從20 世紀(jì)70年代末至80年代初美國提出高光譜遙感概念模型并研制成像光譜儀以來，世界各國進(jìn)行高光譜遙感的應(yīng)用。本文簡單介紹了高光譜在地質(zhì)領(lǐng)域的研究技術(shù)和具體應(yīng)用。

?

高光譜在地質(zhì)領(lǐng)域的研究技術(shù)

1. 光譜微分技術(shù)

光譜微分技術(shù)包括對反射光譜進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬和計算不同階數(shù)的微分（差分）值，以確定光譜彎曲點和最大最小反射率的波長位置。

光譜微分強調(diào)曲線的變化和壓縮均值影響。一階微分去除部分線性或接近線性的背景、噪聲光譜對目標(biāo)光譜（須為非線性的）的影響。

2. 光譜匹配技術(shù)

光譜匹配技術(shù)是對地物光譜和實驗室測量的參考光譜進(jìn)行匹配或地物光譜與參考光譜數(shù)據(jù)庫比較，求得它們之間的相似或差異性，一達(dá)到識別的目的。兩個光譜曲線的相似性常用計算的交叉相關(guān)系數(shù)及繪制交叉相關(guān)曲線圖來確定。

3. 混合光譜分解技術(shù)

用以確定在同一像元內(nèi)不同地物光譜成分所占的比例或非已知成分。因為不同地物光譜成分的混合會改變波段的深度，波段的位置，寬度，面積和吸收的程度等。這種技術(shù)采用矩形方程，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法以及光譜吸收指數(shù)技術(shù)等，求出在給定像元內(nèi)各成分光譜的比例。

4. 光譜分類技術(shù)

主要的方法包括傳統(tǒng)的最大似然方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、支持向量機方法和光譜角制圖方法（Spectral Angel Map-per，SAM）。

5.?光譜維特征提取方法

可以按照一定的準(zhǔn)則直接從原始空間中選出一個子空間；或者在原特征空間之間找到某種映射關(guān)系。這一方法是以主成分分析為基礎(chǔ)的改進(jìn)方法。

6、模型方法

這是模型礦物和巖石反射光譜的各種模型方法。因為高光譜測量數(shù)據(jù)可以提供連續(xù)的光譜抽樣信息，這種細(xì)微的光譜模型特征是模型計算一改傳統(tǒng)的統(tǒng)計模型方法建立起確定性模型方法。因而，模型方法可以提供更有效和更可靠的分析結(jié)果。

?

高光譜在地質(zhì)領(lǐng)域的具體應(yīng)用

1.?高光譜地質(zhì)成因信息探測研究

可以根據(jù)高光譜所識別出的礦物共生組合的關(guān)系進(jìn)行地質(zhì)成因環(huán)境分析，或者根據(jù)高光譜對礦物組成成分信息的探測來分析地質(zhì)成因環(huán)境。

2.?高光譜成礦預(yù)測研究

在巖體侵位以及地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)作用下，熱液侵入、物質(zhì)置換等使源于礦體的礦物質(zhì)發(fā)生擴散作用，這些成分的變化在礦物光譜中有著或強或弱的表現(xiàn)，通過對這些細(xì)微的變化的探測，實現(xiàn)對地質(zhì)作用演化信息的探測。

3.?高光譜植被重金屬污染探測

植被在可見光波段（400~685 nm）的光譜主要受葉色素（葉綠素、葉黃素、胡蘿ト素）的控制，其中以葉綠素的影響最大。在680~750 nm區(qū)間急劇上升形成一個發(fā)射陡坡，稱為“紅邊”。

重金屬改變或破壞葉細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，造成光譜紅邊的斜率和位置發(fā)生變化。葉綠素含量的減少會造成紅邊向短波方向位移，稱為藍(lán)移。

植被生物變異特征在譜學(xué)上重點表現(xiàn)為光譜紅邊的“紅移”（健康，生長旺盛）和“藍(lán)移”（不發(fā)育，中毒等）。

利用高光譜對植物光譜的“精細(xì)”結(jié)構(gòu)和變異的探測和分析，可以定量、半定量地提取與估計植被生物物理和生物化學(xué)參數(shù)，快速且定量地評價冠層結(jié)構(gòu)、狀態(tài)或活力，冠層水文狀態(tài)，估計冠層生物化學(xué)成分。

4.?蝕變礦物與礦化帶的探測

通過蝕變帶和蝕變礦物的識別，并結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)資料，找尋潛在的礦產(chǎn)。主要用于：熱液蝕變礦物組合探測與成礦分析、金礦礦區(qū)蝕變巖石信息提取、銅礦礦區(qū)識別與探測、鈾礦礦區(qū)探測等。

5.?高光譜礦山環(huán)境分析研究

利用高光譜的技術(shù)優(yōu)勢快速且有效地直接識別與提取出污染源的種類、類型，并分析其潛在的污染趨勢。對礦山環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。例如：歐盟礦區(qū)環(huán)境影響評價與監(jiān)測（MINEO計劃）

6.?油氣資源及災(zāi)害探測

利用高光譜技術(shù)了可以進(jìn)行油氣微滲漏探測、油氣管線監(jiān)測、石油泄漏探測等。

?