遥感影像数据
遙感影像數據
文章目錄
- 遙感影像數據
- 一、高分一號
- 1、GF-1 PMS影像產品介紹
- 2、GF-1 WFV影像產品介紹
- 二、高分二號-全色
- 三、高分三號
- 四、高分四號
- 五、高分五號-高光譜
- 六、高分六號
- 七、哨兵1號
- 1.哨兵1號的條帶掃描模式
- 2.哨兵1號的數據產品
- Sentinel-1 IW GRD級數據與SLC級數據的區別
- 3.哨兵1號的極化方式
- 5.哨兵1號分辨率
- 6.哨兵數據的重訪周期
- 7.哨兵數據下載
- 9.數據處理
- 七、哨兵2號
- 八、哨兵3號
- 九、高景一號商業遙感衛星
一、高分一號
2013年4月26日由長征二號丁運載火箭在酒泉衛星發射基地成功發射入軌。主要用戶為國土資源部、農業部、環境保護部和氣象部門。
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1、GF-1 PMS影像產品介紹
GF-1 PMS相機可以獲取2米的全色黑白圖像、8米多光譜彩色圖像（藍、綠、紅、近紅外4個波段）以及多光譜和全色融合之后的2米真彩產品。
GF-1 PMS的數據由資源衛星應用中心分發，包括Level 1級的輻射校正影像產品和Level 2級的幾何校正影像產品。用戶可以登錄資源衛星中心的數據分發平臺進行查詢和訂購，http://218.247.138.121/DSSPlatform/index.html。
2、GF-1 WFV影像產品介紹
GF-1 WFV相機可以獲取16米多光譜彩色圖像（藍、綠、紅、近紅外4個波段）。GF-1衛星裝載了WFV1、WFV2、WFV3和WFV4四個WFV傳感器，同時成像的幅寬可達800公里左右。
GF-1 WFV的數據由資源衛星應用中心分發，包括Level 1級的輻射校正影像產品和Level 2級的幾何校正影像產品。用戶可以登錄資源衛星中心的數據分發平臺進行查詢和訂購，http://218.247.138.121/DSSPlatform/index.html。
GF-1 WFV Raster Type支持資源衛星應用中心分發的Level 1A和Level 1C級別的標準產品，并且內置多種處理模板簡化數據使用和管理。
二、高分二號-全色
高分二號（GF-2）衛星是我國自主研制的首顆空間分辨率優于1米的民用光學遙感衛星，搭載有兩臺高分辨率1米全色、4米多光譜相機，具有亞米級空間分辨率、高定位精度和快速姿態機動能力等特點，有效地提升了衛星綜合觀測效能，達到了國際先進水平。
譜段1是全色波段，紅，綠，藍，近紅外
下面我們對高分二號的產品級別進行介紹，一般我們選擇的都是1A的標準級別，因為有些高級別的數據會有所形變，影響后期使用。準生產1A級別，俗稱原始影像，也是主流交付產品，以下為詳細介紹：
1A級（預處理級輻射校正影像產品）：經數據解析、均一化輻射校正、去噪、MTFC、CCD拼接、波段配準等處理的影像數據；并提供衛星直傳姿軌數據生產的RPC文件。
1C級（高精度預處理級輻射校正影像產品）：經數據解析、均一化輻射校正、去噪、MTFC、CCD拼接、波段配準等處理的影像數據；并提供整軌精化的姿軌數據生產的RPC文件。
2級（系統級幾何校正影像產品）：經相對輻射校正、系統級幾何校正后的影像產品。
2A級（預處理級幾何校正影像產品）：1A級數據經幾何校正、地圖投影生成的影像產品。
2C級（高精度預處理級幾何校正影像產品）：1C級數據經幾何校正、地圖投影生成的影像產品
三、高分三號
SAR
