2、高光谱遥感技术：原理、成像与分类全解析

高光谱遥感技术：原理、成像与分类全解析

1. 地球辐射与电磁辐射相互作用

地球辐射可分为短波辐射（0.3 - 2.5μm）和长波辐射（大于6μm）。短波辐射主要关注地球表面对太阳的反射，长波辐射则主要考虑地球表面物体的热辐射。当太阳穿过大气层时，会受到大气的散射、反射和吸收影响。当电磁辐射到达地球表面时，会与地球表面发生反射、透射和吸收三种基本相互作用。

2. 成像光谱仪与光谱成像模式

2.1 成像光谱技术分类

理论上，成像光谱技术可分为棱镜/光栅色散型、干涉型、光学滤波型、计算机断层扫描型、二元光学元件型和三维成像型。根据不同的成像方式，成像光谱仪也可分为四类，包括线性探测器和光机扫描型、面阵探测器和空间推扫型、光谱扫描型以及光谱和空间交叉扫描型。

2.2 多波段扫描仪与成像光谱技术

多波段扫描仪通常将可见光和红外波段划分为几个甚至超过10个波段。在遥感中，在一定波长范围内，划分的波段越多，即光谱的采样点越多，就越接近连续光谱曲线。这样，扫描仪在获取目标地物图像的同时，还能获取地物的光谱组成。这种既能形成图像又能获取目标光谱曲线的“光谱与图像一体化”技术被称为成像光谱技术，基于此原理制造的扫描仪被称为成像光谱仪。

2.3 高光谱成像仪

高光谱成像仪是遥感领域的新技术。其图像由数百个非常窄的连续光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域的所有光谱波段。成像时，大多采用扫描型或推扫型，能够收集200个或以上波段的数据，使图像中的每个像素都能获得连续的反射率曲线，而不像其他传统成像光谱仪那样波段之间存在间隔。

2.4 高光谱成像