石河子大学：《遥感导论》课程教学资源（PPT课件）第三、四章 传感器

遥感概论 第三章遥感光学基础：早期遥感影像多为光学摄影， 为胶片或照片介质。主要介绍黑白照片和彩色照片 的成像原理，以及80年代以前常见的光学处理原理， 少数在第八章图像校正与增强中介绍，略。 第四章传感器：传感器是获取地物电磁辐射信息的装 置，它将电磁波收集、量测并记录在胶片或磁带上， 是遥感系统中数据获取的关键设备 本章主要介绍传感器的基本组成 部件、性能衡量指标、类型、发展 史和发展趋势

遥 感 概 论 第三章 遥感光学基础：早期遥感影像多为光学摄影， 为胶片或照片介质。主要介绍黑白照片和彩色照片 的成像原理，以及80年代以前常见的光学处理原理， 少数在第八章图像校正与增强中介绍，略。 第四章 传感器：传感器是获取地物电磁辐射信息的装 置，它将电磁波收集、量测并记录在胶片或磁带上， 是遥感系统中数据获取的关键设备。 本章主要介绍传感器的基本组成 部件、性能衡量指标、类型、发展 史和发展趋势

组成：四个基本部件 ·收集器：负责收集地面目标的电磁波能量，透镜组、反射 镜组、天线等。 ·探测器：将收集到的电磁辐射转变为化学能或电能，感 光胶片、光电管、光敏热敏元件、共振腔谐振器。 。 处理器：对信号进行各种处理，显影、定影、信号放大、 变换、校正和编码等，摄影处理和电子处理装置。 0 输出器：扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记 录仪、XY彩喷记录仪等 探测器 处理器 输出器 收集器

组成：四个基本部件 • 收集器：负责收集地面目标的电磁波能量，透镜组、反射 镜组、天线等。 • 探测器：将收集到的电磁辐射,转变为化学能或电能，感 光胶片、光电管、光敏热敏元件、共振腔谐振器。 • 处理器：对信号进行各种处理，显影、定影、信号放大、 变换、校正和编码等，摄影处理和电子处理装置。 • 输出器：扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记 录仪、XY彩喷记录仪等

传感器：在遥感中收集、探测和记录目标的电磁辐射 信息的仪器。 传感器的组成：收集器、探测器、处理器和输出器 磁波 射 收集器 探测器 处理器 输出器 功能一收集信息 探测器一测量地物 常用收集器： 电磁辐射性质和强 输出器一信 摄影机-透镜 度（最重要部分） 信号处理 息输出：胶 扫描仪-反射镜 常用探测元件： 器一信号 片、图像、 雷达-天线 摄影机-感光胶片 放大、光 磁带、波谱 多波段遥感-分 扫描仪-光电管 电转换等 曲线等 光器 雷达微波检测器

传感器：在遥感中收集、探测和记录目标的电磁辐射 信息的仪器。 传感器的组成：收集器、探测器、处理器和输出器 收集器 探测器 处理器 输出器 功能—收集信息 常用收集器： 摄影机-透镜 扫描仪-反射镜 雷达-天线 多波段遥感-分 光器 探测器—测量地物 电磁辐射性质和强 度（最重要部分） 常用探测元件： 摄影机-感光胶片 扫描仪-光电管 雷达-微波检测器 信号处理 器—信号 放大、光 电转换等 输出器—信 息输出：胶 片、图像、 磁带、波谱 曲线等 电 磁 波 辐 射

传感器的记录信息的形式： ·数字影像(D-digital signals):记录在磁性介质 之上的数字矩阵，能够被计算机存储、处理和使用， 又称为数字量。 模拟影像(A-analog signals):基于光学原理， 利用感光胶片来曝光成像，通过光学摄影获得的物 质胶片、相片；又称为模拟量（对现实的模拟）。 ·模拟影像和数字影像之间的转换称为数摸转换， AD转换

传感器的记录信息的形式: • 数字影像（D-digital signals） ：记录在磁性介质 之上的数字矩阵，能够被计算机存储、处理和使用， 又称为数字量。 • 模拟影像（A-analog signals ）：基于光学原理， 利用感光胶片来曝光成像，通过光学摄影获得的物 质胶片、相片；又称为模拟量（对现实的模拟）。 • 模拟影像和数字影像之间的转换称为数摸转换， A/D转换

4.1传感器的类型 按记录方式： 成像传感器（摄影成像、扫描成像）、 非成像传感器（记录地物的一些物理参数） 按传感器工作的波段： 可见光传感器、红外传感器（光学传感器）： 微波传感器 按工作方式： 主动传感器、被动传感器

4.1 传感器的类型

目前最常见的成像传感器的分类： 框幅摄影机 缝隙摄影机 光学摄影类型 全景摄影机 多光谱摄影机 TV摄像机 被动式 光电成像类型 扫描仪 电荷耦合器件CCD 面阵成像光谱仪 成像光谱仪 成像传感器 线阵成像光谱仪 真实孔径雷达 侧视雷达 合成孔径雷达 主动式 Pass 1 ass 2 全景雷达 图4.2 成像传感器类型 Object height

目前最常见的成像传感器的分类：

4.2传感器的性能 最具实用意义的性能指标是传感器的分辨率， 包括空间、时间、光谱、温度分辨率。 (一)空间分辨率 ·指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大 小，通常用像元（像素）大小、像解率或视场角表 示。是像素所代表的地面范围的大小，或地面物体 能分辨的最小单元，用来表征分辨目标细节能力的 指标。 ·像元（pixel),单位：米，越小空间分辨率越高；

4.2 传感器的性能 最具实用意义的性能指标是传感器的分辨率， 包括空间、时间、光谱、温度分辨率。 • （一）空间分辨率 • 指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大 小，通常用像元（像素）大小、像解率或视场角表 示。是像素所代表的地面范围的大小，或地面物体 能分辨的最小单元，用来表征分辨目标细节能力的 指标。 • 像元（pixel），单位：米，越小空间分辨率越高；

·像解率：单位尺寸里能分辨的平行细线的条数， 线/毫米或线对/毫米 。视场角：传感器在某个瞬间的视域，又叫传感器 的角分辨率。 瞬时视场是指在扫描成像 过程，一个光敏探测元件 通过望远镜系统投影到地 面上的直径或边长。 分辨率（像元大小）=平台高度*角分辨率（弧度） D=H IFOV

• 像解率：单位尺寸里能分辨的平行细线的条数， 线/毫米或线对/毫米 • 视场角：传感器在某个瞬间的视域，又叫传感器 的角分辨率。 • 瞬时视场是指在扫描成像 过程，一个光敏探测元件 通过望远镜系统投影到地 面上的直径或边长

10米多光潜 2.5米全色 5米全色 SPOT5的空间分辨率

0.5x0.5m 2 x 2m 5×511 10x1(m 20×20m Spatial Resolution enlarged view 80 instnuineous field of view 40 30 40x40m 8)x8(0四 1102) 80m