CN109975512B - 一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置 - Google Patents

一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置，涉及土地覆被遥感技术领域。该土地覆被遥感产品的交叉检验方法，基于协方差，定义了均方根误差和相关系数两个误差指标，通过对比三种独立获取的土地覆被遥感产品，得到每一种土地覆被遥感产品每一种类型相对于真实土地覆被分布的误差。这种土地覆被遥感产品的交叉检验方法，提高了检验土地覆被遥感产品的效率，降低了检验成本，并且可以实现对土地覆被遥感产品的全覆盖式检验。

Description

一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置
技术领域
本发明涉及土地覆被遥感技术领域，具体而言，涉及一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置。
背景技术
近年来，遥感技术在不同的行业和领域得到了广泛的应用，而土地覆被制图是遥感应用的传统与优势领域，通过遥感技术获取土地覆被产品已经成为人类监测土地利用和生态环境的主要手段，遥感土地覆被监测已进入准业务化和产业化阶段，为了保障产业的健康发展，促进土地覆被遥感产品的质量，急需要加强其真实性检验工作。
一般的，实验人员可以通过实地调查，获取某个区域一定样本量的真实土地覆被状态，再将实地调查结果与遥感获取的土地覆被产品进行对比，从而获知遥感土地覆被产品的精确度，这种检验一般称为直接检验。但是，直接检验的实地调查需要投入巨大的人力物力，导致成本高、效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置，以解决相关技术中，对土地覆被遥感产品的精确度进行直接检验时，需要投入巨大的人力物力，导致成本高、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法，包括：
第一步：获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的所述土地覆被遥感产品，和所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一，将两种独立获取的所述土地覆被遥感产品和所述待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品；
第二步：根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种所述比例产品进行计算，获取三种所述比例产品的均方根误差和相关系数；
第三步：通过对比三种所述比例产品之间的所述均方根误差和所述相关系数，评价所述待检验土地覆被遥感产品的精度，所述待检验土地覆被遥感产品对应的比例产品的均方根误差越小和相关系数越大表示所述待检验土地覆被遥感产品的精度越高。
第二方面，本发明实施例还提供了一种土地覆被遥感产品的交叉检验装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的所述土地覆被遥感产品，和所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一，将两种独立获取的所述土地覆被遥感产品和所述待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品；
计算模块，用于根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种所述比例产品进行计算，获取三种所述比例产品的均方根误差和相关系数；
评价模块，用于通过对比三种所述比例产品之间的所述均方根误差和所述相关系数，评价所述待检验土地覆被遥感产品的精度，所述待检验土地覆被遥感产品对应的比例产品的均方根误差越小和相关系数越大表示所述待检验土地覆被遥感产品的精度越高。
本发明的有益效果是：本发明实施例提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法及装置，通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并对这三种土地覆被遥感产品进行统一和转换得到三种比例产品；根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种比例产品进行计算，获取三种比例产品的均方根误差和相关系数；通过对比三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，评价待检验土地覆被遥感产品的精度。通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，无需实地检验土地区域对应的土地覆被的状况，避免了检验土地覆被遥感产品的精确度的效率低和成本高的问题，提高了检验土地覆被遥感产品的精确度的效率，降低了检验成本，并且可以实现对土地覆被遥感产品的全覆盖式检验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验方法的流程示意图一；
图2为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验方法的流程示意图二；
图3为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验方法的流程示意图三；
图4为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验方法的流程示意图一，如图1所示，该方法包括：
步骤101、获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一，将两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品。
