遥感原理与应用第2章 遥感作业

一、名词解释

遥感平台、遥感传感器、卫星轨道参数、升交点赤经、卫星姿态角、与太阳同步轨道、LandSat 、SPOT 

1、遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。

2、遥感传感器：遥感中获取遥感数据的关键设备。

3、卫星轨道参数：确定卫星轨道在空间的具体位置和形状的参数。主要包括升交点赤经、近地点角距、轨道倾角、卫星轨道长半轴和卫星过近地点时刻。

4、升交点赤经：卫星轨道的升交点与春分点之间的角距。

5、卫星姿态角：卫星在空中的姿态与坐标轴之间形成的角度。

6、与太阳同步轨道：指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角不随地球绕太阳公转而改变。

7、LandSat：美国发射的地球资源技术卫星，共发射八颗这系列卫星。

8、SPOT：法国空间研究中心研制的主要用于地球资源遥感卫星，一共发射了五颗。

二、问答题：

1、阐述遥感卫星轨道的特点及其作用。

1）近圆形轨道。轨道趋于圆形的主要目的是使在不同地区获取的图像比例尺一致，此外近圆形轨道使得卫星的速度也近于匀速，便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接的现象；

2）近极地轨道。轨道近极地有利于增大卫星对地面总的观测范围；

3）与太阳同步轨道。这样轨道有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测，也有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。

4）可重复轨道。轨道的重复性有利于对地面地物或自然现象的变化作动态监测。

2、确定传感器姿态的方法有哪些？简述其原理。

1）可以用姿态测量仪测定。用于空间的姿态测量仪有红外姿态测量仪、星相仪、陀螺仪等。红外线测量仪的基本原理是利用地球与太空温差达287K这一特点，以一定的角频率周期地对太空和地球作圆锥扫描，根据热辐射能的相位变化来测定姿态角。

2）恒星摄影机。恒星摄影机与对地摄影机组装在一起，要求恒星摄影机至少摄取3到5颗五等以上的恒星，并精确记录卫星运行时刻，再根据恒星星历表、摄影机标称光轴指向数据等结算姿态角。

3）GPS测量方法。将3台GPS接收机装在摄影机组上，同时接受4颗以上GPS卫星的信号，反算出每台接收机上的三维坐标，进而解算出摄影机的3个姿态角。

3、从卫星遥感影像获取到处理涉及到多个坐标系，描述这些坐标系统的定义及其作用。

1)像平面坐标系。以像主点为原点，航向方向为X轴，垂直于航向方向为Y轴。其作用在于确定像点在像平面中的位置。

2)像空间坐标。以投影中心为原点，投影中心和像主点连线的反方向为Z轴，X、Y轴与像平面坐标的平行。作用是确定像点的像空间坐标。

3)像空间辅助坐标。原点在投影中心，坐标轴与地面摄影测量坐标系平行。作用是作为像空间坐标和地面辅助坐标的过渡。

4)地面摄影测量坐标系。原点在测区某一地面点，X轴与航向一致，Z轴与地面垂直，Y轴构成右手直角坐标系。作用是作为像点坐标转换为地面坐标的过渡。

5)地面坐标系。原点、X、Z轴都是与地面摄影测量坐标一致，Y轴与其构成左手坐标系。作用是描述像点对应地面点的坐标。

4、查阅资料或搜索网站资源，至少列出5个遥感卫星数据产品代理或宣传网址，以其中一种遥感卫星为例，描述其数据产品的种类及分类标准。

中科院中国遥感卫星地面站：http://cs.rsgs.ac.cn/cs_cn/query/query_txt.asp 

风云遥感卫星数据服务网：

http://fy3.satellite.cma.gov.cn/portalsite/default.aspx

http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/

http://geofuse.geoeye.com/landing/Default.aspx

中国资源卫星应用中心：

http://www.cresda.com/n16/index.html

下面以SPOT卫星影像说明其分类标准及产品种类：

0级为没做任何改正的影像；

1A为一级辐射校正，它在0级的基础上进行了传感器非线性响应和探测元（CCD）辐射响应均化系统噪声改正。

1B为一级几何处理，它在1A级的基础上由星上测定的几何参数进行了系统改正。

2A为二级辐射改正，它在1B级的基础上进行了调制传递函数MTF改正和绝对校正。

2B为二级几何处理，它在2A级的基础上用控制点作了平面改正。

3A为三级辐射校正，它在2B级的基础上进行了辐射校正，但大气改正没有列入标准辐射预处理中，由用户自行处理。

3B为三级几何处理，它在3A级的基础上用控制点作了平面改正，并顾及了地面起伏产生的投影差。

三、能力训练题

1、国内外已发射了多颗高分率遥感卫星。查阅资料或搜索网站资源，请列表比较国内外主要的高分辨率遥感卫星的主要技术指标。分别以制作武汉大学影像图和测制武汉大学校区1:5000地形图为需求，分析这两种需求的技术指标，如何选择和订购卫星遥感影像，并拟定数据订购协议。

