高光谱成像仪高光谱图像数据常见的数据排列格式介绍

高光谱成像仪作为精细化的光学测量仪器，可以获得被测物体的高光谱成像数据，而完整的高光谱成像数据包括图像数据和辅助数据。图像数据有三种不同的数据排列格式，辅助数据也根据用途不同而有不同的存在方式。下文对高光谱成像仪高光谱图像数据常见的数据排列格式及优点做了介绍。

高光谱成像仪高光谱图像数据常见的数据排列格式：

1.BSQ（band sequential，波段顺序格式）

每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。这种格式最适于对单个波谱波段中任何部分的空间（X，Y）存取。BSQ格式如下图中左部分所示。

2.BIP（band interleaved by pixel，波段按像元交叉格式）

在每一行中，每个像元各波段的值按波段次序排列，然后对该行的全部像元按上述顺序依次排列，排列完一行的全部像元后，再进行下一行的排列。

也就是说，按BIP格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段，接着是第二个像元的所有波段，然后是第三个像元的所有波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图像数据波谱（Z）的存取提供最佳性能。

3.BIL（band interleaved by line，波段按行交叉格式）

和BIP格式相区别的是，此种存储格式是先存储第一个波段的第一行，接着是第二个波段的第一行，然后是第三个波段的第一行，交叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种折衷方式，它是大多数ENVI处理任务中所推荐的文件格式。

高光谱成像仪高光谱图像数据不同存储格式的优势：

BSQ的格式数据按波段顺序存储，BIP格式的数据按像素点序列存储，BIL格式的数据波段按行交叉存储。虽然不同格式的图像有不同的存储方式，但是这些高光谱图像都有共同的突出特点。

1.高光谱分辨率

通常的多光谱遥感器的专题制图仪传感器和地球观测系统的高分辨率可见光传感器只有几个波段，其光谱分辨率一般大于100 nm。高光谱成像光谱仪能获得整个可见光、近红外、短波红外、热红外波段的多而窄的连续光谱，波段数多至几十甚至数百个，光谱分辨率可达纳米级。

2.图谱合一

高光谱图像获取表图像包含了丰富的空间和光谱信息，在可见光和反射红外区，其光谱分辨率通常在100nm量级。而成像光谱仪的光谱波段较多，一般是几十个或者几百个，有的甚至高达上千个，而且这些光谱波段在成像范围内都是连续成像。因此，成像光谱仪能够获得地物在一定范围内连续的、精细的光谱曲线。

3.数据冗余度大

高光谱成像光谱仪虽然光谱波段多，光谱曲线连续且精细，但是同时也存在它不足的一面，其采样间距一般都在纳米级，造成了相邻波段的高度的相关性，冗余度也随之增加。

4.信噪比低

高光谱数据信噪比较低。随着波段数目的增加，噪声增加。然而，高光谱特征和分类研究中主要存在以下两个难点：一是高维使得计算速度受到很大影响，训练样本的不足也会导致不好的分类结果；二是波段间的强相关性增加了冗余性，如果不能有效处理，会对结果产生一定的影响。