第2章-高光谱遥感数据获取与分析复习进程

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高光谱遥感复习总结讲解

1.高光谱分辨率遥感:用很窄（0.01波长）而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。

在可见光、近红外、短波红外和热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。

2.高光谱遥感特点：波段多,数据量大；光谱范围窄(高光谱分辨率)；在成像范围内连续成像；信息冗余增加3. 高光谱遥感的发展趋势（1）遥感信息定量化（2）“定性”、“定位”一体化快速遥感技术4.光谱特征的产生机理：在绝对温度为0K以上时，所有物体都会发射电磁辐射，也会吸收、反射其他物体发射的辐射。

高光谱遥感准确记录电磁波与物质间的这种作用随波长大小的变化，通过反映出的作用差异，提供丰富的地物信息，这种信息是由地物的宏观特性和微观特性共同决定的。

宏观特性:分布、粗糙度、混杂微观特性:物质结构6.典型地物反射：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强，所以水体在遥感影像上常呈黑色。

植被的反射波谱特征：①可见光波段有一个小的反射峰，位置在0.55um处，两侧0.45um(蓝)和0.67um(红)则有两个吸收带。

这一特征是叶绿素的影响。

②在近红外波段(0.7-0.8um)有一反射的“陡坡”（被称为“红边”)，至1.1um附近有一“峰值”，形成植被的独有特征。

这一特征由于植被结构引起。

③在中红外波段(1.3-2.5um) ，反射率大大下降，特别以1.45um和1.95um为中心是水的吸收带，形成低谷。

土壤:由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征，所以在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显.自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。

6.野外光谱测量的影响因素（1）大气透射率（2）水蒸气3）风（4）观测几何7.地面光谱的测量方法：实验室测量，野外测量8.垂直与野外测量的区别:垂直测量：为使所有数据能与航空、航天传感器所获得的数据进行比较，一般情况下测量仪器均用垂直向下测量的方法，以便与多数传感器采集数据的方向一致。

高光谱遥感数据的分类与分析研究

高光谱遥感数据的分类与分析研究高光谱遥感是利用遥感技术获取地球表面光谱信息的一种方法。

相比传统的遥感图像，高光谱图像包含大量的波段信息，能够更详细地反映地物的光谱特征。

因此，在农业、林业、环境等领域中都有着广泛应用。

然而，高光谱图像数据的单个像元(spectral pixel)往往包含大量信息，需要对其进行分类与分析，以便更好地理解和利用数据。

本文将从数据预处理、特征提取及分类算法等方面进行探讨。

一、数据预处理高光谱遥感图像获取不易，数据来源也多种多样，因此其数据质量的影响也难以避免。

常见的高光谱图像预处理方法包括图像增强、谱带选择和噪声去除等。

其中，图像增强可以利用类似直方图均衡化的方法，使图像对比度更高，便于观察和处理；谱带选择则是针对图像中一个区域的不同波段信息不同的情况，选择最优波段进行分析；噪声去除则是利用相邻像元之间的相关性来消除噪声的影响，提高数据质量。

二、特征提取高光谱图像中的像元包含大量信息，如何提取其中的特征并描述其各自所代表的地物类型是分类的第一步。

常见的特征提取方法包括传统的像元反射率(spectral reflectance)、指数特征(index feature)和主成分分析(principal component analysis, PCA)等。

其中，像元反射率描述了不同波段下地物的表面反射率特征，但由于单个波段反射率上下界的存在，其描述能力受到限制。

指数特征则将多个波段特征汇总成一个指数值，虽然降低了特征维度，但是对于某些地物类型特征不明显的情况下，其分类效果有限。

PCA则是通过线性代数的方法将原始数据映射至一个低纬度空间中，使数据间相关性最小化，从而提取具有大量信息的新特征，具有较好地分类效果。

三、分类算法特征提取之后，需要进行分类算法的选择。

目前常见的分类算法包括支持向量机(support vector machine, SVM)、随机森林(random forest)、人工神经网络(artificial neural network, ANN)等。

