在遙感技術(shù)的廣闊天地中，成像光譜儀以其獨特的能力，捕捉著地球表面的每一寸細(xì)節(jié)。而空間分辨率，作為成像光譜儀的重要性能指標(biāo)之一，更是決定著我們能夠多清晰地看到這些細(xì)節(jié)的關(guān)鍵。今天，就讓我們一同揭開空間分辨率的神秘面紗，深入了解它在成像光譜儀中的重要作用。

空間分辨率的定義與意義

（1）定義

空間分辨率，是由儀器的角分辨力（Angular Resolving Power）決定的，它反映了遙感器在某一瞬間能夠分辨的最小地面單元的大小。這個分辨率的高低，直接決定了我們能夠從遙感圖像中獲取到的地面信息的精細(xì)程度。

空間分辨率的高低對于遙感應(yīng)用來說至關(guān)重要。高空間分辨率的成像光譜儀能夠捕捉到更多的地面細(xì)節(jié)，為城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害評估等領(lǐng)域提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。而低空間分辨率的圖像則可能丟失大量關(guān)鍵信息，導(dǎo)致分析結(jié)果的準(zhǔn)確性大打折扣。

（2）表示方法

l 像元(pixel)

像元是掃描影像的基本單元，是成像過程中或用計算機處理時的基本采樣點，由亮度值表示。單個像元所對應(yīng)的地面面積大小，單位為米(m)或公里(km)。

舉例：美國QuickBird商業(yè)衛(wèi)星一個像元相當(dāng)?shù)孛婷娣e0.61mX0，61m，其空間分辨率為0，61m；Landsat/TM一個像元相當(dāng)?shù)孛婷娣e28.5mX 28.5m，簡稱空間分辨率30m；NOAA/AVHRR一個像元約相當(dāng)?shù)孛婷娣e1100mX1100m，簡稱空間分辨率1.1km(或1 km)。

l 線對數(shù)(Line Pairs)

線對指一對同等大小的明暗條紋或規(guī)則間隔的明暗條對。對于攝影系統(tǒng)而言，影像最小單元常通過Imm間隔內(nèi)包含的線對數(shù)確定，單位為線對 /mm。

l 瞬時視場(IFOV)

指遙感器內(nèi)單個探測元件的受光角度或觀測視野，單位為毫弧度(mrad)。IFOV越小，最小可分辨單元(可分像素)越小，空間分辨率越高。IFOV取決于遙感器光學(xué)系統(tǒng)和探測器的大小。一個瞬時視場內(nèi)的信息，表示一個像元。

（3）選擇標(biāo)準(zhǔn)

一般說來，遙感器系統(tǒng)的空間分辨率越高，其識別物體的能力越強。但是實際上每一目標(biāo)在圖像的可分辨程度，不完全決定于空間分辨率的具體值，而是和它的形狀、大小，以及它與周圍物體亮度、結(jié)構(gòu)的相對差異有關(guān)。形狀和較單一的背景值在同等低分辨率下更清晰。

遙感器系統(tǒng)空間分辨率的選擇一般應(yīng)選擇小于被探測目標(biāo)最小直徑的1/2。

（4）應(yīng)用舉例

對于掃描系統(tǒng)，空間分辨率決定了根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)組能直接確定的信息類別。

l NOAA /AVHRR空間分辨率1.1km的數(shù)據(jù)可以用于分析農(nóng)、林、牧等信息類別

l Landsat/TM空間分辨率30m的數(shù)據(jù)可以對上述的林地的子類別，如針葉林、闊葉林，混交林等進行分析。

空間分辨率對比

空間分辨率的計算與影響因素

空間分辨率的計算公式為：GR=2×H×tan?(IFOV/2)，其中GR為地面分辨單元的大小，H為遙感平臺的高度，IFOV為遙感器的瞬時視場角。從這個公式我們可以看出，空間分辨率的大小與遙感平臺的高度和遙感器的瞬時視場角密切相關(guān)。

遙感平臺高度：一般來說，遙感平臺越高，空間分辨率就越低。這是因為隨著高度的增加，遙感器所覆蓋的地面面積也會增大，導(dǎo)致每個像元所對應(yīng)的地面面積也隨之增大。

瞬時視場角：瞬時視場角越小，空間分辨率就越高。這是因為瞬時視場角決定了遙感器在某一瞬間能夠“看到”的地面范圍，范圍越小，意味著每個像元所對應(yīng)的地面面積就越小，從而能夠捕捉到更多的地面細(xì)節(jié)。

空間分辨率的應(yīng)用與案例

高空間分辨率的成像光譜儀在遙感技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。例如，在城市規(guī)劃中，它可以幫助我們精確識別城市的道路、建筑、綠地等要素，為城市規(guī)劃者提供詳實的數(shù)據(jù)支持；在環(huán)境監(jiān)測中，它能夠捕捉到水體污染、植被覆蓋度等環(huán)境指標(biāo)的變化，為環(huán)境保護和生態(tài)修復(fù)提供有力的數(shù)據(jù)支撐；在災(zāi)害評估中，它能夠快速獲取災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的詳細(xì)情況，為救援和災(zāi)后重建工作提供及時的決策依據(jù)。

以城市規(guī)劃為例，高空間分辨率的成像光譜儀能夠捕捉到城市內(nèi)部的細(xì)微差別，如不同建筑的高度、形狀、材質(zhì)等信息。這些信息對于城市規(guī)劃者來說至關(guān)重要，因為它們能夠幫助規(guī)劃者更好地了解城市的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從而制定出更為科學(xué)、合理的城市規(guī)劃方案。