高光谱遥感图像线性混合像元分解方法研究(2)

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5.3端元提取 27

5.4丰度反演 28

6 总结 30

参考文献 31

1 绪论

1.1引言

随着科学技术的发展，人们的感官得到了有效的延伸，认识事物的能力也不断提高。遥感技术的发展与广泛应用是20世纪最具有标志性的科学技术成就之一，其中尤以光谱成像和雷达成像为佼佼者。遥感二字的字面意思是遥远的感知，属于远距离探测技术。该技术具体是指通过传感器探测和记录地面目标的电磁波辐射信息，对所得数据进行处理、传送、分析，对数据的属性、性质、规律进行总结归纳[1]，然后把处理过的数据运用到实际中去，例如进行地物识别等。遥感的目的就是看已知信息中是否存在某种物质以及该物质存在时的含量。遥感影像和光谱的合一，或所谓的谱像一体化，实现了人们认识论中逻辑思维和形象思维的统一，大大提高了人们对客观世界的认知能力，为人们观测地物、认识世界提供了又一种手段，这无疑是遥感技术发展历程中的一项重大创新[12]。随着现在科技的飞速发展，遥感技术也日趋成熟，高光谱遥感图像技术应运而生。

高光谱遥感技术产生于上世纪八十年代，在过去的三十年间，它依赖于航空航天技术、计算机技术、传感器技术的发展，逐渐涵盖各大学科领域。其中包括：电磁波理论、物理光学、计算机技术、地理学、大气科学、地质学、海洋学、精密光学机械、信息处理等等。高光谱数据具有波段多、光谱分辨率高、数据量大、数据冗余信息多、图谱合一[2]（可同时记录地物的图像信息和光谱信息）等特点。目前该技术已在地质、植被、矿产的勘察，环境与海洋污染的检测以及军事侦查等得到应用。

高光谱遥感在我国的遥感发展中占有重要地位。十分值得称道的是无论从航空还是到航天领域，均有由我国科学家研制和发展的高光谱系统。高光谱遥感在我国的发展体现了两个重要特征，一是应用需求的牵引，二是体现国际前沿的发展方向。20世纪80年代初期，即在国际高光谱遥感发展之初，为了适应国家黄金地质勘探的需求，我国的科学家就研制了在对蚀变矿物比较敏感的短波红外光谱区的红外细分光谱扫描仪和热红外多光谱扫描仪，成为我国高光谱成像系统的雏形，迈出了我国高光谱遥感创新的步伐[11]。该系统在我国新疆和其他地区的黄金矿物勘探实践中的成功应用大大激励了我国高光谱遥感的发展。

遥感影像以像元为单位记录地面反射或辐射信号，每一个像元的光谱辐射值都是由此像元对应的地面瞬时视场内的所有目标的辐射叠加而成的，单个像元对应的地表物质经常不止一种，这种情况造成混合像元大量存在于遥感影像中[8]。混合像元的产生原因有多种，包括：单一成分物质的光谱、几何结构，及在像元中的分布；光在传播过程中的散射、反射等引起的变化和地物反射光在大气中的混合，即大气传输中的混合；传感器本身的混合效应。混合像元的存在是遥感技术发展的一个阻碍，为此，光谱混合像元分解技术应运而生。

混合像元的存在，对高光谱遥感信息处理的精度产生了很大的影响。如何解决混合像元分解问题，成为高光谱图像分析和定量化应用的关键。本文在研究线性模型下高光谱图像混合像元分解方法的基础上，对高光谱图像中的每个像元，根据采集到的混合像元谱线来反演出这些端元的谱线以及其对应的丰度系数，最后用模拟数据以及实际数据进行实验来分析结果。论文网