高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

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1、第23卷第6期?！⊙蟆y(cè)　繪Vol123,No162003年11月HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGNov1,2003高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用1222楊哲海,韓建峰,宮大鵬,李之歆(11解放軍信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院,河南鄭州　450052;2165015部隊(duì),遼寧大連　116023)TheDevelopmentandApplicationofHyperspectral2Remote2SensingTechnologyYANGZhe2hai,HANJian2feng,GONGDa2peng,LIZhi2xin

2、摘要:高光譜遙感圖像由于其高光譜分辨率的特點(diǎn)正在受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。主要介紹了國(guó)內(nèi)外有關(guān)成像光譜技術(shù)的發(fā)展過(guò)程,包括成像光譜儀的發(fā)展歷程,高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)高光譜遙感技術(shù)在海洋遙感、地質(zhì)勘探、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用,做了較為詳細(xì)的介紹。最后對(duì)高光譜遙感的發(fā)展趨勢(shì)作了展望。關(guān)鍵詞:遙感;高光譜;成像光譜儀中圖分類號(hào):P237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):167123044(2003)0620055205在可見(jiàn)光和近紅外光譜區(qū)間內(nèi)有幾十甚至數(shù)百個(gè)波1　引　言段,圖像上每一個(gè)像元的灰度值按照波長(zhǎng)排列都可在20世紀(jì),人類的一大進(jìn)步是實(shí)現(xiàn)了太

3、空對(duì)地以得到一條影像波譜曲線,如果加上時(shí)間維,每一個(gè)觀測(cè),即可以從空中和太空對(duì)人類賴以生存的地球像元即可定義為一個(gè)影像波譜曲面。通過(guò)非接觸傳感器的遙感進(jìn)行觀測(cè)。最近幾十年,(2)光譜分辨率高。成像光譜儀采樣的間隔小,隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等與遙感密一般為10nm左右。精細(xì)的光譜分辨率反映了地物切相關(guān)學(xué)科技術(shù)的飛速發(fā)展,遙感正在進(jìn)入一個(gè)以光譜的細(xì)微特征,使得在光譜域內(nèi)進(jìn)行遙感定量分高光譜遙感技術(shù)、微波遙感技術(shù)為主要標(biāo)志的時(shí)代。析和研究地物的化學(xué)分析成為可能。本文簡(jiǎn)要介紹了高光譜遙感技術(shù)的相關(guān)發(fā)展?fàn)顩r及(3)相鄰波段的相關(guān)性高

4、,數(shù)據(jù)冗余大。其在相關(guān)領(lǐng)域,諸如海洋遙感、地質(zhì)勘探、植被分析、(4)空間分辨率較高。相對(duì)于MSS(80m)、TM軍事應(yīng)用等領(lǐng)域發(fā)揮的作用。(30m)和SPOT/HRV的多波段圖像(20m),目前實(shí)用成像光譜儀有著較高的空間分辨率,加之其高光譜2　高光譜遙感簡(jiǎn)介分辨率的特性,使得該種類型的傳感器具有廣闊的高光譜遙感技術(shù)是近些年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一應(yīng)用前景。種全新遙感技術(shù),它是集探測(cè)器技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)3　高光譜遙感的發(fā)展械、微弱信號(hào)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。在成像過(guò)程中,它利用成像光譜311　高光譜成像技術(shù)的發(fā)展及傳感

5、器儀以納米級(jí)的光譜分辨率,以幾十或幾百個(gè)波段同如果把多光譜掃描成像的MSS(multi2spectral時(shí)對(duì)地表地物成像,能夠獲得地物的連續(xù)光譜信息,scanner)和TM(thematicmapper)作為遙感技術(shù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)了地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲第一代和第二代的話,那么高光譜成像(hyperspectral取,因而在相關(guān)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的imagery)技術(shù)則是第三代的成像技術(shù)。發(fā)展前景。同其他常用的遙感手段相比,成像光譜美國(guó)的成像技術(shù)發(fā)展較早,從20世紀(jì)80年代儀獲得的數(shù)據(jù)具有以下特點(diǎn):至今已經(jīng)研制了

6、三代高光譜成像光譜儀。第一代成(1)波段多。成像光譜儀雖然基本上屬于多光像光譜儀稱航空成像光譜儀AIS,是由美國(guó)國(guó)家航譜掃描儀的范疇,但是它的波段數(shù)目大大增加,一般空和航天管理局(NASA)所屬的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室JPL收稿日期:2003209205作者簡(jiǎn)介:楊哲海(19752),男,遼寧沈陽(yáng)人,博士研究生,主要從事戰(zhàn)場(chǎng)信息資源、軍事地形分析研究。56?！⊙蟆y(cè)　繪第23卷設(shè)計(jì),已于1984～1986年裝在NASA的C-130飛機(jī)別。這一方法通過(guò)對(duì)比分析地面實(shí)測(cè)的地物光譜曲上使用。這是一臺(tái)裝有二維、近紅外陣列探測(cè)器的線和由成像光譜儀圖像得到

7、的光譜曲線來(lái)區(qū)分地物。實(shí)驗(yàn)儀器,有128個(gè)通道,光譜覆蓋范圍從112～為了提高成像光譜儀數(shù)據(jù)分析處理的效率和速度,一214μm,并在內(nèi)華達(dá)Cuprite地區(qū)的應(yīng)用中取得很好般要對(duì)這些曲線進(jìn)行編碼或者提取表征曲線的參數(shù)。的效果?！肮庾V匹配”是利用成像光譜儀探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行地物分第二代成像光譜儀稱航空可見(jiàn)光、近紅外成像析的主要方法之一,但由于野外實(shí)際情況的復(fù)雜性,光譜儀AVIRIS,有224個(gè)通道,光譜范圍為0141～很難建立一個(gè)比較通用的地物光譜庫(kù),這就限制了利2145μm。每個(gè)通道的波段寬約為10nm,曾放在改裝用該法進(jìn)行分析,目前僅僅在比

8、較小的范圍內(nèi)(如巖后的高空U2飛機(jī)上使用,為目前最常用的航空光石成分分析等)取得成功的運(yùn)用。譜儀之一。(2)基于統(tǒng)計(jì)分析的圖像分類和分析基于NASA儀器的成功應(yīng)用及采礦工業(yè)和石油基于統(tǒng)計(jì)分析的圖像分類和分析