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高光谱遥感原理与方法范文1
一、引言
多/高光谱遥感，是多/高光谱分辨率遥感测量的简称，它是从感兴趣的物体中获取许多比较窄、光谱连续的影像数据，并获取相应数据的技术。其工作范围是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内。多/高光谱遥感可以探测到可见光等不可探测或者很难探测到的物质。因而，多/高光谱遥感测量的出现是遥感领域的一次突破性革命。
多/高光谱遥感具有信息量大、光谱分析率高和图谱合一等优点，它可以实现同步获取目标信息、光谱信息以及辐射信息等优势，更为重要的是，多/高光谱遥感不需要人为信号源。多/高光谱遥感自诞生起就受到各个国家的重视和追捧，截至目前为止，多/高光谱遥感已经在地质勘探与地球资源调查、城市遥感与规划管理、环境与灾害监测、精细农业、深空探测以及军事目标识别等多个方面有了实质性的应用[2]，但是，它的前景依旧不可估量。多/高光谱遥感基本上属于无损、非接触式的检测，而文物古迹大多年代久远，有不可复原性，很难承受接触式测量带来的损伤和破坏，在这一点上，多/高光谱遥感和文物古迹保护不谋而合，将多/高光谱遥感和文物古迹保护有机的结合起来，是现代科学技术发展的趋势，也是考古界的需求和呼声。
本文主要探讨多/高光谱遥感在乐山文物古迹保护方面的应用，结合乐山市的具体信息，做出合理的分析和规划。
二、多/高光谱遥感在乐山大佛保护上的应用
很多的文物古迹都历经千百年时间，其表面或者内部都多少有一些损伤、风化或者腐蚀。这些文物又往往具有很高的历史价值，不能够随意进行接触式检测和调研，这对文物受损程度的评判带来了巨大的问题。
乐山大佛已经有了上千年的历史，大佛表面受到的磨损情况十分严重。根据相关专家的推算，现在我们看到的大佛，已经比最初的大佛“清瘦”了许多，也就是说，乐山大佛表面受到的风化和腐蚀情况十分严重。而大佛表面受损的情况，如果采用接触式的方法，一方面难度极大，效果不会很理想；另一方面，会对大佛表面产生伤害，进一步加强其表面的风蚀等。多/高光谱遥感则可以很好的解决这个问题，多/高光谱遥感是一种非接触式检测方法，既降低了检测成本，又保护了文物古迹，是一种较为可靠的方法。
我们知道，不同的物质对于多/高光谱遥感图像的不同波段有着不同的反应，这是基于多/高光谱遥感的特性。通过这些特性我们可以获得文物的一些内部信息，这些信息是很难通过文物表面检测而获得的。实际应用中，只要找到对大佛中的隐含信息较为敏感的波段，使用这些波段对其进行深入的研究，就可以获取一些普通方式无法获取的特征，从而可以恢复出一些已经消失的信息。此种技术已经在实际中有过采用的先例，例如，英国《星期日泰晤士报》于2006年5月28日首次向公众披露，塞拉奇尼借助多光谱成像技术成功地发现了达・芬奇的《三博士来朝》这幅世界名画背后的血腥的场面。
因此，如果我们把多/高光谱遥感应用在乐山大佛的保护上，将会卓有成效。一方面，我们可以通过多/高光谱遥感的信息，了解大佛本身的受损情况，并针对这些问题做出更好的保护措施，避免大佛受到进一步的伤害；另一方面，我们可以从大佛身上获得更多信息，预测大佛表面一些可能发生的问题，例如何处已经出现裂隙，何处已经出现凹陷，通过这些方面，我们可以防患于未然，在真正发生不可挽回损失之前就发现这些问题。
三、多/高光谱遥感在文物断代上的应用
多/高光谱遥感在文物的断代方面也有很好的作用。根据遥感学知识，即便是同一类型的文物，由于其年代不同，其原材料、加工工艺等方面都是大相径庭的，这些因素反应到成份上就造成了其光谱特征的不同。如果我们采用多/高光谱遥感对文物进行处理，就可以很容易的发现文物所含的成分特征，进而可以推断出文物大致的年限。但是，使用多/高光谱遥感对文物进行断代，需要通过测试大量相应的同类型材料样品，进而获得大量的数据，并通过这些数据建立一个丰富的光谱指纹数据库。通过这个数据库，我们就有了对比的准则，从而可以准确确定文物的年代。因此，如何建立一个数据量足够大的数据库，如何使得数据库的数据尽可能的涵盖各个方面，如何维护这个数据库，这些都是多/高光谱遥感在文物断代方面的一个现实问题。
乐山作为世界闻名的文化遗产丰富地区，拥有着大量的文物储备。但是，专家们对这些文物中的相当一部分的年代仍然存在着争议。对这些年限尚不明确的文物进行断代时就可以考虑使用多/高光谱遥感，相较于传统的断代方式，多/高光谱遥感方法可以更好的保护文物，避免断代时给文物带来的二次伤害，并且，在测量精度方面也有一定的保障。更多的去采用多/高光谱遥感断代方法，加快建设更完善的光谱指纹数据库，从长远角度来看，是非常有现实意义的。
四、多/高光谱遥感数字博物馆
在现代社会中，数字化已经成为了我们生活的大势所趋，在文物古迹方面也是如此。目前，已经出现了很多的数字博物馆，例如北京故宫博物院已经出现了数字紫禁城。但是，我们现在经常的数字博物馆，往往所涉及的都是可见光波段的图像，虽然已经具有很好的效果和实用价值，但是相比较于多/高光谱遥感，我们还有很多可以进一步研究的地方。与可见光相比较，多/高光谱遥感拥有更丰富、更立体的光谱信息，把多/高光谱遥感尝试应用到数字博物馆中，将会是一个很好的选择。普通的基于可见光的数字立体图像仅仅是对文物的空间信息进行了记录和再现，缺乏对文物的进一步信息的全方位立体的保存和重现，这使得我们在对文物做深入研究时有很大的局限性。
