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2025-01-10 17:05:38遙感光譜反演: 遙感光譜反演是指利用遙感技術(shù)獲取的地物光譜信息，通過(guò)數(shù)學(xué)模型和算法反推出地表參數(shù)或特性的過(guò)程。它基于光譜特征與地表參數(shù)之間的定量關(guān)系，通過(guò)分析光譜數(shù)據(jù)中的特征信息，如反射率、吸收率等，來(lái)推斷地表覆蓋類型、植被生理參數(shù)、土壤含水量、大氣成分等關(guān)鍵信息。遙感光譜反演在環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，為科學(xué)研究與決策提供了重要數(shù)據(jù)支持。

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提出了一種新的基于光譜參數(shù)判別月壤中橄欖石含量的遙感光譜反演方法，能夠有效地解決月表富橄欖石區(qū)域和富鐵鈣輝石區(qū)域的區(qū)分和圈定問(wèn)題，

理加聯(lián)合科技有限公司 321
2023-03-01
基于光譜參數(shù)判別遙感光譜反演

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遙感光譜反演問(wèn)答

2022-11-28 16:56:45低場(chǎng)核磁反演方法研究: 低場(chǎng)核磁反演方法研究無(wú)論是低場(chǎng)核磁縱向弛豫還是低場(chǎng)核磁橫向弛豫，對(duì)于決大多數(shù)樣品來(lái)說(shuō)，低場(chǎng)核磁弛豫信號(hào)都可以用多指數(shù)函數(shù)來(lái)表達(dá)。通常情況下，分別利用CPMG實(shí)驗(yàn)和IR實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)樣品的橫向弛豫過(guò)程和縱向弛豫過(guò)程，低場(chǎng)核磁弛豫信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式如公式(1)和公式(2)所示：其中fi表示樣品中第i種成分的信號(hào)強(qiáng)度，總信號(hào)的大小是所有成分產(chǎn)生信號(hào)大小的總和，T2i和T1i表示樣品中第i種成分的橫向弛豫時(shí)間和縱向弛豫時(shí)間。低場(chǎng)核磁反演方法研究：弛豫信號(hào)反演的目標(biāo)是通過(guò)上面的公式(1)公式(2)來(lái)計(jì)算樣品中的每個(gè)值(或者稱為樣品中質(zhì)子分布的密度函數(shù)，也稱為T1分布或T2分布)。下面采用矩陣的形式重新改寫上述數(shù)學(xué)表達(dá)式：Y=A * F低場(chǎng)核磁反演方法研究實(shí)例：以多組分T2反演為例，如下圖，左邊是回波串，右邊是反演結(jié)果（T2分布）。下式表示每一個(gè)回波的等式系統(tǒng)。一般物質(zhì)的T2分布是一個(gè)連續(xù)函數(shù)，但是為簡(jiǎn)化反演，計(jì)算使用一個(gè)多指數(shù)模型，并假定T2分布包含有m個(gè)獨(dú)立的弛豫時(shí)間T2i，對(duì)應(yīng)的幅值分量為fi。T2i的值是預(yù)先選定的（如0.5ms，1ms，2ms，4ms，8ms，16ms，32ms，64ms，128ms，256ms，512ms，…）。反演的過(guò)程主要是確定每個(gè)分布的孔隙度分量.低場(chǎng)核磁反演方法研究（T2分布）定組分反演和二維反演在原理上和多組分反演都是一致的，是一個(gè)設(shè)置模型不斷尋優(yōu)的過(guò)程。不同的方法間，模型函數(shù)和尋優(yōu)方法會(huì)有稍許不同。

