浅析高光谱遥感图像处理流程

1 高光谱介绍

人们日常生活中所见的光，是由多种颜色构成的复色光，通过棱镜等分光后显现的是单色光。这些单色光按不同波长（或频率）大小依次排列形成的图案，就是光谱。光谱分析是人类借助光认知世界的重要方式，地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。如果说肉眼光学成像能看到物质的形状、尺寸等信息，光谱分析则能获取物质的成分信息。

要获取更丰富、精细的物质成分信息，除了提升分光系统性能外，还可以改进分光方法、呈现方式等——高光谱遥感就是这样一种思路。高光谱遥感的特点是能在可见光到短波红外的光谱区间连续成像，传统的彩色相机只能记录红绿蓝三个通道的影像，且每个通道的带宽很宽，而高光谱成像所记录的通道数量可以达到数百个，且光谱通道很窄，分辨率很高，其光谱探测范围远远超过了人类肉眼的感知范围，能够探测人眼无法看到的大量信息，提高人们对自然和物质的认识。

因为能在非常窄的光谱波段内获取丰富的信息，利用高光谱技术获取的信息分辨率很高，甚至能分辨出观测物质的分子和原子结构，这是普通的光学遥感所达不到的。

高光谱遥感成像的原理：高光谱仪器扫描字画表面，获取图像上每个点的光谱数据；因为高光谱连续成像的特征，能够获得目标数百张不同波长的图像，这些图像叠加起来，在三维空间上就能形成一个图像立方体，将每个像素对应的数百张数字图像的数值连接起来，就成为一条光谱曲线。

2 高光谱数据处理栈

数据源

EO-1、矿物光谱

处理

Hadoop、Spectral Python

存储

Postgresql

可视化

GeoServer、PostGis、OpenStreetMap、OpenLayers

3 EO-1 卫星简介

地球观测卫星-1（EO-1）是NASA新千年计划（NMP）的第一颗对地观测卫星，也是面向21世纪为接替Landsat7而研制的新型地球观测卫星，目的是对卫星本体和新型遥感器技术进行验证。该卫星于2000年11月21日成功发射。

EO-1上搭载了3 种传感器，即：

高光谱成像光谱仪Hyperion

高级陆地成像仪ALI(Advanced Land Imager)

大气校正仪AC(Atmospheric Corrector)

高光谱数据的获取：

网站一：http://edcsns17.cr.usgs.gov/NewEarthExplorer/ 首先根据一步步的提示注册账号，然后就可以在网页的Data Sets上设置你要下载的EO-1数据，然后输入你要下载的范围，有两种：一种是通过输入四个角点的经纬度坐标；另一种是通过输入序列号，输入所需要影像时间段范围。

网站二：http://datamirror.csdb.cn/admin/dataEO1Main.jsp 这个网站是中国科学院建立的国际科学数据服务平台，首先也需要注册，点击数据检索——EO-1数据检索。可以框选，也可以通过经纬度来选择，但是数据有限。

4 分析工具

分析卫星图像需要Python强大的工具库的支持，由于环境配置的复杂性，建议使用Anaconda作为分析工具，另外可以根据需要添加Gdal，Wxpython库。

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