[發(fā)明專利]一種基于高分遙感的河流補(bǔ)水效果智能化監(jiān)測(cè)評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010545567.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111695530A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江威;龐治國(guó);何國(guó)金;楊昆;龍騰飛;付俊娥;曲偉;呂娟;路京選;李小濤;李琳;鞠洪潤(rùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T5/40;G06T5/50
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種基于高分遙感的河流補(bǔ)水效果智能化監(jiān)測(cè)評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、針對(duì)需要監(jiān)測(cè)的河流補(bǔ)水范圍，采集補(bǔ)水前后和補(bǔ)水過(guò)程中的多源高分遙感數(shù)據(jù)；

S2、對(duì)多源高分遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空一致性預(yù)處理，得到河流區(qū)域高分遙感影像；

S3、根據(jù)河流區(qū)域高分遙感影像對(duì)河流補(bǔ)水進(jìn)行智能化監(jiān)測(cè)，并形成多時(shí)相河流水面范圍數(shù)據(jù)集；

S4、根據(jù)多時(shí)相河流水面范圍數(shù)據(jù)集對(duì)河流補(bǔ)水效果進(jìn)行評(píng)估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河流補(bǔ)水效果智能化監(jiān)測(cè)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S1中多源高分遙感數(shù)據(jù)的選取標(biāo)準(zhǔn)為：

(1)選擇無(wú)云或少云覆蓋影像，且河流范圍無(wú)云覆蓋；

(2)影像沒(méi)有缺失、噪聲和異常像元；

(3)影像無(wú)明顯氣溶膠覆蓋；

(4)影像中無(wú)冰雪覆蓋；

(5)影像成像日期前后無(wú)降雨。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河流補(bǔ)水效果智能化監(jiān)測(cè)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下分步驟：

S21、采集多源高分遙感數(shù)據(jù)中影像覆蓋區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)和Landsat 8數(shù)據(jù)；

S22、將Landsat 8數(shù)據(jù)作為參考影像，采集高精度控制點(diǎn)；

S23、結(jié)合影像覆蓋區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)和采集的高精度控制點(diǎn)，對(duì)影像的有理函數(shù)模型系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并利用有理函數(shù)模型對(duì)高分遙感數(shù)據(jù)中的全色圖像和多光譜圖像進(jìn)行幾何校正；

S24、采用Pansharp融合方法對(duì)幾何校正后的全色圖像和多光譜圖像進(jìn)行融合，得到高空間分辨率的多光譜影像；

S25、采用影像直方圖匹配方法對(duì)高空間分辨率的多光譜影像進(jìn)行色調(diào)調(diào)整，根據(jù)影像特征點(diǎn)構(gòu)建拼接線，實(shí)現(xiàn)區(qū)域影像鑲嵌；

S26、根據(jù)河流中線矢量和河流寬度構(gòu)建緩沖區(qū)，結(jié)合鑲嵌影像和緩沖區(qū)范圍裁剪影像中的河流范圍，得到河流區(qū)域高分遙感影像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的河流補(bǔ)水效果智能化監(jiān)測(cè)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S23中的有理函數(shù)模型的表達(dá)式為：

其中，(L_n,S_n)表示影像中像素行列坐標(biāo)(L,S)經(jīng)平移和縮放后的正則化坐標(biāo)，(X_n,Y_n,Z_n)表示影像中地面坐標(biāo)(X,Y,Z)經(jīng)平移和縮放后的正則化坐標(biāo)，P_l(·)表示行像素有理函數(shù)的分子多項(xiàng)式，Q_l(·)表示行像素有理函數(shù)的分母多項(xiàng)式，P_s(·)表示列像素有理函數(shù)的分子多項(xiàng)式，Q_s(·)表示列像素有理函數(shù)的分母多項(xiàng)式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河流補(bǔ)水效果智能化監(jiān)測(cè)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下分步驟：

S31、根據(jù)河流區(qū)域高分遙感影像，采用人工興趣區(qū)方法在像素層上分別標(biāo)記水體和非水體高精度訓(xùn)練樣本；

S32、將水體和非水體高精度訓(xùn)練樣本輸入到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練，從而提取得到河流補(bǔ)水的水面范圍；

S33、對(duì)河流補(bǔ)水的水面范圍進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并形成多時(shí)相河流水面范圍數(shù)據(jù)集。