2022-11-30 15:55:44低場(chǎng)核磁反演方法研究意義: 低場(chǎng)核磁反演方法研究意義無(wú)論是低場(chǎng)核磁縱向弛豫還是低場(chǎng)核磁橫向弛豫，對(duì)于決大多數(shù)樣品來(lái)說(shuō)，低場(chǎng)核磁弛豫信號(hào)都可以用多指數(shù)函數(shù)來(lái)表達(dá)。通常情況下，分別利用CPMG實(shí)驗(yàn)和IR實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)樣品的橫向弛豫過(guò)程和縱向弛豫過(guò)程，低場(chǎng)核磁弛豫信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式如公式(1)和公式(2)所示：其中fi表示樣品中第i種成分的信號(hào)強(qiáng)度，總信號(hào)的大小是所有成分產(chǎn)生信號(hào)大小的總和，T2i和T1i表示樣品中第i種成分的橫向弛豫時(shí)間和縱向弛豫時(shí)間。低場(chǎng)核磁反演方法研究：弛豫信號(hào)反演的目標(biāo)是通過(guò)上面的公式(1)、公式(2)來(lái)計(jì)算樣品中的每個(gè)值(或者稱為樣品中質(zhì)子分布的密度函數(shù)，也稱為T1分布或T2分布)。下面采用矩陣的形式重新改寫上述數(shù)學(xué)表達(dá)式：Y=A * F低場(chǎng)核磁反演技術(shù)實(shí)例：以多組分T2反演為例，如下圖，左邊是回波串，右邊是反演結(jié)果（T2分布）。下式表示每一個(gè)回波的等式系統(tǒng)。一般物質(zhì)的T2分布是一個(gè)連續(xù)函數(shù)，但是為簡(jiǎn)化反演，計(jì)算使用一個(gè)多指數(shù)模型，并假定T2分布包含有m個(gè)獨(dú)立的弛豫時(shí)間T2i，對(duì)應(yīng)的幅值分量為fi。T2i的值是預(yù)先選定的（如0.5ms，1ms，2ms，4ms，8ms，16ms，32ms，64ms，128ms，256ms，512ms，…）。反演的過(guò)程主要是確定每個(gè)分布的孔隙度分量.低場(chǎng)核磁反演方法研究意義（T2分布）定組分反演和二維反演在原理上和多組分反演都是一致的，是一個(gè)設(shè)置模型不斷尋優(yōu)的過(guò)程。不同的方法間，模型函數(shù)和尋優(yōu)方法會(huì)有稍許不同。

2022-06-13 10:25:30低場(chǎng)核磁反演技術(shù): 低場(chǎng)核磁反演技術(shù)無(wú)論是低場(chǎng)核磁縱向弛豫還是低場(chǎng)核磁橫向弛豫，對(duì)于決大多數(shù)樣品來(lái)說(shuō)，低場(chǎng)核磁弛豫信號(hào)都可以用多指數(shù)函數(shù)來(lái)表達(dá)。通常情況下，分別利用CPMG實(shí)驗(yàn)和IR實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)樣品的橫向弛豫過(guò)程和縱向弛豫過(guò)程，低場(chǎng)核磁弛豫信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式如公式(1)和公式(2)所示：其中fi表示樣品中第i種成分的信號(hào)強(qiáng)度，總信號(hào)的大小是所有成分產(chǎn)生信號(hào)大小的總和，T2i和T1i表示樣品中第i種成分的橫向弛豫時(shí)間和縱向弛豫時(shí)間。低場(chǎng)核磁反演技術(shù)：弛豫信號(hào)反演的目標(biāo)是通過(guò)上面的公式(1)、公式(2)來(lái)計(jì)算樣品中的每個(gè)值(或者稱為樣品中質(zhì)子分布的密度函數(shù)，也稱為T1分布或T2分布)。下面采用矩陣的形式重新改寫上述數(shù)學(xué)表達(dá)式：Y=A * F低場(chǎng)核磁反演技術(shù)實(shí)例：以多組分T2反演為例，如下圖，左邊是回波串，右邊是反演結(jié)果（T2分布）。下式表示每一個(gè)回波的等式系統(tǒng)。一般物質(zhì)的T2分布是一個(gè)連續(xù)函數(shù)，但是為簡(jiǎn)化反演，計(jì)算使用一個(gè)多指數(shù)模型，并假定T2分布包含有m個(gè)獨(dú)立的弛豫時(shí)間T2i，對(duì)應(yīng)的幅值分量為fi。T2i的值是預(yù)先選定的（如0.5ms，1ms，2ms，4ms，8ms，16ms，32ms，64ms，128ms，256ms，512ms，…）。反演的過(guò)程主要是確定每個(gè)分布的孔隙度分量.低場(chǎng)核磁反演技術(shù)（T2分布）定組分反演和二維反演在原理上和多組分反演都是一致的，是一個(gè)設(shè)置模型不斷尋優(yōu)的過(guò)程。不同的方法間，模型函數(shù)和尋優(yōu)方法會(huì)有稍許不同。

