陆基高光谱成像用于核驱动模型测量与地物分类

高光谱成像是一种先进的图像获取技术,其在获得地物空间信息的同时还可以获得地物的光谱信息,得到“图谱合一”的三维图像数据。其光谱分辨率高,光谱曲线近似连续,可以有效探测用多光谱成像技术中无法探测的地物,在目标检测、地物分类与图像压缩等领域取得了广泛的应用。地物分类的分类结果是专题制图的基础数据,在军事、农业、地质等领域有重要地位了良好的效果。地物分类是指将图像中的像元赋予类别标签,即将同类地物赋予相同标签,不同类地物赋予不同标签。根据分类前是否已经获取目标的光谱信息,地物分类分为监督分类、半监督分类和无监督分类。然而,地物光谱受成像条件的影响较大,特别是陆基成像,不同成像条件的地物光谱会发生一定的改变,不再具有严格的唯一性,因此无法根据未知成像条件下的地物光谱数据进行准确分类。但是同种地物的散射系数(由特定算法获得的散射占比)具有唯一性,与成像条件或探测方向无关,不受二向反射特性的影响,只与地物类型及波长有关,是一种反映地物本质属性的物理量,因此可以作为地物的分类依据。基于陆基成像条件下测量了多种地物的散射系数,详细描述了散射系数的测量过程并且验证了核驱动模型的拟合能力。通过对比发现不同地物的散射系数具有较大的差异,进而提出了利用散射系数进行地物分类的方法。采用两组数据对该分类方法进行验证,并分别用投影、距离、信息量三种相似性度量指标定量地衡量了分类结果。实验表明,同种地物的散射系数几乎一致,与成像条件无关,只与地物类型有关,不同种地物的散射系数各不相同,利用散射系数可以有效地实现地物分类,取得了良好的效果。