《遙感技術(shù)基礎(chǔ)》影像處理高光譜專題

1、? ?遙感技術(shù)根底遙感技術(shù)根底? ?影像處影像處理專題理專題3-3-高光譜專題高光譜專題主要內(nèi)容主要內(nèi)容 識(shí)別波譜識(shí)別波譜1提取純潔像元提取純潔像元2345從影像上采集波譜從影像上采集波譜純潔像元地物識(shí)別并用于分類純潔像元地物識(shí)別并用于分類波譜沙漏向?qū)Чぞ卟ㄗV沙漏向?qū)Чぞ?如何識(shí)別波譜如何識(shí)別波譜ENVI波譜庫波譜庫 安裝目錄下安裝目錄下spec_libJet Propulsion Laboratory 0.42.5um 160種純礦種純礦物波譜物波譜美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS) 0.42.5um 500種質(zhì)優(yōu)礦種質(zhì)優(yōu)礦物波譜物波譜 和幾個(gè)植被波譜和幾個(gè)植被波譜Johns hopk

2、ins university 0.414um 礦物波譜礦物波譜IGCP264 (工程工程) 26個(gè)質(zhì)優(yōu)樣品應(yīng)用波譜儀個(gè)質(zhì)優(yōu)樣品應(yīng)用波譜儀測(cè)量得到測(cè)量得到翻開波譜庫翻開波譜庫spectral/spectral libraries/view) 顯示波譜曲線顯示波譜曲線(點(diǎn)擊點(diǎn)擊創(chuàng)立波譜庫創(chuàng)立波譜庫spectral/spectral libraries/builder) 波譜分析工具波譜分析工具 Spectral Analyst 波譜分析首先需要翻開一個(gè)波譜庫，然后將未知波譜分析首先需要翻開一個(gè)波譜庫，然后將未知波譜與波譜庫中的波譜進(jìn)行匹配處理，該工具波譜與波譜庫中的波譜進(jìn)行匹配處理，該工具運(yùn)用波譜

3、角分類運(yùn)用波譜角分類,波譜特征擬和二進(jìn)制編碼技波譜特征擬和二進(jìn)制編碼技術(shù)術(shù),對(duì)一未知波譜與波譜庫中要素的匹配進(jìn)行對(duì)一未知波譜與波譜庫中要素的匹配進(jìn)行排序排序,輸出一個(gè)列表輸出一個(gè)列表,按照波譜匹配的好壞依次按照波譜匹配的好壞依次排列排列,并紀(jì)錄一個(gè)總體的得分并紀(jì)錄一個(gè)總體的得分.匹配時(shí)需要設(shè)置三種方法所占的權(quán)重匹配時(shí)需要設(shè)置三種方法所占的權(quán)重,權(quán)重是任權(quán)重是任意的意的,最后輸出一個(gè)總體得分最后輸出一個(gè)總體得分,得分越高得分越高,說明匹說明匹配效果越好配效果越好.v 主要有兩個(gè)作用：主要有兩個(gè)作用：v 別離圖像中噪聲別離圖像中噪聲v 圖像解相關(guān)圖像解相關(guān)(散點(diǎn)圖散點(diǎn)圖, Animation)v

4、計(jì)算時(shí)需要輸入的參數(shù)計(jì)算時(shí)需要輸入的參數(shù)v 統(tǒng)計(jì)信息的圖像范圍統(tǒng)計(jì)信息的圖像范圍shift diff subsetv 噪聲統(tǒng)計(jì)文件可以用到另一副圖像上做變換噪聲統(tǒng)計(jì)文件可以用到另一副圖像上做變換v MNF統(tǒng)計(jì)文件統(tǒng)計(jì)文件(反變換的時(shí)候要用反變換的時(shí)候要用)v Mnf變換輸出波段選擇變換輸出波段選擇(根據(jù)特征值選擇輸出波段根據(jù)特征值選擇輸出波段)MNF變換變換如何從影像上提取純潔像元如何從影像上提取純潔像元v 利用利用MNF變換后的圖像進(jìn)行端元提取變換后的圖像進(jìn)行端元提取v經(jīng)過經(jīng)過MNF變換后的圖像波段之間的相關(guān)性有變換后的圖像波段之間的相關(guān)性有效地降低了，并且出現(xiàn)了多個(gè)拐點(diǎn)，這些拐點(diǎn)效地降低了

5、，并且出現(xiàn)了多個(gè)拐點(diǎn)，這些拐點(diǎn)就是我們要找的端元就是我們要找的端元Endmembers。 v波譜曲線比照編輯端元波譜曲線比照編輯端元v生成端元地物平均波譜曲線生成端元地物平均波譜曲線v利用波譜分析工具進(jìn)行端元識(shí)別利用波譜分析工具進(jìn)行端元識(shí)別v識(shí)別每一類地物后識(shí)別每一類地物后,將端元導(dǎo)出成將端元導(dǎo)出成ROIPPI純潔像元指數(shù)純潔像元指數(shù)v 生成的結(jié)果是一副灰度的影像生成的結(jié)果是一副灰度的影像,DN值越大說明像元越純值越大說明像元越純.v 作用及原理作用及原理v 純潔像元指數(shù)法對(duì)圖像中的像素點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)迭代，可以在純潔像元指數(shù)法對(duì)圖像中的像素點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)迭代，可以在多光譜或者高光譜影像中尋找最多光譜或

