遥感教程第3-2页

The SPOT satellite, operated by the French, first mentioned in the Introduction, is here described in detail. Its earlier version produced three bands of data in the green, red, and near-IR segments of the spectrum. It also has a panchromatic band and can be pointed off nadir to give stereo imagery (dependent on passes near the scene on different days). SPOT is a competitor to Landsat but differs by having fewer bands but (compared to Landsats 1-5) higher resolution. Both SPOT and Landsat images covering an area in the East African Rift Zone of Kenya are examined, with special attention given to the appearance and classification of vegetation and crop fields. A second classification of a notable number of different crops growing along coastal Holland is included on this page as an indication of the versatility of Landsat TM data to identify crop types.

现场卫星：非洲的一个案例研究；进一步应用于作物和牧场的植被测绘

我们插入了另一颗运行卫星的以下概要，像陆地卫星一样，它可以提供非常清晰和及时的图像，非常适合农业分析。然后，我们将利用SPOT对非洲的植被进行研究。

SPOT 是一系列可运行的地球观测卫星，最初由法国政府赞助，由法国航天局管理，自1986年首次发射以来，该局向全球用户提供商业多光谱数据。从其831公里（516英里）、太阳同步（上午10:30赤道交叉点）、靠近极地轨道的位置，当传感器垂直向下（在最低点）时，该点每隔26天重新访问相同的117公里宽（73英里）的地面轨道。但是，操作人员可以在距最低点27度的两个方向上将其镜子侧向移动，使其能够沿着地面轨道看到950公里宽（590）的走廊。经过周密的规划和优化的云条件，它可以在26天的轨道周期内七次重访该走廊内的一个区域。

在不同轨道通道上从不同侧面角度拍摄的同一区域的图像可以配对，这样它们的视差就可以进行立体观察，从而便于对该区域进行三维透视。这些图像对地形分析人员、地貌学家和其他人有很大的价值。

现场的有效载荷传感器是HRV（高分辨率可见）。这个名称有些误导，因为在多光谱模式下，波段3在0.79-0.89微米（波段1=0.50-0.59微米）的间隔内以近红外波长工作。 [绿色] 波段2=0.6-0.68微米 [red] ）HRV中的一个独立单元也可以在全色模式下成像为一个包含0.51-0.70微米的单波段。可倾斜镜（设置为开或关NADIR）将光线从一个场景发送到一个称为电荷耦合器件（C）的微小探测器的线性阵列，而不是振荡扫描镜。CDS）。（见 page I-5a 有关这些器件如何工作的详细信息。）CCDS线路同时接收光子，并以非常快的顺序放电到电子流中。当阵列线沿正向轨迹移动到下一个地面位置时，该阵列几乎立即用光子重新激活。在全色模式下，阵列中有6000个探测器，每个探测器接收来自10 x 10米地面区域的光，从而为60公里（37英里）宽的图像提供10米的分辨率。多光谱HRV在阵列中包含3000个探测器，提供20米的地面分辨率。在每个航天器上都有两个这样的HRV阵列，并排安装，每个阵列都能看到自己的60公里宽的条带，但这对图像的横向重叠可以提供117公里（73英里）宽的有效覆盖范围。

` <>`__3-4 ： What are the major advantages and disadvantages of Landsat compared with SPOT? `ANSWER <Sect3_answers.html#3-4>`__

肯尼亚和非洲裂谷

既然我们已经描述了斑点，那么让我们看看它的一个图像，看看你能发现什么（不能忽略那个图像！）.本例为农业和林业场景，位于肯尼亚纳库鲁镇以东，首都内罗毕西北约100公里（60英里）。这个城镇位于东非大裂谷（前面描述 page 2-9 ）这个裂谷带是世界上最大的裂谷带之一，跨过一个区域隆起带，东非大陆的一部分正在从那里脱离（板块构造模型中的初始发散边界）。在裂谷内，部分地壳正以一系列的一个或多个台阶下降一条长的正断层，如下图所示。

一些断层足够年轻，可以保持相对不受控制，因此它们呈现出一个陡峭的，通常是突然的面（称为陡崖），将向上（高地）块体与向下（山谷）块体分开，如下面的地面照片所示。

年东非裂谷一小部分的空中倾斜照片

哪些植被稀疏；陡峭的墙界定了正常（类型）断层的上升面。|

东非裂谷另一部分的空中倾斜照片；这里，

更大的降雨量通过侵蚀改变了悬崖，整个地区的植被更加茂密。|

沿着裂谷的大部分，这片土地是一片干旱的半沙漠草原（左上图）。在其他部分，陡坎较老，且已风化，可能部分被森林或茂密灌木覆盖，如下部或（右图，上图）。大部分裂谷带位于玄武岩（火山）流动单元序列的下方。下一个场景是由九幅陆地卫星MSS图像的全部或部分组成的区域镶嵌图，肯尼亚大部分地区的图像延伸至约500公里（311英里）宽的东西方向。

Landsat-2 images (false color) combined in a mosaic covering a portion of the East African Rift in Kenya.

