[發明專利]融合InSAR相干性與多光譜遙感的協同分類方法

有效

• 申請號: 202110048697.X
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112733746B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李鵬;劉潔;李振洪;王厚杰
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06V10/80;G06V10/764
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明屬于空間對地觀測(衛星遙感)與濕地地理環境學科交叉領域，具體涉及一種融合InSAR相干性與多光譜遙感的協同分類方法，對同一區域合成孔徑雷達主影像和輔影像進行相關性計算，利用Python語言對光學以及SAR影像進行重采樣到相同分辨率；利用Python語言將樣本矢量文件轉換為柵格數據并進行標簽提取一并作為分類器的訓練樣本，對影像訓練數據集進行分類器模型訓練；將重采樣過后的影像分別拉伸成不同的一維特征向量，然后組合成為預測數據集；調用先前訓練完成的模型實現標簽值的預測。本發明方法可以直接用于InSAR相干性與多光譜遙感影像濕地協同分類，同時也可應用于其他場景下的地物類型分類。

技術領域

本發明屬于空間對地觀測(衛星遙感)與濕地地理環境技術學科交叉領域，具體涉及一種融合InSAR相干性與多光譜遙感的協同分類方法。

背景技術

濕地是水陸生態系統間的過渡地域，擁有眾多動植物資源，是極其重要的自然生態系統，具有強大的環境凈化能力，對生物多樣性、水質保護、氣候改善、徑流調節等有重要意義。近年來，全球濕地受到人類過度開發與全球變化的雙重影響，導致面積銳減、生態環境惡化。以黃河三角洲為例，該地區面臨斷流、污染、海水入侵等威脅，濕地面積萎縮、生態破壞與功能退化等問題。因此，對濕地環境變化的連續監測，對濕地環境、資源保護與開發等極其重要。

與傳統地面監測技術相比，濕地遙感技術具有數據獲取方便、時空尺度多樣、光譜信息豐富、覆蓋面廣等優勢，近年來成為濕地環境監測的重要手段。但是，可見光遙感資料通常受到光照條件、云覆蓋等客觀限制，并且難以穿透植被，尤其是在植被覆蓋密集的熱帶、亞熱帶等地區，經常難以獲得足夠的高質量無云影像，使其在濕地變化研究中受到顯著地制約。作為一種主動成像傳感器，合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)能夠穿透云霧以及部分植被冠層，具備全天時、全天候和高空間分辨率觀測能力。同時，雷達信號蘊含了豐富的強度、相位、極化等信息，因此濕地相干性的時空變化特征可以為濕地生態環境監測提供重要的參考。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種融合InSAR相干性與多光譜遙感影像的濕地協同分類方法，基于多源融合數據對具有復雜地物類型的濕地地區分類的信號優勢，以黃河口濕地地區為例，詳細分析了融合相InSAR相關性與多光譜遙感影像對濕地分類的影響，進一步討論不同分類模型的差異，并給出分類精度報告。組合不同的遙感數據，可以進行復雜地物的高精度分類。

具體的技術方案為：

融合InSAR相干性與多光譜遙感的協同分類方法，包括以下步驟：

(1)干涉圖主輔影像根據下式進行相關性計算，得到相關系數圖像；

E[]為數學期望，u₁、u₂分別為主、輔圖像，表示輔圖像共軛復數。在實際遙感影像相干處理應用中上式數學式變換式為：

其中N，M分別為選取的圖像滑動窗口的高和寬，u₁(n,m)、u₂(n,m)分別為主、輔圖像位于滑動窗口(n,m)處像素的復數值，(n,m)同樣表示了輔圖像在相同位置像素的共軛復數；通過相關性計算得到的影像像素值保持在0-1之間，其中0表示圖像完全不相關，1表示圖像完全相關；

(2)根據步驟(1)，利用Python語言將相關系數圖像(以Sentinel-1BTOPSAR衛星為例)和光學遙感影像(以Sentinel-2多光譜遙感衛星為例)，投影到同一坐標系下并進行重采樣，得到具有相同空間分辨率的影像文件；

(3)根據步驟和(2)，利用Python語言對實地觀測得到的樣本區域土地利用類型矢量數據進行柵格化，并提取每個像素的類型標簽值；