【查看原文】高光譜遙感數值建模技術及在植被、水體、土壤信息提取領域應用

高光譜遙感（Hyperspectral Remote Sensing）又叫成像光譜遙感，是將成像技術和光譜技術相結合的多維信息獲取技術（Goetz，1985年）。高光譜遙感數據中包含了豐富的空間、輻射和光譜三重信息，具有重要的綜合應用價值。近年來，隨著成像光譜技術在航空遙感領域的快速發展，這項技術成為各個領域的重要監測方法，涵蓋大氣圈、海洋研究、植被生態、礦產地質、水體研究、軍事偵察和考古研究等領域，其應用正在步入成熟期。

傳統的地物成分檢測方法過程繁瑣、費時費力，無法做到無損分析，而高光譜遙感能夠做到實時、非接觸、快速、無損檢測，蘊含著近似連續的地物光譜信息。通過光譜重建，高光譜影像能獲取地物近似連續的光譜反射率數據，與地面實測值匹配，從而將精細的地物成分光譜模型應用到地物信息提取中。無人機和有人機機載高光譜遙感能夠探測具有診斷性的地物光譜吸收物質，在多種算法支持下，不僅能為準確區分地表地物類型、評估和成分含量評價等提供精確的數據支持，使得定量或半定量地物信息提取成為可能，而且在大量試驗的基礎上，能夠為相關硬件儀器的研發提供理論依據。機載高光譜可以多時相的獲取數據，使得通過多種元素含量的計算，間接評估地物質量成為可能。

【專家】：
張博士，來自重點高校及科研院所一線科研人員，長期從事高光譜遙感技術與應用研究，主持多項國家級科研項目，編寫著作2部，第一作者發表科研論文20余篇。對高光譜遙感的多平臺、多傳感器應用現狀，以及涉及的核心技術具有很深的理解，精通ENVI、R語言和Unscrambler等分析工具，具有豐富的科研及地表水體、植被、土壤、巖礦和人工目標提取經驗。

【內容簡述】：

專題一、植被高光譜信息提取之作物品種鑒定
1 基本ENVI波譜操作介紹
1）顯示灰階影像
2）顯示彩色影像
3）提取波譜剖面廓線
4）采集波譜曲線
5）動畫顯示數據（Animate the Data）
2 基礎高光譜分析
通過鑒別波譜曲線識別作物

專題二、植被高光譜信息提取之不同作物分類
1 非監督分類
1）K-均值
2）IsoData
2 監督分類
1）繪制感興趣區
2）平行六面體法（Parallelepiped）
3）最小距離法（Minimum Distance）
4）馬氏距離（Mahalanobis Distance）
5）最大似然分類（Maximum Likelihood）

專題三、高光譜數據獲取技術與精度評價技術
1 機載（有人機+無人機）高光譜數據獲取方法
1）常見的地面高光譜儀器概述
2）常見的機載成像儀概述
3）光譜庫的研究現狀
4）高光譜遙感在信息提取中的技術優勢
5）高光譜遙感數據獲取的考慮因素
2 精度評價技術

專題四、地面輔助理化數據作用與處理方法
1 地物的理化數據獲取方法
1）地面同步數據工作
2）數據預處理
3）理化數據獲取
2 Unscrambler光譜建模軟件學習
3 地物的理化數據獲取方法
4 高光譜與理化數據建模方法綜述
1）偏最小二乘回歸法（PLSR）
2）主成分回歸法（PCR）
3）多元逐步回歸法（SMLR）
4）決策樹法（DT）
5）流行學習法（ML）
6）BP神經網絡法（BPNN）
7）小波分析法（WA）
8）遺傳算法（GA）

專題五、水體高光譜信息提取之輻射校正
1 水體遙感與信息提取原理
1）水體光譜特征
2）水體環境遙感信息研究
3）水體信息提取方法
2 數據采集情況
1）高光譜航空測量
2）地面數據測量
3 高光譜數據預處理
1）大氣校正的原理
2）大氣校正的方法
3）實地數據采集方法
4）無線電探空法
5）黑暗像元法
6）基于統計學模型的反射率反演
7）基于輻射傳輸的大氣校正
4 FLAASH大氣校正法

專題六、水體高光譜信息提取之六種經典方法
1 光譜分類法
2 單波段閾值分析法
3 多波段譜間關系法
4 水體指數法
5 植被指數法
6 斜率法

專題七、熱紅外光譜數據地表溫度提取方法
1 熱紅外遙感簡介
1）測量平臺
2）研究應用方向
2 基本概念和熱輻射方程
1）熱紅外衛星基本情況
2）衛星免費數據獲取方法
3 地表熱信息的提取方法實現
1）打開數據
2）形成光譜集
3）計算 L6
4）計算T6
5）計算Pv
6）計算e6
7）計算C6
8）計算D6
9）計算Ta
10）計算Ts
11）制圖

專題八、土壤高光譜信息提取之信息量方法
1 非監督特征選取方法
2 基于信息量的成分特征選擇
1）基于機理的地物養分特征波段
2）波段標準差特征選擇
3）信息熵特征選擇
3 數據與方法
1）化驗數據
2）算法實現

專題九、土壤高光譜信息提取之偏最小二乘建模
1 建立特征波段
1）數據集分析
2 偏最小二乘回歸模型的實現
1）建立訓練集
2）建立驗證集
3 預測結果精度分析
4 制圖

專題十、遙感提取結果的空間表達——GIS制圖流程
1 地理信息系統的基本概念
2 ArcGIS應用
（1）創建新地圖文檔
（2）地圖與圖層操作
（3）ToolBox內容簡介
3 遙感結果數據的采集與組織
（1）創建shapefile文件
（2）創建Geodatabase數據庫
（3）數據編輯
（4）遙感結果數據投影變換
（5）數據翻轉、移動與扭曲
（6）數據裁切、拼接、提取
4 空間數據綜合制圖
（1）數據符號化
（2）編制一景高質量的專題地圖

附加內容：
根據科研或生產實際，提供數據，集體討論高光譜總體實施方案
提供若干附加材料，包括典型論文、其它軟件以及學習材料

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【案例实践】高光谱遥感数值建模技术及在植被、水体、土壤信息提取领域应用实践技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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