高光谱成像原理
高光谱成像是一种遥感技术,它可以通过获取地物的高光谱图像来实现物质识别、分类和定量分析等目标。高光谱成像技术的原理是基于地物物质吸收、反射和辐射特性的不同而实现掘渗的。
高光谱成像技术的原理主要包括以下几个方面:
一、光谱分辨率
高光谱成像技术采用的是光谱分辨率比较高的成像仪器,它能够获取较高的空间分辨率和光谱分辨率,从而实现对地物的精细识别和分类。
二、光谱特征
高光谱成像技术能够获取地物在可见光和近红外波段的几百个连续光谱数据,这些光谱数据包含了地物的光谱特征信息。每种地物的光谱特征是不同的,可以通过光谱特征来实现地物的识别和分类。
三、地物反射率
地物的反射率是指地物对太阳辐射的反射能力,不同的地物对太阳辐射的反射率是不同的,例如,植被的反射率比水面要高判薯脊,建筑物的反射率比道路要高。通过测量地物的反射率,可以实现对地物的精细识别和分类。
四、光谱库
高光谱成像技术需要建立一个光谱库,这个光谱库包含了各种地物的光谱特征信息,通过与光谱库中的数据进行比手源对,可以实现对地物的识别和分类。
总之,高光谱成像技术的原理是基于地物物质吸收、反射和辐射特性的不同而实现的。通过获取地物的高光谱图像,可以实现物质识别、分类和定量分析等目标,具有广泛的应用前景。
遥感科学与技术应学好什么
1 信息获取技术的发展
信息获取技术的发展十分迅速,主要表现在以下来自几个方面:
(1)各种类型遥感平台和传感器的出现
现已发展起来的遥感平台有地球同步轨道卫星(3500km)和太阳同步卫星(600~1000km)。传感器有框幅式光学仪器,缝隙,全景相机,光机扫描仪,光电扫描仪,CCD线阵,面阵扫描仪,微波散射计,雷达测高仪,激光扫描仪和合成孔径雷达等。它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段,而且有些遥感平台还可以多角度成像,如三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像;EOS Terra卫星360问答上的MISR可同时从9个角度对地成像。
(2)空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率不断提高
仅从陆地卫星系列来看,20世纪70年代初美国发射的陆地卫星有4个波段(MSS),其平均光谱分辨率为150nm,空间分辨率为80米,重复覆盖周期为16-18天;80年代的TM增加到7个波段,在可见光到近角红外范围的平均光谱分辨率为137nm,空间分辨率增加到30米;2000年后,出现增强型TM(ETM),其全色波段空间分辨率可达15米。法国SPOT4卫星多光谱波段的平均光谱分辨率为87nm,空间分辨率为20米,重复周期为26天;SPOT5空间分辨率烧被帝利英深节修新年用最高可达2.5米,重复覆盖富好银冷严周期提高到1-5天。1999年发射的中巴资源卫星(CBERS)是我国第一颗资源卫星,最高空间分辨率达19.5米,重进例聚红著黑村复覆盖周期为26天。19模吧历协99年发射的美国IKON游破OS-2卫星可获得4个波段4米空间分辨率的多光谱数据和1个波段1米空间分辨率的全色数据。IKONOS发射稍后,又出现了空间分辨率更科宪河称静状代河伟高的OrbVie培注兴兰w-3(轨道观察3号)和Quickbird(快鸟),其最高空间分辨率分别达1米和0.62米。
(3)高光车争太多停谱遥感技术的兴起
20世纪80年代遥感技术的最大成就之一是高光谱遥感技术零己苏的兴起[1]。第一代航空成像光谱仪以AIS-1和AIS-2为代表,光谱分辨率分别为9.啊孙合让假认吸食3nm和10.6nm;1987年,第二代高光谱成像仪问世,即美国宇航局(NASA)研制的航空可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS),其光谱分辨率为10nm;EOSAM-1(Terra)卫星上的MODIS具有36个波段。如今的卫星高光谱分辨率可达到10nm,波段几百个,如在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星上的Hyperion传感器,具有220个波段,光谱分辨率为10nm受右刑的刑父以半。我国“九五”研制的航品液树初相攻夜烈空成像光谱仪为128个波段。
