《混合光谱模型》PPT课件.ppt

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1、第6节混合光谱模型武汉大学遥感信息工程学院龚龑《高光谱遥感》第四章高光谱数据处理1一、混合光谱的基本概念二、混合光谱的成因分析三、线性光谱混合模型四、其它混合光谱模型第四章第6节混合光谱模型21.1混合光谱成像光谱仪定标像元灰度值与入瞳辐射值之间的联系光谱重建像元入瞳辐射值与反射率的联系高光谱特征选择与提取基于像元光谱特征的可分性进行降维影像分类给每个像元赋予一个类别标识光谱匹配根据像元的光谱曲线判定属性回顾前面课程所学习的内容：一切分析皆基于像元进行一、混合光谱的基本概念3一个像元能否真正的只代表一种地物目标？MODIS空间分辨率是多少？1k

2、m500m250m250m*250m的空间范围内是否仅有一种地物？一、混合光谱的基本概念1.1混合光谱4影像分类图无论将其划归为水体还是桥梁都是不正确的.一、混合光谱的基本概念1.1混合光谱5遥感器所获取的地面反射或发射信号是以像元为单位记录的，它是像元所对应地表物质光谱信号的综合。每个像元所对应的地表，往往包含着不同的覆盖成分，它们具有不同的光谱特征。而每个像元仅用一个信号记录这些“异质”成分，因此形成混合光谱现象，对应的像元称为混合像元。混合光谱的定义：一、混合光谱的基本概念1.1混合光谱6混合光谱现象的存在，使制约遥感影像分类精度提高的重

3、要原因。为了提高遥感影像应用的精度，就必须解决混合像元问题。像元级亚像元级一、混合光谱的基本概念1.1混合光谱7纯净像元是相对的，混合像元广泛存在。混合光谱现象并非仅仅在高光谱遥感中存在，在全色影像、多光谱影像中同样存在。思考:既然混合光谱问题普遍存在,为什么在高光谱遥感中得到重点关注?一、混合光谱的基本概念1.1混合光谱8进入到像元内部，地物的基本组成成分被称为“端元”，每种成分的比例称为“丰度”。图像端元（植被、水体）物理端元（高岭土、明矾石等）1.2端元与丰度一、混合光谱的基本概念9朝阳面土壤阴影1.2端元与丰度一、混合光谱的基本概念10

4、确定端元类型及相应丰度的过程被称为“光谱解混”或者“混合像元分解”。光谱混合原理、混合的描述方式分解方式、分解算法（下一讲）1.2端元与丰度一、混合光谱的基本概念11一、混合光谱的基本概念二、混合光谱的成因分析三、线性光谱混合模型四、其它混合光谱模型第四章第6节混合光谱模型12沙滩河水CCD记录能量=沙滩反射能量+河水反射能量二、混合光谱的成因分析2.1物质混合因素131.在IFOV所对应的分辨单元内，有多种物质成分存在的空间混合；物质混合包含两方面内容：2.在分辨单元内，由于地形和阴影引起的照度差异。二、混合光谱的成因分析2.1物质混合因素1

5、4物质混合主要是一种累加效果，瞬时视场内总的光谱反射（发射）能量可近似等效为各种混合成分各自光谱反射（发射）能量的简单相加。二、混合光谱的成因分析2.1物质混合因素15大气传输因素是指，由于大气传输过程中的漫射、折射等效应，会使得影像像元中包含了IFOV所对应的地面分辨单元之外的地物信息，从而产生光谱混合。像元信息与IFOV的不一致性二、混合光谱的成因分析2.2大气传输因素地面分辨单元内的地物是纯净的，仍会有混合光谱现象。16IFOV所对应的反射能3.邻近地物的反射能2.大气程辐射能二、混合光谱的成因分析2.2大气传输因素17大气传输因素AAA

6、AAAAAB地面分辨单元AAAAAAAAA+B影像像元二、混合光谱的成因分析2.2大气传输因素18由于成像光谱仪CCD焦平面技术的误差、以及镜头光学传输系统以及仪器辐射传输系统的误差，会使得在成像阶段产生信号混合。二、混合光谱的成因分析2.3仪器因素19混合光谱成因类型：仪器因素大气传输因素物质混合因素非线性因素线性因素光学系统的校准辐射传输的定标在地物光谱重建过程中加以考虑重点考虑因素二、混合光谱的成因分析202.4混合像元的反射率表达二、混合光谱的成因分析21辐射强度与辐亮度的关系辐亮度关系二、混合光谱的成因分析2.4混合像元的反射率表达2

7、2在混合光谱条件下，IFOV地面像元的表观反射率等于各端元反射率按它们在像元中的面积比的加权和，这是建立线性混合光谱模型的物理基础。辐照度与辐亮度的关系二、混合光谱的成因分析2.4混合像元的反射率表达23在均匀光照明、表面较光滑的情况下，实验室和野外实验均已证明线性混合光谱关系的正确性。由于物体表面复杂、地表—大气作用关系复杂、阴影以及仪器视场不均匀等原因产生的非线性效应，可能偏离线性模型，但基本上是符合的。A线性模型与非线性效应二、混合光谱的成因分析2.4混合光谱模型类型24B.主要模型类型线性模型概率模型几何光学模型随机几何模型模糊

8、分析模型相同之处：都考察端元组分与丰度的关系。不同之处：其它地面特性和影像特征的影响。二、混合光谱的成因分析2.4混合光谱模型类型25C.考察地面差异