高光譜成像遙感技術(shù)在狹窄的波段間距帶來(lái)豐富光譜信息的同時(shí)，也帶來(lái)了信息冗余，增加了數(shù)據(jù)處理的難度。因此，高光譜遙感數(shù)據(jù)在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用前，需要進(jìn)行波段選擇并提取光譜特征，降低數(shù)據(jù)維數(shù)。本文簡(jiǎn)單介紹了高光譜遙感圖像的波段選擇。

隨著傳感器光譜分辨率的不斷提高，遙感數(shù)據(jù)挖掘出的地物信息越來(lái)越豐富，使人們對(duì)地物特征的認(rèn)知得以不斷深入，高光譜遙感技術(shù)也因此成為遙感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。高光譜遙感是指用大量狹窄的電磁波通道獲取地物的空間、輻射和光譜三重信息的技術(shù)心。通過(guò)在電磁波譜的可見(jiàn)光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)獲取地物圖像數(shù)據(jù)，圖像上任意一點(diǎn)的光譜反射值可以連成一條幾乎連續(xù)的光譜曲線，因此高光譜圖像構(gòu)成一個(gè)圖像數(shù)據(jù)立方體，二維空間描述了地物的空間維特征，光譜維描述了地物的光譜特征。高光譜圖像納米級(jí)的光譜分辨率不僅可以區(qū)分不同類(lèi)型的地物，而且能夠識(shí)別同一種地物的不同類(lèi)型，使得在多光譜遙感中難以探測(cè)的物質(zhì)，在高光譜遙感中能夠被識(shí)別并區(qū)分。

高光譜遙感識(shí)別能力的提高促使遙感的監(jiān)測(cè)目標(biāo)發(fā)生本質(zhì)改變，也給數(shù)據(jù)處理、信息分析技術(shù)帶來(lái)了根本性的變化。龐大的數(shù)據(jù)量使得計(jì)算量劇增，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間增大，數(shù)據(jù)運(yùn)算處理時(shí)間增長(zhǎng)；在樣本數(shù)據(jù)不足的情況下，高光譜圖像的分類(lèi)精度隨著波段數(shù)量的增加，總體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，并且樣本數(shù)量越小，這種趨勢(shì)越明顯，即產(chǎn)生維數(shù)災(zāi)難Hughes現(xiàn)象；過(guò)高的波段數(shù)量使分類(lèi)器對(duì)類(lèi)內(nèi)的變化過(guò)于敏感，增加了分類(lèi)的難度，這些變化成為制約高光譜遙感技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的因素。針對(duì)上述問(wèn)題，通常采用數(shù)據(jù)“降維”的方法，保留能夠描述地物本質(zhì)特征的代表性波段，去除冗余、噪聲波段來(lái)提取特征，減小數(shù)據(jù)量，提高數(shù)據(jù)處理效率（57。

高光譜圖像數(shù)據(jù)降維有特征提取和特征選擇兩種方法。特征提取通過(guò)數(shù)學(xué)變換將光譜波段重新組合、壓縮和優(yōu)化。特征選擇又稱(chēng)波段選擇，通過(guò)從原始波段中選擇部分特征波段實(shí)現(xiàn)降維，同時(shí)使波段的物理信息得以保留，在后續(xù)分析中能夠揭示數(shù)據(jù)潛在的模式機(jī)理。

波段選擇是高光譜遙感圖像預(yù)處理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其最終目標(biāo)是從原始波段中選擇出信息量大、相關(guān)性小、類(lèi)別可分性好的少數(shù)特征波段組合W。然而，高光譜遙感圖像的波段選擇面臨巨大挑戰(zhàn)。一方面，由于信息量大的波段往往相關(guān)性也大，使得波段選擇難以同時(shí)滿(mǎn)足所有約束條件，導(dǎo)致選擇的波段組合在實(shí)際應(yīng)用中不能獲得預(yù)期的效果；另一方面，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高度非線性、數(shù)據(jù)量龐大等原因使得波段選擇算法復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理耗時(shí)長(zhǎng)，效率較低。基于以上原因，高光譜圖像數(shù)據(jù)的波段選擇需要建立正確的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、數(shù)學(xué)表達(dá)模型和算法以準(zhǔn)確地反映數(shù)據(jù)的內(nèi)在本質(zhì)，提高數(shù)據(jù)處理效率。

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