掃描成像儀器有哪些

『壹』 請幫忙詳細解釋一下掃描儀的分類及使用方法，謝謝。

1.平台式掃描儀 優點：掃描速度快捷，質量好，最常用的掃描儀。 缺點：體積大，而且限制掃描文件的面積。一般為A4大小。
2.滾筒式式掃描儀 優點：豎立設計，能處理各種大小文件。 缺點：較平台式慢，價格比平台式掃描儀教貴，而且擺放要比較小心。適合廣告宣傳品、年度報告以及一些精美的藝術復製品等製作。
3.手提掃描儀 優點：方便。 缺點：每次只能處理數行文字或部份圖片，而且只限黑白色。一般比價少人選用這種掃描儀。
4.相片掃描儀 優點：圖像質量高，是數碼相機的代替品。缺點：價錢昂貴，而且只能處理相片。一般是用菲林拍完照片後希望保存在電腦上而購買的掃描儀。成像質量很高，但價格也相對昂貴。
5.底片掃描儀 優點：能製作最高質量的相片圖像。 缺點：一台裝有膠片掃描裝置的平台式掃描儀比它更便宜更實用。顧名思義就是用來掃描底片的掃描儀，它和數碼相機、平板掃描儀同為圖像數碼化的重要工具，並且常用於對圖像要求較高的專業領域。一般為專業人士使用。
6.名片掃描儀 缺點：用途有限，價錢並不劃算。並不推薦這中掃描儀，很多手機已經具備此功能
掃描儀使用技巧

1、不能隨意拆卸掃描儀：

掃描儀是一種比較精緻的設備，它在工作時需要用到內部的光電轉換裝置，以便把模擬信號轉換成數字信號，然後再送到計算機中。這個光電轉換設置中的各個光學部件對位置要求是非常高的，如果我們擅自拆卸掃描儀，不小心就會改動這些光學部件的位置，從而影響掃描儀的掃描成像工作。因此大家遇到掃描儀出現故障時，不要擅自拆修，一定要送到廠家或者指定的維修站去；另外在運送掃描儀時，一定要把掃描儀背面的安全鎖鎖上，以避免改變光學配件的位置，同時要盡量避免對掃描儀的震動或者傾斜。

2、保護好光學成像部件：

光學成像部件是掃描儀中的一個重要組成部分，工作時間長了光學部件上落上一絲灰塵也是很正常的，但是如果長時間使用掃描儀而不注意維護的話，那麼光學部件上的灰塵將越聚越多，這樣會大大降低掃描儀的工作性能的，例如反光鏡片、鏡頭上的灰塵會嚴重降低圖像質量，出現斑點或減弱圖像對比度等。另外在使用過程中，手碰到玻璃平板而在平板上留下指紋，也是不可避免的，這些指紋同樣也會使反射光線變弱，從而影響圖片的掃描質量。因此我們應該定期地對其進行清潔。清潔時，可以先用柔軟的細布擦去外殼的灰塵，然後再用清潔劑和水對其認真地進行清潔。接著我們再對玻璃平板進行清洗，由於該面板的干凈與否直接關繫到圖象的掃描質量，因此我們在清洗該面板時，先用玻璃清潔劑來擦拭一遍，接著再用軟干布將其擦乾擦凈。用完以後，一定要用防塵罩把掃描儀遮蓋起來，以防止更多的灰塵來侵襲。

3、正確安裝掃描儀：

掃描儀並不象普通的電腦外設一樣那麼容易安裝，根據其介面的不同，掃描儀的安裝方法是不一樣的。如果掃描儀的介面是USB類型的，大家就應該先在計算機的「系統屬性」對話框中檢查一下USB裝置是否工作正常，然後再安裝掃描儀的驅動程序，之後重新啟動計算機，並用USB連線把掃描儀接好，隨後計算機就會自動檢測到新硬體，大家接著根據屏幕提示來完成其餘操作就可以了。如果掃描儀是並口類型的，大家在安裝之前必須先進入BIOS設置，在I/O Device configuration選項里把並口的模式改為EPP，然後連接好掃描儀，並安裝驅動程序就可以了。

4、消除掃描儀的噪音：

掃描儀在長期工作後，可能會在工作時出現一些噪音，如果噪音太大，大家應該拆開機器蓋子，找一些縫紉機油滴在衛生紙上將鏡組兩條軌道上的油垢擦凈，再將縫紉機油滴在傳動齒輪組及皮帶兩端的軸承上(注意油量適中)，最後適當調整皮帶的松緊。

5、正確擺放掃描對象：

在實際使用圖象的過程中，我們有時希望能夠傾獲得斜效果的圖象，我們有很多設計者往往都是通過掃描儀把圖象輸入到電腦中，然後使用專業的圖象軟體來進行旋轉，以使圖象達到旋轉效果，殊不知，這種過程是很浪費時間的，根據旋轉的角度大小，圖象的質量會下降。如果我們事先就知道圖象在頁面上是如何放置的，那麼使用量角器和原稿底邊在滾筒和平台上放置原稿成精確的角度，會得到最高質量的圖象，而不必在圖象處理軟體中再作旋轉。

6、選擇合適的解析度：

很多用戶在使用掃描儀時，常常會產生採用多大解析度掃描的疑問。其實，這還得由用戶的實際應用需求決定。由於掃描儀的最高解析度是由撞行掃描，對輸出效果的改善並不明顯，而且大量消耗電腦的資源。如果掃描的目的是為了在顯示器上觀看，掃描解析度設為100即可；如果為列印而掃描，採用300的解析度即可，要想將作品通過掃描印刷出版，至少需要用到300dpi以上的解析度，當然若能使用600dpi則更佳。

