​高光谱数据的特点及高光谱数据的常见格式

高光谱成像仪作为一种光谱成像工具，它将传统二维成像技术和光谱技术有机结合在一起，既可以获取目标物的二维空间信息，又可以获得一维光谱信息，因此具有图谱合一的特点。本文对高光谱数据的特点及高光谱数据的常见格式做了介绍。

高光谱数据的特点：

高光谱成像数据包含了目标地物的光谱、空间分布和辐射强度信息，它是一种三维数据，常被称为高光谱图像的数据立方体。空间维的每个单元称为像元，表示空间位置信息，包括穿轨（垂直于光谱成像仪载体的运动方向）空间分辨力、沿轨（沿着光谱成像仪载体的运动方向）空间分辨力以及位置信息等。光谱维度的每个单元称作波段，它表示波长范围，属性信息包括光谱分辨力、中心波长以及光谱采样间隔等；辐射强度也即图像的灰度，它表示探测器所接收到的成像光束的强弱。

遥感高光谱数据的主要特征是图像数据信息的多维性特征，我们可以获得不同波段上的图像数据，地物的形状、大小和相对位置等空间信息，也可以在图像的任意空间位置处得到一个像元的光谱信息，我们对该光谱信息进行分析可以获得该像元所对应地物的类型或成分信息。遥感高光谱图像的另一个特征是光谱分辨率高和波段连续。常见的遥感多光谱图像也包含有空间、光谱和辐射强度三维信息，但是它的波段数目较少（通常少于50个），波段带宽较大（通常为几十至几百纳米），并且.谱段常常是不连续的。而高光谱数据有几十甚至几百个连续的窄的波段，每个波段的宽度通常在10nm以下，可以得到连续的光谱曲线。遥感高光谱数据的第三个特点是相邻波段的图像之间相关性很强，数据冗余度较大，可以采用主成分变换等方式减少波段数量，但也正是波段间的微弱差异包含了地物成分信息，若要挖掘出光谱中隐含的更细致的信息只能完整地保留这些微弱差异。

高光谱数据的常见格式：

完整的高光谱数据应该包括图像自身数据和额外的辅助数据。辅助数据是与元数据、光谱定量化、定位等有关并用于数据描述或者后续处理的一系列文件或参数。高光谱数据在数据排列格式上有三种不同方式。根据不同的用途辅助数据也有不同的存在方式。

高光谱数据主要有三种存储格式，分别是 BIP格式、BIL格式以及BSQ格式。

BIP格式是指：在一行中相同像元不同波段的值按照波段的先后次序排列，再对该行的全部像元按照像元的大小次序排列，最后按照行数增大的次序依次排列数据。设某一高光谱数据的像元数为p，波段数为b，其中[i，j，k]中的i表示第i行，j表示第j像元，k表示第k波段的数据。对于BIL数据存储格式来说，[i，j，k]中的i，j，k分别表示第i行第j波段第k像元的数据。同样的，对于BSQ数据存储格式来说，[ij，k]中的i，j，k分别表示第i波段第j行第k像元的数据。