2025-05-28
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摘要:本文闡述了幾種常見遙感衛(wèi)星:陸地衛(wèi)星LANDSAT系列、SPOT系列、氣象衛(wèi)星系列、其他衛(wèi)星系列的基本參數(shù),并分別對(duì)幾種常見遙感衛(wèi)星的影響特征:分辨率、波段、應(yīng)用范圍等進(jìn)行了描述。
通過對(duì)幾種常見遙感衛(wèi)星基本參數(shù)的了解,進(jìn)行對(duì)比,熟練掌握常見遙感衛(wèi)星的知識(shí),并分析得出他們之間的異同;了解他們的影響特征 ,分析其波段的適用范圍、常見的應(yīng)用領(lǐng)域,從而更好的運(yùn)用遙感衛(wèi)星帶給人類的好處。
常見的遙感衛(wèi)星系列主要有陸地衛(wèi)星LANDSAT系列、SPOT系列、氣象衛(wèi)星系列、其他衛(wèi)星系列,下面具體介紹這幾種遙感衛(wèi)星的基本參數(shù)。
自1978年起,以法國為主,聯(lián)合比利時(shí)、瑞典等一些歐共體國家,設(shè)計(jì)、研制了一顆名為“地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”即SPOT的衛(wèi)星,又稱為地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。
SPOT-4主要成像傳感器為高分辨率可見光掃描儀,在HRV中增加了一個(gè)1.5-1.7um的紅色通道
氣象衛(wèi)星廣泛應(yīng)用于日常氣象業(yè)務(wù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、大氣科學(xué)、海洋學(xué)和水文學(xué)的研究。氣象衛(wèi)星也是世界上應(yīng)用最廣的衛(wèi)星之一,美國、前蘇聯(lián)/俄羅斯、法國和中國等眾多國家都發(fā)射了氣象衛(wèi)星。下面具體介紹中國的風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星的基本參數(shù):
FY-1C的主要探測(cè)儀器為多通道可見光紅外掃描輻射計(jì),其通道數(shù)由風(fēng)云一號(hào)A星的5個(gè)增加到10個(gè)
CBERS-1中巴資源衛(wèi)星由中國與巴西于1999年10月14日合作發(fā)射,是我國的第一顆數(shù)字傳輸型資源衛(wèi)星
RADARSAT衛(wèi)星是加拿大于95年11月4日發(fā)射的,它具有7種模式、25種波束,不同入射角,因而具有多種分辨率、不同幅寬和多種信息特征。適用于全球環(huán)境和土地利用、自然資源監(jiān)測(cè)等。
MSS影像為多光譜掃描儀(MultiSpectral Scanner)獲取的影像,它具有四個(gè)波段,兩個(gè)波段為可見光波段,兩個(gè)波段為近紅外波段,第一顆至第三顆地球衛(wèi)星(Landset)上,反束光導(dǎo)管(RBV)攝像機(jī)獲取的三個(gè)波段攝影像片分別稱為第1、2、3波段,多光譜掃描儀獲取的掃描影像按順序分別被命名為4、5、6、7波段,此外,第三顆地球衛(wèi)星(Landset)上還提供熱紅外波段影像,這個(gè)波段被稱為第8波段,熱紅外波段使用不久,就因儀器操作上的問題而關(guān)閉了,因此,Landset提供的熱紅外波段影像并不多。第4、5顆地球衛(wèi)星上多光譜掃描儀獲取的四個(gè)波段掃描影像重新被分別命名為1、2、3、4波段。在MSS影像中,灰度又按照一定的區(qū)間歸并為16級(jí)灰階,同時(shí)每幅遙感影像下部也曝光產(chǎn)生一個(gè)灰階尺,灰階尺由白-灰白-淡灰...淺灰-灰-暗灰...淺黑-黑等多個(gè)灰階組成。像元的亮度值為0時(shí),影像上像元的灰階為黑色,像元的亮度值為63時(shí),影像上像元灰階為白色,像元值從0向63增加時(shí),其灰階也按照一定分級(jí)規(guī)則由黑轉(zhuǎn)白。由于影像復(fù)制時(shí)像元灰階與灰度尺受到同樣因素的影響,這樣解譯者可以利用灰度尺來衡量像元的灰階。
MSS第4波段為綠色波段,對(duì)水體有一定透射能力,在清潔的水體中透射深度可達(dá)10-20米,可以判讀淺水地形和近海海水泥沙。由于植被波譜在綠色波段有一個(gè)次反射峰,可以探測(cè)健康植被在綠色波段的反射率。
第5波段為紅色波段,該波段可反映河口區(qū)海水團(tuán)涌入淡水的情況,對(duì)海水中的泥沙流、河流中的懸浮物質(zhì)與河水渾濁度有明顯反映,可區(qū)分沼澤地和沙地,可以利用植物綠色素吸收率進(jìn)行植物分類。此外該波段可用于城市研究,對(duì)道路、大型建筑工地、砂礫場(chǎng)和采礦區(qū)反映明顯,在紅色波段各類巖石反射更容易穿過大氣層為傳感器接收,也可用于地質(zhì)研究。
