1 引言
??上一篇博客（https://blog.csdn.net/zhebushibiaoshifu/article/details/113918917）詳細(xì)介紹了基于Landsat 7 ETM+影像的單窗算法地表溫度（LST）反演過程搁进。作為赫赫有名的多光譜遙感圖像數(shù)據(jù)源抵怎，Landsat為多光譜遙感的應(yīng)用做出了巨大的貢獻(xiàn)。而與多光譜數(shù)據(jù)相比，高光譜數(shù)據(jù)往往可以在地表參數(shù)反演等方面獲得更高的精度捐名。為此装悲，接下來準(zhǔn)備基于Hyperion這一同樣名聲顯著的高光譜數(shù)據(jù)加以多種地表參數(shù)的反演操作，完成一篇新的博客。而在此之前和敬，有必要先介紹一下目前全球主要星載高光譜遙感數(shù)據(jù)或相關(guān)平臺的一些知識。同時在本文最后既绩，也引入了自己對于國內(nèi)外高光譜遙感發(fā)展的一些思考概龄。
2 全球主要星載高光譜數(shù)據(jù)介紹
2.1 EOS AM-1 MODIS
??EOS AM-1衛(wèi)星，即“大名鼎鼎”的Terra衛(wèi)星饲握，于1999年12月18日發(fā)射私杜，是美國對地觀測系統(tǒng)（Earth Observation System，EOS）計劃中的第一星救欧，亦是計劃中第一顆裝載有著名的MODIS傳感器的衛(wèi)星衰粹。其由美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）笆怠、日本國際貿(mào)易及工業(yè)部（Ministry of International Trade and Industry铝耻，MITI）與加拿大空間局（Canadian Space Agency，CSA）蹬刷、多倫多大學(xué)（University of Toronto）等共同研制瓢捉，標(biāo)志著第一臺星載成像光譜儀成功實(shí)現(xiàn)在軌運(yùn)行。
??EOS AM-1衛(wèi)星于太陽同步軌道運(yùn)行办成，軌道高度705 km泡态，其過境時間為各地區(qū)地方時的上午10:30左右，因此又稱為“上午星”迂卢；EOS AM-1衛(wèi)星搭載云與地球輻射能量系統(tǒng)測量儀（Clouds and the Earth's Radiant Energy System某弦，CERES）、中分辨率成像光譜儀（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer而克，MODIS靶壮，由于其數(shù)據(jù)實(shí)時通過X波段向全世界廣播，實(shí)行全球免費(fèi)接收政策员萍，因此是全球最為著名的傳感器之一）腾降、多角度成像光譜儀（Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer，MISR）碎绎，以及先進(jìn)星載熱輻射與反射測量儀（Advanced Spaceborn Thermal Emission and Reflection Radiometer蜂莉，ASTER，由日本MITI提供）混卵、對流層污染測量儀（Measurements Of Pollution In The Troposphere，MOPITT窖张，由加拿大提供）等五種載荷[1]幕随。
??針對不同波段目胡，MODIS具有250 m膊存、500 m與1000 m等三種不同的空間分辨率德绿，共具有36個波段昵仅；波譜范圍為400 nm至14000 nm，從而實(shí)現(xiàn)由可見光至熱紅外的全光譜覆蓋梢卸；影像幅寬為2330 km走诞。2002年05月04日，Aqua衛(wèi)星發(fā)射升空蛤高，其同樣搭載有MODIS傳感器蚣旱，進(jìn)一步拓寬這一高光譜傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.2 MightySat-2.1 FTHSI
??MightySat-2.1衛(wèi)星是美國空軍Phillips實(shí)驗(yàn)室（后其已與Armstrong等其它美國空軍實(shí)驗(yàn)室合并為美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室戴陡，即Air Force Research Laboratory塞绿，AFRL）的第一顆MightySat Ⅱ衛(wèi)星，于2000年07月19日在美國范登堡空軍基地發(fā)射升空恤批。
