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高光譜和多光譜的區(qū)別

更新時間:2024-08-04      點擊次數(shù):329

                                                                                                     高光譜和多光譜的區(qū)別

1.  什么是高光譜遙感?


        高光譜遙感實際上是一種簡稱,它的全稱叫"高光譜分辨率遙感"。高光譜遙感是利用很多狹窄的電磁波波段產(chǎn)生光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù),

它不像多光譜遙感中根據(jù)顏色的差異來分辨目標,而是根據(jù)譜段光譜曲線的形態(tài)來分析目標是什么。光譜分析是人類借助光認知世界的重要方式。

如果說可見光圖像提供的是平面信息,那么高光譜遙感圖像提供的就是空間信息,通過對光譜的分析,大大提高了圖像數(shù)據(jù)的采集能力。


2.  多光譜、高光譜的區(qū)別?


       隨著光譜分辨率的不斷提高,光學(xué)遙感的發(fā)展過程可分為:全色(Panchromatic)→彩色(Color Photography)→多光譜(Multispectral)→高光譜(hyspectral)。


       全色波段(Panchromatic band),因為是單波段,在圖上顯示是灰度圖片。全色遙感影像一般空間分辨率高,但無法顯示地物色彩。 

實際操作中,我們經(jīng)常將之與波段影象融合處理,得到既有全色影象的高分辨率,又有多波段影象的彩色信息的影象。

全色波段,一般指使用0.5微米到0.75微米左右的單波段,即從綠色往后的可見光波段。全色遙感影象也就是對地物輻射中全色波段的影象攝取,

因為是單波段,在圖上顯示是灰度圖片。全色遙感影象一般空間分辨率高,但無法顯示地物色彩。


       多光譜遙感:將地物輻射電磁破分割成若干個較窄的光譜段,以攝影或掃描的方式,在同一時間獲得同一目標不同波段信息的遙感技術(shù)。

       原理:不同地物有不同的光譜特性,同一地物則具有相同的光譜特性。不同地物在不同波段的輻射能量有差別,取得的不同波段圖像上有差別。

       優(yōu)點:多光譜遙感不僅可以根據(jù)影像的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的差異判別地物,還可以根據(jù)光譜特性的差異判別地物,擴大了遙感的信息量。

航空攝影用的多光譜攝影與陸地衛(wèi)星所用的多光譜掃描均能得到不同普段的遙感資料,分普段的圖像或數(shù)據(jù)可以通過攝影彩色合成或計算機圖像處理,

獲得比常規(guī)方法更為豐富的圖像,也為地物影像計算機識別與分類提供了可能。

        高光譜遙感起源于20世紀70年代初的多光譜遙感,它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)結(jié)合在一起,在對目標的空間特征成像的同時,

對每個空間像元經(jīng)過色散形成幾十乃至幾百個窄波段以進行連續(xù)的光譜覆蓋,這樣形成的遙感數(shù)據(jù)可以用“圖像立方體"來形象的描述。

同傳統(tǒng)遙感技術(shù)相比,其所獲取的圖像包含豐富的空間、輻射和光譜三重信息。


        高光譜遙感技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前遙感領(lǐng)域的前沿技術(shù)。高光譜遙感具有不同于傳統(tǒng)遙感的新特點:

1)波段多:可以為每個像元提供十幾、數(shù)百甚至上千個波段;

2)光譜范圍窄:波段范圍一般小于10nm;

3)波段連續(xù):有些傳感器可以在350~2500nm的太陽光譜范圍內(nèi)提供幾乎連續(xù)的地物光譜;

4)數(shù)據(jù)量大:隨著波段數(shù)的增加,數(shù)據(jù)量成指數(shù)增加;

5)信息冗余增加:由于相鄰波段高度相關(guān),冗余信息也相對增加。

優(yōu)點:

1)有利于利用光譜特征分析來研究地物;

2)有利于采用各種光譜匹配模型;

3)有利于地物的精細分類與識別;

       根據(jù)有無影像區(qū)分成像光譜與非成像光譜,成像光譜測量結(jié)果以圖像方式表達出來,每一個像元均由光譜曲線組成,可以更為準確地獲取目的物的反射光譜。

比起非成像光譜儀,光譜成像儀對樣品的測量定位更為精準。 


光譜技術(shù)能檢測到被測物體的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等指標。多光譜儀及高光譜儀是基于點的測量,而高光譜成像儀的測量所得到是目的物面上的光譜圖。

因此,高光譜成像技術(shù)是光譜分析技術(shù)和圖像分析技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,是二者結(jié)合的產(chǎn)物。高光譜成像技術(shù)不僅具有光譜分辨能力,還具有圖像分辨能力,

利用高光譜成像技術(shù)不僅可以對待檢測物體進行定性和定量分析,而且還能進對其進行定位分析。



                                                                                                                                                       葉片不同部分的光譜反射率(1000-2500nm)

                                                                                                       無人機高光譜影像用于識別不同的地物分類


                                                                                                                                              高光譜三維立體圖

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