扫描成像仪器有哪些

『壹』 请帮忙详细解释一下扫描仪的分类及使用方法，谢谢。

1.平台式扫描仪 优点：扫描速度快捷，质量好，最常用的扫描仪。 缺点：体积大，而且限制扫描文件的面积。一般为A4大小。
2.滚筒式式扫描仪 优点：竖立设计，能处理各种大小文件。 缺点：较平台式慢，价格比平台式扫描仪教贵，而且摆放要比较小心。适合广告宣传品、年度报告以及一些精美的艺术复制品等制作。
3.手提扫描仪 优点：方便。 缺点：每次只能处理数行文字或部份图片，而且只限黑白色。一般比价少人选用这种扫描仪。
4.相片扫描仪 优点：图像质量高，是数码相机的代替品。缺点：价钱昂贵，而且只能处理相片。一般是用菲林拍完照片后希望保存在电脑上而购买的扫描仪。成像质量很高，但价格也相对昂贵。
5.底片扫描仪 优点：能制作最高质量的相片图像。 缺点：一台装有胶片扫描装置的平台式扫描仪比它更便宜更实用。顾名思义就是用来扫描底片的扫描仪，它和数码相机、平板扫描仪同为图像数码化的重要工具，并且常用于对图像要求较高的专业领域。一般为专业人士使用。
6.名片扫描仪 缺点：用途有限，价钱并不划算。并不推荐这中扫描仪，很多手机已经具备此功能
扫描仪使用技巧

1、不能随意拆卸扫描仪：

扫描仪是一种比较精致的设备，它在工作时需要用到内部的光电转换装置，以便把模拟信号转换成数字信号，然后再送到计算机中。这个光电转换设置中的各个光学部件对位置要求是非常高的，如果我们擅自拆卸扫描仪，不小心就会改动这些光学部件的位置，从而影响扫描仪的扫描成像工作。因此大家遇到扫描仪出现故障时，不要擅自拆修，一定要送到厂家或者指定的维修站去；另外在运送扫描仪时，一定要把扫描仪背面的安全锁锁上，以避免改变光学配件的位置，同时要尽量避免对扫描仪的震动或者倾斜。

2、保护好光学成像部件：

光学成像部件是扫描仪中的一个重要组成部分，工作时间长了光学部件上落上一丝灰尘也是很正常的，但是如果长时间使用扫描仪而不注意维护的话，那么光学部件上的灰尘将越聚越多，这样会大大降低扫描仪的工作性能的，例如反光镜片、镜头上的灰尘会严重降低图像质量，出现斑点或减弱图像对比度等。另外在使用过程中，手碰到玻璃平板而在平板上留下指纹，也是不可避免的，这些指纹同样也会使反射光线变弱，从而影响图片的扫描质量。因此我们应该定期地对其进行清洁。清洁时，可以先用柔软的细布擦去外壳的灰尘，然后再用清洁剂和水对其认真地进行清洁。接着我们再对玻璃平板进行清洗，由于该面板的干净与否直接关系到图象的扫描质量，因此我们在清洗该面板时，先用玻璃清洁剂来擦拭一遍，接着再用软干布将其擦干擦净。用完以后，一定要用防尘罩把扫描仪遮盖起来，以防止更多的灰尘来侵袭。

3、正确安装扫描仪：

扫描仪并不象普通的电脑外设一样那么容易安装，根据其接口的不同，扫描仪的安装方法是不一样的。如果扫描仪的接口是USB类型的，大家就应该先在计算机的“系统属性”对话框中检查一下USB装置是否工作正常，然后再安装扫描仪的驱动程序，之后重新启动计算机，并用USB连线把扫描仪接好，随后计算机就会自动检测到新硬件，大家接着根据屏幕提示来完成其余操作就可以了。如果扫描仪是并口类型的，大家在安装之前必须先进入BIOS设置，在I/O Device configuration选项里把并口的模式改为EPP，然后连接好扫描仪，并安装驱动程序就可以了。

4、消除扫描仪的噪音：

扫描仪在长期工作后，可能会在工作时出现一些噪音，如果噪音太大，大家应该拆开机器盖子，找一些缝纫机油滴在卫生纸上将镜组两条轨道上的油垢擦净，再将缝纫机油滴在传动齿轮组及皮带两端的轴承上(注意油量适中)，最后适当调整皮带的松紧。

5、正确摆放扫描对象：

在实际使用图象的过程中，我们有时希望能够倾获得斜效果的图象，我们有很多设计者往往都是通过扫描仪把图象输入到电脑中，然后使用专业的图象软件来进行旋转，以使图象达到旋转效果，殊不知，这种过程是很浪费时间的，根据旋转的角度大小，图象的质量会下降。如果我们事先就知道图象在页面上是如何放置的，那么使用量角器和原稿底边在滚筒和平台上放置原稿成精确的角度，会得到最高质量的图象，而不必在图象处理软件中再作旋转。