??其軌道高度為547 km异吻，搭載有試驗(yàn)成像儀——傅里葉超光譜成像儀（Fourier-Transform Hyperspectral Imager，F(xiàn)THSI）喜庞。這一傳感器的覆蓋波段范圍為450 nm至1050 nm诀浪，共分為145個波段[2]（亦有部分資料或文獻(xiàn)顯示波段數(shù)為256個或512個[3]）。
??其中延都，F(xiàn)THSI這一試驗(yàn)成像儀是MightySat-2.1衛(wèi)星所搭載的十種試驗(yàn)載荷儀器之一雷猪。
2.3 EO-1 Hyperion
??地球觀測衛(wèi)星-1（Earth Observing-1，EO-1）是美國國家航空航天局新千年計劃（New Millennium Program窄潭，NMP）地球探測部分中第一顆對地觀測衛(wèi)星春宣，其目的即為在21世紀(jì)接替Landsat-7衛(wèi)星，于2000年11月發(fā)射升空嫉你。除此之外月帝，NMP目前還包括深空探測（Deep Space，DS）幽污、空間技術(shù)（Space Technology嚷辅，ST）兩個太空研究部分任務(wù)。
??EO-1衛(wèi)星軌道參數(shù)與Landsat-7較為近似距误，以期實(shí)現(xiàn)兩顆衛(wèi)星圖像每天具有1至4景的重疊簸搞，從而進(jìn)行二者的對比。EO-1已于2017年02月停止服役准潭。
??EO-1搭載了三種傳感器趁俊，分別為高光譜成像光譜儀（Hyperion）、高級陸地成像儀（Advanced Land Imager刑然，ALI）與線性標(biāo)準(zhǔn)成像光譜儀陣列大氣校正器（the Linear Etalon Imaging Spectrometer Array Atmospheric Corrector寺擂，LAC）。一般地，傳統(tǒng)的陸地資源衛(wèi)星只能提供為數(shù)不多的多光譜波段怔软，并不能很好滿足日常實(shí)際研究垦细、運(yùn)用的需要；而借助具有242個波段挡逼、光譜范圍為356至2578 nm的EO-1 Hyperion傳感器括改，可獲得更具價值的高光譜數(shù)據(jù)[4]。
??EO-1遙感影像命名格式如下：
EO1SPPPRRRYYYYDDDXXXML_GGG_VV
??其中家坎，EO1為EO-1衛(wèi)星代號嘱能，S為所用傳感器代號（H為Hyperion傳感器，A為ALI傳感器）乘盖，PPP為成像時目標(biāo)所處全球參考系統(tǒng)（Worldwide Reference System焰檩，WRS）的軌道（Path），RRR為成像時目標(biāo)所處WRS的行（Row）订框，YYYY為成像年份析苫，DDD為成像當(dāng)日在該年份的天數(shù)，XXX分別為Hyperion穿扳、ALI與AC三種傳感器的開關(guān)狀態(tài)（1為開啟衩侥，0為關(guān)閉），M為指向模式【（N為天底模式（Nadir）矛物，P為點(diǎn)在軌道模式（Pointed Within Path/Row）茫死，K為點(diǎn)不在軌道模式（Pointed Outside Path/Row）】，L為圖像長度【F為全景（Full Scene）履羞，P為局部景（Partial Scene）峦萎，Q為次級局部景（Second Partial Scene），S為樣例（Swatch）】忆首，GGG為影像地面接收站爱榔，VV為影像版本編號。
??一般地糙及，遙感衛(wèi)星傳感器主要有兩大類型：擺掃式（Whisk Broom Scanners）與推掃式（Push Broom Scanners）详幽；Hyperion屬于后者。其242個波段分為可見光近紅外波段（V-NIR）與短波紅外波段（SWIR）浸锨；其中唇聘，1至70波段屬于V-NIR通道，71至242波段屬于SWIR通道柱搜。兩個波段之間具有20個波段的波長數(shù)值相互重疊迟郎，其分別用兩套不同的敏感元件收集各自信號。
??Hyperion產(chǎn)品波段信息如表1所示聪蘸。
??一般地宪肖，輻射校正包括輻射定標(biāo)炒嘲、大氣校正和太陽及地形校正，用來消除輻射誤差匈庭；而上述“輻射校正”包括正射校正，即使用地形數(shù)據(jù)的幾何校正浑劳，不包括大氣校正阱持。
??Hyperion產(chǎn)品分為兩級，Level 0與Level 1魔熏。前者為原始數(shù)據(jù)衷咽，其僅用來生產(chǎn)Level 1產(chǎn)品。Level 1產(chǎn)品則可以繼續(xù)分為L1A蒜绽、L1B镶骗、L1R、L1Gs與L1Gst（L1T）等躲雅。其中鼎姊，L1B產(chǎn)品與L1R產(chǎn)品分別由美國TRW與USGS處理生成。上述兩種產(chǎn)品與L1A產(chǎn)品的最大不同在于相赁，前二者糾正了V-NIR波段與SWIR波段的空間錯位問題相寇。
