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高光谱成像技术的信息获取和优势

发布时间:2023-05-17
浏览次数:342

高光谱成像技术可以获取立体的图像信息,具有广泛的应用和发展前景。目前国内外的研究也取得了很大的进展和方向。本文简要介绍了高光谱成像技术的信息获取和优势。

高光谱成像技术可以获取立体的图像信息,具有广泛的应用和发展前景。目前国内外的研究也取得了很大的进展和方向。本文简要介绍了高光谱成像技术的信息获取和优势。


高光谱


高光谱目标信息获取

高光谱成像方法主要有两大类。第一类是基于光谱空间的探测方法,主要有混合光谱分解法和光谱匹配法。第二类是基于特征空间的探测方法,常用的有光谱角填图法、极大似然法和人工神经网络法。

高光谱成像获取的数据包括空间、辐射和光谱三重信息。需要分析目标的位置和形状等空间儿何特征、目标与背景的谱亮度差别等辐射特征以及表面材料的光谱特征。

从高光谱数据的结构看,如果将对应坐标的每一幅窄波段二维图像按探测波长i重起米,就可得到高光谱图像数据的立方体。在数据应用分析中,主要从3个方面获取目标的信息。

(1)在空间图像维上,高光谱数据与一般的图像相似。可用一般的遥感图像模式识别算法进行高光谱数据的目标信息检测。

(2)在光谱维上,高光谱图像的每一个像元可以获得一个连续的光谱曲线,基于光谱数据库的光谱匹配技术可以实现对地物与目标的识别。

(3)在特征空间维上,高光谱图像提供了超维特征空间,根据实际数据所反映的景物特征分布差异,将其有效应用数据映射到低维的子空间,在此低维子空间的信息检测是目标识别分析技术研究的重点。

 

高光谱成像技术的优势

高光谱探测综合了图像和光谱两方面的特征,与全色和多光谱探测相比,利用高光谱进行成像的优势主要体现在以下几个方面:

(1)目标检测识别能力大大提高,并且可以区别同类目标的细微差异,这在传统的多光谱探测中不容易实现;

(2)成像通道大大增加,进行成像时可选择的光谱特征变得灵活和多样化,这极大的增加了分析日标物的数量,为成像提高了更广泛的特征分析空间;

(3)使目标的探测由定性分析向定量分析转化成为可能,传统多光谱成像技术以定性分析为主,部分定量分析的结果并不理想,这与成像传感器的光谱分辨率有关,利用高光谱成像技术,可以很好的突破光谱分辨率的限制,这对定量分析结果精度的提高有很大的帮助。

可以看出,高光谱数据最大特点是除了拥有图像数据的几何信息外,还具有光谱信息,它可以记录目标所具有的反射、吸收和发射电磁能量的能力,不同目标类型对应于不同的谱特征,这就是光谱的“指纹效应”,如图1所示。高光谱数据为我们提供了丰富的类别信息,充分结合高分辨率影像的清晰度和高光谱影像丰富的光谱信息,可以大大增加我们对目标的探测能力,


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