7、最好要進行預掃：

許多用戶在掃描尺寸較大的照片或者文稿時，為了節約掃描時間，總會跳過預掃步驟。其實，在正式掃描前，預掃功能是非常必要的，它是保證掃描效果的第一道關卡。通過預掃有兩方面的好處，一是在通過預掃後的圖像我們可以直接確定自已所需要招描的區域，以減少掃描後對圖像的處理工序；二是可通過觀察預掃後的圖像，我們大致可以看到圖像的色彩、效果等，如不滿意可對掃描參數重新進行設定、調整之後再進行掃描。

8、選擇合適的掃描類型：

選擇合適的掃描類型，不僅會有助於提高掃描儀的識別成功率，而且還能生成合適尺寸的文件。通常掃描儀可以為用戶提供照片、灰度以及黑白三種掃描類型，大家在掃描之前必須根據掃描對象的不同正確選擇合適的掃描類型。「照片」掃描類型適用於掃描彩色照片，它要對紅綠藍三個通道進行多等級的采樣和存儲，這種方式會生成較大尺寸的文件；「灰度」掃描類型則常用於既有圖片又有文字的圖文混排稿樣，掃描該類型兼顧文字和具有多個灰度等級的圖片，文件大小尺寸適中； 「黑白」掃描類型常見於白紙黑字的原稿掃描，用這種類型掃描時，掃描儀會按照1個位來表示黑與白兩種像素，而且這種方式生成的文件尺寸是最小的。

9、正確掃描文稿：

現在不少人為了避免輸入漢字的麻煩，開始使用掃描儀來輸入文稿；為了保證掃描儀有較高的識別率，大家應該確保掃描的稿件要清晰，在其他條件相同的前提下，對一般印刷稿、列印稿等的識別率可以達到95％以上；而對復印件和報紙等不太清晰的文章進行識別，大部分OCR軟體的識別率都不是太高。當用戶需要掃描厚度較大的文稿時，若直接掃描，難免會發生內文因無法完全攤開而導致部分文字不清晰及扭曲失真的情況，這樣的結果是OCR軟體無法正確識別的，大大降低識別率。因此在掃描前，大家最好將文稿拆成一頁頁的單張，然後再進行掃描。對於一般的報紙，由於本身即是單張形式，因此不存在上述問題，但由於報紙面積通常較大，無法一次掃描，因此預掃時事先框選掃描范圍，一次掃描一塊區域，這樣的辨識效果會大大提高。

10、調整好亮度和對比度：

為了能獲得較高的圖象掃描效果，大家應該學會調整亮度和對比度，例如當灰階和彩色圖像的亮度太亮或太暗時，可通過拖動亮度滑動條上的滑塊，改變亮度。如果亮度太高，會使圖像看上去發白；亮度太低，則太黑。應該在拖動亮度滑塊時，使圖像的亮度適中。同樣的對於其他參數，我們可以按照同樣的調整方法來進行局部修改，直到自己的視覺效果滿意為止。

11、巧妙掃描膠片：

大家知道用普通掃描儀是不能掃描透明膠片的，必須用具有透掃適配器的掃描儀才能進行，不過具有這個功能的掃描儀價格比較昂貴。那麼我們能不能用普通掃描儀來掃描膠片呢？答案當然是肯定的，不過我們需要對普通掃描儀進行改造一下。首先我們要把普通掃描儀內部的光源關閉（這個步驟操作起來難度較大，電子水平不高的話不要輕易嘗試），然後在待掃膠片背部添加一光源就可以了。掃描時在掃描儀平台的剩餘部分要用黑紙遮住，以防露光。至於新增光源，可用最常見的日光燈。光源的位置不要離掃描儀太近，最好為8厘米左右。

12、校正好掃描色彩：

為了能使色彩豐富的彩照獲得更高的逼真度，我們在掃描儀之前應該校正好掃描色彩位數。校正時，首先選擇好掃描儀標稱色彩位數，並掃描一張預定的彩照，同時將顯示器的顯示模式設置為真彩色，與原稿比較一下，觀察色彩是否飽滿，有無偏色現象。要注意的是：與原稿完全一致的情況是沒有的，顯示器有可能產生色偏，以致影響觀察，掃描儀的感光系統也會產生一定的色偏。大多數高、中檔掃描儀均帶有色彩校正軟體，但僅有少數低檔掃描儀才帶有色彩校正軟體，請先進行顯示器、掃描儀的色彩校準，再進行檢測。

13、計算機好輸出文件的尺寸：

當大家掃描一幅照片時，掃描儀就會在硬碟上生成一個圖象文件。此文件所佔據硬碟空間的大小是與所掃描照片的大小和復雜程度及您掃描時設置的解析度直接相關聯，因此我們在掃描時應該設置好文件尺寸的大小。通常，掃描儀能夠在預覽原始稿樣時自動計算出文件大小，但了解文件大小的計算方法更有助於你在管理掃描文件和確定掃描解析度時作出適當的選擇。二值圖像文件的計算公式是：水平尺寸×垂直尺寸×（掃描解析度）2/8。彩色圖像文件的計算公式是：水平尺寸× 垂直尺寸×（掃描解析度）2×3。

