高光谱卫星图像协同处理理论与方法
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1.1 遥感卫星载荷主要参数指标及相互关系

高光谱遥感是将成像技术和光谱技术相结合的多维信息获取技术,能探测目标的二维几何空间与一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。高光谱成像技术是20世纪80年代初在多光谱成像技术的基础上发展而来的,高光谱遥感的出现可以称得上是遥感技术的一场革命,它使得原本多光谱遥感无法有效探测的地物,在高光谱遥感中得以探测。高光谱遥感数据的光谱分辨率高达10-2λ数量级,在可见光到短波红外(Short Wave Infrared,SWIR)波段范围内光谱分辨率为纳米(nm)级,光谱波段数多达数十甚至数百个,各光谱波段间通常连续,因此高光谱遥感通常又被称为成像光谱遥感[1]。高光谱遥感图像具有很高的光谱分辨率,能够提供更为丰富的地球表面信息,因此受到国内外学者的很大关注并得到了广泛应用,其应用领域已涵盖地球科学的各个方面,成为地质制图、植被调查、海洋遥感、农业遥感、大气研究、环境监测等领域的有效技术手段,发挥着越来越重要的作用[2]

自2000年起航天高光谱遥感逐步发展,目前已发射美国的Hyperion成像光谱仪、HICO海岸带高光谱成像仪、欧洲的CHRIS成像光谱仪、印度的HySI超光谱图像仪。我国自2007年在嫦娥一号(CE-1)上搭载干涉成像光谱仪(Imaging Interferometer,IIM)以来,已陆续发射了HJ-1A超光谱成像仪、天宫一号高光谱成像仪、高分五号(GF-5)可见短波红外高光谱相机(Advanced Hyperspectral Imager,AHSI)。表1-1为2018年发射的GF-5卫星所搭载的可见短波红外高光谱相机的主要载荷参数指标[3],从中可以看出,遥感器的指标需要从光谱、空间、辐射等多个方面进行表征,其中光谱分辨率、空间分辨率、信噪比等是影响数据应用的核心指标。

表1-1 GF-5卫星所搭载的可见短波红外高光谱相机主要载荷参数指标