解密高光谱遥感

2018年4月26日,"珠海一号"遥感微纳卫星星座02组卫星顺利升空,5颗卫星均已进入预定轨道,目前状况良好。4颗高光谱卫星的成功发射,意味着欧比特公司成为国内唯一一家拥有高光谱遥感卫星的民营企业,开启了高光谱遥感新时代!


什么是高光谱遥感?

高光谱遥感实际上是一种简称,它的全称叫"高光谱分辨率遥感"。高光谱遥感是利用很多狭窄的电磁波波段产生光谱连续的图像数据,它不像多光谱遥感中根据颜色的差异来分辨目标,而是根据谱段光谱曲线的形态来分析目标是什么。光谱分析是人类借助光认知世界的重要方式。如果说可见光图像提供的是平面信息,那么高光谱遥感图像提供的就是空间信息,通过对光谱的分析,大大提高了图像数据的采集能力。

解密高光谱遥感

光谱"指纹" 千里识别

高光谱卫星有别于传统的多光谱卫星,除纯还原拍摄物体的大小及色彩之外,更能直接反映出地面物质的性质,如状态、成分及含量等等,使本来在宽波段遥感中不可探测的物质,在高光谱遥感中被探测出来。高光谱卫星优秀的光谱采集能力,对遥感信息的定量分析和更精细化的地物识别有重大意义。

1.地物分类识别

这是实景拍摄的图片和通过高光谱遥感拍摄得到的光谱曲线,根据光谱曲线的特点,我们可以清晰地得到地物分类信息,如根据植被的"红边"现象(在<700nm附近强吸收,>700nm高反射)可以判断光谱曲线显示的是植被,同样的,根据各地物的曲线特点也可判断出地物为土壤或是屋顶,如果再进一步研究,我们还可以得到植被的种类、土壤的成分,屋顶的材质等等。

解密高光谱遥感

解密高光谱遥感

2.地物成分及含量监测

2007年5月29日,无锡太湖蓝藻大规模暴发,引发市区供水危机,太湖治理大战由此拉开序幕。那么要怎么样才能快速监测太湖水华的情况呢?大面积人工抽样调查?不,不用这么麻烦。

这是一张2008年高光谱卫星拍摄的太湖水华监测图,属于太湖2008年度至2016年度蓝藻水华发生频率产品系列中的一张,是基于250m空间分辨率的MODIS遥感影像,采用基于漂浮藻类指数的方法提取的蓝藻水华年度空间发生频率分布图,它清晰地展示了2008年太湖水华高发区域,相关管理局可以根据这系列监测图针对水华高发区域查找污染源,达到科学管理的同时减少人工排查所耗费的人力物力。

解密高光谱遥感

(高光谱卫星拍摄的太湖水华监测图)(图片由中国科学院遥感与数字地球研究所 李俊生老师提供)

以水环境监测为例,利用高光谱卫星遥感图像对地物光谱识别的优势,通过光谱信息获得水体富营养化、透明度等参数,从而判断水质等级并提出优化方案。如果将卫星观测到的水质等级数据直接接入全国各地的河长制、湖长制管理系统,就可快速掌握全国的河流、湖泊的水质情况,实现高效快捷的水环境监测体系。

未来,高光谱遥感将广泛应用于资源、环境、城市、生态、农林、反恐、金融、保险等领域,可满足政府、企业和农户的多重需要,配合欧比特在珠海配套建设的欧比特卫星大数据产业园和卫星大数据产业孵化中心,助力广东卫星大数据产业发展。相信不久的将来,高光谱遥感就能成熟应用于各行各业,为大众服务!


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