高光谱遥感应用概述

高光谱遥感器区别于传统多光谱遥感器的关键在于窄波段成像，在可见光-近红外区域光谱分辨率达到纳米级。对不同的应用目的，选择适当的波段，可以取得研究对象详细而精确的光谱信息，因而应用范围极广。

在地质学领域中，矿物中金属离子Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺的电子跃迁在可见光、近红外光谱区域形成典型的光谱波形，矿物中官能团OH₃^2-、Co3-及Si—O键等的振动在短波红外光谱区域形成系列的吸收特征，这此诊断性的吸收特征构成成像光谱识别矿物的理论基础。利用AIS图像在美国内华达州进行了矿物直接识别研究；在同一地区利用GERIS和AVIRIS图像进行了高岭土、明矾石、钠长石、白云石、方解石等矿物的识别。一些学者利用GERIS数据在新疆阿克苏西部进行了矿物光谱识别、填图研究，利用MAIS数据在澳大利亚松谷铀矿区发现了铀矿的可能存在区。Clark研究了矿物在2.0~3.0μm范围反射光谱随光谱分辨率变化的表现，证明高的光谱分辨率对矿物的识别是非常重要的。

在植被生态学的研究中，常规遥感技术主要是获取植被指数、叶面积指数等信息，而成像光谱技术则通过对不同类型植被的生物化学成分含量的估算可以获得更为详细的植被生态学信息,包括叶子水分、叶绿素、纤维素、木质素和其他色素含量,以及叶子和树冠结构等，尤其对“红边”位移的监测可获得有关植被生态胁迫的信息。利用成像光谱数据证实能够检测低于5%覆盖度的痕量植被；利用高信噪比和高定标精度的成像光谱图像数据可以识别植被的类型和种类。利用模块化成像光谱仪(MAIS)对鄱阳湖地区湿地植被生态进行了广泛深入的研究。目前对植被光谱特征与叶片化学和结构特性以及群体树冠的结构之间关系的研究还在不断深入，这些研究对于利用定标的成像光谱数据进行生态定量化研究和应用具有非常重要的作用。

在大气研究中,航空或航天高光谱遥感器记录的太阳反射光谱可以反映大气层中分子和粒子成分的光谱信息，这此成分主要包括水蒸气、二氧化碳、氧气、气溶胶、臭氧和其他气体。研究了从AVIRIS高光谱遥感数据中逐像元提取大气中水蒸气的信息；利用AVIRIS数据研究提取气溶胶信息；利用AVIRIS图像数据进行了提取云分量和云阴影性质信息的研究。

在土壤有机质含量、离子含量、湿度及土壤侵蚀与退化等土壤研究方面,高光谱遥感数据提供了连续窄波段的短波红外光谱信息，使得土壤评价与监测有了更强有力的工具。AVIRIS 数据被用来进行土壤分类、土壤与植被关系等研究,取得了较好的效果。

在水环境遥感中，高光谱遥感数据为近岸和陆地水质遥感监测带来了契机，因为它可以捕捉到近岸和陆地水体复杂而且多变的光学特性，提高水质监测的精度。利用AVIRIS数据研究美国加利福尼亚州一内华达州Tahoe湖的叶绿素浓度，并进行了湖底深度制图。利用我国自行研制的OMIS一Ⅰ成像光谱仪在太湖地区进行地表水质遥感实验,估算了研究区域内的叶绿素浓度分布,并将遥感估算值与地面采样数据进行了比较，结果表明OMIS-Ⅱ能够提高内陆水体藻类叶绿素的定量遥感精度。

随着成像光谱技术进入航天遥感，这项技术将成为全球变化研究的有力工具。主要方面有大气圈化学、大气和海洋、冰雾圈、海洋生态学过程、植被生态过程、固体地球、生物地球化学元素循环，脆弱生态系统(湿地海岸带、沙漠化等)等。