[發(fā)明專利]一種遙感影像土地覆蓋自動(dòng)分類方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811557247.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109657616A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚力;程熙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川立維空間信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06F16/29
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中;李林合

本發(fā)明公開(kāi)了一種遙感影像土地覆蓋自動(dòng)分類方法，包括影像分割、特征提取、樣本自動(dòng)選擇以及土地覆蓋分類幾個(gè)步驟。本發(fā)明采用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)遙感影像進(jìn)行土地覆蓋自動(dòng)分類，通過(guò)系統(tǒng)流程化地迭代訓(xùn)練分類器，能夠使分類結(jié)果達(dá)到較高的精度水平，同時(shí)相對(duì)與現(xiàn)有的土地覆蓋分類方法，其能夠自動(dòng)選擇不同類別的土地覆蓋樣本，運(yùn)算量較小。此外，本發(fā)明在對(duì)樣本進(jìn)行選擇和分類之前，首先采用均值漂移算法對(duì)遙感衛(wèi)星影像進(jìn)行影像分割，對(duì)先驗(yàn)知識(shí)要求少，完全依靠訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，可以用于任意形狀密度函數(shù)的估計(jì)，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)具有很好的適應(yīng)性和穩(wěn)健性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土地覆蓋遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遙感影像土地覆蓋自動(dòng)分類方法的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

土地覆蓋是指地球陸地表面的各種生物或物理的覆蓋類型，包括地表的植被(天然或人工)、建設(shè)用地(建筑、道路)、湖泊、冰川、裸巖和沙漠等，主要描述地球表面的自然屬性。土地覆蓋在反映人類和自然關(guān)系的人地交互系統(tǒng)中扮演著重要角色，影響著地球系統(tǒng)過(guò)程中的各個(gè)方面，并且是地球系統(tǒng)的氣候、生物化學(xué)等模型的重要參數(shù)。另外，在土地覆蓋應(yīng)用方面，目前國(guó)家各行業(yè)部門(mén)都需要地表覆蓋信息，如土地管理部門(mén)需要弄清土地覆蓋之外還需要了解土地覆蓋和居民地的關(guān)系，水利部門(mén)需要知道全國(guó)水利設(shè)施附近的地表覆蓋情況，環(huán)境部門(mén)需要了解各大江河周邊的工廠情況，農(nóng)業(yè)部門(mén)需要了解耕地的分布情況等，所有這些專業(yè)部門(mén)都需要綜合性的地表覆蓋數(shù)據(jù)。因此，準(zhǔn)確、及時(shí)、全面的獲取土地覆蓋信息具有重要的科學(xué)意義。

目前，土地覆蓋的遙感監(jiān)測(cè)多是通過(guò)土地覆蓋類型、面積以及變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，要想知道土地覆蓋面積的變化必然離不開(kāi)土地覆蓋分類，相對(duì)于單一地物類型的提取而言，從遙感影像上自動(dòng)提取土地覆蓋類別的算法相對(duì)較少，目前單波段閾值法、多波段譜間關(guān)系法、非監(jiān)督分類法、監(jiān)督分類法等土地覆蓋分類方法相繼得到了應(yīng)用，然而上述方法均存在運(yùn)算量大且分類結(jié)果精度較低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的土地覆蓋分類方法對(duì)于人工采集樣本工作量大且分類結(jié)果精度不穩(wěn)定的問(wèn)題，提出了一種遙感影像土地覆蓋自動(dòng)分類方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種遙感影像土地覆蓋自動(dòng)分類方法，包括以下步驟：

S1、采用均值漂移算法對(duì)遙感衛(wèi)星影像進(jìn)行影像分割，并將分割結(jié)果以矢量多邊形的形式統(tǒng)一存儲(chǔ)到GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

S2、以每個(gè)矢量多邊形作為一個(gè)獨(dú)立的基元，提取每個(gè)基元的特征并以矢量屬性的形式存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

S3、根據(jù)每個(gè)基元的特征自動(dòng)選擇樣本。

S4、判斷選擇的樣本是否為土地覆蓋類型樣本，若是則進(jìn)入步驟S5，否則返回步驟S3。

S5、采用監(jiān)督分類算法對(duì)土地覆蓋類型樣本進(jìn)行分類，并輸出土地覆蓋分類結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟S1中的均值漂移算法具體為：

A1、在遙感衛(wèi)星影像中選取任意一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)x，并以數(shù)據(jù)點(diǎn)x為中心點(diǎn)，計(jì)算在設(shè)定半徑為R的圓形空間內(nèi)所有數(shù)據(jù)點(diǎn)x_i與中心點(diǎn)x的偏移均值m(x)：

其中w_i是第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)x_i的權(quán)重系數(shù)，滿足約束條件n為圓形空間的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)，K(·)為核函數(shù)，且：

其中x^s表示中心點(diǎn)x特征矢量的空間部分，x^r表示中心點(diǎn)x特征矢量的顏色部分，p為遙感衛(wèi)星影像維數(shù)，h_s,h_r分別為空間核帶寬和顏色核帶寬，C為歸一化常數(shù)，||·||表示二范數(shù)，k(·)為在空間和顏色域中都使用相同的核，且：