一种动态水体产品融合方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动态水体产品融合方法、装置、设备及可读存储介质。该方法包括获取多个动态MODIS产品数据集；获取水体和非水体样本，对各个动态MODIS产品样本数据集进行特征提取，训练水体分类模型；利用训练后的水体分类模型对动态MODIS产品数据集进行水体分类；对不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果进行噪声处理；采用时空自适应融合方法对噪声处理后的不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果进行融合，得到融合的水体分类结果。本发明专利技术采用基于同源数据的时空自适应融合方法对两组产品的分类结果进行融合，从而降低了分类误差和噪声等对结果的影响，也提高了分类结果的时空分辨率。时空分辨率。时空分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种动态水体产品融合方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及湖泊水体提取
，具体涉及一种动态水体产品融合方法、装置、设备及可读存储介质。

技术介绍

[0002]湖泊与人类生活和自然环境密切相关。准确认识湖泊的长期或动态变化至关重要。遥感卫星可以提供监测所必需的大量数据。陆地水体的长期动态已经被绘制出来。然而，对陆地湖泊水体进行高空间分辨率的短期连续监测仍然是一项艰巨的任务。适当的数据来源和可靠的方法都是长期监测水体的关键。
[0003]MODIS数据具有较高的时间和中等空间分辨率，是湖泊水体变化的一个很好的数据源。然而，高密度的光学遥感数据容易受到噪声的影响，这些噪声会对最终结果造成很大的误差。为了获得连续的地表水，修复被云、云影等噪声覆盖的水是至关重要的。
[0004]除此之外，一个合适的分类器对于长期的水提取是非常有用的。水提取方法比较成熟，大致可以分为采用一定指标的阈值法、有监督和无监督分类法以及其他一些方法。指数法(NDWI)简单可行，但时间序列水体提取难度较大，阈值需要在不同季节不断调整。监督分类方法是可行的，并且哪一种不需要确定阈值，只需要提供一些可靠的样本点。一些研究表明，随机森林(Random Forest,RF)分类器具有较好的鲁棒性，对土地覆盖和地表水具有高效的分类能力。
[0005]与单一数据源相比，联合使用高效的多个数据源有助于避免噪声，获得更好的结果。一些针对多数据源的数据同化和融合方法得到了很好的应用，如时空自适应反射率融合模型(STARFM)和时空反射率解混模型(STRUM)。然而，由于湖泊“水体”时间序列具有显著的动态特性，数据融合仍然是一个挑战。由于传感器本身和天顶角的不同，不同数据源的融合有显著差异。此外，由于误差重叠，使用融合产品可能会产生更大的误差。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种动态水体产品融合方法、装置、设备及可读存储介质。
[0007]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]第一方面，本专利技术提出了一种动态水体产品融合方法，包括以下步骤：
[0009]S1、获取多个动态MODIS产品数据集；
[0010]S2、获取水体和非水体样本，对各个动态MODIS产品样本数据集进行特征提取，训练水体分类模型；
[0011]S3、利用训练后的水体分类模型对动态MODIS产品数据集进行水体分类；
[0012]S4、对不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果进行噪声处理；
[0013]S5、采用时空自适应融合方法对噪声处理后的不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果进行融合，得到融合的水体分类结果。
[0014]可选地，步骤S4具体包括：
[0015]对不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果，剔除含云部分的分类结果。
[0016]可选地，步骤S5具体包括：
[0017]S51、根据第一动态MODIS产品数据集的第一时间间隔差和第二动态MODIS产品数据集的第二时间间隔差确定融合周期；
[0018]S52、将第一动态MODIS产品数据集在融合周期内第一空间分辨率的第一水体分类结果和第二水体分类结果进行像元分割，得到第二空间分辨率的第一像元分割结果和第二像元分割结果；
[0019]S53、根据第二动态MODIS产品数据集在融合周期内第二空间分辨率的第二水体分类结果获取对应的生产日期像元结果；
[0020]S54、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，根据该像元值所处值域区间以及第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值与第一像元分割结果中该像元值对应位置的像元值大小关系，确定第一时间间隔差下第二空间分辨率的第一水体融合分类结果；
[0021]S55、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，根据该像元值所处值域区间以及第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值与第二像元分割结果中该像元值对应位置的像元值大小关系，确定第一时间间隔差下第二空间分辨率的第二水体融合分类结果。
[0022]可选地，步骤S52具体包括：
[0023]将第一动态MODIS产品数据集在融合周期内第一空间分辨率的第一水体分类结果中每个像元分割为四个像元，并将分割后的四个像元值赋值为原像元值，得到第二空间分辨率的第一像元分割结果；
[0024]将第一动态MODIS产品数据集在融合周期内第一空间分辨率的第二水体分类结果中每个像元分割为四个像元，并将分割后的四个像元值赋值为原像元值，得到第二空间分辨率的第二像元分割结果。
[0025]可选地，步骤S54具体包括以下分步骤：
[0026]S541、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，判断该像元值所处值域区间处于第一值域区间还是第二值域区间；
