第一章电磁波及遥感物理基础
? 1 遥感的概念
? 2 电磁波和电磁波谱
? 3 物体的发射辐射
? 1)黑体辐射
? 2)太阳辐射
? 3)大气对辐射的影响
? 4) 一般物体的发射
辐 射
4 地物的反射辐射
? 1)地物的反射类别
? 2)光谱反射率以及
地物的反射光谱特性
? 3) 影响地物光谱反射率变
化的因素
? 5 地物波谱特性的测定
? 1)地物波谱特性的概念
? 2) 地物波谱特性的测定原
理
? 3)地物波谱特性的测定步骤
? 补充材料１
? 辐射能量,电磁辐射的能量,w
? 辐射通量,单位时间通过一定面积的辐射能
量．Ｗ
? 辐射通量密度：单位时间内通过单位面积
的辐射能．Ｗ／平方米
? 辐射出射度：辐射源的物体表面单位面积
上的辐射能,
? 辐照度：被辐射的物体表面单位面积的辐
射能,
? 辐射亮度,
? 补充材料２
? 遥感影像的特征
? 空间分辨率：每个像元对应空间的大小,
? 巨型环境特征,大型环境特征,中型环境特征,
小型环境特征,
? 波谱分辨率：传感器所用的波段数目,波段
宽度,中心波长几光的波谱范围,
? 辐射分辨率：区分光谱信号强度差异的能
力,
? 时间分辨率：对同一地区遥感影像重复覆
盖的时间,
补充材料３ 遥感系统的组成
遥感 系统
信息源 信息获取 信息记录与传输 信息处理
地面站的处理 用户处理
光学处理
数字图像处理
图象增强
多元信息复合
计算机解译处理
信息应用
? 一 遥感平台的种类
? 遥感平台,搭载传感器的工具统称为遥感平
台,
? 地面遥感平台,三脚架,遥感塔,遥感车
100米以下,
? 航空平台, 100米以上,100公里以下
? 航天平台,航天飞机和卫星,240公里以上 A,气象卫星
? B.陆地卫星
? C,海洋卫星
第二章 遥感平台及运行特点
? 陆地卫星：ＳＰＯＴ，ＬＡＮＤＳＡＴ，
ＩＫＯＮＯＳ,
? 海洋卫星：以微波为主
? 气象卫星,ＮＯＡＡ系列为代表
? 二 卫星轨道
? 随着遥感技术的发展，各种地球资源卫星提供了越来越多的卫星遥感图像
（简称卫星图象）。卫星图像有几个优点：宏观性好，成本低，周期性好。
卫星运行轨道对卫星图象具有多种影响，有必要加以了解。根据开普勒定
律，人造地球卫星在空间的位置可以用几个特定数据来确定，这些数据称为
轨道参数,对地观测卫星轨道一般为椭圆形，轨道有 6 个参数,
? ① 半长轴 a,即卫星离地面的最大高度,它用来确定卫星轨道的大小；
? ② 偏心率 e,决定卫星轨道的形状；
? ③ 轨道面倾角 i,地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角；
? ④ 升交点赤经 W,卫星轨道与地球赤道面有两个交点，卫星由南向北飞行
时与地球赤道面的交点称为升交点，卫星由北向南飞行时与
? 地球赤道面的交点称为降交点；升交点与春分点之间的角距为Ｗ,
? ⑤ 近地点角距 w,升交点向径与轨道近地点向径之间的夹角；
? ⑥ 卫星过近地点的时刻 T,
? 对于卫星的跟踪和预报来说，上述参数中最重要的轨道参数是轨道倾角 ī 和
升交点赤径 Ω,它们确定了卫星的轨道相对于地球的方位，但还必须知道椭圆
轨道半长轴的方向。
? 一 陆地资源卫星
? 1:landsat
? 概况,1967年计划
? 72年发射第一颗,78年失败
? 75年发射第二颗,82年失败
? 78年发射第三颗,83年失败
? 82年发射第四颗,一年后失败
? 83年发射第五颗,至今
? 93年发射第六颗,下落不明
? 99年发射第七颗,2003年 5月,传感器坏了,
? 美国陆地卫星五号 (LANDSAT 5)
?
陆地卫星 5号载了主题成像传感器（ TM）
? 卫星参数,->
? 近极近环形太阳同步轨道
?
