● 摘要
随着航天技术的快速发展使得人类对空间的探索日益频繁，各种各样的航天探测设备进入了太空中，即所谓的“空间目标”。但是由于空间目标在体积很小的情况下，用普通光学探测设备无法识别。所以在这种情况下，寻求其他的识别手段成为必然。借助于光谱信息，则可以不需要了解目标的几何信息，而直接达到识别的目的。
本文是对空间目标光谱识别方法的前瞻性研究，基于成像光谱分析技术，从光谱维信息入手，开展卫星等空间目标识别方法的基础研究，重点研究空间目标光谱仿真计算、光谱数据的混合像元分解和模式识别方法等关键技术。
本文首先从空间目标背景辐射的物理模型出发，引入BRDF模型建立目标的辐射理论模型，证明了空间目标的光谱特性识别的可行性。然后从理论角度出发，分析空间目标的成像光谱曲线特征，针对其成像光谱数据的混合像元分解和模式识别方法进行研究。
在建立目标背景辐射的模型过程中，使用双向反射分布函数，推导出了在可见光波段范围内，空间目标辐照度值在不同的波长和角度下的散射理论模型。然后从理论角度分析空间目标的成像光谱曲线特征，研究了基于单形体的分裂增长端元提取算法与变量分裂增长的拉格朗日丰度反演算法，打破了传统方法的“端元必须在图像中”的限制，实现了对混合像元的高精度解混；提出了自适应权重局部超平面模式识别方法，并且应用类别一致性K-SVD分解模式识别方法，实现了对三种及以上材料混合模拟样本的光谱信息高精度识别。
本文在最后对空间目标光谱识别数据处理进行了结构化、模块化开发，该系统采用matlab进行界面编制，实现了数据的导入、基本预处理、混合像元分解与模式识别方法可视化操作，界面友好。