高光谱遥感岩矿识别填图的技术流程与主要技术方法综述

遥感应用文档

第19卷　第1期2004年2月

遥　感　技　术　与　应　用

Vol.19　No.1Feb.2004

高光谱遥感岩矿识别填图的技术流程与

主要技术方法综述

燕守勋1,张　兵1,赵永超1,11(11中国科学院遥感应用研究所,北京　)

摘要:自20世纪,一系列,如最小噪声分量(MNF)变换-像元纯度指数(P,PPI)-N维可视化(N-DimensionalVisualization)、岩石类型系统光谱分类、、矿物光谱特征确认的概率分析、MGM技术等相继发展起来,从而为形成成像光谱岩矿填图的完整技术流程打下了坚实的技术基础。分析了多种岩矿光谱分析的技术方法,同时指出,不同方法具有各自的优、缺点,针对不同应用目标需要不同的矿物识别与岩矿填图方案;混合方法的开发应用和从可见光到微波波段的融合应用在未来更为重要。关　键　词:成像光谱;岩矿识别和填图;技术方法

中图分类号:TP75　　文献标识码:A　　文章编号:100420323(2004)0120052212

上〔23～25〕,综述高光谱岩矿识别填图的技术流程和主要方法。

1　引　言

高光谱遥感通过搭载于航空或航天平台上的成像光谱仪测量岩石、矿物等地物的光谱特性、获取图谱合一的信息来识别地物、探测环境〔1〕,即获取光谱数据的空间模式。地物的光谱特性是高光谱遥感的基础。早在20世纪80年代,Hunt〔2～3〕在归纳各种地物光谱特征的基础上提出,如能实现连续窄波段成像,则可能实现地面矿物的直接识别。此后Clark等〔4～7〕对岩石、矿物实验室光谱的研究,建立了岩石、矿物光谱数据库和实验室分析的原理和方法,为高光谱岩矿识别奠定了基础。自1983年第一台成像光谱仪AIS-1问世以来,以成像系统和分光技术

有机结合为特色的各类成像光谱仪(线列探测器加光机扫描型,面阵探测器加空间推帚型,光谱扫描型,光谱、空间交叉扫描型)陆续问世。目前机载AVIRIS,HyMap,星载HYPERION等成像光谱仪

2　图像光谱数据基本处理分析技术

2.1　大气校正

地面遥感数据受大气的强烈影响〔1〕。大气中约有30种气体,仅水汽、二氧化碳、臭氧等大气成分具

有吸收光谱特征(表1)。

表1　大气成分吸收波段

大气成分

OzoneCO2吸收波段(Λm)

0.35,9.61.6,2.005,2.0550.69,0.72,0.76

为了与地物光谱库数据比较,必须对成像光谱仪获取的原始辐射数据进行定标和大气校正。定标

是将原始辐射数据转换为绝对或相对反射率数据。理想情况下,成像光谱数据须经机上定标转换为绝对反射率,但目前机上定标不可行。只能采用基于经验的和基于模型的似反射率转换;大气校正对每个像元和波段的反射数据进行调整以消除路径和大气成分的影响。通常的定标方法包括:平场域法(Flat

已在商业运行。成像光谱的应用也由经典的岩矿识别向民用、军用目标识别和交通能力评价等广泛的领域拓展,同时,形成了高光谱岩矿识别填图的技术流程和技术方法〔8～22〕。本文在前人研究和综述基础

收稿日期:2003209208;修订日期:2003212217

基金项目:863213主题岩矿波谱库项目,国家自然科学基金项目(40072092)和中科院遥感所知识创新前沿项目(CX020007)联合资助。作者简介:燕守勋(1961-),男,研究员,主要从事遥感地质应用研究。