一种叶面积指数空间尺度转换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种叶面积指数空间尺度转换方法及装置，对通过叶面积指数遥感反演模型获取的第一空间分辨率遥感影像的叶面积指数遥感反演结果进行空间尺度变换，得到第一变换结果，获取通过基于切比雪夫多项式构建的近似模型得到的空间尺度转换增量，基于第一变换结果和空间尺度变换增量确定叶面积指数遥感反演结果的空间尺度转换结果。由于近似模型基于切比雪夫多项式构建，因此，近似模型不涉及导数，因此，本发明专利技术实施例提供的叶面积指数空间尺度转换方法及装置只要求叶面积指数遥感反演模型在地表下垫面内连续即可，应用范围更广，而且通过实验可以确定，本发明专利技术实施例提供的叶面积指数空间尺度转换方法及装置的转换精度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息处理
，更具体地说，涉及一种信息处理方法及装置。
技术介绍
叶面积指数是表征植被结构及其生长状态的关键指标，其在农作物群体长势监测、产量与品质估算、病虫害监测等领域均有着重要且广泛的应用。遥感反演是获取区域农作物叶面积指数的主要途径，其以空间遥感技术获取的宏观区域地物电磁波信息为数据源，通过构建描述地物电磁波与叶面积指数之间相互关系的数学模型，定量反演农作物叶面积指数。随着遥感技术的日益发展，多样化的综合对地观测系统为遥感农作物反演叶面积指数提供了多源化的观测数据集，遥感影像各有自己的分辨率、幅面和波段选择等，充分利用多传感器的互补信息，开展科学合理的多源遥感数据联合应用，有利于提升叶面积指数的反演精度与可靠性。由于地表空间异质性的普遍存在和遥感观测信息多空间分辨率并有的特点，在基于多源遥感观测开展农作物叶面积指数定量反演时，叶面积指数遥感反演模型的非线性必然导致多空间尺度遥感反演叶面积指数结果的不一致，从而产生叶面积指数的空间尺度效应(即在不同的空间尺度下，地表参量表现出的差异或地表过程表现出的不同特征)，而空间尺度转换作为空间尺度效应的解决方法得到了国内外研究学者的普遍关注。目前，最常用的空间尺度转换方法是泰勒级数展开法，泰勒级数展开法是经典的物理类空间尺度转换方法，该方法先对待转换的叶面积指数进行空间尺度变换，得到初始转换结果，然后通过基于泰勒级数展开法确定的校正参数对初始转换结果进行校正得到最终的空间尺度转换结果。基于泰勒级数展开法的空间尺度转换方法能够较为直观地给出叶面积指数遥感反演模型和反演模型驱动变量在叶面积指数空间尺度效应中的具体响应机制与模式，且在小空间尺度遥感观测数据存在的情况下，能够较好地开展不同空间尺度叶面积指数面状信息的转换。而由于泰勒级数展开法的应用前提是叶面积指数遥感反演模型在地表下垫面内连续且n阶可导，而现实中的地表下垫面大都具有空间异质性，故该方法在实际应用中受到较大的局限。考虑到农作物叶面积指数空间尺度转换普适性和高精度的应用需求，有必要提供一种使用范围更广的物理类空间尺度转换方法，并能够提高复杂地表下垫面内农作物叶面积指数空间尺度转换的数值精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用范围更广的叶面积指数空间尺度转换方法及装置，并提高复杂地表下垫面内农作物叶面积指数空间尺度转换的数值精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种叶面积指数空间尺度转换方法，包括：对通过叶面积指数遥感反演模型获取的叶面积指数进行空间尺度变换，得到第一变换结果；获取基于所述叶面积指数遥感反演模型的近似模型确定的空间尺度转换增量，所述近似模型为：基于切比雪夫多项式构建的所述叶面积指数遥感反演模型的最佳平方逼近n次多项式；基于所述第一变换结果和所述空间尺度转换增量确定所述叶面积指数的空间尺度转换结果。上述方法，优选的，所述近似模型为：其中，aj为基于和叶面积指数遥感反演模型确定的计算系数；为基于第一类切比雪夫多项式构建的n个线性无关的正交基函数。上述方法，优选的，相应的，所述近似模型为：其中，Tk(x)为第一类切比雪夫多项式，M(x)为所述叶面积指数遥感反演模型。上述方法，优选的，所述空间尺度转换增量为：Δm＝g(f(R(p)))-f(g(R(p)))，其中，Δm表示所述空间尺度转换增量；R(p)表示用于获取所述叶面积指数的遥感影像中像素点p的反射率数据；f(·)表示空间尺度变换函数；g(·)表示所述近似模型。上述方法，优选的，所述基于所述第一变换结果和所述空间尺度转换增量确定所述叶面积指数的空间尺度转换结果包括：将所述第一变换结果与所述空间尺度转换增量的和值确定为所述叶面积指数遥感反演结果的空间尺度转换结果。一种叶面积指数空间尺度转换装置，包括：变换模块，用于对通过叶面积指数遥感反演模型获取的叶面积指数进行空间尺度变换，得到第一变换结果；获取模块，用于获取基于所述叶面积指数遥感反演模型的近似模型确定的空间尺度转换增量，所述近似模型为：基于切比雪夫多项式构建的所述叶面积指数遥感反演模型的最佳平方逼近n次多项式；确定模块，用于基于所述第一变换结果和所述空间尺度转换增量确定所述叶面积指数的空间尺度转换结果。