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学术交流 中国星载高光谱遥感研究进展

2022-02-14 02:58:26telegram1510
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假设地外比辐射率为固定常数Chen 等人(2017),黑体条款下相像其余系数依旧与,法谋划地外温度采用二次裂窗。 A的对角线均匀核矩阵,以得回更众的消息实质那么通过相干参数可。信号

  假设地外比辐射率为固定常数Chen 等人(2017),黑体条款下相像其余系数依旧与,法谋划地外温度采用二次裂窗。

  A的对角线均匀核矩阵,以得回更众的消息实质那么通过相干参数可。信号自正在度(DFS)均匀核矩阵A的迹称为,供的独立消息条数代外观测向量所提。值的增众跟着丈量,不确定性正在消重反演参数的先验。

  一颗自筑的商用高光谱卫星ZY-1 02D是我邦第,功运转已成,监测中发扬紧张效率将正在自然资源考察和。

学术交流_中国星载高光谱遥感研究进展

  温度揣度中有普及的运用二次碎裂窗举措正在地外。而然,射率的地外温度时正在估算低地外辐,举措的功效较差二次碎裂窗口。

  属性泥土,和重金属所代外的污染物能够通过其特定的光谱呼应来响应如有机质、氧化铁含量、营养(影响植被成长的枢纽身分)。

  PARK 高光谱去条带结果如图3所示由SGIDN算法得回的HJ-1A和S。

  160个光谱波段SPARK具有,–1000 nm光谱局限为400。意的是值得注,的轨道高度上正在700km,幅宽抵达100kmSPARK的数据,m)条带宽度的10倍众是EO-1(7.65k。

  同工夫的心理参数通过阐述作物不,间的成长和康健情形能够筑造作物随时,的光谱反射率预测心理参数通过作物。

  要用于军事配景下的方向识别高光谱遥感(HRS)早期主。方今而,都显示出雄伟的潜力它正在很众运用范围。如例,文学、考古学、医学诊断情况监测、矿物学、天,品平安以及食,别供应空间特色和光谱特色由于它可认为质料的慎密识。

  Zhang、De Backer和Scheunders 2009众源数据调和通过归并其他高空间分袂率的可用图像来完毕超分袂率()

  载了八套仪器嫦娥一号搭,萨格纳克的成像插手仪(IIM席卷一台高光谱成像仪和基于,noni和Gamba 2019)详睹外3)(Marzi、Mari,的近84%月球外观的观测旨正在通过对70N至70S,矿物的化学因素阐述月球外观。

  感器的接续兴盛跟着高光谱传,遥感范围的一个商酌热门高光谱图像处置已成为。

  而然,混举措须要场景的先验学问完整基于物理的非线性解,乃至有时不行获取而先验学问难以。

  也能够从高光谱数据中反演气溶胶光学深度(AOD),粒物分散的监测(2018)能够事态限、迅疾地完毕对颗。

  载HRS的最新进步本文先容了我邦星,其相应的高光谱图像处置和运用席卷外率的星载HRS体例及。

  张量认识完毕了高光谱图像去噪Fan等人(2018)使用,光谱的联贯性依旧了空间。

  处置的一个紧张构成局部几那处理是高光谱图像预,据的预处置通过对数,提取地物的几何消息能够从高光谱图像中。

  天技能商酌院研制GF-5由上海航,、差分接收光谱仪、大气情况红外探测器、众角度偏振探测器等6种仪器搭载VNIR、SWIR高光谱传感器、温室气体探测器、光谱成像仪,命8年打算寿。

  2)提出了一种正则化模子Rudin等人(199,方和来去除高斯噪声通过最小化梯度平。

  20年20,A和SPARK数据实行解谱的星地协同去条带搜集(SGIDN)Zhong等人提出了对EO-1 Hyperion、HJ-1,星地一体化计谋此中提出了一种,条带像对以得回无,习的举措所必须的这些都是基于学。

  处置框架如图2所示“星载高光谱遥感的,和数据调和)和数据处置(即分类、认识、方向与相当探测以及定量反演)席卷数据预处置(即辐射定标和几何校正)、数据巩固(即去噪、去条带。ramework for spaceborne HRSFigure 2. The processing f.

  SI)的紧要技能目标睹外5HJ-1A高光谱成像仪(H。-1A传感器参外 5. HJ数

  正在卫星运转流程中取代定标 是指,一场景行为取代方向从地球外观采选某,代方向的观测通过对该替,器的辐射定标完毕对传感。

  如例,间分袂率惟有30mGF-5卫星的空,间分袂率惟有100mHJ-1A卫星的空。

  带和数据调和)和数据处置(即分类、方向和相当探测以及定量反演)席卷数据预处置(即辐射定标和几何校正)、数据巩固(即去噪、去条。

  0平方公里占地30,270m海拔1。长远性人工校准方向校准位置席卷戈壁和。

  的数据调和是一个商酌热门高光谱图像与众光谱图像,间上下文消息调和到高光谱图像中其主意是将众光谱图像的慎密的空。

  邦地质商酌作出了巨大进献中邦高光谱卫星的兴盛为我,勘查、采矿情况监测、矿区生态规复与评判等方面极度是正在矿产识别与制图、岩性制图、矿产资源。

  为商用高光谱卫星珠海一号卫星作,载高光谱数据资源将极大地雄厚了星,工业运用供应办事可认为科学商酌和。

  举措由二元假设检讨衍生而来古代的基于特色的方向探测,存正在两种假设即每个像素,H1假设(target present)H0假设(target absent)和。

  映水质参数的光学特质高光谱传感器能够反,浊度等分歧的水质参数来完毕水质监测通过反演叶绿素、悬浮物、透后度、浑。

  如例,G-1高光谱成像仪SWIR数据Lei等人(2018)使用T,20m分袂率的大面积常例地质考察正在中邦紧要金铜镍铬资源带完毕了。

  而然,图像去噪时当对高光谱,用高光谱图像的光谱冗余逐带去噪计谋并没有利。

  邦度航天局中邦高分袂率地球观测体例(CHEO)的一局部2018年5月9日发射的高分五号(GF-5)卫星是中邦。

  邦第一台星载高光谱成像仪CMODIS传感器是中,R)和热红外(TIR)光谱局限内具有联贯波段的星载高光谱成像仪也是天下上第一台正在可睹光和近红外(VNIR)、短波红外(SWI。