14、善用透明片配件：

許多用戶發現掃描儀購買回來後，還附帶一隻透明片配件，這個配件到底是干什麼用的呢？不少用戶感到很茫然，其實該配件是配合平板掃描儀來掃描透明片用的。為得到透明片或幻燈片的最佳掃描，從架子和幻燈片安裝架上取下圖片並安裝其在玻璃掃描床上，反面朝下（反面通常是毛面）。用黑色的紙張剪出面具，覆蓋除稿件被設置的地方之外的整個掃描床。這將在掃描期間減少閃耀和過份暴光。

15、尋找理想掃描位置：

通常我們在擺放掃描稿時，都是沿著掃描平板的邊緣擺放，其實掃描平板的邊緣並不是最佳的掃描區域，那麼掃描平板上的什麼位置是最佳掃描區域呢？這個最佳掃描擺放位置是經過多次測試和尋找得到的，其具體尋找方法為：首先將掃描儀的所有控制設成自動或默任狀態，選中所有區域，接著再以低解析度掃描一張空白，白色或不透明塊的樣稿；然後再用專業的圖象處理軟體Photoshop來打開該樣稿，使用該軟體中的均值化命令（Equalize菜單項）對樣稿進行處理，處理後我們就可以看見在掃描儀上哪兒有裂紋，條紋，黑點。我們可以列印這個文件，剪出最好的區域（也就是最穩定的區域），以幫助我們放置圖象。

『貳』 全井眼地層微電阻率掃描成像儀（FMI）

（一）FMI儀器結構和電極排列

FMI儀器主要有5個部分組成，如圖5-5所示。

遙測部分：用於傳遞數據，由鈕扣電極掃描採集的地層信息，各種輔助測量、控制測量值一起經測井電纜傳至地面，傳輸的速率為200 kbps。

控制部分：控制短節中的自動控制環路，可以放大描述岩石特徵的信號，擴大了儀器的動態范圍；能夠周期性地檢查各個支路的工作狀態，並反饋給測井工程師，實現井下儀器的最佳控制；增強了儀器使用的靈活性，對儀器的運行提供方便，使三種測井方式都能在最短時間內採集所需要的數據。

絕緣短節：它可使探頭與電子線路外殼絕緣，以便電流從極板流入地層、回到電子線路外殼，且使兩者有一定的電位差。這種排列的一個優點是，組合測井時FMI可作為ARI的低端迴路電極。

採集線路和測斜部分。採集線路具有以下功能，①從微電導率數據中濾掉直流成分，如SP；②對信號數字化，以提高信號的抗干擾性；③對數字信號濾波，提高信噪比；④對數字信號處理，以確定地層微電導率數據的同相位幅度。

測斜部分可以測量儀器和井眼傾斜方位，以及井眼的傾角。測量精度：方位角為2°，井斜角為0.2°。還可以測量儀器的加速度，用於對圖像處理和傾角計算時的速度校正。

極板和探頭。極板部分有鈕扣電極陣列和高精度的電子線路組成。電子線路用於采樣、檢測和放大鈕扣電極信號，保證了圖像的解析度和清晰度。

極板的設計可以使儀器在大斜度井或水平井中有可靠的響應。由液壓系統向極板提供的壓力，可以使極板部分始終緊貼井壁。當儀器主體與井軸不平行時，極板部分可相對於儀器主體傾斜，而仍與井軸平行。

FMI有四個臂，每個臂上有一個主極板和一個折頁極板。如圖5-6所示。這種結構使極板個數增加，可以獲得更大的井壁覆蓋范圍。儀器的收攏直徑為5 in（127 mm）。每個主極板和折頁極板上各裝有25個鈕扣電極陣列，可獲得0.2 in（5.1 mm）的解析度。

測井時彈簧和液壓系統使主電極緊貼井壁，折頁極板打開後，能自動適應井眼形狀，與主極板無關。彈簧施力於鉸鏈上，使折頁極板面與井壁貼緊。如上所述，當儀器主體與井軸不平行時，各個極板仍能和井壁緊密接觸。當儀器直徑收攏到小於6 in（152.4 cm）時，每個折頁極板被折疊在相鄰極板的下面。

FMI儀器具尚有另外兩個特點：一是利用三維的萬向接頭和控制器卡盤扶正器裝在一起，消除了FMI探頭上部儀器重量的影響；地面控制的液壓系統，可以改變作用在每個極板上的壓力。這樣，當儀器在大斜度井或水平井中時，可以使極板與井壁接觸良好，保證了在惡劣井眼環境下的圖像質量。

圖5-5 FMI外形結構示意圖

圖5-6 FMI極板裝置

每個極板上的電極陣列，包括兩排鈕扣電極，每排12個，兩排間距為0.3 in（1 in=2.54 cm）；上下電極互相錯開，橫向間距0.1 in。主極板與折頁極板陣列電極間的垂直距離為5.7 in。

8個極板上共有192個感測器，都是由直徑為0.16 in的金屬鈕扣，外加0.24 in的絕緣環組成。這樣的結構有利於信號聚焦，並使其鈕扣電極的解析度達0.2 in。當地層特徵小於0.2 in時，在圖像上顯示為0.2 in的地層特徵。

（二）FMI測量原理

FMI測量原理如圖5-7 所示。電流迴路為上部電極—地層—下部電極。上部電極是電子線路的外殼，下部電極是極板。測量時，八個極板全部緊貼井壁，由地面成像測井裝置控制向地層發射電流，記錄每個電極的電流及所施加的電壓，它們反映井壁四周地層微電阻率的變化。

