獲取代表典型水體類別的質(zhì)心集的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種獲取代表典型水體類別的質(zhì)心集的方法及裝置，獲取水體樣本數(shù)據(jù)，對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維得到每個(gè)采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)，確定類別數(shù)目，至少兩次依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)所述若干水面采樣點(diǎn)進(jìn)行模糊分類；其中，各次進(jìn)行模糊分類所基于的距離測(cè)度不同；將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)心集求交集，得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集，其中，i＝1，2，……，C。在提高與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集的穩(wěn)定性的同時(shí)，使得質(zhì)心集更具有代表性。
【專利說(shuō)明】獲取代表典型水體類別的質(zhì)心集的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及遙感【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種獲取代表典型水體類別的質(zhì)也 集的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)復(fù)雜水體水質(zhì)參數(shù)的遙感反演一直是個(gè)難點(diǎn)。目前，很多研究采用分類反演 的策略進(jìn)行遙感反演，即先對(duì)遙感像元進(jìn)行分類，然后針對(duì)不同類別的遙感像元采用不同 的策略進(jìn)行反演，W達(dá)到提高反演精度目的。對(duì)遙感像元進(jìn)行分類可分為硬分類和模糊分 類，其中，模糊分類具有提高反演結(jié)果的平滑性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，是該領(lǐng)域的主要研究方 向。
[0003] 對(duì)遙感像元進(jìn)行模糊分類是計(jì)算各個(gè)像元屬于各類別的權(quán)重系數(shù)，從而根據(jù)各個(gè) 象元屬于各類別的權(quán)重系數(shù)對(duì)像元進(jìn)行分類，得到若干個(gè)質(zhì)也集。其中，每個(gè)像元屬于各類 別的權(quán)重系數(shù)由該像元與各類別的質(zhì)也像元之間的距離確定，當(dāng)像元與質(zhì)也像元之間的距 離越小，認(rèn)為該像元與質(zhì)也像元的相似度越好，認(rèn)為該像元屬于質(zhì)也像元所代表類別的權(quán) 重系數(shù)就越大。因此，如何得到最有效的代表典型水體類別的質(zhì)也集是采用模糊分類方法 反演內(nèi)陸水體水質(zhì)參數(shù)的重要研究?jī)?nèi)容之一。
[0004] 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，目前通過(guò)模糊分類獲取的代表典型水體類別 的質(zhì)也集的穩(wěn)定性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法及裝置，W提高 代表典型水體類別的質(zhì)也集的穩(wěn)定性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0007] -種獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法，包括：
[0008] 獲取水體樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的遙感反射率光譜 數(shù)據(jù)；
[0009] 通過(guò)主成分分析變換對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的若干個(gè)波段的反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降 維，得到各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0010] 確定類別數(shù)目C;
[0011] 至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程，各次模糊分類過(guò)程基于的距離測(cè)度不同；所述模糊 分類過(guò)程依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)將所述若干水面采樣點(diǎn)分 為C類，得到C個(gè)初始質(zhì)也集；
[0012] 將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)也集求交集，得到 與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集；其中，i= 1，2，……，C。
[0013] 上述方法，優(yōu)選的，所述確定類別數(shù)目C包括：
[0014] 依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分類數(shù)目下，所述 若干水面采樣點(diǎn)的BIC指數(shù)；
[0015] 將BIC指數(shù)最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
[0016] 上述方法，優(yōu)選的，所述確定類別數(shù)目C包括：
[0017] 依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分類數(shù)據(jù)下，所述 若干水面采樣點(diǎn)的Dunn'C指數(shù)；
[0018] 將Dunn'C指數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
[0019] 上述方法，優(yōu)選的，所述水體樣本數(shù)據(jù)還包括；所述若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的水體環(huán)境 變量，所述水體環(huán)境變量包括：水質(zhì)參數(shù)和水體不同組分的固有光學(xué)量；在得到與第i個(gè)類 別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集之后，所述方法還包括：
[0020] 顯示與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集內(nèi)各個(gè)樣本的水體環(huán)境變量參數(shù)；