2024-12-02 14:53:27光柵光譜儀研究什么光譜類型？工作原理是什么？: 光柵光譜儀研究什么光譜類型光柵光譜儀是一種重要的光譜分析工具，它通過(guò)將光束分散成不同波長(zhǎng)的光譜線，幫助科學(xué)家和工程師研究物質(zhì)的組成和特性。本文將詳細(xì)探討光柵光譜儀研究的不同光譜類型，以及它們?cè)诟黝I(lǐng)域的應(yīng)用和意義。通過(guò)了解這些光譜類型，我們可以更好地利用光柵光譜儀進(jìn)行各種科學(xué)研究，提升分析的精度和效率。光柵光譜儀的工作原理光柵光譜儀通過(guò)光柵的衍射作用，將白光（或其他光源發(fā)出的光）分散成不同波長(zhǎng)的光譜。光柵的表面刻有細(xì)密的刻痕，這些刻痕會(huì)根據(jù)入射光的波長(zhǎng)，將光線按照不同的角度散開(kāi)。通過(guò)探測(cè)不同角度的光，可以獲得光譜中各個(gè)波長(zhǎng)的信息，從而分析光源的特性或物質(zhì)的組成?？梢?jiàn)光譜在光柵光譜儀的應(yīng)用中，可見(jiàn)光譜是常見(jiàn)的一種光譜類型?？梢?jiàn)光譜指的是人眼能夠感知的光波范圍，通常波長(zhǎng)在380 nm到750 nm之間。利用光柵光譜儀研究可見(jiàn)光譜，可以幫助我們分析物質(zhì)的顏色、光學(xué)性質(zhì)及其分子結(jié)構(gòu)。紫外-可見(jiàn)光譜（UV-Vis）紫外-可見(jiàn)光譜（UV-Vis）是另一種重要的光譜類型，通常用于研究物質(zhì)對(duì)紫外光和可見(jiàn)光的吸收特性。紫外光的波長(zhǎng)范圍約為10 nm至400 nm，而可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為400 nm至750 nm。光柵光譜儀能夠分辨紫外和可見(jiàn)區(qū)域的光譜特征，幫助研究人員分析物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)、分子吸收特性等。在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品檢測(cè)和生命科學(xué)中，UV-Vis光譜分析常用于檢測(cè)水質(zhì)中的污染物，或者用于生物樣品的濃度測(cè)定。紅外光譜（IR）紅外光譜是一種廣泛應(yīng)用于分子分析的技術(shù)，尤其在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域。紅外光的波長(zhǎng)范圍從750 nm到1 mm。通過(guò)光柵光譜儀分析紅外光譜，可以獲得分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)信息，從而了解分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。紅外光譜儀常用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)分析、藥物研發(fā)以及環(huán)境科學(xué)中對(duì)空氣和水中有機(jī)污染物的檢測(cè)。拉曼光譜拉曼光譜是一種通過(guò)分析散射光譜來(lái)研究物質(zhì)分子振動(dòng)模式的技術(shù)。盡管拉曼光譜并非直接通過(guò)光柵分光器獲取，但現(xiàn)代光柵光譜儀的組合技術(shù)使其成為一種有效的分析工具。通過(guò)激光照射樣品，拉曼光譜儀能夠捕捉分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)模式的變化，進(jìn)而提供分子的化學(xué)信息。X射線光譜X射線光譜主要用于研究物質(zhì)的元素組成。X射線具有極短的波長(zhǎng)（通常小于10 nm），能夠穿透物質(zhì)并與物質(zhì)中的原子相互作用，產(chǎn)生特定的熒光或散射光。光柵光譜儀在X射線衍射和X射線熒光分析中有著重要應(yīng)用。

