Unmixing iperspettrale di campioni di terreno naturale

Aggiornamento

Ho trovato che USGS Spectral library mette a disposizione anche degli spettri Fieldspec (2151 bande da 350 a 2500 nm) di campioni puri di specie mineralogiche e quindi sono stato in grado di avere gli spettri di tutti e 6  gli endmember mineralogici che descrivono per oltre il 95% la composizione dei campioni di suolo naturale. Ho provato a fare girare l'unmixing con tutte

Diciamo risultati piuttosto scarsi

 

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Sempre continuando a tirare fuori il materiale del dottorato da cui non avevo tirato fuori niente di significativo (vedi questo post e questo)  ho ripreso la serie di spettri di campioni di terreno naturale del Mugello dei quali era stata fatta la caratterizzazione mineralogica quantitativa  mediante XRD (analisi effettuata dal Dr. Lutterotti con il software https://luttero.github.io/maud/)

le specie mineralogiche erano indicate in 6 con a farla da padrone sono   quarzo (26.7% wt medio) ed  Illite (27.6% medio)  seguiti da Montmorillonite (21.6% medio), Calcite (11.8% medio) e  Kaolinite (3.07% medio)....da notare le concentrazioni perche' saranno determinanti per la discussione successiva

Dei campioni erano stati misurati spettri di laboratorio Fieldspec

Volevo vedere se era possibile fare l'unmixing spettrale mediante CLSU

Durante il dottorato avevo a disposizione dei campioni di standard naturale (illite, kaolinite, montmorillonite e calcite) ragionevolmente puri. Ho usato questi come endmember..il quarzo e' stato escluso perche' non ha assorbimenti significativi nel range del Fieldspec e l'albite e' stata esclusa per mancanza di standard (peraltro avrebbe anche assorbimenti molto modesti)

Per fare l'unmixing ho provato l'algoritmo Constrained LSU in SNAP. Con Octave mi sono create una immagine di 6x6 pixel e 2151 bande usando i primi 32 pixel per i campioni naturali e gli ultimi 4 per inserire di endmember per controllo

Dato che la somma di concentrazione in peso di calcite + montmorillonite + illite + kaolinite e' pari a circa il 43% (con un minimo del 29% ed un massimo del 60%) e visto che albite e quarzo non sono presi in considerazioni tra gli endmember dell'analisi spettrale sono state riscalate le concentrazioni di cal+mont+ill+kao a somma 100

I risultati non sono eccezionali..la correlazione della calcite e' similare a quanto ottenibile mediante la sola profondita' di picco a 2345 nm, per concentrazioni inferiori al 5% (come nel caso della Kaolinite) non c'e' nessun tipo di correlazione con il dato spettrale (questo aspetto e' stato uno dei risultati del dottorato)