上述装置，优选的，所述近似模型为：其中，aj为基于和叶面积指数遥感反演模型确定的计算系数；为基于第一类切比雪夫多项式构建的n个线性无关的正交基函数。上述装置，优选的，相应的，所述近似模型为：其中，Tk(x)为第一类切比雪夫多项式，M(x)为所述叶面积指数遥感反演模型。上述装置，优选的，所述空间尺度转换增量为：Δm＝g(f(R(p)))-f(g(R(p)))，其中，Δm表示所述空间尺度转换增量；R(p)表示用于获取所述叶面积指数的遥感影像中像素点p的反射率数据；f(·)表示空间尺度变换函数；g(·)表示所述近似模型。上述装置，优选的，所述确定模块包括：第一确定单元，用于将所述第一变换结果与所述空间尺度转换增量的和值确定为所述叶面积指数遥感反演结果的空间尺度转换结果。通过以上方案可知，本申请提供的一种叶面积指数空间尺度转换方法及装置，对通过叶面积指数遥感反演模型获取的第一空间分辨率遥感影像的叶面积指数遥感反演结果进行空间尺度变换，得到第一变换结果，获取通过基于切比雪夫多项式构建的近似模型得到的空间尺度转换增量，基于第一变换结果和空间尺度变换增量确定叶面积指数遥感反演结果的空间尺度转换结果。由于近似模型基于切比雪夫多项式构建，因此，近似模型不涉及导数，因此，本专利技术实施例提供的叶面积指数空间尺度转换方法及装置只要求叶面积指数遥感反演模型在地表下垫面内连续即可，应用范围更广，而且通过实验可以确定，本专利技术实施例提供的叶面积指数空间尺度转换方法及装置的转换精度较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的叶面积指数空间尺度转换方法的一种实现流程图；图2为黑河流域盈科绿洲区的小麦多空间尺度遥感观测数据；图3为河北省粮食主产区的小麦多空间尺度遥感观测数据；图4a为对图2左图进行升尺度后得到的遥感数据进行叶面积指数遥感反演得到的叶面积指数与由图2左图通过叶面积指数遥感反演得到的叶面积指数进行升尺度得到的叶面积指数的对应关系；图4b为基于泰勒级数展开法的叶面积指数的空间尺度转换方法得到的叶面积指数与由图2左图通过叶面积指数遥感反演得到的叶面积指数进行升尺度得到的叶面积指数的对应关系；图4c为基于本专利技术实施例提供的叶面积空间尺度转换方法得到的叶面积指数与由图2左图通过叶面积指数遥感反演得到的叶面积指数进行升尺度得到的叶面积指数的对应关系；图5a为对图3左图进行升尺度后得到的遥感数据进行叶面积指数遥感反演得到的叶面积指数与由图3左图通过遥感反演得到的叶面积指数进行升尺度得到的叶面积指数的对应关系；图5b为基于泰勒级数展开法的叶面积指数的空间尺度转换方法得到的叶面积指数与由图3左图通过叶面积指数遥感反演得到的叶面积指数进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶面积指数空间尺度转换方法，其特征在于，包括：对通过叶面积指数遥感反演模型获取的叶面积指数进行空间尺度变换，得到第一变换结果；获取基于所述叶面积指数遥感反演模型的近似模型确定的空间尺度转换增量，所述近似模型为：基于切比雪夫多项式构建的所述叶面积指数遥感反演模型的最佳平方逼近n次多项式；基于所述第一变换结果和所述空间尺度转换增量确定所述叶面积指数的空间尺度转换结果。

【技术特征摘要】
1.一种叶面积指数空间尺度转换方法，其特征在于，包括：对通过叶面积指数遥感反演模型获取的叶面积指数进行空间尺度变换，得到第一变换结果；获取基于所述叶面积指数遥感反演模型的近似模型确定的空间尺度转换增量，所述近似模型为：基于切比雪夫多项式构建的所述叶面积指数遥感反演模型的最佳平方逼近n次多项式；基于所述第一变换结果和所述空间尺度转换增量确定所述叶面积指数的空间尺度转换结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述近似模型为：其中，aj为基于和叶面积指数遥感反演模型确定的计算系数；为基于第一类切比雪夫多项式构建的n个线性无关的正交基函数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相应的，所述近似模型为：其中，a0=1π∫0111-x2M(x)dx,]]>ak=2π∫0111-x2M(x)Tk(x)dx,]]>Tk(x)为第一类切比雪夫多项式，M(x)为所述叶面积指数遥感反演模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间尺度转换增量为：Δm＝g(f(R(p)))-f(g(R(p)))，其中，Δm表示所述空间尺度转换增量；R(p)表示用于获取所述叶面积指数的遥感影像中像素点p的反射率数据；f(·)表示空间尺度变换函数；g(·)表示所述近似模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一变换结果和所述空间尺度转换增量确定所述叶面积指数的空间尺度转换结果包括：将所述第一变换结果与所述空间尺度转换增量的和值确定为所述叶面积指数遥感反演结果的空间尺度转换结...

【专利技术属性】
技术研发人员：董莹莹，黄文江，王纪华，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11