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专利号: 2021114187992
申请人: 电子科技大学长三角研究院(湖州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:包括:S1、确定数据源,并对所述数据源进行图像预处理:所述数据源包括MODIS NDVI数据和Landsat NDVI数据,将所述Landsat NDVI数据中云量≤75%的部分作为辅助数据,并选取从所述辅助数据中找到的一个完全清晰的影像作为基础数据,并将基础数据生成区域的地表类别数据,将所述MODIS NDVI数据通过SG滤波后得到MODIS NDVI合成数据;

S2、确定预测日期,然后对区域的地表类别数据与MODIS NDVI合成数据进行时空融合处理,生成每个预测日期的高时空分辨率的预测影像;

S3、进行Landsat NDVI融合时间序列:包括:

a、在所述预测影像中无清晰的影像时,选取与预测影像相关性系数最高的前几景MODIS NDVI合成数据,利用对应的辅助数据进行相应清晰像素的恢复,然后将预测影像按预测日期排序得到初始的Landsat NDVI融合时间数据;

b、在所述预测影像中有清晰的影像时,在辅助数据中选取与预测影像的清晰部分最相关的前几景数据后,依次用这几景中的清晰像素,再加上基础数据作为最后一景的辅助数据,对预测影像上的有云像素进行恢复,然后将预测影像按预测日期排序得到初始的Landsat NDVI融合时间数据;

S4、迭代SG滤波:采用迭代的SG滤波来平滑融合时间序列,其中迭代SG滤波算法中的清晰像素的权重值,由该清晰像素是通过所述S3步骤中的a步骤或b步骤得到的而确定,为a步骤得到的则权重系数减半,使得SG滤波的结果更趋向于b步骤得到的清晰像素,得到高时空分辨率NDVI长时间序列数据。

2.如权利要求1所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述S1步骤中的基础数据的云量≤10%。

3.如权利要求1所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述S1步骤中数据源以年为单位进行收集,收集的所述MODIS NDVI数据和Landsat NDVI数据的投影坐标保持一致,所述Landsat NDVI数据至少需要收集一年的数据,所述MODIS NDVI数据需要收集该年至少23景的数据。

4.如权利要求1所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述S1步骤中的基础数据通过ISODATA聚类算法生成区域的地表类别数据。

5.如权利要求1所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述S2步骤中的时空融合处理采用FSDAF方法。

6.如权利要求1所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述S3步骤中的a与b中还需要确定基准日期,然后需要得到MODIS NDVI合成数据在预测日期和基准日期之间的增量ΔF,之后预测日期的MODIS NDVI合成数据的值Fp等于基准日期的MODIS NDVI合成数据的值F0和增量ΔF的总和,公式为:Fp=F0+ΔF,用于a步骤与b步骤中的像素恢复;

还需要采用薄板样条插值的方法对预测日期和基准日期的MODIS NDVI数据进行插值处理,并得到预测日期和基准日期的MODIS NDVI合成数据的插值结果 和之间的空间相关性ΔS(xj,yf),公式为: 用于a步骤中的像素恢复。

7.如权利要求6所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述b步骤中在辅助数据中搜索与预测影像最相关的前四景数据,并利用S1步骤得到的基础数据,进行区域的地表类别数据和MODIS NDVI合成数据的逐类的线性回归。

8.如权利要求7所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述线性回归方式包括公式:ΔFclear=Fp(clear)‑F0(clear);

TPS TPS

其中ΔFclear和ΔS clear的关系为:ΔFclear=a*ΔS clear+b;

TPS TPS

ΔFclosed和ΔS closed的关系为:ΔFclosed=a*ΔS closed+b;

a和b为回归系数,由部分云污染图像中的清晰像素估算得到;

预测结果Fo通过:Fp=F0+(ΔFclosed∪ΔFcloser)得到。

9.如权利要求6所述的一种基于时空融合的Landsat NDVI时间序列图像重建方法,其特征在于:所述a步骤中直接利用MODIS TPS插值的增量进行相应的预测,预测结果Fo通过:Fp=F0+ΔS得到。