[發(fā)明專利]一種基于SAR圖像的洪水淹沒程度快速評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010142307.0
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111929680B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃敏敏;金雙根
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/95
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種基于SAR圖像的洪水淹沒程度快速評價方法，包括以下步驟：（1）分析確定研究區(qū)內(nèi)的地物基本類型；（2）災(zāi)前地物光學(xué)分類；（3）處理災(zāi)前圖像組和災(zāi)中圖像組；（4）對災(zāi)前圖像組和災(zāi)中圖像組進行監(jiān)督分類；（5）統(tǒng)計各類地物的平均反射率并升序排列；（6）確定各類地物不同淹沒程度的反射特征變化規(guī)律；（7）對地物依次進行編號；（8）對災(zāi)前和災(zāi)中的地物分類進行變化檢測；（9）確定淹沒范圍和等級。本發(fā)明將由淹沒導(dǎo)致的地物反射特征變化檢測轉(zhuǎn)變?yōu)橛傻匚锓瓷涮卣鞲淖儗?dǎo)致的地物分類變化檢測，避免了提取淹沒區(qū)的復(fù)雜閾值確定過程；建立基于地物反射特征分類變化的淹沒提取模型；提供洪水淹沒程度快速評價方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及洪水淹沒程度快速評價方法，尤其涉及一種基于SAR圖像的洪水淹沒程度快速評價方法。

背景技術(shù)

SAR(Synthetic Aperture Radar)，即合成孔徑雷達，是一種主動式的對地觀測系統(tǒng)，可安裝在飛機、衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行平臺上，全天時、全天候?qū)Φ貙嵤┯^測、并具有一定的地表穿透能力。SAR是分辨率較高的相干成像雷達系統(tǒng)，它是通過天線給物體發(fā)射能量，同時也通過SAR接收能量，全部的能量都通過電子設(shè)備記錄下來，最后形成圖像。

近年來暴雨災(zāi)害頻發(fā)，在城區(qū)形成城市內(nèi)澇，在郊區(qū)或農(nóng)村形成洪水，都造成了巨大的經(jīng)濟損失以及嚴(yán)重威脅到了災(zāi)區(qū)人民的生命安全。基于水文模型的災(zāi)害模擬和基于遙感手段的災(zāi)害提取是對洪澇災(zāi)害評估的兩種主要手段。基于水文模型的災(zāi)害模擬往往需要大量高精度的輔助數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)獲取困難且往往屬于保密數(shù)據(jù)，適用于小范圍精細化災(zāi)害預(yù)測，對于大范圍災(zāi)害的快速反應(yīng)存在不足。基于遙感手段的災(zāi)害提取，可以通過遙感圖像實現(xiàn)災(zāi)害的大范圍提取，但是洪澇災(zāi)害時，天氣通常為云雨天氣，這導(dǎo)致洪澇災(zāi)害時光學(xué)遙感圖像質(zhì)量較差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種將由災(zāi)害導(dǎo)致的地物反射特征的變化檢測轉(zhuǎn)化為地物反射特征改變導(dǎo)致的分類變化檢測的基于SAR圖像的洪水淹沒程度快速評價方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種基于SAR圖像的洪水淹沒程度快速評價方法，包括以下步驟：(1)分析確定研究區(qū)內(nèi)的地物基本類型；(2)災(zāi)前地物光學(xué)分類；(3)處理災(zāi)前圖像組和災(zāi)中圖像組；(4)對災(zāi)前圖像組和災(zāi)中圖像組進行監(jiān)督分類；(5)統(tǒng)計各類地物的平均反射率并升序排列；(6)確定各類地物不同淹沒程度的反射特征變化規(guī)律；(7)對地物依次進行編號；(8)對災(zāi)前和災(zāi)中的地物分類進行變化檢測；(9)確定淹沒范圍和等級。

所述步驟(2)選取最靠近災(zāi)害事件的高質(zhì)量災(zāi)前光學(xué)影像，以監(jiān)督分類的方法獲取災(zāi)前地物光學(xué)分類。

所述步驟(3)分別對災(zāi)前和災(zāi)中的雷達圖像進行基本處理，并將處理后的雷達圖像分別與災(zāi)前地物光學(xué)分類結(jié)果構(gòu)成兩個圖層組。

所述步驟(4)對所述步驟(3)的兩個圖層組采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)進行監(jiān)督分類，對于災(zāi)前和災(zāi)中的樣本選擇均以地物未被淹沒時的狀態(tài)為準(zhǔn)，得到基于反射特征修正后的災(zāi)前和災(zāi)中的地物分類結(jié)果。

所述步驟(5)根據(jù)地物反射特征大小，把各類地物當(dāng)成不同的淹沒狀態(tài)，并作為淹沒分析的先驗知識一。

所述步驟(6)得到的反射特征變化規(guī)律，作為先驗知識二。

所述步驟(7)根據(jù)地物反射率升序，對地物依次以2ⁿ(n為從0開始的自然數(shù))進行編號，并將災(zāi)前和災(zāi)中的地物分類以編號表示。

所述步驟(8)采用象元檢測的方法對災(zāi)前和災(zāi)中的地物分類進行變化檢測。

所述步驟(9)根據(jù)地物分類變化的程度以及所述步驟(5)和步驟(6)中的先驗知識，確定淹沒范圍和等級。