[發(fā)明專利]基于遙感圖像的黃河凌汛檢測方法

無效

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• 申請日: 2010-09-25
• 公開（公告）號: CN101980294A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張艷寧;佘紅偉;梁君;劉學(xué)工;楊旭普;郭哲
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 黃毅新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種黃河凌汛檢測方法，特別是基于遙感圖像的黃河凌汛檢測方法。

背景技術(shù)

黃河流域東西南北跨度大，地形地貌相差懸殊，使黃河干支流每年冬季都有程度不同的冰情現(xiàn)象出現(xiàn)。這些冰情除對冬季的水運交通、供水、發(fā)電及水工建筑物等有直接影響外，尤其在河流中出現(xiàn)冰塞、冰壩這種特殊冰情以后，還會導(dǎo)致河道中冰凌泛濫成災(zāi)，嚴重影響著黃河周圍居民的生命及財產(chǎn)安全。

現(xiàn)有的凌汛檢測方法主要分為三大類：第一種是人工及半自動閾值判別方法，由于遙感圖像獲得的環(huán)境等因素的不同，導(dǎo)致判別冰雪的閾值存在不唯一性，需要人工進行多閾值的選定，因此這樣的冰雪提取方法完全依賴于選取閾值人員的經(jīng)驗，也就導(dǎo)致通過這種方法處理的結(jié)果存在極大的經(jīng)驗成分及不一致性；第二種是基于監(jiān)督或聚類的分類方法，主要由于遙感圖像中大都存在空間分辨率較低的問題，導(dǎo)致圖像中每個像素實際上都不是一個純凈的像元，因此在非監(jiān)督分類法對這種混合像元進行處理的時候，就達不到預(yù)期的聚類結(jié)果；第三種是基于歸一化積雪指數(shù)(NDSI)冰雪分類方法，由于這種方法主要依靠冰雪多個波段的反射特征對冰雪進行提取，可以自動鑒別冰雪，非常適合用于繪制大面積的雪蓋制圖，也是目前檢測冰雪使用較多的方法，但由于冰雪與水光譜曲線較為相似，導(dǎo)致基于歸一化積雪指數(shù)的方法存在冰雪與水的混分現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的NDSI檢測方法準確度差的不足，本發(fā)明提供一種基于遙感圖像的黃河凌汛檢測方法，該方法首先對MODIS數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括幾何校正、云剔除和影像裁剪；其次使用區(qū)域增長的方法對影像中的河流區(qū)域進行粗分割；最后對河流區(qū)域內(nèi)使用NDSI檢測方法與聚類法相結(jié)合的方法對冰雪與水進行區(qū)分，得到黃河凌汛信息并給出預(yù)警，可以提高黃河凌汛檢測方法準確度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種基于遙感圖像的黃河凌汛檢測方法，其特點是包括下述步驟：

(a)對MODIS影像數(shù)據(jù)進行輻射校正、Bow-tie校正處理、影像配準、云剔除和影像裁剪；

(b)選定需要生長的種子像素點，把這個像素點同周圍的4-鄰域或8-鄰域點比較，若小于閾值，則合并到同一區(qū)域，并對合并的地物點賦予該區(qū)域的標記；

從新合并的地物點開始，反復(fù)進行鄰域點比較合并操作，直到不能合并為止，所有合并到種子像素的像元即為要生長的區(qū)域，得到粗略的河流區(qū)域圖；

(c)通過冰雪在MODIS數(shù)據(jù)中第4波段和第6波段的反射率提取冰雪特征：

NDSI＝(R₄-R₆)/(R₄+R₆)??????????????????????????(3-1)

式中，R4是第4波段的反射率值；R6是第6波段反射率值；

通過聚類法提取冰雪特征：

Step?1：任選k個聚類中心

式中，分別是k個初始聚類中心；

Step?2：設(shè)已進行到第k次迭代，若對某一樣本X有則式中，和分別是第k次迭代時的第i類和第j類的聚類中心，表示第k次迭代時的第i類；

Step?3：計算各聚類中心的新向量值

Zjk+1=1njΣX]]>(j＝1，2，....，k)??????????????????????????(4-3)

式中，n_j是S_j中所包含的樣本數(shù)；

Step?4：如果則回到Step?2，將全部樣本n重新分類，重復(fù)迭代計算；否則，結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：由于首先對MODIS數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括幾何校正、云剔除和影像裁剪；其次使用區(qū)域增長的方法對影像中的河流區(qū)域進行粗分割；最后對河流區(qū)域內(nèi)使用NDSI檢測方法與聚類法相結(jié)合的方法對冰雪與水進行區(qū)分，得到黃河凌汛信息并給出預(yù)警，提高了黃河凌汛檢測方法準確度。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明。

附圖說明

附圖是本發(fā)明基于遙感圖像的黃河凌汛檢測方法流程圖。

具體實施方式