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《遥感学报》2023,(11):2467-2483
人类活动、极端气候、物种入侵等事件导致植物的生物多样性丧失加剧,生物多样性保护迫切需要快速准确地收集陆地植物多样性信息。高光谱遥感的出现,为大空间尺度上的植物多样性研究提供了技术基础,为群落和景观水平的生物多样性相关理论的验证提供了契机。本文简要回顾了近年来高光谱遥感技术的发展及其在植物多样性研究中的应用。重点介绍了两类高光谱遥感反演多样性的手段,即直接反演和间接反演。直接反演手段以光谱变异假说为理论基础,从光谱曲线特征入手直接建立光谱信息与植物多样性的关系;间接反演手段则通过植被指数将光谱信息关联植物多样性,或通过定量反演功能性状计算功能多样性指标,进而实现植物多样性的间接估测。论文进一步结合实例,论述了高光谱遥感技术在大尺度生物多样性相关研究中的应用,如物种入侵监测、物种分布及多样性格局制图、生物多样性与生态系统功能关系研究。最后分析了高光谱遥感技术在生态研究应用中的局限性。随着多源遥感技术的发展日渐成熟,高光谱遥感技术与地面通量监测、激光雷达、计算机可视化等其他技术的协同应用可能是在生物多样性研究领域中一个新的发展方向。 相似文献
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基于谱学的成像光谱遥感技术发展与应用 总被引：18，自引：3，他引：15
成像光谱遥感技术是80年代初发展起来的新型遥感技术。近20年来,该技术发展很快,已成为遥感技术发展的3大趋势之一(成像光谱遥感,微波遥感及3S技术系统)。由于成像光谱具有高光谱分辨率的图像与光谱合二为一的特点,它的发展不仅使遥感技术能有效地直接识别地表物质,而且还能更深入地研究地表物质的成分及结构。本文综述成像光谱遥感技术的发展,理论基础,方法技术及其应用。 相似文献
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高光谱遥感技术是遥感领域的研究热点之一。然而,由于成像口径与能量等限制因素,难以同时获得高光谱和高空间分辨率的图像,这极大限制了高光谱遥感在精细尺度任务中的应用。近年来,随着高光谱成像技术及无人机为代表的新型观测平台的发展,高光谱高空间(双高,同时具备纳米级光谱分辨率与亚米级空间分辨率)遥感技术发展迅猛,推动了高光谱遥感技术的应用,但同时也带来了更多问题。极高的空间与光谱分辨率使得数据更加海量高维,加剧了高光谱数据的空间异质性和光谱变异性,为影像智能信息处理带来更大的挑战。为此,本文将从双高遥感影像基准数据集、双高遥感影像智能信息处理、双高遥感影像典型应用3个方面论述双高遥感应用与发展现状。 相似文献
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高光谱遥感技术从20世纪80年代出现以来,已迅速成为对地观测的重要组成部分,其影像信息提取是地物信息提取的主要数据来源。高光谱遥感影像除提供地物的空间信息之外,其成百上千个波段携带的光谱信息所提供的光谱诊断能力可以对地物目标进行精细化解译,大大增强了对地物信息的提取能力。充分利用高光谱遥感影像丰富的光谱信息对地物目标进行精细化解译成为近年来遥感领域的研究热点。对基于量子优化算法的高光谱遥感影像处理方法进行阐述,介绍了量子优化算法的发展与技术,并概括了其在高光谱遥感影像中的应用,并对量子优化算法在高光谱遥感影像处理中的应用发展提出建议和展望。 相似文献
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高光谱激光雷达提取植被生化组分垂直分布 总被引：1，自引：1，他引：0
对地高光谱激光雷达可以获得观测对象含有高光谱属性的全波形激光雷达回波,为探测植被生化特征的立体分布提供了新的遥感探测手段。基于此仪器开展室内试验,提出了植被生化组分垂直分布提取方法。首先,针对仪器的特点,提出了高光谱激光雷达全波形数据处理的方法;其次,以火炬花为例开展了室内扫描,并对获取的高光谱激光雷达数据进行了处理,获得带有高光谱属性的激光雷达点云数据;最后,根据植被指数与生化组分的关系,提取了叶绿素和胡萝卜素的生化组分垂直分布结果。研究结果表明,在植被顶部生化组分含量较低,叶绿素a普遍低于0.5 mg/g,胡萝卜素低于0.2 mg/g,而在中部叶片处,生化组分含量明显较高,与红色(顶部)和绿色叶片(中部)在植被垂直方向的分布一致,这表明基于仪器开展植被生理生化参数垂直分布遥感反演具有极大的应用潜力。 相似文献
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《遥感学报》2020,(4)
正相比其他光学遥感技术,高光谱成像技术的"谱像融合"特点,既能成像又能测谱,能够获取地物的光谱"指纹"信息,对地物成分的精细分类和识别具有特别的优势,已成为对地观测的重要前沿技术手段。星载高光谱成像技术具有观测范围广和应用成本低等优势,受到国际遥感界的普遍关注。由于星载高光谱载荷的研制面临的技术挑战大、难度高,自2000年美国发射EO-1卫星(搭载Hyperion高光谱载荷)后的十几年内,星载高光谱成像载荷技术未获得重大的突破,一直难以同时兼顾宽谱宽幅、高光谱分辨率和高探测灵敏度的要求。发展高性能的星载高光谱成像载荷及提高处理应用技术水平已成为世界各国共同关注的热点。 相似文献
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用于测绘的激光雷达技术的研究与应用在国际上已经经历了二十多年的发展历程。作为一种多平台主动探测技术,激光雷达已经和光谱成像技术以及合成孔径雷达一起构成当代遥感观测的核心技术体系。文章尝试对基于激光雷达数据的数据处理、信息提取及应用等进行综述,内容涉及点云分割、地物识别、点云滤波以及实际应用的最新研究进展。 相似文献
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地震是一种会造成人类生命财产重大损失的突发性自然灾害,震后第一时间启动应急响应并开展灾情的快速评估能有效地减轻地震灾害带来的破坏。空间对地观测技术为宏观性的地震应急与调查工作提供了便捷、经济的途径,随着空间对地观测技术与数据处理技术的不断发展,各国学者对遥感应急调查开展了大量深入的研究工作,相关研究成果已广泛地应用于地震应急的实际工作中。但是,遥感数据类型与处理技术的多样化也带来了应急信息的散乱,导致遥感快速应急响应系统性不强,使得应急服务不持续,一定程度上限制了遥感技术的效能;为此,针对现阶段遥感技术在地震应急调查中的应用情况,在总结地震应急调查常用遥感技术手段的基础上,分析了遥感快速应急响应面临的技术挑战,重点梳理了地震应急不同阶段对遥感数据及应急专题产品产出类型与时效性的现实需求,结合震后灾区影像数据的情况,系统地分析了光学、雷达、激光雷达遥感技术在地震应急调查应用中的技术现状与存在的问题。在实际地震应用案例分析的基础,总结剖析遥感应急工作存在的问题,并重点从海量数据快速处理、震害信息智能化提取、多源数据协同分析3个技术层面论述了遥感地震应急面临的核心困难,基于此,结合在轨数据实... 相似文献
