第2章-高光谱遥感数据获取与分析复习进程
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20
三、成像光谱仪
星载： 1）MODIS成像光谱仪 2） MERIS成像光谱仪 3） Hyperion成像仪
21
1、MODIS
中等分辨率成像光谱仪MODIS（moderate resolution Imaging Spectro-radiometer）是美国 宇航局发射的EOS-TERRA和EOS- AQUA卫星上 最重要的星载仪器。
18
（3）整理工作。
测量完成后，可将有关光谱拷贝到U盘中待用，或留在原机保 存；
依次关闭计算机电源及光谱仪电源； 取下镜头及其他附件，装好白板，并将光纤探测头整理好，收
回到仪器包中（注意光纤不可过硬弯折）。
19
其它野外的测量仪器
（1）LAI-2000植物树冠分析仪。 （2）LI-6400便携式光合仪。 （3）LI-6262分析仪 （4）辐射传感器。
11
紫外、红外与微波区，引起电磁波衰减的主要原因是大 气吸收。
引起大气吸收的主要成分是氧气、臭氧、水、二氧化碳 等。
氧气：小于0.2 μm；0.155为峰值。 臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带；对航空遥
感影响不大。 水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。
主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水 对红外遥感有极大的影响。 二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略 不计。
12
有些波段的电磁波通过大气后，衰减的很少，透过率很高，我们称 为大气窗口
13
2.2 光谱测量仪器
一、野外光谱仪（以ASD野外光谱分析仪为例）
ASD野外光谱分析仪FieldSpec Pro是一种测 量可见光到近红外波段地物波谱的有效工具。它 能快速扫描地物，光纤探头能在毫秒内得到地物 单一光谱。
写需要存储数据的路径、名称和其他内容。
17
（2）测量过程。 镜头对准白板，点击OPT进行优化。为了光谱测量的准
确性，在测量过程中，特别是刚开始测量的前半个小时 内，需要每隔一定时间进行一次优化； 反射率测量： 镜头对准白板，点击WR采集参比（白板应充满镜头， 并且没有阴影）； 镜头对准目标（目标与镜头之间的距离应大致等同于采 集参比时白板与镜头的距离）； 点击空格键存储目标光谱（或选择自动存储）； 为了提高光谱数据的质量，在测量开始后的一个小时内 应当经常采集参比以提高光谱数据质量；
MODIS从可见光到热红外有36个波段，波长覆盖 范围从0.4μm到14.4μm。
MODIS的两个通道空间分辨率可达250 m，5个通 道为500 m，29个通道为1000 m，可同时获取地 球大气、海洋、陆地、冰川雪盖等多种环境信息， 有助于建立有关大气、海洋和陆地的动态模型， 以及建立预测全球变化的模型。
1.55-1.75 （近红外） 2.04-2.34 （近红外） 10.5-12.5 （热红外） 3cm-15cm （短波）
20cm-1m（短 波）
Water content in plant or soil
Mineral, rock types
Surface temperature
Surface relief（地势起伏）, soil moisture
第2章-高光谱遥感数据获取与分 析
电磁波
X射线，紫外线，可见光、红外线、微波、无线 电波等都是电磁波。电磁波是一种横波。
2
电磁波谱
不同的电磁波由不同的波源产生．如果按照电磁 波在真空中传播的波长或频率递增或递减的顺序 排列，就能得到电磁波谱图。习惯上，划分如下：
3
4
一些电磁波的用途
共性：传播速度相同；遵守相同的反射、折射、透射、吸收 和散射定律；
wavelength
use
Wavelength
use
g ray
Mineral
X ray
Medical
ultraviolet Detecting (uV)（紫外） oil；spill
0.4-0.45 um （蓝波段） 0.7-1.1 µm （近红外）
