光谱分析有哪些常用的方法?

如题所述

ESA(Endmember Substitution Algorithm)和MSA(Multiple Endmember Spectral Angle Mapping)是两种常用于遥感影像分析中的光谱分析方法,并且各有其优缺点。下面是两种方法的比较:

1、ESA方法

优点:1、易于理解和使用,使用标准的线性回归分析方法;2、计算速度较快,适合处理大规模的数据集;3、数据处理适合不同类型的遥感图像。

缺点:1、依赖前期准确的端元体选取和验证,需要使用先验知识和场地采样以获取区分能力强的端元体;2、对于复杂的光谱混合模型,只能得到一个近似反演结果;3、不适合处理不包含线性混合反射的遥感图像,例如存在非线性反射或阴影区域时。

2、MSA方法

优点:1、适用于非线性反射和满足高光谱连续性的各种光谱混合模型;2、在端元体选择方面具有更高的自由度,不受特定端元体的限制,可以提高端元体检测的准确性;3、对于单像元光谱的判别更加准确,并能够定量描述各个端元体在各像元中的占比。

缺点:1、计算速度较慢,适合处理小规模的数据集;2、需要提前获取足够的端元体样本,因此需要较高的场地工作量和成本;3、对于需要一定的空间分辨率的场景,受限于分辨率的限制。

因此,ESA适用于线性混合比较明显且需要快速处理的场景,而MSA适用于更加复杂的光谱混合模型,需要更高的准确性和精度。测量系统分析已逐渐成为企业质量改进中的一项重要工作,企业界和学术界都对测量系统分析给予了足够的重视。

MSA使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析,以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适,并确定测量系统误差的主要成分。测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数据的统计特性:偏倚和方差来表征。

光谱分析方法有以下种类:

1、紫外可见吸收光谱:利用物质对特定波长的光吸收的原理,测量样品在紫外和可见光波段的吸光度,推断物质的结构和含量。

2、红外光谱:利用物质对特定波长的红外线吸收的原理,研究物质分子的振动、转动等运动规律,分析物质的结构和化学成分等。

3、原子吸收光谱:利用原子对特定波长的光吸收的原理,测量样品中特定元素的吸收能力,分析样品中元素的含量和组成。

4、荧光光谱:利用荧光分子在吸收外界能量后所产生的荧光来研究物质的性质,建立一些特异性的检测方法,如生物标记、食品卫生、环境监测等。

5、质谱:将化合物分解成小分子离子,通过同质异能体分子筛选、分子精确量和结构鉴定、物质定量等方面进行监测和分析。

6、核磁共振光谱:利用样品中核子围绕磁场的不同振动或旋转制备出具有磁性的样品,进行分析和研究物质的成分和结构。

需要根据具体的应用场景和目的选择不同的光谱分析方法。

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