Гиперспектральное дистанционное зондирование является текущей границей технологии дистанционного зондирования, использование многих очень узких зон электромагнитных волн из интересующего объекта для получения соответствующих данных содержит множество пространственной, радиометрической и спектральной тройной информации, разработка которых является революцией В дистанционном зондировании, но также вызвало фундаментальное изменение в методах обработки данных и анализа информации, чтобы можно было обнаружить оригинал в широком диадационном зондировании в неопределяемом материале, в гиперспектральном дистанционном зондировании можно обнаружить. Так что же является гиперспектральным? Это начинается с видимой полосы солнца.
Почему мир красочный?
Будь то юг неба или смены сезонов, почему мы чувствуем, что мир такой красочный? Радуга, которая прочитывается после дождливого дня, может помочь нам решить ответ. Солнечный свет на самом деле является смешанным светом, через рассеяние капель воды в воздухе разбивается на красочный монохроматический свет, составляющий все цвета, которые могут воспринимать наши глаза, эта часть света определяется как видимые длины волн солнца.
В дополнение к этому солнечный свет также содержит свет в ультрафиолетовых и инфракрасных длинах волн. Тем не менее, тот же цвет света для наших человеческих глаз также является сложным цветом света, содержащего тысячи полос, что выходит далеко за пределы человеческих глаз, чтобы различать. В то же время различные объекты состоят из разных элементов и их соединений, структура материала также отличается, что приводит к длине волны отраженного или рассеянного света на поверхности объекта также показывает специфичность; Различные объекты в разных состояниях разных длин волн отражения света или способности рассеяния различны, но также делает объект, который имеет различный цвет или спектральные характеристики, как и «Отпечатки пальцев, как информация« отпечаток пальцев », он может различать особенности и атмосферную состав в прекрасный способ. Такие уникальные спектральные характеристики веществ образуют основу для выявления и анализа характеристик различных объектов в науке дистанционного зондирования.
Чтобы точно получить световую информацию в различных полосах длины волны, оптические удаленные датчики спутников последовательно приняли технологию многоспектральной визуализации и технологии гиперспектральной визуализации, в которой свет отражается или разбросано от объектов, делится на определенные полосы длины волны световых веществ с помощью фильтров, с помощью фильтров, разбросано от объектов на определенные полосы волны световых. Призмы, решетки и другие устройства с распылением света и цели идентифицируются, и дистанционное зондирование определяется количественно на основе информации о спектральной функции, полученной от земли или от атмосферного отражения или рассеяния.
Первоначально, в дистанционном зондировании земли использовалось многоспектральная технологическая система визуализации, часто всего лишь несколько каналов, каждый канал содержит оптическую информацию с длиной волн в целом и ультрафиолетовых направлениях. Однако для аналогичных объектов или объектов в разных состояниях характерные пики их спектра отражения обычно похожи, как показано на рисунке ниже, характерные пики четырех видов деревьев лишь немного отличаются при 960 нанометрах, и для того, чтобы Различие между категориями различных видов деревьев, требуется спектральное разрешение менее десяти нанометров; Например, для классификации и идентификации пород, возникновения вредителей и заболеваний в сельскохозяйственных культурах, почва была отремонтирована для сельского хозяйства, а также вспышки флоры или цианобактерий, например, для классификации и идентификации пород, сельскохозяйственных вредителей и Заболевания, ремонт почвы и культивирование, цветение воды или вспышки цианобактерий, загрязнение воздуха и другие проблемы, которые отражаются в спектрах только в нескольких нанометрах изменений, традиционные средства мультиспектрального обнаружения перегружены, и идентификационный успех не является высоким. Полем
С началом разработки технологии гиперспектрального дистанционного зондирования в 1970 -х годах область оптического дистанционного зондирования претерпела революционные изменения и постепенно сформировала популярную пограничную технологическую область. Гиперспектральная технология дистанционного зондирования-это технология, основанная на очень многих узкополосных данных изображений, которая объединяет технологию изображений со спектральной технологией для обнаружения двумерного геометрического пространства и одномерной спектральной информации цели и получения непрерывной узкой полосы Данные изображения с высоким спектральным разрешением. Технология гиперспектральной визуализации быстро развивается, а общие включают спектроскопию решетки, спектроскопию акусто-оптической настройки фильтров, спектроскопию призмы и покрытие чипа.
Каковы технические характеристики гиперспектрального дистанционного зондирования?
Гиперспектральная ( гиперспектральная камера ) одноканальная полоса узкая, ее спектральное разрешение на порядок нанометра (нм) (обычно менее 10 нм), количество спектральных каналов до десятков или даже сотен большего, чтобы получить Непрерывное отражение материала / рассеяние непрерывных спектральных данных, которые могут быть реализованы в диапазоне видимой, ближней инфракрасной, средней инфракрасной и термической инфракрасной полосы волн и получения гиперспектральных данных.
