高光谱端元自动提取的迭代分解方法   总被引：8，自引：2，他引：8  

吴波  张良培  李平湘 《遥感学报》2005,9(3):286-293

混合像元线性分解技术是进行高光谱影像处理的常用方法,应用这种方法的一个主要问题是难以有效、自动地确定影像的端元光谱。利用非监督的方法快速自动提取高光谱遥感图像的端元光谱是解决这个问题的主要技术手段。根据迭代误差分析思路,通过对线性混合像元模型分解的误差传播分析后,得到了端元选择的约束条件。结合端元存在的空间信息,自动提取出端元光谱并进行了混合像元分解。利用不同地区、不同传感器的高光谱数据实例测试了该文的方法,分析和讨论了选择迭代初始值与参数阈值的敏感性问题。研究结果表明此方法可以自动提取端元光谱,并且精度较高。  相似文献   

线性混合模型的光谱解混算法综述     

李二森  张保明  宋丽华  余文杰  唐德瑾 《测绘科学》2011,36(5):42-44

混合像元的存在不仅影响了基于高光谱图像的地物识别和分类精度,而且已经成为遥感科学向定量化发展的主要障碍。目前的混合像元分解算法大多采用线性混合模型,其关键步骤为端元提取。文中从线性混合模型的定义出发,总结了近年来提出的端元提取算法,并重点对SMACC、VCA、SGA等算法进行了深入的分析,最后总结了混合像元分解的发展趋势。  相似文献   

高分五号高光谱图像自编码网络非线性解混     

韩竹  高连如  张兵  孙旭  李庆亭 《遥感学报》2020,24(4):388-400

针对高光谱非线性混合模型中的共线性问题,提出了一种非监督的增强型非线性自编码网络方法 ENAE(Enhanced Nonlinear Autoencoder)。通过结合自编码网络在挖掘数据内在结构、提取特征方面的优势,引入端元正则项减弱端元间的共线性效应,从而提高高光谱混合像元分解精度。ENAE方法的实现步骤主要包括两部分:一是网络结构初始化,二是非线性分解。网络结构初始化是确定编码器的节点数以及端元和丰度的初值;非线性分解则主要是实现损失函数的最小化。通过模拟数据、城市区域真实数据和高分五号卫星高光谱数据的实验,得到了相较于传统非线性分解方法更高的精度,证明了ENAE方法的鲁棒性。  相似文献   

结合空间信息选取最优端元组合的混合像元分解     

徐君  王彩玲 《测绘通报》2019,(7):6-11

传统的混合像元分解算法认为每个像元都包含图像中所能提取的全部端元组分,但这并不符合实际情况。实际上图像中大多数混合像元仅由少部分端元混合而成。由于端元提取精度及噪声的影响,采用全部端元对混合像元进行分解,会使得混合像元中实际并不存在的端元的丰度估计值不为零,分解结果存在较大误差。由于混合像元大多存在于不同地物的交界处,基于此,本文提出了一种结合图像的空间信息选取混合像元最优端元子集的方法。利用一个空间结构元素,从混合像元的附近邻域开始搜索,将搜索到的纯净像元光谱与所提取的图像端元光谱进行对比,并确定混合像元的端元子集进行分解。根据RMSE大小和变化情况,逐步扩大结构元素的大小,不断调整搜索范围,直至得到最优端元组合。模拟数据和真实数据的试验结果表明,该方法相比传统的全端元光谱分解方法,在总体上获得了更好的分解效果。  相似文献   

一种端元变化的神经网络混合像元分解方法   总被引：2，自引：2，他引：2  

吴柯  张良培  李平湘 《遥感学报》2007,11(1):20-26

遥感图像中普遍存在着混合像元,对混合像元进行分解是遥感图像处理中的难点,在端元（Endm ember）个数不变的情况下,往往得到的分解结果精度不高。本文基于fuzzy ARTMAP神经网络,提出一种基于端元变化的神经网络混合像元分解模型。首先利用混合像元与纯净端元之间的光谱相似性,判断出混合像元包含的端元个数及类别,然后结合fuzzy ARTMAP神经网络进行分解。实验结果表明：本文提出的方法比传统的线性混合模型及fuzzy ARTMAP神经网络模型的精度要高,而且更加符合实际情况。  相似文献   

