光乳

19、剂：绿、红、近红外 黄色滤光镜头：将进入镜头的蓝光吸取掉,排除散射影响 颜色：标准假彩色：茂盛的绿色植物颜色；辨论率更高；不同类型和生长阶段的植物和健康与病虫害的植物的色调 五 航空雷达影像（用的是微波这个波段）1、微波遥感（雷达遥感）1）波段范畴： 1mm 1m（微波的波段）典型的是用厘米波；2）又分为毫米波、厘米波、和分米波；可以主动式,也可被动式（所以微波遥感既可以反应物体的反射特性,也可以反应物体的发射特性）；主动式：雷达,微波高度计、微波散射计；被动式：微波散射计、微波辐射计；（4）特点： 6 个 全天时全天候工作 鲜明特点 ；穿透力强 对冰雪森林土壤等 ；可在肯定程度上猎取隐伏的信

20、息；侧向发射,回收、可沿国境线,侦察对方 地势；天线可调整,可增多猎取的地表的特性；如产生适量的阴影,突出地貌特点；微波传感器可采纳多种频率、多种极化方式、多个视角进行工作,猎取目标的空间关系、表面粗糙度、对 称性和介电特性的信息；对海洋遥感具有特殊意义,适合海浪观测；SAR；辨论力低,但特点明显,进展潜力大；特殊是2、主动式微波遥感（1）雷达遥感定义 :工作时通过 天线 向目标物发射微波,并接收返回到天线的后向散射或反射（又称雷达 回波）的信号,并记录成像来实现对地观测的遥感；（2）传感器：雷达（主要是）,微波高度计、微波散射计；雷达（ Radar ：Radio Detection and

21、Ranging）：（1）分类：侧视雷达SLR、合成孔径侧视雷达SLAR （2）应用特点：起步晚、数据猎取难、实际应用不如可见光、红外普遍；（3）进展前景：进展很快,已成为遥感技术争论的热点,成为对地观测中重要的前沿领域；在地质构造、找矿、海洋、海冰调查、土壤水分动态监测、洪涝灾难调查、干旱区找水、农林土地资源调查及军事上应用前 景宽阔；（4） 雷达影像的判读色调主要反映回波强弱: 强、中、弱、无-白、灰色、暗黑、黑色；阴影特点 不同雷达波段上,同一地物的雷达影像不同；与地表粗糙度的关系；地表越粗糙,后向散射强,发生漫反射,呈灰白色；光滑表面,发生镜面反射,后向散射弱,暗黑色调；与地物的电特性的

22、关系；电特性量度是复介电常数,它是物质的反射率和导电率的一种指标；3、被动式遥感：两种传感器均不成像,固不争论；六、热红外像片 反应发射特性：当物体的温度大于 反射特性 一、特点：0 摄氏度,就会自动发射红外线；而近红外成像反应名师归纳总结 1、波谱范畴： 315 m；大气窗口：35 m,814 m 第 8 页,共 17 页反射短波辐射（太阳辐射）；发射长波辐射（地面辐射）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 辐射定律：（） E T4 ） W T ） E、热辐射源的强弱：强（温度高）光亮（色浅）；弱（温度低）光暗（色深）；、不受日照限制,昼夜成像；全天时,

23、但做不到全天候；（清晨前成像成效最好,中午有太阳辐射影响；应用：与温度有关的森林火灾、火山爆发、城市热岛效应、温泉冷却水排放等）二、判读（色调与什么有关）1. 色调与地物的发射率和温度有关：温度越高,发射率强,色调越浅；2. 色调与地物之间温差的关系：植被：叶子白天蒸腾水分流失,温度低,色调深；陆地：白天浅,晚上深；海洋：白天深晚上浅；（陆地白天温度高,海洋夜晚温度高）3 、像片的外形与地物之间有变形（热可扩散 机场的热红外像片；飞机已发动的发动机温度较高,色调较浅,显得亮；尾喷温度更高,色调显得更亮；飞机的金属皮,发射率低,因此显得黑；遥感图像辨论率：（1 ）斜距辨论率（距离辨论率）关,等于

24、 1/2 脉冲长度：在脉冲发射的方向上,能辨论的两个目标的最小距离,它与脉冲长度有（2 ）方位辨论率（平行于飞行方向）光学遥感和热红外遥感的区分：热红外遥感 光学遥感（可见光和近红外波段,主要是可见光）波长范畴3-5um,8-14um;（大气窗口）0.4-0.76-3um 3-6-15um （中红外、远红外）特性与地物的温度相关,记录地物的发记录地物的 反射特点 ,短波射特点判读温度越高,色调越浅；温度越低,反射率越高,色调越浅,越清晰色调越深时间特性全天时,但做不到全天候主要在白天、晴天居民地及道路的判读：（一）居民地的判读：1. 一般判读标志 :1 几何图形（2）位置（3）色调 2. 居民

25、地分类（规模） ：（1）城市型（2）城镇型（3）乡村（二）道路的判读：1. 一般判读标志： （1）外形：呈线状延长（2）色调（3）位置：位于居民地邻近 2. 分类：（1）铁路：（2）大路 : 3 乡村大路和小路航空像片的立体观看名师归纳总结 一立体观看的原理：1.眼睛的构造第 9 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.单眼观看：只能辨论出地物的平面外形,分不清地物的远近和立表达象；3.双眼观看；二立体观看的条件 用双眼把相邻两摄影站对同一地区摄取的两张像片,借助反光立体镜,建立空间的光学立体模型；满意条件： 1.必需是由 不同摄影站向同