高光谱遥感实验指导书

b) Spectral → MNF Rotation → Forward MNF → Estimate Noise Statistics From Data
（2）选择 cup95eff.int 文件，默认 Spatial Subsetting, Spectral Subsetting, 和 Masking，然后点击 OK，打开 Forward MNF Transform Parameters 的对话框；
实验内容
1、 MNF变换 cup95eff.int是本次实验使用AVIRIS的高光谱影像，已经经过消
光和大气校正。在ENVI中打开该影像，按照下列步骤进行MNF变换处理：
（1）从 ENVI 的主菜单按照下列之一的方式打开 MNF 的对话框
a) Transform → MNF Rotation → Forward MNF → Estimate Noise Statistics From Data
6
实验三地物光谱测量与成像
实验目的
1、了解地面高光谱数据获取的一般方法和测量过程 2、了解地物光谱仪的一般工组原理 3、理解地物光谱测量是定量遥感建模的重要内容
实验内容
1、了解野外便携式地物光谱仪的原理、使用和操作 2、使用野外便携式地物光谱仪测量典型地物（水，土，作物）的光谱曲线
预备知识
I
实验一高光谱遥感数据获取
实验目的
高光谱遥感数据的具有较高的光谱分辨率，每个波段的范围小（窄波段），通常具有数十个至 200 多个窄波段。本次实验的目的是利用 ENVI、Erdas 等软件观察 TM、AVIRIS 和 Hyperion 等遥感数据或者实验室使用 Headwall 高光谱相机拍摄的高光谱图像数据，认识高光谱数据的图谱合一的特点。

高光谱遥感数据分析与处理技术研究

高光谱遥感数据分析与处理技术研究第一章：引言高光谱遥感数据分析与处理技术已经成为了现代遥感工作中不可或缺的环节。

高光谱数据具有比多光谱数据更高的空间分辨率和更低的光谱分辨率，能够提供更详细和准确的地表反射信息，对于地表覆盖、土地利用、环境变化等方面的研究有着重要的作用。

本文将对高光谱遥感数据的分析与处理技术进行详细的介绍和研究。

第二章：高光谱遥感数据的获取与处理高光谱遥感数据的获取通常使用的是高光谱成像仪器，这里不再详述。

在高光谱遥感数据的处理过程中，主要分为以下几个步骤：1.数据预处理数据预处理是高光谱遥感数据处理的重要步骤。

常用的数据预处理方法包括大气校正、辐射校准、几何校正和噪声去除等。

大气校正主要是针对由于大气吸收和散射导致的高光谱遥感数据的失真进行修正；辐射校准主要是针对不同的光谱波段之间存在差异进行修正；几何校正主要是针对高光谱遥感数据的位置和方向进行精确的矫正；噪声去除则主要是针对高光谱遥感数据中存在的噪声进行处理，以便更好的提取高质量的地表反射谱线。

2.特征提取和选择高光谱遥感数据中存在大量的光谱信息，因此需要进行特征提取和选择，以便于更好的进行分类和识别。

特征提取主要是对高光谱遥感数据中的有意义的信息进行提取和筛选；特征选择则是在进行特征提取之后，进一步选择对于分类或者识别有帮助的特征，以便于提高分类和识别准确度。

3.分类和识别高光谱遥感数据分析与处理的重要目的之一是进行分类和识别。

基于高光谱遥感数据的分类和识别主要使用光谱角度法、光谱角度均值法、监督分类和非监督分类等方法。

这些方法的主要思想是依靠高光谱遥感数据的光谱特征进行分类和识别，使得对于地表物体的识别更加准确。

第三章：高光谱遥感数据在环境变化监测中的应用高光谱遥感数据在环境变化监测中的应用非常广泛。

高光谱遥感数据能够提供高质量、高可靠、高精度的地表反射信息，使得对于环境变化的研究变得更加准确和深入。

具体应用如下：1.土地利用监测高光谱遥感数据能够提供更为准确的土地利用信息，因此在土地利用监测方面具有重要的应用价值。

中国大学mooc《高光谱遥感(成都理工大学) 》满分章节测试答案

title高光谱遥感(成都理工大学) 中国大学mooc答案100分最新版content第1章概论第1章测验1、高光谱遥感是指：答案: 高光谱分辨率遥感2、下面哪项不是高光谱遥感的特点：答案: 通道不连续3、与传统多光谱遥感相比，高光谱遥感：答案: 每个像元是一条连续的光谱曲线4、植被光谱曲线的红边是指：答案: 可见光到近红外的反射率快速升高5、下列波段对地物有明显穿透作用的波段是：答案: 微波6、大气散射分为瑞利散射、米氏散射、无选择散射。