[0021] 當(dāng)接收到用戶觸發(fā)的剔除指令時(shí)，依據(jù)所述剔除指令中攜帶的樣本數(shù)據(jù)的識(shí)別標(biāo) 識(shí)確定目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，刪除所述目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，并重新執(zhí)行所述至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò) 程的步驟。
[0022] 上述方法，優(yōu)選的，所述水體樣本數(shù)據(jù)的采樣區(qū)域包括如下區(qū)域中的至少一個(gè)；內(nèi) 陸水域和近岸水域。
[0023] -種獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的裝置，包括：
[0024] 樣本獲取模塊，用于獲取水體樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣 點(diǎn)的遙感反射率光譜數(shù)據(jù)；
[0025] 降維模塊，用于通過(guò)主成分分析變換對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的若干個(gè)波段的反射率光 譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，得到各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0026] 確定模塊，用于確定類別數(shù)目C ;
[0027] 分類模塊，用于至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程，各次模糊分類過(guò)程基于的距離測(cè)度 不同；所述模糊分類過(guò)程依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)將所獲取的 若干水面采樣點(diǎn)分為C類，得到C個(gè)初始質(zhì)也集；
[0028] 質(zhì)也集獲取模塊，用于將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初 始質(zhì)也集求交集，得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集；其中，i= 1，2,……，C。
[0029] 上述裝置，優(yōu)選的，所述確定模塊包括：
[0030] 第一計(jì)算單元，用于依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不 同分類數(shù)目下，所述若干水面采樣點(diǎn)的BIC指數(shù)；
[0031] 第一確定單元，用于將BIC指數(shù)最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
[0032] 上述裝置，優(yōu)選的，所述確定模塊包括：
[0033] 第二計(jì)算單元，用于依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不 同分類數(shù)據(jù)下，所述若干水面采樣點(diǎn)的Dunn'C指數(shù)；
[0034] 第二確定單元，用于將Dunn'C指數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。 [00巧]上述裝置，優(yōu)選的，所述水體樣本數(shù)據(jù)還包括；所述若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的水體環(huán)境 變量，所述水體環(huán)境變量包括：水質(zhì)參數(shù)和水體不同組分的固有光學(xué)量；所述裝置還包括：
[0036] 顯示模塊，用于顯示與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集內(nèi)各個(gè)樣本的水體環(huán)境變量參 數(shù)；
[0037]刪除模塊，用于當(dāng)接收到用戶觸發(fā)的剔除指令時(shí)，依據(jù)所述剔除指令中攜帶的樣 本數(shù)據(jù)的識(shí)別標(biāo)識(shí)確定目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，刪除所述目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，并生成觸發(fā)指令W指示所 述分類模塊重新執(zhí)行所述至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程的步驟。
[0038] 上述裝置，優(yōu)選的，所述樣本獲取模塊具體用于，獲取水體樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣 本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的遙感反射率光譜數(shù)據(jù)；所述水體樣本數(shù)據(jù)的采樣區(qū)域包括 如下區(qū)域中的至少一個(gè)：內(nèi)陸水域和近岸水域。
[0039] 通過(guò)W上方案可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法及 裝置，獲取水體樣本數(shù)據(jù)，對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維得到每個(gè)采樣點(diǎn) 的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)，確定類別數(shù)目，至少兩次依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率 光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)所述若干水面采樣點(diǎn)進(jìn)行分類；其中，各次進(jìn)行模糊分類所基于 的距離測(cè)度不同；將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)也集求交 集，得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集，其中，i= 1，2,……，C。在提高與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的 質(zhì)也集的穩(wěn)定性的同時(shí)，使得質(zhì)也集更具有代表性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)該些附圖獲得其他的附圖。
[0041] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法；
[0042] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的確定類別數(shù)目C的一種實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0043] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的確定類別數(shù)目C的另一種實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0044] 圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法的另一種實(shí) 現(xiàn)流程圖；
