消除基于palsar雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是遙感影像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用最大值合成NDVI消除基于PALSAR的森林分類結(jié)果中城市建筑像元的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PALSAR是ALOS衛(wèi)星攜帶的一個L波段合成孔徑雷達(dá)傳感器，不受云層、天氣和晝夜影響，可全天候?qū)Φ赜^測，獲取高分辨率的雷達(dá)數(shù)據(jù)。L波段比C、X等雷達(dá)波段具有更強的穿透力，能夠獲取豐富的地物空間結(jié)構(gòu)信息，尤其對森林植被具有很好的識別能力，目前已被廣泛用于森林信息的提取。但是，城市建筑物由于其特復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，也表現(xiàn)出與森林相似的后向散射系數(shù)特征(圖1)。因此，直接基于PALSAR雷達(dá)數(shù)據(jù)的森林分類結(jié)果中，在建筑密集的城市地區(qū)，許多建筑被誤分為森林，降低了總體分類精度。
[0003]植被和建筑物具有明顯的光譜特征差異，其中歸一化植被指數(shù)NDVI就是一個很好的特征指標(biāo)。城市建筑由于近紅外波段反射率較低，因此NDVI值也較低，而森林植被強烈反射近紅外光，在生長季具有較大的NDVI值。因此可以利用NDVI對PALSAR森林分類結(jié)果進行修正?？紴V到云及其陰影的影響(尤其是熱帶地區(qū))，在特定的季節(jié)內(nèi)大面積獲取無云的光學(xué)影像非常困難，采用多時相光影像進行最大值合成，是大面積獲取無云NDVI產(chǎn)品的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，利用多時相光學(xué)影像合成的歸一化植被指數(shù)NDVI來消除或降低PALSAR森林分類結(jié)果中的城市建筑像元，提高森林分類結(jié)果精度。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，其包括以下步驟:1、利用決策樹分類或監(jiān)督分類等方法，從PALSAR雷達(dá)影像(50或25米空間分辨率)中實現(xiàn)森林信息的提取。
[0006]2、選擇離PALSAR影像的獲取時間較近的多幅光學(xué)遙感影像，最好使用同一衛(wèi)星數(shù)據(jù)比如Landsat系列，完成預(yù)處理(幾何校正、福射校正和大氣校正)，計算歸一化植被指數(shù) NDVI ο
[0007]3、對多幅NDVI影像進行最大值合成，得到研究區(qū)域無云的NDVI產(chǎn)品。
[0008]4、對PALSAR森林分類結(jié)果或NDVI產(chǎn)品進行重采樣，實現(xiàn)空間分辨率的統(tǒng)一。
[0009]5、利用森林和城市建筑地面樣本，繪制兩種地物的NDVI直方圖，確定過濾邊界值
T0
[0010]6、對重采樣后的PALSAR森林結(jié)果進行波段運算，過濾掉NDVI值低于邊界值T的森林像元。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用多時相光學(xué)影像合成的歸一化植被指數(shù)NDVI來消除或降低PALSAR森林分類結(jié)果中的城市建筑像元，提高森林分類結(jié)果精度。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明的【背景技術(shù)】中的森林、水體、耕地和建筑在PALSAR的HH Ca)和HV (b)極化波段以及比值(HH/HV，c)和差值(HH-HV，d)波段中的后向散射系數(shù)特征。在HV波段，森林與建筑表現(xiàn)出極為相似的后現(xiàn)散射特征，雖然利用HH、HH/HV或HH-HV波段可以在一定程度上實現(xiàn)森林和建筑分離，但它們?nèi)匀淮嬖诓煌潭鹊闹丿B.圖2為本發(fā)明實施例的森林與建筑樣本的NDVI直方圖分布示意圖.圖3為本發(fā)明實施例的實驗效果示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0014]參照圖2-3，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，其包括以下步驟:1、利用決策樹分類或監(jiān)督分類等方法，從PALSAR雷達(dá)影像(50或25米空間分辨率)中實現(xiàn)森林信息的提取。
[0015]2、選擇離PALSAR影像的獲取時間較近的多幅光學(xué)遙感影像，最好使用同一衛(wèi)星數(shù)據(jù)比如Landsat系列，完成預(yù)處理(幾何校正、福射校正和大氣校正)，計算歸一化植被指數(shù) NDVI ο
