[发明专利]一种植被覆盖下的土壤光谱还原的图像处理方法

权利要求书

1.一种植被覆盖下的土壤光谱还原的图像处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，获取某区域的多光谱遥感图像，并针对该区域，利用ASD光谱仪实地测量该区域中土壤类和非土壤类地物的野外光谱数据；

步骤2，将土壤类地物的野外光谱数据重采样为与多光谱遥感图像波段一致的端元光谱数据，并计算土壤类端元的平均光谱数据以及土壤类端元在多光谱遥感图像各个波段上的光谱反射率波动范围；同理，将非土壤类地物的野外光谱数据重采样为与多光谱遥感图像波段一致的端元光谱数据，并计算非土壤类端元的平均光谱数据以及非土壤类端元在多光谱遥感图像各个波段上的光谱反射率波动范围；

步骤3，依据土壤类和非土壤类端元的平均光谱数据对多光谱遥感图像进行线性混合像元分解，得到各端元的丰度值和分解残差数据；

步骤4，以像元为单位，结合非土壤类端元在每个像元中的丰度值以及各端元在多光谱遥感图像各波段上的光谱反射率波动范围对各端元的分解残差数据赋权，计算像元中非土壤类端元的光谱补偿值，从而得到非土壤类端元的光谱补偿图像；

所述非土壤类端元的光谱补偿值，计算公式为：

其中，ΔC_i,j,b表示第i个像元中第j个端元在第b个波段上的光谱补偿值，w_j,b表示第j个端元在第b个波段上的光谱反射率波动范围，F_i,j表示第i个像元中第j个端元的丰度值，e_i,b表示第i个像元在第b个波段上的分解残差值，m表示包含土壤端元的端元总数，n表示非土壤类端元的总数；

步骤5，利用非土壤类端元的平均光谱数据和光谱补偿图像，重构体现土壤异质性的土壤光谱图像；

所述重构体现土壤异质性的土壤光谱图像，计算公式为：

其中，S_i,b表示第i个像元在第b个波段上的重构土壤光谱值，R_i,b表示第i个像元在第b个波段上的图像光谱反射率值，F_i,j表示第i个像元中第j个端元的丰度值，C_j,b表示第j个端元在第b个波段上的平均光谱数据，ΔC_i,j,b表示第i个像元中第j个端元在第b个波段上的光谱补偿值，n表示非土壤类端元的总数；

所述R_i,b的计算公式为：

其中，e_i,b表示第i个像元在第b个波段上的分解残差值，m表示包含土壤端元的端元总数。

2.根据权利要求1所述植被覆盖下的土壤光谱还原的图像处理方法，其特征在于，所述步骤1中利用ASD光谱仪测量时，选择天气晴好时的上午10:00至下午2:00这一时间段进行测量；并且ASD光谱仪的光谱响应范围与多光谱遥感图像的光谱响应范围一致。

3.根据权利要求1所述植被覆盖下的土壤光谱还原的图像处理方法，其特征在于，步骤2所述土壤类端元在多光谱遥感图像各个波段上的光谱反射率波动范围，计算方式为：对土壤类地物的端元光谱数据进行统计，得到土壤类地物的端元光谱数据在多光谱遥感图像各个波段上的最大值和最小值之差，即土壤类端元在多光谱遥感图像各个波段上的光谱反射率波动范围。