高光谱遥感的发展-精选.ppt

案例一：高光谱遥感在农业监测中的应用
总结词
种植结构优化
详细描述
高光谱遥感技术能够识别不同种类的 农作物，通过监测农作物的分布和生 长状况，可以优化种植结构，提高土 地利用效率和农业生产效益。
案例二：高光谱遥感在环境监测中的应用
总结词
污染物监测
详细描述
高光谱遥感技术能够监测大气、水体和土壤中的污染物，如二氧化硫、氮氧化物、重金 属等。通过对污染物的光谱特征进行分析，可以实时监测污染物的排放和扩散情况，为
05 实际应用案例分析
案例一：高光谱遥感在农业监测中的应用
总结词：精准监测
详细描述：高光谱遥感技术能够获取地表覆盖物的光谱信息，通过分析这些光谱 信息，可以精确地监测农作物的生长状况、病虫害情况以及土壤质量等，为农业 生产提供科学依据。
案例一：高光谱遥感在农业监测中的应用
总结词：产量预测
详细描述：利用高光谱遥感技术，可以预测农作物的产量。通过对农作物生长过程中的光谱信息进行监测和分析，可以建立 产量预测模型，提高预测的准确性和可靠性。
进行分类。
非监督分类
02
对未知类别的样本进行聚类分析，将相似的像素归为同一类。
目标识别
03
利用提取的特征和分类结果，对目标进行识别和定位。
04 高光谱遥感技术发展与展望
高光谱遥感技术的发展趋势
技术创新
随着传感器技术的不断进步，高光谱遥感器的空间分辨率 和光谱分辨率将得到进一步提升，能够获取更丰富、更精 准的地物信息。
详细描述
高光谱遥感技术能够识别不同类型的矿产资源，通过对地 表的光谱信息进行监测和分析，可以确定矿产资源的分布 和储量，为矿产资源勘探提供有力支持。
总结词

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

三、高光谱遥感技术的应用现状
然而，目前高光谱遥感技术还存在一些问题和挑战。首先，高光谱遥感技术 的数据采集和处理成本较高，限制了其广泛应用。其次，高光谱遥感技术的数据 处理算法和模型还不够完善，分类精度有待提高。此外，由于高光谱遥感技术使 用的光谱波段范
三、高光谱遥感技术的应用现状
围较窄，对于某些特定地物目标的识别精度有限。
一、高光谱遥感技术概述
一、高光谱遥感技术概述
高光谱遥感技术是一种利用电磁波谱中可见光、近红外、中红外和热红外波 段的光谱信息，进行地表特征识别的遥感技术。它能够揭示出地物的光谱特征， 反映地物的空间、形态、结构等信息，具有很高的空间分辨率和光谱分辨率。
一、高光谱遥感技术概述
高光谱遥感技术的应用，为地球表面的资源调查、环境监测、精准农业等提 供了强有力的技术支持。
四、未来展望
四、未来展望
针对现有问题和未来发展趋势，高光谱遥感技术的研究和应用将朝着以下几 个方向发展：
1、降低成本：通过研发成本更低的硬件设备和优化数据处理算法，降低高光 谱遥感技术的数据采集和处理成本，促进其广泛应用。
四、未来展望
2、提高精度：通过对数据处理算法和模型的深入研究和完善，提高高光谱遥 感技术的分类精度和识别精度。
三、高光谱遥感技术的应用现状
高光谱遥感技术可以用于土地资源调查、土地利用规划、土地资源保护等方 面的应用。例如，通过对不同土地类型的光谱特征进行分析，可以实现对土地类 型的精细分类和利用评估。
三、高光谱遥感技术的应用现状
在农作物监测方面，高光谱遥感技术可以用于农作物的生长状态监测、产量 预测、品质评估等方面的应用。例如，通过测量农作物的叶绿素含量和水分含量 等光谱特征，可以判断农作物的生长状况和预测产量。此外，高光谱遥感技术在 地质勘察、城市规划、军事侦察等领域也有广泛的应用。

高光谱遥感的概念
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整个现代遥感技术体系
各应用部门 用户
遥感信 息传输
遥感成像机 理与模型
分发
目标提取与识别 (自动化、智能化)
多源数据融合与高光集谱成遥感的概念
数据处理 (高光谱、高分辨率、雷达)
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遥感的发展趋势
（1）随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达、 高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术 日益成熟，遥感波谱域从最早的可见光向近红外、 短波红外、热红外、微波方向发展，波谱域的扩 展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征 峰值波长的宽域分布。
（多角度遥感）
（4）各种新型高效遥感图像处理方法和算法将被 用来解决海量遥感数据的处理、校正、融合和遥 感信息可视化。
（海量遥感数据处理、融合）
高光谱遥感的概念
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（5）遥感分析技术从“定性”向“定量”转变， 定量遥感成为遥感应用的发展热点。
（遥感从定性到定量分析）
（6）建立适用于遥感图像自动解译的专家系统， 逐步实现遥感图像专题信息提取自动化。
高光谱遥感的概念
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遥感的特点
• 大面积同步观测：气象卫星，资源卫星 • 时效性强：周期短，覆盖面广 • 数据的综合性和可比性好：不用去实地
采集数据 • 较高的经济和社会效益：应用广泛 • 一定的局限性：数据处理；受天气影响
高光谱遥感的概念
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高光谱遥感的概念
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高光谱遥感的概念
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遥感信息处理的技术流程
• 正在使用的传感器有： MODIS（EOS）, MISR（Terra）, ASTER（Terra）, ADEOS…
• 新的传感器产生，正在研制的有：
➢EO-1 233 bands

