[发明专利]基于高光谱遥感数据的海洋赤潮预警方法

权利要求书

1.一种基于高光谱遥感数据的海洋赤潮预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取待检测的海洋表面的高光谱遥感图像；

根据所述海洋表面的高光谱遥感图像中像素点的光谱信息值，对所述海洋表面的高光谱遥感图像进行降维处理，得到预设维数的高光谱遥感图像；根据预设维数的高光谱遥感图像中各像素点的色彩分布特征、纹理特征向量和光谱信息值，对所述预设维数的高光谱遥感图像进行降维处理，得到待检测的海洋表面的效果图；

根据待检测的海洋表面的效果图中各像素点对应的高光谱幅值，计算所述效果图中任意两个像素点的第一关联系数；根据待检测的海洋表面的效果图中任意两个像素点的光谱差值，得到所述效果图中任意两个像素点的第二关联系数；根据任意两个像素点的第一关联系数、第二关联系数和空间距离，得到任意两个像素点的关联因子；根据任意两个像素点的关联因子，对所述效果图进行划分，得到多个子块；根据任意两个子块像素点的关联度，对各子块进行合并处理，得到多个连通域；

将各连通域对应的特征参数输入到训练好的目标神经网络中，得到各连通域对应的类别；所述类别包括疑似赤潮类别和正常类别；根据疑似赤潮类别对应的连通域中像素点的数量，判断待检测的海洋表面是否出现赤潮现象；所述特征参数是根据各像素点对应的光谱向量和各像素点的灰度值得到的；

采用如下公式计算所述效果图中任意两个像素点的第一关联系数：

；

其中，为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点的第一关联系数，/为待检测的海洋表面的效果图中所包含的高光谱波段数，/为第f个高光谱波段中第c个像素点对应的高光谱幅值，/为第f个高光谱波段中第k个像素点对应的高光谱幅值，/为第c个像素点对应的高光谱幅值的均值，/为第k个像素点对应的高光谱幅值的均值；

所述第c个像素点对应的高光谱幅值的均值，包括：

计算各高光谱波段中第c个像素点的高光谱幅值的均值，将所述均值记为第c个像素点对应的高光谱幅值的均值；

所述第k个像素点对应的高光谱幅值的均值，包括：

计算各高光谱波段中第k个像素点的高光谱幅值的均值，将所述均值记为第k个像素点对应的高光谱幅值的均值；

所述根据待检测的海洋表面的效果图中任意两个像素点的光谱差值，得到所述效果图中任意两个像素点的第二关联系数，包括：

对于待检测的海洋表面的效果图中的第c个像素点和第k个像素点：

根据各高光谱波段中第c个像素点和第k个像素点的光谱差值，拟合得到对应的形态差异曲线；

根据所述形态差异曲线中光谱差异值的总类数、各类中光谱差异值出现的次数和光谱差异值的方差，采用如下公式计算待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点的第二关联系数：

；

其中，为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点的第二关联系数，/为第c个像素点和第k个像素点对应的形态差异曲线中光谱差异值d出现的次数，/为第c个像素点和第k个像素点对应的形态差异曲线中光谱差异值的总类数，/为第c个像素点和第k个像素点对应的光谱差异值的方差，/为大于零的模型参数；

采用如下公式计算任意两个像素点的关联因子：

；

其中，为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点的关联因子，为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点对应的光谱向量，/为待检测的海洋表面的效果图中第k个像素点对应的光谱向量，/为/和/的余弦相似度，/为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点的第一关联系数的归一化后的值，为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点的第二关联系数的归一化后的值，/为待检测的海洋表面的效果图中第c个像素点和第k个像素点之间的空间距离，/为自然常数；

所述第c个像素点对应的光谱向量，包括：

获取各高光谱波段中第c个像素点的高光谱幅值；根据各高光谱波段中第c个像素点的高光谱幅值，构建该像素点对应的光谱向量；所述光谱向量中的各元素为各高光谱波段中第c个像素点的高光谱幅值。