基于高光谱Hyperion数据的线性光谱混合模型与神经网络模型的比较   总被引：1，自引：1，他引：0  

吴剑  程朋根  何挺  王静 《测绘科学》2008,33(1):137-140

混合像元问题是定量遥感中的热点问题之一,为了改进从遥感数据中提取定量信息,人们建立了各种混合光谱分解技术,其中线性光谱混合模型和神经网络模型就是两种比较成熟的方法。以陕西省横山地区的高光谱Hyperion数据为研究基础,通过最小噪声变换(MNF)、像元纯度指数(PPI)转换和RMS误差分析的迭代方法相结合提取影像中的纯净像元作为终端端元。分别运用神经网络模型和线性光谱混合模型对影像进行光谱分解,得到各个组分的分解图像。以标准植被指数(NDVI)影像为衡量标准,选取训练样本点,分别对两种模型进行回归分析,结果显示NDVI影像与线性光谱混合模型植被分解图像的判定系数(R2=0.91)要大于其与神经网络模型的判定系数(R2=0.81)。进一步分析表明在一般情况下,线性光谱混合模型具有比神经网络模型略高的分离精度,但是神经网络模型对细部信息的提取的效果要好于线性光谱混合模型,最后提出了端元均方根误差(EAR)指数,一种新的混合像元分解的思路。  相似文献   

高光谱遥感影像混合像元分解研究进展   总被引：6，自引：1，他引：5  

蓝金辉  邹金霖  郝彦爽  曾溢良  张玉珍  董铭巍 《遥感学报》2018,22(1):13-27

受高光谱成像仪低空间分辨率及复杂地物的影响,高光谱遥感图像存在大量混合像元。为提高地表分类精度以及满足亚像元级目标探测的需求,混合像元分解技术一直是高光谱遥感研究热点之一。本文主要对高光谱混合像元分解技术中的核心问题:端元数目估计、端元提取算法、丰度估计算法进行综述,系统地分析了各种典型算法的原理及优缺点,进一步阐述研究过程中建立高精度遥感混合反演模型与遥感产品业务化中的混合像元分解技术难题,同时针对今后混合像元分解技术发展方向,指出在继续引入新型算法理论方法基础上,结合用户应用需求,推进高光谱混合像元分解算法业务化应用,为高光谱遥感工程化应用提供支持。  相似文献   

端元光谱自动提取的总体最小二乘迭代分解     

吴波  汪小钦  张良培 《武汉大学学报(信息科学版)》2008,33(5):457-461

根据总体最小二乘(total least squares, TLS)模型理论,提出了一种影像端元光谱可受噪声污染的混合光谱线性扩展模型,并实现了该模型的端元光谱自动迭代提取以及混合像元的限定性分解.实验结果表明,扩展的混合像元分解模型明显优于传统的最小二乘分解模型,总体精度大约提高了10%～20%.  相似文献   

采用目标端元修正的高光谱混合像元盲分解     

卓莉  曹晶晶  王芳  陶海燕  郑璟 《遥感学报》2015,19(2):273-287

针对非负矩阵盲信号分离(NMF)用于混合像元分解易陷入局部极小值的不足,将非监督端元提取与盲分解方法相结合,构建了一种基于目标端元修正的混合像元盲分解模型(ATGP-NMF)。ATGP-NMF模型利用非监督正交子空间投影算法(ATGP)和非负最小二乘法(NNLS)获取NMF盲分离的初始值,然后将获得初始目标端元光谱与丰度输入NMF模型,通过迭代运算不断逼近优化目标而得到最终的端元光谱和端元丰度。为了检验模型对于各类数据的有效性和适用性,将ATGP-NMF与传统NMF分别应用于模拟仿真数据、室内控制数据和真实遥感影像3类实验数据进行分析验证。结果表明,ATGP-NMF模型具有较好的适用性,在没有先验信息、先验信息很少,以及纯像元假设不存在情况下都能较好地分解混合像元,且能够更好克服局部极小问题,提高混合像元分解的精度。  相似文献   

