高光谱特征参量化

h(n)
h(n)
0 x(n) 1 x(n)
x(n x(n
1) n
1)
1,
2,...,
N
• 差值编码
h(n)
h(n)
0 x(n) 1 x(n)
x(n x(n
1) 1)
T n
T
1,
2,...,
N
• 比值编码
h(n) h(n)
0 x(n) 1 x(n)
/ /
x(n x(n
1) 1)
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.1光谱斜率和坡向
光谱子区间数为 k , 则一条光谱曲线可以被描述为
[S1,S2,…Si,…,Sk], Si {-1,0,1},从而实现对光谱曲线
的简化表达。
反
射 率
数据量比较
SSI：
2 K 比特
光谱曲线：32 n 比特
波长
与多光谱遥感的区别是：光谱子区间可以有针对性选择。
《高光谱遥感》
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第四章 第4节 高光谱特征参量化
一、高光谱特征参量化概述 二、光谱曲线的简化表达 三、光谱吸收特征参数提取 四、光谱曲线的函数分析 五、光谱特征参量化应用
《高光谱遥感》
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
• 波谱特征简化表达的目的
反射率为浮点型数据，波段数量多，为提 高分析效率，可以对光谱曲线进行简化表达。
2.3地物类型序列光谱柱状图 2.光谱柱状图及应用
(1) 反射率增强
《高光谱遥感》
M 个 波 段
n个目标
增强后的反射率矩阵
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.3地物类型序列光谱柱状图 2.光谱柱状图及应用
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.2光谱二值编码
为了实现在光谱库中对特定目标进行快速 查找，可采用对光谱进行二值编码的方案。
最简单的形式
h(n) 0 x(n) T
h(n)
1 x(n)
T
n
1,
2,...,
N
编码值 反射率值 波段
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二、光谱曲线的简化表达
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.3地物类型序列光谱柱状图 1.地物类型序列
地物类型序列一般都具有以下四个特点：
1.同属于同一个典型地物大类;
2.包含的物理化学成分和特性相近，仅各成分比例 不同；
3.地物内部组织结构相似，外部形态略有差异；
4.在波谱空间中，光谱曲线的形态类似。
00
01Ta
x(n) Ta x(n)
Tb
n
1,
2,
...,
N
11 x(n) Tb
像元编码数为通道数的两倍
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.2光谱二值编码 (3).在一定波段进行编码
仅在最能区分地物类型的波段进行编码。 如果不同地物的光谱特征差异在特定波段有显 著体现，可以在这些波段进行编码，从而既能 达到良好分类目的，又能提高编码效率。
• 光谱特征参量化的地位：
针对待分析对象，通过高光谱特征 参量提取，构建分析特征集，为后续 匹配、分类、识别及反演奠定基础。
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《高光谱遥感》
光 谱 空 间 光 谱 曲 线
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一、高光谱特征参量化概述
1.2光谱特征参量化的主要方法
• 波谱特征的简化表达 • 光谱吸收特征参数提取 • 光谱曲线的函数分析
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.1光谱斜率和坡向
在光谱区间(B1,B2)内，将光谱曲线近似视 为直线，该直线的斜率即为光谱斜率。
如果光谱斜率为正，光谱曲线被定义为正坡 向，光谱斜率为零则为平坡向，光谱斜率为负则 为负坡向。
光谱坡向指数 Spectral Slope Index, SSI
形状得到聚类结果。
B1 B2 B3
波长
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一、高光谱特征参量化概述
《高光谱遥感》
1.1光谱特征参量化基本概念
如何将光谱曲线特征转化为适合于电脑 进行分析计算的形式？
光谱特征参量化
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一、高光谱特征参量化概述
• 光谱特征参量化的目的：
对高光谱曲线特征进行定量表 达，用数值化的形式来描述反射率 随波长的变化特征。
《高光谱遥感》第四章 高光谱数据处理
《高光谱遥感》
第4节 高光谱特征参量化
武汉大学遥感信息工程学院 龚龑
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第四章 第4节 高光谱特征参量化
一、高光谱特征参量化概述 二、光谱曲线的简化表达 三、光谱吸收特征参数提取 四、光谱曲线的函数分析 五、光谱特征参量化应用
《高光谱遥感》
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.3地物类型序列光谱柱状图 2.光谱柱状图及应用
直接针对同一序列内的不同地物进行直观分 析时，很难准确的发现其稳定的差异。
光谱柱状图将光谱反射率曲线图像化， 在地物类型序列柱状图中可以清楚看到序列 内部的光谱差异。
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.2光谱二值编码 (1).分段编码
将光谱波长分成几段分别进行二值编码，各 段具有不同的编码阈值T。
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.2光谱二值编码
(2).多门限编码
采用多个门限进行编码可以加强编码的 描述性能。例如可采用两个门限将光谱值划分 为三个域：
h(n)
一、高光谱特征参量化概述
问题1：下图中的光谱曲线属于哪种地物大类
《高光谱遥感》
观察光谱吸收谷特 征 ，可以依据光谱曲 线的形状推断地物类 别。
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一、高光谱特征参量化概述
《高光谱遥感》
问题2：依据下图中的光谱曲线将相应地物划分为两类
反 射 率
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A1
A2
观察光谱曲线，
A3 可以依据光谱曲线的
T n
T
1,
2,...,
N
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二、光谱曲线的简化表达
2.3地物类型序列光谱柱状图 1.地物类型序列
《高光谱遥感》
在ຫໍສະໝຸດ Baidu面所学的课程中，典型地物类型常 被分为植被、水体、岩矿、土壤和城市人工 目标五大类。
这五大类之间的光谱特征差异很大，比较 容易区分，这五大类内部不同的亚类之间光谱 特征较接近，我们称其为地物类型序列。
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.2光谱二值编码 (4).波段组合二值编码
考察当前波段与后续相邻波段的数值关系， 依据数值关系确定编码。
主要有：
• 大小比较编码 • 差值编码 • 比值编码
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二、光谱曲线的简化表达
《高光谱遥感》
2.2光谱二值编码
• 大小比较编码