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閱讀：800發(fā)布時間：2022-10-5
地物的波譜特征是遙感識別地物的重要依據(jù)，尤其是針對未來航空航天遙感中的成像波譜儀的重要性更加突出。因此開展各種地物的波譜特征測定和研究，不僅是遙感的基礎(chǔ)性工作，而且是遙感應(yīng)用研究中一個重要的內(nèi)容。
美國NASA于19世紀(jì)70年代初就初步建立了地球資源信息系統(tǒng)，包括植被、土壤、巖石和水體等2000余種地物的實(shí)驗(yàn)室反射波譜數(shù)據(jù)。從19世紀(jì)80年代，我國許多遙感科學(xué)研究部門相繼建立了10余個地物波譜庫，在我國不同的遙感發(fā)展時期都起到了積極的推動作用。
美國發(fā)布農(nóng)田30米高分辨率-農(nóng)田分布圖
現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展，使得地物的成像范圍不僅延伸到人們不可見的紫外和紅外波長區(qū)，而且可以在需要的任何波段獨(dú)立成像或連續(xù)成像。高光譜遙感的光譜分辨率高于百分之一波長達(dá)到納米(nm)數(shù)量級，其光譜通道數(shù)多達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百，使得遙感的波段寬度從早期的0。4μm(黑白攝影)、0.1μm(多光譜掃描)到5nm(成像光譜儀)。遙感器波段寬度窄化，針對性更強(qiáng)，可以突出特定地物反射峰值波長的微小差異；同時，成像光譜儀等的應(yīng)用，提高了地物光譜分辨力，有利于區(qū)別各類物質(zhì)在不同波段的光譜響應(yīng)特性。
1983年，一臺成像光譜儀AIS-1在美國研制成功，并在礦物填圖、植被生化特征等研究方面取得了成功，初顯了高光譜遙感的魅力。此后，許多國家先后研制了多種類型的航空成像光譜儀。在經(jīng)過航空試驗(yàn)和成功運(yùn)行應(yīng)用之后，19世紀(jì)90年代末期終于迎來了高光譜遙感的航天發(fā)展。1999年美國地球觀測計(jì)劃(EOS)的Terra綜合平臺上的中分辨率成像光譜儀(MODIS)、號稱新千年計(jì)劃星的EO-1，歐洲環(huán)境衛(wèi)星(ENVISAT)上的MERIS，以及歐洲的CHRIS衛(wèi)星相繼升空，宣告了航天高光譜時代的來臨。
中國也自行研制了更為*的推帚式成像光譜儀(PHI)，其在可見光到近紅外光譜區(qū)具有244個波段，光譜分辨率優(yōu)于5nm。新的成像光譜系統(tǒng)不僅繼續(xù)在地質(zhì)和固體地球領(lǐng)域研究中發(fā)揮作用，而且在生物地球化學(xué)效應(yīng)研究、農(nóng)作物和植被的精細(xì)分類、城市地物甚至建筑材料的分類和識別方面都有很好的結(jié)果。高光譜成像技術(shù)是將由物質(zhì)成分決定的地物光譜與反映地物存在格局的空間影像有機(jī)地結(jié)合起來，對空間影像的每一個像素都可賦予對它本身具有特征的光譜信息。高光譜圖像的分類和識別，主要是基于地物光譜特征的分類識別和基于統(tǒng)計(jì)的分類識別2種方法。
其中基于地物光譜特征的分類識別，是利用光譜庫中已知的光譜數(shù)據(jù)，采用匹配算法來鑒別和識別圖像中地物類型。這種方法既可采用全波長的比較和匹配，也可用感興趣的光譜特征或部分波長的光譜或光譜組合參量進(jìn)行匹配，達(dá)到分類和識別的目的。
高分五號衛(wèi)星黃河口高光譜數(shù)據(jù)立方（左）體及地物分類圖（右）
20多年來，高光譜遙感已發(fā)展成一個頗具特色的前沿技術(shù)，并孕育形成了一門成像光譜學(xué)的新興學(xué)科門類。它的出現(xiàn)和發(fā)展將人們通過遙感技術(shù)觀測和認(rèn)識事物的能力帶入了又一次飛躍，續(xù)寫和*了光學(xué)遙感從全色經(jīng)多光譜到高光譜的全部影像信息鏈。由于高光譜遙感影像提供了更為豐富的地球表面信息,其應(yīng)用領(lǐng)域已涵蓋地球科學(xué)的各個方面,在地質(zhì)找礦和制圖、大氣和環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)和森林調(diào)查、海洋生物和物理研究等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用.地物目標(biāo)反射波譜特征分析研究,除了可以提供遙感圖像設(shè)計(jì)與成像依據(jù)外,還可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、資源調(diào)整、災(zāi)害預(yù)報與評估、工程建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、城市發(fā)展等提供更加快速可靠的信息服務(wù)和輔助決策,因此,蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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