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等距映射降维用于高光谱影像低维流形特征提取

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武汉大学学报（信息科学版） 2013年第6期38卷 642-647页

作者：孙伟伟刘春施蓓琦李巍岳同济大学测绘与地理信息学院上海市四平路1239号200092 现代工程测量国家测绘地理信息局重点实验室上海市四平路1239号200092 上海师范大学城市信息研究中心上海市桂林路100号200234

通过观察对比等距映射流形坐标和光谱特征的变化趋势来解释每一维流形坐标的光谱含义,目的在于从具有光谱解释的流形图中提取低维流形特征。通过设计两个实例来验证本文提出的低维流形特征提取方法。结果显示,Isomap低维流形图可用于提... 详细信息

通过观察对比等距映射流形坐标和光谱特征的变化趋势来解释每一维流形坐标的光谱含义,目的在于从具有光谱解释的流形图中提取低维流形特征。通过设计两个实例来验证本文提出的低维流形特征提取方法。结果显示,Isomap低维流形图可用于提取目标地物的低维流形特征,同时也证明了等距映射流形坐标光谱解释的可行性。这对Isomap降维在高光谱影像中的应用具有很大的理论指导意义。

关键词：高光谱影像等距映射流形特征流形坐标解释

联合改进拉普拉斯特征映射和k-近邻分类器的高光谱影像分类

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武汉大学学报（信息科学版） 2015年第9期40卷 1151-1156页

作者：孙伟伟刘春李巍岳宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 同济大学测绘与地理信息学院上海200092 现代工程测量国家测绘地理信息局重点实验室上海200092 上海师范大学城市发展研究院上海200234 矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室河南焦作454000

高光谱影像利用流形学习降维和分类器分类时往往忽略了影像本身的空间特征,这将严重制约最终的分类精度。因此,本文以拉普拉斯特征映射和k-近邻分类器为例,提出了自适应加权综合核距离来同时改进流形学习方法和分类器方法,目的在于改善... 详细信息

高光谱影像利用流形学习降维和分类器分类时往往忽略了影像本身的空间特征,这将严重制约最终的分类精度。因此,本文以拉普拉斯特征映射和k-近邻分类器为例,提出了自适应加权综合核距离来同时改进流形学习方法和分类器方法,目的在于改善高光谱影像的分类结果。自适应加权综合核距离同时考虑高光谱影像的光谱特征和空间特征,且能够针对每个像素点自动估算空间邻域来描述空间特征。通过Indian和PaviaU两个数据集来分析和验证本文提出的组合策略,实验结果表明,本文提出的组合策略得到的分类结果明显优于常规拉普拉斯特征映射降维和常规k-近邻分类的组合策略,能够得到更高精度的分类结果。

关键词：高光谱分类非线性降维改进拉普拉斯特征映射改进k-近邻分类自适应加权综合核距离

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利用稀疏自表达实现高光谱影像波段选择

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第4期42卷 441-448页

作者：孙伟伟蒋曼李巍岳航空遥感技术国家测绘地理信息局重点实验室北京100830 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 上海师范大学城市发展研究院上海200234

提出一种稀疏自表达方法来研究高光谱影像分类中的波段选择问题。该方法利用字典矩阵等于测量矩阵的条件来改进多观测向量的稀疏表达模型,将波段子集看作高光谱影像波段集合中的代表子集。稀疏自表达方法将波段选择转换为寻求多观测向... 详细信息

提出一种稀疏自表达方法来研究高光谱影像分类中的波段选择问题。该方法利用字典矩阵等于测量矩阵的条件来改进多观测向量的稀疏表达模型,将波段子集看作高光谱影像波段集合中的代表子集。稀疏自表达方法将波段选择转换为寻求多观测向量中稀疏系数矩阵的非零行向量问题,通过引入混合范数来限定非零元素行向量的个数,利用快速交替方向乘子方法求解稀疏系数矩阵,并聚类非零行向量,实现波段的有效选择。基于两个公开高光谱影像数据集并对比其他4种波段选取方法来验稀疏自表达方法。实验结果证明,稀疏自表达方法能够在计算效率明显优于基于波段相关性的线性限制最小方差方法的同时,取得与该方法和非负稀疏矩阵分解方法相匹甚至略高的总体分类精度。

关键词：波段选择稀疏自表达多观测向量高光谱影像分类快速交替方向乘子

利用偏最小二乘方法修复高光谱影像等距映射降维中遗失点的坐标

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武汉大学学报（信息科学版） 2012年第5期37卷 550-554页