[0045] 圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0046] 圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的確定模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的確定模塊的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的裝置的另一種結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0049] 說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"、"第H""第四"等（如 果存在）是用于區(qū)別類似的部分，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解該樣 使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可W互換，W便該里描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例能夠W除了在該里圖 示的W外的順序?qū)嵤?br>
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0051] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法的一種實(shí)現(xiàn)流程圖， 可W包括：
[0052] 步驟Sll ;獲取水體樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的遙感 反射率光譜數(shù)據(jù)；
[0053] 所述若干水面采樣點(diǎn)的遙感反射率光譜數(shù)據(jù)可W是通過(guò)實(shí)際測(cè)量得到的各個(gè)采 樣點(diǎn)的遙感反射率光譜。光學(xué)復(fù)雜水體的遙感反射率光譜是采用"水面W上測(cè)量法"測(cè)量 得到的，該測(cè)量方法是目前測(cè)量水體的遙感反射率光譜的通用方法，該方法可W去除天空 光對(duì)水體的遙感反射率光譜的影響。并且每個(gè)站點(diǎn)（即每個(gè)采樣點(diǎn)）都可W獲取一條遙感 反射率光譜。遙感反射率光譜是指光的反射率隨波長(zhǎng)變化的情況，例如，遙感反射率光譜可 W是WInm(即1納米）為間隔，至少包括從350nm至900nm的551個(gè)波段范圍內(nèi)的遙感反 射率光譜，反射率數(shù)值為介于0到1之間的實(shí)數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中，不同采樣點(diǎn)的光譜范圍 和光譜分辨率（即波段間隔）相同。
[0054] 所述若干水面采樣點(diǎn)的遙感反射率光譜數(shù)據(jù)也可W是遙感器獲取的覆蓋光學(xué)復(fù) 雜水體的圖像。通常，M行、N列、L波段的遙感圖像，共M*N=Num個(gè)像元，每個(gè)像元對(duì)應(yīng)的 L個(gè)波段的數(shù)值可W看作是該像元對(duì)應(yīng)的水面點(diǎn)的反射率光譜。
[00巧]步驟S12;通過(guò)主成分分析變換（即PCA變換）對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的若干個(gè)波段 的反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，得到各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0056] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)PCA變換，將每個(gè)采樣點(diǎn)的L個(gè)波段的反射率光譜數(shù)據(jù)用兩 個(gè)主成分來(lái)表示。也就是說(shuō)，本發(fā)明實(shí)施例中，在進(jìn)行分類前，先對(duì)各個(gè)采樣點(diǎn)的反射率光 譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，降低了數(shù)據(jù)量，減少了計(jì)算量。
[0057] 步驟S13;確定類別數(shù)目C;
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例中，可W采用模糊聚類算法進(jìn)行模糊分類。其中，模糊聚類是非監(jiān)督 分類的一種，而進(jìn)行非監(jiān)督分類需要預(yù)先輸入類別的數(shù)目。只有在類別數(shù)目已知的情況下， 才能夠?qū)颖具M(jìn)行非監(jiān)督分類。
[0059] 其中，類別數(shù)目C可W由研究人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。
[0060] 步驟S14;至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程，各次模糊分類過(guò)程基于的距離測(cè)度不同； 所述模糊分類過(guò)程依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)將所述若干水面 采樣點(diǎn)分為C類，得到C個(gè)初始質(zhì)也集；
[0061] 每執(zhí)行一次模糊分類過(guò)程，得到C個(gè)初始質(zhì)也集。每一個(gè)初始質(zhì)也集代表一個(gè)典 型水體的類別，每一個(gè)初始質(zhì)也集中都有若干個(gè)與該典型水體類別相似或相同的水體樣本 數(shù)據(jù)。
[0062] 可選的，可W采用模糊C-均值聚類算法（fuzzyc-meansalgorithm,FCM)對(duì)水 體樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊分類。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例中，并不限于使用FCM聚類算法進(jìn)行模糊分 類，也可W采用其它的模糊聚類算法，如改進(jìn)的模糊聚類算法EFC-MD巧volutionary化zzy clusteringwithminkowskidistances),只要是基于距離測(cè)度的模糊聚類算法均適用于 本發(fā)明實(shí)施例。
[0063] 距離是度量數(shù)據(jù)相似性簡(jiǎn)單而有效的指標(biāo)。模糊分類過(guò)程中，需要依據(jù)像元與各 類別的質(zhì)也像元之間的距離確定該像元屬于各類別的權(quán)重系數(shù)。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例中，第j次模糊分類過(guò)程所使用的距離測(cè)度與前j-1次模糊分類過(guò) 程所使用的距離測(cè)度均不同，其中，j= 1，2,3,……J，J為執(zhí)行模糊分類過(guò)程的總的次數(shù)，J> 2。即任意兩次模糊分類過(guò)程所使用的距離測(cè)度均不同。
