[發明專利]一種基于光譜斜率差異檢測地表覆蓋變化的方法

有效

• 申請號: 201310020316.2
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103049916A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 陳軍;陸苗;陳利軍
• 申請（專利權）人: 國家基礎地理信息中心
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京尚德技研知識產權代理事務所(普通合伙) 11378
• 代理人: 嚴勇剛

技術領域

本發明涉及一種對遙感影像進行處理的方法，特別是一種通過比對不同時期的Landsat圖像來測定地表覆蓋變化的方法。

背景技術

一直以來，在遙感成像領域，Landsat?TM/ETM+圖像有著大量的應用，美國陸地衛星歷經三代，第一代是Landsat-1衛星、Landsat-2衛星和Landsat-3衛星，第二代是Landsat-4衛星和Landsat-5衛星，第三代是Landsat-6衛星和Landsat-7衛星。TM是指美國陸地衛星4～5號專題制圖儀Thematic?Mapper所獲取的多波段掃描影像，TM圖像有7個波段，其波譜范圍是：TM-1為0.45～0.52微米，TM-2為0.52～0.60微米，TM-3為0.63～0.69微米，以上為可見光波段；TM-4為0.76～0.90微米，為近紅外波段；TM-5為1.55～1.75微米，TM-7為2.08～2.35微米，為中紅外波段；TM-6為10.40～12.50微米，為熱紅外波段。因TM影像具較高空間分辨率、波譜分辨率、極為豐富的信息量和較高定位精度，從20世紀80年代中后期開始成為世界各國廣泛應用的重要的地球資源與環境遙感數據源。

LANDSAT-7衛星的改進型主題測繪儀Enhanced?Thematic?Mapper?Plus，也就是ETM+，是在TM基礎上改進的。ETM+相對TM增加了1個金色譜段和2個增益區域，增加了太陽定標器，并提高了紅外譜段的分辨率。

在對遙感成像圖片結果的分析工作中，科學準確地測定全球地表覆蓋的動態變化，對于研究地球系統的能量平衡、碳循環及其他生物地球化學循環、氣候變化等有著十分重要的意義。遙感影像變化檢測就是是利用不同時期的遙感影像分析并確定發生變化的區域及變化類別的處理過程，及時、準確的變化信息對地表覆蓋制圖、資源管理、應急救災和動態信息服務等具有重要的作用。

地表覆蓋(Land?Cover)是指地球表面各種物質類型及其自然屬性與特征的綜合體（參見Chen,J.,Chen,X.,Cui,X.,Chen,J.,2011.Change?vector?analysis?in?posterior?space:a?new?method?for?land?cover?change?detection.IEEEGeoscience?and?remote?sensing?letters8(2),317-321.）。

地表覆蓋變化檢測的基本前提是由地表覆蓋變化引起的有意義的變化要大于其它因素所引起的次要變化，否則次要的變化會干擾和影響有意義的變化（參見Singh,A.,1989.Digital?change?detection?techniques?using?remotely-sensed?data.International?Journal?of?Remote?Sensing10(6),989–1003.）。影像地表覆蓋的變化檢測的其它因素包括大氣狀況、太陽高度角和土壤濕度等，可將這些因素分為兩大類，即外源因素和內源因素。外源因素是由大氣狀況、太陽高度角等外在條件引起的，選取同源同時期的影像并通過預處理能降低外源因素的影響。內源因素是同種地物內部構造在不同時期發生的變化，如不同時期土壤濕度的不同、水體渾濁度的不同和建成區新舊程度的不同等，這些因素并不能通過數據選取和預處理解決，因此要求變化檢測模型中能夠對內在因素的干擾具有魯棒性。

目前有多種變化檢測的算法，如變化向量分析、差值法、比值法、相關系數法和夾角余弦法等（參見Coppin,P.,Jonckheere,I.,Nackaerts,K.,Muys,B.,2004.Digital?change?detection?methods?in?ecosystem?monitoring:a?review.International?Journal?of?Remote?Sensing25(9),1565-1596.,Lu,D.,Mausel,P.,Brondizio,E.,Moran,E.,2004.Change?detection?techniques.International?Journal?ofRemote?Sensing25(12),2365-2407.），這些算法的特點是從光譜量值方面計算變化強度。內源噪聲通常影響的是光譜曲線的量值，傳統的變化檢測方法在光譜空間計算光譜值變化強度的大小，這樣就很難區分真變化和偽變化。

發明內容

本發明提供了一種基于光譜斜率差異檢測地表覆蓋變化的方法，該方法可減少或避免前面所提到的問題。