航天科技集團五院高分三號衛星工程總師徐福祥介紹，根據功能和使命的不同，地球微波遙感探測衛星可以劃分為L、S、C、X等頻段，頻率依次由低到高。頻率越低，穿透力越強，越高則穿透力越差。打個比方，假如用這四種頻段看一棵樹，X頻段只能看到樹梢，L、S頻段只能看到樹根，C頻段則介于兩者之間，既能看到地表，也能看到樹干。因此，在對海洋、氣象、減災等環境和目標進行探測時，C頻段的優勢更為突出。
高分三號衛星是中國高分專項工程的一顆遙感衛星，為1米分辨率雷達遙感衛星，也是中國首顆分辨率達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達（SAR）成像衛星，由中國航天科技集團公司研制。
具有12種成像模式。它不僅涵蓋了傳統的條帶、掃描成像模式，而且可在聚束、條帶、掃描、波浪、全球觀測、高低入射角等多種成像模式下實現自由切換，既可以探地，又可以觀海，達到“一星多用”的效果。
高分三號的空間分辨率是從1米到500米，幅寬是從10公里到650公里，不但能夠大范圍普查，一次可以最寬看到650公里范圍內的圖像;也能夠清晰地分辨出陸地上的道路、一般建筑和海面上的艦船。
四、高分四號
高分四號衛星是由中國航天科技集團公司空間技術研究院（航天五院）研制的一顆50m分辨率地球同步軌道光學衛星。
GF-4衛星搭載了一臺可見光50米/中波紅外400米分辨率、大于400公里幅寬的凝視相機，采用面陣凝視方式成像，具備可見光、多光譜和紅外成像能力，設計壽命8年，通過指向控制，實現對中國及周邊地區的觀測。
五、高分五號-高光譜
高分五號衛星是世界首顆實現對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星，也是中國高分專項中一顆重要的科研衛星
高分五號衛星所搭載的可見短波紅外高光譜相機是國際上首臺同時兼顧寬覆蓋和寬譜段的高光譜相機，在60千米幅寬和30米空間分辨率下，可以獲取從可見光至短波紅外（400～2500nm）光譜顏色范圍里，330個光譜顏色通道，顏色范圍比一般相機寬了近9倍，顏色通道數目比一般相機多了近百倍，其可見光譜段光譜分辨率為5納米，幾乎相當于一張紙厚度的萬分之一，因此對地面物質成分的探測十分精確。
六、高分六號
高分六號是一顆低軌光學遙感衛星，也是中國首顆精準農業觀測的高分衛星，設計壽命為8年。
高分六號衛星配置2米全色/8米多光譜高分辨率相機、16米多光譜中分辨率寬幅相機，2米全色/8米多光譜相機觀測幅寬90公里，16米多光譜相機觀測幅寬800公里。
GF-6星與GF-1星組網運行后，將使遙感數據獲取的時間分辨率從4天縮短到2天
七、哨兵1號
哨兵1號（Sentinel-1）衛星是歐洲航天局哥白尼計劃（GMES）中的地球觀測衛星，由兩顆衛星組成，載有C波段合成孔徑雷達，可提供連續圖像(白天、夜晚和各種天氣)。
1.哨兵1號的條帶掃描模式
- SM(Stripmap）：一種標準的SAR條形圖成像模式，其中地面區域被連續的脈沖序列照亮，而天線波束指向一個固定的方位角和仰角。
- IW(Interferometric Wide swath):IW)模式是陸地上的主要采集模式，滿足了大部分業務需求。它以5米 x 20米的空間分辨率(單視)獲取250公里長的數據。IW模式使用漸進掃描SAR (TOPSAR)地形觀測捕獲三個子區域。在TOPSAR技術中，除了像掃描雷達一樣控制波束的范圍外，波束還可以在每個爆發的方位角方向上由后向前進行電子控制，避免了扇形現象，并導致整個區域的圖像質量均勻。
- EW(Extra Wide swath):使用TOPSAR成像技術在五個區域獲取數據。EW模式以犧牲空間分辨率為代價提供了非常大的區域覆蓋。(言外之意是空間分辨率低)。
