遥感图像基本概念

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1、第1部分绪论1.1课题背景及研究的目的意义高光谱遥感(HyperspectralRemoteSensing)是近些年余迅速发M起来的一种全新遥感技术，它是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术fl］。随着遥感技术的发展，高光谱图像已经越来越广泛地被应用到海洋、植辦、地质、大气、环境、军事和医学等方面高光谱图像信息系统中重要的参数之一是空间分辨率，高光谱图像的光谱分辨率很高，但其空间分辨率较低。例如机载可见光、红外成像光谱仪(AVIRIS)所成图像一般分辨率只达到20m*20m。较低的空间分辨率给数据处理如目标检测与识

2、别、混合像素解译、精准匹配等技采带桌7■矢的困邊。可说，空间分.牽已经成为高光谱图像应用效果的主要制约因素。提高空间分辨牽势必能够加强图儀中目标的探测能力和迟别能力。在遥感技术快速发展的今天，对遥感图像的分辨率有着越来越高的要求，但对于现有的成#设备，由于其制作工艺和现有技术的制约，还远远不能满足各方面的要求，所以采用图像处理技术来提高空间分辨率有很大的研究价值和意义。随着对遥感图像处理技术的提高，m谱图像的分析从像素级发展到子像素级［31已成为必然，由此带来的许多技术难点急待改第1部分绪论1.1课题背景及研究的目的意义高光谱遥感(HyperspectralRe

3、moteSensing)是近些年余迅速发M起来的一种全新遥感技术，它是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术fl］。随着遥感技术的发展，高光谱图像已经越来越广泛地被应用到海洋、植辦、地质、大气、环境、军事和医学等方面高光谱图像信息系统中重要的参数之一是空间分辨率，高光谱图像的光谱分辨率很高，但其空间分辨率较低。例如机载可见光、红外成像光谱仪(AVIRIS)所成图像一般分辨率只达到20m*20m。较低的空间分辨率给数据处理如目标检测与识别、混合像素解译、精准匹配等技采带桌7■矢的困邊。可说，空间分.牽已经成为高光谱图像

4、应用效果的主要制约因素。提高空间分辨牽势必能够加强图儀中目标的探测能力和迟别能力。在遥感技术快速发展的今天，对遥感图像的分辨率有着越来越高的要求，但对于现有的成#设备，由于其制作工艺和现有技术的制约，还远远不能满足各方面的要求，所以采用图像处理技术来提高空间分辨率有很大的研究价值和意义。随着对遥感图像处理技术的提高，m谱图像的分析从像素级发展到子像素级［31已成为必然，由此带来的许多技术难点急待改进或解决。高光谱图像的低空间分辨率导致了混合像素的广泛存在，即一个像素可能是几种类别的混合［4］。对于这类像素，将其按照传统的硬分类方法归属为任一类都是不准确的。在实际

5、应用中，分析者常常需要更为精确的信息：混合像素内包含哪些类别，各类别所占的比例是多少，这些类别在混合像素内的空间分布是怎样的等等。如f1.1所示。它们各i对產的袅术另光谱端7Ui择技未［5］，光谱解混（又称光谱解译）技术［6］和子像素制图技术（子像素制图又称为亚像元定位）［7］。图1.1高光谱图像混合像素处理中主要问题及对亟技未本文主要研究对混合像素进行光谱解混后的子像素制S技术（SubpixelMapping,SM）。通过该技术，确定各个类别在混合像素内的空间分布，能让地物类别在图像中得到更明显更确切的显示，从而使图像的空间分辨率得到提高。研究子像素制图技术有

6、着广泛的应用前景，它可以在一定程度上突破图像获取手段的空间分辨率极限，弥补原有图像的空间分辨率的不足，義取更加清晰的图&。该技术可应用于以下几个领域：资源与环境的卫星遥感领域，军事遥感应用领域及公共安全领域等。子像素啤I［技术目前已引®岡内夕t:+目关研究人员的广泛关注，并成为遥感领域一个非常活跃的课题。:及高光谱图像特/K1.2成像光谱技术的发占1.2.1成像光谱技术的发展高光谱遥感是指利用很多窄的电磁波波段获取物体有关数据的技术，在成像过程丰，它利用成像光谱仪以纳朵级的光谱分辨率在几十乃至几百个波段同时对地表地物成像，实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的

7、同步获取，在相关领域中具有很高的应用价值和广阔的发展前景［8］。高光谱遥感与成像光谱技术的发展是同步的，而成像光谱技术发展的历史又是成像光谱仪不断发展的历史。成像光谱仪就是在特定光谱域内高分辨率地获取连续地物光谱图像的仪器。它使得遥感应用可以在光谱维上进行展开，从而定量分析地球表层的生化物理过程。象点谱彳义主要分：机载可见光/近红外成像先谱仪(AirborneVisible/InfraredImagingSpectrometer,AVIRIS)和扫帚式高光谱成像仪(propellerhyperspectralimaging,PHI)和星载成像光谱仪。AVIRIS

8、是根据最新成像光谱学概念