第1期 王立国，等：基于最大最小距离的高光谱遥感图像波段选择 ·135· 0.90 的增加具有波动性，再一次证明初始聚类中心对于 0.85 保证波段选择效果的重要性。 0.80 1.00 0.95 0.90 0.65 A medoids AP 0.60 MD 0.55 --MMDK 0.70 -MMDK 5 6 7 891011121314 所选波段数目 0.65 )不同波段数对应的分类精度 4 678910111213 *10 所选波段数目日 (a)不同波段数对应的分类精度 AP 4.0 medoids 3.51 2.0,*106 MMDK ◆-A 25 medoids 1.5 1.5 1.0 0.5 0.5 0 6 7 89101112131415 所选波段数目 ()不同波段数对应的最佳指数 4 5 678910111213 所选波段数日 0.25 (b)不同波段数对应的最佳指数 AP 0.20 nedoids 0.16 0.14 AP MDK 0.15 edoids 购0.10 0.10 MMDK 0.05 0.06 0 89101112131415 0.04 5 67. 所选波段数目 0.02 4 5678910111213 (c)不同波段数对应的信息量贡献率 所选波段数目 0.85 (©)不同波段数对应的信息量贡献率 AP 0.80 0.70 0.65 075 -MMDK 0.60 0.70 0.55 0.65 0.60 0.40 D 0.55 0.35 MMDK 0.50 3 4 5678910111213 5 6 89101112131415 所选波段数目 所选波段数目 (d不同波段数对应的平均相关性 (d不同波段数对应的平均相关性 图5不同波段选择方法在PaviaU数据的效果评价 图4不同波段选择方法在Indian数据的效果评价 Fig.5 Evaluation of effects of different wavelength selec- Fig.4 Evaluation of effects of different wavelength selec- tion methods for PaviaU data tion methods for Indian data 1)分类结果分析 2)信息量与相关性结果分析 从图4(a)中可以看到，AP、ABS、MMD和本文 对于信息量与相关性的考量则需要结合图4(b)、 所提算法所得波段的总体分类精度随波段数目的增 (c)、(d)一起分析。从图4中可以看出，ABS算法在 加而稳定上升，但无论所选的波段数目是多少，本 信息量及综合考虑二者的OF上均表现得很优秀，这 文所提算法获取的波段组合总能够得到最高的分类 是由于ABS是基于OIF而进行的改进，采用标准 精度。而MMD虽然选择了光谱维度上“距离较远 差与相关系数的比值作为考量标准，但ABS相较 的波段，但分类效果并不理想，这也说明激进的波 OIF是只计算相邻波段的相关系数，忽视了所选波 段并不能代表其所在的聚类，需要进一步更新聚类 段子集的整体相关性，因此其平均相关性较低。 中心。K-medoids算法所选的波段组合随波段数目 K-medoids算法受随机初始化的影响，所选的波段1) 分类结果分析 从图 4(a) 中可以看到，AP、ABS、MMD 和本文 所提算法所得波段的总体分类精度随波段数目的增 加而稳定上升，但无论所选的波段数目是多少，本 文所提算法获取的波段组合总能够得到最高的分类 精度。而 MMD 虽然选择了光谱维度上“距离”较远 的波段，但分类效果并不理想，这也说明“激进”的波 段并不能代表其所在的聚类，需要进一步更新聚类 中心。K-medoids 算法所选的波段组合随波段数目 的增加具有波动性，再一次证明初始聚类中心对于 保证波段选择效果的重要性。 2) 信息量与相关性结果分析 对于信息量与相关性的考量则需要结合图 4(b)、 (c)、(d) 一起分析。从图 4 中可以看出，ABS 算法在 信息量及综合考虑二者的 OIF 上均表现得很优秀，这 是由于 ABS 是基于 OIF 而进行的改进，采用标准 差与相关系数的比值作为考量标准，但 ABS 相较 OIF 是只计算相邻波段的相关系数，忽视了所选波 段子集的整体相关性，因此其平均相关性较低。 K-medoids 算法受随机初始化的影响，所选的波段 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 AP K-medoids ABS MMD MMDK ܲㆧ㇪Ꮢ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ (a) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰ܲㆧ㇪Ꮢ ᰬҟᠳ᪜ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 ×105 AP K-medoids ABS MMD MMDK (b) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰ᰬҟᠳ᪜ ԍᖛ䛻䉍⡚⢳ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 AP K-medoids ABS MMD MMDK (c) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰ԍᖛ䛻䉍⡚⢳ ᎟౳Ⱔڟᕓ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 AP K-medoids ABS MMD MMDK (d) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰᎟౳Ⱔڟᕓ 图 4 不同波段选择方法在 Indian 数据的效果评价 Fig. 4 Evaluation of effects of different wavelength selec￾tion methods for Indian data ܲㆧ㇪Ꮢ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 AP K-medoids ABS MMD MMDK (a) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰ܲㆧ㇪Ꮢ ᰬҟᠳ᪜ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0 0.5 1.0 1.5 2.0 ×106 AP K-medoids ABS MMD MMDK (b) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰ᰬҟᠳ᪜ ԍᖛ䛻䉍⡚⢳ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 AP K-medoids ABS MMD MMDK (c) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰ԍᖛ䛻䉍⡚⢳ ᎟౳Ⱔڟᕓ ᝬ䔵∎⃡᪜Ⱊ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 AP K-medoids ABS MMD MMDK (d) ̹स∎⃡᪜ᄥᏀ⮰᎟౳Ⱔڟᕓ 图 5 不同波段选择方法在 PaviaU 数据的效果评价 Fig. 5 Evaluation of effects of different wavelength selec￾tion methods for PaviaU data 第 1 期 王立国，等：基于最大最小距离的高光谱遥感图像波段选择 ·135·