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基于MESMA和RF的山丘区土地利用信息分类提取 被引量:22
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作者 陈元鹏 郧文聚 +3 位作者 周旭 彭军还 李少帅 周妍 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期136-144,共9页
探讨了基于多端元混合像元分解(Multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)和随机森林(Random forest,RF)相结合的土地利用信息分类提取方法。以Landsat-8 OLI卫星遥感影像为主要数据,基于植被-不透水面-裸土(Vegetation-imp... 探讨了基于多端元混合像元分解(Multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)和随机森林(Random forest,RF)相结合的土地利用信息分类提取方法。以Landsat-8 OLI卫星遥感影像为主要数据,基于植被-不透水面-裸土(Vegetation-impervious surface-soil,VIS)模型,利用MESMA将影像分解为植被、不透水面和裸土3类组分,将生成的3类组分变量和基于光谱、纹理信息计算选取的20个特征变量组合后开展RF分类实验,将分类结果与相同特征变量下的支持向量机(Support vector machine,SVM)、最大似然(Maximum likelihood classification,MLC)分类结果进行比较分析。结果表明:MESMA可以获得较为精确的组分丰度信息;RF分类结果优于相同特征变量下的SVM和MLC分类结果;在MESMA生成的组分信息变量参与分类后,3种方法的分类精度均有所改善,分别达90.50%、88.85%、86.35%,其中RF的分类精度改善最为显著;MESMA与线性混合分解(Linear spectral mixture analysis,LSMA)生成的组分信息变量相比,前者对于改善分类精度效果更为明显。MESMA对于提高影像分类精度起到一定积极作用,基于MESMA和RF的方法对中等空间分辨率影像山丘区土地利用信息分类提取精度较高,利用该方法开展遥感影像解译可为大尺度的土地利用监测和管理工作提供技术支持和理论参考。 展开更多
关键词 土地利用分类 中等空间分辨率 多端元混合像元分解 随机森林 山丘区
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一种新的基于Fisher判别的混合像元分解算法:室内控制实验结果分析 被引量:4
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作者 陈学泓 王胜强 +2 位作者 陈晋 沈妙根 朱孝林 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期476-480,共5页
混合像元分解技术(Spectral Mixture Analysis,SMA)是遥感图像处理的重要手段之一.传统方法假设每个端元具有稳定的光谱特征,然而端元内光谱差异普遍存在,这将导致混合像元分解精度的降低.针对该问题,提出了基于Fisher判别(Fisher Discr... 混合像元分解技术(Spectral Mixture Analysis,SMA)是遥感图像处理的重要手段之一.传统方法假设每个端元具有稳定的光谱特征,然而端元内光谱差异普遍存在,这将导致混合像元分解精度的降低.针对该问题,提出了基于Fisher判别(Fisher Discriminant Analysis,FDA)的混合像元分解算法.Fisher判别对光谱各波段进行线性组合,使得转换后的光谱值分离度最大,即端元内的光谱差异较小而端元间的光谱差异较大.利用转换后的光谱对混合像元进行分解可以最大程度地减少端元内光谱差异对分解结果的影响.利用该方法对室内控制实验的模拟混合像元光谱进行分解,并与过去提出的几种混合像元分解技术进行比较,结果显示新方法相比传统方法在分解精度上有相当程度的提高. 展开更多
关键词 混合像元分解 端元内光谱差异 FISHER判别 室内控制实验
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黄河源玛多县“黑土滩”遥感定量识别 被引量:3
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作者 安如 徐晓峰 +1 位作者 李晓雪 梁欣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3183-3190,共8页
