第33卷，第7期 2013年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.7;pp1897-1902
July，2013
不同组分比例的高光谱混合象元反射光谱形态特征研究
朱锋1，宫辉力1，孙天琳”，侯婕1，郭小萌，郭
琳
1.首都师范大学资源环境与旅游学院，北京100048 2.东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春
手130024
摘要实验条件下，利用地物多角度二向反射平台及ASD地物波谱仪获取了由清水与荷叶组成的高光谱混合象元反射光谱，通过选择反射光谱形泰指标，分析了24组不同组分比例下高光谱准合象元反射光谱形态指标变化规律，并得到以下结论：选择的光谱形态指标之间存在着较大的相关性，按照0.05及以上置信水平和可决系数R>0.5的条件对光谱形态指标进行除，确定了最能体现反射光谱特征的形态指标；不同波段范围内，各光谱形态指标随混合象元成分比例的变化规律有所差异；聚类分析结果表明，纯象元（清水)过渡到混合象元存在临界值，当混合象元组分比例小于此临界值时，主要体现纯象元反射光谱特征，大
于临界值时才表现混合象元的反射光谱特征。关键词混合象元：反射光谱：形态指标；紧类
中图分类号：TP7
言引
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2013)07189706
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随着地球空间科学的发展，高光谱遥感技术越来越显示
出其特有的优势，高光谱遥感具有图谱合一的特点，在获取地物图像的同时可以得到近似连续的地物光谱曲线，通过光谱空间及影像空间的特征提取，能够获取较为准确的地物信息()。目前，高光谱遇感技术已经应用于人类生产生活的各个方面，并取得了良好的社会经济效益[38]。但由于空间分辨率的限制，遥感图像上始终存在着混合象元；另一方面，地物本身具有“同物异谱”和“同谱异物”的特点，二者的共同作用不仅增加了地物准确识别的难度，也阻碍了计算机技术在通感处理中的应用。
国内外对混合象元的研究主要集中在混合象元的分解算法上，目前已有的算法也一定程度上降低了混合象元对遥感应用的影明，但关于光谱形态特征随混合象元成分比例变化的研究还相对较少。在实验条件下，利用清水与荷叶组成混合象元，通过分析其反射光谱曲线的形态特征，探讨从纯象元(清水)向混合象元(清水和荷叶)的过渡过程中，光谱形态特征的变化规律，研究结果不仅有利于认识混合象元的形成过程及准确判定，同时也能为混合象元的分解提供新的思路。
收稿日期：2012-11-22，修订日期：2013-02-20
实验部分
实验仪器包括地物多角度二向反射平台以及美国ASD
公司的FieldSpec3Hi-Res便携式地物光谱测量仪（0.35~ 2.25m，光谱分辨率0.001μm)，通过调整可以获取不同观测角、探测角以及方位角的地物反射、透射、辐射和辐照度曲线，在实际的光谱测量中得到了广泛应用，实验材料包括：（1)直径6.5cm的圆柱形塑料桶，为了防止桶底及桶壁产生的反射及收射影响，其底部和桶坚均利用黑色胶带缠绕；（2)新鲜荷叶处理成半径0.5cm的小叶片，清水煮沸后晾干倒入塑料桶中，水面距离桶檐4cm，其几何关系如图1 所示。实验天顶角50°，方位角45*，每次增加一片荷叶，连续测量5次，取其平均值作为测量值，每次测量完成后必须待水面稳定再进行下一次测量，以最大程度消除水面波动对测量结果的影响。
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数据处理
波谱数据预处理 2.1
试验共获取了24组高光谱混合象元反射光谱数据，其
基金项目：国家自然科学基金项目（41171335/D010702)，国家自然科学基金重点项目（41130744/D0107)，国家(973计划)前期研究专项
(2012CB723403)和北京市自然科学基金重点项目(8101002)资助
作者简介：朱锋，1985年生，首都师范大学资源环境与旅游学院博土研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail; Gonghl@263. net
e-mail, zhufeng809yahoo. cn