高光谱遥感技术：ENVI数据分析与预处理

"高光谱数据预处理-ENVI高光谱分析" 高光谱遥感是一种高级的遥感技术，它通过使用非常窄且连续的光谱通道来对地表物体进行成像，从而获取丰富的光谱信息。这种技术起源于光学遥感技术的发展，从最初的全色（黑白）到彩色摄影，再到多光谱扫描成像，最终发展为高光谱遥感。高光谱遥感的独特之处在于其高光谱分辨率，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，拥有几十甚至几百个连续的光谱通道。 高光谱图像不仅提供了空间信息，还记录了每个像元的连续光谱数据，使得每个像元都可以对应一条完整的光谱曲线。这种特性使得高光谱遥感在物质识别、植被分析等方面具有巨大潜力。 ENVI（Environment for Visualizing Images）是一个广泛使用的遥感图像处理软件，特别适用于高光谱数据的预处理和分析。在高光谱数据预处理阶段，有两个关键步骤：传感器定标和大气校正。 传感器定标是为了消除传感器本身引起的系统误差，如灵敏度差异、噪声等，确保数据的准确性和一致性。这个过程通常包括辐射校正和几何校正，辐射校正旨在将原始数字信号转换为地面反射率或辐射亮度，几何校正则使图像像素与地表位置对应。 大气校正是另一项重要的预处理步骤，因为大气条件如气溶胶、水汽、气体分子等会对到达地面的太阳辐射产生影响，导致观测到的光谱数据失真。大气校正的目标是估算并去除这些影响，以获得地物的真实反射率。ENVI提供了多种大气校正模型，如快速大气校正（Fast Atmospheric Correction, FAC）、陆地大气校正网络（Landsat Atmospheric Correction Network, LAC），以及基于MODTRAN的大气辐射传输模型的校正方法等。 在完成预处理后，ENVI可以进行更深入的高光谱分析，如物质制图与识别，这通常涉及到光谱特征分析和分类算法的应用。此外，高光谱数据在植被分析中也发挥着重要作用，可以用于监测植被健康状况、计算植被指数等。 国内和国际都有多种成像光谱仪系统，例如MAIS、OMIS、AVIRIS、HYMAP等，它们各有不同的光谱覆盖范围、光谱带数、分辨率和视场角，适应不同的遥感需求。例如，AVIRIS提供224个光谱带，覆盖400-2500nm的波段，而HYMAP则有126个光谱带，覆盖了从可见光到近红外和短波红外的波段。 ENVI高光谱分析技术结合高光谱遥感的数据特性，为地球表面的环境监测、资源调查和灾害评估等提供了强大的工具，通过对高光谱数据的预处理，我们可以提取出更准确、更丰富的地物信息。