高光譜遙感技術(shù)的介紹及應(yīng)用

高光譜遙感技術(shù)的介紹及應(yīng)用紹了高光譜遙感技術(shù)的特點、進展?fàn)顩r及其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。高光譜遙感簡介高光譜遙感概念從感興趣的物體獵取有關(guān)數(shù)據(jù)；與之相對的則是傳統(tǒng)的寬光譜遙感，通常>100nm，且波段并不連續(xù)。高光譜圖像是由成像光譜儀獵取的，成像光譜線。它使原來在寬波段遙感中不行探測的物質(zhì)，在高光譜中能被探測。寬闊的進展前景。高光譜遙感數(shù)據(jù)的特點同其他常用的遙感手段相比,成像光譜儀獲得的數(shù)據(jù)具有以下特點:、多波段、波段寬度窄、光譜區(qū)分率高。波段寬度<10nm，波段數(shù)較多光譜遙感(由幾個離散的波段組成)大大增多，在可見光和近紅外波段可達幾十到20～40nm等遙感技術(shù)所不能區(qū)分的(多光譜遙感波段寬度在100～200nm之間)，而高光譜遙感甚至光譜區(qū)分率更高的超光譜遙感卻能對地物的吸取光譜特征進展很好的光譜圖像中的每一個像元在各通道的灰度值都能產(chǎn)生一條完整、連續(xù)的光譜曲、由于波段眾多，波段窄且連續(xù)，相鄰波段具有很高的相關(guān)性，使得高光數(shù)據(jù)量巨大(GB級)、相性大，尤其在相鄰的通道間，具有很大的數(shù)據(jù)冗余、光譜區(qū)分率高。成像光譜儀采樣的間隔小，一般為10nm左右。精細(xì)的光地物的化學(xué)分析成為可能。MSS(80m)、TM(30m)SPOT/HRV的多波段圖像(20m)率的特性，使得該種類型的傳感器具有寬闊的應(yīng)用前景。高光譜遙感的進展高光譜成像技術(shù)的進展及傳感器假設(shè)把多光譜掃描成像的MSS(multi2spectralscanner)和TM(thematicmapper)(hyperspectralimagery)技術(shù)則是第三代的成像技術(shù)。80年月至今已經(jīng)研制了三代高光譜成JPL1984～1986NASAC-130飛機上使用。這是一臺裝有二維、近紅外陣列探測器的試驗儀器，有得很好的效果。其次代成像光譜儀稱航空可見光、近紅外成像光譜儀AVIRIS，有224個通10nmU2飛機上使用，為目前最常用的航空光譜儀之一。GE164通道的高光譜區(qū)分率掃描儀是在不同的光譜范圍區(qū)內(nèi)，通道的光譜寬度是不同的。立葉變換高光譜成像儀FTHSI，適合在Cessna-206 輕型飛機上使用。它的重量為35kg，承受256通道，光譜范圍為400～1050nm，有2～10nm的光譜區(qū)分率，視場角為150°。在國內(nèi)，成像光譜儀的研制工作由于跟蹤國際前沿技術(shù),成像光譜儀的研制已躋身于國際先進展列。先后研制成功了多光譜掃描儀、紅外細(xì)分光譜掃描儀AMSS、71波段多光、128OMIS系統(tǒng)、244PHI等。高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進展盡管成像光譜儀具有其獨特的優(yōu)越性,但其數(shù)據(jù)量巨大，為應(yīng)用和分析帶來數(shù)據(jù),充分發(fā)揮其高光譜區(qū)分率和空間區(qū)分率方面做出了很多嘗試，所承受的方法可歸納為兩大類?；诩兿裨姆治龇椒?)、基于成因分析的光譜分析方法MSSTM圖像的處理和分析應(yīng)用中。成像光譜儀問世以后,很多爭論人員沿用了這僅僅在比較小的范圍內(nèi)(如巖石成分分析等)取得成功的運用。2、基于統(tǒng)計分析的圖像分類和分析需要有充分的數(shù)據(jù)地學(xué)特征，否則得到的結(jié)果有時是不明確的物理解釋?；诨旌舷裨姆治龇椒▌荼貢矸诸愓`差，導(dǎo)致精度下降，不能反映真實的地物掩蓋狀況?；瑥亩喕癁榫€性模型。近年來，混合像元的爭論中比較有代表性的當(dāng)屬美國Maryland大學(xué)的Bosdogianni1994年OSP(OrthogonalSubspaceProjection)基于OSP的方法，并將Kalman濾波器用于線性混合模型中。這種線性分別Kalman濾波器不僅可以檢測到像元內(nèi)各種特征豐度的突然變化，而且能夠檢測對分類有用的目標(biāo)特征。