终端评价待检验土地覆被遥感产品的精确度时，需要获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并对这三种产品进行统一，再将统一后的这三种产品转换成三种比例产品，图2为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验方法的流程示意图二，因此，如图2所示，步骤101可以包括：步骤1011、步骤1012和步骤1013。
步骤1011、获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品。
通过遥感技术可以获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，终端在评价待检验土地覆被遥感产品的精度时，需要预先获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，以便在后续的步骤中，终端可以根据获取的两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，评价待检验土地覆被遥感产品的精度。
具体地，用户可以在终端输入两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，相应的，终端可以响应用户的操作，获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品。
其中，两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，是指通过不同的遥感技术对同一区域进行采集而得到的土地覆被状况，以便终端可以对两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品的精度进行检测。
需要说明的是，独立获取的土地覆被遥感产品的数目可以是两个，也可以是三个，还可以是其他数目，本发明实施例对此不进行具体限制。
步骤1012、根据待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一。
两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，是通过不同的遥感技术获取的，由于两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品中的覆盖范围、采集时间以及分类系统有一定差异，因此，可以对两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品中的覆盖范围、采集时间以及分类系统进行统一，以便在后续步骤中，可以根据统一的两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，评价待检验土地覆被遥感产品的精度。
首先，终端可以根据待检验土地覆被遥感产品中的覆盖范围，获取两种独立获取的土地覆被遥感产品中，与待检验土地覆被遥感产品中的覆盖范围相同的区域。
其次，终端可以根据待检验土地覆被遥感产品中的采集时间，获取两种独立获取的土地覆被遥感产品中，与待检验土地覆被遥感产品的采集时间相近的采集时间点。
最后，终端可以根据待检验土地覆被遥感产品中的分类系统，对两种独立获取的土地覆被遥感产品的分类系统进行转换。
步骤1013、将两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品。
终端将两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品，需要先判断这三种产品的类型是否为比例产品，若这三种产品的类型不是比例产品，则可以获取预先设置的比例计算单元，根据比例计算单元将这三种产品转换为三种比例产品。因此，图3为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验方法的流程示意图三，如图3所示，步骤1013可以包括：步骤1013a、1013b和1013c。
步骤1013a、判断两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品是否为比例产品。
两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品的类型可以为比例产品或者非比例产品，在评价待检验土地覆被遥感产品的精度时，两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品的类型需要为比例产品，因此，需要判断两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品的类型是否为比例产品。
具体地，终端可以获取两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品，并判断两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品是否为比例产品，得到判断结果，以便根据判断结果执行不同的步骤，若判断结果表示两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品不是比例产品，则可以执行步骤1013b和步骤1013c，若判断结果表示两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品是比例产品，则执行步骤102。
需要说明的是，若部分土地覆被遥感产品不是比例产品，则可以对部分土地覆被遥感产品执行步骤1013b和步骤1013c，若剩余的土地覆被遥感产品是比例产品，则可以执行步骤102。
步骤1013b、若两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品的类型不是比例产品，获取预先设置的比例计算单元。
为了便于后续步骤中，可以对两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品进行精度的计算，从而可以评价待检验土地覆被遥感产品的精度。
因此，对两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品的类型需要一致，所以，若两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品的类型不是比例产品，获取预先设置的比例计算单元。
