基于广义光谱角的高光谱波段选择及端元提取方法研究

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1、分类号：______密级：______UDC：______编号：______工学博士学位论文基于广义光谱角的高光谱波段选择及端元提取方法研究博士研究生：田明华指导教师：赵春晖教授学科、专业：信息与通信工程哈尔滨工程大学2016年11月万方数据分类号：______密级：______UDC：______编号：______工学博士学位论文基于广义光谱角的高光谱波段选择及端元提取方法研究博士研究生：田明华指导教师：赵春晖教授学位级别：工学博士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2016年10月论

2、文答辩日期：2016年11月学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngHyperspectralBandSelectionandEndmemberExtractionbasedonN-dimensionalSolidSpectralAngleCandidate:MinghuaTianSupervisor:Prof.ChunhuiZhaoAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineerin

3、gSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Oct.2016DateofOralExamination:Nov.2016University:HarbinEngineeringUniversity万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开

4、发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课

5、题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据基于广义光谱角的高光谱波段选择及端元提取方法研究摘要高光谱遥感指具有高光谱分辨率的遥感科学和技术。它的最大特点为将光谱和图像结合起来，其获取的数据立方体同时涵盖了地物的空间信息和光谱信息。具体地，某一物质对应特定的、连续的光谱特征曲线。光谱相似性度量在高光谱数据分析中有着重要作用，

6、其主要目的在于判定测试光谱与参考光谱之间的相似性，最终完成测试光谱的类别划分。现有的光谱相似性度量手段主要以两个光谱为面向对象，即完成光谱之间“一对一”的相似性度量。这类以二个光谱为面向对象的度量方法可称之为二元光谱相似性测度，其中，最具代表性的为光谱角相似性测度(SpectralAngleMetric,SAM)。SAM借助两个光谱向量的欧氏空间夹角衡量其相似程度。该方法物理意义明确，在一定程度上能够克服光谱幅值变异，得到了广泛应用。当光谱数目增多时，二元光谱相似性测度不得不多次对光谱进行两两比较。然而，这种两两比较的方式

7、并不属于直接地对多个光谱之间联合相似性的测量。针对此问题，本课题将SAM推广为广义光谱角，也称为N维立体光谱角(N-dimensionalSolidSpectralAngle,NSSA)。NSSA方法从本质上突破了SAM的局限性，能够通过单次计算定量地评价多个光谱之间的联合相似性，具有特殊的意义和功能。以NSSA方法为核心，本课题主要围绕高光谱波段选择技术和端元提取技术展开了研究，主要研究内容如下：首先，针对传统的光谱相似性度量方法仅能衡量两个光谱相似性的不足，提出了广义光谱角方法，也称N维立体光谱角(N-dimensio

8、nalSolidSpectralAngle,NSSA)。NSSA是贯穿整个论文的核心方法。该方法能够通过单次计算得出n(n2)个光谱在高维欧氏空间的夹角，并以该夹角大小作为衡量n个光谱之间联合相似性的依据，避免了光谱之间的两两比较。另外，详细论述了NSSA方法的几何及物理特性，包含乘性因子不变性、非可