采用混合像元分解方法提取"黑土滩"信息以实现玛多县"黑土滩"的遥感识别。以Roberts提出的多端元混合像元分解(MESMA)模型为基础,分析玛多县的地物组成并提取端元;针对MESMA在本研究区应用存在的不足,优化了分解策... 采用混合像元分解方法提取"黑土滩"信息以实现玛多县"黑土滩"的遥感识别。以Roberts提出的多端元混合像元分解(MESMA)模型为基础,分析玛多县的地物组成并提取端元;针对MESMA在本研究区应用存在的不足,优化了分解策略和机制,并利用改进后的MESMA,结合"黑土滩"的形成机制提取研究区的"黑土滩"信息。最后,采用实测数据对本文"黑土滩"识别结果进行精度验证,得到的精度为82.81%,较MESMA方法的71.09%有明显提高,说明改进后的MESMA可以有效识别"黑土滩"。利用本文方法得到玛多县"黑土滩"面积为1.592×103 km2,主要分布在玛多县北部。该方法在保证"黑土滩"提取精度的同时,效率较传统的目视解译方法有了明显改善。该方法亦适用于其他复杂环境地表组分信息的提取。 展开更多
关键词 黑土滩 遥感 定量识别 定量提取 多端元混合像元分解 玛多县
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基于面向对象的多端元光谱混合分析方法 被引量:4
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作者 刘正春 卢帅 张辉 《山西农业大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第2期202-208,共7页
为了充分利用中等分辨率遥感影像的空间、纹理和光谱信息,解决影像中存在的大量混合像元问题,提高多端元光谱混合分析方法的效率,本文提出了基于面向对象的多端元光谱混合分析方法。首先利用面向对象的分析方法对研究区遥感影像进行分类... 为了充分利用中等分辨率遥感影像的空间、纹理和光谱信息,解决影像中存在的大量混合像元问题,提高多端元光谱混合分析方法的效率,本文提出了基于面向对象的多端元光谱混合分析方法。首先利用面向对象的分析方法对研究区遥感影像进行分类,得到分类结果图;然后对分类结果图中包含多种土地覆盖类型的对象进行多端元光谱混合分析,获得各土地覆盖类别的丰度图及分解残差图;最后对基于面向对象的多端元光谱混合分析结果与多端元光谱混合分析结果进行对比分析。结果表明,基于面向对象的多端元光谱混合分析方法能够得到比较连续且和实际地物分布较为吻合的分析结果,其分解精度和效率优于多端元光谱混合分析方法。该方法可更有效地提取地表覆盖信息,为研究区域性生态环境变化、模拟分析提供了有效的信息提取方法。 展开更多
关键词 面向对象 多端元光谱混合分析 TM遥感影像 影像分类
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基于Landsat 8的云南松光谱混合分析研究 被引量:2
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作者 曹影 张加龙 +2 位作者 陆驰 黄田 杨明星 《西部林业科学》 CAS 2017年第5期59-63,共5页
通过中低分辨率遥感影像进行土地覆盖分类精度一般不高,且分类到具体树种存在较大困难。基于Landsat 8 OLI影像、61个外业调查样点建立昆明市主城区周围云南松波谱库,采用PPI方法进行端元提取;应用波谱角填图法对端元光谱进行识别并进... 通过中低分辨率遥感影像进行土地覆盖分类精度一般不高,且分类到具体树种存在较大困难。基于Landsat 8 OLI影像、61个外业调查样点建立昆明市主城区周围云南松波谱库,采用PPI方法进行端元提取;应用波谱角填图法对端元光谱进行识别并进行林地覆盖分类。利用森林资源二类调查数据进行精度检验,研究区总体精度为75.78%,Kappa为0.69,其中,云南松用户和生产者精度分别为67.70%和71.17%;对典型样区像元分解与精度检验后,云南松覆盖精度有一定的提高。因此,采用PPI和SAM波谱识别方法对云南松信息提取是有效的;应用混合像元分析进行云南松信息提取具有一定的可靠性,适用于中低分辨率的影像,划分典型区域可提高森林树种识别精度。 展开更多
关键词 光谱混合分析 Landsat8 云南松 PPI 端元 波谱角填图
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基于像元分解的植被覆盖度遥感估算模型的比较研究(英文) 被引量:4
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作者 张显峰 廖春华 《石河子大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第2期141-147,共7页
植被覆盖度是表征陆地表面植被状况的一个重要地表微气候参数,也是监测评价荒漠化和农作物长势最有效的指数。本文比较了两种基于遥感数据的植被覆盖度估算方法。一个由混合光谱构成的遥感影像像元可近似地被分解为植被与土壤两个部分... 植被覆盖度是表征陆地表面植被状况的一个重要地表微气候参数,也是监测评价荒漠化和农作物长势最有效的指数。本文比较了两种基于遥感数据的植被覆盖度估算方法。一个由混合光谱构成的遥感影像像元可近似地被分解为植被与土壤两个部分或者更精确地分解为多种组份。分解为两种组分的想法可用来构建像元二分模型,而分解为多种组份的思路则可构建基于光谱混合分析的植被覆盖度估算模型。本研究首先从概念上比较分析了像元二分模型与多端元分解模型在植被覆盖度估算中各自的优缺点。然后,利用搭载在中国自主发射的环境一号小卫星A星上的高光谱成像仪数据,设计并实现了一个经验性的比较研究实验。研究结果表明,两种像元分解模型都能得到满意的植被覆盖度估算结果,而多端元分解模型则能在高植被覆盖区域和低植被覆盖区域产生更好的估算结果。 展开更多
