Page 78 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第三章 遥感监测技术

第三节 遥感监测技术基本方法

一、高光谱分辨率遥感

（一）高光谱分辨率遥感简介

高光谱分辨率遥感又称为高光谱遥感（Hyperspectral.Remote.Sensing），它利用成像光
谱仪在连续的几十个甚至几百个光谱通道获取地物辐射信息，在取得地物空间图像同时，
每个像元都能够得到一条包含地物诊断性光谱特征的连续光谱曲线。

高光谱遥感突出特点和优势使其在众多领域发挥着越来越重要的作用。比如通过对矿
物元素的诊断性光谱特征分析，高光谱遥感能够实现对矿物成分及其丰度进行精确识别和

填图；在植被研究方面，通过高光谱数据能够反演植被物理和化学参数，进行作物长势监
测、品质评估等；在水质监测方面，通过对水中叶绿素、黄色物质、悬浮物等成分的光谱
反演，可以掌握水华爆发、黑臭水体分布以及污染来源等；高光谱遥感技术从其起步就被

赋予了强烈的军事应用色彩，在军事目标侦察、阵地与装备伪装识别、战场环境背景分析
等方面有巨大应用潜力。我国的高光谱遥感科技发展一直处于国际前列，中科院自主研发
的高光谱图像处理与分析通用软件系统（HIPAS）被国际同行评为国际六大顶尖高光谱图

像处理软件之一，并在高光谱遥感应用方面实现了向美、日、澳等发达国家的技术输出，
成果在国际上产生了重大影响。
1. 高光谱数据的预处理

（1）定标与大气纠正
高光谱遥感数据易受一些外部因素的影响，诸如遥感器老化、地物二向性反射、大气

效应、地形因子等，这些因子会削弱高光谱遥感数据赖以区分地物的敏感性。高光谱遥感
信息的光谱）图像转换，必须进行定标和大气辐射校正，以消除这些因子的影响，这是遥
感定量化研究的一个关键环节。实际工作中，根据研究区地质、地理及大气环境等实际状

况，选取气溶胶模式和大气校正模型，进行大气辐射校正。最后，根据地面实测的高分辨
率的地物光谱数据，计算高光谱影像中每个像元的反射率值。

（2）条带噪声去除
高光谱遥感数据有时候由于在成像过程中机械或光学部件不稳定产生明暗交替的条带
噪声，可以通过滤波运算，一方面消除了噪声，突出目标地物，另一方面也可以方便进一

步的导数运算。
2. 高光谱数据的深化处理：最佳波段的选择
一般来说，选择波段的一个主要依据是该波段的辐射量的方差应尽可能大，因为方差

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