一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法
【专利摘要】本发明提出一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法，包括：获取测试光谱和参考光谱；利用所述测试光谱和参考光谱计算光谱差异量，并根据所述光谱差异量构建与所述测试光谱的向量具有相同维数且各分量大小相等的光谱差异向量；利用所述光谱差异向量计算在地物光谱不确定性情况下所述测试光谱与参考光谱之间的光谱角；根据所述光谱角进行光谱角度制图。采用本发明提出的方法，通过光谱差异量在地物光谱不确定性情况下获取测试光谱与参考光谱之间的光谱角，根据得到的光谱角进行光谱角度制图，克服由于地物光谱不确定性带来的影响提高地物识别的精度，对地物光谱不确定性具有更好的适用性。
【专利说明】一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及遥感【技术领域】，尤其涉及一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法，用于高光谱遥感矿物制图和目标识别。
【背景技术】
[0002]高光谱遥感数据提供了地物大量光谱信息，有利于地物精细分类和定量遥感。光谱角制图算法(Spectral angle mapping, SAM)是基于光谱曲线整体相似性的一种算法,在高光谱遥感信息分类中应用广泛。
[0003]光谱角制图算法对整个光谱曲线的相似性进行计算，是一种全局性的描述指标，对具有相似光谱曲线的地物区分较差。目前主要通过设置局部区间权重、选取波段组合和引进核函数等方法对光谱角制图算法进行改进。具体改进方法可参见文献1:何中海，何彬彬.基于权重光谱角制图的高光谱矿物填图方法[J].光谱学与光谱分析，2011，31 (8):2200-2204和文献2:吕银亮，李少昆，王克如，等.基于改进光谱角算法的小麦产量监测研究[J].新疆农业科学，2011，48 (001):1-5及文献3:Gu Y，Wang C，WangS，et al.Kernel-based regularized—angle spectral matching for target detectionin hyperspectral imagery[J].Pattern Recognition Letters, 2011，32 (2):114-119。然而，地物光谱的不确定性往往使同种地物光谱之间存在一定程度的差异，影响了地物的识别精度，对光谱角制图算法的地物识别效果也会产生一定的影响。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明的目的是提供一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法，以解决现有光谱角度制图方法没有考虑地物光谱不确定性的问题。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为了达到上述目的，本发明提出了一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法，包括:
[0008]获取测试光谱和参考光谱；
[0009]利用所述测试光谱和参考光谱计算光谱差异量，并根据所述光谱差异量构建与所述测试光谱的向量具有相同维数且各分量大小相等的光谱差异向量；
[0010]利用所述光谱差异向量计算在地物光谱不确定性情况下所述测试光谱与参考光谱之间的光谱角；
[0011 ] 根据所述光谱角进行光谱角度制图。
[0012]优选地，所述获取测试光谱和参考光谱具体包括:
[0013]利用高光谱影像、实测光谱数据或者光谱库获取所述测试光谱；
[0014]利用高光谱影像、实测光谱数据或者光谱库获取所述参考光谱。
[0015]优选地，所述利用测试光谱和参考光谱计算光谱差异量具体包括:[0016]获取所述测试光谱和参考光谱的光谱向量；
[0017]根据获取测试光谱和参考光谱的光谱向量计算光谱差异量n，公式如下:
[0018]
【权利要求】
1.一种针对地物光谱不确定性的光谱角度制图方法，其特征在于，包括: 获取测试光谱和参考光谱； 利用所述测试光谱和参考光谱计算光谱差异量，并根据所述光谱差异量构建与所述测试光谱的向量具有相同维数且各分量大小相等的光谱差异向量； 利用所述光谱差异向量计算在地物光谱不确定性情况下所述测试光谱与参考光谱之间的光谱角； 根据所述光谱角进行光谱角度制图。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取测试光谱和参考光谱具体包括: 利用高光谱影像、实测光谱数据或者光谱库获取所述测试光谱； 利用高光谱影像、实测光谱数据或者光谱库获取所述参考光谱。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用测试光谱和参考光谱计算光谱差异量具体包括: 获取所述测试光谱和参考光谱的光谱向量； 根据获取测试光谱和参考光谱的光谱向量计算光谱差异量n，公式如下:
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述利用光谱差异向量计算在地物光谱不确定性情况下所述测试光谱与参考光谱之间的光谱角具体包括: 根据所述光谱差异向量计算在地物光谱不确定性情况下所述测试光谱与参考光谱之间光谱角的余弦值，公式如下:
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试光谱为在350~2500nm的太阳反射光谱范围内去除四个水汽强吸收波段后得到的光谱。
6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述参考光谱为在350~2500nm的太阳反射光谱范围内去除所述四个水汽强吸收波段后得到的光谱。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述四个水汽强吸收波段包括:900~990nm、1100 ~1190nm、1300 ~1520nm 和 1750 ~2080nm。
【文档编号】G01N21/25GK103926203SQ201410178040
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】张立福, 张艮中, 吴太夏, 张霞, 杨杭, 岑奕 申请人:中国科学院遥感与数字地球研究所