一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法技术

本发明专利技术公开一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，包括以下步骤：获取干旱区的亚米级空间分辨率遥感影像，并通过影像融合从亚米级空间分辨率遥感影像中提取植被覆盖像元；对亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率，生成待估计NDVI影像空间分辨率的植被覆盖率数据；对植被覆盖率数据进行平滑处理；统计植被覆盖率为100％和0％的像元，分别作为纯植被像元和裸土像元；根据纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，将纯植被像元和裸土像元分别所采集的NDVI数据中的最大值作为像元二分模型所需的NDVIveg和NDVIsoil。本发明专利技术的方法能够大大提高干旱区的植被覆盖率的估算精度。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法
本专利技术涉及遥感定量反演
，特别涉及一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法。
技术介绍
植被覆盖率(FVC，FractionofVegetationCover)是反应陆表植被覆盖情况的定量指标，与区域气候、土壤、地形以及地下水位等要素密切相关。陆表植被对全球变化的响应研究已经成为国际地圈生物圈计划的核心研究内容。对于大范围的植被覆盖率调查来说，遥感是不可替代的技术手段和主流方法，植被遥感已经成为了定量遥感研究的重要内容之一。遥感估算地表植被覆盖度是根据植被指数和植被覆盖度的显著相关特征，建立植被覆盖度与植被指数之间的转换关系，依此估算植被覆盖度信息。目前地表植被覆盖度遥感估算算法大体上可以归纳为4类：混合像元分解法、二分像元法、分解密度模型法和光谱梯度差法。这些方法从遥感机理上来说都是混合像元组份的分解；其中基于像元二分模型的MODIS植被覆盖率估算方法，由于模型简单、易实现，适用性较好，被广泛应用于区域尺度植被覆盖度计算。但是，该方法的难点在于计算公式中NDVIveg，NDVIsoil参数阈值的确定。如果这两个参数设计的不好，直接影响到模型的精度，导致某些地方植被覆盖率被高估和低估。大量的研究表明，在西部干旱稀少植被区覆盖区，由于NDVI(NormalizedDifferenceVegetationIndex，归一化差分植被指数)的过饱和问题和模型参数的率定问题，对该模型的精度提出了严重的挑战，尤其是在稀疏植被的沙漠和戈壁地区模型结果存在了普遍高估。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，能够大大提高干旱区的植被覆盖率的估算精度。为达到上述目的，本专利技术提出了一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，包括以下步骤：获取所述干旱区的亚米级空间分辨率遥感影像，并通过影像融合从所述亚米级空间分辨率遥感影像中提取植被覆盖像元；对所述亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率，生成待估计NDVI影像空间分辨率的植被覆盖率数据，其中，所述待估计NDVI影像空间分辨率低于所述亚米级空间分辨率；对所述植被覆盖率数据进行平滑处理；统计植被覆盖率为100％和0％的像元，分别作为纯植被像元和裸土像元；根据纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，将纯植被像元和裸土像元分别所采集的NDVI数据中的最大值作为像元二分模型所需的NDVIveg和NDVIsoil。根据本专利技术实施例的适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，通过获取干旱区的较高分辨率的遥感影像，并通过影像融合从该遥感影像中提取植被覆盖像元，对该植被覆盖像元重采样到较低分辨率，生成较低分辨率的植被覆盖率数据，然后统计纯植被像元和裸土像元，并选择纯植被像元和裸土像元分别对应的NDVI数据中的最大值作为像元二分模型所需的NDVIveg和NDVIsoil，由此，有效抑制了受稀疏植被NDVI较高问题的影响，避免对植被覆盖率较低地区结果的高估，能够大大提高干旱区的植被覆盖率的估算精度。另外，根据本专利技术上述实施例提出的适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法还可以具有如下附加的技术特征：所述亚米级空间分辨率遥感影像由GF-2号卫星获取。通过影像融合从所述亚米级空间分辨率遥感影像中提取植被覆盖像元包括：通过引入非监督分类算法ISODATA对光谱聚类，初始聚类数为50，然后通过目视叠加判断，进行植被和非植被的类别归并。通过PixelAggregate方法对所述亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率。其中，所述亚米级空间分辨率为0.8m，所述待估计NDVI影像空间分辨率为250m。采用3×3均值模板，对所述植被覆盖率数据进行平滑处理。