2023-06-12 10:35:36轉(zhuǎn)載 | 高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（六）監(jiān)督分類: 高光譜遙感數(shù)據(jù)處理系列（六）非監(jiān)督分類是一種面對(duì)數(shù)據(jù)本身的分類方法，與之相對(duì)應(yīng)的：監(jiān)督分類，則是面向先驗(yàn)知識(shí)的分類方法。監(jiān)督分類是指給定已知類型的數(shù)據(jù)，通過(guò)建模的方式將這些數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的類型建立映射關(guān)系，并將這種關(guān)系應(yīng)用到未知類型的數(shù)據(jù)上的過(guò)程。如果每種類型用一個(gè)數(shù)字來(lái)表示，分類任務(wù)可以看做回歸分析的一種特例。主界面分區(qū)ROI工具監(jiān)督分類需要有已知類型的數(shù)據(jù)集作為先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行訓(xùn)練，稱為訓(xùn)練集。一般可以通過(guò)目視解譯，或者實(shí)地樣方調(diào)查的方式獲取訓(xùn)練集。構(gòu)建訓(xùn)練集的方法如下：在主菜單②工具欄中點(diǎn)擊打開(kāi)Region of Interest（ROI) Tool，進(jìn)行興趣區(qū)選?。篟OI工具最基本的ROI選取過(guò)程如上圖所示，首先選擇①工具添加新的ROI范圍，在②中調(diào)整ROI的名稱和顏色，在③中選擇繪制ROI的圖形形狀，④在圖上繪制ROI，完成后右鍵Accept shape type。如果想要繪制帶有空洞的圖形，可以點(diǎn)擊復(fù)選框⑤所示的Multi Part復(fù)選框，然后在影像上繪制兩個(gè)疊加的圖形，完成后右鍵 Accept。使用File可以進(jìn)行ROI圖層的讀取與保存如果選取好了ROI可以使用Options可以利用對(duì)ROI本身進(jìn)行融合（Merge（Union/Intersection）ROI）,計(jì)算離散度（Compute ROI Separability），或者使用對(duì)ROI范圍內(nèi)的圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（Compute Statistics from ROIs）。另外也可以使用ROI對(duì)圖像進(jìn)行裁剪。除了使用不同形狀進(jìn)行框選，還可以使用像元，自動(dòng)區(qū)域生長(zhǎng)，閾值選取等方式產(chǎn)生ROI。在ENVI的幫助文件中詳細(xì)介紹了這些工具的使用方法。在主界面①菜單欄 Help 中打開(kāi)-> 在左側(cè)Contents選項(xiàng)卡中的:book:ROIs, Vectors, Annotations，請(qǐng)讀者自行查閱。監(jiān)督分類在訓(xùn)練集選擇完畢后就可以進(jìn)行監(jiān)督分類，ENVI中提供了多種監(jiān)督分類的工具，包括：平行六面體（Parallelepiped）最小距離（Minimum Distance）馬氏距離（Mahalanobis Distance）最大似然（Maximum Likelihood）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Net）支持向量機(jī)（Support Vector Machine）波譜角（Spectral Angle Mapper）這里我們介紹兩種監(jiān)督分類方法，最大似然法和波譜角方法。01最大似然法在ENVI的幫助文件中詳細(xì)介紹了各種分類方法的原理。在主界面①菜單欄 Help 中打開(kāi)-> 在左側(cè)Contents選項(xiàng)卡中Classification->Supervised Methods中，最大似然法定義為:最大似然分類假設(shè)每個(gè)波段中每個(gè)類別的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，并計(jì)算給定像素屬于特定類別的概率。每個(gè)像素被分配到具有最高概率（即最大似然）的類別。根據(jù)該定義，最大似然法將每個(gè)類別投影到特定的分布上，分類問(wèn)題被轉(zhuǎn)化為分布相似性問(wèn)題。在主界面⑤中搜索Maximum Likelihood打開(kāi)最大似然分類工具。首先要選擇進(jìn)行訓(xùn)練的數(shù)據(jù)，需要強(qiáng)調(diào)的是，我們選擇在上篇文中生成的主成分分析的結(jié)果進(jìn)行分類，而不是影像本身，具體原因在上篇文章中有詳細(xì)描述。分類結(jié)果如下所示：02波譜角方法光譜角映射器 (SAM) 是一種基于物理的光譜分類，它使用 n 維角度將像素與參考光譜進(jìn)行匹配。該算法通過(guò)計(jì)算光譜之間的角度并將它們視為維數(shù)等于波段數(shù)的空間中的向量來(lái)確定兩個(gè)光譜之間的光譜相似性。SAM 使用的端元光譜可以來(lái)自 ASCII 文件或光譜庫(kù)，或者您可以直接從圖像中提取它們（作為 ROI 平均光譜）。SAM 比較端元譜向量與 n 維空間中每個(gè)像素向量之間的角度。較小的角度代表與參考光譜更接近。在主界面⑤中搜索Spectral Angle Mapper打開(kāi)光譜角工具，在端元集合（Endmember Collection：SAM）中導(dǎo)入選取的ROI，將上一步選取的ROI所在范圍的光譜均值作為特定類別的標(biāo)準(zhǔn)光譜。SAM的本質(zhì)是將分類問(wèn)題轉(zhuǎn)化為對(duì)比未知類別數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)光譜的余弦距離的問(wèn)題。需要強(qiáng)調(diào)的是，我們選擇主成分分析的結(jié)果進(jìn)行分類，而不是影像本身，具體原因在上篇文章中有詳細(xì)描述。分類結(jié)果如下所示：小結(jié)本文中我們介紹了兩種監(jiān)督分類的方法，相對(duì)于非監(jiān)督分類，監(jiān)督分類通過(guò)融入先驗(yàn)知識(shí)，提供了有明確類別的結(jié)果，這大大減少了進(jìn)行后續(xù)處理的成本。但是對(duì)于遙感應(yīng)用來(lái)說(shuō)，獲取地面真值的成本較高，通過(guò)目視解譯的方式會(huì)不可避免地引入人為誤差，給結(jié)果帶來(lái)不確定性。正如上一篇文章提到，數(shù)據(jù)和特征決定了分類的上限，而分類的方法只能逼近這個(gè)上限。如何構(gòu)建質(zhì)量高、數(shù)量多的訓(xùn)練集，權(quán)衡成本是監(jiān)督分類需要考慮的問(wèn)題。