压缩感知和万有引力模型相结合的高光谱混合像元分解     

杨可明  王林伟  刘士文  史钢强  刘飞  赵思亮 《测绘学报》2014,43(10):1068-1074

高光谱影像虽然具有较高的光谱分辨率,但因其空间分辨率低而普遍存在混合像元。混合像元分解是高光谱遥感应用的重要研究内容,包括端元提  相似文献   

模拟真实场景的混合像元分解   总被引：1，自引：1，他引：0  

范渭亮  杜华强  周国模  徐小军  崔瑞蕊  董德进 《遥感学报》2010,14(6):1250-1265

在总结混合像元分解方法的基础上, 提出了一种模拟真实场景的像元分解方法, 该方法首先通过真实场 景的模拟获得各分量的丰度, 结合遥感影像与场景模拟的丰度反演端元反射率(模拟端元), 最后用带约束条件的线 性模型进行混合像元分解。用浙江省安吉县毛竹林调查资料及Landsat TM 对该方法进行验证和对比分析表明, 基 于模拟端元的混合像元分解结果比基于影像端元和参考端元的精度高且具有良好的稳健性。模拟真实场景的混合 像元分解方法将样地调查数据的先验知识应用于端元提取, 并将三维模拟模型引入到二维的线性光谱分解中, 具 有一定的优势和应用推广前景。  相似文献   

基于光谱混合分析的毛乌素沙地油蒿群落覆盖度提取   总被引：2，自引：0，他引：2  

李晓松  李增元  吴波  高志海  白黎娜  王琫瑜 《遥感学报》2007,11(6):923-930

油蒿群落覆盖度是判断毛乌素沙地荒漠化程度严重与否的直接指标,其信息的准确获取有助于更为合理的荒漠化监测与评价。本研究以Landsat ETM 为数据源,深入探讨了光谱混合分析过程中影像预处理、端元选取、光谱混合模型选择及光谱混合分析结果分析等关键问题,给出了恰当的解决方案,进而进行了油蒿群落覆盖度的提取,并通过野外实测数据对提取结果进行了验证。验证结果表明:基于光谱混合分析技术提取的油蒿群落分量与实测油蒿群落覆盖度线性相关显著,相关系数为0.88,因而研究区的油蒿群落覆盖度可以通过油蒿群落分量的线性变换得到。因此,光谱混合分析是提取毛乌素沙地油蒿群落覆盖度的有效技术。  相似文献   

A geostatistical temporal mixture analysis approach to address endmember variability for estimating regional impervious surface distributions   总被引：1，自引：0，他引：1  

Wenliang Li 《地理信息系统科学与遥感》2016,53(1):102-121

Spectral mixture analysis (SMA) is a major approach for estimating fractional land covers through modeling the relationship between the spectral signatures of a mixed remote sensing pixel and those of the comprised pure land covers (also termed as endmembers). When SMA is implemented, endmember variability has proven to have significant impact on the accuracy of land cover fraction estimates. To address the endmember variability problem, this article developed a geostatistical temporal mixture analysis (GTMA) technique, with which spatially varying per-pixel endmember sets were estimated using an ordinary kriging interpolation technique. The method was applied to time-series moderate-resolution imaging spectroradiometer normalized difference vegetation index imagery in Wisconsin and North Carolina, United States to estimate regional impervious surface distributions. Analysis of results suggests that GTMA has achieved a promising accuracy. Detailed analysis indicates that a better performance has been achieved in less-developed areas than developed areas, and slight underestimation and slight overestimation have been detected in developed areas and less-developed areas, respectively. Moreover, while the performance of GTMA is comparable to those of phenology-based TMA and phenology-based multiple endmember TMA over the entire study area and in less-developed areas, a much better performance has been achieved in developed areas. Finally, this article argues that endmember variability may be more essential in developed areas when compared to less-developed areas.  相似文献   

高光谱端元自动确定与提取的迭代算法     

曹建农  王贝贝  何晓宁 《遥感学报》2013,17(2):248-268

针对端元提取算法依赖人工确定端元数量的问题, 提出一种端元自动确定与提取的迭代算法。首先, 通过统计分析获得像元相似性阈值, 确定候选端元判据;其次, 对候选端元进行内、外部相关性判断, 对端元光谱集进行病态矩阵规避判断;最后, 以候选端元判据为迭代终止条件, 当图像空间不存在候选端元时, 获得端元集合并确定端元数。实验结果表明, 该方法正确有效, 可以避免顺序端元提取方法的错误风险, 提高端元提取自动化程度。  相似文献   