Отличие от традиционной технологии мультиспектрального дистанционного зондирования для различения мишеней в зависимости от различий в цвете, технологии гиперспектрального дистанционного зондирования могут достичь дискретной выборки в спектральном пространстве, а цели, которые можно различать, обычно имеют очевидные различия в спектральном пространстве, такие как водоемы воды, - это те, которые имеют очевидные различия в спектральном пространстве, такие как водные корпуса, являются те, которые имеют очевидные различия в спектральном пространстве, такие как водные корпуса, являются те, которые имеют очевидные различия в спектральных пространствах , растительность и голая земля. Гиперспектральное дистанционное зондирование-это многомерная технология сбора информации, которая объединяет технологию визуализации и спектральную технологию, которая может одновременно получить двумерную пространственную информацию о мишени и третьей мерной спектральной информации и проанализировать композиционную информацию материала через морфологию Спектральные кривые для идентификации цели, а также целевых признаков, которые могут различать различные категории одинаковых функций. Согласно различным сценариям применения, селективность спектра становится гибкой и диверсифицированной, что улучшает способность различения и идентификации функций, эффективно различающих различные категории, принадлежащие к одинаковым типам, реализует «различные спектры для одинаковых видов признаков» и «Различные особенности для одного и того же вида спектра» и уменьшает явление спектральной пространственной путаницы признаков, таких как явление различных видов деревьев. Это может уменьшить явление спектральной пространственной путаницы признаков, таких как идентификация различных видов деревьев и различных минералов; В то же время гиперспектральные данные могут использоваться для извлечения биофизических и химических параметров, а также биохимический анализ хлорофилла A, лигнина и целлюлозы растительности.
Разработка гиперспектральной технологии дистанционного зондирования делает дистанционное зондирование от качественного анализа до количественного или полуколичественного преобразования Идеал, который, очевидно, связан с спектральным и пространственным разрешением датчика визуализации, вмешательством атмосферного и почвенного фона и других ограничений, гиперспектральное разрешение на визуализацию Удаленное зондирование сначала прорывается через спектральное разрешение одного предела Высокого спектрального изображения. прорывается через ограничение спектрального разрешения, которое в значительной степени подавляет влияние других тревожных факторов в спектральном пространстве, что очень полезно для повышения точности результатов количественного анализа.
Что такое гиперспектральные применения?
По сравнению с высоким разрешением и многоспектральными изображениями гиперспектральные изображения имеют высокое спектральное разрешение, и многие полосы, которые могут получать почти непрерывные кривые функций спектральных признаков, а конкретные полосы могут быть выбраны или извлечены в соответствии с необходимостью выделения целевых функций; Квантовые данные непрерывной спектральной кривой обеспечивают условия для введения классификации изображений в модель функций спектрального механизма, которая содержит богатую радиометрическую, пространственную и спектральную информацию и является синтезом разнообразной информации. Он содержит богатую радиометрическую, пространственную и спектральную информацию и является комплексным носителем различной информации. Гиперспектральные изображения широко используются в полях геоморфологического картирования, исследования ресурсов, сельскохозяйственного дистанционного зондирования, дистанционного зондирования окружающей среды, мониторинга лесного хозяйства, дистанционного зондирования почвы, дистанционного зондирования воды и атмосферной науки.
1. Дистанционное зондирование для классификации функций
На рисунке показаны гиперспектральные данные о прибрежной зоне Дубая, полученные гиперспектральными удаленными датчиками, которые могут точно распознавать информацию о основных категориях функций, таких как водоемы, здания, дороги, голая почва и т. Д. подразделяется на 3 ~ 5 эффективных подкатегорий в каждой основной категории, а также может распознавать информацию о сосудах в отдаленном море.
2. Исследование руды
Технология гиперспектрального дистанционного зондирования может обеспечить повышение геологического исследования. Основываясь на анализе спектральных кривых полученных пород, могут быть известны типы распределения минералов и площадь места. На рисунке показано, что данные гиперспектрального дистанционного зондирования эффективно извлекали два вида минеральной информации о серицитах и хлорите в области Дулана в Цинхай, а после трансформации MNF это усиливает распознавание литологии и информации по тектонической геологии.
3. Отдаленное зондирование водной среды
Из -за определенного сходства между спектрами водных растений и цветами воды и спектрами растительности трудно использовать многоспектральные данные дистанционного зондирования, чтобы точно идентифицировать цветы воды и водоснабжения, и только гиперспектральные данные дистанционного зондирования могут захватить Подробные спектральные различия между комплексными и переменными цветами воды, водными растениями и водным корпусом, чтобы точно идентифицировать цветение воды и водопроводные растения. На рисунке показана карта окружающей среды регионального водоснабжения Юннана Дианчи, полученного гиперспектральным датчиком, передаваемым спутником, который может четко идентифицировать цветное растворенное органическое вещество (CDOM), хлорофилл A (CHL-A) и подвешенные твердые концентрации (TSM), хлорофилл A (CHL-A) и взвешенные твердые вещества (TSM), хлорофилл A (CHL-A) и взвешенные твердые вещества (TSM), хлорофилл A (CHL-A) и взвешенные твердые вещества (TSM), хлорофилл A (CHL-A) и взвешенные твердые вещества (TSM), хлорофилл A (CHL-A) и взвешенные твердые тела (TSM), хлорофилл A (CHL-A) и взвешенные твердые вещества (TSM), хлорофилл A (CHL-A). в воде. Между тем, параметры качества воды небольших рек и озер, кроме Дианчи, также ясно узнаваемы на изображении.
4. Атмосферное дистанционное зондирование
Мониторинг дистанционного зондирования выбросов источника точки метана проводился в Ливии и Соединенных Штатах с использованием гиперспектральных данных дистанционного зондирования с оптимизированными алгоритмами инверсии концентрации колонны метана. На рисунке (а) показаны результаты мониторинга утечки метана из скважины нефти Дор Марада в Ливии, а на рисунке (b) показаны результаты мониторинга утечки метана из скважины нефти DCP в пермском бассейне Соединенных Штатов, что может точно Следите за четким шлейфом излучения метана в регионе.
Видео с гиперспектральной камерой БПЛА на работе