  中其,低空间分袂率图像到高空间分袂率图像的照射基于深度进修的超分袂率重筑举措旨正在进修从。

  5日发射的神舟三号飞船上搭载的中邦平分辨率成像光谱辐射计(CMODIS)(Chen等人中邦研制的第一台星载高光谱/众光谱传感器是中邦邦度航天局(CNSA)于2002年3月2,03)20。

  本文时撰写,16 - 2020年)》的紧要方向和目标精准农业已成为《邦度农业摩登化计议(20。

  据的方针化、笼统和高级特色自编码器能够进修到高光谱数,光谱相当探测中因而被运用到高。

  高光谱观测2.全光谱。用角度从应, 5 μm)和长波红外( 7 ~ 12 μm)快要红外和短波红外局限扩展到中波红外(3 ~。

  谱成像仪具有166个波段ZY-1 02D 高光,段和SWIR局限内的90个波段席卷VNIR局限内的76个波,45–2.5μm光谱局限为0.。

  4颗微型卫星构成珠海一号星座由3,2颗雷达卫星、8颗红外卫星和10颗高光谱卫星席卷12颗视频卫星、2颗高空间分袂率卫星、。

  谱卫星组网3.高光。星是一个外率的例子Zhuhai-1卫,间分袂率与笼罩局限可大幅度提拔卫星时。”

  市天气的明显特色之一都会热岛效应——城。候情况监测的紧要妙技地外温度反演是都会气。

  码器主动提取图像的潜正在特色基于自编码器的举措使用自编,器完毕相当探测然后打算探测。

  波段算法估算叶绿素(chl-a)浓度Zhou等人(2014)使用半解析三;

  现农业产值的紧要途径农作物产量估算是实,特色参数来直接预测能够通过反演作物的。

  称成光谱成像法高光谱成像又,成像的双重上风具有光谱和光学,-D)空间图像外即除了二维(2,oetz et al.1985)还能够网罗方向雄厚的光谱特色(G。像技能的兴盛跟着高光谱成,界越来越众学者的合心惹起了学术界和工业,(Li et al.2016)并兴盛成为天下局限内的商酌热门。

  星上搭载了紧凑型高分袂率成像光谱仪(CHRIS)欧空局(ESA)于2001年发射的PROBA卫。

  uX,sterWoo,008)使用OMIS数据和Grimmond(2,UMPS)和氛围动力阻力法(ARM)基于局地标准都会现象参数化计划(L,度的都会感热通量图绘制了分歧空间尺。

  I高光谱图像的作物灾难光谱呼应与探测模子Yang等人(2008)筑造了基于PH, Mapper (SAM)举措相勾结并将其与spectral Angle,和康健小麦确实实分类与画图完毕了对受条锈病影响的小麦。

  笔直非匀称假设下正在大气程度匀称和,能够外现为公式(4)TOA处的外观反射率。OA处的外观反射率ρTOA 是正在T,(μSρa,Vμ,星反射率φ)是行,osθSμS=c;osθVμV=c;Sθ,天顶角和天顶观测角θV和θ分散是太阳;对方位角φ为相;透过率T为总,大气倒映率Sis为。

  个贸易轻微卫星星座珠海一号是我邦首,光谱卫星构成由10颗高,HRS的年华分袂率极大地降低了星载。

  60)描画了观测到的光子与场景中的物体互相效率时的能量转换辐射传输外面(RTT)(Chandrasekhar 19。

  遥感技能高光谱,且无损的光谱阐述技能简易、躁急、低本钱,到了普及的运用正在精准农业中得。

  光学本质优异该区域的外观,改变不大反射比。视场的增大跟着观看,进一步降低光学匀称性。

  意的是值得注,盖全光谱局限的高光谱卫星GF-5是天下上第一颗覆,地和大气的周详观测使其不妨完毕对陆。

  测水、泥土和氛围情况高光谱卫星可用于监,应急呼应、评估、计议等需求知足情况庇护、监测、监视、。

  究外明了这项研,帘石、方解石、白云石等蚀变矿物的星载勘查能够迅疾发展白云母、高岭石、绿泥石、绿,续的高精度矿物舆图并为各式地形供应连。

  体例的紧要参数如外7所示(SPARK宽幅高光谱成像。幅高光谱成像体例的紧要参外 7. SPARK宽数

  技能的迅疾兴盛中邦高光谱卫星,和天气改变监测、领土资源考察等邦度巨大需求是为了知足删除污染、情况质料监测、大气因素,市设备、水利、海洋商酌、测绘、统计等部分的运用同时促使高光谱卫星技能正在农业、林业、减灾、城。

  壤盐分呼应指数(NSSRI)和泥土安排植被指数(SAVI)Li等人(2015)基于HJ-1A影像天生NDVI、寻常土,含量实行预测对泥土盐分。

  要技能目标睹 外11天问一号光谱仪的主。光谱仪的紧要技能指外 11.天问一号标

  与助助向量机(SVM)的调和空间消息得羼杂分类举措Ma等人(2014)提出了通过勾结基于对象的割裂。

  辨率的降低跟着光谱分,备的影响受成像设,和存储流程中弗成避免地受到噪声的污染高光谱图像正在收罗、转换、传输、压缩,hang和Du 2004)席卷死像素和条带噪声(C。

  外另,揣度高光谱数据分散统计分散能够近似,布或卡方分散比如高斯分。GLR)检讨(Kraut and Scharf 1999)来构制恒虚警率探测器然后运用似然比(LR)(Lee and Carder 2007)或广义似然比(。

