高光谱遥感技术解析及ENVI应用

"ENVI高光谱分析技术邓书斌主要内容高光谱简介高光谱数据预处理物质制图与识别、探测植被分析1、高光谱遥感简介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（10-2λ）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。从光谱影像上获得光谱曲线高光谱图像空间成像的同时，记录下成百个连续光谱通道数据从每个像元均可提取一条连续的光谱曲线对高光谱图像的处理实质是对像元光谱曲线的定量化处理与分析高光谱成像技术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。成像光谱仪系统介绍航空成像光谱仪系统国内系统：MAIS、OMIS-1、OMIS-2、PHI、WHI、LASIS国外系统：AIS、AVIRIS、TRWIS、GERIS、HYDICEAISA、DAIS、CASI、HYMAPAVIRIS光谱覆盖范围：400-2500nm，224个光谱带，光谱分辨率<10nm，视场角30°，瞬时视场角1.0mrad，12位数字化HYMAP光谱覆盖范围：可见光400-800nm，15个带；近红外881-1335nm，14个带；短波红外1400-1813nm，12个带；短波红外21950-2543nm，16个带，共126个光谱带，视场角60°，瞬时视场角沿轨迹2.5mrad，垂直2.0mrad" 高光谱遥感是一种先进的遥感技术，它利用非常窄且连续的光谱通道来捕捉地表物体的详细光谱信息。这种技术起源于全色、彩色摄影和多光谱扫描成像，发展至高光谱阶段，其光谱分辨率显著提升，可以达到纳米级别，在可见光到短波红外波段。高光谱图像不仅提供空间信息，还能记录数百个连续光谱通道的数据，使得每个像元都可以提取出一条完整的光谱曲线。 高光谱数据预处理是分析的关键步骤，包括辐射校正、大气校正、几何校正等，以消除环境因素的影响，确保数据的准确性和可比性。物质制图与识别则通过比较不同地物的光谱特性，实现对地物类型的分类和识别，这对于环境监测、资源调查等应用至关重要。 植被分析是高光谱遥感的一个重要应用领域，通过分析植被的光谱曲线，可以评估植被健康状况、叶绿素含量、水分状态等生态参数，对森林管理、农业生产和气候变化研究有着积极的作用。 成像光谱仪是实现高光谱遥感的核心设备，例如AVIRIS和HYMAP。AVIRIS覆盖了从可见光到近红外的宽光谱范围，具有224个光谱带和高光谱分辨率，而HYMAP则覆盖了更宽的光谱范围，包括可见光、近红外和两个短波红外段，共有126个光谱带，提供了更丰富的光谱信息。 国内也有多种成像光谱仪系统，如MAIS、OMIS系列，以及PHI、WHI和LASIS等，它们在满足不同科研和应用需求方面发挥着重要作用。 ENVI高光谱分析涉及高光谱遥感的基本概念、数据处理方法、物质识别技术以及特定领域的应用，如植被分析。通过成像光谱仪获取的高光谱数据，结合专业的分析软件如ENVI，可以深入理解和解析地球表面的复杂信息，为环境科学、地质学、农业、城市规划等多个领域提供有力支持。