答案: 正确7、维恩位移定律表明黑体最大辐射出射度对应波长与黑体的温度成正比。

答案: 错误8、漫反射又称朗伯反射。

答案: 正确9、高光谱成像光谱仪常用的工作模式有摆扫型和推扫型。

答案: 正确10、我国的高光谱卫星有高分三号、珠海一号、资源一号等。

答案: 错误11、大气窗口是指_____较高的波段。

答案: 透射率12、水体对近红外波段的主要作用为______。

答案: 吸收13、黑体辐射定律揭示了____和辐射情况的规律答案: 温度14、维恩位移定律表明物体温度越高物体辐射出射度的峰值波长越_____。

答案: 小15、在热红外波段，利用岩石和矿物的____特性可以对一些岩石和矿物进行区别。

答案: 热辐射第1章概论高光谱遥感概述1、高光谱遥感主要通过（）识别地物。

答案: 光谱2、光谱分辨率在（）λ的遥感信息称之为高光谱遥感。

答案: 1/1003、高光谱遥感的特点：答案: 波段窄;波段多;波段连续;可成像4、高光谱遥感可应用于以下哪些方面（）。

答案: 树种识别;地质填图;作物病害程度;矿物识别5、波长范围越宽，光谱分辨率越低。

答案: 正确6、多光谱遥感的光谱分辨率高达纳米(nm)数量级，往往具有波段多的特点。

答案: 错误7、高光谱遥感借助( )，能在紫外、可见光、近红外和中红外区域、获取许多非常窄且光谱连续的图像数据。

答案: 成像光谱仪8、地球上不同的物质都有自己独特的光谱特征，物质的光谱就像人的“指纹”一样。

高光谱遥感第二章ppt课件

第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
我校现有设备 Headwall
- 成像光谱仪的光谱与辐射定标技术
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
- 成像光谱信息处理技术
海量数据非失真压缩技术高速化处理技术辐射量的定量化和归一性图像特征提取及三维谱像数据的可视化
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
5 成像光谱仪的空间成像方式高光谱遥感成像包括空间维成像和光谱维成
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
1 基本概念
光谱学成像技术
成像光谱学
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
(1) 光谱分辨率 —指探测器在波长方向上的记录宽度，又称为
波段宽度。
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
(2) 空间分辨率—对于成像光谱仪，其空间分辨率是由仪器的角分辨力，即仪器的瞬时视场角（IFOV）决定的。
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
- 二元光学元件成像光谱技术
二元光学元件沿轴向色散，利用面阵CCD 探测器沿光轴方向对所需波段的成像范围进行扫描，每一位置对应相应波长的成像区。
- 三维成像光谱技术
三维成像光谱仪是在光栅色散型成像光谱仪的基础上改进而来的，其核心是一个像分割器，将二维图像分割转换为长带状图像。
(3）仪器的视场角（FOV）—指仪器的扫描镜在空中扫过的角度。
第二章高光谱遥感成像机理与成像光谱仪