第6波段為近紅外波段,植被在此波段有強(qiáng)烈反射峰,可區(qū)分健康與病蟲害植被,水體在此波段上具有強(qiáng)烈吸收作用,水體呈暗黑色,含水量大的土壤為深色調(diào),含水量少的土壤色調(diào)較淺,水體與濕地反映明顯。
第7波段也為近紅外波段,植被在此波段有強(qiáng)烈反射峰,可用來測(cè)定生物量和監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì),水體吸收率高,水體和濕地色調(diào)更深,海陸界線波段可用于地質(zhì)研究,劃出大型地質(zhì)體的邊界,區(qū)分規(guī)模較大的構(gòu)造形跡或巖體。
第8波段,為熱紅外波段,該波段可以監(jiān)測(cè)地物熱輻射與水體的熱污染,根據(jù)巖石與礦物的熱輻射特性可以區(qū)分一些巖石與礦物,并可用于熱制圖。
TM影像為專題繪圖儀(Thematic Mapper,TM)獲取的遙感圖像。從Landsat-4起,陸地衛(wèi)星增加了專題繪圖儀(TM)。TM在光譜分辨率、輻射分辨率和地面分辨率方面都比MSS有較大改進(jìn)。在光譜分辨率方面,它采用7個(gè)波段來記錄目標(biāo)地物信息,與MSS相比,它增加了三個(gè)新波段,一個(gè)為藍(lán)色(藍(lán)綠)波段,一個(gè)為短波紅外波段,一個(gè)為熱紅外波段,根據(jù)MSS數(shù)據(jù)使用的經(jīng)驗(yàn)與光譜適用范圍研究結(jié)果,TM在波長(zhǎng)范圍(wavelength)與光譜位置(Nominal spectral location)上都作了調(diào)整。在輻射分辨率方面,TM采用雙向掃描,改進(jìn)了輻射測(cè)量精度,目標(biāo)地物模擬信號(hào)經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換,以256級(jí)輻射亮度來描述不同地物的光譜特性,一些在MSS中無法探測(cè)出的地物電磁輻射的細(xì)小變化,現(xiàn)在可以在TM波段內(nèi)觀測(cè)到。在地面分辨率方面,TM瞬間視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的地面分辨率為30米(第6波段除外)。1999年4月15日發(fā)射的陸地衛(wèi)星7(Landsat-7),又增加了分辨率為15米的全色波段(PAN波段)圖像,并把波段6的圖像分辨率從120米提高到60米
專題繪圖儀比MSS增加了4個(gè)波段,在波段寬度設(shè)計(jì)上更具有針對(duì)性TM,它比起MSS圖像應(yīng)用范圍更廣。對(duì)植被和土壤含水量等檢測(cè)效果更好。
從法國1986年2月22日發(fā)射第一顆SPOT地球觀測(cè)衛(wèi)星起,到目前已經(jīng)發(fā)射了5顆SPOT衛(wèi)星。SPOT衛(wèi)星上搭載了兩臺(tái)相同的高分辨率遙感器,遙感器使用了CCD(Charge Coupled Device)線性陣列探測(cè)器和推掃式掃描技術(shù),提高了SPOT影像的質(zhì)量。
SPOT-5衛(wèi)星于2002年5月3日晚上由阿里亞娜4型火箭送入太空。 它與前4顆SPOT衛(wèi)星相比,具有兩個(gè)突出特點(diǎn):
①更高的地面分辨率。利用兩臺(tái)高分辨率幾何成像儀,把2個(gè)5米分辨力圖像相疊加,把全色圖像分辨力提高到2.5米分辨率; ②利用高分辨率立體成像儀分別從前后視不同角度對(duì)目標(biāo)地物觀測(cè),獲取同一地區(qū)的立體圖像。它能同時(shí)獲取兩幅圖像,因此可用于制作更為精確的地形圖和高程圖。這與前4顆SPOT衛(wèi)星立體觀測(cè)不同,前4顆采用旁向成像方式。 此外,SPOT-5衛(wèi)星攜帶了植被-2相機(jī),幾乎每天可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋,圖像的分辨率為1千米。
SPOT-5衛(wèi)星上的主要遙感設(shè)備是兩臺(tái)“高分辨率幾何成像儀 ”(HRVIR),其工作譜段有4個(gè),主要任務(wù)是監(jiān)測(cè)自然資源分布,特別是監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)、林業(yè)和礦產(chǎn)資源,觀測(cè)植被生長(zhǎng)狀態(tài)與農(nóng)田含水量等項(xiàng),對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行估產(chǎn),了解城市建設(shè)與城市土地利用狀況等。
2 彭望琭、白振平等著.遙感概論.北京:高等教育出版社,2002,12.
3 詹慶明,肖映輝等著.城市遙感技術(shù)[M].武漢:武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,1996.
6 中國科學(xué)遙感衛(wèi)星地面站. 陸地衛(wèi)星遙感在中國·論文集. 北京:1994