轨道高度,705公里
? 倾角, 98.22o
?
运行周期,98.9分钟
? 24小时绕地球, 15圈
? 穿越赤道时间, 上午 10点
? 扫描带宽度, 185公里
? 重复周期, 16天
? 卫星绕行, 233圈
与太阳同步
可重复轨道
? 美国陆地卫星五号 (LANDSAT 5)
? 陆地卫星 5号载了主题成像传感器（ TM）
? 波段号 波段 频谱范围 μ 分辨率 m
? B1 Blue-Green 0.45 0.52 30
B2 Green 0.52 - 0.60 30
B3 Red 0.63 - 0.69 30
B4 Near IR 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
?
? 2.spot
? Spot对地观测卫星系统是由法国空间研究
中心发展的，参与的国家还有比利时和瑞
典。系统包含了卫星、对卫星控制和编程
的地面设施、图像制作处理和分发的机构
等。
? Spot系统迄今为止已发射了五颗卫星
? Spot1,1986年 2月发射，目前仍在运行，但从
2002年 5月停止接受其影像。
? Spot 2,1990年 1月发射，至今还在运行。
? Spot 3,1993年 9月发射，运行 4年后在 1997年 11
月由于事故停止运行。
? Spot 4,1998年 3月发射，卫星作了一些改进。
? Spot 5,2002年其 5月发射，其性能作了重大改进。
? Spot轨道有如下特
点
近极地与太阳同步卫
星,轨道近极地有利
于增大卫星 对地面总的观测范围。
? 轨道高度,832公里
? 轨道倾角,98．７度
? 一天绕地球,14
? 运行周期,101分钟
? 重复周期,26天
? 一个重复周期内卫星绕地球,369圈相继轨
迹间地面偏移距离：
向西 2823公里
? 卫星参数
? 近极地与太阳同步轨道
? 在对不同日期获取的影像比较时，为了保证比较的
效果,需要影像都是处于相同的太阳照度之下。
这就要求卫星保持与太阳同步即卫星轨道平面与太
阳方向之间的夹角是恒值。 卫星轨道按这样设计
的话，能保证可在同一当地时间内飞过给定的地点。
（ 卫星过赤道时间为当地时间 10点半）。
? 可重复轨道
? 轨道高度：８３２公里
? 运行周期：１０１．４分钟
? 重复周期：２６天
? 轨道倾角：９８．７度
?
?每 26天,每颗 Spot卫星飞过地面上的同一地点。 在
这段时间内卫星绕过地球一个整数的圈数 （ 369圈，
卫星每天绕地球 14又 5/26圈）。 下一个 26天，又重
复一次。 为了保证卫星在一个周期内将全球完整覆盖
一次,Spot采用了 "双垂直 "的视场配置模式,两个
高分辨率成像装置沿地面轨迹获取两条数据带,这个
宽度大于相邻两地面轨迹间的距离。
? SPOT5号卫星上搭载有 三种成像装置,除了前
几颗卫星上的高分辨率几何装置 (HRG)和植被探
测器 (VEGETATION)外,SPOT5更有一个高分
辨率立体成像 (HRS)装置。
这几种探测器的分辨率和视场分别如下：书３
９页
?