??Hyperion產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)的空間分辨率為30米。
2.4 PROBA-1 CHRIS
??PROBA系列衛(wèi)星計劃又稱“星上自主項(xiàng)目”钮科，是歐洲航天局（European Space Agency唤衫，ESA）“通用支持技術(shù)計劃”（General Support Technology Plan，GSTP）的技術(shù)演示衛(wèi)星绵脯；其多為小型佳励、低成本衛(wèi)星，用來驗(yàn)證其平臺適合小型科研和應(yīng)用任務(wù)蛆挫，包括PROBA-1至PROBA-3與PROBA-V四顆衛(wèi)星赃承。其中，PROBA-1由比利時設(shè)計璃吧、建造楣导，并于2001年10月22日發(fā)射。
??PROBA-1衛(wèi)星為太陽同步軌道畜挨，軌道高度615 km筒繁；其搭載了緊湊式高分辨率成像分光計（Compact High Resolution Imaging Spectrometer，CHRIS）巴元、輻射測量傳感器（Radiation Measurement Sensor毡咏，SRME）、碎片評估器（Debris Measurement Sensor逮刨，DEBIE）等載荷呕缭。其中堵泽，CHRIS成像光譜范圍為400 nm至1050 nm，光譜分辨率為5 nm至12 nm恢总，具有17 m或34 m的空間分辨率迎罗，幅寬14 km。
2.5 ADEOS-2 GLI
??高級地球觀測衛(wèi)星（Advanced Earth Observing Satellite片仿，ADEOS纹安，又稱環(huán)境觀測技術(shù)衛(wèi)星）2號（ADEOS-2），是日本于本世紀(jì)初期砂豌，對其地球地球觀測平臺技術(shù)衛(wèi)星（ ADEOS）的進(jìn)一步發(fā)展厢岂。這一衛(wèi)星于2002年12月14日成功發(fā)射升空。
??ADEOS-2衛(wèi)星為太陽同步軌道（Sun-Synchronous Subrecurrent）阳距，軌道高度為803 km塔粒；其搭載有高性能微波掃描輻射計（Advanced Microwave Scanning Radiometer，AMSR）筐摘、全球成像器（Global Imager卒茬，GLI），以及由日本環(huán)境市罴稹（Ministry of the Environment）委托研制的改進(jìn)型大氣邊緣紅外分光計（Improved Limb Atmospheric Spectrometer-II扬虚，ILAS-II）、美國國家航空航天局下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（Jet Propulsion Laboratory球恤，JPL）研制的海上風(fēng)觀測裝置（SeaWinds）辜昵、法國空間研究中心（Centre National d'Etudes Spatiales，CNES）研制的地面反射光測定裝置（Polarization and Directionality of the Earth’s Reflectance咽斧，POLDER）等五種載荷[5]堪置。其主要任務(wù)包括執(zhí)行各類觀測任務(wù)，例如對異常的天氣條件與逐步擴(kuò)大的臭氧層空洞加以實(shí)時大范圍監(jiān)測张惹，從而了解全球環(huán)境變化的情況與驅(qū)動因素舀锨。
??ADEOS-2衛(wèi)星的GLI傳感器共包括34個波段，波段覆蓋范圍為380 nm至11950 nm宛逗，空間分辨率具有250 m與1000 m兩種坎匿，幅寬可達(dá)1600 km。
2.6 環(huán)境一號 HJ-1A衛(wèi)星
