高光谱遥感简介演示文稿

高光谱遥感简介演示文稿当前第1页\共有34页\编于星期五\17点高光谱遥感简介当前第2页\共有34页\编于星期五\17点课程性质：选修课课程时间：12周~15周课时：32学时16上课学时16上机学时课程要求：理论联系实际积极主动考查方法：课程作业一份课程安排当前第3页\共有34页\编于星期五\17点遥感基本概念回顾高光谱遥感技术的概念以及特点高光谱遥感数据处理关键技术高光谱传感器介绍光谱库介绍当前第4页\共有34页\编于星期五\17点遥感（RemoteSensing）：通过电磁波与地物的相互作用，以波谱和空间两维成像方式来探测地物特性的技术。遥感——remotesensing电磁波与物质相互作用的类型有哪些？在进行被动遥感时，电磁波要与多少种物质进行作用？请大家列举遥感常用的波段当前第5页\共有34页\编于星期五\17点全色摄影相片SPOT5号全色波段图像灰度影像解译当前第6页\共有34页\编于星期五\17点彩色成像技术及多波段成像技术SPOT5号多波段合成图像多波段影像解译当前第7页\共有34页\编于星期五\17点高光谱遥感——HyperspectralRemoteSensing光学遥感技术的发展：全色（黑白）－－彩色摄影－－多光谱扫描成像－－高光谱遥感高光谱分辨率遥感（HyperspectralRemoteSensing）：用很窄（0.01波长）而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米(nm)数量级，通常具有波段多的特点，光谱通道数多达数十甚至数百个以上，而且各光谱通道间往往是连续的，因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱（ImagingSpectrometry）遥感。当前第8页\共有34页\编于星期五\17点当前第9页\共有34页\编于星期五\17点波段特点：波段多、波段宽度窄、波段连续

数据量特点：数据量大、信息冗余增加高光谱遥感的特点

当前第10页\共有34页\编于星期五\17点光谱反射曲线影像立方体图谱合一的特点当前第11页\共有34页\编于星期五\17点水稻:99-15图谱合一五七农场,常州水稻:武香5021水稻:99-15波段当前第12页\共有34页\编于星期五\17点1高光谱图像信息的显示，如图像立方体的生成；2光谱重建，即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像光谱信息的图像－光谱转换；3光谱编码，尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法；4基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法；5混合光谱分解模型；6基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法高光谱数据处理关键技术当前第13页\共有34页\编于星期五\17点光谱测量仪器——野外光谱仪请同学们回顾下面的基本概念：地物光谱反射率，谈谈影响地物光谱反射率的因素地物的光谱反射率：是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比方向性谱特性时间性空间当前第14页\共有34页\编于星期五\17点光谱辐射仪（Spectrometer/Spectroradiometers

）能够在电磁波紫外到近红外（300-2500nm）的太阳反射波谱段内获取地物点状的连续光谱辐射量曲线。光谱反射率（Reflectance）的获得：利用分光光度计（地面光谱仪/野外光谱仪）可以分别测量目标地物与标准白板的光谱辐射能量，其比值就是地物的光谱反射率。标准白板通常使用聚四氟乙烯（PFTE）为材料，它在400-2500nm区间的反射率为100%。其它还有硫酸钡或氧化镁。光谱测量仪器——野外光谱仪当前第15页\共有34页\编于星期五\17点当前第16页\共有34页\编于星期五\17点当前第17页\共有34页\编于星期五\17点当前第18页\共有34页\编于星期五\17点1）准备工作:光谱仪、计算机充电、安装镜头，连线，打开电源以及软件2）测量过程：镜头对准白板，进行OPT优化镜头对准目标，进行地物光谱反射率采集3）整理工作地物数据的测量当前第19页\共有34页\编于星期五\17点当前第20页\共有34页\编于星期五\17点当前第21页\共有34页\编于星期五\17点成像光谱仪：与地面光谱辐射计相比，成像光谱仪不是在“点”上的光谱测量，而是在连续空间上进行光谱测量，因此它是光谱成像的；与传统多光谱遥感相比，其光谱通道不是离散而是连续的，因此从它的每个像元均能提取一条平滑而完整的光谱曲线。第一种线阵列探测器掸扫式扫描方式第二种面阵列探测器推扫式扫描方式光谱测量仪器——成像光谱仪当前第22页\共有34页\编于星期五\17点当前第23页\共有34页\编于星期五\17点当前第24页\共有34页\编于星期五\17点影像分辨率主要决定于瞬时视场(IFOV,instantaneousfieldofview)角和成像高度。瞬时视场角越小、飞机航高越低，地面分辨单元越小，分辨率就越高。IFOV值小意味空间分辨率越高。IFOV值大意味着辐射分辨率越高。因为当传感器接受地面反射能量时，探测器上聚焦的总能量更大；由于这种高信号使得传感器对地面辐射率的测量更加敏感，其结果是辐射分辨率更高或者说是区分微小的能量的能力方面有所提高传感器的设计IFOV应该在空间分辨率与辐射分辨率中折中当前第25页\共有34页\编于星期五\17点当前第26页\共有34页\编于星期五\17点当前第27页\共有34页\编于星期五\17点MODIS主要技术指标轨道：705km，太阳同步，近极地轨道辐射灵敏度：12b波段范围：36个波段、0.4~14.4µm空间分辨率：

2个波段为250m5个波段为500m29个波段为1000m带宽：2330km，1~2天全球覆盖MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)当前第28页\共有34页\编于星期五\17点ElectronicsConsolePOSSystemHyperspace.SensorSystemOnboardLayoutofPHISpectralcoverage:VIStoNIR(450-850nm)spectralregionSpectralbands:244Spectralresolution:<5nmSpectralsamplinginterval:1.9nmPixelsperline:376Digitization:12bitsSensorweight:9kgPHI–

ThePushbroomHyperspectrlImagers当前第29页\共有34页\编于星期五\17点NaganoMinamimakiImageCubeof80-bandsPHIHRSImage当前第30页\共有34页\编于星期五\17点

农业应用（精准农业）：农作物的识别和品种划分左:日本长野县盐尻市南部农作物的识别结果紫-水稻,黄-葡萄,绿-梨,蓝-大豆右:长野市西北部农作物的识别结果黄-苹果,蓝-水稻下:葡萄的相对长势，红色区长势相对较好HighLowPHI在日本当前第31页\共有34页\编于星期五\17点80年代后期，美国喷气推进研究室（JPL）制成机载可见红外成像光谱仪（AVIRIS）的完整样机。0.4μm～2.45μm224个连续的光谱波段图像。波段宽度10nm当飞机在20km高空飞行时，图像地面分辨率可达20m航空可见光/红外成像光谱仪AVIRIS当前第32页\共有34页\编于星期五\17点光谱库是由高光谱成像光谱仪在一定条件下测得的各类地物反射光谱数据的集合准确地解译遥感图像信息、快速地实现未知地物的匹配、提高遥感分类识别水平起着至关重要的作用。由于高光谱成像光谱仪产生了庞大的数据量，建立地物光谱数据库，运用先进的计算机技术来保存、管理和分析这些信息，是提高遥感信息的分析处理水平并使其能得到高效、合理之应用的唯一途径，并给人们认识、识别及匹配地物提供了基础。光谱库当前第3