高光譜遙感的發(fā)展ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 感信息的定量分析與應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。高光譜遙感應(yīng)用的不斷深入，在“動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)”越來(lái)越成為人們共識(shí)的情況下，發(fā)展提高效率的快速遙感技術(shù)就成為必須考慮的問(wèn)題。 ? 現(xiàn)在的遙感系統(tǒng)，主要還是單臺(tái)遙感器為主，仍沒有“定性”、“定位”一體化的組合遙感器。 ? 將遙感信息定量化，實(shí)現(xiàn)全球海量觀測(cè)數(shù)據(jù)的定量管理、分析和預(yù)測(cè)、模擬是當(dāng)前重要的發(fā)展方向之一。但迄今為止，國(guó)內(nèi)外常用的成像光譜儀還是以航空機(jī)載的為主，要進(jìn)入實(shí)用階段，需要由航空遙感轉(zhuǎn)向衛(wèi)星遙感。在調(diào)查武器生產(chǎn)方面，超光譜成像光譜儀不但可探測(cè)目標(biāo)的光譜特性、存在狀況，甚至可分析其物質(zhì)成分。因?yàn)橐话愕V物質(zhì)的光譜吸收峰寬度為 30nm左右，只有利用光譜分辨率小于 30nm的傳感器才能夠識(shí)別出來(lái)。 ? 土壤的水分含量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤粗糙度等特性是精細(xì)農(nóng)業(yè)中重要的信息，而傳統(tǒng)遙感技術(shù)無(wú)法提供這些信息。 （ 1）海洋遙感方面。成像光譜儀圖像波段多，分類很大 程度上受限于數(shù)據(jù)的維數(shù)。 25 解決方法： ? 高光譜分辨率遙感信息的分析與處理，側(cè)重于從光譜維角度對(duì) 遙感圖像信息進(jìn)行展開和定量分析，其圖像處理模式的關(guān)鍵技術(shù) 有： (1)超多維光譜圖像信息的顯示，如圖像立方體的生成； (2)光譜重建，即成像光譜數(shù)據(jù)的定標(biāo)、定量化和大氣糾正模型與算法，依此實(shí)現(xiàn)成像光譜信息的圖像－光譜轉(zhuǎn)換； (3)光譜編碼，尤其指光譜吸收位置、深度、對(duì)稱性等光譜特征參數(shù)的算法； (4)基于光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的地物光譜匹配識(shí)別算法； (5)混合光譜分解模型； (6)基于光譜模型的地表生物物理化學(xué)過(guò)程與參數(shù)的識(shí)別和反演算法 26 高光譜影像分析技術(shù)： 國(guó)內(nèi)外關(guān)于成像光譜儀的遙感應(yīng)用研究中，所采用 的分析方法可歸納為兩大類： 一、 基于純像元的分析方法 （ 1）。這是我國(guó)的第一臺(tái)基于富里葉變換的航天干涉成像光譜儀，它具有光譜分辨率高的特點(diǎn)。通過(guò)在我國(guó)西部干旱環(huán)境下的地質(zhì)找礦試驗(yàn)，證明這一技術(shù)對(duì)各種礦物的識(shí)別以及礦化蝕變帶的制圖十分有利，成為地質(zhì)研究和填圖的有效工具。 ? 在此后，許多國(guó)家先后研制了多種類型的航空成像光譜儀。 14 15 ? 高光譜遙感具有不同于傳統(tǒng)遙感的新特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在： ? （ 1）波段多 —— 可以為每個(gè)像元提供幾十、數(shù)百甚至上千個(gè)波段； ? （ 2）光譜范圍窄 —— 波段范圍一般小于 10nm； ? （ 3）波段連續(xù) —— 有些傳感器可以在 350~2500nm的太陽(yáng)光譜范圍內(nèi)提供幾乎連續(xù)的地物光譜； ? （ 4）數(shù)據(jù)量大 —— 隨著波段數(shù)的增加，數(shù)據(jù)量成指數(shù)增加； ? （ 5）信息冗余增加 —— 由于相鄰波段高度相關(guān)，冗余信息也相對(duì)增加。 ? 成像光譜儀為每個(gè)像元提供數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè)窄波段的光譜信息，每個(gè)像元都能產(chǎn)生一條完整而連續(xù)的光譜曲線。 ? 對(duì)地球成像時(shí)，選擇一些顏色的濾波片成像對(duì)于提高對(duì)特殊農(nóng)作物、研究大氣、海洋、土壤等的辨別能力大有裨益。 第一章 高光譜遙感概論 2 ? 儀器發(fā)展：從多光譜到高光譜遙感技術(shù)需要儀器的同步發(fā)展。 9 10 ? 成像光譜技術(shù)則把遙感波段從幾個(gè)、幾十個(gè)推向數(shù)百個(gè)、上千個(gè)。 16 歷史： ? 20世紀(jì) 80年代興起的新型對(duì)地觀測(cè)技術(shù) —— 高光譜遙感技術(shù)，始于成像光譜儀 (Imaging Spectrometer)的研究計(jì)劃。 ? 在經(jīng)過(guò)航空試驗(yàn)和成功運(yùn)行應(yīng)用之后， 90年代末期終于迎來(lái)了高光譜遙感的航天發(fā)展。 ? 新的成像光譜系統(tǒng)不僅繼續(xù)在地質(zhì)和固體地球領(lǐng)域研究中發(fā)揮作用，而且在生物地球化學(xué)效應(yīng)研究、農(nóng)作物和植被的精細(xì)分類、城市地物甚至建筑材料的分類和識(shí)別方面都有很好的結(jié)果。 ? “風(fēng)云 3”氣象衛(wèi)星也將中分辨率光譜成像儀作為基本觀測(cè)儀器，納入大氣、海洋、陸地觀測(cè)體系，為對(duì)地球的全面觀測(cè)和監(jiān)測(cè)提供服務(wù)。 基于成因分析的方法主要從地物光譜特征上發(fā) 現(xiàn)表征地物的特征光譜區(qū)間和參數(shù)，最常用的是各 種各樣的植被指數(shù)。 29 二、基于混合像元的分析方法 ? 由于傳感器空
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