6、选择合适的分辨率：

很多用户在使用扫描仪时，常常会产生采用多大分辨率扫描的疑问。其实，这还得由用户的实际应用需求决定。由于扫描仪的最高分辨率是由撞行扫描，对输出效果的改善并不明显，而且大量消耗电脑的资源。如果扫描的目的是为了在显示器上观看，扫描分辨率设为100即可；如果为打印而扫描，采用300的分辨率即可，要想将作品通过扫描印刷出版，至少需要用到300dpi以上的分辨率，当然若能使用600dpi则更佳。

7、最好要进行预扫：

许多用户在扫描尺寸较大的照片或者文稿时，为了节约扫描时间，总会跳过预扫步骤。其实，在正式扫描前，预扫功能是非常必要的，它是保证扫描效果的第一道关卡。通过预扫有两方面的好处，一是在通过预扫后的图像我们可以直接确定自已所需要招描的区域，以减少扫描后对图像的处理工序；二是可通过观察预扫后的图像，我们大致可以看到图像的色彩、效果等，如不满意可对扫描参数重新进行设定、调整之后再进行扫描。

8、选择合适的扫描类型：

选择合适的扫描类型，不仅会有助于提高扫描仪的识别成功率，而且还能生成合适尺寸的文件。通常扫描仪可以为用户提供照片、灰度以及黑白三种扫描类型，大家在扫描之前必须根据扫描对象的不同正确选择合适的扫描类型。“照片”扫描类型适用于扫描彩色照片，它要对红绿蓝三个通道进行多等级的采样和存储，这种方式会生成较大尺寸的文件；“灰度”扫描类型则常用于既有图片又有文字的图文混排稿样，扫描该类型兼顾文字和具有多个灰度等级的图片，文件大小尺寸适中； “黑白”扫描类型常见于白纸黑字的原稿扫描，用这种类型扫描时，扫描仪会按照1个位来表示黑与白两种像素，而且这种方式生成的文件尺寸是最小的。

9、正确扫描文稿：

现在不少人为了避免输入汉字的麻烦，开始使用扫描仪来输入文稿；为了保证扫描仪有较高的识别率，大家应该确保扫描的稿件要清晰，在其他条件相同的前提下，对一般印刷稿、打印稿等的识别率可以达到95％以上；而对复印件和报纸等不太清晰的文章进行识别，大部分OCR软件的识别率都不是太高。当用户需要扫描厚度较大的文稿时，若直接扫描，难免会发生内文因无法完全摊开而导致部分文字不清晰及扭曲失真的情况，这样的结果是OCR软件无法正确识别的，大大降低识别率。因此在扫描前，大家最好将文稿拆成一页页的单张，然后再进行扫描。对于一般的报纸，由于本身即是单张形式，因此不存在上述问题，但由于报纸面积通常较大，无法一次扫描，因此预扫时事先框选扫描范围，一次扫描一块区域，这样的辨识效果会大大提高。

10、调整好亮度和对比度：

为了能获得较高的图象扫描效果，大家应该学会调整亮度和对比度，例如当灰阶和彩色图像的亮度太亮或太暗时，可通过拖动亮度滑动条上的滑块，改变亮度。如果亮度太高，会使图像看上去发白；亮度太低，则太黑。应该在拖动亮度滑块时，使图像的亮度适中。同样的对于其他参数，我们可以按照同样的调整方法来进行局部修改，直到自己的视觉效果满意为止。

11、巧妙扫描胶片：

大家知道用普通扫描仪是不能扫描透明胶片的，必须用具有透扫适配器的扫描仪才能进行，不过具有这个功能的扫描仪价格比较昂贵。那么我们能不能用普通扫描仪来扫描胶片呢？答案当然是肯定的，不过我们需要对普通扫描仪进行改造一下。首先我们要把普通扫描仪内部的光源关闭（这个步骤操作起来难度较大，电子水平不高的话不要轻易尝试），然后在待扫胶片背部添加一光源就可以了。扫描时在扫描仪平台的剩余部分要用黑纸遮住，以防露光。至于新增光源，可用最常见的日光灯。光源的位置不要离扫描仪太近，最好为8厘米左右。

12、校正好扫描色彩：

为了能使色彩丰富的彩照获得更高的逼真度，我们在扫描仪之前应该校正好扫描色彩位数。校正时，首先选择好扫描仪标称色彩位数，并扫描一张预定的彩照，同时将显示器的显示模式设置为真彩色，与原稿比较一下，观察色彩是否饱满，有无偏色现象。要注意的是：与原稿完全一致的情况是没有的，显示器有可能产生色偏，以致影响观察，扫描仪的感光系统也会产生一定的色偏。大多数高、中档扫描仪均带有色彩校正软件，但仅有少数低档扫描仪才带有色彩校正软件，请先进行显示器、扫描仪的色彩校准，再进行检测。

13、计算机好输出文件的尺寸：

当大家扫描一幅照片时，扫描仪就会在硬盘上生成一个图象文件。此文件所占据硬盘空间的大小是与所扫描照片的大小和复杂程度及您扫描时设置的分辨率直接相关联，因此我们在扫描时应该设置好文件尺寸的大小。通常，扫描仪能够在预览原始稿样时自动计算出文件大小，但了解文件大小的计算方法更有助于你在管理扫描文件和确定扫描分辨率时作出适当的选择。二值图像文件的计算公式是：水平尺寸×垂直尺寸×（扫描分辨率）2/8。彩色图像文件的计算公式是：水平尺寸× 垂直尺寸×（扫描分辨率）2×3。