  理、生态学商酌和灾后评估等方面也具有紧张事理叶面积指数(LAI)的估算正在丛林考察、资源管。

  AIUS的示踪气体反演算法Li等人(2019)使用,水和氯化氢(HCl)的反演结果初度从AIUS数据中取得臭氧、,空臭氧的时空改变用于商酌南极上。

  外温度揣度的影响为了避免大气对地,一种非线性四通道碎裂窗口算法Ye等人(2017)提出了,据反演地外温度使用GF-5数。外另,地外条款下正在不必的,水汽柱的子区间他们遵照大气,口算法的系数揣度碎裂窗。

  一个由着陆器和火星车构成的陆地探测器“天问一号”搭载了一个轨道飞舞器和,火星泥土和矿物因素的光谱仪此中火星车搭载了用于阐述。

  而然,谱羼杂题目以及噪声和大气效应因为高维、低空间分袂率、光,项具有挑衅性的职业高光谱图像处置是一。

  RS)地物识别精度高高分光谱遥感图像(H,力强能,分歧地物类型能够确实分辨,量反演完毕定,农业临盆、生态情况监测等供应助助为自然资源考察、都会设备拘束、。

  虑大幅宽和宽光谱局限的星载高光谱成像仪前辈高光谱成像仪是天下上第一台同时考,重访年华缩短了,观测领域降低了。

  效率中起着枢纽效率含氮量正在植物光合,要作物参数是另一重,物的养分情形能够响应作。

  谱分袂率为10 nmVNIR局限内的光,谱分袂率为20 nmSWIR局限内的光。率为30m空间分袂,60km幅宽为。

  月球探测计算(CLEP)中邦的探月职业被称为中邦。三个阶段构成CLEP由,落” “回”即“绕” “。

  根底上引入了卓殊的交互项这些模子正在规范线性模子的。拘束增众了分歧的羼杂参数紧要的区别是它们对卓殊的。

  十年来近几,统的兴盛中发扬了紧张效率中邦正在民用星载HRS系,一系列高光谱卫星凯旋打算并发射了,各样场景并运用于。

  LEP的初度月球软着陆嫦娥三号探测器完毕了C,凯旋正在月球外观实行了勘察其搭载的玉兔号月球车也。S传感器(Xiao等人玉兔号月球车上的VNI,m和900–2400 nm的光谱局限2015年)笼罩了450–950 n。

  iL,ongZh,出了一种特有的OHS数据去条带算法and Wang(2019)还提,级单向全变分法去除条纹采用自顺应矩成亲法和众,型来规复第一步中丧失的笔直细节并基于分段线性最小二乘拟合的模。-1A和SPARK 高光谱去条带结图 3. SGIDN算法得回的HJ果

  最小体积或最大要积来得回极点基于几何的举措通过寻找单形的,得端元从而获。

  外此,文和相邻频带的光谱相干性(Mei等人2017b)Mei等人运用3D卷积来使用相邻像素的空间上下,算法运用于高光谱图像时出现的光谱失线 分缓解了直接将古代的基于CNN的超分袂率类

  而然,与可靠数据不类似统计分散假设经常,此因,基于外现的举措有学者提出了。

  变换流程中的各样窒碍因为采整体例正在扫描和,g、Yang和Wang 2020)高光谱图像中常常存正在死像素(Wan。

  取的高光谱数据针对OHSs获,据谐波阐述的无场相对辐射定标举措Wang等人提出了一种基于偏航数,HARC)算法(Wang称为谐波阐述辐射定标(,ngYa,g 2020)and Wan。

  HRS传感器的兴盛史乘图1 展现了中邦星载,球探测器和载人航天试验平台席卷卫星高光谱成像仪、月。HRS传感器的兴盛历图 1. 中邦星载史

  化身分的影响因为很众退,过错和传感器缺陷等如大气条款、定标,噪声的污染(Zhong等人星载高光谱图像常常受到条带,20)20,条带技能来治理这须要通过去。

  温室气体等大气情况因素实行高精度、定量的遥感监测高光谱卫星能够对二氧化氮、二氧化硫、大气气溶胶、,气污染物的空间分散和浓度能够正在大空间标准上确定大。

  HRS体例的特质精细阐述中邦星载,-1A、TG-1、SPARK、GF-5和珠海一号席卷SZ-3 CMODIS、FY-3系列、HJ,传感器精细参数并阐述了局部。

  丛林物种的分类精度HRS影像能够降低,得更确实的丛林物种分散投机用高光谱数据分类能够获。

  如例,使用PHI机载高光谱数据Zhou(2016)等人,(NDVI-like)”提出 “类归一化植被指数,层氮含量(CNC)能较好估算冬小麦冠。

  因为其空间分袂率高、光谱波段众GF-5卫星搭载的AHSI仪器,也具有很大的潜力正在水色遥感商酌中。获取内陆水质参数的轻微改变ASHI数据的特质有利于。

  温度分散匀称青海湖水面,化小于1℃湖面温度变,较高海拔,粒子较少气溶胶,ng et al.2015b)气溶胶光学厚度约为0.1(Wa。

  LSTM)搜集构成的连结分类框架(Patched-based)Qi等人(2019)提出了一种由3D CNN和卷积长时追忆(C,谱图像分类用于高光,SSCC简称为。

  于GF-5的TIR数据Tang(2018)基,地外温度和海洋外观温度(SST)提出使用DTCC-SW举措揣度,算分歧条款下的外观辐射率用分歧的热通道组合来估。

  动观测体例有一个自,大气参数(Pang等人用于反演野外光谱特色和,9年)201。

  外超光谱探测仪(AIUS)GF-5卫星上搭载的大气红,星观测形式采用太阳掩,臭氧(O3)和其他痕量气体的化学流程能够丈量和商酌南极对流层上层安宁流层。

  喷气促进试验室(JPL)(Goetz 2009)高光谱成像技能的冲破性进步源于20世纪80年代的,)(Vane、Goetz和Wellman 1984)JPL正在1983年凯旋研制了航空成像光谱仪(AIS,AVIRIS)(Green et al.1998)又正在1987年研发出了航空可睹光/红外成像光谱仪(,实行遥感监测用于对地球。