[0016]3、對多幅NDVI影像進行最大值合成，得到研究區(qū)域無云的NDVI產(chǎn)品。
[0017]4、對PALSAR森林分類結(jié)果或NDVI產(chǎn)品進行重采樣，實現(xiàn)空間分辨率的統(tǒng)一。
[0018]5、利用森林和城市建筑地面樣本，繪制兩種地物的NDVI直方圖，確定過濾邊界值
T0
[0019]6、對重采樣后的PALSAR森林結(jié)果進行波段運算，過濾掉NDVI值低于邊界值T的森林像元。
[0020]實施例1:實驗內(nèi)容及條件:1、海南省儋州地區(qū)2010年P(guān)ALSAR鑲嵌產(chǎn)品，空間分辨率為25米，轉(zhuǎn)換影像DN值為歸一化雷達(dá)截面后向散射數(shù)據(jù)(sigma naught)。利用決策樹分類方法實現(xiàn)森林分類。
[0021]2、2009-2010 年共 39 景 Landsat TM/ETM+ LlT 數(shù)據(jù)(條帶號 124/046)，其中 TM 18景，ETM+21景，空間分辨率30米。利用Fmask進行自動除云，LEDAPS進行大氣校正，IDL編程實現(xiàn)NDVI最大值合成，并繪制森林和建筑樣本的NDVI直方圖如圖2所示。以建筑像元95%分位數(shù)0.65 (已圓整處理)為邊界值過濾PALSAR森林。
[0022]3、其實驗結(jié)果如圖3 (使用最大值合成NDVI修正PALSAR森林分類結(jié)果示意圖)所示:(a)儋州市區(qū)2010年3月24日的Landsat TM影像，采用543波段組合假彩色顯示。(b)最大值NDVI合成圖，綠色表示高NDVI值，(c) PALSAR森林分類結(jié)果與TM影像疊加，城市區(qū)域許多建筑被誤分為森林，Cd)經(jīng)過NDVI修正后的PALSAR森林分類結(jié)果與TM影像疊加(過濾NDVK0.65的森林像元)，城市地區(qū)森林分類結(jié)果精度明顯提高。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，其特征在于，其包括以下步驟:(I)、利用決策樹分類或監(jiān)督分類方法，從PALSAR雷達(dá)影像中實現(xiàn)森林信息的提??； (2)、選擇離PALSAR影像的獲取時間較近的多幅光學(xué)遙感影像，并且為同一衛(wèi)星數(shù)據(jù)比如Landsat系列，完成預(yù)處理，計算歸一化植被指數(shù)NDVI ； (3)、對多幅NDVI影像進行最大值合成，得到研究區(qū)域無云的NDVI產(chǎn)品； (4)、對PALSAR森林分類結(jié)果或NDVI產(chǎn)品進行重采樣，實現(xiàn)空間分辨率的統(tǒng)一； (5)、利用森林和城市建筑地面樣本，繪制兩種地物的NDVI直方圖，確定過濾邊界值T; (6)、對重采樣后的PALSAR森林結(jié)果進行波段運算，過濾掉NDVI值低于邊界值T的森林像元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，其特征在于，所述的步驟(I)中的PALSAR雷達(dá)影像為50或25米空間分辨率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，其特征在于，所述的步驟(2)中的預(yù)處理為幾何校正、輻射校正和大氣校正。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除基于PALSAR雷達(dá)影像的森林分類結(jié)果中城市建筑像元方法，它涉及遙感影像處理技術(shù)領(lǐng)域。其包括以下步驟：(1)、從PALSAR雷達(dá)影像中實現(xiàn)森林信息的提?。?2)、完成光學(xué)影像預(yù)處理，計算歸一化植被指數(shù)NDVI；(3)、對多幅NDVI影像進行最大值合成，得到研究區(qū)域的無云NDVI產(chǎn)品；(4)、對PALSAR森林分類結(jié)果或NDVI合成產(chǎn)品進行重采樣，實現(xiàn)空間分辨率的統(tǒng)一；(5)、利用森林和城市建筑地面樣本，繪制兩種地物的NDVI直方圖，確定過濾邊界值T；(6)、對重采樣后的PALSAR森林結(jié)果進行波段運算，過濾掉NDVI值低于邊界值T的森林像元。本發(fā)明利用多時相光學(xué)影像合成的歸一化植被指數(shù)NDVI來消除或降低基于PALSAR的森林分類結(jié)果中的城市建筑像元，提高森林分類結(jié)果精度。
【IPC分類】G06T5/50
【公開號】CN105139369
【申請?zhí)枴緾N201510521563
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所, 復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月24日