[0027]若该像元值处于第一值域区间，则将第二水体分类结果中对应像元值作为第一水体融合分类结果的对应像元值；
[0028]若该像元值处于第二值域区间，则执行步骤S542；
[0029]S542、判断第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值是否等于第一像元分割结果中该像元值对应位置的像元值；若是，则执行步骤S543；否则执行步骤S544；
[0030]S543、将第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值或第一像元分割结果中该像元值对应位置的像元值作为第一水体融合分类结果的对应像元值；
[0031]S544、分别计算第二水体分类结果中对应位置像元的梯度值和第一像元分割结果中对应位置像元的梯度值；
[0032]S545、判断第一像元分割结果中对应位置像元的梯度值是否小于第二水体分类结果中对应位置像元的梯度值；若是，则将第一像元分割结果中该像元值对应位置的像元值作为第一水体融合分类结果的对应像元值；否则将第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值作为第一水体融合分类结果的对应像元值。
[0033]可选地，步骤S55具体包括以下分步骤：
[0034]S551、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，判断该像元值所处值域区间处于第一值域区间还是第二值域区间；
[0035]若该像元值处于第二值域区间，则将第二水体分类结果中对应像元值作为第二水体融合分类结果的对应像元值；
[0036]若该像元值处于第一值域区间，则执行步骤S552；
[0037]S552、判断第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值是否等于第二像元分割结果中该像元值对应位置的像元值；若是，则执行步骤S543；否则执行步骤S544；
[0038]S543、将第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值或第二像元分割结果中该像元值对应位置的像元值作为第二水体融合分类结果的对应像元值；
[0039]S544、分别计算第二水体分类结果中对应位置像元的梯度值和第二像元分割结果中对应位置像元的梯度值；
[0040]S545、判断第二像元分割结果中对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态水体产品融合方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取多个动态MODIS产品数据集；S2、获取水体和非水体样本，对各个动态MODIS产品样本数据集进行特征提取，训练水体分类模型；S3、利用训练后的水体分类模型对动态MODIS产品数据集进行水体分类；S4、对不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果进行噪声处理；S5、采用时空自适应融合方法对噪声处理后的不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果进行融合，得到融合的水体分类结果。2.根据权利要求1所述的一种动态水体产品融合方法，其特征在于，步骤S4具体包括：对不同动态MODIS产品数据集的水体分类结果，剔除含云部分的分类结果。3.根据权利要求1所述的一种动态水体产品融合方法，其特征在于，步骤S5具体包括：S51、根据第一动态MODIS产品数据集的第一时间间隔差和第二动态MODIS产品数据集的第二时间间隔差确定融合周期；S52、将第一动态MODIS产品数据集在融合周期内第一空间分辨率的第一水体分类结果和第二水体分类结果进行像元分割，得到第二空间分辨率的第一像元分割结果和第二像元分割结果；S53、根据第二动态MODIS产品数据集在融合周期内第二空间分辨率的第二水体分类结果获取对应的生产日期像元结果；S54、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，根据该像元值所处值域区间以及第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值与第一像元分割结果中该像元值对应位置的像元值大小关系，确定第一时间间隔差下第二空间分辨率的第一水体融合分类结果；S55、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，根据该像元值所处值域区间以及第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值与第二像元分割结果中该像元值对应位置的像元值大小关系，确定第一时间间隔差下第二空间分辨率的第二水体融合分类结果。4.根据权利要求3所述的一种动态水体产品融合方法，其特征在于，步骤S52具体包括：将第一动态MODIS产品数据集在融合周期内第一空间分辨率的第一水体分类结果中每个像元分割为四个像元，并将分割后的四个像元值赋值为原像元值，得到第二空间分辨率的第一像元分割结果；将第一动态MODIS产品数据集在融合周期内第一空间分辨率的第二水体分类结果中每个像元分割为四个像元，并将分割后的四个像元值赋值为原像元值，得到第二空间分辨率的第二像元分割结果。5.根据权利要求4所述的一种动态水体产品融合方法，其特征在于，步骤S54具体包括以下分步骤：S541、依次遍历生产日期像元结果中的每个像元，判断该像元值所处值域区间处于第一值域区间还是第二值域区间；若该像元值处于第一值域区间，则将第二水体分类结果中对应像元值作为第一水体融合分类结果的对应像元值；若该像元值处于第二值域区间，则执行步骤S542；S542、判断第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值是否等于第一像元分割结
果中该像元值对应位置的像元值；若是，则执行步骤S543；否则执行步骤S544；S543、将第二水体分类结果中该像元值对应位置的像元值或第一像元分割结果中该像元值对应位置的像元值作为第一水体融合分类结果的对应像元值；S54...

【专利技术属性】
技术研发人员：王义成，饶品增，王兴勇，蒲立，王燕晓，赵月芬，吕映，甘醇，焦醒，范一为，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：