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人工地物光谱特征分析

人工建筑物和构筑物是重要的地物要素,是军用地形图上表示的重要内容,对军事行动具有重要的影响。人工建筑物的种类和形态各异,战场空间地理环境对主要人工地物质地探测如下表所示。

主要人工地物质地探测需求表

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全色、多光谱影像只能获得人工地物的空间位置或少量光谱信息,难以区分外形相似而实质不同的目标。高光谱遥感中建筑物的材质、道路的铺面材料的不同,反映在光谱反射曲线上会有不同。高光谱遥感则可通过对建筑材料的判断来辅助人工地物识别,提高作业效率。

人工地物种类繁多,但使用的建筑、铺面材料的类型却非常有限。人工建筑的材料不同,在其光谱反射曲线上有明显的区别。国内外对主要人工地物的光谱特征都开展了研究并取得了一定成果,建立了一些典型地物的光谱数据库,根据地物光谱数据库对影像中的地物属性进行判别。

下面从三个方面分析人工地物的光谱特征:


1.      铺面材料的光谱特征

居民地的房屋及街道、交通设施中铁路与公路(包括高速公路和普通公路)、飞机场等重要人工建筑物,都是由大面积的铺面材料覆盖。这些铺面材料包括石子、沥青、炭渣、涂料及多种的混合物,其典型光谱反射曲线如图所示。

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部分铺面材料和反射特性曲线

通过光谱曲线分析得出,铺面材料的(包括高速公路和普通公路)光谱反射曲线变化相对较小,但在反射率的大小上可以进行识别,某些铺面材料在0.45-0.52μm、1.8-1.9μm、2.3-2.4μm波段可以进行判别。

 

2.      建筑材料的光谱特征

工农业和社会文化设施的建筑材料主要有砖、瓦、水泥、钢、铝、木材等,通过区分建筑材料可以实现人工建筑物的识别。这些材料的典型光谱反射曲线如图所示,建筑材料的光谱反射特性主要反映在0.45-0.52μm、0.63-0.69μm、0.76-0.90μm、0.86-1.10μm波段等。

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部分建筑材料的反射特性曲线

 

3.      绿色伪装材料的光谱特性

绿色伪装材料是最典型也是最常用的一种伪装材料,是绿色植被的模拟材料,用于技术兵器、车辆和军服等军事装备的迷彩伪装。从光谱特征分析可发现,各种绿色伪装材料与绿色植被背景的主要差异在于0.68μm处的吸收峰不够理想,并且0.7-0.74μm波段的反射率不够急剧。可以此为依据区别人工伪装与植被背景。

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