高光谱遥感的发展

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1、成像技术：全色（黑白）--彩色摄影—多光谱扫描成像—高光谱遥感1960年人造地球卫星围绕地球获取地球的图片资料时，成像就成为研究地球的有利工具。在传统的成像技术中，黑白图像的灰度级别代表了光学特性的差异因而可用于辨别不同的材料。对地球成像时，选择一些颜色的滤波片成像对于提高对特殊农作物、研究大气、海洋、土壤等的辨别能力大有裨益。这就是人类最早的多光谱成像（Multispectralimaging）。1980年高光谱成像技术（HyperspectralImaging）诞生了，它最早是机载的成像光谱仪（AirborneImagingSpectrometer），如今

2、已拓展到先进的可见和红外成像光谱仪（AVIRIS），这两种最早都诞生在NASA的JPL中心（NASA：美国国家航天航空管理局）。第一章高光谱遥感概论1仪器发展：从多光谱到高光谱遥感技术需要仪器的同步发展。使用200个连续的波段，每个波段的光谱分辨率在10nm左右，这就是高光谱的成像技术。现在光谱成像技术已经发展到超光谱时代（UltraspectralImaging），比如，它使用的是空间发射光谱仪（AtmosphericEmissionSpectrometer，AES），这个超光谱成像仪在红外波段就能产生数千个波带，分辨率高达1/cm。234567概念：基本概

3、念：高光谱分辨率遥感是利用成像光谱仪获得感兴趣的物体很窄的（通常波段宽度<10nm）、完整而连续的光谱数据。高光谱遥感技术，始于成像光谱仪(ImagingSpectrometer)的研究计划，它的发展得益于卫星技术、传感器技术以及计算机技术的高速发展。成像光谱仪为每个像元提供数十个至数百个窄波段的光谱信息，每个像元都能产生一条完整而连续的光谱曲线。这就是高光谱遥感与常规遥感的主要区别。如一个TM波段内只记录一个数据点，而航空可见光/红外光成像光谱仪(AVIRIS)记录这一波段范围内的光谱信息用10个以上数据点。89成像光谱技术则把遥感波段从几个、几十个推向数百

4、个、上千个。高光谱遥感数据每个像元可以提供几乎连续的地物光谱曲线，使我们利用高光谱反演陆地细节成为可能。高光谱遥感技术已经成为当前遥感领域的前沿技术。1011高光谱遥感发展历史：国外机载：20世纪80年代兴起的新型对地观测技术——高光谱遥感技术，始于成像光谱仪(ImagingSpectrometer)的研究计划。该计划最早由美国加州理工学院喷气推进实验室（JetPropulsionLab，JPL）的一些学者提出。1983年，世界第一台成像光谱仪AIS－1在美国研制成功，并在矿物填图、植被生化特征等研究方面取得了成功，初显了高光谱遥感的魅力。在美国宇航局（NAS

5、A）的支持下，相继推出了系列成像光谱仪产品。如：机载航空成像光谱仪（AIS）系列；航空可见光/红外成像光谱仪（AVIRIS）；高分辨率成像光谱仪（HIRIS）等。在此后，许多国家先后研制了多种类型的航空成像光谱仪。如加拿大的FLI、CASI，德国的ROSIS，澳大利亚的HyMap等。12国外星载：在经过航空试验和成功运行应用之后，90年代末期终于迎来了高光谱遥感的航天发展。全球第一个星载高光谱成像器于1997年在NASA随着Lewis卫星发射升空，它包含了384个波段涵盖了400-2500nm波段，不幸的是这颗卫星控制出现问题，失去了动力，升空一个月后就偏离了

6、轨道。1999年美国地球观测计划（EOS）的Terra综合平台上的中分辨率成像光谱仪（MODIS），欧洲环境卫星（ENVISAT）上的MERIS，以及欧洲的CHRIS卫星相继升空，宣告了航天高光谱时代的来临。131415我国高光谱发展航空：80年代，研制和发展了新型模块化航空成像光谱仪（MAIS）。这一成像光谱系统在可见—近红外—短波红外—热红外多光谱扫描仪集成使用，从而使其总波段达到70—72个。高光谱仪器的研制成功，为中国遥感科学家提供了新的技术手段。通过在我国西部干旱环境下的地质找矿试验，证明这一技术对各种矿物的识别以及矿化蚀变带的制图十分有利，成为地质

7、研究和填图的有效工具。此后，中国又自行研制了更为先进的推帚式成像光谱仪（PHI）和实用型模块化成像光谱仪（OMIS）等。新的成像光谱系统不仅继续在地质和固体地球领域研究中发挥作用，而且在生物地球化学效应研究、农作物和植被的精细分类、城市地物甚至建筑材料的分类和识别方面都有很好的结果。16航天：2002年3月在我国载人航天计划中发射的第三艘试验飞船“神舟三号”中，搭载了一台我国自行研制的中分辨率成像光谱仪。这是继美国EOS计划MODIS之后，几乎与欧洲环境卫星（ENVISAT）上的MERIS同时进入地球轨道的同类仪器。它在可见光到热红外波长范围（0.4-12.5

8、μm）具有34个波段。2007年10月