[發明專利]一種基于圖像增強的過火區域提取方法

有效

• 申請號: 201810064529.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108280812B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 陳方;單天嬋;于博;李斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/10;G06T5/30;G06T5/40;G06T7/136
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱麗華

1.一種基于圖像增強的過火區域提取方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)對過火前后的待處理圖像進行數據預處理，其包括輻射定標步驟和幾何校正步驟；

(2)對預處理后的圖像進行過火區域粗提取，首先去除圖像中的云和水，再結合近紅外波段規則和多種植被指數，對整幅圖像設置相對的閾值，粗略提取過火區域；

近紅外波段規則為：保留過火后影像中滿足下列公式的像元：

(1+a)×ρ_NIR-post＜ρ_NIR-pre

其中，ρ_NIR-post為過火后影像的近紅外波段反射率，ρ_NIR-pre為過火前近紅外波段的反射率，系數a為0.25；

多種植被指數包括歸一化差值植被指數NDVI、全球環境監測植被指數GEMI和熱-歸一化差值植被指數NDVIT，所述NDVI、GEMI和NDVIT的計算公式分別為：

其中，ρ_NIR為近紅外波段反射率，ρ_red為可見光紅光波段反射率，T為像元的亮溫；

利用上述公式對過火前后每景影像分別計算所述三種指數NDVI、GEMI和NDVIT，再分別用過火前指數值減去過火后指數值，得出三種指數對應的差值d_NDVI、d_GEMI、d_NDVIT，選取同時滿足d_NDVI、d_GEMI、d_NDVIT均大于0的過火后影像的NDVI_post值；

根據選取的過火后影像的NDVI_post值，計算1-NDVI_post值，再對1-NDVI_post值進行2％的線性拉伸轉化，得到1-NDVI_post圖像；

(3)采用FASA圖像增強法和形態學方法對過火區域進行精確提取。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像增強的過火區域提取方法，其特征在于，所述步驟(2)中去除圖像中云的方法為：利用云的反射率、亮溫與地表之間的巨大差別，設定云探測掩膜，所述云探測掩膜的公式為：

ρ_blue＞0.5or T＜283K

其中，ρ_blue為影像可見光藍波段的反射率，T為像元的亮溫，K為溫度單位開爾文，對過火前后兩景影像進行處理，若滿足所述云探測掩膜的公式像元即視為云像元，去除。

3.根據權利要求2所述的一種基于圖像增強的過火區域提取方法，其特征在于，所述步驟(2)中去除圖像中水的方法為：利用水體指數NDWI對過火前后每景影像中的水進行去除，所述NDWI的計算公式為：

其中,ρ_green為可見光綠波段的反射率，ρ_NIR為紅外波段反射率，去除過火前后每景影像中NDWI≥0的像元。

4.根據權利要求1所述的一種基于圖像增強的過火區域提取方法，其特征在于，所述步驟(3)中FASA圖像增強法為：在均勻的CIE L*a*b顏色空間中對所述1-NDVI_post圖像進行量化并生成直方圖，然后通過雙邊濾波，利用直方圖計算量化后色彩的空間中心和顏色方差，根據所述量化后色彩的空間中心和顏色方差值對圖像中顯著目標的尺寸和位置建立概率模型，計算顯著性概率；同時，通過量化顏色差異計算得到全局對比值，將所述全局對比值與顯著性概率相乘，獲得顯著值，最后通過顏色量化直方圖線性插值顯著值并將其分配到每個像元中，得到完整的顯著圖。

5.根據權利要求4所述的一種基于圖像增強的過火區域提取方法，其特征在于，所述步驟(3)中形態學方法的處理步驟包括對灰度圖像的腐蝕，對圖像相同結構元素的膨脹，最后二值化圖像，將所有值大于0的像元記為過火區域，即得到顯著性增強的過火區域。