一种基于TM影像的高光谱重构方法及系统

摘要

本发明涉及一种基于TM影像的高光谱重构方法，包括：首先，根据获取的TM多光谱影像数据进行正交子空间投影变换，提取TM影像各像元的地物特征参量；然后，利用所述地物特征参量构建重构变换矩阵，进行光谱重构获取高光谱信息。本发明还涉及一种对应的高光谱重构系统。本发明基于TM影像的高光谱重构方法及系统，可以从TM及其它多光谱卫星遥感数据中重构得到连续的具有较高光谱分辨率的高光谱数据，在满足原始多光谱遥感数据具有的高空间分辨率、高信噪比的同时，提高了多光谱数据的光谱分辨率。

主权项

1.一种基于TM影像的高光谱重构方法，其特征在于，包括：根据获取的TM多光谱影像数据进行正交子空间投影变换，提取各像元的地物特征参量；利用所述地物特征参量构建重构变换矩阵，进行光谱重构获取高光谱信息；所述根据TM多光谱影像数据进行正交子空间投影变换之前还包括：利用TM传感器获取所述TM多光谱影像数据；利用地面光谱仪获取不同种典型地物的连续光谱数据，作为所述正交子空间投影变换的基础；所述根据TM多光谱影像数据进行正交子空间投影变换具体包括：利用太阳反射光谱范围内的所述地物连续光谱数据按式(1)进行归一化处理，得到不同种地物的标准化参考光谱，作为正交变换的高维标准基向量，$P_k\left(\lambda \right)=\frac{\text{∫dλ}}{\int \left|R_k\left(\lambda \right)\right|\mathrm{d\lambda }}{R}_k\left(\lambda \right)---\left(1\right)$其中，k代表典型地物的种类，R_k(λ)为不同种标准地物光谱反射率，∫|R_k(λ)|dλ表示在连续波长范围求光谱反射率之和，P_k(λ)即为标准地物反射率在连续波段上的归一化结果；从所述高维标准基向量中，按式(2)生成与所述TM传感器的波段对应的低维基向量，作为特征提取系数矩阵M_i×k，其矩阵元素为$P_{\mathrm{ik}}=\frac{{\int }_{{\lambda }_{\mathrm{si}}}^{{\lambda }_{\mathrm{ei}}}{P}_k\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }}{{\int }_{{\lambda }_{\mathrm{si}}}^{{\lambda }_{\mathrm{ei}}}\mathrm{d\lambda }}---\left(2\right)$其中，i代表所述TM传感器的不同波段，λ_si和λ_ei分别为波段i的起始波长和终止波长，dλ为波段i的波长宽度；将所述特征提取系数矩阵与所述TM多光谱影像数据按式(3)进行矩阵伪逆运算，提取所述TM多光谱影像数据中各像元的地物特征参量，C_k×n＝(M_i×k^TM_i×k)^-1M_i×k^TR_i×n                        (3)其中，R_i×n为所述TM多光谱影像数的反射率矩阵，列数n为影像的总像素数，C_k×n即为得到的地物特征参量矩阵。