[发明专利]一种用于黑土有机质信息提取的自适应高斯低通滤波方法

权利要求书

1.一种用于黑土有机质信息提取的自适应高斯低通滤波方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、黑土地高光谱预处理；

辐射校正使用基于MODTRAN4+辐射传输模型的FLAASH算法对高光谱数据进行预处理；

计算时需要元数据包括观测视场角、太阳角度、平均海拔高度、大气模型、气溶胶类型和能见度范围；几何校正利用机载POS 510系统实现，机上惯导系统和定位系统记录了每一个像元的位置参数X，Y，Z和姿态参数Roll，Pitch，Heading，通过每一帧图像的GPS时间，将坐标赋值给该象元；

步骤二、频率域转化；

将原始黑土地高光谱数据进行频域转换，生成频率域数据；

步骤三、自适应高斯滤波；

结合黑土地理空间中已知有机质数据的插值数据，设计能够自适应的高斯滤波器，使得在保留黑土图像局部特征的基础上，选择不同的σ，实现原始图像的分类；这一过程中，不断与地面化验数据进行比对，迭代运算，直至满足分级要求；

步骤四、分级提取；

设计一种自适应高斯低通滤波算法，通过逐步排除不同能量等级的数据，实现黑土地有机质含量分类分级的目的；

步骤五、有机质提取结果；

将各个级别含量的有机质进行综合制图，形成有机质含量的航空高光谱提取结果；将总体精度和Kappa系数最高的参数设置σ1＝0.5，ε1＝1.1应用到黑土地有机质的运算中，分级之后，根据地面分析数据，给出每一级别的有机质含量，得出黑土有机质含量的空间分布情况。

2.根据权利要求1所述的一种用于黑土有机质信息提取的自适应高斯低通滤波方法，其特征在于：所述步骤一包括以下步骤：

步骤1.1辐射校正

计算在高光谱传感器处接收的像元光谱辐射亮度：

式中，L为传感器接收的总辐射亮度；ρ为像元表面反射率；ρe为像元周围平均表面反射率；S为大气球面反照率；Lα为大气后向散射辐射率；A、B为大气和几何条件的系数；方法的机理在于使用基于MODTRAN4+的大气辐射传输模型；

步骤1.2几何校正

原始图像中记录了每一帧图像的GPS时间，经过辐射校正后生成了一个时间标志记录文件*.att文件，该文件中记录了每一帧图像的GPS时间，该GPS时间都包含在POS系统结果文件的时间段内，通过时间比对和坐标投影变换就可以获得每一帧图像的姿态数据和位置数据，对图像进行几何校正。

3.根据权利要求1所述的一种用于黑土有机质信息提取的自适应高斯低通滤波方法，其特征在于：所述步骤二包括以下步骤：

步骤2.1建立基本的滤波模型在频率域中，基本的滤波模型为：

G(u,v)＝H(u,v)·F(u,v)

式中，F(u,v)为被滤波的傅里叶变换图像；H(u,v)为滤波器变换函数；通过衰减后高频信息后生成平滑后的图像G(u,v)；

步骤2.2高斯低通滤波器的建立

能够将空间域转化为频率域的高斯低通滤波器为：

适应高斯滤波器，根据被平滑图像的黑土含量特征，自动选择不同的d，使得在处理后的结果图像中得到相应含量的有机质数据。