ENVI高光谱分析技术详解

本文主要介绍了ENVI高光谱分析技术，包括高光谱遥感的基本概念、数据预处理、物质制图与识别以及植被分析。 1、高光谱遥感简介 高光谱遥感是一种利用非常窄且连续的光谱通道对地物进行连续遥感成像的技术。相较于传统的光学遥感技术，它具有更高的光谱分辨率，通常在可见光到短波红外波段，光谱分辨率可以达到纳米级别，波段数量众多，可达数十到数百个。这种连续的光谱通道使得每个像元都能产生一条平滑的光谱曲线，从而实现对地物的精细识别和分析。 2、高光谱数据预处理 高光谱数据预处理是分析工作中的关键步骤，主要包括以下环节： - 噪声去除：由于仪器本身的噪声和环境因素，原始数据往往包含不准确的信息，需要通过去噪算法如快速傅里叶变换(FFT)或小波分析等方法来净化数据。 - 平坦化校正：消除由于大气散射和反射等因素导致的光谱曲线倾斜，使数据更准确反映地物的真正光谱特性。 - 线性校正：调整不同波段间的相对强度，确保光谱曲线的一致性。 - 归一化处理：通过归一化将不同像元的光谱曲线尺度统一，便于比较和分析。 - 拼接与镶嵌：将不同时间或不同传感器获取的图像拼接在一起，形成完整的覆盖区域。 3、物质制图与识别、探测 利用高光谱数据的丰富信息，可以进行地物分类和物质识别。通过建立光谱库，对比不同地物的光谱特征，可以识别出图像中的特定物质，如矿物、植被类型、水体、建筑物等。此外，还可以进行异常检测，找出与周围环境光谱特征显著不同的区域，可能指示潜在的地质异常或环境污染。 4、植被分析 在植被分析中，高光谱数据提供了丰富的植物健康状态信息。例如，通过提取植被指数（如NDVI、EVI等），可以评估植被的生长状况、覆盖度、水分状况和病虫害情况。此外，还可以研究植被对环境变化的响应，如气候变化、土地退化等。 成像光谱仪是实现高光谱遥感的关键设备，如AVIRIS和HYMAP等，它们具有不同的光谱覆盖范围、光谱分辨率和视场角。例如，AVIRIS覆盖400-2500nm，有224个光谱带，而HYMAP则在多个波段提供总共126个光谱带，两者都提供了较高的光谱分辨率和数字量化能力。 ENVI高光谱分析技术在地球科学、环境保护、资源勘探、农业监测等多个领域有着广泛的应用，通过对高光谱数据的深入处理和分析，能够揭示地表物质的精细信息，为科学研究和决策提供强有力的支持。