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1、第18卷第2、3期湖南地质1999年6月Vol.18No.2、3HUNANGEOLOGYJune.1999X卫星遥感信息处理与多元统计分析SATELLITEREMOTESENSEINFORMATIONHANDLEANDPLURALISTICSTATISTICANALYSIS陈宝树ChenBaoshu核工业中南二三○研究所长沙410011Central2south230InstituteofNuclearIndustryMinistryChangsha410011摘要本文针对遥感信息的数据特征探讨了卫星遥感信息处理与多元统计
2、算法之间的关系,并从实际出发对最小二乘残差技术,目标模式识别,增强主成份分析等方法的应用作了介绍。关键词卫星遥感信息处理多元统计AbstractThisarticleprobesintotherelationshipbetweensatelliteremotesenseinformationhandleandpluralisticstatisticanalysisbeingdirectedagainstthedatacharacteristicsofremotesenseinformation,andintroducest
3、heapplicationoftheleastsquareremnantsdfferencemethod,aimmodeldistinguishingmethodandthestrengtheningmaincompositionanalysispro2ceedingfromtherealitysituation.KeywordsSatelliteremotesense,Informationhandle,Pluralisticstatistics随着航空航天技术和多种遥感技术系统的发展,卫星遥感在资源调查,环境监测,防灾
4、减灾等方面正发挥着愈来愈重要的作用。快速、准确、实时、动态的遥感资料,不仅为国民经济各部门提供了丰富的信息源,也为各级政府部门的宏观管理和决策提供了不可缺少的科学依据。遥感技术作为一门发展中的高新技术,要解决的关键是各种遥感信息的获取和对信息的处理。卫星技术的进步和波谱测试技术的改进,使遥感信息的空间分辨率和波谱分辨率精度不断提高,但由此带来的是相应的数据量几乎是以几何级数在增长。这一事实给数据的处理提出了更高的要求。目前,计算机技术日新月异,各种高性能的工作站、微机已能满足处理遥感数据的需求,一些大的软件公司也推出了不少
5、图象处理的实用软件,研究新的处理算法,以适应遥感工作的需要。这些都表明,遥感技术和与之相关的信息处理技术在相互需求,相互促进中共同发展,显示了良好的前景。众所周知,与通常的地质分析数据不同,遥感数据不仅代表某种属性,而且具有空间特征,在使用时必须注意它的空间定位。卫星遥感信息的另一重要特点,是它的多元性。一般说来,卫星对地面都是多波段扫描,也就是说,对同一地物在同一时间可以用几个甚至几十个波段进行探测,因而得到几个甚至几十个遥感数据,它们在空间上是配准的,在时间上是同步的,代表了同一地物对不同波谱段的反应特征。从数学角度看
6、,这是一组含有多个变量的数据。因此,在遥感信息的数据处理中各种多元统计方法占有重要的地位就是很自然的事了。面对数量巨大,关系复杂的遥感数据进行综合分析,包括简化数据的结构,降低维数;减少数据的冗余度,X收稿日期:1998-11-15;改回日期:1998-12-28作者简介:陈宝树,男,高级工程师,1970年毕业于清华大学数学系,现从事数字图象处理工作第2、3期陈宝树:卫星遥感信息处理与多元统计分析173以求用少数几个相互独立的变量代替众多的相关变量;突出与研究目的有关的主要信息,压抑、消除干扰信息等,多元统计方法均提供了有
7、力的工具。打开任何一个遥感图象处理软件包,都不难发现其中的许多程序都引入了多元统计方法的原理和算法。常用的多元统计方法,诸如相关分析,回归分析,判别分析,聚类分析,主成份分析等都可以直接用于卫星遥感数据的分析处理。因此,深入研究,灵活运用各种多元统计方法对遥感数据的处理是十分重要的。以下几个例子也许可以说明这一点。(1)最小二乘残差技术假定某种蚀变粘土矿物在212μm波段具有强吸收特征,该波段对矿物有一定的识别作用,由于植被等地物的影响,使这种识别作用大为减弱。一般说来,各象元并不是由某一类“纯”地物组成的,而是一种混合地
8、物。代表该象元的辐射值也是象元所包含的各种物质辐射值的组合。基于这种认识,考虑利用回归模型找出其它所有波段对212μm波段的线性拟合。这一回归值被认为代表了除粘土矿物引起的变化外,其它各种物质对212μm波段造成的影响,以212μm波段的观测值减去回归值所得的残差可以反映粘土矿物的异常区域。因为粘土矿物
