高光譜遙感簡介演示文稿

高光譜遙感簡介演示文稿當前第1頁\共有34頁\編于星期五\17點高光譜遙感簡介當前第2頁\共有34頁\編于星期五\17點課程性質：選修課課程時間：12周~15周課時：32學時16上課學時16上機學時課程要求：理論聯系實際積極主動考查方法：課程作業(yè)一份課程安排當前第3頁\共有34頁\編于星期五\17點遙感基本概念回顧高光譜遙感技術的概念以及特點高光譜遙感數據處理關鍵技術高光譜傳感器介紹光譜庫介紹當前第4頁\共有34頁\編于星期五\17點遙感（RemoteSensing）：通過電磁波與地物的相互作用，以波譜和空間兩維成像方式來探測地物特性的技術。遙感——remotesensing電磁波與物質相互作用的類型有哪些？在進行被動遙感時，電磁波要與多少種物質進行作用？請大家列舉遙感常用的波段當前第5頁\共有34頁\編于星期五\17點全色攝影相片SPOT5號全色波段圖像灰度影像解譯當前第6頁\共有34頁\編于星期五\17點彩色成像技術及多波段成像技術SPOT5號多波段合成圖像多波段影像解譯當前第7頁\共有34頁\編于星期五\17點高光譜遙感——HyperspectralRemoteSensing光學遙感技術的發(fā)展：全色（黑白）－－彩色攝影－－多光譜掃描成像－－高光譜遙感高光譜分辨率遙感（HyperspectralRemoteSensing）：用很窄（0.01波長）而連續(xù)的光譜通道對地物持續(xù)遙感成像的技術。在可見光到短波紅外波段其光譜分辨率高達納米(nm)數量級，通常具有波段多的特點，光譜通道數多達數十甚至數百個以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的，因此高光譜遙感又通常被稱為成像光譜（ImagingSpectrometry）遙感。當前第8頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第9頁\共有34頁\編于星期五\17點波段特點：波段多、波段寬度窄、波段連續(xù)

數據量特點：數據量大、信息冗余增加高光譜遙感的特點

當前第10頁\共有34頁\編于星期五\17點光譜反射曲線影像立方體圖譜合一的特點當前第11頁\共有34頁\編于星期五\17點水稻:99-15圖譜合一五七農場,常州水稻:武香5021水稻:99-15波段當前第12頁\共有34頁\編于星期五\17點1高光譜圖像信息的顯示，如圖像立方體的生成；2光譜重建，即成像光譜數據的定標、定量化和大氣糾正模型與算法，依此實現成像光譜信息的圖像－光譜轉換；3光譜編碼，尤其指光譜吸收位置、深度、對稱性等光譜特征參數的算法；4基于光譜數據庫的地物光譜匹配識別算法；5混合光譜分解模型；6基于光譜模型的地表生物物理化學過程與參數的識別和反演算法高光譜數據處理關鍵技術當前第13頁\共有34頁\編于星期五\17點光譜測量儀器——野外光譜儀請同學們回顧下面的基本概念：地物光譜反射率，談談影響地物光譜反射率的因素地物的光譜反射率：是物體的反射輻射通量與入射輻射通量之比方向性譜特性時間性空間當前第14頁\共有34頁\編于星期五\17點光譜輻射儀（Spectrometer/Spectroradiometers

