简述高光谱遥感的行业应用

由于高光谱图像具有很高的光谱分辨率,因而能够提供更为丰富的地物细节,有利于地物的物理化学特性反演。目前高光谱遥感已经在各方面显示出了巨大的应用潜力，主要应用领域总结如下：

海洋遥感

它不仅可用于海水中叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、某些污染物和表层水温的探测,也可用于海冰、海岸带等的探测由于海洋光谱特性是海洋遥感的一项重要研究内容,各国在发射海洋遥感卫星前后都开展了海洋波谱特性研究,包括大量的海洋光谱特性测量研究。早期的海洋遥感应用,所使用的传感器波段少,已满足不了现代定量遥感应用研究的需要。随着中分辨率成像光谱仪的应用,不仅促进了高维数据分析方法的研究,也将促进海洋高光谱特性研究的发展。它可以使人们更准确地了解海洋光谱结构,识别海水中不同物质成分的光谱特征,掌握近岸水域光学参数的分布、变化规律,为海洋遥感应用和海洋光学遥感器的评价提供可靠的依据。

植被遥感

植被中的非光合作用组分用传统宽带光谱无法测量,而用高光谱对植被组分中的非光合 作用组分进行测量和分离则较易实现。因此,可以通过高光谱遥感定量分析植冠的化学成分,监测由于大气和环境变化引起的植物功能的变化。植被应用方面还有许多成功的实例,如作物类型识别( Collins,1978)、森林树种识别(宫鹏等,1998)、植被荒漠化研究(叶荣华等,2001)等。

精细农业

土壤的水分含量、有机质含量、土壤粗糙度等特性是精细农业中重要的信息,而传统遥感技术无法提供这些信息。高光谱遥感凭借其极高的光谱分辨率为精细农业的发展提供了技术保障和数据来源。利用高光谱遥感技术,可以快速精确地获取作物生长状态及环境胁迫下的各种信息,从而相应调整投入物资的施人量,达到减少浪费、增加产量、保护农业资源和环境质量的目的。高光谱遥感是未来精准农业和农业可持续发展的重要手段。

植被遥感

植被中的非光合作用组分用传统宽带光谱无法测量,而用高光谱对植被组分中的非光合 作用组分进行测量和分离则较易实现。因此,可以通过高光谱遥感定量分析植冠的化学成分,监测由于大气和环境变化引起的植物功能的变化。植被应用方面还有许多成功的实例,如作物类型识别( Collins,1978)、森林树种识别(宫鹏等,1998)、植被荒漠化研究(叶荣华等,2001)等。

精细农业

土壤的水分含量、有机质含量、土壤粗糙度等特性是精细农业中重要的信息,而传统遥感技术无法提供这些信息。高光谱遥感凭借其极高的光谱分辨率为精细农业的发展提供了技术保障和数据来源。利用高光谱遥感技术,可以快速精确地获取作物生长状态及环境胁迫下的各种信息,从而相应调整投入物资的施人量,达到减少浪费、增加产量、保护农业资源和环境质量的目的。高光谱遥感是未来精准农业和农业可持续发展的重要手段。

地质调查

地质是高光谱遥感应用中最成功的一个领域。例如,利用航空高光谱数据进行地质填图和岩石鉴别,可以识别出地表不同矿物质的诊断性特性。因为一般矿物质的光谱吸收峰宽度为30nm左右,只有利用光谱分辨率小于30nm的传感器才能够识别出来。高光谱遥感已经在地质领域扮演着重要角色。王青华等人仔细分析了国产光谱仪MAIS对河北省张家口地区的高光谱遥感数据,指出可以借助高光谱丰富的光谱信息,依据实测的岩石矿物波谱特征,对不同石类型进行直接识别,达到直接提取岩性的目的

大气与环境遥感

大气中的分子和粒子成分在太阳反射光谱中有强烈反应,这些成分包括水汽、二氧化碳氧气、臭氧、云和气溶胶等。常规宽波段遥感方法无法识别出由于大气成分的变化而引起的光谱差异,高光谱由于波段很窄,能够识别出光谱曲线的细微差异。

城市下垫面特征与环境研究

由于人类活动,城市下垫面特征与环境显得异常复杂,同物异谱、同谱异物及混合像元现象也非常严重;而高光谱遥感的发展使得人们有能力对城市地物的光谱特性进行深入研究,可以通过对高光谱数据进行处理,得到城市地物的光谱成分,为城市环境遥感分析及制图提供基础。