? 波 段 高分辨率几何装置 植被成像装置 高分辨率立体装置 PA,(0.49-0.69μm) 2.5 m 或 5 m 10 m
B0,(0.43-0.47μm) 1 km
B1,(0.49-0.61μm) 10 m
B2,(0.61-0.68μm) 10 m 1 km
B3,(0.78-0.89μm) 10 m 1 km
SWIR,(1.58-1.75μm) 20 m 1 km
? 视 场 60 km 2 250 km 120 km
３中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比
SPOT的波段多,
运行特点：见书４２页
? 4 高分辨率的卫星,ikonos,Quick Brid
? 5 高光谱类卫星,Eo-1
? 5 雷达,Radarsat,ERS
? 6 商业小卫星,重量轻，成本低，体积小，
发射灵活,
思考题
? １ 遥感系统的组成
? ２ 遥感平台
? ３ 目前常用的遥感图像（ TM,ETM+、
SPOT,CBERS,MODIS等）的基本技术
参数（波谱段范围、分辨率等）,
? ４ 遥感图像的特征（空间、时间、光
谱、辐射分辨率）。
? 1 遥感的概念
? 2 电磁波和电磁波谱
? 3 物体的发射辐射
? 1)黑体辐射
? 2)太阳辐射
? 3)大气对辐射的影响
? 4) 一般物体的发射
辐 射
4 地物的反射辐射
? 1)地物的反射类别
? 2)光谱反射率以及
地物的反射光谱特性
? 3) 影响地物光谱反射率变
化的因素
? 5 地物波谱特性的测定
? 1)地物波谱特性的概念
? 2) 地物波谱特性的测定原
理
? 3)地物波谱特性的测定步骤
? 补充材料１
? 辐射能量,电磁辐射的能量,w
? 辐射通量,单位时间通过一定面积的辐射能
量．Ｗ
? 辐射通量密度：单位时间内通过单位面积
的辐射能．Ｗ／平方米
? 辐射出射度：辐射源的物体表面单位面积
上的辐射能,
? 辐照度：被辐射的物体表面单位面积的辐
射能,
? 辐射亮度,
? 补充材料２
? 遥感影像的特征
? 空间分辨率：每个像元对应空间的大小,
? 巨型环境特征,大型环境特征,中型环境特征,
小型环境特征,
? 波谱分辨率：传感器所用的波段数目,波段
宽度,中心波长几光的波谱范围,
? 辐射分辨率：区分光谱信号强度差异的能
力,
? 时间分辨率：对同一地区遥感影像重复覆
盖的时间,
补充材料３ 遥感系统的组成
遥感 系统
信息源 信息获取 信息记录与传输 信息处理
地面站的处理 用户处理
光学处理
数字图像处理
图象增强
多元信息复合
计算机解译处理
信息应用
? 一 遥感平台的种类
? 遥感平台,搭载传感器的工具统称为遥感平
台,
? 地面遥感平台,三脚架,遥感塔,遥感车
100米以下,
? 航空平台, 100米以上,100公里以下
? 航天平台,航天飞机和卫星,240公里以上 A,气象卫星
? B.陆地卫星
? C,海洋卫星
第二章 遥感平台及运行特点
? 陆地卫星：ＳＰＯＴ，ＬＡＮＤＳＡＴ，
ＩＫＯＮＯＳ,
? 海洋卫星：以微波为主
? 气象卫星,ＮＯＡＡ系列为代表
? 二 卫星轨道
? 随着遥感技术的发展，各种地球资源卫星提供了越来越多的卫星遥感图像
（简称卫星图象）。卫星图像有几个优点：宏观性好，成本低，周期性好。
卫星运行轨道对卫星图象具有多种影响，有必要加以了解。根据开普勒定
律，人造地球卫星在空间的位置可以用几个特定数据来确定，这些数据称为
轨道参数,对地观测卫星轨道一般为椭圆形，轨道有 6 个参数,
? ① 半长轴 a,即卫星离地面的最大高度,它用来确定卫星轨道的大小；
? ② 偏心率 e,决定卫星轨道的形状；
? ③ 轨道面倾角 i,地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角；
? ④ 升交点赤经 W,卫星轨道与地球赤道面有两个交点，卫星由南向北飞行
时与地球赤道面的交点称为升交点，卫星由北向南飞行时与
? 地球赤道面的交点称为降交点；升交点与春分点之间的角距为Ｗ,
? ⑤ 近地点角距 w,升交点向径与轨道近地点向径之间的夹角；
? ⑥ 卫星过近地点的时刻 T,
? 对于卫星的跟踪和预报来说，上述参数中最重要的轨道参数是轨道倾角 ī 和
升交点赤径 Ω,它们确定了卫星的轨道相对于地球的方位，但还必须知道椭圆
轨道半长轴的方向。
? 一 陆地资源卫星
? 1:landsat
? 概况,1967年计划
? 72年发射第一颗,78年失败
? 75年发射第二颗,82年失败
? 78年发射第三颗,83年失败
? 82年发射第四颗,一年后失败
? 83年发射第五颗,至今
? 93年发射第六颗,下落不明
? 99年发射第七颗,2003年 5月,传感器坏了,
? 美国陆地卫星五号 (LANDSAT 5)
?
陆地卫星 5号载了主题成像传感器（ TM）
? 卫星参数,->
? 近极近环形太阳同步轨道
?
轨道高度,705公里
? 倾角, 98.22o
?
