[發明專利]一種基于遙感影像光譜特征的一年生海冰分布信息提取方法

在審

• 申請號: 201811364317.8
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109211798A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 蘇華;季博文;張明慧
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種基于遙感影像光譜特征的一年生海冰分布信息提取方法，以Sentinel?3 OLCI（海陸色度儀）影像數據為數據源，構建了一個以OLCI第20波段和第21波段大氣頂層反射率（分別為b20和b21）為參數的新的海冰指數遙感模型，可直接用于渤海海冰分布信息的提取。本發明方法的海冰信息提取效果好，無需進行云層與陸地的腌膜，實現了海冰信息快速、便捷、準確地提取，為冬季渤海海冰遙感監測提供新的技術方法。

技術領域

本發明涉及遙感領域，特別是一種基于遙感影像光譜特征的一年生海冰分布信息提取方法。

背景技術

渤海是北半球最南端的冬季結冰海域，每年冬季都會出現不同程度的海冰現象。環渤海地區是中國重要的經濟發展區域，經常性的渤海冰災會對該區域經濟造成很大影響，對水產養殖、港口航運、海上平臺作業等構成嚴重威脅。渤海海冰的分布信息是反映冬季渤海冰情和區域氣候變化的重要參數，其對海冰冰緣地區的海上活動有重要影響。為適應海洋開發和海洋減災工作的需要，利用衛星遙感的宏觀觀測、實時動態、快速成像的優勢開展渤海海冰監測至關重要，可很好的彌補實地觀測稀疏、有限、成本高的不足。

作為新一代的光學遙感成像設備，Sentinel-3A衛星搭載的OLCI傳感器能夠進行長時間、持續、高頻率的近岸水環境監測。OLCI以全分辨率模式運行，有小于3d的時間分辨率，空間分辨率為300m，掃描帶寬為1270km，在可見光至近紅外的400～1020nm波長范圍有21個波段，具有較高的波譜分辨率。渤海水環境復雜，水體泥沙含量高，如何利用OLCI多光譜遙感數據，從繁多的地物類型中，消除其他地物類型(尤其渾濁水體)的干擾，準確地提取出海冰分布信息，更好地描述海冰分布的時空變化，可為冬季渤海海冰的遙感監測提供有力的技術支持。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種基于遙感影像光譜特征的一年生海冰分布信息提取方法，能夠實現渤海海冰的快速準確提取。

本發明采用以下方案實現：一種基于遙感影像光譜特征的一年生海冰分布信息提取方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：獲取OLCI(海陸色度儀)在結冰海區的遙感影像數據，并對影像數據進行預處理；選取影像中位于近紅外波段的兩個通道，其中心波長分別為940±10nm、1020±20nm；

步驟S2：根據新的海冰指數遙感模型對步驟S1獲得的影像數據進行波段運算，得到海冰指數圖像；

步驟S3：使用閾值分割的方法，根據判別式提取海冰像元，獲得海冰范圍分布圖；其中，所述判別式為：

NDSII_OLCI＞R₀；

式中，R₀為分割閾值。

進一步地，步驟S1中，所述OLCI來自Sentinel-3衛星，所述遙感影像為OLCI的第20和第21波段的影像數據。

進一步地，步驟S1中，所述預處理包括：對影像數據進行輻亮度到反射率轉換，將大氣頂層輻亮度數據轉化為大氣頂層反射率數據；重投影；目標區域的裁剪。

進一步地，步驟S2中，所述海冰指數的計算采用下式：

NDSII_OLCI＝(b20-b21)/(b20+b21)；

式中，NDSII_OLCI為基于OLCI的新的海冰指數；b20、b21分別代表OLCI傳感器第20波段和第21波段的大氣頂層反射率。

進一步地，步驟S3中，所述分割閾值R₀的值為0。

與現有技術相比，本發明有以下有益效果：本發明方法的海冰信息提取效果好，無需進行云層與陸地的腌膜，實現了海冰信息快速、便捷、準確地提取，為冬季渤海海冰遙感監測提供新的技術方法。