《关于高光谱技术应用》
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[摘 要]成像光谱遥感技术是上世纪80年代初发展起来的新型遥感技术.近年来,该技术发展很快,已成为遥感技术发展的三大趋势之一（成像光谱遥感,微波遥感及3S 技术系统） .由于成像光谱具有高光谱分辨率的图像与光谱合二为一的特点,它的发展不仅使遥感技术能有效地直接识别地表物质,而且还能更深入地研究地表物质的成分及结构.因此,受到了国内外的广泛重视.为此,本文综述了高光谱遥感的技术优势,列举了高光谱技术的应用,并对其发展前景进行探讨,旨在为相关工作提供参考.
[关键词]高光谱；遥感技术；优势；应用
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0289-01
高光谱遥感（Hyper Spectral Remote Sensing）克服了传统单波段、多光谱遥感在波段数、波段范围、精细信息表达等方面的局限性,以较窄的波段区间、较多的波段数量提供遥感信息,能够从光谱空间中对地物予以细分和鉴别,在资源、环境、城市、生态等领域得到了广泛应用.它利用很多窄的电磁段获取物体有关数据的技术,它可在电磁波的紫外、可见光、近红外、中红外以至热红外区域,获取许多非常窄且光谱连续的图像数据.这样,在传统的二维遥感的基础上增加了光谱维,形成了一种独特的三维遥感.对大量的地球表面物质的光谱测量表明,不同的物体会表现出不同的光谱反射和辐射特征,这种特征引起吸收峰和反射峰的波长宽度在5-50左右,其物理内涵是不同的分子、原子和离子的晶格振动,引起不同波长的光谱发射和吸收,从而产生了不同的光谱特征.运用具有高光谱分辨率的仪器,通过获取图像上任何一个像元或像元组合所反映的地球表面物质的光谱特性,经过计算机的图像处理,就能达到快速区分和识别地球表面物质的目的.
1 高光谱遥感的优势
高光谱遥感特有的分辨率,使对地物目标属性信息探测的能力大大增强.因此,较之全色和多光谱遥感,其有以下显著优势：
（1）蕴含着近似连续的地物光谱信息.高光谱影像经过光谱反射率的重建,能够获取地物近似连续的光谱反射率曲线图,与地面实测值相匹配,将实测地物分析模型应用到遥感过程中.
（2）地表覆盖的识别能力极大提高.高光谱数据能探测具有诊断性光谱吸收特征的物质,能够准确区分地表植被覆盖类型、道路的铺面材料等.
（3）地形要素分类识别方法灵活多样.影像分类既可以采用各种模式识别方法,又可以采用基于地物光谱数据库的光谱匹配方法.分类识别特征,可以采用光谱诊断特征,也可以进行特征选择与提取.
（4）地形要素的定量或半定量分类识别成为可能.在高光谱影像中,能估计出多种地物的状态参量,提高遥感高定量分析的精度和可靠性.
2 高光谱遥感技术在地质领域的应用
高光谱遥感技术在地质学方面的应用获得了巨大成功.到目前为止,国内外很多机构已利用高光谱遥感数据中矿物诊断性吸收特征完成了矿物识别,填图研究.
高光谱遥感技术在矿物识别中发挥着至关重要的作用,其数据蕴含着丰富的矿物学信息.总的而言,在岩体侵位以及地质构造等现实条件的作用下,热液侵入等作用使源于矿体的矿物质发生扩散作用,使在“未蚀变”围岩中产生的用岩石力学方法难以直接识别的细微成分发生着微小变化,而这些成分的变化在矿物光谱中有着或强或弱的表现.因此,利用高光谱遥感技术不仅可以实现矿物种类的识别,也可以通过对这些细微的变化的探测,实现对地质作用演化信息的探测. 高光谱对矿物的识别和填图可分为3个层次,矿物的种类识别、丰度反演和成分识别.种类识别是识别岩石中的矿物组成成分,即矿物分层识别谱系；丰度反演是反演目标矿物在岩石中的相对含量或含量所占的比例；成分识别一般是识别矿物中金属离子的相对含量或不同金属离子的含量比.
