Python高光谱遥感数据处理与高光谱遥感机器学习方法深度应用

目录

​第一章 高光谱基础

第二章 高光谱开发基础(Python)

第三章 高光谱机器学习技术(python)

第四章 典型案例操作实践

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本教程提供一套基于Python编程工具的高光谱数据处理方法和应用案例。
涵盖高光谱遥感的基础、方法和实践。基础篇以学员为中心,用通俗易懂的语言解释高光谱的基本概念和理论,旨在帮助学员深入理解科学原理。方法篇结合Python编程工具,专注于解决高频技术难题,通过复现高光谱数据处理和分析过程,并解析代码,提供高效反馈,使学员掌握实践技巧。实践篇通过矿物识别、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。通过4个应用场景和12个实践案例,学员将能够提升高光谱技术的应用水平。此外,还提供机器学习的系统课程,帮助学员建立个性化的高光谱遥感机器学习知识体系和方法指南。
深入探讨了高光谱成像,涵盖了基本概念、成像原理、数据处理和分析方法,以及运用机器学习和深度学习模型提取和应用高光谱信息的技术。此外,通过Python实践练习,课程帮助学员巩固所学知识,使其得以深入理解与实践。
本教程适合对高光谱技术感兴趣,并希望通过Python进行实践的任何人。
通过学习,你将获得:
1.全套的高光谱数据处理方法和应用案例(包含python源码)
2.高光谱与机器学习结合的系统化解决方案
3.最新的技术突破讲解和复现代码
4.科研项目实践和学习方法的专题分享
5.高光谱数据预处理-机器学习-深度学习-图像分类-参数回归等12个专题练习
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。通过通俗易懂的课程,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!

​第一章 高光谱基础

第一课: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

第二课: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

第三课: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

第四课: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
(1)使用DISPEC 对光谱库数据进行光谱吸收特征分析
(2)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

第五课:高光谱应用
1)植被调查
2)水质监测
3)岩石、矿物
4)土壤

第二章 高光谱开发基础(Python)

第一课:Python编程介绍
1)Python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
(1)python基础语法练习
(2)文件读写练习
(3)包的创建导入练习

第二课: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
(1)python矢量数据处理练习
(2)python栅格处理练习

第三课:python 高光谱数据处理
1)数据读取
2)数据预处理
3)光谱特征提取
4)混合像元分解

练习5
(1)高光谱数据读取
(2)高光谱数据预处理
(3)光谱特征提取
(4)混合像元分解

第三章 高光谱机器学习技术(python)

第一课: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

第二课:深度学习概述与python实践
1)深度学习概述
2)深度学习框架
3)pytorch开发基础-张量
4)pytorch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
(1)深度学习pytorch基础练习
(2)手写数字识别与图像分类练习

第三课:高光谱深度学习机器学习实践
1)高光谱图像分类机器学习实践
2)卷积神经网络(CNN)在高光谱数据分析中的应用
3)循环神经网络(RNN)在高光谱数据分析中的应用

练习8
(1)高光谱深度学习练习
(2)使用自己数据测试02)深度学习框架

第四章 典型案例操作实践

第一课: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
4)矿物识别机器学习分析方法
5)矿物分类图深度学习方法

练习9
(1)矿物高光谱混合像元分解练习
(2)矿物识别和分类标签数据制作
(3)矿物分类图深度学习方法

第二课: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
(1)农作物病虫害数据分类
(2)农作物分类深度学习练习

第三课: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
(1)基于9种机器学习模型的土壤水分含量回归
(2)土壤有机质含量回归与制图

第四课: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

总结与答疑
回顾与总结
交流答疑
最新技术介绍和讨论


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