高光譜遙感考試必備

1、1.1.高光譜分辨率遙感高光譜分辨率遙感:用很窄（102λ）而連續(xù)的光譜通道對(duì)地物持續(xù)遙感成像的技術(shù)。在可見(jiàn)光、近紅外、短波紅外和熱紅外波段其光譜分辨率高達(dá)納米(nm)數(shù)量級(jí)，通常具有波段多的特點(diǎn)，光譜通道數(shù)多達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的。2.2.高光譜遙感特點(diǎn)高光譜遙感特點(diǎn)①波段多數(shù)據(jù)量大②光譜范圍窄(高光譜分辨率)③在成像范圍內(nèi)連續(xù)成像④信息冗余增加3.3.高光譜遙感的發(fā)展趨勢(shì)高光譜遙感的發(fā)展趨勢(shì)（1）遙感信息

2、定量化（2）“定性”、“定位”一體化快速遙感技術(shù)4.4.光譜特征的產(chǎn)生機(jī)理光譜特征的產(chǎn)生機(jī)理：在絕對(duì)溫度為0K以上時(shí)，所有物體都會(huì)發(fā)射電磁輻射，也會(huì)吸收、反射其他物體發(fā)射的輻射。高光譜遙感準(zhǔn)確記錄電磁波與物質(zhì)間的這種作用隨波長(zhǎng)大小的變化，通過(guò)反映出的作用差異，提供豐富的地物信息，這種信息是由地物的宏觀特性和微觀特性共同決定的。宏觀特性:分布、粗糙度、混雜微觀特性:物質(zhì)結(jié)構(gòu)5.反射分為三種反射分為三種：鏡面反射，漫反射，實(shí)際物體反射6.6

3、.典型地物反射典型地物反射：水體的反射主要在藍(lán)綠光波段，其他波段吸收都很強(qiáng)，特別到了近紅外波段，吸收就更強(qiáng)，所以水體在遙感影像上常呈黑色。植被的反射波譜特征：①可見(jiàn)光波段有一個(gè)小的反射峰，位置在0.55um處，兩側(cè)0.45um(藍(lán))和0.67um(紅)則有兩個(gè)吸收帶。這一特征是葉綠素的影響。②在近紅外波段(0.70.8um)有一反射的“陡坡”（被稱(chēng)為“紅邊”)，至1.1um附近有一“峰值”，形成植被的獨(dú)有特征。這一特征由于植被結(jié)構(gòu)引起。

4、③在中紅外波段(1.32.5um)，反射率大大下降，特別以1.45um和1.95um為中心是水的吸收帶，形成低谷。土壤:由于土壤反射波譜曲線(xiàn)呈比較平滑的特征，所以在不同光譜段的遙感影像上，土壤的亮度區(qū)別不明顯.自然狀態(tài)下土壤表面的反射率沒(méi)有明顯的峰值和谷值，一般來(lái)講土質(zhì)越細(xì)反射率越高，有機(jī)質(zhì)含量越高和含水量越高反射率越低，此外土類(lèi)和肥力也會(huì)對(duì)反射率產(chǎn)生影響。6.野外光譜測(cè)量的影響因素野外光譜測(cè)量的影響因素（1）大氣透射率（2）水蒸氣3）

5、風(fēng)（4）觀測(cè)幾何7.地面光譜的測(cè)量方法地面光譜的測(cè)量方法：實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，野外測(cè)量8.垂直與野外測(cè)量的區(qū)別垂直與野外測(cè)量的區(qū)別:垂直測(cè)量：為使所有數(shù)據(jù)能與航空、航天傳感器所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，一般情況下測(cè)量?jī)x器均用垂直向下測(cè)量的方法，以便與多數(shù)傳感器采集數(shù)據(jù)的方向一致。由于實(shí)地情況非常復(fù)雜，測(cè)量時(shí)常將周?chē)h(huán)境的變化忽略，認(rèn)為實(shí)際目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)板的測(cè)量值之比就是反射率之比。野外測(cè)量（非垂直測(cè)量）：在野外更精確的測(cè)量是測(cè)量不同角度的方向反射比因子。

6、凝視時(shí)間：探測(cè)器的瞬時(shí)視場(chǎng)角掃過(guò)地面分辨單元的時(shí)間稱(chēng)為凝視時(shí)間（dwelltime）。探測(cè)器的凝視時(shí)間在數(shù)值上等于行掃描時(shí)間除以每行的像元個(gè)數(shù)。凝視時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)入探測(cè)器的能量越多，光譜響應(yīng)越強(qiáng)，圖像信噪比越高。光譜圖像立方體：空間平面：OXY平面；線(xiàn)光譜平面：OXZ，OYZ平面9.高光譜遙感圖像數(shù)據(jù)表達(dá)高光譜遙感圖像數(shù)據(jù)表達(dá)：A.光譜圖像立方體B.二維光譜曲線(xiàn)C.三維光譜曲面10.空間成像方式空間成像方式：（1）擺掃型成像光譜儀：定義：

7、它由光機(jī)左右擺掃和飛行平臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)完成二維空間成像，其線(xiàn)列探測(cè)器完成每個(gè)瞬時(shí)視場(chǎng)像元的光譜維獲取。原理：45斜面的掃描鏡，電機(jī)進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)水平軸與遙感平臺(tái)前進(jìn)方向平行，掃描鏡掃描運(yùn)動(dòng)方向與遙感平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向垂直，光學(xué)分光系統(tǒng)形成色散光源再匯集到探測(cè)器上，這樣成像光譜儀所獲取的圖像就具有了兩方面的特性：光譜分辨率與空間分辨率。（2）推掃型成像光譜儀：定義：采用一個(gè)面陣探測(cè)器，其垂直于運(yùn)動(dòng)方向在飛行平臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)中完成二維空間掃描；平行

