本发明属于高光谱遥感数字填图技术领域，具体涉及一种光谱角匹配中阈值选取的方法。
背景技术：
遥感数字填图是当前地质填图中重要的技术手段，具有价格低廉，工作效率高等特点。作为一种常用的填图方法，光谱角匹配填图由于简单实用、填图速度快，受到众多使用者的青睐。运用光谱角匹配所获得的结果在很大程度上受阈值选取的影响，而该阈值的选取目前主要是在专家监督的情况下，通过不断修改其数值以达到最好的匹配效果。这种方法有两个明显的缺点：首先，专家的主观因素会对填图结果产生很大的影响；其次，每改动一次阈值，就需要重新计算结果，因此填图效率十分低下。多重分形模型利用物质的自相似性，通过统计方法对背景和异常加以区分，已在地球物理、地球化学等多个领域被用来确定异常下限。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种选取光谱角匹配中阈值的方法，该方法能够增加填图结果的客观性和提高填图效率。
实现本发明目的的技术方案：一种光谱角匹配中阈值选取的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，对高光谱遥感数据的预处理，获得目标地物的反射率光谱数据；
步骤2，获取目标地物的参考光谱；
步骤3，获得遥感图像中的像元光谱与上述步骤2中的参考光谱之间的广义 光谱角；
步骤4，对上述步骤3中的广义光谱角求取余弦值,进而获得余弦值图像；
步骤5，统计上述步骤4中光谱角余弦值图像的灰度；
步骤6，确定上述步骤5中统计灰度后的光谱角余弦值图像的异常下限和最大光谱角；
步骤7，对上述步骤6中获得的最大光谱角进行填图。
所述的步骤1中对目标地物的高光谱遥感影像数据进行预处理，预处理包括辐射校正、几何校正、影像裁剪、图像掩膜，并对遥感数据进行大气校正和光谱重建，得到目标地物的反射率光谱数据。
所述的步骤2中获取目标地物参考光谱采用光谱仪、光谱库、遥感图像三种方法中的一种。
所述的步骤2中通过采用光谱仪、光谱库获取的光谱利用ENVI提供的光谱重采样工具进行重采样操作，获得与遥感图像波段相匹配的光谱曲线。
所述的步骤3中运用ENVI软件的光谱角匹配工具，获取每一个像元光谱与参考光谱之间的广义光谱角，并将广义光谱角保存在Rule Images文件中。
所述的步骤4中用ENVI软件的波段运算功能对步骤3中生成的Rule Images文件求余弦，进而获得余弦值图像。
所述的步骤5中用ENVI软件的密度分割工具对步骤4中生成的余弦值图像进行密度分割操作，将余弦值图像的灰度分割不同级别，之后将分割结果保存为EVNI类图像，最后用ENVI软件的类统计工具对不同灰度级别的像元数量进行统计，将统计结果保存为文本文件。
所述的步骤6中确定光谱角余弦值灰度图像的异常下限和最大光谱角的具体方法如下：
将步骤5中获得的文本文件导入到Excel软件中，以i代表第i个灰度级别，xi代表该灰度级别的上限灰度值，假定N为余弦值图像的总像元数，nd为第d个灰度级别包含的像元数量，则有：
对xi和yi分别取以10为底的对数，然后在Excel中绘制lg(xi)-lg(yi)图解，运用最小二乘法将图解中的曲线做分段拟合，选择第一段和第二段拟合的直线方程求解，获得灰度值的异常下限，将异常下限对应的xi求反余弦获得最大光谱角。
所述的步骤7中用EVNI软件提供的光谱角填图工具将上述步骤6中获得的最大光谱角作为参数进行填图。
本发明的有益技术效果在于：(1)本发明的方法通过计算像元光谱与参考光谱之间光谱角的余弦值获得光谱角余弦值灰度图，并对图像进行分形统计，确定灰度值的异常下限，并计算获得最大光谱角，提高了填图效率，增加了结果的客观性。(2)由于光谱角填图所使用的参考光谱非常容易获取，可以通过更换参考光谱达到提取不同地物的目的，因而该方法具有很强的通用性。
附图说明
图1为本发明所提供的一种光谱角匹配中阈值选取的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所提供的一种光谱角匹配中阈值选取的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，对遥感数据的预处理，获得目标地物的反射率光谱数据
上述目标地物为相山铀矿中zk1-286-287段岩芯。
利用ENVI软件平台对相山铀矿中zk1-286-287段岩芯的Hyspex高光谱遥感影像数据进行预处理，预处理包括辐射校正、几何校正、影像裁剪、图像掩膜，并对遥感数据进行大气校正和光谱重建，得到该岩芯的反射率光谱数据。
步骤2，获取目标地物的参考光谱
获取目标地物参考光谱可以通过三种方式获取：1)运用光谱仪测量获取目标地物的光谱；2)从光谱库中获取目标地物的光谱；3)从遥感图像中获取目标地物的光谱。通过1)和2)获取的光谱如有需要可利用ENVI提供的光谱重采样工具进行重采样操作以获得与遥感图像波段相匹配的光谱曲线。
运用ASD地面光谱仪对岩芯中高岭土化的光谱进行获取，并利用ENVI软件的重采样工具，将获取的该岩芯的光谱重采样至与Hyspex具有相同波段数的光谱数据。
步骤3，获得遥感图像中的像元光谱与上述步骤2中的参考光谱之间的广义光谱角
运用ENVI软件的光谱角匹配工具，计算获得遥感图像中每一个像元光谱与参考光谱之间光谱角的广义光谱角，并将广义光谱角保存在Rule Images文件中。
步骤4，运用ENVI软件的波段运算工具，对上述步骤3获得的Rule Images文件求余弦，进而获得余弦值图像。
步骤5，统计上述步骤4中光谱角余弦值图像的灰度
运用ENVI软件的密度分割工具对步骤4中生成的余弦值图像进行密度分割操作。依据余弦值图像的灰度范围设置合适的范围数量，将余弦值图像的灰度分割不同级别，之后将分割结果保存为EVNI类图像，最后运用ENVI软件的类统计工具对不同灰度级别的像元数量进行统计，将统计结果保存为文本文件。
例如，光谱角余弦值灰度图的灰度范围介于0.9444至0.9999之间，设置密 度分割的范围数量为560，保证每一个灰度级别的变化范围在0.0001，完成密度分割。将分割图像保存为EVNI类图像，并运用ENVI软件的类统计工具对不同灰度级别的像元数量进行统计，将统计结果保存为文本文件。
步骤6，确定上述步骤5中统计灰度后的光谱角余弦值灰度图像的异常下限和最大光谱角。
将步骤5中获得的文本文件导入到Excel软件中。以i代表第i个灰度级别，xi代表该灰度级别的上限灰度值。假定N为余弦值图像的总像元数，nd为第d个灰度级别包含的像元数量，则有：
对xi和yi分别取以10为底的对数，然后在Excel中绘制lg(xi)-lg(yi)图解。运用最小二乘法将图解中的曲线做分段拟合，选择第一段和第二段拟合的直线方程求解，获得灰度值的异常下限为0.9995，将异常下限对应的xi求反余弦获得最大光谱角为0.031624。
步骤7，对上述步骤6中获得的最大光谱角进行填图
利用EVNI软件提供的光谱角填图工具(Spectral Angle Mapper)将上述步骤6中获得的最大光谱角0.031624作为参数进行填图。
经验证，利用本发明的方法进行的高岭土化填图结果与实际结果一致，说明该方法具有很好的运用效果。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。