??“環(huán)境一號”衛(wèi)星系統(tǒng)（環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報小衛(wèi)星星座雷激，HJ-1）是由中國國務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng)替蔬、專門用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測的對地觀測系統(tǒng)，由兩顆光學(xué)衛(wèi)星（HJ-1A衛(wèi)星與HJ-1B衛(wèi)星）及一顆雷達(dá)衛(wèi)星（HJ-1C衛(wèi)星）組成屎暇，擁有光學(xué)承桥、紅外、高光譜（部分網(wǎng)絡(luò)資料亦將HJ-1A衛(wèi)星視作超光譜衛(wèi)星根悼，但結(jié)合其具體參數(shù)凶异，個人認(rèn)為這里還是寫作高光譜衛(wèi)星合適）與微波等多種探測手段蜀撑，具有大范圍、全天候剩彬、全天時酷麦、動態(tài)的環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測能力，初步滿足我國大范圍喉恋、多目標(biāo)贴铜、多專題、定量化的環(huán)境遙感業(yè)務(wù)化運(yùn)行的實(shí)際需要瀑晒，在國家環(huán)境監(jiān)測發(fā)展中具有里程碑意義，大大緩解我國對地觀測數(shù)據(jù)的緊缺局面徘意，提高中國環(huán)境生態(tài)變化苔悦、自然災(zāi)害發(fā)生和發(fā)展過程監(jiān)測的能力，標(biāo)志著中國環(huán)境監(jiān)測進(jìn)入衛(wèi)星應(yīng)用的時代椎咧。
??其中玖详，具有高光譜成像能力的HJ-1A衛(wèi)星于2008年09月06日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心與HJ-1B衛(wèi)星 “一箭雙星”成功發(fā)射；HJ-1C衛(wèi)星則于2012年11月19日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射勤讽。
??HJ-1A衛(wèi)星搭載了電荷耦合元件（Charge Coupled Device蟋座，CCD）相機(jī)和高光譜成像儀（Hyper Spectral Imager，HSI脚牍，亦有譯作超光譜成像儀）向臀，軌道高度為649.093 km，重復(fù)周期為31天诸狭。HIS具有115個波段券膀，覆蓋450 nm至950 nm波段范圍，空間分辨率為100 m驯遇。
2.7 珠海一號 OHS高光譜衛(wèi)星
??珠海一號衛(wèi)星星座（指發(fā)射入軌芹彬、正常工作的衛(wèi)星集合）是由我國珠海歐比特宇航科技股份有限公司發(fā)射并運(yùn)營的商業(yè)遙感微納衛(wèi)星星座，由34顆衛(wèi)星共同組成叉庐，包括視頻衛(wèi)星（OVS-1視頻衛(wèi)星2顆與OVS-2視頻衛(wèi)星10顆）舒帮、高光譜衛(wèi)星（OHS高光譜衛(wèi)星10顆）、雷達(dá)衛(wèi)星（OSS雷達(dá)衛(wèi)星2顆）陡叠、高分光學(xué)衛(wèi)星（OUS高分光學(xué)衛(wèi)星2顆）與紅外衛(wèi)星（OIS紅外衛(wèi)星8顆）玩郊。
??其中，OHS（Orbita HyperSpectral）高光譜衛(wèi)星于2018年04月26日匾竿，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心首次發(fā)射瓦宜，由長征十一號固體運(yùn)載火箭以“一箭五星”方式送入太空，5顆衛(wèi)星包括4顆OHS高光譜衛(wèi)星（OHS-01/02/03/04）與1顆OVS-2視頻衛(wèi)星岭妖；這是珠海一號02組衛(wèi)星临庇，其與在軌的2顆珠海一號01組視頻衛(wèi)星（于2017年06月15日發(fā)射）形成組網(wǎng)反璃；2019年09月19日，再一次在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心利用長征十一號運(yùn)載火箭假夺，采取“一箭五星”方式成功將珠海一號03組5顆衛(wèi)星發(fā)射升空淮蜈。珠海一號03組衛(wèi)星同樣包括4顆OHS高光譜衛(wèi)星與1顆視頻衛(wèi)星。
??OHS高光譜衛(wèi)星搭載多個OHS互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor已卷，CMOS）傳感器梧田，空間分辨率為10 m，成像范圍為150 km*2500 km侧蘸，在400 nm至1000 nm波段范圍內(nèi)共有256個譜段裁眯，其中可任選32個作為最終產(chǎn)品中的波段信息。在10顆OHS高光譜衛(wèi)星全部發(fā)射升空后讳癌，可實(shí)現(xiàn)2天的空間分辨率穿稳，對特定區(qū)域甚至可達(dá)1天內(nèi)重訪。目前晌坤，這一由中國首家民營上市公司建設(shè)并運(yùn)營的高光譜衛(wèi)星星座數(shù)據(jù)已達(dá)世界一流水平逢艘，具備對植被、水體骤菠、海洋等地物進(jìn)行精準(zhǔn)定量分析能力它改，已在軍民融合、自然資源監(jiān)測商乎、環(huán)保監(jiān)測央拖、海洋監(jiān)測、農(nóng)作物面積統(tǒng)計及估產(chǎn)鹉戚、城市規(guī)劃等領(lǐng)域得到示范應(yīng)用爬泥，受到部隊、政府崩瓤、行業(yè)等諸多用戶好評袍啡。
