nichtlineare Analyse hyperspektraler
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- Gregor Breiner
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1 Workshop zur hyperspektralen Fernerkundung 09. und 10. Februar 2012, GFZ Potsdam Sven Borchardt Universität Potsdam nichtlineare Analyse hyperspektraler Fernerkundungsdaten zur Quantifizierung klimagesteuerter Erosionsprozesse Sven Borchardt
2 Ziele Methode zur Quantifizierung von erodiertem Material über Hyperspektraldaten Verifizierung der Methode an Fallstudien im nordosten Deutschlands und einem Einzugsgebiet in Ostafrika Einbindung der Methode in die EnMAP-Toolbox Sven Borchardt 2/18
3 Hyperspektraldaten sehr hohe spektrale Auflösung quasi kontinuierliche Erfassung der Reflexionscharakteristik Sven Borchardt 3/18
4 Hyperspektraldaten Problem: Reflexionswerte sind häufig Mischsignale aus den spektralen Informationen verschiedener Oberflächenmaterialien Sven Borchardt 4/18
5 Spektrale Entmischung Abundance maps Keshava, 2003 Sven Borchardt 5/18
6 Spektrale Entmischung known endmembers vs. derived endmembers setzt Vorkenntnisse voraus endmember können durch Messungen im Feld oder im Labor abgeleitet oder aus einer Spektralibliothek gewählt werden Ableitung aus dem zu untersuchenden Bild Sven Borchardt 6/18
7 Spektrale Entmischung lineare Mischung nichtlineare Mischung Keshava, 2003 Sven Borchardt 7/18
8 Spektrale Entmischung lineare Mischung Material innerhalb des Pixels i s1 Spektrum von Material Spektrum von Material 2 Spektrum in Pixel i * s2 = x i 2 s3 Spektrum von Material 3 λ x = 25% s1 + 35% s2 + 40% s3 Quelle: veränderte Darstellung ENVI Tutorial Sven Borchardt 8/18
9 Spektrale Entmischung Lineare spektrale Entmischung (SMA spectral mixture analysis) basiert auf der Annahme einer Linearkombination der Spektren aller Oberflächenmaterialien (Endmember) innerhalb eines Pixels M x =! i= 1 a s i i Sven Borchardt 9/18
10 Spektrale Entmischung spektraler Mischungsraum a 11 a 1n x 1 b 1 a m1 a mn x n = b m Sven Borchardt 10/18
11 Spektrale Entmischung spektraler Mischungsraum Spektrum A Reflexion Band y Mischungsraum Spektrum C Spektrum B Reflexion Band x Sven Borchardt 11/18
12 Spektrale Entmischung nichtlineare Mischung intime Mischung bilineare Mischung José et al., 2010 Sven Borchardt 12/18
13 Spektrale Bibliothek Mischungsreihen Bst0+Trt100 Bst10+Trt90 Bst20+Trt80 Bst30+Trt70 Bst40+Trt60 Bst50+Trt50 Bst60+Trt40 Bst70+Trt30 Bst80+Trt20 Bst90+Trt10 Bst100+Trt R eflectance Q2400 z0+fsp100+g l0 W avelength (nm) Q z20+fsp80+g l0 Q z40+fsp60+g l0 Q z60+fsp40+g l0 Q z80+fsp20+g l0 Q z100+fsp0+g l R eflectance W avelength (nm) Sven Borchardt 13/18
14 L Verifizierung 36 E Lake Turkana Q/T Sediments Q/T Basalts BARRIER Q/T Trachyte Q/T Phonolite T Foyaite P Biotite Migmatite P Hbl Gneiss Ultrabasite P Metagabbro P Hbl Biotite Gneiss P Grantoid Gneiss P Psammite Gneiss L E Y East Logipi Lake Logipi Parakati Tum South Horr Lokori P Meta Pelite NAMARUNU V A 2 N Napeitom Rupa I Raupa II + III Hot Basalt S U G U T A Half Moon Namarunu SE Baragoi Kamuge Suguta Namruy Lower Namruy EMURUANGOGOLAK Lomelo Kapedo SILALI Maralal Chemolingot Nginyang PAKA 1 N KOROSI Tangulbei Loruk Kampiya-Samaki Lake Baringo Churu 20 km Sven Borchardt 14/18
15 Verifizierung Sven Borchardt 15/18
16 Verifizierung text Sven Borchardt 16/18
17 Integration EnMAP-Toolbox Sven Borchardt 17/18
18 Gefördert von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.v. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50 EE1012. Sven Borchardt 18/18
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2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,999,976 km 9,136,765 km 1,276,765 km 499,892 km 245,066 km 112,907 km 36,765 km 24,159 km 7899 km 2408 km 76 km 12 14 16 1 12 7 3 1 6 2 5 4 3 11 9 10 8 18 20 21 22 23 24 25 26 28
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