在这幅马赛克中寻找主要的地标，包括肯尼亚山和坦桑尼亚的乞力马扎罗山，它们的高度超过5230米（17154英尺），因此被积雪覆盖。箭头指向下方10公里宽的次新世，这是从一幅60公里长的斑点图像中提取出来的，该图像是作为假彩色合成物制作的。

虽然镶嵌图缺少细节，但斑点图像显示了大量的表面信息。裂谷的边缘从上中心到右下，以与林地相关的暗红色区域为标志。（注意此边缘区域的内部纹理 [黑色斑驳] 它的右边是一片相当均匀的红色区域，没有任何树枝状的纹理，被解释为草地和灌木地。左侧（西部）区域主要为不规则形状的休耕地，其中许多约0.8公里（0.5英里）长。有些字段在这个颜色版本中显示为几乎为白色，而其他字段则显示为两种主要的蓝色阴影。检查三个单独的斑点带（此处未复制）表明，每个带中的白色字段几乎为白色，蓝色字段在带1中为中灰色，在带2中为较深，在带3中为极深灰色。这两类田地没有任何红色区域，这证实了作物生长（主要是肯尼亚这一地区的咖啡和小麦）为零或太早出现。没有去过那里，我们对这些领域之间音调的显著差异没有任何充分的解释。暗色调可以代表来自非常深的玄武岩的土壤的主要颜色（也是深色）。但这并不能解释其他领域近乎白色的音调。它们可能是谷物作物的标志，例如未经收割的成熟小麦（因此呈亮黄色，在波段1和2以及红外波段中具有很强的反射性）。任何不支持基本事实的进一步猜测都会令人沮丧。注意场景中几个区域的粉色色调，包括沿着河道和切割成裂谷壁斜坡的狭窄溪流峡谷。这些粉红色的色调可能是由两个条件造成的：1986年3月14日，一些树木的叶子才开始长出新的叶子，而随着当地农民逐渐清理土地，由于森林砍伐，那里的植被受到了一定的压力。
` <>`__3-5 ： Which part of the scene - the reddish grasslands and forests or the areas of fields (shades of blue) - is lower in elevation? There is a clue to this. What is it? **ANSWER**

上述观点中的一些隐含在该场景的监督、最大似然分类中，其中选择的类别有：森林、草地、新清除（新生长和清除的土地）、ltfield、medfield、dkfield（光场、中场和暗场）。结果是相当可信的，因为颜色模式趋于均匀，其分布是合乎逻辑的。newclear的范围比我们在黑白图像中所能识别的要大一些。分类图像中有一些黑色区域。那些看起来分散的黑色区域只是未分类的像素。但有几个地区形状明确，可能是小型湖泊或池塘（该地区有火烈鸟繁殖地）。

巧合的是，在准备这个标题的过程中，我们发现伊德里西项目使用了两张纳库鲁地区的特殊主题地图作为培训练习的一部分。经允许，我们在这里重复这些。左边是一幅海拔图，以英尺为单位，图中蓝色的裂谷低至5690英尺（1734米），黄色的西部高地高达9850英尺（3002米）。这个地方在右上角的某个地方。右图是另一幅地图，以毫米为单位绘制了年降雨量（绿色最湿，红色、黄色和白色最干燥）（请注意，东非赤道地区有两个雨季：冬季和夏季）。尝试从这些地图中绘制自己与现场场景的关系。

|纳库鲁地区立面图。|

Mean Annual Rainfall map of the Nakuru region.

` <>`__3-6 ： Making a plausible guess from logic, in the Nakuru elevation map, where do you think the SPOT scene is located? `ANSWER <Sect3_answers.html#3-6>`__

在非洲的时候，请注意这个不寻常的场景，在苏丹的沙漠中，尼罗河上游把这里排干了。从这条河中灌溉出来的水已经把曾经贫瘠的地区变成了一片广阔的农田（主要是棉花和谷子）。它们以法国长地块模式的风格被拉长（另请参见本次农业发展的更广范围图像 page 6-13 .

这是一个很好的农作物分类的例子，这次使用的是1993年7月7日的陆地卫星TM数据集，该数据集覆盖了荷兰沿海的许多农场。

不幸的是，传说中的文字模糊不清，但从上到下，农作物有：土豆、甜菜、小麦、草地、玉米、油菜、大麦、苜蓿和森林。虽然图案丰富多彩，相当有说服力，但识别的准确度仅为56%——在某些条件下不满足实现更高准确度的要求，这并不罕见。我们将在 page 13-4c 在讨论农作物的多时间监测时。

如前一页所述，植物体的光谱响应在不同物种或类型之间没有太大差异。作物的空间方面，例如植物形状、叶片排列、生长阶段等，往往是区别的因素。然而，如前所述，详细的光谱曲线显示出可以诊断的细微变化——因此，高光谱遥感通常是作物识别的最佳工具，正如使用Hyperion传感器所证明的那样。我们通过观察Aviris在科罗拉多州萨默维尔附近的圣胡安山谷中识别和区分作物的应用来确认这一假设。首先，检查这组光谱曲线。

利用这些曲线，根据这一结果（>80%的准确度），采用监督分类法将农田（最为圆形的农田用于支点灌溉；见下页）确定为作物类型。

特定作物类型的某些吸收带和光谱曲线高度将提供导致作物压力状态的植物水分不足的证据。在萨默维尔的一次空中飞行中，当艾维里斯感觉到一些单独的农作物水分不足时。该图显示了这种情况：

许多豆科作物，如小麦和大麦，与草相似。天然和种植的草通常都是牧场的主要作物，它们作为放牧动物的饲料。陆地卫星TM数据可以识别和绘制草原地图，如本例所示，该应用的世界专家内华达大学雷诺分校的Paul Tueller博士报告的。TM次新世发生在德克萨斯州布利斯堡（Fort Bliss）内的开阔牧场覆盖的山麓风琴山附近（NMS在那里服役）。首先是次新世，然后是分类：

虽然这个传说难以辨认，但它显示了六类植被，加上一小块裸露的土地，这是一个令人印象深刻的鉴定壮举。

主要作者：Nicholas M.Short，高级电子邮件： nmshort@nationi.net