归一化地物子空间投影下的光谱解混方法     

许承权  邓雪彬 《测绘科学》2021,46(3):117-123

针对线性光谱解混方法,全约束条件下的最小二乘准则和正交子空间投影(OSP),因缺乏物理约束条件使得组分丰度估值容易出现负值这一问题,该文在线性光谱混合分析模型中增加光谱组分丰度"和为1"且为"非负"的约束条件,提出了归一化地物子空间投影下(NMSP)的光谱解混方法。该方法假定一条基准端元已知以消除组分之间的相关性,再基于基准端元对端元矩阵和影像矩阵进行平移,进一步消除像元在端元方向投影时原点引起的错误。实验结果表明,与约束条件下的OSP分类器以及最小二乘法相比,NMSP在光谱解混中可以得到更加合理的地物组分丰度且能保持端元丰度"非负"和稀疏的物理特性。  相似文献   

基于权重光谱解混方法的高光谱矿物填图     

刘凯  张立福  覃环虎  孙雪剑 《遥感学报》2013,17(3):609-625

提出了一种基于Fisher权重分析的迭代光谱解混方法(WLSMA),该方法首先对高光谱图像进行区域分割,在分割后的各子块中自动提取端元;再次对提取的端元进行聚类,从光谱的整体特征上将不同类别的端元区分开,针对聚类结果中的每一类别各选取几个具有代表性的端元光谱,并对最优光谱进行窗口卷积处理,结合In_CoB指标构建端元光谱样本库;最后对图像进行迭代光谱解混处理,在丰度反演过程中引入基于Fisher准则的补偿权值矩阵以提高反演精度。AVIRIS高光谱数据实验证明,WLSMA不需要大量先验信息,利用Fisher准则和迭代光谱分析理论增强了相似性矿物的可分性,为加强对矿区地表岩性的认识和模拟提供了更大的灵活性和可能性,对高光谱矿物填图有一定的借鉴意义。  相似文献   

高分辨率图像辅助提取高光谱图像端元   总被引：1，自引：0，他引：1  

崔宾阁  张杰  马毅  任广波 《遥感学报》2014,18(1):192-205

现有的端元提取算法大多是基于凸面单形体假设,对于非单一地物类型,利用这些端元进行丰度反演将会影响混合像元分解精度。本文提出一种利用高分辨率图像判断高光谱像元内是否为同一类型地物的方法。首先,利用图像分割程序对高分辨率图像进行分割,得到光谱均一的斑块矢量图,并叠加到高光谱图像上;然后,通过空间关系分析找出斑块内的高光谱像元,称其为准端元;最后,利用端元提取算法在这些准端元中进行端元提取。实验结果表明,该方法将端元提取结果的误差降低了20%左右。  相似文献   

端元可变非线性混合像元分解模型     

李慧  张金区  曹阳  王兴芳 《测绘学报》2016,45(1):80-86

遥感影像中混合像元普遍存在。端元固定的情况下对混合像元进行分解,很难高精度地识别影像地物。本文基于支持向量机,提出了端元可变的非线性混合像元分解模型。首先,通过构建多个支持向量机获取每个像元的优化端元集,在优化端元集的基础上运用支持向量机与两两配对方法相结合的算法获取像元组分。试验结果表明,本文提出的方法效果优于传统的多端元光谱分解法。  相似文献   

CBERS-02B多光谱数据在城市不透水面 估算中的可用性研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

陈峰  邱全毅  郭青海  唐立娜 《遥感学报》2011,15(3):621-639

以厦门岛为研究区,以CBERS-02B的CCD影像为数据源,采用基于可变端元的线性光谱混合模型估算了城市不 透水面组分含量,并探讨了该方法的实现过程与优势。通过端元评估确定了研究区的４个典型端元,即高反射不透水 面、低反射不透水面、高反射土壤和植被。在此基础上,以高、低反射不透水面端元的组分含量对城市不透水面含量 进行估算。精度评价结果显示：基于可变端元的方法要优于一般带全约束法;而在混合像元分解过程中加入全色波段 （band5）有助于提高模型估算精度,使得在像元尺度的精度与采用Landsat的已有报道相近,而在土地利用单元尺度实 现了对城市不透水面的无偏估计。研究实例也表明,尽管目前CBERS-02B数据在辐射定标和地理定位等方面还有待改 进,通过采用适当的处理过程和技术手段,依然能利用该数据对城市不透水面进行有效估算。  相似文献