高光谱遥感实习报告

由天下分享时间：2024/11/6 8:39:30 加入收藏我要投稿点赞

高光谱遥感实习报告

一．数据预处理 ............................................................................................................................... 2

1. 数据说明 ............................................................................................................................... 2

2.数据转换 ................................................................................................................................ 3 2.FLAASH大气校正 .................................................................................................................. 4 3.图像裁剪 ................................................................................................................................ 7

二．光谱识别与地物分析 ............................................................................................................... 8

1.波段相关性分析 .................................................................................................................... 8 2.MNF变换 ............................................................................................................................... 8 3.端元提取 .............................................................................................................................. 10

3.1 2-D散点图法 ......................................................................................................... 10 3.2基于PPI的端元提取（N维散点图法） ................................................................ 13 三．实习心得 ................................................................................................................................. 19

一．数据预处理

1. 数据说明

环境与灾害监测预报小卫星星座A、B星（简称环境小卫星，简写HJ-1A /1B）于2009

年3月30日开始正式交付使用，HJ-1-A星搭载了CCD相机和超光谱成像仪（HSI），HJ-1-B星搭载了CCD相机和红外相机（IRS）。HJ-1A /1B卫星是继我国继气象、海洋、国土资源卫星之后一个全新的民用卫星。卫星投入使用后，对自然灾害、生态破坏、环境污染进行大范围、全天候、全天时的动态监测，对灾害和环境质量进行快速和科学评估，提高灾害和环境信息的观测、采集、传送和处理能力，为紧急救援、灾后救助及恢复重建和环境保护工作提高科学依据。

HSI 对地成像幅宽为50 km, 星下点像元地面分辨率为100 m，115个波段，工作谱段：459~ 956nm。具有30度侧视能力和星上定标功能。HJ-1数据应用于自然灾害、生态环境之前，需要进行几何及光谱方面的预处理。ENVI在数据读取、图像配准、精确大气校正等方面提供了非常好的工具。

2.数据转换

目前，网上免费获取的 HJ-1A /1B卫星CCD和HSI影像的分发的格式主要有两种：CCD为Geotiff，每一个波段为一个Geotiff文件，并提供一个元数据说明（.XML）; HSI为HDF5格式，也提供一个元数据说明（.XML）。

使用HJ-1数据读取补丁，启动ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools工具。直接读取CCD、HIS、IRS数据，之后选择Basic Tools->Convert Data(BSQ,BIL,BIP)，将刚才生成的文件转成BIL储存顺序的文件。至此，已经将HSI数据转成BIL储存顺序、带有中心波长信息、波段宽度信息的ENVI格式文件。

图1.1 HJ-1A /1B Tools面板

图1.2 数据转换面板

图1.3 转换后显示的图像

2.FLAASH大气校正

大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地表的真实物理模型参数，如地物反射率、辐射率、地表温度等。

遥感影像的大气校正是预处理的重要组成部分。大气对电磁辐射的影响主要是吸收和散射，并叠加在地物的反射信号上，使遥感像元处的图像清晰度和对比度下降。大气校正可以去除大气及光照对地物反射的影响，从而提高图像质量并正确地显示地物波普信息。

ENVI中操作步骤：① Basic Tool>Preprocessing >Calibration Utilities>FLAASH ② Spectral>FLAASH

③ Spectral>Preprocessing>Calibration Utilities >FLAASH

ENVI大气校正模块的高光谱处理主要有以下6个方面组成：⑴输入文件准备⑵基本参数设置⑶高光谱数据参数设置 ⑷高级设置 ⑸输出文件⑹处理结果

1）HSI数据已经经过了定标，单位是100W/(m2*um*sr )，启动FLAASH工具，在输入辐射率数据时候，缩放系数填写：1000（即缩小1000倍），（符合FLAASH对辐射亮度单位的要求（μW）/（cm2*nm*sr））。

图1.4 辐射率参数设置面板

2）选择传感器类型，成像中心点经纬度，成像时间，高度信息（成像区域和传感器飞行高度）等都可以在HDF5文件中获取。选择ENVI->File->Open External File->Generic Formats->HDF5，打开.h5文件。