8、于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向，通過(guò)光柵和棱鏡分光，完成光譜維掃描。散射的一些近似，如對(duì)氣溶膠顆粒模型的假設(shè)，不同的氣溶膠模型會(huì)對(duì)表觀反射率的計(jì)算造成較大影響。輻亮度基法，輻亮度法的基本原理是：利用搭載于飛機(jī)上的光譜輻射計(jì)在中高空與衛(wèi)星傳感器同步測(cè)量相同目標(biāo)的輻亮度，通過(guò)對(duì)飛行高度以上的大氣訂正，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感器的在軌輻射定標(biāo)。三種場(chǎng)地定標(biāo)方法的比較：測(cè)量參數(shù)，測(cè)量條件，復(fù)雜度，精度，優(yōu)缺點(diǎn)21.（填選）輻射定標(biāo)與輻射校正的區(qū)別（填選）輻射定標(biāo)與輻射校正

9、的區(qū)別：輻射定標(biāo)是建立探測(cè)器輸出DN值與具有一定物理意義參量之間的關(guān)系；輻射校正要消除依附在輻射亮度中的各種輻射失真，如探測(cè)器誤差、大氣影響等；輻射校正包括輻射定標(biāo)和大氣校正。即輻射定標(biāo)是輻射校正的一個(gè)步驟。22.（填選）輻射傳輸方程（填選）輻射傳輸方程：23.表觀反射率的定義表觀反射率的定義:以“地表大氣”為整體目標(biāo)，入射輻射能量與出射輻射能量的比例。24.輻射校正的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型輻射校正的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型:暗目標(biāo)法內(nèi)部平均相對(duì)反射率模型平面場(chǎng)

10、模型對(duì)數(shù)殘差修正模型25.25.高光譜數(shù)據(jù)為什么要降維（維指光譜空間的維數(shù)），高光譜特征會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？高光譜數(shù)據(jù)為什么要降維（維指光譜空間的維數(shù)），高光譜特征會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？高光譜影像屬于高維空間數(shù)據(jù)，已有的研究結(jié)果表明，這種數(shù)據(jù)有許多不同于低維數(shù)據(jù)的分布特性，這些特性決定了人們?cè)趯?duì)高光譜影像分析時(shí)應(yīng)采用不同策略和方法。問(wèn)題：1)信息冗余大2)高維數(shù)據(jù)分布的稀疏性和空空間現(xiàn)象3)“維數(shù)災(zāi)難”問(wèn)題4)高維空間中的參數(shù)估計(jì)問(wèn)題5)高階統(tǒng)計(jì)

11、特性維數(shù)災(zāi)難：如果訓(xùn)練樣本不足時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)在樣本點(diǎn)數(shù)目一定的前提下，分類(lèi)精度隨著特征維數(shù)的增加“先增后降”的現(xiàn)象，這就是所謂的Hughes”維數(shù)災(zāi)難”現(xiàn)象。26.26.判別判別：從高維數(shù)據(jù)中得到了一組用來(lái)分類(lèi)的特征，需要一個(gè)定量的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量特征對(duì)分類(lèi)的有效性。27.27.特征選擇特征選擇：針對(duì)特定對(duì)象選擇光譜特征空間中的一個(gè)子集，這個(gè)子集是一個(gè)縮小了的光譜特征空間特征提?。禾卣魈崛∈侵笇?duì)原始的光譜空間特征進(jìn)行重新組合和優(yōu)化，提取出最適

12、合當(dāng)前應(yīng)用（分類(lèi)）需求的新特征兩者的區(qū)別：概念上：特征提取原始特征空間的重組運(yùn)算，特征選擇原始特征空間的子集挑選特點(diǎn)上：特征提取映射方式未知，特征是未知的，運(yùn)算規(guī)則；特征選擇波段選擇，特征是已知的，搜索策略。28.28.自動(dòng)子空間劃分方法的思路自動(dòng)子空間劃分方法的思路：依據(jù)高光譜影像相關(guān)系數(shù)矩陣灰度圖的“成塊”特點(diǎn)根據(jù)高光譜影像相鄰波段相關(guān)系數(shù)的大小把波段劃分為若干個(gè)子空間然后分別在各個(gè)子空間內(nèi)利用聯(lián)合熵算法進(jìn)行波段的選擇。2929：包

13、絡(luò)線(xiàn)去除：包絡(luò)線(xiàn)去除：過(guò)包絡(luò)線(xiàn)去除，可以有效地突出光譜曲線(xiàn)的吸收和反射特征。基于包絡(luò)線(xiàn)去除后的光譜曲線(xiàn)可以用于特征波段選擇。自動(dòng)子空間劃分方法的思路：依據(jù)高光譜影像相關(guān)系數(shù)矩陣灰度圖的“成塊”特點(diǎn)根據(jù)高光譜影像相鄰波段相關(guān)系數(shù)的大小把波段劃分為若干個(gè)子空間然后分別在各個(gè)子空間內(nèi)利用聯(lián)合熵算法進(jìn)行波段的選擇。30.高光譜特征參量化的目的高光譜特征參量化的目的：對(duì)高光譜特征進(jìn)行定量表達(dá)，用數(shù)值化的形式來(lái)描述光譜特征。地位：在地物光譜重建的基