[发明专利]一种端元可变的高光谱图像光谱混合分析方法及装置

权利要求书

1.一种端元可变的高光谱图像光谱混合分析方法，其特征在于包括以下4个步骤：

步骤1、计算光谱形状稳定性指数，选择光谱形状稳定的波段子集；所述的选择光谱形状稳定的波段子集包括：

1-1.计算每个端元的微分光谱；

1-2.利用所述微分光谱计算各波段光谱形状稳定性指数；

1-3.求所述光谱形状稳定性指数直方图，确定一个阈值；

1-4.选择光谱形状稳定性指数小于阈值的波段，构成波段子集；

所述的步骤1-1的端元的微分光谱计算公式为

其中为端元e_ij的微分光谱，e_ij表示第i类地物的第j条光谱，i＝1，2，...m，j＝1，2，...n_i，m为地物类别数，n_i为第i类地物类内端元光谱数，L为光谱波段数；

所述的步骤1-2的光谱形状稳定性指数计算公式为

其中E_mean，z，i和E_mean，j，i为分别为第z类和第j类端元的第i个波段微分光谱值的均值，σ_z，i和σ_j，i为第z类和第j类端元第i波段微分光谱值的标准差；

所述光谱形状稳定是指同类地物的可变端元光谱形状相似，且不同类地物的端元光谱形状差异明显；

步骤2、计算类端元特征光谱，所述类端元特征光谱是指某类地物的所有可变端元光谱的平均光谱中波段子集对应的部分光谱，其计算过程为：分别计算每类端元集的平均光谱曲线，从各平均光谱曲线中选波段子集对应的波段，作为各类端元特征光谱；

步骤3、根据所选的波段子集，利用各类端元特征光谱对像元进行初步光谱混合分析，快速判定纯像元和混合像元及各像元内所含地物；

步骤4、对每个混合像元，基于像元内所含地物对像元进行精细光谱混合分析。

2.如权利要求1所述的端元可变高光谱图像光谱混合分析方法，其特征在于，步骤3所述的根据所选的波段子集，利用各类端元特征光谱对像元进行初步光谱混合分析，快速判定纯像元和混合像元及各像元内混合地物包括：

3-1.根据选择的波段子集，用各类端元特征光谱对每个像元进行非负约束丰度求解；

3-2.对每个像元x，其丰度值大于0的p_x种地物为该像元内所含地物，如果一个像元内只含一种地物，则该像元为纯像元，置其纯像元标志为1，否则该像元为混合像元，置其纯像元标志为0；

所述非负约束丰度求解方法采用非负约束的最小二乘法、非负约束的核最小二乘法或渐近波段处理的非负最小二乘法。

3.如权利要求2所述的端元可变高光谱图像光谱混合分析方法，其特征在于，步骤4的每个所述混合像元，基于像元内所含地物对像元进行精细光谱混合分析采用枚举法，所述的枚举法包括如下步骤：

(1)从混合像元内所含各地物的可变端元束中分别选一个端元，构成该像元所有的端元子集；

(2)用各端元子集分别对像元进行全约束光谱混合分析，并计算重构误差；

(3)选择重构误差最小的端元子集，其相应丰度为像元的光谱混合分析结果；

所述非负约束丰度求解方法采用非负约束的最小二乘法、非负约束的核最小二乘法或渐近波段处理的非负最小二乘法。