[0065] 可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述的距離測(cè)度可W使用但不限于W下幾種：歐氏 距離巧uclideandistance,Euc),余弦距離（SAD),OPD散度（o;rthogonalprojection dive;rgence)，TD散度（transformeddive;rgence)，馬氏距離等。
[0066] 優(yōu)選的，可W執(zhí)行四次模糊分類過(guò)程。具體的，四次執(zhí)行模糊分類過(guò)程時(shí)，每次執(zhí) 行模糊分類過(guò)程，使用一種距離測(cè)度，四次執(zhí)行模糊分類過(guò)程，共使用四種距離測(cè)度。所選 用的距離測(cè)度可W分別為：歐式距離、余弦距離、oro散度和TD散度。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例 中，并不限于該四種，也可W是上述五種距離測(cè)度中的任意四種。
[0067] 步驟S15;將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)也集求交 集，得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集；其中，i= 1，2，……，C。
[006引假設(shè)第j次模糊分類得到的C個(gè)質(zhì)也集分別為Uj,,Uj,,……Uj.e，則與第i個(gè)類別 對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集Ui為Ui=Uiin咕n……n恥，其中，Uw(j= 1，2,3，……J，J為執(zhí)行模 糊分類過(guò)程的總的次數(shù)，J> 2)為進(jìn)行第j次模糊分類得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)也 集。
[0069] 通過(guò)分析與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集內(nèi)各個(gè)樣本的環(huán)境參量就可W確定與第i個(gè) 類別對(duì)應(yīng)質(zhì)也集代表什么典型水體。具體如何確定與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)質(zhì)也集代表什么典型 水體屬于本領(lǐng)域的公知常識(shí)，該里不再費(fèi)述。
[0070]將與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集內(nèi)的反射率光譜求均值，得到代表典型水體類別的 質(zhì)也光譜。
[0071]本發(fā)明實(shí)施例提供的獲取代表典型水體類別的質(zhì)也集的方法，獲取水體樣本數(shù) 據(jù)，對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維得到每個(gè)采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主 成分?jǐn)?shù)據(jù)，確定類別數(shù)目，至少兩次依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù) 對(duì)所述若干水面采樣點(diǎn)進(jìn)行模糊分類；其中，各次進(jìn)行模糊分類所基于的距離測(cè)度不同； 將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)也集求交集，得到與第i個(gè)類 別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集，其中，i= 1，2，……，C。在提高與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)也集的穩(wěn)定性的 同時(shí)，使得質(zhì)也集更具有代表性。
[0072] 優(yōu)選的，由于類別數(shù)目C通過(guò)經(jīng)驗(yàn)確定不足夠客觀，基于此，本發(fā)明實(shí)施例提出類 別數(shù)目C可W依據(jù)樣本數(shù)據(jù)本身確定。
[0073] 可選的，確定類別數(shù)目C的一種實(shí)現(xiàn)流程圖如圖2所示，可W包括：
[0074] 步驟S21;依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分類數(shù) 目下，所述若干水面采樣點(diǎn)的BIC指數(shù)；
[0075] BIC指數(shù)為對(duì)模糊聚類的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)的一個(gè)指標(biāo)。本發(fā)明實(shí)施例中使用各個(gè) 水面采樣點(diǎn)降維后得到的主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算BIC指數(shù)，而不是使用原始獲取的水面采樣點(diǎn)的 反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，降低了計(jì)算BIC指數(shù)的計(jì)算量。
[0076] 本發(fā)明實(shí)施例中，分類數(shù)目從2到16逐一變化，分類數(shù)目每變化一次，計(jì)算一次樣 本數(shù)據(jù)的BIC指數(shù)。在計(jì)算BIC指數(shù)時(shí)，使用經(jīng)過(guò)PCA變換后的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。BIC指 數(shù)可W依據(jù)如下公式計(jì)算：

【權(quán)利要求】
1. 一種獲取代表典型水體類別的質(zhì)心集的方法，其特征在于，包括： 獲取水體樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的遙感反射率光譜數(shù) 據(jù)； 通過(guò)主成分分析變換對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的若干個(gè)波段的反射率光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，得 到各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)； 確定類別數(shù)目C ; 至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程，各次模糊分類過(guò)程基于的距離測(cè)度不同；所述模糊分類 過(guò)程依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)將所述若干水面采樣點(diǎn)分為C 類，得到C個(gè)初始質(zhì)心集； 將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì)心集求交集，得到與第i 個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集；其中，i = 1，2，……，C。