高光谱遥感原理与方法

第1章绪论001

1.1　高光谱遥感的概念/001

1.2　高光谱遥感的特点/002

1.3　高光谱数据表达方式/002

　1.3.1　图像立方体/002

　1.3.2　光谱曲线/004

　1.3.3　光谱曲面/004

1.4　高光谱遥感的发展概况/005

　1.4.1　高光谱遥感的仪器研制/005

　1.4.2　高光谱数据的分析技术/005

　1.4.3　高光谱遥感的应用/007



第2章高光谱遥感机理和光谱仪009

2.1　高光谱遥感物理基础/009

　2.1.1　电磁波与电磁辐射/009

　2.1.2　基本电磁辐射定律/011

　2.1.3 　太阳辐射与物质的相互作用/013

2.2　高光谱非成像光谱仪/017

　2.2.1　地面地物光谱仪/017

　2.2.2　地面地物光谱仪的作用/022

2.3　高光谱遥感机理/022

　2.3.1　基本概念/022

　2.3.2　高光谱遥感成像关键技术/023

　2.3.3　成像光谱仪光谱成像原理/025

　2.3.4　成像光谱仪空间成像方式/030

　2.3.5　成像光谱仪系统简介/032



第3章地物光谱数据获取与预处理038

3.1　地物非成像高光谱数据获取方法/038

　3.1.1　光谱数据获取的基本步骤/038

　3.1.2　光谱数据获取的注意事项/041

3.2　地物高光谱图像数据获取方法/042

　3.2.1　SOC710 红外成像光谱仪简介/043

　3.2.2　SOC710 红外成像光谱仪的操作步骤/044

3.3　高光谱数据预处理/044

　3.3.1　非成像高光谱数据的处理/044

　3.3.2　成像高光谱数据的处理/046

3.4　异常光谱数据的剔除/047

　3.4.1　标准偏差法/048

　3.4.2　主成分分析法/048

　3.4.3　马氏距离/049

　3.4.4　箱形图/049

3.5　典型地物的光谱特征/050

　3.5.1　植被的光谱特征/050

　3.5.2　水体的光谱特征/054

　3.5.3　土壤的光谱特征/056

　3.5.4　岩石与矿物的光谱特征/057



第4章地物光谱分析与特征提取060

4.1　地物光谱特性分析/060

　4.1.1　地物光谱特性分析的目的/060

　4.1.2　地物光谱特性分析的基本方法/060

4.2　地物光谱数据变换方法/067

　4.2.1　初等变换/067

　4.2.2　光谱微分技术/068

　4.2.3　光谱连续统去除/070

　4.2.4　小波变换/071

4.3　地物光谱特征选择/078

　4.3.1　光谱特征选择的必要性/078

　4.3.2　光谱特征选择的准则/079

　4.3.3　光谱特征选择方法/084

4.4　地物光谱特征提取/089

　4.4.1　主成分分析/089

　4.4.2　*小噪声分离变换/091

　4.4.3　基于光谱重排的特征提取/092

　4.4.4　光谱吸收特征提取/092

　4.4.5　光谱斜率和坡向的特征提取/093

　4.4.6　基于光谱积分的特征提取/094

　4.4.7　基于二值编码的特征提取/094

　4.4.8　基于重要程度的特征提取/095

4.5　地物光谱特征规范化处理/098

　4.5.1　数据中心化/098

　4.5.2　数据标准化/099

　4.5.3　数据区间化/099

　4.5.4　数据均值化/099



第5章高光谱定量估测建模技术100

5.1　概述/100

　5.1.1　高光谱的定性分析/100

　5.1.2　高光谱的定量分析/101

　5.1.3　精度评定指标/102

5.2　回归分析法/103

　5.2.1　线性回归分析法/104

　5.2.2　非线性回归分析法/107

5.3　主成分回归法/109

5.4　偏*小二乘法/110

5.5　模式识别法/111

　5.5.1　模糊模式识别/112

　5.5.2　灰色关联模式识别/114

5.6　人工神经网络法/118

　5.6.1　神经网络基础/118

　5.6.2　神经网络模型/122

　5.6.3　神经网络的应用/125

5.7　支持向量机法/126

　5.7.1　支持向量机的基本原理/126

　5.7.2　支持向量机的特点及应用/129

5.8　权重自反馈的模糊综合预测法/131

　5.8.1　基于样本特征值模糊划分的预测模型/132

　5.8.2　基于预测因子加权综合值模糊划分的预测模型/134

5.9　可变模糊识别预测法/137

　5.9.1　相对隶属函数与相对差异函数/137

　5.9.2　可变模糊识别预测模型/138

　5.9.3　应用实例/140



第6章高光谱遥感技术的应用143

6.1　高光谱遥感技术在植被监测中的应用/143

6.2　高光谱遥感技术在精细农业中的应用/145

6.3　高光谱遥感技术在土壤性状监测中的应用/146

6.4　高光谱遥感技术在环境质量监测中的应用/147

6.5　高光谱遥感技术在农产品检测中的应用/148

6.6　高光谱遥感技术在地质调查中的应用/150

6.7　高光谱遥感技术在医学医药中的应用/151

6.8　高光谱遥感技术在化学与化工中的应用/152

6.9　高光谱遥感技术在国防安全中的应用/152



参考文献/155