二、陆地卫星图像的几何特性
(一)地理坐标
卫星图像中心的经纬度数据是根据成像时间、卫星轨道参数等要素,通过计算机求得的,它是由地面接收处理机构完成的,记录在胶片(或图像) 上的文字注记中。经纬度注记在像幅四周,其间隔在中、低纬地区为 30′, 纬度 60°以上地区,采用 1°的间隔。粗制图像的经纬度是用图像中心点的经纬度数据推算的;精制图像经纬度是经过地面控制点纠正后计算而得的, 故其精度较高。
卫星图像经纬度的确定,是受卫星轨道倾角和运行等因素控制的,由于陆地卫星轨道倾角约为 99°,因此,在极地附近,卫星运行轨道几乎与纬线平行,图幅的南北方向与一般地图不同。在中纬度地区,卫星的轨道与经纬线成明显的斜交,并且总是经线的上端向西斜。在赤道地区,卫星轨道与经纬线略成斜交,故图幅上经纬线和地图上的经纬线相近似,可参考图 5-7。
(二)投影性质
多光谱扫描仪图像和专题制图仪图像都是在陆地卫星运行中,扫描仪沿垂直于飞行方向进行扫描而产生的连续的条带图像。可以说每一瞬时视场都相当于框幅摄影的单幅像片,而每一扫描行都有一个中心(星下点)。每幅卫星图像是由多行扫描而成的,所以说卫星图像是一种多中心投影。这与普
通航空像片,每一幅只有一个中心是不同的。由于卫星飞行高度大,扫描角度又小,所以卫星图像在变形上比航空像片要小得多,我们可以把卫星图像看作是近似于垂直投影,与同比例尺地形图的精度十分接近。
精制的陆地卫星图像是利用地面控制点作了精确校正的,用计算机归算成通用横轴墨卡托投影(UTM)或极地球面投影(PSP),其精度与同比例尺地形图相似。
(三)重叠
MSS、TM 图像都有航向重叠和旁向重叠,这与航空像片的概念相似,但亦有不同。
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航向重叠。这二种卫星图像都是连续扫描成像的,相邻图像的航向重叠是地面处理机构在对图像进行分幅时,为了便于用户应用时进行拼接图幅人为处理加上的航向重叠(航空像片的航向重叠是在两个摄影站摄影形成的)。陆地卫星图像的航向重叠宽度为 15km,约占图幅 8%。
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旁向重叠。旁向重叠是轨道间相邻图像的重叠,是由轨道间距和扫描的宽度决定的。这种重叠与航空像片的重叠十分相似,可以用来进行立体观察,但立体感不明显(由于航高过大)而且限于高纬度、重叠较大的地区。4、5 号陆地卫星在赤道地区轨道间距约为 170km,约有 15km 的重叠(图 5-8)。因为地球是一个椭球体,卫星轨道在极地地区相交,因而相邻轨道间的距离从赤道向两极逐渐缩短,而卫星对地面扫描的宽度不变。因此,卫星图像的旁向重叠,是从赤道向两极逐渐增大,旁向重叠的百分率见表 5-7: