[发明专利]一种基于多源遥感数据的区域沙化程度判断方法

说明书

一种基于多源遥感数据的区域沙化程度判断方法，首先，获取研究区域需要的Landsat‑8卫星数据和哨兵二号卫星数据。其次，对获取的两颗遥感卫星数据进行数据融合，获得较高精度的研究区域遥感数据。再次，分别对融合后的高精度Landsat‑8数据上进行归一化植被指数、归一化建筑指数、改进归一化水指数、缨帽变换、比值植被指数处理。最后，通过步骤三获得的指数利用经验阈值将研究区域的土地划分为六种土地类型，完成决策树的建立，运用决策树实现对研究区域的沙化程度信息进行提取，进而精确判断研究区域的沙化程度。本发明实现过程简单，能够提高研究区域遥感影像的准确性，有效的解决空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率在单点卫星上难以同时实现的缺点，提高研究区域的分析结果。

技术领域

本发明属于沙漠化程度识别技术领域，涉及一种基于多源遥感数据的区域沙化程度判断方法。

背景技术

为了全面掌握沙化土地的现状和发展状态，为国家防沙治沙提供科学依据，开展沙化土地监测和评价是一项非常重要的工作。遥感作为采集沙化土地现状和变化信息的重要技术手段，能够有效提高沙化土地监测的及时性和准确性。然而由于以前遥感卫星的技术限制，其空间分辨率、时间分别率、光谱分辨率无法与近些年发射的遥感卫星相比，而近些年发射的遥感卫星因运行时间短，缺少长时间序列的遥感数据。且目前利用的遥感数据监测方法大多为单一影像，其空间分辨率、时间分别率、光谱分辨率难以同时兼顾，因此使用单点数据容易存在数据更新不及时，容易造成误差的缺点，而使用多源遥感数据能很好的弥补这个缺点。

本发明通过使用多源卫星遥感数据替代单点遥感数据，利用可以免费获取的landsat-8卫星数据和哨兵二号卫星数据作为基础数据。对获取的数据进行预处理后，将Landsat-8卫星数据重采样至和哨兵二号相同分辨率，获得高精度的Landsat-8卫星数据。根据归一化植被指数公式、归一化建筑指数公式、比值植被指数公式、改进归一化水指数以及缨帽变换计算公式对高精度Landsat-8卫星数据进行运算，通过建立的决策树对区域的不同等级沙化程度信息进行提取。本方法通过采用多源遥感卫星数据能有效判断区域沙化程度，保证沙化程度的准确性，降低了因单点遥感卫星数据准确性不足的缺点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种区域不同等级沙化程度的判断方法，该判断方法通过使用多源遥感卫星数据，能富集同一地区不同数据源的互补信息，降低单点卫星遥感数据的不精确性，减少其模糊度，使提取的信息更加精确可靠，形成对目标的完整一致的信息描述。对研究区域的土地进行分类，利用互补后获得的高精度遥感数据，在经过一系列的计算处理后得到不同的特征指数，用经验阈值处理特征指数与不同土地类型的对应关系，实现决策树的建立，得到了研究区域不同等级沙化程度的判断。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于多源遥感数据的区域沙化程度判断方法，包括以下步骤：

步骤一：获取研究区域需要的Landsat-8卫星数据和哨兵二号卫星数据；

获取两颗卫星的同一研究区域的遥感数据，遥感数据可以从USGS EarthExplorer(美国地质调查局，http://earthexplorer.usgs.gov/)和ESA’s SentinelMission(欧洲航天局哨兵系列卫星，https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home)分别获取免费的landsat-8卫星数据和哨兵二号卫星数据。

步骤二：对获取的两颗遥感卫星数据进行数据融合，获得较高精度的研究区域遥感数据。其中融合方法为对landsat-8卫星数据先进行辐射定标处理，随后进行大气校正处理。然后以进行了大气校正处理后的哨兵二号卫星影像为参考，对Landsat-8卫星数据进行几何校正，实现两颗卫星数据的融合，具体如下：

为了对步骤一获得的Landsat-8卫星数据进行辐射定标，采用以下公式将原始影像的DN 值转化成大气顶层反射率：