2.8 高分五號 可見短波紅外高光譜相機(jī)
??2018年05月09日，高分五號衛(wèi)星（Gaofen-5却桶，GF-5）在我國太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長征四號丙運(yùn)載火箭搭載境输，成功發(fā)射。
??高分五號衛(wèi)星是我國“高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)”（即《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》中確定的16個重大專項(xiàng)之一）中7顆民用衛(wèi)星內(nèi)唯一一顆高光譜衛(wèi)星颖系，也是這一重大科技專項(xiàng)中搭載載荷最多嗅剖、光譜分辨率最高的衛(wèi)星，同時是世界首顆實(shí)現(xiàn)對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛(wèi)星嘁扼。
??其設(shè)計為太陽同步軌道信粮，軌道高度約705km；搭載了大氣痕量氣體差分吸收光譜儀（Environmental Trace Gases Monitoring Instrument趁啸，EMI）强缘、大氣主要溫室氣體監(jiān)測儀（Greenhouse Gases Monitoring Instrument督惰，GMI）、大氣多角度偏振探測儀（Directional Polarimetric Camera旅掂，DPC）赏胚、大氣環(huán)境紅外甚高分辨率探測儀（Atmospheric Infrared Ultra-spectral Sounder，AIUS）商虐、可見短波紅外高光譜相機(jī)（Advanced Hyperspectral Imager觉阅，AHSI）與全譜段光譜成像儀（Visual and Infrared Multspectral Sensor，VIMS）等共6臺載荷秘车，可對大氣氣溶膠典勇、二氧化硫、二氧化氮叮趴、二氧化碳痴柔、甲烷等氣體物質(zhì)，以及水華疫向、水質(zhì)、核電廠溫排水豪嚎、陸地植被搔驼、秸稈焚燒、城市熱島等多個地表環(huán)境要素進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測侈询。
??其中舌涨，AHSI共具有330個波段，光譜范圍覆蓋400 nm至2500 nm波長區(qū)域扔字，包括150個V-NIR波段（光譜分辨率為5 nm）與180個SWIR波段（光譜分辨率為10 nm）囊嘉；空間分辨率為30 m。目前革为，高分五號已經(jīng)停止服役扭粱。
2.9 ISS DESIS
??由德國航空航天中心（Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt，DLR）與美國特利丹公司（Teledyne）運(yùn)營的地球傳感成像光譜儀（DESIS）于2018年07月通過SpaceX Falcon 9火箭發(fā)射升空后震檩，抵達(dá)國際空間站（International Space Station琢蛤，ISS），并在ISS Teledyne的“地球傳感多用戶系統(tǒng)”（MUSES）平臺內(nèi)運(yùn)行抛虏。
??DESIS傳感器具有235個波長通道博其，波長覆蓋范圍為400 nm至1000 nm，具有30 m的空間分辨率迂猴。DESIS擴(kuò)大人類對農(nóng)業(yè)慕淡、生物多樣性、地質(zhì)沸毁、水生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識峰髓，并檢測地球表面的自然或人為變化傻寂。
2.10 HysIS HysIS
??高光譜成像（Hyper Spectral Imaging Spectrometer，HysIS）衛(wèi)星是印度空間組織（Indian Space Research Organisation儿普，ISRO）于2018年11月29日發(fā)射的地球高光譜觀測衛(wèi)星崎逃。
