衛(wèi)星攝測第一章緒論

1、攝影測量( Satellite Photogrammetry)第一章 緒論攝影測量教研室smzhao主要內(nèi)容1.2.3.4.概念遙感發(fā)展典型的遙感課程主要內(nèi)容系統(tǒng)攝影測量概念一、u 以航天飛行器（人造地球、宇宙飛船和軌道空間站）所搭載的傳感器從宇宙空間獲取的地球環(huán)境成像信息為研究對象;u 利用平臺獲取的光學(xué)遙感影像與輔助傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)成像時刻影像的自動取地球表面的二維和三維信息;定姿，并同時獲u 航天技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)u 航空攝影測量的必要補充、快速中小比例尺測圖Photogrammetry1.Satellite photogrammetry consists of the the

2、ory and techniques of photogrammetry where the sensor is carried on aspacecraft and the sensors output(in the form of images usually) is utilized for thedetermination of coordinates of the planet being investigated (Light et al., 1980).Satellite photogrammetry is thus characterized by the fact the g

3、eometry is of major interest and the nature of the object imaged is of minor interest. On the other hand, remote sensing and its applications are mainly interested in the nature of the object imaged.Satellite photogrammetry, in turn, can be divided into two sub- categories: Planimetry(2D) in which o

4、nly the horizontal geometry ofthe object is investigated, Topography(3D) in which the three dimensions ofthe object are investigated.2.3.High spatial resolution satellite sensors1.For a long time spaceborne remote sensing, especially fine at spatialresolutions, remained in the military domain (Aplin

5、. 1997).2.In 1986, a breakthrough was realized with the launch of first French satellite SPOT carrying sensors with spatial resolution as fine as 10 m. Later on to re-enforce the presumed US leadership in civil satellites, the US Land Remote Sensing Policy Act of 1992 allowed the commercialization o

6、f satellites carrying up to 1m resolution sensors, and subsequently IKONOS, the first civilian satellite (0.81m resolution), was launched in September 1999.Because a little less than twenty civilian satellites have been now launched within 0.510 m resolution range, a better distinction between these

7、 sensors is required:3.4.Fine spatial resolution (FSR) for 110 mVery fine spatial resolution (VFSR) for 1 m and below3D topographic mapping and map updating二、遙感發(fā)展1.1957年10月4日，前上第一顆人造地球在拜科努爾發(fā)世界送1號”“斯普特入預(yù)定軌道，人類從此邁入了利用航天器探索外層空間的20世紀50年代，。2.和情報局制定“科羅納”(Corona)太空偵察發(fā)展計劃，用于獲軍事情報。歷經(jīng)多次失敗后，1960年8月18取日基地優(yōu)于8m 分

8、辨率的才對美國第獲取遙感影像。直到1995年，一代照相偵察的發(fā)展進行了。二、遙感發(fā)展3.CCD：電荷耦合元件(Charge-coupled Device)，于1969年由美國貝爾字成像技術(shù)轉(zhuǎn)變。 20世紀70年代，美國傳輸型地球觀測發(fā)明。感光膠片向CCD數(shù)4.發(fā)射第一顆類-陸地Landsat-1；其多光譜空間分辨率達80m;1986年2月，法國發(fā)射SPOT5.，高分辨率可見光傳感器(HRV-High Resolution Visible)地面分辨率達10m;側(cè)視觀測獲取異軌，基良好；、打1991年海灣擊效果評估。，地圖修測、空襲目標二、遙感發(fā)展6.20世紀90年代，“冷戰(zhàn)”結(jié)束，高分辨率商業(yè)遙

9、感始發(fā)展；開Space Imaging公司：IKONOS-2 GSD 1m, 1999年DigitalGlobe公司： QuickBird-2 GSD 0.6m, 2001年SPOT5, GSD 2.5m, 2002年lll7.2000年12月，美國公司0.5m商業(yè)遙感批準Space Imaging及DigitalGlobe的證申請，第二代高分商業(yè)遙感的研制全面展開；8.9.2007年9月， DigitalGlobe 0.5m WorldView-1；2008年9月，GeoEye(Space Imaging+OrbImage), 0.4mGeoEye-1遙感；10.2005-2015年，ALO

10、S、EROS、ZY-3CCD2009年物理學(xué)獎授予了對光的研究成果為現(xiàn)代數(shù)字奠定基礎(chǔ)的美英三位科學(xué)家。三位科學(xué)家分別為：原中文大學(xué)校長（Charles K. Kao）美國科學(xué)家Willard S. Boyle和George E. Smith。的獲獎理由為：“在光學(xué)通信領(lǐng)域光在光纖中傳輸方面取得的開創(chuàng)性成就”。uu 兩位美國科學(xué)家的獲獎理由為：和“發(fā)明了一種成像半導(dǎo)體電路即CCD（ Charge-coupled Device：電荷耦合器件）傳感器”。和1969年共同發(fā)明了CCD圖像傳感器。這個傳感器好似數(shù)碼照相機的電子眼，通過用電子捕獲光線來替代以往的膠片成像，攝影技術(shù)由此得到徹底革新。此外，這

11、一發(fā)推動了醫(yī)學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展，在疾病、及顯微外科等領(lǐng)域都有著廣泛用途。再也無需膠卷。數(shù)字形式推動了圖像的處理和。CCDu TDI(Time Delayed and Integration)CCD(即時間延遲CCD)是近年發(fā)展起來的一種新型光電傳感器，隨著技術(shù)的發(fā)展TDI-CCD圖像傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。u TDI-CCD基于對同一目標多次，通過延遲的方法，增加了光能的收集，與一般線陣CCD相比，它具有響應(yīng)度高、動態(tài)范圍寬等優(yōu)點。在光線較暗時也能輸出一定信噪比的信號，可大大環(huán)境條件惡劣引起信噪比太低這一不利因素。在遙感中，采用TDI-CCD器件作為焦平面探測器可以減小相對孔徑，從而可減小探

