[发明专利]一种多尺度时空马尔可夫遥感影像亚像元定位方法及系统

权利要求书

1.一种多尺度时空马尔可夫遥感影像亚像元定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对T2时刻输入的遥感影像进行混合像元分解，求取地物丰度图；根据所述地物丰度图来构建光谱能量函数U^spectral(X|Y)，并根据所述地物丰度图对亚像元位置进行初始化定位；其中，Y表示输入的低空间分辨率遥感影像，X表示输出的高空间分辨率地物类别图；

S2、在步骤S1初始化定位的基础上，以目标亚像元为中心，基于所述目标亚像元构建像元级空间邻域和亚像元级空间邻域；基于所述像元级空间邻域和亚像元级空间邻域，构建包括像元、亚像元双尺度的空间能量函数；

S3、建立不同时相即T1时刻到T2时刻、不同空间分辨率的遥感影像在时间和空间上的联系，针对T2时刻输入的遥感影像中的每个像元，计算地物从T1时刻到T2时刻的时间转移概率，所述地物的时间转移概率用于构建时间能量函数U^temporal：

其中，X_pre为T1时刻的高空间分辨率地物类别图片，X为T2时刻的高空间分辨率类别图片即输出的结果图，z为尺度因子，n表示步骤S1输入的遥感影像中包括的像元个数，C为地物类别数，P(c₂(a_i,k)|₁(a_i,k))表示地物从T1时刻到T2时刻的时间转移概率；

S4、结合步骤S1-S3构建的光谱能量函数、双尺度空间能量函数和时间能量函数，构建以光谱-双尺度空间-时间为整体的一体化目标能量函数，其中，采用目标优化模型来对所述一体化目标能量函数进行优化求解，从而获取研究区域亚像元定位结果；所述一体化目标能量函数的数学表达式为：

式中，表示亚像元尺度空间能量函数，表示像元尺度空间能量函数；参数α、δ、β分别是空间能量函数、亚像元尺度空间能量函数和时间能量函数的权重系数；

步骤S1中，根据所述地物丰度图来构建的光谱能量函数U^spectral(X|Y)数学表达式为：

式中，a_j|i表示所述地物丰度图中第i个粗像元中的第j个亚像元，y(b_i)表示粗像元b_i的光谱向量，μ_i表示地物i的光谱向量均值，C_i表示光谱向量协方差构成的协方差矩阵，C₂(a_j|i)

表示T2时刻亚像元a_j|i的地物类别；(■)′表示对矩阵“■”的转置。

2.根据权利要求1所述的多尺度时空马尔可夫遥感影像亚像元定位方法，其特征在于，步骤S2中，像元级的空间邻域包括中心像元及其邻域像元组成的正方形窗口，用以构建亚像元的空间邻域关系，比如所述像元级空间邻域的窗口设置为5，即每个混合像元的周围包括24个像元邻域；

比如所述亚像元级空间邻域的窗口设置为7，即每个亚像元的周围包括48个亚像元邻域。

3.根据权利要求2所述的多尺度时空马尔可夫遥感影像亚像元定位方法，其特征在于，步骤S3中，所述建立不同时相即T1时刻到T2时刻、不同空间分辨率的遥感影像在时间和空间上的联系包括：

获取早于T2时刻即T1时刻的具有高空间分辨率的地物类别图片，以图片中包括的相同地物为基准，将所述T1时刻的具有高空间分辨率的地物类别图片与T2时刻输入的遥感影像进行比较，得到地物的变化类型和转移类型。