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什么是多光谱、高光谱、全色、RGB影像?

来源:环球体育官方首页

  光进入相机镜头,光电感应装置将光信号转换为电信号,量化电脉冲信号,记录为一个像素值。传感器响应函数设计为,要使光电感应装置产生这个电脉冲信号,光子强度必须达到一个阈值。进入镜头的光子数量取决于:相机的感受野大小,镜头能通过的光子。多光谱图像要分出多个波段,镜头会分光,红滤镜只过红光,蓝滤镜只通过蓝光,假设相同的光打到全色与多光谱镜头上,显然因为滤光的缘故,多光谱感光器接收到的光子要少于全色感光器。而这些光子已经足够全色产生电脉冲,却不够多光谱产生电脉冲,这时,为了接收到更多的光子,多光谱相机需要更大的感受野。也就是说,全色看了一眼北京市,就吃够了光子,多光谱需要看一遍河北省,才能吃的和全色一样饱。后面接收光子的底片一样大,也就是说将北京市和河北省画到同样大小的一张纸上且占满整张纸,显然北京市的一张纸细节要多的多,而河北省的红绿蓝三张纸却一片模糊。

  光谱分辨率在10l数量级范围内的光谱图像称为高光谱图像(Hyperspectral Image)。遥感技术经过20世纪后半叶的发展,无论在理论上、技术上和应用上均发生了重大的变化。其中,高光谱图像技术的出现和快速发展无疑是这种变化中十分突出的一个方面。通过搭载在不同空间平台上的高光谱传感器,即成像光谱仪,在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域,以数十至数百个连续且细分的光谱波段对目标区域同时成像。在获得地表图像信息的同时,也获得其光谱信息,第一次真正做到了光谱与图像的结合。与多光谱遥感影像相比,高光谱影像不仅在信息丰富程度方面有了极大的提高,在处理技术上,对该类光谱数据进行更为合理、有效的分析处理提供了可能。三、多光谱图像随着光谱分辨率的不断提高,光学遥感的发展过程可分为:全色(Panchromatic)→彩色(Color Photography)→多光谱(Multispectral)→高光谱(hyspectral)。注:全色波段(Panchromatic band),因为是单波段,在图上显示是灰度图片。全色遥感影像一般空间分辨率高,但无法显示地物色彩。 实际操作中,我们经常将之与波段影象融合处理,得到既有全色影象的高分辨率,又有多波段影象的彩色信息的影象。全色波段,一般指使用0.5微米到0.75微米左右的单波段,即从绿色往后的可见光波段。全色遥感影象也就是对地物辐射中全色波段的影象摄取,因为是单波段,在图上显示是灰度图片。全色遥感影象一般空间分辨率高,但无法显示地物色彩。多光谱遥感多光谱遥感:将地物辐射电磁破分割成若干个较窄的光谱段,以摄影或扫描的方式,在同一时间获得同一目标不同波段信息的遥感技术。原理:不同地物有不同的光谱特性,同一地物则具有相同的光谱特性。不同地物在不同波段的辐射能量有差别,取得的不同波段图像上有差别。优点:多光谱遥感不仅可以根据影像的形态和结构的差异判别地物,还可以根据光谱特性的差异判别地物,扩大了遥感的信息量。航空摄影用的多光谱摄影与陆地卫星所用的多光谱扫描均能得到不同普段的遥感资料,分普段的图像或数据可以通过摄影彩色合成或计算机图像处理,获得比常规方法更为丰富的图像,也为地物影像计算机识别与分类提供了可能。高光谱高光谱遥感起源于20世纪70年代初的多光谱遥感,它将成像技术与光谱技术结合在一起,在对目标的空间特征成像的同时,对每个空间像元经过色散形成几十乃至几百个窄波段以进行连续的光谱覆盖,这样形成的遥感数据可以用“图像立方体”来形象的描述。同传统遥感技术相比,其所获取的图像包含丰富的空间、辐射和光谱三重信息。高光谱遥感技术已经成为当前遥感领域的前沿技术。高光谱遥感具有不同于传统遥感的新特点:1)波段多:可以为每个像元提供十几、数百甚至上千个波段;2)光谱范围窄:波段范围一般小于10nm;3)波段连续:有些传感器可以在350~2500nm的太阳光谱范围内提供几乎连续的地物光谱;4)数据量大:随着波段数的增加,数据量成指数增加;5)信息冗余增加:由于相邻波段高度相关,冗余信息也相对增加。优点:1)有利于利用光谱特征分析来研究地物;2)有利于采用各种光谱匹配模型;3)有利于地物的精细分类与识别;异同点国际遥感界的共识是光谱分辨率在λ/10数量级范围的称为多光谱(Multispectral),这样的遥感器在可见光和近红外光谱区 只有几个波段,如美国 LandsatMSS,TM,法国的SPOT等;而光谱分辨率在λ/100的遥感信息称之为高光谱遥感(HyPerspectral);随着遥感光谱分辨 率的进一步提高,在达到λ/1000时,遥感即进入超高光谱(ultraspectral)阶段(陈述彭等,1998)。高光谱和多光谱实质上的差别就是:高光谱的波段较多,普带较窄。(Hyperion有233~309个波段,MODIS有36个波段)多光谱相对波段较少。(如ETM+,8个波段,分为红波段,绿波段,蓝波段,可见光,热红外(2个),近红外和全色波段)高光谱遥感就是多比多光谱遥感的光谱分辨率更高,但光谱分辨率高的同时空间分辨率会降低分享:

2021-12-05 12:15:11
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