14、善用透明片配件：

许多用户发现扫描仪购买回来后，还附带一只透明片配件，这个配件到底是干什么用的呢？不少用户感到很茫然，其实该配件是配合平板扫描仪来扫描透明片用的。为得到透明片或幻灯片的最佳扫描，从架子和幻灯片安装架上取下图片并安装其在玻璃扫描床上，反面朝下（反面通常是毛面）。用黑色的纸张剪出面具，覆盖除稿件被设置的地方之外的整个扫描床。这将在扫描期间减少闪耀和过份暴光。

15、寻找理想扫描位置：

通常我们在摆放扫描稿时，都是沿着扫描平板的边缘摆放，其实扫描平板的边缘并不是最佳的扫描区域，那么扫描平板上的什么位置是最佳扫描区域呢？这个最佳扫描摆放位置是经过多次测试和寻找得到的，其具体寻找方法为：首先将扫描仪的所有控制设成自动或默任状态，选中所有区域，接着再以低分辨率扫描一张空白，白色或不透明块的样稿；然后再用专业的图象处理软件Photoshop来打开该样稿，使用该软件中的均值化命令（Equalize菜单项）对样稿进行处理，处理后我们就可以看见在扫描仪上哪儿有裂纹，条纹，黑点。我们可以打印这个文件，剪出最好的区域（也就是最稳定的区域），以帮助我们放置图象。

『贰』 全井眼地层微电阻率扫描成像仪（FMI）

（一）FMI仪器结构和电极排列

FMI仪器主要有5个部分组成，如图5-5所示。

遥测部分：用于传递数据，由钮扣电极扫描采集的地层信息，各种辅助测量、控制测量值一起经测井电缆传至地面，传输的速率为200 kbps。

控制部分：控制短节中的自动控制环路，可以放大描述岩石特征的信号，扩大了仪器的动态范围；能够周期性地检查各个支路的工作状态，并反馈给测井工程师，实现井下仪器的最佳控制；增强了仪器使用的灵活性，对仪器的运行提供方便，使三种测井方式都能在最短时间内采集所需要的数据。

绝缘短节：它可使探头与电子线路外壳绝缘，以便电流从极板流入地层、回到电子线路外壳，且使两者有一定的电位差。这种排列的一个优点是，组合测井时FMI可作为ARI的低端回路电极。

采集线路和测斜部分。采集线路具有以下功能，①从微电导率数据中滤掉直流成分，如SP；②对信号数字化，以提高信号的抗干扰性；③对数字信号滤波，提高信噪比；④对数字信号处理，以确定地层微电导率数据的同相位幅度。

测斜部分可以测量仪器和井眼倾斜方位，以及井眼的倾角。测量精度：方位角为2°，井斜角为0.2°。还可以测量仪器的加速度，用于对图像处理和倾角计算时的速度校正。

极板和探头。极板部分有钮扣电极阵列和高精度的电子线路组成。电子线路用于采样、检测和放大钮扣电极信号，保证了图像的分辨率和清晰度。

极板的设计可以使仪器在大斜度井或水平井中有可靠的响应。由液压系统向极板提供的压力，可以使极板部分始终紧贴井壁。当仪器主体与井轴不平行时，极板部分可相对于仪器主体倾斜，而仍与井轴平行。

FMI有四个臂，每个臂上有一个主极板和一个折页极板。如图5-6所示。这种结构使极板个数增加，可以获得更大的井壁覆盖范围。仪器的收拢直径为5 in（127 mm）。每个主极板和折页极板上各装有25个钮扣电极阵列，可获得0.2 in（5.1 mm）的分辨率。

测井时弹簧和液压系统使主电极紧贴井壁，折页极板打开后，能自动适应井眼形状，与主极板无关。弹簧施力于铰链上，使折页极板面与井壁贴紧。如上所述，当仪器主体与井轴不平行时，各个极板仍能和井壁紧密接触。当仪器直径收拢到小于6 in（152.4 cm）时，每个折页极板被折叠在相邻极板的下面。

FMI仪器具尚有另外两个特点：一是利用三维的万向接头和控制器卡盘扶正器装在一起，消除了FMI探头上部仪器重量的影响；地面控制的液压系统，可以改变作用在每个极板上的压力。这样，当仪器在大斜度井或水平井中时，可以使极板与井壁接触良好，保证了在恶劣井眼环境下的图像质量。

图5-5 FMI外形结构示意图

图5-6 FMI极板装置

每个极板上的电极阵列，包括两排钮扣电极，每排12个，两排间距为0.3 in（1 in=2.54 cm）；上下电极互相错开，横向间距0.1 in。主极板与折页极板阵列电极间的垂直距离为5.7 in。