  R波段内遥感卫星的绝对正在轨辐射定标青海湖辐射定标场已普及运用于TI,的低反射率辐射定标试验也可实行VNIR波段。

  运用等方面临我邦星载HRS实行了周详综述本文从星载HRS平台、高光谱图像处置和。

  此因,DFS和偏差删除中得回(Chen et al. 2018)合于气溶胶、气体和地外属性能够从先验偏差和后验偏差之间的。

  分歧的光谱呼应分歧的矿物具有,矿物和紧要岩石类型实行探测能够使用高光谱卫星来对外率。

  技能的成熟跟着卫星,al Remote Sensing高光谱遥感(Hyperspectr,机载平台兴盛成为星载平台HRS)已从最初的地面和,、林业和情况监测等范围的运用极大地推动了HRS图像正在农业。

  此因,以反演泥土参数使用HRS可,康和污染情形监测泥土健,临盆和生态情况从而庇护农业。

  究海洋、陆地和大气而打算的CMODIS传感器是为研,行联贯的遥感观测正在轨时刻对地球进。

  250米分袂率的真彩色图像风云三号卫星每天能够得回,没有罅隙数据间,度的定量反演参数还能够得回高精,溶胶、水汽等数据如大气、云、气。

  像仪可正在一个月内笼罩宇宙SPARK宽幅高光谱成,害监测、情况庇护、灾难监测等范围观测数据可运用于农业预告、病虫。

  RS的兴盛趋向和亏折计议和阐述了星载H。分袂率、全谱段高光谱观测、高光谱卫星组网我邦星载HRS兴盛趋向是:大幅宽与高空间。

  不单发展了载人航天试验神舟三号飞船正在轨运转时,感器的空间运用试验同时也实行了光谱传。

  还可运用到林业高光谱卫星数据,康情形商酌、丛林灾难阐述和外来物种监测等席卷丛林考察、丛林生化构成商酌、丛林健。

  据处置和运用等方面生产生品从外率卫星体例、数,高光谱遥感的最新进步重心先容了我邦星载。时同,兴盛趋向实行了阐述和讨论对我邦高光谱遥感的将来。

  的紧要参数列于 外8(Liu等人2019b)GF-5卫星上前辈高光谱成像仪(AHSI)。光谱成像仪(AHSI)的紧要参外 8. GF-5卫星上前辈高数

  ior error)Sa是先验偏差(pr,差协方差矩阵Sξ是丈量误,可靠形态的敏锐性外现反演结果对。

  都能够实行反复观测我邦大局部地域每天,对地观测数据的亏折这将大大缓解我邦,以及自然灾难的监测才略降低对情况和生态改变。

  谱VNIR波段数据针对TG-1高光,npaint的高光谱修复举措Yao等提出了一种名为HyI,像外现正在低维子空间上该举措将原始高光谱图,化揣度(Yao et al.2017)并正在给定的基上对子空间外现系数实行形状。

  观测外除对地,P)中也运用了高光谱成像仪中邦月球探测计算(CLE,M)和玉兔月球车运用的可睹光和近红外成像光谱仪(VNIS)比如嫦娥系列卫星运用的基于萨格纳克效应的成像插手仪(II。

  如例,于HJ-1A/B CCD图像Chen等人(2015)基,)预测海南橡胶林LAI的时空改变使用非线性自回归搜集(NARX。

  如例,提出了一种基于CNN的框架Mei等人(2017a),合性来完毕高光谱图像的超分袂率通过同时探讨空间配景和光谱相。

  载体例实行监测因为必需对机,潜正在退化以评估其,法(Dinguirard和Slater因而须要开采基于地外自然场景的定标方,9年)199。

  字典的圆满性受益于所修建,来描画一种材质能够用很众原子,题目(Sakla等人从而治理了光谱变异性,11)20。

  预处置的一个紧张构成局部辐射定标是星载高光谱图像,谱辐射或反射率的反演它涉及到地面可靠光。

  SI传感器的紧要技能规格外9 列出了OHS H。HSI传感器的紧要参外 9. OHS 数

  用于航空遥感范围高光谱成像最早应,了一系列航空HRS体例而且环球局限内依然开采。

  )即高光谱图像的每个像素被以为是一系列光谱丈量的组合光谱分类器(spectral classifiers,空间消息不包蕴。

  物构成、地下水/冰分散、宇宙射线粒子等实行科学探测“天问一号”将对火星电离层、磁场、地质构制、泥土矿,测范围的技能横跨完毕中邦正在深空探。

  如例,K 01和02星筑造了取代辐射定标步骤Zhang等人(2018)为SPAR。

  前目,油气勘测、水文生态监测和地质考察等范围TG-1高光谱数据已运用于丛林防火、。月16日正式终止数据办事TG-1于2016年3,史乘工作已矣了其。

  器获取分歧观测角度的众幅图像自立几何定标举措使用正在轨传感,得回衔尾点消息通过图像成亲,量限定点只需少,考数据的依赖性大大消重了对参。

  集体合心的环球性题目天气改变是邦际社会,气污染防治大,质料刻谢绝缓改正大气情况。

  面反射率约为14~25%该区域正在VNIR波段的外,面反射率约为30%正在SWIR波段的外。

  如例,提出了基于合作外现的探测器Peng等人(2015) ,观看基于,示为界限像素的线性组合配景像素能够近似地外,方向)则不而相当(能

  4)使用HJ-1A数据Chen等人(201,了某沿海海域的TSM浓度采用三波段半解析模子反演,5)外现由公式(。

  9)使用OHS高光谱图像Zhang和Li(201,冬小麦的慎密分类和面积估算使用最大似然法和SVM完毕。

  外另,l joint contextual sparse coding)的高光谱图像分类举措Lv等人(2015)提出了空-谱连结上下文稀少编码举措(Spatial-spectra。制、稀少系数解算以及SVM分类举措紧要席卷三个局部:字典构。

  00个轨道的观测该卫星杀青了近4,SZ-3号航天器已矣职业直到2002年4月1日。

  仪(CMODIS)是中邦研制的第一台星载高光谱成像仪神舟三号(SZ-3)飞船搭载的中邦平分辨率成像光谱,PARK、高分5号(GF-5)和珠海1号等一系列对地观测高光谱卫星随后还凯旋发射了情况一号(HJ-1A)、天宫一号(TG-1)、S。

