恭喜新疆大学马旭获国家专利权
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龙图腾网恭喜新疆大学申请的专利一种基于线性核驱动模型的生物结皮覆盖度反演方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116167212B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310039716.1,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种基于线性核驱动模型的生物结皮覆盖度反演方法是由马旭;孙卉设计研发完成,并于2023-01-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于线性核驱动模型的生物结皮覆盖度反演方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于线性核驱动模型的生物结皮覆盖度反演方法,首先,构建基于辐射传输原理的生物结皮指数FCCI,FCCI用来提取生物结皮区域,引入比尔定律构建多角度联合方程以及相应的解算方法,估计GI模型中的FCCImax和FCCImin。最后,在GI模型的基础上完成生物结皮覆盖度FCC的计算。有益效果是:本发明构建出基于辐射传输原理的生物结皮指数,来弥补基于光谱线性组合的指数方法缺少考虑物理机制的不足;引入线性核驱动模型,提出一个多角度指数的解算方法,将基于多角度的像元二分法扩展到高空间分辨率遥感影像中,实现高空间分辨率生物结皮覆盖度反演;采用棋盘分割与蒙特卡罗算法相结合的方法,来提高大区域生物结皮覆盖度反演算法的计算效率。
本发明授权一种基于线性核驱动模型的生物结皮覆盖度反演方法在权利要求书中公布了:1.一种基于线性核驱动模型的生物结皮覆盖度反演方法,其特征在于,其步骤包括:S1、构建基于辐射传输原理的生物结皮指数FCCI,FCCI用来提取生物结皮区域,采用单层累加法构建生物结皮指数,将生物结皮冠层假设为一个同质性散射体,经推导后得出基于辐射传输原理的生物结皮覆盖指数FCCI,即: 式中,FCCI为生物结皮覆盖指数,t,f是生物结皮覆盖指数的调节参数,也是生物结皮冠层辐射和土壤辐射的综合表现,Rred+green、Rnir和Rblue分别为红绿组合波段的反射率、近红外波段的反射率和蓝波段的反射率;S2、构建生物结皮的像元二分模型,估计在该区域内的生物结皮所占的比例,即生物结皮覆盖度,为了估计生物结皮覆盖度,引入在像元二分法中的GI模型来描述FCCI和生物结皮覆盖度之间的关系,该GI模型的表达式为: 式中:FCC是生物结皮覆盖度,FCCI0°是在垂直观测影像中将被重采样的生物结皮覆盖指数;FCCImax和FCCImin分别为生物结皮覆盖指数的最大值和最小值,FCCImax和FCCImin指高覆盖度生物结皮的FCCI和生物结皮“背景”的FCCI;S3、构建多角度联合方程,引入与覆盖度相关的比尔定律中的在固定天顶角的G函数的值,即叶面积投影函数的值:G57.5°=0.5,结合GI模型确定FCCImax和FCCImin,在该方法中,用55°和60°来近似57.5°,即G57.5°≈G55°≈G60°,然后经过推导得到用以求解FCCImax和FCCImin的多角度联合方程: 式中:FCCI55°和FCCI60°分别是太阳天顶角为55°和60°时的该像元上的FCCI;S4、获取高空间分辨率FCCI55°和FCCI60°影像,引入线性核驱动模型:rθi=fisogiso+fvolgvol+fgeoggeo5式中:giso=g0iso+g1isoθ2+g2isoθ3,gvol=g0vol+g1volθ2+g2volθ3,ggeo=g0geo+g1geoθ2+g2geoθ3,其中g0vol,g1vol,g2vol,g0geo,g1geo和g2geo为线性核驱动模型多项式因子,θi为太阳天顶角;计算黑空反照率的值总结如下:表5线性核驱动模型多项式参数 使用2×2移动窗口从垂直观测的高空间分辨率遥感影像中提取反射率,根据方程5,为fiso,fvol和fgeo建立了四个方程: 将方程6变形,得到用于反演线性核驱动模型参数影像的方程:F=GTG-1GTR7式中:F为线性核驱动模型参数影像,G为线性核驱动模型多项式因子,R为垂直观测的高空间分辨率遥感影像反射率;获得的高空间分辨率遥感影像反射率为垂直观测即θi=0°所得,然而当θi=0°时,导致fiso,fvol和fgeo无法求解,因此,将θi=5°近似成θi=0°,代入方程7中来求解方程;将反演出的各波段高空间分辨率线性核驱动模型参数影像F,再次带入线性核驱动模型5中,即可得到各波段定向反射率影像,通过各波段定向反射率影像可以获得高空间分辨率的FCCI55°和FCCI60°的影像;S5、获得FCCImax和FCCImin,首先利用棋盘分块方法将高空间分辦率的FCCI55°和FCCI60°影像进行分割处理,使其成为若干个有代表性的子块影像,其次在每一个被分割子块影像中,使用蒙克卡罗方法,随机选取一定的FCCI55°和FCCI60°影像的像元,设定待求参数FCCImax和FCCImin的值域范围,并利用选择像元值,结合方程4,构建出多角度联合方程组,其中方程个数大于未知数,最后基于最小二乘法原理,解算多角度联合方程组,得到最佳的FCCImax和FCCImin;S6、将步骤S5中获得的FCCImax和FCCImin代入方程3中,计算出生物结皮的GI模型中的FCC。
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