- WV(Wave):數據是在被稱為“小片段”的小型條形地圖場景中獲取的，這些場景在軌道沿線每隔100公里定期設置一次。通過交替獲得小點，以近距離入射角獲得一個小點，而以遠距離入射角獲得下一個小點。WV是哨兵1號在海上的操作模式。（言外之意用于海洋）。
2.哨兵1號的數據產品
- Raw Level-0 data（特定情況下使用）；
- SLC（ Single Look Complex）：已被處理后的一級產品，能獲得相位和振幅信息。相位信息是時間的函數，根據相位信息和速度可實現距離的測量。（可用于測距和形變觀測）。
- GRD（Ground Range Detected）：一級產品，有多視強度數據，該強度數據與后向散射系數有關。（可用于土壤水分反演）。
- OCN（Ocean）：用于檢索海洋地球物理參數。（即應用于海洋）。
所有的產品都是從0級產品直接加工的。每種模式都可以潛在地生成一級SLC、一級GRD和二級Ocean產品
對于Level-0，這是儀器數據，對于Level-1，它是處理過的數據。每個極化和每個條帶有一個測量數據集。TOPSAR SLC 產品在每個極化的每個子帶中包含一個 GeoTIFF 格式的復雜測量數據集。1 級 GRD 產品在每個極化中包含一個 GeoTIFF 格式的檢測到的測量數據集。
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Sentinel-1 IW GRD級數據與SLC級數據的區別
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如果你想知道Sentinel-1拍攝模式和不同等級產品數據的定義，請看06篇博客中Sentinel-1數據產品模式簡介部分的介紹。
Sentinel-1 IW GRD級數據是由SLC級經過經過多視處理、采用WGS84 橢球投影至地距的聚焦數據，因此地距坐標是斜距坐標投影至地球橢球后的成果，需要注意的是斜距到地距的轉換并不是真正意義上的地理編碼或者地形校正，僅僅是投影了。(range:斜距向，ground range:地距向，這里的地面你可以看成是WGS84橢球體的細小表面（可以看作平面））
不過，由于做了多視處理，其數據量相較SLC級數據要小許多。其像素信息代表監測區域的幅度信息，而相位信息則被丟失，所以該等級數據是無法做PolSAR或者InSAR處理的。該產品在方位向和距離向分辨率一致，在降低斑點噪聲的同時降低幾何分辨率。相對于SLC 數據而言，GRD 數據做了消除熱噪聲的操作以提高圖像質量。
3.哨兵1號的極化方式
“多極化”是指極化方式，與利用可見光觀測地球的兄弟姐妹相比，高分三號衛星是“高分家族”中唯一一顆合成孔徑雷達衛星，它不需要借助光線，而是利用微波給地球照相“體檢”。電磁波發射分為水平波(H)和垂直波(V)，接收也分為H和V。單極化是指(HH)或者(VV)，就是水平發射水平接收或垂直發射垂直接收，如果你研究的是氣象雷達領域那一般都是(HH)。雙極化是指在一種極化模式的同時，加上了另一種極化模式，如(HH)水平發射水平接收和(HV)水平發射垂直接收。全極化技術難度最高，要求同時發射H和V，也就是(HH)(HV)(VV)(VH)四種極化方式。而高分三號多極化包含上述所有極化方式，即單極化、雙極化及全極化。
單極化方式：HH或VV；
雙極化方式：（HH+HV） 或 （VV+VH）；
WV掃描模式只有單極化方式HH或VV。其他掃描模式單極化方式（HH或VV）和雙極化方式（HH+HV或VV+VH）都有。
IW：用（VV+VH）極化方式–>觀測陸地；
WV: 用VV極化方式–>觀測海洋.
