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高光谱数据库的地物特征反演研究

李薇薇  
【摘要】:高光谱遥感技术是20世纪发展起来的一门新的学科,它在定量遥感反演、农业精准、生态建设、地物识别分析等领域发挥了重要的作用。由于不同的地物对象具有不同的光谱特征,而且这些特征受地物的组成、环境等多种因素的影响,因此,从地物光谱特征数据出发,研究并识别不同的地物对象对遥感应用具有重大作用。论文在建立地物光谱数据库的基础上,进行数据特征进行分析,探究地物光谱与其生化组分之间的关系,建立相关模型,实现岩矿组分含量和植被生化组分含量的反演。 通过对光谱数据进行分析处理,研究高光谱数据的应用,主要工作包括: 首先,在光谱特征和数据预处理方面,根据高光谱成像机理,对岩矿和植被的光谱特性进行了分析;然后针对高光谱数据波段多、数据冗余、波段间相关性高以及存在噪声等问题,提出了数据预处理技术,并采用预处理方法对光谱数据进行了预处理,消除噪声、平滑数据。 其次,从地物组分反演的角度出发,对地物光谱数据进行数据挖掘,探究岩矿组分与其光谱之间的关系,分析了植被叶片的生化特性以及植被生化组分含量对植被光谱特征的影响。 再次,在地物反演方面,针对岩矿化学成分含量和植被叶片生化组分含量的反演问题,分别研究了经验和半经验模型以及物理模型,尤其是多元线性回归模型和PROSPECT模型。最后,利用上述方法建立了相关的反演模型。利用多元线性回归模型研究了岩矿组分与其光谱数据之间的线性关系;对PROSPECT模型的应用及输入参数进行了分析。并将模型应用于光谱数据分析的原型系统之中,利用这些模型实现了岩矿化学成分的反演以及植被叶片生化组分含量的反演,为高光谱遥感在地质和生态中的应用提供了支持。


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