[发明专利]一种湿地土壤微生物群落高光谱遥感监测方法

权利要求书

1.一种湿地土壤微生物群落高光谱遥感监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、计算高光谱影像数据和合成孔径雷达成像数据的像元差值，基于所述像元差值进行高光谱影像数据像元值的纠正，获取包含待检测区域的高光谱遥感影像；

S2、对所述高光谱遥感影像数据进行降维预处理，采用前四个主成分代表所述微生物群落的整幅高光谱遥感图像；

S3、利用可分离性指标M,得到高光谱遥感图像内具有微生物群落的区域与不具有微生物群落的区域的可分离度；

S4、将高光谱遥感图像内具有微生物群落的区域与不具有微生物群落的区域分离后，读取具有微生物群落的区域图像，对所述区域图像进行碎片分割；

S5、利用训练好的分类模型对碎片分割后得到的图像碎片进行分类，从而识别微生物群落。

2.根据权利要求1所述的湿地土壤微生物群落高光谱遥感监测方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过分别遍历高光谱影像数据和合成孔径雷达成像数据中的每一个数据，将最大值和最小值记录下来，并以最大值和最小值的差作为基数进行数据的归一化处理：

其中，公式(1)中的X为待归一化影像的像元值，X_max为最大值，X_min为像元最小值，S(X')为归一化后的像元值。

3.根据权利要求2所述的湿地土壤微生物群落高光谱遥感监测方法，其特征在于，利用归一化后的合成孔径雷达成像数据与归一化后的高光谱影像数据进行像元差值计算，计算公式如下:

T(X')＝S2(X')-S1(X') (2)；

其中，S2(X')、S1(X')分别代表高光谱影像数据和合成孔径雷达成像数据的归一化后的像元值，T(X')代表高光谱影像数据和合成孔径雷达成像数据的像元差值；

设置像元差值阈值T_h,当T(X')T_h时，则在高光谱影像数据中剔除该像元值，当T(X')≤T_h时，则在高光谱影像数据中保留该像元值，从而获取包含待检测区域的高光谱遥感影像。

4.根据权利要求1所述的湿地土壤微生物群落高光谱遥感监测方法，其特征在于，所述步骤S2中，对原高光谱影像各个波段的数据进行标准化，得到标准化图像矩阵Xc；计算标准化矩阵Xc的协方差矩阵Σc；求解协方差矩阵Σc的特征向量矩阵Ac，所述特征向量矩阵Ac按照特征值递减的规律从左向右排列；利用所述特征向量矩阵Ac对所述标准化图像矩阵Xc进行线性变换得到变换矩阵X_P：

变换矩阵X_P中第一行数据表示高光谱遥感影像图像的第一主成分，第二行数据表示高光谱遥感影像图像的第二主成分，以此类推。

5.根据权利要求1所述的湿地土壤微生物群落高光谱遥感监测方法，其特征在于，所述步骤S3中，可分离性指标M为:

式中:μ_pm为具有微生物群落的湿地土壤的反射率均值，u_i(i＝1,2,…，n)分别为不具有微生物群落的湿地土壤内不同类型物体的反射率均值；δ_pm为具有微生物群落的湿地土壤的反射率标准差，δ_i(i＝1,2,…，n)分别为不具有微生物群落的湿地土壤内不同类型物体的反射率标准差。