高光谱遥感影像异常目标检测研究进展

随着航空航天技术与遥感技术的不断发展,遥感影像在诸多领域的应用不断拓展,其中高光谱分辨率遥感影像具有“图谱合一”的特点,即该数据既包含了具有强大区分性的地物光谱信息,又包含了丰富的地物空间位置信息,因此高光谱数据具有非常大的应用潜力。高光谱异常目标检测问题,是在对目标先验信息未知的前提下,根据光谱与空间信息实现对区域中的异常目标的进行“盲”检测,因此其在资源调查、灾害救援等领域发挥了巨大的作用,是遥感领域非常重要的研究课题。本文针对高光谱遥感影像异常目标检测研究方向,首先总结阐述了目前高光谱异常目标检测问题的主要研究进展,根据算法原理的不同对现有主流算法进行了分类与总结,主要分成了基于统计学、基于数据表达、基于数据分解、基于深度学习等不同的种类的方法,并对每类方法的特点进行分析。随后通过对现有方法的调研、分析与总结,提出了数据库拓展、多源数据融合、算法实用化等高光谱异常检测研究未来发展的3个方向。     

高光谱遥感及其影像空间结构特征分析

分析了高光谱遥感技术相对于传统的低光谱分辨率遥感的特点,以及其在环境监测等领域的应用。然后分析了高光谱影像的空间结构特征,并指出高光谱影像的空间结构特征在实际应用中也具有很重要的意义。最后,本文使用了统计学分析方法对实验影像的空间结构特征进行了分析,并提出了一个可用于描述高光谱影像空间特征的统计学参数。     

柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究

高光谱遥感识别烃蚀变矿物可用于探测油气烃类微渗漏和定位地下油气藏.以有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区,对Hyperion高光谱数据进行重采样处理,克服了目标识别矿物不明显和传感器低信噪比的影响.通过确定烃蚀变矿物高光谱遥感探测的指示标志,采用线性光谱(SAM)拟合与光谱匹配(SAM)相结合的方法确定了影像端元对应的矿物组分.识别结果表明,合理缩减影像波段数和确定影像端元的方法,能有效提高烃蚀变矿物的高光谱遥感识别精度.     

基于光谱相关性的SVM高光谱遥感影像分类

根据高光谱遥感影像数据特点,首先利用光谱相关性进行特征选择,然后引进SVM进行高光谱遥感影像分析解译,最后利用AVIRIS影像进行试验,结果显示分类精度和时间比常规方法都有很大改善。     

高光谱遥感影像管理系统的设计与实现

由于高光谱数据的海量高维特征,使得传统的信息系统难以有效地对这些数据进行高效地存储、处理、分析,表现等管理操作。因此如何采用新的技术来开发一个能有效管理高光谱遥感影像数据的影像管理系统,是当前高光谱快速发展和深入应用的一个瓶颈之一。本文在研究的过程中,对当前影像管理系统的发展作了大量的分析,利用成熟的关系数据库和程序设计语言,开发了一个方便实用的高光谱遥感影像管理系统以管理高光遥感影像和其他遥感信息,提高影像管理效率。系统已初步实现了多景高光谱遥感影像检索,可以任意加载、导入高光谱遥感影像,运行效果良好。     

高光谱遥感影像管理系统的设计与实现

由于高光谱数据的海量高维特征,使得传统的信息系统难以有效地对这些数据进行高效地存储、处理、分析、表现等管理操作.因此如何采用新的技术来开发一个能有效管理高光谱遥感影像数据的影像管理系统,是当前高光谱快速发展和深入应用的一个瓶颈之一.本文在研究的过程中,对当前影像管理系统的发展作了大量的分析,利用成熟的关系数据库和程序设计语言,开发了一个方便实用的高光谱遥感影像管理系统以管理高光遥感影像和其他遥感信息,提高影像管理效率.系统已初步实现了多景高光谱遥感影像检索,可以任意加载、导入高光谱遥感影像,运行效果良好.     

高分五号高光谱影像矿物精细识别

矿物识别是高光谱遥感技术优势之一,已在地质矿产领域取得了显著应用效果。随着光谱分辨率的不断提高,高光谱遥感矿物识别逐渐从识别矿物种类向矿物亚类、矿物成分等精细信息识别发展,且随着应用实践的不断深入,对矿物精细信息的需求也越来越大。而光谱分辨率和矿物识别方法是制约高光谱矿物精细识别的主要因素。高分五号(GF-5)超高的光谱分辨率为矿物精细识别提供了可能。首先在分析总结已有高光谱矿物识别方法优缺性的基础上,提出了综合光谱特征增强匹配度和特征参量的矿物识别方法;其次,选取甘肃柳园和美国Cuprite两个研究较多的地区为研究对象,基于GF-5卫星数据开展了矿物精细识别,在完成矿物种类、亚类识别的基础上,进一步对绢云母成分信息进行了反演;最后,结合上述地区已有机载高光谱数据及填图结果开展对比分析。结果表明:GF-5矿物识别信息分布与机载HyMap、AVIRIS一致性很好,相较机载数据GF-5矿物识别平均正确率优于90%,说明本研究提出的矿物识别方法能够满足GF-5矿物精细识别,可为后续业务化应用提供技术支撑,同时认为超高的光谱分辨率使得GF-5在矿物成分信息识别上更具优势。     

高光谱遥感影像优化分类波段选择

利用粗糙集关于属性依赖性公式,本文给出一种定义遥感影像波段间相似度的方法,通过模糊聚类,得到对高光谱遥感影像原始波段集合的模糊等价划分,在每个模糊等价波段组中,选择一个代表性波段完成对原始波段集合的初步降维,基于遗传算法并结合粗糙集理论,在降维中的波段集合中进一步进行的分类波段组合的优化选择,实验结果表明,本文给出的高光谱遥感影像优化分类波段组合选择方法是非常有效的。     

高光谱影像能量边缘提取

高光谱影像的能量边缘提取方法的本质是利用高光谱信号的能量相似性与能量分布特征来寻找边缘,从能量边缘图可以提取属于不同地物类别的主要边缘,这些边缘都比较明显与完整。实验结果表明,能量边缘对噪声信号不敏感,与用其他方法寻找边缘的结果相比,能量边缘具有更好的效果。     

从高光谱遥感影像提取植被信息

遥感可以快速有效地监测大面积植被的种类、特性、长势等各类信息。高光谱遥感数据因其特有的高光谱分辨率特性使其在植被生态环境领域具有极大的应用潜力。植被信息作为生态环境评价的重要参数对区域生态环境的监测和建设具有重要的意义。本文基于云南省鹤庆县北衙的高光谱遥感数据用SAM方法对植被信息进行了提取,参考光谱使用ASD光谱辐射仪采集的植被光谱曲线。文中对高光谱遥感影像的辐射定标和大气校正进行了研究,针对影响光谱辐射仪采集的主要因素采取了相应的措施,并对光谱曲线分类及参考光谱曲线的选取进行了研究。将选取出的参考光谱曲线与大气校正后的遥感影像进行SAM匹配提取出植被信息,经过与实地调查资料比较并计算总体精度和kappa系数,计算结果达到预期精度。最后将分类结果转换为矢量图,经过投影转换为大地坐标后制作出北衙植被分布图。     

光谱重建与光谱真实性检验中地物光谱的作用

 将地物光谱与高光谱重建、影像光谱真实性检验相结合,重点阐述地物光谱在高光谱数据预处理中的主要作用。以新疆东天 山航空HyMap数据为例,在光谱重建过程中导入数据区特征地物（白云母和高岭石）光谱,以对利用大气模型校正的视反射率影像光 谱进行平滑、去“伪”或增强处理。进一步利用2种矿物的特征光谱评价重建光谱的真实性,从数据源头确保高光谱遥感数据光谱特 性的准确与可靠。     

星载高光谱成像光谱仪的特性与应用

介绍了星载高光谱成像光谱仪的种类、技术参数和数据特点,指出了成像光谱数据处理软件包应具有的功能,概括了成像光谱仪数据的应用前景。     

成像高光谱数据在赤潮检测和识别中的应用研究

近年来,频繁发生的海洋赤潮灾害给我国沿海经济带来了巨大损失.在对海洋赤潮的监视监测中,航空遥感是重要的监测平台,推帚式成像光谱仪(PHI)是获取高分辨率高光谱图像的重要手段.2001年7月至8月,中国海监飞机对辽东湾海域频繁发生的大面积赤潮进行了航空遥感监测,首次获取了海上高光谱数据.本文以获取的高光谱数据为研究对象,通过合成假彩色图像、提取异常区域的反射率曲线以及构造相关分析函数等方法,初步探讨了利用高光谱数据进行赤潮水体检测和赤潮种类识别的方法.     

