一种基于局域相近像元的混合像元分解方法技术

本发明专利技术涉及一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，以遥感影像数据为数据源，通过设定筛选规则，选择光谱组成相同的像元构建合理有效的混合光谱矩阵，并采用非负矩阵分解方法从混合光谱矩阵中分离土壤光谱和植被光谱，以提取土壤光谱信息，减弱植被覆盖等外部因素对土壤光谱信息的影响，从而提高土壤属性信息的遥感预测精度。本发明专利技术对提高土壤属性的现有遥感监测精度有重要意义，为实现土壤属性大面积、快速、精准制图和更新提供新的方法和思路，将进一步推动基于遥感技术获取土壤信息领域的发展。

A Mixed Pixel Decomposition Method Based on Local Close Pixels

The present invention relates to a method of mixed pixel decomposition based on local similar pixels, which takes remote sensing image data as data source, constructs a reasonable and effective mixed spectral matrix by setting screening rules and choosing the same spectral elements, and uses non-negative matrix decomposition method to separate soil spectrum and Vegetation Spectrum from the mixed spectral matrix, so as to extract soil spectral information and weaken vegetation. External factors such as mulching affect soil spectral information, thus improving the accuracy of remote sensing prediction of soil attribute information. The invention has important significance for improving the existing remote sensing monitoring accuracy of soil properties, provides new methods and ideas for large-area, fast and accurate mapping and updating of soil properties, and will further promote the development of the field of soil information acquisition based on remote sensing technology.

【技术实现步骤摘要】
一种基于局域相近像元的混合像元分解方法
本专利技术涉及一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，属于遥感影像处理

技术介绍
近年来，精准农业和越来越多的生态环境模型都迫切需要更准更新的土壤属性信息，土壤属性信息的快速更新制图研究受到越来越多的关注。遥感技术以其覆盖面积大、更新速度快、光谱信息丰富以及经济等优势，受到国内外学者的青睐，因而被广泛应用于土壤属性制图研究中。但是在遥感技术的应用中，一些影响其预测精度及应用潜力的瓶颈问题尚未得到很好的解决。遥感对地物的探测是以像元为单位，利用光子探测器或热探测器检测地物对特定波长(频率)的电磁波的作用结果。像元除了有一定的波谱参量外，还表征了地物的空间分布，即具有一定的面积。如果一个像元内仅包含一种地物，则这个像元称为典型像元。如果一个像元内包含几种地物，则称这种像元为混合像元。植被的出现改变了土壤整个波长范围内的光谱特征，尤其是红绿波段。稀疏植被覆盖即可导致地表混合像元出现，因探测器探测到的是土壤和植被的混合光谱信息，从而导致基于遥感技术的土壤属性预测精度降低，稀疏植被覆盖即可导致土壤含盐量、有机质和土壤粘粒含量等土壤属性的预测精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，用于获得目标区域中的土壤光谱，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.获得目标区域的遥感影像数据，并根据遥感影像，获得目标区域中裸土端元的平均光谱，然后进入步骤B；步骤B.采用预设大小的移动窗口选遥感影像中未被选择过的区域，作为当前待处理区域，然后进入步骤C；步骤C.针对当前待处理区域，筛选获得其中与当前待处理区域中心像元相似光谱构成的像元，并构建当前待处理区域所对应的混合光谱矩阵，然后进入步骤D；步骤D.采用非负矩阵分解算法，针对混合光谱矩阵进行求解，获得当前待处理区域中心所对应的源光谱矩阵，然后进入步骤E；步骤E.根据目标区域中裸土端元的平均光谱，识别...

【技术特征摘要】
1.一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，用于获得目标区域中的土壤光谱，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.获得目标区域的遥感影像数据，并根据遥感影像，获得目标区域中裸土端元的平均光谱，然后进入步骤B；步骤B.采用预设大小的移动窗口选遥感影像中未被选择过的区域，作为当前待处理区域，然后进入步骤C；步骤C.针对当前待处理区域，筛选获得其中与当前待处理区域中心像元相似光谱构成的像元，并构建当前待处理区域所对应的混合光谱矩阵，然后进入步骤D；步骤D.采用非负矩阵分解算法，针对混合光谱矩阵进行求解，获得当前待处理区域中心所对应的源光谱矩阵，然后进入步骤E；步骤E.根据目标区域中裸土端元的平均光谱，识别所获得源光谱矩阵中的土壤光谱，即当前待处理区域中心像元所对应的土壤光谱，然后进入步骤F；步骤F.判断遥感影像中是否存在未被选择过的区域，是则返回步骤B，否则进入步骤G；步骤G.针对所获各个像元的土壤光谱构建矩阵，即为目标区域中的土壤光谱矩阵。2.根据权利要求1所述一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，其特征在于：所述步骤C中，针对当前待处理区域，按如下步骤C1，筛选获得其中与当前待处理区域中心像元相似光谱构成的像元；步骤C1.采用光谱角匹配算法，分别获得当前待处理区域中各像元所对应光谱与中心像元所对应光谱之间的光谱角，并选取其中小于预设光谱角阈值的各个光谱角，该各光谱角分别所对应的像元，即作为其中与当前待处理区域中心像元相似光谱构成的像元。3.根据权利要求2所述一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，其特征在于：所述步骤C中还包括步骤C2如下，执行步骤C1中，选取其中小于预设光谱角阈值的各个光谱角分别所对应的像元，作为各个候选像元，然后执行步骤C2，获得其中与当前待处理区域中心像元相似光谱构成的像元；步骤C2.获取各个候选像元分别所对应的归一化植被指数NDVI值，并按归一化植被指数NDVI值由大至小、或由小至大顺序，针对除中心像元以外的各个候选像元进行排序，选取其中排序第一位的候选像元、最后一位的候选像元，以及排序位于中间位置的候选像元，并结合当前待处理区域中心像元，即作为其中与当前待处理区域中心像元相似光谱构成的像元。4.根据权利要求3所述一种基于局域相近像元的混合像元分解方法，其特征在于：所述步骤C2中，若除中心像元以外的候选像元个数为奇数个，则针对除中心像元以外各个候选像元按归一化植被指数NDVI的排序，选取其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娅，潘贤章，王昌昆，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32