附图说明图1为本专利技术实施例的适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法的流程图；图2为本专利技术一个实施例的根据不同方法的FVC估算散点图；图3为本专利技术一个实施例的根据不同方法估算的FVC与验证区参考数据累计柱状图分布。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术实施例的适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，包括以下步骤：S1，获取干旱区的亚米级空间分辨率遥感影像，并通过影像融合从亚米级空间分辨率遥感影像中提取植被覆盖像元。在本专利技术的一个实施例中，亚米级空间分辨率遥感影像可由GF-2号卫星获取。GF-2号卫星所获取的遥感影像优于1米空间分辨率，易于提取植被较少的干旱区的植被覆盖像元。在本专利技术的一个实施例中，可通过引入非监督分类算法ISODATA对光谱聚类，初始聚类数为50，然后通过目视叠加判断，进行植被和非植被的类别归并。S2，对亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率，生成待估计NDVI影像空间分辨率的植被覆盖率数据，其中，待估计NDVI影像空间分辨率低于亚米级空间分辨率。在本专利技术的一个实施例中，可通过PixelAggregate方法对亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率。其中，亚米级空间分辨率可为0.8m，待估计NDVI影像空间分辨率可为250m。S3，对植被覆盖率数据进行平滑处理。在本专利技术的一个实施例中，可采用3×3均值模板，对植被覆盖率数据进行平滑处理，以减少GF-2数据和MODIS数据的空间匹配误差影响。S4，统计植被覆盖率为100％和0％的像元，分别作为纯植被像元和裸土像元。S5，根据纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，将纯植被像元和裸土像元分别所采集的NDVI数据中的最大值作为像元二分模型所需的NDVIveg和NDVIsoil。在本专利技术的一个实施例中，可获取NDVI时序数据，并进行拼接、去极值、转换投影等处理，再进行最大值合成，得到NDVI最大值合成数据。然后分别通过纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，得到对应的NDVIveg和NDVIsoil，完成像元二分模型的参数率定。在本专利技术的一个具体实施例中，可采用ISODATA方法从融合后的GF-2卫星0.8m遥感影像中提取采样区和验证区植被分布结果，再利用PixelAggregate方法将植被分布数据重采样至250米空间分辨率，获取植被覆盖率数据，采样区数据作为植被覆盖率估算的训练数据，验证区数据作为后期精度验证的参考数据。然后，统计采样区植被覆盖率为100％和0％的像元作为纯植被像元和裸土像元，其中纯植被像元数为50，纯裸土像元数为239。最后，根据纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，通过综合实验分析，像元二分模型所需参数NDVIveg和NDVIsoil最佳阈值分别为0.8607、0.1082。据此完成对塔里木河下游植被覆盖率的估算。图2为根据不同方法的FVC估算散点图，横轴是参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述干旱区的亚米级空间分辨率遥感影像，并通过影像融合从所述亚米级空间分辨率遥感影像中提取植被覆盖像元；对所述亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率，生成待估计NDVI影像空间分辨率的植被覆盖率数据，其中，所述待估计NDVI影像空间分辨率低于所述亚米级空间分辨率；对所述植被覆盖率数据进行平滑处理；统计植被覆盖率为100％和0％的像元，分别作为纯植被像元和裸土像元；根据纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，将纯植被像元和裸土像元分别所采集的NDVI数据中的最大值作为像元二分模型所需的NDVIveg和NDVIsoil。

【技术特征摘要】
1.一种适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述干旱区的亚米级空间分辨率遥感影像，并通过影像融合从所述亚米级空间分辨率遥感影像中提取植被覆盖像元；对所述亚米级空间分辨率植被覆盖像元重采样到待估计NDVI影像空间分辨率，生成待估计NDVI影像空间分辨率的植被覆盖率数据，其中，所述待估计NDVI影像空间分辨率低于所述亚米级空间分辨率；对所述植被覆盖率数据进行平滑处理；统计植被覆盖率为100％和0％的像元，分别作为纯植被像元和裸土像元；根据纯植被像元和裸土像元的空间位置采集NDVI最大值合成数据，将纯植被像元和裸土像元分别所采集的NDVI数据中的最大值作为像元二分模型所需的NDVIveg和NDVIsoil。2.根据权利要求1所述的适用于干旱区FVC估算的像元二分模型参数率定方法，其特征在于，所述亚米级空间分辨率遥感影像由GF-2号...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱长明，沈谦，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32