西北农林科技大学：《遥感原理与方法》课程电子教案（PPT课件）第六章 扫描成像

遥感原理与方法 第6章 扫 描成 像 RS

遥感原理与方法 RS 第 6 章 扫 描 成 像

第6章扫描成像 内容提要： 扫描成像是遥感技术发展的方向之一， 感原 本章内容包括扫描探测器工作原理，电子扫 描成像一电视，光学机械扫描成像，固体自 理与方法 扫描成像。 讲授重点： 电子扫描成像过程与原理，光机扫描成 像过程，成像扫描仪分辨能力，像元的概念， 电荷耦合器件一CCD的结构、工作原理和成 RS 像机制

遥 感 原 理 与 方 法 RS 第6章 扫描成像 内容提要： 扫描成像是遥感技术发展的方向之一， 本章内容包括扫描探测器工作原理，电子扫 描成像⎯电视，光学机械扫描成像，固体自 扫描成像。 讲授重点： 电子扫描成像过程与原理，光机扫描成 像过程，成像扫描仪分辨能力，像元的概念， 电荷耦合器件⎯CCD的结构、工作原理和成 像机制

第6章扫描成像 6.1扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数 遥感原理与方法 ●响应率 响应率是到达探测器上的单位辐射功率所 产生的电压，即输出电压与输入辐射能量之比， 表达式是： R-Vs/9 Vs:输出电压（伏）， p:输入的辐射能量（瓦） RS

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 ●响应率 响应率是到达探测器上的单位辐射功率所 产生的电压，即输出电压与输入辐射能量之比， 表达式是： Ｒ＝Ｖｓ／φ Ｖｓ：输出电压(伏)，φ：输入的辐射能量(瓦) 第6章 扫描成像

第6章扫描成像 6.1扫描採测器工作原理 探测器主要性能参数 感原 ●响应波长范围 光谱响应曲线：探测器的响 理与方法 应率与入射辐射的波长之间的关 R 系曲线。 峰值波长：最大响应率所对 应的波长p 截止波长：响应率下降到峰 值一半所对的波长c1、2,探测 RS 器的使用波长c1一λc2。 入c1 入

遥感原理与方法 RS 6 . 1 扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 ●响应波长范围 光谱响应曲线：探测器的响 应率与入射辐射的波长之间的关 系曲线。 峰值波长：最大响应率所对 应的波长λp 截止波长：响应率下降到峰 值一半所对的波长 λc1 、 λc2，探测 器的使用波长 λc1 — λc2 。 第 6 章 扫描成像 λc1 R λ λc1 λ P λc2

第6章扫描成像 6.1扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 遥感原理与方法 ●噪声电压(Vn) 探测器在工作时本身所固有的毫无规律、无 法预测的随机电压起伏，叫噪声电压(Vn) RS

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 ●噪声电压（Ｖn） 探测器在工作时本身所固有的毫无规律、无 法预测的随机电压起伏，叫噪声电压（Ｖn）。 第6章 扫描成像

第6章扫描成像 6.1扫描採测器工作原理 遥感原 ① 探测器主要性能参数 ● 等效噪声功率(NEP) 到达探测器的电磁辐射产生的输出电压正好 理与方法 等于噪声电压时的辐射量叫等效噪声功率 (NEP)，意思是它对探测器所产生的效果与噪 声相等。 NEP=Vn/R=Vn/(Vs/9) RS 要准确测定辐射信号的存在，入射辐射功率 应为NEP的2~6倍

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 ●等效噪声功率（NEP） 到达探测器的电磁辐射产生的输出电压正好 等于噪声电压时的辐射量叫等效噪声功率 （NEP），意思是它对探测器所产生的效果与噪 声相等。 NEP＝Ｖn／Ｒ＝Ｖn／（Ｖs／φ） 要准确测定辐射信号的存在，入射辐射功率 应为NEP的2～6倍。 第6章 扫描成像