• 土壤质地是指土壤中各种粒径的颗粒所占的相对比例。它 对土壤光谱反射特性的影响，主要表现在两个方面： • 一是影响土壤持水能力，进而影响土壤光谱反射率； • 二是土壤颗粒大小本身也对土壤的反射率有很大影响 • 对于土壤粒径较小的粘粒部分，由于其很强的吸湿作用， 它在1.4，1.9，2.7等处的水吸收带异常明显。 • 随土壤颗粒变小，颗粒间的空隙减少，比表面积增大，表 面更趋平滑，使土壤中粉砂粒的反射率比砂粒高，但当颗 粒细至粘粒时，又使土壤持水能力增加，反而降低了反射 率。 • 此外，土壤质地影响反射特性的因素不仅是粒径组合及其 表面状况，还与不同粒径组合物质的化学组成密切有关。 • 土壤的光谱特性影响因素： 成土矿物、含水量、有机物、氧化铁和质地等。
高光谱遥感应用领域
1. 农作物精细识别 3. 林业调查 5. 大气环境调查 7. 油气资源调查 9. 海洋环境调查 11. 军事伪装探测 2. 农作物长势监测 4. 生态环境调查 6. 地矿调查 8. 内陆湖泊水质调查 10. 城市地面调查 12.电磁波理论基础 • 1.2 电磁波与物质的相互作用 • 1.3 典型地物的光谱特性 • 1.4 地面光谱测量
• 水体的光谱特性 • 地表较纯洁的自然水体对0.4～2.5波段的电磁波吸收明显高 于绝大多数其它地物。 • 在可见光波段内，水体中的能量-物质相互作用比较复杂， 光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献： • (1)水的表面反射; • (2)水体底部物质的反射; • (3)水中悬浮物质的反射。 • 光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还 明显地受到水中各种类型和大小的物质——有机物和无机 物的影响。 • 在近红外和中红外波段，水几乎吸收了其全部的能量，即 纯净的自然水体在近红外波段更近似于一个“黑体”。因此， 在1.1～2.5波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋 近于零。

CHAPTER
02
高光谱遥感的基本原理
电磁波与光谱辐射基础
电磁波的波长和频率
电磁波的波长范围从极长波到极短波，包括无线电波、微波、红外线、可见光 、紫外线、X射线和伽马射线等。不同波长的电磁波具有不同的特性和应用。
光谱辐射与光谱响应
物体对不同波长的电磁波具有不同的吸收、反射和透射特性，这种特性决定了 物体在光谱上的表现。光谱响应是指传感器在不同波长上的测量能力。
详细描述
高光谱遥感能够通过分析地物光谱特征，监 测植被的生长状况、种类分布以及生态系统 的健康状况。同时，高光谱遥感还能用于水 质监测，如水体污染物的分布和扩散情况。 此外，土壤状况的监测也是高光谱遥感的重 要应用之一，如土壤肥力、盐碱化程度等。
城市规划与建设管理
总结词
高光谱遥感在城市规划与建设管理中发挥着重要作用，能够提供丰富的地表信息，为城 市规划和建设提供科学依据。
详细描述
在环境监测方面，高光谱遥感可以用于检测大气污染 、水体污染和土壤污染等环境问题；在城市规划方面 ，高光谱遥感可以用于城市绿化、城市交通和城市空 间布局等方面的监测和规划；在资源调查方面，高光 谱遥感可以用于土地利用、矿产资源和水资源的调查 和评估；在农业管理方面，高光谱遥感可以用于农作 物生长监测、病虫害预警和产量预测等方面。
详细描述
高光谱遥感技术通过获取地物在不同光谱波段的反射或发射信息，能够识别和区分不同类型的地物，并揭示其内 在的光谱特征。由于其高光谱分辨率的特点，高光谱遥感能够提供更丰富的地表信息，为地物识别、环境监测、 资源调查等领域提供了强有力的支持。
高光谱遥感技术的发展历程
总结词
高光谱遥感技术自20世纪80年代诞生以来，经历了初期探索、技术发展和成熟应用三个阶段，目前 已经成为遥感领域的重要分支。