圖5-7 FMI測量時電流路徑

『叄』 3D掃描儀有何用途

3D掃描儀(3D scanner) 是一種科學儀器，用來偵測並分析現實世界中物體或環境的形狀(幾何構造)與外觀資料(如顏色、表面反照率等性質)。搜集到的資料常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中建立實際物體的數位模型。這些模型具有相當廣泛的用途，舉凡工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學資訊、生物資訊、刑事鑒定、數位文物典藏、電影製片、游戲創作素材等等都可見其應用。下面咱們就來看看這樣一款3D掃描儀。

Z Corporation-ZScanner 800 Z Corporation-ZScanner 800ZScanner系列掃描儀產品為三維掃描帶來了所需要的高速度、易用性以及前所未有的通用性。這一系列的產品能夠在最為狹小的空間內掃描任意物體，並在一次性連續掃描中實時進行掃描。

傳統掃描儀要求採用固定三腳架、粗重的機械支臂、或者需要外部定位設備，而且外部定位設備必須處於目標表面的視線以內。這樣，那些難以接觸到的物體近乎是不可能進行掃描的，並且需要進行大量的後處理工作，將多個掃描圖像拼合成一個掃描圖像。

『肆』 掃描成像的種類

（1）電子掃描成像：
電視接收機天線接收到調制過的視頻信號，經變頻、中放、檢波、視放，由顯像管的電子槍發射出隨視頻信號而變化的電子束，電子束轟擊熒光屏，就會把高速電子的動能轉變為光能，在屏幕上出現亮點，而受高速電子轟擊打出的二次電子被柵極捕獲。電子束在熒光屏上迅速掃描，由於熒光屏的余暉和人視覺暫留，因此可以看到整幅畫面，還可將畫面用照相機翻拍下來，成為照片。
（2）光學機械掃描：
機械掃描成像使用的掃描系統多為拋物面聚焦系統—卡塞格倫光學系統，它將地物的電磁輻射聚焦到探測器。
光學掃描系統的瞬時視場角很小，掃描鏡只收集點的輻射能量，利用本身的旋轉或擺動形成一維線性掃描，加上平台移動，實現對地物平面掃描，達到收集區域地物電磁輻射的目的。
（3）固體掃描成像 ：通過遙感平台的運動對目標地物進行掃描的一種成像方式。 目前常用的探測元件是電子藕合器件CCD是一種用電荷量表示信號大小，用耦合方式傳輸信號的探測元件。具有感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統雜訊低、靈敏度高、動耗小、壽命長、可靠性高等一系列優點。

『伍』 醫學影像設備的種類分哪幾種

醫學影像設備按成像方法分為：X線成像、磁共振成像、核醫學成像、超聲成像、專熱成像屬、光學成像CT、DR、乳腺機都為X線成像。CT全稱computered tomography。X線計算機體層成像。DR是數字化X線機，乳腺機時一種陽極為鉬的特殊X線機，即軟X線機。CT是進行橫斷面掃描的。片子的空間解析度高。DR為重疊影像，片子清晰度高。
2、錄像機的種類：按質量等級分類可分為： 廣播級錄像機、專業級錄像機、家用錄像機；按使用的磁帶寬度分類：2吋磁帶錄像機（50.8）、1吋磁帶錄像機（25.4）、3/4吋磁帶錄像機（19）、1/2磁帶錄像機（12.7）、1/4吋磁帶錄像機（6.3）

『陸』 醫學影像設備有哪些

1、CT，即電子計算機斷層掃描

CT是利用精確準直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描，具有掃描時間快，圖像清晰等特點，可用於多種疾病的檢查，根據所採用的射線不同可分為：X射線CT（X－CT）、超聲CT（UCT）以及γ射線CT（γ－CT）等。

2、CR，即計算機X線攝影系統

計算機X線攝影指的是用光激勵存儲熒光體作為探測器的X射線投影成像方法，同時也代指使用該種成像方法的醫療成像設備。

3、DR，即直接數字化X線攝影系統

DR指在計算機控制下直接進行數字化X線攝影的一種新技術，即采非晶硅平板探測器把穿透人體的X線信息轉化為數字信號，並由計算機重建圖像及進行一系列的圖像後處理。DR系統主要包括X線發生裝置、直接轉換平板探測器、系統控制器、影像監示器、影像處理工作站等幾部分組成。

4、磁共振

是醫學影像學的一場革命，生物體組織能被電磁波譜中的短波成分如X線等穿透，但能阻擋中波成分如紫外線、紅外線及長波。人體組織允許磁共振產生的長波成分如無線電波穿過，這是磁共振應用於臨床的基本條件之一。

5、DSA，即數字減影血管造影技術

數字減影血管造影技術是一種新的X線成像系統，是常規血管造影術和電子計算機圖像處理技術相結合的產物。通過DSA處理的圖像，使血管的影像更為清晰，在進行介入手術時更為安全。

『柒』 專業影像掃描儀哪個牌子靠譜一點

專業影像掃描儀的話，之前了解過中晶的一款產品，做的比較專業，中晶ArtixScan F2應該是頂級的器材了，是一台為有專業影像應用需求的人士設計的雙平台掃描儀。 配備了4800 × 9600 dpi 的光學解析度，48位深度，最高 4.2D的光學密度值。內建自動對焦功能，中晶獨有的葯膜面直接感光技術，色彩還原技術，各方面表現非常出色。

『捌』 非接觸式掃描儀都有哪些

非接觸式掃描儀有很多，比如說德國的book2net、中國的愛瞰掃描儀、美國的kirtas、這些都是矩陣式處理器掃描鏡頭一次性成像，掃描的效率比較高一些適合大量的數字化使用愛瞰影像的品牌現在很火。還有一些是線性ccd採集鏡頭的掃描儀，掃描有一條光帶在晃動有一些刺眼是傳統的掃描方式，適合少量資料數字化使用。希望能幫助你！