12、測器重量和體積。因此TDI-CCD 器件一出現(xiàn)，便在工業(yè)檢測、空間探測、航天遙感、微光夜視探測等領(lǐng)域 中得到了廣泛的應(yīng)用。u TDI-CCD要求行掃速率與目標的運動速率嚴格同步，否則就不能正確的 提取目標的圖像信息。TDI-CCD對運動目標成像時，靈敏度高、動態(tài)范圍大；在推掃方式成像時，可以在很大程度上消除像移。三、典型的遙感系統(tǒng)u SPOT系列u IKONOSu ZY3號SPOT系列1.SPOT 1 launched February 22, 1986 with 10 panchromatic and 20 meter multispectral picture resolution cap

13、ability. Withdrawn December 31, 1990.SPOT 2 launched January 22, 1990 and deorbited in July 2009.SPOT 3 launched September 26, 1993. Stopped functioning November14, 1997.SPOT 4 launched March 24, 1998. Stopped functioning July, 2013.SPOT 5 launched May 4, 2002 with 2.5 m, 5 m and 10 m capability.SPO

14、T 6 launched September 9, 2012.SPOT 7 launched on June 30, 2014.2.3.4.5.6.7.SPOT5參數(shù)發(fā)射日期2002.5.4發(fā)射裝置Ariane4軌道高度822 km軌道傾角98.7º軌道類型太陽同步降交點時間10:30 AM軌道周期101.4 min重訪周期26 d星上90 GB成像方式推掃式成像沿軌道/垂直軌道方向SPOT5參數(shù)HRGVEGETATIONHRS分辨率（m）全色：2.5 多光譜：10短波紅外：20100010 （沿軌道方向）5 （垂直軌道方向）波段范圍（µm）全色：0.48 0.71B1（綠

15、色）：0.50 0.59B2（紅色）：0.61 0.68B3（近紅外）：0.78 0.89B4（短波紅外）：1.58 1.75B0：0.45 0.52B2：0.61 0.68B3：0.78 0.89B4：1.58 1.75全色：0.49 0.69影像幅寬（km2）60 × 60 802250600 × 120動態(tài)范圍（bits）8108SPOT5SPOT Sceneu Level 1A。輻射校正u Level 1B。輻射校正和幾何糾正u Level 2A。利用全球1 km×1 km格網(wǎng)的DEM數(shù)據(jù)和姿軌數(shù)據(jù)進行影像幾何糾正SPOT Viewu Level 2B。地

16、面點進行影像幾何糾正u Level 03 。利用DEM數(shù)據(jù)糾正-正射影像IKONOS-2u IKONOS是美國Space Imaging公司全球首顆高分辨率商業(yè)遙感u IKONOS-1,1999年4月27日發(fā)射失敗； IKONOS-2,同年9月24日發(fā)射u IKONOS由美國 譜傳感器;由(Lockheed martin)；傳感器系統(tǒng)-柯達公司(Eastman Kodak)研制，1m全色傳感器、4m多光全色線陣13816個CCD，12 ×12m; 4個多光譜波段，每個波段3454個 CCD；u IKONOS較高精度的u IKONOSu IKONOS載有高性能GPS軌道星歷和姿態(tài)信息、

17、恒星跟蹤激光陀螺，可提供通過沿軌方向前后擺掃獲取同軌影像；通過側(cè)擺成像獲取異軌影像；IKONThe IKONcollect pan resolution resolution. sensors can sharpened security, m by regiona IKONOS hdownlinksthe globe.satellite to 80 m meter spectral pan-nalon, and igh orbit, ndns aroundIKONOS-2參數(shù)發(fā)射日期1999/09/24發(fā)射平臺Athena發(fā)射地點美國加利福尼亞基地軌道高度681 km軌道傾角98.1

18、6;軌道周期98.3 min軌道類型太陽同步重訪周期獲取1 m分辨率影像時：2.9 d獲取1.5 m分辨率影像時：1.5 d降交點時間10:30 am，太陽時星上64 GB成像方式推掃式星下點分辨率全色：0.82 m；多光譜：3.28m分辨率全色：1 m；多光譜：4 m成像幅寬11.3 km13.8 km(Off-Nadir, 26º)成像波段全色波段：0.45 µm0.90 µm多光譜波段1（） ：0.45 µm0.53 µm多光譜波段2（綠色） ：0.52 µm0.61 µm多光譜波段3（紅色） ：0.64 µ

19、m0.72 µm多光譜波段4（近紅外）：0.77 µm0.88 µmIKIKONOS系列分級級別精度幾何糾正高度CE90RMSENMASGeo15.0 mN/AN/ANo60º-90ºNoStandardOrtho50.0m25.0m1:100000Yes60º-90ºNoReference25.4 m11.8 m1:50000Yes60º-90ºYesPro10.2 m4.8 m1:12000Yes66º-90ºNoPrecision4.1 m1.9 m1: 4800Yes72

20、86;-90ºYesPrecisionPlus2.0 m0.9 m1: 2400Yes75º-90ºNoIKONOS系列分級Geo:Visual & interpretive applications Standard Ortho:Basic mapping projects Reference:Regional, large area mapping and general GIS Pro :applicationsTransportation, infrastructure, utilities planning, economic developmentPrecision:High positional accuracy for urban applications Precision Plus:Detailed urban analysis, cadastraWithin each IKONOS-derived product, location error is defined by a circular error at 90% confidence (CE90), which means that locations of objects are represented on t