[發(fā)明專利]基于遙感影像的水色異常快速定位方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711385825.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN108169142B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬萬(wàn)棟;張建輝;殷守敬;王晨;吳傳慶;姚延娟;李利偉;萬(wàn)繼康;韋濟(jì)安;毛學(xué)軍;張雪;史園莉;曹飛;姜俊;高乾;孫浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心;中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25;G06K9/00;G06K9/46;G06K9/34
• 代理公司: 北京恩赫律師事務(wù)所 11469
• 代理人: 李善學(xué)

1.一種基于遙感影像的水色異常快速定位方法，其特征在于，包括：

步驟1：獲取含有水色異常區(qū)域的遙感影像，所述遙感影像包括多光譜或高光譜遙感影像；

步驟2：對(duì)所述遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，得到遙感反射率影像，所述預(yù)處理包括輻射校正、大氣校正和幾何校正；

步驟3：從所述遙感反射率影像上獲取水域部分的遙感反射率影像；

步驟4：采用歸一化水體指數(shù)法，提取水域部分的遙感反射率影像的歸一化水體指數(shù)，得到歸一化水體指數(shù)分布影像，所述歸一化水體指數(shù)通過如下公式得到：

其中NDWI為歸一化水體指數(shù)，ρ_Green、ρ_NIR分別是綠波段、近紅外波段的遙感反射率；

步驟5：使用適合大小的均值算子對(duì)所述歸一化水體指數(shù)分布影像進(jìn)行均值計(jì)算，得到尺度變換后的歸一化水體指數(shù)分布影像；

步驟6：將尺度變換后的歸一化水體指數(shù)分布影像的每個(gè)窗口分別與水色異常判斷閾值進(jìn)行比較，若比較通過，則標(biāo)記該窗口為水色異常窗口，得到水色異常窗口分布影像；

步驟7：使用所述水色異常窗口分布影像，對(duì)歸一化水體指數(shù)分布影像進(jìn)行掩膜運(yùn)算，獲取初步確定的水色異常區(qū)域分布影像；

步驟8：將初步確定的水色異常區(qū)域分布影像的每個(gè)像元分別與水色異常判斷閾值進(jìn)行比較，若比較通過，則標(biāo)記該像元為水色異常像元，所有水色異常像元組成的區(qū)域即為水色異常區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像的水色異常快速定位方法，其特征在于，所述步驟3包括：

步驟31：對(duì)所述遙感反射率影像進(jìn)行水陸分離，得到初步確定的水域部分的遙感反射率影像；

步驟32：對(duì)初步確定的水域部分的遙感反射率影像的邊緣進(jìn)行掩膜運(yùn)算，得到水域部分的遙感反射率影像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像的水色異常快速定位方法，其特征在于，所述水色異常判斷閾值通過如下方法計(jì)算得到：

步驟100：在尺度變換后的歸一化水體指數(shù)分布影像樣本上選取若干個(gè)水色正常窗口作為訓(xùn)練樣本集；

步驟200：計(jì)算訓(xùn)練樣本集的灰度均值和方差；

步驟300：根據(jù)如下公式確定水色異常判斷閾值：

其中，T為水色異常判斷閾值，為均值，σ為方差，n為整數(shù)，n依據(jù)訓(xùn)練樣本集的直方圖分布特征確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于遙感影像的水色異常快速定位方法，其特征在于，所述步驟6包括：

步驟61：將尺度變換后的歸一化水體指數(shù)分布影像的每個(gè)窗口分別與水色異常判斷閾值進(jìn)行比較，若窗口灰度值則表示比較未通過，標(biāo)記該窗口為水色正常窗口；若窗口灰度值則表示比較通過，標(biāo)記該窗口為水色異常窗口，所有水色異常窗口組成水色異常窗口分布影像；

所述步驟8包括：

步驟81：將初步確定的水色異常區(qū)域分布影像的每個(gè)像元分別與水色異常判斷閾值進(jìn)行比較，若像元灰度值則表示比較未通過，標(biāo)記該像元為水色正常像元；若像元灰度值則表示比較通過，標(biāo)記該像元為水色異常像元，所有水色異常像元組成的區(qū)域即為水色異常區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的基于遙感影像的水色異常快速定位方法，其特征在于，所述方法還包括：

步驟9：根據(jù)水色異常像元的個(gè)數(shù)和遙感影像的空間分辨率，通過如下公式計(jì)算水色異常區(qū)的面積：

S＝km；

其中，S為水色異常區(qū)的面積，k為遙感影像的空間分辨率，m為水色異常像元的個(gè)數(shù)。