高光谱遥感原理与方法

高光谱遥感原理与方法
高光谱遥感是一种利用光谱信息来获取地物特征的遥感技术。

传统的遥感技术通过测量地物反射、辐射或散射的总辐射能量来获取地物信息，而高光谱遥感则可以在较短的时间内获取地物的详细光谱信息。

高光谱遥感的原理是利用遥感仪器将地球表面上被测量物体反射的电磁波信号分成很多独立的波段，称为光谱带。

每个光谱带对应于不同的波长范围，从可见光到红外波段。

对于每个光谱带，遥感仪器会记录地物对该波段的反射或辐射能量。

高光谱遥感的方法可以分为两个步骤：数据获取和数据分析。

数据获取阶段，需要利用高光谱遥感仪器对地表进行遥感观测。

高光谱遥感仪器通常由光学设备和光谱仪组成，可以捕捉地物反射的光谱信息。

数据分析阶段，利用计算机技术对获取的高光谱数据进行处理和分析。

首先，需要对原始数据进行预处理，包括大气校正、辐射校正等，以消除环境因素的影响。

然后，利用光谱特征进行地物分类和识别。

通过对高光谱数据分析，可以提取出地物的光谱特征，比如植被指数、土壤属性、水质等。

最后，可以将分析结果应用于各种领域，比如环境监测、农业管理、资源调查等。

总的来说，高光谱遥感通过光谱信息获取地物特征，具有较高
的分辨率和较强的光谱敏感性，可以提供更详细的地物信息，对于地球科学研究和自然资源管理具有重要意义。

实验一：高光遥感数据的获取及分析

实验一高光谱遥感数据获取评分姓名：石佳兴学号：20133032001031、分别使用AVIRIS 和Hyperion 数据，如何针对植被、水体等不同地物进行假彩色合成选择合适的波段？方法：1.(标准)假彩色合成：根据加色法和减色法原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种颜色，就可以合成彩色影像。

由于选择的颜色与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物的真实颜色，这种合成叫做假彩色合成。

当遥感影像的绿波段赋蓝，红波段赋绿，近红外波段赋红时，这一合成被称为标准假彩色合成。

过程：根据方法中所述的原理，对于AVIRI遥感影像，可以分别赋予第52、31、21波段红、绿、蓝，来识别植被、水体等不同地物；对于Hyperion遥感影像，则可以分别赋予第111、31、21波段红、绿、蓝。

结果：AVIRIS 数据Hyperion 数据分析1.植被在可见光波段（0.38-0.76um）有一个小的反射峰，位置在0.55um（绿）处，在近红外波段（0.7--0.8um）有一个反射的“陡坡”，至1.1um附近有一个峰值。

根据标准假彩色的合成原理，绿波段被赋予蓝，红外波段被赋予红，绿色与红色相加为品红，因而植被在影像中大致呈红色。

2.水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，根据标准假彩色合成原理，绿波段被赋蓝，因此一般的湖泊水库等均呈蓝黑色。

水体呈现深蓝色，植被呈现红色，通过标准假彩色合成较好的区分了植被、水体、建筑物等不同地物。

2分别从ETM+，AVIRIS 和Hyperion 数据中分别选取5 种不同的地物，提取曲线。

从光谱剖面曲线上，比较分析多光谱数据和高光谱数据的各自特点。

方法：提取5种不同地物所在区域的平均光谱数据。

过程：提取区域平均光谱数据的方法（1）首先，利用ROI 工具选取区域；（2）然后，在ROI Tool 的窗口中选中区域，再点击下方的Stats 按钮；（3）最后，在ROI Statistics Results 窗口中，点击File|Save ROI Results to text file…菜单，按照提示保存为文本文件；（4）将文本文件导入Excel 或Matlab，其中Mean 对应的数据列即为该区域的平均光谱。

环境遥感科学中的高光谱数据处理与分析

环境遥感科学中的高光谱数据处理与分析高光谱数据是环境遥感科学中一种重要的数据源，具有丰富的光谱信息，可以提供大量的物质特征和光谱反射率数据。

高光谱数据处理与分析是环境遥感科学中的一个关键步骤，它可以帮助我们深入理解地球表面的环境状况，监测环境变化，并提供支持环境保护、资源管理和气候变化研究的科学依据。

