高等學校遙感信息工程實踐與創新系列教材：高光譜遙感實用數據分析

實踐教學作為理論與專業技能學習的重要環節，是踐行“創造、創新、創業”教育理念的重要途徑，也是實現“厚基礎、寬口徑、高素質、創新型”復合型人才培養目標的關鍵。20世紀80年代以來，高光譜遙感技術的快速發展引發了地學遙感的革命性轉變，改變了遙感觀測的精細程度、信息量、定量化水平和處理方法，已成為深空探測、地質勘探、環境監測、軍事偵察等領域的重要手段。高光譜遙感大數據時代已經來臨，高光譜遙感數據的智能處理與分析成為未來發展的趨勢，要求遙感領域專業人士深入了解高光譜遙感圖像處理和信息提取技術的理論、方法和應用。學習高光譜遙感數據的基礎理論、關鍵技術和應用案例，將有助于推動高光譜遙感的深入發展。

新編《高光譜遙感實用數據分析》，旨在填補高光譜遙感數據處理及實踐操作的空白，為遙感科學與技術專業的教學與科研提供更具實踐性的支持，助力實踐型、創新型和研究型人才培養。

經過多年的實驗教學改革探索與實踐，河海大學高光譜遙感課程教學團隊探索出了以系統化高光譜遙感知識體系為線索、綜合性高光譜遙感實驗為核心、多樣化遙感軟件平臺為工具、大學校園為實驗場景、包含高光譜遙感“數據采集、數據處理、數據分析、數據應用”等環節的高光譜遙感實用數據處理教學與實踐體系。與已出版的高光譜遙感理論教材不同，新編教材將配合理論學習過程，提供配套的實用數據處理方法和綜合性實驗操作。教材內容涵蓋了從基礎原理、數據處理到高級應用實踐的全面內容，以校園高光譜遙感為實際場景的案例設計，覆蓋了高光譜遙感數據處理的大部分流程，并配備了豐富的實驗案例，幫助讀者在實際操作中深化對高光譜遙感的理解與應用。通過提供豐富的教學資源和實踐項目，教材旨在為學生、研究人員和從業者提供更有價值的高光譜遙感數據分析技術，為高光譜遙感領域的學習者和研究者提供全新的數據分析視角，促進高光譜遙感技術進一步推廣和應用。本教材的推出有望填補當前教育和研究領域高光譜遙感實用數據處理與綜合實踐方面的空白，為高光譜遙感的發展注入更多活力和創新。

本教材作為國內首本專注于高光譜遙感實用數據處理與綜合實驗的教材，主要特色和創新思路如下：
1.以系統化高光譜遙感知識體系為線索，結合高光譜遙感課程內容及遙感類課程的實驗教學要求，梳理并分析各知識模塊的內在邏輯結構，構建一套能夠貫穿高光譜遙感主要知識點的實驗框架，以高光譜遙感“數據采集、數據處理、數據分析、數據應用”為實驗主軸，形成系統化的高光譜遙感實用數據處理與綜合實驗教學體系。
2.以綜合性高光譜遙感實驗為核心，與傳統遙感實驗教材中偏重軟件操作和單個實驗設計不同，本教材按照高光譜遙感“數據采集、數據處理、數據分析、數據應用”四大核心流程，將實驗內容劃分為數據采集、數據預處理、高光譜降維、高光譜圖像分類、混合像元分解、目標探測、數據融合、高光譜遙感應用等八大實驗模塊，各模塊之間邏輯關聯、內容銜接，形成一個完整的實踐鏈條。
3.以遙感軟件平臺為工具、以大學校園為實驗場景。區別于傳統實驗教材中實驗數據分散且無統一場景的特點，本教材的實驗數據以河海大學金壇校區的實際場景數據為實驗數據源，涵蓋了多種高光譜遙感數據類型（地物光譜數據、無人船數據、無人機成像數據等），該設計使得各個實驗模塊既能獨立運行，又通過數據的統一性和邏輯關聯性構成一個完整的實驗體系，為讀者提供連貫的實驗體驗和更真實的實踐場景。

本教材圍繞高光譜數據獲取、處理、分析及應用的流程和方法展開系統詳細講解，全書共分為9章，依托遙感領域廣泛應用的 ENVI 軟件及二次開發工具 ENVI IDL，按照高光譜遙感導論（第1章）、多源光譜數據的獲取及預處理（第2～3章）、高光譜遙感圖像處理分析關鍵技術（第4～8章）、高光譜遙感的典型應用（第9章）逐步展開。在多源光譜數據獲取與預處理部分，本書介紹地物光譜和無人機影像的采集方法、高光譜影像預處理操作及地物光譜特征參量化分析；在高光譜影像處理與分析章節，深入講解降維、分類、混合像元分解、目標探測及數據融合等關鍵技術，詳細介紹每種技術的典型方法及實驗流程。此外，本教材針對高光譜遙感數據特點設計多種典型應用案例，包括利用混合像元分解技術進行地質調查、利用分類技術進行濕地精細分類、利用高光譜診斷性光譜信息進行目標探測以及水質反演等綜合應用案例的詳細流程和技術路線，為讀者提供全面的技術指導與應用參考。

本文摘編自《高光譜遙感實用數據分析》一書，有修改。

《高光譜遙感實用數據分析》

ISBN 978-7-03-080860-8
蘇紅軍 鄭 盼 薛朝輝 吳 昊 杜培軍 等 編著

責任編輯：王騰飛

本書以綜合性高光譜遙感知識體系為線索， 圍繞高光譜遙感數據采集、數據處理、數據分析、數據應用全流程實踐體系，構建完整知識框架，內容包括數據采集與預處理、高光譜降維與特征挖掘、高光譜圖像分類、混合像元分解、目標探測、數據融合以及高光譜遙感應用等模塊，形成了一套系統的實習與實驗方案。通過學習本書，讀者能夠系統提升高光譜遙感的理論素養，掌握 ENVI 平臺軟件的應用技能，從而提高在高光譜遙感科研和實踐中的綜合性創新能力。
本書可作為普通高等院校遙感科學與技術、 地理信息科學、 測繪工程、人工智能等專業本科生和研究生教材，也可供相關專業研究人員和工程技術人員參考。

（本文編輯：洪弘）

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