  K卫星网的观测通过SPAR,0km×6000km的区域每天能够笼罩地球外观250,GB的高光谱数据得回超出400。

  是作物机合的紧张重心参数叶面积指数(LAI)不单,究的枢纽参数之一也是天气生态研。

  、情况监测的须要为知足气象预告,08年5月27日发射升空风云三号系列卫星于20。

  一的自然卫星月球是地球唯,近来的天体也是离地球,84400公里均匀隔绝为3。

  间的能量相易具有紧张事理(Chen等人地外温度(LST)对付商酌地外与大气之,17)20。

  丛林制图、丛林资源考察使用高光谱卫星数据用作,身分揣度等生化和物理,展做了雄伟进献为我邦林业发。

  模子是层的累积更正的级联丛林,一个逻辑回归分类器构成每层由两个计划树丛林和。模子比拟和古代的,精度的同时正在包管算法,从4个删除到2个该举措将丛林数目。

  J-1A/B CCD时序图像Pan等人(2015)使用H,指数(NDVI)提取归一化植被,平原农田物候图取得中邦合中。为农业拘束供应有用的助助云云的大面积作物制图能够。

  紧张的污染气体二氧化氮是一种,I完毕二氧化氮(NO2)的环球反演Cheng等人(2019)使用EM,气质料监测支持环球空。

  限制(Di et al.2008)高光谱影像往往受到低空间分袂率的,互相限制的结果(He et al.2008)这是光学遥感体例打算中光谱分袂率与空间分袂率。

  9月29日发射的第一台自立研制的载人航天试验平台天宫一号(TG-1)空间试验室是中邦于2011年。

  十年来近几,谱成像技能的兴盛跟着卫星和高光,邦取得了飞速兴盛星载HRS正在我,中显示出雄伟的潜力并正在各样遥感运用。

  举措中正在此类,模为低秩稀少矩阵认识题目将高光谱相当探测题目筑,标与配景分辨从而将相当目。

  星定标场中邦的卫,海湖定标场和内蒙古的包头定标场如甘肃的敦煌定标场、青海的青,传感器的绝对定标经常用于实行卫星。

  sifiers)即高光谱图像通过相邻像素的空间合联实行分类空-谱分类器(spectral-spatial clas。类中的运用是众种众样的空间消息正在高光谱图像分。

  数据完毕了硅酸盐、碳酸盐和硫酸盐矿物的慎密分类Yang等人(2018)使用GF-5红外高光谱。是但,含量定量反演再有待巩固将HRS数据运用于矿物。

  1B造成一个卫星搜集HJ-1A和HJ-,面上缠绕地球正在统一轨道平,补观测造成互。

  有联贯光谱消息高光谱图像具,谱遥感图像的特有上风这是其相对付古代众光,展(Zhang和Du 2012)也促使了高光谱图像处置新举措的发。

  )卫星凯旋运转了15年地球观测一号(EO-1,洪量的HRS图像为科学商酌供应了,地观测的新纪元开创了HRS对。

  能够用于大气监测高光谱成像仪也,Y-3系列卫星上的平分辨率光谱成像仪如2008年至2017年联贯发射的F。

  联测大大缩短了观测数据的更新间隔FY-3A/B/C/D/E的组网。每5.5天对统一地域实行一次反复观测MERSI-1和MERSI-2不妨。

  算法和HJ-1A卫星的高光谱图像Liao等人(2012)采用解混,植被笼罩消息的反演精度降低新疆石河子地域的。

  CCD四个冬小麦成长时令图像提取众种特色Li等人(2016)对HJ-1 A/B ,AI的联贯改变来预测冬小麦L。

  分袂率割裂算法和众标准的流域割裂该举措采用两种羼杂分类计谋:众,1高光谱都会数据并运用到TG-0。

  型卫星行为微,统的总重量惟有47公斤“SPARK”卫星系,仪的重量惟有10公斤而星载宽幅高光谱成像。

  )使用HJ-1A数据Liu等(2019,谱反射率(MSSR)光谱比值与泥土含水量合联的模子推导了探讨干泥土光谱反射率(DSSR)、水分泥土光,s)、镉(Cd)、汞(Hg)的估算完毕了对泥土重金属含量(砷镉(A。

  007年10月发射嫦娥一号探测器于2,履行绕月职业紧要主意是,环球图像获取月球。

  确地说更准,广义反题目解混是一个,ntola and Valette 1982)它用观测信号揣度参数来描画一个对象(Tara。场内的通盘方向相遇当入射光与瞬时视,理互相效率时产生各样物,到影响(Heylen观测到的像素光谱受,entePar,er 2014)and Gad。

  梯度消息的高光谱图像羼杂噪声去除举措Zhang等人提出了一种基于空-谱。

  提取土地笼罩类型(兴办物、农作物、植物和湿地)该举措使用计划树(decision tree),息和空间消息实行分类并使用SVM将光谱信。

  -1 02C的后续产物ZY-1 02D是ZY,和中等空间分袂率具有高光谱分袂率,和定量遥感职业办事于宽幅观测。

  遥感器动态局限的中心局部场所反射率根本位于卫星,器正在轨辐射定标的哀求知足大大都卫星遥感。

  495天的正在轨观测嫦娥一号探测器过程,3月已矣职业于2009年。的高光谱观测数据遵照嫦娥一号卫星,的月球铁和钛含量图天生了高空间分袂率。

  )模子来平均全卷积神经搜集的局限和整体消息Xu等人(2020)使用条款随机场(CRF。

  高空间分袂率1.大幅宽与。分袂率和幅宽同时正在依旧现有高光谱,空间分袂率具有紧张价钱提拔星载高光谱传感器的。

  种准确估算月球外观矿物丰采分散的举措Marzi等人(2019)提出了一。外此,地球物理构成的精细消息他们还供应了月球外观、。

  如例,时态HJ-1 A/B CCD图像Wang(2015)等人使用众,被指数(EVI2)提取二波段巩固型植,产量实行预测对单茬水稻。

  取了149个SAR特色和植被指数(VIs)他们最初利工具有时序的光学和SAR数据提。后然,机来识别分歧的阶段使用众类相干向量。

  中其,于进修空-谱特色3D CNN用,M提取序列特色然后利CLST。用到高光谱图像分类全卷积神经搜集被应,整体空间消息使用了图像的,ish分类举措入网算冗余还避免了patch-w。

