基于互信息量的超光譜數(shù)據(jù)波段選擇降維算法研究.pdf

1、隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，超光譜數(shù)據(jù)越來越多地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘查、地物識(shí)別等國民經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域。然而，超光譜遙感數(shù)據(jù)具有波段窄、通道數(shù)量多等特點(diǎn)，且存在各波段信噪比不同、波段間冗余性強(qiáng)以及具有維數(shù)災(zāi)難等現(xiàn)象，這些問題給超光譜圖像的分類、匹配和識(shí)別帶來了困難，因而超光譜數(shù)據(jù)的降維處理成為超光譜遙感技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中不可或缺的步驟。目前常用的降維方法一般分為兩種，一種是通過對(duì)原始數(shù)據(jù)做一系列數(shù)學(xué)變換的方法達(dá)到降維的目的，如主成分分析、典型分析等，

2、另一種則是根據(jù)一定的準(zhǔn)則選擇若干典型的特征波段，并未對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)變換。本文重點(diǎn)研究的是第二類的降維方法，也即波段選擇方法。
　　在對(duì)超光譜數(shù)據(jù)的形式與特點(diǎn)進(jìn)行了分析的的基礎(chǔ)上，得出了波段選擇的可行性與必要性。簡(jiǎn)要介紹了幾種經(jīng)典的波段選擇算法之后，歸納總結(jié)了波段選擇的一般流程，然后重點(diǎn)研究了一種以互信息量為判斷準(zhǔn)則的波段選擇算法。原始的基于互信息量的波段選擇算法所選取的特征波段經(jīng)常集中在一個(gè)連續(xù)區(qū)間內(nèi)的，這樣的波段通常相關(guān)

3、性強(qiáng)，信息冗余多，因而針對(duì)此問題，本文提出了一種結(jié)合互信息量和自動(dòng)子區(qū)間劃分的MI-ASP波段選擇算法。該方法首先將整個(gè)波段區(qū)間劃分為若干子區(qū)間，然后在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)分別進(jìn)行基于互信息量的波段選擇。通過這一改進(jìn)措施，可以有效避免選取過多冗余波段的問題。同時(shí)，在應(yīng)用于維數(shù)巨大的超光譜數(shù)據(jù)時(shí)，也可以有效降低運(yùn)算復(fù)雜度，減少運(yùn)行時(shí)間。這對(duì)于一些數(shù)據(jù)量大但又對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的光譜數(shù)據(jù)處理場(chǎng)景，比如海面溢油檢測(cè)和飛機(jī)目標(biāo)識(shí)別等，是很有利的。最后，在