『玖』 現在大幅面掃描儀有哪些主要品牌哪個品牌性價比最高我們辦公室需要買一台自用

現在市面上大幅面掃描儀主要有卡萊泰克（ColorTrac）金翔（kinghum）卡萊奇（ColorGiant）康泰克斯（Contex）和日圖（Graphtec）五種品牌。威達（Vidar）屬於康泰克斯的一種。
康泰克斯，金翔，日圖，卡萊泰克三種產品都有CCD,和CIS兩種成像技術的產品。
只有卡萊奇只出品了CIS成像技術的產品

『拾』 典型感測器介紹

遙感感測器是獲取遙感數據的關鍵設備，由於設計和獲取數據的特點不同，感測器的種類也就繁多，目前遙感中使用的感測器類型大體上可分為: ①攝影類型的感測器; ②掃描成像類型的感測器; ③雷達成像類型的感測器; ④非成像類型的感測器。以下將就前三類的典型感測器進行介紹。

( 一) 光學攝影類感測器

這種類型感測器的基本工作原理為經過透鏡 ( 組) ，按幾何光學的成像原理聚焦構像，利用感光材料，通過光化學反應直接感測和記錄目標物反射的可見光和攝影紅外波段電磁輻射能，在膠片或像紙上形成目標物固化影像。其優點是空間解析度高、成本低、操作易、信息容量大; 缺點是局限在 0. 3 ～1. 3μm 波譜段，影像幾何畸變較嚴重，成像受氣候、光照條件和大氣效應的限制。

典型的光學攝影類感測器是各類攝影機，按結構及膠片曝光方式可分為幀幅攝影機、縫隙攝影機、多光譜攝影機和全景攝影機。

1. 幀幅式攝影機

這是大家最為熟悉的一種感測器。主要由收集器、物鏡、探測器和感光膠片組成，另外還需有暗盒、快門、光柵、機械傳動裝置等。曝光後的底片上只有一個潛像，須經攝影處理後才能顯示出影像來。這種感測器的成像原理是在某一個攝影瞬間獲得—張完整的像片 ( 18cm ×18cm 或 23cm ×23cm 幅面) ，一張像片上的所有像點共用一個攝影中心和同一個像片面。

圖 3-5 縫隙攝影機

2. 縫隙攝影機

縫隙攝影機又稱航帶攝影機。在飛機或衛星上，攝影瞬間所獲取的影像，是與航向垂直，且與縫隙等寬的一條地面影像。這是由於在攝影機焦平面前方放置一開縫的擋板，將縫隙外的影像全擋去的緣故 ( 圖 3-5) 。當飛機或衛星向前飛行時，攝影機焦平面上與飛行方向成垂直的狹縫中的影像，也連續變化。如果攝影機內的膠片也不斷地進行卷繞，且其速度與地面在縫隙中的影像移動速度相同，就能得到連續的條帶狀的航帶攝影負片。當飛機航速與膠片卷繞速度不匹配時，影像會產生仿射畸變。縫隙攝影機投影性質，對於瞬間獲取的一條縫隙寬度的影像，仍為中心投影。但對於條帶影像，由於是在攝影機隨飛行器移動的情況下連續獲得，因此與框幅式影像的投影性質就不一樣，其航跡線影像為正射投影，而其他部分的像點，是相對各自縫隙內的攝影中心的中心投影，稱之為多中心投影。另外，搭載此類感測器的飛行器，其位移和姿態變化會使影像產生復雜的幾何畸變。

3. 多光譜攝影機

它是為了攝取不同波段同一目標物的多光譜像片而設計的。其構造與一般普通航空攝影機相似，但具有多鏡頭、多通道的特點。常見的多光譜攝影機可分為三種類型，即多像機型、多鏡頭型、單鏡頭分光譜型。

多鏡頭型是在一架航空攝影機上，安置幾個光學特性一致的鏡頭，以攝取不同波段同一地區的像片。多像機型是將幾架航空攝影機安裝在同一飛機上，就組合成了多機型的攝影機。各架像機之間，光軸互相平行，按動一個快門按鈕，即可使幾個快門同時工作，從而對地物進行多光譜攝影。單鏡頭分光譜像機的特點是採用棱鏡將光束分離成幾個波段再進行攝影，或利用響應不同波段的多感光層膠片進行多光譜攝影，膠片經攝影處理後得到的是一張合成了的多光譜像片，如彩色攝影和紅外彩色攝影。

圖 3-6 全景攝影機

4. 全景攝影機

全景攝影機又稱掃描攝影機。全景攝影機的結構如圖 3-6 所示，它是在物鏡焦面上平行於飛行方向設置一狹縫，並隨物鏡作垂直航線方向掃描，得到一幅掃描成的影像圖，因此稱掃描像機，又由於物鏡擺動的幅面很大，能將航線兩邊的地平線內的影像都攝入底片，因此又稱它為全景攝影機。

