1、? ?遙感技術根底遙感技術根底? ?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容主要內容 識別波譜識別波譜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別并用于分類純潔像元地物識別并用于分類波譜沙漏向導工具波譜沙漏向導工具 如何識別波譜如何識別波譜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地質調查局美國地質調查局(USGS) 0.42.5um 500種質優礦種質優礦物波譜物波譜 和幾個植被波譜和幾個植被波譜Johns hopk

2、ins university 0.414um 礦物波譜礦物波譜IGCP264 (工程工程) 26個質優樣品應用波譜儀個質優樣品應用波譜儀測量得到測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(點擊點擊創立波譜庫創立波譜庫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波譜庫，然后將未知波譜分析首先需要翻開一個波譜庫，然后將未知波譜與波譜庫中的波譜進行匹配處理，該工具波譜與波譜庫中的波譜進行匹配處理，該工具運用波譜

3、角分類運用波譜角分類,波譜特征擬和二進制編碼技波譜特征擬和二進制編碼技術術,對一未知波譜與波譜庫中要素的匹配進行對一未知波譜與波譜庫中要素的匹配進行排序排序,輸出一個列表輸出一個列表,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,并紀錄一個總體的得分并紀錄一個總體的得分.匹配時需要設置三種方法所占的權重匹配時需要設置三種方法所占的權重,權重是任權重是任意的意的,最后輸出一個總體得分最后輸出一個總體得分,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 主要有兩個作用：主要有兩個作用：v 別離圖像中噪聲別離圖像中噪聲v 圖像解相關圖像解相關(散點圖散點圖, Animation)v

4、計算時需要輸入的參數計算時需要輸入的參數v 統計信息的圖像范圍統計信息的圖像范圍shift diff subsetv 噪聲統計文件可以用到另一副圖像上做變換噪聲統計文件可以用到另一副圖像上做變換v MNF統計文件統計文件(反變換的時候要用反變換的時候要用)v Mnf變換輸出波段選擇變換輸出波段選擇(根據特征值選擇輸出波段根據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變換后的圖像進行端元提取變換后的圖像進行端元提取v經過經過MNF變換后的圖像波段之間的相關性有變換后的圖像波段之間的相關性有效地降低了，并且出現了多個拐點，這些拐點效地降低了

5、，并且出現了多個拐點，這些拐點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行端元識別利用波譜分析工具進行端元識別v識別每一類地物后識別每一類地物后,將端元導出成將端元導出成ROIPPI純潔像元指數純潔像元指數v 生成的結果是一副灰度的影像生成的結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 純潔像元指數法對圖像中的像素點進行反復迭代，可以在純潔像元指數法對圖像中的像素點進行反復迭代，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.(通常基通常基于于MNF變換結果來進行變換結果來進行)v 純潔像元指數可以將純潔像元指數可以將N維散點圖迭代映射為一個隨機單位維散點圖迭代映射為一個隨機單位向量來計算向量來計算,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,并且被標為并且被標為極值的總數也被記錄下來極值的總數也被記錄下來.v 按照屢次映射每個像元被記錄為極值像元的次數來決定該按照屢次映射每個像元被記錄為極值像元的次數來決定該像元是否為純潔像元像元是否為純潔像元.v 計算時需要輸入的參數計算時需要輸入的參數v 進行迭代的次數進行迭代的次數v 設置域值的系數設置域值的系數(極值像

7、元的域值極值像元的域值)v 數據二次采樣數據二次采樣(減少內存減少內存,但不能太小但不能太小)v 處理時會出現純潔像元指數圖處理時會出現純潔像元指數圖v X- 像元迭代次數像元迭代次數,Y-極值像元總數極值像元總數v 該圖顯示了該圖顯示了PPI做為迭代次數的函數做為迭代次數的函數v 當所有極值像元都已經找到后當所有極值像元都已經找到后,它應該接近于一條水平它應該接近于一條水平線線v 處理結果處理結果: DN值越大說明像元越純值越大說明像元越純.v PPI純潔像元指數提取純潔像元指數提取ROIv 設置波段域值提取設置波段域值提取PPI_ROIv 通常只設最小值通常只設最小值 (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變換結果變換結果,系統默認導入系統默認導入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,端元識別端元識別v 波譜角分類波譜角分類SAM分類分類波譜沙漏向導工具波譜沙漏向導工具SHW主要作用:將地物波譜與波譜庫波譜進行比照, 來識別地物過程包括:MNF變換,去噪解相關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別地物.將終

9、端端元做為訓練樣本進行分類反射率數據反射率數據MNF變換變換PPIN-D端元提取端元提取SAMMTMFv 提供了生物物理學交叉檢驗提供了生物物理學交叉檢驗(BIOPHYSICAL CROSS CHECK)v 通過植被指數計算器統一進行計算通過植被指數計算器統一進行計算v 能夠根據影像信息自動顯示可計算的植被指數能夠根據影像信息自動顯示可計算的植被指數v 還提供了還提供了3種植被指數分析工具可廣泛用于精準農業、林業管理種植被指數分析工具可廣泛用于精準農業、林業管理和火點監測的專題分類制圖。另外，植被分析工具箱還包括了植和火點監測的專題分類制圖。另外，植被分析工具箱還包括了植被指數的計算公式和取值范圍等相關知識和編程參考。被指數的計算公式和取值范圍等相關知識和編程參考。植被指數工具植被指數工具植被指數分析工具在災害監測上的應用植被指數分析工具在災害監測上的應用v植被指數應用分析工具植被指數應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分類圖迫等級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