解密高光譜遙感

2018年4月26日,"珠海一號"遙感微納衛星星座02組衛星順利升空,5顆衛星均已進入預定軌道,目前狀況良好。4顆高光譜衛星的成功發射,意味著歐比特公司成為國內唯一一家擁有高光譜遙感衛星的民營企業,開啟了高光譜遙感新時代!


什麼是高光譜遙感?

高光譜遙感實際上是一種簡稱,它的全稱叫"高光譜分辨率遙感"。高光譜遙感是利用很多狹窄的電磁波波段產生光譜連續的圖像數據,它不像多光譜遙感中根據顏色的差異來分辨目標,而是根據譜段光譜曲線的形態來分析目標是什麼。光譜分析是人類藉助光認知世界的重要方式。如果說可見光圖像提供的是平面信息,那麼高光譜遙感圖像提供的就是空間信息,通過對光譜的分析,大大提高了圖像數據的採集能力。

解密高光譜遙感

光譜"指紋" 千里識別

高光譜衛星有別於傳統的多光譜衛星,除純還原拍攝物體的大小及色彩之外,更能直接反映出地面物質的性質,如狀態、成分及含量等等,使本來在寬波段遙感中不可探測的物質,在高光譜遙感中被探測出來。高光譜衛星優秀的光譜採集能力,對遙感信息的定量分析和更精細化的地物識別有重大意義。

1.地物分類識別

這是實景拍攝的圖片和通過高光譜遙感拍攝得到的光譜曲線,根據光譜曲線的特點,我們可以清晰地得到地物分類信息,如根據植被的"紅邊"現象(在<700nm附近強吸收,>700nm高反射)可以判斷光譜曲線顯示的是植被,同樣的,根據各地物的曲線特點也可判斷出地物為土壤或是屋頂,如果再進一步研究,我們還可以得到植被的種類、土壤的成分,屋頂的材質等等。

解密高光譜遙感

解密高光譜遙感

2.地物成分及含量監測

2007年5月29日,無錫太湖藍藻大規模暴發,引發市區供水危機,太湖治理大戰由此拉開序幕。那麼要怎麼樣才能快速監測太湖水華的情況呢?大面積人工抽樣調查?不,不用這麼麻煩。

這是一張2008年高光譜衛星拍攝的太湖水華監測圖,屬於太湖2008年度至2016年度藍藻水華髮生頻率產品系列中的一張,是基於250m空間分辨率的MODIS遙感影像,採用基於漂浮藻類指數的方法提取的藍藻水華年度空間發生頻率分佈圖,它清晰地展示了2008年太湖水華高發區域,相關管理局可以根據這系列監測圖針對水華高發區域查找汙染源,達到科學管理的同時減少人工排查所耗費的人力物力。

解密高光譜遙感

(高光譜衛星拍攝的太湖水華監測圖)(圖片由中國科學院遙感與數字地球研究所 李俊生老師提供)

以水環境監測為例,利用高光譜衛星遙感圖像對地物光譜識別的優勢,通過光譜信息獲得水體富營養化、透明度等參數,從而判斷水質等級並提出優化方案。如果將衛星觀測到的水質等級數據直接接入全國各地的河長制、湖長制管理系統,就可快速掌握全國的河流、湖泊的水質情況,實現高效快捷的水環境監測體系。

未來,高光譜遙感將廣泛應用於資源、環境、城市、生態、農林、反恐、金融、保險等領域,可滿足政府、企業和農戶的多重需要,配合歐比特在珠海配套建設的歐比特衛星大數據產業園和衛星大數據產業孵化中心,助力廣東衛星大數據產業發展。相信不久的將來,高光譜遙感就能成熟應用於各行各業,為大眾服務!


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