本文将介绍高光谱数据处理与分析的基本方法和技术，并探讨其在环境遥感科学中的应用。

高光谱数据处理的主要目标是从原始数据中提取有用的信息。

在高光谱数据处理过程中，我们需要进行数据预处理、特征提取和分类等步骤。

首先，数据预处理是高光谱数据处理的第一步，它的主要目的是消除数据中的噪声和杂散信息，提高数据质量。

数据预处理包括大气校正、辐射校正和几何校正等。

大气校正能够消除大气传输的影响，使得地表反射率数据更加准确。

辐射校正可以消除太阳辐射的影响，得到物体的真实辐射率数据。

几何校正则用于减少图像变形和畸变，使图像和数据能够准确地对应。

特征提取是高光谱数据处理的关键步骤之一，它可以从高光谱数据中提取出地物的光谱、空间和时间特征。

特征提取是确定地物种类和状态的重要手段，对于环境遥感科学的研究具有重要意义。

常用的特征提取方法包括主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）和光谱指数等。

主成分分析是一种常见的无监督特征提取方法，能够通过线性变换将高维的高光谱数据转化为低维的主成分影像，保留了原始数据中的主要信息。

线性判别分析则是一种有监督的特征提取方法，它通过寻找线性变换，使得不同类别的地物样本在新的特征空间中更加分散，提高了分类的准确性。

分类是高光谱数据处理的最终目标，它利用提取的特征将地物进行分类，帮助我们了解地表环境的类型和分布。

分类方法可以分为监督分类和非监督分类。

监督分类需要事先准备好地物样本，通过训练分类器来实现对新数据的分类。

常用的监督分类方法有最大似然分类、支持向量机（SVM）和随机森林等。

非监督分类则是在没有事先准备地物样本的情况下，将像素按相似度进行聚类，常用的非监督分类方法有K-means聚类算法和自组织映射等。

第2章高光谱遥感数据获取与分析

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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
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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。 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。
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（1）准备工作。（2）测量过程。（3）整理工作。
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（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，并填写需要存储数据的路径、名称和其他内容。
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机载： 1）AVIRIS可见光/红外成像光谱仪 2）OMIS系统 3）推扫式PHI
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4、 AVIRIS
航空可见光/红外成像光谱仪AVIRIS。 80年代后期，美国喷气推进研究室（JPL）制成机载可见红外成像光谱仪（AVIRIS）的完整样机。该成像光谱仪可在0.4µm～ 2.45µm的波长范围获取224个连续的光谱波段图像。波段宽度10nm。当飞机在20km 高空飞行时，图像地面分辨率可达20m。

高光谱遥感期末考试复习题库

高光谱遥感第一章高光谱遥感理论基础名词解释高光谱遥感：（是指具有高光谱分辨率的遥感科学和技术）用很窄而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。

光谱反射率特性曲线：反射波谱曲线是物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。

植被红边：（在电磁波谱中，红边是植被的反射率在近红外线波段接近与红光交界处快速变化的区域。

）在可见光波段与近红外波段之间，即大约0.76 µm附近，植被反射率急剧上升，形成所谓“红边”。

瑞利散射：瑞利散射是一种光学现象，属于散射的一种情况。

又称“分子散射”。

粒子尺度远小于入射光波长时（小于波长的十分之一），其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光的波长四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。

双向反射率分布函数：双向反射分布函数是一个定义光线在不透明表面反射的四次元函数。

用来定义给定入射方向上的辐射照度如何影响给定出射方向上的辐射率。

更笼统地说，它描述了入射光线经过某个表面反射后如何在各个出射方向上分布这可以是从理想镜面反射到漫反射、各向同性或者各向异性的各种反射。

来自某方向地表辐照度的微增量与其所引起的某方向上反射辐射亮度增量之间的比值。

辐射传输方程：辐射传输方程是指电磁波在介质中传播时，受到介质的吸收、散射等作用的影响发生衰减。

辐射传输方程是电磁波辐射在介质中传输时的衰减方程，它描述了辐射能在介质中的传输过程、特性及其规律。

简答论述1.简述高光谱遥感与全色、多光谱遥感的区别。

高光谱遥感与全色、多光谱遥感的区别主要体现在空间分辨率、光谱分辨率、波段数和带宽上。

全色遥感只能探测可见光部分，其影像是单波段的，无法显示地物的色彩，光谱信息少，但空间分辨率高。

多光谱遥感通常有3个至10几个探测通道，具有较为丰富的光谱信息，能够显示地物的色彩，但其空间分辨率较低。

高光谱遥感有更窄的波段，对反射能量的细微变化更加敏感；高光谱图像可能有数百或数千个波段，具有非常丰富的光谱信息。

高光谱遥感数据获取与分析

第二章：高光谱数据的获取与分析
一、原理：电磁波及电磁辐射二、光谱测量仪器三、地物光谱特征
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2.1 电磁波及电磁辐射
遥感是根据收集到的电磁波来判断目标地物和自然现象（物体种类、特征和环境不同，具完全不同的电磁波反射或发射特征），遥感技术主要是建立在物体反射或发射电磁波原理上的。电磁波 :根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场能够在它的周围引起变化的磁场,这个变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场,并在更远的区域内引起新的变化磁场.这种变化的电场和磁场交替产生,以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波.
写需要存储数据的路径、名称和其他内容。
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（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；
7
太阳辐照度分布曲线
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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。
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高光谱遥感复习资料汇总