多/高光谱遥感相比较于可见光，可以获得更多的信息，除了三维信息、颜色信息之外，还有光谱信息。光谱信息是一个很广泛的事物，通过光谱信息，我们可以了解许多隐含的信息，例如文物的材质组成、历史变化、三维结构和外观形态等。多/高光谱遥感可以通过这些信息了解文物古迹的受损情况、年代推算，还可以对文物进行完好度评估，以及推算出受损文物的原貌等等。例如，埃及考古学家通过多/高光谱遥感技术，对已经淹没海底的古亚历山大港进行了数字重现，获得了极好的效果，古亚历山大港已经淹没海底，接触式的测量和评估是不现实的，多/高光谱遥感则为科学家们提供了很好的评估手段，对沉睡海底千年的古城重新展现在人们眼前。
结合于乐山市，通过多/高光谱遥感建立数字博物馆也是很必要的选择。如果建立乐山大佛或者峨眉山景区的多/高光谱遥感数字博物馆，一方面，我们可以利用多/高光谱遥感获得的文物古迹的光谱信息，对文物进行分析，更好地去保护这些乐山地区的文物古迹；另一方面，我们可以将获得的光谱信息和文物的普通信息一同展示出来，以数字博物馆的形式向人们展示，更大的信息量，更科学的分析和更合理的保护建议，在观众之中一定有更强烈的反响。例如，我们可以将乐山大佛等文物古迹的基于多/高光谱遥感数字博物馆放在互联网上，让更多的人去了解乐山地区宝贵的历史资源。无论从文物的保护层面还是所带来的宣传效应，这都是很好的选择。
五、结语
乐山作为一个拥有丰富历史资源的地区，在现有的保护措施的基础上，应该着眼于以多/高光谱遥感为例的新科技上，如何利用新科技、新手段去更好地保护文物古迹和推广文物古迹是现阶段我们需要思考的问题。
高光谱遥感原理与方法范文2
关键词：遥感岩石矿物识别；矿化蚀变信息提取；地质构造信息提取；植被波谱特征；多光谱遥感技术；高光谱遥感技术；遥感生物地球化学技术；地质找矿
中图分类号：TP7文献标识码： A 文章编号：
一、遥感技术的地质应用
地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等，包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史，以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。遥感图像提供了大量的地质信息，包括矿产和环境地质信息，利用这些信息，可以使地质工作者预先熟悉工作区的地质情况，科学决策拟投入的工作量、工作方法和研究目的。所谓遥感地质制图就是利用遥感的方法完成地质图的绘制。分为航天遥感地质制图和航空遥感地质制图。
1、航天遥感地质制图
航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中，针对具体应用需求，选择不同的传感器，如成像雷达、多光谱扫描仪等，通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新图像数据，利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理。同时，借助应用区域现有较大比例尺的地形数据，对影像数据进行投影变换和几何精确纠正，并从地形图上获得主要地名点、主干构造、底层、岩体，以及矿床矿点、物化探异常信息，进行相应的标注和整饰，制作地质数字正射影像图。
2、 航空遥感地质制图
所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的，选用不同的传感器，如航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD 像机等，获取所需航摄像片和扫描数据进行地质制图。实践表明，遥感地质制图是一项新技术，不仅有它的优点而且也有它的缺点。遥感地质制图比常规的地质制图节省了大量的野外工作量，而且对客观现象的表示优于常规地质图，其主要的优势在于周期短、成本低。但是，因为野外工作量少，也带来一定的缺点。例如地质观测点的数量、样品种类和数量、地层和构造产状等不如常规地质图详细充实。
二、遥感技术的找矿应用
1、直接应用———遥感蚀变信息的提取岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物，围岩蚀变的种类（组合）与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系，围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围，而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循，因此，围岩蚀变可作为有效的找矿标志。
1.1 蚀变遥感异常找矿标志围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。
1.2 信息提取的实现与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体，地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关，物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征，光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射，利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量，根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比，可以确定出样品的吸收谷，识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征，选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论，物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性，因为探测范围内有干扰介质存在（白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等），因此，在进行蚀变矿物信息提取时，根据干扰物质的光谱曲线出发，进行预处理消除干扰。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法，例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH 技术（MaskPCAandHIS）、混合象元分解等。
