基于谱聚类与类间可分性因子的高光谱波段选择

摘要：

随着遥感技术和成像光谱仪的发展，高光谱遥感图像的分辨率不断提高，其庞大的数据量在提高其遥感探测能力的同时，也给分析和处理带来了很大的困难。高光谱波段选择可以有效减少数据冗余，提高分类识别精度和处理效率。因此如何从多达数百个波段的高光谱图像中选择出具有较好分类识别能力的波段组合是亟待解决的问题。针对上述问题，采用基于图论的谱聚类算法，将原始高光谱图像中的波段作为待聚类的数据点，利用互信息描述两两波段间的相似度，生成相似度矩阵。再根据图谱划分理论，将相似度矩阵生成的非规范化图拉普拉斯矩阵进行谱分解，得到类间相似度小且类内相似度大的类簇；然后根据地物类型计算各波段的类间可分性因子，将其作为类簇内进一步选择代表性波段的参考指标，达到降维的目的；最后通过支持向量机与最小距离分类方法对波段选择后的图像分类。该方法区别于传统的无监督聚类方法，采用基于图论的谱聚类算法，并根据先验知识计算类间可分性因子来选择波段。通过与自适应波段选择算法和基于自动子空间划分的波段指数算法的对比实验，结果表明：两组实验当聚类数目达到相对最佳时，该波段选择方法支持向量机图像总分类精度达到94.08％和94.24％以上，最小距离分类图像总分类精度达到87.98％和89.09％以上，有效保留了光谱信息，提高了分类精度。

关键词：高光谱、谱聚类、波段选择、类间可分性

分类号：TP79(遥感技术)

资助基金：国家科技支撑计划项目N2012BAH31B01;北京市自然科学基金重点项目B 类KZ201310028035;教育部博士点基金项目20131108110005;中国地震局地震预测研究所基本科研业务经费专项2014IES0203

在线出版日期：2015-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1357-1364