高光譜與高空間分辨率遙感

1、實(shí)踐高光譜和高空間分辨率遙感，實(shí)踐-光譜區(qū)分和整合，首先，實(shí)踐的目的是熟悉和掌握光譜區(qū)分和整合的概念，并使用相關(guān)軟件對(duì)植被高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分和整合；利用高光譜數(shù)據(jù)分析“紅邊”等典型植被的高光譜特征。原則和方法1。光譜微分光譜微分技術(shù)是通過(guò)數(shù)學(xué)模擬反射光譜并計(jì)算不同階次的微分值來(lái)提取不同的光譜參數(shù)。光譜鑒別技術(shù)的應(yīng)用可以部分消除大氣效應(yīng)和植被環(huán)境背景(陰影、土壤等)的影響。)，以反映植物的本質(zhì)特征。光譜微分公式(以二階為例)是：其中是波長(zhǎng)，是該波長(zhǎng)的一階微分光譜，是兩個(gè)相鄰波段之間的波長(zhǎng)間隔。2.光譜積分光譜積分是在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)尋找光譜曲線的基礎(chǔ)區(qū)域。第三，練習(xí)儀器和數(shù)據(jù)EXCELL軟件和玉

2、米葉片反射光譜。4.練習(xí)步驟1。計(jì)算玉米葉片反射光譜的一階微分光譜用EXCELL軟件導(dǎo)入玉米葉片反射光譜數(shù)據(jù)，并繪制其反射光譜曲線(見(jiàn)圖1)。公式1用差分法處理玉米葉片的反射率數(shù)據(jù)，得到一階微分光譜曲線(見(jiàn)圖2)。比較和分析圖1和圖2。圖1玉米葉片反射光譜曲線，圖2玉米葉片一階微分光譜曲線，2。根據(jù)一階導(dǎo)數(shù)光譜，計(jì)算紅邊面積，計(jì)算670nm-760nm一階導(dǎo)數(shù)光譜曲線與坐標(biāo)軸之間的面積。3.完成實(shí)習(xí)報(bào)告，包括：目的、玉米原始光譜曲線、玉米一階導(dǎo)數(shù)光譜曲線、紅邊區(qū)域校準(zhǔn)。實(shí)踐光譜庫(kù)的產(chǎn)生、光譜數(shù)據(jù)的重采樣和連續(xù)系統(tǒng)移除。首先，練習(xí)的目的是熟悉和掌握光譜庫(kù)、光譜數(shù)據(jù)重采樣和連續(xù)系統(tǒng)移除的概念；利用

3、ENVI軟件建立光譜庫(kù)，對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣和連續(xù)處理。2。原理和方法，圖3。連續(xù)體去除示意圖，3。練習(xí)儀器和數(shù)據(jù)ENVI軟件、EXCELL軟件和作物冠層反射率曲線。4.練習(xí)步驟1。光譜庫(kù)的制作1)打開(kāi)ENVI軟件，打開(kāi)建立光譜庫(kù)的界面。2)導(dǎo)入光譜數(shù)據(jù)，然后以光譜庫(kù)的格式存儲(chǔ)；2)重新采樣光譜數(shù)據(jù)；1)在ENVI主菜單中打開(kāi)光譜重采樣命令；2)選擇要重新采樣的光譜文件；3)定義輸出結(jié)果文件名；4)指定波長(zhǎng)文件；5)查看重采樣結(jié)果；3)去除連續(xù)體；1)選擇并打開(kāi)要被連續(xù)體去除的光譜；2)過(guò)程連續(xù)體；4)完整的實(shí)踐報(bào)告，包括：目的和制作光譜庫(kù)實(shí)踐三：高光譜數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析和建模。首先，實(shí)踐的目的

4、是熟悉和掌握高光譜數(shù)據(jù)的特征提取方法；掌握回歸統(tǒng)計(jì)分析方法在高光譜建模中的應(yīng)用。二。原則和方法1。相關(guān)性分析是研究隨機(jī)變量之間相關(guān)性的一種統(tǒng)計(jì)方法，是研究現(xiàn)象之間是否存在一定的依賴關(guān)系，并探索具有依賴關(guān)系的具體現(xiàn)象的相關(guān)方向和程度?；貧w分析回歸分析是一種統(tǒng)計(jì)分析方法，用于確定兩個(gè)或多個(gè)變量之間的數(shù)量關(guān)系。本文研究了一個(gè)隨機(jī)變量y對(duì)另一個(gè)(x)或一組(X1，X2，Xk)變量依賴的統(tǒng)計(jì)分析方法。第三，實(shí)踐儀器和數(shù)據(jù)SPSS軟件、EXCELL軟件、玉米葉片反射光譜數(shù)據(jù)和葉綠素含量數(shù)據(jù)。4.練習(xí)第一步。相關(guān)性分析1)將玉米反射光譜數(shù)據(jù)和葉綠素?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件，進(jìn)行各波段與相應(yīng)葉綠素含量數(shù)據(jù)的相關(guān)性