关键词 像元分解 植被覆盖度 HJ-1/HSI 多端元 光谱混合分析
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分层变端元混合像元分解的新疆北部积雪分量制图研究 被引量:1
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作者 刘艳 杨耘 李杨 《草业学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期300-310,共11页
新疆北部冬季常多云天气,受地形和植被等因素影响,积雪分布不均,这导致了积雪分量遥感制图精度不高的难题。针对这一问题,本文利用MODIS影像,提出了分层变端元混合像元分解的积雪定量反演方法。该方法首先建立研究区影像和参考端元库,... 新疆北部冬季常多云天气,受地形和植被等因素影响,积雪分布不均,这导致了积雪分量遥感制图精度不高的难题。针对这一问题,本文利用MODIS影像,提出了分层变端元混合像元分解的积雪定量反演方法。该方法首先建立研究区影像和参考端元库,再对区域影像地类进行从粗到细的逐级划分,对每级包含的地类进行2端元或3端元混合像元分解。通过对上一级解混后与积雪相关的子类再实施上述变端元混合像元分解方法,得到下一级更细的地类划分。综合各级地类解混结果实现了高精度积雪分量制图。以HJ CCD影像分类数据、植被分布数据和实测数据为数据源,验证了变端元解混时模型包含端元数较少时(如2端元或3端元)研究区域积雪分类精度最高,为87%。反之,包含端元数越多,分类精度会降低。 展开更多
关键词 分层变端元混合像元分解 积雪分量制图 新疆北部 MODIS
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基于Sentinel-2A和Landsat8的城市不透水面的提取 被引量:9
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作者 赵怡 许剑辉 +3 位作者 钟凯文 王云鹏 胡泓达 吴萍昊 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第2期40-47,共8页
城市不透水面相关研究对城市的发展至关重要。为了提取城市不透水面盖度,通常采用线性光谱混合分析方法,在亚像元尺度上计算混合像元内的不透水面面积比例。由于端元光谱曲线存在误差,导致不透水面盖度提取精度较低,因而提出端元优化方... 城市不透水面相关研究对城市的发展至关重要。为了提取城市不透水面盖度,通常采用线性光谱混合分析方法,在亚像元尺度上计算混合像元内的不透水面面积比例。由于端元光谱曲线存在误差,导致不透水面盖度提取精度较低,因而提出端元优化方案,通过Sentinel-2A影像选择比较纯净的端元,利用其光谱信息优化从Landsat8影像中选择的端元的光谱曲线,提高纯净像元光谱曲线精度。此外,结合解混结果优化方案,利用归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)和干旱裸土指数(dry bare-soil index,DBSI),对解混结果进行优化。采用WorldView-2遥感影像进行样本验证,结果显示,该方法所提取不透水面盖度的精度比传统方法提高了20%,为端元选取和不透水面提取提供可靠的理论支持。 展开更多
关键词 Sentinel-2A 端元优化方案 线性光谱混合分解 不透水面
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多端元光谱解混模型的改进及对植被盖度的反演 被引量:3
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作者 张雅春 那晓东 臧淑英 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期68-71,共4页
以扎龙自然保护区为研究对象,运用分层的面向对象分类法与多端元光谱解混算法相结合反演该地区的植被覆盖度。结果表明:分层降低了场景复杂度,面向对象分类法与多端元光谱解混算法的结合,有效的减少了计算量和混合像元的端元变化;采用... 以扎龙自然保护区为研究对象,运用分层的面向对象分类法与多端元光谱解混算法相结合反演该地区的植被覆盖度。结果表明:分层降低了场景复杂度,面向对象分类法与多端元光谱解混算法的结合,有效的减少了计算量和混合像元的端元变化;采用同期高分辨率的SPOT5多光谱遥感影像进行精度验证,与传统的多端元光谱解混模型的反演结果进行对比,相关系数从0.864 3提高到0.902 8,均方根误差从0.171 2减少到0.092 6。因此,分层面向对象多端元光谱解混模型适合对湿地植被覆盖度的反演。 展开更多
关键词 植被覆盖度 面向对象分类 多端元光谱解混模型 扎龙自然保护区
