高光谱暑期实习报告.doc

实习1 地物光谱数据采集 1、 实习目的 1.1 了解ASD光谱仪的使用方法以及光谱仪的工作原理； 1.2 巩固《遥感原理与应用》课程中关于光谱采集的相关知识； 1.3 掌握不同地物光谱的采集原理、方法与操作流程，并且正确的采集到所测地物的光谱信息； 1.4 能够对几种典型的地物光谱进行区分和辨别。 2、实习任务 2.1熟悉光谱仪的基本原理和操作方法，能熟练操作光谱仪对地物进行光谱采集； 2.2做好采集记录(学号、姓名、采集时间、地点、天气情况、文件保存路径、文件名等)； 2.3 每组每位同学分别记录7个典型地物光谱；描述所采集地物光谱特征；对所采集的7个地物光谱进行NDVI，NDWI和NDBI指数的计算和分析； 2.4 利用相关的遥感数据处理软件对所采集的数据进行处理，并且利用所学的知识对各种地物进行区分。 3、实习基础知识 3.1 地物的光谱特征 自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外界的紫外线，可见光，红外线和微波的某些波段的特性；它们又都具有发射某些红外线，微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称为地物的光谱特性。不同的地物类型有着不同的光谱特征，因此在利用遥感图像提取信息时必须首先要了解地物的光谱特征。 不同的地物对入射电磁波的反射能力是不一样的，通常采用反射率来表示。反射率不仅是波长的函数，同时也是入射角、物体的电学性质（电导、介电、磁学性质等）以及表面粗糙度、质地等的函数。一般地说，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上色调的差异是判读遥感图像的重要标志。 由于受到太阳位置、角度条件、大气条件、地形影响及传感器本身的性能的影响，传感器所记录的数据与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度值并不一致。因此，将传感器记录的原始辐射值（DN值）转化为地物反射率，恢复地物光谱数据本来的面目，称为地物光谱数据重建。 3.2 地物的反射率以及反射光谱曲线 不同的地物对入射电磁波的反射能力是不一样的，通常采用反射率来表示。反射率ρ是地物的反射能量与入射总能量的比，即： 反射率是可以测定的，反射率不仅是波长的函数，同时也是入射角、物体的电学性质（电导、介电、磁学性质等）以及表面粗糙度、质地等的函数。反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。一般地说，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上色调的差异是判读遥感图像的重要标志。地物在不同波段的反射率是不同的。地物的反射光谱曲线是研究地面物体反射率随波长的变化规律的曲线。利用反射率随波长变化的差别可以区分物体。通常用二维几何空间内的曲线表示。横坐标表示波长，纵坐标表示反射率以画出地物的反射光谱曲线。 3.3 归一化指数计算与分析 归一化差异型指数计算简单,容易使用.其基本原理就是在多光谱波段内，寻找出所要研究地类的最强反射波段和最弱反射波段。将强者置于分子，弱者置于分母。通过比值运算，进一步扩大二者的差距。使感兴趣的地物在所生成的指数影像上得到最大的亮度增强．而其他背景地物则受到普遍的抑制。 1)NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）归一化植被指数 归一化植被指数又称标准化植被指数，在使用遥感图像进行植被研究以及植物物候研究中得到广泛应用，它是植物生长状态以及植被空间分布密度的最佳指示因子，与植被分布密度呈线性相关。NDVI和植物的蒸腾作用、太阳光的截取、光合作用以及地表HYPERLINK /view/1716124.htm净初级生产力等密切相关。归一化植被指数(NDVI)是近红外与红色通道反射率比值(SR=NIR/RED)的一种变换形式。 其中 NDVI=(B(TM4)- B(TM3))/( B(TM4)+ B(TM3))。 NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、枯叶、粗超度等，且与植被覆盖有关，-1≤NDVI≤1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大。植物叶绿素发生光合作用而吸收红光，所以长势越好的植物吸收红光越多，反射近红外光也越多。所以NDVI能反应植物生物量的多少，NDVI越大，植物长势越好。 2)NDWI(Normal Differential Water Index，归一化水指数) 植被水分指数NDWI是基于绿波段与近红外波段的归一化比值指数。与NDVI相比，它能有效地提取植被冠层的水分含量；在植