[发明专利]一种建立光谱体积指数的方法、装置及树种识别的方法

说明书

本发明涉及树种识别领域，尤其是一种建立光谱体积指数的方法、装置及树种识别的方法。所述建立光谱体积指数的方法，包括：统计不同树种在多时相、多波段的遥感影像上的光谱反射特征值；利用所述光谱反射特征值的均值在三维坐标系中拟合所述树种的光谱反射特征曲线；将所述光谱反射特征曲线的转折点相连，并在所述三维坐标系中构建柱形体；根据所述柱形体的体积差异来构建光谱体积指数。本发明利用不同种类树木在各个代表性时段内光谱反射存在差异的特性，通过创建一种遥感识别树种的多时相光谱体积指数，对树种识别中原始影像光谱信息的不足进行一定的补偿，充分提高树种的识别精度，可为遥感识别树种光谱信息的深入挖掘提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及树种识别领域，尤其是一种建立光谱体积指数的方法、装置及树种识别的方法

背景技术

遥感识别树种是一个尚未解决的国际性科学难题。目前的研究通过将遥感影像的光谱波段、纹理特征、色彩空间特征及光谱指数等多类特征进行结合，然后采用有效的算法进行分类，该结合形式在一定程度上提高了树种的识别精度。但受限于影像特征不够丰富，特征中树种差异信息不足等多种原因，树种的识别精度依然不够乐观。近年来，在树种识别中，影像的光谱指数，诸如归一化植被指数、比值植被指数、光谱斜率指数、光谱面积指数等被广泛地结合了进来，这些光谱指数的采用，在一定程度上提高了影像树种的解译力，具有重要意义。在技术发展过程中，从新的视角出发，如果能够创建出有助于树种识别的新型光谱指数，将进一步推动树种识别技术的发展，具有新的意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供建立光谱体积指数的方法、装置及树种识别的方法旨在克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种建立光谱体积指数的方法，包括：统计不同树种在多时相、多波段的遥感影像上的光谱反射特征值；利用所述光谱反射特征值的均值在三维坐标系中拟合所述树种的光谱反射特征曲线；将所述光谱反射特征曲线的转折点相连，并在所述三维坐标系中构建柱形体；根据所述柱形体的体积差异来构建光谱体积指数。本发明利用不同种类树木在各个代表性时段内光谱反射存在差异的特性，在三维空间中构建能表达树种差异特征的柱形体，通过创建一种遥感识别树种的多时相光谱体积指数，对树种识别中原始影像光谱信息的不足进行一定的补偿，充分提高树种的识别精度，可为遥感识别树种光谱信息的深入挖掘提供技术支撑。

作为本发明一种可选的实施方式，所述光谱体积指数的公式包括：

其中，SVI为光谱体积指数，N为遥感影像波段数，i＝1,2,3,……，N-1，j＝i+1；K为时相数，m＝1,2,3,……，K-1，n＝m+1；R_mi为m时相第i波段的光谱反射特征值，R_mj为m时相第i+1波段的光谱反射特征值；R_ni为m+1时相第i波段的光谱反射特征值，R_nj为m+1时相第i+1波段的光谱反射特征值；Δλ_ij为j波段与i波段的中心波长差值；Δt_mn为n时相与m时相的时间差。本发明利用不同树种光谱曲线在三维空间中形成的柱形体体积差异来创建表达式，构建光谱体积指数，与常见光谱指数利用比值法、归一化法求取有很大的区别，与现有技术中基于面积法构建光谱指数的思路也有很大的不同，具有显著革新性。

作为本发明一种可选的实施方式，所述建立光谱体积指数的方法还包括：建立三维坐标系，其中，所述三维坐标系包括t轴、b轴及r轴，其中，t轴表示时间、b轴表示波段、r轴表示反射率。本发明在以波长、时间及反射率为坐标轴形成的三维空间中构建可以有效表达树种差异特征的柱形体，更利于创建光谱体积指数。