[發明專利]一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法

有效

• 申請號: 201710493603.3
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107315914B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 李俊明;晉美俊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01N15/06
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李廣

本發明屬于遙感數據的時空分析領域，尤其是公開了一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法。本發明采用的技術方案為：一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法，步驟1：確定格網局部均質閾值，即變異系數閾值λ₀；步驟2：構建第n階尺度正方形格網；步驟3，構建n?1階尺度正方形格網單元；步驟4，構建(n?2),(n?3),......,2,1階尺度正方形格網單元。本發明提供一種在不降低原始時空遙感數據精度和不丟失有用信息的前提下，一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法，為進一步深入分析打下堅實基礎，也為順利將眾多復雜、科學、優良的時空分析技術順利引入時空遙感大數據分析領域創造有利條件。

技術領域

本發明屬于遙感數據的時空分析領域，尤其是公開了一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法。

背景技術

在大數據時代，數據挖掘和數據分析愈來愈顯得至關重要，特別是在地學領域，隨著對地觀測技術的迅猛發展，積累了海量的時空數據。目前全球共發射了320顆對地觀測衛星，包括陸地、大氣和海洋等各個領域。通過對地觀測衛星所攜帶的各類傳感器，可以對大氣和地球表面的各類物理和化學參數進行監測。經過50多年的發展，采集積累了大量的衛星遙感時空觀測數據，但目前對于遙感數據的分析處理能力還需要進一步加強，特別是對于時空大數據的挖掘分析。盡管目前計算機硬件技術快速發展，但也難以追趕數據量的幾何級增長。對于時空大數據的統計分析，若簡單以最小觀測單元(如像元)為統計單元，則無疑會帶來巨大的計算負擔，同時也存在信息冗余的問題，換句話說，并不是統計單元越小越合理，目前人們在對時空遙感數據統計分析時，大都慣以像元為空間統計單元，這樣做不但難以將復雜的時空分析方法引入時空大數據分析領域，而且在理論上也難以站住腳。

對于遙感數據的時空分析問題，一般都以固定的像元尺度進行時空統計分析，通常以3×3像元的一階空間鄰接考慮空間相關性，而這樣并不能反映時空過程中的多尺度耦合效應，其對時空格局的探測和研究結果可能存在偏差。

現有空間統計單元選取或構建技術的一個共同缺點是：擬通過固定尺度的空間統計單元來測度多尺度耦合的時空變化過程，顯然有失合理性和科學性。再者，若以原始像元為空間統計單元，不但在存在上述理論缺陷，而且還會帶來巨大的冗余計算負擔，致使很多時空分析方法無法實施；而若以固定的較大尺度格網單元為空間統計單元，也同樣會存在上述理論缺陷，且會降低原始數據的精度，丟失很多有用的信息。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，提供一種在不降低原始時空遙感大數據精度和不丟失有用信息的前提下，一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法，為進一步深入分析打下堅實基礎，也為順利將眾多復雜、科學、優良的時空分析技術順利引入時空遙感大數據分析領域創造有利條件。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種多尺度嵌套的空間統計單元構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定格網局部均質閾值，即變異系數閾值λ₀；先計算原始遙感數據的變異系數Cv，根據原始遙感數據變異系數確定格網局部均質閾值λ₀；

步驟2：構建第n階尺度正方形格網；假設原來像元尺度為d₀×d₀，則n階尺度正方形格網的尺度為2^n-1d₀×2^n-1d₀；

步驟3，構建(n-1)階尺度正方形格網單元；計算每一個n階尺度正方形格網包含像元屬性值的變異系數，記第j個n階尺度正方形格網對應的變異系數為Cv_n,j,若Cv_n,j>λ₀,則對第j個n階尺度正方形格網進行四叉樹剖分，若Cv_n,j≤λ₀，則保持n階尺度正方形格網；