一种基于重采样回归分析的亚像素积雪覆盖率提取方法

摘要

本发明涉及一种基于重采样回归分析的亚像元积雪覆盖率提取方法。该方法不依赖于地面实测数据或同步高分辨率，直接通过对影像降分辨率重采样，将重采样降分辨率后的数据作为样本数据，回归建立亚像元积雪覆盖率与反射率之间的多元线性模型。本发明所提供技术方案计算量小，适用于区域范围较大，数据量大、不同区域、不同时间的遥感影像。

主权项

1.一种基于重采样回归分析的亚像素积雪覆盖率提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，提取原始MODIS遥感影像中每个像素的反射率，计算每个像素的归一化积雪指数NDSI；ND SI=(R4-R6)/(R4+R6)其中，R4为像素第4波段的反射率，R6为像素第6波段的反射率；步骤2，对步骤1所得原始MODIS遥感影像中每个像素的反射率进行大气校正与地形校正，得到校正后的遥感影像；步骤3，检测出步骤2所得校正后的遥感影像的积雪分布范围，获得积雪范围二值影像；检测方式如下，如果校正后的遥感影像中某个像素的归一化积雪指数NDSI>0.4、第6波段的反射率R6<0.2，且第2波段的反射率R2>0.2，判断该像素属于积雪分布范围，积雪范围二值影像中相应像素的影像值为1，否则判断该像素不属于积雪分布范围，积雪范围二值影像中相应像素的影像值为0；步骤4，对步骤2所得校正后的遥感影像进行重采样，降低分辨率，得到重采样后的反射率影像；重采样的实现方式如下，设重采样后的反射率影像中某像素的反射率为ρ^cr，该像素在步骤2所得校正后的遥感影像中对应区域有N个像素，其中第i个像素的反射率为i的取值为1,2,…,N，按下式计算重采样后的反射率影像中每个像素的反射率，${\rho }^{\mathrm{cr}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\rho }_i^{\mathrm{fr}}}{N}$步骤5，对步骤3所得积雪范围二值影像进行重采样，降低分辨率，得到重采样后的积雪覆盖率影像；重采样后的积雪覆盖率影像和步骤4所得重采样后的反射率影像的分辨率一致，重采样的实现方式如下，设重采样后的积雪覆盖率影像中某像素的积雪覆盖率为FRA^cr，该像素在步骤3所得积雪范围二值影像中对应区域有N个像素，其中第i个像素的影像值为i的取值为1,2,...,N，按下式计算重采样后的积雪覆盖率影像中每个像素的积雪覆盖率，${\mathrm{FRA}}^{\mathrm{cr}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\mathrm{FRA}}_i^{\mathrm{fr}}}{N}$步骤6，叠加步骤4所得重采样后的反射率影像与步骤5所得重采样后的积雪覆盖率影像，随机抽取叠加影像的部分像素，并提取像素的反射率与积雪覆盖值作为样本点，进行回归分析，建立重采样后积雪覆盖率和反射率之间的多元线性回归模型；所述多元线性回归模型将重采样后每个像素的积雪覆盖率FRA表示为：$\mathrm{FRA}=\underset{n=1}{\overset{M}{\Sigma }}{a}_n{\rho }_n+b$其中，ρ_n是第n波段的反射率，a_n为第n波段的回归系数，b为回归常系数，M为波段总数；步骤7，利用步骤6建立的多元线性回归模型，根据步骤2所得校正后的遥感影像中每个像素的反射率提取原始MODIS遥感影像的亚像素积雪覆盖率。