第6章扫描成像 6.1扫描探测器工作原理 探测器主要性能参数 遥感原理与方法 探测灵敏度D* D*是与NEP成反比的量，计算公式为 A·△ NEP 式中：A为元件的面积，△为频带宽度，当 元件面积为1cm2、频带宽度为1Hz、入射光功率 RS 为1W时，D*等于输出信号与噪声之比一信噪比 (S/N)

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 ●探测灵敏度D* D*是与NEP成反比的量，计算公式为 式中：A为元件的面积，Δf为频带宽度，当 元件面积为1cm2 、频带宽度为1Hz、入射光功率 为1W时，D*等于输出信号与噪声之比—信噪比 （S/N）。 第6章 扫描成像 NEP Af = * D

第6章扫描成像 6.1扫描採测器工作原理 遥感原 ① 探测器主要性能参数 ●响应时间 当一定能量的辐射突然到达探测器的敏感面 理与方法 上时，探测器的输出电压要经过一定的时间才能 上升到与这一辐射通量相对应的稳定值；当辐射 突然除去后，输出电压也要经过一定的时间，才 能下降到辐射之前原有值。这一段时间就称为探 RS 测器的响应时间

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ① 探测器主要性能参数 ●响应时间 当一定能量的辐射突然到达探测器的敏感面 上时，探测器的输出电压要经过一定的时间才能 上升到与这一辐射通量相对应的稳定值；当辐射 突然除去后，输出电压也要经过一定的时间，才 能下降到辐射之前原有值。这一段时间就称为探 测器的响应时间。 第6章 扫描成像

第6章扫描成像 6.1扫描探测器工作原理 ② 半导体导电机理 ●￥ 物体导电机理 感原理与方法 物质由原子核和电子组成，电子成层分布在原 子核周围，受核作用力吸引。离核远的电子，受核 吸引力较小，与核结合较松，很容易受到相邻原子 核的作用，脱离原来的原子，成为不属于某一个原 子的电子一自由电子。金属物体自由电子浓度非常 高，运动杂乱无章。但是，如果有外加电压作用于 导体上，自由电子的运动就受到电场力的牵引，有 RS 一个顺电场作用力方向的加速运动，从导体的一端 迁移到另一端。这就是导体传导电流的过程

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ② 半导体导电机理 ●物体导电机理 物质由原子核和电子组成，电子成层分布在原 子核周围，受核作用力吸引。离核远的电子，受核 吸引力较小，与核结合较松，很容易受到相邻原子 核的作用，脱离原来的原子，成为不属于某一个原 子的电子—自由电子。金属物体自由电子浓度非常 高，运动杂乱无章。但是，如果有外加电压作用于 导体上，自由电子的运动就受到电场力的牵引，有 一个顺电场作用力方向的加速运动，从导体的一端 迁移到另一端。这就是导体传导电流的过程。 第6章 扫描成像

第6章扫描成像 6.1扫描採测器工作原理 ② 半导体导电机理 感原 ●半导体的导电机理一半导体晶体结构 半导体的物体在组成晶体时，相邻的两个原 理与 子各以一个电子相结合一键合，形成属于这两个 原子的一对键合电子。 方法 如果没有其它因素干扰，原子最外层的电子 都分属于各对原子，没有自由电子，这时导电率 为零不导电)。 当有干扰存在时，如温度变化，杂质的加入， RS 就产生了自由电子，其浓度随温度、杂质的变化 而变化

遥 感 原 理 与 方 法 RS 6.1 扫描探测器工作原理 ② 半导体导电机理 ●半导体的导电机理—半导体晶体结构 半导体的物体在组成晶体时，相邻的两个原 子各以一个电子相结合—键合，形成属于这两个 原子的一对键合电子。 如果没有其它因素干扰，原子最外层的电子 都分属于各对原子，没有自由电子，这时导电率 为零(不导电)。 当有干扰存在时，如温度变化，杂质的加入， 就产生了自由电子，其浓度随温度、杂质的变化 而变化。 第6章 扫描成像