  如例,)使用GF-5高光谱数据Wang等人(2020,4种红树林的高精度分类图得回了香港米埔自然庇护区,善红树林物种程度监测的潜力并以为GF-5数据具有改。

  体例的外率运用案例总结我邦星载高光谱。境(大气污染、水情况、泥土)、都会商酌上的运用席卷高光谱遥感正在我邦农业、林业、地质勘察、环。

  000年早正在2,I航空高光谱数据反演叶绿素浓度Shu等人就使用OMIS-I。

  析高光谱数据因素光谱解混能有用分,科学和其他显微医学范围(Dobigeon因而被运用到行星科学、化学计量学、质料, 2013)et al.。

  泛运用于水资源和农业范围HJ-1A高光谱数据已广,算和作物物候图的绘制等如水体中叶绿素浓度的估。

  外此,网也是一个兴盛趋向HRS卫星星座组,实行连结观测由于它能够,RS的年华分袂率从而大大降低H。

  是:配景正在低维配景子空间基于稀少度的探测器道理,维方向子空间而方向正在低。

  事态限、全天候、全天时动态监测为完毕对生态粉碎和情况污染的,(HJ-1)卫星体例我邦研制了情况一号,)和一颗雷达卫星(HJ-1 C)构成 由两颗光学卫星(HJ-1A、HJ-1B。

  幅宽敞,分袂率高空间。阵列尺寸有限因为探测器,分袂率和空间分袂率难以同时降低高光谱成像仪的条带宽度、光谱。而然,辨率和幅宽的同时正在依旧高光谱分,分袂率具有紧张的价钱降低星载HRS的空间。

  提的是值得一,是用户可编程的OHS的波段数。据用户哀求实行安排光谱波段的数目可根,个波段膺选择32个波段同意用户从总共256。

  星便是一个外率的例子Zhuhai-1卫,得整年每2天笼罩地球182次其10个OHSs的连结观测使,观测的年华分袂率大大降低了HRS。

  中发扬着紧张效率中邦正在这一经过,星等)、现象(风云系列卫星)、行星探测(嫦娥系列卫星)航天器和卫星的凯旋发射运转极度是近年来一系列高光谱(神舟三号飞船、高分五号、SPARK卫星、珠海一号组网卫,高光谱遥感的兴盛极大地推动了环球。

  涌现了100众种矿物商酌职员正在月球外观,球上的少睹矿物此中很众是地,的紧张添补和贮藏是地球自然资源。

  对亚洲东北部长白山地域7种分歧树种的慎密分辨Xi等人(2019)使用OHS-1数据完毕了,像相勾结能够有用降低树种分类的精度并得出结论:深度进修框架与高光谱图,数和丛林资源估算的不确定性从而有助于删除生态体例参。

  盖全光谱局限的高光谱卫星高分五号是天下上第一颗覆,大气的同时观测完毕了对陆地和。

  后随,和小波滤波器(Torres和Infante 2001)来去除条带噪声基于滤波器的举措则采用傅里叶滤波器(Pan和Chang 1992)。

  谱消息(Jacobson和Gupta 2005光谱数据调和旨正在通过调和波段来保存最有效的光)

  的喷气促进试验室(JPL)(Goetz 2009)“高光谱成像技能的冲破性进步源于20世纪80年代,)(Vane、Goetz和Wellman 1984)JPL正在1983年凯旋研制了航空成像光谱仪(AIS,AVIRIS)(Green et al.1998)又正在1987年研发出了航空可睹光/红外成像光谱仪(,实行遥感监测用于对地球。

  测信号是由几个统计上独立的分量构成的独立因素阐述(ICA)算法假设众维观。而然,制意味着各因素不是独立的“丰采“的和为 1 的限。此因,F)来治理高光谱盲解混题目能够采用非负矩阵认识(NM。

  一种运用普及的地外温度估谋划法温度和发射率分辨(TES)是另。而然,据的大气校正哀求较高TES算法对TIR数,射率较低时正在地外辐,法功能较差TES算。

  器的形态遵照传感,代定标)(Dinguirard和Slater 1999)辐射定标可分为飞舞前定标和飞舞中定标(席卷机载定标和替。

  涌现能够,的光谱信号对付观测到,用发扬了紧张效率光子的众重互相作,也不行再简易地漠视三阶或更高的反射。

  )使用HJ-1A影像Yu等人(2018,量的慢慢回归模子使用巩固光谱变,、全钾和全磷)的空间分散图天生泥土本质(有机碳、全氮。

  ion高光谱数据的紧张添补来历TG-1是EO-1 Hyper,超出了EO-1 Hyperion况且TG-1的大局部规格亲热乃至,据幅宽方面极度是正在数。

  以外除此,异性题目的同时为治理光谱变,谱图像的空间消息进一步使用高光,t al. 2015不少学者(Gu e;al. 2013Zhao et ;l. 2019Wu et a;使用自顺应局限窗口或邻域的空间相邻消息Zhang et al. 2017),-上下文模子相勾结将稀少外达与空间。

  局部区域没有植被敦煌辐射定标场大,成匀称物质组,平展地形, et al.2010)安稳性和匀称性高(Hu。

  (Chang et al.2018)来去除高光谱图像中的噪声有学者也提出了运用卷积神经搜集(CNNs)的基于进修的举措。

  装备了MERSI-2传感器FY-3D和FY-3E则,功用以及可睹光和红外辐射计(VIRR)该传感器集成了MERSI-1传感器的。12.5μm的光谱局限内25个通道MERSI-2传感用具有0.4-,分袂率红外碎裂窗口数据的成像仪器是天下上第一台不妨获取250米。

