[發明專利]基于多樣性特征聯合的林地變化遙感監測方法

有效

• 申請號: 202011088024.9
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112257531B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 馮偉;鐘嫻;全英匯;王勇;李強;趙國平;董淑仙;王碩
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/774;G06V10/764;G06N20/20
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;陳宏社

本發明提出了一種基于多樣性特征聯合的林地變化遙感監測方法，用于解決因同譜異物和同物異譜而導致的對林地變化監測精度較低的問題。實現步驟為：對林地遙感影像進行預處理；獲取預處理后林地遙感影像的光譜特征向量集和紋理特征向量集；對光譜特征向量集和紋理特征向量集分別進行歸一化；對歸一化后的光譜特征向量集和紋理特征向量集進行多樣性特征聯合；獲取訓練樣本集和測試樣本集；構建隨機森林分類模型并進行迭代訓練；獲取林地變化信息。本發明利用多樣性特征聯合方法來提高對林地遙感影像的分類精度，增強了對林地變化的監測能力。

技術領域

本發明屬于遙感技術領域，涉及一種林地變化遙感監測方法，具體涉及一種基于多樣性特征聯合的林地變化遙感監測方法。

背景技術

森林是自然生態系統的一個重要組成部分，它不僅可以調節自然界中的空氣和水的循環，保護土壤免受風和雨的侵襲，還能減少環境污染對人類的危害。森林的自然演替、病蟲害、火災以及人類活動的干擾都會使森林發生變化，而森林的變化直接影響到陸地生態系統的平衡。因此，開展林地變化監測工作，有助于了解森林空間分布的變化信息，建立或更新森林資源檔案，通過科學的技術措施和合理的調控方案保護森林資源。

傳統的林地變化監測以地面的人工調查為主，存在著工作量大、更新周期長、效率低和時效性差等問題，難以滿足當今快速高效地對大范圍的林地變化進行監測的需求。與傳統方法相比，遙感技術以其覆蓋范圍廣、獲取信息速度快與數據量豐富等優點，在林地變化監測中得到了廣泛應用。遙感影像分類是監測林地變化的重要手段，利用遙感影像光譜波段的反射率計算的歸一化植被指數NDVI、比值植被指數RVI和增強植被指數EVI等光譜特征常用于林地遙感影像分類。但是，由于同譜異物和同物異譜現象的存在，只利用光譜特征對遙感影像進行分類會導致分類精度較低。

例如：申請公布號為CN110135322A,名稱為“一種基于IFI的時間序列森林變化監測方法”，公開了一種基于IFI的時間序列森林變化監測方法。該方法首先對遙感影像預處理，然后計算出預處理后遙感影像的歸一化植被指數NDVI并進行暗物質掩膜，之后整合森林指數并獲取訓練樣本，最后利用圖像插值法補全掩膜影像的信息并對遙感影像進行分類得到森林變化監測結果。該方法存在的不足之處是：只運用了遙感影像的光譜特征進行分類，沒有利用到遙感影像的紋理特征，沒有考慮到同譜異物和同物異譜的問題，導致遙感影像的分類精度較低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，提出了一種基于多樣性特征聯合的林地變化遙感監測方法，用于解決同譜異物和同物異譜的現象導致對林地變化監測精度較低的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案包括如下步驟：

(1)對林地遙感影像數據進行預處理：

(1a)讀取不同時間的林地遙感影像集A＝{A₁,A₂,...,A_t,...,A_T}，其中A_t表示第t個時間點的大小為M×N×D的遙感影像，T表示林地遙感影像的總數，T≥2，M、N、D分別表示A_t的行數、列數、光譜波段數目，M≥10，N≥10，D≥4；

(1b)對每幅林地遙感影像A_t進行輻射校正，得到輻射校正后的林地遙感影像集A'＝{A'₁,A'₂,...,A'_t,...,A'_T}，并對每幅輻射校正后的林地遙感影像A'_t進行大氣校正,得到大氣校正后的林地遙感影像集A”＝{A”₁,A”₂,...,A”_t,...,A”_T}；

(2)獲取大氣校正后的林地遙感影像集A”的光譜特征向量集G₁：