全景攝影機的特點是焦距長，有的達 600mm 以上。幅面大，可在長約 23cm 寬達128cm 的膠片上成像。這種攝影機的精密透鏡既小又輕，掃描視場很大，有時能達 180°。這種攝影機是利用焦平面上一條平行於飛行方向的狹縫來限制瞬時視場，因此在攝影瞬間得到的是地面上平行於航跡線的一條很窄的影像，當物鏡沿垂直航線方向擺動時，就得到一幅全景像片。這種攝影機的底片呈弧狀放置，當物鏡掃描一次後，底片旋進一幅。由於每個瞬間的影像都在物鏡中心一個很小的視場內構像，因此每一部分的影像都很清晰，像幅兩邊的分辨力明顯提高。但由於全景像機的像距保持不變，而物距隨掃描角增大而增大，因此出現兩邊比例尺逐漸縮小的現象，整個影像產生所謂全景畸變，再加上掃描的同時，飛機向前運動，以及掃描鏡擺動的非線性等因素，使影像的畸變更為復雜，圖 3-7 為地面上正方形格網在全景像片上的形狀。

圖 3-7 全景像片的畸變

( 二) 掃描成像類型的感測器

掃描成像類型的感測器是逐點逐行地以時序方式獲取二維圖像。有兩種主要的形式，一是對物面掃描的成像儀，它的特點是對地面直接掃描成像，這類儀器如紅外掃描儀、多光譜掃描儀、成像光譜儀、自旋和步進式成像儀及多頻段頻譜儀等; 二是瞬間在像面上先形成一條線圖像，甚至是一幅二維影像，然後對影像進行掃描成像，這類儀器有線陣列CCD 推掃式成像儀，電視攝像機等。

圖 3-8 機載紅外掃描儀結構原理圖

1. 紅外掃描儀

典型的機載紅外掃描儀的結構如圖 3-8 所示。它的具體結構元件有一個旋轉掃描鏡，一個反射鏡系統，一個探測器，一個製冷設備一個電子處理裝置和一個輸出裝置。

紅外掃描儀掃描成像過程是當旋轉棱鏡旋轉，第一個鏡面對地面橫越航線方向掃視一次掃描視場內的地面輻射能，由刈幅的一邊到另一邊依次進入感測器，經探測器輸出視頻信號再經電子放大器放大和調制，在陰極射線管上顯示出一條相應於地面掃描視場內的景物的圖像線，這條圖像線經曝光後在底片上記錄下來接著第二個掃描鏡面掃視地面，由於飛機向前運動，膠片也作同步旋轉，記錄的第二條圖像正好與第一條銜接。依次下去，就得到一條與地面范圍相應的二維條帶圖像。

由於地面分辨力隨掃描角發生變化，因此紅外掃描影像會產生畸變，這種畸變通常稱之為全景畸變，其形成原因與全景攝影機類似。

紅外掃描儀還存在一個溫度分辨力的問題，溫度分辨力與探測器的響應率 R 和感測器系統內的雜訊 N 有直接關系。為了獲得較好的溫度鑒別力，紅外系統的雜訊等效溫度限制在 0. 1 ～0. 5 K 之間，而系統的溫度分辨力一般為等效雜訊溫度的 2 ～6 倍。

2. TM 專題制圖儀

TM 專題制圖儀是一個高級的多波段掃描型的儀器，包括七個光譜段，第一到第五譜段和第七譜段是可見光、近紅外和短波紅外譜段，第六譜段是熱紅外譜段。可見光、近紅外和短波紅外譜段的瞬時視場為 30m ( 軌道高度 705km) ，熱紅外譜段的瞬時視場解析度為 120m。由於改善了空間解析度，擴大了光譜搜蓋范圍，所以它能用於地球資源分類和繪制多種專題地圖。

圖 3-9 專題制圖儀光學系統

TM 專題制圖儀結構如圖 3-9 所示，它的主反射鏡位於儀器的中下方，在它的前面是光學擋光片和第二反射鏡。第二反射鏡由支柱安裝到望遠鏡結構支架上。主反射鏡的後面是掃描行改正器、內部標定器和主焦面。內部標定器採用白熾燈，通過纖維光束作為第一到第五和第七譜段的光源，第六譜段採用的是可控溫度黑體。掃描行改正器是一具有小型的、由馬達驅動的雙反射鏡像平面掃描系統，它的旋轉速率與衛星軌道速度大小相同，但方向相反。通過反射鏡的主動掃描，直接校正像的運動。輻射製冷器、後續光學系統和紅外探測器陣列位於儀器尾部末端。電子線路安裝在一個楔形盒內，固定在望遠鏡的上方。專題制圖儀的主要性能參數見表 3-3。

表 3-3 TM 專題制圖儀各項參數

圖 3-10 HRV 掃描儀的結構原理圖

3. HRV 線陣列推掃式掃描儀

HRV 是一種線陣列推掃式掃描儀，其簡單的結構如圖 3-10 所示。儀器中有一個平面反射鏡，將地面輻射來的電磁波反射到反射鏡組，然後聚焦在 CCD 線陣列元件上，CCD 的輸出端以一路時序視頻信號輸出。由於使用線陣列的 CCD元件作探測器，在瞬間能同時得到垂直航線的一條圖像線，不需要用擺動的掃描鏡，如縫隙攝影機那樣，以 「推掃」方式獲取沿軌道的連續圖像條帶。CCD 稱電荷耦合器件，是一種由硅等半導體材料製成的固體器件，受光或電激發產生的電荷靠電子或空穴運載，在固體內移動，達到一路時序輸出信號。

4. 成像光譜儀

成像光譜儀是新一代感測器，在 20 世紀 80 年代初正式開始研製，研製這類儀器的主要目的是在獲取大量地物目標窄波段連續光譜圖像的同時，獲得每個像元幾乎連續的光譜數據，因而稱為成像光譜儀。目前已存在成像光譜儀在可見光—紅外波段范圍內，可以被分割成幾百個窄波段，具有很高的光譜解析度。從其近乎連續的光譜曲線上，可以分辨出不同物體光譜特徵的微小差異，有利於識別更多的目標，因此，成像光譜儀主要應用於高光譜遙感。