1.2 信息处理技术的发信展
遥感信息处理技术最早为光学图像处理,后来发展成为遥感数字图像处理。1963年,加拿大测量学家R.F.Tomlinson博士提出把常规地图变成数学形式的设想,可以看成是数字图像的启蒙;到1972年随美国陆地卫星的发射,遥感数字图像处理技术才真正地发展起来角但宪爱专空婷便。随着遥感信息获取技术、计算机技术、数学基础科学等的发展,遥感图像处理技术也获得了长足的进展。主要表现在图像的校正与恢复,图像增强,图像分类,数据的复合与GIS的综合,高光谱图像分析,生物物理建模胡板占,图像传输与压缩等方面。其中图像的校正与恢复的方法已经比斗座茶印较成熟。图像增强方面目前已发展了一些软件化的实用处理方法,包括辐射增强,空间域增强,频率域增强,彩色增强,多光谱增强等。图像分类,是者乐答装械普遥感图像处理定量化和智能化发展的主要方面,目前比较成熟的是基于光谱统计分析的分类方法,如监督分类和非监督分类。为了提高基于光谱统计分析的分类精度和准确性,出现了一些光谱特征分类的辅助处理技术,如上下文分析方法,基于地形信息的计算机分类处理,辅以纹理特征的光谱特征分类法等。近几年出现了一些遥感图像计算机分类的新方法,如神经网络分类器,基于小波分析的遥感图像分类法,基于分形技术的遥感图像分类,模糊聚类法,树分类器,专家系统方法等[2]。在高光谱遥感信息处理方面,也发展了许多处理方法,如光谱微分技术,光谱匹配技术,混合光谱分解技术,光谱分类技术,光谱维特征提取方法等。这些方法均已在高光谱图像处理中得到应用。
1.3 遥感技术应用现状
总体上说,遥感技术的应用已经相当广泛,应用深度也不断加强。目前,在地学科学、农业、林业、城市规划、土地利用、环境监测、考古、野生动物保护、环境评价、牧场管理等各个领域均有不同程度的应用,遥感技术也已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一。地球科学中的矿产勘查,地质填图等是较早应用遥感技术的领域,随着遥感技术的发展,其应用潜力还可以不断地挖掘;在精细农业、环境评价、数字城市等新领域,遥感技术的应用潜力巨大。此外,GIS技术,虚拟现实技术、GPS技术、数据库技术等的快速发展也无疑为遥感技术的更广、更深的应用提供了技术支持。
总之,卫星遥感技术的迅速发展,把人类带入了立体化、多层次、多角度、全方位和全天候地对地观测的新时代。
神七飞天中的知识
中国科学院有关负责人表示,载人飞船工程应用系统的主要任务是开展空间对地观测、空间科学及技术实验。我国载人航天工程(第一阶段)应用系统的目标是大力推进和发 展我国空间科学与空间应用技术,为国家经济建设和社会发展做出有重要价值的贡献,同时为今后有人参与的空间科学与技术实验打下基矗。
其中,“对地观测任务”是以与国际同步发展先进空间遥感器及开拓地球系统科学研究为目的,确定了中分辨率成像光谱仪器、多模态微波遥感器(包括微波高度计、辐射计和散射计)、地球环境监测和遥感应用研究等在轨实验和应用任务。地球环境监测包括太阳常数监测、太阳和地球紫外辐射监测以及地球辐射收支探测。遥感器应用研究为我国遥感应用技术的发展奠定基础;开展成像光谱技术和微波遥感技术在海洋、陆地和大气方面的应用研究和应用示范。
“空间科学研究”安排了空间生命科学、微重力科学(包括空间材料科学项目,微重力流体物理研究项目),还有空间天文项目、空间环境预报和监测任务,目标是全面提高我国空间科学水平。“空间生命科学和生物技术”研制了多种空间实验设备,开展空间生物学效应研究、空间蛋白质结晶、空间细胞培养、空间细胞电融合以及空间蛋白质和生物大分子分离纯化等研究;“空间材料科学研究”研制多工位晶体生长炉和晶体生长观测装置,开展二元和三元半导体光电子材料、透明氧化物晶体、金属和合金等材料研究和空间生长,研究空间晶体生长动力学;“空间环境预报和监测”研究可以建立空间环境预报中心,发布长期、中期、短期空间环境预报和警报,进行效应预测,保障航天员、载人航天器和空间设备安全。