[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

本發明提供一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，包括：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?。籗6、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。本發明采用面向對象和雙峰閾值法實現湖庫水體面積自動提取，通過湖庫水體遙感提取空間約束矢量自動剔除無效水體，實現湖庫水體面積時空變化高精度自動提取，提高湖庫水體面積遙感提取的自動化程度和提取精度。

技術領域

本發明涉及遙感技術領域，尤其涉及一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法。

背景技術

水資源是大自然賦予人類的寶貴財富，是人類賴以生存和發展不可缺少的重要資源。湖庫作為地球水資源的重要載體，其面積是評價地表水資源量的重要指標，準確地獲取湖庫水體面積的動態變化對地表水資源調查評價、水利設施規劃、洪澇旱災監測以及災害評估等領域具有重要意義，可為水資源的合理利用和保護提供決策支持。

水體面積依靠傳統人工測量手段難以獲取，遙感作為一種區域化監測手段，能夠快速獲取湖庫水體面積的時空分布特征，已經成為湖庫水體面積監測的主要手段。水體面積遙感提取方法主要包括基于像元的水體面積遙感提取方法和面向對象的水體面積遙感提取方法。面向像元的水體遙感提取結果以像元作為提取的最小尺度，提取結果容易產生“椒鹽效應”，而面向對象方法將光譜、紋理或幾何特征相似的水域作為“對象”進行水體提取，可以充分利用影像的光譜特征、紋理特征和幾何特征，在基于中高分辨率遙感影像的水體提取中具有優勢，近年來在水體遙感提取研究中得到越來越多的關注。

基于單景遙感影像采用基于像元和面向對象的水體遙感提取方法，通過人工設置水體提取閾值往往均能夠取得滿意的提取精度，但在湖庫水體面積時序遙感監測中水體提取閾值往往難以保持一致。為實現水體的自動提取，基于水陸光譜特征差異的雙峰閾值法在水體面積自動提取中得到應用。為了能夠獲取水陸邊界光譜的雙峰特征，提高雙峰閾值法提取精度，需要基于提取對象湖庫設置緩沖區，實際應用中緩沖區內往往不可避免的出現很多零碎水體，導致水體面積提取結果大于湖庫實際水體面積，此外陸地上部分地物光譜特征可能和水體類似，導致提取錯誤，降低湖庫水體面積遙感提取精度。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，基于面向對象和雙峰閾值水體提取方法自動提取湖庫緩沖區水體面積，通過設置湖庫水體遙感提取空間約束矢量剔除無效提取結果，提高湖庫水體面積提取精度。

具體的技術方案為：

一種基于空間約束的湖庫水體面積遙感自動提取方法，步驟包括：

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??；

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。

具體的各步驟為：

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，可以直接生成緩沖區，緩沖區總面積為湖庫面積的2-3倍；

優選為，通過Arcgis轉換為矢量；