高光谱遥感数据处理:Python编程+机器学习+深度学习+矿物/农业/土壤/木材等应用全解析
高光谱遥感信息对于我们认识世界具有重要意义。尽管大部分物质在人眼中看似无异,然而高光谱遥感的观察下,它们呈现出独特的"光谱特征"。这种能够窥见事物的"本质"能力具备着革命性的潜能,对精准农业、地球观测、艺术分析和医学等领域带来巨大的影响。通过通俗易懂的介绍,我们希望能够让您更加深入地了解和掌握高光谱的知识与技术。愿您在学习的道路上获得愉悦,并汲取丰盛的收获!
涵盖高光谱遥感数据处理的基础、python开发基础、机器学习和应用实践。重点解释高光谱数据处理所涉及的基本概念和理论,旨在帮助学员深入理解科学原理。结合Python编程工具,专注于解决高光谱数据读取、数据预处理、高光谱数据机器学习等技术难题,通过复现高光谱数据处理和分析过程,并解析代码,掌握python高光谱数据处理技巧。通过矿物识别、农业应用、木材含水量提取、土壤有机碳评估等案例,提供可借鉴的高光谱应用技术方案,结合Python科学计算、可视化、数据处理和机器学习库,深入讲解应用开发。
专题一 高光谱数据处理基础
1.高光谱遥感基本概念
①高光谱遥感②光的波长③光谱分辨率④高光谱遥感的历史和发展

2.高光谱传感器与数据获取
①高光谱遥感成像原理与传感器②卫星高光谱数据获取③机载(无人机)高光谱数据获取④地面光谱数据获取⑤构建光谱库
3.高光谱数据预处理
①图像的物理意义②数字量化图像(DN值)③辐射亮度数据④反射率⑤辐射定标⑥大气校正
练习1 资源02D高光谱卫星数据辐射定标与大气校正

4.高光谱分析
①光谱特征分析②高光谱图像分类③高光谱地物识别④高光谱混合像元分解
练习2
使用DISPEC 对光谱库数据进行光谱吸收特征分析
使用ENVI的沙漏程序对资源02D高光谱卫星数据进行混合像元分解
专题二 高光谱开发基础(Python)
1.Python编程介绍
①Python简介②变量和数据类型③控制结构④功能和模块⑤文件、包、环境
练习3
python基础语法练习
文件读写练习
包的创建导入练习
numpy\pandas 练习

2.Python空间数据处理
①空间数据Python处理介绍②矢量数据处理③栅格数据处理
练习4
python矢量数据处理练习
python栅格处理练习
3.python 高光谱数据处理
①数据读取②数据预处理 辐射定标、6S大气校正③光谱特征提取 吸收特征提取④混合像元分解 PPI、NFINDER端元光谱提取 UCLS、NNLS、FCLS最小二乘端元丰度计算

练习5
高光谱数据读取
高光谱数据预处理
光谱特征提取
混合像元分解
专题三 高光谱机器学习技术(python)
1.机器学习概述与python实践
①机器学习与sciki learn 介绍②数据和算法选择③通用学习流程④数据准备⑤模型性能评估⑥机器学习模型
练习6 机器学习sciki learn练习

2.深度学习概述与python实践
①深度学习概述②深度学习框架③pytorch开发基础-张量④pytorch开发基础-神经网络⑤卷积神经网络⑥手写数据识别⑦图像识别
练习7
深度学习pytorch基础练习
手写数字识别与图像分类练习
3.高光谱深度学习机器学习实践
①基于scklearn高光谱机器学习②使用自己的数据进行机器学习(envi标注数据)③高光谱深度学习框架④高光谱卷积网络构建⑤使用自己的数据进行深度学习

练习8
高光谱数据分类练习
高光谱深度学习练习
使用自己数据测试
专题四 典型案例操作实践
1.矿物填图案例
①岩矿光谱机理②基于光谱特征的分析方法③混合像元分解的分析方法

练习9
矿物高光谱特征分析习
基于混合像元分解矿物填图
2.农业应用案例
①植被光谱机理②农作物病虫害分类③农作物分类深度学习实践

练习10
农作物病虫害机器学习分类
农作物分类深度学习练习
3.土壤质量评估案例
①土壤光谱机理②土壤质量调查③土壤含水量光谱评估方法④土壤有机质含量评估与制图

练习11
基于9种机器学习模型的土壤水分含量回归
土壤有机质含量回归与制图
4.木材含水率评估案例
①高光谱无损检测②木材无损检测③高光谱木材含水量评估

练习12 木材含水量评估和制图
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