高分辨率立体成像装置的相机成像和气象卫星图像的应用

（一）彩色红外航空摄影像片

彩色红外航空摄影像片是城市遥感最常用的信息。这种像片比一般可见光（真彩色或黑白）航空像片的色彩饱和度高，对比度强，清晰度好，尤其对植被、水体的分辨能力高。

（二）微波雷达图像

微波可穿透云层，能分辨地物的含水量、植物长势、洪水淹没范围等情况，具有全天候的特点。

在雷达遥感数据方面，加拿大RadarSat-1和RadarSat-2卫星数据被广为应用，其中RadarSat-1卫星是加拿大于1995年11月发射的，欧洲空间局2002年发射的ENVISAT-1卫星的ASAR（先进合成孔径雷达）数据在全球得到广泛应用，最高分辨率可达10m。COSMO-SkyMed是意大利航天局和国防部共同研发的全球第一颗分辨率高达1m的雷达卫星星座，于2008年底发射完成，它有三种工作模式，分别为扫描模式、条带模式和聚束模式。

（三）MSS和TM图像

MSS和TM图像均由美国的陆地卫星（Landsat）提供。

（四）SPOT5卫星数据

SP0T5卫星搭载有两个高分辨率几何装置，像以前的卫星一样，每个探测器都能偏转一定的角度，使得SPOT-5号卫星能在每五天内重访同一地点。其出色的星上存储能力使得数据的存储、记录、回放等都得到了最优化处理。

高分辨率立体成像装置用两个相机沿轨道成像，一个向前，一个向后，实时获取立体图像。在制图、虚拟现实等许多领域能得到广泛的应用。

（五）气象卫星图像

目前较常用的有中国自己发射的风云系列气象卫星和美国气象卫星（NOAA）的图像。气象卫星可一日数次对同一地点扫描，可用它观察城市热岛的变化情况。

美国NOAA极轨卫星从1970年12月第一颗发射以来，近40年连续发射了18颗，第五代（NOAA-15-18）传感器采用改进型甚高分辨率辐射仪（AVHRR/3），和先进TIROS业务垂直探测器（AT0VS）。2006年7月欧空局发射的世界上最复杂的地球观测卫星——大型环两极轨道的气象执行卫星（MetOps），这颗卫星将会提供空前准确的数据，其中包括温度、湿度、风速、海洋风向、臭氧和痕量气体，为全球天气预测和气候监测，准确地对天气情况进行预测并可以预防频发的恶劣天气情况。

（六）高空间分辨率卫星影像

其中IK0N0S卫星于1999发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。Quick-Bird卫星于2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射。2006年4月发射的以色列ER0SB卫星，其地面分辨率也能够达到0.7m（全色）。商业对地成像卫星GeoEye-1是在2008年9月由世界上规模最大的商业卫星遥感公司美国GeoEye成功发射。

（七）高光谱遥感卫星影像

高光谱遥感是高光谱分辨率遥感（Hyper-spectral Remote Sensing）的简称。它是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。

1999年美国地球观测计划（EOS）的Terra综合平台上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）、号称新千年计划第一星的E0-1。E0-1卫星内装高光谱成像仪（HYPERION），共有220个波段（0.4～2.5μm　范围内），30m地面分辨率，用于地物波谱测量和成像、海洋水色要素测量，以及大气水汽/气溶胶/云参数测量等。欧洲环境卫星（ENVISAT）上的MERIS，以及欧洲的CHRIS卫星相继升空，宣告了航天高光谱时代的来临。

（八）LiDAR数据

激光雷达（LiDAR）是一种通过位置、距离、角度等观测数据直接获取对象表面点三维坐标，实现地表信息提取和三维场景重建的对地观测技术。由于LiDAR数据具有高的空间分辨率和垂直分辨率，在城市变化监测中发挥了重要作用。

（九）中巴地球资源卫星和北京一号小卫星

中国与巴西合作的CBERS-1和CBERS-2分别于1999年和2003年发射成功。CBERS-2搭载了19.5m的中分辨率多光谱CCD相机和258m的宽视场成像仪（WFI）。2007年9月，中巴地球资源卫星02B星发射成功，除继续保留原有19.5m的中分辨率多光谱CCD相机外，还首次搭载了一台自主研制的高分辨率HR相机，地面分辨率高达2.36m。

（十）北斗卫星导航系统（BDS）

（1）概述。中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

（2）基本组成。北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。

1）空间段。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三种轨道卫星组成混合导航星座。

2）地面段。北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站。

3）用户段。北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。

（3）发展特色。北斗系统具有以下特点：①北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。②北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。③北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

（4）服务。目前，正在运行的北斗二号系统发播B1I和B2I公开服务信号，免费向亚太地区提供公开服务。服务区为南北纬55°、东经55°到180°区域，定位精度优于10m，测速精度优于0.2m/s，授时精度优于50ns。

（十一）高分2号卫星

（1）概述。高分二号卫星基于资源卫星CS-L3000A平台开发，重量为2100kg，设计寿命为5～8年，运行轨道为高度631km、倾角97.9°、降交点地方时上午10：30的太阳同步回归轨道，装载两台1m全色/4m多光谱相机实现拼幅成像，星下点分辨率全色为0.81m、多光谱为3.24m，成像幅宽为45km。设计具有180s内侧摆35°并稳定的姿态机动能力，能每天成像14圈、每圈最长成像15min，能实现69d内对全球的观测覆盖，以及5d内对地球表面上任一区域的重复观测。

