[发明专利]一种植被光谱特征吸收峰自动识别方法

说明书

技术领域

本发明属于一种植被光谱识别方法，具体涉及一种植被光谱特征吸收峰自动识别方法。

背景技术

光合作用是植被赖以生存的关键，在其主导下，植被光谱通常呈现一系列的特征吸收谱 带，如表征色素吸收的可见光波段反射率特性，表征细胞结构的近红外波段反射率特性，表 征水汽吸收的短波红外光谱波段反射率特性，而光谱曲线吸收峰包涵丰富的光谱吸收特征信 息，从中可提取各种植被的定性、定量以及成分信息。因而识别植被光合作用特征吸收谱带 上的吸收峰，提取其光谱吸收特征信息，不仅可使植被在光谱反射曲线上有效地与其他地物 相区别，而且还能成为区分植被类型、长势及估算生物量的依据。

高光谱测量仪器的光谱分辨率已达到纳米(nm)数量级，其光谱通道数多达数十甚至数百， 它的这种独特性已经被成功地应用在植被、地矿、环境、资源等多个领域，特别是在植被研 究领域中植被分类及其各项生化参数反演的应用更为广泛，高光谱技术获取的连续的精细光 谱浓缩了植被冠层结构和生化参量，为精细化地挖掘植被光谱特征信息提供了可能和条件。

利用光谱遥感技术，识别光谱反射曲线特征吸收峰，已成为表达植被光谱吸收特征细节 信息的重要途径。但由于植被光谱的同质多象、类质同象等现象，使得植被光谱特征识别存 在很多不确定性，尤其光谱曲线吸收峰的识别以目视解译为主，易产生误判与漏判现象，很 大程度上影响了对植被光谱曲线吸收特征细节信息的准确提取，进而影响植被分类及其重要 生化参量估测的准确性。因此，很有必要改进植被光谱特征吸收峰的识别关键技术方法，寻 求一种客观有效的光谱吸收峰自动识别方法，提高植被光谱特征识别的准确率。

发明内容

本发明的目的是提供一种植被光谱特征吸收峰自动识别方法，该方法综合运用微分法与 包络线去除法进行植被光谱曲线特征吸收峰的自动识别，能够克服目前植被光谱特征吸收峰 识别过程中吸收峰位置与吸收强度难以准确识别的缺陷，提高植被光谱特征识别的准确率与 直观性。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种植被光谱特征吸收峰自动识别方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)、以微分法对原始光谱曲线进行前置处理，对原始光谱曲线波段上各采样点按公式：计算其二阶微分量，从而得到二阶微分曲线，并利用二阶微分曲线对原始光谱曲线进行去噪预处理，其中，λ_l代表波段上第i个采样点的波长；R_i代表波段上第i个采样点的原始光谱反射率；SDR_i代表波段上第i个采样点的二阶微分，i＝1,2......N，N为样本点数，即二阶微分曲线在波段上的总点数；

(2)、对噪音去除后的光谱曲线去包络线处理，得到去包络线光谱曲线；

(3)、微分法遍历去包络线光谱曲线的吸收峰峰值点及其左右肩；

(4)、吸收峰吸收特征强度计算。

所述步骤(1)具体包括以下步骤：

如果二阶微分曲线在波段上某采样点的数值小于或等于反射率，即SDR_i≤R_i，则该采样点为真实曲线所经过的点(λ_l，R_i)，将其保留；反之，如果该采样点的值大于反射率，即SDR_i>R_i，则为噪声，将其去掉；对于波段上保留的采样点进行平滑操作，根据下式重新计算波段上保留的采样点的反射率，

其中，w是窗口选择的点的个数，N是样本点数，即二阶微分曲线在波段上的总点数。

所述步骤(2)具体包括以下步骤：

设所述步骤(1)中去噪预处理后得到的R_i组成数组R_i,i＝1,2......N；

波段上的采样点波长组成数组λ_i,i＝1,2......N；

A.i：＝1，将R₁，λ₁加入到包络线节点表中；

B.求新的包络节点，如i＝N，则结束，否则j：＝i+1；

C.连接i，j；检查(i,j)直线与反射率曲线的交点，如果j＝N则结束，将R_j,λ_j加入到包 络线节点表中，否则：

a.m：＝j+1；