CN102636778A - 一种适用于高光谱影像的信息提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于高光谱影像的信息提取方法，依次包括：一，获取成像光谱影像；二，对地物样本标准光谱曲线进行重采样；三，判别波段类型；五，比较地物样本标准光谱曲线与成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的波段类型，判断是否代表相同的地物类型；六，提取成像光谱影像中与地物样本具有相同地物类型的像元的分布范围。本发明根据斜率变化将波段的类型划分四类，通过判定地物波谱中每个波段的类型，与影像进行匹配，可以利用光谱的细微特征提高地物识别的精度，对地物的精细识别具有较好的意义。

Description

一种适用于高光谱影像的信息提取方法
技术领域
本发明涉及一种适用于高光谱影像的信息提取方法，特别是涉及一种涉及地物光谱波段的分类，和利用不同的波段类型提取相应信息的适用于高光谱影像的信息提取方法。
背景技术
随着高光谱影像空间和光谱分辨率的提高，相应数据量也随之增加，从而需要高光谱图像处理方法也要进行不断进步，以适应新的数据处理要求。对于更先进的获取数据，原有数据处理方法存在不同的缺陷，例如主成分变换使高光谱信息的优势不能得到充分体现，信息损失量大；光谱角分析和光谱匹配滤波对于混合像元的提取精度不高，受噪声影响较大。因此亟需提供一种新型的适用于高光谱影像的信息提取方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高了处理速度和精度的适用于高光谱影像的信息提取方法。
为解决上述技术问题，本发明一种适用于高光谱影像的信息提取方法，依次包括以下步骤：
第一步，获取成像光谱影像，并对成像光谱影像进行预处理，获得预处理后的成像光谱影像；
第二步，根据预处理后的成像光谱影像对波谱库中的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线重采样，得到重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线，使重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的波谱范围和波长间距一致；预处理后的成像光谱影像的波段数为n；
第三步，获得两端波段之外的任一波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段的反射率b2，获得该波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段相邻左侧波段的反射率b1，获得该波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段相邻右侧波段的反射率b3；
获得两端波段之外的任一波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的反射率B2，获得该波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段相邻左侧波段的反射率B1，获得该波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段相邻右侧波段的反射率B3；
第四步，判别光谱基因波段类型；
在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线中，
当2·b2＞b1+b3时，判断为正向波段；
当2·b2＜b1+b3时，判断为负向波段；
当b2-b1＝b3-b2＝0时，判断为平向波段；
当b2-b1＝b3-b2≠0时，判断为斜向波段；
地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线两端的波段不做分类；
在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中，
当2·B2＞B1+B3时，判断为正向波段；
当2·B2＜B1+B3时，判断为负向波段；
当B2-B1＝B3-B2＝0时，判断为平向波段；
当B2-B1＝B3-B2≠0时，判断为斜向波段；
预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线两端的波段不做分类；
第五步，比较重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的波段类型，当具有相同波段类型的波段数为n-2时，判断重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线代表相同的地物类型；
第七步，提取预处理后的成像光谱影像中与重采样的地物样本具有相同地物类型的像元的分布范围。
第一步中，预处理包括辐射校正、大气校正和几何校正。
本发明根据斜率变化将波段的类型划分四类，通过判定地物波谱中每个波段的类型，与影像进行匹配，可以利用光谱的细微特征提高地物识别的精度，对地物的精细识别具有较好的效果。
具体实施方式
本发明依次包括以下步骤：
第一步，获取成像光谱影像，并对成像光谱影像进行预处理，获得预处理后的成像光谱影像；预处理包括辐射校正、大气校正和几何校正。
第二步，根据预处理后的成像光谱影像对波谱库中的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线重采样，得到重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线，使重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的波谱范围和波长间距一致；预处理后的成像光谱影像的波段数为n；
第三步，获得两端波段之外的任一波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段的反射率b2，获得该波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段相邻左侧波段的反射率b1，获得该波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段相邻右侧波段的反射率b3；
获得两端波段之外的任一波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的反射率B2，获得该波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段相邻左侧波段的反射率B1，获得该波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段相邻右侧波段的反射率B3；
第四步，判别光谱基因波段类型；
在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线中，
当2·b2＞b1+b3时，判断为正向波段；
当2·b2＜b1+b3时，判断为负向波段；
当b2-b1＝b3-b2＝0时，判断为平向波段；
当b2-b1＝b3-b2≠0时，判断为斜向波段；
地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线两端的波段不做分类；
在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中，
当2·B2＞B1+B3时，判断为正向波段；
当2·B2＜B1+B3时，判断为负向波段；
当B2-B1＝B3-B2＝0时，判断为平向波段；
当B2-B1＝B3-B2≠0时，判断为斜向波段；
预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线两端的波段不做分类；
第五步，比较重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的波段类型，当具有相同波段类型的波段数为n-2时，判断重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线代表相同的地物类型；
第七步，提取预处理后的成像光谱影像中与重采样的地物样本具有相同地物类型的像元的分布范围。

Claims (2)

1.一种适用于高光谱影像的信息提取方法，依次包括以下步骤：
第一步，获取成像光谱影像，并对成像光谱影像进行预处理，获得预处理后的成像光谱影像；
第二步，根据预处理后的成像光谱影像对波谱库中的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线重采样，得到重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线，使重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的波谱范围和波长间距一致；预处理后的成像光谱影像的波段数为n；
第三步，获得两端波段之外的任一波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段的反射率b2，获得该波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段相邻左侧波段的反射率b1，获得该波段在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线对应波段相邻右侧波段的反射率b3；
获得两端波段之外的任一波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的反射率B2，获得该波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段相邻左侧波段的反射率B1，获得该波段在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段相邻右侧波段的反射率B3；
第四步，判别光谱基因波段类型；
在重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线中，
当2·b2＞b1+b3时，判断为正向波段；
当2·b2＜b1+b3时，判断为负向波段；
当b2-b1＝b3-b2＝0时，判断为平向波段；
当b2-b1＝b3-b2≠0时，判断为斜向波段；
地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线两端的波段不做分类；
在预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中，
当2·B2＞B1+B3时，判断为正向波段；
当2·B2＜B1+B3时，判断为负向波段；
当B2-B1＝B3-B2＝0时，判断为平向波段；
当B2-B1＝B3-B2≠0时，判断为斜向波段；
预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线两端的波段不做分类；
第五步，比较重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线中对应波段的波段类型，当具有相同波段类型的波段数为n-2时，判断重采样的地物样本标准光谱曲线或实测光谱曲线与预处理后的成像光谱影像的像元光谱曲线代表相同的地物类型；
第七步，提取预处理后的成像光谱影像中与重采样的地物样本具有相同地物类型的像元的分布范围。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高光谱影像的信息提取方法，其特征在于：所述第一步中，预处理包括辐射校正、大气校正和几何校正。
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