[發明專利]一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法

在審

• 申請號: 202010919183.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111931696A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 曹引;趙紅莉;王占玲;冶運濤;蔣云鐘
• 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;G06K9/34
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

1.一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、繪制或生成湖庫緩沖區；

S2、繪制湖庫水體遙感提取空間約束矢量；

S3、利用湖庫緩沖區裁剪預處理后的遙感影像；

S4、利用面向對象法對裁剪后的影像進行多尺度分割；

S5、計算水體遙感提取指數，利用雙峰閾值法自動確定水體提取閾值進行水體自動提取；

S6、利用空間約束矢量和水體提取矢量進行運算，剔除無效水體，得到湖庫水體遙感提取結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、繪制或生成湖庫緩沖區；

基于經過幾何精校正的衛星影像，根據待提取湖庫空間幾何特征繪制湖庫緩沖區，轉換為矢量；如果存在湖庫大致矢量范圍，直接生成緩沖區，緩沖區總面積為湖庫面積的2-3倍；

S2、繪制湖庫水體遙感提取空間約束矢量；

基于經過幾何精校正的衛星影像，根據待提取湖庫空間幾何特征繪制湖庫水體遙感提取空間約束矢量；

S3、利用湖庫緩沖區裁剪預處理后的遙感影像；

利用湖庫緩沖區矢量對經過幾何精校正和大氣校正的遙感影像進行自動裁剪，獲取覆蓋湖庫緩沖區的遙感影像，記為ILR；

S4、利用面向對象法對裁剪后的影像進行多尺度分割；

利用面向對象方法對ILR影像進行多尺度分割，首先將單個像元作為對象，基于該像元和鄰近像元的光譜、紋理和幾何特征對圖像進行合并和分割，最后得到具有相似光譜、紋理和幾何特征的多邊形對象；

S5、計算水體遙感提取指數，利用雙峰閾值法自動確定水體提取閾值進行水體自動提取；

計算水體遙感提取指數，統計得到ILR影像水體遙感指數的直方圖分布，由于水體和陸地的水體遙感提取指數在量級上存在顯著差異，直方圖會呈雙峰特征，自動識別兩峰之間的最小值所對應的水體遙感提取指數作為水體提取閾值，利用閾值分割法提取得到湖庫水體矢量范圍，實現湖庫水體的自動提取；

S6、利用空間約束矢量和水體提取矢量進行運算，剔除無效水體，得到湖庫水體遙感提取結果；

經過步驟S5提取的湖庫水體矢量可能包含湖庫水體和陸地緩沖區水體多個水體矢量，利用步驟S2獲取的空間約束矢量和步驟S5提取的湖庫水體矢量進行交運算，如果兩者沒有交集，則將該水體矢量剔除，最后將保留的水體矢量作為湖庫水體遙感提取的最終矢量。

3.根據權利要求2所述的一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，其特征在于，步驟S2中，繪制湖庫水體遙感提取空間約束矢量，繪制原則包括：(1)對于水域完全連通的湖庫，繪制一個約束矢量即可，矢量范圍盡量不超過已知的湖庫最小水域；(2)對于存在不同連通區域的湖庫，每個連通區域繪制一個約束矢量，矢量范圍盡量不超過該連通區域最小水域面積；最小水域面積通過時序衛星影像確定。

4.根據權利要求2所述的一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，其特征在于，步驟S5中，計算水體遙感提取指數，采用的方法包括歸一化差異水體指數、歸一化差異植被指數。