Water depth turbidity Vegetation
15
（1）准备工作。 （2）测量过程。 （3）整理工作。
16
（1）准备工作。
光谱仪、计算机充电：光谱仪电量不足时红灯闪亮，充满电后 绿灯亮；如果黄灯闪亮则说明过热，需要等待一段时间；
安装适当的镜头或其他附件（如GPS、余弦接受器等），并准 备好白板；
依次打开光谱仪电源及计算机电源，并启动相应RS3软件； 依据所选择镜头以及测量情况，在软件上选择相应镜头，并填
woody biomass（木头水分）
5
太阳辐射
地球上的电磁波主要来自于太阳，太阳可以认为 是一个很好的黑体辐射源。
黑体辐射：既是完全的吸收体，又是完全色辐射 体。
好的吸收体也是好的辐射体这一定律。说明凡是 吸收热辐射能力强的物体，它们的热发射能力也 强；凡是吸收热辐射能力弱的物体，它们的热发 射能力也就弱。
6
太阳辐照度分布曲线
7
从图中可以得出结论： 太阳辐射的光谱是连续的，它的辐射特性与黑体的辐射
特性基本一致。 太阳辐射从近紫外到中红外这一波段区间能量最集中而
且相对稳定。在x射线、远紫外及微波波段，能量小但 变化大。 海平面处的太阳辐射照度曲线与大气层外的曲线有很大 的不同。主要是地球大气对太阳辐射的吸收和散射造成 的。 就遥感而言，被动遥感主要是利用可见光、红外等稳定 辐射，因而太阳的活动对遥感没有太大的影响，可以忽 略。
14
FieldSpec 分光仪主要由附属手提电脑，观测仪器，手枪 式把手，光纤光学探头及连接数据线组成。 FieldSpec 重量只有8kg，非常便于携带；0.35-2.5的光谱 范围以及10nm的光谱分辨率,它能在手提电脑上实时持续 显示测量光谱，使测量者在测量过程中依据即时反馈的光 谱图像获取需要的测量数据。
8
地球大气会影响太阳辐射的衰减
大气组成：
不变成分（在80km以下的相对比例保持不 变）：惰性气体。
可变成分（气体含量随高度、温度、位置而 变）：甲烷、臭氧、水蒸汽、液态和固态水、 盐粒、尘烟。
垂直分布：可划分为4层，对流பைடு நூலகம்、平流层、 电离层和外大气层
9
10
大气对太阳辐射的影响主要分为：散射和吸收，在可见光波段，引起 电磁波衰减的主要原因是分子散射
三、成像光谱仪
星载： 1）MODIS成像光谱仪 2） MERIS成像光谱仪 3） Hyperion成像仪
21
1、MODIS
中等分辨率成像光谱仪MODIS（moderate resolution Imaging Spectro-radiometer）是美国 宇航局发射的EOS-TERRA和EOS- AQUA卫星上 最重要的星载仪器。
18
（3）整理工作。
测量完成后，可将有关光谱拷贝到U盘中待用，或留在原机保 存；
依次关闭计算机电源及光谱仪电源； 取下镜头及其他附件，装好白板，并将光纤探测头整理好，收
回到仪器包中（注意光纤不可过硬弯折）。
19
其它野外的测量仪器
（1）LAI-2000植物树冠分析仪。 （2）LI-6400便携式光合仪。 （3）LI-6262分析仪 （4）辐射传感器。
11
紫外、红外与微波区，引起电磁波衰减的主要原因是大 气吸收。
引起大气吸收的主要成分是氧气、臭氧、水、二氧化碳 等。
氧气：小于0.2 μm；0.155为峰值。 臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带；对航空遥
感影响不大。 水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。
主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水 对红外遥感有极大的影响。 二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略 不计。
12
有些波段的电磁波通过大气后，衰减的很少，透过率很高，我们称 为大气窗口
13
2.2 光谱测量仪器
一、野外光谱仪（以ASD野外光谱分析仪为例）
ASD野外光谱分析仪FieldSpec Pro是一种测 量可见光到近红外波段地物波谱的有效工具。它 能快速扫描地物，光纤探头能在毫秒内得到地物 单一光谱。
写需要存储数据的路径、名称和其他内容。
17