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定類別數(shù)目C包括： 依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分類數(shù)目下，所述若干 水面采樣點(diǎn)的BIC指數(shù)； 將BIC指數(shù)最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定類別數(shù)目C包括： 依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分類數(shù)據(jù)下，所述若干 水面采樣點(diǎn)的Dunn' c指數(shù)； 將Dunn' c指數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水體樣本數(shù)據(jù)還包括：所述若干個(gè)水 面采樣點(diǎn)的水體環(huán)境變量，所述水體環(huán)境變量包括：水質(zhì)參數(shù)和水體不同組分的固有光學(xué) 量；在得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集之后，所述方法還包括： 顯示與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集內(nèi)各個(gè)樣本的水體環(huán)境變量參數(shù)； 當(dāng)接收到用戶觸發(fā)的剔除指令時(shí)，依據(jù)所述剔除指令中攜帶的樣本數(shù)據(jù)的識(shí)別標(biāo)識(shí)確 定目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，刪除所述目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，并重新執(zhí)行所述至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程的 步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水體樣本數(shù)據(jù)的采樣區(qū)域包括如下 區(qū)域中的至少一個(gè)：內(nèi)陸水域和近岸水域。
6. -種獲取代表典型水體類別的質(zhì)心集的裝置，其特征在于，包括： 樣本獲取模塊，用于獲取水體樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的 遙感反射率光譜數(shù)據(jù)； 降維模塊，用于通過(guò)主成分分析變換對(duì)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的若干個(gè)波段的反射率光譜數(shù) 據(jù)進(jìn)行降維，得到各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)； 確定模塊，用于確定類別數(shù)目C ; 分類模塊，用于至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程，各次模糊分類過(guò)程基于的距離測(cè)度不同； 所述模糊分類過(guò)程依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)將所獲取的若干 水面采樣點(diǎn)分為C類，得到C個(gè)初始質(zhì)心集； 質(zhì)心集獲取模塊，用于將各次執(zhí)行模糊分類過(guò)程得到的，與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的初始質(zhì) 心集求交集，得到與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集；其中，i = 1，2，……，C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括： 第一計(jì)算單元，用于依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分 類數(shù)目下，所述若干水面采樣點(diǎn)的BIC指數(shù)； 第一確定單元，用于將BIC指數(shù)最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括： 第二計(jì)算單元，用于依據(jù)各個(gè)水面采樣點(diǎn)的反射率光譜的兩個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算不同分 類數(shù)據(jù)下，所述若干水面采樣點(diǎn)的Dunn' c指數(shù)； 第二確定單元，用于將Dunn' c指數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分類數(shù)目確定為類別數(shù)目C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述水體樣本數(shù)據(jù)還包括：所述若干個(gè)水 面采樣點(diǎn)的水體環(huán)境變量，所述水體環(huán)境變量包括：水質(zhì)參數(shù)和水體不同組分的固有光學(xué) 量；所述裝置還包括： 顯示模塊，用于顯示與第i個(gè)類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)心集內(nèi)各個(gè)樣本的水體環(huán)境變量參數(shù)； 刪除模塊，用于當(dāng)接收到用戶觸發(fā)的剔除指令時(shí)，依據(jù)所述剔除指令中攜帶的樣本數(shù) 據(jù)的識(shí)別標(biāo)識(shí)確定目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，刪除所述目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，并并生成觸發(fā)指令以指示所述 分類模塊重新執(zhí)行所述至少兩次執(zhí)行模糊分類過(guò)程的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述樣本獲取模塊具體用于，獲取水體 樣本數(shù)據(jù)，所述水體樣本數(shù)據(jù)包括若干個(gè)水面采樣點(diǎn)的遙感反射率光譜數(shù)據(jù)；所述水體樣 本數(shù)據(jù)的采樣區(qū)域包括如下區(qū)域中的至少一個(gè)：內(nèi)陸水域和近岸水域。
【文檔編號(hào)】G01N21/55GK104359847SQ201410742576
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】張兵, 申茜, 李俊生, 張方方, 葉虎平, 吳艷紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所