多光譜影像與高光譜影像有什么區別?
多光譜和高光譜之間的主要區別在于波段的數量以及波段的狹窄程度。
多光譜影像通常指3至10個波段。每個波段都有一個描述性標題。
例如,下面的通道包括紅色,綠色,藍色,近紅外和短波紅外。
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高光譜圖像由更窄的波段(10-20 nm)組成。高光譜圖像可能具有數百或數千個波段。通常,它們沒有描述性的頻道名稱。
多光譜與高光譜
多光譜:3-10個較寬的波段。高光譜:數百個窄帶。
多光譜影像范例
多光譜傳感器的一個示例是Landsat-8。例如,Landsat-8生成具有以下波段的11張圖像:
- 波段1中的沿海氣溶膠(0.43-0.45 um)
- 頻段2的藍色(0.45-0.51 um)
- 頻段3為綠色(0.53-0.59 um)
- 頻段4中的紅色(0.64-0.67微米)
- 頻段5(0.85-0.88 um)中的近紅外(NIR)
- 波段6(1.57-1.65 um)中的短波紅外(SWIR 1)
- 波段7(2.11-2.29 um)中的短波紅外(SWIR 2)
- PANCHROMATIC在頻段8(0.50-0.68 um)
- CIRRUS在頻段9(1.36-1.38 um)
- 波段10(10.60-11.19 um)中的熱紅外(TIRS 1)
- 波段11(11.50-12.51 um)中的熱紅外(TIRS 2)
除第8、10和11波段外,每個波段的空間分辨率為30米。雖然波段8的空間分辨率為15米,但波段10和11的像素大小為100米。由于大氣吸收這些波長的光,所以0.88-1.36范圍內沒有波段。
高光譜影像示例
1994年,美國宇航局計劃了之一顆名為TRW Lewis的高光譜衛星。不幸的是,NASA發射后不久就失去了與它的聯系。
但是后來NASA確實成功完成了發射任務。2000年,美國宇航局發射了搭載高光譜傳感器“Hyperion”的EO-1衛星。實際上,Hyperion成像光譜儀(EO-1衛星的一部分)是來自太空的之一個高光譜傳感器。
Hyperion在242個光譜帶(0.4-2.5 um)中產生30米分辨率的圖像。如果想親自測試Hyperion影像,可以在USGS Earth Explorer上免費下載數據。
Hyperion確實從太空開始了高光譜成像的開始。例如,來自太空的其他高光譜成像任務包括:
- 2001年的PROBA-1(ESA)
- 2019年的PRI *** A(意大利)
- 2020年的EnMap(德國)
- 2020年HISUI(日本)
- 2024年的HyspIRI(美國)
多光譜和高光譜的直覺
閱讀這篇文章時,會看到反射的能量。但是計算機可以通過三個渠道看到它:紅色,綠色和藍色。
- 如果是一條金魚,會看到不同的光線。金魚可以看到人眼看不見的紅外輻射。
- 大黃蜂可以看到紫外線。同樣,人類看不到眼睛的紫外線,但是UV-B會傷害我們。
現在,想像一下是否可以在人類,金魚和大黃蜂的眼中觀察世界?實際上是可以的。使用多光譜和高光譜傳感器可以進行此操作。
電磁頻譜
可見(紅色,綠色和藍色),紅外線和紫外線是電磁光譜中的描述性區域。人類是出于自己的目的而組成這些區域的-方便地對其進行分類。每個區域根據其頻率(v)進行分類。
- 人類看到可見光(380 nm至700 nm);
- 金魚看到紅外線(700 nm 至 1mm);
- 大黃蜂看到紫外線(10 nm至380 nm);
多光譜和高光譜圖像可以看到人類(紅色,綠色和藍色),金魚(紅外)和大黃蜂(紫外線)。實際上,作為反射到傳感器的EM輻射,可以看到的甚至更多。
多光譜與高光譜
在高光譜圖像中具有較高級別的光譜詳細信息,可以更好地看到看不見的圖像。例如,高光譜遙感因其高光譜分辨率而在三種礦物之間脫穎而出。但是多光譜Landsat專題制圖儀無法區分這3種礦物。
但缺點之一是它增加了一定程度的復雜性。如果要處理200個窄帶,如何減少通道之間的冗余?
高光譜和多光譜圖像在現實世界中有許多應用。例如,使用高光譜圖像來繪制入侵物種的地圖并幫助進行礦物勘探。
在數百種應用中,多光譜和高光譜讓我們了解世界。例如,將其用于農業,生態,石油和天然氣,大氣研究等領域。
來源:開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接:https://www.osgeo.cn/post/171a8
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