光谱成像技术发展概况

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1、遥感技术光谱成像技术发展概况张海峰北京信息技术研究所摘要本文阐述了光谱成像技术的分类和光谱波段段的划分及其应用背号，进一步综述了光谱成像的发展历史及其典型的遥感用的光谱成像仪，并对未来的发展趋势进行了展望．关键词光谱成像多光谱超光谱极光谱遥感1引言自20世纪80年代初美国喷气推进实验室(3PL)提出光谱成像仪新概念后，遥感技术正在发生革命性飞跃。光谱成像技术将成像技术和光谱技术结合在一起，是一种将光学、光谱学、精密机械、电子技术以及计算机技术融于一体的新型遥感技术。由于光谱成像仪具有高光谱分辨率的巨大优势，在探测物体空间特征的同时对每个空间像元色散形成几十个到上百个

2、波段带宽为tonm左右的连续光谱信息，达到从空间直接识别地球表面物质的目的，因而在经济建设和军事上均有极高应用价值。光谱成像技术根据场景成像方式的不同可分为掸扫型光谱成像仪、推扫型(亦称推帚型)光谱成像仪和凝视型光谱成像仪。按照波段数目和光谱分辨率的不同，目前大致分为三类：多光谱multi．spectra／)成像：其波段数为10～50个，光谱分辨率(△^／^)为0．I。超光谱(hyper-spectral)成像：其波段数为50～1000个，光谱分辨率(△^／^)为O．0l。超光谱成像技术员原先就是为军事应用开发的，工作波段通常落在0．4哪～1．5bun波段上，设计用

3、于发现伪装目标。例如．美国u．2高空侦察机早期不能实时获取情报，更不能发现难以探测的目标如掩埋的目标。为此，美国空军制定了多传感器侦察系统(Mars)改进计划，其中包括ASARS．2合成孔径雷达、多光谱成像仪和新的超光谱成像仪。(接第251页)图像的自动连续制图以及缺少地面控制点地区的遥感制图具有十分重要的意义。由于SOM投影的理论复杂性，目前仅有美国使用。在我国，目前对影像的处理仍然沿用系统校正和多项式校正的混合处理方法，处理效率低，几何保真度差，因此开展SOM投影的应用研究具有极端重要性。参考文献【1】万发贯，柳建，文灏．遥感图像数字处理．武汉：华中理工大学出版

4、社，199l[2]DH．Maliag，CoordieateSystemsandMapPrejecti011(2“Edition)，Pergamonpress，1992[3】JohnP．Snyder．SpaceObliquaMercatorProjecti0[1MathematicalDevelopment．GeelogicalSurveyBulletil71i518．1981[4】ColooooresSeS^．P．，SpaceobIiqueMecatOr．PE&RS，1974：40(8)【5】Level1GeorectificatiONandRegistrati01

5、1AIgorithmTheoreticalBasis．JPL，1999作者简介赵琪1999年毕业于郑州测绘学院，工学博士．现就职干北京图形研究所，主要研究领域为地理信息系统．252第九届全国遥感遥测遥控学术研讨会论文集遥感技术极光谱(ultra-spectral)成像：其波段数为iO～1130个，光谱分辨率(△x／^)为0．OOl。测量光谱的范围为中红外至远红外，主要用于分析类似气体的物质，特别适合用来探测分析熘缕的成分或空气中是否存在神经性毒剂等。目前，除极光谱成像技术尚未用于军事遥感外，各类多光谱或超光谱成像系统已装备于遥感卫星和侦察飞机上。2光谱波段划分及其用

6、途遥感常用的波段是可见光至长波红外(O4～14pm)，波段范围都比较宽。要更有效地提取目标特征并进行识别，应该把波段分得更窄并用多个光谱段。这里粗略地介绍一些常用的典型的窄光谱波段的用途(即能反映的景物特征)，这些波段无论是对于民用领域还是军事领域都是十分有意义的。(1)紫外波段(波长短于0．4哪。一般为0．1～O．3岬)：用于大气中高速运动物体如火箭、导弹、喷气式飞机等目标的探测及其冲击波特性研究。由于大气对紫外的吸收很厉害，因此紫外探测仪器主要装备于卫星飞行平台，目前已做到能够探测到O．2肿左右的范屡，探测波长小于0．1岬的远紫外还比较困难。(2)蓝色波段(波长

7、为o．45～0．52Brn)：此波段的短波端对应于清洁水体的峰值透射率，长波端对应于蓝色叶绿素吸收区的上限，对针叶树具有更好的鉴别能力。(3)绿色波段(波长为o52～0．601am)：此波段包含了两个叶绿素吸收带，因此对应于健康生长植被的绿色素。蓝色与绿色波段对水体透射率很高，水体蓝色与绿色亮度比是检测水中有机物和浮游生物含量最有效的方法。(4)红色波段(波长为0．63～069Ima)：此波段包含了红色叶绿素吸收带。其短波截止端的选择并不严格，但长波截止端一定不要超过0．69

8、lnl，以免与068～0．75Inn这一反映植物发育的波段相混淆，从而降低了探测植物生