[發明專利]一種結合光譜特征和匯流累積量的流域水體提取方法

有效

• 申請號: 202010554443.0
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111797720B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 費俊源;劉金濤;吳鵬飛;劉楊洋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06V10/40
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

1.一種結合光譜特征和匯流累積量的流域水體提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、獲取哨兵2號多光譜影像的第3波段、第8波段、第11波段和第12波段，對上述波段進行預處理并生成自動水體提取指數圖AWEI_nsh；其中，第3波段為綠色波段，第8波段是近紅外波段，第11波段是短波紅外1波段，第12波段是短波紅外2波段；

步驟2、對AWEI_nsh分析并提取流域的水體分布，輸出流域的水體分布中心線圖W_Origin；

步驟3、利用DEM數據計算流域內各個柵格的坡度及匯流累積量并建立匯流累積量A與平均坡度的相關關系曲線；

步驟4、以相關關系曲線第一個轉折點處的匯流累積量作為形成水體的最低限度進行水體分布中心線圖W_Origin的校正，輸出最終的水體分布中心線圖W_Revised。

2.根據權利要求1所述的一種結合光譜特征和匯流累積量的流域水體提取方法，其特征在于，所述步驟1中進行預處理的過程，具體如下：

使用雙線性插值法將短波紅外1波段和短波紅外2波段重采樣至與綠色波段和近紅外波段相同的空間分辨率。

3.根據權利要求1所述的一種結合光譜特征和匯流累積量的流域水體提取方法，其特征在于，所述步驟2中對AWEI_nsh分析并提取流域的水體分布，輸出流域的水體分布中心線圖W_Origin，具體如下：

將AWEI_nsh輸入至基于Python的RivaMap工具包進行分析并提取流域的水體分布，輸出流域的水體分布中心線圖W_Origin。

4.根據權利要求1所述的一種結合光譜特征和匯流累積量的流域水體提取方法，其特征在于，所述步驟3利用DEM數據計算流域內各個柵格的坡度及匯流累積量并建立匯流累積量A與平均坡度的相關關系曲線，具體如下：

步驟3.1、計算流域各個柵格單元的坡度S和匯流累積量A；

A＝{A¹，A²，...，A^N}

式中N為匯流累積量不同的柵格單元總個數，A^j為第j個匯流累積量，j＝1，2...N；

步驟3.2、將各個柵格單元的匯流累積量按數值的從小到大進行順序，求匯流累積量相同單元的平均坡度

式中i為某一匯流累積量對應的n個柵格單元中的柵格編號，S_i為該匯流累積量下的第i個柵格單元對應的坡度，j為對應N個匯流累積量的編號，為對應第j個匯流累積量的平均坡度；

步驟3.3、采用雙對數坐標繪制匯流累積量A-平均坡度相關關系曲線。

5.根據權利要求1所述的一種結合光譜特征和匯流累積量的流域水體提取方法，其特征在于，所述步驟4具體如下：

步驟4.1、觀察匯流累積量-平均坡度相關關系曲線，以相關關系曲線的第一個轉折點處的匯流累積量作為形成水體的最小匯流累積量A_Critical；

步驟4.2、以A_Critical作為匯流累積量的閾值，生成臨界水體圖W_Critical，其中W_Critical表示為

步驟4.3、利用雙線性插值將W_Critical重采樣至與W_Origin相同的空間分辨率；

步驟4.4、輸出最終水體分布中心線圖W_Revised，計算方法如下

W_Revised＝W_Origin×W_Critical。