一種用于石膏信息提取的高光譜影像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高光譜影像處理方法，特別是涉及一種用于石膏信息提取的高光譜影像處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的高光譜遙感影像的石膏信息提取方法主要是光譜全波段匹配或是部分連續(xù)波段的光譜匹配，具體算法有光譜角、混合解調(diào)濾波等，由于地表的物質(zhì)組成很少是由單一礦物組成的，這些方法在信息提取的過程易受其他地物波譜或噪聲的影響，提取信息精度相對較低。其次現(xiàn)有的光譜提取方法人工操作步驟多，增加了人為判斷誤差。第三是高光譜數(shù)據(jù)波段多，數(shù)據(jù)量大，現(xiàn)有的方法處理時間長，降低了數(shù)據(jù)處理的速度和應(yīng)用規(guī)模。因此，如何在石膏信息提取的過程中減少其他地物或噪聲的影響、人工操作步驟和處理數(shù)據(jù)量，成為當(dāng)前高光譜遙感影像處理的前沿之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種降低其他地物或噪聲的影響，減少了處理的數(shù)據(jù)量的用于石膏信息提取的高光譜影像處理方法。通過對高光譜影像重采樣，提取特定波段，進(jìn)行一系列判斷和計算，計算出影像范圍內(nèi)的不同區(qū)域石膏的豐度值。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于石膏信息提取的高光譜影像處理方法，依次包括:
[0005]步驟一，預(yù)處理
[0006]獲取高光譜影像；對高光譜影像的進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行大氣校正，獲取地面反射率的影像數(shù)據(jù)；
[0007]步驟二:采樣
[0008]對步驟一得到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，對波段在1145nm，1175nm, 1325nm, 1445nm，1460nm, 1700nm, 1745nm, 1820nm, 1940nm, 2060nm, 2210nm, 2330nm, 2405nm 的圖像采樣，并依次記錄為bl?bl3，即bl為波段1145nm的采樣數(shù)據(jù)，b2為波段1175nm的采樣數(shù)據(jù)，以此類推；
[0009]步驟三:判斷
[0010]按進(jìn)行下面一系列判斷，并記錄結(jié)果
[0011]al=(bl 大于 b2);
[0012]a2=(b3 大于 b4);
[0013]a3= (b4 小于 b5);
[0014]a4= (b6 大于 b7);
[0015]a5= (b7 小于 b8);
[0016]a6= (b8 大于 b9);
[0017]a7= (b9 小于 blO);
[0018]a8= (blO 大于 bll);
[0019]a9= (bl2 大于 bl3);
[0020]上述判斷是針對每次判斷圖像的相應(yīng)像元進(jìn)行判斷的；
[0021]本步驟結(jié)束后得到al?a9，共9個矩陣；
[0022]步驟四:計算
[0023]用下述公式進(jìn)行計算bl4
[0024]bl4=bl+b3+b5+b6+2*b8+2*bl0+bl2 - b2-2*b4-2*b7-2*b9-bll_bl3
[0025]所述的*表示相乘；
[0026]用下面公式計算a0
[0027]a0=al*a2*a3*a4*a5*a6*a7*a8*a9*bll
[0028]上述所有計算均為相應(yīng)像元計算。
[0029]本發(fā)明本方法的效果在于:只用了 13個波段，相對于高光譜影像SASI全波段101個波段，需要處理的數(shù)據(jù)量減少了 87%，并且由于是計算機(jī)自動一步提取，減少了主成分變換、端元波譜的選擇等操作步驟，運(yùn)算速度可以提高了 7倍以上。由于去除了大部分對信息提取關(guān)系不大的波段，減少其他物質(zhì)或噪聲對其光譜的干擾，提高了信息提取的精度。對高光譜影像數(shù)據(jù)中石膏信息的快速提取具有較好的作用和意義。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明依次包括下述步驟:
[0031]步驟一，預(yù)處理
[0032]獲取高光譜影像；對高光譜影像的進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行大氣校正，獲取地面反射率的影像數(shù)據(jù)；
[0033]本步驟所述的進(jìn)行大氣校正是本領(lǐng)域公知的處理方法。
[0034]步驟二:采樣
[0035]對步驟一得到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，對波段在1145nm，1175nm, 1325nm, 1445nm，1460nm, 1700nm, 1745nm, 1820nm, 1940nm, 2060nm, 2210nm, 2330nm, 2405nm 的圖像采樣，并依次記錄為bl?blO，即即bl為波段1145nm的采樣數(shù)據(jù)，b2為波段1175nm的采樣數(shù)據(jù)，以此類推。每次采樣得到的都是一幅灰度圖，圖中每一個像元的值都是其灰度值，即bl為一幅灰度圖，bl圖像的(1，I)點的值為灰度值，其余點依此類推，其余采樣圖也依次類推。
[0036]步驟三:判斷
[0037]按進(jìn)行下面一系列判斷，并記錄結(jié)果
[0038]al=(bl 大于 b2);
[0039]a2=(b3大于b4);
[0040]a3= (b4 小于 b5)；