一、高光谱概述1. 高光谱遥感定义、特点和存储方式定义：用很窄而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。

特点：在可见光到短波红外波段，其光谱分辨率高达纳米数量级。

波段多波段多、光谱范围窄、波段连续、数据量大、信息冗余增加等。

存储方式：有影像立方体和光谱反射曲线。

2. 高光谱应用（1）海洋遥感（2）植被分析：植被类型识别、森林树种识别、荒漠化研究、生物物理生物化学参数分析（3）精细农业：水分含量、有机质含量、土壤粗糙度、农作物生长状态分析、病虫害预警（4）地质调查（5）大气和环境监测（6）军事-去除伪装3.高光谱数据处理的关键技术：①光谱图像的显示及数据格式②光谱重建：实现从影像像元光谱特征的定量化表达。

③光谱编码：对光谱特征进行描述和表达；提取光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征的算法。

④光谱匹配：建立实测光谱数据库的基础上，对影像中各像元的灰度变化曲线与光谱库中的实测光谱曲线进行匹配，实现类属的确定。

⑤混合光谱分析⑥生物物理化学反演：从高光谱数据中提取出用于植被和生态研究的生物物理和生物化学参数信息的技术。

二、地物光谱特征1. 水的光谱特征(1)基本特征：水体在可见光波段反射率不超过10%，反射主要在蓝绿光波段，在红外波段水体反射率几乎为零，在遥感影像上常呈黑色。

(2)波谱特征：①水体类型及所含成份有密切关系悬浮泥沙：悬浮泥沙所引起的混浊度是影响水体光谱特征的主要因素之一。

浊水反射率比清水高很多，峰值出现在黄红区。

叶绿素浓度：叶绿素浓度增加时，蓝光反射率显著下降，绿光反射率显著上升。

②不同形态的水具由不同的光谱特征雪的反射率明显高于水体，且受到雪粒大小、雪花絮状形态、积雪松紧程度影响。

2. 植被光谱特征(1)基本特征可见光波段有一个小的反射峰，两侧有两个吸收带，近红外波段有一反射“陡坡”，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征。

在中红外波段受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率下降，特别是在水的吸收带形成低谷。

遥感科学与应用复习重点整理

遥感科学与应用复习重点整理
一、遥感科学基础知识
1. 遥感的定义和概念
2. 遥感的分类和原理
3. 遥感数据的获取与传感器类型
4. 遥感数据的解译与分析方法
二、遥感数据处理与分析
1. 遥感数据预处理
- 图像预处理方法和步骤
- 辐射定标和大气校正
- 遥感数据的几何校正
2. 遥感数据分类与识别
- 监督分类和非监督分类方法
- 基于特征的分类方法
- 遥感数据的对象识别与提取
3. 遥感数据的信息提取与分析
- 光谱信息提取方法
- 空间信息提取方法
- 时间信息提取方法
三、遥感应用领域
1. 农业遥感应用
- 农作物遥感监测与估产
- 土地利用与土地覆盖变化
2. 环境遥感应用
- 水资源与水环境遥感监测
- 空气质量与气候遥感监测
3. 城市与区域遥感应用
- 城市扩张与土地利用变化
- 城市生态环境遥感监测
四、遥感技术发展趋势
1. 高分辨率遥感技术
- 高光谱遥感
- 雷达遥感
2. 遥感与地理信息系统（GIS）的融合- 遥感数据在GIS中的应用
- GIS数据在遥感中的应用
以上为《遥感科学与应用复习重点整理》的大纲，希望能够帮助您复习遥感科学与应用的相关知识。

