高光谱遥感技术的优势

高光谱遥感是高光谱分辨率遥感（Hyperspectral Remote Sensing）的简称。它的传感器由特殊的成像光谱仪组成，而这个光谱仪能在波长范围为10 nm这么窄的波段做光谱测量。这样高光谱遥感可以收集到上百个非常窄的光谱信息。

下面举一个简单的例子，来感受高光谱遥感的优点。我们知道对于TM影像或者QuickBird影像，它们在红波段（630～690 nm）只采集一个光谱值。假设有三个地物A、B、C，它们的光谱反射率如图11-1所示。在这个波段，地物A的光谱反射率在下降，从0.6下降到0.2；而地物B保持在0.4，没有变化；地物C的光谱在上升。由于TM在这个波段只采集一个光谱值，即获得的为这个波段的均值，因此这3个地物表现在TM影像上，都是0.4。尽管地物A、B、C光谱有明显的区别，但在TM影像上，这三个地物却无法区分开来。

但如果利用高光谱遥感，由于它可以在很窄的波段上测量，可以把这个红波段（630～690 nm）再划分成3个波段（630～650 nm，650～670 nm，670～690 nm），高光谱遥感可以在这3个波段分别获取数据。此时地物A获得的数据不再是一个，而是三个光谱值（0.533，0.4，0.267）；同理，地物B的光谱值为（0.4，0.4，0.4），地物C的光谱值为（0.267，0.4，0.533）。此时在高光谱遥感中，地物A、B、C就可以得到很好的区分。这就是高光谱遥感比普通遥感识别能力强的原因，也是高光谱遥感成像的优点。

图11-1　高光谱遥感的特点(www.xing528.com)

从上面简单的例子可以看出，高光谱遥感的本质是通过加密波段数，从而获得地球表面地物更多、更详细的电磁波谱信息，因此对地物的精确识别提供了可能。

1999年12月18日，美国发射了一颗名为TERRA（拉丁语“地球”的意思）的卫星，其主要目的就是观测地球表面。MODIS就是搭载在TERRA卫星上的一个重要的传感器。

MODIS的全称为中等分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectra Radiometer），它有36个离散光谱波段，光谱范围从400 nm到14 400 nm全光谱覆盖，其地面分辨率为250 m、500 m和1 000 m，扫描宽度为2 330 km。

相比于TM影像，MODIS光谱分辨率大大提高，它有36个波段，这种多通道观测获得的数据大大增强了人们对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力。而TM影像仅有7个波段的数据。目前，MODIS的多波段数据可以同时提供反映陆地表面状况、云边界、云特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化学、大气中水汽、气溶胶、地表温度、云顶温度、大气温度、臭氧和云顶高度等特征的信息。这是高光谱遥感在航天遥感发展中的一大突破。