2、 安装仪器开始测试 （1）对准标准板，读取数据为 Vs 。 （2）移开标准板对准地物，读取数据 Vg 。 （3）重复步骤(1)(2)， 测量 5‐9 次， 记录数据， 计算平均值。 （4）更换目标，做好信息记录， 重复(1)‐(3)步骤。 （5）整理数据，根据上述公式计算反射率 ρg(λ) , 标准板的反射率
2
b) 去噪前后，同一像素的（或同一区域的平均）光谱的信噪比值
3
实验二 高光谱遥感数据的大气校正
实验目的
大气的影响对高光谱遥感而言比多光谱遥感更重要，尤其是陆地 高光谱遥感，消除大气的影响而获得接近地面测量的光谱数据，对于 准确识别地物、属性估计等具有十分重要的意义。大气校正的目的是 消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物反射率和辐射率、 地表温度等真实物理模型参数，用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧 化碳、甲烷和臭氧对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的 影响。
Purpose Utilities ‐> Dark Subtract，启动模块。选择待校正的图像， 选择Band Minimum 选项，即每个波段的最小值将被自动选为暗目 标的反射率。处理后保存结果即可。 2、ENVI FLAASH
a) 简介：ENVI 的高精度大气校正工具包，其最新扩展模块FLAASH 2.0 专门对波谱数据进行快速大气校正分析。FLAASH可以处理任何高 光谱数据、卫星数据和航空数据(860nm/1135nm)，这些数据是由 HyMAP、AVIRIS、CASI、HYDICE、HYPERION(EO‐1)AISA、HARP、DAIS、 Probe‐1、TRWIS‐3、SINDRI、MIVIS、 OrbView‐4、NEMO 等传感器获 得的。FLAASH还可以校正垂直成像数据和侧视成像数据。FLAASH 是 目前精度最高的大气辐射校正模型，使用了 MODTRAN 4 辐射传输模 型的代码，基于像素级的校正，校正由于漫反射引起的连带效应，包 含卷云和不透明云层的分类图，可调整由于人为抑止而导致的波谱平 滑。FLAASH 可对Landsat, SPOT,AVHRR, ASTER, MODIS, MERIS, AATSR, IRS 等多光谱、高光谱数据、航空影像及自定义格式的高光谱影像进 行快速大气校气校正的目的。通常情况下，我们一般选择水体作为暗 目标。
实验内容
1、 MNF变换 cup95eff.int是本次实验使用AVIRIS的高光谱影像，已经经过消
光和大气校正。在ENVI中打开该影像，按照下列步骤进行MNF变换处 理：
（1） 从 ENVI 的主菜单按照下列之一的方式打开 MNF 的对话框
a) Transform → MNF Rotation → Forward MNF → Estimate Noise Statistics From Data
2) 海洋光学 USB4000‐VIS‐NIR
光谱范围： 350 – 1000 nm 内置存储器 ： -
通道数 ： 线阵列探测器： 3648 Si，350-1000nm 光谱分辨率（FWHM）： 1.5nm, 350 – 1000 nm 最小积分时间： 3.8 毫秒
8
实验步骤
1、 测量目标和条件的选择 （1） 环境: 无严重大气污染，光照稳定，无卷云或浓积云， 风
7
实验采用垂直测量方法，计算公式为：
ߩሺߣሻ
ൌ
ܸሺߣሻ ܸ௦ሺߣሻ
ൈ
ߩ௦ሺߣሻ
式中，ρ(λ)为被测物体的反射率，ρs(λ)为标准版的反射率，V(λ)，
Vs(λ)分别为测量物体和标准版的仪器测量值。
2、 几种便携式地物光谱仪
1) SVC 便携式地物光谱仪的基本参数
光谱范围： 350 – 2500 nm 内置存储器 ： 500 scans(扫)
本次实验的目的是掌握一般大气校正方法，理解大气传输过程中 散射、吸收和折射作用的影响机理和校正的原理，掌握大气校正的一 般方法和处理过程。
实验内容
1、使用黑暗目标法分别对TM和AVIRIS影像进行大气校正 2、使用FLAASH模块对AVIRIS影像进行大气校正
预备知识
1、黑暗目标消减法(Dark Object Substraction,DOS) a) 基本原理：寻找影像中的最暗的目标区域，假设该区域的光
0.76-0.90
1.55-1.75
分辨率(米) 30 30 30
30
30
主要作用 用于水体穿透,分辨土壤植被 分辨植被 处于叶绿素吸收区域, 用于观测道 路/裸露土壤/植被种类效果很好 用于估算生物数量, 尽管这个波段 可以从植被中区分出水体，分辨潮 湿土壤，但是对于道路辨认效果不 如 TM3 用于分辨道路/裸露土壤/水, 它还 能在不同植被之间有好的对比度, 并且有较好的穿透大气、云雾的能 力。
0.702-1.048
c) Hyperion
指标 波长范围 光谱分辨率