[0041]a4= (b6 大于 b7);
[0042]a5= (b7 小于 b8);
[0043]a6=(b8大于b9);
[0044]a7= (b9 小于 blO);
[0045]a8= (blO 大于 bll);
[0046]a9= (bl2 大于 bl3);
[0047]上述判斷是針對每次判斷圖像的相應(yīng)像元進(jìn)行判斷的，以al= (bl大于b2)為例，取bl圖像的某像元(例如(1，I)點)的灰度值，與b2圖像的相應(yīng)像元(當(dāng)bl圖像取(1，I)點，則b2圖像也必須取(1，I)點)的灰度值，然后根據(jù)判斷規(guī)則“bl大于b2”判斷，當(dāng)判斷結(jié)果為“是”時，記錄判斷結(jié)果為1，否則記錄結(jié)果為O。因此當(dāng)al= (bl大于b2)判斷完畢時，得到的al是與bl矩陣相同大小的矩陣，其中每個點的值是根據(jù)判斷規(guī)則得到的判斷結(jié)果(即每個點的值是O或I)。
[0048]其它判斷也按照類似的規(guī)則進(jìn)行。本步驟結(jié)束后得到al?a9，共9個矩陣。
[0049]步驟四:計算
[0050]用下述公式進(jìn)行計算bl4
[0051]bl4=bl+b3+b5+b6+2*b8+2*bl0+bl2 - b2-2*b4-2*b7-2*b9-bll_bl3
[0052]所述的*表示相乘；
[0053]用下面公式計算a0
[0054]a0=al*a2*a3*a4*a5*a6*a7*a8*a9*bll
[0055]上述所有計算均為相應(yīng)像元計算，即使用不同圖像的相應(yīng)像元計算。以bl4=bl+b3+b5+b6+2*b8+2*bl0+bl2 - b2-2*b4-2*b7-2*b9-bll_bl3 公式為例，當(dāng)計算點(X，y)時，取15133訕536幾8、1310、131232訕437訕9、1311、1313 的點(x，y)的灰度值參與計算，得到的結(jié)果是bl4的點(X, y)的值。又例如a0=al*a2*a3*a4*a5*a6*a7*a8*a9*blI，當(dāng)計算點(X，y)時,取 al、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、bll 的點(x, y)的值參與計算，得到的結(jié)果是aO的點(X，y)的值。
[0056]計算得到的aO就是石膏信息的豐度圖，即圖像中某區(qū)域的數(shù)值越大表示該區(qū)域石骨的豐度越聞。
【主權(quán)項】
1.一種用于石膏信息提取的高光譜影像處理方法，其特征在于:包括下述步驟 步驟一，預(yù)處理 獲取高光譜影像；對高光譜影像的進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行大氣校正，獲取地面反射率的影像數(shù)據(jù)； 步驟二:采樣 對步驟一得到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，對波段在1145nm，1175nm，1325nm, 1445nm，1460nm, 1700nm, 1745nm, 1820nm, 1940nm, 2060nm, 2210nm, 2330nm, 2405nm 的圖像采樣，并依次記錄為bl?bl3，即bl為波段1145nm的采樣數(shù)據(jù)，b2為波段1175nm的采樣數(shù)據(jù)，以此類推； 步驟三:判斷 按進(jìn)行下面一系列判斷，并記錄結(jié)果 al= (bl 大于 b2)； a2= (b3 大于 b4)； a3= (b4 小于 b5)； a4= (b6 大于 b7)； a5= (b7 小于 b8)； a6= (b8 大于 b9)； a7= (b9 小于 blO)； a8= (blO 大于 bll)； a9= (bl2 大于 bl3)； 上述判斷是針對每次判斷圖像的相應(yīng)像元進(jìn)行判斷的； 本步驟結(jié)束后得到al?a9，共9個矩陣； 步驟四:計算 用下述公式進(jìn)行計算bl4bl4=bl+b3+b5+b6+2*b8+2*bl0+bl2 - b2-2*b4-2*b7-2*b9-bll_bl3所述的*表示相乘； 用下面公式計算aOa0=al*a2*a3*a4*a5*a6*a7*a8*a9*bll上述所有計算均為相應(yīng)像元計算。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高光譜影像處理方法，特別是涉及一種用于石膏信息提取的高光譜影像處理方法。它包括：步驟一：預(yù)處理；步驟二：采樣，對波段在1145nm，1175nm，1325nm，1445nm，1460nm，1700nm，1745nm，1820nm，1940nm，2060nm，2210nm，2330nm，2405nm的圖像采樣；步驟三：判斷；和步驟四：計算。本發(fā)明方法的效果在于：只用了13個波段，相對于高光譜影像SASI全波段101個波段，需要處理的數(shù)據(jù)量減少了87%，并且由于是計算機(jī)自動一步提取，減少了主成分變換、端元波譜的選擇等操作步驟，運(yùn)算速度可以提高了7倍以上。由于去除了大部分對信息提取關(guān)系不大的波段，減少其他物質(zhì)或噪聲對其光譜的干擾，提高了信息提取的精度。對高光譜影像數(shù)據(jù)中石膏信息的快速提取具有較好的作用和意義。
【IPC分類】G06K9-46
【公開號】CN104573690
【申請?zhí)枴緾N201310502783
【發(fā)明人】楊燕杰, 趙英俊, 張宏光, 陸冬華, 馮平, 王奉寶, 田豐, 伊丕源, 張東輝, 周家晶, 張鐵嶺, 范光
【申請人】核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月23日