如有任何问题请随时向我提问，我将竭诚为您解答。

高光谱遥感第二讲

高光谱遥感的突出特点：
（1）高光谱分辨率
ZB/HRS/IRSA/CAS 2005 ZB/HRS/IRSA/CAS 2005
2.2 高光谱遥感成像特点
高光谱遥感的突出特点：（2）图谱合一
空间信息（成像仪）
成像光谱仪
成像辐射计
成成像像光光谱谱辐辐射射计计
光谱信息（光谱仪）
光谱辐射计
辐射信息（辐射计）
FOV
ZB/HRS/IRSA/CAS 2005
2.1 基本概念
（9）信噪比 (SNR):
信噪比是遥感器采集到的信号和噪声的比,信噪比和图像的空间分
辨率、光谱分辨率是相互制约的。
Vs VN
=
D02ωτ aτ 0 Dλ∗ 4 AD ∆f
X T ∆T
D0为成像仪光学系统的有效口径， ω为系统的瞬时视场立体角，
摆扫型成像光谱仪的不足之处：
像元凝视时间短，提高光谱和空间分辨率以及信噪比相对困难。
ZB/HRS/IRSA/CAS 2005
2.5 成像光谱仪的空间成像方式
（2）推扫型成像光谱仪（Pushbroom）推扫型成像光谱仪采用一个面阵探测器，其垂直于运动方向在飞行平台向前运动中完成二维空间扫描；平行于平台运动方向，通过光栅和棱镜分光，完成光谱维扫描。
τ
为大气的平均透过率，
a
τ
为光学系统的平均透过率。
0
Dλ∗探测器的探测率，
AD为探测器的光敏面，
∆f为系统电子学噪声带宽。
XT 为光谱段积分 ΔT为时间积分
噪声来源：光子噪声（Photon noise）探测器噪声（Detector noise）后探测器电子噪声（Postdetector electronic noise）

高光谱遥感期末考复习材料

1、地面光谱测量的作用：①地面光谱辐射计在成像光谱仪过顶时，常用于地面野外或实验室同步观测，获取下行太阳辐射，以用于遥感器定标。

②在一些反射率转换模型中，需要引入地面光谱辐射计测取得地面点光谱来完成 DN值图像到反射率图像的转换。

③地面光谱辐射计可以为图像识别获取目标光谱和建立特征项。

但是，这时地面光谱测量要在空间尺度上与图像像元尺度相对应，且要具有代表性；另外，地面光谱测量要与高光谱图像获取条件相一致。

④通过地面光谱辐射计测量数据和地面模拟，可以帮助人们了解某一地物被高光谱遥感探测的可能性，理解其辐射特性，确定需要采用的探测波长、光谱分辨率、探测空间分辨率、信噪比、最佳遥感探测时间等重要参数。

⑤地面光谱辐射计还可以勇于地面地质填图。

它可以用于矿物的光谱吸收特征，识别地面矿物或矿物的集合，从而直接完成野外矿物填图。

⑥可以用来建立地物的表面方向性光谱反射特性。

⑦建立目标地面光谱数据与目标特性间的定量关系。

2、高光谱成像特点：①高光谱分辨率。

高光谱成像光谱仪能获得整个可见光、近红外、短波红外、热红外波段的多而窄的连续光谱，波段多至几十甚至数百个，其分辨率可以达到纳米级，由于分辨率高，数十、数百个光谱图像可以获得影像中每个像元的精细光谱。

②图谱合一。

高光谱遥感获取的地表图像包含了地物丰富的空间、辐射和光谱三重信息，这些信息表现了地物空间分布的影像特征，同时也可能以其中某一像元或像元组为目标获得他们的辐射强度以及光谱特征。