430-2400 10nm
波段 Band 1-5 Band 6-15 Band 16-25 Band 26-36 Band 37-184 Band 185-242
紫外 蓝光 绿光 红光 近红外 中红外
波长(微米) 0.356-0.396 0.406-0.498 0.508-0.600 0.609-0.691 0.702-1.992 2.002-2.577
谱反射率为0，而实际获得的反射率是由于大气影响或程辐射的结果， 并且其它区域受到相同的影响。那么，可以通过从每个像元的反射率
4
扣除掉黑暗目标的反射率就可以达到大气校正的目的。通常情况下， 我们一般选择水体作为暗目标。
b) ENVI 中DOS 的操作 i. ENVI 中DOS 被称为Dark Subtract ii. 依次选择菜单 Basic Tool ‐> Preprocessing ‐> General
I
实验一 高光谱遥感数据获取
实验目的
高光谱遥感数据的具有较高的光谱分辨率，每个波段的范围小 （窄波段），通常具有数十个至 200 多个窄波段。本次实验的目的是 利用 ENVI、Erdas 等软件观察 TM、AVIRIS 和 Hyperion 等遥感数据或 者实验室使用 Headwall 高光谱相机拍摄的高光谱图像数据，认识高 光谱数据的图谱合一的特点。
报告内容
1、 分别使用 AVIRIS 和 Hyperion 数据，如何针对植被、水体等 不同地物进行假彩色合成选择合适的波段？ 2、 分别从 ETM+，AVIRIS 和 Hyperion 数据中分别选取 5 种不 同的地物，提取曲线。从光谱剖面曲线上，比较分析多光谱数据 和高光谱数据的各自特点。 3、 信噪比计算，对 Headwall 拍摄的数据，采用 MNF 去噪后， 实现以下计算和比较分析： a) 去噪前后，各波段图像的信噪比值
b) Spectral → MNF Rotation → Forward MNF → Estimate Noise Statistics From Data
（2） 选择 cup95eff.int 文件，默认 Spatial Subsetting, Spectral Subsetting, 和 Masking，然后点击 OK，打开 Forward MNF Transform Parameters 的对话框；
5
b) ENVI 中的FLAASH 的操作 请参见附件《ENVI FLAASH使用手册》
报告内容
1、一些基本的概念： a) 大气散射 b) 大气吸收和地面遥感可以利用的主要大气窗口 c) 解释为什么天空是蓝色的，而在太阳升起和落下时天空会呈
现红色或橘红色 d) 为什么需要进行大气校正
2、对比分析 DOS 和 FLAASH 的处理结果，注意典型地物的校正效 果。从大气传输过程简要分析一下 FLAASH 的关键参数设置对结果 的影响。
1、 便携式地物光谱仪的基本工作原理 光纤光谱仪是现代主流的便携式地物光谱仪，基本工作原理是光 源发光通过光纤传导入采样探头，光线照射于物体表面后，反射光再 经探头导入与光谱仪相连的光纤束，被测光由接头入射到光谱仪内。 光谱仪内的分光结构至关重要。入射光经反射准直镜准直，平面反射 式光栅分光后，将入射光分成按一定波长顺序排列的单色光，再由成 像物镜聚焦后，投射到CCD阵列的光敏面上进行检测。典型的光纤光 谱仪的构造如下图。
实验内容
1、 合成真彩色和假彩色的影像 2、 提取同类或异类地物（物体）的光谱曲线
预备知识
1、 遥感数据的基本参数
a) ETM
波段 Band 1 蓝绿波段 Band 2 绿色波段
Band 3 红色波段
Band 4
近红外
Band 5
中红外
波长(微米) 0.45-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69
力小于 3 级，避开阴影和强反射体的影响(测量者不穿白色服 装)。 （2） 时间: 地方时 9: 30‐14: 30 。 （3） 取样: 选择物体自然状态的表面作为观测面，取样面积大 于地物自然表面起伏和不均匀的尺度，被测目标面要充满视 场。 （4） 标准板: 标准板表面与被测地物的宏观表面相平行， 与观 测仪器等距，并充满仪器视场，保证板面清洁。
1
Band 6 Band 7
热红外 中红外
10.40-12.50 2.09-2.35
Band 8
全色
0.52-0.90
b) AVIRIS
指标 波长范围 光谱分辨率
Fwmh
400-2500nm 10nm 10nm
60
感应发出热辐射的目标。
对于岩壤。
通道数 ： 1024 线阵列探测器： (1) 512 Si，350-1000nm
(2) 256 InGaAs，1000-1850nm (3) 256 扩展的 InGaAs ，1850-2500nm 光谱分辨率（FWHM）： ≦3.5nm, 350 – 1000 nm ≦8.5nm 1000 – 1850 nm ≦6.5nm, 1850 – 2500 nm 最小积分时间： 1 毫秒