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植被生物量高光谱遥感监测研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
植被生物量的评估对于研究全球碳循环具有重大意义,而高光谱遥感技术为精确反演地表属性提供了重要的数据支持。针对如何更好地应用高光谱遥感技术进行植被生物量精确反演的问题,该文详细阐述了国内外应用高光谱技术估测植被生物量的研究进展。对反演植被生物量所涉及的数据源、反演模型的构建方法及其模型特点、反演模型应用对象等内容进行了综合评述,并通过分析认为,高光谱遥感技术较传统的多光谱遥感技术在生物量反演精度上有了显著的提高。同时,对建模方法、多源遥感数据融合以及模型通用性等方面的研究进行了展望,以达到在大尺度范围内对植被生物量进行准确反演的目的。 相似文献
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Relevance of airborne lidar and multispectral image data for urban scene classification using Random Forests 总被引：3，自引：0，他引：3
Li GuoNesrine Chehata Clément MalletSamia Boukir 《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》2011,66(1):56-66
Airborne lidar systems have become a source for the acquisition of elevation data. They provide georeferenced, irregularly distributed 3D point clouds of high altimetric accuracy. Moreover, these systems can provide for a single laser pulse, multiple returns or echoes, which correspond to different illuminated objects. In addition to multi-echo laser scanners, full-waveform systems are able to record 1D signals representing a train of echoes caused by reflections at different targets. These systems provide more information about the structure and the physical characteristics of the targets. Many approaches have been developed, for urban mapping, based on aerial lidar solely or combined with multispectral image data. However, they have not assessed the importance of input features. In this paper, we focus on a multi-source framework using aerial lidar (multi-echo and full waveform) and aerial multispectral image data. We aim to study the feature relevance for dense urban scenes. The Random Forests algorithm is chosen as a classifier: it runs efficiently on large datasets, and provides measures of feature importance for each class. The margin theory is used as a confidence measure of the classifier, and to confirm the relevance of input features for urban classification. The quantitative results confirm the importance of the joint use of optical multispectral and lidar data. Moreover, the relevance of full-waveform lidar features is demonstrated for building and vegetation area discrimination. 相似文献
