【摘要】：隨著遙感技術(shù)和高光譜成像技術(shù)的飛速發(fā)展,高光譜圖像的分辨率(空間)和可觀測(cè)的波段數(shù)量(譜間)都提高了很多。因此,高光譜圖像能夠反映地球表面物體精細(xì)的空間信息和豐富的譜間信息。由于這些詳盡的信息能夠真實(shí)反映地球表面物體的各類(lèi)物理、化學(xué)性質(zhì),使得原本在可見(jiàn)光譜內(nèi)不可分的地物,在高光譜遙感數(shù)據(jù)中能夠得以識(shí)別。同時(shí),也對(duì)高光譜數(shù)據(jù)的處理帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn),其中一項(xiàng)便是高光譜數(shù)據(jù)的較高維度對(duì)分類(lèi)精度的影響。高光譜圖像數(shù)據(jù)中,有冗余信息,噪聲干擾和維數(shù)災(zāi)難等問(wèn)題,而維數(shù)約減,即降維,是解決這一類(lèi)型問(wèn)題的有效方法。數(shù)據(jù)降維一方面可以發(fā)現(xiàn)隱匿在高維數(shù)據(jù)中的低維結(jié)構(gòu),另一方面可以縮減處理成本,為后續(xù)分類(lèi)等應(yīng)用減輕負(fù)擔(dān)。本課題研究基于圖嵌入降維框架,深入研究了圖的構(gòu)成及其在降維中應(yīng)用,然后利用降維后的數(shù)據(jù),輸入支持向量機(jī)(SVM)分類(lèi)器進(jìn)行分類(lèi)處理。論文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,針對(duì)高光譜數(shù)據(jù)中,同一地物存在相同光譜的假設(shè),利用光譜之間的相似性,設(shè)計(jì)相似性距離來(lái)構(gòu)圖,提出了一種基于譜間相似性的圖嵌入降維算法。該算法充分利用了高光譜數(shù)據(jù)的譜間信息,使原始數(shù)據(jù)得以充分應(yīng)用;第二,針對(duì)目前已經(jīng)存在的低秩圖嵌入降維算法,只利用了全局的信息而沒(méi)有考慮局部信息的情況,提出了一種局部保留低秩圖嵌入降維算法。該算法在低秩圖的基礎(chǔ)上,引入局部保留映射算法中保留局部信息的做法,使得改進(jìn)算法能夠充分結(jié)合數(shù)據(jù)的全局特性和局部特性。實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)的降維算法能夠較大提升分類(lèi)精度;第三,目前存在的頂尖圖嵌入降維算法包括稀疏圖嵌入,協(xié)同圖嵌入和低秩圖嵌入分別利用的是e1范數(shù),e2范數(shù)和核范數(shù)來(lái)構(gòu)造圖。但是單個(gè)圖不能同時(shí)獲取到數(shù)據(jù)的全局最優(yōu)和局部最優(yōu)信息�？紤]到同時(shí)利用三個(gè)圖嵌入算法優(yōu)勢(shì),提出了一種融合三種圖的多圖融合算法,并分別從特征融合和決策融合的角度,提升算法的分類(lèi)精度。
【圖文】：

存在異物同譜，否則無(wú)法進(jìn)行像素級(jí)別分類(lèi)。逡逑考慮到每個(gè)高光譜圖像像素是一系列反映光譜波段的數(shù)值，同類(lèi)像素具有基本相逡逑似的兩個(gè)光譜，如圖３－２。從圖中可以直觀地看出來(lái)，相同物體的高光譜是大致一樣逡逑的。逡逑０．２１邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐逡逑。Ａ邋Ｂ．逡逑１邋ｖ邐Ｊ逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邋１２０逡逑圖３－２兩個(gè)像素的光譜曲線逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｓｐｅｃｔｒａｌ邋ｃｕｒｖｅｓ邋ｏｆ邋ｔｗｏ邋ｐｉｘｅｌｓ逡逑為了更加突出兩個(gè)像素Ｘ，，＼光譜之間的差異，利用下面公式對(duì)兩個(gè)像素進(jìn)行處逡逑理逡逑＾邋＝卜，－＇Ｉ邐式（３－１）逡逑其中ｊｃｓｕＡ表示兩個(gè)像素對(duì)應(yīng)光譜波段數(shù)值相減之后的絕對(duì)值所組成的差值向量。假設(shè)逡逑同類(lèi)中兩個(gè)像素是完全一致的，從式（３－１）易知，ｊｃｓｕＡ中的元素將全部為０。而實(shí)際逡逑上，由于光譜是在自然條件下產(chǎn)生的，每個(gè)光譜波段一定會(huì)在不同程度上受到了自然逡逑環(huán)境的影響，這樣，中一定會(huì)存在一些波段上的差異是可以被誤差接受，而部分逡逑波段上的差異由于過(guò)大不能被接受。光譜相似性就能用可以被接受的部分占總波段數(shù)逡逑量的比例來(lái)代表，具體本征圖的構(gòu)造方式將在下一小節(jié)詳細(xì)說(shuō)明。逡逑２１逡逑

３．２．２基于譜間相似性圖嵌入判別分析逡逑上一小節(jié)說(shuō)明了光譜相似性可以進(jìn)行評(píng)估的物理和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。不妨取兩個(gè)像素?cái)?shù)逡逑據(jù)七，＋來(lái)考慮，將式（３－１）的結(jié)果用圖３－３表示出來(lái)，并設(shè)置一個(gè)可以被接受的閾逡逑值，用來(lái)把誤差可接受的部分和不可接受的部分區(qū)分開(kāi)來(lái)。逡逑Xu｜—ｄ逡逑ＨＨｌ—‘逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４Ｃ邐１６０邐１邋部邋２００逡逑圖３－３差值絕對(duì)值和閾值逡逑Ｆｉｇ．邋３－３邋Ａｂｓｏｌｕｔｅ邋ｖａｌｕｅ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ邋ａｎｄ邋ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ逡逑需要說(shuō)明的是，，圖中表現(xiàn)的誤差實(shí)際上相對(duì)于原始數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)是很小的，基本上會(huì)逡逑低于一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。閾值的選取可以通過(guò)以下式子實(shí)現(xiàn)逡逑Ｔｄ＝ａｖｇ（ｘｓｕｂ）ｘｊｊ邋邐式（３－２）逡逑其中ｍ客（？）表示差值向量的所有元素總和的平均值，是一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)。逡逑在取到合適的閾值后，很容易統(tǒng)計(jì)出可以被接受的波段數(shù)量，即統(tǒng)計(jì)差值向量中逡逑小于該閾值的元素個(gè)數(shù)，然后將此數(shù)量占總波段數(shù)量的比例計(jì)算出來(lái)，就能得到兩個(gè)逡逑像素之間的相似系數(shù)，具體可用公式來(lái)表達(dá)逡逑ｓｉｍ（ｘｉ，ｘ／）邋＝邋＾＾邐邐—邐…式（３－３）逡逑其中表示兩個(gè)像素的相似值。在構(gòu)造本征圖時(shí)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP751

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 宣濱;吳良才;;遙感技術(shù)在測(cè)繪科學(xué)中的應(yīng)用[J];科技風(fēng);2010年01期

2 陳述彭;;遙感信息的應(yīng)用前景和科學(xué)前沿[J];遙感信息;1988年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 薛朝輝;高光譜遙感影像稀疏圖嵌入分類(lèi)研究[D];南京大學(xué);2015年

2 陳江峰;線性圖嵌入算法及其應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2617076