??HysIS衛(wèi)星在太陽同步軌道運(yùn)行，軌道高度為636 km眉孩，其可對地表可見光个绍、近紅外與短波紅外區(qū)域加以探測；其搭載了超光譜成像光譜儀（HysIS浪汪，主載荷與衛(wèi)星同名）巴柿，在可見光-近紅外區(qū)域（400 nm至950 nm）具有70個波段，而在短波紅外區(qū)域（900 nm至2500 nm）具有256個波段死遭。其空間分辨率為30 m广恢，影像幅寬為30 km。
2.11 PRISMA PRISMA
??高光譜先驅(qū)及應(yīng)用任務(wù)（PRISMA）衛(wèi)星于2019年03月21日呀潭，由意大利航天局（Agenzia Spaziale Italiana钉迷，ASI）在法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空；其升空凸顯出意大利提供一站式空間系統(tǒng)的能力[6]钠署。其任務(wù)主要為自然資源監(jiān)測與主要環(huán)境過程研究糠聪。同時，PRISMA還將在自然災(zāi)害預(yù)防谐鼎、人道主義援助等方面發(fā)揮作用舰蟆。
??PRISMA衛(wèi)星軌道為太陽同步軌道，軌道高度為620 km狸棍。這一衛(wèi)星搭載了一臺高光譜成像儀（即PRISMA HSI身害，主載荷與衛(wèi)星同名）與一臺中等分辨率全色相機(jī)（PAN，空間分辨率為5 m）草戈。其中塌鸯，PRISM傳感器具有239個波段通道，波段成像范圍為400 nm至2500 nm唐片，光譜分辨率低于12 nm界赔，空間分辨率為30 m，影像幅寬為30 km牵触。
??值得一提的是淮悼，PRISMA衛(wèi)星原計劃于2018年發(fā)射，但因?yàn)橐恍┰蚶克迹罱K發(fā)射日期為2019年袜腥。
3 高光譜衛(wèi)星縱向?qū)Ρ?/h1>
??將上述高光譜衛(wèi)星及其對應(yīng)傳感器、分辨率等參數(shù)加以匯總、對比羹令，如表2所示鲤屡。其中，由于不同高光譜傳感器在不同波段對應(yīng)光譜分辨率變化較大福侈，因此表2未單獨(dú)列出光譜分辨率酒来。此外，其中還增添了由于相關(guān)信息較為缺少肪凛，而未在本文第2部分提及的EnMAP HSI堰汉、ALOS-3 HISUI資料。
??由上述第2部分內(nèi)容與表2可以看到伟墙，在高光譜衛(wèi)星的基本參數(shù)層面翘鸭，隨著時代發(fā)展，成功升空的高光譜衛(wèi)星數(shù)量逐漸增多戳葵，且在空間分辨率就乓、波段范圍與幅寬等方面不斷取得突破；尤其是空間分辨率與波段數(shù)兩個參數(shù)拱烁，整體發(fā)展生蚁、進(jìn)步趨勢最為良好。MODIS通過其較高的時間分辨率戏自、較大的圖像面積與波段范圍，成為21世紀(jì)初至今觀測地球重要的遙感信息來源之一；但其波段數(shù)量并不算充足见芹。EO-1 Hyperion較之MODIS具有更多的波段數(shù)量玄呛，在21世紀(jì)初期便提供了高空間分辨率、多波段數(shù)的高光譜數(shù)據(jù)耳胎，極大方便相關(guān)科研人員開展研究工作惕它，因此可以看到淹魄，基于Hyperion高光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理、反演模型建立等文獻(xiàn)十分豐富甲锡；但其在圖像覆蓋范圍方面存在一定劣勢——圖像幅寬僅7.7 km左右，整體呈現(xiàn)細(xì)長形態(tài)虎韵，相對不利于大面積包蓝、大尺度區(qū)域的高光譜遙感研究。隨后衬吆，歐盟與中國等陸續(xù)發(fā)射多種高光譜衛(wèi)星绳泉，并在光譜分辨率零酪、波段數(shù)與幅寬等方面具有較之Hyperion同樣或更加優(yōu)秀的性能四苇，尤其是在空間分辨率方面具有較大提升；可以通過較高空間分辨率蟀架、時間分辨率的觀測方式對較大面積的研究區(qū)域加以實(shí)時觀測榆骚。
??在高光譜衛(wèi)星的功能與作用方面妓肢，可以看到隨著時間推移、相關(guān)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步纲缓，升空的高光譜衛(wèi)星逐漸承擔(dān)了更多觀測任務(wù)——由一開始更多僅僅針對地表影像獲取的高光譜發(fā)射目的祝高，到我國商用衛(wèi)星星座珠海一號對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)污筷、水利建設(shè)的支持，再到目前我國高分五號對地表與大氣協(xié)同觀測斤寂、對地表環(huán)境要素實(shí)時監(jiān)測的應(yīng)用范圍遍搞，可以看到高光譜遙感在環(huán)境溪猿、地表參數(shù)反演、農(nóng)業(yè)讲弄、水利等各行各業(yè)的價值愈發(fā)明顯依痊，其數(shù)據(jù)支持胸嘁、長期觀測的遙感功能逐步在各項(xiàng)利于人類發(fā)展的工作中大顯身手。