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多端元光谱混合分析综述 被引量:4
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作者 戚文超 张霞 岳跃民 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2016年第5期11-18,共8页
多端元光谱混合分析是一种端元可变的线性光谱混合分析方法,通过由不同种类和数量的纯净像元(端元)构成的端元组合,对混合像元进行分解。针对每类地物,该方法可以采用多条同种端元光谱进行解混,在一定程度上克服了同种地物的光谱变异问... 多端元光谱混合分析是一种端元可变的线性光谱混合分析方法,通过由不同种类和数量的纯净像元(端元)构成的端元组合,对混合像元进行分解。针对每类地物,该方法可以采用多条同种端元光谱进行解混,在一定程度上克服了同种地物的光谱变异问题,能够提高解混的精度。本文对多端元光谱混合分析的具体方法进行综述。首先,基于对多端元解混研究现状的深入分析,归纳了多端元光谱混合分析的基本流程。其次,对多端元解混涉及的端元选取方法进行总结,分别概述了图像端元和参考端元扩充的策略及优化的指标;在此基础上,系统论述了端元光谱库构建主要途径及其优缺点,并指出针对特定的研究区域最佳端元模型确定的方法。最后,提出多端元光谱混合分析存在的问题并给出相应的解决方案。 展开更多
关键词 多端元光谱混合分析 端元提取 端元扩充及优化 端元库构建 端元模型
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基于多端元光谱混合分析方法的大兴安岭火后植被盖度恢复研究 被引量:2
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作者 陈宝 刘志华 房磊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第22期8630-8638,共9页
火干扰是北方针叶林结构、功能及动态的主要调节因子之一。研究火后植被恢复对理解火干扰和生态系统的交互作用具有重要意义。火烧迹地通常由植被与基质混合组成,在中低分辨率(>10 m)遥感影像中表现为混合像元,因此研究亚像元尺度上... 火干扰是北方针叶林结构、功能及动态的主要调节因子之一。研究火后植被恢复对理解火干扰和生态系统的交互作用具有重要意义。火烧迹地通常由植被与基质混合组成,在中低分辨率(>10 m)遥感影像中表现为混合像元,因此研究亚像元尺度上植被的恢复是精确量化植被恢复的关键。本研究以2000年大兴安岭呼中自然保护区中8700 hm2火烧迹地为研究区,以两期(2014年6月1日和2010年6月22日)中分辨率Landsat ETM+影像(30 m)为基础数据,比较多端元光谱混合分析(Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA)和归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)获得的植被盖度,以高分辨率(2 m)WorldView 2影像(2014年7月1日)为验证数据,对两种方法计算的植被盖度精度进行比较。结果表明,MESMA方法获得的植被盖度(R2=0.691)与传统的NDVI获得的植被盖度(R2=0.700)精度无统计差异,中烈度下获得的植被覆盖精度高于低、高火烧烈度。为验证同一端元能否运用到不同时相的Landsat影像中,本研究将从2014年影像中获取的最佳端元运用到2010年影像中获得植被盖度图,结果表明2014年与2010年得到的RMSE(均方根误差)均值分别为0.0015和0.0065,说明最佳端元可用于不同时相的影像分解。本研究表明MESMA方法可有效监测北方针叶林中火后植被盖度恢复,并可运用于时间序列遥感影像监测植被恢复动态。 展开更多
关键词 大兴安岭 多端元光谱混合分析 火干扰 植被恢复
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城市地表端元丰度与地表亮温关系 被引量:2
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作者 张叙葭 陈涛 +1 位作者 牛瑞卿 孙安昌 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2017年第2期113-120,共8页
由于城市人口急剧增长,城市化进程成为全球变暖的主要贡献来源:城市裸露、半裸露土地和不透水面温度较高。针对城市地表物质丰度与温度的关系,以武汉市2013年夏季Landsat-8遥感数据为数据源,使用多端元光谱混合分析法动态提取每个像元... 由于城市人口急剧增长,城市化进程成为全球变暖的主要贡献来源:城市裸露、半裸露土地和不透水面温度较高。针对城市地表物质丰度与温度的关系,以武汉市2013年夏季Landsat-8遥感数据为数据源,使用多端元光谱混合分析法动态提取每个像元中的植被-不透水面-土壤(V-I-S)端元组分,并采用大气顶层辐射值反演地表亮温,通过聚类分析典型地表物质类型的地表亮温区位表现,结合三角图分析每个像元内的端元丰度与相应地表亮温之间的关系,拟合多元回归方程探究端元丰度对地表温度的影响能力,以及地表亮温对端元丰度数值变化的表现。实验结果表明,V-I-S端元丰度情况可解释夏季地表亮温98.563%的变化,其中不透水面丰度对夏季亮温的影响最大,而植被丰度的大小与植被温度调节能力成正比。 展开更多
