高空间分辨率与高光谱分辨率遥感数据融合研究

使用像素级融合常见算法及Curvelet变换与Contourlet变换方法对Hyperion数据与SPOT进行融合实验,并提取了融合后典型地物光谱曲线。使用光谱角方法评价高光谱遥感影像融合后的光谱信息保持情况。实验结果表明,Curvelet与Contourlet变换具有较好的光谱保持效果。     

泰国高光谱矿物填图与矿产数据库建立

高光谱遥感,在成像过程中,它利用成像光谱仪,在可见光、近红外、中红外、热红外波段范围内,获取许多非常窄的连续光谱的影像数据,其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息,实现了地物的空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取。本文基于遥感平台,对泰国研究区的Hyperion数据进行研究,采用光谱角矿物填图(SAM)方法进行填图,对研究区矿产预测评价起到了良好的辅助效果。在现代地理信息系统学科技术和地理数据库的基础上,将泰国研究区中所获得的地质、遥感、矿产等相关数据资料进行入库,建立泰国国家的数据库。     

新疆哈密三种典型蚀变矿物的HyMap高光谱遥感信息提取

利用机载的可见光、近红外及短波红外成像光谱(ＨyMap)数据,对新疆哈密地区岩矿信息识别方法进行研究。基于方解石、 绿泥石和绢云母3种常见蚀变矿物的光谱特征,在遥感数据定标和反射率图像转换的基础上,应用光谱角度模型（SAM）分类法进行自 动匹配识别和信息提取。通过掩膜技术进行方解石、绿泥石和绢云母矿物填图,并结合实验室光谱数据库光谱进行了验证。     

色那地区高光谱数据蚀变矿物提取及特征分析

以西藏班公湖-怒江成矿带西段多不杂矿集区东部的色那有利成矿区为研究区,基于Hyperion高光谱遥感数据,开展蚀变矿物提取研究;提取出褐铁矿、绿泥石和高岭土3类地表蚀变矿物波谱端元,并利用光谱角填图方法进行填图。野外验证结果显示,填图结果与野外调查基本吻合,矿物分带特征明显,并根据蚀变矿物分布情况划定了2个斑岩型矿床重点勘查区。     

高光谱遥感信息提取与地质应用前景——以青藏高原为试验区

高光谱遥感是一门正在兴起的极具发展潜力的应用科学技术,能直接快速地识别岩矿组成、丰度及其分布;高光谱图像丰富的空间信息也包含一定的地质构造信息。目前,光谱分解模型和修正的高斯模型在岩矿信息定量研究中极具潜力;对纹理信息的提取侧重于空域的灰度剪切与有效平均梯度相结合及频域空间内的小波包等技术。根据目前高光谱遥感信息的地质应用,总结出高光谱地质应用的技术流程。在此基础之上,以青藏高原为例,阐述了高光谱遥感的地质应用前景。最后,对高光谱遥感技术存在的问题进行了一定的评述。     

EO-1Hyperion高光谱数据FLAASH模块大气纠正及评价

由于受到大气的影响,传感器接收到的辐射信息不能真实地反映地表反射光谱信息,因此,从遥感影像中去除大气的影响,即进行大气校正,是高光谱遥感数据处理中极为重要的环节。文章介绍了EO-1hyperion高光谱数据的特点,以及用FLAASH（Fast Line of Sight Atmospheric Analysis of ...     

高光谱影像能量边缘提取

高光谱影像的能量边缘提取方法的本质是利用高光谱信号的能量相似性与能量分布特征来寻找边缘,从能量边缘图可以提取属于不同地物类别的主要边缘,这些边缘都比较明显与完整。实验结果表明,能量边缘对噪声信号不敏感,与用其他方法寻找边缘的结果相比,能量边缘具有更好的效果。     

航空遥感测量海面油膜厚度的研究

本文根据3层介质微波辐射的基本原理,分析计算了各介质和环境参数对油膜厚度的影响大小,并以此为依据探讨了确定各参数的方法。通过露天水池试验给予验证。提出了在单波段(8mm)固定天线微波辐射计获取海水区与油膜区天线亮(度)温(度)两参数条件下的航空遥感南海海面油膜厚度计算模式,海上航空遥感测量实验与模式计算结果基本符合。     

从高光谱遥感影像提取植被信息

遥感可以快速有效地监测大面积植被的种类、特性、长势等各类信息。高光谱遥感数据因其特有的高光谱分辨率特性使其在植被生态环境领域具有极大的应用潜力。植被信息作为生态环境评价的重要参数对区域生态环境的监测和建设具有重要的意义。本文基于云南省鹤庆县北衙的高光谱遥感数据用SAM方法对植被信息进行了提取,参考光谱使用ASD光谱辐射仪采集的植被光谱曲线。文中对高光谱遥感影像的辐射定标和大气校正进行了研究,针对影响光谱辐射仪采集的主要因素采取了相应的措施,并对光谱曲线分类及参考光谱曲线的选取进行了研究。将选取出的参考光谱曲线与大气校正后的遥感影像进行SAM匹配提取出植被信息,经过与实地调查资料比较并计算总体精度和kappa系数,计算结果达到预期精度。最后将分类结果转换为矢量图,经过投影转换为大地坐标后制作出北衙植被分布图。     

