遥感成像原理与图像特性.ppt
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1、遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 第三章 遥感成像原理 与图像特性与图像特性2 2本章主要内容:本章主要内容:遥感平台遥感平台摄影成像摄影成像扫描成像扫描成像微波遥感微波遥感遥感图像特征遥感图像特征遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wu
2、han Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 2 2、其意义:、其意义:(1)开创了卫星微波遥感的新阶段;)开创了卫星微波遥感的新阶段;(2)为研究海洋开创了新途径:)为研究海洋开创了新途径:a.美国美国NASA(国家宇航局)认为其有利于探讨全球环境(国家宇航局)认为其有利于探讨全球环境的新认知。的新认知。b.NOAA(美国海洋大气局)认为其对渔业管理(美国海洋大气局)认为其对渔业管理海岸带的海岸带的管理管理海图的测绘和气侯预报四
3、大任务有重大意义。海图的测绘和气侯预报四大任务有重大意义。c.美国海军认为美国海军认为其可以满足海军水上舰艇其可以满足海军水上舰艇飞机飞机和水下潜和水下潜艇等军事活动对全球准确的海洋探测和海洋预报的需要。艇等军事活动对全球准确的海洋探测和海洋预报的需要。因此,它在军事,科研,经济,政治等方面都具有极因此,它在军事,科研,经济,政治等方面都具有极其重要的作用。其重要的作用。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Enviro
4、nment Engineering,Wuhan Technology of University 3.3.海洋遥感特点海洋遥感特点(除遥感的共性外)a 以微波为主:全天候全天时;海洋微波信息中包含大量海面温度海水含盐度及海面形态结构等。b 电磁波与激光声纳相结合:因为不仅探测海洋表面,还要探测水下及海底。c 海洋遥感往往需要与其他海洋调查手段和海面实测资料(如海洋调查船,浮标,潜水器等探测资料)相结合才能更有效发挥作用。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversityScho
5、ol of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 4 4、传感器传感器(1)雷达高度计:)雷达高度计:不成像,不成像,测量星下点高度,海面波高,测量星下点高度,海面波高,海面起伏,浮冰高度海面风速。海面起伏,浮冰高度海面风速。(2)雷达散射计)雷达散射计SASS:不成像,不成像,测海面风应力的大测海面风应力的大小和方向。小和方向。(3)合成孔径雷达:)合成孔径雷达:成像,成像,测测船位,航向,航速。船位,航向,航速。(4)多通道扫描辐射计:)多通道扫描辐射计:成像,成像,测测海面温度海面温度冰况,
6、泡末冰况,泡末区范围区范围大气水气量。大气水气量。(5)可见光)可见光红外辐射计:红外辐射计:成像成像,识别云识别云主要水团及主要水团及陆上特征海面海水温度等以及温度梯度。陆上特征海面海水温度等以及温度梯度。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 5、海洋卫星系列的应用(现阶段海洋卫星所获得的资料大多未公开)(现阶
7、段海洋卫星所获得的资料大多未公开)1、海面温度和水色的研究:(海面温度和水色的研究:(温度精确达温度精确达1度,水色主要度,水色主要取决于营养值。水色与鱼群活动密切相关(黄质浓度)浮取决于营养值。水色与鱼群活动密切相关(黄质浓度)浮游生物,沉积物含量,污染物,水藻)。游生物,沉积物含量,污染物,水藻)。2、海洋形态及大地水准面的测量。、海洋形态及大地水准面的测量。3、洋流、寻找锋面渔场、航海等提供可靠信息。、洋流、寻找锋面渔场、航海等提供可靠信息。4、海底地形的测量:、海底地形的测量:近海大陆架浅海重力波的折射现象近海大陆架浅海重力波的折射现象来测量水上地形。来测量水上地形。5、海冰的结构、分
8、布、冰龄的判断。、海冰的结构、分布、冰龄的判断。6、海面风场:全球海面风场图。、海面风场:全球海面风场图。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 3.3摄影方式传感器摄影方式传感器 3.3.1.概述概述1.传感器:是收集,探测,记录地物电磁波辐射信息的工具。(是收集,探测,记录目标物的某一信息的工具)例:常见 声音
9、探测器(声控灯,蜂鸣器)红外监视仪 摄影镜头等遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 2.2.传感器的种类传感器的种类 1)按电磁波的来源分:主动遥感传感器,被动遥感传感器 2)按成像原理和所获取图象性质分:摄影机 扫描仪 雷达 3)按是否成像分:图象方式传感器 非图象方式传感器遥感原理与应用School of R
10、esource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 3.3.传感器的组成传感器的组成1)收集器:收集来地物(目标)的辐射能量,常见有透镜组、反射镜组、天线等。2)探测器:将收集的辐射转变成化学能或电能如感光胶化,光电二极管,光敏和热敏探测元件等。3)处理器:将探测后的化学能和电能进行处理。如:显影及定影,信号放大,变换甚至校正和编码等。4)输出器:将获取的数据输
11、出来。如:扫描晒象仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪等。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 3.3.2.摄影成像摄影成像一、摄影机分幅式摄影机全景式摄影机多光谱摄影机数码摄影机二、摄影像片的几何特征三、摄影胶片的物理特性遥感原理与应用School of Resource and Environment En
12、gineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 框标压平线压平线压平线:像片四边井字形直线叫压平线,其弯曲度说明摄影时感光胶片未压平而产生的影像变形情况。.遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineeri
