【免费下载】端元选择方法及操作
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(1)打开高光谱数据。
(2)在ENVI主菜单中,选择Spectral ->MNF Rotation- > Forward MNF -> Estimate Noise Statistics From Data。在标准ENVI文件选择对话框中,选择高光谱图像文件。打开Forward MNF Transform Parameters面板,选择MNF输出路径及文件名,单击OK执行MNF变换。
(3)在ENVI主菜单中,选择 Spectral-> Pixel Purity Index->[FAST] New Output Band。在打开的Pixel Purity Index Input File对话框中,选择MNF 变换结果,单击Spectral Subset按钮,选择前面10个波段(MNF后面波段基本为噪声),单击OK。
(4)在Pixel Purity Index Parameters面板中,设置Threshold Factor:3,其他参数默认,选择输出路径及文件名,单击OK执行PPI计算。
(5)在Display窗口中显示PPI结果。选择Overlay->Region of Interest,在ROI Tool 面板中,选择Options->Band Threshold to ROI,选择PPI图像作为输入波段,单击OK,打开Band Threshold to ROI面板(图14.19)。 Min
Thresh Value:10,Max Thresh Value:空(PPI图像最大值),其他默认设置,单击OK计算感兴趣区,得到的感兴趣区显示在Display窗口中。
图14.19 Band Threshold to ROI面板
第二步、构建n维可视化窗口
(1)在ENVI主菜单中,选择Spectral ->n-Dimensional Visualizer,在n-D Visualizer Input File对话框中选择MNF变换结果,单击OK。
(2)在n-D Controls面板中,选择1、2、3、4、5波段,构建5维的散点图。
第三步:选择端元波谱
(1)在n-D Controls面板中,设置适当的速度(Speed),单击Start按钮,在n-D Visualizer窗口中的点云随机旋转,当在n-D Visualizer窗口中的点云有部分聚集在一块时,单击Stop按钮。
(2)在n-D Visualizer窗口中,用鼠标左键勾画“白点”集中区域,选择的点被标示颜色。
(3)在n-D Controls面板中,选择Class->Items 1:20->White(用于删除点),单击Start按钮,当看到有部分选择的点云分散时候,单击Stop按钮,在n-D Visualizer窗口中选择分散的点,自动会将选择的点删除。借助<-,->,New按钮可以一帧帧从不同视角浏览以辅助删除分散点。
(4)在n-D Visualizer窗口中,单击右键选择New Class快捷菜单,重复(1)~(3)选择其他“白点”集中区域。
图14.20 n-D Visualizer窗口中的端元
第四步、输出端元波谱
(1)在n-D Controls面板中,选择Options->Mean All,在Input File Associated with n-D Scatter Plot对话框中选择原图像,单击OK。(2)获取的平均波谱曲线绘制在n_D Mean绘图窗口中。
(3)参考“波谱分析工具”章节,识别每条波谱曲线对应的地物类型。(4)在n_D Mean绘图窗口中,选择File->Save Plot As->Spectral Library(或者ASCII),将端元波谱保存为波谱库文件或者文本文件。
通俗的解释,SMACC方法首先找到图像中最亮的像元,然后找到和最亮的像元差别最大的像元;继续再找到与前两种像素差别最大的像素。重复该方法直至SMACC找到一个在前面查找像素过程已经找到的像素,或者端元波谱数量已经满足。SMACC方法找到的像素波谱转成波谱库文件格式的端元波谱。
下面以一个高光谱数据为例,详细介绍这个工具的操作过程。
(1)在ENVI主菜单中,选择 File->Open Image File,打开高光谱数据文件。
(2)在ENVI主菜单中,选择Spectral ->SMACC Endmember Extraction,在Select Input Image对话框中选择高光谱数据文件,单击OK打开SMACC
Endmember Extraction Parameters面板(图14.21)。
(3)在SMACC Endmember Extraction Parameters面板中,需要填写以下参数:
∙端元波谱提取数量(Number of Endmembers):15
∙●∙误差容限值(RMS Error Tolerance):0
默认值0表示只有达到Number of Endmembers 参数指定的终端个数,SMACC 才会结束。如果指定一个RMS误差,那么达到这个RMS误差的话,SMACC就会结束,不管是否获取指定数量的端元波谱。反射率数据推荐使用0.01,辐射亮度值数据推荐使用1。但是要注意反射率数据常常扩大了倍数,比如扩大了10000倍,这个时候RMS Error Tolerance 参数设置应该为10000x1%=100。
∙●∙选择分离端元波谱的约束条件(unmixing constraint For Endmember Abundances):
∙∙ Positivity Only:把每个波长的正值端元波谱作为约束条件。这个选项常用于反射率数据,因为负反射率值没有物理意义,
∙∙ Sum to Unity or Less:等于或者小于每个像素计算得到每种物质的组分之和作为约束条件。当想从反射率数据中获取物质的物理意义和
丰度图像的阴影图时候,可以选择这个约束条件,结果中会单独生成一
个丰度阴影图像(Shadow Abundance)。
∙∙ Sum to Unity:等于每个像素计算得到每种物质的组分之和作为约束条件。当零端元波谱没有物理意义或者想获得暗端元波谱可以选择这个
约束条件,这个约束条件推荐用于辐射亮度数据和热辐射数据。
∙●∙合并相似端元波谱(Coalesce Redundant Endmembers):该选项是基于波谱角制图方法把阈值(在SAM Coalesce Value对话框中定义的值)内的所有端元波谱合并为一个端元波谱。如果想要区分波谱比较相似的地物,不要选择该选项。
∙●∙输出结果文件
∙∙ Endmember Location ROIs:该输出包括从终端单元波谱结果中产生的像元感兴趣区文件,这个输出文件是可选的。
∙∙ Abundance Image:输出丰度图像,该输出文件将包括阴影图像和终端单元聚集图像。该输出图像是可选的。
∙∙ Select Output Spectral Library Enter Output Filename:该输出文件中包括提取出的终端单元的波谱库信息。这个是必先项目。
(4)单击OK,执行SMACC过程。