[發(fā)明專利]一種居民地提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810366290.X
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN108592888B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白曉永;楊鈺杰;李朝君;肖建勇;錢慶歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01C11/04
• 分類號(hào): G01C11/04
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 商小川

本發(fā)明公開了一種居民地提取方法，它包括采集研究區(qū)的Landsat 8 OLI傳感器遙感影像和行政邊界數(shù)據(jù)；對(duì)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理；計(jì)算預(yù)處理后遙感影像的地表反照率；根據(jù)地表反照率提取水體和陰影；利用單波段閾值法在水體和陰影圖層中提取出陰影，從而區(qū)分出水體和陰影；對(duì)水體提取結(jié)果進(jìn)行閉運(yùn)算濾波處理；計(jì)算預(yù)處理后遙感影像的歸一化植被指數(shù)確定閾值來提取植被；在原始研究區(qū)邊界圖層中裁剪掉上述步驟提取出的水體、陰影和植被圖，剩下的圖層即為研究區(qū)居民地和道路分布圖；計(jì)算居民地和道路分布圖的形狀指數(shù)并確定形狀指數(shù)(I)的閾值提取出道路和居民地；解決了現(xiàn)有居民地提取存在的工作強(qiáng)度大、精度低和效率低等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于居民地提取技術(shù)，尤其涉及一種居民地提取方法。

背景技術(shù)

居民地又稱“居民點(diǎn)”或聚落,是人與自然相互作用的產(chǎn)物,是人類從事生產(chǎn)和生活的需要而集聚定居的各種形式的居住場(chǎng)所,是自然景觀、建筑景觀和文化景觀的綜合體,是人們生活和生產(chǎn)的基本場(chǎng)所。準(zhǔn)確提取居民地，是居民地規(guī)劃、發(fā)展和變化監(jiān)測(cè)的最基本的地理數(shù)據(jù)來源，對(duì)居民地變化以及影響具有深刻的意義，有利于實(shí)現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，并且對(duì)研究地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、城鎮(zhèn)規(guī)劃、土地資源保護(hù)等相關(guān)研究存在重要作用。因此，建立快速、準(zhǔn)確的居民地提取方法是非常亟需的。

傳統(tǒng)的居民地提取方法主要是通過ENVI和ARCGIS等軟件，采用監(jiān)督分類，非監(jiān)督分類，目視解譯，人機(jī)交互解譯，野外實(shí)地調(diào)查等方法對(duì)遙感影像進(jìn)行居民地提取。這些方法不僅受不同解譯人員經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷影響大，還受“同物異譜、同譜異物”等問題的影響，而且工作強(qiáng)度大、精度低、效率低。這些方法對(duì)居民地信息表征能力存在很大偏差，具有一定的局限性，沒有系統(tǒng)地排除干擾居民地提取的其他地物，準(zhǔn)確性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種居民地提取方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的居民地提取存在的工作強(qiáng)度大、精度低和效率低等技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種居民地提取方法，它包括：

步驟1、數(shù)據(jù)采集：采集研究區(qū)的Landsat 8 OLI傳感器遙感影像和行政邊界數(shù)據(jù)；

步驟2、遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、圖像融合和圖像裁剪；

步驟3、計(jì)算步驟2預(yù)處理后遙感影像的地表反照率(Albedo)；

步驟4、根據(jù)地表反照率提取水體和陰影；

步驟5、利用單波段閾值法在水體和陰影圖層中提取出陰影，從而區(qū)分出水體和陰影；

步驟6、對(duì)水體提取結(jié)果進(jìn)行閉運(yùn)算濾波處理；

步驟7、計(jì)算步驟2預(yù)處理后遙感影像的歸一化植被指數(shù)(NDVI)；

步驟8、為歸一化植被指數(shù)(NDVI)確定閾值來提取植被；

步驟9、在原始研究區(qū)邊界圖層中裁剪掉上述步驟提取出的水體、陰影和植被圖，剩下的圖層即為研究區(qū)居民地和道路分布圖；

步驟10、計(jì)算居民地和道路分布圖的形狀指數(shù)；

步驟11、根據(jù)形狀指數(shù)(I)的閾值提取出道路；

步驟12、提取居民地。

利用行政邊界數(shù)據(jù)裁剪遙感影像得到研究區(qū)遙感影像圖。

步驟3所述地表反照率(Albedo)的計(jì)算公式為：

α＝0.356*B2+0.130*B4+0.373*B5+0.085*B6+0.072*B7-0.018