Hyperion高光谱数据在福建钟腾铜钼矿区的应用研究

以福建平和钟腾铜钼矿区为例,简要介绍了Hyperion高光谱数据处理技术,探讨了基于特征谱带的光谱微分及基于完全波形特征的光谱匹配等遥感矿物识别方法,初步识别出该矿区的绢英岩,并为地质资料、野外踏勘以及岩矿鉴定所证实.旨在交流基于高光谱遥感数据的岩矿信息提取方法技术,对高植被覆盖区的遥感技术应用进行探索.     

Determining oil slick thickness using hyperspectral remote sensing in the Bohai Sea of China

Abstract

Determining oil slick thickness plays an important role in assessing oil spill volume and its environmental impacts on the ocean. In this study, we used a Hyperion image of an oil spill accident area and seawater and fresh crude oil samples collected in the Bohai Sea of China. A well-controlled laboratory experiment was designed to simulate spectral responses to different oil slick thicknesses. Spectral resampling and normalization methods were used to reduce the differences in spectral reflectances between the experimental background seawater sample and real background seawater. Fitting the analysis with laboratory experimental data results showed a linear relationship between normalized oil slick reflectance and normalized oil slick thickness [20th band (R ²=0.92938, n=49, p<0.01), 26th band (R ²=0.93806, n=49, p<0.01), 29th band (R ²=0.93288, n=49, p<0.01)]. By using these statistical models, we successfully determined the normalized oil slick thickness with the Hyperion image. Our results indicate that hyperspectral remote sensing technology is an effective method to monitor oil spills on water. The spectral ranges of visible green and red light were the optimal bands for estimating oil slick thickness in case 2 water. The high, stabilized spectral reflectance of background seawater will be helpful in oil slick thickness inversion.     

一种顾及上下文的高光谱遥感图像端元提取方法

端元提取技术是混合像元分解中重要的步骤之一,传统的端元提取方法仅考虑了像元的光谱信息。本文将数学形态学算子扩展到高光谱空间,并应用到端元提取技术中,可以顾及像元的上下文信息。利用AVIRIS高光谱仿真数据对算法进行了实验验证,结果表明本文算法具有较强的抗噪能力和较高的可靠性。在此基础上,结合徐州地区的EO-1 Hyperion高光谱遥感图像,使用本文算法进行了端元提取应用研究,将实验结果与纯净像元指数、顶点成分分析方法做了对比分析和精度评价,证明本文算法是一种可靠的高光谱遥感图像端元提取技术。     

中国高光谱遥感的前沿进展

高光谱成像技术具有光谱分辨率高、图谱合一的独特优势,是遥感技术发展以来最重大的科技突破之一。中国的高光谱遥感发展与国际基本同步,在国家和省部级科研项目的支持下,解决了高光谱遥感信息机理、图像处理和多学科应用等方面多项世界性难题,有效解决了高光谱遥感理论研究与多领域应用中的关键技术瓶颈,实现了在农业、地矿、环境、文物保护等多领域的成功应用,产生了显著的社会经济效益。本文回顾了中国高光谱遥感技术的前沿研究进展,总结分析了取得的主要创新性成果。     

高光谱遥感影像优化判别局部对齐特征提取

目前,高光谱遥感特征提取方法往往因受到噪声的干扰而导致降维效果欠佳.近年来,判别局部对齐DLA(Discriminative Locality Alignment)由于可以处理非线性分布样本、保留局部判别信息,同时避免矩阵奇异性问题,受到了很多学者的关注;但该方法无法有效估计和减少噪声对高光谱遥感影像的影响.针对以上问...     

Advances in spaceborne hyperspectral remote sensing in China

With the maturation of satellite technology,Hyperspectral Remote Sensing(HRS)platforms have developed from the initial ground-based and airborne platforms into spaceborne plat-forms,which greatly promotes the civil application of HRS imagery in the fields of agriculture,forestry,and environmental monitoring.China is playing an important role in this evolution,especially in recent years,with the successful launch and operation of a series of civil hyper-spectral spacecraft and satellites,including the Shenzhou-3 spacecraft,the Gaofen-5 satellite,the SPARK satellite,the Zhuhai-1 satellite network for environmental and resources monitoring,the FengYun series of satellites for meteorological observation,and the Chang'E series of spacecraft for planetary exploration.The Chinese spaceborne HRS platforms have various new characteristics,such as the wide swath width,high spatial resolution,wide spectral range,hyperspectral satellite networks,and microsatellites.This paper focuses on the recent progress in Chinese spaceborne HRS,from the aspects of the typical satellite systems,the data processing,and the applications.In addition,the future development trends of HRS in China are also discussed and analyzed.     

