数据压缩对高光谱遥感数据质量的影响研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年5月砌坜ByZhuXueweiAThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofSignalandInformationProcessingAcademyofOpto·Electronics，ChineseAcademyofSciencesMay,2013独创性声

2、明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他人已发表或撰写过的材料，也不包含为获得其它教育机构的别种学位或证书而大量使用过的材料。与我一同工作的人对本研究所做的任何贡献已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：艋串日期：冽埠蛔关于论文使用授权的说明本人完全了解培养单位有关保留、使用学位论文的规定，即：培养单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；培养单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。摘要数据压缩对高光谱遥感

3、数据质量的影响研究成像光谱仪能够探测获取目标的空间信息和光谱信息，逐渐在军事／民用遥感领域广泛应用。然而随着成像光谱仪的空间分辨率和光谱分辨率的提高，数据量也飞速提高。受星上数据下行链路带宽限制，星载高分辨率成像光谱仪所获取的海量数据必须进行有损压缩，而数据有损压缩又带来了一个关键问题，即有损压缩所造成的信息损失和数据失真会对高光谱数据质量及后续遥感应用造成怎样的影响。本论文面向星载高光谱成像仪星上数据压缩、高光谱成像仪数据在轨成像性能分析以及高光谱数据应用，围绕以上数据质量问题开展研究，以星载色散型高光谱成像仪和干涉型高光谱成像仪原始数据为研究对象，

4、基于典型的空间域有损压缩方案和谱间去相关结合空间域的有损压缩方案，从压缩统计失真、载荷性能评价、数据应用效能和图像客观质量四个方面，系统分析数据压缩对高光谱遥感数据质量造成的影响。本论文的研究成果如下：(1)在深入调研分析国内外遥感数据压缩质量评价、高光谱遥感数据在轨质量评价技术的基础上，选取典型的质量评价指标和评价算法，初步建立了星载高光谱压缩数据质量评价体系。该体系包括数据压缩统计失真评价、载荷性能评价、数据应用效能评价和图像客观质量评价四个方面，能够较为全面、系统地分析评估数据压缩方案对于星载高光谱遥感数据质量造成的影响，为星上数据压缩方案的选取

5、与优化提供参考。(2)在深入分析星载色散型高光谱遥感数据特征及数据相关性、当前典型的星载高光谱数据压缩方案的基础上，提出了改进的双向预测去除谱间相关结合空域的高光谱数据压缩方案，并采用以上高光谱压缩数据质量评价体系进行了分析。结果表明：与基于空间域的数据压缩方案相比，改进后的压缩方案能够有效抑制SNR的“虚高”以及MTF、清晰度和NIIRS的下降，对色散型高光谱数据质量造成的影响更小，具有更好的压缩效果和压缩性能。与单向预测去除谱间相关结数据压缩对高光谱遥感数据质量的影响研究合空域的高光谱数据压缩方案相比，改进后的压缩方案能够可以更加真实反映光学载荷探

6、测灵敏度、地物细节和数据的空间信息和光谱信息。(3)在深入分析星载空间调制型干涉高光谱遥感数据特征及数据相关性、当前典型的星载高光谱数据压缩方案的基础上，将谱间去相关结合空域的数据压缩方案应用于星载空间调制干涉型高光谱数据压缩，并采用以上高光谱压缩数据质量评价体系进行了分析。此方法比基于空间域的压缩方案具有更好的压缩性能，同样能够有效抑制SNR的“虚高”以及清晰度的下降，对干涉型高光谱数据质量造成的影响更小。关键词：数据压缩，高光谱数据质量，CCSDS，皿EG2000，谱间去相关IIABSTRACTStudyontheInfluenceoftheHyp

7、erspectralRemoteSensingDataQualityBasedonDataCompressionAlgorithmZhuXuewei(SignalandInformationProcessing)DirectedbyLiXiaohuiSincethehyperspectralspectrometercandetectthespatialandspectralinformationofatarget，thehyperspectralremotesensingtechnologyisusedmoreandmorewidelyinthefie

8、ldsofmilitaryandcivilian．Andtheimprovementofspa