成像光譜儀所依據的原理和結構可分為兩大類型，一類可稱為線陣探測器 CCD 加光機掃描型 ( 圖 3-11) ，另一類為面陣 CCD 探測器加空間推掃型 ( 圖 3-12) 。

圖 3-11 帶線陣的成像光譜儀工作方式

圖 3-12 帶面陣成像光譜儀工作方式

前者實際上是多光譜掃描儀 MSS 和 TM 向更多光譜段的發展，所以具有線陣 CCD 與縫隙式攝影成像相同的行中心投影關系和多光譜掃描儀類似的技術特點: ①空間掃描通過掃描鏡擺動完成，從而可以獲得大的視場 ( 可高達 90°) ; ②像元配准好，不同波段任何時候都能凝視同一像元; ③光譜覆蓋范圍比較大，可以從可見光一直到熱紅外波段; ④進一步提高光譜解析度、空間解析度和輻射靈敏度比較困難。

第二類成像光譜儀實際上是 SPOT 推掃式掃描儀的進一步發展，所以具有面陣 CCD與推掃式攝影成像相同的中心投影關系和 HRV 類似的特點: ①像元的凝視時間長，可以獲得較高的系統靈敏度和空間解析度; ②在可見光波段，由於器件很成熟，光譜的解析度可以做得相當高。但是各個光譜通道之間的配准有一定難度，光學設計不容易，故總視場一般只能達到 30°左右; ③中紅外特別是熱紅外譜區，受器件的限制很大，目前尚未取得實質性進展，難於覆蓋到這一譜段。

成像光譜儀 MODIS，作為美國 EOS 計劃第一顆衛星 TERRA ( EOS － AM －1) 的主要感測器，已於 1999 年升空。其巨大的應用前景和免費接收政策，促使 MODIS 接收處理站在全球，如雨後春筍般地冒出來，MODIS 將成為宏觀資源和環境遙感的重要信息源。MO-DIS 從可見光到紅外共分 36 個波段，採用線陣 CCD 探測器與光機掃描相結合的結構形式，星下點的地面解析度為 250m，500m 和 1000m，衛星軌道與太陽同步。上午 10: 30 過境，掃幅寬度 2330km，每天基本上可覆蓋全球一次。MODIS 的光電轉換由一個雙面掃描鏡旋轉對地面掃描，以每次 10km 的寬度收集地物目標的波譜信號，經鏡頭聚焦到星上的探測器。由於不同波段需用不同的探測器，因此在物鏡前設置了分光鏡，分光後，分別送到可見光 ( VIS) 、近紅外 ( NIR) 、短波紅外 ( SWIR) 與中波紅外 ( MWIR) 以及長波紅外( LWIR) 四個物鏡與焦平面部件。在焦平面分別安置響應不同波段的探測器和 A/D 變換器，把地物目標的模擬信號變換成數字信號，再經格式化器和緩沖器，將信號輸出，通過系統校正處理提供產品。

由於高光譜分辨力和高空間分辨力，隨之而來的是數據量的急劇增加，必須考慮海量數據的實時壓縮方法，其中之一是實時地選擇有效波段，並能根據需要靈活地改變波段寬度和空間分辨力。這樣在未來的成像光譜儀感測器系統中必然要有智能型的實時控制和處理能力。另外，與其他遙感數據一樣，成像光譜數據也經受著大氣、遙感平台姿態、地形因素的影響，產生橫向、縱向、扭曲等幾何畸變及邊緣輻射效應，因此在數據提供給用戶使用之前必須進行預處理。預處理的內容主要包括平台姿態的校正，沿飛行方向和掃描方向的幾何校正以及圖像邊緣輻射校正。

( 三) 雷達成像類型的感測器

雷達是一種主動式的微波遙感感測器，它有側視雷達和全景雷達兩種形式，其中在地學領域主要使用側視雷達。側視雷達是向遙感平台行進的垂直方向的一側或兩側發射微波，再接收由目標反射或散射回來的微波。通過觀測這些微波信號的振幅、相位、極化以及往返時間，就可以測定目標的距離和特性。

圖 3-13 脈沖式雷達的一般結構

側視雷達成像與航空攝影不同，航空攝影利用太陽光作為照明源，而側視雷達利用發射的電磁波作為照射源，它與普通脈沖式雷達的結構大體上相近。圖 3-13 為脈沖式雷達的一般組成格式，它由一個發射機，一個接收機，一個轉換開關和一根天線等構成。發射機產生脈沖信號，由轉換開關控制，經天線向觀測地區發射。地物反射脈沖信號，也由轉換開關控制進入接收機。接收的信號在顯示器上顯示或記錄在磁帶上。

雷達工作時，其上的發射器通過天線在很短的微秒級時間內發射一束能量很強的脈沖波，當遇到地面物體時，被反射回米的信號再被天線接收。由於系統與地物距離不同，同時發出的脈沖，接收的時間則不同 ( 圖 3-14) 。

雷達接收到的回波中，含有多種信息。如雷達到目標的距離、方位，雷達與目標的相對速度 ( 即作相對運動時產生的多普勒頻移) ，目標的反射特性等。其中距離信息可用下式表示:

