一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法
【专利摘要】一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法，涉及一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法，解决利用传统方法无法准确获取规则图像地物空间格局大小的问题。依次经过二值化处理、计算3×3大小窗口局部方差值、作局部方差曲线图、判断图像周期P、计算P×P大小窗口局部方差值，最后通过将P×P大小窗口局部方差值和图像周期P代入局部方差方法模型得到地物空间格局大小。本发明用于从遥感影像中的规则地物空间中探测出空间格局的大小。
【专利说明】一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法。
【背景技术】
[0002]空间格局是地面系统的重要几何特征，地表景观的异质性也决定了空间格局研究的重要性，同时研究空间结构是研究地面景观功能、过程和动态的基础。所以，在很多实际应用研究中都要考虑空间格局的影响，如水文分析、城市格局动态变化研究、森林冠层大小分析等等。而早期的研究主要是通过实地野外考察、测量或者通过航片和各种照片获得小范围的地物空间结构从而来研究景观的结构和动态；随着现代遥感传感器及其相关技术的飞速发展，遥感数据可以获取大范围的地表景观格局；特别是高空间分辨遥感影像的出现使得地表格局可以很好的被反映出，高分辨率遥感数据位空间格局分析提供了重要的数据源。人们越来越关注如何从遥感影像中提取出空间格局大小，从而形成了一系列的方法。
[0003]但是传统的这些方法:如传统局部方差方法、变异函数分析方法、空隙度分析(lacunarity analysis)方法、等级方差分析法(Hierarchicalanalysisofvariance, HAOV)、谱分析法(Spectral analysis)等无法准确获取图像地物空间格局大小，即使是对规则分布的简单图像也只能是定性不能精确探测出影像组成格局的大小，特别是人们关心的地物空间格局大小。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决利用传统方法无法准确获取规则图像地物空间格局大小的问题，提出一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法。
[0005]一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一、对原始规则图像进行二值化处理，得到灰度值为O和I的二值图像，根据简单规则图像判断设置阈值灰度值大于阈值的赋值为1，灰度值小于此阈值的赋值为0，从而得到更简单的规则图像。
[0007]步骤二、根据步骤一所获得的二值图像，通过局部方差方法(窗口大小为3X3)计算二值化图像的局部方差值，从而得到局部方差曲线图，其具体过程如下:
[0008]步骤二 (一 )、首先，对原始的O和I规则的二维图像不断逐级粗化，得到一系列分辨率变粗的图像；所述的粗化的方式为简单聚合方式，即粗化后所得图像的灰度值为原始图像灰度值的简单平均。
[0009]步骤二 (二)、在图像上开一个3 X 3大小的窗口，计算窗口对应灰度值的方差值，然后窗口移动一个像素为值计算当前对应的方差值，以此类推直至窗口遍历整幅图像，最后把每一次算得的方差值求平均作为当前图像的局部方差值；然后用相同的方法计算其余图像的局部方差值。
[0010]步骤二 (三)、以图像的分辨率为横轴，以其对应的局部方差值为纵轴形成局部方差曲线图。[0011]其中局部方差(3X3大小窗口)计算公式为:
[0012]
【权利要求】
1.一种局部方差定量探测规则地物空间格局大小的方法，其特征在于具体过程如下:步骤一、对原始规则图像通过设定一个阈值，灰度值大于阈值的赋值为1，灰度值小于此阈值的赋值为O，得到灰度值为O和I的二值图像； 步骤二、根据步骤一所获得的二值图像，通过窗口大小为3X3的局部方差方法计算二值化图像的局部方差值，从而得到局部方差曲线图，具体包括以下步骤: 步骤二(一)、首先，对原始的O和I规则的二维图像不断逐级粗化，得到一系列分辨率变粗的图像；所述的粗化的方式为简单聚合方式； 步骤二 (二)、在图像上开一个3 X 3大小的窗口，计算窗口对应灰度值的方差值，然后窗口移动一个像素计算当前对应的方差值，以此类推直至窗口遍历整幅图像，最后把所有窗口的灰度值的方差值的平均值作为当前图像的局部方差值；并利用相同的方法计算其余图像的局部方差值； 其中3X3大小窗口的局部方差的计算公式:
【文档编号】G06T7/00GK103606150SQ201310572038
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】郑辉, 刘兆礼 申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所