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　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)測繪學(xué)院,河南鄭州　450052;2165015部隊,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正在受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。主要介紹了國內(nèi)外有關(guān)成像光譜技術(shù)的發(fā)展過程,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,做了較為詳細的介紹。最后對高光譜遙感的發(fā)展趨勢作了展望。關(guān)鍵詞:遙感;高光譜;成像光譜儀中圖分類號:P237文獻標(biāo)識碼:B文章編號:167123044(2003)0620055205在可見光和近紅外光譜區(qū)間內(nèi)有幾十甚至數(shù)百個波1　引　言段,圖像上每一個像元的灰度值按照波長排列都可在20世紀(jì),人類的一大進步是實現(xiàn)了太

3、空對地以得到一條影像波譜曲線,如果加上時間維,每一個觀測,即可以從空中和太空對人類賴以生存的地球像元即可定義為一個影像波譜曲面。通過非接觸傳感器的遙感進行觀測。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)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)等與遙感密一般為10nm左右。精細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,遙感正在進入一個以光譜的細微特征,使得在光譜域內(nèi)進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)志的時代。析和研究地物的化學(xué)分析成為可能。本文簡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)是近些年來迅速發(fā)展起來的一應(yīng)用前景。種全新遙感技術(shù),它是集探測器技術(shù)、精密光學(xué)機3　高光譜遙感的發(fā)展械、微弱信號檢測、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。在成像過程中,它利用成像光譜311　高光譜成像技術(shù)的發(fā)展及傳感

5、器儀以納米級的光譜分辨率,以幾十或幾百個波段同如果把多光譜掃描成像的MSS(multi2spectral時對地表地物成像,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: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,是由美國國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)所屬的噴氣推進實驗室JPL收稿日期:2003209205作者簡介:楊哲海(19752),男,遼寧沈陽人,博士研究生,主要從事戰(zhàn)場信息資源、軍事地形分析研究。56?！⊙蟆y　繪第23卷設(shè)計,已于1984～1986年裝在NASA的C-130飛機別。這一方法通過對比分析地面實測的地物光譜曲上使用。這是一臺裝有二維、近紅外陣列探測器的線和由成像光譜儀圖像得到

7、的光譜曲線來區(qū)分地物。實驗儀器,有128個通道,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Cuprite地區(qū)的應(yīng)用中取得很好般要對這些曲線進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數(shù)據(jù)進行地物分第二代成像光譜儀稱航空可見光、近紅外成像析的主要方法之一,但由于野外實際情況的復(fù)雜性,光譜儀AVIRIS,有224個通道,光譜范圍為0141～很難建立一個比較通用的地物光譜庫,這就限制了利2145μm。每個通道的波段寬約為10nm,曾放在改裝用該法進行分析,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)取得成功的運用。譜儀之一。(2)基于統(tǒng)計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)計分析的圖像分類和分析