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第5章 航天遥感器

航天遥感器就如太空的“慧眼”,昼夜注意着地球,无论是地面,还是地下的东西,都逃不过这只“慧眼”,航天遥感按工作波长不同,一般分为可见光遥感、红外遥感、多光谱遥感和微波遥感等。

人们眼睛能看见的光波被称为可见光,所以光遥感是普遍应用的遥感方式,它工作在波长为0.4~0.7微米的可见光波谱段。它能把人眼睛可以看见的景物真实地再现出来,它的优点在于直观、清晰、易于判读。常见的可见光遥感器是照相机,目前卫星上的照相机在160千米的太空拍照,其地面分辨率达0.3米,也就是说,可以分辨地面走动的人。但它的不足之处在于,可见光遥感只能白天工作,而且受云雨、雾等气象条件影响很大。

工作在波长0.7~1000微米的红外波段就是红外遥感。它是根据物体表面温度高于-273℃时,都具有辐射红外线的物理特性,来测得物体红外辐射强度、波段和温度的,从而识别伪装并可进行夜间观察。红外遥感常用于寻找地下热源、发现森林火灾、监视农作物病虫害等。红外遥感虽然能在夜间工作,但它却无法穿透厚厚的云层。常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。

把可见光遥感和红外遥感技术性结合起来就是多光谱遥感。它是根据不同物体对不同波长的光线具有不同反射能力的原理,利用多个相机或多通道传感器对目标摄影或扫描,从而同时获得目标在不同光谱带的图像,然后,选取若干张照片进行组合,可得到一张假彩色照片。假彩色照片是指照片颜色与真实物体不同的照片,例如田里的的小麦本来是绿色,但在假彩色照片里故意将小麦变为红色,目的是使人看得更清楚。人们观看假彩色照片就可以知道地面景物。一般的多光谱遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。

微波遥感能感测比红外辐射波长更长的微波辐射,工作波长在1~1000毫米的电磁波段。它具有穿云破雾、夜间工作的能力,是一种全天候的遥感手段。微波遥感器有主动式和被动式两种。主动式有合成孔径雷达、雷达测高计和微波风场散射计等,它们主动向地面发射微波并捕获目标的回收,收获得目标图像或参数;被动式有微波辐射计等,它是直接感测目标的微波辐射强度,以获取目标的参数。微波遥感可以观察云层覆盖下的景物,获取的图像具有鲜明的立体感,因此,在地图学研究中广泛应用。

人们从航天遥感器获得大量图像,不过仍不能直接辨识地面或地下景物,这是由于遥感时,遥感器所获的图像信息会受到外界因素的影响,因此需要对图像信息进行加工处理,以达到弃之糟粕,取之精华的目的。外界因素有卫星的运动、仪器的误差、目标的移动、大气吸收和散射、地球曲率等。这些因素的影响,使遥感图像发生几何畸变或辐射畸变。

图像处理首先对遥感图像信息进行校正或修正,再经增强、滤波及修正,才可得到再现景物原来面貌的黑白或彩色照片、假彩色照片、计算机数字磁带等。

只有经过处理后的图像(照片),才能使人们从图像上去辨识地面或地下景物。例如利比亚货船“阿尔洛夫”号排放污油的图像,就是经过图像处理后的彩色或假彩色照片。

一句话,航天遥感器能够将地球上的一切看得清清楚楚,为人类提供了很多方便。

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