[發明專利]一種高光譜遙感礦物含量定量反演方法

無效

• 申請號: 200910143190.1
• 申請日: 2009-05-19
• 公開（公告）號: CN101551471A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 閆柏琨;王潤生;楊蘇明
• 申請（專利權）人: 中國國土資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01N21/31
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 王淑梅

1.一種高光譜遙感礦物含量定量反演方法，包括四個步驟：(1)光譜分解端元的選取，(2)光譜吸收特征連續統去除處理，(3)混合光譜線性分解，(4)光譜線性分解結果的修正，其特征是，四個步驟依次完成；

(1)光譜分解端元的選取：基于純像元指數提取光譜分解端元的基礎上，結合先驗知識確定最終的光譜分解端元；

(2)光譜吸收特征連續統去除處理：對高光譜遙感數據，進行連續統去除處理，消除地形、太陽照度對光譜的影響，突出光譜吸收特征譜形，在光譜分解中僅從光譜吸收特征譜形中挖掘礦物含量信息，反射光譜強度信息將不參與光譜分解；

應用高光譜遙感中去除背景影響并分離石英、長石、絹云母、高嶺石、綠泥石礦物光譜的吸收特征，連續統為反射光譜曲線中反射峰之間的線性連接部分，連續統是連接反射光譜峰值且折線在峰值處的外角大于180度，連續統去除即以反射光譜除以連續統光譜，以下公式為

經過連續統去除之后，端點處反射率為1，端點之間反射率均小于1；

(3)混合光譜線性分解：

礦物光譜線性混合是由各組成礦物端元光譜線性混合而成，各組成礦物光譜在混合光譜中的比例就是巖石表面該礦物面積占巖石面積的比例，光譜分解就是求取該面積比例，將其視為礦物在巖石中的體積百分含量，線性混合數學表達式為

其中w_mix為混合光譜，a_i為各個混合端元的含量，w_i為各端元的光譜，δ混合誤差，i為端元的編號，η為端元總數；?

光譜分解就是在已知w_mix、w_i的情況下求解a_i；求解礦物含量就是求解均方根最小值的過程，均方根表達式為

其中，λ為每個波段對應的波長，j為波段編號，m為波段總數

在光譜分解的過程中，加入兩個約束條件，分別為各端元含量總和為100％以及各端元含量為0～100％，端元光譜采用USGS光譜庫中的光譜，端元種類是綜合利用高光譜數據端元提取算法與一些先驗知識來確定；“無光譜吸收特征礦物”的光譜無論反射率大小，經過連續統去除之后反射率在所有波段均為1；光譜分解時，在端元光譜中加入一條各波段反射率均為1的人為光譜參加分解，這一端元代表“無光譜吸收特征礦物”的光譜；分解得到的就是礦物的含量；

(4)光譜線性分解結果的修正：

直接由線性分解算法反演的礦物含量與真實含量有一定差異，以下公式，用于修正反射率較高的端元礦物的含量

C_A為經過修正的礦物含量，C為利用線性分解計算的含量，RD為兩個混合端元之間參與光譜分解的波段反射率均值之比；同樣，反射率較低的端元礦物含量的修正公式如下

公式中的符號意義同公式(4)，公式(4)為反射率較高的端元礦物含量的修正公式，而公式(5)為反射率較低的端元礦物含量的修正公式，二者加和等于1。?