[發明專利]基于哨兵遙感數據的水體提取方法及裝置、設備

有效

• 申請號: 201911295740.1
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111160349B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 姜浩;許劍輝;李丹;陳水森
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院廣州地理研究所;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）
• 主分類號: G06V10/26
• 分類號: G06V10/26;G06V20/13
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 潘桂生

本申請實施例涉及一種基于哨兵遙感數據的水體提取方法及裝置、設備。本申請實施例的基于哨兵遙感數據的水體提取方法包括：獲取哨兵2號光學遙感數據，將20米分辨率的短紅外波段遙感數據降尺度為10米分辨率；獲取改進的歸一化差異水體指數MNDWI；根據預先訓練的閾值，采用主動輪廓法對水體進行分割，獲得第一水體像素；根據重采樣后的數字地形高程模型從第一水體像素中排除山體陰影；根據重采樣后的哨兵1號光學遙感數據從第一水體像素中進一步排除山體陰影；去除像素大小過低的水體，得到水體提取結果。本申請實施例的基于哨兵遙感數據的水體提取方法可以更為準確的從遙感圖像中提取水體，且提取效果穩定。

技術領域

本申請實施例涉及遙感測量技術領域，特別是涉及一種基于哨兵遙感數據的水體提取方法及裝置。

背景技術

水體是遙感圖像中一種主要地物。水體具有吸收電磁波的特點，因而在各個波段反射率較低，在遙感圖像中，呈現深色狀態。然而由于各個波段的反射率存在差異，同時會受到葉綠素、泥沙、冰雪的含量，以及水深、同周圍地物混合像素的影響，造成識別的困難。

由于哨兵光學(sentinel-2)遙感數據中，短波紅外波段SWIR的分辨率為20米，低于其他光學波段(10米)，因此，傳統基于該數據的水體提取方法大多依賴于水體指數NDWI，因而識別效果不高。同時，由于采用了閾值法，提取效果不夠穩定。另外，由于山體同樣具有低反射率，在光學遙感數據中極易與水體混淆。

發明內容

本申請實施例提供了一種基于哨兵遙感數據的水體提取方法及裝置、電子設備，可以更為準確的從遙感圖像中提取水體，且提取效果穩定。

第一方面，本申請實施例提供了一種基于哨兵遙感數據的水體提取方法，包括步驟：

獲取哨兵2號光學遙感數據，將20米分辨率的短紅外波段遙感數據降尺度為10米分辨率；

根據所述哨兵2號光學遙感數據中的綠色波段數據和降尺度后的短紅外波段遙感數據，獲取改進的歸一化差異水體指數MNDWI；

根據預先訓練的閾值，采用主動輪廓法對水體進行分割，獲得第一水體像素；

將數字地形高程模型重采樣為10米分辨率，并根據重采樣后的數字地形高程模型從第一水體像素中排除山體陰影；

獲取哨兵1號光學遙感數據，將哨兵1號光學遙感數據重采樣為10米分辨率，并根據重采樣后的哨兵1號光學遙感數據從第一水體像素中進一步排除山體陰影；

去除第一水體像素中像素大小過低的水體，得到水體提取結果。

可選的，根據預先訓練的閾值，采用主動輪廓法對水體進行分割，獲得第一水體像素前，還包括：

利用高斯濾波對改進的歸一化差異水體指數MNDWI進行去噪，

具體包括：采用Sobel算子，計算改進的歸一化差異水體指數MNDWI圖像的梯度；

其中，ρ_green代表綠光波段，ρ_swir代表短波紅外波段，Gx，Gy代表橫向和縱向的梯度，然后利用下列公式計算梯度的強度和方向，

其中，G為梯度強度(公式5)，θ為梯度方向。

可選的，還包括訓練閾值的步驟，具體包括：

采用高斯濾波后的歸一化差異水體指數MNDWI，參考實測值、先驗知識訓練閾值T_true和T_false，