高光谱遥感异常目标探测方法性能对比分析

本文利用高光谱遥感异常目标探测理论,探讨了目前已有的几种异常目标探测方法;通过对3组数据进行试验,并从探测率和虚警率、ROC曲线及其下的面积及算法的运行时间,对几种异常检测算法的检测性能进行对比分析;最后基于统计模型和基于表示模型对3组数据的检测效果进行对比分析,从而得出适合于不同数据的检测方法,为高光谱遥感异常目标探...     

高光谱成像遥感载荷技术的现状与发展

高光谱成像技术可同时获取地物的几何、辐射和光谱信息,集相机、辐射计和光谱仪能力于一体,相比光学空间二维成像,可对地物进行空间和光谱三维成像,在一定的空间分辨率下,获取宽谱段范围内地物独特的连续特征光谱,对地物的精细分类和识别具有突出的优势,目前已成为对地遥感的重要前沿技术手段,在自然资源调查、生态环境监测、农林牧渔、海洋与海岸带监测等领域发挥着越来越重要的作用。随着高光谱遥感应用的深入研究,对高光谱成像遥感仪器的光谱范围、幅宽、光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率与定标精度等指标提出了新的要求。同时满足这些相互制约的参数指标,是国内外高光谱载荷研制中一直难以突破的技术难点。本文主要对国内外的高光谱成像遥感载荷技术进行了综述,介绍了国内外典型的机载、星载高光谱成像遥感仪器,以及近年来发射、正在研制和计划发展的星载高光谱成像载荷,并分析了这些载荷的技术方案、性能指标和应用效果;介绍了声光调谐（AOTF）、液晶调谐（LCTF）、法布里—珀罗调谐（FPTF）,渐变式（LVF）和阶跃式（ISF）光楔滤光片,压缩感知光谱成像等新型分光技术,并分析了它们各自的技术优缺点以及应用于高光谱成像的可行性和现状;最后展望了高光谱成像载荷技术的发展趋势。     

太阳诱导叶绿素荧光的卫星遥感反演方法

利用卫星遥感探测区域和全球尺度太阳诱导叶绿素荧光SIF(Solar-Inducedchlorophyll Fluorescence)近年来成为研究热点。由于地球大气吸收和散射的影响,卫星尺度的SIF反演问题较为复杂,科学界对该问题一直存在争议,不同科学团队提出了众多方法。本文介绍了大气层顶SIF反演的机理、难点及思路,总结了近10年来最新发展的大气层顶SIF反演算法,并将这些算法归纳为3类:基于辐射传输方程的算法、简化的物理模型算法和数据驱动算法,分析讨论了各算法的特点及适用性;以应用最广泛的数据驱动算法为例,基于GOME-2数据详细介绍了算法的中间环节及注意事项;最后回顾了卫星遥感反演SIF的发展历程,汇总了目前及未来具有荧光探测能力的星载传感器,并依据数据源的特点相应地给出了适用的SIF反演算法,为今后基于航空和卫星高光谱数据的SIF反演提供了依据。     

结合NSCT和KPCA的高光谱遥感图像去噪

针对高光谱遥感图像易受噪声干扰,本文提出了一种基于非下采样Contourlet变换NSCT(Nonsubsampled Contourlet Transform)和核主成分分析KPCA(Kernel Principal Component Analysis)的去噪方法。首先对高光谱各波段图像进行NSCT分解;然后利用KPCA对NSCT系数进行处理,并在KPCA重构时依据各类噪声的特性选取合适的主成分;最后用处理过的系数进行逆变换得到去噪图像。实验结果表明,本文方法抑制了高光谱遥感图像中的噪声干扰,较完整地保留了原始数据的有效信息。     

植被生物量高光谱遥感监测研究进展

植被生物量的评估对于研究全球碳循环具有重大意义,而高光谱遥感技术为精确反演地表属性提供了重要的数据支持。针对如何更好地应用高光谱遥感技术进行植被生物量精确反演的问题,该文详细阐述了国内外应用高光谱技术估测植被生物量的研究进展。对反演植被生物量所涉及的数据源、反演模型的构建方法及其模型特点、反演模型应用对象等内容进行了综合评述,并通过分析认为,高光谱遥感技术较传统的多光谱遥感技术在生物量反演精度上有了显著的提高。同时,对建模方法、多源遥感数据融合以及模型通用性等方面的研究进行了展望,以达到在大尺度范围内对植被生物量进行准确反演的目的。