遙感技術(shù)是通過傳感器獲取、記錄和解釋地球表面信息的科學(xué)與技術(shù)。高光譜遙感作為遙感技術(shù)的一個分支，專注于獲取豐富的光譜信息，從而更全面、詳細(xì)地理解地球表面的特征。被廣泛用于農(nóng)業(yè)，礦物學(xué)，對地觀測，物理學(xué)，天文學(xué)，化學(xué)成像和環(huán)境科學(xué)中。但是，高光譜圖像的高數(shù)據(jù)維與不斷提高的空間分辨率給傳統(tǒng)的分類任務(wù)提出了新的挑戰(zhàn)，提高高光譜圖像的分類精度一直是遙感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

高光譜圖像通常包含數(shù)百個甚至上千個光譜波段，形成高維度的數(shù)據(jù)空間。傳統(tǒng)方法通常將高光譜圖像中的像元(即圖像的最小單位)作為獨(dú)立的光譜曲線進(jìn)行分類，而忽視了圖像中的空間信息。傳統(tǒng)分類方法無法有效地處理這種高維度數(shù)據(jù)，導(dǎo)致分類精度下降。傳統(tǒng)的圖像分類方法在低維空間中表現(xiàn)良好，但在高光譜數(shù)據(jù)上表現(xiàn)不佳，這被稱為“維數(shù)災(zāi)難”，傳統(tǒng)方法忽視了圖像中像元之間的空間關(guān)系，而在許多應(yīng)用場景中，這些關(guān)系對正確分類至關(guān)重要。

因此，微美全息(NASDAQ:WIMI)開發(fā)了一種ConvSpectralFusion(卷積光譜融合)技術(shù)，在自動編碼網(wǎng)絡(luò)在處理非線性信息，通過堆疊自動編碼機(jī)，ConvSpectralFusion可以在非監(jiān)督的情況下提取高光譜數(shù)據(jù)中的特征。這有助于降低數(shù)據(jù)維度，克服“維數(shù)災(zāi)難”。WIMI微美全息ConvSpectralFusion技術(shù)通過將深度學(xué)習(xí)的兩個強(qiáng)大模型有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)新性地克服了高光譜圖像分類的困難。這一綜合的技術(shù)思路不僅提高了圖像分類的準(zhǔn)確性，還在遙感領(lǐng)域中為解決實(shí)際問題提供了一種全新的、高效的方法。

WIMI微美全息ConvSpectralFusion技術(shù)的實(shí)施邏輯是基于兩個關(guān)鍵步驟的有機(jī)結(jié)合：光譜降維和譜空間分類。首先，通過堆疊自動編碼機(jī)(SAE)實(shí)現(xiàn)高光譜數(shù)據(jù)的光譜降維。在這個過程中，每個自動編碼機(jī)層逐層學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的非線性特征，生成降維后的表示。這有助于克服高光譜數(shù)據(jù)的維數(shù)災(zāi)難問題，提高了后續(xù)分類的效果。

其次，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)作為分類器，將降維后的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行譜空間分類。為了充分考慮圖像的空間信息，ConvSpectralFusion以待分類像元為中心構(gòu)建一個立方體，包括其鄰域像元。這樣的輸入方式使得CNN能夠同時考慮光譜和空間信息，從而實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的分類。整個系統(tǒng)經(jīng)歷了預(yù)訓(xùn)練、展開和微調(diào)三個階段，其中預(yù)訓(xùn)練過程通過逐層訓(xùn)練自動編碼機(jī)來提取數(shù)據(jù)的特征，展開過程將多個自動編碼機(jī)連接形成深度網(wǎng)絡(luò)，微調(diào)過程則通過反向傳播算法進(jìn)一步優(yōu)化權(quán)值，減小誤差。ConvSpectralFusion技術(shù)通過這種深度學(xué)習(xí)的堆疊結(jié)構(gòu)，有效地實(shí)現(xiàn)了對高光譜數(shù)據(jù)的非線性特征提取和譜空間分類，克服了傳統(tǒng)方法在高維空間中表現(xiàn)不足以及對空間信息忽視的問題。

WIMI微美全息ConvSpectralFusion技術(shù)將在未來在多個領(lǐng)域展現(xiàn)廣泛的應(yīng)用和創(chuàng)新。首先，該技術(shù)在地形分析與地質(zhì)勘探方面有望提供高精度的分類，幫助識別礦產(chǎn)資源、地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)變化。同時，在農(nóng)業(yè)與植被監(jiān)測領(lǐng)域，ConvSpectralFusion能夠監(jiān)測植被健康、作物生長和土壤質(zhì)地，為智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了新的可能性。ConvSpectralFusion還具有重要的環(huán)境監(jiān)測與生態(tài)學(xué)應(yīng)用，能夠監(jiān)測環(huán)境變化、自然災(zāi)害影響和生態(tài)系統(tǒng)演變。其高精度的分類為環(huán)境科學(xué)研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。在土地利用規(guī)劃方面，ConvSpectralFusion的應(yīng)用有望更精確地識別不同土地類型，為城市規(guī)劃和土地資源管理提供科學(xué)依據(jù)。

WIMI微美全息ConvSpectralFusion技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著高光譜遙感領(lǐng)域的一次革新。通過將深度學(xué)習(xí)中的自動編碼網(wǎng)絡(luò)與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合，該技術(shù)成功解決了高光譜圖像分類中的兩大挑戰(zhàn)：高數(shù)據(jù)維度和空間信息忽視。在光譜降維和譜空間分類的雙重作用下，ConvSpectralFusion在多個領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。

該技術(shù)不僅在地形分析、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、環(huán)境科學(xué)等傳統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，而且在未來展望中拓展至智慧城市規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測、精細(xì)農(nóng)業(yè)等新興領(lǐng)域。其綜合光譜與空間信息的分類方式為數(shù)據(jù)提供更全面、準(zhǔn)確的解讀，為各行業(yè)提供了更可靠的決策支持。

未來，WIMI微美全息ConvSpectralFusion技術(shù)有望與其他傳感器數(shù)據(jù)更深度融合，為更廣泛領(lǐng)域的研究提供更多可能性。其成功應(yīng)用將推動技術(shù)的不斷發(fā)展，助力地球觀測和資源管理等領(lǐng)域的創(chuàng)新?？傮w而言，ConvSpectralFusion技術(shù)不僅是高光譜遙感的里程碑，更是跨學(xué)科研究和數(shù)據(jù)科學(xué)中的關(guān)鍵工具，為對地球及其變化的全面理解提供了新的視角和解決方案。