2、遥感技术间接找矿的应用
2.1 地质构造信息的提取内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位，重要的矿产主要分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带，在时间上一般与地质构造事件相伴而生，矿床多成带状分布，成矿带的规模和地质构造变异大致相当。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息（主要包括断裂、节理、推覆体等类型），从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息（包括与火山有关的盆地、构造），从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息（主要表现为岩层信息），从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息（如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等）。当断裂是主要控矿构造时，对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”，常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法，对遥感影像进行处理，如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等，可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外，遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息，如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。
2.2 矿床改造信息标志矿床形成以后，由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比，可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究，可以对此类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系，可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律，建立夷平面的找矿标志。另外，遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图，是区域地质填图的理想技术之一，有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。
三、遥感找矿的发展前景
1、高光谱数据及微波遥感的应用
高光谱是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率,成像的同时记录下成百条的光谱通道数据, 从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线, 实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取, 因而具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。成像光谱仪获得的数据具有波段多, 光谱分辨率高、波段相关性高、数据冗余大、空间分辨率高等特点。高光谱图像的光谱信息层次丰富, 不同的波段具有不同的信息变化量, 通过建立岩石光谱的信息模型, 可反演某些指示矿物的丰度。充分利用高光谱的窄波段、高光谱分辨率的优势, 结合遥感专题图件以及利用丰富的纹理信息, 加强高光谱数据的处理应用能力。微波遥感的成像原理不同于光学遥感, 是利用红外光束投射到物体表面, 由天线接收端接收目标返回的微弱回波并产生可监测的电压信号, 由此可以判定物体表面的物理结构等特征。
2、3S 的结合。
3S 是遥感（RS）、地理信息系统（GIS）及全球定位系统（GPS）的简称。利用GPS 能迅速定位，确定点的位置坐标并科学地管理空间点坐标。海量的遥感数据需庞大的空间，因此要有强大的管理系统，随着当今人力资源价格的升高，在区域范围内找矿时，遥感表现出最小投入获得最大回报的优势，那么RS 与GIS 的结合也就势在必行，因为GIS 更有利于区域范围的影像管理及浏览。随着3S 技术的进展，遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高。目前，地质工作者尝试将3S 与VS（可视化系统）、CS（卫星通讯系统）等技术综合应用，取得了较好的效果.
