[發明專利]基于多光譜影像和NDVI時間序列的地表覆蓋變化檢測方法

有效

• 申請號: 201810365069.2
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108827880B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 劉博宇;陳軍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/31
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

1.一種基于多光譜影像和NDVI時間序列的地表覆蓋變化檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、疊加兩個時期的多光譜影像，對每個像元分別計算兩個光譜間的皮爾森相關系數,并由該系數確定出光譜變化強度；

所述的光譜變化強度由公式

M_C＝1-p (1)

計算得出，其中p為皮爾森相關系數；

b、疊加兩個時期上各年際的NDVI時間序列數據，對每個像元分別計算各曲線的相角累積量、基線累積量、相對累積率和相對基線過零率四種形狀參數值；由形狀參數的差異確定出相應的時序變化強度；

c、將每個像元的光譜變化強度和時序變化強度分別進行歸一化處理，得到相應的歸一化后的相對變化強度，并加權集成為一種光譜時序變化強度；

d、設定變化閾值，將光譜時序變化強度大于該閾值的像元劃分為變化像元，將其余像元劃分為未變化像元，由全部的變化像元組成地表覆蓋變化區域；

——步驟b所述的兩個時期上各年際的NDVI時間序列數據，是空間分辨率與步驟a中的多光譜影像相同，時間分辨率不低于30天的NDVI數據；相角累積量由公式(2)計算，

其中n為相角個數，V(i,s)和V(i,e)分別表示時間序列曲線上第i個NDVI值，t(i,s)表示相角的開始季相時間，t(i,e)表示相角的結束季相時間；

基線累積量由公式(3)計算，

其中ΔVi表示第i個NDVI曲線值和基線值間的差異，B表示基線區間內的所有NDVI集合，基線為NDVI曲線上前三個值的平均值和后三個值的平均值的連線，由平面兩點坐標公式可求出該連線上的NDVI值，進而計算出ΔVi；

相對累積率由公式(4)計算，

其中V₀表示生長季開始的NDVI值，取前三個NDVI值的平均值，Vi表示NDVI曲線上的第i個NDVI值；

相對基線過零率由公式(5)和由公式(6)計算，

其中T是總體時間間隔，V是NDVI值，V_m表示該時間段內所有NDVI的平均值；

四種形狀參數的時序變化強度由公式(7)計算，

M_Δf＝|Δf|^p (7)

其中Δf表示相同的兩個形狀參數的值的偏差，對于相對累積率，p為2，對于相角累積量，基線累積量和相對基線過零率，p為1；

步驟c所述的歸一化處理由公式(8)計算，

其中M是變化強度，M_min和M_max分別是變化強度的最小值和最大值；

加權集成由公式(9)實現，

w是加權因子，I是相對變化強度，i為0時表示光譜相對變化強度，i從1到4依次表示四種時序相對變化強度。

2.按照權利要求1所述的基于多光譜影像和NDVI時間序列的地表覆蓋變化檢測方法，其特征在于，步驟d所述的將光譜時序變化強度大于該閾值的像元劃分為變化像元，是通過運算操作中的大于運算符實現的。