雙極化產品由RGB中的單個復合彩色圖像表示，**紅色通道（R）代表共極化VV或HH），綠色通道（G）代表交叉極化（VH或HV）和藍色通道(B) 表示交叉和共極化的比率。 **
5.哨兵1號分辨率
5.1 SLC 1級產品的分辨率
5.2 GRD 1級產品的分辨率
5.3 2級Ocean產品
對于 2 級 OCN 產品，膨脹光譜 (OSW) 以 20 公里 x 20 公里的空間分辨率提供。
風場 (OWI) 和表面徑向速度 (RVL) 分量的空間分辨率為 1 km x 1
公里（對于 SM/IW/EW）。 對于 WV，結果是 20x20km 網格的平均值，小插圖僅給出 1 個值。
6.哨兵數據的重訪周期
SENTINEL-1 星座比 ERS-1/2 和 ENVISAT ASAR 提供了重訪時間的改進，以及 ENVISAT ASAR 廣域覆蓋的連續性，但實現了更高的分辨率和潛在的全球雙極化覆蓋陸地。
每顆 SENTINEL-1 衛星都將處于近極地、太陽同步軌道，重復周期為 12 天，每個周期為 175 個軌道。 SENTINEL-1A 和 SENTINEL-1B 共享同一軌道平面，軌道相位差為 180。
單顆 SENTINEL-1 衛星有可能每 12 天一次（上升或下降）以干涉寬幅模式繪制全球陸地地圖。 兩顆衛星星座在赤道提供 6 天的精確重復周期。 由于軌道間距隨緯度變化，高緯度地區的重訪率明顯高于赤道地區。
還有一些文件命名方式和傳感器核心參數可看
7.哨兵數據下載
官網下載地址：https://sentinel.esa.int/web/sentinel/toolboxes/sentinel-1.(數據檢索不方便，無法批量下載）。
其他下載地址：https://search.asf.alaska.edu/.（地球數據網站，推薦）
9.數據處理
對于sentinel-1圖像，經過地理編碼、濾波、輻射定標、幾何校正等預處理步驟，為后續圖像的配準做準備。此系列操作在SARscape軟件中完成。
七、哨兵2號
哨兵-2號衛星攜帶一枚多光譜成像儀(MSI)，高度為786km，可覆蓋13個光譜波段，幅寬達290千米。地面分辨率分別為10m、20m和60m、一顆衛星的重訪周期為10天，兩顆互補，重訪周期為5天。從可見光和近紅外到短波紅外，具有不同的空間分辨率，在光學數據中，哨兵-2號數據是唯一一個在紅邊范圍含有三個波段的數據，這對監測植被健康信息非常有效。
Band1：海岸/氣溶膠波段：用來監測近岸水體和大氣中的氣溶膠。
Band2、3、4：可見光波段
Band5、6、7：紅邊范圍內波段對監測植被健康信息非常有效
Band8:近紅外波段（寬）
Band8A:近紅外波段(窄)
Band9:水蒸氣波段
Band10、11、12：短波紅外波段
八、哨兵3號
Sentinel-3（哨兵3）衛星是歐空局（ESA）和歐洲委員會（EC）衛星項目，該衛星搭載OLCI（海陸色度儀）和SLSTR（海陸表面溫度輻射計），可提供全球多光譜中等分辨率海洋/陸地觀測能力。海洋方面，可對海溫、海色、海平面高度以及海冰厚度進行測量，測量數據可用于監測地球氣候變化、海洋污染和生物生產力等；陸地方面，可用于監測森林大火、陸地植被健康及湖泊河流的水位等。
九、高景一號商業遙感衛星
高景一號 01/02 衛星于 2016 年 12 月 28 日上午 11時23 分在太原衛星發射中心以一箭雙星的方式成功發射。高景一號 01/02 衛星全色分辨率 0.5 米，多光譜分辨率 2 米，軌道高度 530 公里，幅寬 12 公里，過境時間為上午 10:30 分。是國內首個具備高敏捷、多模式成像能力的商業衛星星座，不僅可以獲取多點、多條帶拼接等影像數據，還可以進行立體采集。單景最大可拍攝60km x 70km影像。
全色分辨率高達 0.5 米，多光譜分辨率為 2 米，能夠彰顯細膩的地物細節，適用于高精度地圖制作、變化監測和影像深度分析。
優化的光譜波段設置
– 具有全色波段和四個標準多光譜波段：藍色、綠色、紅色和近紅外波段。
重訪：1天
– 大幅寬拍攝，單景最大可拍攝60km x 70km影像。
總結
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