高光谱复习资料

1 分析图像噪音的类型，针对不同类型的噪音采用不同的清除方法:

1)对条带噪音采用闽值法判别出，然后利用相邻行亮度的平均值来代替;

2)利用最近像元值代替该像元或中值滤波方法来消除图像的随机点状噪音;

3)利用MNF变换可以确定图像数据的固有维数，分离图像数据中的噪音，并可减少后续处理的计算量。

2 最小噪声分离变换（MNF变换）

1)定义：最小噪声分离变换（Minimum Noise Fraction Rotation，MNF Rotation）工具用于判定图像数据内在的维数（即波段数），分离数据中的噪声，减少随后处理中的计算需求量。

2)本质：MNF本质上是两次层叠的主成分变换。

第一次变换（基于估计的噪声协方差矩阵）用于分离和重新调节数据中的噪声，这步操作使变换后的噪声数据只有最小的方差且没有波段间的相关。

第二次是对噪声白化数据（Noise-whitened）的标准主成分变换。为了进一步进行波谱处理，通过检查最终特征值和相关图像来判定数据的内在维数。

3)性质：一是对图像的任何波段做比例扩展，变换结果不变；

二是变换使图像矢量、信息分离和加性噪声分量互相垂直。乘性噪声可以通过对数变换转换为加性噪声。变换后可针对各分量图像进行去噪、或者舍弃噪声占优势的分量。

3 SAM

1)概念：光谱角填图分类（SAM）是一种基于相关/匹配滤波器的分类方法，充分利用了光谱维的信息，强调了光谱的形状特征，大大减少了特征信息，是目前高光谱图像分类中较常用的方法。

2)SAM分类过程

1）参考光谱库的建立:一般的应用中，以图像中已知类型的区域为参考光谱，将区域中光谱的几何平均向量作为类中心。在实际的参考光谱库建立时，选择已知类型的区域作为参考光谱，然后获取该区域的平均光谱曲线，建立参考光谱库。

2）SAM分类:参考光谱库建立之后，就可根据公式计算未知像元与各类中心的夹角，然后将给未知像元分类到夹角最小的类别中去SAM分类。

3）为有效降低原始图像波段间的相关性，将原始图像进行主成分变换和MNF变换后，然后转换到原来的空间，再利用SAM方法采用与上面实验同样的阐值进行分类。

4 PPI：像元纯净指数:是用于从影像中提取出纯净的像元，用于进行分类或是波谱匹配。

5 Speetral Analyst 分析方法成功应用的关键:

1）选择合适的分析波长范围。许多地物在某些波段的光谱特征可能相同，但其它的波段特征就会有所不同，因此合理的选择光谱匹配的波段是得到精确结果的基础。

2）选择合适的分析方法，分析时要尽量选用能使分析的分值最高，而且其分值与第二分值差值较大的方法。

3）所要识别的像元最好是较纯像元，该方法对那些混合像元的分析可能会产生几个分值比较相近的结果，这样就无法将该像元正确地分到对应的类别中。

6 高光谱遥感的定义，特点，突出特点，与遥感的主要区别，成像技术的关键

1）定义:高光谱遥感是高光谱分辨率遥感是指利用遥感仪器在特定光谱域以高光谱分辨率(光谱分辨率在10nm以下)获取连续的地物光谱图像的遥感技术。

2)特点: ①光谱分辨率高(λ×10-2)；②波段多−数十到数百；③谱−像合一的特点④信息量大，一次数据获取达千兆(GB)级数据速率高，数十−数百兆比特/秒

3)突出特点：（1）高光谱分辨率（2）图谱合一（3）光谱通道多，在某一光谱段范围内连续成像

4)成像技术的关键：

（1）探测器焦平面技术

（2）光学分光技术

光栅分光光谱仪；傅里叶变换光谱仪、渐变滤光片光

谱仪、旋转滤光片轮光谱仪和声光调制器光谱仪等。

（3）高速数据采集、传输、记录和实时无损数据压缩技术

（4）成像光谱仪光谱与辐射定标技术

（5）成像光谱信息处理技术

5）与遥感区别：分离很多很窄的波段来接收信息；每个波段宽度仅小于10nm;能形成连续完整的光谱曲线；范围广

7 高光谱遥感在精准农业，水域，城市，虫害中有哪些具体的应用？

精准农业：

①高光谱遥感技术能有效地对作物进行分类和识别，且分类精度较高，对于大比例尺尺度上研究地表作物覆盖，提取更加细致的信息提供了有力保障。

②高光谱遥感监测作物叶面积指数、生物量和叶绿素含量

③高光谱遥感监测作物养分及水分状况

④农作物长势监测和估产

水域：

①有效识别水体泥沙含量和污染浓度, 对调查和监测环境问题具有独到的效果。

②高光谱图像数据可以反映水体的特征, 包括悬浮物含量、叶绿素富集度、水体深度等。

③有色溶解性有机质（CDOM）的监测

④水温监测

城市：

①城市绿地分布或绿化覆盖

②城市地物及人工目标识别

③城市生态环境调查

④土地利用现状及变化

⑤城市交通管理

虫害：

8 精准农业的概念，叶面积指数的概念和作用，光谱分辨率概念

1)精准农业是:按照田问每一操作单元(区域、部位)的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入，以获取单位面积上的最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。

2)叶面积指数( L A I ):通常是指单位面积土地上所有叶片表面积的总和，或单位面积上植物叶片的垂直投影面积总和。

3)叶面积指数作用:叶面积指数是生态系统的一个重要结构参数，可用来反映植物叶面数量、冠层结构变化、植物群落生命活力及其环境效应，为植物冠层表面物质和能量交换的描述提供结构化的定量信息。

叶面积指数与生物量( 干重、鲜重) 和叶绿素是衡量作物生长状况的重要指标。如何利用遥感技术实时监测植株叶面积、生物量和叶绿素，对于作物的管理调控及估产具有重要意义。

4)光谱分辨率：仪器在达到50%光谱响应时在波长方向的宽度（Bandwidth）。

9 光谱仪的作用，（光谱辐射计在高光谱中的作用）

地物光谱仪是遥感发展的重要技术支撑，同时也是地面光谱测量的独立应用系统。目前地物光谱仪可提供地物目标的高质量的光谱数据，特别是可提供地物目标的精细光谱特征，为高