8个极板上共有192个传感器，都是由直径为0.16 in的金属钮扣，外加0.24 in的绝缘环组成。这样的结构有利于信号聚焦，并使其钮扣电极的分辨率达0.2 in。当地层特征小于0.2 in时，在图像上显示为0.2 in的地层特征。

（二）FMI测量原理

FMI测量原理如图5-7 所示。电流回路为上部电极—地层—下部电极。上部电极是电子线路的外壳，下部电极是极板。测量时，八个极板全部紧贴井壁，由地面成像测井装置控制向地层发射电流，记录每个电极的电流及所施加的电压，它们反映井壁四周地层微电阻率的变化。

图5-7 FMI测量时电流路径

『叁』 3D扫描仪有何用途

3D扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观资料(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的资料常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中建立实际物体的数位模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学资讯、生物资讯、刑事鉴定、数位文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。下面咱们就来看看这样一款3D扫描仪。

Z Corporation-ZScanner 800 Z Corporation-ZScanner 800ZScanner系列扫描仪产品为三维扫描带来了所需要的高速度、易用性以及前所未有的通用性。这一系列的产品能够在最为狭小的空间内扫描任意物体，并在一次性连续扫描中实时进行扫描。

传统扫描仪要求采用固定三脚架、粗重的机械支臂、或者需要外部定位设备，而且外部定位设备必须处于目标表面的视线以内。这样，那些难以接触到的物体近乎是不可能进行扫描的，并且需要进行大量的后处理工作，将多个扫描图像拼合成一个扫描图像。

『肆』 扫描成像的种类

（1）电子扫描成像：
电视接收机天线接收到调制过的视频信号，经变频、中放、检波、视放，由显像管的电子枪发射出随视频信号而变化的电子束，电子束轰击荧光屏，就会把高速电子的动能转变为光能，在屏幕上出现亮点，而受高速电子轰击打出的二次电子被栅极捕获。电子束在荧光屏上迅速扫描，由于荧光屏的余晖和人视觉暂留，因此可以看到整幅画面，还可将画面用照相机翻拍下来，成为照片。
（2）光学机械扫描：
机械扫描成像使用的扫描系统多为抛物面聚焦系统—卡塞格伦光学系统，它将地物的电磁辐射聚焦到探测器。
光学扫描系统的瞬时视场角很小，扫描镜只收集点的辐射能量，利用本身的旋转或摆动形成一维线性扫描，加上平台移动，实现对地物平面扫描，达到收集区域地物电磁辐射的目的。
（3）固体扫描成像 ：通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。 目前常用的探测元件是电子藕合器件CCD是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。具有感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、灵敏度高、动耗小、寿命长、可靠性高等一系列优点。

『伍』 医学影像设备的种类分哪几种

医学影像设备按成像方法分为：X线成像、磁共振成像、核医学成像、超声成像、专热成像属、光学成像CT、DR、乳腺机都为X线成像。CT全称computered tomography。X线计算机体层成像。DR是数字化X线机，乳腺机时一种阳极为钼的特殊X线机，即软X线机。CT是进行横断面扫描的。片子的空间分辨率高。DR为重叠影像，片子清晰度高。
2、录像机的种类：按质量等级分类可分为： 广播级录像机、专业级录像机、家用录像机；按使用的磁带宽度分类：2吋磁带录像机（50.8）、1吋磁带录像机（25.4）、3/4吋磁带录像机（19）、1/2磁带录像机（12.7）、1/4吋磁带录像机（6.3）

『陆』 医学影像设备有哪些

1、CT，即电子计算机断层扫描

CT是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查，根据所采用的射线不同可分为：X射线CT（X－CT）、超声CT（UCT）以及γ射线CT（γ－CT）等。

2、CR，即计算机X线摄影系统

计算机X线摄影指的是用光激励存储荧光体作为探测器的X射线投影成像方法，同时也代指使用该种成像方法的医疗成像设备。

3、DR，即直接数字化X线摄影系统

DR指在计算机控制下直接进行数字化X线摄影的一种新技术，即采非晶硅平板探测器把穿透人体的X线信息转化为数字信号，并由计算机重建图像及进行一系列的图像后处理。DR系统主要包括X线发生装置、直接转换平板探测器、系统控制器、影像监示器、影像处理工作站等几部分组成。

4、磁共振

是医学影像学的一场革命，生物体组织能被电磁波谱中的短波成分如X线等穿透，但能阻挡中波成分如紫外线、红外线及长波。人体组织允许磁共振产生的长波成分如无线电波穿过，这是磁共振应用于临床的基本条件之一。

5、DSA，即数字减影血管造影技术

数字减影血管造影技术是一种新的X线成像系统，是常规血管造影术和电子计算机图像处理技术相结合的产物。通过DSA处理的图像，使血管的影像更为清晰，在进行介入手术时更为安全。

『柒』 专业影像扫描仪哪个牌子靠谱一点

专业影像扫描仪的话，之前了解过中晶的一款产品，做的比较专业，中晶ArtixScan F2应该是顶级的器材了，是一台为有专业影像应用需求的人士设计的双平台扫描仪。 配备了4800 × 9600 dpi 的光学分辨率，48位深度，最高 4.2D的光学密度值。内建自动对焦功能，中晶独有的药膜面直接感光技术，色彩还原技术，各方面表现非常出色。