步骤1013c、根据比例计算单元对两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品进行转换，得到三种比例产品。
其中，三种比例产品为转换后的两种独立获取的土地覆被遥感产品和转换后的待检验土地覆被遥感产品。
终端获取预先设置的比例计算单元之后，可以根据比例计算单元对两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品进行转换，得到三种比例产品，以便在后续的步骤中，可以根据三种比例产品，获取三种比例产品的均方根误差和相关系数。
具体地，若两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品中的至少一个产品不是比例产品，终端可以根据比例计算单元，将对应的产品进行转换，获取相应的比例产品。
步骤102、根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种比例产品进行计算，获取三种比例产品的均方根误差和相关系数。
终端获取到三种比例产品之后，需要计算三种比例产品的均方根误差和相关系数，以便在后续的步骤中，终端可以根据均方根误差和相关系数评价待检验土地覆被遥感产品的精度。
具体地，三种比例产品中的每种比例产品可以包括多种土地覆被类型，终端可以计算三种比例产品的协方差，并根据三种比例产品中每种土地覆被类型对应的协方差，获取三种比例产品中每种土地覆被类型对应的均方根误差，和每种土地覆被类型对应的相关系数。
在本发明实施例中，三种比例产品的协方差，可以包括每个比例产品与自身对于某种土地覆被类型的协方差，以及三种比例产品中任意两个比例产品对于某种土地覆被类型的协方差。转换后的两种独立获取的土地覆被遥感产品和转换后的待检验土地覆被遥感产品。
例如，X1可以为转换后的待检验土地覆被遥感产品，X2可以为转换后的第一种独立获取的土地覆被遥感产品，X3可以为转换后的第二种独立获取的土地覆被遥感产品，Cov(Xi,Xj)可以为三种比例产品对于某种土地覆被类型的协方差，其中i可以为1、2、3，j也可以为1、2、3，示例的，Cov(X1,X2)可以为转换后的待检验土地覆被遥感产品和转换后的第一种独立获取的土地覆被遥感产品对于某种土地覆被类型的协方差。则三种比例产品中某种土地覆被类型对应的均方根误差，可以为：
Figure BDA0002007468530000071
终端可以计算三种比例产品中对于每种土地覆被类型的协方差，相对应的，终端可以获取三种比例产品对于每种土地覆被类型的均方根误差，即转换后的待检验土地覆被遥感产品、转换后的两种独立获取的土地覆被遥感产品对于每种土地覆被类型的均方根误差。
例如，三种比例产品中某种土地覆被类型对应的相关系数，可以为：
Figure BDA0002007468530000081
终端可以计算三种比例产品中对于每种土地覆被类型的协方差，终端可以根据协方差获取三种比例产品对于每种土地覆被类型的相关系数，即转换后的待检验土地覆被遥感产品、转换后的两种独立获取的土地覆被遥感产品对于每种土地覆被类型的相关系数。
步骤103、通过对比三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，待检验土地覆被遥感产品对应的比例产品的均方根误差越小和相关系数越大表示待检验土地覆被遥感产品的精度越高。
终端在获取三种比例产品的均方根误差和相关系数之后，终端可以根据该三种比例产品的均方根误差和相关系数评价待检验土地覆被遥感产品的精度，以便用户可以根据该待检验土地覆被遥感产品的精度，获知待检验土地覆被遥感产品指示的土地覆被状况的可靠性。
具体地，终端可以获取三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，并对比三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，获取待检验土地覆被遥感产品的精度，向用户展示待检验土地覆被遥感产品的精度。
例如，三种比例产品可以包括转换后的待检验土地覆被遥感产品、转换后的第一种独立获取的土地覆被遥感产品和转换后的第二种独立获取的土地覆被遥感产品，当土地覆被类型为草地时，转换后的待检验土地覆被遥感产品、转换后的第一种独立获取的土地覆被遥感产品和转换后的第二种独立获取的土地覆被遥感产品，对应的均方根误差可以为A、B和C，对应的相关系数可以为X、Y和Z，转换后的待检验土地覆被遥感产品的均方根误差越小，相关系数越大，则待检验土地覆被遥感产品的精度越高。若A小于B，B小于C，X大于Y，Y大于Z，则土地覆被类型为草地时，转换后的待检验土地覆被遥感产品的精度最高。
需要说明的是，终端可以向用户展示待检验土地覆被遥感产品和两种独立获取的土地覆被遥感产品中，每种土地覆被类型对应的均方根误差，和每种土地覆被类型对应的相关系数，也可以向待检验土地覆被遥感产品息和两种独立获取的土地覆被遥感产品的精度高低，还可以向用户展示其他可以表示待检验土地覆被遥感产品的精度的内容，本发明实施例对此不进行具体限制。
综上所述，本发明实施例提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法，通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并对这三种土地覆被遥感产品进行统一和转换得到三种比例产品；根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种比例产品进行计算，获取三种比例产品的均方根误差和相关系数；通过对比三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，评价待检验土地覆被遥感产品的精度。通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，无需实地检验土地区域对应的土地覆被的状况，避免了检验土地覆被遥感产品的精确度的效率低和成本高的问题，提高了检验土地覆被遥感产品的精确度的效率，降低了检验成本。
本发明实施例提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法，通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，避免了直接检验时获取的样本有限、成本高、效率低的问题，可以实现对土地覆被遥感产品的全覆盖式检验。