式中: R 是雷達到目標的距離; v 電磁波傳播速度; t 是雷達和目標間脈沖往返的時間。

雷達接收到的回波強度是系統參數和地面目標參數的復雜函數。系統參數包括雷達波的波長、發射功率、照射面積和方向、極化等。地面目標參數與地物的復介電常數、地面粗糙度等有關。

圖 3-14 雷達傳播工作原理

按天線的結構不同，側視雷達又分為真實孔徑側視雷達 ( RAR) 和合成孔徑側視雷達 ( SAR) 。

1. 真實孔徑側視雷達

真實孔徑側視雷達的工作原理如圖 3-15 所示。天線裝在飛機的側面，發射機向側向面內發射一束窄脈沖，地物反射的微波脈沖，由天線收集後，被接收機接收。由於地面各點到飛機的距離不同，接收機接收到許多信號，以它們到飛機距離的遠近，先後依序記錄。信號的強度與輻照帶內各種地物的特性、形狀和坡向等有關。如圖 3-15 中的 a，b，c，d，e 等各處的地物，a 處由於地物隆起，反射面朝向天線，出現強反射; b 處為陰影，無反射; c 處為草地，是中等反射; d 處為金屬結構，電導率大，出現最強反射; e 處為平滑表面，出現鏡面反射，回波很弱。回波信號經電子處理器的處理，在陰極射線管上形成一條相應於輻照帶內各種地物反射特性的圖像線，記錄在膠片上。飛機向前飛行時，對一條一條輻照帶連續掃描，在陰極射線管處的膠片與飛機速度同步轉動，就得到沿飛機航線側面的由回波信號強弱表示的條帶圖像。

圖 3-15 真實孔徑側視雷達的工作原理

真實孔徑側視雷達的地面解析度包括距離解析度和方位解析度兩種。距離解析度是在脈沖發射的方向上，能分辨兩個目標的最小距離 ( 圖 3-16) ，它與脈沖寬度有關，可用下式表示:

遙感地質學

式中: R_τ為距離解析度; c 為光速; τ 為脈沖寬度; Φ 為雷達波束俯角。另外真實孔徑側視雷達的距離解析度與距離無關。若要提高距離解析度，從上式分析，需要減小脈沖寬度，但這樣將使作用距離減小。目前一般是採用脈沖壓縮技術來提高距離解析度。此外，在 Φ =50°，脈沖寬度為0. 1 μs 時，距離解析度為23m，圖中，A，B 兩點相距20m，不能被分辨。當 Φ =35°，脈沖寬度不變時，距離解析度為 18m，C，D 兩點相距 20m，可以被分辨。這就是說，俯角越大，距離解析度低; 反之則距離解析度提高。

圖 3-16 在距離方向上的雷達解析度

方位解析度是指相鄰的兩束脈沖之間，能分辨兩個目標的最小距離，它與波瓣角 β 有關 ( 圖 3-17) 。雷達發射的微波向四面八方輻射，呈花瓣狀，稱波瓣，但以一個方向為主，稱為主瓣，其他方向輻射能小，形成副瓣，其中 β 稱為波瓣角。這時的方位解析度為

圖 3-17 側視雷達的方位解析度

遙感地質學

式中: R_β為方位解析度; λ 為波長; d 為天線孔徑; GR 為觀測距離。要提高方位解析度，需採用波長較短的電磁波，加大天線孔徑和縮短觀測距離。這幾項措施無論在飛機上或衛星上使用時都受到限制。目前是利用合成孔徑側視雷達來提高側視雷達的方位解析度。

2. 合成孔徑側視雷達

合成孔徑側視雷達是利用遙感平台的前進運動，將一個小孔徑的天線安裝在平台的側方，以代替大孔徑的天線，提高方位解析度的雷達 ( 圖 3-18) 。要用小孔徑雷達天線代替大孔徑雷達天線，在地面上通常採用若干小孔徑天線組成陣列，即把一系列彼此相連、性能相同的天線，等距離地布設在一條直線上，利用它們接收窄脈沖信號 ( 目標地物後向散射的相位、振幅等) ，以獲得較高的方位解析度。天線陣列的基線愈長，方向性愈好。

圖 3-18 合成孔徑天線示意圖

圖 3-19 合成孔徑側視雷達工作過程

合成孔徑側視雷達的工作原理是: 遙感平台在勻速前進運動中，以一定的時間間隔發射一個脈沖信號，天線在不同位置上接收回波信號，並記錄和儲存下來。將這些在不同位置上接收的信號合成處理，得到與真實天線接收同一目標回波信號相同的結果。這樣就使一個小孔徑天線，起到了大孔徑天線的同樣作用。

合成孔徑雷達系統與真實孔徑側視雷達系統相比，最大的優點在於它的方位解析度與距離 R 無關。這樣的系統既可以放在航空器上，又可以放在航天器上，不會因為與地物的距離遠而減少解析度。理論計算表明，合成孔徑雷達在沿航跡的方向上，像元尺寸( 解析度) 為

遙感地質學

式中: R_S為方位解析度; d 為天線沿航跡方向的長度 ( 不是全部天線的總長度) 。例如，合成孔徑雷達天線裝置在宇宙飛船上，總長度為 2km，它由多個小天線排成一陣列，每一個小天線真實孔徑為 8m，雷達波長 4cm，飛船天線側向與目標地物的距離為 400km 時，該合成孔徑的方位解析度為 4m; 如果以 8m 小天線真實孔徑作側視雷達天線，其方位解析度為2000m; 如果以天線全長2km 為真實孔徑天線，其方位解析度為8m ( 圖3-19) 。