遥感原理与应用-第3章

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1、第三章遥感传感器及其成像原理1内容提纲扫描成像类传感器雷达成像仪2传感器分类•摄影类型的传感器•扫描成像类型的传感器•雷达成像类型的传感器•非图像类型的传感器33.1扫描成像类传感器•对物面扫描的成像仪–对地面直接扫描成像（红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪）•对像面扫描的成像仪–瞬间在像面上先形成一条线图像或一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像（线阵列CCD推扫式成像仪）•成像光谱仪–以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器43.1.1对物面扫描的成像仪•红外扫描仪•MSS多光谱扫描仪•TM专题制图仪•ETM+增

2、强型专题制图仪5红外扫描仪6扫描成像过程•当旋转棱镜旋转时，第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次，在扫描视场内的地面辐射能，由刈幅的一边到另一边依次进入传感器，•经探测器输出视频信号，•经电子放大器放大和调制，•在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下来。•接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动，胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维条带图像。7红外扫描仪的分辨率红外扫描仪的瞬时视场β=dfd：探测器尺寸（直径或宽度）；f

3、:扫描仪的焦距红外扫描仪垂直指向地面的空间分辨率a0da=βH=H0H:航高fβ在仪器设计时已经确定，所以对于一个使用着的传感器，其地面分辨率的变化只与航高有关。航高大，a值自0然就大，则地面分辨率差。8θ：扫描角H：航高0H=Hcosθ=Hsecθθ00θ=0：地面分辨率a0θ≠0：平行于航行方向地面分辨率aθ=βHθ=a0secθ2：垂直于航行方向地面分辨率a′=asecθ=asecθθθ09全景畸变•由于地面分辨率随扫描角发生变化，使红外扫描影像产生畸变，这种畸变通常称之为全景畸变，形成原因是像距保持不变，总在焦面上，而物距随

4、扫描角发生变化所致。10温度分辨率•温度分辨率与探测器的响应率R和传感器系统内的噪声N有直接关系•红外系统的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的2～6倍。11扫描线的衔接当扫描镜的某一个反射镜面扫完一次后，第二个反射镜面接着重复扫描，飞机的飞行使得两次扫描衔接。如何让每相邻两条带很好地衔接，可由以下的关系式来确定。假定旋转棱镜扫描一次的时间为t，一个探测器地面分辨率为a，若要使两条扫描带的重叠度为零，但又不能有空隙，则必须aW=W为飞机的地速tWt>a：将出现扫描漏洞瞬时视场和扫描周期都为常数，W

5、t

6、扫描反射镜、校正器、聚光系统、旋转快门、成像板、光学纤维、滤光器和探测器等组成。14扫描反射镜•扫描反射镜是一个表面镀银的椭圆形的铍反射镜，长轴为33cm，短轴为23cm。当仪器垂直观察地面时，来自地面的光线与进入聚光镜的光线成90°。扫描镜摆动的幅度为±2.89°，摆动频率为13.62Hz，周期为73.42ms，它的总观测视场角为11.56°。•扫描镜的作用是获取垂直飞行方向两边共185km范围内的来自景物的辐射能量，配合飞行器的往前运行获得地表的二维图像。15反射镜组•反射镜组由主反射镜和次反射镜组成，焦距为82.3cm，第一反

7、射镜的孔径为22.9cm，第二反射镜的孔径为8.9cm，相对孔径为3.6。•反射镜组的作用是将扫描镜反射进入的地面景物聚集在成像面上。16成像板•成像板上排列有24＋2个玻璃纤维单元，按波段排列成四列，每列有6个纤维单元，每个纤维单元为扫描仪的瞬时视场的构像范围，由于瞬时视场为86μrad，而卫星高度为915km，因此它观察到地面上的面积为79mx79m。915km×=86µrad79m17探测器•探测器的作用是将辐射能转变成电信号输出。它的数量与成像板上的光学纤维单元的个数相同，所使用的类型与响应波长有关，•MSS-4～6采用18

8、个光电倍增管，•MSS-7使用6个硅光电二极管，•Landsat-2,3的MSS8采用2个汞镉碲热敏感探测器。•其致冷方式采用辐射致冷器致冷。经探测器检波后输出的模拟信号进入模数变换器进行数字化，再由发射机内调制器调制后向地面发送或记