『捌』 非接触式扫描仪都有哪些

非接触式扫描仪有很多，比如说德国的book2net、中国的爱瞰扫描仪、美国的kirtas、这些都是矩阵式处理器扫描镜头一次性成像，扫描的效率比较高一些适合大量的数字化使用爱瞰影像的品牌现在很火。还有一些是线性ccd采集镜头的扫描仪，扫描有一条光带在晃动有一些刺眼是传统的扫描方式，适合少量资料数字化使用。希望能帮助你！

『玖』 现在大幅面扫描仪有哪些主要品牌哪个品牌性价比最高我们办公室需要买一台自用

现在市面上大幅面扫描仪主要有卡莱泰克（ColorTrac）金翔（kinghum）卡莱奇（ColorGiant）康泰克斯（Contex）和日图（Graphtec）五种品牌。威达（Vidar）属于康泰克斯的一种。
康泰克斯，金翔，日图，卡莱泰克三种产品都有CCD,和CIS两种成像技术的产品。
只有卡莱奇只出品了CIS成像技术的产品

『拾』 典型传感器介绍

遥感传感器是获取遥感数据的关键设备，由于设计和获取数据的特点不同，传感器的种类也就繁多，目前遥感中使用的传感器类型大体上可分为: ①摄影类型的传感器; ②扫描成像类型的传感器; ③雷达成像类型的传感器; ④非成像类型的传感器。以下将就前三类的典型传感器进行介绍。

( 一) 光学摄影类传感器

这种类型传感器的基本工作原理为经过透镜 ( 组) ，按几何光学的成像原理聚焦构像，利用感光材料，通过光化学反应直接感测和记录目标物反射的可见光和摄影红外波段电磁辐射能，在胶片或像纸上形成目标物固化影像。其优点是空间分辨率高、成本低、操作易、信息容量大; 缺点是局限在 0. 3 ～1. 3μm 波谱段，影像几何畸变较严重，成像受气候、光照条件和大气效应的限制。

典型的光学摄影类传感器是各类摄影机，按结构及胶片曝光方式可分为帧幅摄影机、缝隙摄影机、多光谱摄影机和全景摄影机。

1. 帧幅式摄影机

这是大家最为熟悉的一种传感器。主要由收集器、物镜、探测器和感光胶片组成，另外还需有暗盒、快门、光栅、机械传动装置等。曝光后的底片上只有一个潜像，须经摄影处理后才能显示出影像来。这种传感器的成像原理是在某一个摄影瞬间获得—张完整的像片 ( 18cm ×18cm 或 23cm ×23cm 幅面) ，一张像片上的所有像点共用一个摄影中心和同一个像片面。

图 3-5 缝隙摄影机

2. 缝隙摄影机

缝隙摄影机又称航带摄影机。在飞机或卫星上，摄影瞬间所获取的影像，是与航向垂直，且与缝隙等宽的一条地面影像。这是由于在摄影机焦平面前方放置一开缝的挡板，将缝隙外的影像全挡去的缘故 ( 图 3-5) 。当飞机或卫星向前飞行时，摄影机焦平面上与飞行方向成垂直的狭缝中的影像，也连续变化。如果摄影机内的胶片也不断地进行卷绕，且其速度与地面在缝隙中的影像移动速度相同，就能得到连续的条带状的航带摄影负片。当飞机航速与胶片卷绕速度不匹配时，影像会产生仿射畸变。缝隙摄影机投影性质，对于瞬间获取的一条缝隙宽度的影像，仍为中心投影。但对于条带影像，由于是在摄影机随飞行器移动的情况下连续获得，因此与框幅式影像的投影性质就不一样，其航迹线影像为正射投影，而其他部分的像点，是相对各自缝隙内的摄影中心的中心投影，称之为多中心投影。另外，搭载此类传感器的飞行器，其位移和姿态变化会使影像产生复杂的几何畸变。

3. 多光谱摄影机

它是为了摄取不同波段同一目标物的多光谱像片而设计的。其构造与一般普通航空摄影机相似，但具有多镜头、多通道的特点。常见的多光谱摄影机可分为三种类型，即多像机型、多镜头型、单镜头分光谱型。

多镜头型是在一架航空摄影机上，安置几个光学特性一致的镜头，以摄取不同波段同一地区的像片。多像机型是将几架航空摄影机安装在同一飞机上，就组合成了多机型的摄影机。各架像机之间，光轴互相平行，按动一个快门按钮，即可使几个快门同时工作，从而对地物进行多光谱摄影。单镜头分光谱像机的特点是采用棱镜将光束分离成几个波段再进行摄影，或利用响应不同波段的多感光层胶片进行多光谱摄影，胶片经摄影处理后得到的是一张合成了的多光谱像片，如彩色摄影和红外彩色摄影。

