[发明专利]基于高斯函数拟合方差自动提取地表植被物候信息的方法

摘要

本发明涉及一种基于高斯函数拟合方差自动提取地表植被物候信息的方法，引入变程，变程不仅是空间概念，也作为时间概念应用到运算；计算变程，得到的变程是整个NDVI时间序列集的变程值，这个变程值将是方差函数的最大变异时段，这个变异时段代表研究区地表植被的生长期。包括步骤1原始遥感图像预处理；步骤2判定拟合优度；步骤3变程合理性判定；步骤4完成物候信息提取。本发明有效的解决了拟合参数较多，计算过程复杂和人工判定的主观因素等问题；实现了全程依靠计算机计算得出结果数据，消除人工判定的主观因素。经试验，结果数据与研究区地表植被实际物候信息的相关性强，具有指示性和代表性。

主权项

一种基于高斯函数拟合方差自动提取地表植被物候信息的方法，引入变程，变程不仅是空间概念，也作为时间概念应用到运算；计算变程，得到的变程是整个NDVI时间序列集的变程值，这个变程值将是方差函数的最大变异时段，这个变异时段代表研究区地表植被的生长期；其特征在于，包括以下步骤：步骤1、原始遥感图像预处理A、通过遥感软件ENVI平台下的FLAASH模型对遥感影像的可见光波段进行辐射定标和大气校正；B、通过波段比值计算得到地表植被指数NDVI，根据研究区范围对完成计算的结果图像进行裁剪；C、重复上述A‑B步骤，得到1年12个月的月值序列或1年24旬的旬值序列的NDVI遥感图像数据集；步骤2、判定拟合优度D、在R语言软件平台上编写算法计算像元的实际半方差，根据实际待计算的像元点数确定本次循环计算的次数，得到该像元的半方差数值与时间序列的函数关系；E、选用高斯函数对该像元的地表植被指数半方差值与时间的函数关系进行拟合；F、判定拟合优度，如果拟合系数R2≥0.60认为拟合结果通过检验，进入第H步骤的计算；G、如果拟合系数R2＜0.60，判定拟合结果没有通过检验，该像元点赋0值，返回第D步骤，进入下一个像元点的计算；步骤3、变程合理性判定H、将遥感影像上像元点的实际半方差值与相对应的时间间距值代入高斯函数公式，确定高斯函数公式的各项参变量；I、提取拟合函数的参变量——变程，即植被指数半方差数值在时间序列轴上到达基台值的变程；J、判定从像元点上提取的变程值，如果range＜12月的月值数据或者range＜24旬的旬值数据，说明符合地表植被信息的合理变化范围，进入第L步骤的计算；K、如果range≥12月的月值数据或者range≥24月的月值数据，说明不符合地表植被信息的合理变化范围，该像元点赋0值，返回第I步骤，进入下一个像元点的计算；L、逐像元点保存得到的变程值；步骤4，完成物候信息提取M、根据计算初始设定的循环次数，判定是否结束本次计算；N、对结果数据赋投影信息，投影参数与原数据地图参数一致；O、最后保存数据，完成地表植被物候信息的提取。