基于光谱分类和局部DPCM的干涉超光谱数据压缩

为了获得较高的压缩比,针对干涉超光谱图像数据的空间维相关性和干涉光谱维相关性,提出了一种将光谱分类与局部DPCM相结合的联合压缩算法。先对整个光谱数据进行光谱分类,得到一个与二维空间对应的分类号矩阵和一个与干涉光谱对应的光谱类别库,然后利用局部DPCM对光谱类别库进行进一步压缩。分类作为第一步压缩对整个压缩算法的压缩效果至关重要,本文分析了不同分类标准和分类精度下的压缩效果,相对欧氏距离标准优于夹角标准和干涉RQE标准。文中最后选取了合适的分类标准编程实现联合压缩算法并与JPEG2000进行比较,联合压缩算法的压缩效果优于JPEG2000。

基于HJ-1A卫星超光谱数据的太湖叶绿素a浓度及悬浮物浓度反演

通过对2010年5月2日太湖HJ-1A卫星超光谱影像的几何纠正和6S模型辐射校正,以及水体实测光谱数据和影像光谱数据分析,将太湖28个水体采样点光谱数据分别进行归一化处理和一阶微分处理后,选取和水质参数相关系数最大的波段或波段组合建立反演模型,获得太湖叶绿素a浓度以及悬浮物浓度的空间分布图.研究表明,超光谱影像B73波段(682.785nm)处的归一化光谱数据和叶绿素a浓度相关性最高,泥沙遥感参数(Sr)和悬浮物浓度相关性最高,与水体实测光谱数据的相关性分析结果相同,模型预测值和实测值的平均相对误差均在30%之内,水质空间分布图与实地调查结果一致,因此,HJ-1A卫星超光谱数据可以借鉴水体实测光谱数据不同水质参数敏感波段的分析结果,很好地应用于水质定量遥感.

改进的对块零树编码压缩方法对超光谱数据压缩

提出了对块零树的预测二值标量量化压缩编码方法 ,给出了压缩比公式 ,并应用此压缩编码实现了对超细光谱数据的压缩。该压缩编码方法既具有小波零树压缩编码高压缩比和宜于实时实现的特点 ,同时具有编码、解码速度快和易于实时传输等优点。实验结果表明 :改进的对块零树编码压缩 (IBBZTC)方法在不传输剩余误差的情况下 ,达到 190倍的压缩比时 ,峰值信噪比仍然在 30dB以上 ,压缩性能优于KL变换静止图像压缩 (KLT JPEG)、小波变换矢量量化 (WT VQ)、小波变换零树矢量量化 (WT ZTVQ)

基于超光谱热红外数据的一氧化碳反演通道选择

一氧化碳(CO)在热红外波段吸收强度弱且吸收区内具有较多的干扰信号,利用热红外数据反演高精度CO廓线的难度大。超光谱红外探测仪的开发和应用,为提升CO廓线的反演精度提供了可能。然而,随着超光谱热红外数据分辨率的上升、通道之间的间隔变窄,这在给数据引入特有可反演信息的同时产生大量冗余信息。为了保证反演精度和效率,有必要对通道进行选择来获取包含最大可反演信息的通道同时剔除冗余信息。提出了一种同时考虑通道灵敏度和权函数特性的峰采样通道选择方法,用于从超光谱红外数据中反演CO廓线。该方法首先通过分析通道对不同气体的灵敏度情况,去除受其他气体干扰较大的通道获得初选通道。然后,分析初选通道的权函数特性后发现,位于CO亮温变化谱线中峰顶和峰底的通道分别包含了不同大气层的CO反演信息,将这些通道选取为最终通道选择结果。以阿拉善沙漠地区、京津地区、长江三角洲及珠江三角洲的冬夏晴空大气为主要研究对象,比较峰采样法与最优灵敏度剖面法(OSP)所得的通道选择结果及相应的CO廓线反演精度。结果表明,该方法选择的通道比OSP方法选择的通道能覆盖更宽的光谱范围且包含更多的CO反演信息。而且,峰采样通道选择方法的应用可以有效提高本文所研究区域和季节的CO廓线反演精度,其中在阿拉善地区冬季大气条件下改善效果最为明显,反演结果的均方根误差(RMSE)由3.23×10^(-8)g/g降至3.07×10^(-8)g/g,平均反演精度提高了10.56%。

Least Squares Spectral Analysis and Its Application to Superconducting Gravimeter Data Analysis

Detection of a periodic signal hidden in noise is the goal of Superconducting Gravimeter (SG) data analysis. Due to spikes, gaps, datum shrifts (offsets) and other disturbances, the traditional FFT method shows inherent limitations. Instead, the least squares spectral analysis (LSSA) has showed itself more suitable than Fourier analysis of gappy, unequally spaced and unequally weighted data series in a variety of applications in geodesy and geophysics. This paper reviews the principle of LSSA and gives a possible strategy for the analysis of time series obtained from the Canadian Superconducting Gravimeter Installation (CGSI), with gaps, offsets, unequal sampling decimation of the data and unequally weighted data points.