13、ng,Wuhan Technology of University 遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 二、摄影像片的几何特征q像片的投影q像片的比例尺q像点位移遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of U
14、niversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University (一)像片的投影(一)像片的投影、中心投影和垂直投影ABCDabcd中心投影ABCDabcd正射投影航片是中心投影,即摄影光线交于同一点地图是正射投影,即摄影光线平行且垂直投影面。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engi
15、neering,Wuhan Technology of University 、中心投影和垂直投影的区别正射投影:比例尺和投影距离无关中心投影中心投影:焦距固定,航高改焦距固定,航高改变,其比例尺也随之改变变,其比例尺也随之改变H1H2f正射投影中心投影遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 、中心投影和垂直投影的
16、区别正射投影:总是水平的,不存在倾斜问题中心投影,若投影面倾斜,航片各部分的比例尺不同倾斜水平ABCabcHf比例尺比例尺f/H遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 、中心投影和垂直投影的区别地形起伏对正射地形起伏对正射投影无影响投影无影响对中心投影引起投影差对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同航片各部分的
17、比例尺不同BACabcACABCabcCA遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 3、中心投影的透视规律点的像仍然是点。与像面平行的直线的像还是直线;如果直线垂直于地面,有两种情况:第一;当直线与像片垂直并通过投影中 心时,该直线在像片上的像为一个点;第二;直线的延长线不通过投影中心,这时直线的投影仍为直线,但该垂
18、直线状目标的长度和变形情况则取决于目标在像片中的位置。平面上的曲线,在中心投影的像片上一般仍为曲线。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 航空像片上某一线段 长度与地面相应线段长度之比,称为像片比例尺。(1 1)平均比例尺)平均比例尺:以各点的平均高程为起始面,并根据这个起始面计算出来的比例尺。(2 2)主比例尺
19、:)主比例尺:由像主点航高计算出来的比例尺,它可以概略地代表该张航片的比例尺。(二)(二)航空像片比例尺遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University fH比例尺比例尺=f/H像平面投影中心地物摄影比例尺摄影比例尺 即航片上某线段l地面相应线段的水平距离L之比,称之为摄影比例尺1/m。平坦地区、摄影时像片处于水平状态(垂直
20、摄影),则像片比例尺等于像机焦距(f)与航高(H)之比。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 地面起伏,使得一张像片不同像点的比例尺变化。fH0h1h2比例尺:遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of Uni
21、versitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 重叠和遗漏视象示意图重叠和遗漏视象示意图 fH起始面地形重叠部分hx1x2x3x4遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University (三)像点位移像点位移
22、在中心投影的像片上,地形的起伏除引起像片比例尺变化外,还会引起平面上的点位在像片上的位置移动,这种现象称为像点位移。SnNRrA0Ahha0aH-hfHA地面点像点遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University (三)像点位移(三)像点位移(1)位移量与地形高差成正比,即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时,像点位
23、移为正,是背离像主点方移动;高差为负时,像点位移为负,是朝向像主点方向移动。(2)位移量与像点距离像主点的距离成正比,即距像主点越远的像点位移量越大,像片中心部分位移量较小。像主点无位移。(3)位移量与摄影高度(航高)成反比。即摄影高度越大,因地表起伏的位移量越小。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 三、摄影胶
24、片的物理特性1.感光度:指胶片的感光速度。遥感需用感光度高的胶片。2.光学密度:指胶片竟感光显影后,影像表现出的深浅程度。.反差与反差系数:反差指胶片的明亮部分与阴暗部分的密度差。反差系数是指拍摄后负片影像与景物亮 度差之比。4.灰雾度:未经感光的胶片,显影后仍产生轻微的密度,呈浅灰色,故称灰雾度5.宽容度:指表达被摄物体亮度间距的能 力。遥感摄影希望用宽容度大胶片。6.解像力(感光胶片的分辨力):解像力的大小以每毫米范围内分辨出的线条数表示。单位:线对/毫米。遥感原理与应用School of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technol
25、ogy of UniversitySchool of Resource and Environment Engineering,Wuhan Technology of University 遥感摄影胶片的类型遥感摄影胶片的类型 黑白摄影胶片黑白摄影胶片A.A.色盲片:色盲片:只能吸收短波段,对大于 0.5微米的电磁波完全不感光。B.B.正色片:正色片:感光范围可从蓝光扩大到绿光区。C.C.分色片:分色片:感光范围扩大到0.6微米。对绿黄光可区分且较敏感。D.D.全色片:全色片:能感受全部可见光。但在绿光部分感光度稍有降低。彩色片彩色片A.A.天然彩色片:天然彩色片:能较真实地还原出被摄物体的自
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- 关 键 词:
- 遥感 成像 原理 图像 特性
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