端元选择方法及操作VIP专享VIP免费

原文地址：混合像元分解中的端元波谱获取方法作者：ENVIIDL选取合适的端元是成功的混合像元分解的关键。端元选取包括确定端元数量以及端元的光谱。理论上，只要端元数量m小于等于b+1（b表示波段数），线性方程组就可以求解。然而实际上由于端元波段间的相关性，选取过多的端元会导致分解结果更大的误差。端元光谱的确定有两种方式：(1)使用光谱仪在地面或实验室测量到的“参考端元”；(2)在遥感图像上得到的“图像端元”。方法(1)一般从标准波谱库选择，方法(2)直接从图像上寻找端元可选择的方法有：从二维散点图中基于几何顶点的端元提取，借助纯净像元指数（PixelPurityIndex——PPI）和n维可视化工具用于端元波谱收集，基于连续最大角凸锥（SequentialMaximumAngleConvexCone——简称SMACC）的端元自动提取。下面介绍几种端元选择的方法。1基于几何顶点的端元提取将相关性很小的图像波段，如PCA、IC、MNF等变换结果的前面两个波段，作为X、Y轴构成二维散点图。在理想情况下，散点图是三角形状，根据线性混合模型数学描述，纯净端元几何位置分布在三角形的三个顶点，而三角形内部的点则是这三个顶点的线性组合，也就是混合像元，如图14.17所示。根据这个原理，我们可以在二维散点图上选择端元波谱。在实际的端元选择过程中，往往选择散点图周围凸出部分区域，后获取这个区域相应原图上的平均波谱作为端元波谱。图14.17散点图上的纯净像元与混合像元下面以MNF变换后的第一、第二波段作为X、Y轴构建二维散点图，如图14.18所示。图14.18ScatterPlot窗口2基于PPI的端元提取借助纯净像元指数（PPI）和n维可视化工具用于端元波谱收集，下面详细介绍操作步骤。第一步、获取纯净像元这个步骤是在MNF变换的结果上计算纯净像元指数（PPI），之后选择阈值范围从PPI图像上获得感兴趣区，感兴趣区包含的像元就是比较纯净的像元。（1）打开高光谱数据。（2）在ENVI主菜单中，选择Spectral->MNFRotation->ForwardMNF->EstimateNoiseStatisticsFromData。在标准ENVI文件选择对话框中，选择高光谱图像文件。打开ForwardMNFTransformParameters面板，选择MNF输出路径及文件名，单击OK执行MNF变换。（3）在ENVI主菜单中，选择Spectral->PixelPurityIndex->[FAST]NewOutputBand。在打开的PixelPurityIndexInputFile对话框中，选择MNF变换结果，单击SpectralSubset按钮，选择前面10个波段（MNF后面波段基本为噪声），单击OK。（4）在PixelPurityIndexParameters面板中，设置ThresholdFactor：3，其他参数默认，选择输出路径及文件名，单击OK执行PPI计算。（5）在Display窗口中显示PPI结果。选择Overlay->RegionofInterest，在ROITool面板中，选择Options->BandThresholdtoROI，选择PPI图像作为输入波段，单击OK，打开BandThresholdtoROI面板（图14.19）。MinThreshValue：10，MaxThreshValue：空（PPI图像最大值），其他默认设置，单击OK计算感兴趣区，得到的感兴趣区显示在Display窗口中。图14.19BandThresholdtoROI面板第二步、构建n维可视化窗口（1）在ENVI主菜单中，选择Spectral->n-DimensionalVisualizer，在n-DVisualizerInputFile对话框中选择MNF变换结果，单击OK。（2）在n-DControls面板中，选择1、2、3、4、5波段，构建5维的散点图。第三步：选择端元波谱（1）在n-DControls面板中，设置适当的速度（Speed），单击Start按钮，在n-DVisualizer窗口中的点云随机旋转，当在n-DVisualizer窗口中的点云有部分聚集在一块时，单击Stop按钮。（2）在n-DVisualizer窗口中，用鼠标左键勾画“白点”集中区域，选择的点被标示颜色。（3）在n-DControls面板中，选择Class->Items1:20->White（用于删除点），单击Start按钮，当看到有部分选择的点云分散时候，单击Stop按钮，在n-DVisualizer窗口中选择分散的点，自动会将选择的点删除。借助<-，->，New按钮可以一帧帧从不同视角浏览以辅助删除分散点。（4）在n-DVisualizer窗口中，单击右键选择NewClass快捷菜单，重复（1）~（3）选择其他“白点”集中区域。图14.20n-DVisualizer窗口中的端元第四步、输出端元波谱（1）在n-DControls面板中，选择Options->...