图 3-6 全景摄影机

4. 全景摄影机

全景摄影机又称扫描摄影机。全景摄影机的结构如图 3-6 所示，它是在物镜焦面上平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂直航线方向扫描，得到一幅扫描成的影像图，因此称扫描像机，又由于物镜摆动的幅面很大，能将航线两边的地平线内的影像都摄入底片，因此又称它为全景摄影机。

全景摄影机的特点是焦距长，有的达 600mm 以上。幅面大，可在长约 23cm 宽达128cm 的胶片上成像。这种摄影机的精密透镜既小又轻，扫描视场很大，有时能达 180°。这种摄影机是利用焦平面上一条平行于飞行方向的狭缝来限制瞬时视场，因此在摄影瞬间得到的是地面上平行于航迹线的一条很窄的影像，当物镜沿垂直航线方向摆动时，就得到一幅全景像片。这种摄影机的底片呈弧状放置，当物镜扫描一次后，底片旋进一幅。由于每个瞬间的影像都在物镜中心一个很小的视场内构像，因此每一部分的影像都很清晰，像幅两边的分辨力明显提高。但由于全景像机的像距保持不变，而物距随扫描角增大而增大，因此出现两边比例尺逐渐缩小的现象，整个影像产生所谓全景畸变，再加上扫描的同时，飞机向前运动，以及扫描镜摆动的非线性等因素，使影像的畸变更为复杂，图 3-7 为地面上正方形格网在全景像片上的形状。

图 3-7 全景像片的畸变

( 二) 扫描成像类型的传感器

扫描成像类型的传感器是逐点逐行地以时序方式获取二维图像。有两种主要的形式，一是对物面扫描的成像仪，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多频段频谱仪等; 二是瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像，这类仪器有线阵列CCD 推扫式成像仪，电视摄像机等。

图 3-8 机载红外扫描仪结构原理图

1. 红外扫描仪

典型的机载红外扫描仪的结构如图 3-8 所示。它的具体结构元件有一个旋转扫描镜，一个反射镜系统，一个探测器，一个制冷设备一个电子处理装置和一个输出装置。

红外扫描仪扫描成像过程是当旋转棱镜旋转，第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次扫描视场内的地面辐射能，由刈幅的一边到另一边依次进入传感器，经探测器输出视频信号再经电子放大器放大和调制，在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的图像线，这条图像线经曝光后在底片上记录下来接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动，胶片也作同步旋转，记录的第二条图像正好与第一条衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维条带图像。

由于地面分辨力随扫描角发生变化，因此红外扫描影像会产生畸变，这种畸变通常称之为全景畸变，其形成原因与全景摄影机类似。

红外扫描仪还存在一个温度分辨力的问题，温度分辨力与探测器的响应率 R 和传感器系统内的噪声 N 有直接关系。为了获得较好的温度鉴别力，红外系统的噪声等效温度限制在 0. 1 ～0. 5 K 之间，而系统的温度分辨力一般为等效噪声温度的 2 ～6 倍。

2. TM 专题制图仪

TM 专题制图仪是一个高级的多波段扫描型的仪器，包括七个光谱段，第一到第五谱段和第七谱段是可见光、近红外和短波红外谱段，第六谱段是热红外谱段。可见光、近红外和短波红外谱段的瞬时视场为 30m ( 轨道高度 705km) ，热红外谱段的瞬时视场分辨率为 120m。由于改善了空间分辨率，扩大了光谱搜盖范围，所以它能用于地球资源分类和绘制多种专题地图。

图 3-9 专题制图仪光学系统

TM 专题制图仪结构如图 3-9 所示，它的主反射镜位于仪器的中下方，在它的前面是光学挡光片和第二反射镜。第二反射镜由支柱安装到望远镜结构支架上。主反射镜的后面是扫描行改正器、内部标定器和主焦面。内部标定器采用白炽灯，通过纤维光束作为第一到第五和第七谱段的光源，第六谱段采用的是可控温度黑体。扫描行改正器是一具有小型的、由马达驱动的双反射镜像平面扫描系统，它的旋转速率与卫星轨道速度大小相同，但方向相反。通过反射镜的主动扫描，直接校正像的运动。辐射制冷器、后续光学系统和红外探测器阵列位于仪器尾部末端。电子线路安装在一个楔形盒内，固定在望远镜的上方。专题制图仪的主要性能参数见表 3-3。

表 3-3 TM 专题制图仪各项参数

图 3-10 HRV 扫描仪的结构原理图

3. HRV 线阵列推扫式扫描仪

HRV 是一种线阵列推扫式扫描仪，其简单的结构如图 3-10 所示。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在 CCD 线阵列元件上，CCD 的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的 CCD元件作探测器，在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，如缝隙摄影机那样，以 “推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。CCD 称电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号。

4. 成像光谱仪

成像光谱仪是新一代传感器，在 20 世纪 80 年代初正式开始研制，研制这类仪器的主要目的是在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时，获得每个像元几乎连续的光谱数据，因而称为成像光谱仪。目前已存在成像光谱仪在可见光—红外波段范围内，可以被分割成几百个窄波段，具有很高的光谱分辨率。从其近乎连续的光谱曲线上，可以分辨出不同物体光谱特征的微小差异，有利于识别更多的目标，因此，成像光谱仪主要应用于高光谱遥感。