（2）用户。主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部和国家林业局等部门，同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。

（3）用途。高分二号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项首批启动立项的重要项目之一，是目前我国分辨率最高的光学对地观测卫星，具有米级空间分辨率、高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力，主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、林业局，同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。

高分专项工程由国家国防科技工业局组织，联合有关部门共同实施，现已取得重要阶段性成果。该专项实施以来，卫星数据已为国土土地利用调查、矿产资源开发现状调查与监测、环保大气环境和水环境监测、农业作物估产和长势监测、水利洪涝灾害监测及水利设施监测、统计农业生产监测、地震灾害监测等行业部门应用，以及城市精细化管理、中小城镇开发现状监测、区域经济作物监测等区域应用发挥了重要作用。

高分二号卫星投入使用后，将与在轨运行的高分一号卫星相互配合，进一步完善我国高分专项建设，推动高分辨率卫星数据应用，为土地利用动态监测、矿产资源调查、城乡规划监测评价、交通路网规划、森林资源调查、荒漠化监测等行业和首都圈等区域应用提供服务支撑。

历年真题

1.关于高分2号卫星有效荷载技术指标，错误的有（　）。［2020-88］

A.全色波段空间分辨率1m B.幅宽40km（两台相机集合）

C.侧摆动±35°　D.重访7d(www.xing528.com)

E.回归周期69d

【答案】BD

【解析】高分二号卫星基于资源卫星CS-L3000A平台开发，重量为2100kg，设计寿命为5～8年，运行轨道为高度631km、倾角97.9°、降交点地方时上午10：30的太阳同步回归轨道，装载两台1m全色/4m多光谱相机实现拼幅成像，星下点分辨率全色为0.81m、多光谱为3.24m，成像幅宽为45km。设计具有180s内侧摆35°并稳定的姿态机动能力，能每天成像14圈、每圈最长成像15min，能实现69d内对全球的观测覆盖，以及5d内对地球表面上任一区域的重复观测。

2.民用卫星导航系统集成了互联网、GPS、GIS等多种技术，下列不能由民用卫星导航系统表述的是（　）。［2019-39］

A.精准坐标　B.相对位置　C.速度　D.路径

【答案】A

【解析】民用卫星随技术发展，目前能提供包括速度、路径、相对位置、粗略坐标等民用用途。如在我国的民用导航系统中，国测局要求对坐标均需变换。比如腾讯、高德使用的是GCJ-02坐标系；百度使用的是火星坐标系。

3.下列哪种传感器可提供高光谱分辨率影像？（　）［2017-39］

A.Landsat卫星的专题制图仪TM B.Terra卫星的中分辨率成像光谱仪MODIS

C.QuickBird卫星上的多光谱传感器　D.NOAA气象卫星的传感器

【答案】B

【解析】Terra卫星的中分辨率成像光谱仪MODIS属于高光谱分辨率遥感。

4.遥感影像已广泛用于城市规划中，最有可能是下列何种遥感影像？（　）［2017-43］

A.雷达影像　B.TM影像

C.LiDAR影像　D.高空间分辨率影像

【答案】D

【解析】高空间分辨率卫星影像以较低的成本提供了城市监测更为详尽的信息。城市规划中常用高分辨率遥感影像。

5.下列哪项几何遥感影像数据适用于林火监测？（　）［2014-45］

A.LandsatTM影像　B.SpotHRV数据

C.风云气象卫星影像　D.MODIS影像

【答案】C

【解析】对林火进行监测，不但要监测林火的发生地点，还需要对林火的势头、方向、面积等进行多次观测和对比，要求一日进行多次监测。LandsatTM可以在同一地点成像18d；SpotHRV的监测时间为5d；MODIS的监测时间为1d或者2d；风云气象卫星可一日数次进行监测。

6.在地震发生后云层较厚，天气不好的情况下，为了尽快获取灾区的受灾情况，适的遥感数据是（　）。［2013-44］

A.可见光遥感数据　B.微波雷达遥感数据

C.热红外线遥感数据　D.激光雷达遥感数据

【答案】B

【解析】微波可穿进云层，可用于分辨地物的含水量、植物长势、洪水淹没范围等情况，具有全天候的特点。

7.为了提高城市路面车辆分布状况的分析精度，应采用下列哪种遥感影像数据？（　）［2012-49］

A.LandsatTM数据　B.NOAA气象卫星数据

C.中巴资源卫星影像数据　D.高分辨率航片数据

【答案】C

【解析】中巴地球资源卫星02B星发射成功，除继续保留原有19.5m的中分辨率多光谱CCD相机外，还首次搭载了一台自主研制的高分辨率HR相机，地面分辨率高达2.36m。

8.下列哪种传感器提供了高光谱分辨率影像？（　）［2011-43］

A.Landsat卫星的专题制图仪TM

B.Terram卫星的中分辨率成像光谱仪MODIS

C.QuickⅢ　Bird卫星上的多光谱传感器

D.NOAA气象卫星的传感器

【答案】B

【解析】高光谱遥感是高光谱分辨率遥感的简称。它是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的、光谱连续的影像数据的技术。1999年美国地球观测计划（EOS）的Terra综合平台上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）提供了这种技术。