高光譜影像 → 地礦巖心鉆取探勘應用

                                                    揭示人眼無法在傳統測井中看到的變化

Specim's 『SisuROCK』全自動巖心光譜成像儀器非常先進的高光譜相機，100%可重復提供相同完整的結果。在地質研究應用領域，快速收集高光譜數據，以靈活分析各種地質樣本。

Faster drill core scanning with Specim's SisuROCK hyperspectral core logger

『SisuROCK』 只需不到2分鐘時間即可快速對整個巖心進行全面掃描，甚至對最困難類型的沉積物、樣品和紋理也都能完整擷取高光譜影像數據并做記錄及分析。 高速掃描：≧ 1200 公尺長巖心樣本/天

一秒鐘內制作一張圖片，每個像素包含全頻譜 (搭配不同波段高光譜相機，可比對辨識上百種不同巖心成份)

                                                              搭配合適傳感器展現多才多藝

低熱照明

『單核掃描儀sisuSCS』

一個核心掃描計算機控制擷取數據

容易方便運輸/安裝

                               不同高光譜巖心成分分析圖像

                                              湖泊沉積物高光譜影像分析   

上海五鈴光電科技有限公司

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高光譜遙感數據處理系列（一）

地表反射的太陽輻射包含著豐富的信息，從太陽外層大氣的吸收到地球大氣的吸收，經過與地物的相互作用反射回大氣，最 終被傳感器捕獲。高光譜遙感可以在每個像元獲取高分辨率的光譜數據，這些光譜信息提供了一種理解事物的新的維度。下圖展示了幾種典型地物的光譜。可以看出不同地物展現出顯著不同的光譜特征。除此之外，同種地物在不同狀態下，也可能在特定波段展現出顯著不同的光譜特征。通過比對光譜數據，可以實現對地物區分，狀態區分，異常監測等難以通過傳統遙感手段實現的應用。高光譜遙感被廣泛應用于農林業、礦業、環境、保險、等領域。

太陽輻射與典型地物反射率

通常彩色影像有紅綠藍三個波段，多光譜影像有幾到十幾個波段，而高光譜影像有著幾十到上百個波段。波段的增加除了提高了信息量，還使得數據量成比例增加。這種數據量對計算機的性能提出了較高的要求，更多的是要求對處理者新的思路和方法。在接下來的文章中，我們將詳細介紹高光譜數據的處理流程與方法，希望能在此過程中給讀者以新的思考。

Hyperspectral light sheet microscopy | Nature Communications

ENVI (The Environment for Visualizing Images) 是美國Exelis Visual Information Solutions 公司的旗艦產品。它是由遙感領域的科學家采用交互式數據語言IDL (Interactive Data Language) 開發的遙感圖像處理軟件。ENVI已經廣泛應用于科研、環境保護、氣象、石油礦產勘探、農業、林業、醫學、國防&安全、地球科學、公用設施管理、遙感工程、水利、海洋、測繪勘察和城市與區域規劃等領域。

雙擊ENVI圖標打開ENVI軟件，可以看到ENVI軟件的主界面由以下六個部分組成：①菜單欄、②工具欄、③圖層管理窗格、④圖像顯示部分、⑤工具箱、⑥狀態欄。

ENVI軟件的布局如圖所示，首先點擊 依次點擊①菜單欄->File->Open，在彈出的對話框中選取所需要的文件，

 一般的ENVI文件由兩部分組成，文件本體和頭文件（.hdr）。文件本體記錄了文件的數據信息，而頭文件中記錄了關于這些數據信息的描述。使用記事本文件可以直接打開hdr文件，可以看到其中包括了：

• 操作記錄

• Samples：柵格列數

• Lines：柵格行數

• Bands：波段數

• Header offset：文件開頭到實際數據起始位置的偏移量

• File type：文件類型

• Data type：數據存儲類型，用數字表示bit位數

• Interleave：存儲順序

• Map Info：圖像采用的投影系統參數，坐標系統及單位

• Coordinate System String：詳細的坐標系統信息

• Wavelength：每個波段所對應的波長

兩個文件應該放在同一目錄下面，ENVI在讀取時會自動進行關聯。

    任選其中一個文件都可以打開該文件，但是ENVI對兩個文件的處理方式有所不同。如果選擇.hdr文件，ENVI會直接載入顯示文件的第 一個波段，如下圖所示。使用鼠標滾輪可以對圖像進行縮放操作，使用②工具欄中的工具可以對圖像進行拖動縮放等一系列操作。加載成功的圖像會顯示在③圖層管理區，通過點擊圖像前面的勾選框來控制圖像在④圖像顯示區的顯示與否。

使用如果打開文件本體，ENVI會彈出Data Manager窗口

 該窗口包含三個部分，分別是①波段信息、②文件信息、③RGB波段選取。①中展示了所有波段的名稱，②中是經過處理后的頭文件信息，③是進行RGB合成的波段選取，點擊三種顏色的方框后，在①中單擊選擇波段，選擇完成后點擊Load Data。如果只想要顯示一個波段的灰度影響可以在①中選中目標波段后直接點擊Load Greyscale。

RGB 合成象素值的彩色圖，就是將三個波段的數據分別通過紅、綠、藍三個通道加載，然后進行渲染。

將多波段影像數據添加到地圖中之后，可使用多波段柵格數據集中的任意三個可用波段的組合來創建 RGB 合成圖。與僅處理一個波段相比，通過將多個波段共同顯示為RGB 合成圖通常可從數據集收集到更多信息。

來源：簡書

    通常我們選取650nm、550nm和450nm分別賦給RGB通道進行合成以獲得最 佳的顯示效果。顯示效果如下圖：

在②工具欄中選擇按鈕，ENVI會在圖上顯示框標，并彈出光譜特征（Spectral Profile)窗口。光譜特征窗口中顯示了框標中心白點所在像元的光譜曲線。如下圖所示：

點擊光譜特征窗口中的    ，可以對光譜曲線進行一些操作，如平滑，計算NDVI，顯示RGB波段所在位置等：

小結

    本文介紹了高光譜影像的基本原理以及簡單的讀取及可視化操作。使用ENVI軟件可以實現大部分簡單的高光譜數據處理。在接下來的教程中，我們將從植被指數提取、高光譜濾波、非監督分類與監督分類等方面介紹ENVI軟件的使用。除此以外，我們還將介紹基于Python的高光譜處理，從編程角度介紹高光譜相關知識，以及高光譜數據與大數據處理的結合。

參考：

【1】百度百科

【2】 www.jianshu.com/p/d0765ee89b86