3、地物化遥的有机融合
矿床的形成是多种地质作用综合的结果，矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用，因此，任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰，实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合，能有效地提高找矿效果，并从总体上降低找矿成本。目前，以遥感信息为主体，结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。
4、遥感植物地球化学
在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合，将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。
四、结束语
遥感技术应用于地质找矿必须以现代成矿理论为指导, 以图像处理手段和综合解译分析为主要工作方法, 密切结合野外地质调查, 建立遥感地质找矿模式, 预测找矿远景区, 缩小找矿靶区, 实现遥感找矿的日的。遥感技术应用于地质找矿, 在地质工作程度较低、地形条件较差、交通不便的高寒地区具有常规地质方法不可替代的优越性, 应综合运用多种手段, 进行综合分析研究, 才能充分发抨遥感技术的优势, 取得更好的找矿效果。
参考文献
[1]耿新霞.杨建民.张玉君等．遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景［J］.地质找矿论丛.2012，23（2）：89－93．
高光谱遥感原理与方法范文3
随着全球环境问题日益突出,环境灾害与环境事故频发,卫星遥感技术在环境监测与管理中得到大量应用,在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧洲的一些国家近年来都在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外卫星传感器提供数据的空间分辨率已从公里级发展到亚米级,重复观测频率从月周期发展到几小时,光谱波段跨越了可见光、红外到微波,光谱分辨率从多波段发展到超光谱,遥感数据获取技术正走向实时化和精确化,卫星遥感应用正在向定量化和业务化快速发展[1]。当前,我国环境监测任务十分繁重,特别是对基于卫星遥感技术的环境遥感监测有着迫切需求。
1、遥感技术简介
遥感技术(remotesensing,简称rs)是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术,目前正进入一个能快速、及时提供多种对地观测及测量数据的新阶段。按遥感平台的高度大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感,按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感,热红外遥感、微波遥感3种类型,按研究对象可分为资源遥感与环境遥感两大类。随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术日益成熟,遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波本文由收集整理红外、热红外、微波方向发展。波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。高光谱遥感的发展,使得遥感波段宽度从早期的0.4μm(黑白摄影)、0.1μm多光谱扫描)到5nm(成像光谱仪),遥感器波段宽度窄化,针对性更强,可突出特定地物反射峰值波长的微小差异;同时,成像光谱仪等的应用,提高了地物光谱分辨力,有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。
2、环境遥感基础工作的应用技术
水环境遥感监测方面,初步开展了水环境可遥感指标体系研究,对叶绿素a悬浮物有色可溶性有机物溶解性有机碳水面温度透明度等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在水环境领域中的应用潜力分析研究;初步开展了水环境指标(如叶绿素a悬浮物水温)遥感反演与信息提取的技术流程研究大气环境遥感监测方面,初步开展了大气可遥感指标体系研究,对气溶胶悬浮颗粒物o3,so2,no2,co2,ch4等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在大气环境领域中的应用潜力分析研究以及大气环境指标(如气溶胶光学厚度)遥感反演与信息提取的技术流程研究[2]。