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Hyperspectral image and full-waveform light detection and ranging (LiDAR) data provide useful spectral and geometric information for classifying land cover. Hyperspectral images contain a large number of bands, thus providing land-cover discrimination. Waveform LiDAR systems record the entire time-varying intensity of a return signal and supply detailed information on geometric distribution of land cover. This study developed an efficient multi-sensor data fusion approach that integrates hyperspectral data and full-waveform LiDAR information on the basis of minimum noise fraction and principal component analysis. Then, support vector machine was used to classify land cover in mountainous areas. Results showed that using multi-sensor fused data achieved better accuracy than using a hyperspectral image alone, with overall accuracy increasing from 83% to 91% using population error matrices, for the test site. The classification accuracies of forest and tea farms exhibited significant improvement when fused data were used. For example, classification results were more complete and compact in tea farms based on fused data. Fused data considered spectral and geometric land-cover information, and increased the discriminability of vegetation classes that provided similar spectral signatures. 相似文献
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辐射归一化旨在减小不同时相遥感影像间因获取条件不一致而导致的非地表辐射变化的差异,是土地覆盖变化监测的重要前提条件。本文根据高光谱图像上同类地物的谱形及数值的相似性,利用光谱角距离(SAD)和欧氏距离(ED)双重判定选取不变特征点,提出了一种基于光谱角—欧氏距离的辐射归一化方法。在评价指标中除了常用的均方根误差和相对偏差,更增加了高光谱特色的衡量光谱保真性指标:皮尔森系数、光谱扭曲程度。利用高光谱遥感CHRIS图像对本文提出方法进行验证,并与基于多元变化检测(MAD)的辐射归一化方法比较。结果表明,本文方法不仅在辐射特性上优于基于多元变化检测(MAD)的方法,而且具有保持光谱特性的优势,具有较好的应用前景。 相似文献
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微型凝视高光谱成像仪可以同时获取两个空间维度和一个光谱维度图像,且仅记录整个高光谱图像的外方位元素而不是记录每一帧图像的外方位元素,避免了扫描时的几何不稳定性,有效解决了小型线扫式高光谱成像仪成像几何变形大的问题,适合于姿态不稳定小型无人机负载平台。目前,研究大多集中于线扫式高光谱成像仪辐射校正方法。凝视型高光谱成像仪应用时间较短,国内外没有较为成熟的数据处理研究,阻碍了无人机微型凝视高光谱成像系统的应用。本文研究了无人机载微型凝视高光谱成像仪辐射响应线性度特性和辐射响应变异性的校正方法,并定量评估该方法的有效性。结果表明,辐射响应变异性校正前,高光谱图像存在明显的渐晕效应和条带现象,校正后,不同波段中像元的辐射响应变异系数显著下降,且渐晕效应和图像条带明显减少。本文提出了基于多目标辐射定标方法,并通过比较定标后的高光谱图像光谱与地面光谱仪实测地物光谱来验证辐射定标的精度。结果表明,多目标辐射定标方法的定标结果表现出更好的效果,特别对于近红外波段,与光谱仪实测的地物反射率差异较小。 相似文献
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云遮挡对高光谱影像的应用造成了不可忽视的影响。现有云去除方法通常利用时域近邻的同源影像提供辅助信息。然而,高光谱影像(如GF-5和EO-1高光谱影像)较低的时间分辨率导致同源辅助影像中可能存在较大的地物覆盖变化。时间分辨率更高的多光谱影像(如Landsat 8 OLI影像)能提供时间上更接近于高光谱云影像的辅助信息,从而减少地物覆被变化带来的影响。为应对高光谱和多光谱波段之间差异较大的问题,本文基于空谱随机森林(spatial-spectral-based random forest,SSRF)方法,提出一种利用多光谱影像(Landsat 8 OLI影像)对高光谱影像进行厚云去除的方法,将其简记为SSRF_M。SSRF_M较强的非线性拟合能力使其能够综合利用多光谱影像所有波段的有效数据对各个高光谱波段进行重建。本文使用GF-5和EO-1高光谱影像进行模拟云去除试验,视觉和定量评价结果均表明,与利用时间间隔更长的同源辅助影像的方法相比,本文方法能获得更高精度的云下信息重建结果。 相似文献
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Terrestrial laser scanning (TLS) is a valuable tool for creating virtual 3D models of geological outcrops to enable enhanced modeling and analysis of geologic strata. Application of TLS data is typically limited to the geometric point cloud that is used to create the 3D structure of the outcrop model. Digital photography can then be draped onto the 3D model, allowing visual identification and manual spatial delineation of different rock layers. Automation of the rock type identification and