一、各种高分卫星分析与比较

1.GeoEye-1高分辨率卫星，在实现大面积成图项目、细微地物的解译与判读等方面优势突出。

该卫星具有分辨率最高、测图能力极强、重访周期极短的特点。

2.Cartosat-1号卫星形成同轨立体像对，数据主要用于地形图制图、高程建模、地籍制图以及资源调查等，数据质量稳定可靠。

3.IKONOS卫星，  IKONOS可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱卫星影像，同时可将全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。至今IKONOS 已采集超过2.5亿平方公里涉及每个大洲的影像，许多影像被和地方广泛用于国家防御，制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12个地面站传输数据。

4.COSMO-SkyMed卫星介绍 主要用于地中海周边地区的险情处理、沿海地带监测和海洋污染治理。是一个军民两用的对地观测系统，能够在任何气象条件下日夜观测地球。

5.RapidEye卫星星座 ，它的大范围覆盖、高重访率、高分辨率、多光谱获取数据方式，这些优点整合在一起，让RapidEye拥有了空前的优势。 

6.QuickBird卫星系统。QuickBird卫星，是目前世界上唯一能提供亚米级分辨率的商业卫星，具有最高的地理定位精度，海量星上存储，单景影像比其它的商业高分辨率卫星高出2—10倍。而且QuickBird卫星系统每年能采集七千五百万平方公里的卫星影像数据，存档数据每天以史无前例的速度在递增。在中国境内每天至少有2至3个过境轨道，有存档数据约500万平方公里。

二、如何选择和订购影像数据

武汉大学地形图比例尺为1:5000，即需要分辨率为0.5m左右的影像，因此需要订购高分辨率卫星产品数据，根据卫星影像的分辨率克制QuickBird的PAN影像可以达到0.61的分辨率，可以达到做1：5000地形图的要求。而且QuickBird影像的重访周期比较短，可以在短时间内得到卫星影像。同时他的刈幅为11km,可以达到做影像图的要求。

三.数据订购协议

  见下页

采购协议

项目名称：遥感卫星数据采购

                甲     方：武汉大学        

                乙     方：DigitalGlobe公司 

甲方： 

乙方： 

甲乙双方根据《中华人民共和国合同法》和国家有关法律法规的规定,本着自愿平等、互利有偿和诚实信用的原则，就下述“   米存档数据技术服务”项目进行友好协商签订合同如下：

一、项目名称及说明

本项目为遥感卫星图像采购，影像用途为制作武汉大学影像图和测制武汉大学校区1:5000地形图。

二、项目条款及参数说明

1.交付数据时间

合同签订后10个工作日

2.接收数据地点

a)本合同自双方代表签字盖章确认之日起生效。 

b)乙方全部交付数据后10个工作日内，甲方未通过书面形式对已交付数据质量提出疑议，视为甲方认同该数据质量，同意接收该影像，本合同终止。

4.结算方式

a)本合同总金额为人民币。

b)合同签订后，甲方收到乙方提供的影像同时支付全款人民币（人民币）。

5.数据验收

a)影像达到附表1要求的技术指标

b)数据采用光盘戒指提交，光盘完整无损。

6.违约责任及索赔/仲裁

a)如在合同生效后且合同期未满,任一方不按本合同约定履行，守约方有权解除本合同，并向违约方索要违约金，违约金为合同金额的100%。 

b)甲方如对数据质量提出异议，应于收到影像10日内向乙方提出书面要求，明确指出与所宣称的技术指标不符合的项目，并在15日内将原始数据光盘退至乙方，同时销毁和删除以任何形式和介质保存于甲方的与该原始数据对应的未经处理或已经处理的数据。乙方负责与影像数据版权人接洽，经影像数据版权人确认，对确有质量问题的，按甲乙双方重新约定的时间向甲方提供合格影像并赔偿甲方损失，或退还全部数据款。 

c)当发生纠纷时，双方本着友好协商的原则解决。如仍不能解决时，按中华人民共和国合同法的有关条款执行。

7.关于卫星影像版权的规定

a)卫星数据定义：  公司正式分发的有效的由 卫星接收的原始影像数据及以  原始数据为基底的其它形式的影像数据； 

b)卫星原始数据版权和存在于其它形式影像数据中的   数据均为DigitalGlobe公司所有； 

c)任何用户只能将  卫星数据用于用户自己的目的；

d)任何用户在未得到卖方的书面确认和未协商并缴纳版权税的情况下，均不得自行长期或临时转让或赠送  卫星数据至第三方； 

e)任何用户均不得自行复制，转卖  卫星数据； 

f)不能将本合同涉及到的  数据以任何形式在INTERNET上发布； 

g)任何用户将   卫星数据用于科学文献，商业杂志，各类用途的幻灯片，透明片，图片等平面介质时，必须注明版权。

h)任何涉及到版权事宜的国内用户（含港，澳地区），请与卖方直接联系或者参考卖方公司网站上相关法律说明文件；

三、售后服务和技术支持:  

a)乙方保证所提供的影像达到本合同所宣称的技术指标。

b)乙方承诺对甲方提出的问题在24小时内给予响应。 

c)乙方负责及时、高效地从国外有关公司获取甲方关心的技术信息。

四、标准许可

   根据相关的法律法规定，甲方和乙方应在合同和相关法律法规允许的范围内行使权利。

 甲   方:                                 代    表：                         

  乙  方：                   代  表： 

日    期：    年   月   日                日  期：    年   月   日 

  附表1 数据参数