2.1 可见光、反射红外遥感技术
用可见光和反射红外遥感器进行物体识别和分析的原理是基于每一物体的光谱反射率不同来获得有关目标物的信息。该类技术可以监测大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等,是比较成熟的遥感技术,目前国际上的商业和非商业卫星遥感器多属此类。该类遥感技术用于环境污染监测,目前主要是要提高传感器多个谱段信息源的复合,发展图像处理技术和信息提取方法,提高识别污染物的能力。重点发展其在大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等监测中的应用。
2.2 热红外遥感技术
自然界中的所有物质,无论白天或夜间,都以一定波长向外辐射能量。在热红外遥感中,所有被观测的电磁波的辐射源都是目标物。目前红外探测器所使用的电磁波段,主要有3～5μm和8～14μm两个波段,对地表常温物体的探测通常使用8～14μm波段。热红外遥感主要探测目标物的辐射特性(发射率和温度),鉴别出物质材料的类型,评价出各种现象根据热辐射特征。
2.3 高光谱遥感技术
高光谱遥感技术的发展是人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,是21世纪的遥感前沿技术。高光谱遥感数据的特点高光谱分辨率和高空间分辨率,它将传统的图像维与光谱维信息融合为一体,在获取地表空间图像的同时,得到每个地物的连续光谱信息,从而实现依据地物光谱特征的地物成份信息反演及地物识别,因此在环境污染物监测中发挥主要作用。
3、遥感技术在生态环境监测与保护中的应用
我国的生态环境日益恶化,因此,如何在保护和改善生态环境的前提下发展生产已经提到了决策者们的议事日程上来。建立生态监测信息系统已经成为当务之急。这样的生态监测系统集生态环境信息管理、数据库管理、生态环境各要素的实时监测、时间和空间查询分析等多功能为一体,可满足实时动态、分时段监测、查询和分析的要求[3]。
目前,环境污染已成为一些国家的突出问题,利用遥感技术可以快速、大面积监测水污染、大气污染和土地污染以及各种污染导致的破坏和影响。近些年来,我国利用航空遥感进行了多次环境监测的应用试验,对沈阳等多个城市的环境质量和污染程度进行了分析和评价,包括城市热岛、烟雾扩散、水源污染、绿色植物覆盖指数以及交通量等的监测,都取得了重要成果。国家海洋局组织的在渤海湾海面油溢航空遥感实验中,发现某国商船在大沽锚地违章排污事件,以及其它违章排污船20艘,并作了及时处理,在国内外产生了较大影响。随着遥感技术在环境保护领域中的广泛应用,一门新的科学——环境遥感诞生了。
高光谱遥感原理与方法范文4
关键词：高光谱成像；检测；脂肪；蛋白质
基金项目：塔里木大学校长基金：TDZKQN201505；兵团科技支疆项目：2014AB037
中图分类号： S762 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2016.14.069
往往在人们亲身品尝购买的羊肉时才能了解羊肉制品的口感，但其中的脂肪含量，蛋白质含量人们并不能用肉眼看出。因此，有的羊肉吃下去会令人发胖，有的却只能帮助消费者一饱口福。同时羊肉制品的价格因不同的质量，而在市场上标以不同的价位。是否物有所值，消费者同样无法判断，因此利用高科技手段将羊肉制品根据其自身真实的脂肪含量与蛋白质含量划分价位标准，更加有利于消费者挑选适合自身意向的羊肉产品。近红外高光谱成像技术在对羊肉的检测方面发挥了自身的特殊功能。
1羊肉脂肪与蛋白质检测的现实意义
关于羊肉脂肪与蛋白质含量，不仅仅是消费者对于羊肉制品的质量要求，更是国家安全检疫部门对不健康羊肉产品检测的关键。市场上各类羊肉出现于街边的烧烤摊、大排档上，其消费市场之大是其他肉类所不能比拟的。因其较高的售卖利润，大多数饲养羊的商户会或多或少的在羊饲料中添加某些速成药剂，这也直接导致了羊肉后期的成长过程中，有害成分的积淀，因此严格的羊肉检测措施，是对公众食品安全的一种高度负责。
在实际的羊肉检测中，利用凯式定氮法与索式抽提法进行检测是当前主要的检测手段，但是由于在检测之前需要将羊肉样品进行繁琐的预先处理，高昂的成本限制了这两种方法在羊肉检测中的推广，寻求一次性具备大量检测羊肉能力的检测方式成为了当下需求。
2高光谱成像技术的检测原理
2.1概念
高光谱成像技术是产生于上世纪80年代一项融合了多方面技术的扫描技术，在光学，光电子学，以及计算机信息处理技术上都有涉及，是传统二维成像与光谱技术的完美结合体。该技术最初用于航天领域，用于卫星图片的拍摄与遥感系统的构建。在后续的发展中，近红外高光谱成像技术逐渐运用在生态环境监测与农业气象方面。
2.2高光谱成像技术的工作原理
