高光譜實(shí)驗(yàn)二

[鍵入公司名稱]高光譜遙感實(shí)驗(yàn)三——高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理

目錄1. 數(shù)據(jù)篩選 22. 求平均值 23. 剔除水汽吸收波段 34. 求一階微分 65. 去包絡(luò)線 66. 總結(jié) 7數(shù)據(jù)篩選首先，打開數(shù)據(jù)處理軟件ViewSpecPro，將需要處理的原始數(shù)據(jù)通過Fileopen打開。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，選出相差不大的數(shù)據(jù)組，如圖1所示，對(duì)于蘭花的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。圖SEQ圖\*ARABIC1數(shù)據(jù)篩選求平均值選中九個(gè)玉蘭花的原始數(shù)據(jù)，在軟件的主菜單欄中的setup中設(shè)定儲(chǔ)存位置，然后再求平均值，通過ViewSpecProProcessStatistics，如圖2所示，所求得的九個(gè)玉蘭花原始數(shù)據(jù)的平均值結(jié)果如圖3所示。圖SEQ圖\*ARABIC2統(tǒng)計(jì)步驟圖SEQ圖\*ARABIC3玉蘭求平均值結(jié)果剔除水汽吸收波段水汽的吸收對(duì)植被的光譜曲線有很大的影響，如圖4三顆針的原始數(shù)據(jù)和圖5臘梅的原始數(shù)據(jù)所示，此波段范圍對(duì)植被光譜的研究也沒有太大的意義，為了方便之后的數(shù)據(jù)處理，要將該波段范圍剔除。采用的方法是直接對(duì)數(shù)據(jù)的水氣吸收的波段的ASCII碼值刪去。圖SEQ圖\*ARABIC4三顆針原始數(shù)據(jù)圖SEQ圖\*ARABIC5三顆針原始數(shù)據(jù)放大后將軟件ENVI打開，SpectralSpectralLibrariesSpectralLibraryBuilder，操作過程如圖6所示，最后點(diǎn)擊批plot顯示。圖SEQ圖\*ARABIC6 ENVI去水汽步驟由此，打開三顆針及臘梅的原始數(shù)據(jù)，對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察?？煽吹?，當(dāng)鼠標(biāo)在光譜曲線上移動(dòng)時(shí)，圖像的左下角會(huì)顯示該區(qū)域的范圍，在有強(qiáng)烈水汽吸收的波段記下其當(dāng)前位置。將該曲線保存成ASCII格式的文件，用記事本打開，并將其有水汽吸收的位置刪去，并保存。在光譜庫中打開修改過后的ASCII文件，其結(jié)果如圖7所示。圖SEQ圖\*ARABIC7三顆針去水汽結(jié)果用同樣的方法，對(duì)臘梅的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其處理前后結(jié)果如圖8、9所示。圖SEQ圖\*ARABIC8臘梅原始數(shù)據(jù)圖SEQ圖\*ARABIC9臘梅去水汽結(jié)果求一階微分原始的光譜數(shù)據(jù)有可能敏感波段的顯示不太明顯，因此，對(duì)其求一階微分可使其顯示的效果更佳。光譜導(dǎo)數(shù)可以增強(qiáng)光譜曲線在坡度上的細(xì)微變化，光譜導(dǎo)數(shù)波形分析能消除部分大氣效應(yīng)。對(duì)光譜求導(dǎo)可以有以下作用：(1)增強(qiáng)光譜曲線在坡度上的細(xì)微變化;(2)消除基線偏移或平緩背景干擾的影響;(3)程輻射、大氣透過率和太陽輻照度等隨波長變化量小，因此光譜導(dǎo)數(shù)可以消除或抑制它們對(duì)光譜帶來的影響；(4)光譜導(dǎo)數(shù)在一定程度上改善了光譜的多重共線性等。選擇求了平均值的光譜曲線，主菜單ViewSpecProProcess1stderivative，所求得的一階光譜曲線如圖10所示。圖SEQ圖\*ARABIC10玉蘭求一階微分去包絡(luò)線包絡(luò)線去除法（continuumremoval）是一種有效增強(qiáng)感興趣吸收特征的光譜分析方法，它可以有效突出光譜曲線的吸收和反射特征，并將反射率歸一化為0~1.0，光譜的吸收特征也歸一化到一致的光譜背景上，有利于與其他光譜曲線進(jìn)行特征數(shù)值的比較，從而提取特征波段以供分類識(shí)別。“包絡(luò)線”通常定義為逐點(diǎn)直線連接光譜曲線上那些凸出的峰值點(diǎn)，并使折線在峰值點(diǎn)上的外角大于180°，以原始光譜曲線上的值除以包絡(luò)線上對(duì)應(yīng)的值，即為光譜去包絡(luò)。在ENVI主菜單中選擇SpectralSpectralLibrariesSpectralLibraryBuilder，打開光譜數(shù)據(jù)庫，Import導(dǎo)入ASD數(shù)據(jù)，如棕櫚的測量數(shù)據(jù)，plot顯示（圖11）。在plot的窗口中，選擇plot_functioncontinuumremoved，去除了該光譜曲線包絡(luò)線（圖12）。圖SEQ圖\*ARABIC11棕櫚原始光譜曲線圖SEQ圖\*ARABIC12棕櫚去包絡(luò)線后的光譜曲線總結(jié)在實(shí)驗(yàn)的過程中，有很多需要注意的地方，例如，在進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選的時(shí)候，要仔細(xì)的觀察光譜之間的差異，將差別較大