土壤速效磷含量成像和非成像光谱预测差异性分析

以139个皖北砂姜黑土样品为研究对象,首先在室内采集土壤在400~1 000 nm可见近红外光谱区域的成像和非成像2组光谱数据,再对光谱进行Savitaky-Golay卷积平滑、标准正态变量变换(SNV)和一阶微分(FD)等一种或多种组合处理,最后利用偏最小二乘回归(PLSR)分别建立土壤速效磷(AP)含量回归模型。对2组光谱进行光谱特征分析和相似度分析,并对比模型预测效果,结果显示,成像和非成像光谱在形态上趋向一致,且非成像光谱的反射率值在每个波长点上均高于成像光谱;平滑处理后2种光谱的光谱相关拟合度得到提高;经预处理后,2种光谱建立的模型预测精度均有所提高;非成像光谱经预处理后建立的最优模型预测精度(验证集相对分析误差MRPD为2.02)高于成像光谱(验证集相对分析误差MRPD为1.85)。因此,成像光谱相对于非成像光谱在400~1 000 nm波段建立的土壤速效磷含量回归模型预测能力稍差,但通过光谱预处理变换可以降低成像和非成像光谱的差异性并缩小成像与非成像光谱模型预测精度的差距。

地面成像和非成像地物光谱仪在不同水分环境下湿地植被光谱特征对比研究——以东洞庭湖湿地区域苔草植被光谱特征为例

利用SOC710VP成像光谱仪和ASD Field Spec 3地物光谱仪在湿地区域获取了典型湿地植被苔草光谱反射数据信息,比较了在不同水分环境下两个仪器在400—1 000 nm波长范围的光谱特征,对两种仪器的光谱结果进行了9种典型植被指数运算和比较。结果表明,在不同的水分环境下(土壤含水率51%、32%、14%三个区域比较分析)SOC710VP的反射率曲线和地物光谱仪ASD Field Spec 3的趋势相近,二者有很好的一致性,表现在550 nm和730 nm的反射峰,690 nm和970 nm的吸收谷,以及连续的近红外反射平台。二者也有非常明显的区别:1)SOC710VP在3个土壤水分环境下的苔草叶片光谱值都大于ASD Field Spec 3所采集到的苔草叶片光谱反射值;2)SOC710VP反射率曲线没有ASD Field Spec 3测出的原始光谱曲线平滑,波动幅度变化更大,在近红外波段较明显,变化更清晰,利于后续的光谱端元聚类分析。综上证明:成像光谱仪获取的数据具有图谱合一、光谱曲线特征可靠的特征,在湿地近地高光谱遥感研究中具有很大潜力,拓展了湿地资源遥感监测的技术手段。

基于成像光谱仪的冬小麦苗期冠层叶绿素密度监测

利用自主研发的MSI200型成像光谱仪对冬小麦苗期叶绿素密度进行遥感监测,并与ASD Fieldspc FR2500型非成像地物光谱仪测定数据相比。结果表明,两种仪器所得R720、FD660、FD550、TCARI、GNDVI、PPR（550,450）、NRI等光谱特征参量均与叶绿素密度显著相关,拟合度较高,说明MSI200型成像光谱仪测定的作物光谱数据是可靠的。对筛选出的模型进行检验,ASD Fieldspc FR2500模型的预测精度达86.61%～92.79%,MSI200达91.26%～95.54%,其中PPR对叶绿素密度预测精度最高,RMSE分别为0.8391和0.0979。与传统非成像地物光谱仪相比,成像光谱仪能够提取纯冠层光谱信息,所得模型精度高、误差小,筛选的植被指数和特征波段对于航天、航空遥感器的定标有重要意义。

高光谱遥感技术在东风渠水污染分析的应用

以ASD Fieldspce（R）Pro FR全波段野外光谱仪（350~2 500 nm）进行室内光谱测量为光谱数据获取手段,以提取水体光谱信息为目标,设计光谱采集方案,进行光谱数据测量和东风渠污染物光谱特性研究;并使用ENVI遥感软件对光谱数据进行了相关处理及各种变换以突出光谱数据的细微差别,有利于光谱数据的对比分析。

氧气A吸收带平均透过率的多光谱非成像测量

为了解决氧气A吸收带被动测距中使用高光谱成像系统存在测量实时性差的问题,提出了一种氧气A吸收带平均透过率的多光谱非成像测量方法。该方法利用3个窄带滤光片分别采集目标位于氧气A吸收带及其左右带肩的辐射强度信息。选择光电倍增管作为光电转换器件,在外场条件下开展氧气A吸收带平均透过率测量实验。建立了氧气A吸收带透过率的逐线积分模型,通过对比实验测量值与模型理论值验证了该方法的可行性。对比结果表明,在测量距离为100~400m范围内,氧气A吸收带平均透过率的测量误差在0.146%~1.576%之间,证明了该方法的可行性。

非制冷热红外成像光谱仪内部杂散辐射的分析与抑制

尺寸小、成本低和寿命长的非制冷热红外成像光谱仪对探测高温目标有巨大潜力,但其严重的内部噪声会降低检测灵敏度。非制冷热红外成像光谱仪主要的噪声包括探测器噪声、光机元件表面散射杂光引起的噪声、光栅非工作级次产生的杂光噪声和光机元件自身的背景辐射噪声。推导了包含上述噪声的噪声等效温差(NETD)公式,以Offner型热红外成像光谱仪为例,分析NETD与系统F数和机械元件内表面光学属性等主要影响因素之间的关系,研究了光机表面抛亮处理在抑制光谱仪内部背景辐射噪声方面的能力。最后,采用像元间线性关系法扣除了剩余的噪声,使探测信号与目标本身信号基本一致。

基于高光谱技术的森林病虫害研究现状

目前国内外学者应用高光谱遥感技术在森林病虫害研究领域上做了大量的研究.本文以非成像地面高光谱和成像高光谱技术在森林病虫害应用方面展开了详细介绍,并提出了高光谱遥感技术在森林病虫害研究中所面临的关键技术问题和难点及其未来发展态势.

一种森林土壤惰性碳和缓效性碳快速估算方法

高光谱遥感技术因其便捷快速、节约成本、非破坏性和准确度高的特点,被广泛应用于资源环境、军事、大气遥感和测绘等领域。本研究在化学实验(碳库分离)的基础上,结合高光谱遥感技术,利用统计分析工具SAS分析家模块将三库分离数据与光谱反射率数据进行多元逐步回归分析,筛选出敏感波段,从而建立起了一种森林土壤惰性碳和缓效性碳的快速估算模型。研究发现,无截距模型的显著性较为明显,解释能力和预测能力较好。利用光谱求平均和平滑去噪方法处理过的光谱反射率数据通过逐步回归筛选出来的敏感波段组合对森林土壤惰性碳和缓效性碳含量有较强的预测能力。可以利用高光谱技术来进行森林土壤惰性碳含量和缓效性碳含量的快速估算与监测。