一种逐位置快速估算各类地物概率分布的方法与流程

技术特征：
1.一种逐位置快速估算各类地物概率分布的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.给定估算的所需参数，包括最大粒度g，近邻搜索半径τ，以及包含m个样本的样本数据集合h＝{h1，h2，
…
，h
m
}，给出研究区域的所有地物类别，并将c个类别组成的集合记为{s1，s2，
…
，s
c
}，g为一个正整数参数，τ为一个正实数参数；步骤2.根据目标区域大小，设定目标规则格网tg，并根据目标地物的空间结构特征选择和目标规则格网具有相同空间分辨率的训练图像ti，其中空间分辨率为每个格网单元所表示的地面实际尺寸的大小；步骤3.将ti缩放到从1到g的不同粒度大小，并分别记为ti1，ti2，
…
，ti
g
；在将ti缩放到粒度1≤g≤g过程中，选定ti的某个顶点格网单元o为坐标原点，其坐标为(0，0，0)；对于每个ti中的像元p，将p在三个坐标方向上在ti规则格网上和o相差的格网单元数记为p的坐标(p
x
，p
y
，p
z
)；同时，选定ti
g
中对应于o的顶点格网单元o
g
为坐标原点，其坐标为(0，0，0)；对于每个ti
g
中的像元p
g
，将p
g
在三个坐标方向上在ti
g
规则格网上同o
g
相差的格网单元数记为p
g
的坐标(p
gx
，p
gy
，p
gz
)；步骤4.对每个ti
g
中的网格单元p
g
，ti中与其对应的像元组成一个集合f(p
g
)＝{p∈ti|2
g
‑1×
p
gx
≤p
x
＜2
g
‑1×
(p
gx
1)∧2
g
‑1×
p
gy
≤p
y
＜2
g
‑1×
(p
gy
1)∧2
g
‑1×
p
gz
≤p
z
＜2
g
‑1×
(p
gz
1)}；当计算出f(p
g
)后，将网格单元p
g
对应的值设定为(s1(p
g
)，s2(p
g
)，
…
，s
c
(p
g
))，其中s
i
(p
g
)表示f(p
g
)中被标识为s
i
类别的网格单元个数有多少；步骤5.将tg缩放到从1到g的不同粒度大小，并分别记为tg1，tg2，
…
，tg
g
；在将tg缩放到粒度1≤g≤g过程中，选定tg的某个顶点格网单元o
′
为坐标原点，其坐标为(0，0，0)；对于每个tg中的像元q，将q在三个坐标方向上在tg规则格网上和o
′
相差的格网单元数记为q的坐标(q
x
，q
y
，q
z
)；同时，选定tg
g
中对应于o
′
的顶点格网单元o
′
g
为坐标原点，其坐标为(0，0，0)；对于每个tg
g
中的像元q
g
，将q
g
在三个坐标方向上在tg
g
规则格网上同o
′
g
相差的格网单元数记为q
g
的坐标(q
gx
，q
gy
，q
gz
)；步骤6.将样本数据集合h中的每个样本h指定到距离其最近的tg网格单元中；对每个tg中的网格单元q，样本数据中被指定到网格单元q中的样本集合记为h
q
，q所对应的值为一个向量(s1(q)，s2(q)，
…
，s
c
(q))，其中s
i
(q)表示h
q
中被标识为s
i
类别的样本数有多少；步骤7.对每个tg
g
中的网格单元q
g
，tg中与其对应的像元组成一个集合f(q
g
)＝{q∈tg|2
g
‑1×
q
gx
≤q
x
＜2
g
‑1×
(q
gx
1)∧2
g
‑1×
q
gy
≤q
y
＜2
g
‑1×
(q
gy
1)∧2
g
‑1×
q
gz
≤q
z
＜2
g
‑1×
(q
gz
1)}；当计算出f(q
g
)后，将网格单元q
g
对应的值设定为(s1(q
g
)，s2(q
g
)，
…
，s
c
(q
g
))，其中s
