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分辨率:遥感影像应用价值的重要技术指标

2023-06-30

在遥感卫星工作的过程中,主要是利用搭载在遥感平台上面的传感器对目标地物发射或反射的电磁波信息记录下来从而形成遥感影像。其中,分辨率作为传感器成像系统对输出影像细节辨别能力的一种度量,是遥感影像应用价值的重要技术指标,而对“影像细节”的不同度量则形成了多种不同类型的分辨率,主要包含空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率和辐射分辨率等。

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 空间分辨率放大再放大,让卫星“眼神”更锐利

 空间分辨率是图像的像素细节,指传感器能够分辨最小目标地物大小,是实际卫星观测影像中的一个像素所对应的地面范围。它决定着对遥感影像空间细节信息的辨别能力,高空间分辨率意味着更多细节和更小的像素尺寸。

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▲我国研制的高景1号卫星所拍摄的云南滇池国际会展中心影像,它达到了0.5m的空间分辨率

 高空间分辨率图像对于目标地物的识别和目视解译等具有重要的作用。一般来说,离观测对象越近,看得越清楚,和探测器的轨道高度有密切关系。另外,空间分辨率的大小还与探测器上的相机的口径大小有关。   如果既要看得清楚,又要看的范围更大,就需要探测器在更高的轨道,看清更大的范围。

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光谱分辨率

观察细微,让卫星成为“火眼金睛”

 光谱分辨率是对影像中地物波谱细节信息的分辨能力,是卫星传感器接收地物箱射波谱时所能辨别的最小波长间隔。

当间隔较小时,光谱分辨率相应就会越髙。在同样的波谱范围下,通常影像波段数越多,光谱分辨率越高。高光谱分辨率意味着卫星探测器能够识别更多的东西,高光谱影像往往比多光谱影像具有更髙的光谱分辨率。像火眼金睛一样让细微的事物无处遁形,这对于影像地物的分类识别等具有重要意义。

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时间分辨率边转边拍,让卫星“反应”更敏捷

时间分辨率指对同一地点的重复观测能力,是卫星完成完整轨道运行所需的时间。通常也把时间分辨率称为重访周期,重访周期越短,时间分辨率越高,探测器所采集的信息也就越完善。

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▲我国成功研制的高分四号卫星,基本可实现对地实时探测

 由于大多数目标是移动的非静止目标,如果没有足够的时间分辨率,等探测器飞回再侦查时,目标早已不知去向,因此,高时间分辨率对于地物的动态变化检测等具有重要作用。

当探测器处于地球同步静止轨道,探测器的角速度将和地球自转的角速度相同,探测器就可以一直在同一地点的上空不间断观测。

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辐射分辨率细致入微,感受辐射能量的的细微变化

辐射分辨率即传感器的灵敏度,指传感器能区别两种辐射强度最小差别的能力,传感器的辐射分辨率越高,其对地物反射或发射辐射能量的微小变化的探测能力越强,在遥感图像上表现为每一个像元的辐射量化级。

遥感卫星影像像元的分布体现了影像的空间结构,其辐射特征描述了影像所包含的信息,即由传感器或胶片得到的影像。

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 作为太空之眼,遥感卫星充分拓宽了人们认识和感知宇宙的能力,随着科学技术的不断发展,其技术指标也正在不断提升,相信这双持续“升级”的慧眼,未来将在更多领域贡献价值和力量,为人类对地球乃至宇宙的不断探索提供助力。