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高光譜遙感技術(shù)提高影像地物識(shí)別能力

發(fā)布日期：2014-05-26 瀏覽次數(shù) ：934

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我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)高速發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源與能源需求大。但是,當(dāng)前我國(guó)主要礦產(chǎn)資源保障形勢(shì)非常嚴(yán)峻。遙感技術(shù)作為有效的對(duì)地觀測(cè)手段,先后經(jīng)歷了全色攝影,彩色攝影、多光譜遙感,高光譜遙感等不同歷史階段。從20世紀(jì)70年代起,遙感技術(shù)就被廣泛的應(yīng)用于國(guó)土資源調(diào)查和監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,并取得了豐碩的成果。

近日，黃河水利科學(xué)研究院水土保持研究所工程師孔祥兵團(tuán)隊(duì)與武漢大學(xué)教授舒寧團(tuán)隊(duì)合作，對(duì)目前高光譜遙感影像定量分析和應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題，提出了一種結(jié)合影像空間信息的影像地物光譜信息（端元）提取方法，為更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)影像像元內(nèi)部地物信息提供了一條有效途徑。相關(guān)論文日前發(fā)表于《光譜學(xué)與光譜分析》雜志。

高光譜遙感是20世紀(jì)末遙感領(lǐng)域的一次重大突破,是當(dāng)代遙感技術(shù)的前沿,其中高光譜圖像的目標(biāo)識(shí)別由于具有重要的軍事意義和應(yīng)用價(jià)值,成為高光譜數(shù)據(jù)處理的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。在實(shí)現(xiàn)方法上,高光譜圖像的圖像分類、目標(biāo)分類與目標(biāo)識(shí)別具有一定的相似性。

在地物識(shí)別過(guò)程中,目標(biāo)光譜特征不明顯是制約識(shí)別算法性能的一個(gè)重要原因,當(dāng)圖像中存在與目標(biāo)光譜特征相似的背景雜波時(shí),算法性能會(huì)受到很大影響。針對(duì)這一問(wèn)題,提出了一種基于光譜特征增強(qiáng)的高光譜圖像目標(biāo)識(shí)別方法。利用多分辨率分解和非線性變換突出了未知光譜與標(biāo)準(zhǔn)參考光譜間微小的光譜特征差異,實(shí)現(xiàn)了對(duì)未知目標(biāo)的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比于未進(jìn)行光譜特征增強(qiáng)的方法,方法能夠很好地分辨出不同地物間微小的光譜特征差異,同時(shí)有效地抑制了圖像中背景雜波的干擾,具有更好的識(shí)別能力。
　　
　　高光譜遙感利用很多很窄的電磁波波段，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測(cè)目標(biāo)地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息。由于影像空間分辨率的有限性和客觀地物分布的復(fù)雜性，很多重要的地物只隱藏于高光譜遙感影像像元內(nèi)部，如何準(zhǔn)確地“挖掘”出這些亞像元級(jí)別上的地物信息，是目前高光譜遙感定量應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　
　　該研究發(fā)現(xiàn)，地物分布在空間上具有一定的距離相關(guān)性，空間距離越近的地物相似性越大；地物分布在不同區(qū)域具有其獨(dú)特性，有“大雜居、小聚居”分布規(guī)律?；谝陨险J(rèn)識(shí)，在亞像元地物識(shí)別過(guò)程各個(gè)階段加入影像空間信息，可以明顯提高地物光譜信息提取準(zhǔn)確度。