高光谱成像本身包含二维和三维的光学图像，其中二维的坐标数据与三维的波长信息共同构成了最终影像，其主要的成像方式包括：滤波片式与堆扫式。前者主要通过摄像头与可更换滤波片组成，后者主要通过摄像头和光谱仪的配合。在工作效方面，后者能采集更多的高光谱图像数据，并能保持较高的精密度，便于寻找特征波长。
2.3高光谱成像技术的特点
高光谱成像技术主要具备以下特点：高分辨率的光谱图像、宽广的波长覆盖范围、图像光谱一体的全方位展示效果、对样本数据数量的需求较多。
3近红外高光谱成像技术检测羊肉脂肪和蛋白质含量的步骤
3.1羊肉样品准备与选取
具有效研究资料表明，养肉制品的脂肪含量与蛋白质含量深受自身羊的性别、成长年龄，甚至基因遗传变异条件的影响。其中羊自身品种更能明显的在羊肉脂肪与蛋白质含量上显示出差别。因此，在羊肉样品的选择过程中选取了公羊、母羊、小羊、老羊的羊肉各一块，并在相同年龄性别条件下选取绵羊与山羊的肉各一块进行对比检测。将羊肉分为相同大小，放于冰箱冷藏。
3.2高光谱成像系统的准备
首先将高光谱成像系统的各个组成部分准备调试好。包括光谱成像仪，输出光源，一台计算机，暗箱以及相应检测软件操作系统。
3.3样品光谱图像的采集
在将光谱成像系统参数设置正确后，开始对不同羊肉样品的光谱图像采集。将羊肉样品放置于职能检测平台上。同时暗箱关闭，封闭整个光谱检测成像系统，令羊肉在无光线状态下进行检测。检测完成之后注意用塑料袋密封保存。
4蛋白质与脂肪含量的测定
在测定脂肪含量之前，需要将提取脂肪的无水乙醚准备好，利用无水乙醚的不断抽提，将羊肉脂肪抽离出来，利用干燥箱将羊肉干化并压为粉末，将两者质量对比。此时测出羊肉样品中的脂肪含量对于蛋白质含量的测定，主要通过凯式定氮法，借助凯式定氮仪将羊肉样品中的总含氮量测出。最后在与蛋白质系数相乘得出蛋白质含量。
在测出蛋白质与脂肪含量时，运用高光谱成像仪进行扫描，找出蛋白质与脂肪的特征波长，并以此建立预测模型。其中脂肪含量预测与蛋白质含量预测使用最小二乘法进行预测，效果较好。
5结论
运用近红外高光谱成像技术检测羊肉的脂肪与蛋白质，是在羊肉质量检测程序上一张新型的检测方法，这种方法具有以下优点：成像速度快，检测结果透明化，羊肉脂肪标准与蛋白质信息反馈全面以及短时间检测量大等。运用高光谱成像技术进行检测，将成为羊肉质量部门检测羊肉优劣的一个新手段，有效的解决了传统检测方式落后且效率低下的问题。未来，这种检测技术还应该在其他食品检疫领域展开功能研究。
参考文献
[1]海龙.关于我国舍饲养羊业发展问题的探讨[J].黑龙江动物繁殖，2012，（06）.
[2]闫振富，张艳舫，代宝柱.再度“养羊热”发生原因及应对措施[J].北方牧业，2012，（20）.
高光谱遥感原理与方法范文5
关键词：遥感信息；水工环；应用
遥感信息技术经过多年的发展与实践，已经集合了传感器技术、计算机技术等先进的技术，这使得遥感信息技术在水工环中的应用更为深化。现如今，遥感信息技术已经成为水工环不可缺少的技术，随着水工环勘察需求的加大，对该技术会更大的依赖。
1 遥感信息在水工环中的应用发展现状
1.1 传统的遥感信息技术需要人工进行解译，但是随着信息技术的融入，可以进行计算机解译，大大提高了解译效率。如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用（分类）计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性，虽还需要投入一定的人力工作，但已大幅提高解译工作效率。
1.2 从几何形态解译到充分利用光谱信息。过去的多光谱遥感数据波段划分过少，只有几个波段，使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此，图像解译工作很少考虑地物的波谱特征，主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪（高光谱）技术的商业运作及2000年前后的高光谱成像卫星的发射，使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。
1.3 出现地面温度反演技术。地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。
1.4 从定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价。如遥感技术在地下水流系统应用中，根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。
1.5 使用单一遥感信息源到多元信息拟合。目前的遥感应用技术，已不再是单一使用各种遥感数据，而是根据需要结合利用了其他信息源，如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样，图像数据的预处理尤其重要，如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等，而地理信息系统（GIS）在多元信息数据管理中起着重要作用。
