Accuracy analysis of lunar mineral endmembers extraction using simulated Chang＇ E-1 IIM data

干涉型成像光谱仪(IIM)作为中国首颗探月卫星嫦娥一号上的重要载荷之一,已经获取了大量的月球高光谱数据。然而由于IIM数据的光谱范围被限定在480—960nm波谱范围内,很少覆盖月表矿物的波谱吸收特征,利用IIM数据反演月表矿物信息面临巨大挑战。当前月表地面调查数据或精细矿物分布制图还很缺乏,难以对反演或提取结果进行有效验证。本文利用月表4种主要矿物(斜长石、单斜辉石、橄榄石和钛铁矿)进行线性混合构建IIM模拟数据,分析月表矿物端元提取的精度,并对真实IIM数据进行了初步应用。根据斜长石和钛铁矿的不同组合比例分别模拟了月表的月海和高地,模拟数据还加入了与IIM真实数据分布趋势一致的随机噪声。基于4种端元提取算法(VCA、ICA、MVSA、SISAL)对模拟数据进行端元提取,并以光谱角距离(SAD)作为端元提取的精度评价准则。结果显示,MVSA和SISAL算法提取的所有矿物端元的光谱角距离都小于0.1,一般意味着矿物提取精度可以被接受。斜长石在各种算法下提取端元的光谱角距离都小于0.015;单斜辉石和钛铁矿提取端元的光谱角距离都小于0.1;橄榄石提取精度最差,在ICA算法下其光谱角距离高达0.34。