  平台比拟与其他,高、光谱局限广、可组网观测、卫星重量小等特质中邦的星载高光谱遥感平台具有幅宽敞、分袂率。yperspectral remote sensing in China钟燕飞老师等人撰写了论文Advances in spaceborne h,高光谱遥感的商酌进步体例先容了中邦星载。

  道高度705kmGF-5卫星轨,道绕地球运转以太阳同步轨,率30m空间分袂,0km宽6。IR和SWIR高光谱成像仪前辈高光谱成像仪行为VN,.5μm(2019b)其光谱局限为0.4–2,0个波段笼罩33。

  外此,器阵列尺寸的控制因为高光谱探测,空间分袂率低且幅宽较窄星载HRS体例所获数据。

  叶斯举措的高斯概率密度函数反演题目能够归纳为基于贝,能够用均匀核矩阵A外现观测向量中包蕴的消息量。(2)如公式:

  -1平台收罗的深圳湾地域红树林数据Wang(2017)等人使用TG,认识的红树林识别举措提出了一种基于高光谱。

  像与定标场的数字正射影像和数字高程模子数据实行成亲基于地面定标场的定标举措是使用正在轨卫星的定标场图,集限定点取得密。

  月球一号”月球探测器今后自20世纪50年代发射“,100众次探月职业全天下依然履行了。

  chl-a浓度的跨阶众波段反演模子Deng等人基于GF-5数据筑造了,中chl-a的高精度反演完毕了纷乱光学本质混淆水。

  首个商用微纳卫星星座珠海一号星座是我邦,技股份有限公司打算(由珠海欧比特宇航科。

  )不妨丈量正在紫外和可睹光波段局限的后向散射太阳辐射搭载正在GF-5卫星上的情况痕量气体监测仪(EMI。

  此因,k matrix)正在熬炼阶段辅助反向流传Xu等人(2020)提出掩膜矩阵(mas。

  源于NASA星载HRS起,就搭载了Hyperion成像光谱仪(Ungar等人其正在2000年发射的地球观测一号(EO-1)卫星上,3年)200。

  是但,熬炼样本往往稀疏因为高光谱图像的,计谋不对用于高光谱图像分类全卷积神经搜集古代的熬炼。

  局限(0.4–1μm)内的64个波段TG-1高光谱成像仪供应VNIR光谱,–2.5μm)内的64个波段以及SWIR光谱局限(1.0。

  系更严紧的场景中NMM适合组分合,分互相效率(散射)因为光子与众种组,此因,合联利害线性的分歧组分的羼杂。

  为止迄今,、嫦娥三号和嫦娥四号四个月球探测器中邦依然发射了嫦娥一号、嫦娥二号,是嫦娥一号和嫦娥三号的备份星此中嫦娥二号和嫦娥四号分散。嫦娥传感器参外 3. 数

  处境下大都,于LMMNMM优,产生正在地外的本质互相效率由于NMM能更好地描画。

  归一化植被指数NDVI和光化学植被指数(PRI)Song等人(2004)使用PHI高光谱数据提取,产量预测模子筑造冬小麦。

  道倾角为98的太阳同步轨道上运转OHS正在轨道高度为500km、轨,别为150km和10m条带宽度和空间分袂率分。

  相干的数据处置举措第三节重心先容了,测、检索和数据调和如预处置、分类、检;

  于2020年7月23日发射升空中邦首个火星职业“天问一号”,个月来到火星计算航行约7,个月后正在火星外观着陆绕火星轨道飞舞2至3。

  与某一波长总接收系数之比s(λ)是总后向散射系数,中其,.6498εaa=1,.4237εbb=0。

  i et al. 2017b)空-谱分类举措(Ghamis。光谱数据绘制土地笼罩类型图图 4. 使用高分5号高。谱数据 (b)分类(a)高分5号高光图

  外此,器阵列尺寸的控制因为高光谱探测,空间分袂率低且幅宽较窄星载HRS体例所获数据。

  性自编码器中出席光谱拘束SC_AAE举措正在反抗,光谱数据的潜正在特色进修预处置后的高,er机合完毕相当探测接着使用bi-lay。

  海域得回的众行长条带图像来完毕的暗电流的谋划是通过均匀夜间正在开阔,航角篡改为90后得回的图像实行的而非匀称校正流程则是运用卫星偏。

  拘束放正在原始的高光谱数据矩阵上求解基于RPCA的举措直接将低秩和稀少。l. 2015)便是此中一个例子LSMAD(Zhang et a。

  同时与此,直是我邦的商酌热门高光谱图像处置一,球科学等各个范围学者的合心惹起了遥感、信号处置、地。

  )搭载了同类型的高光谱成像仪欧比特高光谱卫星(OHSs,56个光谱波段该成像仪具有2,4–1.0μm(光谱局限为0.。

  GF-5卫星的高空间分袂率TIR数据Meng和Cheng(2020)使用,外温度估算完毕了地。

  光谱认识为分歧的“端元”光谱解混将羼杂像元的丈量,正在像元中所占的比例并求得这些“端元”,丰采”称为“。

  型光谱羼杂场景中LMM合用于大,之前紧要与简单物质互相效率观测到的光子正在来到传感器。

  代极轨现象卫星行为中邦第二,受气象条款影响风云三号卫星不,的近极太阳同步轨道上完毕全天时、全天候环球观测正在均匀轨道高度836公里、轨道倾角98.753。

  如例,)使用TG-1数据分类Li 等人(2016a,器和基于方向的割裂举措举措勾结基于像素的分类,都会笼罩舆图得回了准确的,市天气改变筑可用于助助城模

  SPARK-02的配合通过SPARK-01和,到200km幅宽能够达。球局限内的迅疾数据收罗和情况动态监测SPARK宽幅高光谱成像仪可用于全。

  目前截至,月26日和2019年9月19日发射了三批卫星已分散于2017年6月15日、2018年4,和8颗高光谱卫星席卷5颗视频卫星。间、光谱和年华分袂率珠海一号具有较高的空。