（2）测量过程。 镜头对准白板，点击OPT进行优化。为了光谱测量的准
确性，在测量过程中，特别是刚开始测量的前半个小时 内，需要每隔一定时间进行一次优化； 反射率测量： 镜头对准白板，点击WR采集参比（白板应充满镜头， 并且没有阴影）； 镜头对准目标（目标与镜头之间的距离应大致等同于采 集参比时白板与镜头的距离）； 点击空格键存储目标光谱（或选择自动存储）； 为了提高光谱数据的质量，在测量开始后的一个小时内 应当经常采集参比以提高光谱数据质量；
MODIS从可见光到热红外有36个波段，波长覆盖 范围从0.4μm到14.4μm。
MODIS的两个通道空间分辨率可达250 m，5个通 道为500 m，29个通道为1000 m，可同时获取地 球大气、海洋、陆地、冰川雪盖等多种环境信息， 有助于建立有关大气、海洋和陆地的动态模型， 以及建立预测全球变化的模型。
1.55-1.75 （近红外） 2.04-2.34 （近红外） 10.5-12.5 （热红外） 3cm-15cm （短波）
20cm-1m（短 波）
Water content in plant or soil
Mineral, rock types
Surface temperature
Surface relief（地势起伏）, soil moisture
第2章-高光谱遥感数据获取与分 析
电磁波
X射线，紫外线，可见光、红外线、微波、无线 电波等都是电磁波。电磁波是一种横波。
2
电磁波谱
不同的电磁波由不同的波源产生．如果按照电磁 波在真空中传播的波长或频率递增或递减的顺序 排列，就能得到电磁波谱图。习惯上，划分如下：
3
4
一些电磁波的用途
共性：传播速度相同；遵守相同的反射、折射、透射、吸收 和散射定律；
wavelength
use
Wavelength
use
g ray
Mineral
X ray
Medical
ultraviolet Detecting (uV)（紫外） oil；spill
0.4-0.45 um （蓝波段） 0.7-1.1 µm （近红外）
Water depth turbidity Vegetation
15
（1）准备工作。 （2）测量过程。 （3）整理工作。
16
（1）准备工作。
光谱仪、计算机充电：光谱仪电量不足时红灯闪亮，充满电后 绿灯亮；如果黄灯闪亮则说明过热，需要等待一段时间；
安装适当的镜头或其他附件（如GPS、余弦接受器等），并准 备好白板；
依次打开光谱仪电源及计算机电源，并启动相应RS3软件； 依据所选择镜头以及测量情况，在软件上选择相应镜头，并填
woody biomass（木头水分）
5
太阳辐射
地球上的电磁波主要来自于太阳，太阳可以认为 是一个很好的黑体辐射源。
黑体辐射：既是完全的吸收体，又是完全色辐射 体。
好的吸收体也是好的辐射体这一定律。说明凡是 吸收热辐射能力强的物体，它们的热发射能力也 强；凡是吸收热辐射能力弱的物体，它们的热发 射能力也就弱。
6
太阳辐照度分布曲线
7
从图中可以得出结论： 太阳辐射的光谱是连续的，它的辐射特性与黑体的辐射
特性基本一致。 太阳辐射从近紫外到中红外这一波段区间能量最集中而
且相对稳定。在x射线、远紫外及微波波段，能量小但 变化大。 海平面处的太阳辐射照度曲线与大气层外的曲线有很大 的不同。主要是地球大气对太阳辐射的吸收和散射造成 的。 就遥感而言，被动遥感主要是利用可见光、红外等稳定 辐射，因而太阳的活动对遥感没有太大的影响，可以忽 略。
14
FieldSpec 分光仪主要由附属手提电脑，观测仪器，手枪 式把手，光纤光学探头及连接数据线组成。 FieldSpec 重量只有8kg，非常便于携带；0.35-2.5的光谱 范围以及10nm的光谱分辨率,它能在手提电脑上实时持续 显示测量光谱，使测量者在测量过程中依据即时反馈的光 谱图像获取需要的测量数据。
8
地球大气会影响太阳辐射的衰减
大气组成：
不变成分（在80km以下的相对比例保持不 变）：惰性气体。
可变成分（气体含量随高度、温度、位置而 变）：甲烷、臭氧、水蒸汽、液态和固态水、 盐粒、尘烟。
垂直分布：可划分为4层，对流பைடு நூலகம்、平流层、 电离层和外大气层
9
10
大气对太阳辐射的影响主要分为：散射和吸收，在可见光波段，引起 电磁波衰减的主要原因是分子散射