高光谱遥感技术综述

时间：2025-07-11

高光谱遥感技术综述

第０７卷２００７篮

第０８期

０８月

中国水运

ＣｈｉｎａＷａｔｅｒ

Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ

ＶｏＩ．７Ａｕｇｕｓｔ

Ｎｏ．０８２００７

高光谱遥感技术综述

袁迎辉

林子瑜

摘要：高光谱分辨率遥感是２０世纪８０年代兴起的新型对地观测技术，与传统遥感相比，高光谱遥感具有更为广泛的应用前景。文中概述了高光谱遥感的特点、发展过程、发展程度及目前几种典型的成像光谱仪数据特点。

关键词：高光谱遥感中图分类号：ＴＰ７２

数据处理技术成像光谱仪

文献标识码：Ａ

文章编号：１００６－７９７３（２００７）０８－０１５５－０３

器面世。第一代成像光谱仪（ＡＩＳ），由美国国家航空和航天管理局（ＮＡＳＡ）所属的喷气推进实验室设计，共有两种，ＡＩＳ一１（１９８２年一１９８５年，１２８波段）和ＡＩＳ－２（１９８５年

遥感是２０世纪６０年代发展起来的对地观测综合性技术，是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术…。经过几十年的发展，无论在遥感平台、遥感传感器、还是遥感信息处理、遥感应用等方面，都获得了飞速的发展，目前遥感正进入一个以高光谱遥感技术、微波遥感技术为主的时代。本文系统地阐述了高光谱遥感技术在分析技术及应用方面的发展概况，并简要介绍了高光谱遥感技术主要航空／］匣星数据的参数及特点。

一、高光谱遥感的概念及特点

所谓高光谱遥感，即高光谱分辨率遥感，指利用很多很

一１９８７年，１２８波段），其光谱覆盖范围为１．２－２．４阳ｌ。

１９８７年，由ＮＡＳＡ喷气推进实验室研制成功的航空可见光／红外光成像光谱仪（ＡＶＩＲＩＳ）成为第二代高光谱成像仪的代表。与此同时，加拿大、澳大利亚、日本等国家竞相投入力量研究成像光谱仪。在ＡＶＩＲＩＳ之后，美国地球物理环境研究公司（ＧＥＲＪ又研制了ｌ台６４通道的高光谱分辨率扫描仪（ＧＥＲＩＳ），主要用于环境监测和地质研究。其中６３个通道为高光谱分辨率扫描仪，第６４通道是用来存储航空陀螺信

息。

窄的电磁波波段（通常＜１０ｎｍ）从感兴趣的物体获取有关数

据１３‘；与之相对的则是传统的宽光谱遥感，通常＞１００ｎｍ。且波段并不连续。高光谱图像是由成像光谱仪获取的，成像

第三代高光谱成像光谱仪为克里斯特里尔傅立叶变换高光谱成像仪（ＦＴＨＳＩｌ，其重量仅为３５ｋｇ，采用２５６通道，光谱范围为４００—１０５０ｒｉｍ，光谱分辨率为－１０ｒｉｍ，视场角为１５０。ｏ而于１９９９年和２０００年发射升空的中分辨率成像光谱仪（ＭＯＤＩＳ和Ｈｙｐｅｒｉｏｎ）都已经成为主要的应用数据

来源。

光谱仪为每个像元提供数十至数百个窄波段光谱信息，产生

一条完整而连续的光谱曲线。它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱中能被探测。

同其它传统遥感相比，高光谱遥感具有以下特点：（１）波段多。成像光谱仪在可见光和近红外光谱区内有数十甚至数百个波段。圆光谱分辨率高。成像光谱仪采样的间隔小，一般为１０ｒｉｍ左右。精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特征。（３）数据量大。随着波段数的增加，数据量呈指数增加１２ｌ。（４）信息冗余增加。由于相邻波段的相关性高，信息冗余度增加。（５）可提供空间域信息和光谱域信息，即。图谱合一”，并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测

的同类地物光谱曲线相类比。

在国内，成像光谱仪的研制工作紧跟国际前沿技术，目

前已跻身国际先进行列。先后研制成功了专题应用扫描仪、红光细分光谱扫描仪ＦＩＭＳ、热红外多光谱扫描仪ＴＩＭＳ、

１９波段多光谱扫描仪ＡＭＳＳ、７１波段的模块化航空成像光谱仪ＭＡＩＳ、１２８波段的ＯＭＩＳ以及２４４波段的推扫式成像仪ＰＨＩ等。此外，中国科学院上海技术物理研究所研制的中

分辨率成像光谱仪于２００２年随。神州”三号飞船发射升空，这是继美国１９９９年发射ＥＯＳ平台之后第二次将中分辨率成

近二十年来，高光谱遥感技术迅速发展，它集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体，已成为当前遥感领域的前沿技术。

二、发展过程

像光谱仪送上太空，从而使中国成为世界上第二个拥有航天

载成像光谱仪的国家。

经过２０世纪８０年代的起步与９０年代的发展，至９０

年代后期，高光谱遥感应用由实验室研究阶段逐步转向实际

自８０年代以来，美国已经研制了三代高光谱成像光谱仪。１９８３年，第一幅由航空成像光谱仪（ＡＩＳ一１）获取的高光谱分辨率图像的正式出现标志着第一代高光谱分辨率传感