遥感岩矿光谱研究的现状和发展趋势 _光谱

2.2.2.1 遥感光谱研究的现状
遥感岩矿光谱是遥感地质的基础研究工作之一，它在空间传感器的设计、最佳遥感波段的选择、卫星遥感数据的大气校正、图像数字处理方法的选择、参数的确定以及应用解译标志的确定等方面具有极其重要的意义，因此，国内外一些遥感研究部门对遥感岩矿光谱的研究，包括光谱的测试、数据分析处理和应用工作十分重视。
美国、前苏联等国家，从20世纪60年代到70年代主要在实验室和野外对岩矿和其他地物的光谱特性进行测试和分析，如对岩石、矿物、土壤、水体、农作物、森林、草地，积累了大量有价值的光谱信息，为80年代航空多光谱、航天遥感（MSS、TM）技术的发展和应用打下了基础。随着遥感技术的发展和应用领域的扩展，对岩矿光谱的研究不仅要对岩矿光谱进行测试、分析，而且还要对其进行数据分析处理以及应用方法研究，于是在80年代，遥感岩矿光谱研究非常活跃，形成了一个热点，尤其是国内在80年代初期更是如此。在这一时期，主要对遥感地物波段型的光谱数据作一些统计处理分析，如：均值、中值、方差（标准方差），T检验、秩检验和游程检验，回归分析、聚类分析、判别分析、主成分以及因子分析（庄培仁等，1986）等等。通过这些分析处理，一方面直接应用分析地物（如岩矿）的物理化学性质，另一方面与航天遥感数据MSS和TM对应分析，指导其图像处理，进行光谱选择以及应用解译标志的建立。在80年代后期，科学技术发展日新月异，航空、航天遥感技术发展也非常迅速，出现了航空的成像光谱技术，这一新技术的发展，使得遥感技术从微米级（μm）走向纳米级（nm）。遥感传感器的光谱分辨率提高了数十倍，甚至数百倍。野外遥感岩矿光谱仪从波段型（低分辨率）发展成连续的高分辨率光谱仪。由于成像光谱技术具有光谱-图像合二为一的特性，在航空、航天遥感成像光谱数据的分析处理和应用时，对岩矿光谱的研究就显得尤其重要，于是在这一时期岩矿光谱的分析测试以及光谱数据处理分析中，其特征的量化表示与提取的方法研究形成了光谱分析的热点。光谱特征信息处理、量化表示和提取的主要技术方法有：波形分析、光谱分析、外壳系数分析、编码分析（坡向编码、特征编码等）以及数据库技术。如果说80年代中期是成像光谱技术萌芽阶段，后期是发展阶段的话，那么，20世纪90年代成像光谱技术的发展与应用就是遥感技术发展的标志性阶段。在这一阶段，与之相应的遥感光谱研究也是迫切需要的，除了上述提到的方法技术之外，光谱特征分析（如特征谱形成机理），特征谱的提取、分析技术、与成像光谱对应分析技术以及光谱数据库分析技术则是光谱分析研究的重点，同时也代表着这一领域的研究方向。
国内的遥感研究起步比较晚，在20世纪70年代后期才开始。从这一段学习时期到80年代初期，国内的一些遥感研究部门，一方面开始进行岩矿光谱测试，另一方面开展MSS数据分析处理与应用。在这一阶段，国内遥感技术发展迅猛。到80年代中、后期，遥感岩矿光谱研究显得后劲不足，处于萧条阶段，主要进行一些对应TM波段的光谱测试，以及与之对应的数据统计分析，来指导TM图像处理与应用。
改革开放以来，国际技术交流在我国发展很快，遥感新技术——成像光谱技术，于90年代初期在我国就开始发展起来了。上海技术物理研究所研制的79通道成像光谱仪（AIS），谱写了我国遥感技术的新篇章，相继的一些研制机构开展了成像光谱技术，如中国科学院遥感应用研究所、上海技术物理研究所等。与之相应的光谱特征研究方法技术就成为了这一时期的成像光谱技术研究的热点之一。相应的分析方法技术，基本与国外水平相当。其主要技术仍然是开发遥感光谱特征数据库，成像光谱图像与光谱对应分析处理方法、特征谱的提取与识别的方法。
从20世纪60年代以来，随着国内外遥感技术的发展，遥感岩矿光谱特性研究的发展与现状如表2-2-1所示。从该表中，我们可以看出，国际上遥感岩矿光谱研究主要可以分为三个阶段。第一阶段（60～70年代），主要是岩矿光谱现状特性测试分析期；第二阶段（80年代），主要是光谱特性数据分析期；第三阶段（90年代），主要是成像光谱分析期。
2.2.2.2 遥感光谱的应用范围
由于光谱是地球表面上各种物质的电磁光谱反射、辐射（发射）、散射及透射的特性所形成的，因此涉及到从紫外到微波波长范围内各种地物的光谱特性研究与应用。在本书中，我们只讨论岩矿的反射光谱特性的应用研究范围。

遥感岩矿光谱研究的现状和发展趋势

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