遥感平台与传感器怎样配合
从轨道或飞行平台、载荷、观测几何和地面系统理解一次遥感观测的约束。
遥感平台与传感器怎样配合
传感器决定能够记录哪类能量,平台决定它从哪里、以什么轨迹和频率进行观测。两者共同限定覆盖范围、空间细节、重访时间和观测几何。只比较传感器波段而忽略轨道与平台,无法判断一项遥感任务是否适合实际需求。
平台提供观测位置与运动条件
地面平台适合连续监测和仪器校验,航空平台能够灵活安排区域与时间,卫星平台则适合长期、重复和大范围观测。平台高度与运动速度会影响覆盖宽度、成像时间和姿态稳定要求,也会改变数据传输和任务调度方式。
卫星轨道不是抽象背景。近极地太阳同步轨道可以在相近地方时重复观测,便于比较地表反射条件;地球同步轨道能够高频观察固定区域,但空间分辨率和高纬覆盖受到几何限制。具体任务应依据任务手册核对轨道参数,不能由轨道类别推断所有性能。
传感器把到达仪器的能量变成记录
传感器由光学或天线系统、探测器、电子链路和定标装置等部分组成。它实际记录的是经过大气、目标作用和仪器响应后的信号。数字量值还要结合增益、偏置、响应函数和产品处理,才能转成辐亮度、反射率或其他物理量。
被动传感器利用太阳反射或地物发射的能量,主动传感器自行发射信号并接收回波。这个区别会影响昼夜使用、云雨条件和目标响应,但不能简单理解为主动传感器在任何环境都不受限制。
观测几何连接平台和地物
视场描述传感器一次能够观察的角度范围,瞬时视场与平台高度共同影响地面采样尺度。侧视观测会改变阴影、遮挡和散射方向,扫描带边缘与中心也可能具有不同几何。太阳高度、方位角、传感器视角和地形坡向共同影响光学影像中的亮度。
同一地物在不同日期出现不同值,不一定代表它发生变化。照明、观测角度、大气和地表状态都可能改变信号。时间序列分析需要尽可能控制或校正这些条件,并在元数据中保留观测几何。
地面系统完成观测链路
平台取得的数据要经过星上记录、下传、地面接收、定标、定位和产品生成。Landsat Data User Handbooks 按任务说明航天器、传感器、数据获取、处理和产品,这类任务文档是解释具体产品的主要依据。用户下载到的影像已经处于处理链中的某个级别,不是传感器的原始直接读数。
数据延迟、覆盖缺口、质量标志和处理版本都可能来自这条链路。应用系统应保存产品标识和处理版本,不能只保存裁剪后的像元文件。
任务选择从观测需求反推
选择平台和传感器时,可以从目标大小、变化速度、关键谱段、允许云量、观测时段和预算反推。需要连续监测的过程重视时间分辨率,需要识别窄小对象的任务重视空间分辨率,材料区分可能更依赖光谱配置。各项指标相互制约,很少有一个系统在所有方面同时最佳。
资料依据
- NASA Applied Remote Sensing Training Program:Fundamentals of Remote Sensing,https://appliedsciences.nasa.gov/sites/default/files/Fundamentals_RS_Session2_Land_Final.pdf
- U.S. Geological Survey:Landsat Data User Handbooks,https://www.usgs.gov/landsat-missions/landsat-data-user-handbooks