无人机视角下的植被高光谱特性

IFOV
MAIS
1991
71
400-2500
3 mrad
PHI
1997
244
450-850 1.5 mrad
OMIS
1999
128
400-12500 3.0 mrad
WHI
124
410-990 0.6 mrad
C-HRIS
2000
1Baidu Nhomakorabea8
430-2400 0.05 mrad
4
（2）典型航天高光谱遥感器及其主要性能指标
传感器 MODIS
发射 时间
1999
平台 Terra(EOS)
波段数 36
光谱范围 (nm)
405-14385
空间分 辨率(m) 250,500,
1000
HS
2000 WarFighter-I 200 450-2500
8
FTHSI 2000 MightySat-II 256 350-1050
30
CHRIS 2001
（3）典型地面非成像高光谱仪器及其主要性能指标
6
图 不同水分含量小麦叶片光谱曲线
图 小麦冠层与叶片光谱特征比较
图 受金属毒害的植被光谱红边蓝移
图 植被叶绿素荧光吸收峰
• 高光谱遥感树种识别
图 美克罗拉多的 AVIRIS植被种类制图，验证精度可达90%
图 黄橙光谱段的变化
• 高光谱遥感作物种类识别
HJ-1A 天宫一号 HyspIRI
115
450-950
100
128 500-2500 10,20
214 380-2510
30
5
中国航天高光谱成像仪发展
2002年中分辨率成像光谱仪(CMODIS)随“神舟”三号飞船发射升空； 2007年10月发射的“嫦娥1号”卫星干涉成像光谱仪(IIS)升空； 2008年9月，环境与灾害监测小卫星星座(HJ-1)携带了超光谱成像仪(HIS)； 2011年9月，我国成功发射“天宫一号”目标飞行器，其搭载的高光谱成像
1984 1990
228
430-805
288
430-870 0.4 mrad
ROSIS
1992
128
430-860
HyMap
1998
126
400-2500 2.5 &2 mrad
成像仪 研制时间
AHI SEBASS
TIPS
1996
波段数 256 242 100
光谱范围 (nm) 700012500
3000-5500 & 7500-13500
波段数
光谱范围 (nm)
空间分 辨率(m)
210 400-2500
30
UVISI 1996
MSX
AHSI 2018 高分五号
400
380-900 100-1000
330 400-2500
30
HICO 2009
ISS
128 360-1080
90
HSI 2008
高光谱成 像仪
VSWIR
2011 预计 2021
GLI 2002 HYPER
2002 ION
ESA PROBA NASDA DEOS-II
EO-1
62
410-1050 18-36
40
380-1200 250-1000
220 400-2500
30
ARIES 2000 ARIES-I
105 400-2500
30
传感器
发射 时间
COIS 2000
平台 NEMO
成像仪 AIS-1
研制时间 1983
波段数 128
光谱范围 (nm)
IFOV
1200-2400 1.91 mrad
AVIRIS DAIS
1986 1990
224
400-2500
1 mrad
79
400-13000 3.3 mrad
TRWIS
1996
384
400-2500 0.9 mrad
FLI CASI
玉米
690
0.335
115.0206 38.5319
2.4973
725
棉花
693
0.3424
118.5003 40.5745
2.7794
727
水稻
684
0.3067
106.3153 32.6069
2.6438
702
小麦
687
0.3403
109.8205 37.3719
2.4354
720
10
实例: 28种棉花品种的光谱识别
4种作物冠层野外光谱曲线
4种作物冠层野外光谱690nm处的光 谱吸收峰
690nm处吸收峰的波长位置对这四 种作物的识别能力为3-16nm，宽度 为3-12nm
红边位置的识别能力为2-23nm
9
表 . 四种作物690nm附近吸收特征参数和红边位置
波 长 （ nm ）深度
宽度
面积
对称度
红边位置 （nm）
仪可实现纳米级光谱分辨率的地物特征和性质的成像探测； 2018年5月9日，高分五号卫星成功发射，是我国实现高光谱分辨率对地观测
能力的重要标志，对地观测成像光谱仪（AHSI）可获取地物目标的可见光 至短波红外谱段（400-2500nm）高光谱图像，幅宽可达60km。 其他： 深空探测高光谱遥感器等（嫦娥三号玉兔车上高光谱成像仪，2013）。 “珠海一号”卫星星座高光谱仪（2017）；
22 中棉35号 23 新陆早10号 24 中棉28号 25 鲁棉14号 26 抗虫棉1号 27 中棉12号 28 中棉16号
1. 相应16个N处理小区棉花冠层野外光谱曲线 2. 16个棉花干叶片样品的室内光谱曲线
3. 棉花冠层野外光谱在690nm 处的归一化吸收峰
4. 28种棉花一阶微分光谱曲线
5. 棉花在650-800nm和1450-1650nm光谱范围一阶微分光谱曲线
13
6. 棉花品种光谱识别能力分析
不同品种棉花690nm处光谱吸收峰波长 （1nm:10，2：5，3:4，5：3，10：2， > 10：1）
不同品种棉花690nm处光谱吸收峰宽度 （1nm：8，2：4，3：3、4-7：2 、>8：1）
提纲
一、 高光谱遥感技术发展 二、植被高光谱识别分析谱段优选 三、无人机视角下的植被高光谱特性 四、无人机高光谱植被冠层红边特性 五、无人机高光谱植被阴影指数构建 六、植被阴/阳冠层分离方法与遥感制图 七、植被阴/阳冠层NDVI差异、成因与修正
2
3
一、高光谱遥感技术发展
（1）典型航空高光谱成像仪及其主要性能指标
不同品种棉花690nm处光谱吸收峰深度
01 新陆早1号 02 新陆早5号 03 97-766 04 监督站 05 S-91 06 C4880 07 85-174
08 新陆中2号 09 塔什干1号 10 无名6号 11 辽-10 12 新陆早7号 13 新陆早6号 14 新陆早8号
15 新陆早9号 16 石大-4 17 石大-11 18 石大-13 19 石大-15 20 石大-23 21 新陆中8号