??在高光譜衛(wèi)星載荷方面群井，可以看到隨著時代與科技的發(fā)展书斜，越來越多不同原理酵使、不同針對內(nèi)容、不同波段的傳感器隨同搭載于高光譜衛(wèi)星中稍坯，實(shí)現(xiàn)由單一的高光譜傳感器觀測向可見光搓劫、熱紅外混巧、微波等多波段結(jié)合觀測方向發(fā)展咧党，進(jìn)一步提升了對高光譜數(shù)據(jù)的挖掘能力。
??在高光譜衛(wèi)星研制與發(fā)射地區(qū)方面负蠕，可以看到在高光譜衛(wèi)星研制初期倦畅，美國在相關(guān)技術(shù)叠赐、數(shù)量與性能方面遙遙領(lǐng)先芭概；但隨著時間的推移，歐盟踢故、中國畴椰、印度鸽粉、日本與部分歐洲獨(dú)立國家等高光譜技術(shù)發(fā)展逐步加速触机，由原有“一超”局面逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸鄰?qiáng)”局面儡首。尤其是高分五號的升空，標(biāo)志著我國高光譜技術(shù)的又一發(fā)展新階段对供。
??在高光譜衛(wèi)星載荷的國家合作方面产场，可以看到美國京景、日本早期高光譜衛(wèi)星載荷往往是多個國家共同合作研發(fā)骗奖，如美國EOS AM-1衛(wèi)星、日本ADEOS-2衛(wèi)星等鄙皇，都具有不同國家或地區(qū)所研發(fā)的不同傳感器；而隨著時間的推移较鼓，這些國家更多開始發(fā)射由本國全部自主研制的高光譜衛(wèi)星載荷博烂；而對于中國漱竖，無論是稍早的HJ-1A衛(wèi)星，還是最近的GF-5衛(wèi)星躺率，其不同傳感器往往均具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)悼吱。由此亦可以看到我國高光譜衛(wèi)星發(fā)展后勁之大良狈。
??當(dāng)然薪丁，在另一方面严嗜，高光譜衛(wèi)星即使在目前依然具有一定局限粱檀。盡管隨著時間的推移，高光譜遙感技術(shù)不斷得到發(fā)展漫玄，但其空間分辨率茄蚯、光譜分辨率、時間分辨率與影像幅寬等重要參數(shù)之間具有矛盾特性睦优，即上述參數(shù)往往不可以同時明顯提升渗常，而是受到輻射能量等相關(guān)因素影響，相互制約刨秆。例如我們所熟知的凳谦，在提升空間分辨率同時忆畅，由于像元所代表實(shí)際大小變小，因此瞬時成像時所對應(yīng)的瞬時視場角（IFOV）亦隨之變腥缡А；視場角變小脆丁，進(jìn)入傳感器端口光線即變少，亦即進(jìn)入的能量變屑吲唷；而由于噪聲依然存在噪窘，為使得信噪比不會因過小而導(dǎo)致無法正常成像，則必須加寬光譜波段所對應(yīng)長度丐枉，從而間接降低光譜分辨率。再比如，有時為了提高成像的信噪比听绳，需要適當(dāng)提高探測器凝視時間头岔；而這樣無形中降低了衛(wèi)星的時間分辨率∈赎可以看到，盡管是技術(shù)十分前沿的高分五號，其同樣具有上述這些難點(diǎn)受楼。因此，如何解決上述這些問題——其中由于部分問題是能量平衡等不可改變的理論事實(shí)導(dǎo)致河狐，因此亦可以說如何避免這些問題發(fā)生，個人認(rèn)為或許可作為高光譜今后發(fā)展的研究方向之一捐祠。
4 高光譜衛(wèi)星橫向?qū)Ρ?/h1>
??結(jié)合前述內(nèi)容與表2，對國內(nèi)率拒、外高光譜遙感相關(guān)技術(shù)加以對比呛伴。
??在高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)時間范圍方面召耘，可以看到，美國、歐盟等西方國家在高光譜技術(shù)發(fā)展與衛(wèi)星升空等方面開始較早固惯，如美國MODIS數(shù)據(jù)與Hyperion數(shù)據(jù)均在21世紀(jì)初期得以獲取，在技術(shù)累積與數(shù)據(jù)累積方面具有一定優(yōu)勢。在我專業(yè)前期定量遙感課程中個人就有所體會——若需要獲取較長時間序列信息或較早的高光譜遙感數(shù)據(jù)，往往需借助西方國家汛骂、尤其是美國的相關(guān)遙感資源。隨后，日本的高光譜技術(shù)快速發(fā)展祸轮，緊隨美國與歐洲國家舷夺，成功發(fā)射高光譜衛(wèi)星，其數(shù)據(jù)時序較之中國稍早些。而中國的高光譜衛(wèi)星普遍發(fā)射較晚，多數(shù)集中于2010年后期钓丰；若需獲取較早時期的數(shù)據(jù)兰怠，尤其是21世紀(jì)前的數(shù)據(jù)梦鉴，往往還需要借助西方國家高光譜數(shù)據(jù)。