6、者高光譜影像中尋找最 純的像元純的像元.(通常基通?；谟贛NF變換結(jié)果來進(jìn)行變換結(jié)果來進(jìn)行)v 純潔像元指數(shù)可以將純潔像元指數(shù)可以將N維散點(diǎn)圖迭代映射為一個(gè)隨機(jī)單位維散點(diǎn)圖迭代映射為一個(gè)隨機(jī)單位向量來計(jì)算向量來計(jì)算,每次映射的極值像元被記錄下來每次映射的極值像元被記錄下來,并且被標(biāo)為并且被標(biāo)為極值的總數(shù)也被記錄下來極值的總數(shù)也被記錄下來.v 按照屢次映射每個(gè)像元被記錄為極值像元的次數(shù)來決定該按照屢次映射每個(gè)像元被記錄為極值像元的次數(shù)來決定該像元是否為純潔像元像元是否為純潔像元.v 計(jì)算時(shí)需要輸入的參數(shù)計(jì)算時(shí)需要輸入的參數(shù)v 進(jìn)行迭代的次數(shù)進(jìn)行迭代的次數(shù)v 設(shè)置域值的系數(shù)設(shè)置域值的系數(shù)(極值像

7、元的域值極值像元的域值)v 數(shù)據(jù)二次采樣數(shù)據(jù)二次采樣(減少內(nèi)存減少內(nèi)存,但不能太小但不能太小)v 處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)純潔像元指數(shù)圖處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)純潔像元指數(shù)圖v X- 像元迭代次數(shù)像元迭代次數(shù),Y-極值像元總數(shù)極值像元總數(shù)v 該圖顯示了該圖顯示了PPI做為迭代次數(shù)的函數(shù)做為迭代次數(shù)的函數(shù)v 當(dāng)所有極值像元都已經(jīng)找到后當(dāng)所有極值像元都已經(jīng)找到后,它應(yīng)該接近于一條水平它應(yīng)該接近于一條水平線線v 處理結(jié)果處理結(jié)果: DN值越大說明像元越純值越大說明像元越純.v PPI純潔像元指數(shù)提取純潔像元指數(shù)提取ROIv 設(shè)置波段域值提取設(shè)置波段域值提取PPI_ROIv 通常只設(shè)最小值通常只設(shè)最小值 (值越大值越大,像元

8、越純潔像元越純潔)N維可視化器維可視化器v提取提取PPI_ROI后翻開后翻開N維可視化器維可視化器,選擇選擇MNF變換結(jié)果變換結(jié)果,系統(tǒng)默認(rèn)導(dǎo)入系統(tǒng)默認(rèn)導(dǎo)入PPI_ROIvPPI_ROI端元提取端元提取v波譜曲線比照編輯波譜曲線比照編輯ROIv生成地物平均波譜生成地物平均波譜v波譜分析波譜分析,端元識(shí)別端元識(shí)別v 波譜角分類波譜角分類SAM分類分類波譜沙漏向?qū)Чぞ卟ㄗV沙漏向?qū)Чぞ逽HW主要作用:將地物波譜與波譜庫波譜進(jìn)行比照, 來識(shí)別地物過程包括:MNF變換,去噪解相關(guān)PPI 提取純潔像元N維可視化分析,提取終端端元, 生成終端端元平均波譜曲線,做波譜分析,與波譜庫波譜曲線比照來識(shí)別地物.將終

9、端端元做為訓(xùn)練樣本進(jìn)行分類反射率數(shù)據(jù)反射率數(shù)據(jù)MNF變換變換PPIN-D端元提取端元提取SAMMTMFv 提供了生物物理學(xué)交叉檢驗(yàn)提供了生物物理學(xué)交叉檢驗(yàn)(BIOPHYSICAL CROSS CHECK)v 通過植被指數(shù)計(jì)算器統(tǒng)一進(jìn)行計(jì)算通過植被指數(shù)計(jì)算器統(tǒng)一進(jìn)行計(jì)算v 能夠根據(jù)影像信息自動(dòng)顯示可計(jì)算的植被指數(shù)能夠根據(jù)影像信息自動(dòng)顯示可計(jì)算的植被指數(shù)v 還提供了還提供了3種植被指數(shù)分析工具可廣泛用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)管理種植被指數(shù)分析工具可廣泛用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)管理和火點(diǎn)監(jiān)測(cè)的專題分類制圖。另外，植被分析工具箱還包括了植和火點(diǎn)監(jiān)測(cè)的專題分類制圖。另外，植被分析工具箱還包括了植被指數(shù)的計(jì)算公式和取值范圍等相關(guān)知識(shí)和編程參考。被指數(shù)的計(jì)算公式和取值范圍等相關(guān)知識(shí)和編程參考。植被指數(shù)工具植被指數(shù)工具植被指數(shù)分析工具在災(zāi)害監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用植被指數(shù)分析工具在災(zāi)害監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用v植被指數(shù)應(yīng)用分析工具植被指數(shù)應(yīng)用分析工具分析植被脅迫分析植被脅迫Agricultural Stress,生成植被脅生成植被脅迫等級(jí)分類圖迫等級(jí)分類圖分析植被著火可能性分析植被著火可能性Fire Fuels分析植被健康情況分析植被健康情況Forest He