南大高光谱遥感博士生课程（2006-10）.pptVIP

高光谱遥感研究进展 田 庆 久 （025 tianqj@nju.edu.cn） 南京大学国际地球系统科学研究所 2006年10月23日 八、高光谱遥感应示例（911事件环境监测） 1、 样品采集 灰尘和瓦砾 玻璃纤维和 少量石棉 石棉和玻璃纤维 石棉和玻璃纤维 缺点：大量探测器之间灵敏度的差异，会产生带状噪声；CCD短波红外灵敏度低，热红外暂时不可能感应；总视场一般不如光机扫描仪；由于光学设计上的困难，总视场只能达到30度左右。 光谱、空间交叉型扫描仪：光谱维的扫描由旋转滤波片轮的转动或用渐变滤波片完成。如美国的WIS。 优点：设计简单，实现容易。 缺点：光谱不是同时记录，图象配准较困难。 光程差扫描方式（傅里叶干涉光谱扫描型）： 各光谱波段是分时获得，光谱维扫描由傅里叶光谱仪（或声光调制器）完成。还处于实验阶段，如美国国防部等单位研制的傅里叶变换可见光光谱成像仪（FTVHIS），在440-1150nm光谱区间由256个波段，光谱分辨率为0.6nm，空间分辨率达0.6mrad。前景诱人。 优点：系统的集光能力比色散型高一数量级，且具有高信噪比。 缺点： 要求极高精度的光学设计和装校。 光谱特征参数定量分析技术 （Continuum Removal）； 光谱匹配技术（二值编码）（Spectral Matching）； 微分（导数）光谱技术（Derivative Spectral）； 混合光谱分解技术（Spectral Unmixing）； 光谱角度制图技术（SAM） 六、处理与分析技术 （1）定量反演技术 遥感信息定量化： 是指从不同波段内的遥感信息中给出地表物质（或大气）定量的物理量，再通过实验的或物理的模型将其信息与地学（或大气）参数联系起来，定量地反演或推算研究目标的某些特征参量。定标、大气订正、反演是定量化研究的三个主要方面。 定标（ 前提）； 大气订正（ 必要条件）； 反演（目的） 对高光谱遥感而言：一般是将高光谱辐射亮度图像转换为反（发）射率图像，以此为基础进行地物的识别和定量化分析研究。即通过光谱重建、图-谱合一技术特点，可将重建地物光谱与标准波谱数据库波谱数据进行计算机自动匹配和识别，实现自动解译的目的，提高解译精度。 大气影响表现：（1）由于大气散射和吸收，从大气层进入的太阳辐射没有全部到达地面，从地面目标反射的辐射也只有部分进入遥感器；（2）没有到达地面的太阳辐射却因大气散射有部分进入遥感器；（3）目标周围地物的反射辐射因大气散射也有部分进入遥感器；（4）大气散射的向下辐射（后向散射）对地物和目标又形成了附加的光照（临边效应）；（5）地形、双向反射因素也对遥感数据造成不同程度的影响。 反射率图像反演方法：（1）基于大气辐射传输模型法； （2）基于经验模型法； （3）基于图像特征信息法； （4）基于图象自身信息法。 大气订正模型：6S、MODTRAN、FLAASH、ACTOR、 航空高光谱遥感飞行设计图 航空飞行外定标场地选择 (1)定标点的面积应足够大，最好有10×10个像元的面积，以便于与图像匹配，同时减少地面背景的影响； (2)定标点应为均质、平坦体，具有良好的朗伯特性，避免受入射角的影响，对水体测量避免镜向或逆镜向反射的发生，同时减少地形坡度因素的影响； (3)定标点地物反射率应相对比较稳定； (4)所选择的不同定标点的反射率或辐射亮度分布能覆盖成像光谱数据中的高、中、低灰度的动态范围； (5)若考虑到同时用经验线性法，定标点选择的个数要适中（最好7个以上），定标点过少会导致回归议程的置信度下降，过多又带来测试及计算工作量太大； (6)定标点应尽量选择在机下点，以避免成像光谱遥感数据的几何和辐射畸变处理带来的麻烦； (7)应注意大气状态的稳定性和均匀性以及避开云的影响。 航空高光谱遥感试验研究流程 （2）光谱特征参数定量分析技术 不同水分含量的叶片的光谱反射率 RWC(%)=24.5+7.13*面积 (R2=0.845) 岩矿光谱分类与识别 岩石和矿物 2.15-2.31微米 粘 土 矿 2.31-2.35微米 碳 酸 盐 2.24-2.31微米 Mg-OH 2.15-2.19微米 叶 蜡 石 2.19-2.24微米 Al-OH 对称性1 滑 石 对称性1 2,31-2.34微米 对称性1 对称性1 2,38-2,40 黑 云 母 2,15-2,19 高 岭 石 蒙 脱 石 2,31-2.34 绢 云 母 有：绿高岭石 无：绿泥石 （无） 伊 利 石 2