作者：孙伟伟刘春施蓓琦李巍岳同济大学测量与国土信息工程系上海市四平路1239号200092 现代工程测量国家测绘地理信息局重点实验室上海市四平路1239号200092 上海师范大学城市信息研究中心上海市桂林路100号200234

将Isomap流形学习方法应用于高光谱影像非线性降维时,在构建最短路径过程中,其边界点往往被忽略而没有低维流形坐标。对此,引入偏最小二乘方法来模拟修复遗失点的流形坐标,并从两个方面进行了综合评价。实验结果表明,模拟流形坐标与实... 详细信息

将Isomap流形学习方法应用于高光谱影像非线性降维时,在构建最短路径过程中,其边界点往往被忽略而没有低维流形坐标。对此,引入偏最小二乘方法来模拟修复遗失点的流形坐标,并从两个方面进行了综合评价。实验结果表明,模拟流形坐标与实际坐标吻合很好。

关键词：等距映射偏最小二乘流形坐标修复最短路径

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加权概率原型分析的高光谱影像波段选择

遥感学报 2018年第1期22卷 110-118页

作者：孙伟伟张殿发杨刚李巍岳宁波大学地理与空间信息技术系宁波315211 上海师范大学城市发展研究院上海200234 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000

高光谱遥感影像波段众多、相关性强,导致其实际分类应用计算量大且存在明显的"维数灾难"问题。本文提出加权概率原型分析方法来研究高光谱影像的波段选择问题。该方法考虑波段间的差异性,引入综合差异性度量指标来构造权重矩阵以改进传... 详细信息

高光谱遥感影像波段众多、相关性强,导致其实际分类应用计算量大且存在明显的"维数灾难"问题。本文提出加权概率原型分析方法来研究高光谱影像的波段选择问题。该方法考虑波段间的差异性,引入综合差异性度量指标来构造权重矩阵以改进传统原型分析模型;考虑稀疏系数的狄利克雷分布和高光谱成像过程的量子特性,引入贝叶斯框架理论来构建波段选择的优化模型。加权概率原型分析方法采用迭代优化的策略,利用交替方向乘积方法来依次求解两个凸优化子问题来得到局部最优的稀疏系数矩阵并实现波段子集的最优估计。基于两个公开的高光谱数据集,对比4种主流的波段选择方法(SpaBS、SNMF、ISSC、SSR)来验证提出方法的可靠性。实验结果表明,加权概率原型分析方法的总体分类精度高于其他4种方法,能够得到更好的分类结果图。本文提出的加权概率原型分析模型能够选择合适的波段子集来满足高光谱影像的高精度分类需求。

关键词：高光谱遥感原型分析加权概率原型分析波段选择稀疏表达

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结合星载激光和多光谱影像的城市树种分类

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 970-981页

作者：王书凡刘春吴杭彬李巍岳同济大学测绘与地理信息学院上海200092 上海师范大学环境与地理科学学院上海200234

城市树木种类是影响城市森林固碳能力和维持生态系统稳定的重要因素,但城市树木空间分布广泛、所处环境复杂,目前缺少适用的树种分类模型,因此尝试将星载激光引入树种分类。综合考虑植被冠层结构、水平光谱与空间环境特征,并通过特征空... 详细信息

城市树木种类是影响城市森林固碳能力和维持生态系统稳定的重要因素,但城市树木空间分布广泛、所处环境复杂,目前缺少适用的树种分类模型,因此尝试将星载激光引入树种分类。综合考虑植被冠层结构、水平光谱与空间环境特征,并通过特征空间分析定量度量各参数贡献以构建最优特征集合,最后利用支持向量机(SVM)算法建立结合星载激光与光学影像的城市树种分类模型。上海市内4个代表性区域树种分类实验结果表明,所构建的融合模型准确性较高,Kappa系数达到0.82,总体分类精度为87.04%。星载激光能够在城市树种分类中发挥重要作用,其表征的植被三维结构特征与空间环境特征一同对城市树种分类做出了突出贡献。

关键词：城市树种分类星载激光光谱影像支持向量机(SVM)算法

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改进核空间对称稀疏表达用于高光谱波段选择

浙江大学学报（工学版） 2018年第4期52卷 687-693,718页

作者：孙伟伟马俊杨刚李巍岳宁波大学地理与空间信息技术系浙江宁波315211 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 上海师范大学城市发展研究院上海200234 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

提出改进核空间对称稀疏表达(IKSSR)降维方法来解决高光谱影像(HSI)的波段选择问题.该方法利用核函数方法和稀疏系数的二值约束条件改进对称稀疏表达模型,在映射得到的核空间构建包含所有波段向量对应的数据点的凸包,通过寻找最小凸包... 详细信息