关键词 三角图 混合像元分解 多端元光谱混合分析法 Landsat-8 城市地表亮温
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一种准确快速的高光谱数据光谱混合分析方法 被引量:1
13
作者 曹扬 胡荣 +1 位作者 金彬 张佩 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2014年第S1期153-158,共6页
针对地物光谱的不确定性及参与每一像元光谱混合的端元种类与数目的不确定性,提出一种准确快速的高光谱数据光谱分析方法。该方法利用图像端元与标准端元库端元构建分组端元库,为每种地物引入多种端元光谱,解决了地物光谱不确定性问题;... 针对地物光谱的不确定性及参与每一像元光谱混合的端元种类与数目的不确定性,提出一种准确快速的高光谱数据光谱分析方法。该方法利用图像端元与标准端元库端元构建分组端元库,为每种地物引入多种端元光谱,解决了地物光谱不确定性问题;通过基于多端元交叉相关光谱匹配的确定搜索与基于二进制粒子群优化的随机搜索相结合的方式为每一像元搜寻一个最优端元子集,解决了参与混合的端元种类与数目的不确定性问题,并且提高了搜索效率。通过模拟数据与真实高光谱数据的试验验证,该方法解混精度与多端元光谱混合分析法相当、远高于全限制/无限制最小二乘法与交叉相关光谱匹配法,而计算时间远小于多端元光谱混合分析,实现了快速、准确的高光谱数据解混。 展开更多
关键词 高光谱 光谱混合分析 可变端元优化搜索 不确定性
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面向Sentinel-2影像的亚像元级水体提取方法 被引量:1
14
作者 熊龙海 何颖清 +1 位作者 刘茉默 李俊 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第11期122-127,共6页
结合Sentinel-2影像及其他高分辨率卫星数据进行长序列、高频次、大范围的水面率、蓄水量、生态流量等水资源要素监测具有重要意义。为了提高水体提取精度,解决利用多源中高分辨率卫星数据提取水体时的空间尺度效应问题,本文提出了一种... 结合Sentinel-2影像及其他高分辨率卫星数据进行长序列、高频次、大范围的水面率、蓄水量、生态流量等水资源要素监测具有重要意义。为了提高水体提取精度,解决利用多源中高分辨率卫星数据提取水体时的空间尺度效应问题,本文提出了一种面向Sentinel-2影像的亚像元级水体提取方法(简称SWES)。首先利用RWI提取纯水体像元,然后利用膨胀算法提取水陆边界混合像元,最后为解决地物的类内光谱变化问题,采用考虑空间信息的多端元光谱混合分析算法(MESMA)求解水陆混合像元中的水体丰度。3个试验区的结果均表明,SWES取得了较好效果,平均RMSE为0.147,水体提取效果均优于自动亚像元水体提取方法(简称ASWM),尤其在水陆混合像元较多的坑塘养殖区。SWES在试验区获取的水体面积也有较高精度,平均相对误差为8.03%,低于ASWM的20.23%,结果表明SWES能够有效提升水域面积提取精度。 展开更多
关键词 亚像元 水体提取 水陆混合像元 多端元光谱混合分析 Sentinel-2影像
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一种反演积雪面积的范数最小二乘算法
15
作者 段金亮 张瑞 +1 位作者 李奎 庞家泰 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2021年第1期120-125,共6页
针对常规光谱混合分析算法在积雪面积反演中存在的端元变化误差及运算效率的问题,提出了一种范数最小二乘算法(norm least squares,NLS)。为验证算法的精度和实用性,利用藏南地区的MODIS影像进行反演实验,同时采用全约束最小二乘法(full... 针对常规光谱混合分析算法在积雪面积反演中存在的端元变化误差及运算效率的问题,提出了一种范数最小二乘算法(norm least squares,NLS)。为验证算法的精度和实用性,利用藏南地区的MODIS影像进行反演实验,同时采用全约束最小二乘法(fully constrained least squares,FCLS)和多端元光谱混合分析法(multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)进行对比分析。实验结果表明,引入范数减弱了积雪光谱的异质性,提高了积雪面积的反演精度,其反演结果基本跟真值保持一致,且用于反演积雪面积可行性高。同时,该算法反演的积雪面积相比FCLS具有更高的精度,相比MESMA具有更高的时间效率。 展开更多
关键词 MODIS影像 端元变化 范数最小二乘法 光谱混合分析 积雪面积
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