CN103902999B - 一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于信息提取方法，具体涉及一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法。它包括，步骤一：波段采样，步骤二：判断，步骤三：计算，用步骤二的判断解脱进行计算，得到丰度，本发明的效果时：本发明在对高光谱影像重采样，提取特定波段，进行一系列判断和计算，可以准确的计算出影响范围内的不同区域蒙脱石的丰度值。

Description

一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法
技术领域
本发明属于信息提取方法，具体涉及一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法。
背景技术
通过对图像信息处理来提取图像区域内不同类型矿物的丰度，是目前勘探领域常用的方法。这种方法不需要工作人员直接到野外勘探、采样，可以提取不同类型矿物的丰度。当前的高光谱遥感影像的蒙脱石信息提取方法主要是光谱全波段匹配或是部分连续波段的光谱匹配，具体方法有光谱角、混合解调滤波、沙漏提取方法等，由于地表的物质组成很少是由单一矿物组成的，这些方法在信息提取的过程易受其他地物波谱或噪声的影响，提取信息精度相对较低。其次现有的光谱提取方法人工操作步骤多，增加了人为判断误差。第三是高光谱数据波段多，数据量大，现有的方法处理时间长，降低了数据处理的速度和应用规模。因此，如何在蒙脱石信息提取的过程中减少其他地物或噪声的影响、人工操作步骤和处理数据量，成为当前高光谱遥感影像处理的前沿之一。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法。
本发明是这样实现的：一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法，包括
步骤一：波段采样
对已有的地面反射率的影像数据进行采样，提取波段在1355nm,1415nm,1445nm,1820nm,1940nm,2015nm,2180nm,2210nm,2255nm,2285nm,2375nm的影像，并依次记录为b1～b11，每次采样得到的都是一幅灰度图，图中每一个像元的值都是其灰度值，
步骤二：判断
按进行下面一系列判断，并记录结果
a1=（b1大于b2）；
a2=（b2小于b3）；
a3=（b4大于b5）；
a4=（b5小于b6）；
a5=（b7大于b8）；
a6=（b8小于b9）；
a7=（b10大于b11）；
上述判断是针对每次判断图像的相应像元进行判断的，当判断结果为“是”时，记录判断结果为1，否则记录结果为0，
步骤三：计算
用下述公式进行计算b12
b12=b1+b3+b4+b6+b7+b9+b10–2*b2-2*b4-2*b8-b11
所述的*表示相乘。
用下面公式计算a0
a0=a1*a2*a3*a4*a5*a6*a7*b12
上述所有计算均为相应像元计算，即使用不同图像的相应像元计算。
本发明的效果是：本发明在对高光谱影像重采样，提取特定波段，进行一系列判断和计算，可以准确的计算出影像范围内的不同区域蒙脱石的丰度值。保留蒙脱石的光谱特征明显的波段，去除其他特征不明显的波段，从而在信息提取的过程突出蒙脱石的光谱特征，降低其他地物或噪声的影响，减少了处理的数据量，并可以用IDL程序达到用较少的人工操作实现最终结果信息提取的目的，提高了蒙脱石信息提取的精度和速度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法，包括
步骤一：波段采样
对已有的地面反射率的影像数据进行采样，提取波段在1355nm,1415nm,1445nm,1820nm,1940nm,2015nm,2180nm,2210nm,2255nm,2285nm,2375nm的影像，并依次记录为b1～b11，即b1为波段1355nm的采样数据，b2为波段1415nm的采样数据，以此类推。每次采样得到的都是一幅灰度图，图中每一个像元的值都是其灰度值，即b1为一幅灰度图，b1图像的（1,1）点的值为灰度值，其余点依此类推，其余采样图也依次类推。
步骤二：判断
按进行下面一系列判断，并记录结果
a1=（b1大于b2）；
a2=（b2小于b3）；
a3=（b4大于b5）；
a4=（b5小于b6）；
a5=（b7大于b8）；
a6=（b8小于b9）；
a7=（b10大于b11）；
上述判断是针对每次判断图像的相应像元进行判断的，以a1=（b1大于b2）为例，取b1图像的某像元（例如（1,1）点）的灰度值，与b2图像的相应像元（当b1图像取（1,1）点，则b2图像也必须取（1,1）点）的灰度值，然后根据判断规则“b1大于b2”判断，当判断结果为“是”时，记录判断结果为1，否则记录结果为0。因此当a1=（b1大于b2）判断完毕时，得到的a1是与b1矩阵相同大小的矩阵，其中每个点的值是根据判断规则得到的判断结果（即每个点的值是0或1）。
其它判断也按照类似的规则进行。本步骤结束后得到a1～a7，共9个矩阵。
步骤三：计算
用下述公式进行计算b12
b12=b1+b3+b4+b6+b7+b9+b10–2*b2-2*b4-2*b8-b11
所述的*表示相乘。
用下面公式计算a0
a0=a1*a2*a3*a4*a5*a6*a7*b12
上述所有计算均为相应像元计算，即使用不同图像的相应像元计算。以b12=b1+b3+b4+b6+b7+b9+b10–2*b2-2*b4-2*b8-b11公式为例，当计算点（x，y）时，取b1、b3、b4、b6、b7、b9、b10、b2、b4、b8、b11的点（x，y）的灰度值参与计算，得到的结果是b12的点（x，y）的值。又例如a0=a1*a2*a3*a4*a5*a6*a7*b12，当计算点（x，y）时，取a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、b12的点（x，y）的值参与计算，得到的结果是a0的点（x，y）的值。
计算得到的a0就是蒙脱石信息的丰度图，即图像中某区域的数值越大表示该区域蒙脱石的丰度越高。
专利意义：本专利可以减少处理的数据量，SASI的波段数量为101个波段，本方法只用于11个波段，数据量减少了89%，并且由于是计算机自动一步提取，减少了主成分变换、端元波谱的选择等操作步骤，运算速度可以提高了9倍以上。由于去除了大部分对信息提取关系不大的波段，减少其他物质或噪声对其光谱的干扰，提高了信息提取的精度。对高光谱影像数据中蒙脱石信息的快速提取具有较好的作用和意义。
步骤一各个波段采样的波谱位置是根据SASI传感器的各个波段位置进行设定的，其他不同传感器各个波段选择应根据实际情况进行调整，基本上处于以上（SASI）第个波段位置±5nm的范围内即可。

Claims (1)

1.一种用于蒙脱石信息提取的高光谱影像处理方法，包括
步骤一：波段采样，
对已有的地面反射率的影像数据进行采样，提取波段在1355nm，1415nm,1445nm,1820nm,1940nm,2015nm,2180nm,2210nm,2255nm,2285nm，2375nm的影像，并依次记录为b1～b11，每次采样得到的都是一幅灰度图，图中每一个像元的值都是其灰度值，
步骤二：判断，
进行下面一系列判断，并记录结果
a1＝(b1大于b2)；
a2＝(b2小于b3)；
a3＝(b4大于b5)；
a4＝(b5小于b6)；
a5＝(b7大于b8)；
a6＝(b8小于b9)；
a7＝(b10大于b11)；
上述判断是针对每次判断图像的相应像元进行判断的，当判断结果为“是”时，记录判断结果为1，否则记录结果为0，
步骤三：计算用下述公式进行计算b12，
b12＝b1+b3+b4+b6+b7+b9+b10-2*b2-2*b4-2*b8-b11
所述的*表示相乘，用下面公式计算a0
a0＝a1*a2*a3*a4*a5*a6*a7*b12
a0是蒙脱石信息的丰度图；
上述所有计算均为相应像元计算，即使用不同图像的相应像元计算。
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