高光谱遥感时期在高植被隐蔽区域地质拜访中的应用
遥感时期具有高效果、低资本、大面积、多时相获取地表信息等优点,跟着高光谱成像时期的发展和闇练,其愈加广阔的光谱鸿沟和愈加精确的光谱区分智商为遥感数据在高植被隐蔽区域地质拜访中的应用带来了新的标的。
一、引 言
遥感时期具有高效果、低资本、大面积、多时相获取地表信息等优点,是区域地质拜访尤其是在低植被隐蔽的基岩败露区地质拜访中的主要时期妙技。然而,在南边高植被隐蔽区域,纷乱粘稠的植被遮盖了大部分地质信息,遥感地质责任主说念主员只可依靠曲折解译瑰丽来稚子辩认地质体。跟着高光谱成像时期的发展和闇练,其愈加广阔的光谱鸿沟和愈加精确的光谱区分智商为遥感数据在高植被隐蔽区域地质拜访中的应用带来了新的标的。
二、商榷区大约实时期道路
2.1 商榷区大约
雷州市西部的唐家镇一带,此区域的地貌以冲洪积台地、熔岩台地及低丘陵为主,地势相对平坦。受植被隐蔽影响,大部分商榷区无法成功通过形貌、影纹、形态等成功解译瑰丽来进行地层解译。
另外,在上述地层中,曲界组、桂洲组可由高程及地势等曲折解译瑰丽来进行辩认;而湛江组与石茆岭组地层地表出露的多为其风化残积土,受形貌邻近、土体性质雷同等身分的影响,这两类地层在被植被隐蔽后无法通过多光谱影像来进行有用区分。基于此,本商榷尝试引入高光谱遥感时期来精确识别和辩认湛江组与石茆岭组两套地层。
2.2 时期道路
本商榷选择卫星数据与地物光谱数据相聚会的时势,开拓了寰球一体化关系:领先通过分析地物光谱仪测得的大地表不雅反射率数据,录取可区分上述两套地层的特征谱段;其次对卫星数据进行预措置和特征索求,并开拓其与大地表不雅反射率弧线之间的关系;终末基于特征谱段的互异来辩认经营地物。总体时期道路如图1所示。
图1 时期道路图
(1)地物光谱数据蚁合。在多个所在使用地物光谱仪蚁合了败露的石茆岭组风化土及湛江组风化土的大地表不雅反射率数据,以便分析其特征谱段。
(2)高光谱数据的获取及预措置。在录取稳健的高光谱数据后,通过发射定标、大气纠正、噪声分离等时势归附了地物真正的表不雅反射率。
(3)高光谱遥感特征索求。在完成高光谱数据的预措置后,次第选择光谱一阶导数、包络线去除、端元光谱录取等时势索求了地物的特征谱段,并将其与地物光谱仪蚁合数据进行对比,旨在精确区分经营地物。
三、地物光谱仪蚁合与分析
使用地物光谱仪分别对不同地区的湛江组及石茆岭组地层进行屡次采样,采样时候为10时至15时。该时候段阳光饱和,当然光峰值能量高,波形圆善。通过对比分析发现,这两类地层在红外波段(波长761nm隔邻)处有显明区别(见图2)。另外,石茆岭组玄武岩红色风化土的光谱弧线在波长761nm处存在一个反射峰,而湛江组风化土在波长757~767nm处可见一个给与峰。
图2 湛江组及石茆岭组地层风化土的地物光谱图
四、高光谱影像措置及特征索求
本商榷选择的践诺数据来骄横光谱成像仪。
(一)预措置
高光谱由于波段通说念较窄,获取的光能量较低。在这种情况下,图谱较易受到噪声的影响,特征索求、光谱解混、经营探伤以及精熟分类等也将受到较大影响。因此,协调对高光谱数据进行噪声分离措置。举例,对高光谱成像仪部分波段图像中显明的周期性条带噪声,有针对性地进行了去除。措置后,图谱中的周期性条带噪声显明减少。
(二)特征索求
1.光谱一阶导数
通过臆想光谱微分值得到了地物光谱的局部极大值、极小值以及拐点的具体位置,有用去除了传感器和大气的影响。对措置后的影像数据进行一阶导数措置,并卓绝光谱弧线在761nm隔邻的给与峰(一阶导数由负至正的0值隔邻)和反射峰(一阶导数由正至负的0值隔邻),信托如图3所示。
图3给与峰和反射峰光谱一阶导数弧线图
2.包络线去除
对地物光谱进行归一化措置的办法是,卓绝地物光谱的给与和反射特征。该特征在包络线去除后更为权贵,可用于光谱特征谱段选拔和参量分析。
3.端元光谱录取
高光谱影像中每一个像元的光谱弧线王人不错看作是该像元所对应的地表物资的光谱信号。在本商榷中,笔者选择像元纯度指数算法录取了端元光谱,旨在寻找由单一地物构成的像元。
四、舍弃对比
基于以上责任,对高光谱数据进行区分,得到了光谱弧线761nm隔邻有峰值发扬的像元,同期说明该像元为石茆岭组玄武岩风化土。在圈定由高光谱反演确定的石茆岭组玄武岩红色风化土后,将拜访舍弃在地质图中进行标注(见图4)。
图4 已标注拜访舍弃的地质图
另外,与内容情况比较,高光谱数据反演舍弃的溜达鸿沟更为无为,经营地物识别准确率约为64%。
五、论断
本商榷欺诈高光谱遥感数据与地物光谱仪测得表不雅反射率数据,通过对比分析真正表不雅反射率数据,进一步明确了经营地物的特征频谱,以及经营地物在特定光谱区间的区别。开拓了卫星数据与大地真正表不雅反射率数据之间的关系,并欺诈卫星数据进行反演,对商榷区内两组无法从多光谱数据层面进行区分的地层进行了准确识别和辩认。
本商榷舍弃标明,反演舍弃与区域地质拜访舍弃基本一致,但辩认鸿沟略大于内容溜达鸿沟。本商榷考据了高光谱数据应用于区域地质拜访责任的可行性——其丰富的光谱维度信息为有用识别高植被隐蔽区地物提供了可能性。然而,反演的多解性导致其辩认准确度低于传统遥感解译法式。因此忽视,商榷东说念主员在使用多光谱数据对特征和曲折瑰丽显明的地层进行一次辩认后,再通过高光谱数据进行不同地层的二次辩认。
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