delineation is desirable, and recent work has investigated the use of terrestrial hyperspectral photography for this purpose. However, passive photography, whether visible or hyperspectral, presents several complexities, including accurate spatial registration with the TLS point cloud data, reliance on sunlight for illumination, and radiometric calibration to properly extract spectral signatures of the different rock types. As an active remote sensing method, a radiometrically calibrated TLS system offers the potential to directly provide spectral information for each recorded 3D point, independent of solar illumination. Therefore, the practical application of three radiometrically calibrated TLS systems with differing laser wavelengths, thereby achieving a multispectral dataset in conjunction with 3D point cloud data, is investigated using commercially available hardware and software. The radiometric calibration of the TLS intensity values is investigated and the classification performance of the multispectral TLS intensity and calibrated reflectance datasets evaluated and compared to classification performed with passive visible wavelength imagery. Results indicate that rock types can be successfully identified with radiometrically calibrated multispectral TLS data, with enhanced classification performance when fused with passive visible imagery. 相似文献
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全球地表覆盖遥感制图与关键技术研究项目要求对两个基准年度(2000年、2010年)全球30 m分辨率的多光谱遥感数据进行辐射处理和几何精纠正处理,为地表覆盖制图完成数据准备。数据以Landsat TM/ETM+为主,HJ-1A/B CCD数据为补充,共计2万多景影像需要进行辐射处理,有1000多景HJ-1A/B CCD影像需要几何精纠正。如此大规模的数据处理,自动化处理是必然的选择。本文介绍了HJ-1A/B CCD图像几何精纠正自动化实现中关键问题的解决方法和精度评价结果,Landsat TM/ETM+和HJ-1A/B CCD图像自动化辐射校正中关键问题的解决方法和精度评价结果,以及大规模的数据处理活动引发的一些思考。 相似文献
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Classification of hyperspectral remote sensing data is more challenging than multispectral remote sensing data because of the enormous amount of information available in the many spectral bands. During the last few decades, significant efforts have been made to investigate the effectiveness of the traditional multispectral classification approaches on hyperspectral data. Formerly extensively established conventional classification methods have been dominated by the advanced classification approaches and many pre‐processing techniques have been developed and incorporated in hyperspectral classification. A perspective survey of hyperspectral remote sensing classification approaches is presented here. It comprehensively highlights the taxonomy of major classification approaches reported during the last two decades and describes an experimental evaluation of a few major classification algorithms. Recent advancements in the development of classification approaches are also emphasized with a set of guidelines for achieving better classification performances. 相似文献