5、分析；2)獲取相關(guān)分析結(jié)果，找出相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大的波段，并與臨界值進(jìn)行比較。圖3相關(guān)系數(shù)曲線2。回歸建模1)540納米反射率和葉綠素含量的回歸分析2)回歸分析結(jié)果3。已完成的實(shí)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容包括：目的、相互關(guān)系和實(shí)踐高光譜圖像的四個(gè)大氣校正。首先，實(shí)踐的目的是熟悉和掌握高光譜圖像大氣校正的基本過(guò)程；掌握ENVI中FLAASH大氣校正模塊的基本操作和參數(shù)設(shè)置。二。原則和方法1?；驹黹W光大氣校正是基于太陽(yáng)光譜范圍內(nèi)(不包括熱輻射)傳感器處標(biāo)準(zhǔn)平面蘭伯特接收到的單個(gè)像素的光譜輻射。通過(guò)閃光模塊獲得相關(guān)參數(shù)后，利用輻射傳遞方程可以逐個(gè)計(jì)算圖像的反射率。步驟如下：通過(guò)計(jì)算塔內(nèi)水蒸氣的量，計(jì)算出A、B

6、、S和La。在不同的場(chǎng)景中，柱狀水蒸氣是不同的。用不同數(shù)量的水蒸氣運(yùn)行MODTRAN模型幾次，形成一個(gè)查找表，每個(gè)像素可以從中獲得水蒸氣的數(shù)量。進(jìn)一步計(jì)算A、B、S和la。忽略相鄰像素的影響，通過(guò)等式(5)計(jì)算像素的空間平均反射率e，并獲得相鄰像素的反射率。在FLAASH模塊中，使用徑向距離近似指數(shù)函數(shù)代替大氣點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)來(lái)計(jì)算相鄰像素的反射率。當(dāng)獲得相鄰像素的反射率時(shí)，將遙感器接收到的輻射和MODTRAN4模擬大氣校正參數(shù)代入公式(4)，得到整個(gè)圖像的真實(shí)表面反射率。2.模塊參數(shù)設(shè)置參數(shù)主要包括：傳感器幾何參數(shù)、地面高程、遙感圖像成像時(shí)間和日期、大氣參數(shù)氣溶膠模式、能見(jiàn)度和光譜帶響應(yīng)。第三，練

7、習(xí)儀器和數(shù)據(jù)ENVI軟件和亥伯龍圖像數(shù)據(jù)。4.練習(xí)步驟1。處理流程，圖4。處理流程。2.去除未校準(zhǔn)和水汽圖像帶見(jiàn)表1，最終保留196個(gè)帶，分別為8-57和79-224。表1刪除的波段，3。絕對(duì)輻射值VNIR和SWIR帶除以因子40和80的轉(zhuǎn)換。4分別是壞線修復(fù)、條紋去除、微笑效果去除5。基于FLAASH的大氣校正1)FLAASH模塊參數(shù)設(shè)置，圖5 FLAASH模塊參數(shù)設(shè)置，2)大氣校正結(jié)果，圖6大氣校正結(jié)果，6。實(shí)踐報(bào)告的完成，包括：目的、預(yù)處理結(jié)果等。實(shí)踐高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的正射校正。首先，練習(xí)的目的是通過(guò)使用通用遙感圖像處理軟件(如ENVI)來(lái)掌握高空間分辨率數(shù)據(jù)(如IKONOS和Qui

8、ckBird)的正射校正。原理和方法正射影像校正是指將從中心投影的影像校正為垂直投影或正投影。垂直投影中心投影，圖7垂直投影和中心投影示意圖。在中心投影照片上，地形的起伏不僅引起照片比例尺的變化，而且引起平面上點(diǎn)的相對(duì)位置在照片上移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為像點(diǎn)位移。位移是中心投影和垂直投影在同一水平面上的投影誤差。圖8地形起伏對(duì)圖像的影響及像點(diǎn)位移的計(jì)算公式可以從公式中看出：1)位移與地面高差成正比，即高差越大，像點(diǎn)位移越大。當(dāng)?shù)孛娓卟顬檎?地形高于攝影基準(zhǔn)面)時(shí)，為正，像點(diǎn)位移遠(yuǎn)離像點(diǎn)側(cè)；當(dāng)高差為負(fù)(地形低于攝影參考平面)時(shí)，它為負(fù)，圖像點(diǎn)向主圖像點(diǎn)移動(dòng)。2)位移與圖像的主點(diǎn)的距離r成比例，即，離圖像的主點(diǎn)越遠(yuǎn)，圖像點(diǎn)的位移越大，圖像的中心部分的位移越小。像主點(diǎn)=0，沒(méi)有位移。3)位移與攝影高度h(飛行高度)成反比。也就是說(shuō)，攝影高