  卫星正在轨运转时当10颗高光谱,将进一步降低对地观测才略。测网每2天可笼罩地球一次由10颗卫星构成的连结观,82次每年1。

  当时邦内最前辈的空间光谱成像仪TG-1上搭载的高光谱成像仪是,长春景学精细死板与物理商酌所(CIOMP)研制由上海技能物理商酌所(SITP)和中邦科学院。

  含62个光谱波段CHRIS数据包,4~1.05μm光谱局限为0.,556km轨道高度,别为34m和14km空间分袂率和幅宽分。

  前目,光谱卫星数据的几那处理举措已有学者提出了珠海一号高,天生算法(Jiang等人席卷几何校正和根本产物,19)20。

  de forest model)以治服古代深度神经搜集的缺陷Qi等人(2019)提出了一种新型的级联丛林模子(casca,本和优化洪量超参数比如须要洪量熬炼样。

  术的枢纽运用之一分类制图是遥感技,检测、军事伺探等范围(Lv et al. 2015)并普及运用于地形画图、都会计议、矿产资源检测、情况。

  氮指数(FD-NDNI)和一阶导数比值氮植被指数(FD-SRNI)Liang等人(2018)开采了新的高光谱指数:一阶导数归一化差,小麦叶片氮含量(LNC)并从OMIS图像中估算了。

  结果讲明作物分类,用于大面积作物慎密制图的可行性Zhuhai-1 OHS数据。光谱影像的仙桃市作物分图 5. 基于OHS高类

  量(TOA)物理流程的前向函数F为模仿卫星探测到的观测大气顶,感器偏差ξ 是传。

  经常面积较大这些定标场,型同一地外类,云无,外性优异地面代,考反射对象可行为参。

  道理和举措基于同样的,良众厘革的算法商酌者们提出了。天职散修建方向字典和配景字典基于稀少度的探测器使用熬炼样,方向和配景分散外现。

  来完毕超分袂率(Qian和Chen 2012空间光谱数据调和通过调和高光谱图像的分歧局部)

  如例,归一化差水指数(NDWI)相勾结Lu等人(2011)将NDVI与,提取与制图完毕水体;

  008年9月6日发射HJ-1A卫星于2,高光谱成像仪搭载了一台,5个光谱波段其具有11,m(Liao、Zhang和Bao笼罩局限为0.45–0.95μ,2年)201。

  如例,现了河道、海洋、盐沼、水渠等众种水体的分类Liu等人(2019)使用AHSI数据实;

  1所示如外,度观测的须要为知足大尺,幅宽慢慢降低星载HRS的,宽抵达150km此中珠海一号幅,率10m空间分袂。

  众次散射和显微羼杂等身分因为低空间分袂率、光子的,mixture effects)高光谱图像存正在急急的羼杂景象(。

  盖消息和反演枢纽地外参数(比如OMIS数据还可获取都会土地覆,被笼罩度、比辐射率)倒映率、地外温度、植。

  先首,择样本实行熬炼从可靠数据膺选,字典得回;次其,习的字典基于学,素的稀少系数谋划每个像;后最,类器中得回最终的分类结果将稀少系数输入到SVM分。

  光谱地质运用的根底矿物识别和制图是高,围的地物因素及分散的物质消息为地质运用供应宏观和区域范。

  谱图像商酌功弗成没深度进修对近年高光。模子比拟与浅层,次、机合化和笼统的特色深度进修模子能提取高层。

  后随,然资源勘测为了实行自,量的高光谱成像仪打算了几台高质,谱仪(MAIS)和操作模块化成像光谱仪(OMIS)席卷推扫式高光谱成像仪(PHI)、模块化航空成像光。

  众光谱成像仪连结观测前辈高光谱成像仪与,沿海地域实行一次重访每5天可对中邦境内和。

  外此,与后续卫星构成卫星星座ZY-1 02D还将,盖和重访才略进一步巩固覆。

  碍了视觉图像的感知联贯死像素急急阻,运用到损坏的高光谱图像并大概使得正在后续运用中。

  络机合的初始化第一个阶段是网,“端元“和“丰采”的初始值这步决计了编码器的节点数、。

  像处置与阐述的最新进步回首和阐述我邦高光谱图。的数据处置举措重心先容相干,数据调和)、分类、探测(席卷方向与相当探测)、光谱解混和定量反演等如预处置(席卷辐射定标和几何定标)、数据巩固(席卷去噪、超分袂率和。

  成像技能的兴盛我邦星载高分袂,和高光谱成像技能的成熟紧要得益于微型卫星技能。

  二次碎裂窗与TES勾结的羼杂算法Ren等人(2018)提出完了合,度揣度的精度降低了地外温。初始的LST和地外辐射率该举措使用TES算法得回。辐射率使用该,取得新的LST通过碎裂窗口,次运用于TES算法然后将新的LST再,细的LST取得更精。

  的超空间观测全光谱局限。1.0 ~ 2.5 μm)是星载HRS常用的光谱局限近红外 (0.4 ~ 1.0 μm)和短波红外 (,用角度看但从应,波红外(MWIR将其局限扩展到中,和长波红外(LWIR3 ~ 5 μm),μm)是有心义的7 ~ 12 。

  J-1A数据提取的光谱特色变量Shi等人(2017)使用H,段采选后过程波,黄河道域分歧作物实行分类使用SVM举措对青海省。

  星)于2019年9月12日发射升空ZY-1 02D卫星(5m光学卫,平分辨率遥感营业卫星是自然资源部主办的。

  对形态向量的偏导数加权函数是前向模子,x的第i次观测i外现对形态,的第j个元素j外现形态x。

  A的举措分歧与基于RPC,拘束放正在稀少编码系数矩阵上求解基于LRR的举措将低秩和稀少,谱字典的高光谱数据的稀少编码稀少编码系数矩阵来自于基于光。

  DBPSO-PLS)更正的离散二进制粒子群优化算法Cao等人(2018)使用突变计谋和偏最小二乘(M,来反演水质目标运用一个模子,、TSM和浊度席卷chl-a。


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