//

遙感(Remote Sensing)，可以理解為遙遠(yuǎn)的感知。遙感技術(shù)利用搭載在遙感平臺(tái)上面的傳感器對(duì)目標(biāo)地物發(fā)射或反射的電磁波信息記錄下來(lái)從而形成遙感影像（或其他遙感數(shù)據(jù)）。其中分辨率作為傳感器成像系統(tǒng)對(duì)輸出影像細(xì)節(jié)辨別能力的一種度量，是遙感影像應(yīng)用價(jià)值的重要技術(shù)指標(biāo)，而對(duì)“影像細(xì)節(jié)”的不同度量則形成了多種不同類(lèi)型的分辨率，主要有空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率。

//? 空間分辨率：

是對(duì)遙感影像空間細(xì)節(jié)信息的辨別能力，指?jìng)鞲衅髂軌蚍直孀钚∧繕?biāo)地物大小，是實(shí)際衛(wèi)星觀測(cè)影像中的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的地面范圍。如，WorldView-2衛(wèi)星全色圖像空間分辨率是0.5m，指的是影像中的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的實(shí)際地面大小為，高空間分辨率圖像對(duì)于影響目標(biāo)地物的識(shí)別和目視解譯等具有重要的作用；

//? 光譜分辨率：

是對(duì)影像中地物波譜細(xì)節(jié)信息的分辨能力，是衛(wèi)星傳感器接收地物箱射波譜時(shí)所能辨別的最小波長(zhǎng)間隔，當(dāng)間隔較小時(shí)，光譜分辨率相應(yīng)就會(huì)越髙，在同樣的波譜范圍下，通常影像波段數(shù)越多，光譜分辨率越高，如高光譜影像往往比多光譜影像具有更髙的光譜分辨率，高光譜分辨率對(duì)于影像地物的分類(lèi)識(shí)別等具有重要意義；

//? 時(shí)間分辨率：

是對(duì)同一地點(diǎn)的重復(fù)觀測(cè)能力，通常也把時(shí)間分辨率稱(chēng)為重訪周期，重訪周期越短，時(shí)間分辨率越髙。髙時(shí)間分辨率對(duì)于地物的動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)等具有重要作用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)70%的光學(xué)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星和航空攝影系統(tǒng)同時(shí)提供全色圖像與多光譜圖像，其中，全色圖像具有高空間分辨率，但其只有一個(gè)波段；而多光譜圖像具有多個(gè)光譜波段，具有較高的光譜分辨率，然而其空間分辨率相對(duì)較低。因此，全色/多光譜融合技術(shù)得以提出和發(fā)展，該技術(shù)通過(guò)集成全色和多光譜影像之間的空、譜互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，融合得到高空間分辨率多光譜影像。

那么問(wèn)題來(lái)了，為什么要用全色圖像和多光譜圖像？?為什么要融合？直接用一種圖像不就行了，下面慢慢介紹。

具體來(lái)說(shuō)，遙感影像空間分辨率和光譜分辨率的相互制約主要受下兩方面因素的影響。

//? 影像信噪比的限制

通常全色影像具有較寬的波譜范圍（大多數(shù)涵蓋可見(jiàn)光、近紅外），因此，進(jìn)入其中的光子能量較多，其信噪比自然也就較好，成像質(zhì)量較髙；而相比于全色波段，多光譜影像各波段光譜范圍較窄，進(jìn)入其中的光子能量較少，為了收集更多的光子能量以確保多光譜影像具有較髙的信噪比，其所在傳感器的探測(cè)（感光）單元尺寸往往較大，這也就意味著衛(wèi)星傳感器拍攝時(shí)的瞬時(shí)視場(chǎng)角（IFOV）較大，影像的空間分辨率更低。

//? 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸?shù)南拗?/span>

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，高分多光譜影像比低分多光譜影像和全色影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，這不僅對(duì)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來(lái)一定的壓力，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的快速傳輸將帶來(lái)一定的困難。

綜上所述，將全色圖像和多光譜圖像融合，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，才能在實(shí)際應(yīng)用中提供更好地?cái)?shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)和分析等。

下圖分別為空間分辨率（全色圖像）和光譜分辨率（多光譜圖像）的示意圖。

//? 全色圖像

全色圖像是單通道的，其中全色是指全部可見(jiàn)光波段0.38~0.76um，全色圖像為這一波段范圍的混合圖像。因?yàn)槭菃尾ǘ?，所以在圖上顯示為灰度圖片。全色遙感圖像一般空間分辨率高，但無(wú)法顯示地物色彩，也就是圖像的光譜信息少。 實(shí)際操作中，我們經(jīng)常將全色圖像與多波段圖像融合處理，得到既有全色圖像的高分辨率，又有多波段圖像的彩色信息的圖像。下圖是GF1衛(wèi)星拍攝的全色圖像的例子。

//??多光譜圖像

多光譜圖像是指對(duì)地物輻射中多個(gè)單波段的攝取。得到的影象數(shù)據(jù)中會(huì)有多個(gè)波段的光譜信息。若取其中RGB三個(gè)波段的信息顯示，就是RGB彩色圖像。一般文獻(xiàn)顯示出來(lái)的多光譜圖像，其實(shí)是RGB三通道的圖像，有的波段不是人肉眼可見(jiàn)范圍內(nèi)的。下圖是GF1衛(wèi)星拍攝的多光譜圖像RGB三波段顯示的例子。

NDVI指數(shù)圖

GNDVI指數(shù)圖

//??高光譜圖像

高光譜圖像則是由很多通道組成的圖像，具體有多少個(gè)通道，這需要看傳感器的波長(zhǎng)分辨率，每一個(gè)通道捕捉指定波長(zhǎng)的光。把光譜想象成一條直線，由于波長(zhǎng)分辨率的存在，每隔一定距離才能“看到”一個(gè)波長(zhǎng)。“看到”這個(gè)波長(zhǎng)就可以收集這個(gè)波長(zhǎng)及其附近一個(gè)小范圍的波段對(duì)應(yīng)的信息，形成一個(gè)通道。也就是一個(gè)波段對(duì)應(yīng)一個(gè)通道。多光譜圖像其實(shí)可以看做是高光譜圖像的一種情況，即成像的波段數(shù)量比高光譜圖像少。

高光譜遙感是當(dāng)前遙感技術(shù)的前沿領(lǐng)域，它利用很多很窄的電磁波波段從感興趣的物體獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，它包含了豐富的空間、輻射和光譜三重信息。高光譜遙感的出現(xiàn)是遙感界的一場(chǎng)革命，它使本來(lái)在寬波段遙感中不可探測(cè)的物質(zhì)，在高光譜遙感中能被探測(cè)。

國(guó)際遙感界的共識(shí)是光譜分辨率在λ/10數(shù)量級(jí)范圍的稱(chēng)為多光譜(Multispectral)，這樣的遙感器在可見(jiàn)光和近紅外光譜區(qū)只有幾個(gè)波段，如美國(guó)LandsatMSS，TM，法國(guó)的SPOT等；而光譜分辨率在λ / 100遙感信息稱(chēng)之為高光譜遙感 (HyPerspectral)；隨著遙感光譜分辨率的進(jìn)一步提高，在達(dá)到λ / 1000時(shí)，遙感即進(jìn)入超高光譜(ultraspectral)階段。

*部分內(nèi)容來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除