提出改进核空间对称稀疏表达(IKSSR)降维方法来解决高光谱影像(HSI)的波段选择问题.该方法利用核函数方法和稀疏系数的二值约束条件改进对称稀疏表达模型,在映射得到的核空间构建包含所有波段向量对应的数据点的凸包,通过寻找最小凸包的原型点实现波段子集的优化选择.改进核空间对称稀疏表达方法采用矢量量化策略初始化波段子集,利用块坐标下降方法将非凸问题转换为凸目标函数优化问题,实现目标波段子集选取.基于两个公开高光谱数据集,对该方法和4种主流的波段选择方法进行实验比较研究.实验结果表明,利用改进核空间的对称稀疏表达方法得到的总体分类精度优于对称稀疏表达模型和其他3种方法.

关键词：高光谱影像稀疏表达改进核空间对称稀疏表达波段选择矢量量化

基于RS与GIS的区域景观格局与土壤侵蚀的关系研究 ——以陕西省黄土高原为例

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基于RS与GIS的区域景观格局与土壤侵蚀的关系研究 ——以陕西省黄...

作者：李巍岳辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

土壤侵蚀是农作物生产,植被生长发育的重要威胁之一,更是区域可持续发展中不可忽视的问题。黄土高原地区,典型地貌为丘陵沟壑,地形支离破碎,是中国乃至全世界水土流失量最为严重的地区。位于黄河中游黄土高原的陕西省是我国进行“退耕... 详细信息

土壤侵蚀是农作物生产,植被生长发育的重要威胁之一,更是区域可持续发展中不可忽视的问题。黄土高原地区,典型地貌为丘陵沟壑,地形支离破碎,是中国乃至全世界水土流失量最为严重的地区。位于黄河中游黄土高原的陕西省是我国进行“退耕还林”政策的试点地区。自从1998年以来,我国开始实行“封山禁牧、退耕还林”的政策,黄土高原陕西地区的林业生态建设具有了明显改善,但关于黄土高原区土壤侵蚀由于退耕还林政策的控制效果,水保部门缺乏系统的定量化研究,模型预测的结果与实际结果偏差较大,严重影响了工程效益的评价工作。鉴于此,本文利用RS与GIS相结合的手段,通过修订通用土壤流失方程（RUSLE）,计算了陕西省黄土高原区2000年的土壤侵蚀量。以研究区55个市,县为样本,建立了景观指数与土壤侵蚀之间的关系模型,试图从中尺度范围对土壤侵蚀进行预测,为黄土丘陵区水土保持和生态修复工作提供科学依据。结果表明:（1）研究区北部,地势平缓,自然条件好,土壤侵蚀较低。平均流失模数最大的地区分布于区域西南部,宝鸡县生态条件较差;（2）研究区土地利用景观指数较好地反映土壤侵蚀情况,为土壤侵蚀预测开辟新的方法;（3）基于C语言与ArcGIS Engine组件构建GIS桌面端数据库系统,建立了图形数据库与属性数据库,实现了土地利用数据资源的统一存储,很好地把握研究区土地利用及土壤侵蚀的情况。

关键词：土壤侵蚀景观指数关系模型侵蚀预测

面向高光谱影像分类的改进局部切空间排列降维

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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同济大学学报（自然科学版） 2014年第1期42卷 124-130页

作者：孙伟伟刘春施蓓琦李巍岳同济大学测绘与地理信息学院上海200092 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 现代工程测量国家测绘地理信息局重点实验室上海200092

提出多策略提升的局部切空间排列算法来解决常规局部切空间排列降维在高光谱影像分类中计算复杂度高的问题.通过引入随机映射来预先减少高光谱影像波段数,降低后续k-邻域和局部切空间构建的计算复杂度;采用递归兰索斯切分算法快速构建近... 详细信息

提出多策略提升的局部切空间排列算法来解决常规局部切空间排列降维在高光谱影像分类中计算复杂度高的问题.通过引入随机映射来预先减少高光谱影像波段数,降低后续k-邻域和局部切空间构建的计算复杂度;采用递归兰索斯切分算法快速构建近似k-邻域,降低常规k-邻域构建的计算时间;采用快速近似奇异值分解算法提高全局排列矩阵的本征分解计算速度.利用两个不同的高光谱数据集,设计4组实验来分析多策略速度提升的局部切空间排列算法的计算性能和分类效果.实验证明,相比常规局部切空间排列方法,多策略提升的局部切空间排列方法损失约1%左右的总体分类精度却能够提高至少3倍的计算速度.

关键词：多策略提升局部切空间排列局部切空间排列随机映射降维高光谱影像分类