《遥感技术基础》影像处理高光谱专题

1、? ?遥感技术根底遥感技术根底? ?影像处影像处理专题理专题3-3-高光谱专题高光谱专题主要内容主要内容 识别波谱识别波谱1提取纯洁像元提取纯洁像元2345从影像上采集波谱从影像上采集波谱纯洁像元地物识别并用于分类纯洁像元地物识别并用于分类波谱沙漏向导工具波谱沙漏向导工具 如何识别波谱如何识别波谱ENVI波谱库波谱库 安装目录下安装目录下spec_libJet Propulsion Laboratory 0.42.5um 160种纯矿种纯矿物波谱物波谱美国地质调查局美国地质调查局(USGS) 0.42.5um 500种质优矿种质优矿物波谱物波谱 和几个植被波谱和几个植被波谱Johns hopk

2、ins university 0.414um 矿物波谱矿物波谱IGCP264 (工程工程) 26个质优样品应用波谱仪个质优样品应用波谱仪测量得到测量得到翻开波谱库翻开波谱库spectral/spectral libraries/view) 显示波谱曲线显示波谱曲线(点击点击创立波谱库创立波谱库spectral/spectral libraries/builder) 波谱分析工具波谱分析工具 Spectral Analyst 波谱分析首先需要翻开一个波谱库，然后将未知波谱分析首先需要翻开一个波谱库，然后将未知波谱与波谱库中的波谱进行匹配处理，该工具波谱与波谱库中的波谱进行匹配处理，该工具运用波谱

3、角分类运用波谱角分类,波谱特征拟和二进制编码技波谱特征拟和二进制编码技术术,对一未知波谱与波谱库中要素的匹配进行对一未知波谱与波谱库中要素的匹配进行排序排序,输出一个列表输出一个列表,按照波谱匹配的好坏依次按照波谱匹配的好坏依次排列排列,并纪录一个总体的得分并纪录一个总体的得分.匹配时需要设置三种方法所占的权重匹配时需要设置三种方法所占的权重,权重是任权重是任意的意的,最后输出一个总体得分最后输出一个总体得分,得分越高得分越高,说明匹说明匹配效果越好配效果越好.v 主要有两个作用：主要有两个作用：v 别离图像中噪声别离图像中噪声v 图像解相关图像解相关(散点图散点图, Animation)v

4、计算时需要输入的参数计算时需要输入的参数v 统计信息的图像范围统计信息的图像范围shift diff subsetv 噪声统计文件可以用到另一副图像上做变换噪声统计文件可以用到另一副图像上做变换v MNF统计文件统计文件(反变换的时候要用反变换的时候要用)v Mnf变换输出波段选择变换输出波段选择(根据特征值选择输出波段根据特征值选择输出波段)MNF变换变换如何从影像上提取纯洁像元如何从影像上提取纯洁像元v 利用利用MNF变换后的图像进行端元提取变换后的图像进行端元提取v经过经过MNF变换后的图像波段之间的相关性有变换后的图像波段之间的相关性有效地降低了，并且出现了多个拐点，这些拐点效地降低了

5、，并且出现了多个拐点，这些拐点就是我们要找的端元就是我们要找的端元Endmembers。 v波谱曲线比照编辑端元波谱曲线比照编辑端元v生成端元地物平均波谱曲线生成端元地物平均波谱曲线v利用波谱分析工具进行端元识别利用波谱分析工具进行端元识别v识别每一类地物后识别每一类地物后,将端元导出成将端元导出成ROIPPI纯洁像元指数纯洁像元指数v 生成的结果是一副灰度的影像生成的结果是一副灰度的影像,DN值越大说明像元越纯值越大说明像元越纯.v 作用及原理作用及原理v 纯洁像元指数法对图像中的像素点进行反复迭代，可以在纯洁像元指数法对图像中的像素点进行反复迭代，可以在多光谱或者高光谱影像中寻找最多光谱或

6、者高光谱影像中寻找最 纯的像元纯的像元.(通常基通常基于于MNF变换结果来进行变换结果来进行)v 纯洁像元指数可以将纯洁像元指数可以将N维散点图迭代映射为一个随机单位维散点图迭代映射为一个随机单位向量来计算向量来计算,每次映射的极值像元被记录下来每次映射的极值像元被记录下来,并且被标为并且被标为极值的总数也被记录下来极值的总数也被记录下来.v 按照屡次映射每个像元被记录为极值像元的次数来决定该按照屡次映射每个像元被记录为极值像元的次数来决定该像元是否为纯洁像元像元是否为纯洁像元.v 计算时需要输入的参数计算时需要输入的参数v 进行迭代的次数进行迭代的次数v 设置域值的系数设置域值的系数(极值像

7、元的域值极值像元的域值)v 数据二次采样数据二次采样(减少内存减少内存,但不能太小但不能太小)v 处理时会出现纯洁像元指数图处理时会出现纯洁像元指数图v X- 像元迭代次数像元迭代次数,Y-极值像元总数极值像元总数v 该图显示了该图显示了PPI做为迭代次数的函数做为迭代次数的函数v 当所有极值像元都已经找到后当所有极值像元都已经找到后,它应该接近于一条水平它应该接近于一条水平线线v 处理结果处理结果: DN值越大说明像元越纯值越大说明像元越纯.v PPI纯洁像元指数提取纯洁像元指数提取ROIv 设置波段域值提取设置波段域值提取PPI_ROIv 通常只设最小值通常只设最小值 (值越大值越大,像元

8、越纯洁像元越纯洁)N维可视化器维可视化器v提取提取PPI_ROI后翻开后翻开N维可视化器维可视化器,选择选择MNF变换结果变换结果,系统默认导入系统默认导入PPI_ROIvPPI_ROI端元提取端元提取v波谱曲线比照编辑波谱曲线比照编辑ROIv生成地物平均波谱生成地物平均波谱v波谱分析波谱分析,端元识别端元识别v 波谱角分类波谱角分类SAM分类分类波谱沙漏向导工具波谱沙漏向导工具SHW主要作用:将地物波谱与波谱库波谱进行比照, 来识别地物过程包括:MNF变换,去噪解相关PPI 提取纯洁像元N维可视化分析,提取终端端元, 生成终端端元平均波谱曲线,做波谱分析,与波谱库波谱曲线比照来识别地物.将终

9、端端元做为训练样本进行分类反射率数据反射率数据MNF变换变换PPIN-D端元提取端元提取SAMMTMFv 提供了生物物理学交叉检验提供了生物物理学交叉检验(BIOPHYSICAL CROSS CHECK)v 通过植被指数计算器统一进行计算通过植被指数计算器统一进行计算v 能够根据影像信息自动显示可计算的植被指数能够根据影像信息自动显示可计算的植被指数v 还提供了还提供了3种植被指数分析工具可广泛用于精准农业、林业管理种植被指数分析工具可广泛用于精准农业、林业管理和火点监测的专题分类制图。另外，植被分析工具箱还包括了植和火点监测的专题分类制图。另外，植被分析工具箱还包括了植被指数的计算公式和取值范围等相关知识和编程参考。被指数的计算公式和取值范围等相关知识和编程参考。植被指数工具植被指数工具植被指数分析工具在灾害监测上的应用植被指数分析工具在灾害监测上的应用v植被指数应用分析工具植被指数应用分析工具分析植被胁迫分析植被胁迫Agricultural Stress,生成植被胁生成植被胁迫等级分类图迫等级分类图分析植被着火可能性分析植被着火可能性Fire Fuels分析植被健康情况分析植被健康情况Forest He