成像光谱仪所依据的原理和结构可分为两大类型，一类可称为线阵探测器 CCD 加光机扫描型 ( 图 3-11) ，另一类为面阵 CCD 探测器加空间推扫型 ( 图 3-12) 。

图 3-11 带线阵的成像光谱仪工作方式

图 3-12 带面阵成像光谱仪工作方式

前者实际上是多光谱扫描仪 MSS 和 TM 向更多光谱段的发展，所以具有线阵 CCD 与缝隙式摄影成像相同的行中心投影关系和多光谱扫描仪类似的技术特点: ①空间扫描通过扫描镜摆动完成，从而可以获得大的视场 ( 可高达 90°) ; ②像元配准好，不同波段任何时候都能凝视同一像元; ③光谱覆盖范围比较大，可以从可见光一直到热红外波段; ④进一步提高光谱分辨率、空间分辨率和辐射灵敏度比较困难。

第二类成像光谱仪实际上是 SPOT 推扫式扫描仪的进一步发展，所以具有面阵 CCD与推扫式摄影成像相同的中心投影关系和 HRV 类似的特点: ①像元的凝视时间长，可以获得较高的系统灵敏度和空间分辨率; ②在可见光波段，由于器件很成熟，光谱的分辨率可以做得相当高。但是各个光谱通道之间的配准有一定难度，光学设计不容易，故总视场一般只能达到 30°左右; ③中红外特别是热红外谱区，受器件的限制很大，目前尚未取得实质性进展，难于覆盖到这一谱段。

成像光谱仪 MODIS，作为美国 EOS 计划第一颗卫星 TERRA ( EOS － AM －1) 的主要传感器，已于 1999 年升空。其巨大的应用前景和免费接收政策，促使 MODIS 接收处理站在全球，如雨后春笋般地冒出来，MODIS 将成为宏观资源和环境遥感的重要信息源。MO-DIS 从可见光到红外共分 36 个波段，采用线阵 CCD 探测器与光机扫描相结合的结构形式，星下点的地面分辨率为 250m，500m 和 1000m，卫星轨道与太阳同步。上午 10: 30 过境，扫幅宽度 2330km，每天基本上可覆盖全球一次。MODIS 的光电转换由一个双面扫描镜旋转对地面扫描，以每次 10km 的宽度收集地物目标的波谱信号，经镜头聚焦到星上的探测器。由于不同波段需用不同的探测器，因此在物镜前设置了分光镜，分光后，分别送到可见光 ( VIS) 、近红外 ( NIR) 、短波红外 ( SWIR) 与中波红外 ( MWIR) 以及长波红外( LWIR) 四个物镜与焦平面部件。在焦平面分别安置响应不同波段的探测器和 A/D 变换器，把地物目标的模拟信号变换成数字信号，再经格式化器和缓冲器，将信号输出，通过系统校正处理提供产品。

由于高光谱分辨力和高空间分辨力，随之而来的是数据量的急剧增加，必须考虑海量数据的实时压缩方法，其中之一是实时地选择有效波段，并能根据需要灵活地改变波段宽度和空间分辨力。这样在未来的成像光谱仪传感器系统中必然要有智能型的实时控制和处理能力。另外，与其他遥感数据一样，成像光谱数据也经受着大气、遥感平台姿态、地形因素的影响，产生横向、纵向、扭曲等几何畸变及边缘辐射效应，因此在数据提供给用户使用之前必须进行预处理。预处理的内容主要包括平台姿态的校正，沿飞行方向和扫描方向的几何校正以及图像边缘辐射校正。

( 三) 雷达成像类型的传感器

雷达是一种主动式的微波遥感传感器，它有侧视雷达和全景雷达两种形式，其中在地学领域主要使用侧视雷达。侧视雷达是向遥感平台行进的垂直方向的一侧或两侧发射微波，再接收由目标反射或散射回来的微波。通过观测这些微波信号的振幅、相位、极化以及往返时间，就可以测定目标的距离和特性。

图 3-13 脉冲式雷达的一般结构

侧视雷达成像与航空摄影不同，航空摄影利用太阳光作为照明源，而侧视雷达利用发射的电磁波作为照射源，它与普通脉冲式雷达的结构大体上相近。图 3-13 为脉冲式雷达的一般组成格式，它由一个发射机，一个接收机，一个转换开关和一根天线等构成。发射机产生脉冲信号，由转换开关控制，经天线向观测地区发射。地物反射脉冲信号，也由转换开关控制进入接收机。接收的信号在显示器上显示或记录在磁带上。

雷达工作时，其上的发射器通过天线在很短的微秒级时间内发射一束能量很强的脉冲波，当遇到地面物体时，被反射回米的信号再被天线接收。由于系统与地物距离不同，同时发出的脉冲，接收的时间则不同 ( 图 3-14) 。

雷达接收到的回波中，含有多种信息。如雷达到目标的距离、方位，雷达与目标的相对速度 ( 即作相对运动时产生的多普勒频移) ，目标的反射特性等。其中距离信息可用下式表示:

