Independent Component Analysis of Hyperion Data to Map Alteration Zones

Summary: We present an improved method for independent component analysis aiming to detect minerals in the Erongo complex, Namibia. We evaluate independent component analysis (ICA) to detect and map alteration halos in Erongo Namibia using the Hyperion dataset. Detailed surveys and investigations are possible given the capability of the hyperspectral sensors to render a great deal of spectral information by observing the surface of earth. In terms of mineral detection, however, there are particular challenges. In this research, we used two methods to achieve an independent components (ICs) map. The fir st method computes the virtual dimensionality (VD) of a dataset, prioritises calculated ICs, and fin ally picks up only a certain number of ICs. This number is equal to the calculated VD. Since some ICs share extreme pixels, the fin al extremes from this method are less than the VD. The presented modifie d method differs slightly from the fir st one. In this method, extreme pixels for all ICs are determined, and all ICs with the same extreme pixels are considered equal. Prioritisation of IC bands takes place afterward. The results demonstrate that the second method performs better because in addition to its ability to map more endmembers, the mapped zones match lithological structures better. The dataset is atmospherically corrected by ACORN, and data quality assessment is performed to discriminate bad bands before ICA. To determine each extreme pixel mineralogical, spectral feature fit ting (SFF) algorithm was used in the SWIR range of electromagnetic wavelength by comparing to USGS mineral spectral library. Zusamenfassung: Analyse unabhangiger Komponenten von Hyperion Daten zur Kartierung von Verwitterungszonen in Erongo, Namibia. Wir prasentieren ein verbessertes Verfahren fur die Analyse unabhangiger Komponenten (ICA) mit dem Ziel der Mineral-Erkennung im Erongo Komplex. Detail- Untersuchungen sind unter Verwendung von Hyperspektral-Sensoren moglich, weil diese Sensoren eine grose Leistungsfahigkeit in der Wiedergabe der Spektralinformation der Erdoberfla che besitzen. Bei der Mineral-Erkennung gibt es jedoch besondere Herausforderungen. In dieser Untersuchung wurden zwei Methoden zur Erzeugung einer unabhangigen Komponenten (IC) Karte berucksichtigt. Die erste Methode berechnet die virtuelle Dimensionalitat (VD) des Datensatzes, priorisiert berechnete ICs, und verwendet schlieslich nur eine bestimmte Anzahl von ICs. Diese Anzahl entspricht der berechneten VD. Da sich einige ICs extreme Pixel teilen, sind die endgultigen Extrema bei dieser Methode weniger als bei der VD. Die vorgestellte Methode unterscheidet sich ein wenig von der ersten. Bei ihr werden extreme Pixel fur alle ICs bestimmt, und alle ICs mit den gleichen extremen Pixeln werden als gleich angesehen. Die Priorisierung von ICs Bands erfolgt spater. Die Ergebnisse zeigen, dass die zweite Methode eine hohere Leistungsfahigkeit besitzt, weil zusatzlich zu der Fahigkeit, mehr Endmember zu kartieren, die zugeordneten Zonen besser zu den lithologischen Strukturen passen. Der Datensatz wird atmospharisch mit ACORN verbessert und es wurde eine Bewertung der Datenqualitat durchgefuhrt, um schlechte Bander vor der ICA zu unterscheiden. Fur die Detektion von Mineralien wird in jedem extremen Pixel ein spektraler Merkmalsanpassung (SFF) Algorithmus im SWIR Band verwendet, indem mit der USGS Minaral-Bibliothek verglichen wird.