小波包分析在Hyperion数据提取农田土壤有机质含量中的应用研究

发布时间：2020-07-07 07:13

【摘要】：基于星载高光谱遥感影像Hyperion数据,运用连续统去除,小波包分析等技术,探索土壤有机质含量遥感定量提取的新方法.作者对采样点的反射率光谱曲线进行连续统去除、小波包分析处理、连续统去除后的光谱再进行小波包分析,研究了土壤有机质含量与反射率光谱及其变换形式的相关性系数,并建立了13个多元线性回归模型,经分析认为连续统去除后的光谱比原始光谱建立的模型效果好,而小波分析处理的光谱建立的模型的预测能力和精度均比未进行小波分析光谱的反演模型高,其中高频信号的效果要优于低频信号的效果.从研究结果可以看出把小波包分析方法引入到地物特征波谱的增强处理中对于提高定量遥感反演的精度具有良好的效果.
【图文】：

光谱曲线,小波包分解,连续统

图3原始光谱曲线小波包分解结果Fig．3Theresultsoforiginalspectralcurvewaveletpacketanalysis4．3连续统去除连续统去除是分析地物反射光谱吸收特征的一种常用方法，它通过归一化反射光谱提取地物光谱的吸收特征［16］．所谓的连续统是一种用于分离某一种吸收特征的数学函数，被定义为光谱反射率曲线中反射峰之间线性连接部分［17］．连续统就好像一种凸出的外壳包裹在光谱上．去连续统的反射率Ｒ'(λ)通过计算每个波段在吸收特征处的反射率值E与对应波长E的连续统分段反射率E的比值［18］．公式如下Ｒ'(λi)=Ｒ(λi)Ｒc(λi)(8)连续统去除前后的光谱对比如图4所示．图4原始光谱曲线和连续统去除光谱曲线Fig．4Originalspectralcurveandcontinuumremovalcurve5土壤有机质含量反演模型建立及应用为了得到土壤有机质光谱反射率特征信息，将采样点投影到遥感影像上提取采样点No．5杨长保等:小波包分析在Hyperion数据提取农田土壤有机质含量中的应用研究873

有机质含量,光谱反射率,相关系数,反射率光谱

图5有机质含量与光谱反射率的相关系数Fig．5Correlationcoefficientbetweensoilorganicmattercontentandspectralreflectance稳定性则通过判定系数Ｒ2和调整判定系数Ｒ2来检验．分别用原始反射率光谱、连续统去除后的反射率光谱、小波包分解的高频分量反射率光谱、小波包分解的低频分量反射率光谱、连续统去除后小波包分解高频分量反射率光谱作为自变量，有机质含量作为因变量，进行多元线性回归分析，经过多次试验后得到回归效果较好的13个方程(表3)，图6为回归方程中部分拟合程度较好的结果．图6部分有机质含量实测值与预测值多元线性模型拟合结果Fig．6Partoffittingresultsofmeasuredvs．predictedSOMcontentobtainedbymultiplelinearregressionmodelsNo．5杨长保等:小波包分析在Hyperion数据提取农田土壤有机质含量中的应用研究875

多元线性模型,有机质含量,预测值,实测值

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