高光譜影像通常具有幾百個波段，含有豐富的光譜、空間和輻射信息。然而，由于地物分布的復雜性和傳感器空間分辨率的有限性，混合像元普遍存在于高光譜影像中，是高光譜影像定量分析和應(yīng)用的最大障礙。因此，如何有效地解譯混合像元，從亞像元級別上獲取地物信息，是高光譜影像解譯和應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。
　　將混合像元分解為所含有的地物光譜（端元光譜）和相應(yīng)地物的存在比例（端元豐度）的過程稱為高光譜影像混合像元分解。近10多年來，針對高光譜影像混合像元分解問題，相關(guān)研究學者已經(jīng)進行了大量的科學研究，提出了一些非常有價值的方法和技術(shù)方案�？煞譃閮纱箢愋�，即分布分解和同步分解。分布分解多是指傳統(tǒng)的混合像元分解類型，先通過影像光譜特征空間分析，獲取影像端元光譜，然后基于端元光譜和選取的光譜混合模型進行端元豐度反演。同步分解是近些年來新興的一種研究思路，是指直接基于高光譜影像，利用盲信號分離技術(shù)分解為端元光譜和端元豐度。然而，所見的混合像元分解方法多是將高光譜影像視為離散而無任何關(guān)系的一個個高維像元光譜集，即只利用了影像的光譜信息，忽略了像元間的空間相關(guān)性。
　　因此，混合像元分解問題應(yīng)該結(jié)合影像空間信息進行研究，在分解過程中充分挖掘并利用局部影像空間信息和鄰域像元光譜信息的特性，并在此基礎(chǔ)上提出了基于影像同質(zhì)區(qū)分析的高光譜影像混合像元分解技術(shù)框架。
　　本書共分為7章。第1章介紹了高光譜混合像元分解的關(guān)鍵問題和研究進展。第2章重點提出了高光譜影像混合像元分解研究中需要注意的幾個問題，并給出了同質(zhì)區(qū)分析基礎(chǔ)上稀疏分解思路。第3章和第4章系統(tǒng)性給出了高光譜影像同質(zhì)區(qū)分析方法，其中第3章研究了光譜信息特征的刻畫方式和數(shù)學意義，提出了一種融合光譜輻射信息、光譜曲線形狀信息和光譜數(shù)據(jù)信息含量的新型光譜相似性測度，使得在混合像元分解過程中的各個階段能有效地分析光譜之間的相似性；第4章進一步給出了影像同質(zhì)區(qū)分析的數(shù)學方法和實現(xiàn)技術(shù)路線，即將影像分為影像同質(zhì)區(qū)和影像過渡區(qū)。并在影像同質(zhì)區(qū)的基礎(chǔ)上，提出了結(jié)合影像空間和光譜信息的高光譜影像端元光譜自動提取設(shè)想并進行了實驗。第5章在影像同質(zhì)區(qū)分析基礎(chǔ)上，通過分析影像空間和光譜特征，提出了影像端元豐度稀疏性和端元豐度平滑性兩個命題，并進行了討論；提出了一種含有端元豐度平滑性約束的非負矩陣分解方法，給出了目標函數(shù)和相關(guān)迭代規(guī)則，并證明了其數(shù)學收斂性。第6章探討了在已知影像端元光譜情況下的像元端元豐度反演問題，提出了一種在影像同質(zhì)區(qū)基礎(chǔ)上的像元最優(yōu)端元子集獲取思路，給出了一種顧及鄰域信息的端元豐度反演技術(shù)框架，實驗表明，該方法提高了影像端元豐度反演的精度。
　　本書各章節(jié)撰寫分工如下：第1章、第2章和第3章由孑L祥兵和王志雄撰寫，第4章由孔祥兵、王志慧和王逸男撰寫，第5章由孔祥兵、郭凱和王玲玲撰寫，第6章和第7章由孔祥兵、焦鵬和王志雄撰寫。全書由孔祥兵統(tǒng)稿。
　　本書得到了國家自然科學基金委員會、武漢大學和黃河水利科學研究院等單位的大力支持，在此深表感謝！
　　感謝恩師舒寧教授長期以來對該課題的悉心指導！
　　鑒于高光譜遙感影像混合像元分解的復雜性，仍有許多的工作有待深化，加之作者的知識和能力有限，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正。