高光谱遥感—南京师范大学遥感导论.ppt

高光谱遥感的数据来源 地面（地面非成像光谱仪） 航空（成像光谱仪） 航天（成像光谱仪） 地面非成像光谱仪 利用高光谱非成像光谱(辐射)仪在野外或实验室测量地质矿物、植物或其它物体的光谱反射率、透射率及其它辐射率．不仅能帮助理解航空或航天高光谱遥感数据的性质，而且可以模拟和定标一切成像光谱仪在升空之前的工作性能。 在研制任何将来希望升空的传感器之前，首先要进行地面模拟和测试，如确定传感器测量光谱范围、波段设置(波段数、宽度、位置)和评价遥感数据的应用潜力，这些都需要利用野外光谱仪测定地面目标物的光谱。 高光谱遥感的概念 高光谱分辨率遥感(Hyperspectral Remote Sensing)指利用很多很窄的电磁波波段从目标物获取有关数据。 常规遥感（亦称宽波段遥感）：波段宽、不连续、不完全覆盖整个可见光至红光（0.4-2.5um）光谱范围。 与常规宽波段遥感的区别 美国陆地卫星五号（LANDSAT 5，TM) 波段 波谱范围nm 波段宽度nm 1 450 – 520 70 2 520 – 600 80 3 630 – 690 60 4 760 – 900 140 5 1550 – 1750 200 6 10400 – 12500 2100 7 2080 – 2350 270 美国陆地卫星七号 (LANDSAT-7) ，ETM+ 波段 波谱范围nm 波段宽度nm 1 450-515 65 2 525-605 85 3 630-690 60 4 775-900 125 5 1550-1750 200 6 10400-12500 2100 7 2090-2350 260 8 520-900 380 SPOT 5 波段 波谱范围nm 波段宽度nm 1 2 3 4 5 6 490-690 430-470 490-610 610-680 780-890 1580-1750 200 40 120 70 110 170 波段 波谱范围nm 波段宽度nm 1 2 3 4 450-520 520-600 630-690 760-900 70 80 60 140 QuickBird MODIS: 36个波段 波段 波谱范围nm 波段宽度nm 8 9 10 11 12 13 14 15 18 405-420 438-448 483-493 526-536 546-556 662-672 673-683 743-753 931-941 15 10 10 10 10 10 10 10 10 机载MIVIS（Multispectral Infrared and Visible Imaging Spectrometer)成像光谱仪 102个光谱波段 可见光20个波段，波长范围：430-830nm 近红外8个波段，波长范围：1150-1550nm 中红外64个波段，波长范围：1985-2479nm 热红外10个波段，波长范围：8210-12700nm 成像光谱仪（数十至上百个波段，连续的光谱曲线） 成像光谱仪：既能对目标成像又可以测量目标物波谱特性的光学探测器。其特点是光谱分辨率高、波段连续性强。 高光谱图像立方体:成像光谱仪在空间成像的同时,以相同的空间分辨率记录下几十或者成百的光谱通道数据,它们叠合在一起,就构成了高光谱图像立方体,从高光谱图像立方体的每个像元均可提取一条连续的光谱曲线. 陆地卫星TM和AVIRIS在可见光—近红外 (400-900nm)光谱范围内的空间和光谱分辨率视觉化效果图图示。 TM波段相对较宽且光谱不连续，而AVIRIS代表几乎连续的光谱抽样。x，y轴代表平面空间，一个网格代表1个像元，λ轴代表波长或波段。 一个TM波段内只记录一个数据点，而用航空可见光／红外光成像 光谱仪(AVIRIS)记录这一波段范围的光谱信息需用10个以上数 据点。 数据量的增加，导致信息量数十倍以至数百倍地增加。使其足够的光谱分辨率（波段宽度一般小于10nm）能够区分那些具有诊断性光谱特征的地表物质。 实验室矿物光谱说明矿物光谱的诊断性吸收、反射特征 光谱沿纵向已被错位以避免重叠。TM波段7亦标在图上。  光谱分辨率对水铝矿反射光谱的影响 高光谱遥感显著特点：可在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域，获取许多非常窄且光谱连续的数据。 三、海洋卫星系列 海洋遥感的特点： 需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测； 以微波遥感为主； 电磁波与激光、声波的结合是扩大