Bosdogianni等人利用遙感技術(shù)對火災(zāi)后的森林及生態(tài)HoughesNASAAVIRIS作為星載的雛形進展?fàn)幷?，并件包ISISENVI影像處理系統(tǒng)、ERDAS影像處理系統(tǒng)等。在20世紀(jì)80年月中后期，我國開頭著手進展比較成形的高光譜圖像處理系統(tǒng)。高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用高光譜遙感的進展歷史雖然只有短短二十年的時間,但在很多國家、很多領(lǐng)域已得到了越來越廣泛的應(yīng)用,尤其是在地質(zhì)和植被方面,該技術(shù)成為對目標(biāo),特別是定量爭論、調(diào)查的一種重要手段。高光譜遙感在地質(zhì)中的應(yīng)用礦物成分識別用?；诟吖庾V的地質(zhì)成因環(huán)境探測在高光譜區(qū)分率下，能夠簡潔檢測礦物光譜隨某些特定元素〔比方AlCa等、Mg)AlAl白云Fe2+與Mg置換、赤鐵礦和褐鐵礦中AlFe3+置NaKCaNa置換等，造成礦物中某一組以進展相應(yīng)的識別。蝕變礦物及礦化帶的探測高光譜遙感被廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)資源的勘查中主要是通過蝕變帶和蝕變礦物質(zhì)指示作用，對它們的識別和探測有重大的地質(zhì)意義?；诟吖庾V的成礦推測識別巖性分布。巖性的識別與分類以現(xiàn)有的巖石礦物光譜庫作為參考光譜，利用高光譜數(shù)據(jù)可進展有關(guān)巖性的識別與分類。中國國土資源航空物探遙感中心和中科院遙感應(yīng)用爭論所在分析了巖礦光HyMap對疆東天山地區(qū)進展高光譜圖像數(shù)據(jù)獵取。通過輻射校正、幾何校正等圖像預(yù)處理和MNF變換增加不同巖類分布的信息，基于色調(diào)的影像光譜和標(biāo)準(zhǔn)庫光譜，區(qū)分積巖等巖體地層巖性單位。高光譜最大的優(yōu)勢在于利用有限細(xì)分的光譜波段再現(xiàn)像元對應(yīng)地物目標(biāo)的的不匹配，并能綜合利用弱的光譜信息在對光譜數(shù)據(jù)庫中巖石礦物光譜特征分在上述礦物識別中，無論是光譜角度制圖技術(shù)還是光譜匹配和混合光譜分于是分航帶提取不同航帶之間并非準(zhǔn)確的大氣校正使同一地物的光譜特征存在空間展布特征的全都性仍受到制約，增加了制圖的困難。高光譜遙感在植被爭論中的應(yīng)用別依據(jù)，并依據(jù)吸取強度作為這類化合物植冠豐度的一個指數(shù)；Johnson等人在AVIRI高光譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)林冠冠層生化特性變化的關(guān)系后，指出冠層含氮量和木質(zhì)素的變化與選擇的載成像光譜儀(CASI)數(shù)據(jù)證明冠層化學(xué)成分?jǐn)y有多種氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)變化過程的信息，并建議從高光譜數(shù)據(jù)中估量此類信息。(N、P、K、淀粉、水分、纖維素、木質(zhì)素等含量)及其物理特征物理量的估測等。其中常用的有：、植物的“紅邊”效應(yīng)：它是位于紅光低谷及紅光過度到近紅外區(qū)域拐點，度增大時“紅邊”的斜率會變陡。、植被指數(shù)：植物葉面積指數(shù)LAI，它是植被爭論中格外重要的參數(shù)，它是APAR等等。高光譜遙感在海洋中的應(yīng)用沙含量、某些污染物和表層水溫探測，也可用于海冰、海岸帶等的探測。爭論，也將促進海洋高光譜特性爭論的進展，可以更準(zhǔn)確地了解海洋光譜構(gòu)造，為海洋遙感應(yīng)用和海洋光學(xué)遙感器評價供給牢靠的依據(jù)。高光譜遙感在大氣和環(huán)境爭論中的應(yīng)用大氣中的分子和粒子成分在太陽反射光譜中有猛烈反響，這些成分包括水汽、二氧化碳、氧氣、臭氧、云和氣溶膠等。其中水汽是主要的吸取成分，有大940nm水汽吸取強度與大氣中緣監(jiān)測技術(shù)，可以獲得高精度的大氣風(fēng)速信息。%以上的冰雪，通過成像光譜的模擬試驗，特別