1.6 从单一手段应用到多手段应用近年来，遥感技术（RS）与地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的综合应用，即“3S”技术，成为遥感技术应用的主流。GIS是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。
1.7 数字摄影测量技术的发展。数字摄影技术的成熟，推进了制图工作的现代化，改善了基础图件的质量和成图效率，并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为GIS的数据源，便于遥感与GIS一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件VIRTUOZO，具有数字化测图、自动生成DEM/DTM和等高线、生成正射影像等功能。
1.8 遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展。这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果，可载于多种介质上，如CD-ROM、磁带及计算机硬盘上，使携带处理更加方便。随着1998年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施，遥感应用成果数字化显得尤其必要。
2 遥感信息在水工中的应用
2.1 在水文地质中的应用
遥感信息技术主要是用来进行测绘，以此提高水文地质勘查的准确性，同时也便于对水文地质工作展开定量或者是定性分析。遥感信息技术能够进行光谱合成，也可能进行图像处理，而这样的功能正是水文地质勘查需要的，如果地域比较特殊，工作人员借助遥感技术能够分辨出水质与植物，依据水质与植物之间的关系，就此推断出该区域水质的具体情况。遥信信息技术在水文地质中的应用，还便于地下水系统分析，这样工作人员就能够随时对地下水水质情况进行了解，一旦发现污染，会立即展开评价，采取措施。红外热感技术也是应用在水文地质勘查中一项非常重要的技术，该技术主要用来进行地下热水勘察，工作人员利用红外成像，能够直接判断出地表温度，而后再进行精确的计算，即可分析出地下热水情况。
2.2 在工程地质中的应用
目前，我国工程选址中基本上都会应用遥感信息技术，尤其是大型工程选址，遥感信息技术更是不可或缺。工程选址过程中运用遥感技术，能够提升地质评价的准确性，以此实现选址区域内的地质情况进行更为科学的分析，利于工程建设进行有效的规划。工程地质中应用遥感信息技术，能够得到最为直观的图像，工作人员可以依据图像内容进行分析，而且由于图像是通过卫星影像传输的，所以观测质量完全能够保证。借助卫星传输数据，能够对光谱数据展开认真的处理以及科学的计算，这对工程选址来说异常重要，通常情况下，工程选址人员都是依据这些数据来完成选址工作。遥感信息技术能够将地表图像显现出来，而工作人员则可以通过地表图像对该区域内的地貌、地质环境等展开分析，这不仅能够保证工程选线具有真实性，还能够保证工程合理。与此同时，遥感信息技术的应用，还能够对地质灾害情况进行判断，通过构建科学的数学模型，对工程区域内可能会出现的灾害情况进行评估，再充分的利用风险评价，两者统一起来，对工程顺利进展奠定了基础。
2.3 在环境地质中的应用
遥感信息技术的应用，有利于环境监测水平的提高。遥感信息技术的应用，有利于工作人员对水资源污染状态展开分析，针对污染严重程度，工作人员可以进行不同程度的测量。比如对于工业废水，通常是利用遥感信息技术中热感图像，通过图像分析，工作人员能够掌握工业废水污染范围，具体分布情况以及污染程度等。现阶段，遥感信息技术在环境监测中应用程度更加深入，专家学者也对此进行了大力的研究，取得了比较好的效果。目前，遥感信息技术能够对水土流失情况进行密切的监测，同时也能够对地质变化情况展开监测，这对我国水资源保护，提高水资源利用率有着积极的作用。
结束语
综上所述，可知遥感信息技术已经在水工环中得到了深入的应用，当然随着遥感技术研究的深入，技术水平的提升，该技术的应用领域会更加的广泛，优势会更加的突出。因为遥感信息技术的应用，使得水工环工作人员不必经常进行外业测量，以此提升了工作效率。当然具体如何应用遥感信息技术，还需要工作任意结合具体的工程实践而定。
参考文献
[1]胡志文，欧阳燕，罗湘.水工h地质勘察及遥感技术在地质工作中的应用[J].江西建材，2012（05）.
[2]张灿.谈国内外在水工环领域中遥感技术的应用[J].科技创业家，2012（13）.
