高光譜與高空間分辨率遙感實習(xí)

《高光譜與高空間分辨率遙感實習(xí)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、高光譜與高空間分辨率遙感實習(xí)實習(xí)一光譜的微分和積分一、實習(xí)目的熟悉和掌握光譜的微分和積分的概念，利用相關(guān)軟件對植被高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行微分和積分處理；利用高光譜數(shù)據(jù)分析植被的“紅邊”等典型植被高光譜特征。二、原理與方法1、光譜微分光譜微分技術(shù)就是通過對反射光譜進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，計算不同階數(shù)的微分值，以提取不同的光譜參數(shù)。應(yīng)用光譜微分技術(shù)能夠部分消除大氣效應(yīng)、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）為：式中，為波長，為波長處的一階微分光譜，為相鄰兩波段間的波長間隔。2、光譜積分光譜積分就是求光譜曲線在某一波長范圍內(nèi)的下覆面積。三、實習(xí)儀器與數(shù)據(jù)EXCELL

2、軟件以及玉米葉片反射光譜。四、實習(xí)步驟1、計算玉米葉片反射光譜的一階微分光譜利用EXCELL軟件導(dǎo)入玉米葉片反射率數(shù)據(jù)，并繪制其反射率光譜曲線（見圖1）。采用公式1對玉米葉片反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行差分法處理，獲得一階微分光譜曲線（見圖2）。比較和分析圖1及圖2。圖1玉米葉片反射率光譜曲線圖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，求取紅邊面積計算670nm-760nm一階導(dǎo)數(shù)光譜曲線與坐標(biāo)軸之間包含的面積。3、完成實習(xí)報告內(nèi)容包括：目的、玉米原始光譜曲線、玉米一階導(dǎo)數(shù)光譜曲線、紅邊面積校。實習(xí)二光譜庫的制作、光譜數(shù)據(jù)的重采樣及連續(xù)統(tǒng)去除一、實習(xí)目的熟悉和掌握光譜庫以及光譜數(shù)據(jù)的重采樣及連續(xù)

3、統(tǒng)去除等概念；利用ENVI軟件制作光譜庫，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣及連續(xù)統(tǒng)去處理。二、原理與方法圖3連續(xù)統(tǒng)去除示意圖三、實習(xí)儀器與數(shù)據(jù)ENVI軟件、EXCELL軟件和作物冠層反射率曲線。四、實習(xí)步驟1、光譜庫的制作1）打開ENVI軟件，打開建立光譜庫界面。2）導(dǎo)入光譜數(shù)據(jù)，然后以光譜庫的格式存儲2、光譜數(shù)據(jù)的重采樣1）在ENVI主菜單中打開spectralresampling命令2）選擇待重采樣的光譜文件3）定義輸出結(jié)果文件名4）指定波長文件5）查看重采樣結(jié)果3、連續(xù)統(tǒng)去除1）選擇并打開待連續(xù)統(tǒng)去除的光譜2）連續(xù)統(tǒng)處理4、完成實習(xí)報告內(nèi)容包括：目的、光譜庫制作結(jié)果、光譜重采樣結(jié)果以及連續(xù)統(tǒng)去

4、除結(jié)果。實習(xí)三高光譜數(shù)據(jù)的相關(guān)分析及建模一、實習(xí)目的熟悉和掌握高光譜數(shù)據(jù)的特征提取方法；掌握利用回歸統(tǒng)計分析方法進(jìn)行高光譜建模。二、原理與方法1、相關(guān)分析相關(guān)分析（correlationanalysis），相關(guān)分析是研究現(xiàn)象之間是否存在某種依存關(guān)系，并對具體有依存關(guān)系的現(xiàn)象探討其相關(guān)方向以及相關(guān)程度，是研究隨機(jī)變量之間的相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計方法。2、回歸分析回歸分析（regressionanalysis)是確定兩種或兩種以上變數(shù)間相互依賴的定量關(guān)系的一種統(tǒng)計分析方法。研究一個隨機(jī)變量Y對另一個(X)或一組(X1，X2，…，Xk)變量的相依關(guān)系的統(tǒng)計分析方法。三、實習(xí)儀器與數(shù)據(jù)SPSS軟件、

5、EXCELL軟件及玉米葉片反射光譜數(shù)據(jù)、葉綠素含量數(shù)據(jù)。四、實習(xí)步驟1、相關(guān)分析1）將玉米反射光譜數(shù)據(jù)及葉綠素數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件，并進(jìn)行對每個波段與對應(yīng)的葉綠素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析2）獲得相關(guān)分析結(jié)果，找出相關(guān)系數(shù)絕對值最大值波段，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)選用540nm反射率與葉綠素含量進(jìn)行回歸分析2）回歸分析結(jié)果3、完成實習(xí)報告內(nèi)容包括：目的、相關(guān)分析結(jié)果、回歸分析結(jié)果。實習(xí)四高光譜圖像大氣校正一、實習(xí)目的熟悉和掌握高光譜圖像大氣校正基本流程；掌握ENVI中FLAASH大氣校正模塊的基本操作及參數(shù)設(shè)置。二、原理與方法1、基本原理FLAASH大氣校正基于太陽

6、波譜范圍內(nèi)(不包括熱輻射),標(biāo)準(zhǔn)的平面朗伯體在傳感器處接收到的單個像元光譜輻射亮度,由FLAASH模塊取得相關(guān)參數(shù)后,影像反射率就可利用輻射傳輸方程對逐個像元進(jìn)行計算.步驟如下:①通過計算Columnwatervapor的量來計算A,B,S和La.Columnwatervapor在不同場景下各不相同,運行幾次不同水蒸氣數(shù)量的MODTRAN模型,構(gòu)成一個查找表,每個像素可從該表中獲得水蒸氣量,進(jìn)一步計算A,B,S和La.②忽略影像鄰近像元效應(yīng)影響,利用(5)式計算像元空間平均反射率ρe,獲取鄰近像元反射率.FLAASH模塊中用一個徑向距離近似指數(shù)函數(shù),代替大氣點擴(kuò)散函數(shù)進(jìn)行鄰近像元反射率計

7、算.當(dāng)求得鄰近像元反射率后,將遙感器接收的輻射亮度和MODTRAN4模擬大氣校正參數(shù)代入(4)式,求得整幅影像的真實地表反射率ρ.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、遙感影像成像時間和日期、大氣參數(shù)氣溶膠模式、能見度、光譜波段響應(yīng)。三、實習(xí)儀器與數(shù)據(jù)ENVI軟件及Hyperion影像數(shù)據(jù)。四、實習(xí)步驟1、處理流程圖4處理流程2、去除未定標(biāo)及水汽影像波段刪除的波段見表1，最終保留196個波段，分別為8-57,79-