高光谱技术是对地观测的高新技术之一,在地学领域具有广泛的应用前景。该技术已开始应用到地质与矿产资源调查、环境污染与生态检测和防治、土地资源和水资源利用与管理等领域。高光谱技术的发展已促使地学研究的范围、尺度、内容和研究方法发生革命性的变化,其与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)技术的结合,为地学研究源源不断地提供高精度定位、高频度、多频谱不同级次的宏观影像,极大地拓宽了人类的视野和视觉能力,使人类真正能够从总体上把地球作为一个统一的系统加以分析,在不同级次上揭示地球各个圈层的相互联系和相互作用。
1.高光谱卫星图像的特点
(1)波段数多:波段数可达十几、数百甚至上千个;
(2)光谱范围窄:波段范围一般为5~10nm;
(3)波段连续:有些传感器可以在350~2500nm的太阳光谱范围内提供几乎连续的地物光谱;
(4)数据量大:随着波段数的增加,数据量成指数增加;
(5)信息冗余增加:由于相邻波段高度相关,冗余信息也相对增加。
2、高光谱卫星图像的优点
(1)有利于利用光谱特征分析来研究地物;
(2)有利于采用各种光谱匹配模型;
(3)有利于地物的精细分类与识别。
3、主要高光谱卫星参数简介
目前高光谱卫星还不是很多,导致高光谱数据很匮乏,目前各项性能比较优秀的高光谱卫星介绍。
(1)高分五号卫星
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国产高分五号卫星搭载了六种类型的有效载荷,包括:可见短波红外高光谱相机(AHSI)、全谱段光谱成像仪(VIMS)、大气主要温室气体监测仪(GMI)、大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪(AIUS)、大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)、大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)。
·GF5-AHSI
可见短波红外高光谱相机。光谱分辨率可达5纳米,共有330个波段。分两个geotiff文件提供,分别为_VN.geotiff 和 SW.geotiff,分别包含150个和180个波段。详细参数如下:
光谱范围:400nm~2500nm
空间分辨率:30m
幅宽:60km
光谱分辨率:VNIR:5nm,SWIR:10nm
谱段数:330
·GF5-VIMS
全谱段光谱成像仪。共12个波段,波长覆盖范围较广。每个波段1个tiff文件。前6个波段分辨率为20米,后6个波段分辨率为40米。
(2)珠海一号高光谱星
国产“珠海一号”家族4颗高光谱卫星(OHS-1/2/3/4)是国内首次实现多颗高光谱卫星组网。它们具备强大的高光谱数据获取能力,为我们开启了定量遥感新时代。
每颗OHS高光谱卫星都配置1台分辨率优于10 m、幅宽优于150 km的高光谱相机,在国际领域中处于领先水平。单颗OHS高光谱卫星的最大成像范围是150km×2500km(即37.5万平方公里)。这4颗卫星可实现5天左右全球覆盖扫描一遍,对于特定地区可以每天多遍重访扫描。详细参数如下:
光谱范围:400nm~1000nm
空间分辨率:10m@500km
幅宽:150km@500km
光谱分辨率:2.5nm
谱段数:256(可任意选择32个谱段下传)
成 像 范 围:150km×2500km
波 谱 范 围:400nm-1000nm
(3)EO-1(Hyporion)
地球观测卫星-1(EO-1)是NASA新千年计划(NMP)的第一颗对地观测卫星,也是面向21世纪为接替Landsat7而研制的新型地球观测卫星。该卫星于2000年11月21日成功发射。EO-1上搭载了3 种传感器,即:高光谱成像光谱仪Hyperion、高级陆地成像仪ALI(Advanced Land Imager)、大气校正仪AC(Atmospheric Corrector)。
其中Hyperion传感器共有242个波段,光谱范围为400~2500nm,光谱分辨率达到10nm。详细参数如下:
地面分辨率:30m
幅宽:7.7km
数据级别:L1R & L1Gst
像素大小 10米
重访周期 5天
发射日期 2015年6月23日
光谱范围 400~2500nm
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