高光谱遥感原理与方法范文6
【关键词】舌诊；传统中医；中医客观化
1 引言
中医是我们中华民族的瑰宝，为中华民族的繁衍昌盛做出了重大的贡献。在古代唯物论和辨证法的指导下，经过长期的医疗实践，中医形成了独立的医学理论体系。由于不同的社会背景和研究方法，中医还未得到现代医学的广泛承认。中医诊断主要依靠经验积累，这个过程与医师的主观因素有很大的关系，辨证存在着一定的模糊性，所以要去除人为因素带来的诊断误差，必须建立一个标准，也就是对证侯进行定量化，实现中医证侯的度量。这一点得到学术界的普遍认同。
舌诊是中医望诊的重要内容之一，所谓五脏六腑的精气上营于舌，它是中医临床进行辩证诊治的重要依据，历代医家都十分重视。近些年的研究也表明舌象与一些常见疾病有相关性如糖尿病，冠心病，乳腺癌，急性脑血管，肝硬化等。但舌诊因受主观因素的影响较大，缺乏统一的度量标准，限制了其发展和应用。
2 舌诊客观化的早期研究
从上个世纪八十年代开始，许多学者致力于舌诊研究。1980年，吉林省体育科研所研制了舌阻抗测定仪，通过几年的摸索试验，证明了舌阻抗和人身体状况存在一定的相关性，给中医舌诊提供了实现电子化的可能性。1987年，河北省医学科学院尚瑞梅等开始研究舌诊客观化仪器，成功研制了舌体测量器，建立了测算方法，拟出了舌体大小的正常值，划分出正常、胖大与瘦小舌的范围，对舌诊研究客观化、规范化、定量化作了初步探讨。随后又研制了智能化舌体测算仪。九十年代初，数字图像处理和颜色识别技术被用于舌象的研究中，各种舌象仪，舌色仪被研制出来。天津中医药大学研制了舌色测色仪，应用色度学原理，采用XYZ三刺激值测定舌色参数。上海激光技术研究所徐顺湖等研制了智能式光电积分法舌色仪，运用光电积分法的测色原理并配备了微机进行数据处理，直接打印出色度学参数。
但这部分研究方法中大多数是对舌色方面的特征分析，只有少部分对舌苔的分析，在舌形、质地、纹理、动态及舌下络脉等方面的研究更少，未能对舌象全面的综合的客观化进行识别；并且对光源的参数、采集的条件都有非常严格的限制，无法在临床实践方便的使用，也因此始终没有得到推广。
3 中医舌诊中的近期研究进展
3.1 光谱技术用于中医舌诊
光谱法能够利用多波长下的光谱数据对物质进行分析，更全面、更客观地反映组织细胞的生理、病理变化，探究不同个体之间的细微差别。由于光谱技术具有无创、简单、快速、高效等优点，近年来在生物医学中得到越来越广泛的应用。
其技术路线简要概述为：首先采集具有不同体征如高粘血症，胃部疾病等常见病患者的大量光谱信息。在已有信号处理算法和光谱分析算法基础上，利用主成分分析、BP以及支持向量机等数据挖掘工具，进行建模和数据分析，探究光谱信息和中医症候间的相互关系，验证舌诊光谱法用于疾病快速筛查的可行性。
3.2 高光谱技术用于中医舌诊
使用高光谱成像技术进行舌像的采集，发挥高光谱图所特有的同时具备光谱与图像信息，从图，谱结合的方法分析高光谱图像。能够更加准确的反映生理，生化，病理的生物信息。
高光谱技术可以对每个空间象元经过色散形成的几十个甚至上百个窄波段进行连续的光谱覆盖，从而形成谱分辨率极高的遥感数据，因此高光谱数据可以看作是由两个空间维和多个光谱维构成的高维“图像立方体”。将其应用于舌诊上，不光可以呈现同一舌像在不同光波段下的表征，也可以反应舌上同一区域不同波长光的强度信息。
3.3 舌诊数据处理方法的发展
在舌诊数据处理方面，由于舌像的非线性，复杂性使其数学建模很困难。近期研究将具有自学习能力的，非线性的数学模型如人工神经网络，支持向量机等方法用于数据分析。
如选取870-1680nm波段内采集470个波长的数据作为神经元的输入，隐含层为13个节点，输出层为2个节点，建立一个3层的BP神经网络模型，用40例作为训练样本集，10例为预测样本集，预测的正确率可以达到100%
3.4 舌像图谱数据库系统
中医舌诊图谱数据库系统的发展，促进了对原始的舌图像，相应的舌像诊断等信息进行高效的管理。具体的工作包括：舌像图谱的收集和整理，色诊断图谱数据库系统软件的制作等。其中图谱的收集非常重要，怎样收集才能去除干扰，去除主观因素，使中医舌诊真正客观化，规范化，这些问题都是舌诊图谱数据库建立的关键问题。
4 结论
综上所述，光谱技术，计算机技术，生物工程技术等等的发展和成熟都促进了中医舌诊的客观化，定量化，标准化。必须坚持将中医舌诊与多重学科相结合，跨学科实施中医学的信息化研究，进一步推动传统中医的发展
参考文献
[1]谢铮桂.基于多分类支持向量机的中医舌诊诊断的研究，计算机与数学工程，2008，36（11）.60-61