26、一地区 所摄取的两张像片；2.两张像片的 比例尺基本一样 （一般不超过 16%）3.两张像片应按成像时的相对位置安放在立体镜下,在进行立体观看时只能左眼看左像片,右眼看右像片；4.眼基线与像片摄影基线相互平行（三）立体观看的方法,并使同名地物点的相应视线成对相交；1.辨论左右像片：找到由不同点向同一地点所摄取的两张像片,两张像片重叠 60%左右；辨论方法为：找出两张像片上比较突出的同名地物点 如：河流转弯处、居民点、山头等 ,将两个同名地物点重叠,在左的为左像片,在右的为右像片；2.找出摄影基线：确定像主点,转刺像主点于相邻像片上；3.将左右像片放在立体镜下,摄影基线与眼基线平行4.在立体镜下

27、观看同名像点：（1）左右手指分别放在左右像片突出的同一物点（2）调整图像间的距离；当感到两个相同物体点的像在空间上完全重合时,将手轻轻移开,注视一会儿,就会产生立体效应；（四）所需像对：由不同点向同一地点所摄取的两张像片,需要60%的旁向重叠,构成一个像对；第五章 航天遥感和卫星图像航天遥感 : 以人造地球卫星、航天飞机、火箭或宇宙飞船及运行于太空的飞行器作为遥感平台的遥感；第一节陆地卫星一、简述1、卫星按距地面高度分类：（1）低高度,短寿命卫星：200300km ,受大气摩擦影响大,寿命几周时间,图像辨论率高,如军事侦察卫星；（2）中高度,长寿命卫星：3501500km,不受大气层摩擦影响,

28、飞行一年以上,用于科学试验、资源调查,周期性强,可重复成像,利于动态变化争论；如陆地卫星；（绝大部分卫星）也叫太阳同步卫星、极轨卫星；（3）高高度,长寿命卫星：36000km,也称地球同步卫星或静止卫星；如通讯卫星；2、陆地卫星 Landsat ） 70 岁月传感器：（1）反束光导管摄像机（RBV）3 个波段,辨论率为 80m （2）多光谱扫描仪（MSS）：多光谱扫描仪是把来自地面上地物的电磁波辐射（反射或发射）分成几个不同的光谱波段,同时扫描成像的一种传感器；：4 个波段,辨论率 80m；特点：在卫星运行中,扫描是连续的,自西向东为有效扫描；当回扫时,快门阀关闭扫描器与地面的通道,为无效扫描

29、；多光谱扫描仪 MSS 1 0.5-0.6 m 绿光2 0.6-0.7 m 红光3 0.7-0.8 m 红近红外4 0.8-1.1 m 近红外2）80 岁月传感器：MSS和光学机械扫描仪专题制图仪（TM）可通过中继卫星传送数据；TM 的波谱范畴比MSS大,每个波段范畴较窄, 因而 波谱辨论率 比 MSS图像高（波段分的更细） ,其地面辨论率为30mTM6 的地面辨论率只有120m；辨论率 m 第 10 页,共 17 页波段号波段频谱范畴 m B1 蓝0.45 0.52 30 B2 绿30 0.52 - 0.60 名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -

30、- - B3 红0.63 - 0.69 30 B4 近红外0.76 - 0.90 30 B5 SWIR 1.55 1.75 30 B6 LWIR 10.40 12.5 120 B7 SWIR 2.08 - 2.35 30 专题制图仪采纳双向扫描,即正扫与回扫都是有效的；为达到双向扫描的成效,在仪器里安装了扫描行校正器,它 的作用是使扫描镜在两个方向产生有用数据；3）90 岁月传感器 增强型专题绘图仪 ETM+,增加了一个 15m 辨论率的全色波段,热红外通道的空间辨论率达到 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 天即可掩盖全球一次；Landsat-

31、7 ETM 的波谱和空间辨论率波段号波段频谱范畴 m 辨论率 m 1 Blue-Green 0.450-0.515 30m 2 Green 0.525-0.605 30m 3 Red 0.630-0.69 30m 4 Near IR 0.775-0.90 30m 5 SWIR 1.550-1.75 30m 6 LWIR 10.40-12.5 60m 7 SWIR 2.090-2.35 30m 8 Pan 0.520-0.90 15m 二、美国陆地卫星（目的是对地球资源进行调查和环境监测）（一）设计基本要求（掩盖面,周期,寿命,辨论率,色调对比,比例尺）1掩盖地球上大部分陆地 2比例尺一样（便于

32、资料处理、拼接,运行高度一样,圆形轨道）3. 肯定的重叠（拼接）4要在相近的太阳辐射下进行成像（便于色调的对比）5成像要有肯定的周期性 6寿命在一年以上,可进行动态争论（如作物长势、旱涝变化,病虫害测报）；（二）轨道参数轨道高度：倾角 : 运行周期：24 小时绕地球 : 穿越赤道时间 : 扫描宽度 :重复周期 :705km 98.22o98.9 分钟14.5 圈 上午 10 点 185km （*185km ）16 天 233 圈 （三）运行特点 、近极地、近圆形轨道；轨道经过南北极地区,又称“ 极轨卫星”；优点：可以掩盖全球大部分地区,所获得的图像的辨论力较高；近圆形轨道,使得探测器在地面上的瞬时视场大小 一样,图像的比例尺相同；、运行周期 围绕地球一周 99 分钟,每天