典型伪装材料高光谱特征及识别方法研究

针对某些特定环境下,伪装目标和背景目标出现的“异物同谱”现象,传统的可见光及多光谱遥感伪装识别存在局限性,为此,将高光谱应用到典型伪装材料的特征分析与识别。以北方地区常用丛林迷彩伪装网为研究对象,利用SVC HR1024光谱仪获取其不同浸水时间的可见光-近红外光谱,通过光谱相似性度量和包络线去除处理,分析揭示不同浸水条件下伪装网和北方典型植被光谱特征和敏感波段,并基于近红外波段构建光谱比值指数RCI,用于识别绿色植被环境中的伪装目标,最后通过高光谱成像实验获取仿真伪装环境高光谱图像,并利用高光谱图像对识别效果进行验证。结果显示:(1)不同浸水时间的丛林迷彩伪装网的光谱曲线基本形态相似,且反射率随浸水时间的增加而整体呈下降趋势;1900 nm波段是伪装网反射光谱对含水量响应最为明显的波段,其光谱特征会因浸水处理而相似于植被,相似度从0.895提高到了0.939。(2)丛林迷彩伪装网和植被在可见光波段的相似度较高,光谱波动情况相似,但在近红外波段光谱特征差异明显。通过包络线统去除分析得出970,1190和1440 nm波段附近处是丛林迷彩伪装网识别的敏感波段,且基于迷彩伪装网和各植被在900~1900 nm波段范围内存在的2处明显反射率斜率的差异,构建了伪装网识别特征指数RCI_(1)(R_(1190)/R_(1270))和RCI_(2)(R_(1270)/R_(1440))。(3)基于RCI指数构建决策树分类模型,可以快速有效的将伪装目标从绿色植被背景中提取出来。实验结果表明,基于RCI指数对伪装目标区域进行识别提取,所得结果在形态和大小上与原影像具有较好地一致性,识别精度可达95%,表明该指数对于伪装目标具有较好的识别效果。