③光谱波段多，在某一光谱段范围内连续成像。

成像光谱仪连续测量相邻地物的光谱信号，可以转化城光谱反射曲线，真实地记录了入射光被物体所反射回来的能量百分比随波长的变化规律。

不同物质间这种千差万别的光谱特征和形态也正是利用高光谱遥感技术实现地物精细探测的应用基础。

3、高光谱遥感图像数据表达：①图像立方体——成像光谱信息集。

②二维光谱信息表达——光谱曲线。

③三维光谱信息表达——光谱曲线图。

（书本44页）4、成像光谱仪的空间成像方式：（1）摆扫型成像光谱仪。

遥感数据获取与处理的基本流程与技巧

遥感数据获取与处理的基本流程与技巧遥感技术是通过获取并分析从卫星、飞机或无人机等遥远距离采集的数据，从而获取有关地球表面特征和变化的信息。

遥感数据的获取和处理流程至关重要，它对于解决环境问题、农业发展和城市规划等领域都具有极大的应用价值。

本文将介绍遥感数据获取与处理的基本流程与技巧。

一、遥感数据获取1. 数据源选择在进行遥感数据获取之前，我们首先需要选择合适的数据源。

常见的数据源包括卫星遥感数据、航空遥感数据和无人机遥感数据。

根据具体需求，我们可以选择高空分辨率的卫星影像数据，或者借助无人机获取更详细的区域影像数据。

2. 数据获取与下载数据获取的方式多种多样，可以通过官方网站或专业平台下载数据，也可以借助开放源数据或商业数据进行获取。

无论选择哪种方式，都需要注意数据的有效性和准确性。

3. 数据预处理获取到的遥感数据往往需要进行预处理，以去除噪音和不必要的信息，同时还需要进行大气校正、几何校正和辐射校正等处理步骤，以确保数据的质量和准确性。

二、遥感数据处理1. 影像处理遥感影像是遥感数据的重要组成部分，对于不同的应用需求，我们可以通过一系列的影像处理步骤来获取所需的信息。

常见的影像处理方法包括影像融合、图像增强、目标提取和分类等。

2. 特征提取通过遥感数据，我们可以获取到地表不同特征的信息，如植被覆盖、土地利用和水域分布等。

在进行特征提取时，我们可以运用不同的算法和工具，如主成分分析和分类器等，以提取出所需的特征信息。

3. 数据分析与应用在获取到处理后的遥感数据之后，我们可以进行多种数据分析和应用，如环境监测、资源调查和灾害评估等。

通过对遥感数据的分析，我们可以更好地了解地球表面的变化和特征，从而提供有针对性的解决方案。

三、遥感数据处理的技巧1. 选择适当的处理方法在进行遥感数据处理时，我们需要根据具体的应用需求选择合适的处理方法。

不同的处理方法对于不同的数据类型和问题具有不同的适用性，因此在选择处理方法时需要谨慎，充分考虑数据的特点和要求。

《遥感信息的获取和处理》讲义

《遥感信息的获取和处理》讲义一、遥感的基本概念遥感，简单来说，就是不直接接触目标物体，通过传感器来获取其信息的技术。

就好像我们用眼睛看远处的东西，但遥感是用特殊的“眼睛”——传感器，从遥远的地方获取各种地物的信息。

这些信息可以包括地物的形状、大小、颜色、温度等等。

遥感技术在很多领域都发挥着重要作用，比如气象预报、资源勘探、环境监测、农业生产等等。

二、遥感信息的获取要获取遥感信息，首先得有合适的传感器。

传感器就像是遥感系统的“眼睛”，能够感知不同波长的电磁波。

常见的传感器类型有光学传感器和微波传感器。

光学传感器利用可见光、红外线等波段来获取信息，能清晰地反映地物的颜色、形状等特征。

而微波传感器则可以穿透云层、烟雾等，在恶劣天气条件下也能工作。

传感器安装在卫星、飞机或者无人机等平台上。

卫星遥感能够覆盖大范围的区域，一次就能获取很大面积的信息，但分辨率相对较低。

飞机遥感的分辨率较高，可以更详细地观测较小的区域，但覆盖范围有限。

无人机遥感则更加灵活，可以在复杂的地形和小范围内进行高精度的观测。

获取遥感信息还需要选择合适的时间和天气条件。

比如，要获取清晰的图像，最好选择天气晴朗、大气透明度高的时候。

三、遥感信息的传输当传感器获取到遥感信息后，需要将这些信息传输回地面接收站。

传输方式主要有两种：直接传输和存储转发。

直接传输就是传感器获取到信息后，立即通过无线电波将数据传输到地面接收站。

这种方式实时性强，但对传输设备的要求较高。

存储转发则是先将数据存储在传感器内部的存储设备中，等卫星经过地面接收站上空时，再将数据传输下来。

这种方式相对灵活，但数据可能会有一定的延迟。

四、遥感信息的预处理接收到的遥感数据并不是直接就能用的，需要进行预处理。

预处理包括辐射校正、几何校正等。

辐射校正主要是消除传感器自身的误差以及大气对电磁波的影响，使得获取的信息能够准确反映地物的辐射特性。

几何校正则是纠正由于传感器的姿态、地球的曲率等因素导致的图像变形，保证图像的地理位置准确。