星载遥感领域知识

星载遥感领域知识

基本概念

星载遥感是指利用安装在卫星平台上的传感器对地球表面及大气进行远距离探测的技术。其主要特点包括：

• 大范围覆盖能力

• 周期性重复观测

• 不受地面条件限制

• 多光谱/多时相数据获取

遥感卫星类型

按轨道分类

1. 低地球轨道(LEO)卫星：高度500-2000km，如Landsat、Sentinel系列

2. 中地球轨道(MEO)卫星：高度2000-35786km

3. 地球静止轨道(GEO)卫星：高度35786km，如气象卫星

按应用领域分类

• 陆地观测卫星(如Landsat、SPOT)

• 海洋观测卫星(如SeaWiFS、Jason)

• 大气观测卫星(如MODIS、CALIPSO)

• 气象卫星(如NOAA、FY系列)

• 军事侦察卫星

遥感传感器类型

按工作方式

1. 被动遥感：接收自然辐射(如光学遥感)

   • 可见光/近红外(VNIR)

   • 短波红外(SWIR)

   • 热红外(TIR)

   • 微波辐射计

2. 主动遥感：发射信号并接收回波

   • 合成孔径雷达(SAR)

   • 激光雷达(LiDAR)

   • 散射计

按空间分辨率

• 低分辨率(>100m)：如MODIS

• 中分辨率(10-100m)：如Landsat

• 高分辨率(1-10m)：如WorldView

• 超高分辨率(<1m)：军事侦察卫星

关键技术参数

1. 空间分辨率：像元对应的地面尺寸

2. 光谱分辨率：波段宽度和数量

3. 时间分辨率：重访周期

4. 辐射分辨率：区分辐射差异的能力

5. 幅宽：单次扫描覆盖范围

数据处理流程

1. 数据获取：卫星下行链路接收

2. 辐射定标：将DN值转换为辐射亮度

3. 几何校正：消除几何畸变

4. 大气校正：消除大气影响

5. 图像增强：提高视觉效果

6. 信息提取：分类、变化检测等

7. 产品生成：专题图制作

主要应用领域

1. 环境监测：

   • 森林覆盖变化

   • 水体污染监测

   • 城市热岛效应

2. 农业：

   • 作物长势监测

   • 产量预估

   • 土壤湿度监测

3. 灾害管理：

   • 洪水监测

   • 地震灾害评估

   • 森林火灾监测

4. 海洋：

   • 海面温度监测

   • 叶绿素浓度反演

   • 海冰监测

5. 气象：

   • 云图分析

   • 气溶胶监测

   • 降水估计

发展趋势

1. 高时空分辨率：更高重访频率和更精细观测

2. 高光谱遥感：纳米级光谱分辨率

3. 雷达遥感：多极化、干涉SAR技术

4. 小卫星星座：降低成本，提高覆盖

5. 人工智能应用：自动化信息提取

6. 多源数据融合：结合不同传感器数据

7. 实时/近实时处理：应急响应能力提升

主要卫星计划

1. 美国：Landsat系列、WorldView系列

2. 欧洲：Sentinel系列(哥白尼计划)

3. 中国：高分系列、资源系列、环境系列

4. 日本：ALOS系列

5. 印度：Resourcesat系列、Cartosat系列

星载遥感技术正朝着更高精度、更快响应和更智能化的方向发展，在数字地球建设和全球变化研究中发挥着越来越重要的作用。