[發明專利]一種多云光學影像數據洪澇水體信息快速提取方法及系統

在審

• 申請號: 201910659404.4
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110378290A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李琳;李小濤;路京選;曲偉;雷添杰
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01W1/00;G01N21/17
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 張瑜

本發明提供一種多云光學影像數據洪澇水體信息快速提取方法及系統，其中方法包括獲取多云光學影像數據，還包括以下步驟：對所述光學影像數據進行云區提取；計算影像NDVI；消除非水體區域對提取效果的影像。本發明提出的一種多云光學影像數據洪澇水體信息快速提取方法及系統，建立基于光譜特征的云提取模型和根據位置關系建立的云陰影識別模型，在此基礎上實現洪澇淹沒范圍快速的快速準確提取。

技術領域

本發明涉及水力學模擬的技術領域，特別是一種多云光學影像數據洪澇水體信息快速提取方法及系統。

背景技術

洪澇災害發生時，及時獲取淹沒范圍，對于了解災情及組織安排救災至關重要。洪澇災害監測中，一般氣象條件較差，監測影像或多或少存在云、云陰影的影響，直接采用水體提取模型提取淹沒區信息誤差較大。云陰影提取一般根據云與陰影之間的幾何關系進行剔除。

在2010年的《人民長江》雜志上刊登了馮晉濤和周新志的文章《薄云覆蓋下山區河道水體遙感影像提取方法研究》，該文首先采用基于小波變換改進的同太濾波削弱云霧，然后對歸一化植被指數法(RVI)進行改進，得到薄云覆蓋下山區水體指數(CMWI)，消除了薄云的干擾，實現了山區溝壑的模糊處理，突出了水體。圖像增強后，河道水體清晰可變，適用于山區河道遙感監測工作。該方法的缺點是對薄云覆蓋下的水體提取具有較好效果，但對具有厚云區及厚云陰影區影響的圖像的水體提取效果不佳。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提出的一種多云光學影像數據洪澇水體信息快速提取方法及系統，建立基于光譜特征的云提取模型和根據位置關系建立的云陰影識別模型，在此基礎上實現洪澇淹沒范圍快速的快速準確提取。

本發明的第一目的是提供一種多云光學影像數據洪澇水體信息快速提取方法，包括獲取多云光學影像數據，還包括以下步驟：

步驟1：對所述光學影像數據進行云區提取；

步驟2：計算影像NDVI；

步驟3：消除非水體區域對提取效果的影像。

優選的是，所述云區包括云覆蓋區和/或云陰影區。

在上述任一方案中優選的是，所述云覆蓋區為滿足L_B1、L_B2、L_B3、和L_B4同時大于閾值T條件的區域，其中，L_B1、L_B2、L_B3和L_B4分別為B1波段、B2波段、B3波段和B4波段的亮度值，B1為多光譜影像蘭波段、B2為多光譜影像綠波段、B3為多光譜影像紅波段、B4為多光譜影像近紅外波段。

在上述任一方案中優選的是，計算所述云覆蓋區在經度和緯度上的方向偏移量，獲得云陰影區。

在上述任一方案中優選的是，所述經度方向偏移量ΔX的計算公式為：

其中，h為云層高度，θ為影像成像時的太陽高度角，為影像成像時的太陽方位角。

在上述任一方案中優選的是，所述緯度方向偏移量的計算公式為：

其中，h為云層高度，θ為影像成像時的太陽高度角，為影像成像時的太陽方位角。

在上述任一方案中優選的是，所述影像NDVI的計算公式為：

NDVI＝(B4-B3)/(B4+B3)

其中，B3為多光譜影像紅波段，B4為多光譜影像近紅外波段。

在上述任一方案中優選的是，所述步驟2還包括將云區與云陰影區作為掩膜，當所述影像小于閾值N時該區域為水體區，其中N為常數。