一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法，包括：獲取測試光譜和參考光譜；利用所述測試光譜和參考光譜計(jì)算光譜差異量，并根據(jù)所述光譜差異量構(gòu)建與所述測試光譜的向量具有相同維數(shù)且各分量大小相等的光譜差異向量；利用所述光譜差異向量計(jì)算在地物光譜不確定性情況下所述測試光譜與參考光譜之間的光譜角；根據(jù)所述光譜角進(jìn)行光譜角度制圖。采用本發(fā)明提出的方法，通過光譜差異量在地物光譜不確定性情況下獲取測試光譜與參考光譜之間的光譜角，根據(jù)得到的光譜角進(jìn)行光譜角度制圖，克服由于地物光譜不確定性帶來的影響提高地物識(shí)別的精度，對(duì)地物光譜不確定性具有更好的適用性。
【專利說明】一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遙感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法，用于高光譜遙感礦物制圖和目標(biāo)識(shí)別。
【背景技術(shù)】
[0002]高光譜遙感數(shù)據(jù)提供了地物大量光譜信息，有利于地物精細(xì)分類和定量遙感。光譜角制圖算法(Spectral angle mapping, SAM)是基于光譜曲線整體相似性的一種算法,在高光譜遙感信息分類中應(yīng)用廣泛。
[0003]光譜角制圖算法對(duì)整個(gè)光譜曲線的相似性進(jìn)行計(jì)算，是一種全局性的描述指標(biāo)，對(duì)具有相似光譜曲線的地物區(qū)分較差。目前主要通過設(shè)置局部區(qū)間權(quán)重、選取波段組合和引進(jìn)核函數(shù)等方法對(duì)光譜角制圖算法進(jìn)行改進(jìn)。具體改進(jìn)方法可參見文獻(xiàn)1:何中海，何彬彬.基于權(quán)重光譜角制圖的高光譜礦物填圖方法[J].光譜學(xué)與光譜分析，2011，31 (8):2200-2204和文獻(xiàn)2:呂銀亮，李少昆，王克如，等.基于改進(jìn)光譜角算法的小麥產(chǎn)量監(jiān)測研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，48 (001):1-5及文獻(xiàn)3:Gu Y，Wang C，WangS，et al.Kernel-based regularized—angle spectral matching for target detectionin hyperspectral imagery[J].Pattern Recognition Letters, 2011，32 (2):114-119。然而，地物光譜的不確定性往往使同種地物光譜之間存在一定程度的差異，影響了地物的識(shí)別精度，對(duì)光譜角制圖算法的地物識(shí)別效果也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法，以解決現(xiàn)有光譜角度制圖方法沒有考慮地物光譜不確定性的問題。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法，包括:
[0008]獲取測試光譜和參考光譜；
[0009]利用所述測試光譜和參考光譜計(jì)算光譜差異量，并根據(jù)所述光譜差異量構(gòu)建與所述測試光譜的向量具有相同維數(shù)且各分量大小相等的光譜差異向量；
[0010]利用所述光譜差異向量計(jì)算在地物光譜不確定性情況下所述測試光譜與參考光譜之間的光譜角；
[0011 ] 根據(jù)所述光譜角進(jìn)行光譜角度制圖。
[0012]優(yōu)選地，所述獲取測試光譜和參考光譜具體包括:
[0013]利用高光譜影像、實(shí)測光譜數(shù)據(jù)或者光譜庫獲取所述測試光譜；
[0014]利用高光譜影像、實(shí)測光譜數(shù)據(jù)或者光譜庫獲取所述參考光譜。
[0015]優(yōu)選地，所述利用測試光譜和參考光譜計(jì)算光譜差異量具體包括:[0016]獲取所述測試光譜和參考光譜的光譜向量；
[0017]根據(jù)獲取測試光譜和參考光譜的光譜向量計(jì)算光譜差異量n，公式如下:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)地物光譜不確定性的光譜角度制圖方法，其特征在于，包括: 獲取測試光譜和參考光譜； 利用所述測試光譜和參考光譜計(jì)算光譜差異量，并根據(jù)所述光譜差異量構(gòu)建與所述測試光譜的向量具有相同維數(shù)且各分量大小相等的光譜差異向量； 利用所述光譜差異向量計(jì)算在地物光譜不確定性情況下所述測試光譜與參考光譜之間的光譜角； 根據(jù)所述光譜角進(jìn)行光譜角度制圖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取測試光譜和參考光譜具體包括: 利用高光譜影像、實(shí)測光譜數(shù)據(jù)或者光譜庫獲取所述測試光譜； 利用高光譜影像、實(shí)測光譜數(shù)據(jù)或者光譜庫獲取所述參考光譜。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用測試光譜和參考光譜計(jì)算光譜差異量具體包括: 獲取所述測試光譜和參考光譜的光譜向量； 根據(jù)獲取測試光譜和參考光譜的光譜向量計(jì)算光譜差異量n，公式如下:
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述利用光譜差異向量計(jì)算在地物光譜不確定性情況下所述測試光譜與參考光譜之間的光譜角具體包括: 根據(jù)所述光譜差異向量計(jì)算在地物光譜不確定性情況下所述測試光譜與參考光譜之間光譜角的余弦值，公式如下:
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測試光譜為在350~2500nm的太陽反射光譜范圍內(nèi)去除四個(gè)水汽強(qiáng)吸收波段后得到的光譜。
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述參考光譜為在350~2500nm的太陽反射光譜范圍內(nèi)去除所述四個(gè)水汽強(qiáng)吸收波段后得到的光譜。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述四個(gè)水汽強(qiáng)吸收波段包括:900~990nm、1100 ~1190nm、1300 ~1520nm 和 1750 ~2080nm。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK103926203SQ201410178040
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】張立福, 張艮中, 吳太夏, 張霞, 楊杭, 岑奕 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所