i
(q
g
)表示f(q
g
)中具有s
i
类别标识的网格单元个数有多少；步骤8.根据给定的近邻搜索半径τ，初始化近邻模板t；t由距离坐标原点不超过τ个网格单元的整数位置矢量构成；对于t中的每个元素t，初始化类别矩阵为0；每一行表示一个类别组合；例如有两个类别s1和s2，则有三行，分别表示t中只出现类别s1，只出现类别s2以及同时出现类别s1和s2；第i列代表各种组合下s
i
类别在中心像元出现的个数；步骤9.设定g＝g，并将ti中各类别的比例作为各类别在训练图像中的概率质量函数，记为{p
ti
(s1)，p
ti
(s2)，
…
，p
ti
(s
c
)}，同时设置tg
g
中每个网格单元q
g
各类别的先验概率质量
函数为步骤10.初始化所有类别矩阵为0，t∈t；对于ti
g
上的每个网格单元p
g
，在ti
g
中寻找同p
g
距离不超过τ个网格单元集合p
g
；对于p
g
中的每个网格单元δ，其坐标为(δ
x
，δ
y
，δ
z
)，在近邻模板t中找到δ对应的元素t
δ
＝(δ
x
‑
p
gx
，δ
y
‑
p
gy
，δ
z
‑
p
gz
)；在中找到网格单元δ所有出现类别所对应的类别组合所在行i，并将p
g
所对应的值(s1(p
g
)，s2(p
g
)，
…
，s
c
(p
g
))累加到的i行；步骤11.对于tg
g
中的每个网格单元q
g
计算各类别的概率质量函数，具体方法如下：(1)将(p(s1(q
g
))，p(s2(q
g
))，
…
，p(s
c
(q
g
)))初始化为0；(2)在tg
g
中寻找同q
g
距离不超过τ个网格单元集合tq
g
；(3)对于tq
g
中的每个网格单元γ，其坐标为(γ
x
，γ
y
，γ
z
)；如果(s1(γ)，s2(γ)，
…
，s
c
(γ))为0向量，则从tq
g
中去除γ；如果(s1(γ)，s2(γ)，
…
，s
c
(γ))不为0向量，则在近邻模板t中找到γ对应的元素t
γ
＝(γ
x
‑
p
gx
，γ
y
‑
p
gy
，γ
z
‑
p
gz
)；在中找到网格单元γ所有出现类别所对应的类别组合所在行j，然后设置为第j行的值；(4)对每个类别s
i
使用公式融合tq
g
中不同网格单元所推导出的类别概率，其中计算出所有的p(s
i
(q
g
))后，使用对p(s
i
(q
g
))进行归一化得到每个类别的概率；(5)如果g≠1，在tg
g
‑1中找到和q
g
对应的网格单元集合q
g
‑1＝{q
g
‑1∈tg
g
‑1|2
×
q
gx
≤q
(g
‑
1)x
＜2
×
(q
gx
1)∧2
×
q
gy
≤q
(g
‑
1)y
＜2
×
(q
gy
1)∧2
×
q
gz
≤q
(g
‑
1)z
＜2
×
(q
gz
1)}，并将q
g
‑1各类别的先验概率质量函数设置为{p(s1(q
g
))，p(s2(q
g
))，
…
，p(s
c
(q
g
))}，设定g＝g
‑
1，跳转到步骤10；步骤12.将tg1，tg2，
…
，tg
g
上每个网格单元的各类别概率质量函数结果输出。

技术总结
本发明属于空间信息技术领域，具体涉及一种逐位置快速估算各类地物概率分布的方法。本发明经过步骤1.给定估算的所需参数；步骤2.根据目标区域大小，设定目标规则格网TG，并根据目标地物的空间结构特征选择和目标规则格网具有相同空间分辨率的训练图像TI；步骤3.将TI缩放到从1到G的不同粒度大小，步骤4.对每个TI


技术研发人员：白鹤翔 李艳红 王飞 李德玉
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/10/23