3 高光谱遥感技术在农业领域的应用
就农业而言,高光谱遥感技术被应用在农作物生长检测和分布状况研究方面,施肥效果实时评估、产量评估、土壤与植被生长关系调研、农作物病虫害实时监测等诸多方面.20 世纪末,美国利用高光谱遥感对农作物实行精细耕作,实现“精准农业”.我国高校也利用自行研制的 HJ-1A 超光谱成像仪获取的数据开展了水稻生长状况的监测,同时开展了高光谱数据在农业干旱监测方面的研究,并取得了一定的成果.
在农业遥感方面要求比较严格,要求农业资源应用监测和农业管理检测必须能够有效地结合起来,这就要求在作物生长状况监测、病虫预测、产量评价等各个方面都有更好和更高精度的技术,然而,高光谱遥感技术在很大程度上正好满足了该技术的需求.
4 高光谱遥感技术在军事领域的应用
就军事方面而言,其一直就是推动高光谱技术研究向前发展的一个重要需求方,况且又凭借着高光谱遥感在地面目标识别、能够获得目标精细光谱、并能进一步分析得到目标的化学组成等方面的优势,所以,高光谱很早就被应用于军事领域并且逐步取代了多光谱遥感成为主要的侦察手段.
（1）识别伪装目标
就这方面而言,高光谱遥感能够参照背景和不同的伪装目标的所具备的独特的光谱特性来发现军事装备；通过光谱数据曲线,可得到目标的组成成分,从而揭露不同于背景环境的目标及其伪装物.绿色伪装材料检测的一个重要手段就是利用植被的“红边”效应,植被在680～ 720 nm反射率急剧升高,通过检测其位置和斜率的特征就可以识别植被的种类和状态.在现代技术的发展下,绿色伪装材料的光谱数据大体上都可以与植被相吻合,伪装物在多光谱侦察条件下是不能被发现的,但是在高光谱细微的分辨得优势下,经过伪装的目标便显而易见.
（2）海军作战
海军能够利用高光谱仪器所测得数据得知近海环境的动态特性,对海底世界的类型、海水的透明度、洋流發生的时间、海深的准确测量、水下危险物的探测、海洋生物发光场、油是否漏泄情况、海洋大气的能见度等特性进行船上自动化分析处理和提取的研究,这对海军作战起着十分重大的意义.
（3）化学武器使用状况调查
化学武器对军事作战来说起着至关重要的作用,其是使用有毒的化学试剂作为攻击的重大武器,具有巨大无比的杀伤力和环境破坏力,被国际列为禁用武器.高光谱数据能够更准确的区分出物质的化学成分,可被用于芥子气,氯气等毒气使用规模和范围的调查.
显而易见,高光谱成像技术在军事上具有很高的应用价值,应用面也很广泛.
5 高光谱遥感技术的发展前景
高光谱遥感技术集现代高新科技的一系列重要进展于一体,所以,对高光谱遥感技术的研究方兴未艾,有足够大的空间待其发展,超光谱遥感器是其发展的方向之一,超光谱可达到千数量级的光谱波段数,拥有更窄的成像波段,特征光谱灵敏度将会越来越高,对地物精细的光谱特征和地物之间的内在联系可以进行更为精确的探测.
参考文献
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小结：该文是一篇关于光谱和技术应用方面的相关大学硕士和高光谱本科毕业论文以及相关高光谱论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
高光谱引用文献:
[1] 高光谱论文范文 高光谱论文写作资料范文10000字
[2] 高光谱论文范文 关于高光谱相关论文范文集8000字
[3] 图像和高光谱图像学术论文怎么写 图像和高光谱图像类有关专科开题报告范文2万字