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地物反射率：主要在可见光、近红外波段反射太阳的辐射， 反射率等于物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比
E
E
反射波谱特性曲线：是某物体的反射率（或反射辐射能）随 波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的 曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。
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1.岩矿
高光谱遥感最早是人们研究岩石和矿物的光谱特性时提 出来的，因此，地质是高光谱遥感应用中最广泛的领域 之一。
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2）分子振动产生光谱特征 晶体结构不同，受到外来能量的时候，发生振动 而产生的光谱特性并不一致。
3）除此之外，还受到温度和矿物粒度的影响，温度升高，向短 波方向移动。
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岩石
野外的岩石光谱是矿物光谱的混合而成，可 见光和红外只有几厘米的穿透率，因此，分析岩石 表面情况很重要： （1）风化，水化物的影响 （2）岩石表面结构：颗粒减小，反射率增大 （3）岩石表面颜色：铁，碳的影响 （4）大气环境
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• 野外光谱测量的光源主要来自三个方面：太阳直射，太阳散射和周围物体的散射光源。
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光谱地面测量
以美国ASD公司生产的野外光谱分析仪 FieldSpec Pro为例，它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。 可以测量：相对反射率，辐射照度与辐射亮度。
镜面反射(…) 清 ➢反地澈射水物近体在似可不漫达同反10波0射m段，的的深但反度各。射个率方是向不反同射的的。能量大小不同。 主 ➢地反要表集射物吸中率体收在是太的长阳可波反辐以，射射即测满后6定足μ具m的有反以。约射上3定0的0热律K红的，外温入区度射段，角。从而等形于成反自射身角的热。辐只射有，在其反峰值射波波长射为出9.6的6 μ方m向， ➢才时荧反能很光射探暗，率测，物也体到就被与电是单地磁这一物波个波的，原长表辐水因射面面造照颜是成射色近的而、似。发粗射的出糙镜另度面外和反一湿射种度波，长等在辐有遥射关感的。图现象像。上比水如面硫有化物时，很亮，有 ➢地物的反射光谱曲线：反射率随波长变化的曲线。

气象卫星
20世纪60年代，美国发射的“泰罗斯-1”号气象卫星，开创了人类从空间观测 地球大气层的先河。
地球资源卫星
20世纪70年代，美国发射的“陆地卫星”和苏联发射的“宇宙”系列卫星，能 够从空间获取地球表面的信息，为地球资源开发和环境监测提供了重要的信息 源。
卫星遥感的出现
1972年，美国发射的“地球资源卫 星-1”号，首次实现了对地球表面的 陆地和海洋进行全球覆盖的观测，标 志着卫星遥感时代的开始。
管ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
政策支持
03
提供政策支持，促进遥感技术的推广和应用，推动遥感产业的
健康发展。
遥感技术的应用普及与教育
应用领域拓展
积极探索遥感技术在各领域的应用，拓展遥感技术的应用范围。
公众科普教育
加强遥感技术的科普教育，提高公众对遥感技术的认知和理解。
人才培养
加强遥感技术人才的培养，为遥感技术的发展提供人才支持。
卫星遥感技术的应用领域不断拓展， 包括土地利用、城市规划、环境保护 、资源调查、灾害监测等。
遥感技术的发展历程
20世纪80年代，遥感技术进入快速发展阶段 ，高光谱、高分辨率、多光谱卫星相继出现 ，遥感数据的获取能力得到大幅提升。
21世纪初，遥感技术应用领域进一步拓 展，包括全球气候变化监测、全球导航 卫星系统(GNSS)与遥感的融合应用等。
遥感发展历史(附演讲 稿)ppt课件
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REPORTING
• 遥感技术的起源 • 现代遥感技术的应用 • 遥感技术的未来展望 • 遥感技术的挑战与机遇 • 演讲稿内容概述
目录
PART 01
遥感技术的起源
REPORTING
WENKU DESIGN

典型的光谱识别模型如：矿物吸收指数模型 （SAI），或一些混合光谱模型。
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Mineral spectral absorption index
矿物光谱吸收指数 (SAI)： r2
rr SA I/
drs2(1d)rs1
m
rm
r r1
d s1m s1 s 2
rm
s2 s1
2 m 1
石灰岩(CaCO3): SAI 2.315m < SAI 2.330 m 白云岩 (MgCO3): SAI 2.315 m> SAI 2.330 m
2
植被指数
植被指数是植被监测应用的重要参数之一，通过高光 谱遥感植被指数技术可以提取植物生物物理参数的定 量信息。
植被指数（Vegetation Index）的定义：是指通过多/ 高光谱遥感数据波段的线性或非线性组合，定量描述 地球表面植被状况的一种光谱特征度量指标。
植被指数的作用：已被广泛用来定性和定量评价植被 覆盖及其生长状况。另外，有助于增强遥感影像的解 译力，并已作为一种遥感手段广泛应用于土地利用覆 盖探测、植被覆盖密度评价、作物识别和作物灾害预 报等方面。
1）叶绿素浓度a 叶绿素在藻类物质中所占的比例稳定，是衡 量水体初级生产力和富营养化作用的基本指 标，而叶绿素a是藻类植物中最丰富的色素， 因此，监测叶绿素a的浓度是主要监测项目之 一。
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叶绿素a的光谱
水中叶绿素组分含量的不同，对应于水体一定 波长范围的反射率显著不同。
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2）悬浮物浓度 悬浮物是水中呈固体状的不溶解物质，是水 体污染的基本指标之一。例如水中的各类矿 物颗粒，含有铝，铁，硅等水合氧化物，其 含量的多少直接影像水体的透明度、浑浊 度、水色等光学性质。