鑒于傳統(tǒng)的光譜特征參數(shù)方法存在不能綜合考慮光譜在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的譜形、對(duì)于單一吸收帶相似的不同礦物難以區(qū)分等問題,研究采用深度置信網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)火星專用小型偵察影像頻譜儀（CRISM）高光譜影像中的火星表面礦物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,該算法具體包括:①預(yù)訓(xùn)練階段。利用非監(jiān)督算法逐層訓(xùn)練受限玻爾茲曼機(jī),自動(dòng)學(xué)習(xí)模型參數(shù),提取光譜特征。②調(diào)優(yōu)階段。將自動(dòng)學(xué)習(xí)的光譜特征輸入分類器,采用反向傳播算法對(duì)模型進(jìn)行監(jiān)督微調(diào),識(shí)別礦物在CRISM影像中的分布。在算法的研究中,采用光譜比值方法降低火星表面灰塵等噪聲對(duì)礦物光譜的影響,并探討樣本數(shù)量、隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)、網(wǎng)絡(luò)深度等對(duì)算法識(shí)別精度的影響,試圖構(gòu)建適宜于CRISM影像火星表面礦物識(shí)別的深度置信網(wǎng)絡(luò)模型。以火星表面鎂鐵蒙脫石和氯鹽為例進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該方法能夠?qū)鹦潜砻娴V物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,準(zhǔn)確率達(dá)到85%以上,與光譜參數(shù)法的識(shí)別結(jié)果基本疊合,并能夠探測(cè)光譜參數(shù)法未能識(shí)別的部分礦物分布。 

【文章來源】：地質(zhì)科技通報(bào). 2020,39(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

RBM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

實(shí)驗(yàn)以鎂鐵蒙脫石和氯鹽為例,基于CRISM影像進(jìn)行識(shí)別,采用的分類識(shí)別模型由多層RBM堆疊組成DBN,并在頂層增加Softmax分類器構(gòu)成。首先,利用表1的光譜特征參數(shù)方法檢測(cè)鎂鐵蒙脫石和氯鹽在兩幅影像中的大致分布,并從中隨機(jī)抽取一定數(shù)量的像元作為光譜候選樣本,然后基于人工判讀,將候選樣本的光譜與CRISM標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)中的鎂鐵蒙脫石和氯鹽的光譜進(jìn)行比對(duì)識(shí)別,篩選出正確的鎂鐵蒙脫石以及氯鹽光譜的像元作為訓(xùn)練樣本。訓(xùn)練樣本選取完成后,將CRISM像元光譜輸入DBN模型,自動(dòng)提取鎂鐵蒙脫石和氯鹽的光譜特征,結(jié)合Softmatx分類器,進(jìn)行分類識(shí)別網(wǎng)絡(luò)模型監(jiān)督訓(xùn)練;然后采用訓(xùn)練好的DBN網(wǎng)絡(luò)模型與分類器自動(dòng)識(shí)別鎂鐵蒙脫石與氯鹽在上述影像中的空間分布。具體過程如圖2所示。圖3 CRISM影像鎂鐵蒙脫石與氯鹽光譜曲線示例

CRISM影像鎂鐵蒙脫石與氯鹽光譜曲線示例

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“好奇”號(hào)火星探測(cè)器火星表面取樣鉆探近況[J]. 趙斌魁,孫平賀,張紹和,曹函.  地質(zhì)科技情報(bào). 2018(06)
[2]基于支持向量機(jī)回歸的巖體變形模量預(yù)測(cè)[J]. 劉超,唐錫彬,鄧冬梅,孫自豪,姜耀飛,鄧姍.  地質(zhì)科技情報(bào). 2018(05)
[3]基于遙感分類的深度信念網(wǎng)絡(luò)模型研究[J]. 李瑋,吳亮,陳冠宇.  地質(zhì)科技情報(bào). 2018(02)
[4]基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的遙感影像識(shí)別與分類[J]. 徐麗坤,劉曉東,向小翠.  地質(zhì)科技情報(bào). 2017(04)
[5]利用CRISM數(shù)據(jù)探測(cè)火星表面含水礦物及其演化[J]. 楊懿,金雙根,薛巖松.  深空探測(cè)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]探索火星環(huán)境和生命[J]. 林楊挺.  自然雜志. 2016(01)
[7]面向高光譜礦物填圖的多特征結(jié)合降維方法研究[J]. 蘇余斌,詹云軍,黃解軍,葉發(fā)旺,張川.  地質(zhì)科技情報(bào). 2015(05)
[8]火星快車OMEGA高光譜探測(cè)礦物組成的新進(jìn)展[J]. 祝民強(qiáng),周萬蓬,胡全一.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2010(07)



本文編號(hào)：3452955