）能夠在電磁波紫外到近紅外（300-2500nm）的太陽反射波譜段內獲取地物點狀的連續(xù)光譜輻射量曲線。光譜反射率（Reflectance）的獲得：利用分光光度計（地面光譜儀/野外光譜儀）可以分別測量目標地物與標準白板的光譜輻射能量，其比值就是地物的光譜反射率。標準白板通常使用聚四氟乙烯（PFTE）為材料，它在400-2500nm區(qū)間的反射率為100%。其它還有硫酸鋇或氧化鎂。光譜測量儀器——野外光譜儀當前第15頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第16頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第17頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第18頁\共有34頁\編于星期五\17點1）準備工作:光譜儀、計算機充電、安裝鏡頭，連線，打開電源以及軟件2）測量過程：鏡頭對準白板，進行OPT優(yōu)化鏡頭對準目標，進行地物光譜反射率采集3）整理工作地物數據的測量當前第19頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第20頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第21頁\共有34頁\編于星期五\17點成像光譜儀：與地面光譜輻射計相比，成像光譜儀不是在“點”上的光譜測量，而是在連續(xù)空間上進行光譜測量，因此它是光譜成像的；與傳統多光譜遙感相比，其光譜通道不是離散而是連續(xù)的，因此從它的每個像元均能提取一條平滑而完整的光譜曲線。第一種線陣列探測器撣掃式掃描方式第二種面陣列探測器推掃式掃描方式光譜測量儀器——成像光譜儀當前第22頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第23頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第24頁\共有34頁\編于星期五\17點影像分辨率主要決定于瞬時視場(IFOV,instantaneousfieldofview)角和成像高度。瞬時視場角越小、飛機航高越低，地面分辨單元越小，分辨率就越高。IFOV值小意味空間分辨率越高。IFOV值大意味著輻射分辨率越高。因為當傳感器接受地面反射能量時，探測器上聚焦的總能量更大；由于這種高信號使得傳感器對地面輻射率的測量更加敏感，其結果是輻射分辨率更高或者說是區(qū)分微小的能量的能力方面有所提高傳感器的設計IFOV應該在空間分辨率與輻射分辨率中折中當前第25頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第26頁\共有34頁\編于星期五\17點當前第27頁\共有34頁\編于星期五\17點MODIS主要技術指標軌道：705km，太陽同步，近極地軌道輻射靈敏度：12b波段范圍：36個波段、0.4~14.4μm空間分辨率：

2個波段為250m5個波段為500m29個波段為1000m帶寬：2330km，1~2天全球覆蓋MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)當前第28頁\共有34頁\編于星期五\17點ElectronicsConsolePOSSystemHyperspace.SensorSystemOnboardLayoutofPHISpectralcoverage:VIStoNIR(450-850nm)spectralregionSpectralbands:244Spectralresolution:<5nmSpectralsamplinginterval:1.9nmPixelsperline:376Digitization:12bitsSensorweight:9kgPHI–

ThePushbroomHyperspectrlImagers當前第29頁\共有34頁\編于星期五\17點NaganoMinamimakiImageCubeof80-bandsPHIHRSImage當前第30頁\共有34頁\編于星期五\17點

農業(yè)應用（精準農業(yè)）：農作物的識別和品種劃分左:日本長野縣鹽尻市南部農作物的識別結果紫-水稻,黃-葡萄,綠-梨,藍-大豆右:長野市西北部農作物的識別結果黃-蘋果,藍-水稻下:葡萄的相對長勢，紅色區(qū)長勢相對較好HighLowPHI在日本當前第31頁\共有34頁\編于星期五\17點80年代后期，美國噴氣推進研究室（JPL）制成機載可見紅外成像光譜儀（AVIRIS）的完整樣機。0.4μm～2.45μm224個連續(xù)的光譜波段圖像。波段寬度10nm當飛機在20km高空飛行時，圖像地面分辨率可達20m航空可見光/紅外成像光譜儀AVIRIS當前第32頁\共有34頁\編于星期五\17點光譜庫是由高光譜成像光譜儀在一定條件下測得的各類地物反射光譜數據的集合準確地解譯遙感圖像信息、快速地實現未知地物的匹配、提高遙感分類識別水平起著至關重要的作用。由于高光譜成像光譜儀產生了龐大的數據量，建立地物光譜數據庫，運用先進的計算機技術來保存、管理和分析這些信息，是提高遙感信息的分析處理水平并使其能得到高效、合理之應用的唯一途徑，并給人們認識、識別及匹配地物提供了基礎。光譜庫當前第3