[發(fā)明專利]一種水域輪廓提取及面積檢測方法

有效

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• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108830876B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳嘉琪;李昊菲
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 梁耀文

本發(fā)明公開一種水域輪廓提取及面積檢測方法，步驟為：確定設(shè)定區(qū)域不同時間段衛(wèi)星遙感圖像；對圖像進行銳化處理；批量進行興趣區(qū)裁剪，并標定水域中心點；選取衛(wèi)星影像進行處理，根據(jù)水體特征可計算得到得到每個像素點的NDWI值并獲得水體判別閾；判定其水陸分類；若本次識別無陸地，則本次識別所有區(qū)域相連環(huán)形區(qū)以內(nèi)均為水域；以原有半徑為準，增長一個半徑單位，若遇重合岸線則停止，非重合岸線部分繼續(xù)擴展；若某次所有增長區(qū)內(nèi)均無水域出現(xiàn)，則檢測完畢；根據(jù)之間獲得的增長區(qū)區(qū)域個數(shù)，結(jié)合增長區(qū)設(shè)定面積，測定圖像中水域的總面積。本發(fā)明具有普適性的研究方法，能夠大幅度減少水域輪廓提取中人工的部分，使水域輪廓提取更便捷與客觀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理與模式識別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水域輪廓提取及面積檢測方法。

背景技術(shù)

遙感技術(shù)是一種借助于衛(wèi)星、飛機等進行空間探測的技術(shù)，具有探測范圍廣、快速、動態(tài)監(jiān)測、經(jīng)濟客觀等一系列優(yōu)點。我國水域發(fā)展方面一度借助遙感技術(shù)進行探測。

隨著遙感技術(shù)的成熟，水域成為了目前遙感領(lǐng)域的一大重點研究對象。水域輪廓能反應(yīng)水體的多種信息，其體現(xiàn)了自然的發(fā)展方向，人類文明程度，同時也對改善附近城市氣候有著十分重大的意義。在多重因素的影響下，如自然環(huán)境變化和人為改造，湖泊的形狀在時空上一直發(fā)生在著變化，因此，從現(xiàn)有的光學遙感圖像中自動提取水域輪廓線，是目前更新區(qū)域地圖與地形數(shù)據(jù)的重要舉措。同時，檢測并計算水域面積的技術(shù)，可以為做水域未來面積預測提供必須的條件，人們通過面積預測可以預知洪澇災害從而避免損失且可以更好地進行水資源保護。故提取水域的輪廓并測算面積對人類發(fā)展與開辟新領(lǐng)域都有著極大的影響。

從遙感圖像上自動地提取地物要素一直是攝影測量與遙感領(lǐng)域的重要研究方向之一。作為一類重要的地物要素，水體的識別和提取，依然是通過作業(yè)人員目視判讀、人工采集。雖然通過目視判讀來識別影像中的水體能夠滿足一定的精度要求，但是在眾多外界因素的影響下，極易造成錯誤判斷，對最終結(jié)果產(chǎn)生惡性影響，耗時耗力，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。

綜合以上需求以及現(xiàn)有條件的不足，目前迫切的需要結(jié)合高科技信息化的手段，提出一種全自動不需人工干預的一種水域輪廓提取及面積檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種具有普適性的研究方法，能夠大幅度減少水域輪廓提取中人工的部分，使水域輪廓提取更便捷與客觀的水域輪廓提取及面積檢測方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種水域輪廓提取及面積檢測方法，包括如下步驟：

(1)確定設(shè)定區(qū)域不同時間段衛(wèi)星遙感圖像；

(2)對圖像進行銳化處理；

(3)批量進行興趣區(qū)裁剪，并標定水域中心點；

(4)選取衛(wèi)星影像進行處理，根據(jù)水體特征可計算得到得到每個像素點的 NDWI值，根據(jù)NDWI值可計算獲得水體判別閾；

(5)通過將NDWI值與水體判別閾值進行比對，判定其水陸分類；

(6)若本次識別無陸地，則本次識別所有區(qū)域相連環(huán)形區(qū)，判別環(huán)形區(qū)以內(nèi)均為水域；以原有半徑為準，增長一個半徑單位，若遇重合岸線則停止，非重合岸線部分繼續(xù)擴展；

(7)若某次所有增長區(qū)內(nèi)均無水域出現(xiàn)，則判定檢測完畢，此時將其增長區(qū)區(qū)域內(nèi)輪廓相接得到水域輪廓；

(8)根據(jù)之間獲得的增長區(qū)區(qū)域個數(shù)，結(jié)合增長區(qū)設(shè)定面積，測定圖像中水域的總面積。

進一步的，所述步驟(1)中所述衛(wèi)星遙感圖像為由Landsat系列衛(wèi)星采集的光學影像。

進一步的，所述步驟(4)中NDWI值的表達式為：

NDWI＝(K(G)-K(R))/(K(G)+K(R))