运行周期,98.9分钟
? 24小时绕地球, 15圈
? 穿越赤道时间, 上午 10点
? 扫描带宽度, 185公里
? 重复周期, 16天
? 卫星绕行, 233圈
与太阳同步
可重复轨道
? 美国陆地卫星五号 (LANDSAT 5)
? 陆地卫星 5号载了主题成像传感器（ TM）
? 波段号 波段 频谱范围 μ 分辨率 m
? B1 Blue-Green 0.45 0.52 30
B2 Green 0.52 - 0.60 30
B3 Red 0.63 - 0.69 30
B4 Near IR 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
?
? 2.spot
? Spot对地观测卫星系统是由法国空间研究
中心发展的，参与的国家还有比利时和瑞
典。系统包含了卫星、对卫星控制和编程
的地面设施、图像制作处理和分发的机构
等。
? Spot系统迄今为止已发射了五颗卫星
? Spot1,1986年 2月发射，目前仍在运行，但从
2002年 5月停止接受其影像。
? Spot 2,1990年 1月发射，至今还在运行。
? Spot 3,1993年 9月发射，运行 4年后在 1997年 11
月由于事故停止运行。
? Spot 4,1998年 3月发射，卫星作了一些改进。
? Spot 5,2002年其 5月发射，其性能作了重大改进。
? Spot轨道有如下特
点
近极地与太阳同步卫
星,轨道近极地有利
于增大卫星 对地面总的观测范围。
? 轨道高度,832公里
? 轨道倾角,98．７度
? 一天绕地球,14
? 运行周期,101分钟
? 重复周期,26天
? 一个重复周期内卫星绕地球,369圈相继轨
迹间地面偏移距离：
向西 2823公里
? 卫星参数
? 近极地与太阳同步轨道
? 在对不同日期获取的影像比较时，为了保证比较的
效果,需要影像都是处于相同的太阳照度之下。
这就要求卫星保持与太阳同步即卫星轨道平面与太
阳方向之间的夹角是恒值。 卫星轨道按这样设计
的话，能保证可在同一当地时间内飞过给定的地点。
（ 卫星过赤道时间为当地时间 10点半）。
? 可重复轨道
? 轨道高度：８３２公里
? 运行周期：１０１．４分钟
? 重复周期：２６天
? 轨道倾角：９８．７度
?
?每 26天,每颗 Spot卫星飞过地面上的同一地点。 在
这段时间内卫星绕过地球一个整数的圈数 （ 369圈，
卫星每天绕地球 14又 5/26圈）。 下一个 26天，又重
复一次。 为了保证卫星在一个周期内将全球完整覆盖
一次,Spot采用了 "双垂直 "的视场配置模式,两个
高分辨率成像装置沿地面轨迹获取两条数据带,这个
宽度大于相邻两地面轨迹间的距离。
? SPOT5号卫星上搭载有 三种成像装置,除了前
几颗卫星上的高分辨率几何装置 (HRG)和植被探
测器 (VEGETATION)外,SPOT5更有一个高分
辨率立体成像 (HRS)装置。
这几种探测器的分辨率和视场分别如下：书３
９页
?
? 波 段 高分辨率几何装置 植被成像装置 高分辨率立体装置 PA,(0.49-0.69μm) 2.5 m 或 5 m 10 m
B0,(0.43-0.47μm) 1 km
B1,(0.49-0.61μm) 10 m
B2,(0.61-0.68μm) 10 m 1 km
B3,(0.78-0.89μm) 10 m 1 km
SWIR,(1.58-1.75μm) 20 m 1 km
? 视 场 60 km 2 250 km 120 km
３中巴卫星（中国资源一号卫星系列）
1999年发射，比ＴＭ的空间分辨率高，比
SPOT的波段多,
运行特点：见书４２页
? 4 高分辨率的卫星,ikonos,Quick Brid
? 5 高光谱类卫星,Eo-1
? 5 雷达,Radarsat,ERS
? 6 商业小卫星,重量轻，成本低，体积小，
发射灵活,
思考题
? １ 遥感系统的组成
? ２ 遥感平台
? ３ 目前常用的遥感图像（ TM,ETM+、
SPOT,CBERS,MODIS等）的基本技术
参数（波谱段范围、分辨率等）,
? ４ 遥感图像的特征（空间、时间、光
谱、辐射分辨率）。