式中: R 是雷达到目标的距离; v 电磁波传播速度; t 是雷达和目标间脉冲往返的时间。

雷达接收到的回波强度是系统参数和地面目标参数的复杂函数。系统参数包括雷达波的波长、发射功率、照射面积和方向、极化等。地面目标参数与地物的复介电常数、地面粗糙度等有关。

图 3-14 雷达传播工作原理

按天线的结构不同，侧视雷达又分为真实孔径侧视雷达 ( RAR) 和合成孔径侧视雷达 ( SAR) 。

1. 真实孔径侧视雷达

真实孔径侧视雷达的工作原理如图 3-15 所示。天线装在飞机的侧面，发射机向侧向面内发射一束窄脉冲，地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接收。由于地面各点到飞机的距离不同，接收机接收到许多信号，以它们到飞机距离的远近，先后依序记录。信号的强度与辐照带内各种地物的特性、形状和坡向等有关。如图 3-15 中的 a，b，c，d，e 等各处的地物，a 处由于地物隆起，反射面朝向天线，出现强反射; b 处为阴影，无反射; c 处为草地，是中等反射; d 处为金属结构，电导率大，出现最强反射; e 处为平滑表面，出现镜面反射，回波很弱。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射特性的图像线，记录在胶片上。飞机向前飞行时，对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强弱表示的条带图像。

图 3-15 真实孔径侧视雷达的工作原理

真实孔径侧视雷达的地面分辨率包括距离分辨率和方位分辨率两种。距离分辨率是在脉冲发射的方向上，能分辨两个目标的最小距离 ( 图 3-16) ，它与脉冲宽度有关，可用下式表示:

遥感地质学

式中: R_τ为距离分辨率; c 为光速; τ 为脉冲宽度; Φ 为雷达波束俯角。另外真实孔径侧视雷达的距离分辨率与距离无关。若要提高距离分辨率，从上式分析，需要减小脉冲宽度，但这样将使作用距离减小。目前一般是采用脉冲压缩技术来提高距离分辨率。此外，在 Φ =50°，脉冲宽度为0. 1 μs 时，距离分辨率为23m，图中，A，B 两点相距20m，不能被分辨。当 Φ =35°，脉冲宽度不变时，距离分辨率为 18m，C，D 两点相距 20m，可以被分辨。这就是说，俯角越大，距离分辨率低; 反之则距离分辨率提高。

图 3-16 在距离方向上的雷达分辨率

方位分辨率是指相邻的两束脉冲之间，能分辨两个目标的最小距离，它与波瓣角 β 有关 ( 图 3-17) 。雷达发射的微波向四面八方辐射，呈花瓣状，称波瓣，但以一个方向为主，称为主瓣，其他方向辐射能小，形成副瓣，其中 β 称为波瓣角。这时的方位分辨率为

图 3-17 侧视雷达的方位分辨率

遥感地质学

式中: R_β为方位分辨率; λ 为波长; d 为天线孔径; GR 为观测距离。要提高方位分辨率，需采用波长较短的电磁波，加大天线孔径和缩短观测距离。这几项措施无论在飞机上或卫星上使用时都受到限制。目前是利用合成孔径侧视雷达来提高侧视雷达的方位分辨率。

2. 合成孔径侧视雷达

合成孔径侧视雷达是利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达 ( 图 3-18) 。要用小孔径雷达天线代替大孔径雷达天线，在地面上通常采用若干小孔径天线组成阵列，即把一系列彼此相连、性能相同的天线，等距离地布设在一条直线上，利用它们接收窄脉冲信号 ( 目标地物后向散射的相位、振幅等) ，以获得较高的方位分辨率。天线阵列的基线愈长，方向性愈好。

图 3-18 合成孔径天线示意图

图 3-19 合成孔径侧视雷达工作过程

合成孔径侧视雷达的工作原理是: 遥感平台在匀速前进运动中，以一定的时间间隔发射一个脉冲信号，天线在不同位置上接收回波信号，并记录和储存下来。将这些在不同位置上接收的信号合成处理，得到与真实天线接收同一目标回波信号相同的结果。这样就使一个小孔径天线，起到了大孔径天线的同样作用。

合成孔径雷达系统与真实孔径侧视雷达系统相比，最大的优点在于它的方位分辨率与距离 R 无关。这样的系统既可以放在航空器上，又可以放在航天器上，不会因为与地物的距离远而减少分辨率。理论计算表明，合成孔径雷达在沿航迹的方向上，像元尺寸( 分辨率) 为

遥感地质学

式中: R_S为方位分辨率; d 为天线沿航迹方向的长度 ( 不是全部天线的总长度) 。例如，合成孔径雷达天线装置在宇宙飞船上，总长度为 2km，它由多个小天线排成一阵列，每一个小天线真实孔径为 8m，雷达波长 4cm，飞船天线侧向与目标地物的距离为 400km 时，该合成孔径的方位分辨率为 4m; 如果以 8m 小天线真实孔径作侧视雷达天线，其方位分辨率为2000m; 如果以天线全长2km 为真实孔径天线，其方位分辨率为8m ( 图3-19) 。