高光谱数据处理及在铀资源勘查中的应用——以广西苗儿山地区为例

以广西苗儿山地区机载成像细分红外高光谱数据为例,探讨了高光谱数据的特点及其处理方法。编制了一系列数据预处理软件,对图像进行了条带去除、波段间配准、航向压缩、镜向变换、辐射校正、正切校正、相对反射率转换等预处理,获得了高质量图像; 在 ENVI软件基础上建立了研究区野外实测光谱曲线库及分类子库,并对各子库进行了系统研究。同时,提出了正确的图像配准方案,对图像进行了精校正和镶嵌,取得了满意的效果; 在纯净像元提取、混合像元分解、匹配滤波、光谱特征拟合等方面进行了探索,提取了该区铀矿化的特征光谱信息; 最后,探讨了高光谱数据的地质应用潜力,尤其在硅化带识别方面的应用取得了成功,发现了一系列的新的含铀硅化断裂带,预测了三个成矿有利地段。经验证,其中两片地区的铀明显偏高并有矿化显示。     

热红外遥感火星矿物填图方法初步研究及应用

利用热辐射光谱仪（TES）数据,对火星进行热红外遥感矿物填图。通过对几种典型填图方法的简要介绍,结合火星环境及方法的使用条件,对填图结果进行简单比较,初步分析了填图方法的差异性,为火星矿物填图的进一步研究提供了基础,并为方法和模型的进一步改进提供了依据。     

西藏Hyperion数据蚀变矿物识别初步研究

矿物识别是高光谱遥感技术研究的重要内容,也是高光谱最能发挥作用的领域。文章以最新获取的西藏驱龙地区卫星高光谱Hyperion数据为例,进行了星载高光谱数据蚀变矿物识别的初步研究。根据矿物光谱识别规则和识别谱系,初步识别并提取出高铝和低铝白云母化、高岭石化以及绿泥石化等蚀变矿物。与已知地质资料对照分析,所提取的蚀变信息与矿区地质情况基本吻合,同时发现一个新的类似的蚀变组合。     

基于MODIS数据的火险潜在指数（FPI）及其应用研究

死、活可燃物含水率大小决定森林点燃的难易度,是判断林火能否发生、进行林火预报的重要因子。本文应用火险潜在指数（FPI,Fire Potential Index）模型,从这2个方面分析研究可燃物湿度对林火发生的影响。利用MODIS遥感数据提取FPI模型所需因素（气象数据： 相对湿度、温度; 植被数据： 10 h时滞可燃物湿度、归一化水分指数、植被绿度）,并将获得的2004年10月黑龙江省和2008年3月南方几省的气象、植被数据输入FPI模型,得到火险指数和火险等级划分。实践证明,应用该模型能够提高火险在时间和地理分布上的预报能力及预防技术。     

成像光谱矿物识别方法与识别模型评述

矿物识别和矿物填图是成像光谱应用最成功的领域之一。本文将国内外发展的矿物识别模型归纳为光谱匹配和以知识为基础的智能识别两大类型进行讨论。对光谱匹配方法分别从其方法的分类、光谱相似性测度、整体光谱匹配算法、局部光谱识别、亚像元光谱识别、混合像元分解和矿物端元选择、光谱减维和噪声弱化等方面作了评述。最后，讨论了矿物识别和填图研究中存在的主要问题，指出研究建立全谱段矿物识别方法和技术体系将是今后光谱矿物识别和矿物填图的重要发展方向。     

一种基于赋值技术与动态网格的空间数据组织策略及应用

利用一种动态网格,通过空间数据赋值技术,将多源数据赋值给网格,以完成空间数据的互操作.赋值后的网格系统具有多种属性,通过地理信息系统和外部程序设计能够实现叠置分析等复杂的空间分析功能.采用动态网格系统完全的矢量格式和实现多源数据融合的优点,以实现海量多源数据的空间分析.通过赋值技术和动态网格系统实现了土地适宜性评价.     

城市框架数据的更新模式及应用研究

分析了利用竣工测量数据、VRS技术及高分辨率影像更新城市框架数据三种模式的可行性,给出了适合青岛地区框架数据的更新方案.