??在高光譜衛(wèi)星參數(shù)方面揭保，可以看到以MODIS與Hyperion數(shù)據(jù)為代表的美國早期高光譜遙感數(shù)據(jù)已具有一定較好的空間分辨率尚揣、時間分辨率、光譜波段數(shù)等屬性掖举，我國早期高光譜遙感衛(wèi)星盡管發(fā)射時間晚于上述國外數(shù)據(jù)快骗，但其部分屬性較之國外數(shù)據(jù)提升相對或許并不明顯。例如塔次，2000年發(fā)射升空的EO-1衛(wèi)星Hyperion數(shù)據(jù)已具有30 m級的空間分辨率，而八年后升空的HJ-A衛(wèi)星空間分辨率亦僅有100 m励负。當(dāng)然继榆，這里亦需要明確翠忠，在上述不考慮其它性能情況下僅對某單一參數(shù)加以對比并不合適鹦倚。
??但是谣殊，可明顯看到我國高光譜衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展速度驚人。通過21世紀(jì)前十年的技術(shù)積累势告，我國航天事業(yè)飛速發(fā)展蛇捌，進(jìn)一步帶動高光譜衛(wèi)星的技術(shù)前行。珠海一號OHS高光譜衛(wèi)星具有較之MODIS與Hyperion十分優(yōu)越的空間分辨率與圖像幅寬等屬性咱台；高分五號則在波段數(shù)络拌、波段范圍方面進(jìn)一步提升，并通過其它載荷回溺，實(shí)現(xiàn)對地表與大氣環(huán)境的實(shí)時春贸、高精度監(jiān)測，進(jìn)一步拓寬了我國高光譜應(yīng)用范圍遗遵。同樣萍恕，也可看到印度亦作為一個發(fā)展中國家，于21世紀(jì)以來在航天事業(yè)的快速發(fā)展车要。
??此外雄坪，如上段所述，我國高光譜衛(wèi)星往往選擇借助其他載荷，提升對高光譜數(shù)據(jù)的挖掘能力维哈，從而由其中獲取更多地物信息绳姨。例如，環(huán)境一號衛(wèi)星系統(tǒng)將光學(xué)遙感與微波遙感結(jié)合阔挠，珠海一號衛(wèi)星系統(tǒng)借助可見光飘庄、紅外與微波結(jié)合方式探測地物等。
??而在高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)交互方面购撼，我國目前高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)在公開共享領(lǐng)域或許整體不如西方國家跪削，尤其是美國數(shù)據(jù)開放。通過簡單的賬號注冊迂求，即可較為方便的下載大量MODIS碾盐、Hyperion等數(shù)據(jù)；而對于我國多數(shù)高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)揩局，其獲取具有一定要求與限制毫玖，從而使得利用中國高光譜數(shù)據(jù)的研究依然不是很多。當(dāng)然凌盯，其中一方面原因是因?yàn)槲覈吖庾V衛(wèi)星多數(shù)距離發(fā)射日期不遠(yuǎn)付枫，由于國家安全等原因不便公開。相信隨著我國高光譜技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展驰怎，越來越多的國產(chǎn)數(shù)據(jù)將在全球應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮更大作用阐滩。
??在高光譜衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展方面，綜合相關(guān)文獻(xiàn)[7]可以獲知：20世紀(jì)80年代初期县忌，美國率先在成像光譜技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破掂榔；高光譜技術(shù)則在隨后的30多年中不斷發(fā)展。中國高光譜衛(wèi)星研究起步稍晚症杏，因此在前期發(fā)展過程中相對具有一定滯后装获；但隨著國家科學(xué)技術(shù)實(shí)力進(jìn)一步提升，我國高光譜研究發(fā)展獲得巨大突破鸳慈，并不斷取得令世界矚目的成就饱溢。
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