图4为本发明一实施例提供的土地覆被遥感产品的交叉检验装置结构示意图，如图4所示，该装置包括：
获取模块401，用于获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一，将两种独立获取的土地覆被遥感产品和待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品。
计算模块402，用于根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种比例产品进行计算，获取三种比例产品的均方根误差和相关系数。
评价模块403，用于通过对比三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，待检验土地覆被遥感产品对应的比例产品的均方根误差越小和相关系数越大表示待检验土地覆被遥感产品的精度越高。
综上所述，本发明实施例提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验装置，通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并对这三种土地覆被遥感产品进行统一和转换得到三种比例产品；根据定义的均方根误差和相关系数计算装置，对三种比例产品进行计算，获取三种比例产品的均方根误差和相关系数；通过对比三种比例产品之间的均方根误差和相关系数，评价待检验土地覆被遥感产品的精度。通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，无需实地检验土地区域对应的土地覆被的状况，避免了检验土地覆被遥感产品的精确度的效率低和成本高的问题，提高了检验土地覆被遥感产品的精确度的效率，降低了检验成本。
本发明实施例提供一种土地覆被遥感产品的交叉检验装置，通过获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，评价待检验土地覆被遥感产品的精度，避免了直接检验时获取的样本有限、成本高、效率低的问题，可以实现对土地覆被遥感产品的全覆盖式检验。

Claims (2)

1.一种土地覆被遥感产品的交叉检验方法，其特征在于，所述方法包括：
第一步：获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的所述土地覆被遥感产品，和所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一，将两种独立获取的所述土地覆被遥感产品和所述待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品；
第二步：根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种所述比例产品进行计算，获取三种所述比例产品的均方根误差和相关系数；
第三步：通过对比三种所述比例产品之间的所述均方根误差和所述相关系数，评价所述待检验土地覆被遥感产品的精度，所述待检验土地覆被遥感产品对应的比例产品的均方根误差越小和相关系数越大表示所述待检验土地覆被遥感产品的精度越高；
三种所述比例产品中的每种所述比例产品包括多种土地覆被类型；所述根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种所述比例产品进行计算，获取三种所述比例产品的均方根误差和相关系数，包括：
计算三种所述比例产品中每种土地覆被类型对应的协方差，并根据三种所述比例产品中每种土地覆被类型对应的协方差，采用公式
Figure FDA0002636228350000011
获取三种所述比例产品中每种土地覆被类型对应的均方根误差；采用公式
Figure FDA0002636228350000021
计算每种土地覆被类型对应的相关系数；其中，Cov(Xi,Xj)表示Xi、Xj对于一种土地覆被类型的协方差；i为1、2、3中的任一个；j为1、2、3中的任一个；X1、X2、X3表示所述三种比例产品；
其中，三种所述比例产品的协方差，包括每个所述比例产品与自身对于每种土地覆被类型的协方差，以及三种所述比例产品中任意两个所述比例产品对于每种土地覆被类型的协方差。
2.一种土地覆被遥感产品的交叉检验装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取两种独立获取的土地覆被遥感产品，和待检验土地覆被遥感产品，并根据所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围，对两种独立获取的所述土地覆被遥感产品，和所述待检验土地覆被遥感产品的分类系统、覆盖范围进行统一，将两种独立获取的所述土地覆被遥感产品和所述待检验土地覆被遥感产品转换成三种比例产品；
计算模块，用于根据定义的均方根误差和相关系数计算方法，对三种所述比例产品进行计算，获取三种所述比例产品的均方根误差和相关系数；
评价模块，用于通过对比三种所述比例产品之间的所述均方根误差和所述相关系数，评价所述待检验土地覆被遥感产品的精度，所述待检验土地覆被遥感产品对应的比例产品的均方根误差越小和相关系数越大表示所述待检验土地覆被遥感产品的精度越高；
三种所述比例产品中的每种所述比例产品包括多种土地覆被类型；所述计算模块，还用于计算三种所述比例产品中每种土地覆被类型对应的协方差，并根据三种所述比例产品中每种土地覆被类型对应的协方差，采用公式
Figure FDA0002636228350000031
获取三种所述比例产品中每种土地覆被类型对应的均方根误差；采用公式
Figure FDA0002636228350000032
计算每种土地覆被类型对应的相关系数；其中，Cov(Xi,Xj)表示Xi、Xj对于一种土地覆被类型的协方差；i为1、2、3中的任一个；j为1、2、3中的任一个；X1、X2、X3表示所述三种比例产品；
其中，三种所述比例产品的协方差，包括每个所述比例产品与自身对于每种土地覆被类型的协方差，以及三种所述比例产品中任意两个所述比例产品对于每种土地覆被类型的协方差。
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